专利名称：多转子旁通涡扇发动机的制作方法
技术领域：
本发明总的涉及燃气轮机，尤其涉及一种多转子旁通涡扇发动机，它能够用作喷气式飞机的辅助发动机或主发动机。
背景技术：
一架现代化的喷气式飞机需要有电力来驱动许多辅助设备，以支持飞机在地面时的操作，尤其是当该飞机停在停机坪上时。通常情况下，这些辅助设备的功率是由地面的支持设备或由飞机上的辅助发动机(APU)所提供的，以避免由于飞机主发动机运转而导致燃料过多消耗、噪声以及扰流等问题。虽然机载辅助发动机具有最大的灵活性，但是它对于飞机的净载重及有效装载容积具有负面影响。而地面的支持设备又经常是无法具备的。
因此，至今为止对喷气式发动机进行了改进以解决这个问题。例如，在美国专利No.5,487,717中公开的，并转让本发明的受让人的双转子旁通涡扇发动机，包括在前端具有一个风扇，以及在后端有一个低压涡轮的的低压转子。一个具有高压涡轮的同轴高压转子，它具有一个在流体流动方面与低压转子的风扇后面相通的高压压气机，以及具有一个在流体流动方面与位于燃烧器后面以及在低压转子的低压涡轮的前方相通的高压涡轮。燃气从该低压涡轮上游的一个点旁泄进发动机的旁通通道，因此而降低了风扇的转速。
但是当把这个原理应用于三转子喷气式发动机时，问题就变得比较复杂了。一个旁通涡扇的空气动力要素分成三转子使得各个转子的速度以一种有利于偏离设计工作点的方式自行调节。在把总的压缩比设计得相当高以实现可能的最好燃料经济性以及在用于推进目的而实现最好的推力/重量比时，这一点尤其是正确的。具体说，该风扇通常在排列方向上位于一个环形旁通通道的前方，该通道围绕着高、中、低压转子。该风扇被低压转子的旋转所驱动。分析表明当推力的需求减少时，低压转子的速度降低的程度比高压转子的更大。低压压气机较低的转速使得它能在较低的流量下运转而不会导致压气机失速。但是，在全部辅助设备的负荷条件下的最佳性能要求精细校准该高压燃气的级间旁泄。
在该三转子结构中，中压压气机通常被支撑在风扇下游和高压压气机前方的中间转子上。这个中间转子被一个中压涡轮所驱动，这个中压涡轮位于高压涡轮和低压涡轮之间。发动机的辅助设备，例如发电机，是被高压转子所驱动的。这样，在地面运转要产生辅助功率时尽量提高高压转子的转速而同时尽量降低低压转子的转速是很重要的。
发明概述本发明使得一个三转子旁通涡扇发动机能够以一个可编程的精细校准的良好模式运转，这样，当飞机在停机坪上时，发动机只需发出供飞机当时对电能、液压能和压缩空气需求所需要的功率，这就减少了飞机的燃料消耗和对人员的干扰。本发明的这个原理涉及到利用布置在高压涡轮下游和在中压涡轮上游的机械分流装置来实现热气从高压涡轮后部有效而精确、可控地旁泄。使用了提升阀来控制分流器并因此而使旁泄的气体进入旁通通道而不进一步去做功。从流经中压和低压涡轮的流量中除去相当大部分工作流体极大地降低了它们分别推动中压压气机和低压风扇的能力，并因此而降低了进入高压压气机的空气的温度和压力。降低了进入高压压气机的压力就减少了流经那里并进入发动机燃烧室的质量流量，这也就减少了所要求的燃料流量，而仍然使得高压级能够以足以驱动发动机的发电机、泵等辅助设备的转速运转。另外，由于入口处较低压力而造成的高压压气机入口温度的降低也使得高压压气机的出口温度得以降低，而这又在从高压压气机出来的空气能够被作为旁泄空气而利用以前，就减少或消除了对它进行冷却的必要。
更具体地说，按照本发明，一组连接分流器的沿圆周间隔的提升阀布置在高压涡轮的下游以使燃气旁泄。使用多个高效、单独控制的提升阀使得能够对燃气旁泄的数量进行计算机控制。因此，按照编好程序的顺序开启这些阀，可以以分散、精确的增量而改变旁泄量。经过控制的旁泄使得低压涡轮以某个转速运转，这个转速足以提供一定数量的空气给发动机的高压部分，这个数量的空气仅供产生飞机上的电力、液压或空气设备所需要的功率。
需要注意的是当发动机处于惰转工况时，排去从高压涡轮的后部邻近处进入发动机的旁通通道的级间压力的概括的构思在转让给本发明的受让人的Williams专利No.3,363,415中公开了。此外，转让给本发明的受让人的Williams专利No.5,687,563也公开了使用数字化计算机控制的提升阀连接到杠杆型的机械分流器以把空气排离中压涡轮。但是，靠开启提升阀而强制进入流体流道的杠杆型的机械分流器具有对流出高压涡轮的流体产生不必要的限制的缺点。
本发明提供一组在高压和中压涡轮之间的燃气通道中沿圆周布置的提升阀装置。每套阀装置包括三个提升阀。每组阀装置的中间阀控制一个分流器，这个分流器是设计用来当这些阀处于开启位置时有效地使流体的流动从高压涡轮转向，而当这些阀处于关闭位置时，又能把流体流动的扰流减到最小。
本发明的另一种优选实施例提供一个涡轮旁泄系统，它使用连接到涡轮壳体的阀支撑壳体。这个阀支撑壳体有一个可以在该阀支撑壳体的顶部表面上滑动的滑阀。该滑阀在发动机处于惰转工况时可以工作并且将开启从燃气通道到燃气轮机风扇旁通通道的流体流道，即涡轮旁泄模式。当在关闭位置时，该滑阀将阻止任何从燃气通道通向旁通通道的流体流动，即此时发动机处于全负荷运转工况。
附图简述
图1是一个本发明特别适用的三转子涡扇燃气轮机的横断面正视图；图2是沿图1中的2-2线切开的视图，其中各个阀和分流器显示为开启位；图3是图2中沿箭头3的方向所取的横断面视图，其中各个阀和分流器显示为关闭位；图4是类似于图3的一个视图，其中提升阀和分流器显示为开启位；图5是本发明的优选实施例的一个同等大小的视图，显示围绕发动机的周边布置的一组阀装置。
图6是另一种优选实施例的一般原理视图，显示滑阀在关闭位。
图7是另一种优选实施例的透视图，显示涡轮壳体。
图8a-8d是按照另一种优选实施例的涡轮旁泄通道的透视图。
图9是按照另一种优选实施例的阀支撑壳体的透视图。
图10是按照优选实施例的滑阀剖面透视图。
图11是另一种优选实施例的透视图。
图12是另一种优选实施例的横断面图，其中滑阀在关闭位。
图13是另一种优选实施例的横断面图，其中滑阀在开启位。
图14是另一种涡轮旁泄系统的优选实施例的透视图。
优选实施例详述如图1，示意性地显示了一个三转子旁通涡扇发动机6，并包括一个圆柱形的罩壳8，它的最外部确定了环形旁通通道10的外壁。一个低压转子12可以绕发动机6的中心纵轴14旋转并包括一个轴16，该轴具有一个风扇18并且在轴的前端有一个低压压气机19，在轴的后端有一个低压涡轮20。
一个中压转子22绕低压级12的轴16同轴布置，还包括一个轴24，一个中间压气机26和一个中间涡轮28。一个高压转子装置30分别在低压转子和中压转子12和22的轴16和24上可以伸缩，并包括一个轴32，这个轴的前端有一个高压压气机34，它的后端有一个高压涡轮36。
一个环形燃烧器40分别位于低、中、高压转子12，22和30的附近，在高压压气机34和高压涡轮36之间。一个燃气通道42位于环形燃烧器40的后部并分别位于高、中、低压涡轮36，28和20的附近。
一个辅助驱动轴50与高压转子30的轴32相啮合。传统的辅助设备，例如起动机/发电机52是被辅助驱动轴50驱动的，其转速与高压转子30的转速直接有关。
风扇18所产生的气流的一部分流到低压压气机19，然后又分别到达中压和高压压气机26和34，而另一部分气流则流到旁通通道10。从高压压气机34出来的燃烧空气流到燃烧器40，燃料就被喷进那里并燃烧。燃气首先流经高压涡轮36，然后先后通过中压和低压涡轮28和20。
当发动机6在地面运转并处在情转工况时，靠把从高压涡轮36出来的热气分开而使得辅助功率达到最大而噪声和燃料消耗最小。一部分热气径向向外转向然后流经紧靠高压涡轮36后部的一个或几个提升阀58。这些提升阀58沿圆周布置，并且可以被计算机控制的空气驱动系统单独或共同开启。
如图2所示，每个提升阀58包括一个阀杆62和一个阀头64，它适合坐落在阀座66上。安装在一个阀筒72内可以滑动并可以在阀杆62上伸缩活动的一个活塞68在空气压力的作用下把阀58开启。一个排气管78从每个阀58的后部延伸进入旁通通道10内。
按照如图2所示的本发明的一个特点，三个提升阀80的一组线性装置绕燃气通道42成环形排列。每组阀80的中间阀控制一个流量分流器82。每个分流器82包括一个从分流器杆86悬挂的沿圆周被斜截的环84。这个分流器杆86从阀头64径向向内悬挂。该沿圆周斜截的环84确定了在高压涡轮36与中压涡轮28之间的热气通道内的一个流动开口88，并且当与它相关的提升阀58开启时，它伸进从高压涡轮36出来的热气流中。这个分流器82增加热气的旁泄，超过由热气流与旁通通道10内相对较低的压力之间的压力差所产生的旁泄量。
如图4所示，提升阀58和分流器82在传统的计算机(未显示)的控制下已经被一个作用到活塞68的空气压力移到开启位。当使活塞68移动的空气作用力消失时，被热气流作用以抵抗分流器82的这个力就把阀58移到关闭位，如图3所示。
在发动机6以最大推力位运转期间，这些提升阀58是关闭的，而分流器82是缩回的。分流器的这些圆周上截短的环84就成为通到中间涡轮28的燃气通道42的外壁的一部分。该提升阀58被作用在分流器82上的燃气压力保持在收缩位。当提升阀58开启时，它把分流器82推入到流动环腔内。这个动作在燃气通道42的外壁上留下一个孔，热气可以通过它分流。然后这热气流经开启的提升阀58到达发动机的旁通通道10。每个分流器82的进入到热气流动环腔中把热气导向与它相关的提升阀开口并部分地堵塞通向处于它的下游的中压涡轮28的热气通道。分流器82的横断面积使得从高压涡轮36出来的流体流动的中断是最少的。
在辅助发动机(APU)模式时流体分流的数量可以靠控制与每个分流器82相关的提升阀58的行程以及有选择地开启不控制分流器的提升阀58以控制每个分流器82的径向伸入来调整到最佳值。
如图6-14所示为涡轮旁泄原理的一个优选实施例。图6显示了涡轮旁通的另一个优选实施例构思，其燃气轮机位于封闭或非旁通位置。涡轮壳体90具有任何被人们已知的一种固定方式紧固在前端法兰表面上的阀支撑壳体92。阀支撑壳体92具有与阀支撑壳体92的外表面有滑动接触的滑阀96。这个阀支撑壳体92包括围绕着壳体92外周边缘的一组槽98。滑阀96可以沿阀支撑壳体92的外表面轴向移动。在阀支撑壳体92和涡轮壳体90的一个表面之间的是一组涡轮旁泄通道100和盖102。当发动机处于惰转工况，例如当飞机在起飞前在沥青路面上时，涡轮旁泄通道100和盖102用于引导燃气流入风扇旁通通道。这个阀支撑壳体92也在一个内缘处连接到涡轮护罩104。一组中压涡轮喷嘴106位于涡轮护罩104的下游并且在径向上位于涡轮壳体90的内表面内。滑阀96包括密封件(108，110)和一个挡热板112，当滑阀处于关闭位或非旁通位置时，它保护这个滑阀。当发动机处于全功率工况时密封件108、110帮助把通过风扇旁通通道114逃逸出来的涡轮废气密封起来。这个涡轮旁泄系统还包括一个旁通卸载通道116，它把风扇通道114连接到涡轮的燃气通道118。当发动机处于惰转工况时，滑阀96在轴向上移动到开启位置，从而在燃气通道118和风扇通道114之间经由旁通卸载通道116形成一个流动通道，旁通卸载通道116就允许流体流动。
如图7所示，另一个优选实施例包括一个涡轮壳体90。该涡轮壳体90具有一个整环部分120，它带有一个后连接法兰122，从120处延伸。这个连接法兰122包括一组孔124，它们用来连接发动机的其他部件或中间涡轮。箍环部分120包括若干突起物126，它们用于保养服务及安装在涡轮壳体90外部的部件。这个涡轮壳体90还包括一个中等跨度的法兰128，它是用于安装旁通卸载通道116，而这通道116把风扇旁通通道114连接到燃气轮机的燃气通道118上。这个中等跨度的法兰128从涡轮壳体90的外表面延伸并具有在那里成环形排列以连接旁通卸载通道116的一组孔130。这个涡轮壳体90具有一个前连接法兰132，它用于把涡轮壳体90与阀支撑壳体92连接起来。前连接法兰132被一组轴向支撑134连接到涡轮壳体90的体上，这个支撑134绕涡轮壳体90的直径而成环形排列。这支撑134的每一侧包括一个孔136并且穿过每个支撑134的中央部分有一个槽孔138。当滑阀96处于关闭位或发动机处于正常运转位时，这些孔136、138用于为密封件108、110的冷却空气/清扫空气确定流动路径。涡轮壳体90还包括多个绕涡轮壳体90的内周面均匀布置的安装吊钩140。这些安装吊钩140用于把第2级或中压涡轮喷嘴106以及把旁泄通道100固定到涡轮壳体90上。涡轮壳体90将具有用于涡轮上静止零部件的所有必要的结构支撑。并且它还将把任何涡轮负荷传递到燃气轮机的安装基座上。制在涡轮壳体90内的这组轴向支撑134用来支持涡轮的静止结构，而同时又部分地确定并提供涡轮旁泄的流动范围。
图8a-8d显示用在另一个优选旁泄系统的实施例中的旁泄通道100。这个旁泄通道100包括一个内前通道段144和外前通道段142以及一个内后通道段146和外后通道148。这些内和外前通道142、144段和内和外后通道段146、148利用一个搭接头分别在内外段之间互相连接。这些搭接头150将与阀支撑壳体92和涡轮壳体90等连接部件上的圆周形槽相啮合。这搭接头150把旁泄通道100相对于阀支撑壳体92和阀密封件96径向地安放。旁泄通道100还包括一左一右两个流线型挡板152和154以及一左一右两个加强肋板156和158。这些左右流线型挡板152和154及左右加强肋板156和158在外观上通常是弯曲的。加强肋板156和158为通道100提供了抗弯刚度，这样就保证了在发动机运转期间结构上的牢固性。
在涡轮旁泄系统内的旁泄期间，在优选实施例中是焊接金属板装置的涡轮通道段142、144、145、148将引导发动机气体通过涡轮壳体90，而同时又把相邻的涡轮静止结构防护起来。应该注意到，也可以采用全机械加工的或铸造的旁泄通道作为旁泄通道100的制造选择方案。左右挡板152，154和左右加强肋板156，158都接近流经高压涡轮的排气流道在圆周上成一个角度。旁泄通道100前后壁的内部是圆形的以减小在旁泄模式运转时的任何入口损失。还使用线型的加强肋板来引导旁通流动，使得它径向地流过涡轮壳体90并进入旁通卸载通道116。旁泄通道108的左右流线型挡板152、154还将防护每个涡轮轴向支撑134。在把旁泄通道100绕涡轮壳体90的轴向支撑134组装好以后，把一个盖160焊接到每个流线型挡板上，以把每个涡轮壳体的轴向支撑134封闭住。因此，组装好的旁泄通道100将在涡轮壳体的径向支撑134之间形成一系列为旁通流体流动的径向槽道。在相邻的旁泄通道100之间是一种鱼鳞式搭接密封件以便减小在运转期间热气的漏泄。这些旁泄通道100在涡轮壳体90和阀支撑壳体92的安装位置处还有一组密封件164，它们将减少热气的再循环。旁泄通道100包括一个轴向接片166，从搭接头150的后表面延伸，它为旁泄通道100相对于涡轮壳体90进行圆周方向的定位。因此，利用搭接头150和轴向接片166，把旁泄通道100与涡轮静止结构之间的任何接触限制为涡轮壳体90上的槽形连接位置处。
阀支撑壳体92显示于按照另一种优选涡轮旁泄系统实施例的图9。该阀支撑壳体92与涡轮壳体90的前法兰相连接并通过任何已知的固定方式而紧固，但是最好还是采用螺栓或螺钉。阀支撑壳体92通常具有象环那样的外观并且与涡轮壳体前法兰132的外径以及中间法兰128的前表面相连接并互相作用以把阀支撑壳体92密封及定位在涡轮壳体90上。阀支撑壳体92包括一个涡轮护罩连接钩168，它用于把涡轮护罩或涡轮叶片的护盖104连接到阀支撑壳体92和涡轮壳体90上。这个阀支撑壳体92具有一个环形的前连接槽170，它用来确定旁泄通道100相对于涡轮壳体90和阀支撑壳体92的位置并把它固定好。这个阀支撑壳体92还包括一个支撑安装法兰172，它用来连接到涡轮壳体90的前法兰。阀支撑壳体92包括一组滑阀座的表面174、176和178，它们是用来为滑阀96提供从关闭位移动到开启位的轴向移动的表面。这个阀支撑壳体92还包括一组穿过滑阀座表面176、178的清扫孔180。这组清扫空气孔180与涡轮壳体90的轴向支撑134上的孔136相连接及对准，这样就提供了冷却清扫空气进入密封件108、110的流动路径。这个阀支撑壳体92在滑阀座表面上具有一个后槽182和一个前槽184。滑阀表面的后槽182在它的一端与旁泄通道100对齐，在它的另一端与旁通泵通道116对齐。因此后槽182与阀支撑壳体92为旁泄流体的旁通提供了流动面积，使得流体的流动能够适当地从燃气通道118转向进入旁通泵通道116并进一步进入风扇旁通通道114。当滑阀96处于关闭位时，槽180、182的象全环一样的前后段和滑阀座的表面提供了滑阀座密封件108、110的密封表面。这些象环一样的前段和后段被一组筋肋186连接，它部分地帮助确定槽并防止滑阀密封件108、110在工作中损坏并掉进旁泄通道100内并卡住滑阀96。在开启位时，象环一样的支撑174的前部把滑阀96及密封件108，110定位。槽184的前部主要用于减轻重量并且在必要时可以去掉。如上所述，在滑阀座表面的这组孔180位于接近滑阀座表面的筋肋186处并与位于涡轮壳体90的送气孔136对齐，并在密封阀96处于关闭位时提供清扫空气以冷却密封件108、110。
如图10所示，在另一优选的实施例中滑阀96通常具有一个象圆环一样的外观。该滑阀96用来转换轴向运动以便在发动机惰转工况时启动涡轮旁泄。滑阀96在它的一个内表面上分别包括一个前密封槽188和后密封槽190。这两个密封槽188，190每个槽内有一个象环那样的第1密封件108和第2密封件110。当滑阀96处于关闭位或非旁泄位时，这些密封件108，110用来防止任何热气绕滑阀96泄漏。该滑阀96还包括一组前连接片192，它用来连接到一个作动器，该作动器提供必要的力以使滑阀96在滑阀壳体92上轴向移动。当滑阀96在关闭位工作时，在滑阀96前后端的第1和第2密封件108和110将帮助减小漏泄。一个挡热板112，它通常具有一个象环腔或圆环一样的形状并固定到滑阀96的内周面上，将帮助保护滑阀96部分免受燃气的高压和高温影响。另外，当处于关闭位时，滑阀96将通过涡轮壳体90以及阀支撑壳体92上的孔被提供清扫空气，以帮助冷却密封件108和110。这个挡热板112最好是用耐高温和抗氧化的材料制成，它允许很高的温度而不容易产生裂纹或变脆，但是应该注意到也可以使用其他任何材料。
图11和14分别显示了涡轮壳体90，旁泄通道100和阀支撑壳体92组件的剖面切开图和透视图。
图12显示了在关闭位或非涡轮旁泄位时的发动机涡轮。这是在正常的发动机涡轮运转位时滑阀96的位置。滑阀96的密封件108，110与阀支撑壳体92相连接，而挡热板112将保护滑阀96免受从高压涡轮出来的燃气的极高温度和高压的破坏。滑阀96的第1和第2密封件108，110通过涡轮壳体的轴向支撑134上的清扫空气孔和阀支撑壳体92上的清扫空气孔而被冷却。滑阀96关闭通过涡轮壳体90和阀支撑壳体92的孔，这样就强迫所有的燃气流经燃气通道118并在那以后流向中压涡轮和低压涡轮。
图13显示滑阀96在开启位或涡轮旁通旁泄位。滑阀96在前方向上轴向移动，使得它支撑在阀支撑壳体92的前支撑174和后支撑176上。滑阀96在前进方向移动时，就开启了从燃气通道118通过涡轮旁泄通道100以及通过涡轮壳体90的槽的一个流动通道进入旁通泵通道116，它连接到涡轮发动机的风扇旁通通道116。这将在发动机惰转工况强迫高压涡轮旋转并提供必要的功率以驱动交流发电机以满足飞机在地面或沥青路面时的任何要求。这些要求包括诸如照明、空调、以及飞机在地面时所需要的其他功率。滑阀在轴向滑动的控制最好由飞机的一个机载计算机执行，这个计算机连接到一个马达和燃气轮机机壳内的作动器臂。但是，应该注意的是任何的机械、电气、液压或组合系统等，都可以用来控制这个滑阀。计算机将被控制器控制，使得当在地面时以及在燃气轮机启动时滑阀96将是开启的，这样就使得当飞机在地面上时，旁通循环可以进行，而这个循环将使得更加有效地利用高压涡轮并向飞机提供适当大小的功率。在飞机起飞以前，这个控制器将通过计算机化的开关把滑阀96关闭并把发动机返回到正常的三转子燃气轮机运转方式，使得所有的燃气经过燃气通道进入中间涡轮并最后进入低压涡轮，然后从发动机排出。应该注意的是这个系统可以使用任何类型的燃气轮机，但是优选实施例是用于三转子燃气轮机。
应该注意的是这个涡轮旁泄系统的另一种实施例是位于与提升阀所示的发动机上的相同部分。最好是在紧靠高压涡轮的后面，但是也可以在高压涡轮与中间涡轮前端之间的任何地方。这样，可以使得在飞机在地面并使辅助发动机运转时不增加中间涡轮和低压涡轮的流速而降低了发动机效率，而最有效地使用旁泄循环。
虽然已经公开了本发明的实施例，但业内人士明白在不背离以下权利要求书的范围的条件下本发明是可以修改的。
权利要求
1.在一台包括一个在前端有一个风扇，后端有一个低压涡轮的低压转子，以及一个在前端有一个与上述低压转子上的风扇成流动连通的高压压气机和在后端有一个高压涡轮的高压转子的多转子旁通涡扇发动机中，一个燃烧器在上述高压转子上的高压压气机与高压涡轮之间成流动连通，一燃气通道分别在上述高压和低压转子上的高压和低压涡轮之间，一旁通通道从上述低压转子的风扇延伸到上述高压转子上的高压涡轮后的一点处、一交流发电机受上述发动机的高压转子驱动，多个沿圆周间隔的提升阀在上述高压转子上的高压涡轮紧后部的上述燃气通道内，上述提升阀处在发动机惰转工况下可以单独工作，其改进包括多个被上述提升阀分别控制的分流器，上述分流器具有沿圆周被斜截的环形空间，当上述提升阀关闭并可以移动进入上述燃气通道时形成一部分上述燃气通道，一旦上述阀开启时，形成从该高压涡轮经由上述阀到上述旁通通道的流体流道，同时使从高压涡轮流出的流体流动的流动阻力减至最小，从而增大该高压涡轮前后的膨胀比，以在发动机惰转工况时产生一个相当高的转速，而同时又随之降低该低压涡轮前后的的膨胀比，以降低上述低压转子和其上风扇的速度，由此引导空气质量流到上述高压转子上的高压压气机并使惰转速度时的燃料消耗减至最小。
2.权利要求1的发动机，其特征在于上述提升阀在上述燃气通道上沿圆周布置，每三个阀成一直线组。
3.权利要求2的发动机，其特征在于上述三个阀为一直线组的每一组中，上述提升阀中的一个控制一分流器。
4.一个多转子旁通涡扇发动机，上述发动机包括一个在其前端具有一个风扇以及在其后端具有一个低压涡轮的低压转子；一个与上述低压转子共轴线配置并且位于上述风扇和上述低压涡轮之间的高压转子，上述高压转子在前端具有一个高压压气机，配置在上述低压转子的风扇后方，以及在后端有一个高压涡轮。一个在上述高压压气机与上述高压转子的高压涡轮之间成流动连通的燃烧器；一个配置在上述高压和低压转子之间的燃气通道；一个从上述低压转子的风扇后的一点延伸到上述低压转子的低压涡轮后的一点的旁通通道，上述旁通通道将上述风扇后的空气流分配在上述旁通通道与上述高压转子上的高压压气机之间；一个受上述高压转子驱动的交流发电机；以及一个在上述高压转子上的高压涡轮后的燃气通道内的滑阀，上述滑阀在一个阀支撑壳体上可以轴向移动，上述阀支撑壳体有一个孔，上述孔位于上述燃气通道与上述旁通通道之间，上述滑阀在发动机惰转工况下可以开启，上述滑阀的开口形成了一个从上述高压涡轮经上述孔通向上述旁通通道的流动通道，而同时使从上述高压涡轮流出的上述流动的流动阻力减至最小，从而增大上述高压涡轮前后的膨胀比，以在惰转工况下产生较高的转速，同时随之降低上述低压涡轮内前后的膨胀比，以降低上述低压转子及其上风扇的速度。
5.权利要求4的发动机，其特征在于还包括一个涡轮旁泄通道，上述涡轮旁泄通道与上述孔对齐，并固定在上述阀支撑壳体上。
6.权利要求4的发动机，其特征在于还包括一个挡热板，上述挡热板固定于上述滑阀的内表面上。
7.权利要求4的发动机，其特征在于上述高压涡轮包括一个涡轮壳体，上述涡轮壳体有多个轴向支撑。
8.权利要求7的发动机，其特征在于上述轴向支撑有一个孔，用于引导冷却和清扫空气。
9.权利要求8的发动机，其特征在于上述轴向支撑支持上述涡轮的静止结构，并部分地界定了旁泄通道的流动面积。
10.权利要求4的发动机，其特征在于上述滑阀有一个第1和第2密封槽，上述槽容纳并安置一个第1和第2密封件。
11.权利要求10的发动机，其特征在于上述滑阀在其滑动表面上有一个接头，上述接头连接到一个作动器以使上述滑阀沿轴向移动。
12.权利要求的发动机，其特征在于上述阀支撑壳体有一个通过其外表面的前槽和后槽。
13.权利要求12的涡扇发动机，其特征在于上述阀支撑壳体有一个穿过上述外表面的第1和第2孔，当上述滑阀处于关闭位时上述第1和第2孔提供清扫空气以冷却一个密封件。
14.在一台包括一个在前端有一个风扇，后端有一个低压涡轮的低压转子，以及一个在前端有与上述低压转子上的风扇成流动连通的高压压气机和在后端有一个高压涡轮的高压转子的多转子旁通涡扇发动机中，一个燃烧器在上述高压转子上的高压压气机与高压涡轮之间成流动连通，一燃气通道分别在上述高压和低压转子上的高压和低压涡轮之间，旁通通道从上述低压转子的风扇延伸到上述高压转子上的高压涡轮后的一点处，一交流发电机受上述发动机的高压转子驱动，其改进内容包括连接到上述高压涡轮的一个阀支撑壳体，上述阀支撑壳体有多个沿圆周间隔的槽；以及与上述阀支撑壳体外表面接触的一个滑阀，上述滑阀在上述阀支撑壳体上可轴向移动，上述滑阀在发动机惰转工况下可以开启。
15.权利要求14的发动机，其特征在于上述槽在上述燃气通道与上述旁通通道之间形成一条流动通道。
16.权利要求15的发动机，其特征在于上述滑阀一旦开启便形成一条从上述高压涡轮经上述孔通到上述旁通通道的流动通道，同时使从上述高压涡轮流出的上述流动的流动阻力减至最小，从而增大了上述高压涡轮前后的膨胀比，而在惰转工况下产生较高的转速，同时随之减小上述低压涡轮前后的膨胀比，以降低上述低压转子和其上的风扇的转速。
17.权利要求14的发动机，其特征在于上述滑阀有一个挡热板以保护当处于关闭位时的上述滑阀。
18.权利要求14的发动机，其特征在于还包括多个涡轮旁泄通道和与上述槽对齐的盖以形成一条经上述高压涡轮壳体的径向流道。
19.权利要求14的发动机，其特征在于上述多条槽配置在上述阀支撑壳体的前后，并且被多条沿圆周间隔的肋所隔开，上述肋具有一个第1和第2孔，当上述滑阀处于关闭位时供应清扫空气，对密封件进行冷却。
20.权利要求14的发动机，其特征在于上述滑阀具有一条第1和第2密封槽以及至少一个接头，该接头连接于一个作动器，使上述滑阀轴向移动。
全文摘要
一个多级涡扇发动机具有多个沿沿圆周配置的提升阀，这些阀上固定着分流器，用于精确地控制高压涡轮后燃气的旁泄，由此该高压转子在高惰转转速下工作，以便为辅助设备提供动力，而该低压转子在低转速下工作，以便使噪声和燃料消耗减至最低。
文档编号F02C7/18GK1639451SQ03805324
公开日2005年7月13日 申请日期2003年3月5日 优先权日2002年3月5日
发明者M·博恩霍夫特, D·亚雷尔 申请人:威廉斯国际有限公司