专利名称：高效涡轮喷气发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及热能、动力与推进领域，尤其是一种高效涡轮喷气发动机。
背景技术：
传统涡轮喷气发动机以及传统涡轮风扇发动机均是在压气机和动力透平之间设 燃烧室，而在动力透平之后虽然有加力燃烧室的结构，但没有作为连续工作的燃烧室。这种 传统结构在动力透平和压气机之间的燃烧室的温度要求很高，因此，对动力透平的叶片要 求也相当苛刻，从而导致了这类发动机造价昂贵等一系列问题。为此，需要发明一种动力透 平工作温度相对较低和/或动力透平工作流量较小的喷气发动机以降低这类发动机的造 价，改善发动机的性能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下一种高效涡轮喷气发动机，包括涵道、压气机和动力透平，所述压气机和所述动力 透平设置在所述涵道内，所述动力透平对所述压气机输出动力，在所述压气机和所述动力 透平之间设第一燃烧室，在所述动力透平和所述涵道的涵道喷管之间设第二燃烧室。所述高效涡轮喷气发动机还包括旁通通道，所述压气机和所述第一燃烧室之间的 高压气体空间设为未燃气体空间，所述动力透平和所述第二燃烧室之间的空间设为半燃气 体空间，所述旁通通道连通所述未燃气体空间和所述半燃气体空间，所述旁通通道将部分 压缩空气不经所述第一燃烧室直接导入所述第二燃烧室。在所述涵道的进气口前方处设风扇构成燃烧室串联涡轮风扇发动机。本发明的原理是在涵道内设置压气机和动力透平，动力透平对压气机输出动力， 在动力透平的前后设置两个燃烧室，在设置在动力透平前的燃烧室内只喷入少量燃料使工 质的温升处于较低水平，从而降低动力透平的工作温度以实现降低动力透平叶片的材料成 本，同时还可以使动力透平的转速有较大幅度的提高(因温度较低，所以可以承受更大的 离心力)，提高发动机的压缩比，提高发动机的效率，在设置在动力透平后的燃烧室内喷入 大量燃料，使之燃烧后从喷管中喷出获得推力；在这种结构中，动力透平的工作温度较低， 但工作流量并没有较大幅度的降低。为了减少动力透平的工作流量，从而减小动力透平的 直径，本发明设置了旁通通道，使经压气机压缩后的高压空气直接进入设置在动力透平后 的燃烧室，燃料与这部分空气在这个燃烧室内混合燃烧，在不经过任何叶轮类机构的前提 下从喷管中喷出犹如火箭燃烧室一样获得推力；在这种结构中，动力透平的工作流量可以 大幅度降低，也就是说动力透平的直径可以大幅度减小，从而减少离心力的作用，可提高转 速，提高压比和效率。所谓第一燃烧室是指设置在动力透平和压气机之间的燃烧室；所谓第二燃烧室是 指设置在动力透平和涵道喷管之间的燃烧室；所谓涵道喷管是指与涵道的尾端连通的喷 管，其功能是获得反向推动力；所谓的前方是指涵道的气体入口方向，与之相对应，后方是指涵道喷管的出口方向；所谓旁通通道的功能是将经压气机压缩后的压缩空气不经第一燃 烧室直接导入第二燃烧室，它的形状可以是管，也可以是环形通道；所谓的未燃气体空间是 指经过压气机压缩后的没有进行任何燃烧反应的压缩气体所存在的空间；所谓半燃气体空 间是指经过压气机压缩后的进行了部分燃烧反应(即内部含有氧，氧的含量可高可低)的 压缩气体所存在的空间；所谓“所述动力透平对所述压气机输出动力”是指动力透平推动压 气机旋转，包括同轴设置，也包括经过齿轮等的等速或变速结构推动的设置方式。本发明的有益效果如下本发明实现了涡轮喷气发动机的高效、低排放和低造价。
图1为本发明实施例1的结构示意图；图2为本发明实施例2的结构示意图；图3为本发明实施例3的结构示意图。
具体实施例方式实施例1如图1所示的高效涡轮喷气发动机，包括涵道1、压气机2和动力透平3，其特征在 于压气机2和动力透平3设置在涵道1内，动力透平3对压气机2输出动力，在压气机2 和动力透平3之间设第一燃烧室203，在动力透平3和涵道1的涵道喷管4之间设第二燃烧 室 204。实施例2如图2所示的高效涡轮喷气发动机，其与实施例1的区别在于高效涡轮喷气发动 机还包括旁通通道6，压气机2和第一燃烧室203之间的高压气体空间设为未燃气体空间 2203，动力透平3和第二燃烧室204之间的空间设为半燃气体空间3204，旁通通道6连通未 燃气体空间2203和半燃气体空间3204，旁通通道6将未燃气体空间2203中的部分压缩空 气不经第一燃烧室203直接导入第二燃烧室204。实施例3如图3所示的高效涡轮喷气发动机，其与实施例2的区别在于在涵道1的进气口 5前方处设风扇7构成燃烧室串联涡轮风扇发动机。
权利要求
一种高效涡轮喷气发动机，包括涵道(1)、压气机(2)和动力透平(3)，其特征在于所述压气机(2)和所述动力透平(3)设置在所述涵道(1)内，所述动力透平(3)对所述压气机(2)输出动力，在所述压气机(2)和所述动力透平(3)之间设第一燃烧室(203)，在所述动力透平(3)和所述涵道(1)的涵道喷管(4)之间设第二燃烧室(204)。
2.如权利要求1所述高效涡轮喷气发动机，其特征在于所述高效涡轮喷气发动机还 包括旁通通道(6)，所述压气机(2)和所述第一燃烧室(203)之间的高压气体空间设为未燃 气体空间(2203)，所述动力透平(3)和所述第二燃烧室(204)之间的空间设为半燃气体空 间(3204)，所述旁通通道(6)连通所述未燃气体空间(2203)和所述半燃气体空间(3204)， 所述旁通通道(6)将部分压缩空气不经所述第一燃烧室(203)直接导入所述第二燃烧室 (204)。
3.如权利要求1所述高效涡轮喷气发动机，其特征在于在所述涵道(1)的进气口(5) 前方处设风扇(7)构成燃烧室串联涡轮风扇发动机。
全文摘要
本发明公开了一种高效涡轮喷气发动机，包括涵道、压气机和动力透平，所述压气机和所述动力透平设置在所述涵道内，所述动力透平对所述压气机输出动力，在所述压气机和所述动力透平之间设第一燃烧室，在所述动力透平和所述涵道的涵道喷管之间设第二燃烧室。本发明实现了涡轮喷气发动机高效、低排放、低造价。
文档编号F02K3/06GK101968012SQ20101051150
公开日2011年2月9日 申请日期2010年10月19日 优先权日2010年10月19日
发明者靳北彪 申请人:靳北彪