[发明专利]喷气式发动机

说明书

本发明涉及一种喷气式发动机。

现代喷气式发动机具有单轴或多轴布置。通常，燃气轮机组分为一高压部分和一低压部分。高压部分包括一高压压缩机、一燃烧室单元和一高压涡轮机。高压部分的压缩机和涡轮机固定在一根共公转轴上。一低压压缩机及，如果是一旁通流发动机则为一螺旋浆配置于高压压缩机的上游。一低压涡轮机紧接着布置在高压涡轮机之后。螺旋浆、低压压缩机和低压涡轮机形成了发动机的低压部分。该低压部分可以与高压部分布置在一根共公的转轴上。但是，在当代的高性能发动机中，高压部分通常具有一独立的第二转轴，有时甚至具有一第三转轴，这些轴与高压轴同轴安装并在高压转轴上转动。这样，低压部件与高压部件之间就可实现不同的转动速度。

所有这些形式的结构所共有的一个特征是他们仅在压缩机组的下游具有单独一个燃烧室。

该燃烧室单元中的最高允许燃烧温度受到工艺上的限制。在近些年该燃烧温度持续提高。为了达到法律所允许的污染排放物水平而将燃烧室单元中所采用的燃烧技术与燃气轮机上的冷却技术与材料相结合，这种结合限制了该温度。因此，相应在燃烧室入口处由发动机燃烧过程控制预先确定的质量流量，燃料所能提供的能量受最高允许燃烧温度的限制。结果，对于具有一给定质量流分配的发动机来说，其总的输出功率也受到了限制。

因此，本发明的一个目的就是，在一开头所述形式的喷气式发动机中，通过提出一些新颖的方法，来扩展上述由工艺决定的对输出功率的限制，以期在相同工艺水平下达到更高的功率输出。

本发明的一个主要优点首先在于本发明发动机，在输出功率相同的前提下，与现有技术状态发动机相比，燃油消耗率显著降低，因此不仅效率提高了，而且单位污染排放物也明显减少了。

本发明另一个主要优点与旁通流量和内部流量的比率有关：该比率越高发动机的燃油消耗率就会越低。为此，必须尽可能利用螺旋浆的输出功率，该输出功率按照旁通流量比转化为推力。

本发明的另一些优点主要在于：本发明提供了一第二燃烧室，在第一涡轮机中部分膨胀的灼热气体在该第二燃烧室中被再一次加热，因此在相同的最高热气温度下，本发明发动机可以提供更高的输出功率。

本发明目的是通过采用下面有益且合适的改进来达到的，它们包括：

螺旋浆装备有可调叶片，且为多级结构；属于所述压缩机单元的至少一个压缩机、所述第一涡轮机和所述第二涡轮机布置在一根公共转轴上；该喷气式发动机的所有流体流动机械布置在彼此相互操作相连的至少两根转轴上；转轴的操作连接可由至少一个变速装置达到；第二燃烧室设计为一个自点燃燃烧室；在第二燃烧室的上游布置有一个扩散器；第二燃烧室装备有涡流发生构件；涡流发生构件的出流侧表面在横截面上具有一突变；一主燃料可被喷入所述涡流发生构件下游的所述第二燃烧室；主燃料由一定数量的喷管导入，这些喷管布置在所述第二燃烧室的周边方向上；第一燃烧室可用一些预混合燃烧器操作；第一和第二燃烧室设计为环形燃烧室；第一和／或第二燃烧室包括一些绕所述转轴布置的单独的圆柱燃烧空间；第一涡轮机内的热气的膨胀被减小至最小，部分膨胀的热气以比喷入所述第二燃烧室的主燃料的自燃温度高的温度流入下游的第二燃烧室；至少在瞬时载荷范围和在部分载荷范围内，第二燃烧室具有辅助措施或辅助装置，通过该措施或装置燃烧得以确保。

通过参照下面结合附图的描述，就可以毫不费力地更完整地理解本发明及其所具有的许多优点，其中单独一幅附图示出了旁通气流实施例中的喷气发动机的横剖视图。

在附图中，所有对直接理解本发明无必要的构件都已被省掉。图中箭头示出了介质气的流动方向。