CN103062113A - 一种用于涡轮风扇发动机的风扇机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于涡轮风扇发动机的风扇机构，包括定子叶片（3）、转子叶片（4），所述的定子叶片（3）和转子叶片（4）整体呈漏斗状分布在叶盘（2）的圆周面上，定子叶片（3）包括定子导向叶片（6）和定子反推叶片（7），定子导向叶片（6）和定子反推叶片（7）分别设置在转子叶片（4）的外侧和内侧。本发明中定子叶片和转子叶片的设置方式增加了定子叶片和转子叶片的工作面积、提高了空气进入转子叶片的效率及增大了喷气压力，采用该涡轮风扇机构的航空发动机相对于同类发动机具有省油、推力大和提速快的特点，提速增幅、省油量和风扇的压比、推重比皆增加了50%以上，具有性能稳定、寿命延长的优点，适宜推广使用。

Description

一种用于涡轮风扇发动机的风扇机构

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，具体地说是一种可提高发动机的效率和性能的用于涡轮风扇发动机的风扇机构。

背景技术

现有发动机的风扇，由于受发动机风扇在高速进气时风扇成为空气的阻力，风扇限制了进气的速度和进气量，使得发动机风扇难以提升进气量和排气量；另外发动机风扇由于在高速转动中受到较大的排气的反推力，也降低了风扇的工作效率，即降低了发动机的工作效率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种可提高发动机的效率和性能的用于涡轮风扇发动机的风扇机构。

本发明的目的是通过以下技术方案解决的：

一种用于涡轮风扇发动机的风扇机构，包括固定在发动机壳体内壁上的定子叶片、与叶盘固定相连的转子叶片，叶盘与转轴的一端相连，其特征在于所述的定子叶片和转子叶片整体呈漏斗状分布在叶盘的圆周面上，定子叶片包括定子导向叶片和定子反推叶片，定子导向叶片和定子反推叶片分别设置在转子叶片的外侧和内侧。

所述的定子导向叶片和转子叶片同方向设置且与定子反推叶片的设置方向相反。

所述的定子导向叶片构成的进气口正对于发动机壳体的进气口。

所述的定子导向叶片和转子叶片皆呈折面状且定子导向叶片和转子叶片折面前段的宽度不小于折面后段的宽度。

所述定子导向叶片的折面后段与转子叶片的折面前段相平行。

所述定子导向叶片的折角小于转子叶片的折角。

所述的定子导向叶片的折角大于90°。

所述转子叶片的进气口的截面宽度大于喷气口的截面宽度。

所述定子叶片的分布密度大于转子叶片的分布密度。

本发明相比现有技术有如下优点：

本发明的涡轮风扇发动机的风扇机构由于采用漏斗状的叶片增大了定子叶片和转子叶片的工作面积，由于转子叶片对空气有离心作用，因此进来的空气不受平行的定子导向叶片的阻挡，使得风扇机构的工作面积大于发动机进气口的面积，同时定子导向叶片进气口的正向设置与其排气口相对平行于转子叶片的进气口大大提高了空气进入转子叶片的进气量和喷气量，且转子叶片的进气口大于喷气口的设计增大了喷气压力，采用该涡轮风扇发动机的风扇机构的发动机具有省油、推力大和提速快的特点，相对于同类发动机提速增幅、省油量皆在50%以上，同时风扇的压比、推重比皆增加了50%以上，并具有性能稳定、寿命延长的优点，适宜推广使用。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图；

附图2为本发明的定子叶片和转子叶片截面结构示意图。

其中：1—发动机壳体；2—叶盘；3—定子叶片；4—转子叶片；5—转轴；6—定子导向叶片；7—定子反推叶片。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-2所示：一种用于涡轮风扇发动机的风扇机构，包括固定在发动机壳体1内壁上的定子叶片3、与叶盘2固定相连的转子叶片4，叶盘2与转轴5的一端相连，其中定子叶片3和转子叶片4整体呈漏斗状分布在叶盘2的圆周面上且定子叶片3的分布密度大于转子叶片4的分布密度，该种设置方式在发动机壳体1的进气口面积不变的情况下大大增加了叶片进气的面积，即增大了定子叶片3和转子叶片4的工作面积。定子叶片3包括定子导向叶片6和定子反推叶片7，定子导向叶片6和定子反推叶片7分别设置在转子叶片4的外侧和内侧，定子导向叶片6和转子叶片4同方向设置且与定子反推叶片7的设置方向相反，为方便进气，定子导向叶片6构成的进气口正对于发动机壳体1的进气口，另外转子叶片4的进气口的截面宽度大于喷气口的截面宽度。上述的定子导向叶片6和转子叶片4皆呈折面状且定子导向叶片和转子叶片折面前段的宽度不小于折面后段的宽度，定子导向叶片6的折面后段与转子叶片4的折面前段相平行且定子导向叶片6的折角小于转子叶片4的折角，定子导向叶片6的折角大于90°。

本发明在使用时，空气从发动机壳体1的进气口进入后，达到折面状的定子导向叶片6的折面前段，因定子导向叶片6的折面前段构成的进气口正对于发动机壳体1的进气口，因此从发动机壳体1的进气口进入的空气更有效的进入定子导向叶片4中，定子导向叶片4的作用是使空气加速进入转动的转子叶片4中，使转子叶片4在高速转动时不会对空气产生屏障，由于定子导向叶片6的折面后段与转子叶片4的折面前段相平行且定子导向叶片6的分布密度大于转子叶片4的分布密度，因此定子导向叶片6的出气口角度和转动中的转子叶片4的进气口相对平行，使得转子叶片4高速运转时更加有效地将从定子导向叶片6的出气口出来的空气吸进转子叶片4中，因为从定子导向叶片6的出气口出来的空气与转子叶片4中的空气有对冲力，使得转子叶片4中的空气有向后的冲压力，转子叶片4高速旋转的速度加上定子导向叶片6出气的速度，在转子叶片4的两个叶片中形成了一个空气冲压压缩器对空气进行压缩，为了提高转子叶片5排出空气的压力，将转子叶片4进气口的截面宽度设计为大于转子叶片4喷气口的截面宽度；从转子叶片4的喷气口喷出的空气喷在反向设置的定子反推叶片7上，由于喷出空气的方向与转子叶片4的转动方向相反，转子叶片4喷出的空气对转子叶片4产生了前进的推力，可以有效抵消一部分转子叶片4在空气中转动受到的阻力，转子叶片4喷出的空气由下一个转子叶片4喷出的空气从定子反推叶片7中抛甩出去。在本发明中，转子叶片4的进气口大于喷气口，使得转子叶片4高速旋转时，转子叶片4的整体排气压力增加了；另外为增加排气量和进气量，定子叶片3和转子叶片4整体呈漏斗状设置以增加该风扇机构的工作面积，在发动机壳体1的进气口面积不便的情况下，增加了风扇机构的进气量和排气量。另外由于转动中的转子叶片4的转动平面不受叶片的阻挡，即进气不受叶片的阻挡，所以转动中的转子叶片4对空气有强大的吸力，同时减少了迎风力，在高速飞行时发动机进气口的进气速度得到增加，定子导向叶片6的出气速度也加快，对转子叶片4中的空气冲压增大，发动机的排气速度也就加快了。同时由于定子导向叶片6的出气速度和转子叶片4的旋转速度是两者的重加冲压，因此使用该风扇机构的发动机是双冲压式，具有排气提速快的特点，排气的多少由发动机的转速来控制，转速越高排气越大。

本发明的涡轮风扇发动机的风扇机构由于采用漏斗状的叶片增大了定子叶片3和转子叶片4的工作面积，由于转子叶片4对空气有离心作用，因此进来的空气不受平行的定子导向叶片3的阻挡，使得风扇机构的工作面积大于发动机进气口的面积，同时定子导向叶片6进气口的正向设置与其排气口相对平行于转子叶片4的进气口大大提高了空气进入转子叶片4的进气量和喷气量，且转子叶片4的进气口大于喷气口的设计增大了喷气压力，采用该涡轮风扇发动机的风扇机构的发动机具有省油、推力大和提速快的特点，相对于同类发动机提速增幅、省油量皆在50%以上，同时风扇的压比、推重比皆增加了50%以上，并具有性能稳定、寿命延长的优点，适宜推广使用。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (9)

1.一种用于涡轮风扇发动机的风扇机构，包括固定在发动机壳体（1）内壁上的定子叶片（3）、与叶盘（2）固定相连的转子叶片（4），叶盘（2）与转轴（5）的一端相连，其特征在于所述的定子叶片（3）和转子叶片（4）整体呈漏斗状分布在叶盘（2）的圆周面上，定子叶片（3）包括定子导向叶片（6）和定子反推叶片（7），定子导向叶片（6）和定子反推叶片（7）分别设置在转子叶片（4）的外侧和内侧。

2.根据权利要求1所述的用于涡轮风扇发动机的风扇机构，其特征在于所述的定子导向叶片（6）和转子叶片（4）同方向设置且与定子反推叶片（7）的设置方向相反。

3.根据权利要求1所述的用于涡轮风扇发动机的风扇机构，其特征在于所述的定子导向叶片（6）构成的进气口正对于发动机壳体（1）的进气口。

4.根据权利要求1-3任一所述的用于涡轮风扇发动机的风扇机构，其特征在于所述的定子导向叶片（6）和转子叶片（4）皆呈折面状且定子导向叶片（6）和转子叶片（4）折面前段的宽度不小于折面后段的宽度。

5.根据权利要求4所述的用于涡轮风扇发动机的风扇机构，其特征在于所述定子导向叶片（6）的折面后段与转子叶片（4）的折面前段相平行。

6.根据权利要求4所述的用于涡轮风扇发动机的风扇机构，其特征在于所述定子导向叶片（6）的折角小于转子叶片（4）的折角。

7.根据权利要求4或6所述的用于涡轮风扇发动机的风扇机构，其特征在于所述的定子导向叶片（6）的折角大于90°。

8.根据权利要求1所述的用于涡轮风扇发动机的风扇机构，其特征在于所述转子叶片（4）的进气口的截面宽度大于喷气口的截面宽度。

9.根据权利要求1所述的用于涡轮风扇发动机的风扇机构，其特征在于所述定子叶片（3）的分布密度大于转子叶片（4）的分布密度。

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