CN108884759B - 入口引导组件 - Google Patents

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Abstract

一种用于接收脉冲流的涡轮机的入口引导组件,其包括具有内部体积和入口端口的管道、各自与所述内部体积连通的第一出口喷嘴和第二出口喷嘴。所述入口端口配置为接收所述脉冲流的至少一部分。所述第一和第二出口喷嘴各自限定在所述内部体积与所述涡轮机的流动路径之间连通的相应喷嘴面积。所述第一和第二出口喷嘴彼此间隔开,其中,相对于通过所述管道的流动方向,所述第一出口喷嘴定位成比所述第二出口喷嘴更靠近所述入口端口,所述第一出口喷嘴的喷嘴面积小于所述第二出口喷嘴的喷嘴面积。还讨论了一种复合发动机组件和将脉冲流引入涡轮机的流动路径中的方法。

Description

入口引导组件
相关申请的交叉引用
本申请要求于2016年1月29日提交的美国申请号15/010,634的优先权,其全部内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
本申请大体上涉及复合发动机组件,并且更具体地涉及用于所述发动机的涡轮机入口引导组件。
背景技术
包括具有往复式发动机核心的冲动式涡轮机的复合发动机组件是已知的,并且通常包括排气管,该排气管在其端部处限定有喷嘴,以便与冲动式涡轮机的流动路径连通。然而,每个喷嘴在流动路径的相应弧上输送排气,并且流速趋向于沿着相应弧下降,这可能会导致涡轮机内的排气脉冲能量的低效使用。
发明内容
在一个方面中,提供了一种用于接收脉冲流的涡轮机的入口引导组件,该入口引导组件包括具有内部体积和入口端口的管道、各自与内部体积连通的第一出口喷嘴和第二出口喷嘴,入口端口配置为接收脉冲流的至少一部分,第一和第二出口喷嘴各自限定在内部体积与涡轮机的流动路径之间连通的相应喷嘴面积,第一和第二出口喷嘴彼此间隔开,其中,相对于通过管道的流动方向,第一出口喷嘴定位成比第二出口喷嘴更靠近入口端口,第一出口喷嘴的喷嘴面积小于第二出口喷嘴的喷嘴面积。
在另一方面中,提供了一种复合发动机组件,该复合发动机组件包括:发动机核心,该发动机核心包括至少一个内燃发动机,该至少一个内燃发动机具有至少一个排气端口,该至少一个排气端口配置为提供脉冲流;涡轮机,该涡轮机具有适于在流动路径中旋转的转子动叶(blade)的周向阵列;用于每个排气端口的排气管,每个排气管具有与排气端口流体连通的第一端和相对的第二端;以及管道,该管道限定每个排气管的相应内部体积,管道针对每个相应内部体积包括入口端口,该入口端口提供相应内部体积与排气管的第二端之间的连通,以及各自具有喷嘴面积的多个周向间隔开的喷嘴,该喷嘴面积提供相应内部体积与涡轮机的流动路径之间的连通;其中,每个相应内部体积的多个喷嘴包括位于距相应内部体积的入口端口第一距离处的第一喷嘴和位于距相应内部体积的入口端口第二距离处的第二喷嘴,沿着管道的周向方向测得第一和第二距离,其中,第一距离小于第二距离,第一喷嘴的喷嘴面积小于第二喷嘴的喷嘴面积。
在另一方面中,提供了一种用于接收脉冲流的涡轮机的入口引导组件,该入口引导组件包括具有内部体积和入口端口的管道以及与内部体积连通的多个喷嘴,入口端口配置为接收脉冲流,多个喷嘴各自限定在内部体积与涡轮机的流动路径之间连通的相应喷嘴面积,喷嘴沿着通过管道的流的方向顺次地并且间隔开布置,喷嘴中的至少一个喷嘴具有比位于其上游的喷嘴中的至少另一个喷嘴更大的喷嘴面积。
在另外的方面中,提供了一种将脉冲流引入涡轮机的流动路径中的方法,该方法包括:提供与涡轮机的流动路径连通的多个周向间隔开的喷嘴,喷嘴沿着喷嘴的周向方向在第一位置中比在第二位置中对脉冲流限定更大的限制;以及沿着周向路径将脉冲流引导至第一位置,并且然后引导至第二位置,使得第一位置在第二位置的上游,同时使流通过多个周向间隔开的喷嘴循环到涡轮机的流动路径。
附图说明
现在参考附图,在附图中:
图1是根据特定实施例的复合发动机组件的示意性表示;
图2是根据特定实施例的可以用于诸如在图1中示出的复合发动机组件中的汪克尔(Wankel)发动机的横截面视图;
图3是根据特定实施例的图1的复合发动机组件的一部分的示意性表示;
图4A是根据特定实施例的入口引导组件的示意性前横截面视图;
图4B是图4A的入口引导组件的一部分的示意性平面视图;
图5是根据另一特定实施例的入口引导组件的示意性前横截面视图;
图6是根据另一特定实施例的入口引导组件的示意性前横截面视图;
图7A是根据另一特定实施例的入口引导组件的示意性前视图;以及
图7B是根据另一特定实施例的入口引导组件的一部分的示意性平面视图。
具体实施方式
参考图1,示意性地示出了复合发动机组件10。该复合发动机组件10包括具有一个或更多个间歇燃烧内燃发动机12的发动机核心。内燃发动机12驱动共同负载。在示出的实施例中,共同负载包括输出轴14,该输出轴14可以例如,通过减速齿轮箱(未示出)连接至螺旋桨,并且每个内部发动机接合到该输出轴14。其它可能的共同负载可以包括但不限于:一个或更多个压缩机和/或风扇转子、发电机、附件、转子桅杆(rotor mast)、或者任何其它类型的负载或者其组合。
在特定实施例中,复合发动机组件10还包括涡轮增压器16,该涡轮增压器16包括通过轴22驱动地互连的压缩机18和第二级涡轮机20。该压缩机18和第二级涡轮机20可以各自是单级装置或者具有单个轴或者并联或者串联地分开在多个独立的轴上的多级装置,并且可以各自是离心装置或者轴向装置。涡轮增压器16的压缩机18在空气进入核心发动机12之前压缩空气。压缩机18和第二级涡轮机20可以各自包括一个或更多个转子,具有径向、轴向或者混合流动的动叶。
在示出的实施例中,涡轮增压器16的轴22沿着与输出轴14的轴线不同的轴线延伸,例如,与输出轴14的轴线平行;可替代地,涡轮增压器的轴22可以横向于输出轴14延伸,或者可以与输出轴14同轴地限定。涡轮增压器轴22和输出轴14通过任何合适类型的传动装置或者齿轮箱26(例如,行星齿轮系统、星形齿轮系统、偏置齿轮系统或者斜齿轮系统)彼此驱动接合。
可替代地,可以省略涡轮增压器16。
每个内燃发动机12提供由间歇燃烧内燃发动机12发生的间歇燃烧引起的排气脉冲或者脉冲流形式的排气流。内燃发动机12的排气流被供应到与其流体连通的复合涡轮机或者第一级涡轮机24。第一级涡轮机24可以是径向、轴向或者混合流动的涡轮机。在示出的实施例中,第一级涡轮机24通过安装到相同的涡轮机轴22而驱动地互连到第二级涡轮机20,并且因此,还通过齿轮箱26驱动地接合到输出轴14。在替代实施例中,涡轮机24、20可以独立地旋转,其中,第一级涡轮机24驱动地接合到输出轴14,例如,经由齿轮箱26,并且第二级涡轮机26驱动地接合到压缩机18,例如,经由涡轮机轴22。
第一级涡轮机24的出口与第二级涡轮机20的入口流体连通。第二级涡轮机20从离开第一级涡轮机24的排气中提取能量以经由连接轴22来驱动压缩机18。在特定实施例中,第二级涡轮机20是压力涡轮机,也称为反动式涡轮机(reaction turbine),并且第一级涡轮机24配置为速度型涡轮机,也称为冲动式涡轮机(impulse turbine)。
纯冲动式涡轮机通过改变流的方向而不使转子内侧的流加速来工作;使流体偏转而跨越转子动叶不产生明显的压力下降。纯冲动式涡轮机的动叶设计成使得在垂直于流的方向的横向平面中,限定在动叶之间的面积在动叶的前缘处和动叶的后缘处是相同的:涡轮机的流动面积是恒定的,并且动叶通常关于旋转盘的平面对称。纯冲动式涡轮机的功仅仅是由于通过涡轮机动叶的流的方向发生了改变。典型的纯冲动式涡轮机包括蒸汽和水力涡轮机。
相反,反动式涡轮机使转子内侧的流加速,但是需要跨越转子的静压力下降以实现该流动加速。反动式涡轮机的动叶设计成使得在垂直于流的方向的横向平面中,限定在动叶之间的面积在动叶的前缘处比在动叶的后缘处更大:涡轮机的流动面积沿着流的方向减小,并且动叶通常不关于旋转盘的平面对称。纯冲动式涡轮机的功是由于通过涡轮机动叶的流的加速和转向。
大多数航空涡轮机不是“纯冲动式”或者“纯反动式”,而是在这两个相对但是互补的原理的混合下操作—即,跨越动叶产生压力下降,涡轮机动叶的流动面积沿着流的方向有一些减小,并且涡轮机的旋转速度是由于流的加速和方向改变这两者。可以通过使用基于温度的反动比(等式1)或者基于压力的反动比(等式2)来确定涡轮机的反动度(degreeof reaction),对于相同的涡轮机,基于温度的反动比和基于压力的反动比的值通常彼此接近:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中,T是温度,并且P是压力,s是指静端口,以及数字是指测量温度或者压力的位置:0用于涡轮机静叶(定子)的入口,3用于涡轮机动叶(转子)的入口,并且5用于涡轮机动叶(转子)的出口;以及其中,纯冲动式涡轮机将具有0(0%)的比值,并且纯反动式涡轮机将具有1(100%)的比值。
被称为冲动式涡轮机的航空涡轮机通常具有0.25的反动比(25%反动)或者更低,但是其它值也是可能的。
在特定实施例中,第一级涡轮机24配置为在使流动稳定的同时利用离开内燃发动机12的脉动流(pulsating flow)的动能,并且第二级涡轮机20配置为从流中的剩余压力提取能量。因此,第一级涡轮机24具有比第二级涡轮机20的反动比更低(即,更低值)的反动比。
在特定实施例中,第二级涡轮机20具有高于0.25的反动比;在另一特定实施例中,第二级涡轮机20具有高于0.3的反动比;在另一特定实施例中,第二级涡轮机20具有大约0.5的反动比;在另一特定实施例中,第二级涡轮机20具有高于0.5的反动比。
在特定实施例中,第一级涡轮机24具有最多0.2的反动比;在另一特定实施例中,第一级涡轮机24具有最多0.15的反动比;在另一特定实施例中,第一级涡轮机24具有最多0.1的反动比;在另一特定实施例中,第一级涡轮机24具有最多0.05的反动比。
应该理解,第二级涡轮机20的任何上述反动比可以与第一级涡轮机24的任何上述反动比组合,并且这些比值可以是基于压力的或者基于温度的。其它值也是可能的。
虽然未示出,但是空气可以可选地循环通过压缩机18与内燃发动机12之间的中间冷却器,并且发动机组件10还包括冷却系统,包括:例如,用于使每个内燃发动机12的壳体冷却的冷却剂(例如,水-乙烯、油、空气)的循环系统、用于内燃发动机12的内部机械部件的油冷却剂、一个或更多个冷却剂热交换器等。
每个内燃发动机12的燃料喷射器(在特定实施例中是共轨燃料喷射器)与重质燃料(例如,柴油、煤油(喷射燃料)、等效生物燃料)的源28连通,并且将重质燃料输送到内燃发动机12中,使得燃烧室分层为点火源附近的富燃料-空气混合物和其它地方的较贫的混合物。
在特定实施例中,每个内燃发动机12是具有密封地接合在相应壳体中的转子的旋转内燃发动机。在特定实施例中,旋转发动机是汪克尔发动机。参考图2,示出了汪克尔发动机的示例性实施例;应该理解,在复合发动机组件10中使用的内燃发动机12的配置(例如,端口的放置、密封件的数量和放置等)可以与示出的实施例的配置不同。另外,应该理解,每个内燃发动机12可以是任何其它类型,包括但不限于:任何其它类型的旋转发动机。
如在图2中示出的,每个汪克尔发动机包括限定内部腔体的壳体32,所述内部腔体具有限定两个凸起部(lobe)的轮廓,优选地,该轮廓是外旋轮线(epitrochoid)。转子30接收在内部腔体中。转子30限定三个周向间隔开的顶部(apex)部分34以及具有向外成弓形的侧面的大致三角形轮廓。顶部部分34与壳体32的周壁36的内表面密封接合,以便在转子30与壳体32之间形成三个工作室38。
转子30接合到输出轴14的偏心部分40以在内部腔体内执行轨道公转(orbitalrevolution)。输出轴14对转子30的每次轨道公转执行三次旋转。转子30的几何轴线42从壳体32 的轴线44 偏移并且平行于壳体32的轴线44。在每次轨道公转期间,每个室38的体积发生变化并且绕着内部腔体移动以经历进气、压缩、膨胀和排气四个阶段。
通过周壁36设置进气端口46以便连续地允许压缩空气进入每个工作室38中。还通过周壁36设置排气端口48以便从每个工作室38连续排放排气。还通过周壁36设置用于电热塞(glow plug)、火花塞或者其它点火元件以及用于一个或更多个燃料喷射器(未示出)的通道50。可替代地,可以通过壳体32的端壁或者侧壁来设置进气端口46、排气端口48和/或通道50;和/或点火元件和先导(pilot)燃料喷射器可以与限定在壳体32中的先导子室(未示出)连通并且与内部腔体连通以便提供先导喷射。先导子室可以例如,限定在被接收在周壁36中的插入件(未示出)中。
为了进行有效操作,工作室38被密封,例如,通过从转子30延伸以接合周壁36的弹簧加载的顶部密封件54和弹簧加载的面或者气体密封件56以及从转子30延伸以接合端壁的端部或者角落密封件58。转子30还包括至少一个弹簧加载的油密封环60,该油密封环60绕着轴偏心部分40上的转子30的轴承抵靠端壁偏压。
每个汪克尔发动机通过排气端口48提供相对较长的排气脉冲形式的排气流;例如,在特定实施例中,每个汪克尔发动机针对输出轴的每360°旋转具有一次爆发,其中,排气端口保持打开该旋转的大约270°,从而提供大约75%的脉冲占空比。相比之下,往复式四行程活塞发动机的活塞通常针对输出轴的每720°旋转具有一次爆发,其中,排气端口保持打开该旋转的大约180°,从而提供25%的脉冲占空比。
在可以是特定地但不是排他地适用于低海拔的特定实施例中,每个汪克尔发动机具有从5至9的体积膨胀比以及低于体积膨胀比的体积压缩比。可以通过使排气温度处于材料极限来使第一级涡轮机24的功率回收最大化,并且同样适合于这种相对较低的体积压缩比,这可以帮助增加汪克尔发动机的功率密度,并且还可以改善高速燃烧和重质燃料的燃烧。
参考图3,在特定实施例中,复合发动机组件10包括例如,诸如,在图2中示出的汪克尔发动机形式的两(2)个内燃发动机12。在其它实施例中,可以设置更多或者更少的内燃发动机;例如,在另一特定实施例中,发动机核心包括四(4)个汪克尔发动机或者具有任何其它合适的配置的任何合适数量的内燃发动机(例如,每个活塞限定一个排气端口的往复式发动机)。
在示出的实施例中,第一级涡轮机24包括适用于在环形流动路径64中旋转的转子动叶62的周向阵列。在示出的实施例中,涡轮机是轴向涡轮机,并且流动路径64相对于第一级涡轮机24的旋转轴线沿着轴向方向延伸。可替代地,第一级涡轮机24可以是径向涡轮机,例如,流动路径的上游部分沿着径向方向延伸。
复合发动机组件10包括用于每个排气端口48的排气管66。每个排气管66包括与相应内燃发动机12的排气端口48流体连通的第一端68和与第一级涡轮机24的入口引导组件72、172、272、372、372'流体连通的相对的第二端70,该入口引导组件72、172、272、372、372'与在转子动叶62上游的流动路径64连通。因此,入口引导组件72、172、272、372、372'接收来自排气管66的脉冲流,并且将该脉冲流引导到流动路径64中。
在特定实施例中,在第二端70上游的排气管66的横截面面积是恒定的,并且该恒定的横截面面积与连接至排气管66的发动机排气端口48的横截面面积对应。可替代地,排气管66可以具有与排气端口48的横截面面积不同的横截面面积,并且可以例如,小于对应的排气端口48的横截面面积。
参考图4A至图4B,示出了根据特定实施例的入口引导组件72。该入口引导组件72包括限定一个或更多个内部体积76的弧形管道74。该管道74可以是适用于接收脉冲流并且沿着周向方向78引导其中的脉冲流的任何结构。管道 74具有轴向间隔开的端面80(仅示出了一个端面),这些端面80通过同心径向间隔开的面82互连,以便在管道74内接收并引导脉冲流。在特定实施例中,管道74是环形管道。管道74可以具有圆形或者半圆形的横截面,使得面80、82中的一些或者全部面可以由共同的壁限定。
每个内部体积76被限定为管道74的轴向间隔开的端面80与径向间隔开的面82之间的内部体积的一部分。在示出的实施例中,管道74包括两个互连的内部体积76。这两个内部体积76中的每个限定了管道74的一部分。在特定实施例中,每个部分在覆盖管道74的周向部的大约120°的角度θ的弧上延伸。内部体积76通过任何合适类型的分隔部77彼此分开,该分隔部77可以包括实心壁、包围发动机的腔体或者其它结构的间隔开的壁、或者间隔开的单独的壁。
虽然内部体积76被示出为一起仅绕着完整周向部的一部分延伸,但是可替代地,内部体积76可以一起绕着管道74的完整周向部延伸(例如,两个内部体积例如通过图5的组件172示出的那样各自绕着大约180°延伸,三个内部体积各自绕着大约120°延伸)。此外,内部体积76可以按照与示出的角度值不同的角度值一起仅绕着周向部的一部分延伸(例如,两个或者三个内部体积各自绕着大约90°延伸)。其它值当然是可能的。管道74可以设置为单个结构,或者设置在单独的部分中,每个部分包括一个内部体积76;当内部体积一起仅绕着完整周向部的一部分延伸时,这些部分可以彼此邻接并且互连,或者彼此周向地间隔开。
每个内部体积76包括入口端口84,该入口端口84配置为接合接收脉冲流的相应排气管66的第二端70。入口端口84与相应内部体积76流体连通。
另外,每个内部体积76包括周向间隔开的出口喷嘴86,该周向间隔开的出口喷嘴86沿着进气弧(admission arc)75布置并且配置为与第一级涡轮机24的流动路径64连通。喷嘴86还与相应内部体积76流体连通并且位于涡轮机动叶62的上游。在示出的实施例中,入口引导组件72配置用于与轴向涡轮机一起使用,并且因此,喷嘴86位于一个端面80上以沿着管道74的轴向方向排放脉冲流。
喷嘴86绕着管道74周向分布。每个喷嘴86定位在距入口端口84周向距离或者弧长的位置处,沿着管道74的周向方向78测得该周向距离或者弧长;因此,沿着在入口端口84的中心线90与每个喷嘴86的中心线92之间延伸的弧限定距离。
每个喷嘴86还限定用于提供相应内部体积76与涡轮机流动路径64之间的连通的喷嘴面积88(开口横截面面积)。在示出的实施例中,位于距入口端口84距离R1处的喷嘴86'具有喷嘴面积88,该喷嘴面积88小于位于距入口端口84较大距离R2处的喷嘴86''的喷嘴面积。换句话说,更靠近入口端口84定位的喷嘴86'(相对于通过管道74的流动方向,位于上游)具有较小的喷嘴面积88。因此,与通过更远离入口端口84或者在入口端口84的下游的第二喷嘴86''相比较,喷嘴86对脉冲流通过更靠近入口端口84的第一喷嘴86'限定更大的限制。
在特定实施例中,在管道74中循环的脉冲流是超音速的。因此,在流行进离开入口端口84时增加喷嘴面积88是期望的,以便增加脉冲流的流速,因为可以沿着周向方向78在内部体积76的弧上减小通过管道74传播的脉冲流的压力。与更靠近入口端口84的喷嘴相比较,定位成更远离入口端口84的喷嘴86的喷嘴面积增加允许通过所述喷嘴86的流速更大地增加,这在特定实施例中允许在每个内部体积76内跨越喷嘴86的弧获得基本恒定的流速。
在特定实施例中,位于距入口端口84给定距离处的每个喷嘴86的喷嘴面积88至少等于定位成更靠近入口端口84的喷嘴86的喷嘴面积。喷嘴面积88可以随着距入口端口84的距离R增加而逐渐增加或者不连续地增加。在不连续地增加的情况下,相邻喷嘴86可以具有相同的喷嘴面积88。例如,更靠近入口端口84的第一组喷嘴86可以具有小于更远离入口端口84的第二组喷嘴86的第二喷嘴面积的第一喷嘴面积。可替代地,每个喷嘴86可以具有比定位成更靠近入口端口84的喷嘴的喷嘴面积更大的喷嘴面积。
在示出的特定实施例中,每个喷嘴86限定在跨越开口端面80的相邻对的周向间隔开的静叶(vane)94之间。静叶94可具有任何适当类型的翼型轮廓。通过改变相邻静叶之间的静叶间间隔或者周向距离来改变喷嘴86的喷嘴面积88。因此,当静叶94定位成更远离入口端口84时,相邻静叶94之间的静叶间间隔或者周向距离增加。静叶间间隔可以随着距入口端口的距离增加而逐渐增加(如在图4A至图4B中示出的)或者可替代地,成组增加(如在图5中示出的)。例如,第一组喷嘴可以由第一组相同间隔的静叶限定,并且第二组喷嘴由第二组相同间隔的静叶限定,其中,更靠近入口端口84的那组静叶具有更小的静叶间间隔。
参考图6,示出了根据另一特定实施例的入口引导组件272。除了以下情况之外,图6的入口引导组件272与图4的入口引导组件72相似:其配置用于与径向涡轮机一起使用;端面80关闭,并且喷嘴286跨越径向间隔开的面82中打开的内面以沿着管道74的径向方向排放脉冲流。喷嘴286还限定在静叶294的周向阵列中的相邻静叶之间。如在图4的实施例中那样,在定位成更靠近入口端口84的静叶294中的相邻静叶之间限定比在定位成更远离入口端口84的静叶中的相邻静叶之间的周向距离更小的周向距离。
参考图7A至图7B,示出了根据另一特定实施例的适于与轴向涡轮机一起使用的入口引导组件372、372'。在这些实施例中,喷嘴386、386'由通过管道374的一个端面380形成的间隔开的孔396限定。孔396可以具有任何合适的形状。例如,如在图7B中示出的,孔396具有相对于流倾斜的椭圆形状。每个喷嘴可以由单个孔限定(图7A),或者由多个孔限定,其中,喷嘴面积与其孔的横截面面积的总和对应(针对喷嘴386'是图7B)。喷嘴可以沿着流的方向相等地间隔开。
因此,在特定实施例中,入口引导组件72、172、272、372、372'用于通过以下方式来将脉冲流引入第一级涡轮机24的流动路径64中:通过管道74的相应入口来将脉冲流引导到管道74的一个或更多个内部体积76中,沿着每个内部体积76周向引导脉冲流,并且最后通过管道74的周向间隔开的喷嘴86来将脉冲流从每个内部体积76引导至流动路径64。
以上描述旨在仅仅是示例性的,并且本领域的技术人员将认识到,在不背离所公开的本发明的范围的情况下,可以对所描述的实施例进行更改。鉴于对本公开的回顾,落入本发明的范围内的修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的,并且这些修改旨在落入所附的权利要求内。

Claims (24)

1.一种用于接收脉冲流的涡轮机的入口引导组件,所述入口引导组件包括:具有内部体积和入口端口的管道、各自与所述内部体积连通的第一出口喷嘴和第二出口喷嘴,所述入口端口配置为接收所述脉冲流的至少一部分,所述第一和第二出口喷嘴各自限定在所述内部体积与所述涡轮机的流动路径之间连通的相应喷嘴面积,所述第一和第二出口喷嘴彼此间隔开,其中,相对于通过所述管道的流动方向,所述第一出口喷嘴定位成比所述第二出口喷嘴更靠近所述入口端口,所述第一出口喷嘴的喷嘴面积小于所述第二出口喷嘴的喷嘴面积。
2.根据权利要求1所述的入口引导组件,进一步包括:与所述内部体积连通的第三出口喷嘴,相对于流动方向,所述第三出口喷嘴定位成比所述第二出口喷嘴更远离所述入口端口,所述第三出口喷嘴的喷嘴面积大于所述第二出口喷嘴的所述喷嘴面积。
3.根据权利要求2所述的入口引导组件,其中,所述第一和第二出口喷嘴之间沿着所述流动方向的间隔与所述第二和第三出口喷嘴之间沿着所述流动方向的间隔相同。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的入口引导组件,其中,所述第一出口喷嘴是各自具有相同的喷嘴面积的一组第一出口喷嘴的一部分,相对于所述流动方向,所述一组第一出口喷嘴定位成比所述第二出口喷嘴更靠近所述入口端口。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的入口引导组件,其中,所述第二出口喷嘴是各自具有相同的喷嘴面积的一组第二出口喷嘴的一部分,相对于所述流动方向,所述第一出口喷嘴定位成比所述一组第二出口喷嘴更靠近所述入口端口。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的入口引导组件,其中,所述第一出口喷嘴是各自具有相同的喷嘴面积的一组相等地间隔开的第一出口喷嘴的一部分,所述第二出口喷嘴是各自具有相同的喷嘴面积的一组相等地间隔开的第二出口喷嘴的一部分,相对于所述流动方向,所述一组相等地间隔开的第一出口喷嘴定位成比所述一组相等地间隔开的第二出口喷嘴更靠近所述入口端口。
7.根据权利要求6所述的入口引导组件,其中,所述一组相等地间隔开的第一出口喷嘴的每个出口喷嘴限定在具有第一周向静叶间间隔的多个静叶中的第一相邻静叶之间,所述一组相等地间隔开的第二出口喷嘴的每个出口喷嘴限定在具有第二周向静叶间间隔的所述多个静叶中的第二相邻静叶之间,所述第一周向静叶间间隔小于所述第二周向静叶间间隔。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的入口引导组件,其中,所述第一出口喷嘴由通过所述管道的面形成的多个第一孔限定,所述第一出口喷嘴的所述喷嘴面积是所述第一孔的横截面面积的总和。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的入口引导组件,其中,所述第二出口喷嘴由通过所述管道的面形成的单个第二孔限定。
10.根据权利要求1至3和7中任一项所述的入口引导组件,其中,所述组件包括多个出口喷嘴,所述多个出口喷嘴包括:所述第一出口喷嘴、所述第二出口喷嘴、和附加出口喷嘴,所述多个出口喷嘴的所述喷嘴面积随着沿着所述流动方向距所述入口端口的距离增加而逐渐增加。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的入口引导组件,其中,每个出口喷嘴限定在多个周向不均匀间隔开的静叶中的相邻静叶之间。
12.根据权利要求1至3和7中任一项所述的入口引导组件,其中,所述管道包括附加内部体积和与所述附加内部体积连通的附加入口端口、与所述附加内部体积连通的第三出口喷嘴和第四出口喷嘴,所述附加入口端口配置为接收所述脉冲流的另一部分,所述第三和第四出口喷嘴各自限定在所述附加内部体积与所述涡轮机的所述流动路径之间连通的相应喷嘴面积,所述第三和第四出口喷嘴彼此间隔开,其中,相对于通过所述管道的所述流动方向,所述第三出口喷嘴定位成比所述第四出口喷嘴更靠近所述入口端口,所述第三出口喷嘴的所述喷嘴面积小于所述第四出口喷嘴的所述喷嘴面积。
13.一种复合发动机组件,包括:
发动机核心,所述发动机核心包括至少一个内燃发动机,所述至少一个内燃发动机具有至少一个排气端口,所述至少一个排气端口配置为提供脉冲流;
涡轮机,所述涡轮机具有适于在流动路径中旋转的转子动叶的周向阵列;
用于每个排气端口的排气管,每个排气管具有与所述排气端口流体连通的第一端和相对的第二端;以及
管道,所述管道限定每个排气管的相应内部体积,所述管道针对每个相应内部体积包括入口端口,所述入口端口提供所述相应内部体积与所述排气管的所述第二端之间的连通,以及各自具有喷嘴面积的多个周向间隔开的喷嘴,所述喷嘴面积提供所述相应内部体积与所述涡轮机的所述流动路径之间的连通;
其中,每个相应内部体积的所述多个喷嘴包括位于距所述相应内部体积的所述入口端口第一距离处的第一喷嘴和位于距所述相应内部体积的所述入口端口第二距离处的第二喷嘴,沿着所述管道的周向方向测得所述第一和第二距离,其中,所述第一距离小于所述第二距离,所述第一喷嘴的所述喷嘴面积小于所述第二喷嘴的所述喷嘴面积。
14.根据权利要求13所述的复合发动机组件,其中,所述至少一个内燃发动机包括至少一个旋转发动机,每个旋转发动机包括密封地并且旋转地接收在内部腔体内以在所述内部腔体中提供可变体积的旋转室的转子,所述转子具有将所述旋转室分开并且安装用于在所述内部腔体内偏心回转的三个顶部部分,所述内部腔体具有带有两个凸起部的外旋轮线形状,所述至少一个排气端口中的每个排气端口与所述至少一个汪克尔发动机中的相应一个汪克尔发动机的所述内部腔体连通。
15.根据权利要求13或者14所述的复合发动机组件,其中,所述多个喷嘴配置为沿着所述管道的轴向方向排放所述脉冲流。
16.根据权利要求13或者14所述的复合发动机组件,其中,每个喷嘴的所述喷嘴面积大于沿着所述周向方向定位成更靠近所述入口端口的所述喷嘴中的喷嘴的喷嘴面积。
17.根据权利要求13或者14所述的复合发动机组件,其中,所述多个喷嘴中的每个喷嘴限定在多个周向间隔开的静叶中的相邻静叶之间。
18.一种用于接收脉冲流的涡轮机的入口引导组件,所述入口引导组件包括具有内部体积和入口端口的管道以及与所述内部体积连通的多个喷嘴,所述入口端口配置为接收所述脉冲流,所述多个喷嘴各自限定在所述内部体积与所述涡轮机的流动路径之间连通的相应喷嘴面积,所述喷嘴沿着通过所述管道的流的方向顺次地并且间隔开布置,所述喷嘴中的至少一个喷嘴具有比位于其上游的所述喷嘴中的至少另一个喷嘴更大的喷嘴面积。
19.根据权利要求18所述的入口引导组件,其中,每个喷嘴具有比位于其上游的每个喷嘴更大的喷嘴面积。
20.根据权利要求18或者19所述的入口引导组件,其中,每个喷嘴限定在周向间隔开并且共同大小的静叶中的相邻静叶之间,与每个喷嘴对应的静叶间间隔大于位于其上游的每个喷嘴的静叶间间隔。
21.根据权利要求18所述的入口引导组件,其中,每个喷嘴限定在周向相等地间隔开并且共同大小的静叶中的相邻静叶之间,所述喷嘴至少包括:由具有第一静叶间间隔的第一组静叶限定的第一组喷嘴和由具有第二静叶间间隔的第二组静叶限定的第二组喷嘴,所述第一组喷嘴位于所述第二组喷嘴的上游,所述第二静叶间间隔大于所述第一静叶间间隔。
22.根据权利要求18所述的入口引导组件,其中,所述喷嘴中的至少一个喷嘴由通过所述管道的面形成的多个孔限定,所述喷嘴面积是所述孔的横截面面积的总和。
23.一种将脉冲流引入涡轮机的流动路径中的方法,所述方法包括:
提供与所述涡轮机的所述流动路径连通的多个周向间隔开的喷嘴,所述喷嘴沿着所述喷嘴的周向方向在第一位置中比在第二位置中对所述脉冲流限定更大的限制;以及
沿着周向路径将所述脉冲流引导至所述第一位置,并且然后引导至所述第二位置,使得所述第一位置在所述第二位置的上游,同时使所述脉冲流通过所述多个周向间隔开的喷嘴循环到所述涡轮机的所述流动路径。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,引导所述脉冲流包括:与所述第一位置相比较,在所述第二位置处使通过所述喷嘴的所述脉冲流的流速大大增加。
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