CN1987065A - 轴流式正位移蜗杆燃气发生器 - Google Patents

轴流式正位移蜗杆燃气发生器 Download PDF

Info

Publication number
CN1987065A
CN1987065A CNA200610135568XA CN200610135568A CN1987065A CN 1987065 A CN1987065 A CN 1987065A CN A200610135568X A CNA200610135568X A CN A200610135568XA CN 200610135568 A CN200610135568 A CN 200610135568A CN 1987065 A CN1987065 A CN 1987065A
Authority
CN
China
Prior art keywords
section
outside
slope
ectosome
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA200610135568XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN1987065B (zh
Inventor
K·D·默罗
R·G·杰芬
O·法昆尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN1987065A publication Critical patent/CN1987065A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1987065B publication Critical patent/CN1987065B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/10—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member
    • F01C1/107—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth-equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C1/00—Rotary-piston machines or engines
    • F01C1/08—Rotary-piston machines or engines of intermeshing engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F01C1/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or engines
    • F01C1/084—Toothed wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C11/00—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type
    • F01C11/006—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of dissimilar working principle
    • F01C11/008—Combinations of two or more machines or engines, each being of rotary-piston or oscillating-piston type of dissimilar working principle and of complementary function, e.g. internal combustion engine with supercharger
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C5/00—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion
    • F02C5/06—Gas-turbine plants characterised by the working fluid being generated by intermittent combustion the working fluid being generated in an internal-combustion gas generated of the positive-displacement type having essentially no mechanical power output
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K5/00—Plants including an engine, other than a gas turbine, driving a compressor or a ducted fan
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03C—POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINES DRIVEN BY LIQUIDS
    • F03C2/00—Rotary-piston engines
    • F03C2/08—Rotary-piston engines of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co- operating members similar to that of toothed gearing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B53/00—Internal-combustion aspects of rotary-piston or oscillating-piston engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/326—Application in turbines in gas turbines to drive shrouded, low solidity propeller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
    • F05D2220/327—Application in turbines in gas turbines to drive shrouded, high solidity propeller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/20—Three-dimensional
    • F05D2250/25—Three-dimensional helical

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Supercharger (AREA)

Abstract

一种轴流式正位移发动机(8)，有一与出口(22)沿轴向隔开并在其上游的入口(20)。内、外体(12，14)有偏离的内、外轴线(16，18)，它们从入口(20)延伸到出口(22)而顺序向下游流动地通过核心组件(15)的第一、第二、第三区段(24，26，28)。内、外体中的至少一个可以围绕其轴线而转动。内、外体(12，14)分别具有围绕内、外轴线(16，18)的相互啮合的内、外螺旋形叶片(17，27)。该内、外螺旋形叶片(17，27)分别沿径向向外和向内延伸。这些螺旋形叶片分别具有在第一、第二、第三区段(24，26，28)中的第一、第二、第三扭转斜率(34，36，38)。该第一扭转斜率(34)小于第二扭转斜率(36)，而该第三扭转斜率(38)小于第二扭转斜率(36)。一个燃烧器区段(40)沿轴向向下游延伸而通过至少一部分第二区段(26)。

Description

轴流式正位移蜗杆燃气发生器
按照与NASA签订的合同No.NAS 3-01 135，美国政府享有本发明的权利。
发明领域
本发明总的涉及涡轮机械和燃气发生器，尤其涉及轴流式正位移(positive displacement)燃气发生器与蜗杆压缩机和涡轮。
背景技术
燃气发生器用于燃气涡轮发动机，如核心涡扇发动机和按沿下游流动关系具有压缩机区段、燃烧区段和涡轮区段的其它燃气涡轮发动机。燃气发生器的作用是提供高能流体，后者又能受控为各种用途提供动力。轴流式燃气发生器在许多涡轮机械的用途中特别有用。以涡轮机械为基础的燃气发生器很大程度上由于所希望的特性的组合而用于范围宽广的用途，这些性能诸如为高比能(单位质量的能量)排气流、相对给定的前沿面积的高质量流量、连续的近似稳定的流体流、在范围宽广的运转工况下的适当的热效率。燃气涡轮制造商的目标是拥有重量轻而效率高的燃气发生器。另一目标是燃气发生器中部件尽可能少，以减少制造、安装、整修、大修和替换该燃气发生器的费用。因此，希望有一种能改进燃气发生器的所有这些特性的燃气发生器。
发明概述
一种轴流式正位移发动机如轴流式正位移燃气发生器包括一个与一出口沿轴向隔开并在其上游的入口。从入口到出口分别延伸具有偏离的内外轴线的内外体。内外两体或其中之任一可以是可转动的。在发生器的一个实施例中，该内体可以围绕外体中的内轴线转动。该外体可以可转动地固定或可以围绕该外轴线而转动。该内外体具有分别围绕内外轴线扭转的相互啮合的内外螺旋形叶片。该内外螺旋形叶片分别沿径向向外和向内伸出。
这些螺旋形叶片分别具有在第一、第二、第三区段中的第一、第二、第三扭转斜坡(twist slape)。扭转斜率定义为沿一轴线每单位距离的螺旋形部件截面的转动量。第一扭转斜率小于第二扭转斜率，而第三扭转斜率小于第二扭转斜率。一个燃烧区段从第一区段的端部沿轴向向下游延伸而通过至少一部分第二区段.在该第二区段中产生等容积燃烧。
第一区段中的螺旋形叶片具有足够数目的转圈，从而在发生器运转期间捕集第一区段中的空气充量。在燃气发生器的一个实施例中，转圈的数目足以以机械方式捕集空气充量。在空气发生器的另一实施例中，转圈的数目足以以动力学方式捕集空气充量。
附图简述
图1是一种具有正位移轴流式燃气发生器的示范的飞机用的燃气涡轮发动机的截面图；
图2是图1中例示的正位移燃气发生器的截面图；
图3是图2中例示的燃气发生器的内外体的螺旋形部分的部分省略的透视图；
图4是图3中例示的燃气发生器的内外体之间的啮合的截面图；
图5是图3中例示的燃气发生器的内外体的螺旋形部分的部分省略的透视图；
图6是沿图4中线6-6截取的内外体的截面图；
图7～10是一种替代的内外体构型在不同内体的相对角位置处的截面图；
图11是一种具有图7中例示的内外体的正位移燃气发生器的截面图；
图12是例示图2中示出的燃气发生器的一个循环的温-熵(T-S)图。
发明详述
图1例示一种轴流式正位移蜗杆发动机8，此处例示一种燃气涡轮发动机100用途中的蜗杆燃气发生器10，其中燃气发生器10用于发动一台作功的涡轮来驱动发动机100的风扇区段中的风扇108。燃气发生器10可以用来直接驱动消耗动力的装置如船用的推进传动装置和发电机或飞机喷嘴或风扇。图1中例示的燃气涡轮发动机100的实施例是一台具有核心发动机118的飞机燃气涡轮发动机，该核心发动机118包括在风扇区段112下游的燃气发生器10。燃烧气体从燃气发生器10排入一台有一排低压涡轮转子叶片122的低压涡轮(LPT)120。低压涡轮转子叶片122用一低压轴132驱动地连接在风扇区段112中的风扇108的一排沿周边间隔安置的风扇转子叶片130上，以形成环绕发动机中心线136的低压转子压气机134。燃气发生器10可以用于其它用途，包括但不限于陆基工业用和船用燃气涡轮发动机。
参照图2～5，燃气发生器10包括一个核心组件15，后者有从入口20延伸到出口22的内体12和外体14。内体12设置在外体14的空腔19内。内外体12、14分别有内外轴线16、18。核心组件按向下游流动顺序有第一、第二、第三区段24、26、28。燃烧区段40沿轴向向下游延伸。而通过至少一部分第二区段。如此处示出的，燃烧区段40从第一区段24沿轴向向下游延伸而通过整个第二区段26。核心组件15具有通过入口20和出口22的连续气流。
在第一区段24中由区段24捕集空气的单个充量50。当充量50从第一区段24到第二区段26时出现充量50的压缩。因此，当充量50分别在第一和第二两个区段24和26中时，整个充量50遇到压缩。在整个充量50已排出第一区段24而进入第二区段26之后，在第二区段26中开始燃烧，而第二区段26中的燃烧为等容燃烧。第三区段28为膨胀区段，因而从燃烧的空气充量50提取能量以分别给第一和第二区段24和26以动力。当充量50从第二区段26进到第三区段28时，出现充量50的膨胀.因此，当充量50在第二和第三两个区段26和28中时，整个充量50遇到膨胀。
内外体之任一或两者可以转动，如果两者均可转动，它们以由固定关系决定的不同转动速度沿顺时针或逆时针的同一圆周方向转动。如果仅仅一个体可以转动，那么另一体固定。在发生器的一个实施例中，内体12可以在外体14内部围绕内轴线16转动，而外体14可以可转动地固定或可以围绕外轴线18转动。
内体12和外体14已分别相互啮合围绕内轴线16和外轴线18扭转的内和外螺旋形部件。这些部件分别是具有内和外螺旋形表面21和23的内和外螺旋形叶片17和27。使用术语“蜗杆”是因为它通常用于描述蜗杆或螺旋压缩机，并描述围绕内外轴线16、18扭转的螺旋形部件.内螺旋形叶片17从内体12的空心内轮毂51沿径向向外伸出，而外螺旋形叶片27从外体14的外壳53沿径向向内伸出.当内外叶片17和27彼此相对地转动时，沿内螺旋形叶片17的内螺旋形边缘47密封地啮合外螺旋形叶片27的外螺旋形表面23。当内外叶片17和27彼此相对地转动时，沿外螺旋形叶片27的外螺旋形边缘48密封地啮合内螺旋形叶片17的内螺旋形表面21。
图4中例示一个通过内外体12、14截取的纵向截面.内外体12、14被例示在图6中的轴向截面内。此处将内体12例示为有两个内体凸叶(lobe)60，它们对应于两个内螺旋形叶片17而形成一个足球或有尖的椭圆形内体截面69。外体14有三个外体凸叶64，它们对应于三个外螺旋形叶片27(示于图3和4)。注意：图6中示出内外体12和14之间的密封点62，但在内外螺旋形叶片17和27之间沿内体12、14的长度有连续的密封。
图7～10中以截面图例示内外体12、14的一个替代构型。其中图示的内体12有对应于三个内螺旋形叶片17的三个内体凸叶60，它们形成一个如图7中例示的三角形内体截面68。外体14有两个外体凸叶64，它们对应于两个外螺旋叶片27。通常，如果内体12有N个凸叶，那么外体14将有N+1或N-1个凸叶。注意：图7中例示内外体12和14之间有5个密封点，但内外螺旋形叶片17和27之间沿内外体12和14的长度之间有连续的密封。
参照图5，这些螺旋形部件在第一、第二、第三区段24、26、28中分别有恒定的第一、第二、第三扭转斜率34、36、38。扭转斜率A定义为沿一轴线如图5中例示的内轴线16每单位距离上螺旋形部件的截面41(如图6和7中分别例示的椭圆形或三角形内体截面69和68)的转动量。图5中例示内体截面41的360度转动。扭转斜率A也是360度或2π弧度除以沿螺旋形部件如图5中例示的内或外螺旋形叶片17或27的同一内或外螺旋形边缘47或48的两个相邻的螺纹牙顶44之间的轴向距离CD。轴向距离CD是该螺旋线的一个满旋转43的距离。
每个区段中的内部件的扭转斜率A不同于外部件的扭转斜率A。外体14的扭转斜率A对内体12的扭转斜率A之比等于内体12上内螺旋形叶片17的叶片数目对外体14上外螺旋叶片27的叶片数目之比。第一扭转斜率34小于第二扭转斜率36，而第三扭转斜率38小于第二扭转斜率36。人们也可以按照螺旋角来描述螺旋形部件。螺旋形部件有分别对应于第一、第二、第三区段24、26、28中的恒定的第一、第二、第三扭转斜率34、36、38的恒定的第一、第二、第三螺旋角，人们同样也可以按照螺矩和螺旋角来描述螺旋。
再参照图3～5，第一区段24中的内螺旋形叶片17有足够数目的转圈43来捕集在发生器运转期间第一区段24中的空气充量50。被捕集的空气充量50允许正位移的压缩，使得在下游发展的较高压力不可能迫使空气或该充量往回流出入口20。在该燃气发生器的一个实施例中，第一区段24的转圈43的数目足以以机械方式捕集空气充量50。在燃气发生器10的另一实施例中，第一区段24中的转圈43的数目足以以动力学方式捕集空气充量50。以机械方式截留意味着充量50在其进入充量50的下游端部54处的第二区段26之前通过从充量50的上游端部52处的入口20被关闭而捕集。以动力学方式捕集意味着虽然该捕集的充量的下游端部54可能已进入第二区段26，但该充量的上游端部52还没有完全关闭。但是，在其下游端部54处，在一个压力波从第二区段行进到入口20之前，两体之间的相对转动将在捕集的空气充量50的上游端部52处关闭该充量50。
对于固定的外体14的实施例，内体12相对于外轴线18摇转，使得它围绕内轴线16转动，该内轴线16围绕外轴线18运行，如图7～10中所示。内体12被例示为从其图7中位置围绕内轴线16转动到其图8中的位置，而内轴线16被例示为已围绕外轴线18运行转动90度。内体12和外体14用齿轮连接在一起，使得它们始终以一固定的速度彼此相对地转动，如图1～4中用齿轮箱82中的齿轮连接所例示的。
如果图7中的外体14不固定，那么外体14将以内体12围绕内轴线16转动的转动速度的1.5倍的速度围绕外轴线转动。内体12以等于其轨道运行速度76除以内体凸叶的数目的内体转动速度来围绕内轴线16而转动。内体凸叶的数目等于叶片的数目。如果内体12沿与其轨道运行速度相同的方向转动，那么就使用两凸叶的外体构型.如果内体12沿相反的轨道运行方向转动，那么就使用一个四凸叶的外体构型。
外体14的扭转斜率等于内体12的扭转斜率采以内体凸叶的数目N再除以外体凸叶的数目M。对于图7～10中例示的有三个内体凸叶或内螺旋形叶片17和两个外体凸叶或外螺旋形叶片27的构型，它采取外体14的900度转动和内体12的600度转动来以机械方式捕集空气充量50之一。内体的扭转斜率从第一区段24向第二区段26显著增大。该轴向位置用图2中所示的压紧平面表示。当空气充量50的上游端部与该压紧平面交叉时，在第二区段26中开始燃烧。每个空气充量单独地燃烧，而且由于内外体中的扭转斜率通过第二区段26时保持恒定，因此第二区段26中存在等容积的燃烧。通过比较图11和图2，特别是捕集一个空气充量50所需的外体14的转动角度和内体12的转动角度与第一、第二、第三区段24、26、28的扭转斜率中的差别，可以进一步比较具有两个内体凸叶60(两个内螺旋形叶片17)的内外体12、14的实施例。
参照图2～4，随着第二区段26中的等容积的燃烧，该充量或工作流体遇到一个第三区段28中的近似等熵的膨胀过程，而功被从第三区段28中提取。在高温高压的空气充量的前缘与该膨胀平面交叉之后，空气充量50的体积开始膨胀和沿轴向增长。该膨胀从流体提取能量，提供驱动第一和第二区段24和26以及维持气体产生过程所需的功。膨胀之后，流体穿过后面的平面以相对于其初始状态已显著升高的温度和压力排入下游的空间。
图12例示蜗杆发动机8的一个周期的温-熵图(T-S图)，表示为一个蜗杆核心循环相对于一个布雷顿(Brayton)循环。该蜗杆核心循环将功输入到表示为Wcmp的用于压缩的循环的压缩阶段.该蜗杆核心循环将表示为Wcmb的功输入到循环26的等容积燃烧阶段并输入表示为Qcmb的热量用于燃烧。在该循环的膨胀阶段，该蜗杆核心循环绝热地提取表示为Wtmb的功。在此处例示的螺杆核心循环发动机的示范实施例中，第三区段28起发动机8的涡轮的作用并将功输入到第一和第二区段24和26两者中。
如图12中例示的蜗杆核心循环发动机的净功为WC，而布雷顿循环的净功为WB.此处例示的蜗杆循环和布雷顿循环的净功参考由图12中的等压线指示的发动机8的输入压力。此处例示的蜗杆循环还包括通过整个第二区段26的燃烧。按照净功和热效率两者，一种正位移发动机或燃气发生器的这种循环提供超过布雷顿循环发动机的显著的性能优点。超过布雷顿循环的增大净功的能力将允许用较小的发动机或燃气发生器来满足同样大的动力需求，使得该组合对重量和尺寸敏感的用途尤其有吸引力。
虽然此处已描述认为是本发明的优点的和示范的实施例，但该技术的专业人员显然能从此处的说明对本发明进行其它的修改，因此，预期附属的权利要求书包括落入本发明的实际精神和范围内的所有这些修改。
                        部件清单
8     轴流式正位移发动机
10    燃气发生器
12    内体
14    外体
15    核心组件
16    内轴线
17    内螺旋形叶片
18    外轴线
19    空腔
20    入口
21    内螺旋形表面
22    出口
23    外螺旋形表面
24    第一区段
26    第二区段
27    外螺旋形叶片
28    第三区段
34    第一扭转斜率
36    第二扭转斜率
38    第三扭转斜率
40    燃烧区段
41    截面
42    膨胀-燃烧部分
43    转圈
44    两个相邻的螺纹牙顶
47    内螺旋形边缘
48    外螺旋形边缘
50     空气充量
51     内轮毂
52     上游端部
53     外壳
54     下游端部
60     内体凸叶
62     密封点
64     外体凸叶
68     三角形内体截面
69     椭圆形内体截面
74     转动速度
76     轨道运行速度
82     齿轮箱
100    燃气涡轮发动机
108    风扇
112    风扇区段
118    核心发动机
120    低压涡轮(LPT)
122    低压涡轮转子叶片
130    风扇转子叶片
132    低压轴
134    低压转子压气机
136    发动机中心线
A      扭转斜率
W      转动
X      轴线
Z      距离
CD     轴向距离

Claims (10)

1.一种轴流式正位移机械(8)，包括：
一个与一出口(22)沿轴向隔开并在其上游的入口(20)；
一个核心组件(15)，包括一个设置在一外体(14)内的内体(12)，该内外体(12，14)从入口(20)延伸到出口(22)；
该内外体(12，14)分别有偏移的内外轴线(16，18)；
该内外体(12，14)中的至少一个可以围绕内外轴线(16，18)中的对应的一根而转动；
该内外体(12，14)具有分别围绕内外轴线(16，18)的相互啮合的内外螺旋形叶片(17，27)；
该内外螺旋形叶片(17，27)沿径向分别向外和向内延伸；
该核心组件(15)具有在入口(20)和出口(22)之间成向下游流动的顺序关系的第一、第二、第三区段(24，26，28)；
该内外螺旋形叶片(17，27)分别具有在第一、第二、第三区段(24，26，28)中的第一、第二、第三扭转斜率(34，36，38)；
该第一扭转斜率(34)小于第二扭转斜率(36)，而第三扭转斜率(38)小于第二扭转斜率(36)；以及
一个燃烧器区段(40)，沿轴向向下游延伸而通过至少一部分第二区段(26)。
2.一种如权利要求1中所述的机械(8)，其特征在于，还包括在第一区段(24)中具有足够数目的转圈(43)的螺旋形叶片(17)，以便在机械运转期间捕集第一区段(24)中的空气充量(50)。
3.一种如权利要求2中所述的机械(8)，其特征在于，还包括转圈(43)数足以以机械方式截留空气充量(50)或以动力学方式捕集空气充量(50)。
4.一种如权利要求1中所述的机械(8)，其特征在于，还包括可围绕外轴线(18)转动的外体(14)和可围绕内轴线(16)转动的内体(12)。
5.一种如权利要求3中所述的机械(8)，其特征在于，还包括以固定的传动比啮合在一起的内外体(12，14)。
6.一种如权利要求1中所述的机械(8)，其特征在于，还包括围绕外轴线(18)可转动地固定的外体(14)和围绕外轴线(18)进行轨道运行的内体(12)。
7.一种燃气涡轮发动机(100)，包括：
一台以产生功的关系连接在一动力消耗装置上的燃气发生器(10)；
该燃气发生器(10)包括一个与出口(22)沿轴向隔开并在其上游的入口(20)；
一个核心组件(15)，包括一个设置在一外体(14)内的内体(12)，该内、外体(12、14)从入口(20)延伸到出口(22)；
该内、外体(12，14)分别具有偏离的内外轴线(16，18)；
内、外体(12，14)中的至少一个可以围绕内、外轴线(16，18)中的对应一根而转动；
该内、外体(12，14)具有分别围绕内、外轴线(16，18)的相互啮合的内、外螺旋形叶片(17，27)；
该内、外螺旋形叶片(17，27)分别沿径向向外和向内延伸；
该核心组件(15)具有按顺序向下游流动关系在入口(20)和出口(22)之间延伸的第一、第二、第三区段(24，26，28)；
该内、外螺旋形叶片(17，27)分别具有在第一、第二、第三区段(24，26，28)中的第一、第二、第三扭转斜率(34，36，38)；
第一扭转斜率(34)小于第二扭转斜率(36)，而第三扭转斜率(38)小于第二扭转斜率(36)；以及
一个沿轴向向下游延伸而通过至少一部分第二区段(26)的燃烧器区段(40)。
8.一种飞机用的燃气涡轮发动机(100)，包括：
一个风扇区段(112)和一个包括在该风扇区段(112)下游的燃气发生器(10)的核心发动机(118)；
一个具有在燃气发生器(10)下游的至少一排涡轮转子叶片(122)的涡轮(120)；
该涡轮(120)用一轴(132)按驱动关系连接在风扇区段(112)中的至少一排沿圆周间隔的风扇转子叶片(130)；
该燃气发生器(10)包括一个与一出口(22)沿轴向隔开并在其上游的入口(20)；
一个包括一设置在外体(14)内的内体(12)的核心组件(15)，该内、外体(12，14)从入口(20)延伸到出口(22)；
该内、外体(12，14)分别具有偏离的内、外轴线(16，18)；
该内、外体(12，14)中的至少一个可以围绕内、外轴线(16，18)中的对应的一根而转动；
该内、外体(12，14)具有分别围绕内、外轴线(16，18)扭转的相互啮合的内、外螺旋形叶片(17，27)；
该内、外螺旋形叶片(17，27)分别沿轴向外和向内延伸；
该核心组件(15)具有按顺序向下游流动关系在入口(20)和出口(22)之间延伸的第一、第二、第三区段(24，26，28)；
内、外螺旋形叶片(17，27)分别具有在第一、第二、第三区段(24，26，28)中的第一、第二、第三扭转斜率(34，36，38)；
第一扭转斜率(34)小于第二扭转斜率(36)，而第三扭转斜率(38)小于第二扭转斜率(36)；以及
一个沿轴向向下游延伸而通过至少一部分第二区段(26)的燃烧器区段(40)。
9.一种如权利要求8中所述的飞机用的燃气涡轮发动机(100)，其特征在于，还包括第一区段(24)中的有足够数目圈(43)的螺旋形叶片(17)，用以在发动机运转期间捕集第一区段(24)中的空气充量(50)。
10.一种飞机用的燃气涡轮发动机(100)，包括：
一个风扇区段(112)和一个包括在该风扇区段(112)下游的燃气发生器(10)的核心发动机(118)；
一个具有在燃气发生器(10)下游的至少一排涡轮转子叶片(122)的涡轮(120)；
该涡轮(120)用一轴(132)按驱动关系连接在风扇区段(112)中的至少一排沿圆周间隔的风扇转子叶片(130)上；
该燃气发生器(10)包括一个与一出口(22)沿轴向隔开并在其上游的入口(20)；
一个包括一设置在外体(14)内的内体(12)的核心组件(15)，该内、外体(12，14)从入口(20)延伸到出口(22)；
该内、外体(12，14)分别具有偏离的内、外轴线(16，18)；
该内、外体(12，14)可以分别围绕内、外轴线(16，18)而转动；
该内、外体(12，14)具有分别围绕内、外轴线(16，18)扭转的相互啮合的内、外螺旋形叶片(17，27)；
该内外螺旋形叶片(17，27)分别沿径向向外和向内延伸；
该核心组件(15)具有按顺序向下游流动关系在入口(20)和出口(22)之间延伸的第一、第二、第三区段(24，26，28)；
内、外螺旋形叶片(17，27)分别具有在第一、第二、第三区段(24，26，28)中的第一、第二、第三扭转斜率(34，36，38)；
该第一扭转斜率(34)小于第二扭转斜率(36)，而第三扭转斜率(38)小于第二扭转斜率(36)；以及
一个沿轴向向下游延伸而通过至少一部分第二区段(26)的燃烧器区段(40)。
CN200610135568XA 2005-12-19 2006-10-19 轴流式正位移蜗杆燃气发生器 Active CN1987065B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/313,146 US7707815B2 (en) 2005-12-19 2005-12-19 Axial flow positive displacement worm gas generator
US11/313146 2005-12-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1987065A true CN1987065A (zh) 2007-06-27
CN1987065B CN1987065B (zh) 2012-03-21

Family

ID=37873087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200610135568XA Active CN1987065B (zh) 2005-12-19 2006-10-19 轴流式正位移蜗杆燃气发生器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7707815B2 (zh)
EP (1) EP1798371B1 (zh)
JP (1) JP4948961B2 (zh)
CN (1) CN1987065B (zh)
CA (1) CA2562588C (zh)
RU (1) RU2418955C2 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101368511A (zh) * 2007-08-14 2009-02-18 通用电气公司 带有可反向转动风扇的燃气涡轮发动机
CN101769165A (zh) * 2008-12-31 2010-07-07 通用电气公司 带轴流式入口和出口的具有主、闸转子的正位移旋转构件
CN107420132A (zh) * 2017-06-15 2017-12-01 翁志远 多级螺旋结构的转子、汽轮机和汽轮机设备

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7726115B2 (en) * 2006-02-02 2010-06-01 General Electric Company Axial flow positive displacement worm compressor
US7937945B2 (en) 2006-10-27 2011-05-10 Kinde Sr Ronald August Combining a series of more efficient engines into a unit, or modular units
US20080310982A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-18 General Electric Company Positive displacement flow separator with combustor
US20080310981A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-18 General Electric Company Positive displacement flow separator
US20080310984A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-18 General Electric Company Positive displacement capture device
JP5539893B2 (ja) * 2007-11-16 2014-07-02 エレメンタル・エナジー・テクノロジーズ・リミテッド 動力発生機
US7905084B2 (en) * 2008-02-01 2011-03-15 General Electronic Company Rotary pressure rise combustor for a gas turbine engine
US8082728B2 (en) * 2008-02-01 2011-12-27 General Electric Company System and method of continuous detonation in a gas turbine engine
US7854111B2 (en) * 2008-03-07 2010-12-21 General Electric Company Axial flow positive displacement turbine
ES2763347T3 (es) * 2011-05-06 2020-05-28 Glyn Evans Un motor de aire caliente
CN107100759B (zh) * 2017-06-19 2019-01-01 季永宽 循环冲压发动机
CN108468602A (zh) * 2018-05-18 2018-08-31 北京航空航天大学 一种多轴系分布式可变布雷顿循环航空发动机

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US427475A (en) 1890-05-06 Furniture-drawer
US1892217A (en) 1930-05-13 1932-12-27 Moineau Rene Joseph Louis Gear mechanism
GB427475A (en) 1933-10-13 1935-04-15 Arthur William Capps Improvements relating to rotary compressors, engines and heating and cooling apparatus
FR787711A (fr) 1934-05-02 1935-09-27 Mécanisme à engrenages perfectionné, utilisable comme pompe, compresseur, moteur ou simple dispositif de transmission
SE89284C1 (zh) * 1934-09-08 1937-05-19
US2553548A (en) 1945-08-14 1951-05-22 Henry D Canazzi Rotary internal-combustion engine of the helical piston type
SE374589B (zh) * 1973-07-20 1975-03-10 Atlas Copco Ab
SE390751B (sv) 1973-07-20 1977-01-17 Atlas Copco Ab Skruvrotormaskin
HU175810B (hu) 1977-12-28 1980-10-28 Orszagos Koolaj Gazipari Protochnoe mnogocelevoe ustrojstvo s osevym protokom
SU1567804A1 (ru) 1985-09-20 1990-05-30 Г.А.Тетюшин Комбинированна дизель-газотурбинна установка
US4818197A (en) 1987-01-20 1989-04-04 Halliburton Company Progessive cavity pump
GB2301632B (en) 1995-03-18 1998-06-24 Rolls Royce Plc Aircraft compound cycle propulsion engine
US5779460A (en) 1996-06-07 1998-07-14 Ici Canada Inc. Progressive cavity pump with tamper-proof safety
US5867980A (en) * 1996-12-17 1999-02-09 General Electric Company Turbofan engine with a low pressure turbine driven supercharger in a bypass duct operated by a fuel rich combustor and an afterburner
GB2400631B (en) * 2003-04-16 2006-07-05 Adrian Alexander Hubbard Compound centrifugal and screw compressor
US20070264147A1 (en) * 2004-01-14 2007-11-15 Elthom Enterprises Limited Method of Transforming Energy in a Rotary Screw Machine of Volumetric Type

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101368511A (zh) * 2007-08-14 2009-02-18 通用电气公司 带有可反向转动风扇的燃气涡轮发动机
CN101368511B (zh) * 2007-08-14 2014-10-29 通用电气公司 带有可反向转动风扇的燃气涡轮发动机
CN101769165A (zh) * 2008-12-31 2010-07-07 通用电气公司 带轴流式入口和出口的具有主、闸转子的正位移旋转构件
CN101769165B (zh) * 2008-12-31 2014-10-29 通用电气公司 带轴流式入口和出口的具有主、闸转子的正位移旋转构件
CN107420132A (zh) * 2017-06-15 2017-12-01 翁志远 多级螺旋结构的转子、汽轮机和汽轮机设备

Also Published As

Publication number Publication date
US7707815B2 (en) 2010-05-04
RU2006136981A (ru) 2008-04-27
EP1798371B1 (en) 2014-10-15
EP1798371A1 (en) 2007-06-20
RU2418955C2 (ru) 2011-05-20
CN1987065B (zh) 2012-03-21
CA2562588C (en) 2013-07-09
JP2007170374A (ja) 2007-07-05
JP4948961B2 (ja) 2012-06-06
CA2562588A1 (en) 2007-06-19
US20070137174A1 (en) 2007-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1987065B (zh) 轴流式正位移蜗杆燃气发生器
US7530217B2 (en) Axial flow positive displacement gas generator with combustion extending into an expansion section
US8708643B2 (en) Counter-rotatable fan gas turbine engine with axial flow positive displacement worm gas generator
US7624565B2 (en) Hybrid worm gas turbine engine
RU2446313C2 (ru) Осевой объемный компрессор и газотурбинный двигатель

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant