[12]发明专利申请公开说明书
[21]申请号03821260.9
[51]Int.CI7
F02C 7/268H02K 7/14H02K 21/22H02K 21/14
[43]公开日2005年10月12日[22]申请日2003.09.03[21]申请号03821260.9
[30]优先权
[32]2002.09.06 [33]CZ [31]PUV2002－13449[86]国际申请PCT/CZ2003/000050 2003.09.03[87]国际公布WO2004/022948 EN 2004.03.18[85]进入国家阶段日期
2005.03.07
[11]公开号CN 1682023A
[74]专利代理机构永新专利商标代理有限公司
代理人蔡洪贵
H02K 7/18
[71]申请人普维尼布伦卡斯托伊纳大比泰什公
司
地址捷克共和国大比泰什[72]发明人兹德涅克·卡托利赛克伊 切斯特米尔·
哈夫拉内克
权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页
[54]发明名称
喷气发动机或涡轮发动机
[57]摘要
一种包括径向或对角压缩机的喷气或涡轮发动机，压缩机具有在喷气或涡轮发动机的固定部分中旋转的至少一个旋转部分，具有相互协同工作的定子和转子的同步电机连接压缩机的至少一个旋转部分。其中，同步电机(2)的转子(200)固定在与压缩机连接的喷气或涡轮发动机的旋转部分上，而与同步电机(2)的转子(200)对齐的同步电机(2)的定子(201)装在喷气或涡轮发动机的固定部分上，并与电源和/或用电装置连接。
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权 利 要 求 书
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1.一种包括径向或对角压缩机的喷气或涡轮发动机，压缩机具有在喷气或涡轮发动机的固定部分中旋转的至少一个旋转部分，具有相互协同工作的定子和转子的同步电机连接压缩机的至少一个旋转部分，其特征在于，同步电机(2)的转子(200)固定在与压缩机连接的喷气或涡轮发动机的旋转部分上，而与同步电机(2)的转子(200)对齐的同步电机(2)的定子(201)装在喷气或涡轮发动机的固定部分上，并与电源和/或用电装置连接。
2.如权利要求1所述的喷气或涡轮发动机，其特征在于，同步电机(2)的转子(200)固定在压缩机的旋转部分上。
3.如权利要求2所述的喷气或涡轮发动机，其特征在于，同步电机(2)的转子(200)固定在压缩机轮的前部，而同步电机(2)的定子(201)固定在压缩机轮前面。
4.如权利要求3所述的喷气或涡轮发动机，其特征在于，同步电机(2)的转子(200)装在压缩机轮的前部中空部分中。
5.如权利要求3或4所述的喷气或涡轮发动机，其特征在于，同步电机(2)的定子(201)装在覆盖体(240)上，覆盖体用于空气动力学覆盖压缩机轮的前端中部，而覆盖体(240)通过径向筋(27)固定在喷气或涡轮发动机入口外壳(24)的中部。
6.如权利要求5所述的喷气或涡轮发动机，其特征在于，至少一个径向筋(27)是中空的，并作为导线(25)的管道，导线(25)用于连
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接同步电机(2)的定子(201)与电源和/或用电装置。
7.如权利要求5或6所述的喷气或涡轮发动机，同步电机(2)的定子(201)装在悬挂于覆盖体(240)的壳体(29)上。
8.如权利要求1到7中的任一项所述的喷气或涡轮发动机，其特征在于，同步电机(2)的转子(200)包括具有偶数个磁极的中空永磁体，而同步电机(2)的定子(201)包括位于同步电机(2)的转子(200)空腔中并具有多相绕组(23)的电磁体，多相绕组(23)连接到电源和/或用电装置。
9.如权利要求1到7中的任一项所述的喷气或涡轮发动机，其特征在于，同步电机(2)的转子(200)包括位于同步电机(2)的定子(201)空腔中并具有偶数个磁极的永磁体，而同步电机(2)的定子(201)包括具有多相绕组(23)的中空电磁体，多相绕组(23)连接到电源和/或用电装置。
10.如权利要求1到9中的任一项所述的喷气或涡轮发动机，其特征在于，同步电机(2)的定子(201)和/或转子(200)设置有冷却管道系统。
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说 明 书
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喷气发动机或涡轮发动机
技术领域
本发明涉及一种具有径向(radial)或对角(diagonal)压缩机的喷气或涡轮发动机，所述压缩机包括至少一个旋转部分，装在喷气或涡轮发动机固定部分上，使其可以旋转；具有相互协同工作的定子和转子的同步电机连接压缩机的至少一个旋转部分。 背景技术
对于具有径向或对角线压缩机的喷气或涡轮发动机，在起动喷气或涡轮发动机之后，需要保证转子的初始起动(旋转)达到所需速度。使喷气或涡轮发动机转子的初始起动达到所需速度有很多技术方案是公知的。
利用压缩空气通过喷嘴驱动压缩机叶片的公知方案有多种。也有一些方案利用涡轮机叶片上镁铝榴石筒(pyrope cartridge)的作用，其旋转运动通过压缩机的公共轴传递到压缩机轮。使用单独的包括电子起动器的整流式电机也是公知的，例如，通过齿轮箱、起动离合器或飞轮离合器可以机械地连接喷气或涡轮发动机轴。如果使用上述装置将电机永久连接到喷气或涡轮发动机轴，它也可以用于供应电力(如果结构允许这个用途)。也有一些结构含有单独的电机或单独的发电机。
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上述的结构存在一些缺点：重量大并需要大的空间。另外的缺点是公知方案的结构相当复杂，所需相关制造条件高，相应的设备成本高。 本发明的目的是消除或最大程度减少现有技术的缺点。 发明内容
本发明的目的是利用一种喷气或涡轮发动机达到的，其原理如下：同步电机的转子固定在与压缩机连接的喷气或涡轮发动机的旋转部分上，与同步电机的转子对齐的同步电机的定子置于喷气或涡轮发动机的固定部分上并连接电源和/或用电装置。通过这种配置，可以减小“同步电机—喷气或涡轮发动机”系统的空间需求，为了安装同步电机的旋转部分，也利用当前喷气或涡轮发动机旋转部分进行安装，使喷气或涡轮发动机简化和便宜。将同步电机的转子连接到压缩机也是方便的，并且不使用其它额外的设备，例如，联轴器或齿轮箱，因为利用了压缩机与喷气或涡轮发动机相关旋转部分的当前连接。
考虑到简化喷气或涡轮发动机结构，如果同步电机的转子固定在压缩机旋转部分上将是方便的。
根据一个方便的设计，同步电机的转子固定在压缩机轮的前部上，同步电机的定子固定在压缩机轮前面。这便于喷气或涡轮发动机的制造，特别是当同步电机的转子装在压缩机轮的前部的中空部分中。 同时，同步电机的定子方便地装在覆盖体中，覆盖体用于空气动力学覆盖压缩机轮的前端中部，覆盖体通过径向筋固定在喷气或涡轮发动机的入口外壳中部。这种方案简单、便宜和可靠。
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至少一个径向筋是中空的，作为管道用于装连接同步电机定子与电源和/或用电装置的导线。
同步电机的定子方便地装在悬挂于覆盖体上的壳体中，这是简单和便宜的。
根据一个方便的设计，同步电机的转子包括具有偶数个磁极的中空永磁体，同步电机的定子包括具有多相绕组的电磁体，所述多相绕组位于同步电机的转子空腔中，多相绕组连接到电源和/或用电装置。此方案特别适合于将内置的同步电机应用到压缩机轮前部。
根据另一个方便的设计，同步电机的转子包括具有偶数个磁极的永磁体，并位于同步电机定子的空腔中，同步电机的定子包括具有多相绕组的中空电磁体，多相绕组连接到电源和/或用电装置。此设计适合于：上述压缩机轮前部中的内置同步电机，以及同步电机的转子装在例如压缩机轮后面的压缩机轴上，或者成为与压缩机连接的喷气或涡轮发动机的另一个旋转部分，例如，成为具有压缩机的公共轴上的涡轮，等等。 为了冷却同步电机的一部分，如果为同步电机的定子和/或转子提供冷却管道系统，则是方便的。
本发明这套喷气或涡轮发动机的综合优点在于达到较高的电效率以及无维护运行。本发明喷气或涡轮发动机的另一个优点是同步电机转矩高，并且具有永磁体的同步电机可以作为发电机在高速下运行，而不额外需要导致同步电机定子和转子之间磁隙增大的条带。较小的磁隙可以使用较小厚度的磁体达到相同的输出。
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附图说明
本发明技术方案的图解表示在附图中。图1表示具有同步电机的单轴喷气发动机实施例的纵向剖面，同步电机构成集成在喷气发动机的压缩机入口部分的电起动器。图1表示沿中空径向筋的剖视图。 具体实施方式
下面将描述喷气发动机的一个设计实施例，它具有压缩机部分10和涡轮机部分11，在二者之间，在压缩机压缩的空气通路上具有燃烧室13，燃料喷嘴14在此燃烧室中具有出口。燃烧室13还具有适合的点火系统，这在图中未表示，用于初始点燃压缩空气与燃料的混合物。 压缩机部分10包括径向压缩机的转子轮15，涡轮机部分11包括涡轮机转子轮16。在图示实施例中，径向压缩机的轮15和涡轮机的轮16绕公共轴17枢转，公共轴17通过喷气发动机定子部分或定子外壳18中的轴承19、19’枢转。
喷气发动机与径向压缩机旋转部分的旋转轴线对齐地设置有同步电机2的转子200。同步电机2的转子200固定在喷气发动机上连接压缩机的一个适合的旋转部分上，例如，它装在压缩机轮上，或装在压缩机或涡轮机的公共轴17上或喷气发动机上连接压缩机的另外旋转部分上。同步电机2的转子200与压缩机的旋转部分一起旋转，为了同步电机2运行所需的枢转，使用喷气发动机相应部分的枢转，例如，压缩机的旋转或公共轴17的枢转，等等。
在图示的实施例中，同步电机2的转子200固定在径向压缩机的轮
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15的前部，或者固定在径向压缩机的轮15的前部中空部分中。在图示的实施例中，固定在径向压缩机的轮15的前部中空部分中的同步电机2的转子200包括安装在径向压缩机的轮15的前部中空部分的内壁上的磁环20。在磁环20上沿着朝中空部分自由空间的方向装有两个永磁体21。在未图示的一个设计实施例中，同步电机2的转子200与涡轮机一起固定在公共轴17上，或者装在涡轮机上，等等。
在喷气发动机的相应部分中，同步电机2的定子201固定在喷气发动机的定子部分。同步电机的一对定子201和转子200的轴按公知的方式对齐并互锁，从而作为同步电机2使用。
在图示的设计实施例中，同步电机2的定子201固定在径向压缩机的轮15的前部前面，例如在覆盖体240中。覆盖体240用于空气动力学覆盖径向压缩机的轮15的前端中部，并通过径向筋27装在喷气发动机的径向压缩机前面的入口外壳24的中部。定子具有多相绕组23，由此定子201位于径向压缩机的轮15的前部中空部分中安装的同步电机2的转子200的永磁体21之间的空腔中。例如，通过使用穿过一个中空径向筋27的导线25，多相绕组23连接喷气发动机实际主体外部的电源单元。在图示的实施例中，多相绕组23利用螺栓30装在悬挂在覆盖体240中的壳体29上。
同步电机2的定子201和转子200的冷却按适当方式得到保证。例如，在图示的实施例中，保证定子201的冷却是通过将多相绕组23的热量借助壳体29传导到径向筋27并进一步传导到喷气发动机入口外壳24，以及压缩机吸入的和在覆盖体240周围流动的流动空气的人造通风，也可
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以通过覆盖体240中的孔和间隙，等等。整个同步电机2的冷却还通过径向压缩机的轮15的前部中空部分中的径向管道31支持，沿着从同步电机2的定子201到同步电机2的转子200后面的方向。
在未图示的设计实施例中，同步电机2的定子201和转子200可以按不同的适合方式制造，它们也可以按不同的适合方式集成在喷气发动机旋转部分和固定部分的结构上。
为了起动喷气发动机，同步电机2作为驱动器。在喷气发动机起动后，当燃料和空气燃烧膨胀吹到涡轮机叶片上，压缩机保持旋转时，同步电机2可以作为电流发电机运行，直接在喷气发动机内使用，或者也可以为喷气发动机外部的外部设备使用，等等。
本发明并不限制上面图示和说明的喷气发动机设计，也可以根据各个类型喷气或涡轮发动机的结构设置得出本发明技术方案的不同修改。本领域的一般技术人员，根据本发明技术方案并利用他/她的通常专业能力，能将本发明的技术方案应用于合适的特殊结构中。 工业应用
本发明技术方案应用于喷气发动机、涡轮发动机，等等。
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说 明 书 附 图
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