[发明专利]恒定体积燃烧室和相关涡轮发动机的燃烧系统

说明书

本发明涉及一种用于涡轮发动机的恒定体积燃烧室(1)，该室(1)包括进气口(6)、排气口(7)以及第一旋转密封件(11)，该第一旋转密封件与进气口(6)和排气口(7)相对布置并构造成在第一旋转方向上绕轴线(R)旋转，第一密封件(11)包括在第一密封件(11)旋转期间旨在与进气口(6)和排气口(7)交替接合的开口(110)。该室还包括至少一个第二旋转密封件(12)，该第二旋转密封件(12)布置成与进气口(6)和排气口(7)相对，并构造成在与第一方向相反的第二旋转方向上围绕所述轴线(R)旋转，所述第二密封件(12)包括在所述第二密封件(12)旋转期间旨在与进气口和排气口(7)交替接合的开口(120)，所述第一密封件(11)和第二密封件(12)是同步的并且构造成使得它们相应的开口(110、120)面向进气口(6)和排气口(7)交替横穿。

技术领域

本发明涉及飞行器涡轮发动机的燃烧室的一般领域，并且更具体地涉及一种包括一个或多个燃烧室的恒定体积的燃烧系统。

背景技术

本发明适用于任何类型的涡轮发动机，特别是涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和具有非涵道式风扇的涡轮机，也称为“开式旋翼”。

常规的飞行器涡轮发动机或涡轮机以已知的方式包括一个或多个燃烧室。这种燃烧室通过压缩机模块被供应压缩空气。燃烧室包括燃料喷射器，该燃料喷射器能够将燃料喷射到吸入的空气流以使其燃烧，从而引起热气体的排放。然后，这些热气体可用于驱动涡轮，涡轮又驱动压缩机模块，并且涡轮还可以驱动涡轮发动机的风扇。燃烧室包括：至少一个进气口，通过该进气口将空气引入到腔室内部；以及排气口，通过该排气口将热气体排放到腔室外部。

在这种腔室中，燃料流速通常是连续的，并且燃烧通常根据所谓的布雷顿循环(Brayton cycle)操作、即根据恒定压力燃烧或“CPC”循环操作。

然而，为了获得特定的消耗增益，已经设想将根据布雷顿循环操作的燃烧室替换为根据汉弗莱循环(Humphrey cycle)、即根据恒定体积燃烧或“CVC”循环操作的多个燃烧室。

恒定体积燃烧循环包括：燃烧时间(由表述“燃烧阶段”指定)、排放时间(由表述“排气阶段”指定)以及新鲜空气进入和烟气清扫时间(用表述“清扫阶段”指定)。在燃烧阶段期间，进气口和排气口都闭合。在排气阶段期间，进气口闭合，排气口打开。在清扫阶段期间，进气口和排气口都打开。

因此，燃烧室通常设有进气和排气机构，使得能够监控进气口和排气口的打开和闭合，以确保完成上述循环的三个阶段。

然而，需要简化用于使空气进入根据恒定体积燃烧循环操作的燃烧室中的现有机构。

发明内容

本发明的目的特别是提供一种不具有上述缺点的恒定体积燃烧CVC系统。

为此，本发明提供了一种用于涡轮发动机的恒定体积燃烧室，该恒定体积燃烧室包括进气口、排气口以及第一旋转关闭件，该第一旋转关闭件面向进气口和排气口并构造成在第一旋转方向上绕旋转轴线旋转，第一旋转关闭件包括在第一旋转关闭件旋转期间旨在与进气口和排气口交替协配的第一孔。

根据本发明的总体特征，该燃烧室还包括至少一个第二旋转关闭件，该第二旋转关闭件面向进气口和排气口，并且构造成在与第一旋转方向相反的第二方向上绕所述旋转轴线旋转，所述第二旋转关闭件包括在所述至少一个第二旋转关闭件的旋转期间旨在与进气口和排气口交替协配的第二孔，所述第一旋转关闭件和第二旋转关闭件被同步并构造成使得第一孔和第二孔在都面向进气口的第一时间和都面向排气口的第二时间贯穿。

因此，具有旋转关闭件的燃烧室与具有简单旋转关闭件的燃烧室相比，允许不接触且更有效地控制燃烧室的打开和闭合。

至少一个第二旋转关闭件的使用允许通过提高打开和闭合的速度来供应燃烧室。

另外，旋转关闭件的叠置的使用允许延长距离并使得燃烧气体逸出所行进的路径更复杂，从而改善了燃烧室的密封性。