[发明专利]用于涡轮发动机的定容燃烧模块

说明书

本发明涉及一种尤其是用于航空器涡轮发动机的涡轮发动机燃烧模块(10)，该燃烧模块被设计成执行定容燃烧，该燃烧模块包括：多个燃烧室(12)，这多个燃烧室围绕轴线(A)以均匀的方式成角度地分布，每个室(12)包括加压气体进气口(16)和燃烧气体排气口(18)，每个进气口(16)/排气口(18)被设计成由对应的共用的旋转进气阀(28)/旋转排气阀(30)打开或关闭，该旋转进气阀/旋转排气阀与所述轴线(A)同轴。本发明还涉及一种涡轮发动机，该涡轮发动机包括所描述的类型的燃烧模块(10)。

技术领域

本发明涉及用于航空器涡轮发动机的定容燃烧类型的燃烧室的领域。

本发明适用于任何类型的涡轮发动机，尤其适用于涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机和也被称为“开式转子”涡轮发动机的无涵道风扇涡轮发动机。

背景技术

以已知的方式，传统的航空器涡轮发动机的燃烧室按照被称为布雷顿循环(Brayton cycle)的循环来运行，该布雷顿循环即为恒压燃烧循环。然而，为了实现在比耗量方面的增长，设想用按照汉弗莱循环(Humphrey cycle)运行的燃烧室替换按照布雷顿循环运行的燃烧室，该汉弗莱循环即为定容燃烧循环，或“CVC”。

根据诸如在FR 2.866.676-A1中描述的冲压喷气发动机，已较长时间地知悉定容燃烧循环的概念。该文件描述了一种冲压喷气发动机，该冲压喷气发动机的单燃烧室包括旋转进气阀和旋转排气阀。

然而，定容燃烧循环的概念仅很少地被应用于燃烧模块，该燃烧模块用于供给涡轮发动机的涡轮。

FR-2.945.316描述了一种CVC燃烧室的实施例。室在其入口处包括用于加压气体的进气阀，该进气阀由两个具有大致为卵形的横截面的旋转元件构成，这两个旋转元件沿着相互平行并且与室的轴线垂直的轴线被可旋转地安装，当所述元件被分开时，该元件能够确定使阀打开的位置，当该元件被结合时，该元件能够确定使阀关闭的位置。以相同的方式，室在其出口处包括类似的排气阀，该排气阀能够在打开位置与关闭位置之间变化。

在该解决方案中，进气阀和排气阀的设计证实了尤其在强健性和密封性方面具有改进的空间，在燃烧阶段期间可注意到，由于具有卵形横截面的元件的不完善的密封性，尤其在进行强加压的期间，密封性是能够造成问题的。

为了弥补这些缺陷，文件WO-2014/020275-A1提出了一种CVC燃烧室，该燃烧室包括球形阀，该球形阀具有球形的转动部，该转动部围绕垂直于室的轴线的轴线被可旋转地安装并且与这些转动部的球形壳体相结合，所述转动部和所述壳体具有通道和狭缝，该通道和狭缝能够相互对齐并且与燃烧室的输入通道和输出通道对齐，以选择性地确定使对应的进气阀和排气阀打开或关闭。每个室在其端部中的每一个处均包括球形阀，所述阀彼此同步，以执行汉弗莱循环的三个接续的阶段。

在该解决方案中，进气阀和排气阀尤其在密封性方面的设计被大大改进，但仍具有许多缺陷。首先，球形的转动部在壳体中的移动导致大量的摩擦，该摩擦不利于这种阀的耐久性。其次，阀由于其元件的球形形状造成难于生产。第三，在该设计中，阀保持独立并且必须是同步的，结果是燃烧室的复杂度没有被改善。第四以及最后，每个室都需要属于其的进气阀和排气阀，以这种方式，包括多个室的涡轮发动机具有与其具有的室同样多的进气阀和排气阀。