[发明专利]包括预燃室的涡轮发动机CVC燃烧室模块

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮机领域，尤其涉及定容燃烧型涡轮机燃烧室领域。

本发明适用于任何类型的地面或航空涡轮机，并且例如适用于飞机涡轮机，例如涡轮喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。

更确切地说，其涉及一种包括预燃室的定容燃烧型涡轮机燃烧室以及包括这种燃烧室模块的涡轮机。

背景技术

通常，涡轮机燃烧室根据布雷顿热力学循环进行操作，具有所谓的恒压燃烧。

然而，对于特定的消耗增益，已经考虑用Humphrey热力循环燃烧室代替布雷顿循环燃烧室，用所谓的恒容燃烧或甚至“CVC”，实施等容过程。

在例中，专利申请FR 2 945 316 A1描述了制造一种CVC型燃烧室。该室在输入端处包括压缩气体进气阀门，该进气阀门能够在打开位置与关闭位置之间切换，该室在输出端处还包括燃烧气体排气阀门，该排气阀门也能够在打开位置与关闭位置之间切换。该这些阀门的位置以同步的方式被驱动，以实现汉弗莱循环的三个连续阶段，即进气-燃烧-排气。

由于实施的过程是等容的，因此汉弗莱循环意味着在一段时间内在物理封闭的体积中保持负载。这种操作模式诱导脉冲方案。事实上，来自压缩机的空气被吸入燃烧室内。然后，在凸轮关闭之后，火花引发该室中的燃烧。一旦这种燃烧结束，室打开以使热气逸出到涡轮以产生动力，或直接逸出到喷嘴以产生空气动力学压力。

更具体地说，汉弗莱循环燃烧室的定容燃烧过程需要输入到每个燃烧循环的能量，以便能够通过传播火焰前锋来触发燃烧。特别是，这样的燃烧需要随时间重复的大量的能量。

在目前用于提供点燃CVC型燃烧室所需能量的解决方案中，已知由电弧点燃系统产生点燃的解决方案。然而，这样的解决方案意味着使用沉重和冗余的系统。包括使用先前的燃烧循环的燃烧气体或甚至是紧密的或相邻的燃烧室的燃烧气体的解决方案也是已知的。但是，这样的系统管理起来非常复杂，并可能降低燃烧系统的内在潜力。因此，目前的解决方案并不完全令人满意。

发明内容

因此，本发明的一个目的是至少部分地满足并解决与现有技术的实施例有关的上述需求和缺点。

特别是，本发明旨在提供一种定量燃烧型涡轮机燃烧室点燃所需的能量输入的替代解决方案。

根据本发明的一个方面，本发明的一个目的因此是涡轮机燃烧室模块，其包括至少一个恒定容积燃烧型燃烧室，其特征在于，其还包括在所述至少一个所述恒定容积燃烧型燃烧室上游处的预燃室，所述预燃室能够产生热燃烧气体，所述热燃烧气体供应所述至少一个定容燃烧型燃烧室，以允许其点燃。

利用本发明，可以在根据本发明的一燃烧模块的CVC型燃烧室的上游通过预燃烧室产生供给CVC型燃烧室的点燃所需能量的热气体。特别地，本发明能够提供期望的容量，以允许在所谓的“严峻”操作条件下，特别是在寒冷和高海拔的情况下点燃CVC型燃烧室。因此，本发明可以使得在一涡轮机燃烧模块上集成用于一个或多个CVC型燃烧室的热点燃的特定系统，从而限制发动机不稳定性并优化发动机效率。

根据本发明的燃烧室模块还可以包括单独或根据任何技术上可能的组合获得的以下特征中的一个或多个。

有利地，预燃室是恒压燃烧型，实施等压过程。

所述至少一个燃烧室是CVC型，其有利地包括一压缩气体进气阀，该压缩气体进气阀能够处于打开位置以及与压缩气体进气口相对的关闭位置，并且还包括燃烧气体排气阀，该燃烧气体排气阀能够处于打开位置以及与室外燃烧气体的排出相对的关闭位置。

另一方面，优选地，预燃室构造成主要产生一氧化碳和氢气的燃烧气体。

此外，根据一个替代实施例，根据本发明的模块可包括在预燃室的下游和所述至少一个恒容燃烧型燃烧室的上游的氧化催化剂模块，使得尤其可增加热燃烧气体的氢气比率，该热燃烧气体供给所述至少一个定容燃烧型燃烧室，以使其点燃。

优选地，根据本发明的模块包括围绕涡轮机的旋转轴线分布的多个恒容燃烧型燃烧室。

而且，预燃室可以通过一旋转分配器型系统向定容燃烧型燃烧室供应热燃烧气体。

此外，根据本发明的另一方面，本发明的一个目的还在于提供一种涡轮机，其特征在于，其包括如前所定义的燃烧室模块。

根据本发明的燃烧室模块和涡轮机可以包括单独或根据与其他特性的任何技术上可能的组合的任何先前列出的特性。

附图说明

通过阅读下面不限制本发明的示例性实施方式的详细描述以及检查示意图和部分图示，可以更好地理解本发明，其中：