[发明专利]包括具有分段孔的旋转封闭元件的定容燃烧系统

说明书

本发明涉及一种用于涡轮机(10)的定容燃烧系统(1)，包括：多个燃烧室(100)，该多个燃烧室围绕限定轴向方向(DA)的轴线(XX')以环形方式分布，每个燃烧室包括进气口(102)和排气口(103)；选择性封闭构件(200)，该选择性封闭构件相对于燃烧室围绕轴线旋转地可移动，该选择性封闭构件包括套圈(210)，该套圈(210)面向燃烧室的进气口和排气口，该套圈包含旨在与每个室的排气口协配的至少一个进气孔(2110、2111)和旨在与每个室的排气口协配的至少一个排气孔(2120、2121)。每个进气孔和每个排气孔被在每个孔中在轴向方向上延伸的至少一个部段分段。

技术领域

本发明涉及定容燃烧类型的飞行器涡轮机燃烧室领域。本发明可应用于任何类型的涡轮机，特别是喷气发动机、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”。

背景技术

传统的飞行器涡轮机以公知的方式包括一个或多个燃烧室。这种燃烧室由压缩机模块供给加压空气，并且其包含燃料喷射器，该燃料喷射器能够将燃料喷射到吸入的空气流中以使其燃烧，并且因此导致用于驱动涡轮的热气的排放，该涡轮继而驱动压缩机模块，并且该涡轮还能够驱动涡轮机的风扇。

在这种燃烧室中，燃料流速是连续的，并且燃烧根据所谓的布雷顿循环(Braytoncycle)操作、即根据恒压燃烧或“CPC”循环操作。然而，为了获得特定消耗增益，已经设想用根据汉弗莱循环(Humphrey cycle)、即根据定容燃烧或“CVC”循环操作的多个燃烧室代替根据布雷顿循环操作的燃烧室。

文献WO2016/120551公开了一种定容燃烧模块，该定容燃烧模块包括绕轴线布置的燃烧室，每个燃烧室包括压缩气体进气口和燃烧气体排气口，以及旋转进气/排气阀。每个进气/排气口构造成通过旋转进气/排气阀来打开或闭合。

为了在高功率的燃气轮机中使用这种类型的定容燃烧模块，期望拥有相当多数量的燃烧室(例如至少三个)。在某些情况下，几个室必须在操作中同步、即在相同时刻处于相同状态。在这种情况下，旋转阀可以采用设置有在预定长度上周向延伸的孔的筒体的形式，该孔能够与每个室的进气和排气口协配。因此，这种旋转阀具有这样的孔、即该孔可以具有与待同步的燃烧室的数量和/或所述燃烧室的尺寸相关的相当大的尺寸。此外，这种阀在阀的相同环形部段上可包括若干这些孔。因此，这些孔大大降低了阀的刚度，并因此降低了当阀在燃气轮机中被旋转驱动时的机械阻力及其可靠性。

发明内容

因此，本发明的目的是通过提出一种用于涡轮机的定容燃烧系统来消除所述缺陷，该定容燃烧系统包括：

多个燃烧室，该多个燃烧室围绕限定轴向方向的轴线以环形方式分布，每个燃烧室包括进气口和排气口，

选择性封闭构件，该选择性封闭构件相对该燃烧室围绕轴线旋转地可移动，该选择性封闭构件包括套圈，该套圈面向燃烧室的进气口和排气口，该套圈在第一环形部段上包含至少一个进气孔，该至少一个进气孔旨在在选择性封闭构件的旋转期间与每个燃烧室的进气口协配，并且该套圈在第二环形部段上包含至少一个排气孔，该至少一个排气孔旨在在选择性封闭构件的旋转期间与每个燃烧室的排气口协配，每个进气孔和每个排气孔相对于轴线在周向方向上延伸确定的长度。

根据本发明，每个进气孔和每个排气孔被在每个孔中在轴向方向上延伸的至少一个部段分段。因此，由于在每个孔中存在部段，孔被加强，并从而提高了选择性封闭构件的刚度。

在示例性实施例中，每个部段仅在选择性封闭构件的套圈的壁厚中延伸。换言之，这些部段不突出超过套圈的壁。又或者，每个部段具有在径向方向上(相对于轴向方向)测量的长度，该长度小于或等于选择性封闭构件的套圈的壁厚(也在径向方向上测量)。这个特征允许更好地结合用于涡轮机的定容燃烧室。