具有可變空氣供應(yīng)的渦輪引擎燃燒組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及渦輪引擎領(lǐng)域，更具體說是涉及在渦輪引擎殼體上的燃料噴射裝置與燃燒室的安裝。
【背景技術(shù)】
[0002]參考圖1，渦輪引擎I通常包括燃燒室10和容納在殼體30中的分配器20，燃燒室由兩個(gè)回轉(zhuǎn)壁限定，即內(nèi)壁14和外壁12，所述內(nèi)壁14和外壁12在彼此內(nèi)側(cè)延伸并由環(huán)形室底壁16相連，
[0003]該殼體還具有內(nèi)壁32和外壁31，燃燒室的內(nèi)壁12和外壁14分別固定到所述內(nèi)壁32和外壁31。
[0004]空氣和燃料的混合物經(jīng)由安裝在室底壁上的多個(gè)噴射器18被噴射到燃燒室中，并被分配在所述壁的整個(gè)周邊。
[0005]幾種類型的噴射器設(shè)置在燃燒室中，其中的啟動(dòng)噴射器包括噴射空氣和燃料混合物的噴霧嘴以及點(diǎn)燃所述混合物的火花塞。
[0006]為了表征噴射器，使用已知為流量數(shù)(FN)的數(shù)量，所述數(shù)量等于噴射器的流速(L/h)除以所噴射的混合物的壓力(以巴表示)。啟動(dòng)噴射器的流量數(shù)通常包括在1.2與1.5之間。
[0007]其他噴射器專用于后啟動(dòng)階段:在飛行中的過渡加速或減速階段和穩(wěn)態(tài)階段。這些噴射器具有包括在9與10之間的非常高的流量數(shù)，也就是說，它們的燃料噴射流速較高。
[0008]然而，無論現(xiàn)有的噴射器是什么，它們確保燃料燃燒的空氣要求均根據(jù)渦輪引擎的階段而變化。
[0009]特別是，當(dāng)渦輪引擎啟動(dòng)時(shí)，噴射器需要吸收大量的空氣以點(diǎn)燃燃料。
[0010]相反，在啟動(dòng)后階段，特別是在穩(wěn)態(tài)飛行階段，空氣需求降低，針對啟動(dòng)吸收大量的空氣是無用的。在另外一方面，更有利的是，吸取較小量的空氣以使沒有被噴射器吸收的空氣流可以用于其他用途，特別是例如用于引擎的冷卻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是提出一種渦輪引擎燃燒組件，所述燃燒組件包括由燃料噴射器提供的燃燒室，所述燃燒組件的空氣供應(yīng)根據(jù)引擎階段而變化。
[0012]在這方面，本發(fā)明涉及渦輪引擎燃燒組件，其包括殼體、燃燒室和至少一個(gè)用于啟動(dòng)渦輪引擎的燃料噴射器，
[0013]燃燒室由兩個(gè)回轉(zhuǎn)壁限定，即內(nèi)壁和外壁，所述內(nèi)壁和外壁在彼此內(nèi)側(cè)延伸并由環(huán)形室底壁相連，室的外壁固定到所殼體的環(huán)形外壁，
[0014]噴射器與殼體的環(huán)形外壁連接，并包括燃料點(diǎn)燃罩，所述燃料點(diǎn)燃罩在張開到室之前在殼體內(nèi)側(cè)依次地延伸穿過在殼體壁中的開口和在燃燒室的外壁中的開口，在殼體壁與燃燒室壁之間延伸的點(diǎn)燃罩的至少一個(gè)壁設(shè)置有至少一個(gè)進(jìn)氣口，
[0015]該燃燒組件的特征在于，燃燒室的外壁與用于根據(jù)燃燒室的熱膨脹狀態(tài)來堵塞進(jìn)氣口的裝置牢固地連接。
[0016]有利地，但可選擇地，根據(jù)本發(fā)明的渦輪引擎可以進(jìn)一步包括至少一個(gè)以下特征:
[0017]堵塞裝置抵靠點(diǎn)燃罩的壁設(shè)置，并與其成滑動(dòng)關(guān)系。
[0018]其中該堵塞裝置被成形為對應(yīng)于渦輪引擎的后啟動(dòng)階段，在被稱為燃燒室的“熱狀態(tài)”的熱膨脹狀態(tài)下，堵塞至少某些進(jìn)氣口。
[0019]該堵塞裝置被形成為對應(yīng)于渦輪引擎的停止階段，在被稱為燃燒室的“熱狀態(tài)”的熱膨脹狀態(tài)下，堵塞至少某些進(jìn)氣口。
[0020]用于堵塞進(jìn)氣口的裝置是圍繞點(diǎn)燃罩的壁的護(hù)套。
[0021]點(diǎn)燃罩的壁設(shè)置有一三角形進(jìn)氣口，護(hù)套設(shè)置有矩形窗口，所述矩形窗口的寬度大于或等于三角形進(jìn)氣口的基底的寬度，且其高度大于或等于三角形進(jìn)氣口的高度。
[0022]點(diǎn)燃罩的壁設(shè)置有多個(gè)進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口是圓形或橢圓形，護(hù)套設(shè)置有規(guī)律地分隔開的狹縫，在兩個(gè)相鄰狹縫之間的間隙的寬度大于或等于進(jìn)氣口的直徑或高度。
[0023]護(hù)套的狹縫的寬度大于或等于進(jìn)氣口的直徑或高度。
[0024]進(jìn)氣口是沿著在點(diǎn)燃罩的壁上的多條平行線分布的圓形口或是橢圓形平行通風(fēng)孔，狹縫和在護(hù)套的兩個(gè)相鄰狹縫之間的間隙沿著平行于由圓形口或橢圓形通風(fēng)孔形成的線的方向的方向延伸。
[0025]進(jìn)氣口是沿著在點(diǎn)燃罩的壁上的多條平行線分布的圓形口或是橢圓形平行通風(fēng)孔，其中狹縫和在護(hù)套的兩個(gè)相鄰狹縫之間的間隙沿著相對于由圓形口或橢圓形通風(fēng)孔所形成的線的方向以嚴(yán)格地包括在O與90°之間的角度傾斜的一個(gè)方向延伸。
[0026]燃燒室是倒轉(zhuǎn)的類型。
[0027]每個(gè)燃料噴射器均進(jìn)一步地適于在渦輪引擎的后啟動(dòng)階段的過程中供應(yīng)燃燒室。
[0028]本發(fā)明還涉及一種包括根據(jù)本發(fā)明的燃燒組件的渦輪引擎。
[0029]本發(fā)明由于用于堵塞噴射器的進(jìn)氣口的裝置而達(dá)到上述目的，所述裝置對應(yīng)于渦輪引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，根據(jù)燃燒室的熱膨脹狀態(tài)而移動(dòng)以堵塞所述進(jìn)氣口或開通所述進(jìn)氣
□ O
【附圖說明】
[0030]從純粹地示例性的和非限制性的以及比較于附圖來閱讀的以下描述，本發(fā)明的其他特征、目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中，
[0031]圖1已經(jīng)被描述為表示在燃燒室的水平處的渦輪引擎的截面視圖。
[0032]圖2表示根據(jù)本發(fā)明的使用在燃燒組件中的類型的噴射器。
[0033]圖3a和3b表示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在渦輪引擎的兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的燃燒組件。
[0034]圖4a和4b表示在渦輪引擎的兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的，在橫截面視圖中的，圖3a和3b的燃燒組件。
[0035]圖5表示根據(jù)本發(fā)明的另外實(shí)施例的燃燒組件。
[0036]圖6a和6b示意性地表示在渦輪引擎的兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的燃燒組件的另外實(shí)施例。
[0037]圖6c表示根據(jù)渦輪引擎的膨脹狀態(tài)的圖6a和6b的排氣口的非堵塞截面。
[0038]圖7a和7b示意性地表示在渦輪引擎的兩個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下的圖6a和6b的實(shí)施例的變型。
[0039]圖7c表示根據(jù)渦輪引擎的膨脹狀態(tài)的圖7a和6b的排氣口的非堵塞截面。
【具體實(shí)施方式】
[0040]根據(jù)已經(jīng)描述的圖1，渦輪引擎I包括容納在殼體30中的燃燒室10，該燃燒室由兩個(gè)回轉(zhuǎn)壁限定，即外壁14和內(nèi)壁12，所述外壁14和內(nèi)壁12在彼此內(nèi)側(cè)延伸，并由一環(huán)形室底壁16相連。
[0041]殼體30具有環(huán)形內(nèi)壁32和環(huán)形外壁31，燃燒室的內(nèi)壁12和外壁14分別固定到環(huán)形內(nèi)壁32和環(huán)形外壁31上。
[0042]燃燒室10優(yōu)選為倒轉(zhuǎn)型，也就是說，該類型的室通常具有U形截面，所述U形截面用于沿著渦輪的方向，相對于渦輪引擎的軸線，朝向渦輪引擎的上游排放空氣和燃燒產(chǎn)物。
[0043]優(yōu)選地，燃燒室10包括多個(gè)啟動(dòng)噴射器100，所述啟動(dòng)噴射器100在燃燒室的環(huán)形外壁14的水平處，如下文中所描述的那樣。
[0044]參考圖2，燃燒室的此啟動(dòng)噴射器100已經(jīng)被表示。此噴射器包括用于點(diǎn)燃燃料的火花塞101以及燃料供應(yīng)入口 102。
[0045]火花塞101和燃料供應(yīng)入口 102穿入噴射器的蓋103中，所述噴射器被固定到渦輪引擎的殼體的外壁31上。
[0046]罩104從蓋103突出延伸，燃料在穿進(jìn)燃燒室之前的點(diǎn)燃發(fā)生在所述罩中。
[0047]如在圖3a和3b中可以看到的那樣，罩經(jīng)由形成在殼體30的外壁31中的開口 33穿進(jìn)殼體30中。罩104延伸進(jìn)包含在殼體30與燃燒室10之間的間隙40中，其中空氣流可以在渦輪引擎的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中流動(dòng)。
[0048]該罩也經(jīng)由形成在室的外壁14中的開口 13穿進(jìn)燃燒室10中。
[0049]噴射器100可以以不是本發(fā)明的主題的不同方式形成，但其優(yōu)選包括具有燃料噴射器的至少一個(gè)隔間，火花塞的一個(gè)端部穿進(jìn)所述隔間中，以點(diǎn)燃燃料。一開口 105在位于燃燒室(在圖3a和3b中是可見的)內(nèi)的罩的底部形成，以使點(diǎn)燃的燃料可排放到燃燒室中。
[0050]根據(jù)一具體實(shí)施例，噴射器100可包括在罩104中如之前的燃料點(diǎn)燃回路，以及第二回路，該第二回路適于點(diǎn)燃較高流速的燃料，并供應(yīng)在室的啟動(dòng)后階段過程中所包括的渦輪引擎的燃燒室。
[0051]罩104包括至少一個(gè)進(jìn)氣口 107，所述進(jìn)氣口 107遠(yuǎn)離排氣口 105，位于間隙40中的罩104的壁106的部分上。
[0052]所述口可以采取如在圖2或圖5中所示的橢圓形通風(fēng)孔或如圖3a和3b中可見的均勻分布并沿所述壁排列的圓形通風(fēng)孔。
[0053]可選擇地，壁106可具有單一的進(jìn)氣口 107，如圖6a，6b和7a，7b所示，此進(jìn)氣口的開口寬度隨著其相對于燃燒壁的外壁14的距離是可變化的，例如增加或減小。
[0054]所采取的寬度指的是橫向于軸線測量的尺寸，罩104沿著所述軸線延伸。其后，所采用的高度指的是沿著所述軸線測量的尺寸。
[0055]作為非限制性實(shí)施例，此口可采取三角形的形狀，所述三角形的頂部朝向燃燒室的外壁14，如圖6a和6b中所示，或者，所述三角形的頂部以相對于所述壁的方式定向，如圖7a和7b中所示。
[0056]返回到圖3a和3b，用于堵塞進(jìn)氣口 107的裝置50與燃燒室的外壁14牢固地連接，并相對于罩104成滑動(dòng)連接。
[0057]其優(yōu)選但以非限制的方式在開口 13的周邊上與燃燒室的外壁14連接，所述開口13以相同的方式制成，以接收罩104的底部?？蛇x擇地，該堵塞裝置可以與燃燒室的壁14整體形成。
[0058]堵塞裝置50優(yōu)選為護(hù)套51，所述護(hù)套51從燃燒室的壁14突出至外殼體壁31，并圍繞罩104，同時(shí)在包括在間隙40中的罩104的壁106的部分上與罩接觸。
[0059]該護(hù)套進(jìn)一步包括至少一個(gè)狹縫，優(yōu)選為多個(gè)狹縫52，使得可開通或堵塞壁104的所有或部分進(jìn)氣口 107。
[0060]該護(hù)套可以不同的方式形成。
[0061]在圖3a和3b中，壁的進(jìn)氣口 107是沿著罩的壁，沿著多個(gè)平行線排列的圓形開口。護(hù)套的狹縫52的形狀可設(shè)置為根據(jù)進(jìn)氣口 107與狹縫52的相對位置而完全地堵塞或開通進(jìn)氣口 107。
[0062]例如，該護(hù)套的狹縫52的方向可平行于進(jìn)氣口 107的直線排列，其寬度大于或等于進(jìn)氣口 107的直徑。這樣，如圖3a中所示，如果狹縫與進(jìn)氣口相對，則相同直線排列的所有進(jìn)氣口 107均打開并展開到間隙40上。
[0063]在護(hù)套的兩個(gè)連續(xù)狹縫52之間的間隙53的寬度也大于或等于進(jìn)氣口的直徑，以當(dāng)狹縫不與所