恒定体积燃烧系统技术方案

本发明专利技术涉及一种恒定体积燃烧系统，包括至少一个燃烧腔室(1)，该燃烧腔室(1)具有至少一个进入端口(5)和一个排放端口；该系统的特征在于，包括形成空气进入阀的至少一个由陶瓷基质复合材料制成的弹性可变形的片簧(10)，该片簧位于腔室内部并定位成面向进入端口，该片簧包括相对于腔室的内壁(9a)固定的第一端(12)和与第一端相对的自由的第二端(14)，第二端能相对于内壁移动。

Constant volume combustion system

The invention relates to a constant volume combustion system, which comprises at least one combustion chamber (1), which has at least one inlet port (5) and one discharge port; the system is characterized in that at least one elastic deformable leaf spring (10) made of ceramic matrix composite material forming air inlet valve is arranged in the chamber and positioned to face the inlet end The leaf spring comprises a first end (12) fixed with respect to the inner wall (9a) of the chamber and a free second end (14) opposite to the first end which can move with respect to the inner wall.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】恒定体积燃烧系统
本专利技术涉及一种恒定体积燃烧系统，其包括一个或多个燃烧腔室，每个燃烧腔室设有形成空气进入阀的至少一个弹性可变形的舌形件。
技术介绍
燃烧腔室馈送有加压空气并且包括燃料喷射器，该燃料喷射器适合于将燃料喷射到进入的空气中从而引起燃烧，由此使热的气体散出。然后可以将该热的气体用于驱动涡轮。燃烧腔室包括：至少一个进入端口，空气通过该进入端口被引入到燃烧腔室中；以及排放端口，热的气体通过该排放端口从燃烧腔室中排出。燃烧腔室在文件US5090891中被特别描述。燃烧腔室可以以汉弗莱(Humphrey)循环、即以恒定体积燃烧(CVC)循环运行。恒定体积燃烧循环包括：燃烧时间段(称为“燃烧阶段”)、排放时间段(称为“排放阶段”)和新鲜空气进入并清扫经燃烧的气体的时间段(称为“清扫阶段”)。在燃烧阶段期间，进入端口和排放端口两者关闭。在排放阶段期间，进入端口关闭，排放端口打开。在清扫阶段期间，进入端口和排放端口两者打开。因此，燃烧腔室通常设有进入和排放机构，该进入和排放机构能够控制进入端口和排放端口的打开和关闭，从而执行上述三个循环阶段。然而，仍然需要简化现有的机构以使空气进入到以恒定体积燃烧循环运行的燃烧腔室中。
技术实现思路
为此，在第一方面，本专利技术提供了一种恒定体积燃烧系统，该系统包括至少一个燃烧腔室，该燃烧腔室具有至少一个进入端口和排放端口；该系统的特征在于，包括形成空气进入阀的至少一个由陶瓷基质复合材料制成的弹性可变形的舌形件，该舌形件位于腔室内部并定位成面向进入端口，该舌形件具有相对于腔室的内壁固定的第一端和与第一端相对的第二端，第二端相对于内壁是自由且可移动的。本专利技术提出了一种通过如下方式以用于管理空气进入到燃烧腔室中的简单的解决方案，即，使用弹性可变形的舌形件，该舌形件的一端是固定的，而另一端是自由的。在燃烧阶段期间，内部体积内的压力增加，由此导致抵靠舌形件所施加的力足以将舌形件压抵进入端口以将其关闭。一旦燃烧阶段完成，排放端口就会打开，由此有助于降低腔室内的压力。因此减小了抵靠舌形件所施加的力，然后舌形件从进入端口移开。舌形件的这种分离能使新鲜空气从外部介质进入，并且能进行清扫阶段。因此，弹性可变形的舌形件使得能够在恒定体积燃烧循环的三个阶段期间以被动方式管理空气进入。舌形件构成用于控制空气进入的机构，该机构简单、重量轻并且紧凑。尽管舌形件在燃烧腔室内运行时遇到高温和高压，但舌形件由陶瓷基质复合材料(CMC)材料制成的事实能使其执行其功能。在一个实施例中，舌形件的第一端紧固到腔室的内壁。在一个实施例中，舌形件由形成在定位于腔室内部的空气进入套筒中的至少一个狭槽限定。在一个实施例中，腔室包括多个进入端口，每个进入端口面向弹性可变形的舌形件。在一个实施例中，腔室由周向壁限定，并且进入端口贯穿周向壁形成。附图说明从以下作为非限制性示例给出的对本专利技术的特定实现的描述，并且参考附图，本专利技术的其它特征和优点将显现出来，在附图中：·图1以图解和局部的方式示出了适用于本专利技术的燃烧腔室；·图2至图5是图1燃烧腔室在恒定体积燃烧循环的各个阶段期间的图解和局部剖视图；·图6示出了适用于本专利技术的空气进入套筒和相关的燃烧腔室封壳的第一示例；以及·图7示出了适用于本专利技术的空气进入套筒和相关的燃烧腔室封壳的第二示例。具体实施方式图1至图5中所示的示例涉及燃烧腔室，在该燃烧腔室中，空气进入阀呈舌形件10的形式，该舌形件在其一端处紧固至燃烧腔室的内壁9a。燃烧腔室1包括封壳3，该封壳3限定内部体积V。内部体积V由封壳3限定并围绕。在该示例中，封壳3基本上为圆筒形。更一般地，封壳3可以是轴对称的形状。然而，对于封壳3可以设想其它形状，例如平行六面体的形状。封壳3包括周向壁9，该周向壁9围绕腔室1的内部体积V定位。封壳3还包括第一端壁4和第二端壁6，如图2至图5中所示。第一端壁4和第二端壁6两者都限定内部体积V。第一端壁4和第二端壁6位于周向壁9的相对端部。燃烧腔室1设置有燃料喷射器13，在该示例中，燃料喷射器13放置在第一端壁4上。以已知的方式，可以通过火花点火器(火花塞)或通过热气体点火器(未示出)来引发燃烧。在所示的示例中，封壳3限定多个进入端口5。然而，该腔室仅具有单个进入端口不会超出本专利技术的范围。在该示例中，进入端口5布置成贯通周向壁9。通过围绕内部体积V以这种方式来定位进入端口5，即：新鲜空气进入到腔室周缘的各种不同位置。这种构造改善了新鲜空气的更新、增加了湍流，并且进而提高了燃烧效率。此外，这样的构造使得能够借助于进入的新鲜空气有效地冷却腔室的壁。然而，将进入端口5定位在除了周向壁9之外的位置并不超出本专利技术的范围。如图所示，进入端口5可以分布成进入端口5的多个组5a、5b、5c。每个组5a、5b、5c可具有多个进入端口5。在所示的示例中，每个组5a、5b、5c包括八个进入端口5，并且壁5呈现三个组5a、5b、5c。这些组5a、5b、5c可以可选地规则地分布在周向壁5上。在该示例中，每个舌形件10定位成面向多个进入端口5。更准确地，端口5的每个组5a、5b、5c面向不同的舌形件10。舌形件10由CMC材料制成，即，其由包括纤维增强材料的材料制成，该纤维增强材料被至少部分由陶瓷制成的基质致密。封壳3也可以由CMC材料制成，或者在变型例中，其可以由金属材料制成。在CMC材料中，纤维增强材料可以由碳(C)纤维或陶瓷纤维、例如碳化硅(SiC)纤维制成。适用于构成纤维增强材料的纤维由日本供应商日本碳(NipponCarbon)以“尼卡龙(Nicalon)”或“Hi-尼卡龙(Hi-Nicalon)”或“Hi-尼卡龙S型(Hi-NicalonType-S)”的名称生产，或由日本供应商日本宇部兴产株式会社(UbeIndustries)以“暴龙-ZMI(Tyranno-ZMI)”的名称生产。举例来说，由供应商日本东丽(Toray)提供名为托来佳T3003K(ToraycaT3003K)的合适的碳纤维。可以将该纤维涂覆在由热解碳(PyC)、氮化硼(BN)或掺杂硼的碳(BC)制成的薄界面层中，其中硼的含量为5原子百分数(at％)至20at％，余量为C。在CMC材料中，基质至少部分地是陶瓷。超过50％重量的基质可以由陶瓷材料构成。基质可以由陶瓷材料构成。举例来说，该基质可以包含至少一个碳化硅相。基质可以通过化学气相渗透(CVI)以常规方式制备。该基质还可以至少部分地通过以下方式构成，即，引入粉末、特别是碳的粉末并且还可能是陶瓷的粉末，并且渗入熔融状态的基于硅的金属成分，从而形成SiC-Si型基质。这样的过程是众所周知的，通常被称为熔渗(MI)。舌形件10是弹性可变形的，以便在其工作时，在腔室1中遇到压力变化的作用下关闭和重新打开进入端口5，如下所述。舌形件10的细长形状可以使其具有弹性可变形的性质。因此，舌形件10的长度至少是其厚度的三倍。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒定体积燃烧系统，包括至少一个燃烧腔室(1)，所述燃烧腔室(1)具有至少一个进入端口(5；45；55)和排放端口(7)；/n所述系统的特征在于，包括形成空气进入阀的至少一个由陶瓷基质复合材料制成的弹性可变形的舌形件(10；20；31)，所述舌形件位于所述腔室内部并定位成面向所述进入端口，所述舌形件具有相对于所述腔室的内壁(9a)固定的第一端(12；22；32)和与所述第一端相对的第二端(14；24；34)，所述第二端相对于所述内壁是自由且可移动的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170516 FR 17542861.一种恒定体积燃烧系统，包括至少一个燃烧腔室(1)，所述燃烧腔室(1)具有至少一个进入端口(5；45；55)和排放端口(7)；
所述系统的特征在于，包括形成空气进入阀的至少一个由陶瓷基质复合材料制成的弹性可变形的舌形件(10；20；31)，所述舌形件位于所述腔室内部并定位成面向所述进入端口，所述舌形件具有相对于所述腔室的内壁(9a)固定的第一端(12；22；32)和与所述第一端相对的第二端(14；24；34)，所述第二端相对于所述内壁是自由且可移动的。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·JB·梅奇，E·科奈特，G·梅库森，M·莱科，
申请(专利权)人：赛峰集团，
类型：发明
国别省市：法国;FR