具有可变几何形状的自适应燃气涡轮燃烧室制造技术

具有可变几何形状的自适应燃气涡轮燃烧室包括至少一个具有可变开口的系统，用于根据空气温度，具体是来自压缩机的空气的温度，自动调节燃烧室(101)内的燃烧配置。该调节通过热敏构件执行，该热敏构件控制通向燃烧室的通道的、用于参与燃烧室内燃料燃烧或参与所述燃烧室内稀释有效气体的空气的至少一个横截面积。

Adaptive gas turbine combustor with variable geometry

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有可变几何形状的自适应燃气涡轮燃烧室
本专利技术涉及一种具有可变几何形状的自适应燃气涡轮燃烧室以及包括这种燃烧室的涡轮机。
技术介绍
众所周知，涡轮机的燃烧室内的燃料的燃烧具有一氧化碳、燃烧残留物和氮氧化物的排放特性，这些特性根据涡轮机的功率设定而变化。首先，当功率设定降低时，一氧化碳和燃烧残余物排放急剧增加，以及当功率设定增大时，氮氧化物排放增加。当涡轮机是飞机涡轮喷气发动机时，起飞然后巡航时使用高功率设定，而在着陆和滑行时使用低功率设定，这也对应于涡轮喷气发动机的空中重燃条件。为了无视功率设定而减少这些排放，可考虑使用可变几何形状的燃气涡轮燃烧室。这种具有可变几何形状的燃烧室具有将上游引导进入燃烧室的至少一个第一燃烧空气入口和将下游引导进入同一燃烧室的至少一个第二燃烧空气入口。因而，当功率设定增加时，向室中引入的燃烧空气在上游增加，同时在下游减少，从而产生燃料贫乏的燃烧。相反，当功率设定减小时，向室中引入的燃烧空气在上游被减少，同时在下游被增加，从而产生富含燃料的燃烧。例如，文献FR2779807提出基于涡轮机中的气压，使用一个或多个阀或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.具有可变几何形状的自适应燃气涡轮燃烧室，包括：/n-燃烧室(101)；/n-空气供应系统，具体地用于供应离开压缩机(200)的空气，所述空气供应系统布置成向所述燃烧室(101)供应至少一个温度可变的空气流；以及/n-至少一个具有可变开口的系统，包括：/n进气通道，布置成允许来自所述空气供应系统的空气流进入所述燃烧室(101)，/n可移动的闭合构件，所述闭合构件在移动时改变所述进气通道的开口横截面积；以及/n热敏构件，其形状根据所述热敏构件的温度而变化，所述热敏构件布置在所述空气供应系统与所述进气通道之间的空气流中，并且连接至所述闭合构件，使得所述热敏构件的变形使所述闭合构件运动，/n其特征...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170411 FR 17531651.具有可变几何形状的自适应燃气涡轮燃烧室，包括：
-燃烧室(101)；
-空气供应系统，具体地用于供应离开压缩机(200)的空气，所述空气供应系统布置成向所述燃烧室(101)供应至少一个温度可变的空气流；以及
-至少一个具有可变开口的系统，包括：
进气通道，布置成允许来自所述空气供应系统的空气流进入所述燃烧室(101)，
可移动的闭合构件，所述闭合构件在移动时改变所述进气通道的开口横截面积；以及
热敏构件，其形状根据所述热敏构件的温度而变化，所述热敏构件布置在所述空气供应系统与所述进气通道之间的空气流中，并且连接至所述闭合构件，使得所述热敏构件的变形使所述闭合构件运动，
其特征在于，所述进气通道相对于所述燃烧室(101)布置，使得通过所述进气通道进入所述燃烧室的空气是参与所述燃烧室内燃料燃烧的空气，或是参与所述燃烧室内稀释有效气体的空气，以使得涡轮燃烧室是自适应性的，从而根据所述涡轮燃烧室的运行功率设定自动调整所述燃烧室内部的燃烧配置。


2.根据权利要求1所述的涡轮燃烧室，其中，所述热敏构件包括由形状记忆合金制成的部分，或者包括双金属条组件，所述双金属条组件包括至少两个部分(2c1、2c2；71；71)，所述至少两个部分由具有各自不同的热膨胀系数值并且彼此连接的材料制成，从而使所述两部分材料的由所述热敏构件所经历的温度变化而引起的相对尺寸变化使所述热敏构件变形。


3.根据权利要求1或2所述的涡轮燃烧室，其中，当所述热敏构件从初始温度值经历第一温度变化时，所述热敏构件适于提供足够的能量，以使所述闭合构件从任何初始位置移动，所述热敏构件还适于随后提供附加能量，当所述热敏构件在所述第一温度变化之后并在与所述第一温度变化相反的方向上经历第二温度变化时，所述附加能量足以使所述闭合构件反向运动，使得当所述热敏构件的温度再次等于所述初始值时，所述闭合构件再次处于所述初始位置。


4.根据权利要求1或2所述的涡轮燃烧室，其中，当所述热敏构件从初始温度值经历第一温度变化时，所述热敏构件适于提供足够的能量以使所述闭合构件从初始位置移动，以及所述具有可变开口的系统还包括至少一个返回构件，所述返回构件适于产生附加能量，当所述热敏构件在所述第一温度变化之后并在与所述第一温度变化相反的方向上经历第二温度变化时，所述附加能量足以使所述闭合构件反向运动，使得当所述热敏构件的温度再次等于所述初始值时，所述闭合构件再次处于所述初始位置。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮燃烧室，其中，所述具有可变开口的系统布置成相对于在操作过程中进入所述燃烧室的空气流的大致方向(E)，改变来自所述空气供应系统并通过轴向位于所述燃烧室的上游的空气供应旋流器(103)进入所述燃烧室(101)的燃烧空气的进气流量，以及
其中，所述闭合构件包括具有开口的环(2)，所述环侧向围绕所述空气供应旋流器，以使得所述开口相对于所述空气供应旋流器(103)的通道(103a)对齐或偏移，以便根据所述环围绕所述进气旋流器的角位置改变进入所述通道的通路的横截面积，从而形成所述进气通道的开放横截面积。


6.根据权利要求3和5所述的涡轮燃烧室，其中，所述热敏构件构成由所述环(2)承载的叶片(2c)的至少部分，所述至少部分位于来自所述空气供应系统的空气流中，并且适于在来自所述空气供应系统的空气的至少两个温度值之间，赋予所述叶片彼此相反的倾斜和/或曲率方向，以便通过空气动力沿第一方向或与所述第一方向相反...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯汀·古因，弗洛林·保恩，
申请(专利权)人：国家宇航研究所，
类型：发明
国别省市：法国;FR