用于渦輪機(jī)組燃燒室的點(diǎn)火裝置和方法
【專利摘要】用于渦輪機(jī)組燃燒室的點(diǎn)火方法，其包括以下兩者之間的交替：-允許流體經(jīng)由吸入開口（82）進(jìn)入到室（76），在這期間，活塞（66）以彈性設(shè)備（68）將力施加到壓電元件（64）上的這種方式在流體的壓力下壓縮彈性設(shè)備（68），所述力足夠大以使壓電元件（64）在電極（48，58）之間引致允許電弧生成的電壓，直至活塞（66）到達(dá)阻擋所述吸入開口的閥門（72）的預(yù)先確定的關(guān)閉位置；以及，-所述流體的排出，在這期間，所述彈性設(shè)備（58）以這種方式排擠活塞（66），以便經(jīng)由排出開口（77）導(dǎo)致流體噴射出所述室（76），并且所述閥門（72）是打開的。實(shí)施該方法的裝置（44）。
【專利說明】用于渦輪機(jī)組燃燒室的點(diǎn)火裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在渦輪機(jī)組中的燃燒室的點(diǎn)火，尤其涉及諸如飛機(jī)的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的航空器渦輪機(jī)組中的燃燒室的點(diǎn)火。
[0002]本發(fā)明尤其涉及用于渦輪機(jī)組燃燒室的點(diǎn)火裝置，其包括兩個(gè)形成點(diǎn)火塞的電極和用于給這些電極供電的模塊。
[0003]它還涉及配備有這種裝置的燃燒室、包括這種類型燃燒室的渦輪機(jī)組、以及用于點(diǎn)火這種燃燒室的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]圖1表示了已知類型的航空器渦輪機(jī)組10的簡(jiǎn)化實(shí)施例，其沿著氣體通常的流動(dòng)方向從上游到下游包括壓氣機(jī)12、燃燒室14和渦輪機(jī)16，所述渦輪機(jī)被設(shè)計(jì)成以眾所周知的方式在來自燃燒室14的氣體的推力作用下通過通用軸18驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)12。
[0005]圖1中所圖示的燃燒室14具有環(huán)形類型，但是本發(fā)明當(dāng)然可以適用于其他類型的燃燒室，如將在以下更清楚地顯示的。
[0006]這種燃燒室14包括:繞著燃燒室的軸線22圓周地分布的燃料噴射器20 ;用于在室中形成一片空氣和燃料的氣體混合物的空氣供應(yīng)設(shè)備；以及，至少一個(gè)用于導(dǎo)致該氣體混合物點(diǎn)火的點(diǎn)火塞24。
[0007]點(diǎn)火塞24通常地被安裝在界定包圍件28的外殼26上，燃燒室14被容納在其中。更精確地，點(diǎn)火塞24具有設(shè)置有兩個(gè)電極的端部30，所述兩個(gè)電極意圖在由電力模塊32所提供的電壓的作用下生成電弧。塞24通常穿過設(shè)置在燃燒室的徑向外壁34中的端口，以使塞的端部30與壁34齊平或者遠(yuǎn)離壁34在室內(nèi)側(cè)凸出，如圖1中所圖示的實(shí)施例。通常地，塞的端部30是這樣以使其攔截空氣和來自于通常被稱為吸入噴射器的特定燃料噴射器20的燃料片36。
[0008]通過包括至少一個(gè)泵40和控制閥門42的調(diào)節(jié)回路，前述吸入噴射器20通常供應(yīng)有從航空器的燃料箱38中獲得的加壓燃料。
[0009]點(diǎn)火塞24的電力模塊32通常地包括一個(gè)或多個(gè)電池以及用于將高電壓作用到塞24的電極的電壓互感器。
[0010]然而，尤其在相對(duì)地減小尺寸的飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)(諸如意圖于配備商務(wù)飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī))的情況下，這種電力模塊具有可以期望減少的大的整體尺寸。
[0011]此外，電力模塊造成點(diǎn)火塞的故障風(fēng)險(xiǎn)。
[0012]發(fā)明的公開
[0013]本發(fā)明的一個(gè)目的尤其是為了針對(duì)這些問題提供簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)且有效的解決方案。
[0014]為了那個(gè)目的，本發(fā)明提出了用于渦輪機(jī)組燃燒室的點(diǎn)火裝置，其包括至少兩個(gè)形成點(diǎn)火塞的電極和用于給這些電極供電的模塊。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，電力模塊包括:電連接到前述電極的壓電元件；以及，用于將力間歇地施加到該壓電元件上以在這些電極之間弓I致足夠在這些電極之間導(dǎo)致電弧的電壓的設(shè)備，這些設(shè)備包括:
[0016]-流體流動(dòng)室，所述流體流動(dòng)室包括至少兩個(gè)意圖將室連接到回路的端口，所述回路用于使加壓流體流動(dòng)并分別地形成用于所述流體的至少一個(gè)吸入端口和至少一個(gè)排出端口 ；
[0017]-閥門，所述閥門用于密封吸入端口；
[0018]-活塞，所述活塞界定前述室，并且可沿著分別地對(duì)應(yīng)于所述室體積的增加和減少的兩個(gè)相反方向移位；
[0019]-彈性設(shè)備，所述彈性設(shè)備在室體積減少的所述方向上偏壓活塞，并且作用在壓電元件上；以及
[0020]-用于控制閥門的設(shè)備，其被配置以便:
[0021]-通過吸入端口所獲得室中的流體的壓力下，在室體積增加的所述方向上移位活塞，當(dāng)活塞到達(dá)第一預(yù)先確定位置時(shí)關(guān)閉閥門，然后壓縮彈性設(shè)備，以使該彈性設(shè)備將所述力施加到壓電元件上；以及
[0022]-通過在彈性設(shè)備的壓力下，在室體積減少的所述方向上移位活塞，當(dāng)活塞行走超過第二預(yù)先確定位置時(shí)打開閥門，因此通過排出端口引致流體噴射出室。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的裝置的電力模塊因此通過使用壓電效應(yīng)使電能能夠被提供給形成點(diǎn)火塞的電極，以便將電能轉(zhuǎn)換成流體所攜帶的機(jī)械能。
[0024]嚴(yán)格地說，應(yīng)該注意的是流體和其回路并不是在本發(fā)明術(shù)語(yǔ)中點(diǎn)火裝置的一部分，但是它們組成了機(jī)械能源，為了其運(yùn)行，裝置意圖被連接到該機(jī)械能源。
[0025]更精確地，當(dāng)電力模塊被連接到用于在充分壓力下使流體流動(dòng)的回路時(shí)，通過該模塊的室的吸入和排出端口，活塞自發(fā)地開始由用于密封吸入端口的閥門的交替的打開和關(guān)閉所造成的振動(dòng)，所述交替的打開和關(guān)閉由該閥門的前述控制設(shè)備所引致。這種振動(dòng)導(dǎo)致彈性設(shè)備交替的壓縮和擴(kuò)張，該彈性設(shè)備因此間歇地將力施加到壓電元件上。
[0026]實(shí)際上，流體的吸入引致趨向于增加室的體積并壓縮彈性設(shè)備的活塞的移位。當(dāng)活塞到達(dá)其第一預(yù)先確定位置時(shí)，閥門的控制設(shè)備引致其關(guān)閉。不久以后，因?yàn)榱黧w壓力不再足夠以通過彈性設(shè)備平衡施加到活塞上的力，所以，在彈性設(shè)備的擴(kuò)張作用下，活塞在相反方向上開始移位并且然后減少室的體積。室體積的減少通過室的排出端口導(dǎo)致被包含在該室中的流體部分噴射。當(dāng)活塞行走超過前述第二位置時(shí)，閥門的控制設(shè)備引致其開口。不久以后，由彈性設(shè)備施加到活塞上的力相對(duì)于流體的吸入壓力變得足夠低，并且然后活塞在相反的方向上返回行走。因此，活塞交替地往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0027]流體和其回路當(dāng)然對(duì)點(diǎn)火裝置的運(yùn)行具有影響，尤其對(duì)活塞振動(dòng)頻率具有影響。實(shí)際上，該振動(dòng)頻率尤其取決于該流體的密度。
[0028]流體流動(dòng)室可以僅僅包括兩個(gè)用于流體的端口，因此形成單一吸入端口和單一排出端口。
[0029]可替代地，該流體流動(dòng)室可以包括兩個(gè)以上的端口，因此包括幾個(gè)吸入端口和/或幾個(gè)排出端口。
[0030]應(yīng)該注意的是，活塞的第一和第二預(yù)先確定位置優(yōu)選地是相同的。
[0031]以這種方式，活塞振動(dòng)頻率可以是較高的，并且例如達(dá)到幾十赫茲。
[0032]實(shí)際上，在這種情況下，活塞一在室體積減少方向上開始其移位，閥門就再次打開，這樣該移位的持續(xù)時(shí)間和長(zhǎng)度是最小的。
[0033]可替代地，當(dāng)可期望降低活塞振動(dòng)的頻率時(shí)，活塞的兩個(gè)預(yù)先確定位置可以被彼此分隔開。
[0034]實(shí)際上，在這種情況下，當(dāng)活塞行走隔開其兩個(gè)預(yù)先確定位置的距離時(shí)，閥門被保持關(guān)閉。
[0035]另一方面，前述流體流回路可以是例如油回路的閉合回路，但優(yōu)選地是尤其燃料回路的開放回路，如將在下面更清楚地顯示的。
[0036]此外，彈性設(shè)備優(yōu)選地包括壓縮彈簧。
[0037]這種彈簧具有簡(jiǎn)單地使用的優(yōu)點(diǎn)。
[0038]可替代地，彈性設(shè)備可以包括封閉體積的氣體，也被稱為氣彈簧。
[0039]這種類型的彈簧設(shè)備具有隨著時(shí)間流逝磨損非常低的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，應(yīng)選擇具有足夠壓縮性的氣體以允許活塞振動(dòng)，如以上所描述的。
[0040]此外，點(diǎn)火裝置優(yōu)選地包括細(xì)長(zhǎng)形狀的主體，所述主體意圖至少部分地穿過燃燒室或意圖與其外壁齊平，該主體界定其中塞的內(nèi)電極延伸遠(yuǎn)離該主體的空間，該主體形成塞的外電極。
[0041]有利地，由例如陶瓷類型的電絕緣材料制成的護(hù)套被容納在前述空間中，以便使塞的兩個(gè)電極彼此絕緣。
[0042]該裝置可以包括用于安裝在燃燒室的外殼上的設(shè)備，這些設(shè)備例如具有板的形狀。提醒的是，通過燃燒室的外殼，其指的是界定燃燒室被容納在其中的包圍件的殼件。
[0043]該裝置因此可以通過與傳統(tǒng)的點(diǎn)火塞被安裝的方法類似的方式被安裝在燃燒室的外殼上。
[0044]另外一方面，用于密封前述吸入端口的閥門可以是電控制閥門，但優(yōu)選地是機(jī)械控制閥門，如將在以下更清楚地顯示的。
[0045]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述閥門包括密封元件，所述密封元件通過閥門的控制設(shè)備機(jī)械地連接到活塞，并且，在所述活塞的移位作用下，所述密封元件可在用于密封吸入端口的位置和用于打開該吸入端口的位置之間移位。
[0046]閥門因此是機(jī)械控制閥門，這樣電力模塊不需要外部地供應(yīng)電能以運(yùn)行。該類型的閥門進(jìn)一步具有非常簡(jiǎn)單且特別可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0047]閥門的控制設(shè)備優(yōu)選地包括桿，所述桿具有與活塞一體的第一端部和承載閥門的密封元件的第二相反端部。
[0048]該密封元件因此沿著活塞的相同方向移位。通過這種桿將閥門的密封元件連接到活塞具有簡(jiǎn)單且可靠的優(yōu)點(diǎn)。
[0049]閥門的密封元件例如是閥瓣，所述閥瓣在用于密封吸入端口的位置中時(shí)被應(yīng)用在閥門的座上，并且其在進(jìn)入用于打開吸入端口的位置中時(shí)遠(yuǎn)離前述座移動(dòng)。在這種情況下，在用于密封吸入端口的位置中，密封元件形成用于平移地保持活塞的元件。
[0050]可替代地，密封元件可以具有可滑動(dòng)地密封地安裝在排氣孔中的密封活塞的形式，所述排氣孔打開到流體流動(dòng)室中并具有至少一個(gè)側(cè)孔，所述側(cè)孔在所述室的外側(cè)開口并形成所述吸入端口，當(dāng)密封元件在密封位置中時(shí)面向所述側(cè)孔設(shè)置，以緊密地密封該側(cè)孔，并且當(dāng)密封元件在其打開位置中時(shí)其沿著密封元件的滑動(dòng)方向從所述側(cè)孔偏移，以允許通過前述側(cè)孔的流體吸入。在這種情況下，當(dāng)該元件在其密封位置中時(shí)，密封元件不保持裝置的活塞，這樣包括活塞和密封元件的可移動(dòng)組件的移動(dòng)整體地由彈性設(shè)備、流體、活塞和流體流動(dòng)室的性能所確定。
[0051]通常地，裝置的電力模塊有利地包括界定流體流動(dòng)室的殼體，并且活塞可滑動(dòng)地安裝在其中。
[0052]尤其地，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，電力模塊包括界定所述流體流動(dòng)室的殼體，并且:
[0053]-壓電元件被容納在其中；
[0054]-活塞可滑動(dòng)地安裝在其中它所界定的所述室和壓電元件之間；
[0055]-彈性設(shè)備通過被夾在活塞和壓電元件之間被容納在其中。
[0056]尤其因?yàn)榛钊弘娫蛷椥栽O(shè)備可以因此沿著活塞的滑動(dòng)方向?qū)R，所以，該配置具有也由良好的整體可靠性所反映的出色的緊密性和設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單性的優(yōu)點(diǎn)。
[0057]可替代地，不提供沿著活塞的滑動(dòng)方向與活塞呈直線地設(shè)置的壓電元件，并且可以例如在該活塞被滑動(dòng)地安裝在其中的結(jié)構(gòu)的外側(cè)提供壓電元件。
[0058]在這種情況下，彈性設(shè)備不直接地被夾在活塞和壓電元件之間，但是可以通過更復(fù)雜的機(jī)構(gòu)作用在兩個(gè)元件上。取決于壓電元件的布置，然后，彈性設(shè)備將力施加到該壓電元件可以是有利的，所述力具有與由活塞施加到這些彈性設(shè)備上的力的方向相反的方向。在這種情況下，前述機(jī)構(gòu)可以例如包括杠桿和兩個(gè)分別地?cái)D壓在該杠桿的兩個(gè)端部上的壓縮彈簧，一個(gè)偏壓活塞而另外一個(gè)作用于壓電元件上。
[0059]進(jìn)一步可替代地，壓電元件可以形成所述活塞。
[0060]在這種情況下，彈性設(shè)備例如可以被夾在可滑動(dòng)地安裝在前述殼體中的壓電元件和電連接到塞的內(nèi)電極的該殼體的底部之間，然而，殼體的側(cè)壁電連接到塞的外電極并且與殼體的前述底部電絕緣。在這樣的解釋性實(shí)施方式中，在滑動(dòng)壓電元件和塞的內(nèi)電極之間的電連接可以由彈性設(shè)備本身或由軟電線所保證。
[0061]在本發(fā)明的優(yōu)先實(shí)施方式中，裝置進(jìn)一步包括至少一個(gè)被連接到流體流動(dòng)室的排出端口的燃料噴射器。
[0062]在這種情況下，裝置被設(shè)計(jì)成被連接到開放的燃料流體流動(dòng)回路，前述噴射器是所述開放的燃料流體流動(dòng)回路的一部分。更精確地，因此提供:裝置的流體流動(dòng)室的吸入端口被連接到加壓燃料供應(yīng)設(shè)備。
[0063]燃料噴射器優(yōu)選地配置，以輸送燃料片，后者浸浴形成裝置的點(diǎn)火塞的電極。
[0064]此外，裝置優(yōu)選地包括充氣室，所述充氣室在其輸入口處被連接到流動(dòng)室的排出端口，并且在其輸出口處被連接到前述燃料噴射器，以便減緩由于活塞振動(dòng)而導(dǎo)致來自排出端口的燃料流動(dòng)的顫動(dòng)，并因此允許噴射器內(nèi)基本穩(wěn)定的燃料流動(dòng)。
[0065]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，前述電極、電力模塊和噴射器被容納在裝置的相同主體中。
[0066]本發(fā)明因此使吸入噴射器和關(guān)聯(lián)的塞能夠聚集在共同的結(jié)構(gòu)內(nèi)。
[0067]裝置因此具有特別減少的整體塊，同時(shí)提供大的裝配/拆卸的簡(jiǎn)單性。
[0068]前述主體優(yōu)選地包括:第一細(xì)長(zhǎng)形狀部，其意圖至少部分地穿過燃燒室并且意圖分別地形成和容納兩個(gè)電極，諸如以上所描述的；以及，第二圓柱形部，其意圖保持在燃燒室的外側(cè)。
[0069]主體的第一部有利地與通道一體化，所述通道在設(shè)置用于形成在前述電極之間的電弧的主體的端部處打開,并且形成所述噴射器。
[0070]關(guān)于主體的第二部，其有利地界定用于裝置的壓電元件、彈性設(shè)備和活塞的罩體。
[0071]可替代地，裝置的噴射器可以與裝置的塞分離。
[0072]噴射器可以例如是傳統(tǒng)的噴射器，其意圖被安裝在燃燒室的底部中，并遠(yuǎn)離容納形成塞的電極和電力模塊的裝置的主體，針對(duì)其，該主體意圖以上面描述的方式被安裝在燃燒室的外殼上。
[0073]在這種情況下，裝置可以包括用于流體地連通噴射器和裝置的流體流動(dòng)室的管道，并且，噴射器可以優(yōu)選地設(shè)置，以輸送燃料片，后者浸浴形成裝置的塞的電極。
[0074]本發(fā)明也涉及渦輪機(jī)組燃燒室，其包括至少以上所述類型的點(diǎn)火裝置。
[0075]本發(fā)明進(jìn)一步涉及諸如航空器渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)組，其包括以上所描述的燃燒室以及用于供應(yīng)加壓流體的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備被連接到該燃燒室的點(diǎn)火裝置的流體流動(dòng)室的所述吸入端口。
[0076]如以上所解釋的，流體可以尤其是潤(rùn)滑油，并且優(yōu)選地是燃料的任何類型的流體。
[0077]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述流體是燃料并且燃燒室的點(diǎn)火裝置是這樣的類型:包括被連接到流體流動(dòng)室的所述排出端口的燃料噴射器，如以上所描述的。
[0078]本發(fā)明因此能夠利用供應(yīng)吸入噴射器的燃料的壓力，以生成需要用于與該噴射器聯(lián)結(jié)的點(diǎn)火塞的運(yùn)行的電能。
[0079]本發(fā)明也涉及用于點(diǎn)火在以上所描述類型的渦輪機(jī)組中的燃燒室的方法，其中，用于供應(yīng)加壓流體的所述設(shè)備被啟動(dòng)以在燃燒室的點(diǎn)火裝置內(nèi)交替地導(dǎo)致:
[0080]-通過所述吸入端口進(jìn)入到所述流體流動(dòng)室中的所述流體的吸入階段，在所述吸入階段期間，所述活塞在流體的壓力下壓縮所述彈性設(shè)備，這樣所述彈性設(shè)備將足夠用于所述壓電元件的力施加到所述壓電元件上，從而在形成塞的所述電極之間引致能夠使電弧被產(chǎn)生的電壓，直至活塞到達(dá)所述第一預(yù)先確定位置，這樣所述控制設(shè)備導(dǎo)致用于密封所述吸入端口的閥門關(guān)閉；以及
[0081]-所述流體的排出階段，在所述排出階段期間，所述彈性設(shè)備延伸并推回活塞，以通過所述排出端口引致流體噴射出所述流體流動(dòng)室，并且這樣所述控制設(shè)備導(dǎo)致所述閥門打開。
[0082]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，渦輪機(jī)組具有以上所描述的類型，其中，所述流體是燃料，并且其中，燃燒室的點(diǎn)火裝置是這樣的類型:包括被連接到裝置的流體流動(dòng)室的所述排出端口的燃料噴射器，并且，所述排出階段包括通過來自流體流動(dòng)室的燃料供應(yīng)噴射器。
[0083]發(fā)明附圖
[0084]通過閱讀借助于非限制性的實(shí)施例所提出的以下描述并參考附圖，本發(fā)明可以更好地理解并且本發(fā)明的進(jìn)一步的細(xì)節(jié)、優(yōu)點(diǎn)和特征將顯而易見，其中:
[0085]-圖1如已經(jīng)描述的是已知類型的航空器渦輪機(jī)組的橫截面軸向部分示意半視圖；
[0086]-圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方式包括點(diǎn)火裝置的航空器渦輪機(jī)組的橫截面軸向部分示意半視圖；[0087]-圖2a是圖2的細(xì)節(jié)IIa的更大比例的視圖，其圖示了渦輪機(jī)組的點(diǎn)火裝置；以及
[0088]-圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式的點(diǎn)火裝置的橫截面軸向部分示意圖。
[0089]在所有附圖中，相同的標(biāo)記可以指的是相同或類似的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0090]圖2和2a圖示了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的例如飛機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪機(jī)組，其包括其環(huán)形燃燒室14的點(diǎn)火裝置44。
[0091]在下文中，軸向和徑向方向相對(duì)于渦輪機(jī)組的縱向軸線22定義。
[0092]點(diǎn)火裝置44包括與點(diǎn)火塞一體化的主體46、用于給該塞供電的模塊、以及吸入噴射器，如將在以下更清楚地顯示的。
[0093]主體46包括圓柱形細(xì)長(zhǎng)第一部48，其例如具有繞著軸線49的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，并且其延伸穿過燃燒室的外殼26的端口 50和該燃燒室的外壁34的端口 52。
[0094]主體46進(jìn)一步包括板54，所述板54被連接到前述第一部48的徑向外端部并且使該主體46能夠借助連接螺釘55被連接到燃燒室的外殼26的外表面。
[0095]此外，主體46包括圓柱形第二部56，其可能具有旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性并從板54徑向向外地延伸。
[0096]主體46的第一部48由導(dǎo)電材料制成，并且形成裝置的塞的外電極。主體46的該第一部48圍繞絕緣護(hù)套57，所述護(hù)套57例如由陶瓷材料制成，并且塞的內(nèi)電極58在所述絕緣護(hù)套57的中心延伸。該絕緣護(hù)套57提供電絕緣和密封屏障功能。內(nèi)電極58平行于軸線49延伸并突出超過主體46的第一部48的徑向內(nèi)端部。
[0097]此外，主體46的第一部48與通道60 —體化，所述通道60設(shè)置在主體46的壁的內(nèi)側(cè)并平行于前述軸線49延伸，并因此平行于內(nèi)電極58。該通道60在主體46的第一部48的徑向內(nèi)端部處打開，并形成也被稱為吸入噴射器的燃料噴射器，如將在以下更清楚地顯示的。
[0098]板54與通道62 —體化，該通道62與主體46的第一部48的通道60連通。
[0099]主體46的第二部56形成殼體，該殼體界定用于裝置的電力模塊的罩體。
[0100]該電動(dòng)模塊包括:容納在前述罩體的徑向內(nèi)底部中的盤形壓電元件64 ;可滑動(dòng)地安裝在該罩體的中間部分中的也是盤形的活塞66 ;以及，被夾在壓電元件64和活塞66之間的并且根據(jù)本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)形成彈性設(shè)備的螺旋彈簧68。
[0101]此外，主體46的第二部56包括燃料吸入管道70，所述管道70設(shè)置在該第二部56的徑向外頭部壁71中并配備有瓣閥72。
[0102]主體46的第二部56進(jìn)一步包括通道74，所述通道設(shè)置在該第二部56的側(cè)壁中，并且一方面與設(shè)置在板54中的通道62連通而另外一方面與吸入管道70打開進(jìn)入其中的流體流動(dòng)室76連通。該流體流動(dòng)室76相對(duì)于界定該室76的活塞66徑向向外地被設(shè)置在由主體46的第二部56所界定的罩體內(nèi)側(cè)。根據(jù)本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)，通道74通過排出端口 77被連接到流體流動(dòng)室76。
[0103]閥門72包括閥瓣78和包括環(huán)形肋的座80 (圖2a)，所述環(huán)形肋在吸入管道70中做為凸出件向內(nèi)地延伸并且界定燃料吸入端口 82。根據(jù)本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)，閥瓣78形成密封元件。
[0104]在圖2和2a中所表示的特別實(shí)施例中，閥瓣78通過桿84與活塞66 —體，所述桿84沿著主體46的第二部56的軸線49延伸，所述軸線49與該主體46的第一部48的軸線一樣，并且，相對(duì)于該軸線49，吸入管道70是位于中心的。根據(jù)本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)，桿84是閥門72的控制設(shè)備的一部分。
[0105]吸入管道70被連接到渦輪機(jī)組的燃料供應(yīng)設(shè)備，其包括例如具有傳統(tǒng)類型的關(guān)閉閥42、泵40和燃料箱38。
[0106]構(gòu)成電力模塊的元件被設(shè)計(jì)尺寸，以使當(dāng)彈簧68靜止時(shí)，閥門72的閥瓣78移動(dòng)遠(yuǎn)離其座80，這樣燃料吸入端口 82是打開的。
[0107]根據(jù)現(xiàn)在將要描述的方法，點(diǎn)火裝置44使燃料室14被點(diǎn)火。
[0108]該點(diǎn)火方法特別地通過打開截流閥42，從啟動(dòng)連接到吸入管道70的燃料供應(yīng)設(shè)備開始。
[0109]從那時(shí)起，燃料通過吸入端口 82穿過流動(dòng)室76并充滿該室。
[0110]燃料的壓力被選擇充分地高，這樣利用該燃料填充流動(dòng)室76引致活塞66徑向地向內(nèi)地或者更通常地在室76的體積增加的方向上移位，如圖2a的箭頭85所表示的。
[0111]活塞66的這種移位導(dǎo)致彈簧68的壓縮，所述壓縮導(dǎo)致增加的力被施加在壓電元件64的徑向外表面86和內(nèi)表面88上。結(jié)果,通過壓電效應(yīng)，電壓出現(xiàn)在壓電兀件64被電連接到其的電極48和58之間。
[0112]在活塞66的該移位期間，燃料也可以排出端口 77流到通道74中，然后流到通道62和60中，所述通道一起形成裝置的噴射器。
[0113]活塞66的移位繼續(xù)，直到閥門72的閥瓣78毗鄰抵靠其座80并且從那以后保持活塞66，該活塞然后根據(jù)本發(fā)明的術(shù)語(yǔ)占領(lǐng)第一預(yù)先確定位置。
[0114]設(shè)計(jì)裝置，這樣在電極48和58之間的電壓達(dá)到這些電極之間存在的介質(zhì)的擊穿電壓，這樣在閥瓣78到達(dá)其座80之前出現(xiàn)電弧。
[0115]然后，因?yàn)槿剂衔氡恢袛?，所以，如圖2a箭頭87所表示的，從在本文中與諸如以上所定義的第二預(yù)選確定位置相同的所述第一位置，彈簧68開始擴(kuò)張，所述擴(kuò)張導(dǎo)致活塞66徑向地向外地或更通常地在流體流動(dòng)室76的體積減少的方向上移位。
[0116]取決于由通道74、62和60所形成的裝置的噴射器，活塞66的這種移位通過排出端口 77導(dǎo)致包含在流體流動(dòng)室76中的燃料部分的噴射。
[0117]此外，活塞66在其移位期間驅(qū)動(dòng)閥門72的閥瓣，并因此引致該閥門72打開，使燃料可以再次吸入到流體流動(dòng)室76中。
[0118]因此，發(fā)生了導(dǎo)致活塞66振動(dòng)的燃料的交替吸入和排出階段，每次振動(dòng)都導(dǎo)致在裝置的電極48和58之間產(chǎn)生電弧。
[0119]在形成噴射器裝置的通道74、62和60內(nèi)的燃料所經(jīng)過的路徑的長(zhǎng)度使燃料流動(dòng)速度能夠在該噴射器的輸出口處變平穩(wěn)。當(dāng)裝置由于其尺寸在吸入階段期間促使某些數(shù)量的來自流體流動(dòng)室76的燃料的流到噴射器中時(shí)，該平穩(wěn)尤其顯著。
[0120]當(dāng)這有利時(shí)，裝置可以進(jìn)一步地包括充氣室，所述充氣室被設(shè)置在流體流動(dòng)室76和裝置的噴射器的輸出口之間的燃料路徑上，以便進(jìn)一步改進(jìn)在噴射器的輸出口處的燃料流動(dòng)速度的平穩(wěn)性。[0121]當(dāng)然，圖2和2a的裝置44僅僅是選自本發(fā)明配置的不同可能性的示例性實(shí)施例。
[0122]因此，如以上所解釋的，彈性設(shè)備68可以具有不同的類型，例如具有氣彈簧的類型。
[0123]此外，在活塞66和壓電元件64之間的相對(duì)布置可以是不同的。尤其地，當(dāng)這有利時(shí)，壓電元件可以本身形成活塞。
[0124]另外一個(gè)方面，裝置44的噴射器可以形成在主體46外側(cè)，并因此與裝置的塞分離。在這種情況下，噴射器可以例如具有與圖1的噴射器20相同的類型，同時(shí)供應(yīng)有來自使用適當(dāng)管道的裝置的排出端口 77的燃料。
[0125]此外，閥門72可以具有與以上所描述的閥門不同的類型。
[0126]圖3因此根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選實(shí)施方式描述了用于航空器渦輪機(jī)組的環(huán)形燃燒室14的點(diǎn)火裝置44，其通常類似于以上所描述的裝置，但是，其中，閥門72的密封元件采取密封活塞90的形式，所述密封活塞可滑動(dòng)地密封地被安裝在與裝置的主體46 —體的排氣孔92中。
[0127]前述排氣孔92打開到流體流動(dòng)室76中并具有多個(gè)吸入端口 82，所述吸入端口繞著對(duì)應(yīng)于密封活塞90的滑動(dòng)軸線的主體46的軸線49分布。
[0128]密封活塞90在用于打開諸如在圖3中所表示的吸入端口 82的位置(其中，該密封活塞90沿著其滑動(dòng)軸線49的方向與這些端口 82偏移，以便允許流體流49穿過這些端口82 )和用于密封吸入端口 82的位置(其中，密封活塞90面向這些端口 82設(shè)置以便防止任何流體流穿過這些端口)之間是可移位的。
[0129]在本發(fā)明的該第二實(shí)施方式中，即使當(dāng)閥門72被閉合時(shí)，裝置44的活塞66也可以在流體流室76的體積增加的方向上繼續(xù)其移位，而不存在被閥門72的密封元件90所保持的該活塞66。
[0130]因?yàn)椴淮嬖谛纬傻挚堪ɑ钊?6的可移動(dòng)組件的元件的阻擋件，所以，該活塞66的振動(dòng)可以是高度平穩(wěn)的。
[0131]應(yīng)該注意的是，該可移動(dòng)組件的移動(dòng)然后基本地由彈性設(shè)備68的剛度、該可移動(dòng)組件的質(zhì)量和流體壓力、以及在該可移動(dòng)組件的移動(dòng)期間所引致的摩擦力所確定。
[0132]閥門72的其他配置當(dāng)然不偏離本發(fā)明的范圍。
[0133]通常，根據(jù)本發(fā)明的點(diǎn)火裝置44具有不需要外電力的優(yōu)點(diǎn)，而現(xiàn)有技術(shù)已知的點(diǎn)火裝置在這種情況下需要外電力，這就尤其允許根據(jù)本發(fā)明的裝置提供顯著地改進(jìn)的可靠性。
[0134]此外，該點(diǎn)火裝置可以具有明顯減少的整體塊，并且因此是特別地有利的以配備具有相對(duì)減少尺寸的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，諸如意圖配備商務(wù)飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于渦輪機(jī)組燃燒室的點(diǎn)火裝置(44)，其包括形成點(diǎn)火塞的兩個(gè)電極(48，58)以及用于給所述電極供電的模塊，其特征在于:所述模塊包括:電連接到所述電極(48，58)的壓電元件(64);以及，用于間歇地施加力到所述壓電元件(64)以在所述電極(48，58)之間生成足夠在兩者之間導(dǎo)致電弧的電壓的設(shè)備，所述設(shè)備包括: -流體流動(dòng)室(76)，所述流體流動(dòng)室(76)包括至少兩個(gè)用于將所述室連接到回路(74，62，60)的端口，所述回路(74，62，60)用于使加壓流體流動(dòng)并且分別地形成用于所述流體的至少一個(gè)吸入端口(82)和至少一個(gè)排出端口(77)； -閥門(72)，所述閥門(72)用于密封所述吸入端口(82)； -活塞(66 )，所述活塞(66 )界定所述室(76 )，并且可沿著分別地對(duì)應(yīng)于所述室(76 )體積的增加和減少的兩個(gè)相反方向(85，87)移位； -彈性設(shè)備(68)，所述彈性設(shè)備(68)將所述活塞(66)偏壓進(jìn)室(76)的體積減少方向(87)中，并且作用在所述壓電元件(64)上；以及 -用于控制所述閥門(72)的設(shè)備(84)，其被配置以當(dāng)所述活塞(66)到達(dá)第一預(yù)先確定位置時(shí)關(guān)閉所述閥門，所述活塞(66)在通過所述吸入端口(82)所獲得的所述室(76)中的流體的壓力下，在室(76)的體積增加的所述方向(85)上移位，并因此壓縮所述彈性設(shè)備(68)，這樣該彈性設(shè)備將所述力施加到所述壓電元件(64)上，并且，用于控制所述閥門的設(shè)備被配置以當(dāng)所述活塞(66)行走超過第二預(yù)先確定位置時(shí)打開所述閥門(72)，所述活塞(66)在所述彈性設(shè)備(68)的壓力下，在室(76)體積減少的所述方向(87)上移位，并因此通過所述排出端口( 77 )引致流體噴射出所述室(76 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于:所述閥門(72)包括密封元件(78)，所述密封元件(78 )通過用于控制閥門的所述設(shè)備(84 )被機(jī)械地連接到所述活塞(66 )，并且，在所述活塞(66)的移位作用下，所述密`封元件(78)可以在用于密封所述吸入端口(82)的位置和用于打開所述吸入端口(82)的位置之間移位。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于:所述電力模塊包括界定所述流體流動(dòng)室(76)的殼體(56)，以及: -所述壓電元件(64)被容納在其中:； -其中所述活塞(66)可滑動(dòng)地安裝在所述室(76)和所述壓電元件(64)之間；以及 -所述彈性設(shè)備(68)通過被夾在所述活塞(66)和所述壓電元件(64)之間被容納在其中。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于:其進(jìn)一步包括被連接到所述流體流動(dòng)室(76)的所述排出端口(77)的至少一個(gè)燃料噴射器(74，62，60)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于:所述電極(48，58)、所述電力模塊(64，66，68，70，72)和所述燃料噴射器(74，62，60)被容納在所述裝置的相同主體(46)中。
6.一種用于渦輪機(jī)組的燃燒室(14)，其特征在于:其包括至少一個(gè)根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的點(diǎn)火裝置(44)。
7.一種渦輪機(jī)組(10)，諸如航空器渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)，其特征在于:其包括根據(jù)前述權(quán)利要求所述的燃燒室(14)和用于供應(yīng)加壓流體(38，40，42)的控制設(shè)備，所述控制設(shè)備被連接到所述燃燒室(14)的點(diǎn)火裝置(44)的所述流體流動(dòng)室(76)的所述吸入端口(82)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求1所述的渦輪機(jī)組，其特征在于:所述流體是燃料并且在所述燃燒室(44)的所述點(diǎn)火裝置(44)是根據(jù)權(quán)利要求4或5的點(diǎn)火裝置。
9.一種用于點(diǎn)火根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的渦輪機(jī)組(10)中的燃燒室(14)的方法，其中:用于供應(yīng)加壓流體(38，40，42)的所述設(shè)備被啟動(dòng)以交替地導(dǎo)致: -通過所述吸入端口(82)進(jìn)入到所述流體流動(dòng)室(76)中的所述流體的吸入階段，在所述吸入階段期間，所述活塞(66)在流體壓力下壓縮所述彈性設(shè)備(68)，這樣所述彈性設(shè)備(68)將足夠用于所述壓電元件(64)的力施加到所述壓電元件(64)上，從而在所述電極(48，58)之間引致能夠使電弧生成的電壓，直至活塞(66)到達(dá)所述第一預(yù)先確定位置，這樣所述控制設(shè)備(84)導(dǎo)致用于密封所述吸入端口(82)的閥門(72)關(guān)閉；以及 -所述流體的排出階段，在所述排出階段期間，所述彈性設(shè)備(68)延伸并推回活塞(66)，以通過所述排出端口(77)引致流體噴射出所述流體流動(dòng)室(76)，并且這樣所述控制設(shè)備(84)導(dǎo)致所述閥門(72)打開。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的方法，其中:所述渦輪機(jī)組(10)是根據(jù)權(quán)利要求8的渦輪機(jī)組，并且，所述排出階段包括向所述噴射器(74，62，60)提供來自所述流體流動(dòng)室(76)的所述燃料。
【文檔編號(hào)】F02M57/06GK103764997SQ201280041550
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月26日
【發(fā)明者】艾蒂安·朱查奧德, 吉恩-皮埃爾·巴迪尼爾, 吉恩-皮埃爾·羅伯杜, 馬克·瑟萊歐 申請(qǐng)人:斯奈克瑪