JP2002039534A - ドーム・ライナ継手を具えるガスタービン燃焼器 - Google Patents
ドーム・ライナ継手を具えるガスタービン燃焼器Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/283—Attaching or cooling of fuel injecting means including supports for fuel injectors, stems, or lances
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
- F23R3/58—Cyclone or vortex type combustion chambers
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
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- F23R3/60—Support structures; Attaching or mounting means
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ドームプレートの前方に構造物が全くない流
線形のドーム・ライナ継手。 【解決手段】 ドームプレートを燃焼器ライナに結合す
るための継手は、ドームプレート上に形成された第１フ
ランジ及びライナ上に形成された第２フランジを含む。
溝部を形成された取付けリングが設けられて、第1フラ
ンジは溝部に配置され、また第２フランジは取付けリン
グに係合する。リテーナが取付けリングに固定され、第
２フランジに係合する。
線形のドーム・ライナ継手。 【解決手段】 ドームプレートを燃焼器ライナに結合す
るための継手は、ドームプレート上に形成された第１フ
ランジ及びライナ上に形成された第２フランジを含む。
溝部を形成された取付けリングが設けられて、第1フラ
ンジは溝部に配置され、また第２フランジは取付けリン
グに係合する。リテーナが取付けリングに固定され、第
２フランジに係合する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概してガスタービ
ンエンジン用燃焼器に関し、より具体的には、燃焼器ド
ームプレートを燃焼ライナに結合する継手に関する。
ンエンジン用燃焼器に関し、より具体的には、燃焼器ド
ームプレートを燃焼ライナに結合する継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジンは、圧縮された空
気を燃焼器に供給する圧縮機を含み、燃焼器で空気は燃
料と混合され点火されて高温の燃焼ガスを発生する。こ
れらのガスは、１つまたはそれ以上のタービンに向けて
下流に流れ、タービンはガスからエネルギーを抽出し、
圧縮機に動力を供給し、また飛行中の航空機に動力を供
給する等の有用な仕事を行なう。航空機エンジンに使用
される燃焼器は、一般的に内側及び外側燃焼器ライナを
含み、囲繞するエンジン構造体を燃焼行程で発生する強
熱から保護する。燃焼器ライナは、圧縮空気の１部分を
迂回させライナの表面を覆って流すことにより冷却さ
れ、期待寿命の要求を満たす。
気を燃焼器に供給する圧縮機を含み、燃焼器で空気は燃
料と混合され点火されて高温の燃焼ガスを発生する。こ
れらのガスは、１つまたはそれ以上のタービンに向けて
下流に流れ、タービンはガスからエネルギーを抽出し、
圧縮機に動力を供給し、また飛行中の航空機に動力を供
給する等の有用な仕事を行なう。航空機エンジンに使用
される燃焼器は、一般的に内側及び外側燃焼器ライナを
含み、囲繞するエンジン構造体を燃焼行程で発生する強
熱から保護する。燃焼器ライナは、圧縮空気の１部分を
迂回させライナの表面を覆って流すことにより冷却さ
れ、期待寿命の要求を満たす。
【０００３】先進の航空機ガスタービンエンジン技術
は、燃焼器の長さがより短くなり、より広い運転範囲に
わたってより高い性能を有し、またより低いエミッショ
ン水準となる方向に進んでいる。これらの目標を達成す
るために、いわゆるトラップ渦流式燃焼器が提案されて
いる。トラップ渦流式燃焼器は、入口ドームのすぐ下流
に設置されたいわゆる非直線の空洞セクションを有す
る。断面が実質的に矩形である空洞中に噴射される燃料
及び空気は、燃焼器内の火炎の燃焼および安定化をはか
るためにトラップ渦流を形成する。この構成は、燃料／
空気比の広い範囲にわたっての安定燃焼、非常に高い燃
料／空気比での高性能、低エミッション、及び高効率を
含む安定した動作性を示している。
は、燃焼器の長さがより短くなり、より広い運転範囲に
わたってより高い性能を有し、またより低いエミッショ
ン水準となる方向に進んでいる。これらの目標を達成す
るために、いわゆるトラップ渦流式燃焼器が提案されて
いる。トラップ渦流式燃焼器は、入口ドームのすぐ下流
に設置されたいわゆる非直線の空洞セクションを有す
る。断面が実質的に矩形である空洞中に噴射される燃料
及び空気は、燃焼器内の火炎の燃焼および安定化をはか
るためにトラップ渦流を形成する。この構成は、燃料／
空気比の広い範囲にわたっての安定燃焼、非常に高い燃
料／空気比での高性能、低エミッション、及び高効率を
含む安定した動作性を示している。
【０００４】トラップ渦流式燃焼器は、外側及び内側ラ
イナに結合される平坦なドームプレートを通常含む。こ
のことから、一般的には何らかのドーム・ライナ継手構
造がドームプレートの前方に設置される結果となる。幾
つかのラジアル燃料噴射器が、ドームプレートの上流に
設置される。ラジアル燃料噴射器は、燃料が燃焼区域に
達する前に自己点火するのを防止するためにドームプレ
ートに平行にかつドームプレートの直近に設置されるの
が好ましい。この結果、とりわけ外側ライナにおいてド
ーム・ライナ継手のスペースがほとんど残らない。その
上、ドーム・ライナ継手の外側角部での流線形が不足す
ることから、冷却目的で燃焼器から迂回された空気に望
ましくない圧力損失を生じる可能性がある。このことが
タービン構成部品に対するだけでなく燃焼器ライナに対
する冷却効率を低下させる可能性がある。
イナに結合される平坦なドームプレートを通常含む。こ
のことから、一般的には何らかのドーム・ライナ継手構
造がドームプレートの前方に設置される結果となる。幾
つかのラジアル燃料噴射器が、ドームプレートの上流に
設置される。ラジアル燃料噴射器は、燃料が燃焼区域に
達する前に自己点火するのを防止するためにドームプレ
ートに平行にかつドームプレートの直近に設置されるの
が好ましい。この結果、とりわけ外側ライナにおいてド
ーム・ライナ継手のスペースがほとんど残らない。その
上、ドーム・ライナ継手の外側角部での流線形が不足す
ることから、冷却目的で燃焼器から迂回された空気に望
ましくない圧力損失を生じる可能性がある。このことが
タービン構成部品に対するだけでなく燃焼器ライナに対
する冷却効率を低下させる可能性がある。
【０００５】ドーム・ライナ継手及び燃料噴射器の間の
干渉を緩和することに対する１つの取組み方は、ライナ
が燃料噴射器の周りに嵌まるように扇形に切り込むこと
である。しかしながら、多数のラジアル燃料噴射器が普
通用いられるので、ライナの機械的健全性が損なわれる
恐れがある。ライナ及びドームプレートの間のシールも
また極めて困難であろう。別の可能な取組み方は、燃料
噴射器が継手の周りに嵌まるように屈曲部を具える各燃
料噴射器を形成することであろう。この取組み方の欠点
は、燃焼器の組立てがより複雑になることである。各燃
料噴射器を、まずドームプレートの前方に半径方向内方
に滑り込ませ、次いでドームプレートに係合するように
軸方向後方に摺動させる。この取付け方法では、燃焼器
ライナを取囲むケース中により長い穴を必要とする。よ
り長い穴はケースを弱め、望ましくない空気漏れの可能
性を増すことになる。さらに、エンジンの全長が、燃料
噴射器の摺動式取付けに適合させるために増大する。
干渉を緩和することに対する１つの取組み方は、ライナ
が燃料噴射器の周りに嵌まるように扇形に切り込むこと
である。しかしながら、多数のラジアル燃料噴射器が普
通用いられるので、ライナの機械的健全性が損なわれる
恐れがある。ライナ及びドームプレートの間のシールも
また極めて困難であろう。別の可能な取組み方は、燃料
噴射器が継手の周りに嵌まるように屈曲部を具える各燃
料噴射器を形成することであろう。この取組み方の欠点
は、燃焼器の組立てがより複雑になることである。各燃
料噴射器を、まずドームプレートの前方に半径方向内方
に滑り込ませ、次いでドームプレートに係合するように
軸方向後方に摺動させる。この取付け方法では、燃焼器
ライナを取囲むケース中により長い穴を必要とする。よ
り長い穴はケースを弱め、望ましくない空気漏れの可能
性を増すことになる。さらに、エンジンの全長が、燃料
噴射器の摺動式取付けに適合させるために増大する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、ドームプレー
トの前方に構造物が全くない流線形のドーム・ライナ継
手に対する要求がある。
トの前方に構造物が全くない流線形のドーム・ライナ継
手に対する要求がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の要求は、ドームプ
レートを燃焼器ライナに結合するための継手を提供する
本発明により満たされる。継手は、ドームプレート上に
形成された第１フランジ及びライナ上に形成された第２
フランジを含む。溝部を形成された取付けリングを設
け、第１フランジは溝部に配置され、また第２フランジ
は取付けリングに係合する。リテーナが取付けリングに
固定され、第２フランジに係合する。
レートを燃焼器ライナに結合するための継手を提供する
本発明により満たされる。継手は、ドームプレート上に
形成された第１フランジ及びライナ上に形成された第２
フランジを含む。溝部を形成された取付けリングを設
け、第１フランジは溝部に配置され、また第２フランジ
は取付けリングに係合する。リテーナが取付けリングに
固定され、第２フランジに係合する。
【０００８】本発明及び従来技術より優れたその利点
が、付属の図面を参照して以下の詳細な説明及び添付の
特許請求の範囲を読めば明らかになるであろう。
が、付属の図面を参照して以下の詳細な説明及び添付の
特許請求の範囲を読めば明らかになるであろう。
【０００９】発明として見なされる主題が、本明細書の
冒頭部分に具体的に指摘され明白に請求されている。し
かしながら、本発明は、付属の図面の図と関連してなさ
れる以下の説明を参照することにより、最も良く理解す
ることができるであろう。
冒頭部分に具体的に指摘され明白に請求されている。し
かしながら、本発明は、付属の図面の図と関連してなさ
れる以下の説明を参照することにより、最も良く理解す
ることができるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】種々の図を通して同一の参照符号
は同じ要素を表わしている。図面を参照すると、図１
は、ガスタービンエンジンに用いられるトラップ渦流式
燃焼器１０を示す。燃焼器１０は、その中に燃焼チャン
バ１４を画定する中空の本体１２を含む。中空本体１２
は、エンジン中心軸線の周りに形状が概ね環状であり、
外側燃焼器ケーシング２０及び内側燃焼器ケーシング２
２の間に配置される外側ライナ１６及び内側ライナ１８
を含む。外側ライナ１６及び外側ケーシング２０はそれ
らの間に外側通路２４を形成し、また内側ライナ１８及
び内側ケーシング２２はそれらの間に内側通路２６を形
成する。外側及び内側ライナ１６及び１８は、金属、セ
ラミック母材複合材、または他のいかなる適当な材料で
も作ることができる。
は同じ要素を表わしている。図面を参照すると、図１
は、ガスタービンエンジンに用いられるトラップ渦流式
燃焼器１０を示す。燃焼器１０は、その中に燃焼チャン
バ１４を画定する中空の本体１２を含む。中空本体１２
は、エンジン中心軸線の周りに形状が概ね環状であり、
外側燃焼器ケーシング２０及び内側燃焼器ケーシング２
２の間に配置される外側ライナ１６及び内側ライナ１８
を含む。外側ライナ１６及び外側ケーシング２０はそれ
らの間に外側通路２４を形成し、また内側ライナ１８及
び内側ケーシング２２はそれらの間に内側通路２６を形
成する。外側及び内側ライナ１６及び１８は、金属、セ
ラミック母材複合材、または他のいかなる適当な材料で
も作ることができる。
【００１１】中空本体１２の上流端は、外側ドーム・ラ
イナ継手３０により外側ライナ１６に、また内側ドーム
・ライナ継手３２により内側ライナ１８に取付けられ
た、概ね平坦で環状のドームプレート２８により実質的
に閉じられる。好ましくはしかし必ずしもではないが、
熱応力を軽減するためにセグメントに分けられるドーム
プレート２８は、燃焼器１０を通るコア流の流線に実質
的に垂直な平面内に位置する。多数の開口３４がドーム
プレート２８に形成され、燃料及び圧縮空気を燃焼チャ
ンバ１４中に進入させる。前方に延びる反らせ板３６
が、開口３４に隣接して、ドームプレート２８の前部表
面に形成される。反らせ板３６は、開口３４と位置合わ
せされた入口通路３８を画定する。
イナ継手３０により外側ライナ１６に、また内側ドーム
・ライナ継手３２により内側ライナ１８に取付けられ
た、概ね平坦で環状のドームプレート２８により実質的
に閉じられる。好ましくはしかし必ずしもではないが、
熱応力を軽減するためにセグメントに分けられるドーム
プレート２８は、燃焼器１０を通るコア流の流線に実質
的に垂直な平面内に位置する。多数の開口３４がドーム
プレート２８に形成され、燃料及び圧縮空気を燃焼チャ
ンバ１４中に進入させる。前方に延びる反らせ板３６
が、開口３４に隣接して、ドームプレート２８の前部表
面に形成される。反らせ板３６は、開口３４と位置合わ
せされた入口通路３８を画定する。
【００１２】当業界では既知であるように、圧縮空気
は、燃焼器１０の上流に設置されるディフューザ４０を
介して圧縮機（図示せず）から供給される。圧縮空気
は、主として入口通路３８及び開口３４を介して燃焼チ
ャンバ１４中に流れ燃焼を維持し、また一部は外側通路
２４及び内側通路２６中に流れライナ１６及び１８並び
にさらに下流のターボ機械を冷却するために用いられ
る。複数のラジアル燃料噴射器４２（（図１に１つだけ
示す）が、ドームプレート２８の上流にすなわち前方に
設けられる。燃料噴射器４２は、一端で外側ケーシング
２０に取付けられ、ドームプレート２８の前部表面に平
行にかつその直近に半径方向内方に延びる。各燃料噴射
器４２は、入口通路３８の各々と位置合わせされたアト
マイザ４４を有する。従って、燃料マニホルド（図示せ
ず）からの燃料は、ラジアル燃料噴射器４２を通って流
れ、アトマイザ４４を介して入口通路３８中に放出され
る。燃料は、入口通路３８を通って流れる圧縮空気と混
合し、燃料／空気の混合気が燃焼チャンバ１４に流入す
る。ドームプレート２８の直前に燃料噴射器４２(及
び、従ってアトマイザ４４)を設置することにより、燃
料が入口通路３８中に滞留する時間は極めて短くなり、
従って、燃料が自己点火する可能性が最少になる。
は、燃焼器１０の上流に設置されるディフューザ４０を
介して圧縮機（図示せず）から供給される。圧縮空気
は、主として入口通路３８及び開口３４を介して燃焼チ
ャンバ１４中に流れ燃焼を維持し、また一部は外側通路
２４及び内側通路２６中に流れライナ１６及び１８並び
にさらに下流のターボ機械を冷却するために用いられ
る。複数のラジアル燃料噴射器４２（（図１に１つだけ
示す）が、ドームプレート２８の上流にすなわち前方に
設けられる。燃料噴射器４２は、一端で外側ケーシング
２０に取付けられ、ドームプレート２８の前部表面に平
行にかつその直近に半径方向内方に延びる。各燃料噴射
器４２は、入口通路３８の各々と位置合わせされたアト
マイザ４４を有する。従って、燃料マニホルド（図示せ
ず）からの燃料は、ラジアル燃料噴射器４２を通って流
れ、アトマイザ４４を介して入口通路３８中に放出され
る。燃料は、入口通路３８を通って流れる圧縮空気と混
合し、燃料／空気の混合気が燃焼チャンバ１４に流入す
る。ドームプレート２８の直前に燃料噴射器４２(及
び、従ってアトマイザ４４)を設置することにより、燃
料が入口通路３８中に滞留する時間は極めて短くなり、
従って、燃料が自己点火する可能性が最少になる。
【００１３】燃焼器１０は、ドームプレート２８のすぐ
下流で中空本体１２に組み込まれたトラップ渦流空洞４
６をさらに含む。トラップ渦流空洞４６は、望ましくは
断面が実質的に矩形であり、燃焼チャンバ１４に開口し
ている。燃料と空気が、ドームプレート２８に形成され
燃料噴射器４２と流体連通する第２開口４８を通して、
トラップ渦流空洞４６中に直接噴射される。トラップ渦
流空洞４６は、燃料と空気のトラップ渦流が、第２開口
４８を通して噴射される燃料と空気によりその中に生じ
るような寸法と形状に作られる。この燃料と空気のトラ
ップ渦流は、外側ケーシング２０及び外側ライナ１６
（図２参照）に取付けられた点火器５０により必要に応
じて点火され、空洞４６内のトラップ渦流により発生す
る燃焼ガスが、ドームプレート開口３４を介して燃焼器
チャンバ１４に流入する一次の燃料／空気混合気に対す
る連続燃焼及び安定燃焼の源となる。トラップ渦流式燃
焼器はここでは例示の目的で用いられているのであっ
て、本発明は必ずしもトラップ渦流式燃焼器に限定され
ないことに注目されたい。
下流で中空本体１２に組み込まれたトラップ渦流空洞４
６をさらに含む。トラップ渦流空洞４６は、望ましくは
断面が実質的に矩形であり、燃焼チャンバ１４に開口し
ている。燃料と空気が、ドームプレート２８に形成され
燃料噴射器４２と流体連通する第２開口４８を通して、
トラップ渦流空洞４６中に直接噴射される。トラップ渦
流空洞４６は、燃料と空気のトラップ渦流が、第２開口
４８を通して噴射される燃料と空気によりその中に生じ
るような寸法と形状に作られる。この燃料と空気のトラ
ップ渦流は、外側ケーシング２０及び外側ライナ１６
（図２参照）に取付けられた点火器５０により必要に応
じて点火され、空洞４６内のトラップ渦流により発生す
る燃焼ガスが、ドームプレート開口３４を介して燃焼器
チャンバ１４に流入する一次の燃料／空気混合気に対す
る連続燃焼及び安定燃焼の源となる。トラップ渦流式燃
焼器はここでは例示の目的で用いられているのであっ
て、本発明は必ずしもトラップ渦流式燃焼器に限定され
ないことに注目されたい。
【００１４】さて図３を参照すれば、外側ドーム・ライ
ナ継手３０が、より詳細に示される。図３は外側ドーム
・ライナ継手３０を示すけれども、外側ドーム・ライナ
継手３０は外側ライナ１６の半径方向外側に配置される
が、内側ドーム・ライナ継手３２は内側ライナ１８の半
径方向内側に配置されるということを除いては、内側ド
ーム・ライナ継手３２は外側ドーム・ライナ継手３０と
実質的に構造が同一であるということに注目されたい。
従って、これら２つの継手は、反対側の半径方向に向い
ているが、その他の点では互いに同一である。従って、
以下の説明は、内側ドーム・ライナ継手３２にも当ては
まる。
ナ継手３０が、より詳細に示される。図３は外側ドーム
・ライナ継手３０を示すけれども、外側ドーム・ライナ
継手３０は外側ライナ１６の半径方向外側に配置される
が、内側ドーム・ライナ継手３２は内側ライナ１８の半
径方向内側に配置されるということを除いては、内側ド
ーム・ライナ継手３２は外側ドーム・ライナ継手３０と
実質的に構造が同一であるということに注目されたい。
従って、これら２つの継手は、反対側の半径方向に向い
ているが、その他の点では互いに同一である。従って、
以下の説明は、内側ドーム・ライナ継手３２にも当ては
まる。
【００１５】ドーム・ライナ継手３０は、第１及び第２
の相補的形状の半径方向に延びるフランジ５２及び５４
を含む。第１またはドームフランジ５２は、ドームプレ
ート２８の周縁部に形成され、そこから半径方向外方に
延びる。ドームフランジ５２は、ドームプレート２８の
前部表面に対して後方方向に僅かに偏位している。第２
またはライナフランジ５４は、外側ライナ１６の前端に
形成され、そこから半径方向外方に延びる。燃焼器１０
が、適当に組立てられた場合には、これら２つのフラン
ジ５２及び５４は、実質的に互いに平行である。
の相補的形状の半径方向に延びるフランジ５２及び５４
を含む。第１またはドームフランジ５２は、ドームプレ
ート２８の周縁部に形成され、そこから半径方向外方に
延びる。ドームフランジ５２は、ドームプレート２８の
前部表面に対して後方方向に僅かに偏位している。第２
またはライナフランジ５４は、外側ライナ１６の前端に
形成され、そこから半径方向外方に延びる。燃焼器１０
が、適当に組立てられた場合には、これら２つのフラン
ジ５２及び５４は、実質的に互いに平行である。
【００１６】継手３０は、ドームフランジ５２及びライ
ナフランジ５４に係合する取付けリング５６をさらに含
む。以下により詳細に述べるように、取付けリング５６
は、途切れがない３６０度リング、または２、３あるい
はさらに多くの円弧状セグメントからなるセグメントに
分けられたリングのどちらかにすることが可能である。
複数のセグメントは、３６０度リングを形成し、従っ
て、２セグメント構成は１８０度セグメントからなり、
３セグメント構成は１２０度セグメントからなり、それ
以上でも同様である。何れの場合にも、取付けリング５
６は、そこから半径方向内方に延びる前側ラジアルフラ
ンジ５８及び後側ラジアルフランジ６０を含む。２つの
フランジ５８及び６０は、その間にラジアル溝部６２を
画定するように軸方向に間隔を置いて配置される。ドー
ムフランジ５２は、取付けリング５６をドームプレート
２８に関して軸方向に保持するように溝部６２中に配置
される。ドームフランジ５２が偏位しているので、前側
ラジアルフランジ５８は、ドームフランジ５２が溝部６
２中に配置された場合には、ドームプレート２８の前部
表面とほぼ同一平面になる。
ナフランジ５４に係合する取付けリング５６をさらに含
む。以下により詳細に述べるように、取付けリング５６
は、途切れがない３６０度リング、または２、３あるい
はさらに多くの円弧状セグメントからなるセグメントに
分けられたリングのどちらかにすることが可能である。
複数のセグメントは、３６０度リングを形成し、従っ
て、２セグメント構成は１８０度セグメントからなり、
３セグメント構成は１２０度セグメントからなり、それ
以上でも同様である。何れの場合にも、取付けリング５
６は、そこから半径方向内方に延びる前側ラジアルフラ
ンジ５８及び後側ラジアルフランジ６０を含む。２つの
フランジ５８及び６０は、その間にラジアル溝部６２を
画定するように軸方向に間隔を置いて配置される。ドー
ムフランジ５２は、取付けリング５６をドームプレート
２８に関して軸方向に保持するように溝部６２中に配置
される。ドームフランジ５２が偏位しているので、前側
ラジアルフランジ５８は、ドームフランジ５２が溝部６
２中に配置された場合には、ドームプレート２８の前部
表面とほぼ同一平面になる。
【００１７】取付けリング５６は、軸方向後方方向に延
び、従って、ラジアルフランジ５８及び６０に垂直であ
るアキシァルフランジ６４をさらに含む。環状凹部６６
が、後方に向いている当接部６８を画定するようにアキ
シァルフランジ６４の半径方向内側表面に形成される。
前側ラジアルフランジ５８及びアキシァルフランジ６４
を結合する取付けリング５６の部分は、凸状湾曲表面を
構成している。従って、取付けリング５６は、その前方
上流に面する側面上に丸みのある角部７０を有する。従
って、継手３０は、燃焼器本体１２の周りを通過する冷
却空気の圧力損失を最少にする流線形の外側表面になっ
ている。
び、従って、ラジアルフランジ５８及び６０に垂直であ
るアキシァルフランジ６４をさらに含む。環状凹部６６
が、後方に向いている当接部６８を画定するようにアキ
シァルフランジ６４の半径方向内側表面に形成される。
前側ラジアルフランジ５８及びアキシァルフランジ６４
を結合する取付けリング５６の部分は、凸状湾曲表面を
構成している。従って、取付けリング５６は、その前方
上流に面する側面上に丸みのある角部７０を有する。従
って、継手３０は、燃焼器本体１２の周りを通過する冷
却空気の圧力損失を最少にする流線形の外側表面になっ
ている。
【００１８】取付けリング５６は、リテーナ７２により
外側ライナ１６に関して軸方向に保持される。リテーナ
７２は、セグメントに分けられた３６０度リングであ
り、２、３またはそれより多い円弧状セグメントで構成
することができる。リテーナ７２は、断面が概ねＬ字形
で、半径方向内方に延びる保持フランジ７４及び軸方向
後方に延びる取付けフランジ７６を有する。取付けフラ
ンジ７６は、アキシァルフランジ６４の凹部６６中に受
入れられて、取付けリング５６に対して適当に位置決め
されるように当接部６８に係合する。取付けフランジ７
６は、複数のボルト７８及びナット８０（各々の１つだ
けを図３に示す）または何か等価の締結手段によりアキ
シァルフランジ６４に固定される。リテーナ７２が取付
けリング５６にこのように取付けられることによって、
ライナフランジ５４は、後側ラジアルフランジ６０の後
部側面と２つのフランジ５２及び５４に実質的に平行に
延びる保持フランジ７４の前部側面との間に捕捉され
る。外側ライナ１６は、それによって取付けリング５６
に関して（従って、ドームプレート２８に関して）軸方
向に保持され、ドームプレート２８及び外側ライナ１６
が一体に結合される。継手３０は、ドームプレート２８
の前部表面により画定される平面の主として後方に設置
される。それに代えて、ドームプレート２８及びドーム
フランジ５２は、継手３０がドームプレート２８の前部
表面により画定される平面からその全体が後方に設置さ
れるように構成することができる。
外側ライナ１６に関して軸方向に保持される。リテーナ
７２は、セグメントに分けられた３６０度リングであ
り、２、３またはそれより多い円弧状セグメントで構成
することができる。リテーナ７２は、断面が概ねＬ字形
で、半径方向内方に延びる保持フランジ７４及び軸方向
後方に延びる取付けフランジ７６を有する。取付けフラ
ンジ７６は、アキシァルフランジ６４の凹部６６中に受
入れられて、取付けリング５６に対して適当に位置決め
されるように当接部６８に係合する。取付けフランジ７
６は、複数のボルト７８及びナット８０（各々の１つだ
けを図３に示す）または何か等価の締結手段によりアキ
シァルフランジ６４に固定される。リテーナ７２が取付
けリング５６にこのように取付けられることによって、
ライナフランジ５４は、後側ラジアルフランジ６０の後
部側面と２つのフランジ５２及び５４に実質的に平行に
延びる保持フランジ７４の前部側面との間に捕捉され
る。外側ライナ１６は、それによって取付けリング５６
に関して（従って、ドームプレート２８に関して）軸方
向に保持され、ドームプレート２８及び外側ライナ１６
が一体に結合される。継手３０は、ドームプレート２８
の前部表面により画定される平面の主として後方に設置
される。それに代えて、ドームプレート２８及びドーム
フランジ５２は、継手３０がドームプレート２８の前部
表面により画定される平面からその全体が後方に設置さ
れるように構成することができる。
【００１９】上述のように、取付けリング５６は、途切
れがないかまたはセグメントに分けられた３６０度リン
グのどちらかにすることができる。どちらの場合にも、
リテーナ７２は、セグメントに分けられて組立てが可能
になる。セグメントに分けられた取付けリング５６の場
合には、取付けリング５６の円弧状セグメントはリテー
ナ７２の円弧状セグメントに対して円周方向に千鳥状に
配列されることから、取付けリング５６及びリテーナ７
２が一体に締結されたとき、剛結合の３６０度構造にな
る。このことは、燃焼器１０の後方から前方を見た図を
概略的に示す図４に示されており、そこでは取付けリン
グ５６は２つの１８０度セグメント５６ａ及び５６ｂか
らなり、またリテーナ７２は２つの１８０度セグメント
７２ａ及び７２ｂからなる。これらの要素は、円周方向
に千鳥状に配列されるので、第１取付けリングセグメン
ト５６ａが各リテーナセグメント７２ａ及び７２ｂの半
分に重なり、また第２取付けリングセグメント５６ｂ
は、各リテーナセグメント７２ａ及び７２ｂの他の半分
に重なる。ドームフランジ５２及びライナフランジ５４
上に設置された後、第１及び第２取付けリングセグメン
ト５６ａ及び５６ｂは、リテーナセグメント７２ａ及び
７２ｂの両方に各々ボルト止めされ、剛結合の３６０度
構造を形成する。この実施形態においては、継手３０を
含む様々なフランジを、必ずしもそうではないが、それ
らの対応する親構造と同延にすることができる。
れがないかまたはセグメントに分けられた３６０度リン
グのどちらかにすることができる。どちらの場合にも、
リテーナ７２は、セグメントに分けられて組立てが可能
になる。セグメントに分けられた取付けリング５６の場
合には、取付けリング５６の円弧状セグメントはリテー
ナ７２の円弧状セグメントに対して円周方向に千鳥状に
配列されることから、取付けリング５６及びリテーナ７
２が一体に締結されたとき、剛結合の３６０度構造にな
る。このことは、燃焼器１０の後方から前方を見た図を
概略的に示す図４に示されており、そこでは取付けリン
グ５６は２つの１８０度セグメント５６ａ及び５６ｂか
らなり、またリテーナ７２は２つの１８０度セグメント
７２ａ及び７２ｂからなる。これらの要素は、円周方向
に千鳥状に配列されるので、第１取付けリングセグメン
ト５６ａが各リテーナセグメント７２ａ及び７２ｂの半
分に重なり、また第２取付けリングセグメント５６ｂ
は、各リテーナセグメント７２ａ及び７２ｂの他の半分
に重なる。ドームフランジ５２及びライナフランジ５４
上に設置された後、第１及び第２取付けリングセグメン
ト５６ａ及び５６ｂは、リテーナセグメント７２ａ及び
７２ｂの両方に各々ボルト止めされ、剛結合の３６０度
構造を形成する。この実施形態においては、継手３０を
含む様々なフランジを、必ずしもそうではないが、それ
らの対応する親構造と同延にすることができる。
【００２０】途切れがない取付けリング５６の場合に
は、ドームフランジ５２は円周方向に間隔を置いて配置
された複数のタブを含み、図５に示すように隣接するタ
ブがそれらの間に間隙を形成する。同様に、取付けリン
グ５６の後側ラジアルフランジ６０は、円周方向に間隔
を置いて配置された複数のタブ８４を含み、図６に示す
ように隣接するタブがそれらの間に間隙を形成する。好
ましくは、しかし必ずしもというわけではないが、２つ
のフランジ５２及び６０の各々が、同数のタブを有す
る。ドームフランジの間隙は、後側ラジアルフランジの
タブ８４が通り抜けることができるのに充分な広さがあ
り、また後側ラジアルフランジの間隙は、ドームフラン
ジのタブ８２が通り抜けることができるのに充分な広さ
がある。従って、継手３０を組み立てるために、後側ラ
ジアルフランジのタブ８４を、ドームフランジの間隙と
位置合わせし、ドームフランジの間隙を通り抜けさせて
軸方向に摺動させる。次いで、取付けリング５６を回転
させ、後側ラジアルフランジのタブ８４をドームフラン
ジのタブ８２と円周方向で位置合わせする。これでドー
ムプレート２８及び外側ライナ１６の間の軸方向の保持
を生じるブリーチロック係合がもたらされる。これに代
えて、後側ラジアルフランジ６０の代わりに前側ラジア
ルフランジ５８に不連続のタブを設けることもできる。
は、ドームフランジ５２は円周方向に間隔を置いて配置
された複数のタブを含み、図５に示すように隣接するタ
ブがそれらの間に間隙を形成する。同様に、取付けリン
グ５６の後側ラジアルフランジ６０は、円周方向に間隔
を置いて配置された複数のタブ８４を含み、図６に示す
ように隣接するタブがそれらの間に間隙を形成する。好
ましくは、しかし必ずしもというわけではないが、２つ
のフランジ５２及び６０の各々が、同数のタブを有す
る。ドームフランジの間隙は、後側ラジアルフランジの
タブ８４が通り抜けることができるのに充分な広さがあ
り、また後側ラジアルフランジの間隙は、ドームフラン
ジのタブ８２が通り抜けることができるのに充分な広さ
がある。従って、継手３０を組み立てるために、後側ラ
ジアルフランジのタブ８４を、ドームフランジの間隙と
位置合わせし、ドームフランジの間隙を通り抜けさせて
軸方向に摺動させる。次いで、取付けリング５６を回転
させ、後側ラジアルフランジのタブ８４をドームフラン
ジのタブ８２と円周方向で位置合わせする。これでドー
ムプレート２８及び外側ライナ１６の間の軸方向の保持
を生じるブリーチロック係合がもたらされる。これに代
えて、後側ラジアルフランジ６０の代わりに前側ラジア
ルフランジ５８に不連続のタブを設けることもできる。
【００２１】図２に見られるように、取付けリング５６
及びリテーナ７２は、点火器５０を受入れるために扇形
に切り込まれる。燃焼器１０の円周の周りに配置される
点火器の数が少数であるので、このことは、取付けリン
グ５６にもリテーナ７２にもその機械的健全性に大した
影響を及ぼすことにはならない。大半の燃焼器は、一般
的に２つの点火器を具える。
及びリテーナ７２は、点火器５０を受入れるために扇形
に切り込まれる。燃焼器１０の円周の周りに配置される
点火器の数が少数であるので、このことは、取付けリン
グ５６にもリテーナ７２にもその機械的健全性に大した
影響を及ぼすことにはならない。大半の燃焼器は、一般
的に２つの点火器を具える。
【００２２】再度図３を参照すれば、環状の軸方向に延
びるリップ８６が、外側ライナ１６に隣接して、ドーム
プレート２８の後部側面に形成されているのが見られ
る。リップ８６及び外側ライナ１６は、それらの間に環
状の冷却スロット８８を形成する。複数の冷却孔９０
（図３に１つだけ示す）が、ドームプレート２８に設け
られる。冷却孔９０は、ドームプレート２８の周りに円
状に配列され、ドームプレート２８を貫通して軸方向に
延びる。冷却孔９０は、冷却空気を冷却スロット８８に
供給するように放射状に設置される。冷却スロット８８
は、冷却空気が下流に向けて導かれ外側ライナ１６の内
側表面上に薄い冷却フィルムを形成するように、実質的
に軸方向に向けられる。
びるリップ８６が、外側ライナ１６に隣接して、ドーム
プレート２８の後部側面に形成されているのが見られ
る。リップ８６及び外側ライナ１６は、それらの間に環
状の冷却スロット８８を形成する。複数の冷却孔９０
（図３に１つだけ示す）が、ドームプレート２８に設け
られる。冷却孔９０は、ドームプレート２８の周りに円
状に配列され、ドームプレート２８を貫通して軸方向に
延びる。冷却孔９０は、冷却空気を冷却スロット８８に
供給するように放射状に設置される。冷却スロット８８
は、冷却空気が下流に向けて導かれ外側ライナ１６の内
側表面上に薄い冷却フィルムを形成するように、実質的
に軸方向に向けられる。
【００２３】以上の説明は、ドームプレートの前方に殆
どあるいは全く構造物がなく組立てが比較的に容易であ
るドーム・ライナ継手について述べたものである。継手
は、セグメントに分けられたドームパネルの寸法を制御
する（すなわち、パネルを単一平面に保持する）ことに
より、セグメントに分けられたドームプレートに適応す
る。継手は、流線形の外側表面を有するので、カウルを
用いることなく角部の周りを通る冷却空気流れを増進す
る。これでカウルに関する追加の空間要求及び重量にお
けるマイナス面が回避される。
どあるいは全く構造物がなく組立てが比較的に容易であ
るドーム・ライナ継手について述べたものである。継手
は、セグメントに分けられたドームパネルの寸法を制御
する（すなわち、パネルを単一平面に保持する）ことに
より、セグメントに分けられたドームプレートに適応す
る。継手は、流線形の外側表面を有するので、カウルを
用いることなく角部の周りを通る冷却空気流れを増進す
る。これでカウルに関する追加の空間要求及び重量にお
けるマイナス面が回避される。
【００２４】本発明の特定の実施形態を今まで述べてき
たが、本発明への様々な変形形態が、添付のクレーム中
に規定される本発明の技術思想と技術的範囲から逸脱す
ることなくなされ得ることは、当業者には明白であろ
う。
たが、本発明への様々な変形形態が、添付のクレーム中
に規定される本発明の技術思想と技術的範囲から逸脱す
ることなくなされ得ることは、当業者には明白であろ
う。
【図１】 ドーム・ライナ継手を具えるトラップ渦流式
燃焼器の縦断面図。
燃焼器の縦断面図。
【図２】 点火器を示す、図１の燃焼器の拡大図。
【図３】 図１のドーム・ライナ継手の拡大図。
【図４】 図１の燃焼器の後方から前方を見た概略端面
図。
図。
【図５】 線５−５による図３の燃焼器の部分断面図。
【図６】 線６−６による図３の燃焼器の部分断面図。
１０ 燃焼器 １２ 中空本体 １４ 燃焼チャンバ １６ 外側ライナ １８ 内側ライナ ２０ 外側ケーシング ２２ 内側ケーシング ２４ 外側通路 ２６ 内側通路 ２８ ドームプレート ３０ 外側ドーム・ライナ継手 ３２ 内側ドーム・ライナ継手 ３４ 開口 ３６ 反らせ板 ３８ 入口通路 ４０ ディフューザ ４２ ラジアル燃料噴射器 ４４ アトマイザ ４６ トラップ渦流空洞 ４８ 第２開口
Claims (29)
- 【請求項１】 ドームプレート（２８）を燃焼器ライナ
（１６，１８）に結合するための継手（３０，３２）で
あって、 前記ドームプレート(２８)上に形成された第１フランジ
（５２）と、 前記第１フランジ（５２）が配置される溝部（６２）を
形成された取付けリング（５６）と、 前記ライナ（１６，１８）に形成され、前記取付けリン
グ(５６)と係合する第２フランジ（５４）と、 前記取付けリング(５６)に固定され、前記第２フランジ
（５４）と係合するリテーナ（７２）と、を含むことを
特徴とする継手（３０，３２）。 - 【請求項２】 前記ドームプレート(２８)は前部表面を
画定し、前記継手（３０，３２）は前記前部表面の主と
して後方に設置されることを特徴とする請求項１に記載
の継手(３０，３２)。 - 【請求項３】 前記第１フランジ（５２）は、前記前部
表面の後方に偏位していることを特徴とする請求項２に
記載の継手(３０，３２)。 - 【請求項４】 前記取付けリング(５６)は、丸みのある
上流に面する角部（７０）を有することを特徴とする請
求項１に記載の継手(３０，３２)。 - 【請求項５】 前記第１及び第２フランジ（５２，５
４）は、互いに平行に延びることを特徴とする請求項１
に記載の継手(３０，３２)。 - 【請求項６】 前記リテーナ（７２）は、前記第１及び
第２フランジ（５２，５４）に平行に延び前記第２フラ
ンジ（５４）と係合する保持フランジ（７４）を含むこ
とを特徴とする請求項５に記載の継手(３０，３２)。 - 【請求項７】 前記リテーナ（７２）は、前記保持フラ
ンジ（７４）に垂直に延び前記取付けリング(５６)に固
定される取付けフランジ(７６)を含むことを特徴とする
請求項６に記載の継手(３０，３２)。 - 【請求項８】 前記取付けリング（５６）は、複数の円
弧状セグメントを含むことを特徴とする請求項１に記載
の継手（３０，３２）。 - 【請求項９】 前記リテーナ（７２）は、複数の円弧状
セグメントを含むことを特徴とする請求項８に記載の継
手（３０，３２）。 - 【請求項１０】 前記リテーナセグメントは、前記取付
けリングセグメントに対して円周方向に千鳥状に配列さ
れることを特徴とする請求項９に記載の継手（３０，３
２）。 - 【請求項１１】 前記溝部（６２）は、前記取付けリン
グ（５６）上に形成される２つのフランジ（５８，６
０）により画定されることを特徴とする請求項１に記載
の継手（３０，３２）。 - 【請求項１２】 前記２つの取付けリングフランジ（５
８，６０）の少なくとも１つは、複数の円周方向に間隔
を置いて配置されたタブ（８４）を含むことを特徴とす
る請求項１１に記載の継手（３０，３２）。 - 【請求項１３】 前記第１フランジ（５２）は、複数の
円周方向に間隔を置いて配置されたタブ（８２）を含む
ことを特徴とする請求項１２に記載の継手（３０，３
２）。 - 【請求項１４】 第１フランジ（５２）を形成されたド
ームプレート（２８）と、 第２フランジ（５４）を形成された少なくとも１つの燃
焼器ライナ（１６，１８）と、 前記第１フランジ（５２）が配置される溝部（６２）を
形成され、前記第２フランジ（５４）が係合する取付け
リング（５６）と、 前記取付けリング（５６）に固定され前記第２フランジ
（５４）と係合するリテーナ（７２）と、を含むことを
特徴とする燃焼器（１０）。 - 【請求項１５】 前記ドームプレート（２８）は前部表
面を画定し、前記継手（３０，３２）は前記前部表面の
主として後方に設置されることを特徴とする請求項１４
に記載の燃焼器（１０）。 - 【請求項１６】 前記第１フランジ（５２）は、前記前
部表面の後方に偏位されていることを特徴とする請求項
１５に記載の燃焼器（１０）。 - 【請求項１７】 前記ドームプレート（２８）は、実質
的に平坦であることを特徴とする請求項１５に記載の燃
焼器（１０）。 - 【請求項１８】 前記ドームプレート（２８）の上流に
設置される少なくとも１つの燃料噴射器（４２）をさら
に含み、前記少なくとも１つの燃料噴射器（４２）は、
前記ドームプレート（２８）に平行な向きに置かれかつ
前記ドームプレート（２８）の直近にあることを特徴と
する請求項１７に記載の燃焼器（１０）。 - 【請求項１９】 トラップ渦流空洞（４６）をさらに含
むことを特徴とする請求項１４に記載の燃焼器（１
０）。 - 【請求項２０】 前記取付けリング（５６）は、丸みの
ある上流に面する角部（７０）を有することを特徴とす
る請求項１４に記載の燃焼器（１０）。 - 【請求項２１】 前記第１及び第２フランジ（５２，５
４）は、互いに平行に延びることを特徴とする請求項１
４に記載の燃焼器（１０）。 - 【請求項２２】 前記リテーナ（７２）は、前記第１及
び第２フランジ（５２，５４）に平行に延び前記第２フ
ランジ（５４）に係合する保持フランジ（７４）を含む
ことを特徴とする請求項２１に記載の燃焼器（１０）。 - 【請求項２３】 前記リテーナ（７２）は、前記保持フ
ランジ（７４）に垂直に延び前記取付けリング（５６）
に固定される取付けフランジ(７６)を含むことを特徴と
する請求項２２に記載の燃焼器（１０）。 - 【請求項２４】 前記取付けリング（５６）は、複数の
円弧状セグメントを含むことを特徴とする請求項１４に
記載の燃焼器（１０）。 - 【請求項２５】 前記リテーナ（７２）は、複数の円弧
状セグメントを含むことを特徴とする請求項２４に記載
の燃焼器（１０）。 - 【請求項２６】 前記リテーナセグメントは、前記取付
けリングセグメントに対して円周方向に千鳥状に配列さ
れることを特徴とする請求項２５に記載の燃焼器（１
０）。 - 【請求項２７】 前記溝部（６２）は、前記取付けリン
グ（５６）に形成された２つのフランジ（５８，６０）
により画定されることを特徴とする請求項１４に記載の
燃焼器（１０）。 - 【請求項２８】 前記２つの取付けリングフランジ（５
８，６０）の少なくとも１つは、複数の円周方向に間隔
を置いて配置されたタブ（８４）を含むことを特徴とす
る請求項２７に記載の燃焼器（１０）。 - 【請求項２９】 前記第１フランジ（５２）は、複数の
円周方向に間隔を置いて配置されたタブ（８２）を含む
ことを特徴とする請求項２８に記載の燃焼器（１０）。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/616,258 US6334298B1 (en) | 2000-07-14 | 2000-07-14 | Gas turbine combustor having dome-to-liner joint |
| US09/616258 | 2000-07-14 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002039534A true JP2002039534A (ja) | 2002-02-06 |
| JP2002039534A5 JP2002039534A5 (ja) | 2008-06-19 |
| JP4731039B2 JP4731039B2 (ja) | 2011-07-20 |
Family
ID=24468664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001140806A Expired - Fee Related JP4731039B2 (ja) | 2000-07-14 | 2001-05-11 | ドーム・ライナ継手を具えるガスタービン燃焼器 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6334298B1 (ja) |
| EP (1) | EP1172611B1 (ja) |
| JP (1) | JP4731039B2 (ja) |
| DE (1) | DE60118664T2 (ja) |
| ES (1) | ES2261346T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107311A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン及びガスタービンの車室開放方法 |
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| FR2825781B1 (fr) * | 2001-06-06 | 2004-02-06 | Snecma Moteurs | Montage elastique de chambre ce combustion cmc de turbomachine dans un carter metallique |
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