JP2007248043A - 噴霧バー／配管の構造的トラック支持体 - Google Patents

Abstract

【課題】タービンエンジン内の燃料導管を案内し支持するための構成であって後縁ボックス内の噴霧バー用の構造支持体が提供される。
【解決手段】アフタバーナ用タービンエンジン後縁ボックス３２は、噴霧バー３４を案内し支持するように形成された波形部４０、６４を有する。後縁ボックス３２はその壁に波形部４０、６４を生じるように金属シートで形成される。噴霧バー３４は波形部４０、６４によって支持され案内される。波形部４０、６４は、噴霧バー３４を保持するように、しかしエンジン作動中に噴霧バー３４の位置ずれを防止するような形状および寸法とされる。さらに、波形部４０、６４は、後縁ボックス３２の壁を補強して構造的な支持を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、一般に、タービンエンジン内の燃料導管を案内し支持するための構成に関する。詳細には、本発明は、後縁ボックス内の噴霧バー用の構造支持体に関する。

米国政府は、米国海軍が結んだ契約番号第Ｎ０００１９−０２−Ｃ−３００３号に従って本発明に一定の権利を有することができる。

タービンエンジンは、排気ノズルの前方でエンジンの後方に配置されるアフタバーナ、すなわちオグメンタを有することができる。アフタバーナは、第２の燃焼を得るためにタービンエンジンからの未使用の酸素を利用する。この第２の燃焼は、タービンエンジンに追加の推力を与える。アフタバーナは、燃料噴霧バーを収容する後縁ボックスを含む。燃料噴霧バーは、燃料を噴霧するために後縁ボックス内に配置されており、そこで燃料は未使用の酸素と混合可能である。

タービンエンジンおよびアフタバーナは、激しい振動にさらされ、この振動はエンジンおよびアフタバーナ構成部品に激しい摩耗を生じることがある。厳しい環境下では、燃料噴霧バーおよび他の構成部品のための支持を必要とする。通常、後縁ボックスは、噴霧バー支持用の表面を与えるために金属鋳造品で作られる。必要とされる支持および構造を与えるために金属鋳造品は厚肉部を有し、これが重量部品となる。燃料噴霧バーおよび関連する配管は支持用の各後縁ボックスに隣接して取り付けられる。燃料噴霧バーおよび配管は通常、支持および案内用のブラケットを有する後縁ボックスに、作動中に燃料噴霧バーおよび配管の動きを制限するように取り付けられる。

タービンエンジンの噴霧バーを案内し支持するためのより軽い構成が望ましい。

本発明によるアフタバーナ用の後縁ボックスの一例は、噴霧バーを案内し支持する波形部を含む。

タービンエンジン用アフタバーナは、アフタバーナ構成部品を収容するために多数の後縁ボックスを有する。各後縁ボックスは、第２の燃焼用の残り酸素と混合するための燃料を供給する噴霧バーを含む。

各後縁ボックスは、その壁に形成された波形部を有する金属シートで形成される。噴霧バーは後縁ボックスの波形の内壁と嵌まり合う形状構成を含む。噴霧バーと波形部との間の形状構成が嵌まり合うと、エンジン作動中の位置ずれを防止するように噴霧バーが保持される。この波形部は噴霧バーを支持し案内するばかりでなく、後縁ボックスの壁の補強も行う。

したがって、本発明の後縁ボックスの一例は、より軽量でより剛性のあるアッセンブリを提供しながら噴霧バーを支持し案内するものである。

本発明のこれらおよび他の特徴は、以下の詳細な説明および添付の図面から最もよく理解することができる。

図１はタービンエンジン１０の概略図である。空気が、ファン１２によってタービンエンジン１０に引き入れられ、低圧圧縮機１４および高圧圧縮機１６を通って流れる。燃料が酸素と混合され、燃焼が燃焼室２０内で起こる。燃焼による排気ガスは、排気ノズル２６を通ってエンジンから排出される前に、高圧タービン２２および低圧タービン２４を通って流れる。エンジン１０の一例は、アフタバーナ、すなわちオグメンタ３０を含む。タービン排気ケース２８は、アフタバーナ３０を収容するために排気ノズル２６の前方で低圧タービン２４の後方に配置される。

図２および図３を参照して、エンジン１０の前方向きに見たアフタバーナ３０の端面図およびアフタバーナ３０の断面図が示される。アフタバーナ後縁３１がアフタバーナ３０の後部端に配置され、アフタバーナ前縁３３がアフタバーナ３０の前方縁に配置される。空気は、前縁３３からアフタバーナ３０に流入し、後縁３１から流出する（矢印Ｆで示す）。アフタバーナ３０は、内側ケース３７を支持するために外側ケース３５と内側ケース３７との間に配置されたベーン５０を含む。アフタバーナ３０は、アフタバーナ構成部品を収容する後縁ボックス３２を有する。後縁ボックス３２はベーン５０と同様に外側ケース３５と内側ケース３７との間に配置される。後縁ボックスは内側ケース３７の周りに径方向に間隔を置いて配置される。後縁ボックス３２は、エンジンの軸線Ａの周りにまた外側ケース３５の周りに対称的に配置され、ベーン５０が間に配置される。

図４は、１つの後縁ボックス３２の内部図である。アフタバーナ噴霧バー３４が後縁ボックス３２内に収容され、第２の燃焼用の残り酸素と混合するための燃料を供給する。アフタバーナ噴霧バー３４は、内側ケース３７と外側ケース３５との間でアフタバーナ３０内に径方向に延在する。アフタバーナ噴霧バー３４は、後縁ボックス３２の全長にわたって延在する支持ライン３８を含む。燃料導管１８が支持ライン３８上に支持される。複数のディフューザ３６が支持ライン３８に間隔を置いて配置される。ディフューザ３６は、燃料導管１８により供給されて、燃焼用空気と混合するための燃料を放出する。また、支持体５２が支持ライン３８の全長に沿って配置される。支持体５２は、アフタバーナ噴霧バー３４を支持し案内するために後縁ボックス３２と嵌まり合う。

酸素が後縁ボックス３２に流入できるように、冷却孔５８が後縁ボックス３２の第１の壁４２および第２の壁４４に配置される。第２の燃焼による排気ガスは、後縁ボックス３２の後縁側４３の排気孔５４を通って後縁ボックス３２から排出される。排気流は矢印Ｆで示される。第２の燃焼は追加の推力をタービンエンジン１０に与える。第１および第２の燃焼による排気ガスは、排気ノズル２６を通ってタービンエンジン１０から排出される（図１に示す）。

後縁ボックス３２の一例は金属シートで形成される。この金属シートは、後縁ボックス３２の第１の壁４２および第２の壁４４の内側側面に波形部４０を生じるように形成される。第１の壁４２および第２の壁４４は後縁ボックス３２の対向する側面である。後縁ボックス３２が組み立てられると、各側面からの波形部が互いに向き合って外側ケース縁３９から内側ケース縁４１の方へ側面方向に延びる。波形部４０は、第１の壁４２および第２の壁４４と共に一体に形成してもよく、あるいは第１の壁４２および第２の壁４４に取り付けられた、金属シートの別個の部品であってもよい。アフタバーナ噴霧バー３４は、後縁ボックス３２の後縁側４３の近くの波形部４０によって支持され案内される。各後縁ボックスにアフタバーナ噴霧バー３４は一個しかないが、後縁ボックス内の他の波形部４０が構造的な支持を行う。

図５は、外側ケース３５から内側ケース３７（図２に示す）に向かって見た後縁ボックス３２の断面図を示す。空気は、後縁ボックス３２を通って流れ、後縁側４３から排出される（矢印Ｆで示す）。波形部４０は、アフタバーナ噴霧バー３４の支持ライン３８に取り付けられた支持体５２を保持するような形状および寸法とされる。支持体５２は波形部４０と嵌まり合うような形状とされる。波形部４０は、アフタバーナ噴霧バー３４を収容するのに十分なほど大きいが、エンジン１０の作動中にアフタバーナ噴霧バー３４の位置ずれを防止するのに十分なほど小さく寸法決めされる。波形部４０の形状は、アフタバーナ噴霧バー３４の形状を反映するように変更してもよい。

支持体５２の一例は、略正方形の形状を有する。波形部４０はＵ字形の断面を有し、第１の壁４２および第２の壁４４の内側側面はこのＵ字形の開口部と交差する（ｃｒｏｓｓｉｎｇ）。波形部４０のＵ字形は、後縁ボックス３２の第１の壁４２または第２の壁４４から延在する略直線状側部４６を含む。側部４６は支持体５２の角度に対応する角度で延在する。後縁ボックス３２への荷重は第１の壁４２および第２の壁４４を強制的に互いから離し、その結果、側部４６の上記角度がアフタバーナ噴霧バー３４の支持体５２に圧力を加える。この締まりばめがアフタバーナ噴霧バー３４の位置ずれを防止する。波形部４０は応力の高い部位の形成を実質的に防止する丸まった角５６を有する。

波形部４０は、アフタバーナ噴霧バー３４を支持し、エンジン１０の作動中の振動による位置ずれを防止するような寸法および形状とされる。波形部４０はまた、後縁ボックス３２内でアフタバーナ噴霧バー３４を位置合わせする。さらに、波形部４０は後縁ボックス３２の壁を強化する。

波形部の一例は、アフタバーナ噴霧バー３４を支持するためにアフタバーナ３０内の後縁ボックス３２に配置される。波形部４０の一例は、後縁ボックス３２内でアフタバーナ噴霧バー３４を支持し位置合わせを行うが、この波形部４０は、必要に応じて他の配管または構成部品の支持を行うような寸法および形状とされることができる。

図６を参照すると、タービン排気ケース２８（図１に示す）の一例の断面図は内壁６０および外壁６２を含む。波形部６４が、燃料ライン６６を収容するためにタービン排気ケース２８の内壁６０の内側側面および外壁６２の内側側面に形成される。波形部６４は、内壁６０および外壁６２と共に一体に形成してもよく、あるいは内壁６０および外壁６２に取り付けられた、金属シートの別個の部品であってもよい。タービン排気ケース２８の波形部６４はエンジン１０内で軸方向に延び、燃料ライン６６はアフタバーナ噴霧バー３４などのエンジン１０の構成部品に燃料を供給する。波形部６４は、振動から燃料ラインを保護するために燃料ライン６６を支持および保持し、またタービン排気ケース２８の構造を提供する。

本発明の好適な実施形態を開示したが、当業者には一定の改変が本発明の範囲内に入ることが理解されよう。この理由から、本発明の真の範囲および内容を定めるために添付の特許請求の範囲を検討すべきである。

アフタバーナを有するタービンエンジンの概略図である。 本発明による後縁ボックスを示すアフタバーナの端面図である。 後縁ボックスを示すアフタバーナの断面図である。 本発明の後縁ボックスの内部図である。 本発明の後縁ボックスの一例の断面図である。 本発明のタービン排気ケースの一例の断面図である。

符号の説明

１０…タービンエンジン
１８…燃料導管
２８…タービン排気ケース
３０…アフタバーナ
３１…アフタバーナ後縁
３２…後縁ボックス
３３…アフタバーナ前縁
３４…アフタバーナ噴霧バー
３５…外側ケース
３６…ディフューザ
３７…内側ケース
３８…支持ライン
４０、６４…波形部、
４２…第１の壁
４４…第２の壁
４６…略直線状側部
５２…支持体

Claims (16)

1. 波形部を含む後縁ボックスと、
   前記波形部によって前記後縁ボックス内に支持される噴霧バーと、
   を備えることを特徴とするタービンエンジン。
2. 前記後縁ボックスが金属シートで形成されることを特徴とする請求項１記載のタービンエンジン。
3. 前記波形部が前記後縁ボックスの補強部材であることを特徴とする請求項１記載のタービンエンジン。
4. 前記波形部が前記後縁ボックスの内面に取り付けられることを特徴とする請求項１記載のタービンエンジン。
5. 前記波形部が前記後縁ボックスの対向する内面に取り付けられることを特徴とする請求項４記載のタービンエンジン。
6. 前記噴霧バーの支持体が、前記後縁ボックス内に前記噴霧バーを保持するために前記後縁ボックスの前記対向する内面上の前記波形部と嵌まり合うことを特徴とする請求項５記載のタービンエンジン。
7. 供給用構成部品を支持し位置合わせするための波形部を含むハウジングと、
   前記波形部に取り付けられた供給用構成部品と、
   を備えることを特徴とするタービンエンジン・アフタバーナ。
8. 前記供給用構成部品の支持体が、前記ハウジング内に前記供給用構成部品を保持するために前記波形部と嵌まり合うことを特徴とする請求項７記載のタービンエンジン・アフタバーナ。
9. 前記波形部が前記ハウジングの補強部材であることを特徴とする請求項７記載のタービンエンジン・アフタバーナ。
10. 前記ハウジングがタービン排気ケースを備え、前記供給用構成部品が燃料ラインであることを特徴とする請求項７記載のタービンエンジン・アフタバーナ。
11. 前記ハウジングが後縁ボックスを備え、前記供給用構成部品が噴霧バーを備えることを特徴とする請求項７記載のタービンエンジン・アフタバーナ。
12. 前記波形部が、前記ハウジングの対向する内面に取り付けられることを特徴とする請求項７記載のタービンエンジン・アフタバーナ。
13. 内部キャビティを画定する対向する内面を含むタービン排気ケースと、
    前記対向する内面のそれぞれの上にある複数の波形部と、
    前記対向する内面上の波形部の間に前記内部キャビティ内で支持される燃料ラインと、
    を備えることを特徴とするタービンエンジン。
14. 前記タービン排気ケースが金属シートで形成されることを特徴とする請求項１３記載のタービンエンジン。
15. 前記複数の波形部が前記タービン排気ケースの補強部材であることを特徴とする請求項１３記載のタービンエンジン。
16. 前記燃料ラインが、前記タービン排気ケース内に前記燃料ラインを保持するために前記対向する内面上の波形部の間に閉じ込められた複数の支持体を含むことを特徴とする請求項１３記載のタービンエンジン。

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