JP2009293915A - セクターに更に分割された内側及び外側の壁を有するガス・タービンの燃焼チャンバ - Google Patents

Abstract

【課題】金属とセラミックの熱膨張差による変形を防ぐ燃焼室構造の提供。
【解決手段】弾性変形可能な連結要素１７，２７が、内側の壁及び外側のチャンバの壁を、内側及び外側の金属ケーシングに接続する。内側及び外側のチャンバの壁１０，２０のそれぞれは、長手方向のエッジに沿って、隣接するセクター１００，２００に、周方向に更に分割され、各セクターは、端部壁からチャンバの反対側の端部へ、連続的に伸び、且つ、その長手方向のエッジのそれぞれで、チャンバから外側に折り曲げられて、Ｕ字型の断面を有する断面の部分を形成し、この部分は、対応するチャンバの壁の外側の面から間隔を開けて配置された折り返されたマージン１０２，２０２により終結される。連結要素１７，２７は、セクターのマージンに固定されることにより、内側及び外側のチャンバの壁に接続される。
【選択図】図４

Description

本発明は、ガス・タービンに係り、特に、セラミック・マトリクス複合（ＣＭＣ）材料で作られた内側及び外側の壁を有する環状の燃焼チャンバの形態及びアセンブリーに係る。本発明の適用の分野は、ガス・タービン航空エンジン及び産業用のガス・タービンを有している。

ガス・タービンの燃焼チャンバの壁を作るためにＣＭＣを使用することが、提案されている。その理由は、ＣＭＣの熱構造的な性質のため、即ち、高い温度で良好な機械的性質を維持するそれらの能力のためである。特にガス・タービン航空エンジンに対して、壁を冷却するために使用される空気の流速を減らすことにより、効率を改善するため、且つ汚染化学種の放出を減らすために、より高い燃焼温度が追求されている。燃焼チャンバは、内側と外側の金属ケーシングの間に、フレキシブルな連結要素により、即ち弾性的に変形可能な要素により、取り付けられ、かくして、金属部分とＣＭＣ部分の間で生ずる熱的な起源による異なる寸法的な変動を吸収することを可能にする。特に、文献 US 6 708 495 及び US 7 234 306 に対して、参照が行われることが可能である。

ＣＭＣ材料は、耐熱性の繊維強化部により、例えばカーボン繊維またはセラミック繊維で作られた繊維により構成され、この繊維強化部は、セラミック・マトリクスにより緻密化されている。複雑な形状のＣＭＣ部分を作るために、繊維のプリフォームに、作られる部分の形状に近い形状が与えられ、次いで、プリフォームが緻密化される。緻密化は、液体プロセス、またはガス・プロセス、または両者の組み合わせにより行われても良い。

液体プロセスは、作られるセラミック・マトリクスのためのプリカーサを含む液体混合物にプリフォームを含浸することにあり、このプリカーサは、典型的には、溶解状態の樹脂であり、次いで、樹脂が硬化された後に、熱分解の熱処理が行われる。

ガス・プロセスは、化学的蒸気浸透（ＣＶＩ：chemical vapor infiltration）であって、このＣＶＩは、次のように行われる。プリフォームを炉の中に入れ、この炉の中に、反応ガス・フェーズが導入され、プリフォームの中で拡散し、そして、予め定められた条件下で、特に温度及び圧力の条件下で、ガス・フェーズの中に含まれているセラミック・プリカーサの分解により、またはガス・フェーズのコンポーネントの間に生ずる反応により、繊維の上に、固体のセラミックの堆積物を形成する。

如何なる緻密化プロセスが使用される場合であっても、プリフォームを所望の形状に保持するために、ツーリングが要求され、プリフォームを固めるための、少なくとも緻密化最初の段階の間に要求される。

ガス・タービンのための環状の燃焼チャンバの壁を作ることは、形状が複雑なツーリングを要求する。更にまた、ＣＶＩにより緻密化を行うとき、プリフォームが、緻密化炉の中で、大きなスペースを占めることがあり、炉が詰められるやり方を最適化することは、非常に望ましい。

文献 US 4 907 411 は、燃焼チャンバを提案し、この燃焼チャンバにおいて、壁が、セラミック パネルに、長手方向及び周方向に更に分割される。それらの長手方向の端部で、パネルが折り返されて、チャネル・セクション部分を形成し、それらのパネルは、環状の金属部品により支持され、これらの部品は、外側の金属ケーシングに固定され、且つ、絶縁要素がが間に挿入された状態で、チャネル・セクション部分に噛み合う。

文献 US 3 956 886 は、セラミック・タイルの形状で作られた燃焼チャンバの壁を示している。それらのタイルは、内側及び外側の金属ケーシングに固定された金属部品により規定されたハウジングの中に挿入されたチャネル・セクションの、折り重ねられたエッジの形態を有していても良い。それにより、異なる膨張の場合に、アセンブリーを幾分不適切にする。

文献 EP 1 635 118 は、高温のガスに曝されるチャンバの壁を、ＣＭＣタイルを使用して作ることを、提案している。このタイルは、チャンバの壁から間隔を開けて配置された支持構造により支持されている。タイルには、タブが形成され、このタブは、チャンバの壁と支持構造の間のスペースの中に伸び、且つ、外側でそれに接続されるように、支持構造の中を通って伸びる。その接続は、リジッドで、且つ支持構造の外側に大きなボリュームを占める。それに加えて、更なるケーシングの存在が、シーリングを設けるために、要求される。

米国特許第 US 6 708 495 号明細書 米国特許第 US 7 234 306 号明細書 米国特許第 US 4 907 411 号明細書 米国特許第 US 3 956 886 号明細書 欧州特許出願第 EP 1 635 118 号明細書

本発明の目的は、前記上述の欠点を改善することにある。この目的のために、本発明は、下記構成を有するガス・タービンの燃焼チャンバ・アセンブリーを提供する。

本発明の燃焼チャンバ・アセンブリーは、内側の金属ケーシングと；外側の金属ケーシングと；セラミック・マトリクスの複合材料製の内側の壁及び外側の壁、並びに前記内側及び外側の壁に接続されるチャンバの端部壁を有する環状の燃焼チャンバと；前記チャンバの内側の壁及び前記外側の壁を、それぞれ、前記内側の金属ケーシング及び前記外側の金属ケーシングに接続する弾性変形可能な連結要素と；を有している。

本発明のアセンブリーにおいて、前記チャンバの内側及び外側の壁のそれぞれは、長手方向のエッジに沿って隣接するセクターに、周方向に更に分割され、各セクターは、前記チャンバの端部壁から前記チャンバの反対側の端部へ、連続的に伸び、各セクターは、その長手方向のエッジのそれぞれにより、Ｕ字型の断面を有する部分を形成するように、前記チャンバから外側に折り曲げられる。各セクターは、対応するチャンバの壁の外側の面から間隔を開けて配置された折り返されたマージンにより終結される。前記連結要素は、前記セクターのマージンに固定されることにより、前記チャンバの内側及び外側の壁に接続される。

燃焼チャンバの壁をセクターに更に分割することは、作られる部品のサイズを抑えることを可能にし、それらの形状が複雑になることを抑えることを可能にし、それにより、それらを製造するコストを大幅に減少させる。更にまた、金属ケーシングとＣＭＣ燃焼チャンバの壁の間の、寸法の異なる変動は、前記連結要素の弾性変形により、及び前記チャンバ・セクターの折り返された長手方向のエッジのフレキシビリティにより、容易に且つ効果的に、収容されることが可能である。それに加えて、前記連結要素は、前記チャンバの壁と前記金属ケーシングの間の間隙の中に配置され、そこで、それらの連結要素は、前記チャンバの周りを流れる空気の流れにより冷却される。

好ましくは、前記連結要素は、実質的にΩ字形の断面のブリッジの形状であり、各ブリッジは、前記内側及び外側の金属ケーシングの内の一つに接続されるトップ、及び対応する内側または外側のチャンバの壁の二つの隣接するセクターの隣接するマージンに接続される脚部を有している。かくして、前記連結要素は、隣接するチャンバの壁セクターの間に接続をもたらすために寄与する。

好ましくは、前記連結要素は、前記セクターのマージンの外側の面に固定され、即ち、最も高い温度に曝される前記セクターの内側の面から更に離れた位置に固定される。

特定の実施形態において、各内側または外側のチャンバの壁セクターは、第一の及び少なくとも一つの第二の連結要素により、対応する内側または外側の金属ケーシングに、そのマージンのそれぞれを介して、接続される。前記または各第二の連結要素と対応するチャンバの壁セクターのマージンの間の接続には、そのとき、長手方向にたるみが設けられる。

好ましくは、シール用ガスケットは、隣接する内側または外側のチャンバの壁セクターの間に挿入され、例えば、二つの隣接するセクターの折り返された長手方向のエッジの向かい合う丸みが付けられた部分の間に挿入される。

各ガスケットは、Ｘの字の形状のまたは８の字の形状の断面を呈しても良い。

好ましくは、各ガスケットは、耐熱性の繊維の繊維組織を有していて、これら繊維組織は、セラミック材料により、少なくとも部分的に、緻密化されても良い。

また、好ましくは、前記ガスケットが配置される間に、前記チャンバの壁セクターの長手方向のエッジに対して、長手方向に各ガスケットを保持するための要素が設けられる。

特定の実施形態において、前記チャンバの端部壁は、前記内側及び外側のチャンバの壁セクターが接続される内側及び外側の環状のフランジを含む。各チャンバの壁セクターは、前記セクターとチャンバの端部壁の間の接続部から上流に伸びるカウル（cowl：流線型のカバー）・セクターを形成する部分と共に一体的に作られても良い。

変形形態において、カウルを形成する部分は、チャンバの端部壁との接続部から、上流に、内側及び外側のチャンバの壁を伸ばす。このカウルを形成する部分は、前記チャンバの壁セクターとは別個に構成され、チャンバの端部壁の内側及び外側の環状のフランジに固定される。

本発明はまた、以上において規定されたような燃焼チャンバ・アセンブリーが設けられたガス・タービン航空エンジンを提供する。

図１は、ガス・タービン航空機エンジンの非常に概略的な図である。 図２は、例えば、図１に示される種類のガス・タービン・エンジンにおける、燃焼チャンバ及びその周囲の非常に概略的な断面図である。 図３は、下流から見た、部分的に切除された斜視図であって、本発明の実施形態における燃焼チャンバ・アセンブリーを示す。 図４は、より大きな縮尺での断片的な斜視図であって、図３の燃焼チャンバの部分を示す。 図５は、更により大きな縮尺で、図４の詳細を示す斜視図である。 図６は、図５と同様な図であって、シール用ガスケットの変形実施形態を示す。 図７は、図４と同様な斜視図であって、燃焼チャンバの壁をその端部壁から上流に伸ばすカウルの変形実施形態を示す。 図８は、燃焼チャンバからの出口と高圧力のタービン・ノズルの入口の間の、シーリングの実施形態の断片的な図を示す。

本発明は、非限定的な示唆として、添付図面を参照しながら与えられる以下の説明を読むことにより、より良く理解されることが可能である。

本発明の実施形態が、それをガス・タービン航空機エンジンに適用する場面で、以下に記載される。

しかしながら、本発明はまた、他の航空エンジンのための、または産業用タービンのためのガス・タービンの燃焼チャンバにも適用可能である。

図１は、二つのスプールのガス・タービン航空機エンジンの非常に概略的な図であって、ガスの流れの流れ方向で上流から下流に、ファン２と；高圧力（ＨＰ）コンプレッサ３と；燃焼チャンバ１と；高圧力（ＨＰ）タービン４と；低圧力（ＬＰ）タービン５と；を有し、高圧及び低圧タービンは、それぞれのシャフトにより、高圧コンプレッサ及びファンに接続されている。

図２の中に、非常に概略的に示されているように、燃焼チャンバは、軸Ａの周りで環状の形状であり、この燃焼チャンバは、内側の環状の壁１０、外側の環状の壁２０、及び内側及び外側の壁１０及び２０に接続されるチャンバの端部壁３０により規定される。

端部壁３０は、燃焼チャンバの上流側の端部を規定し、開口３２を有し、これらの開口は、燃料及び空気が燃焼チャンバの中に噴射されることを可能にするインジェクタ（図示せず）を収納するために、軸Ａの周りに配置されている。端部壁３０を超えて、内側及び外側の壁１０及び２０は、それぞれ内側及び外側のカウル（cowls：流線型のカバー）１２及び２２により拡張され、これらのカウルは、燃焼チャンバの周りを流れる空気を流すために寄与する。

燃焼チャンバの内側及び外側の壁１０及び２０は、セラミック・マトリクス複合（ＣＭＣ）材料で作られている。端部壁３０はまた、ＣＭＣで作られても良く、その場合、端部壁は、好ましくは、内側及び外側の壁１０及び２０と同じ材料で作られ、あるいは、金属で作られても良い、その理由は、端部壁は、内側及び外側の壁１０及び２０が曝される温度と比べて低い温度に曝されるからである。

燃焼チャンバは、弾性変形可能な連結要素（図２の中には示されていない）により、内側の金属ケーシング１５と外側の金属ケーシング２５の間に支持され、この連結要素は、内側のケーシング１５を内側の壁１０に、外側のケーシング２５を外側の壁２０に、接続する。このフレキシブルな連結要素は、ケーシング１５と内側の壁１０の間及びケーシング２５と外側の壁２０の間の、スペース１６及び２６の中を伸び、これらのスペースが、燃焼チャンバの周りを流れる冷却用空気の流れ（矢印ｆ）を送る。連結要素は、例えば金属で作られ、そのフレキシビリティが、ＣＭＣチャンバの壁と金属ケーシングの間の、熱的な起源による異なる寸法的な変動を、連結要素が吸収することを可能にする。

その下流側の端部で、燃焼チャンバからの出口が、高圧タービン入口ステージを構成する高圧タービン・ノズル４０の入口に接続される。ノズル４０は、軸Ａの周りに周方向に配置された複数の固定ベーン４２を有している。ベーン４２は、それぞれ内側及び外側の壁またはプラットフォーム４４及び４６に、それらの径方向の端部で固定されていて、これらの壁は、燃焼チャンバ（矢印Ｆ）から来るガスの流れのための、ノズル４０の中を通る流れのダクトを規定する内側面を有している。

燃焼チャンバからの出口と高圧タービン・ノズルへの入口の間接続に、シーリングが、内側及び外側の環状のリップ５４及び５６により設けられている。リップ５４は、内側の壁１０の外側の表面に固定されまたはそれに接触する一方の端部部分、及び壁４４の環状の縁に接触するもう一方の端部部分を有している。リップ５６は、外側の壁２０の外側の表面に固定されまたはそれに接触する一方の端部部分、及び壁４６の環状の縁に接触するもう一方の端部部分を有している。

以上に記載されたような燃焼チャンバ・アセンブリーは、それ自体としては、知られている。

図３から５に示されているように且つ本発明によれば、燃焼チャンバの内側及び外側の壁１０及び２０は、それぞれ隣接するセクター１００及び２００に、周方向に更に分割され、各セクターは、チャンバの全体の軸方向の長さに亘って、即ち、チャンバの端部壁からチャンバの下流側の端部まで、連続的に伸びている。

それらの長手方向のエッジに沿って、セクター１００は、Ｕ字型の断面を有する部分を形成するように、チャンバの外側の方へ折り重ねられ、且つ折り返されたマージン１０２により終結される。これらのマージンは、内側のチャンバの壁１０の外側面から間隔を開けて配置され、且つ実質的にそれに対して平行である。マージン１０２は、丸みが付けられた部分１０４により、セクター１００の残りの部分に接続されている。

シール用ガスケット１３が、隣接するセクター１００の向かい合う長手方向のエッジの丸みが付けられた部分１０４の間に、挿入される。これらのガスケット１３は、ピン１４により、所定の位置に保持され、それらのピンは、それらのトップを介して、上記の丸みが付けられた部分１０４の中を通過し、また、前記トップの間に配置されたガスケット１３の部分の中を通過する。

その内側のエッジに沿って、チャンバの端部壁３０が、上流へ折り重ねられ、それにより環状のフランジ３４を形成し、このフランジに対して、セクター１００が、例えばネジまたはボルト（図示せず）のような、機械的な締結要素により固定される。

内側のカウル１２も、同様に、隣接するセクター１２０に、周方向に更に分割され、これらのセクターは、セクター１００と共に一体的に作られ、且つ、端部壁３０との接続を超えて、セクター１００を上流に伸ばすことにより形成される。ここで注目すべきことは、セクター１００の長手方向のエッジは、周方向に伸ばされそして折り返され、それにより、丸みが付けられた部分１０４及びマージン１０２を、セクター１００の、燃焼チャンバの端部壁３０と下流側の端部の間で伸びる部分のみに形成することである。

内側の壁１０と内側の金属ケーシング１５の間の接続は、弾性変形可能な連結要素１７により設けられ、これらの連結要素はまた、セクター１００を互いに所定の位置にに保持するために使用される。連結要素１７は、一またはそれ以上の周方向の列の中に配置され、セクター１００の各マージン１０２は、少なくとも一つの連結要素により、金属ケーシング１５に接続される。連結要素の少なくとも一つの周方向の列は、セクター１００の下流側の端部の近傍に設けられ、それらのセクターは、チャンバの上流側の端部で端部壁３０に固定される。

しかしながら、少なくとも一つの他の周方向の列が、セクター１００の間の良好な相互の保持を確保するために、設けられても良い。ここに示された例において、連結要素１７の第二の周方向の列が、チャンバの端部壁の近傍に設けられている。

示された例において、連結要素１７は、ブリッジの形状で、Ω（オメガ）の形状の断面を有し、そのトップ１７ａは、内側の金属ケーシング１５に固定され、またそのブランチ１７ｂ及び１７ｃは、二つの隣接するセクター１００の隣接するマージン１０２の外側の面に固定された脚部１７ｄ及び１７ｅの中で、終了する。連結要素は、金属ケーシング１５及びマージン１０２に、ボルト止め、ネジ止め、またはリベット止めにより、固定されても良い。

ここで注目すべきことは、脚部１７ｄ，１７ｅを固定するために、マージン１０２は、タブ１０２ａ（図５）を形成し、このタブは、マージンの残りの部分と比べて長い距離に亘って、周方向に伸びる、マージン１０２の周方向のサイズ（タブを形成するゾーン１０２ａから離れて）は、恐らくは、非常に小さいことである。

それらの長手方向のエッジに沿って、セクター２００は、機密性を保った状態で、一緒に接続され、それにより、外側の壁２０を形成する。セクター１００と同様のやり方で、セクター２００は、それらの長手方向のエッジに沿って外側に折り曲げられ、それにより、Ｕ字型の断面を有する部分を形成し、且つ、折り返されたマージン２０２により終結され、それらのマージンは、チャンバの外側の壁２０の外側の面から間隔を開けて配置され、且つ、それに対して実質的に平行である。マージン２０２は、丸みが付けられた部分２０４により、セクター２００の残りの部分に接続されている。

シール用ガスケット２３が、隣接するセクター２００の丸みが付けられた部分２０４と向かい合う長手方向のエッジの間に、挿入されている。これらのガスケット２３は、ガスケット１３がピン１４により所定の位置に保持されるのと同じやり方で、ピン２４により所定の位置に保持される。

その外側のエッジに沿って、チャンバの端部壁３０が、上流に折り重ねられ、それにより、環状のフランジ３６を形成し、この環状のフランジに対して、例えばネジまたはボルト（図示せず）のような、機械的な締結要素により、セクター２００が固定される。

外側のカウル２２も、同様に、隣接するセクター２２０に、周方向に更に分割され、これらのセクターは、セクター２００と共に一体的に作られ、且つ、チャンバの端部壁３０とのそれらの接続を超えて上流に伸びるセクター２００の延長部により形成されている。ここで注目すべきことは、セクター２００の長手方向のエッジが折り返され、それにより、丸みが付けられた部分２０４及びマージン２０２を、セクター２００の長さの、端部壁３０と燃焼チャンバの下流側の端部の間で伸びる部分のみに亘ってを形成することである。

外側の壁２０と外側の金属ケーシング２５の間の接続は、弾性変形可能な連結要素２７により設けられ、これらの連結要素はまた、セクター２００の間の相互の保持を確保する。連結要素２７は、連結要素１７と同じやり方で、一またはそれ以上の周方向の列の中に配置され、セクター２００の各マージン２０２は、少なくとも一つの連結要素を介して、金属ケーシング２５に接続される。

ここに示された例において、連結要素２７は、連結要素１７と同様なΩ−断面のブリッジを形成し、各プリッジは、金属ケーシング２５に固定されたトップ２７ａ、及び脚部２７ｄ及び２７ｅで終結するブランチ２７ｂ、２７ｃを有し、これらの脚部は、二つの隣接するセクター２００の隣接するマージン２０２の外側の面に固定されている。連結要素は、ボルト止め、ネジ止め、またはリベット止めにより、金属ケーシング２５及びマージン２０２に、固定されても良い。マージン１０２と同じやり方で、マージン２０２も、連結要素２７の脚部２７ｄ及び２７ｅを固定するためのタブ２０２ａを形成し、マージン２０２の周方向のサイズ（タブ２０２ａ）を形成するゾーンので外側）は、タブのサイズよりも遥かに小さくても良い。

セクター１００，２００（それぞれセクター１２０，２２０と共に一体的に形成される）は、セラミック・マトリクスにより緻密にされた耐熱性の繊維で作られた繊維強化部を有するセラミック・マトリクスの複合材料で作られている。繊維強化部の繊維は、カーボン製またはセラミック製であっても良く、中間フェーズ、例えば熱分解のカーボン（ＰｙＣ：pyrolytic carbon）製または窒化硼素（ＢＮ）製の中間フェーズが、強化繊維とセラミック・マトリクスの間に、挿入されても良い。繊維強化部は、例えば織物またはシートのような、あるいは三次元的な織り方によるもののような、繊維の層を重ね合わせることにより作られても良い。

セラミック・マトリクスは、シリコン・カーバイド、または何か他のセラミック炭化物、窒化物、または酸化物で作られても良く、且つ、一またはそれ以上の自己治癒性のマトリクス・フェーズ、即ち、特定の温度でペースト状の状態を取ることによりクラックを治癒する能力のあるフェーズ、を含んでいても良い。自己治癒性のマトリックスを備えたＣＭＣ材料は、文献：US 5 965 266、US 6 291 058、及び US 6 068 930 の中に記載されている。

中間フェーズは、ＣＶＩにより、強化繊維の上に堆積されても良い。セラミック・マトリクスの緻密化を行うために、ＣＶＩ緻密化プロセスまたは液体プロセス、または正に反応プロセス（溶融金属での含浸）を行うことが可能である。ＣＭＣ部品を作るためのプロセスは、良く知られている。特に、第一の緻密化段階は、ツーリングにより繊維強化部を所望の形状に保持しながら、繊維強化部一つにまとめることにより行われても良く、それに続いて、そのような支持ツーリング無しで、緻密化が続けられる。

チャンバの端部壁３０は、単一の環状の部分として作られ、それは、金属で作られても良く、セクター１００，２００と端部壁３０のフランジ３４，３６の間の機械的な締結要素が、金属で作られることが可能である。その理由は、それらが提供する接続が、“コールド”ゾーンの中に設けられるからである。

ガスケット１３，２３は、耐熱性の繊維で作られた繊維組織の形態で作られても良い。例えば、シリコン・カーバイドの繊維または何か他のセラミック炭化物、窒化物、または酸化物などの、セラミック繊維で作られた緻密にされていない繊維組織を使用することが可能である。繊維組織は、例えば、織ることにより、または編むことにより得られる。耐熱性の繊維（カーボン繊維またはセラミック繊維）で作られた繊維組織を使用することも可能であり、これらの繊維組織は、ＣＶＩによりまたは液体プロセスにより得られるセラミック・マトリクスで、少なくとも部分的に緻密化される。

図５の実施形態において、ガスケット１３，２３は、８の字の形状の断面を有している。変形形態において、及び図６に示されているように、シール用ガスケット１３，２３は、Ｘの字の形状の断面を有していても良い。

スペース１６，２６の中の“コールド”ゾーンの中に配置された、例えば１４，２４のようなピンにより、ガスケット１３，２３が所定の位置に保持されるので、ピンは、金属で作られても良い。

弾性変形可能な連結要素１７，２７は、それに所望のフレキシビリティを付与するように、小さな厚さの金属で作られる。ここで注目すべきことは、二つのセクター１００または２００に対して共通でない連結要素を使用することが可能であることであり、例えば、各タブ１０２ａ，２０２ａを金属ケーシング１５または２５に、特定のフレキシブルなアタッチメンにより、接続することにより、それが可能になる。更にまた注目すべきことは、セクター１００，２００と金属ケーシング１５，２５の間の連結要素に、セクター１００，２００の間相互の接触力を加えるために、予めストレスが加えられても良いことである。

連結要素と金属ケーシングの間、及び連結要素とセクター１００，２００の間の、機械的な接続が、金属で作られたネジ、ボルトまたはリベットにより、設けられても良い。その理由は、それらの接続が、“コールド”ゾーンがスペース１６，２６の中に配置されているからである。

連結要素１７，２７の複数の周方向の列が設けられるとき、列の内の一つの要素、例えばチャンバの下流側の端部に最も近い列が、マージン１０２，２０２及び金属ケーシング１５，２５に、たるみが無い状態で固定され、このとき、前記または各他の列の要素は、前記方向での異なる寸法的な変動を収容するために、長手方向にたるみを有して、固定される。

連結要素１７，２７のフレキシビリティは、セクター１００，２００のマージン１０１，２０２の弾性的に変形する能力、特にタブ１０２ａ，２０２ａによる弾性的に変形する能力との組み合わせで、ＣＭＣ壁１０，２０と金属ケーシング１５，２５の間で生ずる、熱的な起源による異なる寸法的な変動を補償することを可能にする。

図７、変形実施形態を示し、この実施形態において、カウル１２，２２は、セクター１００，２００とは別個に作られている。カウル１２，２２は、その場合、金属で作られても良く、また、それぞれ単一の部品として作られても良い。それらのカウルは、チャンバの端部壁３０のフランジ３４，３６に、例えば金属ボルトまたはネジにより、セクター１００，２００の上流側の端部と同じやり方で固定される。

燃焼チャンバの下流側の端部とタービン・ノズルの間にシーリングをもたらす一つのやり方が、図８に示されている。

環状のシール用リップ５６は、例えば、金属で作られ、そのリップは、外側の壁２０と同じやり方で、隣接するセクター５６０に、周方向に更に分割される。各リップ・セクター５６０の上流部分５６０ａは、対応する壁セクター２００の外側の表面に固定されまたはそれに接触する。固定が、ロウ付けにより設けられても良い。上流部分５６０ａから、リップ・セクター５６０が、下流に伸びて、壁セクター２００の外側の表面から次第に離れる部分５６０ｂを形成する。

フレキシブルな金属舌部５７は、その一方の端部が、壁セクター２００の下流の近傍に配置された接続タブ２０２ａに固定されている、この場合、固定は、ブリッジ脚部２７への固定と共通に設けられても良い。もう一方の端部で、フレキシブルな舌部５７が、リップ・セクター５６０の部分５６０ｂに接触する。舌部５７に、曲げのプレストレスが与えられ、それによって、リップ・セクター５６０に弾性的な力を作用させ、且つ、壁セクター２００の外側の面、及びタービン・ノズルの壁４６の環状の縁（図２）に、同時に接触する。

内側の環状のシール用リップ５４は、リップ５６と同じやり方で、隣接するセクターに、周方向に更に分割され、各リップ・セクターは、対応する壁セクター１００に固定されまたはそれに接触し、リップ・セクター５６０と同じやり方で、金属舌部に結合される。

ここに記載され実施形態において、燃焼チャンバの内側及び外側の壁のそれぞれを形成するセクターの数は、特に、ＣＭＣ材料の繊維強化部の変形する能力に依存し、それにより、繊維強化部が製造される間に、繊維強化部がセクターの形状に適合することを可能にする。

結局、繊維強化部がより少ない変形可能性（変形する能力）をもたらすとき、または、それに課されることになる変形がより大きいとき、特に、図２から６の実施形態におけるように、もし、カウルが、セクターの中にに組み入れられる場合、セクターの数は、より多くても良い。

かくして、各チャンバの壁に対するセクターの数は、各セクターが、チャンバの端部壁の中でのインジェクタ・ハウジングの角度ピッチ一またはそれ以上の倍数に、例えば、インジェクタ・ハウジングの角度ピッチ１倍、２倍または３倍に、に対応する角度を占めるように選択されても良い。

ここに示された例において、セクターの数は、インジェクタ・ハウジングの数に等しい。

Claims (14)

1. ガス・タービンの燃焼チャンバ・アセンブリーであって、
   内側の金属ケーシング（１５）と；
   外側の金属ケーシング（２５）と；
   セラミック・マトリクスの複合材料製の内側の壁（１０）及び外側の壁（２０）、並びに前記内側及び外側の壁に接続されるチャンバの端部壁（３０）を有する環状の燃焼チャンバと；
   前記チャンバの内側の壁及び前記外側の壁を、それぞれ、前記内側の金属ケーシング及び前記外側の金属ケーシングに接続する弾性変形可能な連結要素（１７，２７）と；
   を有する燃焼チャンバ・アセンブリーにおいて、
   前記チャンバの内側及び外側の壁（１０，２０）のそれぞれは、長手方向のエッジに沿って、隣接するセクター（１００，２００）に、周方向に更に分割され、
   各セクターは、前記チャンバの端部壁から、前記チャンバの反対側の端部へ、連続的に伸び、
   各セクターは、Ｕ字型の断面を有する部分を形成するように、その長手方向のエッジのそれぞれにより、前記チャンバから外側に折り曲げられ、
   各部分は、対応するチャンバの壁の外側の面から間隔を開けて配置された折り返されたマージン（１０２，２０２）により終結され、
   前記連結要素（１７，２７）は、前記セクターのマージンに固定されることにより、前記チャンバの内側及び外側の壁に接続されていること、
   を特徴とする燃焼チャンバ・アセンブリー。
2. 下記特徴を有する請求項１に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
   前記連結要素（１７，２７）は、実質的にΩ字形の断面のブリッジの形状であり、
   各ブリッジは、前記内側及び外側の金属ケーシングの内の一つに接続されるトップ（１７ａ，２７ａ）、及び対応する内側または外側のチャンバの壁の二つの隣接するセクターの隣接するマージンに接続される脚部（１７ｄ，１７ｅ，２７ｄ，２７ｅ）を有している。
3. 下記特徴を有する請求項１または２に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
   前記連結要素（１７，２７）は、前記セクターのマージン（１０２，２０２）の外側の面に固定されている。
4. 下記特徴を有する請求項１から３の何れか１項に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
   各内側または外側のチャンバの壁セクター（１００，２００）は、第一の及び少なくとも一つの第二の連結要素により、対応する内側または外側の金属ケーシングに、そのマージンのそれぞれを介して接続され、前記または各第二の連結要素と対応するチャンバの壁セクターのマージンの間の接続には、長手方向のたるみが設けられている。
5. 下記特徴を有する請求項１から４の何れか１項に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
   シール用ガスケット（１３，２３）が、隣接する内側または外側のチャンバの壁セクターの間に挿入されている。
6. 下記特徴を有する請求項５に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
   前記ガスケット（１３，２３）は、二つの隣接するセクターの折り返された長手方向のエッジの、向かい合う丸みが付けられた部分（１０４，２０４）の間に挿入されている。
7. 下記特徴を有する請求項５または６に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
   各ガスケット（１３，２３）は、Ｘの字の形状のまたは８の字の形状の断面を有している。
8. 下記特徴を有する請求項５から７の何れか１項に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
   各ガスケット（１３，２３）は、耐熱性の繊維の繊維組織を有している。
9. 下記特徴を有する請求項８に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
   前記繊維組織は、セラミック材料により、少なくとも部分的に、緻密化されている。
10. 下記特徴を有する請求項６から９の何れか１項に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
    前記ガスケットがそれらの間に配置される前記チャンバの壁セクターの前記長手方向のエッジに対して、長手方向に各ガスケット（１３，２３）を保持するための要素（１４，２４）が設けられている。
11. 下記特徴を有する請求項１から１０の何れか１項に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
    前記チャンバの端部壁（３０）は、内側及び外側の環状のフランジ（３４，３６）を含み、これらのフランジに、前記内側及び外側のチャンバの壁セクターが接続されている。
12. 下記特徴を有する請求項１から１１の何れか１項に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
    各チャンバの壁セクター（１００，２００）は、カウル・セクター（１２０，２２０）を形成する部分と共に一体的に作られ、この部分は、前記セクターと前記チャンバの端部壁（３０）の間の接続部から、上流に伸びている。
13. 下記特徴を有する請求項１から１１の何れか１項に記載の燃焼チャンバ・アセンブリー：
    カウルを形成する部分（１２，２２）が、前記チャンバの端部壁との接続部から上流に、前記内側及び外側のチャンバの壁を伸ばし、
    これらのカウルを形成する部分は、前記チャンバの壁セクターとは別個に構成され、且つ、前記チャンバの端部壁（３０）の内側及び外側の環状のフランジ（３４，３６）に固定されている。
14. 請求項１から１３の何れか１項に記載の燃焼チャンバ・アセンブリーを含むガス・タービン・エンジン。

Images