JP2852183B2 - 可変空気取り入れスワラを備えた燃焼室 - Google Patents

可変空気取り入れスワラを備えた燃焼室

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JP2852183B2
JP2852183B2 JP6086606A JP8660694A JP2852183B2 JP 2852183 B2 JP2852183 B2 JP 2852183B2 JP 6086606 A JP6086606 A JP 6086606A JP 8660694 A JP8660694 A JP 8660694A JP 2852183 B2 JP2852183 B2 JP 2852183B2
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    • 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
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/26—Controlling the air flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00—Geometry
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、室底に合体して燃料の
燃焼が行われる囲壁を画定する１つの外壁と１つの内壁
を有し、前記室底が少なくとも１つの開口部を有し、そ
こに空気を通過させる空気取り入れスワラ(swirler) と
組み合わされた燃料噴射装置が設けられ、前記スワラが
調節手段に結合された通過空気流量調節用ダイアフラム
を備える（以下では、このようなスワラを可変空気取り
入れスワラと呼ぶ）、環状燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】可変空気取り入れスワラは、極めて多様
な機能状態にさらされるターボジェット・エンジンで特
に使用されている。すなわち、減速状態では、空気取り
入れオリフィスを通って燃料噴射装置の周りに供給され
る空気の供給ゾーンにおける燃焼ガスの滞留時間が、一
方では燃焼の安定性を高めるために、他方では一酸化炭
素と不完全燃焼の炭化水素という汚染物質の排出を減少
させるために、長いことが必要である。ガス充満状態で
は、前記ゾーンにおける燃焼ガスの滞留時間は逆に、窒
素酸化物という汚染物の排出を減少させるために、短い
ことが必要である。
【０００３】通常の可変空気取り入れスワラでは、スワ
ラの閉鎖によって燃焼室への空気の流入に抗する大きな
逆圧が生じ、そのために燃焼室に給気するためのコンプ
レッサの過負荷が起こり、その結果原動機効率が低下す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、空気
取り入れスワラの逆圧をほぼ一定に維持し、それによっ
て原動機効率の向上を可能にする、燃焼室底の配置を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、燃焼室
が、燃焼室と連通するように外壁及び内壁の一方に隣接
して位置する、室底に設けられた補完的な空気取り入れ
オリフィスと、概略環状の燃焼室に関してほぼ半径方向
に動くように室底に摺動自在に取り付けられた閉鎖板で
あって、前記補完的な空気取り入れオリフィスを開放す
る開放位置と、前記補完的な空気取り入れオリフィスを
閉鎖する閉鎖位置との間で可動な閉鎖板と、調節用ダイ
アフラムがその最大空気流量位置にあるときには閉鎖板
が閉鎖位置にあり、また調節用ダイアフラムがその最小
空気流量位置にあるときには閉鎖板が開放位置にあるよ
うに、閉鎖板と調節用ダイアフラムを機械的に結合する
結合手段とを具備してなることにより達成される。
【０００６】また、下記の有利な配置を採用することが
好ましい。
【０００７】− 閉鎖板と調節ダイアフラムの結合手段
が、閉鎖板と調節用ダイアフラムの一方から伸びる耳
と、閉鎖板と調節用ダイアフラムの他の一方から伸びる
ピンとからなり、前記耳は概略環状の燃焼室の半径に対
して傾斜して伸びる傾斜面を有しており、前記ピンが該
傾斜面上に支持されること、 − 耳が傾斜面を形成する細長いスロットを有するから
成ること、 − 外壁の近くに第１の補完的なオリフィスを備え内壁
の近くに第２の補完的なオリフィスを備えること。
【０００８】本発明のその他の利点および特徴は、添付
の図面を参照し下記の例示的説明を読めば明らかになろ
う。
【０００９】
【実施例】図面に示す燃焼室は、ガス・タービンに設け
られており、環状型で、両方とも回転体である外壁1 と
内壁2 を含む。横断壁4 が外壁1 と内壁2 に接続し、燃
焼室の室底4 を構成し、前記外壁および内壁と共に、燃
料の燃焼が行われる内部囲壁を画定する。
【００１０】複数の燃料噴射装置5 がそれぞれ１つの空
気取り入れスワラ(swirler)6で囲まれて複数の燃料噴射
組立体を構成し、その各々が、室底4 に設けられた開口
部7中に収められている。各スワラ6 は、空気の通過断
面積の値を調節する調節用ダイアフラム8 を有する。こ
のダイアフラム8 は操作装置に結合されており、この操
作装置は特に空気通過孔の選択閉鎖環9aの旋回操作レバ
ー9 に連結する駆動桿10を含む。各駆動桿10は２つの隣
接するスワラ6a、6bに連結することが好ましい。
【００１１】室底4 はさらに、各燃焼噴射装置5に隣接
して、スワラを補完する補完的な空気取り入れオリフィ
スとして、外壁1 の近くに第１列のオリフィス11と、内
壁2の近くに第２列のオリフィス12を含む。燃焼囲壁の
外側には、閉鎖板13が半径方向に滑動自在に取り付けら
れている。各閉鎖板13は、室底4 に固定され、前記の閉
鎖板13中に設けられたほぼ半径方向に伸びるスリット15
中に配置された案内ボルト14によって、室底4 の外面上
に保持され誘導される。
【００１２】各閉鎖板13は、噴射装置5 に向かって延び
る舌部16を含む。この舌部16は部分的に、閉鎖環9aに付
けられた耳17の下に配置され、耳17中に設けられた溝19
の中に入れられたピン18を備える。溝19は、半径方向に
対して傾斜しており、室底4の概略平面にほぼ平行な平
面中に置かれている。
【００１３】容易に理解されるように、駆動桿10が両方
向矢印Ｆの方向に変位すると、隣接する２つのスワラ6
a、6bの閉鎖環9aが反対方向に回転し、同時に閉鎖環9a
に結合された閉鎖板13が半径方向に変位する。
【００１４】図１と図３は減速状態に相当する燃焼室の
第１の構成を示す。これらの図でスワラ6 は実際に閉鎖
の位置にあり、最少量の空気のみがそこを通過する。こ
の空気流量は、噴射装置5 によって供給される少量の燃
料を良好な状態で燃焼させるには十分である。
【００１５】この第１の構成では、閉鎖板13がオリフィ
ス11、12を開く。室底4 の上流側の空気はスワラ6 の閉
鎖によって阻止され、オリフィス11、12を通って燃焼室
中に逸流し、燃焼室の壁を通過して冷却し、燃料の燃焼
に直接関与しない。
【００１６】図２と図４にガス充満状態に相当する燃焼
室の第２の構成を示す。
【００１７】この第２の構成では、スワラ6 は最大に開
いており、多量の燃料を最適状態で燃焼させることがで
きる。この第２の構成では、閉鎖板13はオリフィス11、
12を閉じる。
【００１８】図５に別の実施例を示す。オリフィス11、
12を通過する空気21は、外壁1 と内壁2 に沿って二重壁
1a、2aにより一次空気の入口オリフィス20まで案内さ
れ、そこから燃焼室中に導かれる。二重壁中に案内され
た空気21は対流によって二重壁を冷却し、燃焼ゾーンで
の燃焼に関与することを妨げられる。その結果、燃焼ゾ
ーンにおける燃料／空気の混合気を希薄にしてしまうこ
とにより本発明の効果を減じてしまうようなことがな
い。
【００１９】
【発明の効果】本発明の利点はいろいろなレベルで現れ
る。
【００２０】燃焼に直接関与する空気流量の永続的適合
によって、減速状態でもガス充満状態でも、より良好な
燃焼が得られる。これは、減速状態における完全燃焼成
分と炭素酸化物の減少、ならびにガス充満状態における
窒素酸化物の減少を意味し、汚染レベルは低くなる。
【００２１】スワラ6 における空気流量を減少させるこ
とによって、燃焼室における燃焼に関与する空気の流入
速度が低下し、火炎の安定性を高め、したがって消火状
態にある燃焼室の点火を容易にする。
【００２２】最後に、この燃焼室への空気流入に抗する
逆圧がほぼ一定であるため、原動機の効率が改善され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃焼室の第１の機能構成における
燃焼室の室底の軸方向に示す図である。
【図２】第２の機能構成における同じ燃焼室の、図１に
類似の図である。
【図３】図１の機能構成における燃焼用空気の供給の概
略図である。
【図４】図２の機能構成における燃焼用空気の供給の概
略図である。
【図５】本発明の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
1 外壁 1a 二重壁 2 内壁 2a 二重壁 4 室底 5 燃料噴射装置 6 空気取り入れスワラ 7 開口部 8 ダイアフラム 9 旋回操作レバー 9a 閉鎖環 10 駆動桿 11 オリフィス 12 オリフィス 13 閉鎖板 14 案内ボルト 15 スリット 16 舌部 17 耳 18 ピン 19 溝 20 一次空気入口オリフィス 21 空気
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリツク・ジヤン・スイモン・ランスロ フランス国、77000・ムラーン、アブニ ユ・アレクサンドル・リボ、28 (56)参考文献 特開 昭55−17095（ＪＰ，Ａ) 特公 昭62−1485（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭61−45135（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23R 3/26 F23R 3/10 F23R 3/12 F02C 7/057

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外壁と、内壁と、該外壁及び内壁に接続
    する室底とを有する、ガスタービンエンジンのための概
    略環状の燃焼室であって、 室底に位置し、燃料を燃焼室内に噴射するとともに燃焼
    室への空気の流入を可能とする少なくとも１つの燃料噴
    射組立体であって、空気取り入れスワラを有し、該空気
    取り入れスワラが該空気取り入れスワラを通る空気流量
    を調節するための調節用ダイアフラムを備えており、該
    調節用ダイアフラムが最大空気流量位置と最小空気流量
    位置との間で可動な、燃料噴射組立体と、 前記調節用ダイアフラムに結合し、該調節用ダイアフラ
    ムをその最大空気流量位置と最小空気流量位置との間で
    動かす調節手段と、 燃焼室と連通するように外壁及び内壁の一方に隣接して
    位置する、室底に設けられた補完的な空気取り入れオリ
    フィスと、 概略環状の燃焼室に関してほぼ半径方向に動くように室
    底に摺動自在に取り付けられた閉鎖板であって、前記補
    完的な空気取り入れオリフィスを開放する開放位置と、
    前記補完的な空気取り入れオリフィスを閉鎖する閉鎖位
    置との間で可動な閉鎖板と、 調節用ダイアフラムがその最大空気流量位置にあるとき
    には閉鎖板が閉鎖位置にあり、また調節用ダイアフラム
    がその最小空気流量位置にあるときには閉鎖板が開放位
    置にあるように、閉鎖板と調節用ダイアフラムを機械的
    に結合する結合手段とを具備してなる概略環状の燃焼
    室。
  2. 【請求項２】結合手段が、閉鎖板と調節用ダイアフラム
    の一方から伸びる耳と、閉鎖板と調節用ダイアフラムの
    他の一方から伸びるピンとからなり、前記耳は概略環状
    の燃焼室の半径に対して傾斜して伸びる傾斜面を有して
    おり、前記ピンが該傾斜面上に支持される、請求項１に
    記載の燃焼室。
  3. 【請求項３】 耳が室底にほぼ平行に伸びる、請求項２
    に記載の燃焼室。
  4. 【請求項４】 耳が調節用ダイアフラムから伸びる、請
    求項２に記載の燃焼室。
  5. 【請求項５】 耳が傾斜面を形成する細長い溝を有す
    る、請求項２に記載の燃焼室。
  6. 【請求項６】 外壁及び内壁のそれぞれに隣接して室底
    に設けられた第１及び第２の補完的な空気取り入れオリ
    フィスと、 前記第１の補完的な空気取り入れオリフィスを開放及び
    閉鎖するように、概略環状の燃焼室に関してほぼ半径方
    向に動くように室底に摺動自在に取り付けられた第１の
    閉鎖板と、 前記第２の補完的な空気取り入れオリフィスを開放及び
    閉鎖するように、概略環状の燃焼室に関してほぼ半径方
    向に動くように室底に摺動自在に取り付けられた第２の
    閉鎖板とを具備してなる、請求項１に記載の燃焼室。
  7. 【請求項７】 結合手段が、第１の閉鎖板と調節用ダイ
    アフラムの一方から伸びる第１の耳と、第１の閉鎖板と
    調節用ダイアフラムの他の一方から伸びる第１のピン
    と、第２の閉鎖板と調節用ダイアフラムの一方から伸び
    る第２の耳と、第２の閉鎖板と調節用ダイアフラムの他
    の一方から伸びる第２のピンとからなり、前記第１の耳
    は概略環状の燃焼室の半径に対して傾斜して伸びる第１
    の傾斜面を有しており、前記第１のピンが該第１の傾斜
    面上に支持され、前記第２の耳は概略環状の燃焼室の半
    径に対して傾斜して伸びる第２の傾斜面を有しており、
    前記第２のピンが該第２の傾斜面上に支持される、請求
    項６に記載の燃焼室。
  8. 【請求項８】 第１及び第２の耳が室底にほぼ平行に伸
    びる、請求項７に記載の燃焼室。
  9. 【請求項９】 第１及び第２の耳が調節用ダイアフラム
    から伸びる、請求項７に記載の燃焼室。
  10. 【請求項１０】 第１及び第２の耳が第１及び第２傾斜
    面をそれぞれ形成する第１及び第２の細長い溝を有す
    る、請求項７に記載の燃焼室。
JP6086606A 1993-04-29 1994-04-25 可変空気取り入れスワラを備えた燃焼室 Expired - Lifetime JP2852183B2 (ja)

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FR9305061A FR2704628B1 (fr) 1993-04-29 1993-04-29 Chambre de combustion comportant un système d'injection de comburant à géométrie variable.

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JPH06341645A JPH06341645A (ja) 1994-12-13
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GB (1) GB2277582B (ja)

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