JP3142563B2 - 燃焼室組立体 - Google Patents
燃焼室組立体Info
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Description
関する。
スタービンエンジンにおいて環状または缶環状燃焼室を
使用する。この場合、内側ケーシング及び外側ケーシン
グが、環状または缶環状燃焼室組立体のまわりに同軸状
に配置されている。内側ケーシングは、コンプレッサケ
ーシングとノズルガイド翼の外側プラットフォームとを
相互接続し、それらの相対的な位置を維持し、温度が上
昇するに従ってノズルガイド翼の傾斜を小さくすること
ができるようにコンプレッサケーシングの熱膨張とノズ
ルガイド翼の熱膨張とを連結する。内側ケーシングは、
コンプレッサ静翼及びタービン静翼の外側位置を規制す
るために外側ケーシングに固定される。また、内側ケー
シング及び外側ケーシングは、コンプレッサから送られ
る冷却流をタービンに流すための環状通路を画成する。
致するために、燃焼室の容量が増大されて来た。同じ軸
線方向の長さに燃焼室を組み込みながら燃焼室組立体の
容量を増大するためには、複数の管状燃焼室を使用し
て、その長手方向の軸線をガスタービンエンジンの長手
方向の軸線に関してほぼ半径方向に配置することが必要
となる。管状燃焼室の上流即ち入口端部は半径方向外端
に位置し、遷移ダクトは、ガスタービンエンジンのター
ビン部分に軸線方向に燃焼ガスを排出するために管状燃
焼室の下流即ち出口端部とノズルガイド翼とを接続す
る。
てほぼ半径方向に管状燃焼室を配置すると、コンプレッ
サケーシングとノズルガイド翼の相対位置を維持するた
めにコンプレッサケーシングとノズルガイド翼の外側プ
ラットフォームとを結合し、コンプレッサケーシングの
熱膨張とノズルガイド翼プラットフォームの熱膨張を結
び付け、温度の上昇とともにノズルガイド翼の傾斜を少
なくすることができるようにするために内側管状ケーシ
ングを使用することが困難となる。又、コンプレッサ静
翼及びタービン静翼の外側位置を規制すること及びター
ビンへの冷却流体用の通路を設けることも困難となる。
方向に配置された軸線を有する円周方向に間隔を置いた
複数の管状燃焼室からなる、上記した問題を克服する燃
焼室組立体を提供するものである。
の軸線に関してほぼ半径方向に伸びる複数の細長い燃焼
室を有し、細長い燃焼室の半径方向内端が環状に並ぶノ
ズルガイド翼を通じてタービンに燃焼ガスを排出するよ
うに配置されているガスタービンエンジン用の燃焼室組
立体において、第1の剛性円錐台ケーシング部材が、燃
焼室組立体の上流端に配置され、第2の剛性円錐台のケ
ーシング部材が、燃焼室組立体の下流端でノズルガイド
翼に接続されており、複数の中空部材が、その両端で第
1と第2の円錐台ケーシング部材に固定され、該両端は
前記第1と第2の円錐台ケーシング部材の間で燃焼室組
立体を貫通して引張応力及び圧縮応力を伝達するように
隣接した燃焼室の間に延在し、かつ、燃焼室組立体を貫
通して加圧冷却流体を搬送するために前記円錐台ケーシ
ング部材に関連する通路装置に接続されていることを特
徴とする燃焼室組立体を提供する。
径の端部は、コンプレッサケーシングに固定されてい
る。
径の端部は、第1の円錐台ケーシングの上流端である。
径の端部は、燃焼室出口ガイド翼に固定されている。
径の端部は、第2の円錐台ケーシング部材の下流端であ
る。
台部材を包囲する。
径の端部は、環状ケーシングに対して配置されている。
径の端部は、位置決めドッグによって環状ケーシングに
対して配置されている。
台部材と環状ケーシングの大きな直径の端部を相互に接
続する。
台部材とケーシングの大きな直径の端部を相互に接続す
る。
断面においてC形状である少なくとも1つの部分を有す
る。
C形状である少なくとも1つの部分を有する。
装置及びタービン装置からなるガスタービンエンジンで
あって、コンプレッサ装置は、コンプレッサケーシング
を含み、燃焼装置は、ガスタービンエンジンの長手方向
軸線に関してほぼ半径方向に伸びている細長い複数の燃
焼室を含み、細長い燃焼室の半径方向の内端は、環状に
並ぶノズル翼を通じてタービン装置に燃焼ガスを排出す
るように配置され、第1の剛性円錐台ケーシング部材
が、燃焼装置の上流端でコンプレッサケーシングに接続
され、第2の剛性円錐台ケーシング部材が、燃焼装置の
下流端でノズルガイド翼に接続されており、複数の中空
部材の両端が、第1及び第2の円錐台ケーシング部材に
固定され該両端は前記第1と第2の円錐台ケーシング部
材の間で燃焼装置を貫通して引張応力および圧縮応力を
伝達するように隣接した燃焼室の間に延在し、かつ、コ
ンプレッサ装置からタービン装置へ加圧された冷却流体
を搬送するために円錐台ケーシング部材に関連する通路
装置に接続されている。
説明する。
ービンエンジンの概略図である。
通る矢印Xの方向の断面図である。
の断面図である。
る断面図である。
を通る矢印Wの方向の断面図である。
の断面図である。
向に、入口12と、コンプレッサ部分14と、燃焼室組立体
16と、タービン部分18と、動力タービン部分20と排出部
22とを有する。タービン部分18は、コンプレッサ部分14
を駆動するように配置され、動力タービン部分20は、軸
24を介して発電機26、または機械的な装置例えば、ポン
プを駆動する。ガスタービンエンジン10の動作は、まさ
に従来技術のものであり、さらに説明はしない。
されている。コンプレッサ部分14の軸方向の下流端部に
複数のコンプレッサ出口ガイド翼28が設けられており、
そのガイド翼28の半径方向内端部に環状室32の内面を画
成する内側環状壁30が固定されている。出口ガイド翼28
の半径方向外端部は、環状コンプレッサケーシング34に
固定され、環状コンプレッサケーシング34の下流端36
は、内側環状壁30の上流部分で拡散器38を画成する。場
合によっては、環状コンプレッサケーシング34と内側環
状壁30とは拡散器を画成する必要はない。内側環状壁30
の下流端は、燃焼室組立体16からタービン部分18へ高温
ガスを向ける燃焼室ノズルガイド翼40の半径方向内端に
固定される。
状燃焼室42を有する。管状の燃焼室42の軸線は、ガスタ
ービンエンジン10の長手方向の軸線に関してほぼ半径方
向に伸びるように配置される。管状燃焼室の上流の入口
端部は、半径方向の最外端部分にあり、下流の出口端部
は、それらの半径方向最内端にある。管状燃焼室42の各
々の上流端は、燃料噴射器46の空気入口44を有する。空
気入口44は、燃焼室42に流れ込む空気に渦巻き運動を付
与するためのスワーラを有する。複数の円筒形ケーシン
グ48が設けられ、各円筒形ケーシング48は、管状燃焼室
の各々のまわりに同軸状に配置され、各円筒形ケーシン
グ48は、環状エンジンケーシング52の各ボス54に固定さ
れる。各円筒形燃焼室42とその各円筒形ケーシング48と
の間に室50が形成される。
られ、その上流端は円形の断面を有する。遷移ダクト56
の各々の上流端は、管状の燃焼室42の対応する1つの下
流端のまわりにそれと同軸に配置されており、下流端は
ノズルガイド翼40に接続され、それを密封する。各遷移
ダクト56の下流端は、その半径方向内側及び外側の端部
で単一の壁58を備え、ノズルガイド翼40の半径方向内側
及び外側のプラットフォーム60面に摺動可能に嵌合す
る。半径方向の内壁58は、内側プラットフォーム60の半
径方向内側に配置されており、半径方向外壁58は、外側
のプラットフォーム60の半径方向外側に位置する。
して半径方向外側に伸びているブラケット62を有し、環
状エンジンケーシング52は複数の対のブラケット64を有
する。ピン70が、遷移ダクト56の上流端を環状エンジン
ケーシング52に旋回可能に取り付けるために同軸の開口
部66及び68を貫通している。弾性密封リング72が、各管
状燃焼室42の下流端と関連する遷移ダクト56の上流端と
の間の相対運動を可能にするように管状燃焼室42の各々
の下流端と各遷移ダクト56との間に位置している。旋回
可能な取り付け及び密封構成は1990年9月1日に出願さ
れた英国特許出願9019089号にさらに完全に説明されて
いる。
の軸線方向の上流に配置されており、第1の剛性円錐台
ケーシング部材74は、コンプレッサケーシング34の下流
端を包囲する。第1の剛性円錐台ケーシング部材74の小
さい直径の端部、即ち、上流端76はフランジを有し、ボ
ルトまたは他の適当な固定具でコンプレッサケーシング
34に固定されている。
42の軸線方向の下流に配置されており、第2の剛性円錐
台ケーシング部材80は、燃焼器ノズルガイド翼40を包囲
する。第2の剛性円錐台ケーシング部材80の小さい直径
の端部、即ち、下流端82はフランジを有し、ボルトまた
は他の適当な固定具でノズルガイド翼40に固定されてい
る。第2の剛性円錐台ケーシング部材80の下流端82は、
エンジンケーシング52及び第2の剛性円錐台ケーシング
部材80上の適当な位置決め固定具83によって環状のエン
ジンケーシング52に関して配置されている。
部材86が備えられている。各軸線方向に伸びる中空の部
材86の上流端は、第1の剛性円錐台ケーシング部材74の
下流端78に固定されており、各軸線方向に伸びる中空の
部材86の下流端は、第2の剛性円錐台ケーシング部材80
の上流端84に固定されている。各軸線方向に伸びる中空
の部材86は、隣接する管状の燃焼室42の間を通過するよ
うに円周方向に配置されている。第1と第2の剛性円錐
台ケーシング部材74及び80及び軸線方向に伸びる中空の
部材86の設置は、コンプレッサケーシング34とノズルガ
イド翼40との間で引張応力及び圧縮応力を伝達すること
を可能にする。これによって、相対的な位置を維持する
ためにコンプレッサケーシング34の熱膨張とノズルガイ
ド翼40の熱膨張を互いに結合することができ、温度の上
昇に伴ってノズルガイド翼の傾斜を減少させることがで
きる。第2の剛性円錐台ケーシング部材80の下流端82
は、コンプレッサ及びタービン静翼の外側を位置決めす
るように外側のエンジンケーシング52に関して位置が固
定されている。軸線方向に伸びる中空部材86により、コ
ンプレッサ14から抽気した冷却空気流をタービン18に供
給することができる。
ング部材74のフランジ付き下流端部78に固定されたフラ
ンジ付き半径方向内端部90と、環状エンジンケーシング
52に固定されたフランジ付き半径方向外端92とを有す
る。第1の環状可撓性部材88は、コンプレッサケーシン
グ34と環状エンジンケーシング52との間において熱膨張
の差を吸収するための半径方向及び軸線方向の可撓性を
与える適当な形状を有する。この実施例において、第1
の環状の可撓性部材88は、半径方向及び軸線方向の可撓
性を与えるために長手方向の断面はC形状の部分を有す
る。第2の環状の可撓性部材94は、第2の剛性円錐台ケ
ーシング部材80のフランジ付き上流端84に固定されたフ
ランジ付き半径方向内端部96と環状エンジンケーシング
52に固定されたフランジ付き半径方向外端98とを有す
る。第2の環状の可撓性部材94は、ノズルガイド翼40と
環状エンジンケーシング52との間の熱膨張の差を許容す
るために軸線及び半径方向の可撓性を与えるための適当
な形状を有する。この実施例において、第2の環状の可
撓性部材94は、長手方向の断面は、軸線方向に反対方向
の2つのC形状部分を有する。
ング部材74、第1の環状の可撓性部材88及び環状エンジ
ンケーシング52は、第2の環状室100を画成する。第2
の剛性円錐台ケーシング部材80、第2の環状の可撓性部
材94及び環状エンジンケーシング52は、第3の環状室10
2を画成する。軸線方向に伸びる中空の部材86は、第2
及び第3の環状室100及び102を相互に接続する通路を画
成する。環状エンジンケーシング52は、他の目的のため
に第2の環状室100から圧縮空気を供給するために1つ
またはそれ以上のブリードダクト106を有する。第1の
剛性円錐台ケーシング部材74、第1の環状可撓性部材8
8、第2の剛性円錐台ケーシング部材80、第2の環状可
撓性部材94及び軸線方向に伸びる中空の部材86は、環状
室32から室50に空気流を流すための通路108を画成す
る。
縮空気は出口ガイド翼28から矢印Aの方向に軸線方向に
排出され、環状室32内に拡散される。次に圧縮空気は、
通路108を通って管状燃焼室42と円筒形ケーシング48と
の間の室50に矢印Bに従って、半径方向外側に流れる。
空気の一部は、燃料を燃焼させるために管状燃焼室42内
に流れ込み、残りは燃焼室を冷却するために使用され
る。管状燃焼室42内でつくられた高温ガスは、矢印Cに
従って遷移ダクト56を通って流れノズルガイド翼40を通
ってタービン部分18に流れ込む。コンプレッサ部分14か
ら抽気される圧縮空気は、第2の室100に供給される。
圧縮空気の一部は、軸線方向に伸びる中空部材86の通路
104を通って第2の環状室100から第3の環状室102に供
給される。第3の環状室102の圧縮空気は、タービン部
分18を冷却するために使用される。また圧縮空気は、ダ
クト106を通って他の目的のために第2の環状室100から
供給される。
び軸線方向に伸びる中空の部材86は、コンプレッサケー
シング34とノズルガイド翼40を相互に接続してその間に
引張応力及び圧縮応力を伝達し、コンプレッサケーシン
グ34の熱膨張とノズルガイド翼40の熱膨張を相互に結合
する。第2の剛性円錐台ケーシング部材80の下流端は、
コンプレッサ静翼及びタービン静翼用の外側を位置決め
するため外側エンジンケーシング52に対し固定位置決め
されている。
は、第2図から第4図に示す第1実施例とほぼ同じであ
る。この実施例は、遷移ダクト156の上流端を管状エン
ジンケーシング52に取り付ける方法と、管状燃焼室142
の下流端と遷移ダクト156の上流端との間で相対的な運
動を可能にする方法において異なる。遷移ダクト156の
各々の上流端は、管状燃焼室142の対応するものの下流
端と同軸的に配置されている。遷移ダクト156の各々の
上流端は、対応する管状部材160内に軸線方向に摺動可
能に取り付けられている。管状部材160は、リング164に
固定されている一対の支持部材162によって対応する円
筒形ケーシング148に取り付けられている。リング164
は、各円筒形ケーシング148の第1及び第2の部分147及
び149のフランジ166と168との間に固定される。各管状
燃焼室142の下流端は、対応する円筒形部材160の円形の
穴に軸線方向に摺動可能に取り付けられている。支持部
材162は、空気流を室32から室50に及び管状燃焼室142の
上流端に流すことができるように図示しない開口部を備
えている。遷移ダクト156の上流端は、遷移ダクト156と
管状部材160との間の相対的な軸線方向の運動の量を制
限する多数のピン166を備えている。
したが、本発明は、輻流型ガスタービンエンジンに使用
することもできる。
Claims (25)
- 【請求項1】ガスタービンエンジン(10)の長手方向の
軸線に関してほぼ半径方向に伸びる複数の細長い燃焼室
(42)を有し、該燃焼室(42)の半径方向内端は環状に
配列されたノズルガイド翼(40)を通じてタービン(1
8,20)の燃焼ガスを排出するように配列されているガス
タービンの燃焼室組立体(16)において、第1の剛性円
錐台ケーシング部材(74)が燃焼室組立体(16)の上流
端に配置され、第2の剛性円錐台ケーシング部材(80)
が燃焼室組立体(16)の下流端で前記ノズルガイド翼
(40)に接続され、複数の中空部材(86)が隣接する前
記燃焼室(42)の間を伸びて両端が前記第1および第2
の円錐台ケーシング部材(74,80)にそれぞれ固定さ
れ、前記第1の円錐台ケーシング部材(74)と前記第2
の円錐台ケーシング部材(80)との間で引張応力および
圧縮応力を伝達するとともに、両端が前記第1および第
2の円錐台ケーシング部材(74,80)に関連する通路装
置(100,102)にそれぞれ接続されて、燃焼室組立体を
貫通して加圧冷却流体を搬送することを特徴とする燃焼
室組立体。 - 【請求項2】前記第1の円錐台ケーシング部材(74)の
小さい直径の端部(76)は、コンプレッサケーシング
(34)に固定されている請求項1に記載の燃焼室組立
体。 - 【請求項3】前記第1の円錐台ケーシング部材(74)の
小さい直径の端部(76)は、該第1の円錐台ケーシング
部材(74)の上流端である請求項1に記載の燃焼室組立
体。 - 【請求項4】前記第2の円錐台ケーシング部材(80)の
小さい直径の端部(82)は、燃焼室出口ガイド翼(40)
に固定されている請求項1に記載の燃焼室組立体。 - 【請求項5】前記第2の円錐台ケーシング部材(80)の
小さい直径の端部(82)は、該第2の円錐台ケーシング
部材(80)の下流端である請求項1に記載の燃焼室組立
体。 - 【請求項6】環状ケーシング(52)が前記第1及び第2
の円錐台部材(74,80)を包囲する請求項1に記載の燃
焼室組立体。 - 【請求項7】前記第2の円錐台ケーシング部材(80)の
小さい直径の端部(82)は、前記環状ケーシング(52)
に対して位置決めされている請求項6に記載の燃焼室。 - 【請求項8】前記第2の円錐台ケーシング部材(80)の
小さい直径の端部(82)は、位置決め固定具(83)によ
って前記環状ケーシング(52)に対して配置されている
請求項7に記載の燃焼室。 - 【請求項9】第1の環状の可撓性部材(88)が前記第1
の円錐台部材(74)の大きな直径の端部(78)と前記環
状ケーシング(52)とを相互に接続する請求項6に記載
の燃焼室組立体。 - 【請求項10】第2の環状の可撓性部材(94)が前記第
2の円錐台部材(80)の大きな直径の端部(84)と環状
ケーシング(52)とを相互に接続する請求項6に記載の
燃焼室組立体。 - 【請求項11】前記第1の環状の可撓性部材(88)は、
長手方向の断面においてC形状である少なくとも1つの
部分を有する請求項9に記載の燃焼室組立体。 - 【請求項12】前記第2の環状の可撓性部材(94)は、
長手方向の断面においてC形状である少なくとも1つの
部分を有する請求項10に記載の燃焼室組立体。 - 【請求項13】流れ方向に連続したコンプレッサ装置
(14)、燃焼装置(16)及びタービン装置(18,20)か
らなるガスタービンエンジン(10)であって、前記コン
プレッサ装置(14)は、コンプレッサケーシング(34)
を含み、前記燃焼装置(16)は長手方向にの軸線に関し
ては半径方向に伸びる複数の細長い燃焼室(42)を有
し、該燃焼室(42)の半径方向内端は環状に配列された
ノズルガイド翼(40)を通じてタービン(18,20)の燃
焼ガスを排出するように配列されているガスタービンに
おいて、第1の剛性円錐台ケーシング部材(74)が燃焼
装置(16)の上流端で前記コンプレッサケーシング(3
4)に接続され、第2の剛性円錐台ケーシング部材(8
0)が燃焼装置(16)の下流端で前記ノズルガイド翼(4
0)に接続され、複数の中空部材(86)が隣接する前記
燃焼室(42)の間を伸びて両端が前記第1および第2の
円錐台ケーシング部材(74,80)にそれぞれ固定され、
前記第1の円錐台ケーシング部材(74)と前記第2の円
錐台ケーシング部材(80)との間で引張応力および圧縮
応力を伝達するとともに、両端が前記第1および第2の
円錐台ケーシング部材(74,80)に関連する通路装置(1
00,102)にそれぞれ接続されて、燃焼装置を貫通して前
記コンプレッサ装置(14)から前記タービン装置(18,2
0)へ加圧冷却流体を搬送することを特徴とするガスタ
ービンエンジン。 - 【請求項14】前記第1の円錐台ケーシング部材(74)
の小さい直径の端部(76)は、前記コンプレッサケーシ
ング(34)に固定されている請求項13に記載のガスター
ビンエンジン。 - 【請求項15】前記第1の円錐台ケーシング部材(74)
の小さい直径の端部(76)は、該第1の円錐台ケーシン
グ部材(74)の上流端である請求項14に記載のガスター
ビンエンジン。 - 【請求項16】前記第2の円錐台ケーシング部材(80)
の小さい直径の端部(82)は、燃焼室出口ガイド翼(4
0)に固定されている請求項13に記載のガスタービンエ
ンジン。 - 【請求項17】前記第2の円錐台ケーシング部材(80)
の小さい直径の端部(82)は、第2の円錐台ケーシング
部材(80)の下流端である請求項16に記載のガスタービ
ンエンジン。 - 【請求項18】環状ケーシング(52)が前記第1及び第
2の円錐台部材(74,80)を包囲する請求項13に記載の
ガスタービンエンジン。 - 【請求項19】前記第2の円錐台ケーシング部材(80)
の小さい直径の端部(82)は、前記環状ケーシング(5
2)に対して位置決めされている請求項18に記載のガス
タービン。 - 【請求項20】前記第2の円錐台ケーシング部材(80)
の小さい直径の端部(82)は、位置決め固定具(83)に
よって前記環状ケーシング(52)に対して配置されてい
る請求項19に記載のガスタービンエンジン。 - 【請求項21】第1の環状の可撓性部材(88)が前記第
1の円錐台部材(74)の大きな直径の端部(78)と前記
環状ケーシング(52)とを相互に接続する請求項18に記
載のガスタービンエンジン。 - 【請求項22】前記第1の環状の可撓性部材(94)は、
長手方向の断面においてC形状である少なくとも1つの
部分を有する請求項21に記載のガスタービンエンジン。 - 【請求項23】第2の環状の可撓性部材(94)が前記第
2の円錐台部材(80)の大きな直径の端部(84)と環状
ケーシング(52)とを相互に接続する請求項18に記載の
ガスタービンエンジン。 - 【請求項24】前記第2の環状の可撓性部材(94)は、
長手方向の断面においてC形状である少なくとも一部分
を有する請求項23に記載のガスタービンエンジン。 - 【請求項25】前記ガスタービンエンジン(10)は、軸
流ガスタービンエンジンである請求項13から24のいずれ
か1項に記載のガスタービンエンジン。
Applications Claiming Priority (3)
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