JPH04283317A - 二重ドーム燃焼器 - Google Patents

二重ドーム燃焼器

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JPH04283317A
JPH04283317A JP3329711A JP32971191A JPH04283317A JP H04283317 A JPH04283317 A JP H04283317A JP 3329711 A JP3329711 A JP 3329711A JP 32971191 A JP32971191 A JP 32971191A JP H04283317 A JPH04283317 A JP H04283317A
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マーク・マイケル・グレヴィッキー
Jr Hubert S Roberts
ヒューバート・スミス・ロバーツ，ジュニア
Steven C Steffens
スチーブン・クレッグ・ステフェンス
Kevin W Pendery
ケヴィン・ウイリアム・ペンデリー
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  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービンエンジン燃
焼器に関し、特に二重ドーム燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジン、例えば、航空機
駆動用エンジンに用いる燃焼器は、通例、板金製燃焼ラ
イナと板金製燃焼ドーム組立体とを含んでいる。燃焼器
はガスタービンエンジン圧縮機から圧縮空気流を供給さ
れるので、圧縮空気流から圧力荷重を受け、この荷重は
、もし適切な補強構造支持手段を燃焼器に設けなければ
、燃焼器の変形と座屈を引起こす。
【０００３】さらに、圧縮機には周方向に相隔たる動翼
が含まれ、圧縮空気流に圧力パルスを与える。従って、
燃焼器はまた、このような圧力パルスに耐えて妥当な振
動寿命を得るように形成されなければならない。
【０００４】代表的なガスタービンエンジン燃焼器は単
一の環状ドームを含み、このドームは、空燃混合気を燃
焼器に送り込む複数の周方向に相隔たる気化器を有する
。各気化器は燃料を送り出すための従来の燃料噴射器と
、旋回空気を送り出して燃料と混ぜるための従来の通例
逆回り式のスワーラとを含む。このような単ドーム燃焼
器は、例えば、燃焼器ガスを適切に混合してほぼ均等の
燃焼器出口温度をもたらすために比較的大きな長さ対高
さの比を有する。長さ対高さの比を減らして重量と例え
ば窒素酸化物（ＮＯｘ　）排出物のような排気排出物と
を減らすために、二重ドーム形環状燃焼器が考慮されて
いる。
【０００５】二重ドーム環状燃焼器は半径方向外側およ
び内側ドームを含み、両ドームはそれぞれ複数の周方向
に相隔たる気化器を有する。各ドームはそれから下流に
延在する燃焼域を有し、各燃焼域は従来の単ドーム燃焼
器の長さ対高さの比にほぼ等しい長さ対高さの比を有す
る。しかし、二重ドーム燃焼器の全長は単ドーム燃焼器
の長さより少なくすることができる。なぜなら両燃焼域
は並列に並んで作用するからである。
【０００６】二重ドーム燃焼器は、通例表面積を大きく
した２つの半径方向延在ドームを有するので、両ドーム
は圧縮機から送給された圧縮空気流から比較的高い圧力
荷重を受ける。例えば、一設計では燃焼器の一例の二重
ドームに作用する軸方向圧力荷重は２００００ポンド（
約９１００ｋｇ）程度であり、これは、燃焼器が、許容
できないひずみと座屈を起こすことなくまた短過ぎる高
サイクル疲労寿命をもつことなく支承しなければならな
い実質的な荷重の大きさである。
【０００７】
【発明の目的】従って、本発明の目的はガスタービンエ
ンジン用の新規改良燃焼器を提供することである。
【０００８】本発明の他の目的は、圧縮空気流からの圧
力荷重に対処するためにドーム剛性を高めた新規改良二
重ドーム燃焼器を提供することである。
【０００９】本発明の他の目的は比較的少ない構成部を
もつ二重ドーム燃焼器を提供することである。
【００１０】本発明の他の目的は高サイクル疲労寿命を
長くした二重ドーム燃焼器を提供することである。
【００１１】
【発明の概要】ガスタービンエンジン用の二重ドーム燃
焼器が、外側および内側ライナに結合した第１および第
２ドームを有する。第１ドームと第２ドームとを２つの
荷重伝達構造経路により結合する手段を設けて第１およ
び第２ドームの剛性を高めることにより圧縮空気流から
の圧力荷重に対処する。一実施例において、結合手段は
、互いに固定された第１および第２ドームと、第１ドー
ムと第２ドームとを追加的に結合する第１および第２カ
ウルを有するドームカウルとを含む。
【００１２】本発明は、他の目的と利点とともに、添付
図面と関連する以下の詳述からさらに明らかとなろう。
【００１３】
【実施例の記載】図１は高バイパス・ターボファン・エ
ンジン１０の縦断面略図である。エンジン１０には従来
のファン１２が含まれ、第１カウル１４内に配置されて
おり、このカウルは入口１６を有して周囲空気流１８を
受入れる。ファン１２の下流には従来の低圧圧縮機（Ｌ
ＰＣ）２０が配置され、それに続いて直列連通状に、従
来の高圧圧縮機（ＨＰＣ）２２と、本発明の一実施例に
よる燃焼器２４と、従来の高圧タービンノズル２６と、
従来の高圧タービン（ＨＰＴ）２８と、従来の低圧ター
ビン（ＬＰＴ）３０とが配置されている。
【００１４】ＨＰＴ２８は高圧軸３２によりＨＰＣ２２
に従来のように連結されており、そしてＬＰＴ３０は従
来の低圧軸３４によりＬＰＣ２０に従来のように連結さ
れている。低圧軸３４はまたファン１２に従来のように
連結されている。エンジン１０は、高圧および低圧軸３
２、３４と同軸的に存在する縦方向中心線３６について
対称的である。
【００１５】ファンカウル１４は複数の周方向に相隔た
る従来の支柱４０により外側ケーシング３８に従来のよ
うに固定されかつそれから隔てられており、両者間に従
来の環状ファンバイパスダクト４２を画成している。外
側ケーシング３８はエンジン１０をＬＰＣ２０からＬＰ
Ｔ３０まで囲んでいる。従来の排気コーン４４がＬＰＴ
３０の下流においてケーシング３８から半径方向内方に
隔てられ、そして複数の従来の周方向に相隔たるフレー
ム支柱４６によりケーシング３８に連結されてエンジン
１０の環状コア出口４８を画成している。
【００１６】運転中、空気流１８はＬＰＣ２０とＨＰＣ
２２とにより圧縮され、次いで、圧縮空気流５０として
燃焼器２４に供給される。従来の燃料噴射手段５２によ
り燃料が燃焼器２４に送り込まれ、圧縮空気流５０と混
合し燃焼器２４内で燃焼を起こして燃焼排出ガス５４を
発生する。ガス５４はＨＰＴ２８とＬＰＴ３０を通流し
、そこでエネルギーが抽出されて高圧軸３２と低圧軸３
４が回転し、それぞれ、ＨＰＣ２２と、ＬＰＣ２０およ
びファン１２とを駆動する。
【００１７】図２は燃焼器２４の縦断面図である。燃焼
器２４の上流には従来のディフューザ５６が配置され、
ＨＰＣ２２から受入れた圧縮空気流５０の速度を減らし
てその圧力を高め、こうして加圧した空気流５０を燃焼
器２４に導く。
【００１８】燃焼器２４は中心線３６について同軸的に
配置した環状の外側ライナ５８と内側ライナ６０を含ん
でいる。ライナ５８、６０はそれぞれ上流端５８ａ、６
０ａと下流端５８ｂ、６０ｂを有する。下流端５８ｂ、
６０ｂはそれぞれ外側ケーシング３８と内側ケーシング
６２に従来のように固定された状態で連結され、この固
定は従来のボルトによってなされる。この構成により、
燃焼器２４は外側および内側ライナ下流端５８ｂ、６０
ｂだけで支持され、上流端５８ａ、６０ａは自由な状態
で支持されている。
【００１９】本発明による燃焼器２４は、半径方向外側
の環状の第１ドームまたはパイロットドーム６４と、半
径方向内側の環状第２ドームまたは主ドーム６６とを含
み、第２ドーム６６は第１ドーム６４のほぼ半径方向内
方に配置されている。
【００２０】図３は燃焼器２４の上流端部を詳細に示す
。第１ドーム６４には環状の半径方向外端または外縁６
４ａが含まれ、複数のの周方向に相隔たる従来のボルト
６８とそれぞれのナットにより外側ライナ上流端５８ａ
に従来のように固定されている。第１ドーム６４にはま
た環状の半径方向内端または内縁６４ｂが含まれ、外端
６４ａから半径方向内方に隔たっている。複数の周方向
に相隔たる第１孔７０が第１ドーム６４に配設され、各
孔は従来の第１環状邪魔板７２を受入れており、この邪
魔板は例えばろう付けにより第１ドーム６４に固定され
ている。複数の従来の第１気化器７４がそれぞれに対応
する第１孔７０内に配置されている。
【００２１】さらに詳述すると、各第１気化器７４には
従来の逆回り式ドームカップまたはスワーラ７６が含ま
れ、第１邪魔板７２に例えばろう付けされることにより
ドーム第１孔７０と連通するように第１ドームに固定さ
れている。各第１気化器７４はまた従来の第１燃料噴射
器７８を含み、この燃料噴射器は第１スワーラ７６内に
従来のように滑動自在に配置されそして燃料噴射手段５
２の燃料ステム８０（図２参照）と一体に結合されてい
る。
【００２２】第２ドーム６６は第１ドーム６４から半径
方向内方に離隔し、そして環状の半径方向外端または外
縁６６ａと、環状の半径方向内端または内縁６６ｂとを
有し、第２ドーム内端６６ｂは第２ドーム外端６６ａか
ら半径方向内方に隔たっている。第２ドーム内端６６ｂ
は複数の周方向に相隔たるボルト８２により内側ライナ
上流端６０ａに従来のように固定されている。第２ドー
ム６６にはまた複数の周方向に相隔たる第２孔８４が配
設され、従来の環状第２邪魔板８６を受入れており、第
２邪魔板は例えばろう付けにより第２孔８４内に固定さ
れている。複数の従来の第２気化器８８がそれぞれに対
応するドーム第２孔８４と連通するように配置されてい
る。各第２気化器８８には従来の逆回り式第２ドームカ
ップまたは第２スワーラ９０が含まれ、第２邪魔板８６
に例えばろう付けされることにより第２ドーム６６に固
定されている。各第２気化器８８はまた従来の第２燃料
噴射器９２を含み、この燃料噴射器は第２スワーラ９０
内に従来のように滑動自在に配置されそして燃料ステム
８０（図２参照）と一体のものとしてそれから突出して
いる。
【００２３】内側ライナ６０は外側ライナ５８から半径
方向内方に離隔し、両ライナ間に、第１および第２ドー
ム６４、６６それぞれから下流方向に延在する第１およ
び第２燃焼域９４、９６を画成している。
【００２４】本発明によれば、第１ドーム６４と第２ド
ーム６６とを結合して第１および第２ドーム６４、６６
の軸方向すなわち縦方向剛性を高めることにより圧縮空
気流５０からの圧力荷重に対処するための結合手段が設
けられ、総体的に符号９８で示されている。図２に示す
ように、ディフューザ５６から出た圧縮空気流５０は第
１および第２ドーム６４、６６の上流側表面に衝突し、
圧力合力Ｆｐ　として図解的に示した圧力荷重を発生す
る。燃焼器２４の一設計では、第１および第２ドーム６
４、６６に作用する圧力合力Ｆｐ　は約２００００ポン
ド（約９１００ｋｇ）である。これは、燃焼器２４、特
に第１および第２ドーム６４、６６が、許容できない曲
げ変形を起こすことなくまた短過ぎる高サイクル疲労寿
命をもつことなく支承しなければならない実質的な圧力
合力値である。図２に示した実施例では、燃焼器２４は
後部支持型で外側および内側ライナの下流端５８ｂ、６
０ｂにおいて支持されているので、燃焼器２４の前端に
は、圧力荷重Ｆｐ　を部分的に支承するためにこの実施
例において用い得る支持手段は設けられていない。
【００２５】第１および第２ドーム６４、６６の曲げ剛
性を高めるために、結合手段９８は第１構造経路を含み
、この経路では、例えば、第１ドーム内端６４ｂが図３
に示すように第２ドーム外端６６ａに連結されてドーム
中央支持部１００を形成する。この実施例では、第１お
よび第２ドーム６４、６６は一体の単一部材からなり、
両ドーム間の連接部がドーム中央支持部１００をなして
第１ドーム６４と第２ドーム６６とを堅固に連結する。 第２構造経路１０２もまた第１および第２ドーム６４、
６６を結合するもので、少なくとも部分的に第１構造経
路（１００）から離れている。従って、第１および第２
ドーム６４、６６間に、少なくとも部分的に相隔たる２
つの構造経路を設けることにより、外側および内側ライ
ナ５８、６０間の第１および第２ドーム６４、６６の縦
方向剛性を高めて圧力合力Ｆｐ　にさらに良く対処でき
るので、許容し得ない曲げ変形は起こらない。
【００２６】図２と図３に示した本発明の実施例では、
例えば、結合手段第２構造経路１０２は第１および第２
ドーム６４、６６の上流に配置した環状ドームカウル（
やはり１０２で表してある）を含むことが好ましい。
【００２７】さらに詳述すると、ドームカウル１０２は
環状の半径方向外側第１カウルまたは第１部分１０４を
含み、この第１カウルは、第１ドーム６４の上流にエン
ジン中心線３６について同軸的に配置されている。第１
カウル１０４は、ボルト６８で第１ドーム外端６４ａに
固定した半径方向外端１０４ａと、第１カウル外端１０
４ａから半径方向内方に隔たりそしてドーム中央支持部
１００に固定された半径方向内端１０４ｂとを有する。
【００２８】ドームカウル１０２はまた、第２ドーム６
６の上流にエンジン中心線３６について同軸的に配置し
た環状の半径方向外側第２カウルまたは第２部分１０６
を有する。第２カウル１０６は、ドーム中央支持部１０
０に固定した半径方向外端１０６ａと、カウル外端１０
６ａから半径方向内方に隔たりそしてボルト８２により
第２ドーム内端６６ｂに固定された半径方向内端１０６
ｂとを有する。好適実施例では、第１および第２カウル
１０４、１０６は好ましくは互いに一体であり、そして
ドームカウル１０２は一体の鋳造部材で、実質的に均等
な厚さｔを有し、この厚さは、通例燃焼器で利用される
従来の板金の厚さより大きい。これはドームカウル１０
２の剛性を高めるためである。ドームカウル１０２の剛
性をさらに高めるために、第１および第２カウル１０４
、１０６はそれらの従来の周知の慣性モーメントを増す
ために縦方向断面形がほぼ弧状になっている。好適実施
例では、第１および第２カウル１０４、１０６はそれぞ
れ上流向きに概して凸形になっている。これは剛性を高
めかつドームカウル１０２を空力形状にして圧縮空気流
５０を燃焼器２４内とその外面上に好適に導くためであ
る。
【００２９】従って、ドームカウル１０２は縦断面が概
してＷ形の部材であり、第１カウル外端１０４ａと第２
カウル内端１０６ｂとにおいて第１および第２ドーム６
４、６６に固定され、またドーム中央支持部１００にお
いて複数の周方向に相隔たる従来のボルト１０８により
固定されている。ボルト１０８は、第１カウル内端１０
４ｂと第２カウル外端１０６ａとを、第１ドーム内端６
４ｂと第２ドーム外端６６ａに形成されたドーム中央支
持部１００に固定している。従って、本発明によるドー
ムカウル１０２は、第１および第２ドーム６４、６６に
作用する圧力合力Ｆｐ　からの荷重の一部をそれぞれ外
側および内側ライナ５８、６０にそしてさらに外側およ
び内側ケーシング３８、６２に伝達する第２構造経路と
なる。圧力合力Ｆｐ　からの荷重の残部は第１および第
２ドーム６４、６６を経て外側および内側ライナ５８、
６０に伝達される。
【００３０】ドームカウル１０２はさらに、圧縮空気流
５０の第１部分５０ａを受入れる複数の周方向に相隔た
る第１入口または第１孔１１０を有し、各入口１１０は
対応する第１ドーム孔７０および第１気化器７４と、第
１気化器軸方向中心線１１２について軸方向に整合して
いる。第２カウル１０６は圧縮空気流５０の第２部分５
０ｂを受入れる複数の周方向に相隔たる第２入口または
第２孔１１４を有し、各入口１１４は対応する第２ドー
ム孔８４および第２気化器８８と第２気化器軸方向中心
線１１６について軸方向に整合している。
【００３１】各第１気化器７４は燃料を第１燃料噴射器
７８から受入れるとともに圧縮空気流第１部分５０ａを
受入れて第１空燃混合気１１８を第１燃焼域９４に送り
込む。各第２気化器８８は燃料を第２燃料噴射器９２か
ら受入れるとともに圧縮空気流第２部分５０ｂを受入れ
て第２空燃混合気１２０を第２燃焼域９６に送り込む。
【００３２】図２に示すように、第１空燃混合気１１８
は第１燃焼域すなわちパイロット域９４内で従来のよう
に点火され、この点火により第２燃焼域すなわち主燃焼
域９６内の第２空燃混合気１２０が点火される。第２燃
焼域９６は第１燃焼域９４に向かって先細になっており
、共に燃焼ガス５４を発生する。
【００３３】第１および第２燃焼域９４、９６をさらに
画成しかつ剛性をさらに高めるために、結合手段９８は
さらに環状中央体１２２を含み、この中央体は図３に詳
細に示すように第１および第２ドーム６４、６６にドー
ム中央支持部１００において固定されている。
【００３４】中央体１２２は好ましくは中空であり、そ
して外壁１２４と、この外壁から半径方向内方に隔たっ
た内壁１２６とを含み、両壁はエンジン中心線３６につ
いて同軸的に配置されて環状中央体プレナム１２８を画
成している。中央体１２２はまた、上流方向に面した半
径方向延在後壁１３０を含み、この後壁は第１および第
２ドーム６４、６６にドーム中央支持部１００において
固定されている。好適実施例では、第１ドーム内端６４
ｂと第２ドーム外端６６ａは、中央体後壁１３０と、第
１カウル内端１０４ｂおよび第２カウル外端１０６ａと
の間に挟まれており、ボルト１０８がこれらの構成部を
一緒に固定している。従って、ボルト１０８はドームカ
ウル１０２と中央体１２２とをドーム中央支持部１００
において第１および第２ドーム６４、６６に固定して第
１および第２ドーム６４、６６の剛性を高める。
【００３５】また好適実施例では、ドームカウル１０２
は複数の周方向に相隔たる第３入口または第３孔１３２
を含み、これらの第３入口は図４に詳細に示すように周
方向においてボルト１０８相互間に配設されている。第
３入口１３２はまた半径方向において第１および第２入
口１１０、１１４間に配設されており、圧縮空気流の第
３部分５０ｃ（図３参照）を受入れる。
【００３６】再び図３を参照するに、中央体１２２には
また複数の周方向に相隔たる入口１３４が後壁１３０に
配設され、第３入口１３２から、第１ドーム内端６４ｂ
と第２ドーム外端６６ａとにおいてドーム中央支持部１
００を貫通したそれぞれの遷移口１３６を経て受入れら
れた圧縮空気流第３部分５０ｃを中央体プレナム１２８
に導入する。周方向に相隔たる複数の出口１３８が中央
体の外壁１２４と内壁１２６とに配設され、圧縮空気流
第３部分５０ｃを第１および第２燃焼域９４、９６内に
放出する。中央体出口１３８は、中央体１２２のフィル
ム冷却に役立ちかつ１次燃焼空気および（または）希釈
空気を第１および第２燃焼域９４、９６内に従来のよう
に送り込む任意の従来の穴の形態を取り得る。
【００３７】中央体１２２が後壁１３０を含む好適実施
例では、ほぼ軸方向に延在するボルト１０８により中央
体１２２を簡単に取付けることができる。従って、第１
および第２ドーム６４、６６と、中央体１２２と、第１
および第２気化器７４、８８の組立てが比較的容易にな
る。また、この構成により、第１および第２気化器７４
、８８は、中央体１２２に妨害されないように、また半
径方向に延在するボルトが中央体１２２を貫通する場合
にはあり得ないような優れた接近可能性が得られるよう
に、燃焼器２４内に好適に配向され得る。
【００３８】従って、好適実施例では、第１および第２
気化器軸方向中心線１１２、１１６は互いに平行でない
ように配向される。さらに詳述すると、第１気化器軸方
向中心線１１２はエンジン中心線３６と燃焼器外側ライ
ナ５８とにほぼ平行に向けられ、第１空燃混合気１１８
をほぼ軸方向に下流方向に導く。燃焼器内側ライナ６０
は図２と図３に示すようにエンジン中心線３６と燃焼器
外側ライナ５８とに対して半径方向上方に傾斜している
ことが好ましく、そして第２気化器軸方向中心線１１６
は内側ライナ６０にほぼ平行に向けられ、第２燃焼域９
６内の第２空燃混合気１２０を第１燃焼域９４の方に向
けて出口温度分布を良くしかつ内側ライナの寿命を長く
する。
【００３９】ドームカウルの第１、第２および第３入口
１１０、１１４、１３２は、好ましくは、それぞれ適量
の圧縮空気流第１、第２および第３部分５０ａ、５０ｂ
、５０ｃを導くような形状と寸法にされる。例えば、好
適実施例では、それぞれの入口に導入される圧縮空気流
部分５０ａ、５０ｂ、５０ｃの量を最大にするとともに
ドームカウル１０２の剛性を保つために、第１入口１１
０は好ましくは円形であり、そして第２および第３入口
１１４、１３２は好ましくは長方形で、長い方の寸法が
周方向に延在する。さらに、第１、第２および第３入口
１１０、１１４、１３２は、好ましくは、ディフューザ
５６に面し、そしてそれぞれ圧縮空気流の第１、第２お
よび第３部分５０ａ、５０ｂ、５０ｃを直接受入れるよ
うにディフューザ５６と整合される。第１および第２カ
ウル１０４、１０６は概して凸形であるから、剛性が高
く、また好適な弧状境界を呈して圧縮空気流５０の第４
部分５０ｄを空力的に円滑にドームカウル１０２の周囲
にそして両ライナ５８、６０の外面上に導き両ライナを
冷却する。
【００４０】図４と図５と図６に示すように、ドームカ
ウル１０２を含む結合手段９８は好ましくはさらに複数
の周方向に相隔たる半径方向延在支柱またはウエブ１４
０を含み、これらの支柱は第１および第２カウル１０４
、１０６に固定されている。さらに詳述すると、各支柱
４０は第１部分１４０ａと第２部分１４０ｂと第３部分
１４０ｃを有する。第１部分１４０ａは第１カウル１０
４から下流にかつ第１カウルの外端１０４ａと内端１０
４ｂとの間に延在し、第２部分１４０ｂは第２カウル１
０６から下流にかつ第２カウルの外端１０６ａと内端１
０６ｂとの間に延在し、第３部分１４０ｃはドーム中央
支持部１００から上流にかつ第１カウル１０４と第２カ
ウル１０６との間に延在する。各支柱の第１、第２およ
び第３部分１４０ａ、１４０ｂ、１４０ｃは好ましくは
互いに共線的にかつドームカウル１０２と一体の鋳造部
材として形成される。
【００４１】支柱１４０は周方向において比較的薄くそ
して縦軸方向において比較的広いので、ドームカウル１
０２の慣性モーメント、従って、縦方向面における剛性
を増して圧力合力Ｆｐ　の支承を助ける。第１および第
２ドーム６４、６６の剛性をさらに高める必要のある本
発明の代替実施例の場合、図５に破線で示した任意の支
柱延長部１４０ｄを第１および第２カウル１０４、１０
６それぞれから半径方向外方および内方に延在するよう
に設け得る。
【００４２】図６は、隣接構成部から除去したドームカ
ウル１０２の一部分だけを示す。一体鋳造部材の好適形
態では、支柱１４０を含むドームカウル１０２は単一物
で、外側および内側ライナ５８、６０と第１および第２
ドーム６４、６６の組立てを容易にする。ドームカウル
１０２は単一の３６０度部材、または適当に結合した２
個の１８０度部材、あるいはもっと弧状の部分からなる
ものでよい。しかし、全ての場合、第１および第２カウ
ル１０４、１０６と支柱１４０は縦方向面においては一
体部材として形成されることが好ましい。
【００４３】ドームカウル１０２はボルト６８、８２、
１０８をそれぞれ受入れる補孔６８ａ、８２ａ、１０８
ａを有する。図６に示すように、第１および第２入口１
１０、１１４は互いに半径方向に整合し、対応する燃料
ステム８０と第１および第２燃料噴射器７８、９２（図
示せず）を受入れる。第３入口１３２も第１および第２
入口１１０、１１４とほぼ半径方向に整合し、第１、第
２および第３入口１１０、１１４、１３２は支柱１４０
により隣接入口１１０、１１４、１３２から隔てられて
いる。第１カウル外端１０４ａと第２カウル内端１０６
ｂの弧状輪郭は圧縮空気流第４部分５０ｄに対して空力
的に滑らかな輪郭である。そして第１および第２カウル
１０４、１０６の第１および第２入口１１０、１１４か
らの後ろ向き表面は互いに先細になっており、圧縮空気
流第３部分１４０ｃを第３入口１３２に滑らかに導入す
る。
【００４４】図７〜図９は本発明の代替的な第２実施例
である。説明の便宜上、図７〜図９に示した第２実施例
において、前述の第１実施例における諸要素と実質的に
同じものは同符号で表してある。この第２実施例では、
半径方向内方に延在する第１支持棒１４２が、従来の第
１スワーラ７６に固定された近接端１４２ａと、末端１
４２ｂとを有する。また、半径方向内方に延在する第２
支持棒１４４が、従来の第２スワーラ９０に固定された
近接端１４４ａと、末端１４４ｂとを有する。第１およ
び第２支持棒１４２、１４４はそれぞれ第１および第２
スワーラ７６、９０と一体に鋳造されることが好ましい
。
【００４５】この実施例では、環状の概してＵ形の中央
体１４６が第１および第２ドーム６４、６６にドーム中
央支持部１４８において固定されている。さらに詳述す
ると、ドーム中央支持部１４８は、第１ドーム内端６４
ｂに上流端を固定した中央体外壁１２４と、第２ドーム
外端６６ａに上流端を固定した中央体内壁１２６とによ
り構成され、この固定は複数本の周方向に相隔たる半径
方向延在ボルト１５０によりなされる。中央体１４６は
また、圧縮空気流第３部分５０ｃを受入れる後方に面し
た環状入口１５２を有する。
【００４６】また、この実施例では、結合手段第１構造
経路は、ボルト１５０により中央体１４６を介して互い
に結合された第１ドーム内端６４ｂと第２ドーム外端６
６ａとを含む。第１および第２ドーム６４、６６を結合
する第２構造経路は、末端１４２ｂ、１４４ｂにおいて
ろう付けにより互いに固定された第１および第２支持棒
１４２、１４４を含み、このろう付けは、図９に示すよ
うに、第１および第２支持棒１４２、１４４間にろう材
料１５４を溶着するものである。第１および第２スワー
ラ７６、９０も第１および第２邪魔板７２、８６にろう
付けされ、またこれらの邪魔板も第１および第２ドーム
６４、６６にろう付けされているので、第１および第２
支持棒１４２、１４４は、圧力合力Ｆｐ　からの荷重を
第１および第２ドーム６４、６６を介して外側および内
側ライナ５８、６０に伝達する第２構造経路をなす。
【００４７】この実施例では、中央体１４６の上流端は
、図９に示すように、複数の周方向に相隔たる概してＵ
形の凹み１５５を有し、各凹みは周方向に延在し、１対
の第１および第２棒１４２、１４４を受入れている。 それゆえ、第１および第２棒１４２、１４４は中央体１
４６に対して軸方向上流と半径方向とに自由に移動でき
るので、棒と中央体間の熱差動が可能である。
【００４８】本発明のこの実施例では、ボルト１５０が
半径方向に延在するので、中央体１４６を第１および第
２ドーム６４、６６に組み付けるために第１および第２
気化器７４、８８間に接近できるようにしなければなら
ないことに注意されたい。この実施例では、第１および
第２気化器中心線１１２、１１６は互いに平行である。 また、この実施例では、２つの従来の環状板金カウル１
５６がそれぞれボルト６８、８２により外側および内側
ライナ５８、６０に結合されていることに注意されたい
。これらのカウル１５６は第１および第２ドーム６４、
６６間の荷重伝達経路になっていない。
【００４９】図１０〜図１２には本発明の第３実施例を
示す。この実施例は図７〜図９に示した第２実施例と概
して同様であるが、次の点で異なる。すなわち、前述の
中央体１２２のような中央体が利用され、また第１およ
び第２棒１４２、１４４がやはり互いにろう付けされ、
そして中央体１２２に対して半径方向に自由に動くが中
央体１２２に対する軸方向の動きは拘束されるように配
置される。これを達成するには、複数の周方向に相隔た
る支持ブラケット１５８をドーム中央支持部１００にお
いて第１および第２ドーム６４、６６と中央体１２２と
に固定すればよい。各ブラケット１５８は周方向に延在
する凹み１６０を有し、この凹みは２つの相隔たるフラ
ンジ１６２と、それらと一体に形成された段付き後壁１
６４とによって画成されている。各ブラケット１５８は
１対のボルト１０８によりドーム中央支持部１００に固
定されており、第１および第２棒１４２、１４４を凹み
１６０内で軸方向に捕捉する。支持支持棒１４２、１４
４とブラケット凹み１６０との間の間隙は予め小さく定
められているので、棒１４２、１４４は半径方向に比較
的自由に動き得るが、軸方向の動きは拘束される。この
実施例でも、従来の板金カウル１５６が用いられている
ことに注意されたい。
【００５０】図７と図１０に示した本発明の両代替実施
例では、支持棒１４２、１４４は第１および第２ドーム
６４、６６間の追加構造経路となりそれらの剛性を高め
る。しかし、図３に示した本発明の好適な第１実施例は
、例えば、従来の気化器７４、８８を新しいドームカウ
ル１０２とともに用いて第１および第２ドーム６４、６
６に追加的な剛性を与え、この追加剛性は図７と図１０
に示した実施例によって与え得る剛性より大きい。
【００５１】図３の実施例はまた比較的簡単であり、一
体のドームカウル１０２を利用できる。代替的に、ドー
ムカウル１０２は、互いに適当に結合される周方向部片
、例えば１８０度部片で形成できる。好適実施例におけ
る軸方向向きのボルト１０８の使用により、構成部の組
立てが改良されるとともに、前述のように第１および第
２気化器７４、８８の好適な配向が可能である。上記の
第１実施例では、その好適要素の幾つかまたは全てを用
いることにより様々な度合いの剛性増大を実現できる。 ドームカウル１０２だけでも、カウルとドームとの組立
体の曲げ慣性モーメントを増すことにより剛性が増大し
、この慣性モーメントはドームカウル１０２の肉厚（ｔ
）が比較的薄くても増大する。ドームカウル１０２は好
ましくは鋳造部材であり、従って、その厚さを増すこと
は比較的容易であるから、そうすることにより剛性をさ
らに高め得る。支柱部分の少なくとも一つまたは全て、
例えば、１４０ａ、１４０ｂおよび（または）１４０ｃ
と任意の支柱延長部１４０ｄを用いてカウルとドームと
の組立体の剛性を様々な程度に高め得る。さらにまた、
中央体１２２を前述のようにドームカウル１０２にボル
ト止めすることによりカウルとドームとの組立体の剛性
をさらに高めることができる。
【００５２】以上、本発明の好適実施例と考えられるも
のを説明したが、それらの様々な改変が本発明の範囲内
で可能であることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による燃焼器を含む高バイパ
スターボファンエンジンの縦方向中心線に沿う断面略図
である。
【図２】図１に示した燃焼器と隣接構造体の拡大縦断面
図である。
【図３】本発明の好適実施例による図２に示した燃焼器
の上流端部の拡大縦断面図で、図４の線３ー３に沿う断
面図である。
【図４】図３に示した燃焼器の一部分を線４ー４に沿っ
て下流方向に見た横方向部分断面図である。
【図５】図４に示した燃焼器部分の縦断面図で、ドーム
カウル構造支柱を通る線５ー５に沿う断面図である。
【図６】図３に示したドームカウルの一部分の斜視図で
ある。
【図７】本発明の第２実施例による燃焼器を図８の線７
ー７に沿って切断し後ろ向きに見た横方向部分断面図で
ある。
【図８】図７に示した本発明の第２実施例の一部の線８
ー８に沿う縦断面図である。
【図９】図７に示した燃焼器の一部分を線９ー９に沿っ
て切断し半径方向に見た部分断面図である。
【図１０】本発明の第３実施例を図１１の線１０ー１０
に沿って切断し後ろ向きに見た横方向部分断面図である
。
【図１１】図１０に示した本発明の第３実施例の線１１
ー１１に沿う縦断面図である。
【図１２】図１０に示した本発明の第３実施例の一部分
を線１２ー１２に沿って横断し半径方向に見た断面図で
ある。
【符号の説明】
２４　　燃焼器 ５８　　外側ライナ ６０　　内側ライナ ６４　　第１ドーム ６６　　第２ドーム ７４　　第１気化器 ７６　　第１スワーラ ８８　　第２気化器 ９０　　第２スワーラ ９４　　第１燃焼域 ９６　　第２燃焼域 ９８　　結合手段 １００　　ドーム中央支持部 １０２　　ドームカウル １０４　　第１カウル １０６　　第２カウル １１０　　第１入口 １１４　　第２入口 １２２　　中央体 １２４　　外壁 １２６　　内壁 １２８　　環状中央体プレナム １３０　　後壁 １３２　　第３入口 １３４　　中央体入口 １３８　　中央体出口 １４０　　支柱 １４２　　第１支持棒 １４４　　第２支持棒 １４６　　中央体 １４８　　ドーム中央支持部 １５８　　ブラケット １６０　　凹み

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　圧縮空気流を発生する圧縮機を有する
    ガスタービンエンジン用の燃焼器において、外側ライナ
    と、この外側ライナから離隔した内側ライナと、前記外
    側ライナに固定した外端とこの外端から離隔した内端と
    複数の周方向に隔設した第１孔とを有する第１ドームと
    、この第１ドームから離隔し、そして外端とこの外端か
    ら離隔しそして前記内側ライナに固定した内端と複数の
    周方向に隔設した第２孔とを有する第２ドームとを設け
    、前記外側ライナと前記内側ライナとの間に前記第１お
    よび第２ドームの下流にそれぞれ位置する第１および第
    ２燃焼域を画成し、また、前記第１ドームと前記第２ド
    ームとを２つの荷重伝達構造経路により結合して前記第
    １および第２ドームの剛性を高めて前記圧縮空気流から
    の圧力荷重に対処する結合手段を設けた燃焼器。
  2. 【請求項２】　　前記結合手段は、前記第２ドーム外端
    に固定されてドーム中央支持部を形成する前記第１ドー
    ム内端を含む第１構造経路と、前記第１構造経路から少
    なくとも部分的に離隔しそして前記第１ドームを前記第
    ２ドームに固定的に結合する第２構造経路とをさらに含
    む、請求項１記載の燃焼器。
  3. 【請求項３】　　前記結合手段の第２構造経路は環状ド
    ームカウルからなり、このドームカウルは環状第１カウ
    ルと環状第２カウルとを含み、前記第１カウルは前記第
    １ドームの上流に配置され、そして前記第１ドーム外端
    に固定した外端と、この第１カウル外端から離隔しそし
    て前記ドーム中央支持部に固定した内端とを有し、前記
    第２カウルは前記第２ドームの上流に配置され、そして
    前記ドーム中央支持部に固定した外端と、この第２カウ
    ル外端から離隔しそして前記第２ドーム内端に固定した
    内端とを有する、請求項２記載の燃焼器。
  4. 【請求項４】　　前記第１および第２カウルはそれぞれ
    縦方向断面が概して弧状である、請求項３記載の燃焼器
    。
  5. 【請求項５】　　前記第１および第２カウルはそれぞれ
    上流向きに凸形である、請求項４記載の燃焼器。
  6. 【請求項６】　　前記ドームカウルは一体の鋳造部材で
    ある、請求項４記載の燃焼器。
  7. 【請求項７】　　前記第１カウルは、前記圧縮空気流の
    第１部分を受入れる複数の周方向に相隔たる第１入口を
    含み、各第１入口は前記第１ドーム孔の対応するものと
    軸方向に整合して第１軸方向中心線を画成し、前記第２
    カウルは、前記圧縮空気流の第２部分を受入れる複数の
    周方向に相隔たる第２入口を含み、各第２入口は前記第
    ２ドーム孔の対応するものと軸方向に整合して第２軸方
    向中心線を画成している、請求項４記載の燃焼器。
  8. 【請求項８】　　複数の第１気化器と複数の第２気化器
    とをさらに含み、各第１気化器は前記第１軸方向中心線
    と同軸的に前記第１ドーム孔の対応孔内に配置されて前
    記圧縮空気流第１部分を受入れそして第１空燃混合気を
    前記第１燃焼域に送り込み、各第２気化器は前記第２軸
    方向中心線と同軸的に前記第２ドーム孔の対応孔内に配
    置されて前記圧縮空気流第２部分を受入れそして第２空
    燃混合気を前記第２燃焼域に送り込む、請求項７記載の
    燃焼器。
  9. 【請求項９】　　前記ドームカウルは、前記第１および
    第２カウルに固定した複数のの周方向に相隔たる半径方
    向延在支柱をさらに含む、請求項８記載の燃焼器。
  10. 【請求項１０】　　前記結合手段は前記ドーム中央支持
    部において前記第１および第２ドームに固定した環状中
    央体をさらに含む、請求項８記載の燃焼器。
  11. 【請求項１１】　　前記中央体は中空であり、そして外
    壁と、この外壁から離隔して中央体プレナムを画成する
    内壁と、前記ドーム中央支持部において前記第１および
    第２ドームに固定した上流に面する半径方向延在後壁と
    を含む、請求項１０記載の燃焼器。
  12. 【請求項１２】　　前記ドームカウルは、前記第１およ
    び第２入口間に半径方向に配置されて前記圧縮空気流の
    第３部分を受入れる複数の周方向に相隔たる第３入口を
    さらに含み、また前記中央体は、前記後壁に配置されて
    前記圧縮空気流第３部分を前記中央体プレナムに導入す
    る複数の周方向に相隔たる入口と、前記中央体の内外両
    壁に配置されて前記圧縮空気流第３部分を前記第１およ
    び第２燃焼域内に放出する複数の周方向に相隔たる出口
    とをさらに含む、請求項１１記載の燃焼器。
  13. 【請求項１３】　　前記第１および第２軸方向中心線は
    互いに平行でない請求項１２記載の燃焼器。
  14. 【請求項１４】　　前記燃焼器内側ライナは前記燃焼器
    外側ライナに対して傾斜しており、そして前記第２軸方
    向中心線は前記内側ライナにほぼ平行に整合されて前記
    第２燃焼域内の前記第２空燃混合気を前記第１燃焼域に
    向ける、請求項１２記載の燃焼器。
  15. 【請求項１５】　　前記ドームカウル第１入口は円形で
    あり、そして前記ドームカウルの第２および第３入口は
    長方形である、請求項１２記載の燃焼器。
  16. 【請求項１６】　　前記ドームカウルは、前記第１およ
    び第２カウルに固定した複数の周方向に相隔たる半径方
    向延在支柱をさらに含む、請求項１２記載の燃焼器。
  17. 【請求項１７】　　各支柱は、前記第１カウルから下流
    にかつ前記第１カウルの内外両端間に延在する第１部分
    と、前記第２カウルから下流にかつ前記第２カウルの内
    外両端間に延在する第２部分と、前記ドーム中央支持部
    から上流にかつ前記第１および第２カウル間に延在する
    第３部分とを含む、請求項１６記載の燃焼器。
  18. 【請求項１８】　　前記ドームカウルと前記支柱は一体
    の鋳造部材である、請求項１７記載の燃焼器。
  19. 【請求項１９】　　前記燃焼器外側および内側ライナは
    下流端を有し、そして前記燃焼器は前記外側および内側
    ライナ下流端でのみ支持され得る、請求項１８記載の燃
    焼器。
  20. 【請求項２０】　　前記結合手段は、各々が前記ドーム
    第１孔と連通するように前記第１ドームに固定された第
    １スワーラを含む複数の第１気化器と、各々が前記ドー
    ム第２孔と連通するように前記第２ドームに固定された
    第２スワーラを含む複数の第２気化器と、前記第１スワ
    ーラに固定した半径方向内方に延在する第１棒と、前記
    第２スワーラに固定した半径方向外方に延在する第２棒
    とをさらに含み、そして前記第１および第２棒は互いに
    固定されている、請求項２記載の燃焼器。
  21. 【請求項２１】　　前記結合手段は、前記ドーム中央支
    持部において前記第１および第２ドームに固定した環状
    中央体をさらに含む、請求項２０記載の燃焼器。
  22. 【請求項２２】　　前記中央体は概してＵ形であり、前
    記第１ドーム内端に固定した外壁と、前記第２ドーム外
    端に固定した内壁とを含み、そして前記第１および第２
    棒は前記中央体に対して軸方向および半径方向に自由に
    移動するように配置されている、請求項２１記載の燃焼
    器。
  23. 【請求項２３】　　前記中央体は中空であり、そして外
    壁と、この外壁から離隔して中央体プレナムを画成する
    内壁と、前記ドーム中央支持部において前記第１および
    第２ドームに固定した上流に面する半径方向延在後壁と
    を含み、そして前記第１および第２棒は前記中央体に対
    して半径方向に自由に移動するが前記中央体に対する軸
    方向移動を拘束されるように配置されている、請求項２
    ０記載の燃焼器。
  24. 【請求項２４】　　前記ドーム中央支持部において前記
    第１および第２ドームと前記中央体とに固定した複数の
    周方向に相隔たる支持ブラケットをさらに含み、各ブラ
    ケットは前記第１および第２棒の末端を囲んで前記第１
    および第２棒の軸方向移動を拘束するとともにそれらの
    半径方向移動を許容する、請求項２３記載の燃焼器。
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