JPH05187636A - 燃焼器ドーム組立体 - Google Patents

燃焼器ドーム組立体

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JPH05187636A
JPH05187636A JP4172169A JP17216992A JPH05187636A JP H05187636 A JPH05187636 A JP H05187636A JP 4172169 A JP4172169 A JP 4172169A JP 17216992 A JP17216992 A JP 17216992A JP H05187636 A JPH05187636 A JP H05187636A
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    • 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
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスタービンエンジン用燃焼器の冷却および
燃焼効率を高める。 【構成】 燃焼器ドーム組立体が、燃焼ライナ１２，１
４に固定した環状支持板２６，２６Ｂを含み、この支持
板には周方向に相隔たる複数の支持開口３０が設けら
れ、支持開口それぞれにはね飛ばし板５２が同軸的に固
定される。各はね飛ばし板は、プレナム５６を画成する
張り開き中間部５２ｃと、プレナムと連通する周方向延
在出口間隙５４を画成する末端部５２ｂとを有する。支
持板中間部２６ｃには複数の衝突孔５８が支持開口と支
持板の基端部２６ａとの間に配設され、圧縮空気の第１
部分をプレナム内に導いてはね飛ばし板中間部に衝突さ
せる。複数の周方向に相隔たる空気スロット６０が支持
板基端部とライナとの間に配設され、圧縮空気の第２部
分を通して使用済み衝突空気と混合させる。

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に
関し、特に、燃焼器のライナのフィルム冷却を開始する
手段を有する改良ドーム組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】代表的な航空機ガスタービンエンジン燃
焼器には半径方向に相隔たる環状の外側および内側燃焼
ライナが含まれ、縦方向中心線の周りに同軸的に配置さ
れて両ライナ間に環状燃焼域を画成している。両ライナ
の上流端には環状燃焼器ドームが固定され、その内部に
複数の周方向に相隔たる気化器が設けられて空燃混合気
を燃焼器内に送り込み、この混合気は点火され燃焼器内
で燃焼ガスとなる。
【０００３】燃焼器を高温燃焼ガスから保護してその有
用寿命を確保するために、ドームとライナを冷却する様
々な手段、例えば、燃焼器の内面に沿って冷却空気の境
界層膜を形成する手段が用いられる。このようなフィル
ム冷却はドームから施されて下流方向にライナの軸方向
全範囲に沿って持続しなければならない。冷却空気膜は
通例、周方向に延在する従来の冷却ナゲットにより形成
され、このナゲットは、冷却空気膜を放出するための環
状出口スロットを画成する唇部を有する環状プレナムの
形態をなしている。ナゲットは複数の周方向に相隔たる
入口孔を有し、これらの入口孔は通例、プレナムの上流
端におけるナゲットの半径または頂部の位置に配設され
ている。従来の燃焼器では、軸方向に相隔たる複数列の
冷却ナゲットが、通例、有効な冷却空気膜を燃焼ライナ
の軸方向および周方向の全範囲に沿って確実に持続させ
るために用いられる。
【０００４】他種の燃焼器では、従来のナゲットの代わ
りに、軸方向に相隔たる複数列の周方向に相隔たる傾斜
多孔が、ライナの対流冷却とライナ内面に沿う冷却空気
膜の形成のために利用される。しかし、ある多孔設計で
は、多孔だけでは有効な冷却空気膜を創始できず、従来
のナゲットまたは他の手段が、第１列の多孔のすぐ上流
の燃焼器の上流端で冷却空気膜を創始するように設けら
れる。このような例では有効冷却空気膜を燃焼器のドー
ム域から供給することにより、多孔が適度の熱伝達率の
有効冷却空気膜を確実に形成するようにしなければなら
ない。例えば、本発明の譲受人（本件出願人）のために
行われたモデルテストによれば、多孔ライナだけの冷却
効果は、上流端に冷却フィルム創始スロットを有する多
孔ライナと比べ、燃焼器のドーム端で最初、スロット付
き多孔ライナの冷却効果の約１０％である。多孔だけの
ライナの冷却効果はライナに沿って下流方向に増加する
のに対し、冷却空気膜創始スロットを有する多孔ライナ
の冷却効果は下流方向に減少するが、後者の膜効果はラ
イナにおける多孔の最後の列に至るまで前者の膜効果よ
りかなり大きい。
【０００５】燃焼器内の冷却空気膜の形成に用いられる
空気は圧縮機排出空気の一部分であり、これは必然的に
燃焼器の全体的性能を低下させる。なぜなら、このよう
な空気は燃焼過程に直接使用されないからである。さら
に、従来の燃焼器ではその冷却、例えば、フィルム冷却
用の様々な従来の冷却空気孔が存在する。こうした様々
な従来の構造は、様々な程度の複雑さ、費用、望ましく
ない重量、応力集中、あるいは利用可能冷却空気の使用
効率を有する。例えば、板の頂部または半径の位置に冷
却空気孔を設けると、通例、かなりの応力集中が発生す
るので、これに対して、例えば、板の厚さを増すことに
より燃焼器の有用寿命を確保しなければならない。さら
に、燃焼器冷却空気は通例燃焼過程に直接役立たないの
で、その使用を最少にして燃焼器の全体的な作用効率の
低下を防ぐ必要がある。
【０００６】
【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ドーム組立体を提供すること
である。本発明の他の目的は、冷却空気の使用効率を高
めて燃焼器効率を高める燃焼器ドーム組立体を提供する
ことである。
【０００７】本発明の他の目的は、比較的簡単で軽量の
燃焼器ドーム組立体を提供することである。本発明の他
の目的は、多孔燃焼ライナ用の新しいフィルム冷却開始
手段を有する燃焼器ドーム組立体を提供することであ
る。
【０００８】
【発明の概要】燃焼器ドーム組立体が、燃焼ガスを閉じ
込める燃焼ライナに固定した環状支持板を含む。この支
持板には周方向に相隔たる複数の支持開口が設けられ、
それぞれ気化器を支持する。また、支持開口それぞれに
はね飛ばし板が同軸的に固定される。各はね飛ばし板
は、支持板の中間部から軸方向下流に離隔してプレナム
を画成する張り開き中間部と、ライナから半径方向に離
隔して、プレナムと連通する周方向延在出口間隙を画成
する末端部とを有する。支持板中間部には複数の衝突孔
が支持開口と支持板の基端部との間に配設され、圧縮空
気の第１部分を衝突空気としてプレナム内に導いてはね
飛ばし板中間部に衝突させる。また、複数の周方向に相
隔たる空気スロットが支持板基端部とライナとの間に配
設され、圧縮空気の第２部分を通してプレナム内に導い
て使用済み衝突空気と混合させ、その結果、出口間隙か
らライナに沿って延在する冷却空気膜が形成されてライ
ナのフィルム冷却をなす。
【０００９】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。
【００１０】
【実施例の記載】図１は航空機ターボファンガスタービ
ンエンジン用の二重環状燃焼器の一例１０を示す。燃焼
器１０は環状の半径方向外側燃焼ライナ１２と半径方向
内側燃焼ライナ１４を含み、両ライナは燃焼器の縦方向
中心線１６の周りに同軸的に配置されかつ半径方向に相
隔たって両ライナ間に環状燃焼域１８を画成している。
ライナ１２、１４はそれぞれ上流端１２ａ、１４ａと、
下流端１２ｂ、１４ｂを有し、両下流端１２ｂ、１４ｂ
はそれぞれ燃焼器１０の環状の外側および内側ケーシン
グ２０、２２に従来のように固定されている。
【００１１】燃焼器１０はまた本発明の一実施例による
環状燃焼器ドーム組立体２４を含み、このドーム組立体
は、ライナ上流端１２ａ、１４ａに例えばボルトにより
従来のように固定されている。ドーム組立体または単に
ドーム２４は少なくとも一つの環状支持板２６を含み、
この支持板は、内側ライナ上流端１４ａに従来のように
固定された半径方向内側基端部２６ａと、環状中央体２
８に例えばボルトまたは溶接により従来のように固定さ
れた半径方向外側末端部２６ｂとを有する。
【００１２】燃焼器１０のこの具体例は二重環状燃焼器
の形態をなすもので、半径方向内側支持板２６およびそ
れと実質的に同等の半径方向外側支持板２６Ｂを有し、
内側支持板２６は内側ライナ１４と中央体２８との間に
固定され、そして外側支持板２６Ｂは外側ライナ１２と
中央体２８との間に同様に固定されている。代替実施例
では、内側および外側支持板２６、２６Ｂを内側ライナ
１４から外側ライナ１２まで延在する一体物とし得る。
本発明による燃焼器ドーム組立体２４は、外側支持板２
６Ｂと中央体２８を含まないような従来の単式環状燃焼
器にも用い得るものであり、このような実施例では、支
持板末端部２６ｂは、例えばボルトにより、外側ライナ
１２に直接適当に固定される。従って、本発明を半径方
向内側支持板２６に関してさらに説明するが、本発明は
外側支持板２６Ｂを含む実施例と、燃焼器の他の具体例
にも同様に適用されるものと理解されたい。
【００１３】支持板２６はまた、図２にさらに詳しく示
した環状中間部２６ｃを含み、この中間部は半径方向に
おいて基端部２６ａと末端部２６ｂとの間に配置され、
そして複数の周方向に相隔たる支持開口３０を有し、各
支持開口は図１に示すように１個の対応する従来の気化
器３２を支承する。同様の気化器３２Ｂが外側支持板２
６Ｂに配置されている。
【００１４】燃焼器１０にはまた環状の外側カウル３４
と内側カウル３６が含まれ、それぞれライナ上流端１２
ａ、１４ａから上流方向に延在するように両上流端に例
えばボルトにより固定されている。燃料噴射器組立体３
８に半径方向外側燃料ノズル３８ａと半径方向内側燃料
ノズル３８ｂが含まれ、それぞれの気化器３２Ｂ、３２
内に従来のように配置されそれらに燃料４０を供給す
る。圧縮機排出空気４２が従来の圧縮機（図示せず）か
ら環状ディフューザ４４に従来のように送り込まれる。
圧縮空気４２はこのディフューザに導かれてカウル３
４、３６を通り気化器３２、３２Ｂに流入し、そこでノ
ズル３８ａ、３８ｂからの燃料４０と従来のように混合
されて空燃混合気を生成し、この混合気は従来のように
点火されて燃焼器１０内で燃焼ガス４６となる。燃焼ガ
ス４６は燃焼器１０から排出されて従来のタービンノズ
ル４８を通った後、従来の高圧タービン（図示せず）に
流れる。
【００１５】圧縮空気４２は部分的にライナ１２、１４
の外面とケーシング２０、２２の内面との間に導かれて
燃焼器１０を冷却する。圧縮空気４２はまたライナ１
２、１４の開口（図１に示してない）を通るように導か
れて燃焼ガス４６の通常の希釈をなすとともに、例え
ば、ライナ１２、１４の内面のフィルム冷却をなす。図
２と図３にドーム組立体２４の内側支持板２６と内側気
化器３２をさらに詳しく示すが、本発明の説明は外側支
持板２６Ｂと外側気化器３２Ｂにも同様に当てはまるこ
とを理解されたい。各支持開口３０は縦方向中心線５０
を有し、気化器３２は中心線５０と同軸的に支持開口３
０内に配置されている。複数の環状の熱シールドまたは
はね飛ばし板５２がそれぞれ、対応する支持開口３０に
例えばろう付けにより同軸的に封着された基端部５２ａ
と、ライナ１４の内面から半径方向外方に隔てられて、
周方向に延在する出口間隙５４を画成している末端部５
２ｂと、支持板中間部２６ｃから軸方向下流に離隔しか
つライナ１４から半径方向外方に離隔して、出口間隙５
４と連通する周方向延在プレナム５６を画成している張
り開き中間部５２ｃとを有する。
【００１６】支持板中間部２６ｃは好ましくは平らであ
り、そして周方向および半径方向に相隔たる複数の衝突
孔５８を有し、これらの衝突孔は支持開口３０と支持板
基端部２６ａとの間に配設されている。圧縮空気４２の
第１部分が衝突孔５８を通って衝突空気噴流４２ａとし
てプレナム５６に流入し、はね飛ばし板中間部５２ｃに
衝突してそれを冷却する。また、複数の周方向に相隔た
りそして軸方向に延在する空気スロット６０が支持板基
端部２６ａとライナ上流端１４ａとの間に配設され、圧
縮空気４２の第２部分４２ｂを通してプレナム５６内に
導き、最初にはね飛ばし板中間部５２ｃと衝突した使用
済み衝突空気４２ａと混合させ、その結果、出口間隙５
４からライナ１４に沿って延在する冷却空気膜４２ｃが
形成されてライナ１４のフィルム冷却をなす。外側およ
び内側ライナ１２、１４は燃焼ガス４６に面してそれを
閉じ込める内面を有し、冷却空気膜４２ｃはライナ内面
に沿って流れ冷却空気境界層として保護作用をなす。
【００１７】本発明のこの実施例では、冷却空気膜４２
ｃを形成するために、従来の比較的複雑な冷却空気ナゲ
ットを追加的に使用する代わりに、衝突孔５８と空気ス
ロット６０と出口間隙５４の寸法と形状を、出口間隙５
４からの冷却空気膜４２ｃの形成と、はね飛ばし板５２
の衝突冷却と、ライナ上流端１４ａにおける支持板基端
部２６ａの過渡温度応答の増大とをもたらすように定め
ておく。さらに詳述すると、衝突孔５８は平らな支持板
中間部２６ｃに配設され、中間部２６ｃと基端部２６ａ
とを接続する湾曲した支持板頂部には設けられていない
ので、応力集中を減らす。圧縮空気４２はまず衝突空気
４２ａとして導かれてはね飛ばし板５２を冷却し、次い
でプレナム５６に流入する。空気第２部分４２ｂは空気
スロット６０を通るように導かれ、エンジン加速中、支
持板基端部２６ａとライナ上流端１４ａとカウル３６と
により形成されたフランジ継手を急速に加熱してフラン
ジ継手の過渡温度応答または膨張を増大させて熱応力を
減らす。
【００１８】同様に、エンジン減速中、空気第２部分４
２ｂはフランジ継手をいっそう急速に冷却し、やはりそ
の熱応力を減らす。空気第２部分４２ｂはその後同様に
プレナム５６内に導かれ、そこて使用済み衝突空気４２
ａと混合しそして冷却空気膜４２ｃとして出口間隙５４
から放出される。このように、圧縮空気４２は、冷却空
気膜４２ｃの形成ばかりでなく、はね飛ばし板５２の衝
突冷却とフランジ継手の過渡応答の増大にも効率良く利
用される。冷却空気膜４２ｃは、未使用の圧縮空気４２
の一部分が直接供給される従来の冷却空気ナゲットによ
り形成される冷却空気膜より高温であるが、ライナ１４
のフィルム冷却には有効である。
【００１９】図２と図３に示した実施例では、ライナ上
流端１４ａは実質的に平らであり、そしてはね飛ばし板
中間部５２ｃは末端部５２ｂにおいてプレナム５６に向
かってほぼ凸形に、すなわち、先細流路６２を画成する
ように形成され、この先細流路はプレナム５６からの使
用済み衝突空気４２ａと空気第２部分４２ｂとの混合空
気を加速して出口間隙５４から出し、より有効な冷却空
気膜４２ｃを形成する。図４にさらに詳細に示すよう
に、空気スロット６０は好ましくは、空気第２部分４２
ｂを拡散して出口間隙５４からの冷却空気膜４２ｃを周
方向に均等な流れとするように形成される。例えば、各
空気スロット６０は、一定の幅Ｗ1 をもつ真っ直ぐな上
流端部６０ａと、最初の幅Ｗ1 からスロット出口におけ
る最大幅Ｗ 2 まで直線状に増加する幅を有する末広の下
流出口部６０ｂとを有する。こうすると、空気第２部分
４２ｂは空気スロット６０から流出した時比較的急速に
周方向に拡散し、冷却空気膜４２ｃの周方向均等性を高
める。空気スロット出口部６０ｂの各側は半角Ｈを有
し、この角度は、スロット６０を通る空気第２部分４２
ｂを流れの剥離なしに拡散させる末広度を示すもので、
約１５度より少なく、好ましくは１０度である。また、
図４に示した実施例では、各空気スロット６０は好まし
くは燃焼器１０の縦方向中心線５０と平行に整列してい
る。
【００２０】空気スロット６０は支持板基端部２６ａと
ライナ上流端１４ａとの間で様々な形状を有し得る。例
えば、図３〜図５に示すように、空気スロット６０は好
ましくはライナ１４の内面にくぼみで形成される。空気
スロット６０は、適当な機械加工または鋳造により、ラ
イナ１４に例えば約０．５ｍｍの適当な深さに形成さ
れ、そして図５に示すように距離Ｓだけ適当に相隔てら
れて、フランジ継手の有効な過渡熱応答と、冷却空気膜
４２ｃの周方向均等性をもたらし得る。この実施例にお
ける出口間隙５４の高さは約１．８ｍｍであって有効な
冷却空気膜４２ｃをもたらす。
【００２１】図２と図３と図６を参照するに、各はね飛
ばし板５２は好ましくは、半径方向に延在しそして周方
向に相隔たる対向側縁５２ｅを含み、両側縁は支持板中
間部２６ｃと当接して延在しそこでの使用済み衝突空気
４２ａの漏れを封じ、使用済み衝突空気４２ａがプレナ
ム５６だけを半径方向に通流して出口間隙５４から出る
ようにする。図２にさらに詳細に示すように、各はね飛
ばし板５２は中心線５０に関して環状であり、基端部５
２ａは管形でありそして中間部５２ｃは概して長方形で
ある。各はね飛ばし板５２は２つの末端部５２ｂを有
し、一つは底部にそして他の一つは頂部にあって例えば
ライナ１４と中央体２８から半径方向に隔てられ、それ
ぞれ出口間隙５４を画成している。各はね飛ばし板５２
の半径方向に延在する両側縁５２ｅは、周方向に隣接す
るはね飛ばし板５２のそれぞれの側縁５２ｅと隣接して
いる。
【００２２】従来のはね飛ばし板では、はね飛ばし板相
互間に、空気が漏れうる半径方向延在間隙が設けられ
る。しかし、本発明の一目的によれば、はね飛ばし板側
縁５２ｅは、はね飛ばし板中間部５２ｃを支持板中間部
２６ｃから軸方向に隔てるだけでなく、側縁５２ｅと支
持板中間部２６ｃとの接触部で有効な側部密封をなすよ
うに、例えば曲げにより形成され得る。こうすると、衝
突孔５８からプレナム５６内に放出される使用済み衝突
空気４２ａは、単に出口間隙５４に向かって半径方向に
流れ同間隙を流出するので、使用済み衝突空気４２ａを
効率良く利用して出口間隙５４から有効冷却空気膜４２
ｃを送り出すことができる。
【００２３】図２〜図４に示すように、内側ライナ１４
は、外側ライナ１２および中央体２８と同様に、一実施
例において、出口間隙５４の下流においてライナ１４に
配設した軸方向に相隔たる複数列の後方に傾斜した多孔
６４を有し得る。これらの多孔列により圧縮空気４２の
第３部分４２ｄが燃焼器１０内に導かれてライナ１４の
対流冷却とフィルム冷却をなす。図示の実施例では、多
孔６４だけではライナ１４の内面に沿う適当な冷却空気
膜の形成に有効ではなく、燃焼ガス４６に対する保護を
なし得ない。しかし、前述のように、衝突孔５８と空気
スロット６０と出口間隙５４は、有効冷却空気膜４２ｃ
を形成して第１列の多孔６４からフィルム冷却を開始す
るのに好適な寸法を有し得る。フィルム冷却開始後の冷
却空気膜４２ｃは、多孔６４からの冷却空気膜４２ｄと
合流して、出口間隙５４から下流方向に燃焼器１０の軸
方向全長にわたって連続冷却空気膜を形成する。
【００２４】従って、本発明の燃焼器ドーム組立体２４
は、各列の多孔６４からフィルム冷却を開始する新しい
方法で使用でき、この方法は、空気第１部分４２ａをそ
れが衝突孔５８を通りはね飛ばし板中間部５２ｃと衝突
して使用済み衝突空気となるように導くことを包含す
る。この方法はさらに、空気第２部分４２ｂをそれが空
気スロット６０を通ってプレナム５６内に入りそこで使
用済み衝突空気４２ａと混合するように導くことと、衝
突空気４２ａと空気スロット６０から出た空気第２部分
４２ｂとの混合空気をプレナム５６から出口間隙５４を
通して冷却空気膜４２ｃとして放出してフィルム冷却を
各列の多孔６４から開始することを包含する。
【００２５】本発明の好適実施例では、出口間隙５４か
ら軸方向下流に放出される冷却空気膜４２ｃの速度は、
燃焼器１０内の燃焼ガス４６の速度の約２〜３倍である
ことが好ましく、冷却空気膜４２ｃのこの比較的高い速
度は、プレナム５６内で混合されそして先細流路６２を
経て加速されて出口間隙５４に達する冷却空気の第１お
よび第２部分４２ａ、４２ｂを利用することにより効率
良く得られる。従って、圧縮空気４２の利用可能なエネ
ルギーをはね飛ばし板５２の衝突冷却と、空気スロット
６０の位置のフランジ継手の過渡熱応答の改良とに使用
でき、さらに残りのエネルギーを有効冷却空気膜４２ｃ
の形成に適用できる。圧力降下が衝突孔５８と空気スロ
ット６０とにおいて発生し、必然的に、それらを通過中
の圧縮空気４２の速度を下げるので、先細流路６２と、
はね飛ばし板側縁５２ｅにより設けられたシールは、圧
縮空気４２を出口間隙５４に導いて有効冷却空気膜４２
ｃを形成する効率を高めるのに効果的である。
【００２６】さらに、複数の周方向に相隔たる空気スロ
ット６０が周方向に延在するプレナム５６と出口間隙５
４に空気を供給するので、空気第２部分４２ｂは前述の
ように空気スロット６０から出た直後周方向に適度に拡
散する必要があり、この拡散により、周方向に均等な冷
却空気膜４２ｃを形成してライナ１４を有効に保護する
とともに、フィルム冷却を多孔６４からライナ１４の周
囲に沿って均等に有効に開始することができる。
【００２７】好適実施例では、図４に示すように、燃焼
器中心線１６と平行に配置した末広空気スロット６０を
設けてあるが、空気スロット６０の代替形状も図７〜図
１０に示すように用い得る。例えば、図７に示した実施
例における空気スロット６０Ｂは単に、燃焼器中心線１
６と平行に整列した真っ直ぐな側面を有しそして適当に
狭く相隔たり、全体として、使用済み衝突空気４２ａと
の混合時に周方向に均等な冷却空気膜４２ｃを形成す
る。図８における真っ直ぐな空気スロット６０Ｃはそれ
ぞれ燃焼器１０の縦方向中心線１６に対して鋭角Ａをな
して整列し得るものである。図９では、空気スロットは
距離Ｓ1 だけ周方向に密に相隔たる２つの比較的狭いス
ロット６０Ｄすなわち二重スロットの形態としうるもの
で、隣り合う二重スロット６０Ｄ間の周方向間隔Ｓは図
５に示した末広空気スロット６０のそれとほぼ等しい。
図１０における空気スロット６０Ｅは、図８に示したよ
うなスロット中心線の鋭角Ａの配向と、図４に示したよ
うな末広出口部６０ｂとを組み合わせうるものである。
空気スロット６０の他の形状と諸形状の組合せを用いて
も、空気スロット６０の位置に形成されたフランジ継手
の有効な過渡熱応答を可能にするとともに、空気第２部
分４２ｂをプレナム５６内に送り込んで出口間隙５４か
ら有効かつ周方向に均等な冷却空気膜４２ｃを形成する
ことができる。スロットの寸法と形状は任意の特定設計
を最適にするように適切に変えることができる。
【００２８】上述のように、燃焼器ドーム組立体２４
は、半径方向内側ライナ１４の内面の上流端におけると
同様に、外側ライナ１２の内面の上流端と、中央体２８
の外面の両上流端にもそれぞれの出口間隙５４を画成し
てそれぞれのフィルム冷却をもたらすように形成され得
る。このように形成した燃焼器ドーム組立体２４は、ナ
ゲットを含む従来のフィルム冷却空気創始手段を用いた
場合と比べ、重量と複雑さと製造費が少なく、そして高
応力域、例えば、支持板基端部２６ａと支持板中間部２
６ｃとを接続する頂部における小孔応力集中を除去す
る。最も重要なことは、圧縮空気４２が最初分かれて衝
突孔５８と空気スロット６０とを通り、次いで合流して
出口間隙５４を通って、燃焼ガス４６に面してそれを閉
じ込める両燃焼ライナのフィルム冷却をなすように、圧
縮空気４２を効率良く利用することである。
【００２９】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ドーム組立体を
有する二重環状燃焼器の概略縦断面図である。
【図２】図１に示した燃焼器ドーム組立体の半径方向内
側部分の一部分の部分断面斜視図で、明示のため気化器
を除去してある。
【図３】図１に示した燃焼器ドーム組立体の半径方向内
側部分の拡大縦断面図で、半径方向内側燃焼ライナの上
流端に連結した気化器とはね飛ばし板と支持板を部分的
に示す。
【図４】図３に示した燃焼器ドーム組立体の一部分の線
４−４に沿う部分断面図である。
【図５】図３に示した燃焼器ドーム組立体の線５−５に
沿う部分断面図である。
【図６】図３に示した燃焼器ドーム組立体の一部分の線
６−６に沿う部分断面図である。
【図７】本発明の他の実施例による空気スロットを有す
るライナの一部分の斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例による空気スロットを有す
るライナの一部分の斜視図である。
【図９】本発明の他の実施例による空気スロットを有す
るライナの一部分の斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施例による空気スロットを有
するライナの一部分の斜視図である。
【符号の説明】
１０ 燃焼器 １２ 外側ライナ １４ 内側ライナ ２４ 燃焼器ドーム組立体 ２６ 内側支持板 ２６Ｂ 外側支持板 ２６ａ 支持板基端部 ２６ｂ 支持板末端部 ２６ｃ 支持板中間部 ３０ 支持開口 ３２、３２Ｂ 気化器 ５２ はね飛ばし板 ５２ａ はね飛ばし板基端部 ５２ｂ はね飛ばし板末端部 ５２ｃ はね飛ばし板中間部 ５２ｅ 側縁 ５４ 出口間隙 ５６ プレナム ５８ 衝突孔 ６０、６０Ｂ、６０Ｃ 空気スロット ６０Ｄ 二重空気スロット ６０Ｅ 空気スロット ６０ｂ 末広出口部 ６２ 先細流路 ６４ 多孔
フロントページの続き (72)発明者 スティーブン・クライグ・ステフェンズ アメリカ合衆国、オハイオ州、シンシナテ ィ、ナイトホーク・ドライブ、4866番

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼ガスに面してそれを閉じ込めるライ
    ナを有するガスタービンエンジン環状燃焼器用の燃焼器
    ドーム組立体において、環状支持板が、前記ライナに固
    定された基端部と、末端部と、それぞれが気化器を支持
    する複数の周方向に相隔たる支持開口を有する両端部間
    の中間部とを有し、また複数の環状はね飛ばし板がそれ
    ぞれ、前記支持開口の対応するものに同軸的に固定され
    た基端部と、前記支持板中間部から軸方向下流に離隔し
    かつ前記ライナから半径方向に離隔してプレナムを画成
    している張り開き中間部と、前記ライナから半径方向に
    離隔して、前記プレナムと連通する周方向延在出口間隙
    を画成している末端部とを有し、前記支持板中間部は複
    数の衝突孔を有し、これらの衝突孔は前記支持開口と前
    記支持板基端部との間に配設され圧縮空気の第１部分を
    衝突空気として前記プレナム内に導いて前記はね飛ばし
    板中間部に衝突させ、また、複数の周方向に相隔たりそ
    して軸方向に延在する空気スロットが前記支持板基端部
    と前記ライナとの間に配設され前記圧縮空気の第２部分
    を通して前記プレナム内に導いて使用済み衝突空気と混
    合させ、この混合により、前記出口間隙から前記ライナ
    に沿って延在してそのフィルム冷却をなす冷却空気膜を
    形成するようになっている燃焼器ドーム組立体。
  2. 【請求項２】 前記衝突孔と前記空気スロットと前記出
    口間隙は、前記はね飛ばし板の衝突冷却と、前記ライナ
    における前記支持板基端部の過渡温度応答の増大と、前
    記出口間隙からの前記冷却空気膜の形成とをもたらすよ
    うな寸法と形状を有する、請求項１記載の燃焼器ドーム
    組立体。
  3. 【請求項３】 前記はね飛ばし板中間部と前記ライナ
    は、先細流路を画成し前記プレナムからの前記使用済み
    衝突空気と前記空気第２部分を加速して前記出口間隙か
    ら出すように形成されている、請求項２記載の燃焼器ド
    ーム組立体。
  4. 【請求項４】 前記空気スロットは、前記空気第２部分
    を拡散して前記出口間隙からの前記冷却空気膜を周方向
    に均等な流れとするように形成されている、請求項２記
    載の燃焼器ドーム組立体。
  5. 【請求項５】 各空気スロットが末広出口部を有する請
    求項２記載の燃焼器ドーム組立体。
  6. 【請求項６】 各空気スロットが前記燃焼器の縦方向中
    心線と平行に整列している請求項２記載の燃焼器ドーム
    組立体。
  7. 【請求項７】 各空気スロットが前記燃焼器の縦方向中
    心線に対して鋭角をなして整列している請求項２記載の
    燃焼器ドーム組立体。
  8. 【請求項８】 前記空気スロットを前記ライナの一表面
    に配設した請求項２記載の燃焼器ドーム組立体。
  9. 【請求項９】 各はね飛ばし板がさらに、半径方向に延
    在しそして周方向に相隔たる対向側縁を含み、両側縁は
    前記支持板中間部と当接して延在しそこでの前記使用済
    み衝突空気の漏れを封ずることにより前記使用済み衝突
    空気が前記プレナムだけを通流して前記出口間隙から出
    るようにする、請求項２記載の燃焼器ドーム組立体。
  10. 【請求項１０】 前記空気スロットは、前記空気第２部
    分を拡散して前記出口間隙からの前記冷却空気膜を周方
    向に均等な流れとするように形成されている、請求項９
    記載の燃焼器ドーム組立体。
  11. 【請求項１１】 前記出口間隙の下流において前記ライ
    ナに配設した軸方向に相隔たる複数列の傾斜多孔をさら
    に含み、これらの多孔列により前記圧縮空気の一部分が
    前記燃焼器内に導かれて前記ライナのフィルム冷却をな
    し、そして前記冷却空気膜はフィルム冷却を前記多孔列
    から開始するように作用する、請求項１０記載の燃焼器
    ドーム組立体。
  12. 【請求項１２】 前記はね飛ばし板中間部と前記ライナ
    は、先細流路を画成し前記プレナムからの前記使用済み
    衝突空気と前記空気第２部分を加速して前記出口間隙か
    ら出すように形成されている、請求項１１記載の燃焼器
    ドーム組立体。
  13. 【請求項１３】 各空気スロットが末広出口部を有する
    請求項１２記載の燃焼器ドーム組立体。
  14. 【請求項１４】 各空気スロットが前記燃焼器の縦方向
    中心線と平行に整列している請求項１３記載の燃焼器ド
    ーム組立体。
  15. 【請求項１５】 請求項１記載の燃焼器ドーム組立体で
    あって、さらに、前記出口間隙の下流において前記ライ
    ナに配設した軸方向に相隔たる複数列の傾斜多孔を含
    み、これらの多孔列により前記圧縮空気の一部分が前記
    燃焼器内に導かれて前記ライナのフィルム冷却をなすよ
    うな燃焼器ドーム組立体において、前記空気第１部分を
    それが前記衝突孔を通り前記はね飛ばし板中間部と衝突
    して使用済み衝突空気となるように導くことと、前記空
    気第２部分を前記空気スロットを通るように導くこと
    と、前記プレナム内で前記使用済み衝突空気を前記空気
    スロットからの前記空気第２部分と混合することと、混
    合した前記使用済み衝突空気と前記空気第２部分を前記
    出口間隙から前記冷却空気膜として放出してフィルム冷
    却を前記多孔列から開始することからなる、フィルム冷
    却を前記多孔列から開始する方法。
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