JPH06193509A - ターボファンエンジン用アフターバーナ - Google Patents

ターボファンエンジン用アフターバーナ

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JPH06193509A
JPH06193509A JP5276185A JP27618593A JPH06193509A JP H06193509 A JPH06193509 A JP H06193509A JP 5276185 A JP5276185 A JP 5276185A JP 27618593 A JP27618593 A JP 27618593A JP H06193509 A JPH06193509 A JP H06193509A
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オリビエ・ミシエル・マリー・マイア
Xavier Jean-Marie Pasquali
グサビエ・ジヤン−マリー・パスカリ
Jacques A M Roche
ジヤツク・アンドレ・ミシエル・ロシユ
Mireille S N Romero
ミレイユ・シモーヌ・ノエル・ロメロ
Elisabeth Vilfeu
エルザベト・ビルフ
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Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
SNECMA SAS
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    • F01D9/00—Stators
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    • F01D9/065—Fluid supply or removal conduits traversing the working fluid flow, e.g. for lubrication-, cooling-, or sealing fluids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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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
    • F23R3/16—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
    • F23R3/18—Flame stabilising means, e.g. flame holders for after-burners of jet-propulsion plants
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ターボファンエンジン用アフターバーナを提
供する。 【構成】 本発明のターボファンエンジン用アフターバ
ーナは、内壁と外壁とを接続する複数の連結アームを有
しており、連結アームの各々は、空気室と、主空気バイ
パス通路に連通する空気入口と、アフターバーナ室に連
通する複数の空気出口とを規定している。複数の連結ア
ームは、エンジンの縦軸の周りにほぼ半径方向に配分さ
れていると共にバイパス空気の一部をアフターバーナ室
に配分する働きをする。バイパス空気はさらに、縦軸に
向かって外壁から内側に半径方向に伸張する複数の火炎
保持器を通ってアフターバーナ室に配分される。各火炎
保持器もまた、空気室と、主空気バイパス通路に連通す
る空気入口と、複数の空気出口とを規定している。火炎
保持器はまた半径方向配列状に縦軸の周りに配分される
と共に隣接する連結アーム間に挿入されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ターボファンタイプの
ジェット機エンジン用アフタバーナ、さらに特定的に
は、燃焼用空気を均一に配分して燃料と空気との混合を
促進し且つ保炎を改良するようなアフターバーナに関す
る。
【０００２】縦軸の周りに伸張すると共に内部に排気ケ
ースを収容する回転体として形成された環状外部ケーシ
ングを含むターボファンジェットエンジン用アフターバ
ーナは既に知られている。ターボファンエンジンはさら
に、縦軸の周りに伸張する環状の外壁および内壁を含ん
でおり、該壁は、外壁と外部ケーシングとの間の主バイ
パス空気通路間隔を規定するように外部ケーシングから
内側に向かって間隔を置いて設置されている。連結アー
ムは内壁と外壁とを結合している。
【０００３】アフターバーナはさらに縦軸の周りに伸張
する環状のアフターバーナ壁を含んでおり、該壁は、ア
フターバーナ室の外部境界を規定すると共にアフターバ
ーナ壁と外部ケーシングとの間の冷却空気通路を規定す
るように外部ケーシングから内側に向かって間隔を置い
て配置されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】有効なアフターバーナ
の設計には、電圧損失が小さく、一次および二次ガス流
の混合が良好であり、さらに燃焼行程中の不安定性に対
する保護が充分であることが必要とされる。既知のアフ
ターバーナ設計はこれらの基準の全てを完全には満足し
ていない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】開示されているターボフ
ァンエンジン用アフターバーナは、内壁と外壁とを接続
する複数の連結アームを有し、連結アームの各々は、空
気室と、主空気バイパス通路に連通する空気入口と、ア
フターバーナ室に連通する複数の空気出口とを規定して
いる。複数の連結アームは、エンジンの縦軸の周りに半
径方向に配分されていると共にバイパス空気の一部をア
フターバーナ室に配分する働きをする。
【０００６】バイパス空気はさらに縦軸に向かって外壁
から内側に半径方向に伸張する複数の火炎保持器を通っ
てアフターバーナ室に配分される。各火炎保持器はさら
に、空気室と、主空気バイパス通路に連通する吸入口
と、複数の空気出口とを規定している。火炎保持器はま
た半径方向配列状に配分されると共に隣接する連結アー
ム間に挿入されてもよい。
【０００７】もう一つの空気通路が、外壁の下流端部と
アフターバーナ壁の上流エッジとの間に形成されている
と共に、さらに主空気バイパス通路とも連通している。
さらに連結アームの下流に設置されている外壁部分は、
複数の穴を規定して空気の主空気バイパス通路からアフ
ターバーナ室内への通過も可能にしている。
【０００８】各連結アームは、縦軸に対してほぼ垂直に
伸張すると共に複数の空気出口を規定するアフターバー
ナ室に面する下流表面を有してもよい。あるいは、各対
向側面が複数の空気出口穴を規定するアフターバーナ室
に最も近い下流エッジで収束する収束対向側面を有する
連結アームを形成することも可能である。どちらの場合
にも、連結アームの対向側面は、縦軸に関して半径方向
に全体的に伸張すると共に、連結アームの周りを通過す
る排気ガス流に燃料を噴射する燃料導管が内部に設置さ
れているチャンネルを規定している。燃料導管は、縦軸
に関してほぼ垂直に配向されている燃料出口を有してい
る。
【０００９】アフターバーナはさらに、アフターバーナ
壁に関して同軸的に設置されていると共にアフターバー
ナ室に連通する通路をその間で規定するように壁の内側
に配置されているアフターバーナリングを有している。
【００１０】本発明によるアフターバーナの構造によ
り、バイパス空気とジェットエンジンからの排出ガスと
の非常に均一な混合が得られ、それによって満足すべき
アフターバーニング特性の達成が可能になる。
【００１１】
【実施例】本発明によるアフターバーナは、縦軸２の周
りに回転体として形成された環状の外部ケーシング１
と、軸２の周りに伸張すると共にリンクロッド４によっ
て外部ケーシング１に接続されているほぼ環状の外壁３
を含むエンジンを通過したガス用の排気ガスケーシング
１８とを含んでいる。排気ガスケース１８はさらに、軸
２の周りに伸張すると共に縦軸２に関してほぼ半径方向
に伸張する複数の連結アーム６によって外壁３に接続さ
れている環状の内壁５を含んでいる。さらに環状壁７
が、軸２の周りに伸張していると共に図２の矢印Ｇの方
向に下流方向に内壁５を延長させている。
【００１２】環状のアフターバーナ壁８が、軸２の周り
に伸張していると共に外壁３より軸２の周りの直径が大
きくなるように外部ケーシング１内に設置されている。
アフターバーナ壁８は、環状壁７と共にアフターバーナ
室９の内部と外部との境界を規定している。アフターバ
ーナ壁８は、図４に最も良く示されているように、その
軸が縦軸２に関して斜めになっている複数の冷却穴４６
を規定している。
【００１３】壁１０は、全体的にアフターバーナ壁８と
同軸であると共に、環状壁１０と外部ケーシング１との
間で間隔１２をもって連通している下流開口１１を規定
している。環状壁１０の上流端部は、エッジ１４が外壁
３の下流端部１５に隣接するが、これら二つの部材間で
環状通路１６を規定するように外壁の下流端部１５から
間隔を置かれて設置されるようにアフターバーナ壁８の
上流壁１０と結合する全体的に切頭円錐形状部分１３を
有している。環状の通路１６により、アフターバーナ室
９と主空気バイパス通路２５との間が連通する。
【００１４】火炎保持器１７は、下流端部に隣接する外
壁３に固定されていると共に、隣接する連結アーム６の
間に環状且つ間隔を置いて等距離に設置されて縦軸２に
向かってほぼ半径方向に内側に伸張している。アフター
バーナはさらに、ほぼ環状の形状を有すると共に、図８
に最も良く示されているように、バーナリング１９の外
脚２０と環状壁８との間で通路２１を規定するようにエ
ッジ１４の近くの火炎保持器１７に固定されて縦軸２の
周りに伸張するバーナリング１９を含んでいる。
【００１５】各連結アーム６は、図１および図２に最も
よく示されているように、空気入口２４を通って主空気
バイパス通路２５に連通する空気室をその間で規定する
互いに間隔を置いて設置されている対向側壁２２を含ん
でいる。空気室２３はさらに、連結アームの下流壁２７
内に形成されている複数の空気出口２６を通ってアフタ
ーバーナ室９に連通している。壁２７は縦軸２に対して
ほぼ垂直に伸張している。
【００１６】連結アーム６の対向壁２２は、外部ケーシ
ング１の外側に設置されている燃料系路を通って燃料供
給源（図示せず）に作動可能に接続されている燃料導管
２９が設置されている半径方向に伸張するチャンネル２
８を規定している。燃料導管２９は、壁２２にほぼ垂直
且つ縦軸２に垂直に配向されている燃料オリフィス３１
を規定している。オリフィス３１は、アフターバーナ室
９の上流で燃料を噴射する燃料噴射オリフィスを含んで
いる。連結アームはさらに、各チャンネル２８の上流エ
ッジに設置されている穴３２を規定しており、該穴は隣
接する連結アーム６と空気室２３との間の外部通路３３
間を連通させて排出ケースとアフターバーナ室９との間
を連通させている。
【００１７】連結アーム６の代替構造が図５および図６
に示されている。この実施例において、対向側面２２Ａ
は互いに下流方向に収束していると共に下流エッジ２２
Ｂで結合している。空気出口２６Ａは下流方向に斜めに
面している対向壁２２Ａの下流部分によって規定されて
いる。チャンネルおよび燃料導管の機能は上記記載の実
施例と同様である。
【００１８】外壁３は、連結アーム６の下流エッジと燃
料リング１９との間の下流エッジ近くの複数の開口３４
を規定している。開口３４により、さらに主バイパス空
気通路とアフターバーナ室９との間の連通が可能にな
る。
【００１９】バーナリング１９は、縦軸２に垂直な平面
内に全体的に伸張している環状構造を含んでいる。図４
でわかるように、バーナリング１９はほぼ「Ｖ」形状の
断面を含んでおり、該断面は「Ｖ」の頂部から伸張する
脚２０を有しており、「Ｖ」の頂点は矢印Ｇによって示
されているガス流とほぼ反対の上流方向を指している。
円環導管３６が、「Ｖ」形状のバーナリング内に設置さ
れていると共に、その軸がほぼ矢印Ｇの方向に平行且つ
該方向に面している複数のクロスホールを規定してい
る。円環導管３６は既知の手段を介して燃料供給導管３
８（図８参照）に接続されて燃料をアフターバーナ室に
供給する。外壁３により規定されている開口３４は、図
４に最もよく示されているように、「Ｖ」形状のバーナ
リング１９の上流側面近くのアフターバーナ室９に空気
を流入させる。
【００２０】さらに各火炎保持器１７は、頂部から伸張
する脚３９を有するほぼ「Ｖ」形状の断面を有してお
り、「Ｖ」の頂部は、図８に矢印Ｇで示されているガス
流と反対の上流方向を指している。導管４０が、二つの
脚３９内に設置されていると共にフランジ４１によって
脚３９に固定されている。導管４０は、バイパス空気通
路２５に連通する閉鎖端部４０Ａおよび開放端部４０Ｂ
を有する第２の空気室を規定している。導管４０はさら
に、各出口が少なくとも幾分下流方向に面するように配
向されている複数の空気出口穴４２を規定している。さ
らに火炎保持器アーム１７の頂部４３は、その軸が図８
の矢印Ｇで示されているガス流の方向にほぼ平行である
複数の開口４４を規定している。穴４２は空気を通過さ
せて導管４０の上流エッジ４５上に当てる。
【００２１】図２、図４、図８および図１０で最もよく
わかるように、本発明のアフターバーナはさまざまな空
気流通路を提供して酸化剤空気と排気ガスと燃料との均
一な混合を容易にする。主通路２５内では約３５％のバ
イパス空気を含む空気流Ｈ１は、空気入口２４、空気室
２３および連結アーム内の空気出口２６を通過してアフ
ターバーナ室９に入る。空気入口２６の形状および位置
の選択により、アフターバーナの横寸法に亘る温度変化
を最小限にするために排気ケース１８からの一次ガス流
の核部分にも空気を存在させることが可能になり、それ
によってエンジンからの赤外線放射を減少させる。図５
および図６に示されている代替実施例においては、空気
出口２６Ａの位置、数およびサイズによっても温度変化
が最適化される。
【００２２】空気流Ｈ２は、環状通路１６、およびバー
ナリング１９と環状アフターバーナ壁８との間に置かれ
た通路２１を通って主空気バイパス通路２５からアフタ
ーバーナ室９に入る。さらにこの空気流は、特にアフタ
ーバーナ操作の間にアフターバーナ壁の上流エッジ１４
の近辺で構造体を冷却する。
【００２３】空気流Ｈ３は、環状空間１２および開口１
１を介して主空気バイパス通路２５から壁８および１０
間の空間内に流れる。この空気流は、穴４６を通って排
出されてアフターバーナ室９の境界をなすアフターバー
ナ壁８の冷却を確実に行う。
【００２４】主バイパス空気通路２５からの空気流Ｈ４
は、入口４０Ｂおよび導管４０により規定された空気室
を経由して開口４２を通ってアフターバーナ室９内に流
れる。この空気流もまた火炎保持器アーム１７を冷却す
る働きをする。
【００２５】矢印Ｈ５で示されている主バイパス空気通
路２５からの第５の空気流は、隣接する火炎保持器１７
の脚３９間で規定されている通路２１、アフターバーナ
壁８およびバーナリング１９の外脚２０を横断し、それ
によって空気流Ｈ５はアフターバーナ室９を通過する主
空気流と混合される。
【００２６】矢印Ｈ６で示されている第６の空気流は、
開口３４を通ってアフターバーナ室９に入り、それによ
ってガスは、排出ケースを横断した一次空気流と主バイ
パス空気通路２５から入ってくる冷たいバイパス空気と
の間の温度になるようにバーナリング１９を冷却する。
【００２７】バーナリング１９の火炎保持器アーム１７
の幾何学的形状および配置により、アフターバーナ内の
電圧低下が減少し且つ非常に小さい等価性レーダ断面
（equivalent radar cross section）が得られる。バイ
パス空気流をこのように配分することにより、本発明に
よるアフターバーナは、アフターバーナの安定性を改良
し、点火範囲を拡大し、燃焼効率を高め、且つ赤外線放
射を減少させる。さらに火炎保持器１７およびバーナリ
ング１９の配置および構成は、電圧損失を減少させ且つ
有効なレーダ断面を小さくすると同時に、アフターバー
ナの横寸法に亘る熱変化を減少させる。
【００２８】上記の説明は例示に過ぎず、あらゆる点に
おいて本発明を限定するものではなく、本発明の範囲は
請求の範囲においてのみ規定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２の線Ｉ−Ｉに沿った本発明によるアフター
バーナの部分横断面図である。
【図２】図１の線II−IIに沿った図１のアフターバーナ
の連結アームの軸方向の部分断面図である。
【図３】図２の線III−IIIに沿った横断面図である。
【図４】図１の線IV−IVに沿った軸方向の部分断面図で
ある。
【図５】図１に示されている連結アーム作成の代替実施
例の背面図である。
【図６】図５の線VI-VIに沿った横断面図である。
【図７】図８の線VII−VIIに沿った部分横断面図であ
る。
【図８】本発明による火炎保持器を示す図７の線VIII−
VIIIに沿った軸方向の部分断面図である。
【図９】図８の矢印Ｆ方向に沿った火炎保持器の部分前
面図である。
【図１０】図８の線Ｘ−Ｘに沿った火炎保持器の横断面
図である。
【符号の説明】
１ 外部ケーシング ２ 縦軸 ３ 外壁 ４ リンクロッド ５ 内壁 ６ 連結アーム ８ アフターバーナ壁 ９ アフターバーナ室 １８ 排気ガスケーシング １９ バーナリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グサビエ・ジヤン−マリー・パスカリ フランス国、77350・ル・メ・シユール・ セーヌ、アレ・デユ・ボワ・ドウ・レトリ エ・33 (72)発明者 ジヤツク・アンドレ・ミシエル・ロシユ フランス国、91090・リセ、アレ・ドウ・ ラ・クロワ・オ・ベルジエ・36 (72)発明者 ミレイユ・シモーヌ・ノエル・ロメロ フランス国、77000・ムリユン、アブニユ ー・ドウ・ラ・リベラシオン・３、ビラ “ラ・ロズレ" (72)発明者 エルザベト・ビルフ フランス国、91450・エテイオル、プラ ス・ドウ・ラ・ボリエール・１

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 縦軸の周りに伸張するほぼ環状の外部ケ
    ーシングと、間で主空気バイパス通路を規定するように
    外部ケーシングから内側に間隔を置いて設置された外壁
    と、間で排気ガス通路を規定するように外壁から内側に
    間隔を置いて設置された内壁と、外部ケーシングから内
    側に間隔を置いて設置されていると共にアフターバーナ
    室の外部境界を規定するほぼ環状のアフターバーナ壁
    と、内壁を外壁に連結する少なくとも一つの連結アーム
    とを含んでおり、各連結アームが、空気室と、空気室と
    主空気バイパス通路との間を連通させてバイパス空気の
    一部を空気室内に通過させる連結アームによって規定さ
    れた少なくとも一つの入口開口と、連結アームによって
    規定されていると共に第１のバイパス空気通路を形成す
    るように空気室とアフターバーナ室との間を連通させて
    空気室内の空気をアフターバーナ室内に通過させる少な
    くとも一つの出口開口とを規定しているターボファンエ
    ンジン用アフターバーナ。
  2. 【請求項２】 各連結アームが、縦軸にほぼ垂直に伸張
    する平面内に配向された末端壁を含み、該壁が少なくと
    も一つの出口開口を規定している請求項１に記載のアフ
    ターバーナ。
  3. 【請求項３】 各連結アームが、アフターバーナ室に面
    するエッジに収束している対向側面を含み、該側面が少
    なくとも一つの出口開口を規定している請求項１に記載
    のアフターバーナ。
  4. 【請求項４】 各連結アームが対向側面を含み、該側面
    の各々が、縦軸に関して半径方向に伸張するチャンネル
    を規定すると共に各チャンネル内に配置された少なくと
    も一つの燃料導管をさらに含んでいる請求項１に記載の
    アフターバーナ。
  5. 【請求項５】 各燃料導管が縦軸に対してほぼ垂直に配
    向された燃料出口オリフィスを規定している請求項４に
    記載のアフターバーナ。
  6. 【請求項６】 各連結アームがアフターバーナ室に面す
    る下流エッジを有し、外壁の下流端部がアフターバーナ
    壁の上流端部から間隔を置いて設置されて連結アームの
    下流エッジとアフターバーナ壁との間に第２のバイパス
    空気通路を規定している請求項１に記載のアフターバー
    ナ。
  7. 【請求項７】 主空気バイパス通路に連通するアフター
    バーナ壁によって規定された複数の冷却穴をさらに含む
    請求項１に記載のアフターバーナ。
  8. 【請求項８】 外壁から内側に伸張する少なくとも一つ
    の火炎保持器を含み、各火炎保持器が、第２の空気室
    と、主空気バイパス通路および第２の空気室に連通する
    第２の入口と、第２の空気室とアフターバーナ室との間
    を連通させる複数の第２の出口を規定している請求項１
    に記載のアフターバーナ。
  9. 【請求項９】 各火炎保持器が、 − ほぼ「Ｖ」形状の断面を有する部材と、 − ほぼ「Ｖ」形状の部材の脚の間に置かれていると共
    に、第２の空気室と、第２の入り口と、複数の第２の出
    口とを規定する空気導管を含む請求項８に記載のアフタ
    ーバーナ。
  10. 【請求項１０】 ほぼ「Ｖ」形状の部材の頂部がアフタ
    ーバーナ室には面していない請求項９に記載のアフター
    バーナ。
  11. 【請求項１１】 ほぼ「Ｖ」形状の部材が、排気ガス通
    路と「Ｖ」形状の脚の間の空間との間を連通させるよう
    に置かれた「Ｖ」の頂部に隣接する複数の穴を規定して
    いる請求項９に記載のアフターバーナ。
  12. 【請求項１２】 外壁とアフターバーナ壁との間の接合
    点に隣接して位置する縦軸の周りに伸張するほぼ環状の
    リングをさらに含む請求項８に記載のアフターバーナ。
  13. 【請求項１３】 外壁が、主空気バイパス通路とアフタ
    ーバーナ室との間を連通させる複数の開口を規定してい
    る請求項１に記載のアフターバーナ。
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FR9211859A FR2696502B1 (fr) 1992-10-07 1992-10-07 Dispositif de post-combustion pour turbo réacteur double flux.

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JPH06193509A true JPH06193509A (ja) 1994-07-12
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EP (1) EP0592305B1 (ja)
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DE (1) DE69302788T2 (ja)
FR (1) FR2696502B1 (ja)

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