JPH06506761A - ガスタービンエンジンの燃焼室組立体 - Google Patents

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】 ガスタービンエンジンの燃焼室組立体 本発明は、ガスタービンエンジンの燃焼室組立体に関する。

燃焼室組立体の一つの形体としては、多数の空気噴射バーナーが内部に設けられ た環状燃焼室がある。各バーナーは、燃料及び空気の混合物即ち混合気を燃焼室 に導入する。燃料の液層又は燃料の蒸気は、室内に柱即ちブルーム（１）ｆｕｍ ｅ）をなして延びる。バーナーの下流の箇所では、隣接したバーナーがつくりだ したブルームが重なって特に燃料の濃いポケットをつ（りだす。このような領域 では、燃料の燃焼が不完全で煤粒子が形成される。

これは、エンジンにとっても作動環境にとっても望ましくない効果である。本発 明の目的は、燃料の完全燃焼を促すことによって煤の形成を抑制するための手段 を提供することである。

本発明によれば、ブルームの重なり領域に空気噴流を差し向けてこの領域内の燃 料の濃い混合気を分散させるための手段が提供される。

本発明を添付図面に示す（Ｉ゛４成を参照して以下に単なる例として詳細に説明 する。

第１図は、環状燃焼室組立体の断面図であり、第２図は、熱シールドのセグメン トの図である。

環状燃焼室組立体は、第１図に示すように、環状内ケーシング１及びこれと同心 の外ケーシング２を有する。

内ケーシング１及び外ケーシング２は、その上流端が先細になって環状カウル３ の形状の室ヘッドを形成する。

カウル３の最前方の箇所には、複数の開口部４が形成されている。作動では、こ れらの開口部４は高圧コンプレッサがら空気流を受け取る。カウル３は、周方向 に分布した複数の別の開口部を外壁に有する。

環状隔壁６がカウル３の下流で内ケーシング１と外ケーシング２との間を延びて いる。隔壁６及びカウル３は、室ヘッドに充気領域７を構成する。カウルの下流 では、隔壁６、内ケーシング１、及び外ケーシング２が燃焼室８を構成する。隔 ９６の下流側の面は、隔壁６に固定された環状熱シールド９によって、燃焼室８ 内に作動中に生じる高温から保護されている。

熱シールド９は、上流側の面から延び且つ隔壁６の下流側の面と接触した複数の 盛り上がった押縁１０を備えた単一の連続したリングからなる。かくして、通路 １１のネットワークが隔壁６と熱シールド９との間に構成される。隔壁６は、複 数の計量穴１２を構成し、これらの穴が充気領域７と通路１１のネットワークと の間を連通ずる。盛り上がった押縁は、通路１１が燃焼室８と連通するように、 熱シールド環帯９の半径方向内縁部及び外縁部に複数の開口部（図示せず）を構 成する。変形例の形体では、熱シールド９は、第２図に示すような複数のセクタ 形状のセグメント１３からなる。隣接したセグメントの当接縁部は、エンジンの 長さ方向軸線に関して半径方向に整合している。この形体は、盛り上がった押縁 １０をセグメント１３の上流側の面に構成し、及び従って通路１１のネットワー クを隔壁６と熱シールド９との間に構成する。隔壁６は、更に、環帯の周りに等 間隔で分布された複数の孔１４を構成する。熱シールド９は複数の僅かに大きい 孔１５を構成し、これらの孔は、隔壁６に構成された孔と整合するように位置決 めされている。

燃焼室８には、複数の空気噴射バーナーが設けられている。各空気噴射バーナー は、エンジンの外ケーシング１７に固定され且つカウル３の開口部５を通って内 方に充気領域７内に延びる中空アーム１６を有する。全体に円筒形の中空ヘッド １８がアーム１６の先端で隔壁６の孔１４及び熱シールド９の孔１５を貫通し、 燃焼室８内に僅かに突出している。ヘッド１８の下流端にはリング１つがぴった りと嵌まっている。リング１９はその下流端にリップを有し、このリップは熱シ ールド９上に配置される。

エンジンの使用中、高圧コンプレッサからの空気流の一部かカウル３の開口部４ を通って充気領域７に入る。

空気の幾分かは売気領域７に流入し、隔壁６の計量穴１２を通って通路１１のネ ットワークに入る。通路１１を通って流れる空気は熱シールド９を冷却し、最終 的には熱シールド９の内縁部及び外縁部で燃焼室８内に入る。

充気領域７に流入する高圧空気の幾つかの別の部分が空気噴射バーナーのヘッド １８に入る。空気噴射バーナーは渦を生じ且つ中空アーム１６を通して供給され た燃料と空気流とを混合し、混合気を燃焼室８内に放出する。

混合気は、燃焼室８内にブルームをなして拡がる。下流の幾つかの箇所において 、隣接したブルームが重なって燃料の濃いポケットをつくりだす。これらのポケ ット内では燃料の燃焼が不完全であり、煤粒子が形成される。

しかしながら、本発明は空気の噴流を重なり部分に差し向けて燃料の濃い混合気 を分散させ、完全燃焼を促すための手段を提供する。

本発明の好ましい実施例によれば、第２図に示すように、隔壁６には複数のスロ ット２０が形成され、これらのスロットと対応する複数のスロット２１が熱シー ルド９に形成されている。スロット２０及び２１は、エンジン長さ方向軸線に関 して半径方向に整合している。熱シールド９のスロット２１は、隔壁６のスロッ ト２０と整合しているがこれらのスロット２０よりも僅かに大きく、全（障害の ない行路が充気領域７と燃焼室８との間に構成される。各スロット２０及び２１ は、二つの隣接した空気噴射バーナーヘッド１８から等距離のところに配置され ている。更に、各スロットは、スロットの側方に位置する二つの隣接した空気噴 射バーナーヘッド１８の中心点を結ぶ直線と交差する。

エンジンか使用されている場合には、充気領域７に進入する高圧空気部分は、空 気噴射バーナーヘッド１８や冷却通路１１に進入しないで、スロット２０及び２ １を通って燃焼室８に直接流入する。スロット２０及び２１は、充気領域７から 燃焼室８内への障害のない直接的な行路を構成し、これらのスロットを通る空気 流は、運動量が実質的に損なわれることがない。スロット２０及び２］の大きさ 及び形状により、これらのスロットを通過する空気は、扇形状の噴流の形態で燃 焼室に進入する。

更に、空気噴射バーナーヘッド１８に対するスロット２０及び２１の位置により 、噴流は、ブルーム伏型なり領域内に正確に差し向けられる。従って、噴流は重 なり領域に衝突し、この領域内の燃料の濃い混合気に及はす必要かある分散効果 をもたらすのに十分なエネルギを保持している。かくして、高運動量の空気噴流 燃料の完全燃焼を促し及び煤粒子の形成を抑制する。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．ガスタービンエンジン用燃焼室において、前記燃焼室内に混合気を導入する ための手段を有し、混合気は、使用中、高圧空気によって推進されたブルームを なして前記手段から放出され、隣接した手段間の間隔は隣接したブルームが重な るような間隔であり、空気噴流を重なり領域内に差し向けて燃料の濃い混合気を 分散するための手段を更に有する、燃焼室。
2. ２．前記燃焼室は環状形体であり、混合気を導入するための手段は室の周りに間 隔を隔てられている、請求項１に記載の燃焼室。
3. ３．前記空気噴流を差し向けるための手段は、室の上流端に向けて配置されてい る、請求項１に記載の燃焼室。
4. ４．前記空気噴流を差し向けるための手段は、室の上流構造体に形成した孔から なり、これらの孔は高圧空気源と室の内部との間を連通する、請求項３に記載の 燃焼室。
5. ５．前記孔は、内部隔壁よって構成され、該隔壁から短い距離だけ間隔を隔てら れた熱シールドによって構成され、前記隔壁によって構成された各孔は、前記熱 シールドによって構成された孔と同軸である、請求項４に記載の燃焼室。
6. ６．前記孔の各々は、混合気を室に導入するための二つの隣接した手段から等距 離にある、請求項５に記載の燃焼室。
7. ７．前記孔の各々は、混合気を室に導入するための二つの隣接した手段の中心を 結ぶ直線と交差する、請求項５に記載の燃焼室。
8. ８．孔はスロットであり、前記空気噴流が前記スロットから扇状をなして噴出さ れる、請求項４に記載の燃焼室。
9. ９．前記スロットは、エンジンの長さ方向軸線に関して半径方向に整合している 、請求項８に記載の燃焼室。
10. １０．前記熱シールドは、複数のセクタ形状セグメントからなり、これらのセグ メントの協働する辺縁部が前記孔を構成する、請求項５に記載の燃焼室。
11. １１．前記協働するセグメントの辺縁部は、エンジンの長さ方向軸線に関して半 径方向に整合している、請求項１０に記載の燃焼室。
12. １２．添付図面を参照して上文中に説明した燃焼室。