JPH08312960A - 軸傾斜および不定接線の多穿孔を備える燃焼チャンバ - Google Patents

軸傾斜および不定接線の多穿孔を備える燃焼チャンバ

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JPH08312960A
JPH08312960A JP8105738A JP10573896A JPH08312960A JP H08312960 A JPH08312960 A JP H08312960A JP 8105738 A JP8105738 A JP 8105738A JP 10573896 A JP10573896 A JP 10573896A JP H08312960 A JPH08312960 A JP H08312960A
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ミシエル・アンドレ・アルベール・ドウソルテイー
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 多穿孔から出る空気が隔壁から遊離するのを
防止する。 【解決手段】 本発明は、多穿孔軸方向隔壁によって画
定されるところの特にタービンエンジン用の燃焼チャン
バに関する。オリフィスの向きは、特に希釈穴（１２
ａ、１２ｂ）の付近における燃焼ガスの局所流に応じて
決められる。隔壁（３４）は、オリフィスが燃焼ガスの
主方向（Ｄ）とは逆の方向に向いている第１区域（１６
ａ、１６ｂ）と、第１区域（１６ａ、１６ｂ）の両側に
配設されオリフィスが軸方向傾斜および接線方向傾斜を
有する第２区域（１７ａ、１７ｂ）および第３区域（１
９ａ、１９ｂ）と、オリフィスが燃焼ガス流の主方向
（Ｄ）の軸方向に傾斜する第４区域（２１）とに分割さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に軸方向隔壁の
冷却流体を通過させるための「多穿孔」を構成する複数
の貫通オリフィスと燃焼の結果生じる燃焼ガス流の主方
向を横断する面内に等間隔で分布する複数の希釈穴とを
具備しており、それぞれのオリフィスが、前記隔壁への
法線に対して角度Ａだけ傾斜した幾何学的軸を有し、前
記法線と燃焼ガス流の主方向とによって画定される面に
対して角度Ｂを成すところの前記法線を含む面内に前記
幾何学的軸が配設される少なくとも一つの軸方向隔壁に
よって画定されたタービンエンジンの燃焼チャンバに関
する。
【０００２】
【従来の技術】多穿孔による冷却方法は周知である。オ
リフィスは通常、等間隔メッシュ網に対して千鳥形（ｑ
ｕｉｎｃｏｎｃｅ）に配設される。
【０００３】これらのオリフィスにはコンプレッサによ
って発生する冷却空気が供給される。そのとき、オリフ
ィス内部の強制対流および隔壁内での伝導により熱交換
が実行される。これらのオリフィスに冷却空気を供給す
ることにより、流れの下流側の隔壁内部のチャンバの隔
壁と燃焼の結果生じる燃焼ガスとの間に保護膜が生じ
る。この膜効果の低下を食い止めるため、冷却空気の燃
焼ガスへの混合が早くなり過ぎないようにする。これを
行うため、オリフィスは内部隔壁の法線に対して角度Ａ
だけ傾斜しており、その結果、冷却空気は冷却すべきこ
の隔壁をかすめるようになる。
【０００４】欧州特許ＥＰ−Ａ−０４８６１３３号はこ
の種の隔壁を開示しているが、その隔壁内ではオリフィ
スは軸方向面内で傾斜している。
【０００５】欧州特許ＥＰ−Ａ−０４９２８６４号はさ
らに、オリフィスが隔壁の内表面に沿った燃焼ガスの渦
の角度とほぼ一致する接線角度Ｂだけ傾斜していると開
示している。
【０００６】欧州特許ＥＰ−Ａ−０５９２１６１号は、
チャンバ内に送り込んだ新鮮空気流によって燃焼ガス流
の周囲で渦を巻く保護空気環が発生するように軸方向の
傾斜Ａ及び接線角度Ｂによってオリフィスが画定される
燃焼チャンバの多穿孔環状隔壁を図６で示している。
【０００７】前記全ての特許で、燃焼ガスが流れる主方
向に対してそれぞれのオリフィスの軸方向を画定する傾
斜Ａおよび角度Ｂはそれぞれ所与の値に等しい。
【０００８】ところで、三次元計算から燃焼チャンバ内
のガス流は必ずしも長手方向であるとは限らず、区域に
よって、特に希釈穴の下流側ではガス流が若干傾斜し、
あるいは流れと反対になることが判っている。これらの
区域では冷却空気の遊離が生じることがある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、多穿
孔から出る空気が隔壁から遊離するのを防止することで
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】従って本発明は、燃焼ガ
スの局所流に応じて局所的にオリフィスの向きを決める
ことを提起する。
【００１１】本発明によれば、燃焼チャンバは、隔壁が
複数の区域に分割されることを特徴とする。それぞれの
区域内ではオリフィスが、それぞれ同一値であって前記
のそれぞれの区域内の燃焼ガス流の特性に応じて計算さ
れる値を有する傾斜Ａ及び角度Ｂによって画定される。
【００１２】前記隔壁は、それぞれ希釈穴の下流側に位
置し、オリフィスが燃焼ガス流の主方向とは逆の方向に
向けられる第１区域と、対応する希釈穴を通る軸方向面
に対して前記第１区域の両側に配設される第２区域およ
び第３区域と、前記隔壁の残りの部分を覆う第４区域と
に分割される。
【００１３】第４区域内に設けたオリフィスは３０°を
超える軸方向傾斜を有する。オリフィスの角度Ｂはほぼ
０°である。これらのオリフィスから出た新鮮空気流
は、燃焼ガスの軸方向流の方向に隔壁の内表面をかすめ
る。
【００１４】第１区域内すなわち希釈穴の下流側に設け
たオリフィスにより、燃焼ガス流の主方向とは逆の方向
に冷却空気が拡散される。これらのオリフィスの傾斜Ａ
は０°から−６０°の範囲内であり、その角度Ｂはほぼ
０°である。
【００１５】それぞれの第１区域の両側には、円周方向
に第２区域および第３区域が設けてあり、そのオリフィ
スにより、冷却空気が対応する希釈穴を通って燃焼ガス
流の主方向に軸方向の面に向かって拡散される。
【００１６】本発明の他の長所および特徴は、例として
示し添付の図を参照して行う以下の説明を読むことによ
り明らかになろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】環状型の燃焼チャンバ１は、噴射
システム５を具備するチャンバの底部４によりその上流
側端部で結合された外側環状軸方向隔壁２および内側環
状軸方向隔壁３を備え、その下流側端部間に、図示され
ていないタービンへ燃焼ガスＧを排気するための環状開
口部６を有する。燃焼ガスＧは、燃焼チャンバ１の内部
空洞７内を矢印Ｄで示す主軸方向に流れる。
【００１８】外側環状軸方向隔壁２および内側環状軸方
向隔壁３は、外側カバー８および内側カバー９とともに
環状通路１０および１１を画定する。燃焼チャンバ１の
上流側に位置する図示されていないコンプレッサから出
た冷却空気Ａがその内部を通過する。
【００１９】二つの隔壁２および３は、タービンエンジ
ンの軸に垂直な軸方向面１３内に等間隔で分布する複数
の希釈穴１２と多穿孔を構成する複数の貫通オリフィス
１４とを具備する。
【００２０】冷却空気Ａの一部は、希釈穴１２を通って
軸方向に沿って内部空洞７に入り、燃焼チャンバ１の希
釈区域内で燃焼ガスの希釈および冷却を行うが、残りの
空気Ａはオリフィス１４を通って内部空洞７に入り、そ
の結果、軸方向隔壁２および３の内部面２ａおよび３ａ
上に冷却膜を形成する。
【００２１】図２は、二つの希釈穴１２ａおよび１２ｂ
の領域での外側隔壁２の内面２ａの付近におけるガスの
速度を示す線図であり、三次元計算によって得られた線
図である。
【００２２】この線図から、二つの希釈穴１２ａおよび
１２ｂを分離する区域１５内では、ガスはＤの方向に流
れることがわかる。
【００２３】二つの希釈穴１２ａおよび１２ｂのすぐ下
流側に位置する区域１６では、ガスは反対に希釈穴１２
ａおよび１２ｂに向かって、すなわちＤの方向とはほぼ
反対方向に流れる。
【００２４】それぞれの区域１６の両側でガスは、対応
する希釈穴を通る軸方向面１８の方向に傾斜し、燃焼ガ
スＤの主な流れの向きの方向に沿って流れる。
【００２５】希釈穴１２ａおよび１２ｂのの上流側であ
り、希釈穴１２ａおよび１２ｂから離れた領域では、燃
焼ガスはＤの方向に流れる。
【００２６】さらに希釈穴の付近における温度の三次元
線図は、区域によって顕著な差があることを示してい
る。
【００２７】本発明によれば、オリフィス１４を含む隔
壁２および３の領域を、隔壁への法線３１に対するオリ
フィス１４の軸３０の傾斜角度Ａが同一であり、前記法
線を含む軸方向面３３に対する前記軸３０および法線３
１を含む面３２の角度Ｂも同一である複数の区域に分割
する。
【００２８】図３には、二つの希釈穴１２ａおよび１２
ｂを含む軸方向隔壁３４の一部を示した。矢印Ｄは燃焼
チャンバ１内の燃焼ガスの主流れ方向を示す。
【００２９】参照番号１６ａおよび１６ｂは、その内部
で燃焼ガスが逆方向に流れる第１区域を示す。軸方向面
１８ａおよび１８ｂの左側に位置する第２区域１７ａお
よび１７ｂでは、燃焼ガスは全体として矢印１９の方向
に流れる。軸方向面１８ａおよび１８ｂの右側に位置す
る第３区域１９ａおよび１９ｂでは、燃焼ガスは全体と
して矢印２０の方向に流れる。
【００３０】区域１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ、１
９ａおよび１９ｂ以外のところに位置する第４区域２１
では、燃焼ガスは全体として矢印Ｄの方向に流れる。
【００３１】図４でわかるように第４区域２１内に設け
たオリフィス１４は、３０゜を超える傾斜Ａ４およびほ
ぼ０゜に等しい角度Ｂによって画定される。これらのオ
リフィス１４によって拡散される冷却空気は、ガスの主
方向ＤにＡ４だけ傾斜して燃焼チャンバ１に入る。
【００３２】第１区域１６ａ内に設けたオリフィス１４
は、主方向Ｄとは逆の方向に冷却空気が拡散されるよう
に傾斜している。これらのオリフィス１４の軸３０は、
法線３１との間に−６０°から０°の範囲の角度Ａ１を
成す。また、これらのオリフィス１４の軸３０は、希釈
穴１２ａの軸３５を通る軸方向面１８ａに平行でもあ
る。
【００３３】図５には、第３区域１９ｂにおける外側隔
壁２の小部分３６を示した。この第３区域１９ｂでは、
オリフィスは法線３１に対してＡ３だけ傾斜し、主流れ
方向Ｄに対して角度Ｂ３を成す面内に穿通される。角度
Ｂ３は、第三区域１９ｂ内のガスの局所流の平均的な方
向に応じて計算される。
【図面の簡単な説明】
【図１】タービンエンジンの環状燃焼チャンバの断面図
である。
【図２】二つの希釈穴の付近における燃焼ガス流の三次
元像である。
【図３】多穿孔隔壁を複数の均等な区域に分割した状態
を示す図である。
【図４】希釈穴の軸を通る軸方向面での多穿孔隔壁の軸
方向断面拡大図である。
【図５】多穿孔部のオリフィスが軸方向および接線方向
の傾斜を有する隔壁の部分斜視図である。
【符号の説明】
２、３ 軸方向隔壁 １２ａ、１２ｂ 希釈穴 １４ オリフィス １６ａ、１６ｂ 第１区域 １７ａ、１７ｂ 第２区域 １８ａ、１８ｂ 軸方向面 １９ａ、１９ｂ 第３区域 ２１ 第４区域 ３４ 隔壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 パトリツク・サミユエル・アンドレ・シシ ア フランス国、75020・パリ、リユ・ドウ・ メニルモンタン、32 (72)発明者 ミシエル・アンドレ・アルベール・ドウソ ルテイー フランス国、77240・ベール・サン・デニ、 リユ・ドウ・ラ・ピエール・デコレ、２

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 特に軸方向隔壁（２、３）の冷却流体
    （Ａ）を通過させるための多穿孔を構成する複数の通し
    オリフィス（１４）と、燃焼の結果生じる燃焼ガス
    （Ｇ）流の主方向（Ｄ）を横断する面（１３）内に等間
    隔で分布する複数の希釈穴（１２）とを具備しており、
    それぞれのオリフィス（１４）が、前記隔壁（２、３）
    への法線（３１）に対して角度Ａだけ傾斜した幾何学的
    軸（３０）を有し、前記法線と燃焼ガス流の主方向
    （Ｄ）とによって画定される面（３３）に対して角度Ｂ
    を成すところの前記法線（３１）を含む面（３２）内に
    前記幾何学的軸（３０）が配設されており、 隔壁（２、３）が複数の区域（１６ａ、１６ｂ、１７
    ａ、１７ｂ、１９ａ、１９ｂ、２１）に分割されてお
    り、各区域内ではオリフィス（１４）が、それぞれ同一
    値であって前記各区域内の燃焼ガス（６）の局所流に応
    じて計算された値をもつ傾斜Ａ及び角度Ｂによって画定
    されることを特徴とする少なくとも一つの軸方向隔壁
    （２、３）によって画定される、特にタービンエンジン
    の燃焼チャンバ。
  2. 【請求項２】 前記隔壁（２、３）は、それぞれ希釈穴
    （１２ａ、１２ｂ）の下流側に位置すると共にオリフィ
    ス（１４）が燃焼ガス（Ｇ）流の主方向（Ｄ）とは逆の
    方向に向けられる第１区域（１６ａ、１６ｂ）と、対応
    する希釈穴（１２ａ、１２ｂ）を通る軸方向面（１８
    ａ、１８ｂ）に対して前記第１区域（１６ａ、１６ｂ）
    の両側に配設される第２区域および第３区域（１７ａ、
    １７ｂ）と、前記隔壁（２、３）の残りの部分を覆う第
    ４区域（２１）とに分割されることを特徴とする請求項
    １に記載のチャンバ。
  3. 【請求項３】 第４区域（２１）内に設けたオリフィス
    （１４）が、３０°を超える傾斜Ａによって画定される
    ことを特徴とする請求項２に記載のチャンバ。
  4. 【請求項４】 第４区域（２１）内に設けたオリフィス
    （１４）が、ほぼ０°に等しい角度Ｂによって画定され
    ることを特徴とする請求項３に記載のチャンバ。
  5. 【請求項５】 第１区域（１６ａ、１６ｂ）内に設けた
    オリフィス（１４）が、０°から−６０°の範囲の傾斜
    Ａによって画定されることを特徴とする請求項２に記載
    のチャンバ。
  6. 【請求項６】 第１区域（１６ａ、１６ｂ）内に設けた
    オリフィス（１４）が、ほぼ０°に等しい角度Ｂによっ
    て画定されることを特徴とする請求項５に記載のチャン
    バ。
  7. 【請求項７】 第２区域（１７ａ、１７ｂ）内に設けた
    オリフィス（１４）が、第３区域（１９ａ、１９ｂ）内
    に設けたオリフィス（１４）を画定する角度Ｂと反対の
    値を有しており、角度Ｂによって画定されることを特徴
    とする請求項３に記載のチャンバ。
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