JPH1061495A - 航空機エンジンのフレームホルダ - Google Patents
航空機エンジンのフレームホルダInfo
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- JPH1061495A JPH1061495A JP22362996A JP22362996A JPH1061495A JP H1061495 A JPH1061495 A JP H1061495A JP 22362996 A JP22362996 A JP 22362996A JP 22362996 A JP22362996 A JP 22362996A JP H1061495 A JPH1061495 A JP H1061495A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アフタバーナ付航空機エンジンのフレームホ
ルダの冷却を図る。 【解決手段】 アフタバーナの入口に配され円環状のフ
ァン流とその内側のコア流とを周方向に交互に内側およ
び外側に導いて２つの流れの混合を図るミキサ１５の後
方に設けられ、断面が後方に向って開いた略三角形状を
していて下流に再循環域を形成して保炎を行う航空機エ
ンジンのフレームホルダ７であって、フレームホルダ７
は円環状部材２０と、円環状部材２０の内周から内方に
突出して、かつ周方向に間隔を空けて複数設けられた直
線状部材２１とからなり、円環状部材２０および直線状
部材２１の溝内には冷却用空気を導入する空気管２２が
設けられており、円環状部材２０には冷却用空気として
ファン流を取り入れるように前方に向って開口したスク
ープ２３が周方向に間隔を空けて複数設けられ空気管２
２と接続しており、少なくても直線状部材２１に設けら
れた空気管２２ｂには直線状部材２１に向いて開口した
複数の空気吐出口２４が設けられている。
ルダの冷却を図る。 【解決手段】 アフタバーナの入口に配され円環状のフ
ァン流とその内側のコア流とを周方向に交互に内側およ
び外側に導いて２つの流れの混合を図るミキサ１５の後
方に設けられ、断面が後方に向って開いた略三角形状を
していて下流に再循環域を形成して保炎を行う航空機エ
ンジンのフレームホルダ７であって、フレームホルダ７
は円環状部材２０と、円環状部材２０の内周から内方に
突出して、かつ周方向に間隔を空けて複数設けられた直
線状部材２１とからなり、円環状部材２０および直線状
部材２１の溝内には冷却用空気を導入する空気管２２が
設けられており、円環状部材２０には冷却用空気として
ファン流を取り入れるように前方に向って開口したスク
ープ２３が周方向に間隔を空けて複数設けられ空気管２
２と接続しており、少なくても直線状部材２１に設けら
れた空気管２２ｂには直線状部材２１に向いて開口した
複数の空気吐出口２４が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアフタバーナを有す
る航空機エンジンのフレームホルダに係り、特にフレー
ムホルダの耐熱性を高める技術に関する。
る航空機エンジンのフレームホルダに係り、特にフレー
ムホルダの耐熱性を高める技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、アフタバーナを有する航空機エ
ンジン（ガスタービンエンジン）の構造例を示してい
る。
ンジン（ガスタービンエンジン）の構造例を示してい
る。
【０００３】該航空機エンジン１にあっては、空気を取
り入れるファン２と、取り入れた空気を圧縮する圧縮機
３と、圧縮した空気に燃料を混合して燃焼させる燃焼器
４と、該燃焼器４の燃焼ガスによりファン２及び圧縮機
３を駆動するタービン５と、新たに付加した燃料の再燃
焼を行うアフタバーナ６とを具備している。
り入れるファン２と、取り入れた空気を圧縮する圧縮機
３と、圧縮した空気に燃料を混合して燃焼させる燃焼器
４と、該燃焼器４の燃焼ガスによりファン２及び圧縮機
３を駆動するタービン５と、新たに付加した燃料の再燃
焼を行うアフタバーナ６とを具備している。
【０００４】アフタバーナ６の部分には、三角形断面等
を有し下流に再循環域Ｘを形成して保炎を行なうフレー
ムホルダ（保炎器）７と、燃料を噴出させるための燃料
ノズル８と、点火栓９と、燃焼ガス流路を形成するため
のアウターダクト１０と、燃焼器ライナ１１とが配さ
れ、燃焼ガスは燃焼器ライナ１１内部を経由して排気ノ
ズル１２から噴出させることにより、推力の増加を図る
ようにしている。
を有し下流に再循環域Ｘを形成して保炎を行なうフレー
ムホルダ（保炎器）７と、燃料を噴出させるための燃料
ノズル８と、点火栓９と、燃焼ガス流路を形成するため
のアウターダクト１０と、燃焼器ライナ１１とが配さ
れ、燃焼ガスは燃焼器ライナ１１内部を経由して排気ノ
ズル１２から噴出させることにより、推力の増加を図る
ようにしている。
【０００５】また、ファン２から分岐させたファン流
（バイパス流）１３と、圧縮機３、燃焼器４およびター
ビン５から排出されるコア流１４とは、ミキサ（混合
器）１５を経由させることにより、混合促進が図られる
ようにしている。尚１６はテールコーンである。
（バイパス流）１３と、圧縮機３、燃焼器４およびター
ビン５から排出されるコア流１４とは、ミキサ（混合
器）１５を経由させることにより、混合促進が図られる
ようにしている。尚１６はテールコーンである。
【０００６】ミキサ１５にあっては、図５に示すよう
に、横断面形状が波形形状の案内壁（隔壁）を有すると
ともに、該波形形状が下流ほど漸次大きくなる設定がな
されており、図５に実線および破線の矢印で示すファン
流１３およびコア流１４を、内側および外側に交互に導
くことにより、混合性を高めるものである。
に、横断面形状が波形形状の案内壁（隔壁）を有すると
ともに、該波形形状が下流ほど漸次大きくなる設定がな
されており、図５に実線および破線の矢印で示すファン
流１３およびコア流１４を、内側および外側に交互に導
くことにより、混合性を高めるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】かかる航空機エンジン
においてフレームホルダ７は、断面が後方に向って開い
た略三角形状をしており、耐熱性金属の板金製で特に冷
却はしていない。ところが近年燃焼器４の出口温度を上
昇させその状態で熱効率の向上が図られてきたので、コ
ア流１４の温度は従来８００°Ｃ程度であったものが９
００°Ｃ程度まで上ることが考えられる。フレームホル
ダはアフタバーナ作動時には後方の火炎からの輻射熱に
曝されるのでコア流１４がこのように高温になるとフレ
ームホルダ自体の温度はさらに高温になり上記の金属で
は耐久性を維持することが困難となる。
においてフレームホルダ７は、断面が後方に向って開い
た略三角形状をしており、耐熱性金属の板金製で特に冷
却はしていない。ところが近年燃焼器４の出口温度を上
昇させその状態で熱効率の向上が図られてきたので、コ
ア流１４の温度は従来８００°Ｃ程度であったものが９
００°Ｃ程度まで上ることが考えられる。フレームホル
ダはアフタバーナ作動時には後方の火炎からの輻射熱に
曝されるのでコア流１４がこのように高温になるとフレ
ームホルダ自体の温度はさらに高温になり上記の金属で
は耐久性を維持することが困難となる。
【０００８】本発明は、従来のフレームホルダのかかる
問題点に鑑み案出されたもので、エンジンの他の部分の
構造を大巾に変更することなくフレームホルダの冷却を
行ない、従来用いられた金属を使用しつつ耐久性の向上
を図ることを目的とする。
問題点に鑑み案出されたもので、エンジンの他の部分の
構造を大巾に変更することなくフレームホルダの冷却を
行ない、従来用いられた金属を使用しつつ耐久性の向上
を図ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の航空機エンジンのフレームホルダは、アフタバ
ーナの入口に配され円環状のファン流とその内側のコア
流とを周方向に交互に内側および外側に導いて２つの流
れの混合を図るミキサの後方に設けられ、断面が後方に
向って開いた略三角形状をしていて下流に再循環域を形
成して保炎を行う航空機エンジンのフレームホルダであ
って、該フレームホルダは円環状部材と、円環状部材の
内周から内方に突出して、かつ周方向に間隔を空けて複
数設けられた直線状部材とからなり、円環状部材および
直線状部材の溝内には冷却用空気を導入する空気管が設
けられており、円環状部材には冷却用空気として上記フ
ァン流を取り入れるように前方に向って開口したスクー
プが周方向に間隔を空けて複数設けられ空気管と接続し
ており、少なくても直線状部材に設けられた空気管には
直線状部材に向いて開口した複数の空気吐出口が設けら
れている。
本発明の航空機エンジンのフレームホルダは、アフタバ
ーナの入口に配され円環状のファン流とその内側のコア
流とを周方向に交互に内側および外側に導いて２つの流
れの混合を図るミキサの後方に設けられ、断面が後方に
向って開いた略三角形状をしていて下流に再循環域を形
成して保炎を行う航空機エンジンのフレームホルダであ
って、該フレームホルダは円環状部材と、円環状部材の
内周から内方に突出して、かつ周方向に間隔を空けて複
数設けられた直線状部材とからなり、円環状部材および
直線状部材の溝内には冷却用空気を導入する空気管が設
けられており、円環状部材には冷却用空気として上記フ
ァン流を取り入れるように前方に向って開口したスクー
プが周方向に間隔を空けて複数設けられ空気管と接続し
ており、少なくても直線状部材に設けられた空気管には
直線状部材に向いて開口した複数の空気吐出口が設けら
れている。
【００１０】ミキサのファン流の出口近傍に開口したス
クープから、ファン流を取り入れ、円環状部材に設けら
れた冷却用空気の空気管を通って直線状部材に設けられ
た冷却用空気の空気管に導入される。直線状部材の空気
管には直線状部材に向かって設けられた複数の空気吐出
口から冷却空気を吐出して直線状部材を冷却する。ファ
ン流の温度は１５０°〜２００°Ｃであり、直線状部材
に衝突してインピンジ冷却を行う。衝突して直線状部材
を冷却した後の冷却空気はアフタバーナの燃焼用として
用いられる。このように空冷することによりフレームホ
ルダの材料を安価な従来材料としても耐久性を維持する
ことができる。なお、円環状部材も使用している材料の
耐熱許容温度を越えるときは、その内側を通る空気管に
空気吐出口を設け、インピンジ冷却を行うことができ
る。
クープから、ファン流を取り入れ、円環状部材に設けら
れた冷却用空気の空気管を通って直線状部材に設けられ
た冷却用空気の空気管に導入される。直線状部材の空気
管には直線状部材に向かって設けられた複数の空気吐出
口から冷却空気を吐出して直線状部材を冷却する。ファ
ン流の温度は１５０°〜２００°Ｃであり、直線状部材
に衝突してインピンジ冷却を行う。衝突して直線状部材
を冷却した後の冷却空気はアフタバーナの燃焼用として
用いられる。このように空冷することによりフレームホ
ルダの材料を安価な従来材料としても耐久性を維持する
ことができる。なお、円環状部材も使用している材料の
耐熱許容温度を越えるときは、その内側を通る空気管に
空気吐出口を設け、インピンジ冷却を行うことができ
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下本発明の一実施の形態につい
て、図面を参照しつつ説明する。図１は本発明のフレー
ムホルダの側断面図である。図２は図１のＡ−Ａ矢視図
である。図３は図１のＢ−Ｂ矢視図である。尚、これら
の図において、図４に基づいて従来の技術として説明し
たのと同じ部分については同一の符号を用いており説明
を省略する。
て、図面を参照しつつ説明する。図１は本発明のフレー
ムホルダの側断面図である。図２は図１のＡ−Ａ矢視図
である。図３は図１のＢ−Ｂ矢視図である。尚、これら
の図において、図４に基づいて従来の技術として説明し
たのと同じ部分については同一の符号を用いており説明
を省略する。
【００１２】図１ないし図３において、７はフレームホ
ルダである。フレームホルダ７はミキサ１５の後方に配
され、テールコーン１６を囲むように設けられている。
フレームホルダ７は円環状部材２０と、円環状部材２０
の内周から内方に突出して、かつ周方向に間隔を空けて
複数設けられた直線部材２１とからなる。円環状部材２
０と直線状部材２１は図１および図３に示すように、共
に後方に向って開いた略三角形状をした断面を有してい
る。尚、図面では三角形の頂点の部分が円弧状となって
いるが、この部分が角張った形状となっていてもよい。
ルダである。フレームホルダ７はミキサ１５の後方に配
され、テールコーン１６を囲むように設けられている。
フレームホルダ７は円環状部材２０と、円環状部材２０
の内周から内方に突出して、かつ周方向に間隔を空けて
複数設けられた直線部材２１とからなる。円環状部材２
０と直線状部材２１は図１および図３に示すように、共
に後方に向って開いた略三角形状をした断面を有してい
る。尚、図面では三角形の頂点の部分が円弧状となって
いるが、この部分が角張った形状となっていてもよい。
【００１３】円環状部材２０および直線状部材２１の溝
内には冷却空気を導入する空気管２２が設けられてお
り、円環状部材２０には空気管２２ａが設けられ、直線
状部材２１には空気管２２ｂが設けられ、円環状の空気
管２２ａより直線状の空気管２２ｂが分岐している。円
環状部材２０には周方向に間隔を空けて複数のスクープ
２３が設けられている。スクープ２３は筒状をしていて
前方に突出して設けられ、前端は開口しており、ミキサ
１５のファン流１３の通路１５ａの出口近傍に配置さ
れ、後端は円環状部材２０を貫通し空気管２２ａに接続
し、前端より取り入れた冷却空気を空気管２２ａに導入
する。図１ではスクープ２３前端はミキサ１５の後方に
配置されているようになっているが、ファン流１３の通
路１５ａ内にわずかに挿入された状態に配置されていて
もよい。また、スクープ２３の形状も円筒状になってい
るが、截頭円錐状であってもよい。
内には冷却空気を導入する空気管２２が設けられてお
り、円環状部材２０には空気管２２ａが設けられ、直線
状部材２１には空気管２２ｂが設けられ、円環状の空気
管２２ａより直線状の空気管２２ｂが分岐している。円
環状部材２０には周方向に間隔を空けて複数のスクープ
２３が設けられている。スクープ２３は筒状をしていて
前方に突出して設けられ、前端は開口しており、ミキサ
１５のファン流１３の通路１５ａの出口近傍に配置さ
れ、後端は円環状部材２０を貫通し空気管２２ａに接続
し、前端より取り入れた冷却空気を空気管２２ａに導入
する。図１ではスクープ２３前端はミキサ１５の後方に
配置されているようになっているが、ファン流１３の通
路１５ａ内にわずかに挿入された状態に配置されていて
もよい。また、スクープ２３の形状も円筒状になってい
るが、截頭円錐状であってもよい。
【００１４】図３は直線状部材２１と空気管２２ｂと断
面を示す。なお、円環状部材２０と空気管２２ａの断面
も同様である。空気管２２ｂは直線状部材２１と相似の
略三角形で底辺を有する閉じた形状を有する。頂部と両
斜辺には空気吐出口２４が多数設けられ、冷却空気を対
向する直線状部材２１に冷却空気を吐出してインピンジ
冷却を行う。空気吐出口２４の寸法の一例を示すと、直
径は０．３〜２ｍｍ程度、各空気吐出口２４の間隔は４
〜６ｍｍ、対向する直線状部材２１との間隔は２〜３ｍ
ｍ程度である。また、吐出する差圧は０．１〜０．３ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 程度である。なお、空気管２２は円環状部
材２０や直線状部材２１と相似でなくてもよい。例えば
楕円形でもよい。円環状部材２０の空気管２２ａには空
気吐出口２４を設けていないが、円環状部材２０の温度
が使用している材料の耐熱許容温度を越える場合は空気
吐出口２４を設けて冷却をする。
面を示す。なお、円環状部材２０と空気管２２ａの断面
も同様である。空気管２２ｂは直線状部材２１と相似の
略三角形で底辺を有する閉じた形状を有する。頂部と両
斜辺には空気吐出口２４が多数設けられ、冷却空気を対
向する直線状部材２１に冷却空気を吐出してインピンジ
冷却を行う。空気吐出口２４の寸法の一例を示すと、直
径は０．３〜２ｍｍ程度、各空気吐出口２４の間隔は４
〜６ｍｍ、対向する直線状部材２１との間隔は２〜３ｍ
ｍ程度である。また、吐出する差圧は０．１〜０．３ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 程度である。なお、空気管２２は円環状部
材２０や直線状部材２１と相似でなくてもよい。例えば
楕円形でもよい。円環状部材２０の空気管２２ａには空
気吐出口２４を設けていないが、円環状部材２０の温度
が使用している材料の耐熱許容温度を越える場合は空気
吐出口２４を設けて冷却をする。
【００１５】円環状部材２０の外周には周方向に間隔を
空けて複数のブラケット２５が外方に向って突設されて
おり、ミキサ１５から内方に向って突設されたブラケッ
ト２６とピン２７を介して係合することにより、フレー
ムホルダ７が支持されている。直線状部材２１の先端板
２１ａには内方に向けて突起２８が固着されており、該
突起２８はテールコーン外周に設けられた孔１６ａ内に
嵌入している。これによってフレームホルダ７の振動が
抑制される。
空けて複数のブラケット２５が外方に向って突設されて
おり、ミキサ１５から内方に向って突設されたブラケッ
ト２６とピン２７を介して係合することにより、フレー
ムホルダ７が支持されている。直線状部材２１の先端板
２１ａには内方に向けて突起２８が固着されており、該
突起２８はテールコーン外周に設けられた孔１６ａ内に
嵌入している。これによってフレームホルダ７の振動が
抑制される。
【００１６】次に本実施形態の作用を説明する。ミキサ
１５のファン流１３の出口近傍に開口したスクープ２３
から、ファン流１３を取り入れ、円環状部材２０の空気
管２２ａを通り直線状部材２１の空気管２２ｂに導き空
気吐出口２４より直線状部材２１に吐出する。ファン流
１３の温度は１５０°〜２００°Ｃであり、空気吐出口
２４より直線状部材２１に衝突した冷却空気によるイン
ピンジ冷却が行われる。排出された冷却空気はアフタバ
ーナ６の燃焼用として用いられる。空冷されるのでフレ
ームホルダ７の材料を安価な従来材料としても耐久性を
維持することができる。
１５のファン流１３の出口近傍に開口したスクープ２３
から、ファン流１３を取り入れ、円環状部材２０の空気
管２２ａを通り直線状部材２１の空気管２２ｂに導き空
気吐出口２４より直線状部材２１に吐出する。ファン流
１３の温度は１５０°〜２００°Ｃであり、空気吐出口
２４より直線状部材２１に衝突した冷却空気によるイン
ピンジ冷却が行われる。排出された冷却空気はアフタバ
ーナ６の燃焼用として用いられる。空冷されるのでフレ
ームホルダ７の材料を安価な従来材料としても耐久性を
維持することができる。
【００１７】本発明は、以上述べた実施態様に限定され
るものではなく、特許請求の範囲内で変更が可能であ
る。例えば円環状部材２０の空気管２２ａに空気吐出口
２４を設けて円環状部材２０を冷却してもよい。また空
気管２２の形状を楕円とすれば製作が容易となる。
るものではなく、特許請求の範囲内で変更が可能であ
る。例えば円環状部材２０の空気管２２ａに空気吐出口
２４を設けて円環状部材２０を冷却してもよい。また空
気管２２の形状を楕円とすれば製作が容易となる。
【００１８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の航空エンジ
ンのフレームホルダによれば、冷却空気の空気管をフレ
ームホルダ内に設け、フレームホルダ前方に設けられた
ミキサのファン流の通路からファン流を空気管に導入し
て空気管に設けた空気吐出口からフレームホルダに吐出
してこの冷却を行っているので、エンジンの他の部分の
構造をほとんど変更することなしにフレームホルダの冷
却が達成され、フレームホルダの材料は安価な従来材料
としても耐久性を維持することができるなど優れた効果
を有する。
ンのフレームホルダによれば、冷却空気の空気管をフレ
ームホルダ内に設け、フレームホルダ前方に設けられた
ミキサのファン流の通路からファン流を空気管に導入し
て空気管に設けた空気吐出口からフレームホルダに吐出
してこの冷却を行っているので、エンジンの他の部分の
構造をほとんど変更することなしにフレームホルダの冷
却が達成され、フレームホルダの材料は安価な従来材料
としても耐久性を維持することができるなど優れた効果
を有する。
【図１】本発明のフレームホルダの側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【図４】アフタバーナを有する航空機エンジン（ガスタ
ービンエンジン）の構造例を示す正断面図である。
ービンエンジン）の構造例を示す正断面図である。
【図５】図４におけるミキサの一部の記載を省略した拡
大斜視図である。
大斜視図である。
６ アフタバーナ ７ フレームホルダ １３ ファン流（バイパス流） １４ コア流 １５ ミキサ（混合器） １６ テールコーン ２０ 円環状部材 ２１ 直線状部材 ２２，２２ａ，２２ｂ 空気管 ２３ スクープ ２４ 空気吐出口 Ｘ 再循環域
Claims (1)
- 【請求項１】 アフタバーナの入口に配され円環状のフ
ァン流とその内側のコア流とを周方向に交互に内側およ
び外側に導いて２つの流れの混合を図るミキサの後方に
設けられ、断面が後方に向って開いた略三角形状をして
いて下流に再循環域を形成して保炎を行う航空機エンジ
ンのフレームホルダであって、該フレームホルダは円環
状部材と、円環状部材の内周から内方に突出して、かつ
周方向に間隔を空けて複数設けられた直線状部材とから
なり、円環状部材および直線状部材の溝内には冷却用空
気を導入する空気管が設けられており、円環状部材には
冷却用空気として上記ファン流を取り入れるように前方
に向って開口したスクープが周方向に間隔を空けて複数
設けられ空気管と接続しており、少なくても直線状部材
に設けられた空気管には直線状部材に向いて開口した複
数の空気吐出口が設けられていることを特徴とする航空
機エンジンのフレームホルダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22362996A JPH1061495A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 航空機エンジンのフレームホルダ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22362996A JPH1061495A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 航空機エンジンのフレームホルダ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1061495A true JPH1061495A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=16801207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22362996A Pending JPH1061495A (ja) | 1996-08-26 | 1996-08-26 | 航空機エンジンのフレームホルダ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1061495A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012026405A (ja) * | 2010-07-27 | 2012-02-09 | Ihi Corp | アフタバーナ及び航空機エンジン |
| CN103868098A (zh) * | 2012-12-12 | 2014-06-18 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种膜冷却的火焰稳定器 |
| CN104896510A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-09-09 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 火焰稳定器和带有该火焰稳定器的地面燃机燃烧室 |
| CN105650677A (zh) * | 2016-02-26 | 2016-06-08 | 南京航空航天大学 | 带有新型冷却结构一体化设计的火焰稳定器 |
| US11085642B2 (en) | 2016-05-23 | 2021-08-10 | Mitsubishi Power, Ltd. | Combustor with radially varying leading end portion of basket and gas turbine |
-
1996
- 1996-08-26 JP JP22362996A patent/JPH1061495A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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