JPH1068524A - タービンエンジンの燃焼室用ボウル−デフレクタアセンブリ - Google Patents

タービンエンジンの燃焼室用ボウル−デフレクタアセンブリ

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JPH1068524A
JPH1068524A JP9200503A JP20050397A JPH1068524A JP H1068524 A JPH1068524 A JP H1068524A JP 9200503 A JP9200503 A JP 9200503A JP 20050397 A JP20050397 A JP 20050397A JP H1068524 A JPH1068524 A JP H1068524A
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JP
Japan
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combustion chamber
bowl
deflector
air
wall
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JP9200503A
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English (en)
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Denis Sandelis
ドウニ・サンドウリ
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Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA
SNECMA SAS
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • 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
    • F23R3/002—Wall structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • 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
    • F23R3/26—Controlling the air flow
    • 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
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 先行技術の欠点を解消するタービンエンジン
の燃焼室のボウル−デフレクタアセンブリを提供する。 【解決手段】 該アセンブリは鋳造による単体部品製で
ある。ボウル（６）は、環状空洞（１４）を画定する二
重壁面（１０、１１）から成る。外側壁面（１１）は、
ボウル（６）の内側壁面とデフレクタ（１５）の接合領
域（１７）に対向する複数のオリフィス（１６）を有
し、空気はこれらのオリフィスから空洞（１４）内に入
り接合領域（１７）を衝撃によって冷却する。この空気
の６０％は、接合領域（１７）の近くに設けた第一オリ
フィス列（１８）から燃料コーン内に注入される。空洞
（１４）内に供給される残りの空気は、空洞（１４）内
で加熱された後、燃料の噴霧化に与かり、内側壁面（１
０）の半径方向において内側の領域内に設けた第二オリ
フィス列（１９）から外部に出る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野及び従来の技術】本発明は、航
空機のタービンエンジンの燃焼室の分野に関する。
【０００２】より詳細には本発明は、軸内に空気および
燃料の噴射装置が取り付けられる環状ボウルであって、
気体の流れの方向に口が拡げられ、フランジを冷却する
手段と、前記フランジの近くに、噴霧化燃料コーン内に
空気を注入する第一オリフィス列とを含むボウルを収納
するための少なくとも一つの開口部を有する室の底部を
下流側に含むタービンエンジンの燃焼室であって、その
底部の下流側のボウルのフランジの周囲にデフレクタが
配設され、このデフレクタが熱シールドを形成し、室の
底部に設けた複数の穴から出る冷却空気の衝撃によって
冷却される燃焼室に関する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の燃焼室、とく
に軍事用のターボジェットエンジンの燃焼室では、室の
底部が具備するボウルおよびデフレクタまたはナセルは
大きな応力を受ける。
【０００４】ターボジェットエンジンの進化にともない
空気の圧縮度が次第に高くなってきており、そのため燃
焼室の入口における圧力および温度が高くなる。この圧
力および温度の上昇は燃焼室内のガスの温度の上昇とあ
いまって、燃焼室の底部の要素にきわめて大きな熱的お
よび機械的応力をもたらす。その結果、ボウルのフラン
ジの壁は９００℃から１０００℃という高温になる。一
方このフランジが冷却されるのは、燃焼室内に供給され
る空気流量の約２％によるだけである。
【０００５】内外リングとともに冷却空気用の通路を規
定するデフレクタの外縁上にも焼けおよび変形が認めら
れ、そのため、燃焼室を良好に保つ上で有害な燃焼室の
底部の冷却膜の劣化が生じる。
【０００６】本発明の目的は、これらの欠点を解消する
ことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、 ａ／ ボウルおよびデフレクタが単一部品製であるこ
と、 ｂ／ ボウルが、燃焼室の外側に位置する壁面内のデフ
レクタとボウルの接合領域に対向して設けられた複数の
オリフィスにより空気が供給される環状空洞を規定する
二重壁面から成り、その結果、この空気が衝撃によって
前記接合領域を冷却し、更に、燃焼室内への空気の排出
は第一部分においては第一オリフィス列、第二部分にお
いては燃焼室の内側に位置する壁面の半径方向において
内側の部分内に設けた第二オリフィス列から行われ、こ
の第二部分の空気が燃料の噴霧化を行うことによってそ
の目的が達成される。
【０００８】この技術により、ボウルおよびデフレクタ
は、フランジを有するボウルおよび室の底部に自在に取
り付けられるナセルの代わりに、室の底部に固設された
小型のアセンブリの形態となる。
【０００９】また本発明により、従来の燃焼室内に供給
される空気流量の２％ではなく、第一オリフィス列から
入る空気の全て（燃焼室内に供給される空気流量の約６
％）および第二オリフィス列から入る空気の全て（燃焼
室内に供給される空気流量の約４％）がこの領域の冷却
に与かるので、ボウルとデフレクタとが接合されるレベ
ルにおいてよりすぐれた冷却が確保される。
【００１０】さらに、第二オリフィス列から燃焼室に入
る空気は、ボウルの内壁に沿って循環することにより加
熱されるので、燃料の噴霧化が向上する。
【００１１】さらに以下の有利な措置が採用される。
【００１２】− 熱交換を促進するために、二重壁面の
内壁が流れを擾乱する突起物を具備すること、 − デフレクタが、ボウルの軸に対し半径方向に拡散す
る複数の穴を含むこと、 − 燃焼エンクロージャ側に位置するデフレクタの壁
が、好ましくはジルコン酸イットリウム製の熱シールド
で被覆されること、 − デフレクタが、燃焼室の底部にボウル−デフレクタ
アセンブリを固定する手段を含むこと。
【００１３】本発明の別の長所および特徴は、例として
示し添付の図面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。
【００１４】
【発明の実施の形態】図面では、図示しない内外リング
とともにタービンエンジンの環状燃焼室のエンクロージ
ャ３を画定する室の底部を符号２で示した。この底部２
は、燃焼室の対称軸の周囲に等間隔に分布し、軸７内に
空気および燃料の噴射装置８が取り付けられる各環状ボ
ウル６を収納するための複数の開口部４を有する。
【００１５】ボウル６は、気体の流れの方向、すなわち
図１及び図３の左から右に向かって口が拡げられ、内側
壁面１０および外側壁面１１から成り、これら壁面は、
上流側で正面壁１２により接続され、下流側で開口部４
の縁上の支持壁１３により接続され、双方の壁面の間に
環状空洞１４が規定される。この有用性については後述
する。
【００１６】内側壁面１０は、支持壁１３を越えて延長
され、室の底部２に平行であって室の底部から下流側に
一定距離のところに配設されたデフレクタ１５を構成す
る。
【００１７】ボウル６およびデフレクタ１５は、たとえ
ば鋳造による単一部品であるため、アセンブリの製造コ
ストを下げることができるという長所を有する。
【００１８】図１及び図３で明確にわかるように、外側
壁面１１は、ボウル６とデフレクタ１５との接合領域１
７と対向して、複数のオリフィス１６を有し、これらの
オリフィスから冷却空気が空洞１４内に入り、通常、ボ
ウル６のフランジと呼ばれるものを構成するこの接合領
域１７にぶつかる。
【００１９】この空気は、フランジ１７の近くの内側壁
面１０内に設けた第一オリフィス列１８、および正面壁
１２の近くの内側壁面１０内に設けた第二オリフィス列
１９を通って空洞１４から出る。
【００２０】燃焼室に供給される全空気の約１０％がオ
リフィス１６から送り込まれ、フランジの冷却を行う。
空洞１４を通過する空気の６０％はオリフィス１８から
外部に出て、燃料コーン内に注入される。空洞１４を通
過する残りの空気（４０％）は、加熱された状態でオリ
フィス１９から外部に出て、活発に燃料の噴霧化を行
う。ボウル６の冷却を促進するために、壁面１０および
１１の内壁は流れを擾乱する突起物２０を具備する。
【００２１】これらの擾乱器２０は、ピコット、留め
金、あるいはその他の形態である。
【００２２】室の底部２は、軸７にほぼ平行な複数の穴
３０を含み、これらのオリフィス３０から供給される空
気はデフレクタ１５を衝撃によって冷却する。デフレク
タ１５内には、室の底部２の複数の穴３０に対し５点形
に配設された別の複数の穴３１が設けられる。この複数
の穴３１は、前者に対し大きく傾斜している。軸７に対
するオリフィス３１の軸の角度は約７０°である。この
傾斜により、内外リング付近の室の底部２の冷却膜の初
期化が可能となる。
【００２３】燃焼室の内側と接触しているデフレクタ１
５の壁には、たとえばジルコン酸イットリウム製の熱シ
ールド３２が被覆される。
【００２４】デフレクタ１５は、両切りボルト３３およ
びナット３４のシステムにより、燃焼室の底部２に固設
される。ボルト３３は、ボウル６およびデフレクタ１５
と同時に鋳造で作製するのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるボウル−デフレクタアセンブリを
具備する燃焼室の底部の、該燃焼室の対称軸と空気およ
び燃料噴射装置の対称軸とを通る縦方向面による半断面
図である。
【図２】図１に示すボウル−デフレクタアセンブリの、
燃焼室の内部から見た正面図である。
【図３】本発明によるボウル−デフレクタアセンブリ
の、図２の線III−IIIによる半断面図である。
【符号の説明】
２ 底部 ３ エンクロージャ ４ 開口部 ６ ボウル ７ ボウルの軸 ８ 噴射装置 １０ 内側壁面 １１ 外側壁面 １２ 正面壁 １３ 支持壁 １４ 環状空洞 １５ デフレクタ １６ オリフィス １７ 接合領域 １８ 第一オリフィス列 １９ 第二オリフィス列 ２０ 突起物 ３０、３１ 穴 ３２ 熱シールド ３３ 両切りボルト

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸（７）内に空気および燃料の噴射装置
    （８）が取り付けられる環状ボウル（６）を受容するた
    めの少なくとも一つの開口部（４）を有する室の底部
    （２）を下流側に含むタービンエンジンの燃焼室であっ
    て、該ボウル（６）は、気体の流れの方向に口が拡げら
    れ、フランジ（１７）を冷却する手段と、前記フランジ
    の近くに、噴霧化燃料コーン内に空気を注入する第一オ
    リフィス列（１８）とを含んでおり、前記室の底部
    （２）の下流側のボウル（６）のフランジ（１７）の周
    囲にデフレクタ（１５）が配設され、該デフレクタ（１
    ５）が熱シールドを形成し、かつ前記室の底部に設けら
    れた複数の穴（３０）から出る冷却空気の衝撃によって
    冷却され、 ａ／ 前記ボウル（６）および前記デフレクタ（１５）
    が単一部品製であり、 ｂ／ 前記ボウル（６）が、燃焼室の外側に位置する壁
    面（１１）内のデフレクタ（１５）とボウル（６）の接
    合領域（１７）に対向して設けられた複数のオリフィス
    により空気が供給される環状空洞（１４）を画定する二
    重壁面（１０、１１）から成り、その結果、前記空気が
    前記接合領域（１７）を衝撃により冷却し、更に、前記
    燃焼室内への排出は、第一部分においては第一オリフィ
    ス列（１８）、第二部分においては燃焼室の内側に位置
    する壁面（１０）の半径方向における内側の部分内に設
    けられた第二オリフィス列（１９）から行われ、前記第
    二部分の空気が燃料の噴霧化を行うことを特徴とする燃
    焼室。
  2. 【請求項２】 熱交換を促進するために、前記二重壁面
    （１０、１１）の内壁が流れを擾乱する突起物（２０）
    を具備することを特徴とする請求項１に記載の燃焼室。
  3. 【請求項３】 前記デフレクタ（１５）が、前記ボウル
    （６）の軸（７）に対し半径方向に拡散する複数の穴
    （３１）を含むことを特徴とする請求項１または２に記
    載の燃焼室。
  4. 【請求項４】 前記燃焼室のエンクロージャ（３）側に
    位置するデフレクタ（１５）の壁が熱シールド（３２）
    で被覆されていることを特徴とする請求項１から３のい
    ずれか一項に記載の燃焼室。
  5. 【請求項５】 前記熱シールド（３２）がジルコン酸イ
    ットリウム製であることを特徴とする請求項４に記載の
    燃焼室。
  6. 【請求項６】 前記デフレクタ（１５）が、前記燃焼室
    の底部（２）にボウル−デフレクタアセンブリを固定す
    る手段（３３、３４）を含むことを特徴とする請求項１
    から５のいずれか一項に記載の燃焼室。
JP9200503A 1996-07-25 1997-07-25 タービンエンジンの燃焼室用ボウル−デフレクタアセンブリ Ceased JPH1068524A (ja)

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