JPS5920861B2 - 冷却用ライナの取付け及び安定化装置 - Google Patents

冷却用ライナの取付け及び安定化装置

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JPS5920861B2
JPS5920861B2 JP49012881A JP1288174A JPS5920861B2 JP S5920861 B2 JPS5920861 B2 JP S5920861B2 JP 49012881 A JP49012881 A JP 49012881A JP 1288174 A JP1288174 A JP 1288174A JP S5920861 B2 JPS5920861 B2 JP S5920861B2
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liner
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/02Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings
    • C07D277/20Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D277/587Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with aliphatic hydrocarbon radicals substituted by carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms, said aliphatic radicals being substituted in the alpha-position to the ring by a hetero atom, e.g. with m >= 0, Z being a singly or a doubly bound hetero atom
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
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    • F02K1/78Other construction of jet pipes
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    • F02K1/822Heat insulating structures or liners, cooling arrangements, e.g. post combustion liners; Infrared radiation suppressors
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    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般に推力増進式ガスタービン機関、更に具
体的に云えば推力増進式ターボファン・エンジンに付設
される冷却用ライナの支持及び安定化手段に関する。
推力増進器冷却用ライナの設計には多数の基本的な問題
がある。
その第1の問題は、冷却用ライナを構成する軽量の円筒
形部材の安定化構造に関するものである。
冷却用ライナは排気ダクトから半径方向内側に隔たり、
外圧荷重を受ける。
冷却用空気の比較的一定の流れを保証するには、冷却用
ライナの外側に於ける冷却剤の圧力が冷却用ライナの内
側に於ける燃焼ガスの圧力より高いことが必要である。
この場合、冷却剤が冷却用ライナに設けられた溝孔又は
開口を通抜け、冷却用ライナの内側に冷却剤の膜を形成
し、こうしてそれを冷却用ライナ内部の高いガス温度か
ら保護する。
冷却用ライナの外側が内側より圧力が高い為、必然的に
薄くした冷却用ライナ殻体が彎曲したり又は内側に潰れ
たりしないように安定化しなげればならない。
従来の冷却用ライナの1つの安定化方法は、冷却用ライ
ナを巻込み形式にし、ダクトの内側に取付けられた一連
の懸吊部によって排気ダクトから懸吊することであった
これらの懸吊部が種々の点又は巻込まれた冷却用ライナ
に沿って設けられた同様な懸吊部に接続されている。
この形式の冷却用ライナはターボジェットの用途では比
較的うまくいくことが判った。
然し、推力増進式ターボファン・エンジンの場合、ファ
ンの流路からの空気を使って冷却用ライナを冷却する。
このファンの空気は、ターボジェットの用途で冷却剤と
して使われるタービンの吐出空気より温度がずっと低く
、その為、一層効果的な冷却剤である。
然し、この場合、巻込みの為、冷却剤の流れの区域が大
きくなりすぎ、低温のファンの空気を冷却剤として効率
よ(使うことが出来ない。
云い換えれば、ターボファンの用途では、冷却用ライナ
と排気ダクトとの間の流れの面積を最小限に抑える為、
冷却用ライナは出来るだけ本当の円筒形部材に近い状態
に保たなければならない。
然し、ターボファン推力増進装置に巻込み式ライナが使
われなかった主な理由は、混合流推力増進装置から冷却
用ライナに高温及び低温の交互の縞が加わるからである
この高温及び低温の縞の為、巻込み式冷却用ライナは熱
疲労による破損又は重大な熱変形を生じ易い。
比較的成功した冷却用ライナ安定化の別の方法は、冷却
用ライナに沿って一連の補強リングを設けることである
このリングが安定化になると共に、成る設計では、取付
はブラケットとしても作用する。
然し、このような補強リングは極めて重(なる傾向があ
り、多くの場合、冷却用ライナとそれを取巻く排気ダク
トとの間の相対的な熱膨張に対処することが出来ない。
ガスタービン機関の設計でぶつかる別の問題は、冷却用
ライナをそれを取巻く取付は装置と共に排気ダクトの中
に組込むことに関係する。
前に述べたように、冷却用ライナと排気ダクトとの間の
隙間が冷却用の流路を限定し、ターボファン・エンジン
の場合は、低温のファンの空気を冷却剤として効率よ(
使う為、この流れの面積を最小限に保たなければならな
い。
従来公知の全ての取付は装置は、多数の懸吊部と軌道と
の間の累積的な摩擦の為、並びに数多くの取付は部材の
全部を揃えるのに時間がかヌる為、排気ダクトに組込む
のが非常に困難であることが判った。
従って、この発明の目的は、比較的薄い円筒形の冷却用
ライナが彎曲したり又は内側に漬れたりしないように安
定化し、冷却用ライナな排気ダクトの中に容易に組込む
ことが出来るようにし、軽量で、冷却用ライナとそれを
取巻く排気ダクトとの間の流れの面積が最小限であって
、冷却用ライナに比較的低温及び低圧のファンの空気を
冷却剤として使うことが出来るようにする推力増進装置
冷却用ライナ取付は装置を提供することである。
簡単に云うと、冷却用ライナに取付けた安定化部材並び
にダクトに取付けた安定化部材案内部を使うことにより
、冷却用ライナをその軸方向の長さに沿った多数の部位
で丸い状態に拘束する冷却用ライナ取付は装置を提供す
ることにより、前記並びに関連した目的がこの発明によ
って達成される。
安定化部材は冷却用ライナの円周方向に等間隔に設けら
れ、その間で彎曲が起り得ないように十分な数だけ用い
る。
安定化部材が、冷却用ライナと排気ダクトとの間の相対
的な熱膨張に対処するのに十分な隙間を持たせて、安定
化部材案内部にはめられる。
次に安定化部材及び案内部が、各各の軸方向の位置に対
する所要数の安定化部材を取巻く位置ぎめバンドに取付
けられる。
各々の位置ぎめバンドは隙間を持ち、この隙間により、
組立ての際、安定化部材案内部を一層小さい直径に撓め
、こうして排気ダクトと冷却用ライナとの間に大きな隙
間を作ることが出来るようにする。
位置ぎめバンドに適当な接続手段が付設され、冷却用ラ
イナがダクト内で正しく位置ぎめされた時、位置ぎめバ
ンドを排気ダクトに直接に接続することが出来るように
なっている。
この発明の要旨は特許請求の範囲に具体的に且つ明確に
記載されているが、この発明は、以下図面について詳し
く説明する所から、明瞭に理解されよう。
図面全体にわたり、同様な部品が同じ参照数字で表わさ
れている。
第1図には混合流ターボファン型のガスタービン機関1
0が示されており、コア・エンジン12を含む。
このコア・エンジンがファン・タービン14を含み、こ
れが軸16に装着された複数個のファン羽根15を駆動
する。
]アン羽根15が、ガスタービン機関10全体を取巻く
外側ケーシング又はファン・ケーシング18によって形
成された入口1Tの中に設けられる。
ファン・ケーシング1Bがコア・エンジン−ケーシング
20と協働して、並列の流路22及び23を限定する。
流路23に入った空気が圧縮機24によって圧縮され、
燃焼器26で燃料と混合される。
燃料は、流路22を通抜げる燃料管28から複数個の燃
料噴射部27によって燃焼器26に送り出される。
こうして得られた高エネルギのガス流が燃焼器26を出
て行き、タービン30を駆動し、このタービンが軸31
によって圧縮機24を駆動する。
更に第1図に示されているように、外側の流路即ちファ
ン流路22を流れる空気及びコア・エンジン12かも出
て来る空気が混合器32を通り、この混合器が2つの別
々の流路な混合するように作用する。
この混合流路は、複数個の燃料噴射装置38で構成され
た推力増進装置340作用を受ける。
推力増進装置34で得られた燃料と空気の混合物が適当
な点火器(図に示してない)によって点火され、排気ダ
クト40を通り、その後排気ノズル42から出て行(こ
とにより、付加的な推進力を発生する。
排気ダクト40がファン・ケーシング18の下流側の端
に設けられ、外側の円筒形排気ダクト・ケーシング44
と、全体を参照数字46で示した冷却用ライナとを含む
ことが第1図に示されている。
冷却剤ライナ46が排気ダクト・ケーシング44から半
径方向内側に隔たり、冷却用ライナ46の上流側の端に
ある前側舌片52によって形成された入口を持つ環状冷
却剤流路48を限定する。
周知のように、冷却用ライナ46は、通路48からの冷
却空気を冷却用ライナ46の内側へ送り出すようになっ
ている複数個の開口又は溝孔54を持っている。
開口54を通抜ける冷却剤が冷却用ライナ46の内側に
冷却空気の膜を作り、こうして冷却用ライナ46及びそ
れを取巻(円筒形の排気ダクト・ケーシング440両方
を、推力増進装置34の動作に伴う高い温度から保護す
る。
機関10の動作は周知であるので、簡単にだけ説明する
空気が入口17を通り、ファン羽根150作用を受ける
この圧縮された空気の第1の部分がファン流路22を流
れ、第2の部分がコア・エンジンの流路23を通り、圧
縮機240作用を受ける。
高エネルギ・ガス流が燃焼器26によって発生され、高
圧タービン30及び低圧タービン14を駆動し、これら
がコア・エンジンの圧縮機24及びファン15を駆動す
る。
低圧タービン14から出て来る空気及びファン流路22
を通る空気が混合器32内で混合され、この混合流が推
力増進装置34の領域へ送り出され、推力増進装置34
によってその結果発生される燃料と空気の混合物が点火
され、排気ノズル42から出て行くことにより、付加的
な推進力を発生する。
ファン流路22を通る空気の一部分が入口50を通り、
こうして冷却剤通路48を通る。
この後、この冷却空気が開口54を通り、冷却用ライナ
46の内側に膜を形成し、こうして冷却用ライナ46及
びそれを取巻く排気ダクト・ケーシング44を、推力増
進装置34の動作に伴う高いガス温度から保護する。
上に述べたガスタービン機関10は今日の多くの推力増
進式ターボファン・エンジンの典型であって、この発明
の詳細な説明する為に述べたに過ぎない。
当業者に明らかなように、この発明は他の形式のガスタ
ービン機関にも適用することが出来、従って、機関10
は単にその1例にすぎない。
次に第2図乃至第6図を参照すると、ガスタービン機関
の推力増進装置冷却用ライナ46及びそれに関連した取
付は及び安定化装置が詳しく示されている。
先づ第2図を参照すると、排気ダクト・ケーシング44
がフランジ部分56及び58により、ファン・ケーシン
グ18の下流側の端に取付けられる。
フランジ部分56及び58は、夫々ファン・ケーシング
18の下流側の端及び排気ダクト・ケーシング44の上
流側の端を構成する。
フランジ部分56及び58は、ボルト60のような任意
の適当な方法で相互接続される。
冷却用ライナ46が、複数個の安定化集成体62によっ
てファン・ケーシング18及び排気ダクト−ケーシング
44に取付けられる。
安定化集成体の詳細が第2図乃至第6図に示されている
安定化集成体62が冷却用ライナの長さに応じて、その
軸方向の長さに沿って1箇所又は更に多くの位置に設け
られる。
安定化集成体62は、冷却用ライナ46の四周に沿って
等間隔に設けられた複数個の安定化部材64を含む。
各々の安定化部材が、冷却用ライナ46に直接に取付け
られる取付は板66と、上板68と、好ましくは取付は
板66及び上板68と一体に形成された相互接続リンク
70とを有する。
取付は板66がリベット72のような任意の適当な方法
で冷却用ライナ46に接続され、安定化部材64は円周
方向に1列をなして、冷起用ライナ46の周縁に沿って
等間隔に設けられる。
安定化部材が排気ダクト・ケーシング44内でライナな
丸い状態に保つように作用する。
安定化部材の間で冷却用ライナ46が彎曲するのを防止
する為、円周方向に十分な数の安定化部材を設ける。
安定化部材は、排気ダクト−ケーシング44と冷却用ラ
イナ46との間に適当な通路の高さを保つようにも作用
する。
各々の安定化部材64の上板68が安定化部材案内部7
4内に捕捉される。
この案内部は、第2図に示すような全体的にU字形の溝
形部材で構成され、中間部分75と、その両側から内向
きに伸びる1対のかぶさる舌片部材76とを有する。
舌片部材76は、その重量を少なくする為、第5図に一
番よく示されているように、安定化部材案内部74の長
さの一部分だけにわたって伸びていてよい。
第2図及び第5図にはっきりと示されるように、安定化
部材案内部74のかぶさる舌片部材76及び中間部分7
5が、安定化部材64を機関10の中心線に対して半径
方向R−R並びに軸方向A−Aに捕捉するように作用す
る。
円周方向C−Cには、安定化部材案内部74のU字形部
分の両端に設けられた1対の捕捉ナツト78により、安
定化部材64が捕捉される。
この為、上に述べたように、各々の安定化部材64には
、安定化部材案内部74が付設され、各々の安定化部材
が安定化部材案内部74によって3つの全部の方向に捕
捉される。
安定化部材案内部74を位置ぎめバンド80に沿って等
間隔にあり且つそれに永久的に接続されている。
このバンドは、排気ダクト・ケーシング44の中にはま
る寸法のU字形リングで構成される。
安定化部材案内部74を任意の適当な方法で位置ぎめバ
ンド80に接続することが出来るが、図示の場合、各々
の捕捉ナツト78に付設された1対の植込みボルト82
を用いて安定化部材案内部74を位置ぎめバンド80に
接続する二捕捉ナツト78はねじ孔84をも持ち、これ
が位置ぎめバンド80に設げられた孔86と整合するよ
うになっている。
夫々安定化部材案内部74及び位置ぎめバンド80にあ
るねじ孔84及び孔86は、冷却用ライナ46を排気ダ
クト・ケーシング44内で位置ぎめした時、排気ダクト
・ケーシング44に設けられた複数個の孔88とも整合
するようになっている。
こうして、位置ぎめバンド80が円筒形排気ダクト・ケ
ーシング44内に正しく位置ぎめされた時、複数個のボ
ルト90により位置ぎめバンド80を円筒形排気ダクト
・ケーシング44に接続することが出来る。
第3図及び第6図に一番よく示されているように、位置
ぎめバンド80は、冷却用ライナ46を排気ダクト・ケ
ーシング44に組込むのを助ける隙間92を持つように
形成されている。
第2図及び第3図に示すように、安定化部材案内部74
は、上板68と安定化部材案内部74の中間部分75と
の間に隙間94が得られるように設計される。
隙間94は、推力増進装置の動作中、冷却用ライナ46
と排気ダクト・ケーシング44との間で熱膨張の差があ
っても差し支えないように設計される。
即ち、隙間94があることにより、冷却用ライナ46が
それを取巻(排気ダクト・ケーシング44より一層速い
速度で伸びても差し支えない。
更に、安定化部材64の各々の上板68と安定化部材案
内部74の中間部分75との間に形成された隙間94と
、位置ぎめバンド80に形成された隙間92は、位置ぎ
めバンド80が一層小さい直径に収縮することが出来る
ようにしており、収縮の程度は隙間94の寸法に関係す
る。
位置ぎめバンド80が収縮出来ることにより、冷却用ラ
イナ46の円筒形排気ダクト・ケーシング44への組込
みが著しく容易になる。
第6図に一番よく示されているように、冷却用ライナ4
6の組込みは次のように行なわれる。
位置ぎめバンド80を可能な最も小さい直径になるまで
収縮させ、こうして位置ぎめバンド80と排気ダクト・
ケーシング44との間に隙間Gを作る。
次に冷却用ライナな円筒形排気ダクト・ケーシング44
内に滑り込ませ、位置ぎめバンド80にある1つの孔8
6を円筒形排気ダクト・ケーシング44にある対応する
1つの孔88と整合させ、こうしてねじ孔84を排気ダ
クト・ケーシング44の孔88と整合させる。
次にボルト90をねじ孔84に入れ、こうして位置ぎめ
バンド80を排気ダクト・ケーシング44の内側に部分
的に固定すると共に、残りの各々の孔86及び88を夫
々位置ぎめバンド80及びケーシング44の円周に沿っ
て整合させる。
残りのボルト90をねじ孔84に入れ、こうして位置ぎ
めバンド80が排気ダクト・ケーシング44に固定され
る。
このようにして安定化部材案内部74、安定化部材64
並びに冷却用排気ダクト・ケーシング44に接続される
安定化部材64は冷却用ライナ46をライナ46が排気
ダクト・ケーシング44内で丸い状態に保ち、冷却剤通
路48に対して適正な寸法を限定し、冷却用ライナ46
と排気ダクト・ケーシング44との間で相対的な熱膨張
が起ってもよいようにすると共に、軽量で、組立ての際
容易に整合させられる。
必要に応じて、多数の取付は集成体62を冷却用ライナ
46に沿って軸方向に隔て〜設け、冷却用ライナな何箇
所かで取付けることが出来ることは勿論である。
更に、取付は集成体62は用途に応じて、他の取付は方
式と一緒に使ってもよいし、或いはそれだけで用いても
よい。
更に、この発明の範囲内で、安定化部材64のような個
々の部品の形は変更することが出来る。
特許請求の範囲の記載は、このような変更を全て包括す
るものである。
この発明は特許請求の範囲の記載に関連して次の実施態
様を取り得る。
(イ)位置ぎめバンド80が少なくとも1つの隙間92
を持ち、排気ダクト・ケーシング44に対する組立てを
容易にする為、排気ダクト−ケーシングの内径より小さ
い直径まで収縮させることが出来ること。
(ロ)各々の安定化部材64が安定化部材案内部74に
よって取巻かれ、該案内部は少なくとも第1の方向で安
定化部材64を捕捉するが、前記第1の方向に沿って安
定化部材64が安定化部材案内部74に対して相対的に
移動することが出来るようにすること。
e→ 前記(ロ)項に於て、各々の安定化部材案内部7
4が位置ぎめバンド80に接続され、安定化部材64が
位置ぎめバンド80に沿って円周方向に相隔たり、機関
の正常の運転中、冷却用ライナ46の彎曲を実質的に防
止すること。
←)前記Pコ項に於て、位置ぎめバンド80が少なくと
も1つの隙間92を含んでいて、冷却用ライナ46及び
位置ぎめバンド80を排気ダクト・ケーシング44に挿
入し易くするように、位置ぎめバンド80を一層小さい
直径に収縮させることが出来るようにすること。
(ホ)前記り・穎に於て、安定化部材案内部74が前記
第1の方向に対して垂直な方向に安定化部材を捕捉する
手段を含むこと。
(へ)前記り・頭に於て、安定化部材案内部74及び位
置ぎめバンド80が整合した開口を持ち、排気ダクト・
ケーシング44が複数個の孔を持ち、前記開口が排気ダ
クトの孔と合さること。
(ト)前=b(1)項に於て、安定化部材64が、冷却
用ライナ46に接続された取付は板66と、安定化部材
案内部74によって捕捉された上板68と、取付は板6
6及び上板68を相互接続するリンク部材70とを持つ
こと。
(力 前日→項に於て、安定化部材案内部74が、中間
部分75及び該中間部分75から伸びてかぶさる1対の
舌片部材76とを持つ全体的にU字形の溝形部分を含ん
でいて、上板68を捕捉し、舌片部材76が溝形部材の
中間部分75から隔たっていて、溝形部材と安定化部材
64との間で相対的な移動が出来るようにすること。
(l力 前言値力項に於て、位置ぎめバンド80が隙間
92を持ち、位置ぎめバンド80が排気ダクト・ケーシ
ング44より小さい直径に収縮することが出来るように
なっていること。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明を実施したガスタービン機関の簡略軸
断面図、第2図は第1図の冷却用ライナの拡大部分図、
第3図は大体第2図の線3−3で切った断面図、第4図
は大体第2図の線4−4で切った部分断面図、第5図は
ライナ支持集成体の部分的な斜視図で、図を見易くする
為に一部分を削除しである。 第6図は組立て中の冷却用ライナを示す第3図と同様な
図である。 主な符号の説明、10ニガスタービン機関、24:圧縮
器、26:燃焼器、30:タービン、34:推力増進装
置、40:排気ダクト、44:排気ダクト・ケーシング
、46:冷却用ライナ、64:安定化部材、72署ノベ
ソト、74:安定化部材案内部、80:位置ぎめバンド
、84:ねじ孔、86,88:孔、90:植込みボルト

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ガスタービン機関推力増進装置のケーシングの横断
    平面内に位置決めされた複数個の安定化部材を、該安定
    化部材のケーシング半径方向内向き端部は冷却用ライナ
    に固定して接続され、外向き端部は該冷却ライナが前記
    ケーシングより一層速い速度で膨張出来るように前記ケ
    ーシングに半径方向移動自在に接続されて含んでいるガ
    スタービン機関推力増進装置冷却用ライナの支持装置に
    おいて、 前記安定化部材を前記ケーシングに接続するために各々
    の安定化部材に対して安定化部材案内部を、前記ケーシ
    ングに前記安定化部材案内部を接続する完全には閉じて
    ない隙間を有する環状バンドの内側に設け、 該安定化部材は前記ライナに接続している取付板、前記
    安定化部材案内部に捕捉される上板並びに該取付板と該
    上板とを相互接続している相互接続リイニ入を含んでお
    り、 更に安定化部材と安定化部材案内部との間の移動公差を
    十分太き(選定して、前記環状バンドを、前記ライナに
    接続した前記安定化部材を捕捉する前記安定化部材案内
    部に接続した後に、前記隙間により前記環状バンドを撓
    めて前記ケーシングの内径より小さな直径まで収縮出来
    るようにしたことを特徴とする冷却用ライナの支持装置
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