JPS621485B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンエンジンに適用される燃
焼方法および装置に係り、特に燃焼部を高温にし
て安定性並びに点火性を顕著に向上する、燃焼構
成部材の一部を可動になしたことを特徴とする燃
焼方法および装置に関する。

燃焼器構成の改良によつて、航空機のガスター
ビンエンジンに適用する燃焼器の効率が向上され
てはいる。しかしながらこのような周知の燃焼器
においては、高度とマツハ数に関係して相対的に
広範囲の飛行エンベロプをもつて超高速の航空機
の推力エンジンを作動する場合、顕著な制約並び
に欠点があつた。この飛行エンベロプの範囲を広
げることによつて燃焼器には各種の不充分な点を
生じている、即ち不安定性、高高度における点火
の困難性並びに地上において外気が低温であると
きの点火の困難性を生じている。

例えば特公昭40−26642には一対のモータによ
つて１対の弁体が夫々が開閉制御され、燃焼器へ
の空気の取り込み量が可変にされると共に、燃焼
器内の上流と下流における空気流量は大小を持た
せ、着火条件を向上することを企図した燃焼器が
開示されている。この燃焼器によれば、従来品に
比べ着火条件、即ち始動条件はある程度改善され
るものと考えられる。

しかしながら、特に高高度の飛行状態において
燃焼器に立ち消えを生じた場合など、再点火まで
の時間を極めて短時間にする必要があるが、上記
の特公昭40−26642の如く単に燃焼器内の上、下
流において空気流量を違える程度では急峻な再点
火を実現するには至らなかつた。

しかして本発明は特に燃焼器ライナに対し冷却
作用を付与し、ライナ内の温度変化を大にとり得
るようにすると共に、このときの冷却度を制御可
能にして点火、再点火性を顕著に向上し得るガス
タービンエンジンの燃焼構成を提供するにある。

本発明の好適な一実施例において、ガスタービ
ンエンジンに適用する燃焼装置は一部の構成部材
が可動に設けられ、高度とマツハ数に関係する飛
行エンベロプを大巾に拡大しても作動可能であ
り、延いてはエンジン総体に、従来の定常の燃焼
器において生じていた不安定性並びに点火の困難
性を来たすことなく駆動し得る。

また好適な実施例における一部の構成部材が可
動の燃焼装置は環状に且逆流型に設けられ、中空
で環状のライナを具備する。前記ライナの周囲に
はエンジンのコンプレツサ部から高圧気を導入す
る吸気部が位置せしめられる。更にライナは環状
の上流端壁および前記上流端壁の下流方向におい
て互いに離間した環状の内部壁を備える。且軸方
向に互いに離間したライナの環状のサイド壁によ
りライナの入口部が区画されており、前記ライナ
の入口部は、ライナの上流端壁と内部壁との間に
おいてを円周方向に離間して配列されたスロツト
を介し燃焼器の主吸気部と連通する。

円周方向に離間して配列された、強風を用いて
燃料を噴出する燃料ノズルが、ライナの端壁、ラ
イナの入口部並びにライナの内部壁を貫通して、
ライナの環状の内部壁から下流に形成されたライ
ナ内のドーム部内に突出する。入口開口部を介し
てライナ内に導入される圧縮空気が、内部壁に各
燃料ノズルを囲繞するように装着された渦流器を
介して前記ドーム部に送入される。またこの場合
導入された圧縮空気の一部は前記ドーム部に沿つ
て延び且ライナの入口部と連通する冷却路を介し
て軸方向に流動される。

ライナのドーム部の直下流には円周方向に互い
に離間して内部壁に設けられたオリフイスが位置
せしめられており、前記オリフイスを介し主燃焼
空気がライナ内に導入される。更に前記オリフイ
スを設けた個所の下流にはライナのサンド壁に円
周方向に離間して形成された開口が配列されてお
り、ライナ内と主燃焼気入口部とが連通される。

燃焼装置を効果的に変更する、即ちライナの入
口部の開口を必要に応じて閉鎖可能に設け、一方
下流に設けた開口を介して空気流を導入し得るよ
うに構成する。又は下流の開口を閉鎖可能に設
け、一方ライナの入口部の開口から空気流を導入
し得るように構成する。このように下流の開口あ
るいはライナの入口部の開口のいずれか一方を閉
鎖可能に設けることにより、燃焼装置に燃焼の安
定性並びに良好な再点火性を与え得る。

更に特にエンジンが地上において始動される場
合、上記の下流の開口を開放し且ライナの入口部
の開口を閉鎖すると共に、燃料ノズルを燃料をス
プレ状になす被点火状態に置く。ライナの入口部
の開口を閉鎖することにより、渦流器を介して空
気流がライナに流入することを防ぎ、これに伴い
冷却路を経て冷却気流がライナに流入することも
阻止する。一方燃焼装置を上述の作動状態に置く
ことは燃焼装置を高高度で再点火する際にも行な
われ得、このときライナのドーム部内の燃料量は
最大となり且ドーム部の壁体の降熱は最小とな
る。従つてドーム部の燃焼温度並びにドーム部内
の燃料量を効果的に増大でき、燃焼装置における
燃焼可能な作動範囲が大巾に拡大され、燃焼装置
の耐用性、始動性並びに信頼性が向上される。

本発明による燃焼装置を具備したエンジンは、
その始動後ライナの入口部の開口を開放すると共
に下流の開口を閉鎖することにより、ドーム部に
渦気流並びに冷却気流を与えて通常の出力状態を
得れる。一方エンジンを高高度で再始動する必要
がある場合は下流の開口を開放すると共にライナ
の入口部の開口を閉鎖する。更に再始動中周知の
エンジンのようにコンプレツサからの過剰の圧縮
空気流を装置外に放出することなく、燃焼装置の
外部から開口を介し装置内部に送入した後、エン
ジンのタービン部材に対し流動させることによ
り、いわば“風車”作用によつて再始動力を増大
できる。上述の如きライナのドーム部における渦
気流並びに冷却気流の制御に併せて、上述の如く
コンプレツサからの圧縮空気流を用いることによ
り、エンジンの高高度における再始動性も更に向
上できる。

しかして本発明を図面に沿つて以下に詳述す
る。

第１図には本発明の原理を示すガスタービン推
力エンジン１０の主要部材が簡略に図示されてい
る。エンジン１０の作動中外気１２がコンプレツ
サ１４に導入され、コンプレツサ１４は互いに離
間されたブレード状のタービン部材１６とシヤフ
ト１８を介し共に回転可能に相連結されている。
前記コンプレツサ１４からは圧縮空気２０が、前
記タービン部材１６並びにシヤフト１８を囲繞す
る環状の、逆流型の燃焼器２２内に流出される。
前記の圧縮空気２０は燃焼器２２内で燃料２４と
混合され、空気・燃料混合気は燃焼し続けられ且
加熱され膨張したガス２６としてタービン部材１
６を通過して燃焼器２２から放出される。前記ガ
ス２６の推力によりタービン部材１６が駆動され
ると共にコンプレツサ１４が同時に駆動され、エ
ンジンに推力を与える。

航空機のジエツト推力エンジンに使用されてい
る周知の燃焼器は定常の即ち構成部材が固定的な
構造をもつて構成されており、且所定の高度とマ
ツハ数（速度）、即ち例えば第２図の実線３０で
囲繞されるような飛行エンベロプ２８でのみ円滑
に適用可能である。この場合周知の燃焼器が第２
図のエンベロプ２８の領域外（例えば第２図の実
線３０と点線３６とで区画されたハツチングを施
した領域３２内）の、高い高度あるいは低いマツ
ハ数で適用せしめられた場合、燃焼器の安定性あ
るいは高度に対する対応性が乏しく、実質的に作
動困難となる。更に詳述するに周知の定常の形状
をもつ燃焼器が代表的な拡大された飛行エンベロ
プ領域３２内において適用されるような場合、燃
焼器内における燃焼過程が急速に進行し、不用意
に消火してしまい且急な出力の損失が出る。この
基本的な問題は、航空機を降下して通常の飛行エ
ンベロプ２８内で航行するまで解消せず、通常燃
焼器において再点火を行ない極めて困難である。

上述した周知の定常の燃焼器においてはその適
用が第２図に示すようなガスタービン推力エンジ
ンの飛行エンベロプ領域における上限領域に制約
されると共に、飛行エンベロプ領域内において適
用するときでさえ、エンジンの作動に制約を受け
る構成が燃焼器に予め取られる必要があつた。こ
のような制約の一は定常の燃焼器が高温で使用さ
れる場合に生じ、特に外気温度が低い場合にエン
ジンの始動が困難である。

第３図乃至第８図を参照して本発明の構成を詳
述するに、本発明による燃焼器２２は新規であ
り、構成は種々に変更でき、エンジンが高効率で
高信頼性をもつて、第２図の飛行エンベロプ２
８，３２の双方の拡大された領域内において作動
でき、周知の定常の燃焼器において生じていた不
安定性、高度の差による再点火の必要性並びに始
動性の乏しさを来たすことがない。

特に第３図を参照するに、燃焼器２２は中空で
環状のハウジング３６を包有しており、前記ハウ
ジング３６は半径方向外方に位置する外部サイド
壁３８および半径方向内方に位置する内部サイド
壁４０を有し、前記内部サイド壁４０は前記外部
サイド壁３８に対し離間されると共に、上流方向
に延びる環状の下流端壁４２を介して前記外部サ
イド壁３８と結合されている。またハウジング３
６内には環状で中空の燃焼室用のライナ４４の上
流端部がハウジング３６中心と同軸に配設されて
おり、前記ライナ４４は流体を逆流可能な形状に
設けられている。且前記ライナ４４は前記下流端
壁４２から軸方向内方に離間して位置せしめられ
た環状の上流端壁４６並びに半径方向外方および
内方に位置する環状の外部サイド壁４８、内部サ
イド壁５０を有しており、前記外部、内部サイド
壁４８，５０は上流端壁４６から第３図において
左方向に且半径方向に180゜彎曲して設けられて
いる。外部、内部サイド壁４８，５０の下流端に
おいて環状の放出口５２が区画されており、前記
放出口５２からはライナ４４の内部即ち燃焼流の
流路５４から流動される高温のガス２６が放出さ
れる。

また前記ハウジング３６内には吸気部５６が形
成されており、前記吸気部５６は第３図に示すよ
うにライナ４４の上流端部に隣接している。圧縮
空気２０が環状の入口開口部５８を介して前記吸
気部５６に送入され、前記入口開口部５８はライ
ナ４４に囲繞されると共に、燃焼器２２の左端部
に位置される。この場合圧縮空気の一部により燃
焼室の作動中外部、内部サイド壁４８，５０を冷
却し得る。前記外部、内部サイド壁４８，５０は
第３図において堅牢な構成の如く示してあるが、
実際上は周知のように柔軟にも形成できる。更に
外部サイド壁４８および内部サイド壁５０は、燃
焼器用のライナ４４から前記外部、内部サイド壁
４８，５０の長手方向に向つて延び且半径方向に
重なる外部壁セグメント４８ａ，４８ｂおよび内
部壁セグメント５０ａ，５０ｂ（第３図には単に
各一組の外部壁セグメントおよび内部壁セグメン
トのみを示す）を具備している。前記外部、内部
サイド壁４８，５０を冷却する圧縮空気は夫々外
部壁、内部壁セグメント４８ｂ，５０ｂに開口さ
れた内部開口４９，５１に送出される。このとき
導入された圧縮空気は内部壁セグメント４８ａ，
５０ａに接触せしめられ、且空気流の下流におい
て、外部壁セグメント４８ａ，４８ｂ間並びに内
部壁セグメント５０ａ，５０ｂ間に形成された出
口スロツト４８ｃ，５０ｃを介して燃焼器の流路
５４に送入される。

ライナ４４の上流端部には環状の燃焼器の入口
部６０が設けられており、前記入口部６０はライ
ナ４４の上流端壁４６と前記上流端壁４６に対し
下流方向に離間して位置する環状の内部壁６２と
の間において軸方向に延びている。また前記入口
部６０は外部サイド壁４８に円周方向に離間して
形成された入口スロツト６４（第３図には一のみ
を図示）を介して半径方向外方に開口する。且前
記内部壁６２の下流には流路５４のドーム部５４
ａが形成され、前記ドーム部５４ａはその半径方
向において環状の内部冷却スカート部６６並びに
外部冷却スカート部６８により区画されている。
前記外部、内部冷却スカート部６８，６６は夫々
外部サイド壁４８並びに内部サイド壁５０から内
方に離間して位置しており、前記外部、内部サイ
ド壁４８，５０と相俟つて軸方向に延びる冷却路
７０，７２を区画している。前記冷却路７０，７
２は第３図に示すように流路５４に向つて下流方
向に開口する。一方の冷却路７０はその上流端に
おいて、前記内部壁６２に円周方向に離間して形
成された流路７４を介しライナ４４の入口部６０
と連通され、且他方の冷却路７２は同様に前記内
部壁６２に円周方向に離間して形成された流路７
６を介し前記入口部６０と連通される。この場合
圧縮空気２０は入口部６０に適宜必要に応じて導
入され、環状の流路７０，７２を介し流路５４に
向つて軸方向に送出される。これにより、外部
壁、内部壁セグメント４８ａ，５０ａを介してラ
イナ４４の外部、内部サイド壁を冷却した場合と
同様に、ドーム部５４ａを区画する壁部を冷却す
る。

前記ライナ４４のドーム部５４ａに噴出される
燃料２４は円周方向に離間して配列された燃料ノ
ズル７８を介して供給される。前記燃料ノズル７
８はライナ４４の上流端壁４６、入口部６０並び
に内部壁６２を貫通してライナのドーム部５４ａ
に開口している（第４図併照）。各燃料ノズル７
８は燃料が強力な空気流により案内される型のも
のであり、燃料がハウジング３６の下流端壁４２
を貫通して内方に延びる一対の供給管８０，８２
により供給される。各燃料ノズル７８の内端には
圧力を加えて燃料を霧化する燃料流出口（図には
詳示はせず）並びに強風を与えて燃料をスプレー
状に噴出する流出口（図にはこれも詳示せず）が
備えられる。これにより周知の方法でいずれかの
流出口から燃料を好適に放出できる。

一対の環状の渦流器８４，８６が各燃料ノズル
７８を囲繞するように内部壁６２により支承され
ており、前記渦流器８４，８６は内部、外部冷却
スカート部６６，６８の半径方向内方においてド
ーム部５４ａと入口部６０との間で連通するよう
に設けられている。主燃焼空気は円周方向に離間
してドーム部５４ａの直下流に配列された入口オ
リフイス８８を介しライナ４４内に導入される。
またライナ４４の左端部には環状の空室９０が設
けられており、前記空室９０は円周方向に離間し
てハウジングの外部サイド壁４８に形成されたス
ロツト９２を介し吸気部５６に向つて開口する。
且前記空室９０は円周方向に離間して外部サイド
壁４８に形成された内方に延びる入口スロツト９
４を介し流路５４に連通されている。

上述した燃焼器２２においては所定の方法によ
りエンジン１０の安定性並びに始動性を強化する
ように入口スロツト６４，９２を効果的に開閉す
る構成をとることができる。

第３図、第３Ａ図、第３Ｂ図並びに第８図を参
照するに、ライナ４４の入口スロツト６４に対し
てはこれを開閉可能な、第１密封部材をなす弁リ
ング９６が備えられている。前記弁リング９６は
特に第３図を参照すれば明らかなようにライナ４
４の上流端部と同軸に且ライナ４４の外面に一部
が重なるように設けられており、第３図に示す閉
鎖位置と第３Ａ図に示す開放位置の間においてラ
イナ４４に対し軸方向に移動可能である。弁リン
グ９６の軸方向左には拡大された前方部９６ａが
設けられており、前記前方部９６ａには円周方向
に離間して入口スロツト９８が形成されている。
また前記弁リング９６の前方部９６ａは外部サイ
ド壁４８に対し、前記外部サイド壁４８に装着さ
れたピストンリング１００を介し摺動可能に且気
密に連結されている。一方弁リング９６の軸方向
右、即ち後方部９６ｂはライナ４４の上流端部４
６に対し前記上流端部４６に装着されたピストン
リング１０２を介し摺動可能に且気密に連結され
ている。

燃焼器のライナ４４の左端部には第２の密封部
材をなす弁リング１０４が入口スロツト９２を開
閉可能に配設されている。前記弁リング１０４は
外部サイド壁４８と同軸に、且前記外部サイド壁
４８と一部重なつてこれを囲繞するように設けら
れており、第３図に示す開閉位置と第３Ａ図に示
す開放位置との間において軸方向に摺動可能であ
る。前記の閉鎖位置に弁リンダ１０４がある場
合、入口スロツト９２から圧縮空気２０が導入す
ることを阻止するように入口スロツト９２を閉塞
し得、このとき前記弁リング１０４の環状のリツ
プ部１０４ａは外部サイド壁４８に設けられた環
状のリツプ部１０６と噛み合い、第３図に示す如
く弁リング１０４と外部サイド壁４８との間に複
雑な密封接合面を提供できる。

別の弁リング９６が閉鎖位置にある場合、前記
弁リング９６の後方部９６ｂにより入口スロツト
６４が閉鎖されてライナ４４の入口部６０に圧縮
空気２０が流入することを防ぎ、一方ピストンリ
ング１００，１０２により前記入口部６０に隣接
して位置するライナ４４と弁リング９６の間に環
状の流体密封構成が提供される。

更に第３図並びに第８図を参照するに、弁リン
グ９６，１０４は新規な作動機構１１２を介し上
述した閉鎖位置と開放位置との間において軸方向
に対し対向する方向（例えば燃焼器の中心線即ち
軸線１１０に対し平行な方向）に移動可能に設け
られ得る。前記作動機構１１２には作動リング１
１４が包有されており、前記作動リング１１４は
燃料ノズル７８の外端部直近の吸気部５６に整合
して位置せしめられる。また前記作動リング１１
４は円周方向に離間して配設された支承ブラケツ
ト１１６を介し吸気部５６内に回転可能に支承さ
れ、前記支承ブラケツト１１６は燃料ノズル７８
に近接し且上流端壁４６に外付けされている。且
各支承ブラケツト１１６は炭素材製の軸受ブロツ
ク１１８に装荷され、前記軸受ブロツク１１８は
作動リング１１４の軸方向内面に形成された周溝
１２０に摺動可能に受容されており、これにより
吸気部５６内において作動リング１１４の回転が
円滑に行なわれ得る。

作動リング１１４は小ハウジング１２４内に延
出する制御ロツド１２２の軸方向の移動により回
動可能に設けられており、前記制御ロツド１２２
は密封装置１２６を介して前記小ハウジング１２
４に保持され、前記小ハウジング１２４は開口１
２８を有する外部サイド壁３８に外付けされてい
る。また前記制御ロツド１２２は外部サイド壁３
８の外面に対して略接線方向且燃焼室の軸線１１
０に対し直角方向に延びている。且前記制御ロツ
ド１２２の内端には連結ロツド１３０の一端部が
枢着されており、前記連結ロツド１３０は外部サ
イド壁３８の開口１２８を通つて半径方向内方に
延び、作動リング１１４の内端部に連結されてい
る。特に第４図を再び参照するに、制御ロツド１
２２は、燃焼器のハウジング３６外面に付設する
周知の制御装置（図示せず）により軸方向内方に
変位され得、このとき連結ロツド１３０が開口１
２８内を左方向に移動させて作動リング１１４が
反時計方向に回動することになる。同様に制御ロ
ツド１２２を軸方向外方に移動すれば、作動リン
グ１１４は時計方向に回動される。

このように作動リング１１４を適宜に回動する
ことにより、円周方向の離間して配設された四組
の作動ロツド１３２，１３４（第３図並びに第８
図には一組のみ図示）でなるリンク装置を介して
弁リング９６，１０４の互いに逆方向の軸方向の
移動を実現する。前記作動ロツド１３２，１３４
は外部サイド壁４８，３８を貫通して軸方向に延
び且円周方向に離間された四本のベルクランク部
材１３６を介し作動リング１１４と連結される。

再び第３図並びに第８図を参照するに、各ベル
クランク部材１３６は基脚部１３８を有して居
り、前記基脚部１３８は符号１４０で示すように
その外端部が作動リング１１４に枢着され且つそ
の枢支点１４０から下流端壁４２に向つて略軸方
向に延びると共に半径方向外方にトランク部１４
２が延設される。前記トランク部１４２は第８図
に仮想線で示すような支承ブラケツト１４４に枢
支されている。四本の各支承ブラケツト１４４は
特に第４図に詳示されるように互いに隣接する一
対の燃料ノズル７８間において上流端壁４６に固
設される。また上述した支承ブラケツト１１６と
同様に、前記の各支承ブラケツト１４４は炭素材
でなる軸受ブロツク１１８（第３図参照）に装荷
されており、前記軸受ブロツク１１８は作動リン
グ１１４の内面に摺動可能に当接している。

ベルクランク部材１３６のトランク部１４２に
は互いに逆方向に且トランク部１４２に対し直角
方向に延びる一対の制御アーム１４６，１４８が
延設されている。一方の制御アーム１４６の反対
端は作動ロツド１３２の一端に遊合されており、
前記作動ロツド１３２は弁リング１０４の一端に
取付けられている。同様に他方の制御アーム１４
８の反対端は作動ロツド１３４の一端に遊合さ
れ、前記作動ロツド１３４の他端は弁リング９６
に取付けられている。

しかして第８図から明らかなように制御ロツド
１２２が軸方向内方に移動されたとき、作動リン
グ１１４は時計方向に回動される。このとき支承
ブラケツト１４４に支承されたトランク部１４２
は反時計方向に回転される。トランク部１４２の
この回転に伴い各作動ロツド１３２が左方向に移
動され、且各作動ロツド１３４が右方向に移動さ
れる。従つて弁リング１０４が閉鎖位置に向つて
左方向に移動され、且弁リング９６が開放位置に
向つて右方向に移動される。一方制御ロツド１２
２が軸方向外方に移動されたときは弁リング９
６，１０４は夫々上述と逆方向に駆動される。

相対的に長手の作動ロツド１３２の夫々は支承
ブラケツト１４４の枢支部１４４ａ（特に第５図
参照）並びに外部サイド壁３８に装着された枢支
部１５０（特に第３図参照）を貫通して延び、確
実に保持されている。延いては弁リング１０４が
確実に回動可能に保持され、外部サイド壁４８に
沿つて円滑に摺動可能になる。また同様に弁リン
グ９６は案内溝１５２（第５図参照）を介して確
実に回動可能に支承されており、前記案内溝１５
２は弁リング９６に対して装着された案内部材１
５４に設けられている。前記案内溝１５２は支承
ブラケツト１４４の下リツプ部１５６を摺動可能
に受容する。

更に本発明の動作を詳述する。燃焼器２２の通
常の作動時に、作動機構１１２においては第３Ｂ
図に示す開放位置に弁リング９６が移動され、且
第３Ａ図に示す閉鎖位置に弁リング１０４が移動
されている。弁リング９６，１０４が通常の作動
位置にある場合、吸気部５６内の圧縮空気２０は
ライナ４４の入口部６０内に入口スロツト９８を
介して送入される。次いで圧縮空気２０は入口部
６０からドーム部５４ａの壁部を介し冷却路７
０，７２に向つて内方に送出されると共に、渦流
器８４，８６を介し渦気流となつてドーム部５４
ａに送入される。このドーム部５４ａに送入され
た渦流が燃料ノズル７８から放出された燃料と混
合され、燃料と空気の混合気が作られ、この混合
気はオリフイス８８から導入される主燃焼空気と
混合された上、燃焼し続けられる。

ドーム部５４ａ内に達する燃料量を燃料ノズル
７８の態様並びに閉鎖位置への弁リング９６の移
動即ち入口スロツト９８の一部閉鎖に応じて変化
せしめることができる。弁リング９６をその閉鎖
位置に向つて移動することにより、冷却路７０，
７２並びに渦流器８４，８６を介して送入される
空気流が減少する。これに伴いドーム部５４ａの
壁体の冷却度の低減、即ちドーム部５４ａ内の燃
焼温度の上昇が図られ得、且ドーム部５４ａに導
入される渦流の総量も低減される。この新規な構
成により供給する燃料量並びにドーム部５４ａの
壁体の温度を変化でき、燃焼器２２の全燃焼状態
を安定にして、周知の定常の燃焼器の欠点を改善
し得、エンジンの信頼性を向上し第２図に示す拡
大された飛行エンベロプの範囲で効果的に作動で
きる。

燃焼器２２内における燃焼が高高度で消滅した
場合特に第３図に示す如く弁リング９６，１０４
の夫々を全閉並びに全開状態まで移動するように
作動機構１１２を駆動することにより、第２図に
示す拡大された飛行エンベロプの範囲であつても
円滑且急速に再始動できる。弁リング９６が全閉
位置にあるときドーム部５４ａへの全渦気流並び
に冷却路７０，７２への全冷却気流が止められ
る。従つて燃料ノズル７８が被点火状態に置か
れ、前記燃料ノズル７８の、加圧により霧化させ
得る流出口からドーム部５４ａに噴出される燃料
２４はオリフイス８８から送入される主燃焼空気
と混合される。この混合気は燃焼を再開するよう
に点火装置１５８を介して点火される。

弁リング９６を全閉位置に位置させると共に燃
料ノズル７８が被点火状態にある場合、ドーム部
５４ａ内の燃料量は最大となる。これと同時に、
ドーム部５４ａの冷却度は最小となり、ドーム部
５４ａの燃焼温度は最大となる。これらの作用に
より高高度時における燃焼室２２の再点火性を大
巾に改善せしめ、更に第２図に示す拡大された飛
行エンベロプでの作動時にも燃焼室に対する安全
性並びに信頼性を向上できる。

高高度時の燃焼器における再始動性は作動機構
１１２により弁リング１０４を全開位置にすれ
ば、更に強化される。周知の定常の燃焼器におい
ては高高度時に再点火を行なう場合でも、過剰の
圧縮空気を燃焼器の周囲に流動させたり、大気中
に放出していた。これに対し本発明によれば、圧
縮空気によつて高高度時における燃焼器の再点火
を適確に図り得る。更に特に弁リング１０４が全
開位置にある場合、この過剰の圧縮空気はスロツ
ト９２、空室９０並びに流路５４と連通する入口
流路９４を介して燃焼器内部に送入される。この
圧縮空気は更に放出口を介して外部に送出され、
且タービン部材１６を通過することによりタービ
ン部材の回動に寄与し、いわば“風車”の作用に
よつてエンジン１０の始動性を高める。

また上述したようにドーム部５４ａ内において
燃料量並びに壁体温度が最大である場合、エンジ
ンの高高度での再点火性並びに安定性を改善する
上、地上における始動性、特に外気が低温である
場合の始動性をも改善する。

上述のように構成されたガスタービンエンジン
の燃焼構成によれば、周知の燃焼構成に比し特に
安定性並びに再点火性を適確に改善できる。

尚、上述においては本発明を図示の実施例に沿
い説明したが、本発明はこれに限定されることな
く、特許請求の範囲に含まれる設計変更を包有す
ることが理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用するガスタービンエンジ
ンの簡略説明図、第２図は高度とマツハ数に関係
する飛行エンベロプの説明図、第３図は本発明に
よるガスタービンエンジンの燃焼装置の部分拡大
断面図、第３Ａ図は第３図中に示す３Ａ部分の部
分拡大断面図、第３Ｂ図は第３図中に示す３Ｂ部
分の部分拡大断面図、第４図は第３図の４−４線
に沿つて切断した部分拡大断面図、第５図は第４
図の５−５線から見た部分側面図、第６図は第４
図の６−６線に沿つて切断した部分拡大断面図、
第７図は第４図の７−７線に沿つて切断した部分
拡大断面図、第８図は同燃焼装置の部分拡大斜視
図である。 １０……エンジン、１２……外気、１４……コ
ンプレツサ、１６……タービン部材、１８……シ
ヤフト、２０……圧縮空気、２２……燃焼室、２
４……燃料、２６……ガス、２８，３２……飛行
エンベロプ、３６……ハウジング、３８……外部
サイド壁、４０……内部サイド壁、４２……下流
端壁、４４……ライナ、４６……上流端壁、４８
……外部サイド壁、５０……内部サイド壁、５２
……放出口、５４……流路、５４ａ……ドーム
部、５６……吸気部、５８……入口開口部、６０
……入口部、６２……内部壁、６４……入口スロ
ツト、６６……内部冷却スカート部、６８……外
部冷却スカート部、７０，７２……冷却路、７
４，７６……流路、７８……燃料ノズル、８０，
８２……供給管、８４，８６……渦流器、８８…
…オリフイス、９０……空室、９２……スロツ
ト、９４……入口流路、９６……弁リング、９６
ａ……前方部、９６ｂ……後方部、９８……入口
スロツト、１００，１０２……ピストンリング、
１０４……弁リング、１０４ａ……リツプ部、１
０６……リツプ部、１１０……軸線、１１２……
作動機構、１１４……作動リング、１１６……支
承ブラケツト、１１８……軸受ブロツク、１２０
……周溝、１２２……制御ロツド、１２４……小
ハウジング、１２６……密封装置、１２８……開
口、１３０……連結ロツド、１３２，１３４……
作動ロツド、１３６……ベルクランク部材、１３
８……基脚部、１４０……枢支点、１４２……ト
ランク部、１４４……支承ブラケツト、１４６，
１４８……制御アーム、１５０……枢支部、１５
２……案内溝、１５４……案内部材、１５８……
点火装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 圧縮空気源から燃焼装置の燃焼器ライナの上
   流端部に圧縮空気を流動させ、前記燃焼器ライナ
   内に前記燃焼器ライナに具備された第１の入口開
   口部を介して圧縮空気を流入する空気流入工程
   と、前記燃焼器ライナに圧縮空気の一部を導入し
   て前記圧縮空気により前記燃焼器ライナの内面部
   を冷却する冷却工程と、圧縮空気源からの圧縮空
   気を、前記第１の入口開口の下流に前記第１の入
   口開口から離間して配設された第２の入口開口を
   介して導入する工程と、圧縮空気と燃料とを混合
   し空気と燃料との混合気を燃焼器ライナ内で燃焼
   させる工程とを含み、且前記第１の入口開口を流
   通する空気流量に対し反比例させて前記第２の入
   口開口を流通する空気流量を変化させる調整工程
   と、燃焼器ライナの内面部の冷却度と空気および
   燃料の混合気の量とを前記第１の入口開口を流通
   する空気流量を変化させて制御する制御工程とを
   包有してなることを特徴とするガスタービンエン
   ジンの燃焼方法。 ２ 空気流入工程には燃焼器ライナの入口部と第
   １の入口開口とを連通する工程が包有され、冷却
   工程には燃焼器ライナ内に配設された冷却路を燃
   焼器ライナの入口部と連通する工程が包有され、
   燃焼空気流動工程には前記燃焼ライナ内に配設さ
   れた燃焼空気流路と燃焼ライナの入口部とを連通
   する工程が包有され、制御工程には入口開口を開
   閉する工程が包有されてなる特許請求の範囲第１
   項記載の燃焼方法。 ３ 燃焼工程には燃焼空気流路内に配設した渦流
   器により渦気流を発生する工程が包有されてなる
   特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 調整工程には入口開口を開閉する工程が包有
   されてなる特許請求の範囲第１項記載の燃焼方
   法。 ５ ライナ壁装置を備え、前記ライナ壁装置が、
   燃料と空気の混合気を連続して燃焼可能であり上
   流端部に位置するドーム部を有した燃焼流路と、
   前記ドーム部の上流に位置し且圧縮空気源からの
   圧縮空気を流通する第１の入口開口装置を有した
   ライナ部と、前記ライナ部からドーム部に圧縮さ
   れた燃焼空気を流通する第１の流路と、前記ドー
   ム部の周部に沿つてライナ部から冷却用の圧縮空
   気を流通する第２の流路とを包有してなり、且第
   １、第２の流路を流通する空気流を制御して第１
   の入口開口装置を流通する空気流を変化可能な調
   整装置を備えてなるガスタービンエンジンの燃焼
   装置。 ６ ドーム部に沿つて延び且第１の流路を区画す
   る冷却スカート装置を備え、且ライナ壁装置がラ
   イナ部と燃焼流路との間に配設されたライナの内
   部壁を区画するように設けられ、前記内部壁は開
   口装置を有し且第２の流路を区画するように設け
   られてなる特許請求の範囲第５項記載の燃焼装
   置。 ７ 内部壁の開口装置に配設され渦気流を与え前
   記開口装置を介して燃焼流路に空気を導入する渦
   流装置を備えてなる特許請求の範囲第５項記載の
   燃焼装置。 ８ 調整装置は第１の入口開口装置を開閉可能な
   装置を備えてなる特許請求の範囲第５項記載の燃
   焼装置。 ９ ライナ壁装置はドーム部の下流に位置し圧縮
   空気源から燃焼流路への圧縮空気を流通する第２
   の入口開口装置を区画するように設けられ、且第
   １の入口開口装置を流通する空気流量に実質的に
   逆比例して第２の入口開口装置を流通する空気流
   量を変化可能な調整装置を備えてなる特許請求の
   範囲第５項記載の燃焼装置。 １０ 環状のハウジングと、前記ハウジング内に
   おいて同軸に位置せしめられ、圧縮空気源から圧
   縮空気を導入する室を前記ハウジング内において
   区画するように設けられた燃焼ライナとを備え、
   前記燃焼ライナは環状の上流端壁と、前記上流端
   壁の下流に延び半径方向内方並びに外方に位置す
   る環状のサイド壁と、前記上流端壁の下流におい
   て互いに離間して配設され燃焼ライナ内部に前記
   上流端壁と内部壁間において入口部が形成され、
   且前記内部壁の下流に前記内部壁近傍に位置した
   燃焼流路が区画される環状の内部壁とを包有して
   おり、且ハウジング内の室と燃焼ライナ内の室へ
   圧縮空気を受容する第１の入口開口群と、燃焼ラ
   イナ内部からの圧縮空気流を前記のライナから内
   部壁を介し燃焼流路に導入する第２の入口開口群
   と、燃焼ライナ内の室と連通し且ドーム部の周部
   に沿つて軸方向に延び前記燃焼ライナ内の室から
   燃焼流路に圧縮空気流を流動する冷却路を形成す
   るスカート装置と、第２の入口開口群を介して燃
   焼流路に圧縮空気流を渦気流として与える渦流装
   置とを包有してなり、且ドーム部を介して燃焼流
   路に燃料を噴出するノズル装置と、前記第１の入
   口開口群を通過する空気流量を変化可能な調整装
   置とを備えてなるガスタービンの燃焼装置。 １１ 第１の入口開口装置を開閉可能な装置を備
   えてなる特許請求の範囲第１０項記載の燃焼装
   置。 １２ 第１の入口開口装置は上流端壁と内部壁と
   の間の半径方向外方のサイド壁に沿い且円周方向
   に離間して設けられてなる特許請求の範囲第１１
   項記載のガスタービンエンジンの燃焼装置。 １３ 燃料ノズル装置はライナ内の室並びに内部
   壁を貫通して延長されており、渦流装置は第２の
   入口開口群内に位置し且前記燃料ノズルを囲繞す
   るように配列される渦流器を具備してなる特許請
   求の範囲第１２項記載の燃焼装置。 １４ ドーム部の下流に形成された第３の入口開
   口装置と、第１の入口開口装置を流通する空気流
   量に実質的に逆比例して第３の入口開口装置を流
   通する空気流量を変化可能な調整装置とを備えて
   なる特許請求の範囲第１０項記載の燃焼装置。 １５ 調整装置には第１、第３の入口開口装置を
   開閉可能な装置を備えてなる特許請求の範囲第１
   ４項記載の燃焼装置。 １６ 燃焼ライナのドーム部と第３の入口開口装
   置との間に形成された第４の入口開口装置を備え
   てなる特許請求の範囲第１５項記載の燃焼装置。 １７ 第１、第３、第４の入口開口装置が円周方
   向に互いに離間して外方のサイド壁に配列されて
   なる特許請求の範囲第１６項記載の燃焼装置。 １８ ハウジングと、少なくとも一部が前記ハウ
   ジングに囲繞され圧縮空気源から圧縮空気を導入
   する室をハウジング内において区画するように設
   けられた燃焼ライナとを備え、前記燃焼ライナ
   は、上流端壁と、前記上流端壁の下流に位置する
   内部壁と、前記ハウジング内において前記上流端
   壁の下流に延び前記内部壁、上流端壁並びに入口
   部を区画するように設けられ且前記内部壁の下流
   に延びる燃焼流路を区画するように設けられたサ
   イド壁部と、ハウジング内の室からライナ内の室
   へ圧縮空気流を導入する入口開口装置と、ライナ
   内の室から燃焼流路に渦気流として圧縮空気流を
   導入する渦流器と、ライナ内の室と連通し且燃焼
   流路の上流端部に位置しドーム部に沿つて前記燃
   焼流路内に延びていて、前記サイド壁部に沿いラ
   イナ内の室から冷却用の圧縮空気を流通させる冷
   却路装置と、ドーム部の下流に位置し、ハウジン
   グ内の室から燃焼流路に圧縮空気を流通する主空
   気入口開口装置とを包有してなり、燃焼流路に空
   気を導入して混合し燃焼するようにドーム部内に
   燃料を噴出する燃料ノズル装置と、ライナ内の室
   の入口開口装置を変化可能に設けられ、渦流器並
   びに冷却路装置を通過する流量を同時に調整する
   調整装置とを備えてなるガスタービンエンジンの
   燃焼装置。 １９ 調整装置は入口開口装置を開閉可能な装置
   を備えてなる特許請求の範囲第１８項記載の燃焼
   装置。 ２０ 燃料ノズル装置は内部壁を貫通して燃焼流
   路に延び、渦流装置は前記内部壁に支承され且燃
   料ノズル装置を囲繞するように設けられてなる特
   許請求の範囲第１８項記載の燃焼装置。 ２１ 燃焼ライナは主空気入口開口装置の下流に
   位置する別の入口開口装置を有し、第１の入口開
   口装置を流通する空気流量に実質的に逆比例して
   前記の別の入口開口装置を流通する空気流量を変
   化可能な調整装置を備えてなる特許請求の範囲第
   １８項記載の燃焼装置。 ２２ 第１、第２の入口開口装置を通過して空気
   流を変化可能な装置は各入口開口装置を開閉可能
   な装置を備えてなる特許請求の範囲第２１項記載
   の燃焼装置。 ２３ 燃焼ライナは燃焼流路に沿つて延びる冷却
   スカート装置を備え、前記冷却スカート装置はサ
   イド壁部と協同して冷却路装置を区画するように
   設けられてなる特許請求の範囲第１８項記載の燃
   焼装置。 ２４ 燃焼流路が区画され、前記燃焼流路と連通
   され且軸方向に互いに離間された第１、第２の入
   口開口を有した燃焼ライナと、前記燃焼ライナを
   囲繞し且空気の入口部を備えたハウジングと、前
   記燃焼ライナに支承され第１、第２位置間におい
   て軸方向に移動可能に設けられ且第１の入口開口
   を開閉する第１の密封部材と、前記燃焼ライナに
   支承され第１、第２の位置間において軸方向に移
   動可能に設けられ且第２の入口開口を開閉する第
   ２の密封部材と、軸線を中心に前記燃焼ライナに
   対し前記入口部内において回動する作動部材と、
   前記作動部材に連結され前記ハウジングを貫通し
   て外方に延出し且前記作動部材を回動して軸線に
   対し実質的に直角方向に移動せしめる制御部材
   と、前記密封部材と前記作動部材とを相連結して
   作動部材の回動方向に応じ第１位置、第２位置に
   前記密封部材を移動するリンク装置とを備えてな
   る燃焼装置。 ２５ 燃焼ライナは環状の外形を有し、密封部材
   は実質的にリング状に設けられ、且燃焼ライナを
   囲繞するように同軸に配設され、作動部材は入口
   部内に同軸に装着されたリング部材でなり、前記
   リンク装置は互いに円周方向に離間され前記入口
   部内において軸方向に延びる作動ロツドを包有し
   てなる特許請求の範囲第２４項記載の燃焼装置。 ２６ リンク装置は互いに円周方向に離間されリ
   ング部材に枢着されたベルクランク部材を包有
   し、各ベルクランク部材には二作動ロツドに連結
   されてなる特許請求の範囲第２５項記載の燃焼装
   置。 ２７ 作動ロツド並びにベルクランク部材はリン
   グ部材の回動に応じ軸方向において反対方向に密
   封部材を移動可能に設けられてなる特許請求の範
   囲第２６項記載の燃焼装置。 ２８ 軸線を囲繞するように設けられ且環状の端
   壁により一端が区画される環状の入口部を有した
   ハウジングと、軸線を囲繞するように設けられ前
   記ハウジングの入口部に対し軸方向において延出
   する上流端部を有し、且ハウジングの端壁から軸
   方向に離間して対向する環状の上流端壁を具備
   し、軸線を囲繞するように環状に配列された複数
   の入口開口が前記上流端壁に隣接する内部と連通
   せしめられ、軸線を囲繞するように環状に配列さ
   れた複数の第２入口開口が前記上流端壁に隣接す
   る内部と連通せしめられ、前記第１の入口開口の
   下流に第２の入口開口が配列された環状の燃焼ラ
   イナと、前記燃焼ライナに同軸に且前記燃焼ライ
   ナの外面に装着されると共に前記第１の入口開口
   を横切つて移動し第１の入口開口を開閉可能な第
   １の密封リングと、前記ライナに同軸に且前記燃
   焼ライナの外面に装着されると共に前記第２の入
   口開口を横切つて移動し第２の入口開口を開閉可
   能な第２の密封リングと、前記燃焼ライナとハウ
   ジングの端壁との間において前記ハウジングの入
   口部に同軸に位置せしめられた作動リングと、前
   記入口部内に配設され且燃焼ライナに対し回転可
   能に前記作動リングを支承する複数の支承部材
   と、ハウジング内を内方に延び前記作動リングに
   連結され且ハウジングに対し移動して所定の方向
   に作動リングを回動可能な制御部材と、前記入口
   部内に配設され且作動リングに枢着されたベルク
   ランク部材と、前記入口部内に配設され作動リン
   グの回動に応じ軸線に対し直角方向において回動
   可能にベルクランク部材を支承するブラケツト
   と、前記第１の密封リング並びにベルクランク部
   材に、作動リングの回動に応じて第１の密封部材
   が軸方向に移動するように各端部が連結された第
   １の作動ロツドと、前記第２の密封リング並びに
   ベルクランク部材に、作動リングの回動に応じて
   第２の密封部材が軸方向に移動するように各端部
   が連結された第２の作動ロツドとを備えてなる燃
   焼装置。