(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンの環状燃焼機であって、
内部シェル（４０）と、外部シェル（３８）と、上流端で前記内部シェルと前記外部シェルをつなぐ環状隔壁（１４）と、
前記隔壁に設けられている複数の燃料ノズル用開口部（２０）と、
上流端側で前記内部シェルと前記外部シェルの周辺部に固定されている複数の浮動壁ライナパネル（４２）と、
前記内部シェルと前記外部シェルに隣接する端部（６０）を除く全ての端部で前記隔壁に密閉状態で取り付けられている、複数の隔壁ライナ部（３０）と、
隔壁を冷却する空気の供給源と、
各前記隔壁ライナ部の後面に位置し、前記ライナ部に隔壁冷却空気を衝突させて、前記隔壁冷却空気を前記シェルに向かって径方向（６２）に方向づけるための、前記隔壁に設けられた複数の冷却空気開口部（３６）と、
を有する燃焼機において、
各前記浮動壁ライナパネルの後面に位置し、前記パネルにパネル冷却空気を衝突させて、前記冷却空気の一部（６６）を前記隔壁に向う上流側に方向づけるための、前記シェルに設けられた複数の冷却空気開口部（７２）と、
前記隔壁ライナ部に隣接し、前記シェルより径方向（６８）に伸びて、隔壁冷却空気の供給源からの冷却空気（６２）及び冷却空気（６６）を前記隔壁ライナの表面に沿って径方向（５０）に誘導するフェアリング（４４）と、
を有することを特徴とする燃焼機。
【請求項２】
前記フェアリングは、前記浮動壁パネルの一つと前記シェルの一方との間を通る支持部（７８）を有し、この支持部は前記浮動壁パネルと前記シェルとの間に固定されていることを特徴とする請求項１記載の燃焼機。
【請求項３】
前記フェアリングの周方向長さは、前記浮動壁パネルの一つと等しく、かつ該浮動癖パネルと一致した位置に設けられていることを特徴とする請求項２記載の燃焼機。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、ガスタービンエンジンの燃焼機の隔壁ライナの冷却に関し、特に冷却空気流を誘導するための交換可能なフェアリングに関する。
従来の技術
ガスタービンエンジンの燃焼機の隔壁は、燃焼機内のガスの放射熱から保護する必要がある。隔壁ライナがこの機能を果たすが、ライナ自体を冷却する必要がある。
低温側へ冷却流を衝突させることに加えて、従来の冷却方法は、内側から外側への冷却流を利用する。つまり、冷却空気流は、燃料ノズルガイドから、燃料ノズルに対して径方向外向きに流れる。
フランス特許公開（追加）（ＦＲ−Ａ−２）第６３７  ６７５号は、燃焼機の上流端で内部シェルと外部シェルをつなぐ環状隔壁を有する装置を開示している。シェルには、浮動壁ライナが取り付けられている。空気は、隔壁ライナに衝突し、シェルに向かって径方向に放出される。
燃焼機シェルからノズルへ再循環する燃焼流が要求される場合には、内側から外側への冷却流はこの再循環する流れを中断してしまう。よって、外側から内側への流れの方が好都合である。また、所望の冷却流を容易に得るために使用する構成は、簡単に交換できることが望ましい。
本発明の概要
環状燃焼機は、内部シェルと、外部シェルと、上流端で内部シェルと外部シェルとをつなぐ環状隔壁と、を有する。隔壁には、複数の燃料ノズル用の開口部が設けられている。上流端の内部シェルと外部シェルは、シェルの周辺部に配置及び固定された複数の浮動壁ライナパネルを有する。隔壁は、内部シェルと外部シェルに隣接する端部を除く全ての端部で隔壁にシールされた状態で取り付けられた複数の隔壁ライナを有する。
各浮動壁パネル後面に位置するシェルの複数の冷却空気開口部を通って、冷却空気がパネルに衝突し、冷却空気流の一部は隔壁に向かって上流に流れる。隔壁ライナ後面に位置する隔壁の複数の冷却空気開口部を通って、冷却空気がライナに衝突し、実質的に隔壁冷却空気の全流量がノズルからシェルに向かって径方向外向きに流れる。隔壁と浮動壁ライナパネルの後面からの冷却空気を受ける角部にはフェアリングが取り付けられている。このフェアリングは、隔壁ライナの表面をノズルに向かって径方向に冷却空気を誘導するように設置されている。上記フェアリングの弓形方向の長さ、すなわち周方向の長さは、隣接する浮動壁ライナパネルと実質的に等しく、その浮動壁ライナパネルによって定位置に固定される。よって、浮動壁ライナパネルを一枚取り出すだけでフェアリングを交換することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、環状燃焼機の断面図である。
図２は、フェアリングを開示している断面図である。
図３は、フェアリングの等尺図である。
好適実施例の説明
図１は、環状燃焼機１０とガスタービンエンジンの中心線１２を示している。円錐状の隔壁１４は、支持構造物１６及び１８に支持されている。１６個のガスタービンノズル開口部２０は、隔壁の周辺部に設けられている。
複数の燃料ノズル２２がこれらの開口部内に設置されている。これらのノズルは、低温での燃焼を可能にするために燃料と空気を予め混合する、低ＮＯxタイプであることが望ましい。各開口部には、燃料ノズルガイド２４があり、燃料ノズルガイド保持器２６によって軸方向に固定されている。かぎ形ワッシャ２８は、燃料ノズルガイド保持器の設置後の回転を防止する。
燃料ノズルガイド２４及び保持器２６は、かぎ形ワッシャ２８、隔壁１４及び隔壁ライナ３０を間に挟むように固定される。ガイドとライナ部との間での接触３２は十分に保持されており、その間で空気が実質的に流通不能となっている。同様に、かぎ形ワッシャ２８の両面での接触も十分に保持されており、ワッシャを空気が実質的に流通不能となっている。
冷却空気流３４は、隔壁の複数の開口部３６を通り、隔壁ライナ３０に衝突する。この空気流は、燃料ノズル２２の位置とは逆の方向にライナの後面を流れる。
外部シェル３８と内部シェル４０は燃焼機の境界を決定しており、燃焼機の上端では、その外部シェル及び内部シェルに複数の浮動壁ライナパネル４２がボトルで取り付けられている。フェアリング４４は、隣接するシェルとライナパネル４２との間に挟まれている。この構成は、複数のスタッド及びボルト４６によって取り外し可能に固定されている。
シェルに向かって流れて隔壁と隔壁ライナの間を通過する冷却空気流は、角部４８に向かって流れて、そこで方向を変え、隔壁ライナに沿って方向５０に誘導される。内部シェルと外部シェル間を通過する冷却流５２は、ライナ４２に突き当たる。その空気流の一部は、空気流５４として角部４８に向かって流れる。ここでも、フェアリング４４がその空気流を燃料ノズルの方へ屈折させる。燃焼機内で望まれる再循環するタイプの流れ５６は、隔壁ライナを冷却する空気流５０の方向によって妨げられない。
図２を参照すると、内部シェル及び外部シェルのそれぞれに隣接した各端部６０を除く各ライナの全ての端部で、隔壁ライナ３０は、隔壁１４にシール状態で取り付けられている。冷却空気流３４は、隔壁の複数の開口部３６を通過し、隔壁ライナ３０の低温側に衝突する。他の端部は密閉されているために、空気流は、矢印６２で示すようにシェルに向かって径方向に流れる。この空気流は、パネルの端部を周り、空気流５０で示されるようにライナパネルの表面に沿って放出される。
冷却空気流５２は、浮動壁ライナパネル４２の後面を通り、その一部６４は隔壁に対して下流に流れ、その他の一部６６は隔壁に向かって上流に流れる。フェアリング４４は、上流端に空気流誘導リップ６８を有しており、そのリップ６８は、パネルからの空気流６２と、浮動壁ライナパネルからの空気流６６と、を隔壁の表面に沿って流れるように誘導する。
リップ６８がなければ、上記二つの空気流間で流れの脈動及び抵抗が起こるが、このリップによってそれを回避することができる。このリップ６８は、更に、効率的で滑らかに表面に沿って流れる空気流５０を発生させるために、曲がりの周囲を空気流が滑らかに通過するための手段を提供する。図３は、フェアリング４４の等尺図である。開口スロット７０は、空気流５２が通過するシェルの冷却流開口部７２と同一直線上に整列されている。このことにより、空気流が通過可能となり、浮動壁ライナパネル４２を冷却することができる。開口部７４は、スタッド及びナット配列４６と同位置に整列されており、開口部をスタッドが通過可能となっている。
リップ６８は、スロット７６を有し、このスロットは、結果として亀裂を生じる高い応力を伴うことはく、熱によるリップの膨張を可能にする。
パネル４４の弓形方向の長さ即ち周方向の長さは、浮動壁パネル４２の弓形方向の長さと等しく、また両者が一致して重なるように設けられている。フェアリング４４は、シェルと浮動壁パネルの間に挟まれた支持長さ即ち指示部７８を有する。フェアリング４４の交換時には、ナット及びスタッド配列４６よりナットを取り外すだけで浮動壁パネル４２を外すことができ、それによって、古いフェアリングを新しいものと交換することができる。
本発明では、フェアリングは個々に交換可能であり、この特徴は内燃機関では大変望ましい。また、セグメント化されたフェアリングは、局部的な損傷が起きた時に交換の費用がセグメント化されていないものよりも安いので有益である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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