(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器の上流側端部に環状バルクヘッドを備えた環状ガスタービンエンジンの燃焼器であって、
円錐台パイ型形状の複数のバルクヘッドライナ領域を有し、
前記各バルクヘッドライナ領域は、それぞれ燃焼ノズルを挿入するための開口を有し、かつ、２つのセグメントから構成され、これらのセグメントは、前記開口に隣接した部分でそれらの間が分離されていて、
前記各セグメントは、それぞれ周方向に互いに隣接した別セグメントと接触する２つの横側端部と、前記開口及び各領域を形成する別のセグメントに隣接する内側端部と、前記内側端部から離間した外側端部と、を有しており、さらに、
前記セグメントの上流側端部に冷却空気を向けるための前記バルクヘッドを通した複数の冷却用開口と、
前記バルクヘッドと接触し、前記２つの横側部及び前記各内側端部に沿って上流側に向って延びたリップと、を備えていて、
それぞれの前記セグメントに向けられた実質的にすべての冷却空気が、前記各外側端部に排出されるようになっていることを特徴とする環状ガスタービンエンジン燃焼器。
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガスタービンエンジン燃焼器の上流側バルクヘッドに関し、より詳細には、燃焼による輻射から上記バルクヘッドを保護するためのライナ構造体に関する。
発明の背景
従来バルクヘッドは、ガスタービンエンジンにおける上流側端部を形成するものである。上記バルクヘッドは、バルクヘッドライナによって保護されている。このバルクヘッドには、上記バルクヘッド及び上記ライナを貫通する燃料ノズルの数に対応した数の領域が設けられている。通常では、円錐台パイ(pie)型の単一領域が、内側壁から外側壁にまで延びていて、上記燃料ノズルのための中央部開口を画成している。上記領域のそれぞれの端部間の狭まった部分及び上記開口は、上記燃焼器の高温環境によってクラックすることが知られていた。
排出流路を予測しつつ、上記ライナの背面から、冷却空気を衝突させて、上記ライナの適切な冷却が行われている。しかし、上記ライナ領域からクラックすると、その部分から上記冷却空気がリークし、その全体的な冷却効率が低下してしまう。上記ライナはまた、保護コーティングによってコーティングされていて、上記の高温環境に耐えるようにされている。クラックした端部は、その様に保護されていないので、急速に上記ライナの一体性を失わせてしまうこととなっていた。
発明の要約
上記ガスタービンエンジンは、上記燃焼器の上流側端部において環状のバルクヘッドを有している。複数の円錐台パイ型のバルクヘッドライナ領域が設けられており、これらの領域は、燃料ノズルが貫通挿入される開口を有している。それぞれの領域は、２つの領域から形成されていて、それら２つのセグメントは、上記開口に対して調節自在にされている。
それぞれのセグメントは、周方向に隣接したセグメントを互いに連結している２つの横側端部と、上記開口と隣接し、それぞれ別のセグメントとともに各領域を形成する内側端部と、上記内側端部から離間した外側端部と、を有している。上記バルクヘッドを通して形成されている複数の冷却空気開口は、その冷却空気流を上記セグメントの上記側端部へと流すようになっている。上記２つの横側端部に沿って延びたリップ及び上記内側端に沿って延びたリップは、上記バルクヘッドと接触していて、実質的にそれぞれのセグメントに向けられたすべての冷却空気を上記外側端部に沿って排出させるようになっている。
【図面の簡単な説明】
図１は、環状燃焼器を通した断面図である。
図２は、ライナの一領域の２つのセグメントを示した燃焼器の等角図側面図である。
図３は、上記ライナの２つのセグメントの冷えた側を示した分解図である。
発明の好適な実施態様
図１は、環状ガスタービン燃焼器１０と、そのガスタービンエンジンのセンタライン１２を示す。円錐台形状のバルクヘッド１４は、支持構造体１６，１８によって支持されている。１６個のガスタービンノズル開口２０は、上記バルクヘッド周囲を取り囲んで配設されている。
複数の燃料ノズル２２は、上記開口に位置決めできるようにされている。これらのノズルは、低温燃焼を行わせるために燃料と、空気とを、予備混合させて低温燃焼させる低ＮＯｘタイプであることが好ましい。それぞれの開口には、燃料ノズルガイド２４が配設されており、これらは、燃料ノズルガイド保持具２６によって軸方向に保持されている。キーワッシャ２８は、装着された後の上記燃料ノズル保持具２６の回転を防止している。
燃料ノズルガイド２４及び上記保持具２６は、固定されてそれらの間に上記キーワッシャ２８と、上記バルクヘッド１４と、上記バルクヘッドライナ３０と、を収容するようになっている。上記ガイドと上記ライナセグメントの間は、良好に接触３２していて、その間にいかなる過大な量の空気をも通過させないようになっている。同様に良好な接触は、上記キーワッシャ２８の両側に形成されていて、上記ワッシャを通して大量の空気が流れないようになっている。
上記冷却空気の流れ３４は、上記バルクヘッド内の複数の開口３６を通され、バルクヘッドライナ３０に衝突しており、さらに上記空気は、上記燃料ノズル２２の位置から離れる方向に上記ライナの背後へと通されている。
外側シェル３８及び内側シェル４０は、上記燃焼器の境界を画成しており、さらにこれらには上記燃焼器の上流側端部において複数のフロート壁ライナパネル４２がボルト止めされている。フェアリング４４は、上記互いに隣接したシェルと上記ライナパネル４２の間に保持されている。複数のスタッド及びボルト４６は、着脱自在に上記構造体を固定している。
上記各シェル及び上記バルクヘッドと上記バルクヘッドライナの間を通して流れる上記冷却空気流は、コーナ領域４８へと向かい、そこで回転して上記バルクヘッドライナに沿って方向５０に向けられることとなる。
上記内側シェルと、上記外側シェルと、を通過する冷却流５２は、上記ライナ４２に衝突し、この流れの一部は、流れ５４となってコーナ４８へと向かい、フェアリング４４はこの流れを上記燃料ノズルへと反らせている。上記バルクヘッドライナを冷却するには、上記燃焼器内における上記再循環式の流れ５６は、流れ５０の方向については広がっていないことが望ましい。
図２には、２つのセグメントで形成された領域６０を有するバルクヘッドライナ３０が示されている。このバルクヘッドライナ３０は、内側セグメント６２と、外側セグメント６４を有している。上記領域は、上記開口２０が上記領域の端部６６、従って短い方の端部６８に沿った領域において、最も近接する位置で分割されている。
図３に最も明らかに示されているように、上記セグメントはそれぞれが２つの横側端部７０を有しており、互いに隣接したセグメントの複数のリップ７１が互いに接触している。これらは内側端部７２を有しており、その内側端部７２は、上記開口に接触してそれぞれ領域を形成する部分７６に連なった部分７４を備えている。上記部分７４は、リップ７５を有し、部分７６は、リップ７７と有している。
上記バルクヘッド１４の複数の開口３６は、図１に示してあるように冷却空気が、上記燃焼器ライナセグメント６２の冷えた側に衝突するようにしている。上記端部７０，７４，７６の上記各リップ７１，７５，７７は、上記バルクヘッド１４に接触している。上記ライナの冷えた側に衝突する上記空気流は、その後上記内側端部７８及び上記外側端部８０に向かって上記燃料ノズル用開口から離れるようにして流れ、上記内側シェル及び上記外側シェルに近接した上記燃焼器へと排出される。ピンと言った延長面（図示せず）が、冷却を効率化させるために上記ライナの冷えた側に配設されていても良い。
従って、上記ライナのクラックによっても、端部７６によって遮られた領域の外へは予期しない空気リークは生じない。さらに、これには高耐熱性コーティングが施されており、上記コーティング表面は、その後のクラックによっても失われることがない。上記ライナ領域のこの狭い部分は、分離した設計を取らなければ、クラックが発生することが予測される。この様な空気損失及び露出した未処理表面は、寿命を低下させることになる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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