(57)【要約】  本発明は、壁と、壁に取り付けられたウェル（１７２）であり、燃焼室に達するスパークプラグ（１３）のための窪みを形成するウェルと、ウェルの軸線に対して横方向に可動であるようにウェルに取り付けられるスパークプラグガイド（１７５）であり、スパークプラグを案内し支持するための円筒状の壁部分（１７８）を含むスパークプラグガイド（１７５）と、ウェル（１７２）の支承面（１７３）と摺動自在に係合するように取り付けられるシールリング（１７６）とを含む、ガスタービンエンジンの燃焼室に関する。本発明によれば、燃焼室は、スパークプラグガイド（１７５）には冷却室（１７４ａ）に冷却空気を供給するための開口（１７４ｃ）を有する前記冷却室（１７４ａ）が設けられることを特徴とする。
2013510992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
壁と、壁に固定されたウェル（１７２）であり、燃焼室に達するスパークプラグ（１３）のための窪みを形成するウェルと、ウェルの軸線に対して横方向に可動であるようにウェルに取り付けられるスパークプラグガイド（１７５）であり、スパークプラグを案内するための円筒状のガイド壁部分（１７８）を含むスパークプラグガイド（１７５）と、ウェル（１７２）の支承面（１７３）を摺動自在に支承するように取り付けられるシールリング（１７６）とを含む、ガスタービンエンジンの燃焼室であって、スパークプラグガイド（１７５）には、冷却室（１７４ａ）に冷却空気を供給するための開口（１７４ｃ）を有する冷却室（１７４ａ）が設けられ、前記冷却室（１７４ａ）は、スパークプラグガイドに収容されるスパークプラグ（１３）の壁に対して衝突によって冷却を行うように配置されることを特徴とする、燃焼室。
【請求項２】
その冷却室（１７４ａ）が環状であり、前記冷却室および前記円筒状のガイド壁部分（１７８）が同軸である、請求項１に記載の燃焼室。
【請求項３】
その冷却室（１７４ａ）が、前記円筒状のガイド壁部分（１７８）と燃焼室との間に配置される、請求項１から２のいずれか一項に記載の燃焼室。
【請求項４】
その冷却室（１７４ａ）が、円筒状のガイド壁部分（１７８）とシールリング（１７６）との間に配置される円筒状の冷却壁部分（１７４）を含む、請求項３に記載の燃焼室。
【請求項５】
その冷却室（１７４ａ）の冷却空気供給開口（１７４ｃ）が、前記冷却壁部分に貫通され、円筒状の冷却壁部分（１７４）の軸線に直角に方向付けられる、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃焼室。
【請求項６】
その冷却空気供給開口（１７４ｃ）が、円筒状の冷却壁部分（１７４）の軸線に対して傾斜されるように方向付けられる、請求項１から４のいずれか一項に記載の燃焼室。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジンおよびターボジェットの分野に関し、より詳細には、このタイプのエンジンの燃焼室にスパークプラグを配置することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンでは、燃焼室は、圧縮機から空気を受け入れ、その一部は、燃料と混合され、一次燃焼ゾーンで燃焼される。点火は、気化システムの下流に配置される１つまたは２つのスパークプラグによって行われ、空気の他の部分は、一次燃焼ゾーンの周りを循環し、一次燃焼ガスと混合される。高温ガスのすべてが、タービンに向かって方向付けられる。燃焼室は、飛行中の再点火、温度プロファイル形状、汚染ガス排出量、ならびにまた、それのさまざまな構成部品の熱的および機械的挙動などの、求められている仕様のいくつかを満たすように設計される。
【０００３】
特に、点火システムは、それに加えられる熱応力に耐えながら、燃焼室の不測の消滅の場合には飛行中の再点火を保証しなければならず、特に、これは、それらの応力に耐えなければならない。この種の条件は、共にうまく調和しない配置を含んでいる。実際に、噴射システムは、室の軸線とある角度をなす噴霧燃料の層を生成する。この角度が非常に閉じている場合には、スパークプラグは、燃料によって形成されるコーンの外側にあり、熱的挙動の観点からこれは好都合であるが、室の着火性は低減される。逆に、燃料の層が非常に開いたコーンを形成する噴射システムは、壁およびスパークプラグに対する燃料の衝突が原因で、スパークプラグを取り囲む室のそのゾーンの重要な昇温を起こす。これらの要素の熱的挙動は、それによって悪影響が及ぼされる。スパークプラグの取付けは、通常、これらの熱的条件を考慮に入れる。
【０００４】
本発明は、スパークプラグがたとえば燃焼室ケーシングにそれ自身取り付けられるアダプタを形成する構成部品を使って燃焼室ケーシングに取り付けられる、点火システムに関する。燃料噴射システムの下流のスパークプラグは、室の内側に向かって半径方向にケーシングから延在し、それの端部は、前記壁に作られる開口を介して室壁の内面と同一平面にある。
【０００５】
動作中に、横の隙間が、室とケーシングとの間の相対移動が可能であるようにスパークプラグの周りに設けられ、この相対移動は、室壁に作られる開口の端部に当接しまたは当たっている、ケーシングに固定されるスパークプラグのない、異なる飛行段階中の温度、圧力、および応力の変動の結果である。開口にある壁には、適度に高く、かつスパークプラグの遠位端が滑り込まされるウェルを形成する、円筒状の構成部品が設けられ、浮動ブッシュが、スパークプラグガイドを形成する。スパークプラグガイドは、ウェルを閉鎖するように、かつ室と室の外側のゾーンとの間、および室とケーシングと間のシールを保証するようにスパークプラグを取り囲み、ガスタービンエンジンの燃焼室に取り付けられるこのタイプのスパークプラグの例は、出願人の特許出願である仏国特許出願公開第２９２６３２９号明細書に示されている。
【０００６】
室とケーシングとの間の相対移動を取り上げることに加えて、ウェルは、スパークプラグを冷却するための通気開口を備えている。空気は、圧力差のために燃焼室の外側から入り、スパークプラグの端部の温度を維持し、これは、それが構成される材料のために許容可能なレベルで、燃焼ガスおよびその放射に曝される。通気開口がウェル壁で半径方向に作られる限り、微細な空気噴流が、スパークプラグの表面の方向にできる。噴流によって生じる冷却は、開口の直径、および開口から噴流衝突面までの距離を含む、さまざまなパラメータに依存する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２９２６３２９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
噴流のすべてが同じ距離を移動して、スパークプラグがウェルの中央にある場合に最適である冷却は、スパークプラグが室とケーシングとの間で負荷の変化のためにもはや中央にない場合には、効率が低下する場合がある。定格通りに較正される、空気噴流と衝突壁との間の熱伝達は、一方では噴流距離が予め規定された最適距離よりも短い場合に増加し、他方では噴流距離が予め規定された最適距離よりも長い場合に減少する。
【０００９】
本発明の主題は、航空機のフライトフェーズと、これが伴う燃焼室とケーシングとの間の熱変化とに関係なく、最適な冷却を維持することができる手段である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、この目的は、壁と、壁に固定されたウェルであり、燃焼室に達するスパークプラグのための窪みを形成するウェルと、ウェルの軸線に対して横方向に可動であるようにウェルに取り付けられるスパークプラグガイドであり、スパークプラグを軸方向に案内するための円筒状の壁部分を含むスパークプラグガイドと、ウェルに設けられる支承面を摺動自在に支承するように取り付けられるシールリングとを含む、ガスタービンエンジンの燃焼室であって、スパークプラグガイドには、冷却空気を供給するための開口を有する冷却室が設けられ、前記室は、スパークプラグガイドに収容されるスパークプラグの壁に対して衝突によって冷却を行うように配置されることを特徴とする、燃焼室によって達成される。
【００１１】
冷却空気噴流によって掃気される冷却室をスパークプラグガイドのレベルまで移動させることによって、衝突面の冷却は、室とその環境との間の膨張変化と無関係に行われる。実際に、スパークプラグガイドは、ウェル内のスパークプラグの移動に従い、冷却室の寸法は変化しない。
【００１２】
好ましい実施形態によれば、冷却室は、環状であり、スパークプラグガイドの前記円筒状の壁部分と同軸である。このことは、スパークプラグ領域の冷却を保証する。より詳細には、冷却室は、スパークプラグガイドの前記円筒状の壁部分と燃焼室との間に配置される。冷却室は、特に、スパークプラグガイドの円筒状の壁部分とシールリングとの間に設けられる。
【００１３】
十分な冷却空気供給を確実にするために、冷却空気供給開口は、スパークプラグガイドの円筒状の壁部分の軸線に対して半径方向に、かつ直角に方向付けられることが好ましい。
【００１４】
しかしながら、スパークプラグガイドの特定の形状と、流れの障害物の体積を同様に制限する狭隘な環境の制約とを考慮することで、冷却空気供給開口は、円筒状の壁部分の軸線に対して傾斜されるように方向付けられる。
【００１５】
本発明さらに本発明の目的、詳細、特徴および利点は、添付の概略図面を参照して、単に例示となる非限定的な例として与えられる本発明のいくつかの実施形態の下記の詳細な説明記述の過程で、より理解されるであろうし、より明瞭に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】先行技術によるガスタービンエンジンの燃焼室の一部の長手方向断面を示す図である。
【図２】図１に示されるようにスパークプラグがウェルおよびスパークプラグガイドと同一平面にある、先行技術による、領域の詳細を示す図である。
【図３】改良したスパークプラグガイドを有する、本発明の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１で見ることができるように、燃焼室１は、外側ケーシング３によって形成されるエンジンの軸を中心とする環状空間に収容される。これは、フランジまたは適切な支持体によって共に保持される１つまたは複数の外部フェルール７と１つまたは複数の内部フェルール８とを備え、室は、上流フェアリング６と結合する室端部壁９によって上流で閉鎖される。燃料噴射管５が、エンジンの軸を中心に配置され、室端部壁９に作られる開口を介して室の内側に通じる。デフレクタ１１が、各燃料噴射管の周りにボウルを形成し、噴霧燃料の方へ旋回しながら半径方向に整形ゾーンに入っている空気の一部を偏向させ、したがって燃料／空気混合物の形成を確実にし、一次燃焼ゾーンが、室端部壁のすぐ下流に形成され、そこで、混合物が、電気スパークプラグ１３または一般に円周方向に配置されるいくつかのスパークプラグ２によって点火される。
【００１８】
図２は、スパークプラグの通路のための開口を含む燃焼室の領域の詳細を断面図で示している。たとえば、外部フェルール７は、円筒状の管７２が取り付けられる円形孔７１によって貫通され、これは、外壁７に対して半径方向に方向付けされる。この管は、スパークプラグ１３が通過するウェルを形成する。このウェルは、高くした表面７３’によって縁取られる、ウェルの軸線に直角な平面に上部支承面７３を備える。スパークプラグガイド７５が、この表面７３に載っている。スパークプラグガイドは、円筒状のガイド部分７８の周りにリング７６および差し込みコーン７７を備える。スパークプラグガイド７５は、リング７６を介して支承面７３に載っている。リング７６は、高くした表面７３’の間でこの表面上を摺動することができる。高くした表面７３’に溶接されるディッシュ７９が、高くした表面７３’を越えたいかなる半径方向変位に対してもリング７６を半径方向に保持する。円筒状の表面部分７８は、スパークプラグの直径よりも僅かに大きな直径を有する。したがって、スパークプラグは、スパークプラグガイド７５に対して摺動することができる。円錐形面７７は、室を取り付ける時にスパークプラグガイド内へのスパークプラグの挿入を容易にするように設計される。したがって、スパークプラグガイドは、スパークプラグとウェルとの間の環状空間を閉鎖する。さらに、この環状空間には、スパークプラグ表面に向かって方向付けられる開口７２Ｂを介して空気が供給される。
【００１９】
このような組立体により、室とケーシングとの間の熱変化などから発生する相対的な変位と適合することができる。したがって、スパークプラグガイド７５は、高くした表面７３’の内側で支承面７３に沿って移動することができる。スパークプラグ１３とウェルとの間の環状空間は一定でないことに留意されたい。スパークプラグがウェルに対して変位される場合には、スパークプラグの周りの環状空間は、ゼロ値と静止した環状空間の倍の値との間を変化し、開口７２Ｂを通過する空気噴流の冷却効率は、不均一であるということになり、これは望ましくない。
【００２０】
本発明の解決策により、スパークプラグの周囲一帯に衝突による効果的な冷却を維持することができる。
【００２１】
解決策の一例が、図３に示されている。図３の組立体は、図２と同じ参照符号を再現しており、これは、同じ部品の場合に１００だけ大きくされている。
【００２２】
スパークプラグ１３は、スパークプラグガイド１７５によってウェル１７２の中に案内される。さらにまた、高くした表面１７３’を有するウェルの支承面１７３があり、ディッシュにより、限られた空間内でスパークプラグガイドを移動させることができる。
【００２３】
本発明によるスパークプラグガイド１７５は、ウェルの支承面に当接するためのリング１７６を含んでいる。スパークプラグの直径に適応する内径の円筒状のガイド表面部分１７８は、この円筒状の部分にスパークプラグのタイトな摺動を可能にするように。さらに、また、スパークプラグガイドおよびウェルの中へのスパークプラグの挿入を容易にする機能を保持する円錐台形の表面部分１７７がある。
【００２４】
本発明のスパークプラグガイド１７５は、円筒状のガイド表面部分１７８とリング１７６との間に円筒状の冷却表面部分１７４を含んでいる。この円筒状の冷却表面部分１７４は、円筒状のガイド表面部分１７８の直径よりも大きい直径を有する。したがって、冷却室１７４ａは、表面１７４に向かい合っているスパークプラグの表面に形成され、半径方向表面部分１７４ｂは、２つの表面１７４および表面１７８を接続する。室は、燃焼室に向かって開き、その外壁だけに参照番号が与えられている。
【００２５】
開口１７４ｃは、冷却表面部分１７４の中に貫通される。これらの開口は、それらの孔が開いており重要な障害物なしで空気を循環させることができるように、方向付けられる。示された実施形態では、開口は、スパークプラグ衝突面に対して傾斜され、空気噴流は、燃焼室に向かって方向付けられる速度成分を有する。円筒状の冷却表面部分がより高いさらなる実施形態によれば、開口は、スパークプラグ衝突面に対して直角に方向付けられることになる。
【００２６】
燃焼室が動作している場合は、スパークプラグは、燃焼室壁の内面と同一平面にあり、すなわち、それの遠位面は、実質的に室壁の平面にある。孔の直径は、噴射空気を較正し、スパークプラグ表面から壁部分１７４を引き離す距離は、スパークプラグに対する空気噴流の衝突による冷却が最適であるように決定されている。さまざまな動作フェーズでは、ケーシングに固定されるスパークプラグは、燃焼室壁に対して移動しなければならない。しかしながら、スパークプラグガイド１７５がスパークプラグの変位に従う限りは、その冷却の条件は変更されず、効率は影響を受けない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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