(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジン（１０）の燃焼室（１）は、
燃焼室（１）を画定する少なくとも一つの壁を包含し、
前記少なくとも一つの壁は、
前記燃焼室（１）の径方向外方環状壁（３）と、
前記燃焼室（１）の室底環状壁（４）と、を包含し、
前記径方向外方環状壁（３）と前記室底環状壁（４）の各々の内表面に沿って、舌部（３１ａ，３１ｂ）が延在するように設けられ、
前記舌部は、前記径方向外方環状壁（３）と前記室底環状壁（４）を冷却するための空気膜を生成可能であり、
前記舌部の間には挿嵌部品（２８）が配置されており、
前記挿嵌部品（２８）が前記少なくとも一つの壁を通過するための前記少なくとも一つの壁の孔（３０）により、前記挿嵌部品（２８）は前記燃焼室（１）の中に配置される内側部を有しており、
前記挿嵌部品（２８）に設けられ、かつ前記挿嵌部品（２８）の前記内側部の最内端から外側に離間した点火プラグ（２９）であって、前記最内端は前記舌部（３１ａ，３１ｂ）の間に位置し、
前記挿嵌部品（２８）は、前記燃焼室（１）の中に配置される前記内側部に、前記挿嵌部品（２８）の下流のエリアを冷却するための空気膜を生成可能な少なくとも一つの開口部（３４）を包含し、前記挿嵌部品（２８）の前記少なくとも一つの開口部（３４）は、前記挿嵌部品（２８）の前記内側部の前記最内端と前記挿嵌部品（２８）の環状縁部に形成され、前記挿嵌部品（２８）の前記少なくとも一つの開口部（３４）は、前記点火プラグ（２９）のいかなる部分よりも前記挿嵌部品（２８）の前記内側部の前記最内端に近接する位置に全体的に設けられており、
前記開口部（３４）は、前記舌部（３１ａ、３１ｂ）の前記一つの位置と円周方向に対向する前記挿嵌部品（２８）上の位置において、前記挿嵌部品（２８）上に設けられている、燃焼室。
【請求項２】
前記挿嵌部品（２８）の前記少なくとも一つの開口部（３４）が、前記挿嵌部品の表面に製作されるスロットに相当することを特徴とする、請求項１に記載の燃焼室。
【請求項３】
前記挿嵌部品（２８）の前記少なくとも一つの開口部（３４）が、前記挿嵌部品（２８）の前記環状縁部に沿って長手方向に延在することを特徴とする、請求項１または２に記載の燃焼室。
【請求項４】
前記挿嵌部品（２８）の前記少なくとも一つの開口部（３４）が前記挿嵌部品（２８）の径方向内端部（２８ａ）に形成されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃焼室。
【請求項５】
前記挿嵌部品（２８）の前記少なくとも一つの開口部（３４）が、供給される冷却空気流の方向と平行に延在することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃焼室。
【請求項６】
前記少なくとも一つの壁が燃焼室（１）の径方向内方環状壁（２）を包含することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃焼室。
【請求項７】
前記少なくとも一つの壁（３）が、前記少なくとも一つの壁（３）を冷却するための燃焼室（１）への冷却空気の流入を可能にする複数の微小穿孔（３３）を包含することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃焼室。
【請求項８】
前記挿嵌部品（２８）が点火プラグ（２９）のための冷却ブッシュ（２８）であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の燃焼室。
【請求項９】
コンプレッサ（１２）と、前記コンプレッサ（１２）の出口に配設される環状筐体（２０，２１，２２）に設置される請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃焼室（１）とを包含することを特徴とし、前記コンプレッサ（１２）からの空気流の一部分（１９）が、前記少なくとも一つの壁（３）に沿って燃焼室（１）を迂回することを目的とする、タービンエンジン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンエンジンの分野、詳しくはタービンエンジンの燃焼室の分野全般に関する。
【０００２】
本発明は、何らかのタイプの陸用または空用タービンエンジン、特にターボジェットやターボプロップエンジンなどの航空機タービンエンジンに適用される。
【０００３】
より正確には、壁を冷却するための空気流を生成する開口部を燃焼室内に包含する挿嵌部品が嵌着される壁を包含するタービンエンジンの燃焼室と、コンプレッサとこのような室とを包含するタービンエンジンとに関する。
【背景技術】
【０００４】
図１は、周知のタイプのタービンエンジン１０、例えば航空機ツインスプールターボファンエンジンの典型的な例を図示している。
【０００５】
ターボエンジン１０は、ターボジェットエンジンでの気体の全般的流動方向にも対応する矢印Ｆにより表される推力方向に沿って順に、低圧コンプレッサ１１と高圧コンプレッサ１２と環状燃焼室１と高圧タービン１３と低圧タービン１４とを包含する。
【０００６】
周知のように、加圧空気をこの室へ供給することを目的とする高圧コンプレッサ１２の下流に、そして燃焼室からの気体の推力効果を受けて高圧コンプレッサ１２を回転させることを目的とする高圧タービン１３の上流に、燃焼室１が取り付けられる。
【０００７】
図２は、燃焼室１とそのすぐ周囲とを大縮尺で図示する。
【０００８】
燃焼室１は、燃焼室１の長手軸線Ｔを中心に延在するそれぞれ径方向内方２および径方向外方３の二つの同軸環状壁を包含する。
【０００９】
これら二つの環状壁２，３は、室１の内方５および外方６のケーシングの下流に締結され、室底環状壁４によりその上流端部で互いに接続されている。
【００１０】
室底環状壁４は、燃焼室１の軸線Ｔを中心に均一に分布された環状列の孔を包含し、燃料放出軸線９を各々が有する環状列の燃料噴射器８と関連する噴射システム７がこれらの孔に取り付けられる。
【００１１】
各噴射システム７は、タービンエンジン１０の高圧コンプレッサ１２の出口に取り付けられるディフューザ（不図示）からの空気流の一部分を燃焼室１に噴射することを目的とする孔を包含する。
【００１２】
そのほか、燃焼室１の環状壁２，３は、その上流端部で、噴射器８と噴射システム７へ供給される空気とを通過させるため噴射システム７と整合された孔を包含する環状フェアリング１７に接続されている。このフェアリング１７の主な機能は、室底壁４を保護することと、それぞれ内方２０および外方２１の二つのバイパス空間においてそれぞれ燃焼室１の内方２および外方３の環状壁に沿って下流に進むディフューザからの空気流の部分１８，１９を案内することである。空気流のこれらの部分１８，１９は、それぞれ「内方バイパス空気流」と「外方バイパス空気流」と呼ばれる。内方２０および外方２１のバイパス空間は、一方を他方に接続する上流空間２２とともに、燃焼室１が延在する筐体を形成する。
【００１３】
さらに、径方向外方環状壁３は、外側ケーシング６に取り付けられてタービンエンジン始動時に空気と燃料混合物との燃焼を開始させることを目的とする点火プラグ２９が延在する冷却ブッシュ２８が嵌着される、軸線２７を有するプラグを通過させるための孔３０を包含する。代替例として、室底壁４または径方向内方環状壁２にプラグ孔３０が配置されてもよい。
【００１４】
燃焼室１の内部温度は、その寿命を著しく延ばすため火炎と室の径方向外方壁３との間に冷却空気膜を生成する必要があるようなものである。
【００１５】
そうするために、径方向外方壁３の内表面３ａは、図１および２の一方のような燃焼室１の内側の部分的斜視図である図３に示されているように、空気膜が生成されるための長手方向舌部３１ａ，３１ｂを備えている。
【００１６】
しかし、場合によっては、図２および３に表されている点火プラグ２９の冷却ブッシュ２８などの障害物が、この保護空気膜を急に遮断することがある。すると、冷却ブッシュ２８の下流の温度はもはや均一でなく、図４に図示されているように、冷却ブッシュ２８は、外方バイパス空気流１９の中に高温の後流３２を発生させる。
【００１７】
言うまでもないが、冷却ブッシュ以外にも、例えば締結軸線や始動噴射器など、燃焼室１を貫通する他のタイプの要素が保護空気膜の流れにとって障害となりうる。
【００１８】
後流３２はその際に、数ミリメートル程度の非常に短い距離で、摂氏数百度程度のかなりの温度勾配を引き起こしうる。これは結果的に径方向外方壁３の寿命の短縮を招く。
【００１９】
高圧コンプレッサ１２により設けられるディフューザからの空気流が実質的には回転成分を含まずに下流へ流れる場合に、この後流３２は、プラグ孔３０の中央軸平面Ｐを中心として下流に発生する。
【００２０】
反対に、高圧コンプレッサ１２により設けられる空気流が回転成分を含む螺旋パターンで下流へ流れる場合には、概ねプラグ孔３０の中央軸平面Ｐについて傾斜した方向で後流３２が下流に発生する。
【００２１】
「軸平面」は、タービンエンジン軸線と合致する燃焼室１の軸線Ｔ（図２参照）を通る平面を指す意味であることに注意すべきである。平面Ｐが図２の断面に対応することに注意すべきである。
【００２２】
いずれの場合にも、後流３２は、プラグの冷却ブッシュ２８により覆われる外側バイパス空気流１９の領域に陥凹部を生じる結果を生む。
【００２３】
径方向外方壁３にこのような後流３２が存在すると仮定すると、空気膜を再構築することにより冷却ブッシュ２８の下流のエリアを局所的に冷却することが必要である。
【００２４】
幾つかの構成において、冷却ブッシュ２８の下流エリアを冷却することを目的とする多数の微小穿孔３３（多孔）を追加することを目標とする解決法が提案されている。図４の例では、これらの微小穿孔３３は径方向外方壁３の表面にわたって実質的に分布され、燃焼室１内でこの壁３に沿って冷却空気膜を生成することを目的とする。明瞭化のため、これらの微小穿孔３３は大きく表され、現実よりも低密度で分布されている。
【００２５】
それにも関わらず、このような微小穿孔３３の追加は、製造中に追加作業が実施されることを意味している。また、微小穿孔３３を通して再構築される空気膜は、長手舌部３１ａ，３１ｂを使用して生成される空気膜と同じ層流を有していない。
【００２６】
そのため、タービンエンジン燃焼室の寿命を延ばすため燃焼室の壁を冷却して温度勾配と局所的高温点とをできる限り減少させるための代替的解決法を提供する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２７】
本発明の目的は、先行技術実行例に関して上述した必要および欠点を少なくとも部分的に克服することである。
【００２８】
ゆえに本発明の目的は、燃焼室を画定する少なくとも一つの壁、特に環状またはトロイド状の壁を包含するとともに、挿嵌部品に燃焼室を通過させるための孔を包含する、発明の態様の一つによるタービンエンジンの燃焼室であって、挿嵌部品が、燃焼室内に配置される部分において、挿嵌部品の下流のエリアを冷却するための空気膜を生成可能な少なくとも一つの開口部を包含することを特徴とする。
【課題を解決するための手段】
【００２９】
本発明は、挿嵌部品の下流に空気膜を生成することにより、タービンエンジンの燃焼室の壁の効率的な冷却を実行することを可能にする。こうして、挿嵌部品の下流における燃焼室の壁での高温の後流の出現を制限することも可能である。ゆえに、本発明は、燃焼室の寿命を著しく延ばす。また、本発明は簡単な手法で実行されて、付加的な動作および／または燃焼室の構成要素の追加を回避する。空気膜は実際には、挿嵌部品に開口部を追加するだけで作り出され、付加価値は低い。さらに、本発明の解決法は、前述したように舌部により生成される空気膜と層流に関して実質的に同等である空気膜を作り出すことを可能にする。
【００３０】
本発明による燃焼室はさらに、個別に、または可能な技術的組み合わせに従って採用される以下の特徴のうち一つ以上を含みうる。
【００３１】
挿嵌部品の少なくとも一つの開口部は、例えば機械加工により製作されうる。
【００３２】
好ましくは、挿嵌部品の少なくとも一つの開口部は、挿嵌部品の表面に製作される特に楕円形状のスロットに対応する。
【００３３】
さらに、挿嵌部品の少なくとも一つの開口部は、特に挿嵌部品の環状縁部の少なくとも四分の一において挿嵌部品の環状縁部に沿って長手方向に延在しうる。
【００３４】
挿嵌部品の少なくとも一つの開口部は、実質的に挿嵌部品の径方向内端部に形成される。
【００３５】
そのほか、挿嵌部品の少なくとも一つの開口部は、これに供給される冷却空気流の方向と実質的に平行に延在しうる。
【００３６】
少なくとも一つの壁は、燃焼室の径方向外方環状壁を包含しうる。少なくとも一つの壁はまた、燃焼室の径方向内方環状壁を包含しうる。少なくとも一つの壁は、室底環状壁も包含しうる。
【００３７】
そのほか、少なくとも一つの壁の内表面は、少なくとも一つの壁を冷却するための空気膜を生成可能な少なくとも一つの舌部、特に、実質的に互いに平行に延在する二つの舌部を包含し、挿嵌部品は両方の舌部の間に配置されている。
【００３８】
また、少なくとも一つの壁は、少なくとも一つの壁を冷却するため燃焼室への冷却空気の流入を可能にする複数の微小穿孔を包含しうる。
【００３９】
挿嵌部品は、燃焼室を貫通することで保護空気膜の流れに対する障害物を構成するいかなるタイプの要素でもよい。特に締結軸線または始動噴射器でありうる。しかし、好ましくは、挿嵌部品は点火プラグの冷却ブッシュである。
【００４０】
そのほか、本発明の目的は、別の態様によれば、コンプレッサ、特に高圧コンプレッサと、コンプレッサの出口に配設される環状筐体に設置される前記のような燃焼室とを包含することを特徴とし、コンプレッサからの空気流の一部分が少なくとも一つの壁に沿って燃焼室を迂回することを目的とするタービンエンジンでもある。
【００４１】
本発明による燃焼室とタービンエンジンとは、個別で、または他の特徴との技術的に可能な組み合わせにより採用される前記の特徴のいずれかを包含しうる。
【００４２】
本発明は、非限定的な実行例についての以下の詳細な説明を読むと、また添付図面の概略的部分図を検討すると、より良く理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】周知のタイプのタービンエンジンの軸方向断面図である。
【図２】図１のタービンエンジンの環状燃焼室の軸方向半断面図である。
【図３】図１および２に表されたもののような燃焼室の内側の部分的斜視図である。
【図４】図２の燃焼室の径方向外方環状壁の上面図である。
【図５】本発明の例示的実行例によるタービンエンジンの環状燃焼室の部分的半断面図であり、冷却ブッシュは断面で表されている。
【図６】図５の環状燃焼室の別の斜視断面図であり、冷却ブッシュは斜視断面図で表され、プラグは表されていない。
【図７】図５および６の燃焼室の径方向外方壁と室底壁との間に配置される冷却ブッシュの単独斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
これらの図を通して、同一の参照符号は同一または類似の要素を指している。
【００４５】
また、図に表されている様々な部品は、図をより理解可能にするため、必ずしも均一な縮尺で描かれてはいない。
【００４６】
説明を通して、上流および下流の語は、タービンエンジン１０のための気体の通常の流れの主方向Ｆ（上流から下流）について考えられるものであることに注意すべきである。そのほか、タービンエンジン１０の軸線Ｔは、タービンエンジン１０の径方向対称軸線として言及される。タービンエンジン１０の軸方向は、タービンエンジン１０の軸線Ｔの方向と対応する。タービンエンジン１０の径方向は、タービンエンジン１０の軸線Ｔに垂直な方向である。さらに、他に指定されていなければ、形容詞および副詞である、軸方向の、径方向の、軸方向に、径方向に、は上述した軸方向および径方向に関して使用される。また、他に明記されていなければ、内側および外側の語は、要素の内側部分が、同じ要素の外側部分よりもタービンエンジン１０の軸線Ｔに近接するように、径方向に関して使用される。
【００４７】
また、以下の説明において、挿嵌部品２８は点火プラグ２９の冷却ブッシュ２８であると考えられる。挿嵌部品２８は、締結軸線や始動噴射器など、燃焼室１を貫通して保護空気膜の流れに対する障害物となるいかなる要素でもよいので、この選択は当然、いかなる点でも限定的ではない。
【００４８】
さらに、燃焼室１を画定して、挿嵌部品２８を通過させるための孔３０を包含する壁３は、好ましくは、燃焼室１の径方向外方環状壁３である。しかし、この壁は、燃焼室１の室底環状壁４または径方向内方環状壁２であってもよい。
【００４９】
図１から４は、先行技術の現状に関係する部分ですでに前述されている。
【００５０】
図５から７を参照すると、本発明による燃焼室１の例示的実施形態が他の形で図示されている。
【００５１】
より正確に記すと、図５および６は、タービンエンジンの燃焼室１の径方向外方環状壁３と室底壁４との斜視図であり、プラグ２９の冷却ブッシュ２８がそれぞれ断面および斜視図で表されている。また、図７はこの冷却ブッシュ２８を単独斜視図で表している。
【００５２】
燃焼室１は、図１から４を参照して前述されたものに類似しており、それにもかかわらず、図５および６に示されているように室底環状壁４の冷却効率を向上させるため本発明により冷却ブッシュ２８が変形されているが、この改良は、図２の例の径方向外方環状壁３の冷却効率に関係している。
【００５３】
ゆえに、燃焼室１の径方向外方環状壁３は、点火プラグ２９の冷却ブッシュ２８を通過させるための孔３０を包含する。
【００５４】
本発明によれば、冷却ブッシュ２８は、燃焼室１の内側に配置される部分において、冷却ブッシュ２８の下流のエリアを冷却するための空気膜を生成することが可能な開口部３４を包含する。
【００５５】
図５から７に見られるように、この開口部３４は、径方向内端部２８ａで冷却ブッシュ２８の表面に機械加工される楕円形状のスロットの形を有する。
【００５６】
このスロット３４は、前述したような高温の後流が形成されるのを防止するか少なくとも制限することで燃焼室１の寿命を延ばすことができるように、冷却ブッシュ２８と点火プラグ２９との下流に空気膜を生成することを可能にする。
【００５７】
そのほか、図５および６に見られるように、冷却ブッシュ２８の環状縁部に長手方向に沿って冷却ブッシュの少なくとも四分の一にわたって、冷却ブッシュ２８のスロット３４が長手方向に延在する。また、このスロット３４は、これに供給される冷却空気流の方向に実質的に平行に延在する。
【００５８】
さらに、図５および６に表されているように、径方向外方壁３の内表面と室底４の内表面とはそれぞれ、互いに平行な長手方向舌部３１ｂ，３１ａを包含し、その間に、点火プラグ２９の冷却ブッシュ２８が配置されている。
【００５９】
言うまでもないが、本発明は、今説明した例示的実施形態に限定されない。当業者には様々な実施形態が考案されるだろう。
【００６０】
すなわち、概して、また前記のように、本発明は、点火プラグや燃焼室を貫通する他の要素が径方向内方環状壁または燃焼室底環状壁を通過する時に、これらの壁にも適用されうる。
【００６１】
“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ  ａ／ａｎ”（を包含する）の語は、他に指定されない限り、「少なくとも一つを包含する」と同意語であると理解されなければならない。
【符号の説明】
【００６２】
１  燃焼室
２  径方向内方環状壁
３  径方向外方環状壁
３ａ  内表面
４  室底環状壁
５  内方ケーシング
６  外方ケーシング
７  噴射システム
８  燃焼噴射器
９  燃料放出軸線
１０タービンエンジン
１１  低圧コンプレッサ
１２  高圧コンプレッサ
１３  高圧タービン
１４  低圧タービン
１７  環状フェアリング
１８，１９  空気流部分
２０  内方バイパス空間
２１  外方バイパス空間
２２  上流空間
２７  軸線
２８  冷却ブッシュ／挿嵌部品
２８ａ  径方向内端部
２９  点火プラグ
３０  プラグ孔
３１ａ，ｂ  長手方向舌部
３２  後流
３３  微小穿孔
３４  開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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