(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のスワーラ（３２）と、
その上に形成される少なくとも１つのレール（５４）を有し、第１のスワーラ（３２）と係合する第２のスワーラ（４０）とを含み、
第２のスワーラ（４０）に対する第１のスワーラ（３２）の制限された横方向の動きを可能としつつ、１対のレール（５４）が第１のスワーラの１対の端縁と係合して第１及び第２のスワーラ（３２，４０）の相対回転を防止するスワーラアセンブリ（３０）。
【請求項２】
第２のスワーラ（４０）上に形成されるストップタブ（５８）をさらに含む、請求項１記載のスワーラアセンブリ（３０）。
【請求項３】
ストップタブ（５８）が第２のスワーラ（４０）の外側端縁上に形成される、請求項２記載のスワーラアセンブリ（３０）。
【請求項４】
ストップタブ（５８）がレール（５４）に垂直な平坦面を画定する、請求項３記載のスワーラアセンブリ（３０）。
【請求項５】
第２のスワーラ（４０）に施される仮付け溶接部（６２）をさらに含み、仮付け溶接部（６２）はストップタブ（５８）から間隔を置いて配置され、これにより、第２のスワーラ（４０）に対する第１のスワーラ（３２）の前記制限された横方向の動きを可能にする、請求項３記載のスワーラアセンブリ（３０）。
【請求項６】
外側端縁を画定しその中に形成される中央開口部（３６）を有する基部（４６）を含む第１のスワーラ（３２）と、
外側端縁を画定しその上に形成されるベンチュリ（４２）を有する基部（５２）を含み、第１のスワーラ（３２）と係合状態で配置される第２のスワーラ（４０）と、
第２のスワーラ（４０）上に形成され第１のスワーラ（３２）の１対の外側端縁とそれぞれ係合し、第２のスワーラ（４０）に対する第１のスワーラ（３２）の制限された横方向の動きを可能としつつ第１及び第２のスワーラ（３２，４０）の相対回転を防止する第１及び第２のレール（５４）と
を含むスワーラアセンブリ（３０）。
【請求項７】
第２のスワーラ（４０）の外側端縁に形成され第１のスワーラ（３２）の外側端縁と係合するように設置されるストップタブ（５８）と、
第２のスワーラ（４０）上に形成されるエンドタブ（６０）と、エンドタブ（６０）に施されストップタブ（５８）から間隔を置いて配置され第２のスワーラ（４０）に対する第１のスワーラ（３２）の制限された横方向の動きを可能にする仮付け溶接部（６２）と
をさらに含む、請求項６記載のスワーラアセンブリ（３０）。
【請求項８】
第１及び第２のレール（５４）がベンチュリ（４２）の両側において第２のスワーラ（４０）の外側端縁上に形成される、請求項６又は請求項７記載のスワーラアセンブリ（３０）。
【請求項９】
第１及び第２のレール（５４）が間隔を置いて配置され、これにより第２のスワーラ（４０）に対する第１のスワーラ（３２）の前記制限された横方向の動きを可能にする、請求項８記載のスワーラアセンブリ（３０）。
【請求項１０】
第１及び第２のレール（５４）が互いに平行である、請求項９記載のスワーラアセンブリ（３０）。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概してガスタービンエンジンに関し、より具体的にはかかるエンジンの燃焼器に圧縮空気を供給するためのスワーラアセンブリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンエンジンは、加圧された空気を燃焼器に供給する圧縮機を含み、燃焼器では空気が燃料と混合され点火されて高温の燃焼ガスを発生する。これらのガスは、下流の１つ又はそれ以上のタービンに流れ、そこでエネルギーを取り出し、圧縮機に動力を供給しまた飛行中の航空機に動力を供給するなどの役立つ仕事を行う。航空機のエンジンに用いられる燃焼器においては、燃料は通常、燃焼域の１端に置かれた複数の燃料ノズルを通じて燃焼器に供給される。空気はスワーラアセンブリとして知られる周囲のアセンブリを通して供給され、そのアセンブリは空気と燃料を完全に混合させるように空気に旋回運動を与える。スワーラアセンブリは、燃焼器の内側及び外側ライナの上流端に接合されるドームプレート中に装着され、そして各燃料ノズルの先端はスワーラアセンブリの対応する１つの中に受入れられている。
【０００３】
従来のスワーラアセンブリは、第１のスワーラ、第２のスワーラ及び固定装置からなる３部品のアセンブリとなっている。第１のスワーラは、複数の円周方向に間隔を置いて配置される旋回羽根又は空気通路を有する。それらの羽根又は通路は、空気流れに旋回運動を与えるようにスワーラアセンブリの軸中心線に対して傾斜している。第２のスワーラもまた複数の円周方向に間隔を置いて配置される旋回羽根又は空気通路を有し、第１のスワーラの直近の下流に配置される。第２のスワーラの羽根又は通路は、燃料と空気の混合を一層促進するために第１のスワーラとは反対方向に旋回する旋回空気を導入するように傾斜している。固定装置は第１のスワーラの上に嵌まり２つのスワーラを互いに係合状態に保持するために第２のスワーラに溶接される。
【０００４】
第１のスワーラの羽根又は通路を通る空気流れは反力を発生し、この反力が第１のスワーラを第２のスワーラと燃料ノズルに対して回転させようとする。しかしながら、もし回転をゆるせば、第１のスワーラは空気に必要なレベルの旋回を与えることができず、空気と燃料の効果的な混合が達成されないであろう。さらに、第１のスワーラの回転は、燃料ノズルの先端に過度の摩耗を引き起こすことになるであろう。したがって、従来のスワーラアセンブリにおいては、第１のスワーラの回転は、外方に延びるタブを第１のスワーラに設けそしてポストを第２のスワーラ上に設け、タブをポストと係合させてスワーラの相対回転を制限することにより防止されている。
【０００５】
しかしながら、燃焼器構造は活発に振動し、またガスタービンエンジンの運転中に構成要素のかなりの熱膨張が起こる。その結果、タブとポストとの間に相対運動が起こり、ゆくゆくは修理が必要となり保守費用を増大させることになる著しい摩耗を生じる結果となる。修理するには恒久的に溶接された固定装置を取外す必要があるので、修理方法は比較的難しい。摩耗したタブ及び／又はポストが破断して下流のタービンに損傷を与える可能性もある。その上、固定装置は運転中に亀裂が入り易く、度々取り替える必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って、第１のスワーラと第２のスワーラとの間の回転を防止し、頻繁に修理を必要としない改良されたスワーラアセンブリに対する要求がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の要求は、第１のスワーラとその上に形成されたベンチュリを備え第１のスワーラと係合状態で配置される第２のスワーラとを含むスワーラアセンブリを提供する、本発明により満たされる。第１及び第２のレールが、第２のスワーラ上に形成され、第１のスワーラと係合するよう配置され、第２のスワーラに対する第１のスワーラの回転を防止している。
【０００８】
本発明及び従来技術に対する本発明の利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明と添付の特許請求の範囲を読めば明白になるであろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
発明と見なされる主題は、特に明細書の冒頭において指摘し明確に請求されている。しかしながら、本発明は、添付図面と共に以下の記載を参照すれば最もよく理解することができる。
【００１０】
図面において様々な図を通して同一の参照符号は同じ要素を示している。図１はガスタービンエンジンに使用されるのに適するタイプの燃焼器１０の前端を示し、その中に燃焼室１４を画成する中空の本体１２を含む。中空の本体１２は、形状が大体において環状で外側ライナ１６と内側ライナ１８により画成される。中空の本体１２の上流端は、第１の固締具２２により外側ライナ１６にかつ第２の固締具２４により内側ライナ１８に取り付けられたカウル２０により実質的に封鎖される。少なくとも１つの開口２６が、燃料と圧縮された空気を導入するためにカウル２０に形成される。圧縮された空気は、圧縮機（図示せず）から燃焼器１０に図１の矢印Ａにより概ね示される方向に導入される。圧縮された空気は、主として開口２６を通って流れ込み燃焼に用いられ、また１部は中空の本体１２を取り囲む領域に流れ、そこでライナ１６，１８及びさらに下流のターボ機械を冷却するのに用いられる。
【００１１】
外側及び内側ライナ１６，１８の上流端の近傍に外側及び内側ライナ１６，１８の間に配置されかつそれらを互いに結合する環状のドームプレート２８がある。複数の円周方向に間隔を置いて配置されるスワーラアセンブリ３０（図１には１つのみ示す）が、ドームプレート２８に装着される。各スワーラアセンブリ３０は、複数の斜めに向いた通路３４を備える第１のスワーラ３２を含む。通路３４は、空気流れに旋回運動を与えるように、スワーラアセンブリ３０の軸中心線３１に対して傾斜している。また、第１のスワーラ３２は燃料ノズル３８を同軸で受入れる中央開口部３６を有する。
【００１２】
スワーラアセンブリ３０は、第１のスワーラ３２の下流で第１のスワーラ３２に隣接しドームプレート２８に固定状態で受入れられる第２のスワーラ４０をさらに含む。第２のスワーラ４０は、ベンチュリ４２と複数の円周方向に間隔を置いて配置されかつベンチュリと同軸に配置される旋回羽根４４を含む。ベンチュリ４２と第１のスワーラ３２の中央開口部３６は、共にスワーラアセンブリ３０の軸中心線３１と同軸に位置合わせされる。開口２６からの空気は通路３４を通って流れる。通路３４から流れ出る旋回空気は、燃料ノズル３８から噴射される燃料と相互に影響し合いベンチュリ４２に流れ込むとき混合する。次いで第２の旋回羽根４４が、燃料／空気混合気に相互に影響し合う反対方向に旋回する旋回空気を送り込む働きをして、さらに混合気を霧化し燃焼室１４での燃焼に備える。図１は単一の環状の燃焼器における本発明のスワーラアセンブリを図示するけれども、本発明は複合環状の燃焼器を含む他のタイプの燃焼器にも等しく応用できるということに留意すべきである。
【００１３】
ここで図２から図４に目を転じれば、スワーラアセンブリ３０がより詳細に示されている。図２に見られるように、第１のスワーラ３２は、その１つの面に形成されたフェルール４８を有する基部４６を含む。基部４６は、向かい合う平面を有し外周つまり外側端縁を画定する平坦部材である。フェルール４８がそこから延びている基部４６の第１の平面は、スワーラアセンブリ３０が燃焼器１０に適正に配置されるとき上流に面する。通路３４は、上記の中央開口部３６を画成するフェルール４８の周りの円周方向に配置される。１対の突出部５０が、基部４６の外側端縁に沿ってフェルール４８の両側において互いに実質的に平行に配置されるように、基部４６の第１の平面上に形成される。
【００１４】
図３を参照すれば、第２のスワーラ４０は基部５２を含み、基部５２もまた向かい合う平面を有し外周つまり外側端縁を画定する平坦部材である。基部５２は、スワーラアセンブリ３０が組み立てられるとき第１のスワーラ３２の第２の平面に係合する上流に面する第１の平面と下流に面する第２の平面とを有する。ベンチュリ４２は、第２の平面から軸方向（スワーラアセンブリ３０の軸中心線３１に関して）外方に延び、また、上述のように、旋回羽根４４がベンチュリ４２の周りに同軸に配置される。１対の保持レール５４が、基部５２の第１の平面から軸方向外方に延びる。各保持レール５４は、基部５２の外側端縁に沿ってベンチュリ４２の両側において互いに実質的に平行に配置されるように設けられる。各保持レール５４は、第１のスワーラ３２に係合するために実質的に半径方向（スワーラアセンブリ３０の軸中心線３１に関して）内方に向いたフランジ５６をその上に備える。
【００１５】
第２のスワーラ４０は、基部５２の外側端縁上に形成され基部の第１の平面から軸方向外方へ延びるストップタブ５８をさらに含む。ストップタブ５８は平坦面を画定し、その平坦面が保持レール５４に対して垂直に延びるように基部５２の外側端縁上に設置される。エンドタブ６０も基部５２の外側端縁上に形成されるが、そこから実質的に半径方向外方に延びている。エンドタブ６０は、ストップタブ５８に対してベンチュリ４２の反対側に設置される。
【００１６】
２つのスワーラ３２と４０の基部４６と５２は、第２のスワーラ４０の基部５２の方が僅かながら大きいが、実質的に同一の形状を有する。突出部５０と保持レール５４は、同様の形に形成された基部４６と５２の外側端縁上の対応する位置にそれぞれ設置される。したがって、図４に示されるように、スワーラアセンブリ３０は、基部４６と５２が実質的に共面になるように互いに衝合するように第１のスワーラ３２を摺動させて第２のスワーラ４０と係合させることによって組み立てられる。なお、突出部５０は保持レール５４と整合し、第２のスワーラ４０に対して第１のスワーラ３２が回転するのを防止する。突出部５０は保持レールフランジ５６にも係合し、２つのスワーラ３２と４０を軸方向に一体に保持する。突出部５０は、保持レール５４と大きな接触面積を有し、その磨耗を減少する。
【００１７】
保持レール５４はまた、基部４６と５２によって定められる平面上に位置する図４において軸Xとして示される第１の軸に沿う第２のスワーラ４０に対する第１のスワーラ３２の横方向の動きを制限する。つまり、２つの保持レール５４はＸ方向に充分間隔を置いて配置され、第２のスワーラ４０に対する第１のスワーラ３２の限られた横方向の動きを可能にする。同様に、ストップタブ５８と２つのスワーラ３２及び４０の組立後にエンドタブ６０に施される仮付け溶接部６２とは、これもまた基部４６と５２によって定められる平面上に位置し軸Ｘに垂直な、図４に軸Ｙとして示される第２の軸に沿う第１のスワーラ３２の横方向の動きを制限するように作用する。この場合には、ストップタブ５８と仮付け溶接部６２はＹ方向に充分間隔を置いて配置され、第２のスワーラ４０に対する第１のスワーラ３２の限られた横方向の動きを可能にする。この配置は、フェルール４８が燃料ノズル３８と同軸に位置合わせされ受入れられることができるように第１のスワーラ３２が浮動又は横方向に移動するのを可能にし、一方、スワーラアセンブリ３０がエンジン１０に取り付けられる間に２つのスワーラ３２と４０の係合が外れることを防止する。
【００１８】
一旦スワーラアセンブリ３０がエンジン１０に取り付けられると、燃料ノズル３８は２つの保持レール５４の間で第１のスワーラ３２を中心合わせし正しい位置に保持する。このように、保持レールフランジ５６、ストップタブ５８及び仮付け溶接部６２は、スワーラアセンブリ３０がエンジン１０に取り付けられるとそれ以上の機能は提供しない。さらに、エンジン作動中の圧縮機からの空気流れが、第１のスワーラ３２を第２のスワーラ４０に押し付ける。同時に、第１のスワーラ３２の通路３４を通って流れる空気は、突出部５０が保持レール５４に係合するように第１のスワーラ３２をわずかに回転させる反力を生じる。保持レール５４は、スワーラアセンブリ３０の軸中心線３１に関して設置され、そして通路３４の傾斜角は第１のスワーラの回転に対向するようになっている。その結果、突出部５０との保持レール５４の係合は、第２のスワーラ４０に対する、したがって燃料ノズル３８にも対する第１のスワーラ３２の回転を防止する。
【００１９】
上記の説明は、第１のスワーラの回転を防止しスワーラ３２と４０の両方を係合した状態に保持するスワーラアセンブリ３０を記述したものである。本発明は、従来のスワーラアセンブリにおいて用いられている３つの部品ではなく、これを２つの部品で達成する。別個の固定装置を溶接するための組み立てと取り付けがなくなるので、２部品アセンブリは、費用を削減し製作を容易にする。スワーラアセンブリの修理がより易しいのは、現場修理の間での第１のスワーラ３２の取外しは以前のように恒久的に溶接された固定装置を除去するのではなく単に小さな仮付け溶接部６２を除去するだけでよいからである。その上、本発明における突出部５０と保持レール５４との間の接触面積は、従来のポストとタブの構成の接触面積よりも大きい。このより大きい接触面積が、磨耗を減少させそれによって部品の寿命を延ばし修理の回数を減らすことになる。
【００２０】
本発明の特定の実施形態が今まで述べられてきたが、本発明に対する様々な変更が特許請求の範囲に記載される本発明の技術思想と技術的範囲から逸脱することなくなされ得るということは当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のスワーラアセンブリを具える燃焼器の前方部分の軸方向断面図。
【図２】  本発明のスワーラアセンブリ用の第１のスワーラの斜視図。
【図３】  本発明のスワーラアセンブリ用の第２のスワーラの斜視図。
【図４】  本発明の組み立てられたスワーラアセンブリの斜視図。
【符号の説明】
１０    燃焼器
１２    中空の本体
１４    燃焼室
１６    外側ライナ
１８    内側ライナ
２０    カウル
２２    第１の固締具
２４    第２の固締具
２６    ２０の開口
２８    ドームプレート
３０    スワーラアセンブリ
３２    第１のスワーラ
３４    通路
３６    ３２の中央開口部
３８    燃料ノズル
４０    第２のスワーラ
４２    ベンチュリ
４４    旋回羽根
４６    ３２の基部
４８    フェルール
５０    突出部
５２    ４０の基部
５４    保持レール
５６    フランジ
５８    ストップタブ
６０    エンドタブ
６２    仮付け溶接部
【図１】
0004674944.tif 000002
【図２】
0004674944.tif 000003
【図３】
0004674944.tif 000004
【図４】
0004674944.tif 000005