(57)【要約】【課題】燃焼チャンバの横断壁であって、デフレクタを効果的かつ均一に冷却する横断壁を提案する。【解決手段】本発明は、タービンエンジンの環状の燃焼チャンバの長手方向の壁を横方向に接続するように意図された環状の壁（１０）に関する。壁（１０）は、基本的に平坦であってタービンエンジンの長手軸に対して傾けられており、基本的に矩形の平坦なシートによってそれぞれ形成されている複数のデフレクタ（１６）を備えている。デフレクタは壁へと取り付けられ、それぞれが、燃料噴射システムを設置するための開口、デフレクタの冷却を目的とする空気の通過を可能にすべくデフレクタの開口の周囲でデフレクタ（１６）に関係して形成された複数の多穿孔の穴（１８）、およびデフレクタを冷却するための空気の流れを燃料噴射システムの周囲を半径方向に流れるようにさせるための手段（２０）を備えている。【選択図】図２
2007211774.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジンの環状の燃焼チャンバ（４）の長手方向の壁（６、８）を横方向に接続するように意図され、基本的に平坦であってタービンエンジンの長手軸（Ｘ−Ｘ）に対して傾けられている環状の壁（１０）であって、
それぞれ基本的に矩形の平坦なシートによって形成され、環状の壁（１０）へと取り付けられ、それぞれ燃料噴射システム（１４）を設置するための開口（１７）を備える複数のデフレクタ（１６）と、
前記デフレクタの冷却を目的とする空気の通過を可能にするため、デフレクタの開口（１７）の周囲でデフレクタ（１６）に関係して形成された複数の多穿孔の穴（１８）と、
を備え、
それぞれのデフレクタ（１６）が、デフレクタを冷却するための空気の流れを、燃料噴射システムの周囲をタービンエンジンの長手軸（Ｘ−Ｘ）に対して半径方向に流れるようにさせるための手段を備えることを特徴とする、壁。
【請求項２】
それぞれのデフレクタ（１６）が、冷却用の空気の流れの動きについて障害物を形成する少なくとも２つの変形部（２０）を備え、前記変形部（２０）が、前記デフレクタの開口（１７）の両側をタービンエンジンの長手軸（Ｘ−Ｘ）に対して半径方向に延びている、請求項１に記載の壁。
【請求項３】
デフレクタの変形部が、スロート（２０）の形態である、請求項２に記載の壁。
【請求項４】
スロート（２０）がそれぞれ、１〜２ｍｍの間の厚さ（ｅ）を有している、請求項３に記載の壁。
【請求項５】
デフレクタの対称のラジアル面（Ｐ）の位置における壁（１０）およびデフレクタ（１６）のそれぞれの半径方向外側の端部（１０ｃ、１６ｃ）の間の距離（ｇ）が、前記デフレクタの横方向の端部の位置における距離（ｈ）よりも小さい、請求項１に記載の壁。
【請求項６】
デフレクタの対称のラジアル面（Ｐ）の位置における壁（１０）およびデフレクタ（１６）のそれぞれの半径方向外側の端部（１０ｃ、１６ｃ）の間の距離（ｇ）が、前記デフレクタの横方向の端部の位置における距離（ｈ）よりも大きい、請求項１に記載の壁。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の環状の壁（１０）を少なくとも１つ備える、タービンエンジンの燃焼チャンバ（４）。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか一項に記載の環状の壁（１０）を少なくとも１つ有する燃焼チャンバ（４）を備える、タービンエンジン。
【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燃焼チャンバの一般的な分野に関する。さらに詳細には、環状の燃焼チャンバにおいて、この燃焼チャンバの長手方向の壁を横方向に接続するように意図された壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的には、タービンエンジンの環状の燃焼チャンバは、２つの環状の長手方向の壁（一方が内壁であり、一方が外壁である）から形成されており、これらが上流において、やはり環状であってチャンバの基部を形成している横断壁によって接続されている。
【０００３】
チャンバの基部には、複数の基本的に円形の開口が、円周の全体にわたって規則的に分布して設けられている。これらの開口には、空気と燃料とを混合する噴射システムが設けられている。この予備混合物が、燃焼チャンバの内部で燃やされるように意図されている。
【０００４】
チャンバの基部を、燃焼チャンバ内の空気／燃料混合物の燃焼から由来するガスのきわめて高い温度から保護するため、熱シールドを形成するデフレクタが、やはり噴射システムの周囲においてチャンバの基部の各開口に取り付けられている。
【０００５】
燃焼チャンバの基部は、一般的には、デフレクタに向かい合う領域に生成された複数の多穿孔の穴を有している。これらの複数の多穿孔の穴は、衝突によってデフレクタを冷却するように意図された空気のための通路である。
【０００６】
これに加え、チャンバの基部は、タービンエンジンの長手軸に中心合わせされた基本的に平坦なリングの形状を有している。これは、タービンエンジンの長手軸に対して直交していても、あるいはこの軸に対して（内向き、または外向きに）傾いていてもよい。
【０００７】
同様に、デフレクタは、一般的には、噴射システムの対称軸に中心合わせされ、チャンバの基部にはんだ付けされたおおむね矩形の金属シートの形態である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
チャンバの基部は、タービンエンジンの長手軸に対して傾けられている場合には、噴射システムの対称軸を内側または外側に向けて備える断頭円錐の形状を有している。この結果、噴射システムの対称軸が垂直から外れて延びる場合に、動作時において、チャンバの基部を開口に取り付けられたそれぞれのデフレクタから隔てている距離が一定でなくなる。さらに、多穿孔によるデフレクタの冷却が均一でなく、これがデフレクタの実質的な性能低下につながり、燃焼チャンバの寿命にきわめて不利である。
【０００９】
したがって、本発明の目的は、燃焼チャンバの断頭円錐形状の横断壁であって、デフレクタの効果的かつ均一な冷却を可能にする横断壁を提案することによって、このような欠点を克服することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、タービンエンジンの環状の燃焼チャンバの長手方向の壁を横方向に接続するように意図され、基本的に平坦であってタービンエンジンの長手軸に対して傾けられている環状の壁であって、基本的に矩形の平坦なシートによってそれぞれ形成されて環状の壁へと取り付けられ、それぞれ燃料噴射システムを設置するための開口を備える複数のデフレクタと、上記デフレクタの冷却を目的とする空気の通過を可能にするため、デフレクタの開口の周囲でデフレクタに関係して形成された複数の多穿孔の穴とを備えており、本発明によって、それぞれのデフレクタが、デフレクタを冷却するための空気の流れを、燃料噴射システムの周囲をタービンエンジンの長手軸に対して半径方向に流れるようにさせるための手段を備えている壁によって達成される。
【００１１】
デフレクタを冷却するための空気の流れを、燃料噴射システムの周囲を半径方向に流れるようにさせるための手段を作成することによって、デフレクタの全表面にわたって均一な冷却を得ることが可能である。したがって、デフレクタの性能低下の恐れが回避される。したがって、チャンバの基部の寿命が向上する。
【００１２】
本発明の一実施形態によれば、それぞれのデフレクタが、冷却用の空気の流れの動きについて障害物を形成する少なくとも２つの変形部を備え、これらの変形部が、デフレクタの開口の両側をタービンエンジンの長手軸に対して半径方向に延びている。
【００１３】
このような障害物が存在することで、デフレクタのための冷却空気の流れを、燃料噴射システムの周囲で半径方向に案内することができる。
【００１４】
デフレクタの変形部は、スロート（ｔｈｒｏａｔｓ）の形態であってよく、それぞれのスロートが、好ましくは１〜２ｍｍの間の奥行きを有している。
【００１５】
本発明の他の実施形態によれば、デフレクタの対称のラジアル面の位置における壁およびデフレクタのそれぞれの半径方向外側の端部の間の距離が、デフレクタの横方向の端部の位置における距離よりも小さく、あるいは大きい。
【００１６】
壁およびデフレクタのそれぞれの半径方向外側の端部の位置において、このような距離のずれが存在することで、やはり冷却空気を燃料噴射システムの周囲を巡って流すことができる。
【００１７】
さらに本発明は、燃焼チャンバ、および上述したような横断壁を備える燃焼チャンバが備えられているタービンエンジンを目的とする。
【００１８】
本発明の他の特徴および利点を、以下に提示する説明から、本発明の実施形態を本発明を限定することなく例示する添付の図面を参照することによって、導き出すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、タービンエンジンの燃焼チャンバを示している。このようなタービンエンジンは、詳細には、空気が、チャンバのケーシング２への注入およびその後のケーシング２の内部に取り付けられた燃焼チャンバ４への注入に先立って圧縮される、圧縮部（図示せず）を有している。
【００２０】
圧縮された空気が燃焼チャンバへと導入され、燃焼に先立って燃料と混合される。次いで、この燃焼から由来するガスが、燃焼チャンバ４の出口に配置された高圧タービン５へと導かれる。
【００２１】
燃焼チャンバ４は環状の形式である。環状の燃焼チャンバは、内側の環状の壁６および外側の環状の壁８から形成されており、これらが上流（燃焼チャンバにおける燃焼ガスの流れの方向に対して）において、チャンバの基部を形成する横断壁１０によって接続されている。
【００２２】
燃焼チャンバの内壁６および外壁８は、タービンエンジンの長手軸Ｘ−Ｘに対してわずかに傾いた長手軸に従って延伸している。内壁６および外壁８は、金属材料または複合材料で製作することができる。
【００２３】
燃焼チャンバの横断壁１０は、一般的には、金属製のシートを成形することによって得られる。厚さは、典型的には約１．５ｍｍのオーダーである。
【００２４】
横断壁１０は、タービンエンジンの長手軸Ｘ−Ｘに中心を有するリングの形態をとっている。横断壁１０は、基本的に平坦である本体部１０ａ（図２）を備えており、本体部１０ａが２つの自由端において、上流方向に折り曲げられた部位１０ｂ（図１）によって延長されている。
【００２５】
これに加え、横断壁の本体部１０ａは、タービンエンジンの長手軸Ｘ−Ｘに対してリングの外側に向かって傾いており、すなわち横断壁が、基本的に断頭円錐の形状を有している。
【００２６】
本発明は、本体部がリングの内側に向かって（すなわち、タービンエンジンの長手軸Ｘ−Ｘに向かって）傾いている横断壁にも、等しく適用できる。
【００２７】
横断壁１０の本体部１０ａには、例えば１８個であって円形である複数の開口１２が設けられ、横断壁１０の全周にわたって規則正しく離間している。
【００２８】
これらの開口１２はそれぞれ、空気／燃料混合物のための噴射システム１４を収容するように意図されている。噴射システム１４は、詳細には、燃料噴射ノズル１４ａと空気渦部材が設けられた碗状部材１４ｂとを備えている。
【００２９】
ノズルおよび碗状部材は、噴射システム１４の対称軸Ｙ−Ｙに中心を有している。燃焼チャンバの横断壁１０の形状が断頭円錐であることから、この対称軸Ｙ−Ｙは、タービンエンジンの長手軸Ｘ−Ｘに対して傾いている。
【００３０】
熱シールドを形成するデフレクタ１６が、同様に噴射システム１４の周囲において横断壁１０にそれぞれの開口１２に取り付けられている。
【００３１】
図２に示されているように、デフレクタ１６は、基本的に矩形の形状の平坦なシートであり、それぞれが噴射システムの通過を可能にするため、噴射システムの対称軸Ｙ−Ｙに中心を有する円形の開口１７を有している。デフレクタによって、横断壁１０を燃焼ガスの高温に対して保護することができる。
【００３２】
メッシュを形成する複数の多穿孔の穴１８が、デフレクタ１６に向かい合って各開口１２の周囲で燃焼チャンバの横断壁１０を貫いている。これらの穴によって、燃焼チャンバを巡って循環する空気をデフレクタとの衝突によって冷却することができる。
【００３３】
動作時、燃焼チャンバの横断壁１０が断頭円錐の形状であるという事実ゆえ、デフレクタ１６を横断壁から隔てている距離（すなわち、すき間）ｄが、噴射システムの対称軸Ｙ−Ｙおよびタービンエンジンの長手軸Ｘ−Ｘを通過する平面Ｐ（デフレクタの対称のラジアル面とも称される−図２を参照されたい）においてのみ一定（１．５〜４ｍｍのオーダー）であって、対称のラジアル面Ｐから離れたときに変化することが確認された。すき間ｄの変化は、特に燃焼チャンバに備えられている噴射システムの数、主たる燃焼領域の高さ、および横断壁の平均半径に依存する。
【００３４】
図３は、すき間ｄの相対的な変化を、すき間ｄの測定を行なった角度位置θの関数として示している。
【００３５】
この図においては、すき間の相対的な変化が、各場所において測定されたすき間ｄの測定値と、デフレクタの対称の面Ｐの位置において測定された測定値との間の比として定められている。
【００３６】
同様に、角度位置θは、デフレクタの対称の面Ｐに対して定められている（角度０°が、対称の面Ｐにおける測定値に対応し、角度１０°が、デフレクタの角度方向の端部の一方における測定値に相当する）。
【００３７】
この図３の曲線Ｒ０、Ｒｉｎｔ、およびＲｅｘｔは、それぞれデフレクタ１６の平均半径１６ａ、内側半径１６ｂ、および外側半径１６ｃ（これらの半径は、図２に図式的な形態で示されている）について、動作時のすき間の相対変化を表わしている。
【００３８】
横断壁をデフレクタから隔てているすき間ｄが、デフレクタの横方向の端部に向かって顕著に変化することを、見て取ることができる。この結果として、デフレクタの冷却の質が悪化する。
【００３９】
本発明によれば、デフレクタ１６のための冷却空気の流れを、燃料噴射システム１４の周囲を半径方向に流れるようにさせるための手段が設けられる。
【００４０】
デフレクタ１６のための冷却空気の流れを、燃料噴射システム１４の周囲を半径方向に流れるようにさせることで、デフレクタの表面全体にわたって均一な冷却を得ることができる。
【００４１】
図２および図４に示されている本発明の第１の実施形態によれば、それぞれのデフレクタ１６が、冷却空気の流れの通過について障害物を形成する少なくとも２つの変形部２０を備えている。
【００４２】
これらの変形部２０は、燃料噴射システム１４を通すことができるよう、デフレクタの開口１７の両側で半径方向に延びている。さらに正確には、デフレクタの半径方向内側の端部１６ｂと半径方向外側の端部１６ｃとの間に延び、デフレクタの対称のラジアル面Ｐに対して対称であってよい円弧の形状を有している。
【００４３】
変形部２０は、２つの変形部によって横方向において仕切られて中央へと届けられる燃料噴射システムの周囲を半径方向に流れる空気が、外側へと届けられてそれぞれの変形部とデフレクタ１６の対応する横方向の端部との間を半径方向に流れる空気の和に等しくなるように、配置される。
【００４４】
これに加え、変形部２０は、好ましくは、多穿孔の穴に面していないデフレクタ領域に形成される。
【００４５】
図４に示されているように、変形部は、有利には、例えばデフレクタ１６を成形することによって形成されるスロート２０の形態である。
【００４６】
この場合、スロート２０（図２）の厚さｅは、１〜２ｍｍの間であってよい。これに加え、スロートの奥行きは、スロート２０の基部と横断壁１０との間の距離ｆ（図４）が一定（例えば、０．３〜０．５ｍｍのオーダー）であるような奥行きである。
【００４７】
このような変形を、多穿孔の穴が等辺のメッシュ（穴の列が、お互いに対して５本指（ｆｉｖｅｓ）の列で配置されている）を形成している横断壁と同様、多穿孔の穴１８が正方形のメッシュ（穴の列が、半径方向および接線方向に整列している−図２の状況）を形成している横断壁へと加えることも可能である。
【００４８】
図５および図６は、デフレクタへの冷却空気の流れを燃料噴射システムの周囲を半径方向に流れるようにさせるための本発明による手段について、他の実施形態を示している。
【００４９】
距離ｇが、横断壁１０およびデフレクタ１６のそれぞれの半径方向外側の端部１０ｃ、１６ｃの間の距離であって、デフレクタの対称のラジアル面Ｐの位置において測定された距離として引用されている。横断壁１０およびデフレクタ１６のそれぞれの半径方向外側の端部１０ｃ、１６ｃの間の距離であって、デフレクタの横方向の端部において測定された距離が、ｈとして引用されている。
【００５０】
それぞれのデフレクタ１６は、対称のラジアル面Ｐに対して対称であるため、結果として、ｈとして引用される距離は、デフレクタの横方向の２つの端部について同一である。
【００５１】
図５に示した実施形態においては、それぞれのデフレクタ１６が、以上のように定められる距離ｇが距離ｈよりも大きくなるように構成されている。
【００５２】
図６に示した他の実施形態においては、それぞれのデフレクタ１６が、距離ｇが距離ｈよりも小さくなるように構成されている。これは、例えば、デフレクタ１６の半径方向外側の端部１６ｃを湾曲させることによって得ることができる。
【００５３】
いずれの実施形態であっても、このような横断壁およびデフレクタのそれぞれの半径方向外側の端部の間の距離の相違によって、冷却空気の流れを燃料噴射システムの周囲を半径方向に流すことができる。距離ｇとｈとの間の比は、好ましくは１．５〜２の間である。
【００５４】
このような距離の差の適用を、横断壁およびデフレクタのそれぞれの半径方向内側の端部に対しても同様に上手く適用できることに、留意されたい。したがって、壁およびデフレクタのそれぞれの半径方向内側の端部の間の距離を、デフレクタの対称のラジアル面の位置において、デフレクタの横方向の端部の位置よりも小さく、または大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】周囲を囲まれているタービンエンジンの燃焼チャンバの長手方向断面図である。
【図２】本発明の一実施形態による横断壁の一部の図である。
【図３】デフレクタと横断壁との間のすき間の推移を示す曲線を表わしている。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶによる断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態による横断壁の一部の図である。
【図６】本発明の他の実施形態による横断壁の一部の図である。
【符号の説明】
【００５６】
２  ケーシング
４  燃焼チャンバ
５  高圧タービン
６  内側の環状の壁
８  外側の環状の壁
１０  横断壁
１０ａ  本体部
１０ｂ  上流方向に折り曲げられた部位
１２  開口
１４  噴射システム
１４ａ  燃料噴射ノズル
１４ｂ  碗状部材
１６  デフレクタ
１６ａ  平均半径
１６ｂ  内側半径
１６ｃ  外側半径
１７  円形の開口
１８  多穿孔の穴
２０  スロート
【図１】
2007211774.tif 000003
【図２】
2007211774.tif 000004
【図３】
2007211774.tif 000005
【図４】
2007211774.tif 000006
【図５】
2007211774.tif 000007
【図６】
2007211774.tif 000008
【外国語明細書】
2007211774.tif 000009
2007211774.tif 000010
2007211774.tif 000011
2007211774.tif 000012
2007211774.tif 000013
2007211774.tif 000014
2007211774.tif 000015
2007211774.tif 000016
2007211774.tif 000017
2007211774.tif 000018
2007211774.tif 000019
2007211774.tif 000020
2007211774.tif 000021
2007211774.tif 000022
2007211774.tif 000023