(57)【要約】【課題】燃焼チャンバとケーシングの膨張の相違を補償するジェットエンジンの燃焼チャンバの装置を提供する。【解決手段】燃焼チャンバが、少なくとも１つの通過穴（６２）が空けられている燃焼チャンバ端壁（１６）を有している。噴射システムが、通過穴（６２）に対して直径方向にスライド可能であるように取り付けられる。デフレクタ（５０）が、燃焼チャンバ端壁に取り付けられる。デフレクタは、第１のほぞ（６６）を備える固定リング（６４）を有している。固定リング（６４）と同軸のスリーブ（４８）が、第２のほぞ（７２）を備えている。第１および第２のほぞにおいては、第２のほぞの間に第１のほぞを通し、次いで第１のほぞを第２のほぞの背後へと係合させることができる。噴射システムは、スリーブ（４８）にスライド可能に取り付けられる。スリーブに対する噴射システムの回転を防止するため、回転防止手段が設けられる。【選択図】図４
2007232359.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼チャンバ端壁に少なくとも１つの円形の通過穴が空けられている、ジェットエンジンの燃焼チャンバのための装置であって、
・前記円形の通過穴に組み合わせられ、チャンバ端壁の円形の通過穴に対して直径方向にスライド可能であるように取り付けられる噴射システムと、
・燃焼チャンバの内部においてチャンバ端壁に固定して取り付けられるデフレクタであって、半径方向に突き出し円周方向に離間している第１のほぞを備えている固定リングを有する、デフレクタと、
・デフレクタの固定リングと同軸であって、半径方向に突き出し円周方向に離間している第２のほぞを備えているスリーブと
を備えており、
第１および第２のほぞが、第２のほぞの間に第１のほぞを通し、次いで回転によって、デフレクタとスリーブとが軸方向に分離することがないように第１のほぞを第２のほぞの背後へと係合させることができるように、十分に離間しており、
噴射システムがスリーブにスライド可能に取り付けられ、スリーブに対する噴射システムの回転を防止するため、回転防止手段が設けられている、装置。
【請求項２】
噴射システムが、スリーブにスライド可能に取り付けられる浮動リングを備えている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
スリーブが、浮動リングが当接してスライドできる端部の座とリムとを有するカップの形態をとっており、浮動リングが、リムへと溶接される閉じリングによって保持される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
固定リングが、チャンバ端壁の通過穴を通過する、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
第１のほぞが、半径方向外側に向けられ、第２のほぞが、半径方向内側に向けられている、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
スリーブに対する噴射システムの回転を防止する回転防止手段が、浮動リングの方向合わせのための舌およびスリーブのリムに形成された溝によって形成されており、方向合わせの舌が溝へと導入される、請求項３から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
チャンバ端壁を通過し、一端においてデフレクタの方向合わせのための溝に係合し、他端においてスリーブの方向合わせのための溝に係合する、方向合わせフィンガを備えており、
この方向合わせフィンガが、デフレクタおよびスリーブにチャンバ端壁に対する所定の角度方向を与えて、スリーブおよびデフレクタに、お互いに対する所定の角度方向を与える、請求項１から６のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
浮動リングに、浮動リングを貫通する複数の通気穴が設けられている、請求項２または請求項２に従属する請求項３から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
浮動リングの通気穴が、噴射システムとデフレクタとの間のすき間がある限界値を下回っている領域において、デフレクタに対向し、噴射システムとデフレクタとの間のすき間がこの限界値を上回っている領域において、デフレクタに覆われないように配置されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の装置を備えているジェットエンジン。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか一項に記載の装置のスリーブ形成部品。
【請求項１２】
請求項１から９のいずれか一項に記載の装置の噴射システム形成部品。
【請求項１３】
請求項１から９のいずれか一項に記載の装置のデフレクタ形成部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジェットエンジンの燃焼チャンバの装置に関し、この燃焼チャンバが、少なくとも１つの円形の通過穴が空けられている燃焼チャンバ端壁を有しており、この装置が、上記円形の通過穴に組み合わせられて燃焼チャンバ端壁の円形の通過穴に対して直径方向にスライド可能であるように取り付けられる噴射システム、および燃焼チャンバの内部において燃焼チャンバ端壁に固定に取り付けられるデフレクタを有している。
【背景技術】
【０００２】
ジェットエンジンの燃焼チャンバは、内壁および外壁を有しており、それらの上流端において環状の燃焼チャンバ端壁を定める環状の端壁によって接続されている。燃焼チャンバの端壁の円周を巡って規則的に配置された噴射システムが、空気／燃料混合物を送出し、これが燃焼ガスをもたらすために燃やされる。
【０００３】
燃料は、ケーシング外壁に取り付けられた噴射器によって噴射システムへと供給され、噴射器のヘッドが、噴射システムに中心合わせされている。さらに、デフレクタが、燃焼チャンバの火炎から燃焼チャンバ端壁を保護している。しかしながら、燃焼チャンバとケーシングとの間には、膨張の相違が存在する。したがって、この膨張の相違を補償するための機構を設ける必要がある。
【０００４】
第１の種類の装置（例えば、欧州特許第１２９０３７８号明細書を参照）においては、噴射器のヘッドが、ケーシングに対する燃焼チャンバの膨張の相違を補償するため、噴射システムに対して半径方向に移動できるスライド式の貫通部に中心合わせされている。
【０００５】
しかしながら、中央のノズルの他に、噴射システムの副旋回翼または外側旋回翼へと放出を行う周囲のノズルを有している噴射器ヘッドが存在する。この場合、噴射器ヘッドが噴射システムに対して恒久的に中心合わせされていなければならないため、噴射器ヘッドを噴射システムに対して移動可能にすることは許されない。したがって、噴射システムを燃焼チャンバ端壁に対してスライドさせることによって、膨張の相違を補償する必要がある。本発明は、この種の装置に関する。
【０００６】
さらには、他の要請に従い、この装置の構成部品を組み立てるために使用されるろう付けによる接合部の１つが破損した場合にも、部品が脱落して燃焼チャンバおよびエンジンの下流の部位、とくにはＨＰタービンに衝突することがないようにする必要がある。そのような状況は、エンジンの爆発につながりかねない。
【特許文献１】欧州特許第１２９０３７８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の主題が、まさにこれらの課題を達成することができるようにするジェットエンジンの燃焼チャンバの装置である。第１に、この装置は、噴射システムを燃焼チャンバ端壁に対してスライドできるようにしなければならない。第２に、ろう付けによる接合部が破損した場合に、いかなる部品も下流方向に離れることがないように、設計されていなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの目的は、本発明によれば、デフレクタが、半径方向に突き出し円周方向に離間している第１のほぞを備えている固定リングを有し、この装置が、デフレクタの固定リングと同軸であって、半径方向に突き出し円周方向に離間している第２のほぞを備えているスリーブを有し、第１および第２のほぞが、第２のほぞの間に第１のほぞを通し、次いで回転によって、デフレクタとスリーブとが軸方向に分離することがないように第１のほぞを第２のほぞの背後へと係合させることができるように、十分に離間しており、噴射システムがスリーブにスライド可能に取り付けられ、スリーブに対する噴射システムの回転を防止するため、回転防止手段が設けられることによって達成される。
【０００９】
これらの特徴のおかげで、燃焼チャンバに対するケーシングの膨張の相違を、燃焼チャンバ端壁において補償することができ、ろう付けによる接合部の破損の場合でも、部品が燃焼チャンバまたはタービンに衝突する可能性がない。
【００１０】
特定の一実施形態においては、噴射システムが、スリーブにスライド可能に取り付けられる浮動リングを有している。
【００１１】
他の特定の実施形態においては、スリーブが、浮動リングが当接してスライドできる端部の座とリムとを有するカップの形態をとっており、スライドするリングが、リムへと溶接される閉じリングによって保持される。
【００１２】
好都合には、固定リングが、燃焼チャンバ端壁の通過穴を通過している。
【００１３】
好ましくは、第１のほぞが、半径方向外側に向けられ、第２のほぞが、半径方向内側に向けられている。
【００１４】
好都合には、スリーブに対する噴射システムの回転を防止する回転防止手段が、浮動リングの方向合わせのための舌およびスリーブのリムに形成された溝によって形成されており、方向合わせの舌が溝へと導入される。
【００１５】
好ましい実施形態においては、装置が、燃焼チャンバ端壁を通過し、一端においてデフレクタの方向合わせのための溝に係合し、他端においてスリーブの方向合わせのための溝に係合する方向合わせフィンガを有しており、この方向合わせフィンガが、デフレクタおよびスリーブに燃焼チャンバ端壁に対する所定の角度方向を与えて、スリーブおよびデフレクタにお互いに対する所定の角度方向を与える。
【００１６】
好ましくは、浮動リングに、浮動リングを貫通する複数の通気穴が設けられている。
【００１７】
やはり好ましくは、浮動リングの通気穴が、噴射システムとデフレクタとの間のすき間がある限界値を下回っている領域において、デフレクタに対向し、噴射システムとデフレクタとの間のすき間がこの限界値を上回っている領域において、デフレクタに覆われないように配置されている。
【００１８】
さらに、本発明は、本発明による装置を有するジェットエンジンに関し、さらにはこの装置のスリーブ、噴射システム、およびデフレクタの形成部品に関する。
【００１９】
本発明の他の特徴および利点が、添付の図面を参照しつつ例示として提示される以下の典型的な実施形態についての説明を検討することによって、明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１は、広く参照符号２で指し示され、本発明による構成を有しているジェットエンジンの燃焼チャンバの一部分についての概略の断面図である。燃焼チャンバ２は、タービンの全体軸（図示せず）に関して長手方向の回転対称を有する形状を有している。燃焼チャンバ２は、ケーシング内壁４およびケーシング外壁６を有している。燃焼チャンバ内壁８が、ケーシング内壁４と共に通路１０を定めており、燃焼チャンバ外壁１２が、ケーシング外壁６と共に通路１４を定めている。
【００２１】
燃焼チャンバ内壁８および燃焼チャンバ外壁１２は、それらの上流端において燃焼チャンバ端壁１６によって接続されている。複数（例えば、１４個から２２個）の噴射システム１８が、規則的な角度間隔にて燃焼チャンバ端壁１６に設けられている（図１においては、噴射システムが１つだけ示されている）。噴射システム１８のそれぞれにおいて、噴射器２０がケーシング外壁６に取り付けられている。噴射器２０は、噴射システム１８の軸ＸＸに中心を有する噴射器ヘッド２２を有している。
【００２２】
燃焼チャンバモジュールの動作の様式は、次のとおりである。圧縮機からの圧縮空気が、矢印２８によって示されているとおり、通路２６を通って燃焼チャンバへと進入する。空気のうちのいくらかが、カウル３０の中央開口を通過する一方で、残りの空気流は、矢印３４および３６によって示されているとおり、カウルの外側を経由して通路１０および１４に向かって導かれる。燃焼チャンバの内壁８および外壁１２には、通路１０および１４から空気が進入できるよう、開口（図示せず）が設けられている。
【００２３】
カウル３０へと進入する空気は、噴射器ヘッド２２の主旋回翼３８および噴射システム１８の副旋回翼４０によって回転させられ、噴射器ヘッド２２によって送出される燃料と混合される。この気体混合物が燃焼チャンバへと進入し、点火が生じる。
【００２４】
図２は、噴射システム１８の詳細図を示している。噴射システム１８は、碗状部４２と、上述の副旋回翼または外側旋回翼４０と、心出しリング４４とで構成されている。後者は、噴射器ヘッド２２の中心を噴射システム１８に合わせることができるようにしているため、このように呼ばれている。噴射システム１８は、碗状部４２を備えて一部品として形成された浮動リング４６であって、燃焼チャンバ端壁１６に固定されたスリーブ４８内をスライドする浮動リング４６によって、燃焼チャンバ端壁１６に対してスライド可能に取り付けられている。
【００２５】
デフレクタ５０が、燃焼チャンバ端壁１６を燃焼チャンバの火炎から保護している。
【００２６】
図３は、噴射システム１８へと取り付けられた噴射器ヘッド２２の拡大図である。すでに説明したように、噴射器ヘッド２２は、中央ノズル５２と、副旋回翼４０へと放出を行う周辺噴射点５４とを有している。したがって、噴射器ヘッド２２を噴射システム１８に対して恒久的かつ完璧に中心合わせすることが必要である。これが、いくつかの装置において慣例であるように、噴射器ヘッドを噴射システムに対してスライド可能に取り付けることができない理由である。したがって、噴射器ヘッドが、噴射システム１８の心出しリング４４に中心合わせされ、噴射器ヘッドと噴射システムとで構成されるアセンブリが、スリーブ４８において燃焼チャンバ端壁１６に対してスライド可能に取り付けられる。この目的のため、碗状部４２へと固定された浮動リング４６が、閉じリング５６によって閉じられるスリーブ４８内に、スライド可能に取り付けられる。噴射システムがスリーブ４８に対して回転することがないよう、回転防止手段が設けられる。ここに示した典型的な実施形態においては、これらの手段が、浮動リング４６の一部を構成している舌５８であって、スリーブのリムに形成された溝６０へと挿入される舌５８で構成されている。
【００２７】
結果として、噴射システムは、デフレクタ５０に対して半径方向に動くことができ、燃焼チャンバ端壁１６に対して半径方向に動くことができる。図３においては、噴射システムが中心に位置して示されているが、噴射システムが、両端のうちの一方（例えば、内側端）のすき間がゼロである第１の心ずれ位置と、他端のすき間がゼロである第２の心ずれ位置との間を移動しうることを、理解できるであろう。
【００２８】
デフレクタ５０は、燃焼チャンバの内部で燃焼チャンバ端壁１６に固定に取り付けられている。図４が、燃焼チャンバ端壁へのデフレクタの固定の好ましい実施形態を示している。燃焼チャンバ端壁１６が、円形の通過穴６２を有している。デフレクタ５０は、通過穴６２に係合する固定リング６４を有している。固定リングは、ここに提示した典型的な実施形態においては例えば６つであるが、規則的に分布した複数のほぞ６６を有している。スリーブ４８は、浮動リングが当接してスライドできる端部の座と、浮動リング４６の舌５８を収容するための溝６０が形成されてなるリム６８とを有するカップの形態をとっている。
【００２９】
ほぞ６６は、スロット６７と交互である。ここに提示した例では、ほぞ６６の長さが、スロット６７の長さに等しい。すなわち、この例においては、６つのほぞおよび６つのスロットが存在する点に鑑み、それぞれのほぞおよびそれぞれのスロットが、１５°の角度（中心における角度）にわたって延びている。最後に、デフレクタ５０は、方向合わせ溝６９を有している。
【００３０】
固定リング６４に関してすでに述べたように、スリーブ４８も、６つのほぞ７２を規則的な角度分布で６つのスロット７４と交互に有しており、スロット７４の長さは、ここに示した例においては、ほぞの長さに等しい。換言すると、固定リング６４の場合と同様、ほぞ７２のそれぞれ、およびスロット７４のそれぞれが、１５°の角度（中心における角度）にわたって延びている。スリーブ４８も、方向合わせ溝７６を有している。さらに、方向合わせ溝７８が、燃焼チャンバ端壁１６の円形の通過穴６２に形成されている。
【００３１】
デフレクタ５０は、以下のやり方で燃焼チャンバ端壁１６に取り付けられる。まず最初に、デフレクタ５０の固定リング６４が、ほぞ６６が燃焼チャンバ端壁１６に対して突き出すように、円形の通過穴６２へと導入される。次に、デフレクタ５０の方向合わせのための溝６９と、スリーブ４８の方向合わせのための溝７６と、燃焼チャンバ端壁１６の方向合わせのための溝７８とが整列している図４に示されている位置から出発し、スリーブ４８を、スリーブ４８のほぞ７２が固定リング６４のスロット６７に向かい合って位置するように、１回転の何分の１かだけ一方または他方に回転させる。すなわち、ここで説明されている例では、スリーブ４８を、時計方向または反時計方向に１５°の角度だけ回転させる必要がある。次いで、スリーブをデフレクタの固定リングに係合させ、スリーブ４８のほぞ７２が、固定リング６４のほぞ６６の間を通過する。スリーブを完全に係合させた状態で、３つの方向合わせ溝が再び整列するように、スリーブを１回転の何分の１かだけ、先の回転と反対の方向に回転させる。次いで、これら３つの部品をお互いに対する相対位置に固定して動かないようにするため、３つの溝７６、７８、および６９へと方向合わせフィンガ８０を挿入する。方向合わせフィンガ８０の挿入によって正しい角度方向が保証された後、このアセンブリのろう付けを開始することが可能である。たとえろう付けによる接合が破損した場合でも、デフレクタ５０が、スリーブ４８のほぞ７２の背後に係合したほぞ６６によって保持されることを、理解できるであろう。したがって、ろう付けによる接合の不良の場合でも、本発明の本質的特徴の１つによれば、デフレクタが燃焼チャンバへと吸い込まれる可能性はない。
【００３２】
図５は、スリーブ４８、燃焼チャンバ端壁１６、およびデフレクタ５０のそれぞれの方向合わせのための溝への方向合わせフィンガ８０の挿入を示す詳細図を提示している。
【００３３】
図６は、デフレクタ、燃焼チャンバ端壁１６、スリーブ４８、噴射システム１８、閉じリング５６、および噴射器ヘッド２２を備える噴射器２０の分解斜視図を示している。図７には、これら様々な部品が、組み立てられた状態で示されている。
【００３４】
取り付けの作業は、以下のやり方で行われる。すでに説明したとおりに、デフレクタを燃焼チャンバ端壁１６に固定に取り付けて、この位置にろう付けした状態で、噴射システム１８の浮動リング４６が、スリーブ４８へと導入され、方向合わせのための舌５８が、スリーブ４８の溝６０へと導入される。次いで、閉じリングがスリーブへと導入され、円周状に分布した３つまたは４つの溶接ビードによって、この位置に溶接される。したがって、必要な場合に噴射システムを容易に交換することができる。その目的のためには、単に溶接ビードを削り取り、閉じリングを取り外し、次いで噴射システムを取り外すだけでよい。
【００３５】
噴射システムを閉じリングによって保持した状態で、このシステムを、碗状部とスリーブ４８との間のすき間の限界の範囲内で、半径方向に自由にスライドさせることができる。次いで、噴射器のヘッド２２が、噴射システムの心出しリングへと導入される。
【００３６】
図６および７は、スリーブ４８の溝６０へと導入された舌５８を示している。浮動リング４６に形成された通気穴８２の存在も、見て取ることができる。図８、図９、および図１０に見ることができるように、通気穴８２の機能は、デフレクタ５０を冷却することにある。図８は、噴射システムを、デフレクタに対して中心合わせされた公称の位置に示しており、図９は、デフレクタと噴射システム（より正確には、碗状部）との間のすき間が最小となっている領域を示しており、図１０は、噴射システムの中心がデフレクタ５０に対してずれており、これら２つの部品の間のすき間が最大になっている状態を示している。図８および９の位置、すなわち中心が一致している位置およびすき間が最小である位置においては、通気穴８４からの空気流がデフレクタ５０を覆って流れることによって、デフレクタ５０が十分に冷却される。これが、図８および図９において、浮動リング４６の通気穴８２がデフレクタ５０に向かい合うことによって塞がれている理由である。すなわち、これらの位置においては、通気穴８２を通過して流れる通風用の空気流は存在しない。対照的に、図１０に示されている位置においては、通気穴８２がデフレクタ５０に覆われていない。したがって、デフレクタ５０を冷却するため、これらの穴を空気流が通過して流れる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による装置を有する燃焼チャンバの全体図である。
【図２】図１の装置のうちの噴射システム構成部分の詳細図である。
【図３】本発明の噴射システムに取り付けられた噴射器ヘッドの断面図である。
【図４】デフレクタへのスリーブの取り付けを示す分解図である。
【図５】スリーブおよびデフレクタを燃焼チャンバ端壁に対して方向合わせするためのフィンガの詳細図である。
【図６】本発明の装置の分解斜視図である。
【図７】本発明の装置の組み立て後の斜視図である。
【図８】浮動リングの通気穴の動作を示す詳細図である。
【図９】浮動リングの通気穴の動作を示す詳細図である。
【図１０】浮動リングの通気穴の動作を示す詳細図である。
【符号の説明】
【００３８】
２  ジェットエンジンの燃焼チャンバ
４  ケーシング内壁
６  ケーシング外壁
８  燃焼チャンバ内壁
１０、１４、２６  通路
１２  燃焼チャンバ外壁
１６  燃焼チャンバ端壁
１８  噴射システム
２０  噴射器
２２  噴射器ヘッド
２８  圧縮空気
３０  カウル
３４、３６  空気流
３８  主旋回翼
４０  副旋回翼
４２  碗状部
４４  心出しリング
４６  浮動リング
４８  スリーブ
５０  デフレクタ
５２  中央ノズル
５４  周辺噴射点
５６  閉じリング
５８  舌
６０  溝
６２  通過穴
６４  固定リング
６６、７２  ほぞ
６７、７４  スロット
６８  リム
６９、７６、７８  方向合わせ溝
８０  方向合わせフィンガ
８２、８４  通気穴
【図１】
2007232359.tif 000003
【図２】
2007232359.tif 000004
【図３】
2007232359.tif 000005
【図４】
2007232359.tif 000006
【図５】
2007232359.tif 000007
【図６】
2007232359.tif 000008
【図７】
2007232359.tif 000009
【図８】
2007232359.tif 000010
【図９】
2007232359.tif 000011
【図１０】
2007232359.tif 000012
【外国語明細書】
2007232359.tif 000013
2007232359.tif 000014
2007232359.tif 000015
2007232359.tif 000016
2007232359.tif 000017
2007232359.tif 000018
2007232359.tif 000019
2007232359.tif 000020
2007232359.tif 000021
2007232359.tif 000022
2007232359.tif 000023
2007232359.tif 000024
2007232359.tif 000025
2007232359.tif 000026
2007232359.tif 000027
2007232359.tif 000028
2007232359.tif 000029
2007232359.tif 000030
2007232359.tif 000031
2007232359.tif 000032
2007232359.tif 000033
2007232359.tif 000034
2007232359.tif 000035
2007232359.tif 000036
2007232359.tif 000037