(57)【要約】【課題】簡便で、実効的で、且つ、安価な解決策を提供する。【解決手段】ターボ機械の燃焼チャンバの壁におけるオリフィス内の要素を案内する装置は、一方が他方内に取り付けられた同軸のリング及びブッシュを備え、ブッシュは、溶接によって互いに固定され且つリングのリムを案内する溝を画定する２つの同軸環状部品を備え、ブッシュの部品間の溶接領域は、燃焼チャンバが動作している際に、リングのリムがブッシュに対してリング移動の特定横方向に沿って移動されるとき、リングのリムの経路から離れて位置している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略同軸であり一方が他方内に取り付けられたリング及びブッシュを備える、ターボ機械の燃焼チャンバの壁におけるオリフィス内の要素を案内する装置であって、リングが、要素が軸方向に通過するように設計されており、燃焼チャンバの壁におけるオリフィスの端部に固定されるように設計されたブッシュの内側環状溝内を横方向に案内された外側環状リムを有し、ブッシュが、ろう付け又は溶接によって互いに固定され且つリングのリムを案内する環状溝をそれらの間に画定する２つの同軸環状部品を備え、装置が、リングの移動に関して少なくとも１つの特定横方向を有し、ブッシュの２つの部品が、溶接又はろう付け領域を介して互いに固定されており、これらの領域は、リングのリムがブッシュに対して特定方向に移動するとき、リングのリムが続く経路から離れて位置している、装置。
【請求項２】
溶接又はろう付け領域が、ブッシュの軸の周囲に分散配置されている、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
溶接又はろう付け領域が、ブッシュの軸に関して直径方向に反対に位置している、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
ブッシュの２つの部品の一方が、略楕円形又は長円形の外形のワッシャであり、前記ワッシャが、ブッシュの他方の部品にろう付け又は溶接された曲率半径よりも小さい反対端部を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
溶接又はろう付け領域が、リング移動の特定方向に略垂直な軸上に位置合わせされている、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
溶接又はろう付け領域が、個数が４つであり、ブッシュの軸に関して対になって直径方向に反対に位置している、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
ブッシュの２つの部品の一方が、形状が略正方形である外形のワッシャであり、ワッシャが、ブッシュの他方の部品にろう付け又は溶接された正方形の頂点に対応する端部を有する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
直径方向に反対に位置している溶接領域が、リング移動の特定方向に対して約４５°の角度で傾斜している軸上に位置合わせされている、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
火花点火プラグ又は燃料噴射器を案内する少なくとも１つの請求項１に記載の装置を含む、ターボ機械の燃焼チャンバ。
【請求項１０】
請求項９に記載の燃焼チャンバを含む、航空機のターボプロップ又はターボジェット等のターボ機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ機械の燃焼チャンバの壁におけるオリフィスを介して又はオリフィスの近傍に延在している火花点火プラグ又は燃料噴射器等の要素を案内する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械の環状燃焼チャンバは、一方が他方の内側に延在し且つそれらの上流端部においてチャンバの環状端壁によってともに接続された同軸な回転体の形式の２つの壁によって画定される。
【０００３】
チャンバ端壁は、ターボ機械のコンプレッサから到来する空気と噴射器によって供給される燃料との混合物を燃焼チャンバ内に噴射する手段を取り付けるためのオリフィスを含む。噴射器は、燃焼チャンバの外側ケーシングに固定された外側端部から略半径方向に延在しており、チャンバ端壁におけるオリフィスとともに軸方向に位置合わせされたヘッドを有する。
【０００４】
チャンバの外側壁は、火花点火プラグの一方の端部を通る少なくとも１つのオリフィスを含む。点火プラグの他方の端部は、燃焼チャンバの外側ケーシングに固定されており、上記点火プラグは、チャンバの内側にある空気及び燃料の混合物の燃焼を開始するのに使用される。
【０００５】
ターボ機械の動作中、燃焼チャンバの壁は、熱的に膨張し、その結果、相対移動が、燃焼チャンバの外側壁と火花点火プラグとの間に、及び、チャンバ端壁と燃料噴射器との間にも起こるのを生じさせる。
【０００６】
これらの相対移動を補償して許容するために、点火プラグ及び噴射器のために案内装置が使用される。各案内装置は、一方が他方の内部に取り付けられた略同軸のリング及びブッシュを備える。リングは、点火プラグ又は噴射器が軸方向に通過するように設計されており、それ自体がチャンバの外側壁におけるオリフィスの端部に固定された又は噴射システムによって支持されたブッシュにおける内側環状溝内を横方向に案内された外側環状リムを含む。ブッシュは、溶接によって互いに固定され且つリングのリムを案内する環状溝をそれらの間に画定する２つの同軸環状部品を備える。本件出願人名義の欧州特許出願公開第１７７０３３２号明細書は、そのタイプの案内装置を記述している。
【０００７】
燃焼チャンバの外側壁と点火プラグとの間の相対移動は、主に燃焼チャンバの長手軸に平行な方向に起こる。したがって、動作中、燃焼チャンバの壁に固定されたブッシュは、基本的に、外側ケーシングによって支持された点火プラグを案内するリングに対して上記長手方向に移動する。他の横方向におけるブッシュ内の溝におけるリングの相対移動は、より小さい大きさのものである。したがって、軸方向又は長手方向は、チャンバによって支持されたブッシュに対して火花点火プラグを案内するリングの移動に関する特定方向である。
【０００８】
チャンバ端壁と噴射器との間の相対移動は、主にチャンバの長手軸に対して半径の方向に起こり、したがって、噴射器の周囲に取り付けられたリングの相対移動に関する特定方向は、燃焼チャンバの長手軸に対して半径の方向である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１７７０３３２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
先行技術において、案内装置のブッシュを形成する２つの環状部品は、ブッシュの全体外形の周囲に延在している１つ以上の溶接ビードにより、それらの外周において互いに固定されている。たとえ溶接作業を実行するオペレータが溶接の実施に大いに注意を払っても、溶接ビードは、リングを案内する環状溝に漏出し、その結果、溝の外周を局所的に塞ぎ、これにより、ブッシュの溝内をリングが横方向に移動するのを緩和する又は阻止する。したがって、ブッシュの部品の溶接作業は、実行するのが困難であり、溶接の漏出を制御することは不可能である。さらにまた、点火プラグ又は噴射器が破壊されるという関連する容認できないリスクとともに、装置が、毎回、ブッシュの溝内に突き出た溶接ビードと接触するリングのリムを塞がれる又は詰まらせるという重大なリスクがある。
【００１１】
その問題に対する１つの解決策は、溶接ビードが溝の内側に突き出たときであっても横方向におけるリングの移動のための十分な間隙を保全するために、環状溝が必要よりも大きい横寸法を示すように、ブッシュの部品を大きい寸法にすることである。
【００１２】
それにもかかわらず、その解決策は、装置の重量の大幅な増加をもたらし、装置の近傍に配置された燃焼チャンバの壁における部分的に重なり合った空気通過オリフィスにより、上記壁の通気を妨げるであろうことから、満足できないものである。
【００１３】
本発明の特別の目的は、この問題に対する、簡便で、実効的で、且つ、安価な解決策を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この目的のために、本発明は、略同軸であり一方が他方内に取り付けられたリング及びブッシュを備える、ターボ機械の燃焼チャンバの壁におけるオリフィス内の要素を案内する装置であって、リングは、要素が軸方向に通過するように設計されており、燃焼チャンバの壁におけるオリフィスの端部に固定されるように設計されたブッシュの内側環状溝内を横方向に案内された外側環状リムを有し、ブッシュは、ろう付け又は溶接によって互いに固定され且つリングのリムを案内する環状溝をそれらの間に画定する２つの同軸環状部品を備え、装置は、リングの移動に関して少なくとも１つの特定横方向を有し、ブッシュの２つの部品は、溶接又はろう付け領域を介して互いに固定されており、これらの領域は、リングのリムがブッシュに対して特定方向に移動するとき、リングのリムが続く経路から離れて位置している、装置を提供する。
【００１５】
本発明によれば、ブッシュの２つの部品間の溶接又はろう付けの２つの領域は、リング移動の特定方向上には配置されておらず、そのため、ブッシュの溝内に浸透して局所的に塞ぐ溶接又はろう付けビードのいかなる漏出も、特定方向へのリングのリムの移動を制限しない。したがって、案内装置のブッシュの寸法決定の際に、溶接ビードが突き出るのを許容する必要がない。本発明の特別な実施形態において、これは、先行技術と比較してブッシュの直径を約２ミリメートル（ｍｍ）ほど低減するのを可能とする。
【００１６】
好ましくは、溶接又はろう付け領域は、ブッシュの軸の周囲に分散配置されている。
【００１７】
これらの領域は２つとすることができ、そして、領域は、ブッシュの軸に関して直径方向に反対に位置している。一例として、ブッシュの２つの部品の一方は、略楕円形又は長円形の外形を有するワッシャであり、ワッシャは、ブッシュの他方の部品にろう付け又は溶接されたより小さい曲率半径の端部を有する。このブッシュのワッシャについての特別な形状は、装置の重量を低減するのを可能とする。有利には、溶接又はろう付け領域は、リング移動の特定方向に略垂直な軸上に位置合わせされている。
【００１８】
変形例において、ブッシュの軸に関して対になって互いに直径方向に反対に位置している４つの溶接又はろう付け領域がある。一例として、ブッシュの２つの部品の一方は、上記部品の重量を低減するために、形状が略正方形である外形のワッシャであり、ワッシャは、ブッシュの他方の部品にろう付け又は溶接された正方形の頂点に対応する端部を有する。直径方向に反対に位置している溶接領域は、リング移動の特定方向に対して約４５°の角度で傾斜している軸上に位置合わせされている。
【００１９】
本発明はまた、少なくとも１つの上述されたような装置を含む、ターボ機械の燃焼チャンバと、少なくとも１つの上記タイプのタービンを含む、航空機のターボプロップ又はターボジェット等のターボ機械とを提供する。
【００２０】
添付図面を参照しながら非限定的な例としてなされた以下の記述を読むことにより、本発明は、より良く理解することができ、その他の特徴、詳細、及び利点は、より明確に現れる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ターボ機械のディフューザ及び燃焼チャンバの軸方向部分における半分の図である。
【図２】先行技術の案内装置の図である。
【図３】本発明の案内装置の斜視図である。
【図４】本発明の案内装置の変形実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
最初に図１を参照すると、コンプレッサ（図示せず）からの出口にそれ自体が配置された環状ディフューザ１２からの出口に配置された、航空機のターボジェット等のターボ機械用の環状燃焼チャンバ１０を見ることができる。
【００２３】
チャンバ１０は、双方とも回転体の形式の内側壁１４及び外側壁１６を備える。壁は、それらの上流端部において、環状チャンバ端壁１８によってともに接続され、それらの下流端部において、内側及び外側環状フランジ２０、２２のそれぞれを介して、ディフューザの内側裁頭円錐隔壁２４及び燃焼チャンバの外側ケーシング２６の下流端部に固定されている。上記ケーシング２６の上流端部は、ディフューザの外側裁頭円錐隔壁２８に固定されている。
【００２４】
チャンバ端壁１８は、ディフューザ１２から到来する空気と噴射器３２によって供給される燃料との混合物をチャンバ１０内に噴射するシステム３７を取り付けるためのオリフィス３０を含む。噴射器３２は、外側ケーシング２６に固定された半径方向外側端部を有し、チャンバの回転軸３４に関する円周周囲に一定の間隔で分散配置されている。各噴射器３２は、その半径方向内側端部において、噴射システム３７内に案内され且つチャンバ端壁１８に対応するオリフィス３０の軸３８上に位置合わせされた燃料噴射ヘッド３６を有する。この軸３８は、図面において、チャンバ部分の長手軸と一致している。
【００２５】
上流方向に湾曲された環状キャップ４０は、チャンバの壁１４、１６、１８の上流端部に固定されており、チャンバ端壁１８におけるオリフィス３０とともに位置合わせされた、空気が通るオリフィス４２を含む。
【００２６】
チャンバ１０内に噴射される空気と燃料との混合物は、チャンバから半径方向外側に突き出た少なくとも１つの火花点火プラグ４４を用いて点火される。点火プラグ４４の半径方向内側端部は、チャンバの外側壁１６におけるオリフィス４６内に案内され、その半径方向外側端部は、適切な手段によって外側ケーシング２６に固定され且つケーシング２６の外側に配置された電力供給手段（図示せず）に接続されている。
【００２７】
ターボ機械の動作中にチャンバの外側壁１６とケーシング２６によって支持された点火プラグ４４との間に起こる相対移動を補償するために、火花点火プラグ４４の半径方向内側端部を案内する装置４８は、オリフィス４６の周囲の外側壁１６上のチャンバ１０の外側に固定されている。これらの相対移動は、主に、長手方向、すなわち、チャンバ１０の軸３８に略平行な方向に起こる。
【００２８】
主に軸３８に対して半径方向に起こるチャンバと噴射器との間の相対移動を補償するために、噴射器のヘッド３６を案内する装置４８’はまた、チャンバ端壁１８のオリフィス３０内に取り付けられた各噴射システム３７によって支持されている。
【００２９】
図２においてより明確に見ることができるように、案内装置４８（４８’）は、点火プラグ４４（又は噴射ヘッド３６）が軸方向に通過するリング５０を備える。リングは、同軸のブッシュ５２の一方の端部の内側に取り付けられている。ブッシュ５２の他方の端部は、点火プラグが通過するオリフィス４６の周囲において、ろう付け、溶接等により、チャンバの外側壁１６に固定されている（又は、チャンバ端壁１８によって支持された噴射システム３７に固定されている）。
【００３０】
リング５０は、小さな間隙をもって点火プラグ４４（又は噴射ヘッド３６）を取り囲む内表面５６を持つ筒状部分５４を有する。この筒状部分５４は、一方の端部において、装置内に取り付けられている間、外側に開いて点火プラグ（又はヘッド）を案内する役目を果たす裁頭円錐部分５８に接続されており、他方の端部において、リング５０の軸から半径方向外側に延在してブッシュ５２の内側環状溝６２内に案内される環状リム６０を有する。
【００３１】
ブッシュ５２は、ろう付け又は溶接によって互いに固定され且つリング５０の外側リム６０を案内する環状溝６２をそれらの間に画定する２つの同軸環状部品６４、６６を備える。示された例において、ブッシュ５２は、略Ｓ字状又はＺ字状部分からなる第１の環状部品６４と、平らでありワッシャによって構成された第２の環状部品６６とを備える。
【００３２】
第１の部品６４は、一方の端部において、壁１６（又は噴射システム３７）に溶接又はろう付けされ、且つ、他方の端部において、溝６２の内側環状表面７２を画定する半径方向に配置された壁７０に接続された筒状壁６８を有する。部品６４の半径方向に配置された壁７０は、その外周において、反対側から筒状壁６８に延在している筒状リム７４に接続されており、ブッシュのワッシャ６６に取り付けられて溶接又はろう付けされたワッシャ６６の外周を有する。ワッシャ６６は、ブッシュの軸に対して略半径方向に延在しており、溝の他の内側環状表面７６を画定する。この表面７６は、ブッシュの第１の部品６４によって画定された表面７２に平行である。環状表面７２、７６は、リングの外側リム６０がブッシュの軸に対して半径方向又は横方向である平面内において案内されるのを可能とする。
【００３３】
リングのリム６０が溝６２の内部の横方向平面内において移動するのを可能とするために、リング５０の環状リム６０の外径は、ブッシュ５２の筒状リム７４の内径よりも小さく、リングの筒状部分５４の外径は、ワッシャ６６の内径よりも小さい。リング５０及びブッシュ５２の軸が角度的にオフセットされるのを可能とするために、リングの外側リム６０の軸方向サイズ又は厚みはまた、ブッシュにおける溝６２の軸方向サイズよりも小さい。
【００３４】
それにもかかわらず、筒状リム７４に対するワッシャ６６の外周の溶接又はろう付けの作業中、溶融材料７８は、ブッシュの溝６２の内側に浸透し、この溝を少なくともその外周の一部にわたって局所的に塞ぐことができ、その結果、溝の内側の横方向におけるリング５０に利用可能な間隙を低減する。
【００３５】
本発明は、互いに離隔され且つ動作中におけるリングのリムの移動に関する特定方向から離れた円周領域におけるブッシュのワッシャ６６及び部品６４の溶接又はろう付けにより、この問題が改善されるのを可能とする。
【００３６】
図３において示された実施形態において、ワッシャ６６は、ブッシュの軸の周囲に一定の間隔で分散配置された４つの溶接又はろう付け領域８０を介して部品６４に固定されている。これらの溶接領域８０のそれぞれは、ブッシュの軸の周囲に小角度範囲（例えば約２０°のオーダー）にわたって延在している１つ以上のスポット溶接による接合点又は溶接ビードによって形成されていてもよい。
【００３７】
溶接領域８０は、ブッシュの軸に関して対になって直径方向に反対に位置している。２つの直径方向に反対に位置している領域８０は、ブッシュの軸に垂直な軸Ｐ１（又はＰ２）上に位置合わせされている。示されたような本発明の実施形態において、軸Ｐ１、Ｐ２は、リングの相対移動の特定方向Ｘ１、Ｘ２から時計方向及び反時計方向に４５°だけオフセットされている。
【００３８】
点火プラグ４４を案内する案内装置４８について、リングに関する相対移動の特定方向は、軸３８に沿った長手方向であり、リングの移動は、この上流（Ｘ１）又は下流（Ｘ２）のいずれかの方向に起こる。
【００３９】
噴射ヘッド３６を案内する案内装置４８’について、リングを案内する特定方向は、軸３８に対して半径の方向であり、リングの移動は、この外側（Ｘ１）又は内側（Ｘ２）のいずれかの方向に起こる。
【００４０】
示された例において、ワッシャ６６の形状は、その重量を低減するために最適化される。ワッシャ６６は、形状が、ブッシュの部品６４の筒状リム７４上の領域８０に取り付けられて溶接された頂点を持つ略正方形の外形を有する。ワッシャ６６の正方形外形の端部は、ワッシャ６６と部品６４の筒状リム７４との間に循環空気が通る空間を残すために、筒状リム７４に接触して位置しておらず、上記リムから半径方向内側に離隔されている。
【００４１】
図４において示された変形例において、ワッシャ１６６は、直径方向に反対に位置し且つ約４０°のオーダーの角度範囲にわたってそれぞれが延在している２つの溶接又はろう付け領域１８０によって外側リム１７４に固定されている。本発明において、これらの溶接領域１８０は、リングの移動の特定方向Ｘ１’、Ｘ２’からオフセットされている。この方向Ｘ１’、Ｘ２’は、点火プラグ４４を案内する際には長手方向であり、また、噴射器のヘッド３６を案内する際には半径の方向であり得る。
【００４２】
示された例において、溶接領域１８０は、上記特定方向Ｘ１’、Ｘ２’に略垂直な軸Ｐ３上に位置合わせされている。
【００４３】
ワッシャ１６６は、形状が、部品１６４の筒状リム１７４上にろう付け又は溶接された、より小さな曲率半径を有する端部に対応する先端を持つ楕円形又は長円形である。ワッシャ１６６の横部分は、より大きな曲率半径の端部に対応しており、ブッシュの筒状リム１７４から離隔され且つブッシュの筒状リム１７４に対して半径方向内側に後退している。その結果、ワッシャ１６６とリム１７４との間に空気が通る空間が残る。
【００４４】
装置のリング５０、１５０、部品６４、１６４、及び、ワッシャ６６、１６６は、例えば、コバルト基合金から作られている。
【符号の説明】
【００４５】
１０  環状燃焼チャンバ
１２  環状ディフューザ
１４  内側壁
１６  外側壁
１８  環状チャンバ端壁
２０  内側環状フランジ
２２  外側環状フランジ
２４  内側裁頭円錐隔壁
２６  外側ケーシング
２８  外側裁頭円錐隔壁
３０、４２、４６  オリフィス
３２  噴射器
３４  回転軸
３６  燃料噴射ヘッド
３７  噴射システム
３８、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３  軸
４０  環状キャップ
４４  火花点火プラグ
４８、４８’  案内装置
５０、１５０  リング
５２  ブッシュ
５４  筒状部分
５６  内表面
５８  裁頭円錐部分
６０  外側環状リム
６２  内側環状溝
６４、６６、１６４  同軸環状部品、ワッシャ
６８  筒状壁
７０  壁
７２、７６  内側環状表面
７４、１７４  外側筒状リム
７８  溶融材料
８０、１８０  溶接又はろう付け領域
１６６  ワッシャ
Ｘ１、Ｘ２、Ｘ１’、Ｘ２’  特定方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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