JPH0366570B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ターボフアンエンジンのアフターバ
ーナに関する。

アフターバーナは、コアエンジンからの空気流
とフアンからの空気流との２つの流束を分離する
隔壁の後方に配置されており、ほぼＶ形の断面を
有する燃焼安定化リングと該リングで包囲された
環状のバーナ列とを有し、該バーナ列から噴射さ
れた燃料が前記Ｖ形の尖端に設けられた開口を介
して前記流束と逆の方向に送出される。２つの流
束に亘る再燃システムを備えた軍事用ターボフア
ンエンジンには、ハウジング中央部における径方
向断面積が極めて小さいものがある。このような
エンジンは、所謂アフターバーニングと低温流束
の加熱とに用いられるアフターバーナを１つ以上
備えている。通常は、これらアフターバーナの１
つが、前記２つの流束を互いに分離する隔壁のす
ぐ後において、これら流束の合流点に配置され
る。

このアフターバーナはＶ形断面を有する燃焼安
定化リングを有しており、このＶ形の尖端に設け
られた開口を介して前記流束と逆方向に燃料を送
出する燃料噴出用の環状のバーナ列が前記燃焼安
定化リングの内側に配置される。

該燃焼安定化リングのＶ形を構成する２つのフ
ランジは、該リングの配置に起因して互いにかな
り異なる温度下におかれている。即ち外側フラン
ジは200℃を越えることのない二次空気流と接触
し、内側フランジは約850℃に加熱されたタービ
ンからの一次空気流と接触する。

このような温度差は、前記リングに極めて大き
な影響を与え、前記リングの機能及び機械的耐久
性にとつて有害である変形の原因となる。

仏国特許公開第2186608号、この温度差に起因
する問題の解決法の１つが開示されている。この
方法は、アフターバーナからある程度の距離をお
いてアフターバーナの上流側にアンビルリングと
称する環状部材を配置し、バーナ列に設けられた
穴から放出される燃料の噴流がこの環状部材に衝
突して霧散されるようにしようというものであ
る。この霧散により生成された低温のガス／噴霧
状燃料混合気は、前記噴流を包囲するように設け
られた燃焼安定化リングの複数の開口を介して安
定化リング内のバーナ列を包囲する空間に入り込
み、該バーナ列を燃焼の熱から保護する。また、
混合気は噴霧状燃料を均等に含んでおり、安定化
リングの外側表面を噴霧状燃料により湿潤させる
ため、高温部分の発生と過度の変形とが回避され
る。

しかしながら、前述の方法ではリング内の応力
の発生を阻止することができず、そのため、該リ
ングの機械的耐久性にとつて不利な影響が及ぼさ
れる。元々前記アンビルリングの主目的は、燃料
を空気流の中に均等に噴霧して燃焼の安定性を向
上させることにあつた。

本発明の目的は、機械的耐久性の向上及び燃焼
の安定化を図り得るターボフアンエンジンのアフ
ターバーナを提供することにある。

本発明によれば、前記目的は、コアエンジンか
らの一次空気流とフアンからの二次空気流とを分
離する環状の隔壁と、上流側の周端縁が隔壁の下
流側の周端縁にほぼ対向して配設されており、下
流方向に径が増大する環状の第１のリングと、第
１のリングに同軸的に収容されると共に下流方向
に径が減少しており、外周面が第１のリングの内
周面と協働して空間を規定すると共に上流側の周
端縁が第１のリングの上流側の周端縁と協働して
環状のスリツトを規定する環状の第２のリング
と、前述の規定された空間内に配設されており、
燃料をスリツトを介して上流方向に噴射する環状
のバーナ裂と、隔壁の下流側の周端縁に固定され
ると共に第１のリング及び第２のリングの夫々を
支持しており、一次空気流により第２のリングが
膨脹した時に第１のリングの上流側の周端縁を第
１のリングの半径方向外側に移動する、ほぼ等角
度間隔に配置された少なくとも３つの支持手段と
を備えているターボフアンエンジンのアフターバ
ーナによつて達成される。

本発明の装置によれば、環状の第１リングは上
流側の周端縁が隔壁の下流側の周端縁にほぼ対向
して配設されると共に下流方向に径が増大してお
り、環状の第２のリングは、第１のリングに同軸
的に収容されると共に下流方向に径が減少してお
り、外周面が第１のリングの内周面と協働して空
間を規定すると共に上流側の周端縁が第１のリン
グの上流側の周端縁と協働して環状のスリツトを
規定しており、ほぼ等角度間隔に配置された少な
くとも３つの支持手段は、隔壁の下流側の周端縁
に固定されると共に第１のリング及び第２のリン
グの夫々を支持しており、一次空気流により第２
のリングが膨脹した時に第１のリングの上流側の
周端縁を第１のリングの半径方向外側に移動する
が故に、コアエンジンからの高温の一次空気流と
フアンからの低温の二次空気流とを、互いに分離
した第２のリングと第１のリングとで受け得、一
次空気流と二次空気流の温度差による内部応力の
発生を減少し得、高温の一次空気流により第２の
リングが膨脹した時に、第２のリングの膨脹に応
じて第１のリングの上流側の周端縁を第１のリン
グの半径方向外側に移動させるため、第２のリン
グの上流側の周端縁が第１のリングの上流側の周
端縁と協働して規定する環状のスリツトの大きさ
が温度差により変化するのを防止し得、前述の規
定された空間内に配設されたバーナ列が燃料をス
リツトを介して上流方向に安定して噴射し得、そ
の結果、アフターバーナ構成部品の機械的耐久性
の向上及び燃焼の安定化を図り得る。

以下、本発明を図面に示す好ましい実施例を用
いて詳述する。

第１図は、第２流束路１の出口及び第１流束路
２の後端に該当する位置のターボフアンエンジン
の長手方向部分断面図を示している。アフターバ
ーナ３は、一次空気流と二次空気流とを分離する
円錐状の隔壁４のすぐ後において、一次及び二次
空気流の合流点に配置されると共に、隔壁４に固
定されている。

アフターバーナ３は、複数の開口６を備えた燃
料噴出用のバーナ列５とバーナ列５の上流でこれ
を包囲するように配置された燃焼安定化リング７
とからなり、燃料は、開口６から噴出して前記一
次及び二次空気流と逆の方向に流れる。公知の如
く燃料安定化リング７はほぼＶ形の断面形状をし
ており、このＶ形の先端は一次及び二次空気流の
上流に向けて配置されている。

燃料安定化リング７は、互いに独立して動作す
る第１のリングとしての外側フランジ８及び第２
のリングとしての内側フランジ９にて構成されて
おり、これら２つのフランジ８，９がＶ形断面を
形成している。フランジ８及び９の互いに隣接す
る上流側の周端縁間に連続的な環状スリツト１０
が形成されており、バーナ列５から放出された燃
料の噴流はスリツト１０を通過する。

アフターバーナ３は連接支持手段１１により円
錐状の隔壁４に取り付けられる。

外側フランジ８及び内側フランジ９は、これら
フランジ８及び９に夫々溶着されたヨーク１３及
び１４を介して、クランクレバー１２により隔壁
４に連接される。ヨーク１３及び１４の軸は同一
面上にあり、フランジ８及び９に夫々対応して配
置されている。

レバー１２は長さの異なる２つのアーム１５及
び１６を有しており、第４図に示すように、短い
方のアーム１６の先端にはダブルのヨーク１６ａ
が具備されており、ヨーク１６ａがロツド１７を
介して内側フランジ９のダブルのヨーク１４と協
働する。前記ロツド１７は、２つの軸１８，１９
を介してヨーク１６ａ及び１４に連結されてい
る。

アーム１５及び１６で構成されたクランクレバ
ー１２は、軸２０を受容するための孔が設けられ
ており、軸２０により、外側フランジ８に溶着さ
れたヨーク１３を連接している。

長い方のアーム１５の自由端は、軸２１を受容
する孔が設けられており、軸２１により、隔壁４
の外側表面に固定されたヨーク２２と連接されて
いる。

一次空気流及び二次空気流の温度差による異な
る膨脹度に起因したフランジ８，９の相対運動
は、軸１８及び１９を含む面と軸１８及び２０を
含む面とにより形成される角度を多少増大又は減
少させるだけでフランジ８，９に応力を作用させ
ることはない。

又、高温の一次空気流により膨脹した内部フラ
ンジ９が、ヨーク１４を介してロツド１７及びク
ランクレバー１２を回動すると共に、低温の二次
空気流により膨脹した外部フランジ８が、ヨーク
１３を介してクランクレバー１２を第１図の反時
計方向に回動する。このクランクレバー１２及び
ロツド１７の回動により、内部フランジ９及び外
部フランジ８は、内部フランジ９の膨脹及び外部
フランジ８の膨脹の大きさに応じて夫々移動され
るため、環状のスリツト１０の幅は適切な大きさ
に維持される。

第２図及び第３図は、バーナ列の固定部を示す
夫々長手方向断面図及び部分端面図である。バー
ナ列５は取付部材２３とリベツト２４とを介して
外側フランジ８の数箇所に固定されている。

低温の二次空気流内におかれる外側フランジ８
は熱膨張が小さく、寸法はあまり変化しない。そ
のため外側フランジ８に固定されたバーナ列５の
位置が大幅に変化することはなく、従つて燃料の
噴流方向が変わることはない。

本発明のアフターバーナの連続的な環状スリツ
ト１０は、必要に応じて仏国特許公開第2186608
号に記載の如きアンビルリングの使用も可能にす
る。前記仏国特許公開に記載されている、燃料の
噴流を包囲するように設けられた複数の開口を互
いに分離すると共に外側のフランジと内側のフラ
ンジとを連結している仕切りがなくなれば、この
比較的小さいゾーンである開口が変形して狭くな
るのを阻止し得、燃焼安定化リング７内のバーナ
列５を包囲する空間への、低温のガス／噴霧状燃
料混合気の通過が促進されるため、バーナ列５を
燃焼の熱から保護し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアフターバーナを含むターボ
フアンエンジンの長手方向部分断面図、第２図は
バーナ列の固定部を通る燃焼安定化リングの長手
方向断面図、第３図はアフターバーナとバーナ列
の固定部とを示す部分端面図、第４図は第１図の
−断面図である。 １……第２流束路、２……第１流束路、３……
アフターバーナ、４……隔壁、５……バーナ列、
７……燃焼安定化リング、８……外側フランジ、
９……内側フランジ、１１……支持手段、１２…
…クランクレバー、１３，１４，２２……ヨー
ク、２３……取付部材、２４……リベツト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ コアエンジンからの一次空気流とフアンから
   の二次空気流とを分離する環状の隔壁と、上流側
   の周端縁が前記隔壁の下流側の周端縁にほぼ対向
   して配設されており、下流方向に径が増大する環
   状の第１のリングと、前記第１のリングに同軸的
   に収容されると共に下流方向に径が減少してお
   り、外周面が前記第１のリングの内周面と協働し
   て空間を規定すると共に上流側の周端縁が前記第
   １のリングの上流側の周端縁と協働して環状のス
   リツトを規定する環状の第２のリングと、前記規
   定された空間内に配設されており、燃料を前記ス
   リツトを介して上流方向に噴射する環状のバーナ
   列と、前記隔壁の下流側の周端縁に固定されると
   共に前記第１のリング及び前記第２のリングの
   夫々を支持しており、前記一次空気流により前記
   第２のリングが膨脹した時に前記第１のリングの
   上流側の周端縁を前記第１のリングの半径方向側
   に移動する、ほぼ等角度間隔に配置された少なく
   とも３つの支持手段とを備えているターボフアン
   エンジンのアフターバーナ。 ２ 前記支持手段の夫々は、一端が前記隔壁の長
   手方向同軸に直交する軸に関して回動自在に前記
   隔壁に支持されると共に角部が前記第１のリング
   を回動自在に支持するＬ形アームと、一端が前記
   アームの他端に回動自在に支持されると共に他端
   が前記第２のリングを回動自在に支持するロツド
   とを備えている特許請求の範囲第１項に記載のア
   フターバーナ。 ３ 前記第１のリングは上流側の周端縁において
   等角度距離に配設された複数の第１のヨークを有
   しており、前記第２のリングは上流側の周端縁に
   おいて前記第１のヨークに夫々対向するように配
   設された複数の第２のヨークを有しており、前記
   第１のヨークが前記アームの角部に夫々支持され
   ると共に前記第２のヨークが前記アームの他端に
   夫々支持される特許請求の範囲第２項に記載のア
   フターバーナ。 ４ 前記第１のリングは前記バーナを取り付ける
   取付手段を備えている特許請求の範囲第１項から
   第３項のいずれか一項に記載のアフターバーナ。 ５ 前記取付手段は、前記第１のリングの周方向
   に関して互いに離間して前記第１のリングに配設
   された複数の取付部材を備えている特許請求の範
   囲第４項に記載のアフターバーナ。