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JPH08144852A - Aircraft engine cooling fluid control system - Google Patents

Aircraft engine cooling fluid control system

Info

Publication number
JPH08144852A
JPH08144852A JP27955994A JP27955994A JPH08144852A JP H08144852 A JPH08144852 A JP H08144852A JP 27955994 A JP27955994 A JP 27955994A JP 27955994 A JP27955994 A JP 27955994A JP H08144852 A JPH08144852 A JP H08144852A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aircraft engine
heat
combustion
combustion liner
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP27955994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kashiwagi
武 柏木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority to JP27955994A priority Critical patent/JPH08144852A/en
Publication of JPH08144852A publication Critical patent/JPH08144852A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 航空機エンジンの負荷に合わせた空気流の制
御をして低負荷時の性能向上を図り、容易に実施可能な
冷却流体制御装置を提供する。 【構成】 燃焼ダクトと燃焼ライナとの環状冷却流路
に、バイパス流の一部が冷却空気として送り込まれると
ともに、燃焼ライナの内部に燃料を噴射して燃焼させる
航空機エンジンにおいて、燃焼ライナの上流端部に、熱
伝達に基づく熱変位によりバイパス流の環状冷却流路へ
の空気導入量を変化させる熱作動シャッタが配される。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a cooling fluid control device that can control an air flow according to the load of an aircraft engine to improve the performance at a low load and can be easily implemented. [Composition] In an aircraft engine in which a part of a bypass flow is sent as cooling air to an annular cooling flow path between a combustion duct and a combustion liner, and fuel is injected into the combustion liner for combustion, the upstream end of the combustion liner is used. A thermally actuated shutter that changes the amount of air introduced into the annular cooling passage of the bypass flow by thermal displacement based on heat transfer is disposed in the section.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、航空機エンジンの冷却
流体制御装置に係り、特に、航空機エンジン用アフタバ
ーナやラム燃焼器における燃焼ダクトの冷却流体を制御
することにより、エンジンの総合性能の向上を図るもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling fluid control device for an aircraft engine, and more particularly to improving the overall performance of the engine by controlling the cooling fluid for the combustion burner in an afterburner for an aircraft engine or a ram combustor. It is intended.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は、アフタバーナを有する航空機エ
ンジン(ガスタービンエンジン)の構造例を示してい
る。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a structural example of an aircraft engine (gas turbine engine) having an afterburner.

【0003】該航空機エンジン1にあっては、空気を取
り入れるファン2と、取り入れた空気を圧縮する圧縮機
3と、圧縮した空気に燃料を混合して燃焼させる燃焼器
4と、該燃焼器4の燃焼ガスによりファン2及び圧縮機
3を駆動するタービン5と、燃焼ガスの再燃焼及び新た
に付加した燃料の燃焼を行なうアフタバーナ6とを具備
している。
In the aircraft engine 1, a fan 2 that takes in air, a compressor 3 that compresses the taken-in air, a combustor 4 that mixes and burns the compressed air with fuel, and the combustor 4 are provided. A turbine 5 for driving the fan 2 and the compressor 3 by the combustion gas of 1. and an afterburner 6 for recombusting the combustion gas and combusting the newly added fuel.

【0004】そして、アフタバーナ6の部分には、三角
形断面等を有し下流に乱流域Xを形成して保炎を行なう
保炎器7と、燃料を噴出させるための燃料ノズル8と、
点火栓9とが配され、アフタバーナ6による燃焼ガス
を、燃焼ダクト10の内側の燃焼ライナ11の内部を経
由して排気ノズル12から噴出させることにより、推力
の変化を図るようにしている。
In the afterburner 6, a flame stabilizer 7 having a triangular cross-section or the like to form a turbulent flow region X downstream for flame holding, and a fuel nozzle 8 for ejecting fuel.
A spark plug 9 is provided, and the combustion gas from the afterburner 6 is ejected from the exhaust nozzle 12 via the inside of the combustion liner 11 inside the combustion duct 10 to change the thrust.

【0005】また、アフタバーナ6の部分には、ファン
2から分岐させた比較的低温のバイパス流(ファン流)
13と、タービン5を作動させた比較的高温のコア流1
4とが送り込まれる。このうち、バイパス流13の空気
流の一部(例えば10%程度)は、燃焼ダクト10と燃
焼ライナ11との間の環状冷却流路15に送り込まれ、
燃焼ライナ11の内面に、少量ずつ空気を噴出させるこ
とにより、アフタバーナ6の作動時(高負荷時)の熱影
響が燃焼ダクト10に及ぶことを低減している。つま
り、図4にモデル化して示すように、低負荷時であるア
フタバーナ6の非作動時における燃焼ライナ11の温度
が、例えば150℃であるときに、アフタバーナ6をt
1 時に作動させたとすれば、極めて短時間後のt2 時に
温度が例えば500℃まで急速に上昇することにより、
燃焼ライナ11に大きな熱変位及び熱応力が付与され
る。このため、高負荷時を基準として環状冷却流路15
に送り込む空気量を設定して、環状冷却流路15に常時
空気流を形成し、航空機エンジン1の健全性を確保する
ようにしている。
A relatively low temperature bypass flow (fan flow) branched from the fan 2 is provided in the afterburner 6 portion.
13 and a relatively high temperature core flow 1 that operates the turbine 5.
4 and is sent. Among these, a part (for example, about 10%) of the air flow of the bypass flow 13 is sent to the annular cooling flow path 15 between the combustion duct 10 and the combustion liner 11,
By ejecting air little by little onto the inner surface of the combustion liner 11, it is possible to reduce the influence of heat on the combustion duct 10 when the afterburner 6 is operating (at the time of high load). That is, as shown by modeling in FIG. 4, when the temperature of the combustion liner 11 when the afterburner 6 is not operating at a low load is, for example, 150 ° C., the afterburner 6 is t.
If it is operated at 1 o'clock, the temperature rises rapidly to, for example, 500 ° C. at t 2 after an extremely short time.
Large thermal displacement and thermal stress are applied to the combustion liner 11. For this reason, the annular cooling flow path 15 is based on the time of high load.
By setting the amount of air to be sent to the air conditioner, an air flow is constantly formed in the annular cooling flow passage 15 to ensure the soundness of the aircraft engine 1.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような構
造であると、環状冷却流路15には、アフタバーナ6
(あるいはラム燃焼器)の作動の有無に関係なく、最高
温度時に合わせられるように空気流を形成する必要があ
る。そのために、例えばアフタバーナ6を作動させない
低負荷時にあっては、環状冷却流路15に空気流が形成
されている分だけエネルギ損失が生じて、航空機エンジ
ン1の通常時(低負荷時)の性能が低下してしまうこと
になる。
However, with such a structure, the afterburner 6 is provided in the annular cooling passage 15.
The air flow must be shaped to be matched at maximum temperature with or without (or ram combustor) operation. Therefore, for example, at the time of low load when the afterburner 6 is not operated, energy loss occurs due to the formation of the airflow in the annular cooling flow path 15, and the performance of the aircraft engine 1 at normal time (at low load). Will be reduced.

【0007】本発明は、これらの課題に鑑みてなされた
もので、負荷に合わせた空気流の制御をして低負荷時の
性能向上を図り、容易に実施可能な冷却流体制御装置を
提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of these problems, and provides a cooling fluid control device which can control the air flow according to the load to improve the performance at low load and can be easily implemented. Is intended.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】燃焼ダクトとその内側の
燃焼ライナとの間に形成される環状冷却流路に、バイパ
ス流の一部が冷却空気として送り込まれるとともに、燃
焼ライナの内部に燃料を噴射した際に、バイパス流及び
コア流の空気を利用して燃焼させる航空機エンジンとし
て、燃焼ライナの上流端部に、燃焼ライナ近傍からの熱
伝達に基づく熱変位によりバイパス流の環状冷却流路へ
の空気導入量を変化させる熱作動シャッタが配される構
成を採用している。熱作動シャッタとして、周方向に複
数分割される技術、燃焼ライナに一体に取り付けられる
技術、バイメタルによって構成される技術、少なくとも
低温変態相と高温変態相を含む複数の温度域により作動
する形状記憶合金である技術が付加される。熱作動シャ
ッタにおける周方向の分割箇所は、オーバーラップ状
態、若干の空気流通を許容した状態等の選択がなされ
る。
A part of a bypass flow is sent as cooling air to an annular cooling flow path formed between a combustion duct and a combustion liner inside thereof, and fuel is supplied into the combustion liner. As an aircraft engine that, when injected, burns by using the air in the bypass flow and the core flow, at the upstream end of the combustion liner, to the annular cooling flow path of the bypass flow by thermal displacement due to heat transfer from the vicinity of the combustion liner. The heat-actuated shutter that changes the amount of introduced air is used. As a thermally actuated shutter, a technique of dividing into multiple parts in the circumferential direction, a technique of integrally attached to a combustion liner, a technique of bimetal, and a shape memory alloy that operates in a plurality of temperature ranges including at least a low temperature transformation phase and a high temperature transformation phase. Is added. The circumferentially divided portions of the heat-actuated shutter are selected to be in an overlapped state, a state in which some air circulation is allowed, or the like.

【0009】[0009]

【作用】航空機エンジンには、その飛行モードに応じて
バイパス流とその内側のコア流とが挿通し、バイパス流
は、その大部分が燃焼ライナの内側に送り込まれ、一部
分が熱作動シャッタを経由して環状冷却流路に送り込ま
れ、燃焼ダクト及び燃焼ライナの冷却を行なう。燃焼ラ
イナの内部の燃料噴射を必要としない飛行モード(低負
荷時)では、燃焼ライナ及びその内部からの熱伝達量が
小さくなり、熱作動シャッタが環状冷却流路を閉じるこ
とにより、内部への空気導入量を抑制して、環状冷却流
路内部における圧損の発生を低減し、航空機エンジンの
性能向上が図られる。アフタバーナの作動時やコンバイ
ンドサイクルエンジンにおけるラムジェットエンジンの
作動時(高負荷時)にあっては、燃焼ライナの内部への
燃料の噴射及び燃焼が行なわれ、この際に極めて短時間
後に温度が急速に上昇する。燃焼ライナ近傍からの燃焼
ライナを直接経由する伝導熱及び燃焼ガスからの熱伝達
等により、熱作動シャッタにおけるバイメタルや形状記
憶合金の熱作動箇所が加熱されると、熱変位が生じて熱
作動シャッタが環状冷却流路を開くことにより、環状冷
却流路の内部への空気導入量を大きくする。高負荷時を
基準として環状冷却流路に送り込む空気量を設定してお
くことにより、高負荷時における航空機エンジンの健全
性が確保される。熱作動シャッタが周方向に複数分割さ
れ、分割箇所がオーバーラップ状態であると、分割箇所
における空気遮蔽性の向上に加えて、熱変位の円滑化が
図られる。低負荷時における燃焼ライナの冷却に必要な
空気量は、環状冷却流路に若干の空気流通を許容した状
態とすることにより確保される。
The bypass flow and the core flow inside the bypass flow through the aircraft engine according to the flight mode. Most of the bypass flow is sent to the inside of the combustion liner, and a part of the bypass flow passes through the heat-actuated shutter. Then, it is sent to the annular cooling flow path to cool the combustion duct and the combustion liner. In a flight mode that does not require fuel injection inside the combustion liner (when the load is low), the heat transfer amount from the combustion liner and its inside becomes small, and the heat-actuated shutter closes the annular cooling flow path, and By suppressing the amount of air introduced, the occurrence of pressure loss inside the annular cooling passage is reduced, and the performance of the aircraft engine is improved. When the afterburner is operating or when the ramjet engine of the combined cycle engine is operating (when the load is high), fuel is injected into the combustion liner and burned, and the temperature rapidly increases after an extremely short time. Rise to. When the heat-actuated portion of the bimetal or shape memory alloy in the heat-actuated shutter is heated by the conduction heat from the vicinity of the combustion liner and the heat transfer from the combustion gas, etc., thermal displacement occurs and the heat-actuated shutter. Opens the annular cooling passage, thereby increasing the amount of air introduced into the inside of the annular cooling passage. By setting the amount of air to be sent into the annular cooling flow path based on the time of high load, the soundness of the aircraft engine under high load can be secured. When the heat-actuated shutter is divided into a plurality of pieces in the circumferential direction and the divided portions are in the overlapped state, not only the air shielding property at the divided portions is improved, but also the thermal displacement is smoothed. The amount of air required to cool the combustion liner at a low load is ensured by allowing the annular cooling passage to allow some air flow.

【0010】[0010]

【実施例】以下、図1及び図2に基づいて、本発明に係
る航空機エンジンの冷却流体制御装置の一実施例につい
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a cooling fluid control device for an aircraft engine according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0011】該一実施例の航空機エンジン1にあって
も、燃焼ダクト10とその内側に位置する燃焼ライナ1
1との間に形成される環状冷却流路15に、バイパス流
13の一部が冷却空気として送り込まれるものである
が、燃焼ライナ11の上流端部に、バイパス流13の環
状冷却流路15への空気導入量を調整するための熱作動
シャッタ21が配される。
Even in the aircraft engine 1 of the embodiment, the combustion duct 10 and the combustion liner 1 located inside thereof are provided.
1, a part of the bypass flow 13 is sent as cooling air into the annular cooling flow path 15 formed between the bypass flow 13 and the annular cooling flow path 15. A heat-actuated shutter 21 for adjusting the amount of air introduced into the device is arranged.

【0012】該熱作動シャッタ21は、図1及び図2に
示すように、周方向に複数分割された状態の複数の熱作
動フラップ22を、隣合う部分がオーバーラップ状態と
なるように、燃焼ライナ11の上流端部に、ボルト・ナ
ット,リベット等の締結具23あるいは溶接等により一
体に取り付けられる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the heat-actuated shutter 21 burns a plurality of heat-actuated flaps 22 which are circumferentially divided so that adjacent portions are overlapped. The liner 11 is integrally attached to the upstream end of the liner 11 by a fastener 23 such as a bolt / nut or a rivet or by welding.

【0013】前記熱作動フラップ22の先端(上流端
部)は、燃焼ライナ11の内部に燃料の噴出及び噴出燃
料の燃焼が行なわれない低負荷時において、燃焼ダクト
10の内面に対して若干の間隙Gを形成して、少量の空
気流通を許容した状態となるように設定される。
The tip (upstream end) of the heat-operated flap 22 is slightly discharged from the inner surface of the combustion duct 10 at a low load when the fuel is not jetted into the combustion liner 11 and the jetted fuel is not burned. The gap G is formed so that a small amount of air is allowed to flow.

【0014】また、個々の熱作動フラップ22は、燃焼
ライナ11からの直接的な伝導熱、あるいは燃焼ガス等
からの熱伝達を受けて、全体的あるいは部分的に熱変位
を生じることにより、環状冷却流路15の上流開口部
を、図1の(a)から(b)で示す状態に急速に開くも
ので、JIS C−2530に規定されているFe−N
i−Mn合金とFe−Ni合金とを接合したものや、F
e−Ni−CR合金とFe−Ni合金とを接合したもの
等の高温用バイメタルが適用される。
Further, each of the heat-operated flaps 22 receives the heat directly transferred from the combustion liner 11 or the heat transfer from the combustion gas or the like to generate a total or partial heat displacement, thereby forming an annular shape. The upstream opening of the cooling flow path 15 is rapidly opened from the state shown in FIG. 1 (a) to the state shown in FIG. 1 (b), and Fe-N specified in JIS C-2530 is used.
A joint of an i-Mn alloy and a Fe-Ni alloy, or F
A high temperature bimetal such as one obtained by joining an e-Ni-CR alloy and an Fe-Ni alloy is applied.

【0015】また、熱作動フラップ22にあっては、形
状記憶合金によって構成することも可能であり、その場
合には、少なくとも低温変態相と高温変態相を含む複数
の温度域により作動するように設定され、例えばTi−
Ni合金からなる板ばね状のものが使用され、燃焼ライ
ナ11に取り付けられて、高温記憶形状に変態した際
に、環状冷却流路15の大部分を開放し、低温記憶形状
に変態した際に、環状冷却流路15の一部分を閉塞する
ように設定される。
Further, the heat actuating flap 22 can be made of a shape memory alloy, and in that case, it is operated in a plurality of temperature regions including at least a low temperature transformation phase and a high temperature transformation phase. Is set, for example Ti-
When a leaf spring shape made of Ni alloy is used and attached to the combustion liner 11 and transformed into a high temperature memory shape, most of the annular cooling flow path 15 is opened and transformed into a low temperature memory shape. , The annular cooling flow path 15 is set to be closed.

【0016】このように構成されている冷却流体制御装
置においては、飛行モードに応じてバイパス流13とコ
ア流14とが挿通して、バイパス流13の部分に着目す
ると、その大部分が燃焼ライナ11の内側に送り込まれ
て、一部分が熱作動シャッタ21の作動状態に応じて環
状冷却流路15に送り込まれ、燃焼ダクト10及び燃焼
ライナ11の冷却を行なうものとなる。
In the cooling fluid control device configured as described above, the bypass flow 13 and the core flow 14 are inserted depending on the flight mode, and when attention is paid to the portion of the bypass flow 13, most of it is the combustion liner. It is sent inside 11 and a part is sent into the annular cooling flow passage 15 in accordance with the operating state of the thermal shutter 21 to cool the combustion duct 10 and the combustion liner 11.

【0017】飛行モードが低マッハ状態(負荷時)であ
る場合には、燃焼ライナ11が相対的に低温状態とされ
て、燃焼ライナ11及びその内部から熱作動シャッタ2
1における各熱作動フラップ22への熱伝達量が小さ
く、熱作動シャッタ21が環状冷却流路15の大部分
(または一部分)を閉じることにより、環状冷却流路1
5の内部への空気導入量を抑制して、環状冷却流路15
の内部の空気量を制限することにより、圧損の発生が低
減される。また、環状冷却流路15の内部への空気導入
量を抑制した分だけ、燃焼ライナ11の内部の空気量が
多くなることにより、航空機エンジンの性能向上が図ら
れることになる。
When the flight mode is in the low Mach state (under load), the combustion liner 11 is brought into a relatively low temperature state, and the thermal operation shutter 2 is operated from the combustion liner 11 and the inside thereof.
1 has a small amount of heat transfer to each heat-actuated flap 22 and the heat-actuated shutter 21 closes most (or a part) of the annular cooling flow passage 15 so that the annular cooling flow passage 1
5, the amount of air introduced into the interior of the annular cooling passage 15 is suppressed.
By limiting the amount of air inside the chamber, the occurrence of pressure loss is reduced. In addition, the performance of the aircraft engine is improved by increasing the amount of air inside the combustion liner 11 by the amount that the amount of air introduced into the annular cooling flow passage 15 is suppressed.

【0018】飛行モードを高マッハ状態(高荷時)に切
り替えた場合には、燃焼ライナ11の内部への燃料の噴
射及び燃焼が行なわれて、図4を参照して前述したよう
に、短時間で燃焼ライナ11の内部雰囲気の温度が急速
に上昇する。
When the flight mode is switched to the high Mach state (high load), fuel is injected into the combustion liner 11 and burned, and as described above with reference to FIG. The temperature of the internal atmosphere of the combustion liner 11 rapidly rises with time.

【0019】温度の急上昇時には、燃焼ガスからの放射
熱や燃焼ライナ11を直接経由する伝導熱等により、各
熱作動フラップ22の全体及び熱作動箇所が加熱され、
各熱作動フラップ22に図1(b)の2点鎖線から実線
で示す熱変位が生じて、環状冷却流路15を開くことに
より、環状冷却流路15の内部への空気導入量が、図1
(a)(b)の矢印で示すように大きくなる。この際に
おいて、環状冷却流路15に送り込む空気量は、高負荷
時を基準として設定され、燃焼ライナ11を適量の空気
で冷却することにより、高負荷時における航空機エンジ
ンの健全性の確保が行なわれる。
When the temperature rises rapidly, the radiant heat from the combustion gas, the conductive heat directly passing through the combustion liner 11, etc. heat the entire heat-operated flaps 22 and the heat-operated portions,
The thermal displacement indicated by the solid line from the chain double-dashed line in FIG. 1B is generated in each heat-actuated flap 22 to open the annular cooling passage 15, so that the amount of air introduced into the annular cooling passage 15 is 1
It becomes larger as shown by the arrows in (a) and (b). At this time, the amount of air sent into the annular cooling flow path 15 is set on the basis of high load, and the combustion liner 11 is cooled with an appropriate amount of air to ensure the soundness of the aircraft engine at high load. Be done.

【0020】〔他の実施態様〕本発明に係る冷却流体制
御装置にあっては、次の技術を採用することができる。 a)熱作動シャッタ21を周方向に複数分割し、分割箇
所をオーバーラップ状態としている場合に、低負荷時に
おける必要最小限の空気挿通量を得るために、熱作動フ
ラップ22にスリットや穴を形成すること。 b)上記の場合にあって、熱作動フラップ22の先端
を、燃焼ダクト10の内面に緊密に接触させること。 c)熱作動フラップ22の分割箇所に、スリットを形成
することにより、必要最小限の空気挿通量を確保するこ
と。 d)複数の熱作動フラップ22が、形状記憶合金等で形
成される場合にあって、熱変位開始温度を複数段とする
こと。 e)熱作動フラップ22の熱変位に必要な部分を燃焼ラ
イナ11に直接取り付け、熱作動フラップ22により開
閉部分を駆動する構造を採用すること。
[Other Embodiments] The cooling fluid control device according to the present invention can employ the following techniques. a) When the heat-actuated shutter 21 is divided into a plurality of pieces in the circumferential direction and the divided portions are in an overlapped state, slits or holes are formed in the heat-actuated flap 22 in order to obtain the minimum necessary air insertion amount at low load. To form. b) In the above case, the tip of the thermally actuated flap 22 should be in intimate contact with the inner surface of the combustion duct 10. c) A slit is formed at a divided portion of the heat-actuated flap 22 to ensure a necessary minimum air insertion amount. d) In the case where the plurality of thermally actuated flaps 22 are formed of a shape memory alloy or the like, the thermal displacement start temperature is set to a plurality of stages. e) Adopt a structure in which a portion of the thermally actuated flap 22 necessary for thermal displacement is directly attached to the combustion liner 11 and the thermally actuated flap 22 drives the opening / closing portion.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明に係る航空機エンジンの冷却流体
制御装置によれば、以下のような優れた効果を奏する。 (1) 燃焼ライナの上流端部に、熱伝達に基づく熱変
位によりバイパス流の環状冷却流路への空気導入量を変
化させる熱作動シャッタが配されることにより、低負荷
時における環状冷却流路への空気導入量を低減して、環
状冷却流路のエネルギ損失を抑制し、特に低負荷時の性
能向上を図ることができる。 (2) 熱変位に基づいて環状冷却流路の開度調整を行
なうことにより、航空機エンジンの負荷に合わせた空気
流の制御をして、全マッハ時のエンジン性能を向上させ
ることができる。 (3) 熱作動シャッタを周方向に複数分割した構造と
することにより個々の熱変位を容易にし、制御時の精度
を高めることができる。 (4) 熱作動シャッタを燃焼ライナに一体に取り付け
ることにより、温度変動時の熱変位を速やかに行なっ
て、必要量の空気導入を確保することができる。 (5)バイメタルや形状記憶合金の適用により実施を容
易にし、航空機エンジン用アフタバーナやラム燃焼器に
おける適用性を高めることができる。
According to the cooling fluid control device for an aircraft engine of the present invention, the following excellent effects are exhibited. (1) At the upstream end of the combustion liner, a heat-actuated shutter that changes the amount of air introduced into the annular cooling passage of the bypass flow by heat displacement due to heat transfer is arranged, so that the annular cooling flow at low load is provided. The amount of air introduced into the passage can be reduced, energy loss in the annular cooling passage can be suppressed, and performance can be improved especially when the load is low. (2) By adjusting the opening degree of the annular cooling flow path based on the thermal displacement, the air flow can be controlled according to the load of the aircraft engine, and the engine performance at all Mach can be improved. (3) The thermal actuating shutter has a structure in which the thermal actuating shutter is divided into a plurality of parts in the circumferential direction, whereby each thermal displacement can be facilitated and the accuracy at the time of control can be improved. (4) By mounting the heat-actuated shutter integrally with the combustion liner, it is possible to quickly perform thermal displacement when the temperature changes, and to secure the required amount of air introduction. (5) The application of bimetals and shape memory alloys can facilitate the implementation and enhance applicability in afterburners for aircraft engines and ram combustors.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る航空機エンジンの冷却流体制御装
置の一実施例を示す要部の正断面図である。
FIG. 1 is a front sectional view of essential parts showing an embodiment of an aircraft engine cooling fluid control device according to the present invention.

【図2】本発明に係る航空機エンジンの冷却流体制御装
置の一実施例を示す一部の記載を省略した側面図であ
る。
FIG. 2 is a side view, omitting a part of the description, showing one embodiment of the cooling fluid control device for an aircraft engine according to the present invention.

【図3】アフタバーナを有する航空機エンジン(ガスタ
ービンエンジン)の構造例を示す正断面図である。
FIG. 3 is a front cross-sectional view showing a structural example of an aircraft engine (gas turbine engine) having an afterburner.

【図4】図3におけるアフタバーナ作動時の温度上昇の
モデル図である。
FIG. 4 is a model diagram of a temperature rise when the afterburner in FIG. 3 operates.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 航空機エンジン 2 ファン 3 圧縮機 4 燃焼器 5 タービン 6 アフタバーナ 7 保炎器 8 燃料ノズル 9 点火栓 10 燃焼ダクト 11 燃焼ライナ 12 排気ノズル 13 バイパス流(ファン流) 14 コア流 15 環状冷却流路 21 熱作動シャッタ 22 熱作動フラップ 23 締結具 G 間隙 1 Aircraft Engine 2 Fan 3 Compressor 4 Combustor 5 Turbine 6 Afterburner 7 Flame Retainer 8 Fuel Nozzle 9 Spark Plug 10 Combustion Duct 11 Combustion Liner 12 Exhaust Nozzle 13 Bypass Flow (Fan Flow) 14 Core Flow 15 Annular Cooling Flow Path 21 Thermal shutter 22 Thermal flap 23 Fastener G Gap

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼ダクト(10)とその内側の燃焼ラ
イナ(11)との間に形成される環状冷却流路(15)
に、バイパス流(13)の一部が冷却空気として送り込
まれるとともに、燃焼ライナの内部に燃料を噴射した際
に、バイパス流及びコア流の空気を利用して燃焼させる
航空機エンジン(1)であって、燃焼ライナの上流端部
に、燃焼ライナ近傍からの熱伝達に基づく熱変位により
バイパス流の環状冷却流路への空気導入量を変化させる
熱作動シャッタ(21)が配されることを特徴とする航
空機エンジンの冷却流体制御装置。
1. An annular cooling flow path (15) formed between a combustion duct (10) and a combustion liner (11) inside thereof.
In the aircraft engine (1), a part of the bypass flow (13) is sent as cooling air, and when the fuel is injected into the combustion liner, the bypass flow and the core flow air are used for combustion. A heat-actuated shutter (21) is arranged at the upstream end of the combustion liner to change the amount of air introduced into the annular cooling passage of the bypass flow by thermal displacement based on heat transfer from the vicinity of the combustion liner. Aircraft engine cooling fluid control device.
【請求項2】 熱作動シャッタ(21)が、周方向に複
数分割されることを特徴とする請求項1記載の航空機エ
ンジンの冷却流体制御装置。
2. The cooling fluid control device for an aircraft engine according to claim 1, wherein the heat-actuated shutter (21) is divided into a plurality of pieces in the circumferential direction.
【請求項3】 熱作動シャッタ(21)が、燃焼ライナ
(11)に一体に取り付けられることを特徴とする請求
項1または2記載の航空機エンジンの冷却流体制御装
置。
3. A cooling fluid control system for an aircraft engine according to claim 1, wherein the heat-actuated shutter (21) is integrally attached to the combustion liner (11).
【請求項4】 熱作動シャッタ(21)が、バイメタル
によって構成されることを特徴とする請求項2または3
記載の航空機エンジンの冷却流体制御装置。
4. The heat-actuated shutter (21) is composed of bimetal.
A cooling fluid control device for an aircraft engine as described.
【請求項5】 熱作動シャッタ(21)が、少なくとも
低温変態相と高温変態相を含む複数の温度域により作動
する形状記憶合金であることを特徴とする請求項2また
は3記載の航空機エンジンの冷却流体制御装置。
5. The aircraft engine according to claim 2, wherein the heat-actuated shutter (21) is a shape memory alloy that operates in a plurality of temperature ranges including at least a low temperature transformation phase and a high temperature transformation phase. Cooling fluid control device.
JP27955994A 1994-11-14 1994-11-14 Aircraft engine cooling fluid control system Withdrawn JPH08144852A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015126551A1 (en) * 2014-02-19 2015-08-27 United Technologies Corporation Gas turbine engine having minimum cooling airflow

Cited By (3)

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WO2015126551A1 (en) * 2014-02-19 2015-08-27 United Technologies Corporation Gas turbine engine having minimum cooling airflow
US10443428B2 (en) 2014-02-19 2019-10-15 United Technologies Corporation Gas turbine engine having minimum cooling airflow
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