タービンエンジン用燃焼器組立体及びその組み立て方法
【課題】燃焼器ライナの後端を効果的に冷却する燃焼器組立体を提供する。
【解決手段】タービンエンジン用の燃焼器組立体を提供する。燃焼器組立体は、燃焼室を内部に形成する燃焼器ライナ２５４を含み、燃焼器ライナ２５４は前端及び後端２５９を含み、後端は、該後端を貫通する少なくとも１つのチャネルを有し、該少なくとも１つのチャネルは、後端を通って延在する中心線４１０に対して斜めに位置合わせされており、複数の燃料ノズルは前端を通って延在し、環状スリーブ３０６はキャビティ４０２がスリーブと後端との間に形成されるように該後端を実質的に囲み、スリーブは、該スリーブを貫通して半径方向に延在する少なくとも１つの開口３０８を有し、該少なくとも１つの開口は、流体が前記燃焼室に送られる前に、該開口を通って送られ流体が後端の表面に衝突するように向きが定められている。
【解決手段】タービンエンジン用の燃焼器組立体を提供する。燃焼器組立体は、燃焼室を内部に形成する燃焼器ライナ２５４を含み、燃焼器ライナ２５４は前端及び後端２５９を含み、後端は、該後端を貫通する少なくとも１つのチャネルを有し、該少なくとも１つのチャネルは、後端を通って延在する中心線４１０に対して斜めに位置合わせされており、複数の燃料ノズルは前端を通って延在し、環状スリーブ３０６はキャビティ４０２がスリーブと後端との間に形成されるように該後端を実質的に囲み、スリーブは、該スリーブを貫通して半径方向に延在する少なくとも１つの開口３０８を有し、該少なくとも１つの開口は、流体が前記燃焼室に送られる前に、該開口を通って送られ流体が後端の表面に衝突するように向きが定められている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体的にはタービンエンジンに関し、詳細にはタービンエンジン用燃焼器組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジン等の少なくともいくつかの公知のタービンエンジンは、エンジン内で使用される燃焼システムを冷却するために冷却用空気を利用している。多くの場合、冷却用空気は、燃焼システムより上流で流体連通して結合する圧縮機から供給される。より詳細には、少なくともいくつかの公知のタービンエンジンにおいて、冷却用空気は、圧縮機から燃焼器組立体のトランジションピースの少なくとも一部を囲むように延在するプラナムへ吐出される。プラナムに流入する冷却用空気の一部は、冷却用空気がインピンジメントスリーブとトランジションピースとの間に形成されるチャネル内に送られる前に、トランジションピースを囲むインピンジメントスリーブに供給される。冷却用チャネルへ流入する冷却用空気は、その後、燃焼器ライナとフロースリーブとの間に形成される下流の第２のチャネルへ吐出される。
【０００３】
プラナムに流入する残りの全ての冷却用空気は、下流の第２のチャネルに吐出される前に、フロースリーブ内に形成される入口を通って送られる。第２のチャネルを流れる冷却用空気は燃焼器ライナの外部を冷却する。ライナはタービンエンジンの他の構成部品に比べて１つの高い温度範囲内で作動するので、冷却用空気を燃焼器ライナへ供給することはタービンエンジンの運転中に必要である。詳細には、熱応力を防ぐために、燃焼器ライナ全体を冷却することが重要である。しかしながら、後端は一般的に燃焼器ライナ及びトランジションピースの接合部の半径方向内側にあるので、燃焼器ライナの後端へ冷却用空気を供給することが難しい場合がある。燃焼器ライナ後端を有効に冷却できないと熱亀裂、熱応力、及び／又は燃焼器ライナの損傷につながり、燃焼器ライナの耐用年数が短くなる場合、及び／又はタービンエンジンの保守及び運転コストが高くなる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７６３１５０２号明細書
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態では、タービンエンジン用の燃焼器組立体を組み立てる方法である。本方法は、その中に燃焼室を形成する燃焼器を準備する段階である。燃焼器ライナは前端及び後端を含み、後端は、該後縁を貫通して延在する少なくとも１つのチャネルを含む。チャネルは、後端を通って延在する中心線に対して斜めに位置合わせされる。複数の燃料ノズルは、燃料ノズルが前端を通って延在するように前端に結合される。少なくとも１つの開口を含む環状スリーブは後端に結合され、該開口は環状スリーブを貫通して延在し、スリーブは後端を実質的に囲み、キャビティがその間に形成されると共に、少なくとも１つの開口を通って送られる流体が、流体が燃焼室内に送られる前に、後端の表面に対して衝突する。
【０００６】
別の実施形態では、タービンエンジン用の燃焼器組立体が提供される。燃焼器組立体はその中に燃焼室を形成する燃焼器ライナを含む。燃焼器ライナは前端及び後端を含み、後端は、該後縁を貫通して延在する少なくとも１つのチャネルを含む。チャネルは、後端を通って延在する中心線に対して斜めに位置合わせされる。更に、燃焼器組立体は前端を通って延在する複数の燃料ノズルを含む。また、燃焼器組立体は後端を実質的に囲む環状スリーブを含み、キャビティがスリーブと後端との間に形成され、スリーブは後縁を半径方向に貫通して延在する少なくとも１つの開口を含む。開口は、流体が燃焼室内に送られる前に、スリーブを貫通して流れる流体が後端の表面に対して衝突するように向きが定められている。
【０００７】
別の実施形態ではタービンエンジンが提供される。タービンエンジンは、圧縮機と、該圧縮機に流体連通して結合される燃焼器を含む。燃焼器は少なくとも１つの燃焼器組立体を含む。燃焼器組立体は、燃焼室を形成する燃焼器ライナを含む。燃焼器ライナは、前端及び後端を含み、後端は、該後縁を貫通して延在する少なくとも１つのチャネルを含む。チャネルは、後端を通って延在する中心線に対して斜めに位置合わせされる。更に、燃焼器組立体は前端を通って延在する複数の燃料ノズルを含む。また、燃焼器組立体は後端を実質的に囲む環状スリーブを含み、キャビティがスリーブと後端との間に形成され、スリーブは後縁を半径方向に貫通して延在する少なくとも１つの開口を含む。開口は、流体が燃焼室内に送られる前に、スリーブを貫通して流れる流体が後端の表面に対して衝突するように向きが定められている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的なタービンエンジンの概略断面図。
【図２】図１のタービンエンジンで使用できる例示的な燃焼器組立体の一部の拡大断面図。
【図３】図２の領域３に沿った燃焼器組立体の一部の拡大部分分解斜視図。
【図４】図３のライン４−４に沿った燃焼器組立体の一部の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で説明する例示的な方法及びシステムは、燃焼器ライナ、詳細には燃焼器ライナの後端を効果的に冷却する燃焼器組立体を提供することで、公知の燃焼器組立体の少なくともいくつかの欠点を解決するものである。詳細には、本明細書で説明する実施形態は、ライナ後端を貫通して延在する少なくとも１つのチャネルを含む燃焼器ライナを提供し、チャネルは後端を通って延在する中心線に対して斜めに位置合わせさている。更に、少なくとも１つの開口を含む環状スリーブは、該スリーブと後端との間にキャビティが形成されるよう実質的に燃焼器ライナの後端を囲む。スリーブ開口は、開口を通って送られる空気等の流体が、燃焼室へ送られる前に後端へ衝突できるように向きが定められている。流体が後端に衝突すると流体は後端面からそらされてキャビティ内で分散されて、実質的に燃焼器ライナの後端内の温度を下げる。
【００１０】
図１はタービンエンジン１００の概略断面図である。例示的な実施形態では、タービンエンジン１００はガスタービンエンジンである。例示的な実施形態はガスタービンエンジンを示すが、本発明は特定のエンジンに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明は別のタービンエンジンに関連して利用できることを理解できるはずである。
【００１１】
例示的な実施形態では、タービンエンジン１００は、吸気セクション１１２、吸気セクション１１２下流の圧縮機セクション１１４、圧縮機セクション１１４下流の燃焼器セクション１１６、燃焼器セクション１１６下流のタービンセクション１１８、及びタービンセクション１１８下流の排気セクション１２０を含む。タービンセクション１１８はシャフト１２８を含む回転組立体１２２により圧縮機セクション１１４に結合されている。燃焼器セクション１１６は、流体連通して圧縮機セクション１１４に結合する少なくとも１つの燃焼器組立体１３０を含む。燃料ノズル組立体１３６は燃焼器組立体１３０に結合される。タービンセクション１１８は、圧縮機セクション１１４、及び限定されるものではないが発電機及び／又は機械的駆動装置等の負荷（図示せず）に回転可能に結合される。
【００１２】
運転時、空気は圧縮機セクション１１４を通って流れ、圧縮空気が燃焼器セクション１１６内に吐出される。燃焼器組立体１３０は、天然ガス及び／又は燃料オイル等の燃料を空気流に噴射し、燃料−空気の混合気に点火し燃焼を経て膨張させて、高温燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは、燃焼器組立体１３０からタービンセクション１１８へ吐出され、ガス内の熱エネルギが機械的回転エネルギに転換される。燃焼ガスはタービンセクション１１８及び回転組立体１２２に回転エネルギを与え、結果的に圧縮機セクション１１４に回転動力を供給する。
【００１３】
図２は例示的な燃焼器組立体１３０の一部の拡大断面図である。例示的な実施形態では、燃焼器組立体１３０は、流体連通してタービンセクション１１８及び圧縮機セクション１１４に結合されている。更に、例示的な実施形態では、圧縮機セクション１１４は、流体連通して吐出プラナム２３４に結合されるディフューザ２３２を含む。プラナム２３４は、圧縮機セクション１１４の下流から燃焼器組立体１３０へ空気を案内する。
【００１４】
例示的な実施形態では、燃焼器組立体１３０は、少なくとも部分的に複数の燃料ノズル２３８を支持する略円形のドームプレート２３６を含む。ドームプレート２３６は、前方セクション２４４と後方セクション２４６との間を延在する外面２４２を有する略円筒形の燃焼器フロースリーブ２４０に結合される。燃焼器ケーシング２４８は外面２４２に結合され、フロースリーブ２４０は少なくとも部分的にケーシング内面２５２で形成されるチャンバ２５０内に配置される。詳細には、例示的な実施形態では、燃焼器ケーシング２４８は、前方セクション２４４と後方セクション２４６との間でフロースリーブ２４０に結合される。更に、前方セクション２４４はドームプレート２３６に結合されており、プラナム２３４と流体連通するチャンバ２５０は、圧縮機セクション１１４からの空気流がフロースリーブ２４０へ流れるように向きを定める。フロースリーブ２４０内に配置される略円筒形の燃焼器ライナ２５４は、該フロースリーブ２４０に結合されて支持される。詳細には、例示的な実施形態では、フロースリーブ２４０は、燃焼器ライナ２５４から半径方向外側に結合され、フロースリーブ２４０と燃焼器ライナ２５４との間に環状の冷却用通路２５６が形成される。フロースリーブ２４０及び燃焼器ケーシング２４８は、実質的に燃焼器ライナ２５４及び関連の燃焼プロセス部を周囲のタービン構成部品から切り離す。
【００１５】
例示的な実施形態では、燃焼器ライナ２５４は、環状の燃焼室２６０を形成する略円筒形状の内面２５８を含む。燃焼器ライナ２５４は前端２５７及び後端２５９を有する。例示的な実施形態では、ライナ前端２５７は、燃料ノズル２３８が前端２５７を通って延在して燃料を燃焼室２６０へ送るよう燃料ノズル２３８に結合される。環状の冷却用通路２５６は、冷却用流体を燃焼器ライナ２５４の外面２６４をわたって燃料ノズル２３８へ送る。例示的な実施形態では、フロースリーブ２４０は、冷却用通路２５６への流路を形成する入口開口２６６を有する。
【００１６】
トランジションピース２６８は燃焼器ライナ２５４に結合され、燃焼器ライナ２５４からの燃焼ガスをタービンセクション１１８へ送るために使用される。例示的な実施形態では、トランジションピース２６８は、燃焼室２６０下流からの燃焼ガスをタービンノズル２７４へ送る案内キャビティ２７２を形成する内面２７０を含む。燃焼流路２７６は燃焼器ライナの内面２５８の内側に形成される。燃焼室２６０内で発生した燃焼ガスは、経路２７６を経由してトランジションピース２６８に送られる。トランジションピース２６８の上流端２７８はライナ後端２５９に結合される。一実施形態では、燃焼器ライナ２５４は、少なくとも部分的に上流端２７８に挿入されるので、燃焼室２６０を案内キャビティ２７２と流体連通して配置でき、燃焼室２６０及び案内キャビティ２７２は実質的にプラナム２３４から切り離される。
【００１７】
インピンジメントスリーブ２８２はトランジションピース２６８から半径方向外向きに離間している。詳細には、インピンジメントスリーブ２８２の下流端２８４はトランジションピース２６８に結合され、インピンジメントスリーブ２８２がトランジションピース２６８から半径方向外向きに離間して配置されると共にトランジションピースの冷却用通路２８６がインピンジメントスリーブ２８２とトランジションピース２６８との間に形成される。複数の開口２８８はインピンジメントスリーブ２８２を貫通して延在し、圧縮機の吐出プラナム２３４から送られる空気の一部が冷却用通路２８６へ送られる。例示的な実施形態では、インピンジメントスリーブ２８２の上流端２９０は、フロースリーブ２４０に対して実質的に同軸に位置合わせされており、冷却用流体を冷却用通路２８６から冷却用通路２５６に送ることができる。
【００１８】
運転時、圧縮機セクション１１４はシャフト１２８（図１に示す）を用いてタービンセクション１１８により駆動される。圧縮機セクション１１４が回転すると圧縮空気２９２はディフューザ２３２内に吐出する。例示的な実施形態では、圧縮機セクション１１４からディフューザ２３２へ吐出される圧縮空気２９２の大部分は、圧縮機の吐出プラナム２３４を通って燃焼器組立体１３０へ送られる。圧縮機セクション１１４から吐出する圧縮空気２９２の一部はタービンエンジン１００の構成部品の冷却に利用するために下流へ送られる。詳細には、プラナム２３４内の加圧された圧縮空気２９２の第１の流れ２９４は、インピンジメントスリーブの開口２８８を通って冷却用通路２８６内に送られる。その後、この空気２９４は冷却用通路２５６に吐出される前に冷却用通路２８６を通って流れる。更に、加圧された圧縮空気２９２の第２の流れ２９６は、インピンジメントスリーブ２８２の周りに送られて、開口２６６を通って冷却用通路２５６へ吐出される。空気２９６は入口開口２６６へ流入し、トランジションピースの冷却用通路２８６からの空気２９４は、冷却用通路２５６から燃料ノズル２３８へ吐出される前に冷却用通路２５６内で混合される。空気２９２は燃料ノズル２３８から噴射された燃料と混合され、燃焼室２６０内で点火されて燃焼ガス２９８を発生する。燃焼ガス２９８は、チャンバ２６０からトランジションピースの案内キャビティ２７２を通ってタービンノズル２７４へ送られる。
【００１９】
図３は、領域３（図２に示す）の燃焼器組立体１３０の一部の拡大部分分解斜視図である。燃焼器ライナ２５４は前端２５７及び後端２５９を含む。ライナ後端２５９は、後端２５９を通って延在する少なくとも１つのチャネル３０４を含む。例示的な実施形態では、後端２５９は、２列３０７のチャネル３０４が実質的に後端２５９の周囲に延在するよう配向された複数のチャネル３０４を含む。もしくは、後端２５９は、燃焼器組立体１３０が本明細書に記載のように機能する、任意数のチャネル３０４及びチャネル３０４の任意数の列３０７を含むことができる。更に、各チャネル３０４は、燃焼器組立体１３０が本明細書に記載のように機能する任意の方法でもって、後端２５９の周りで離間すること及び／又は向きを定めることができる。
【００２０】
更に、例示的な実施形態では、燃焼器組立体１３０は後端２５９に結合される環状の後端スリーブ３０６を含み、後端スリーブ３０６はライナ後端２５９を実質的に囲む。詳細には、後端スリーブ３０６は、キャビティ（図３には示されていない）が後端スリーブ３０６と後端２５９との間に形成されるようにライナ後端２５９を実質的に囲む。
【００２１】
例示的な実施形態では、後端スリーブ３０６は、後端スリーブ３０６を貫通して略半径方向に延在する少なくとも１つの開口３０８を含む。例示的な実施形態では、後端スリーブ３０６は複数の開口３０８を含み、開口３０８の３列３１０が後端スリーブ３０６の略円周方向で離間するように向きを定められている。もしくは、後端スリーブ３０６は、燃焼器組立体１３０が本明細書に記載のように機能する、任意数の開口３０８及び開口３０８の任意数の列３１０を含むことができる。更に、各開口３０８は、燃焼器組立体１３０が本明細書に記載のように機能する任意の方法でもって、後端スリーブ３０６の周りで離間すること及び／又は向きを定めることができる。
【００２２】
図４は、ライン４−４（図３に示す）に沿った燃焼器組立体１３０の一部の拡大断面図である。後端２５９は外面３８０及び内面３８２を含む。後端スリーブ３０６は、後端スリーブ３０６と後端外面３８０との間にキャビティ４０２が形成されるようにライナ後端２５９を実質的に囲む。
【００２３】
例示的な実施形態おいて、各チャネル３０４は外面３８０から後端内面３８２に延在する。更に、例示的な実施形態では、各開口３０８は各チャネル３０４に対して実質的に斜めに向きを定められている。詳細には、各開口３０８は、流体が開口３０８を通って送られる流体が燃焼室２６０内に送られる前に、後端外面３８０に対して衝突するよう各チャネル３０４に対して向きが定められている。この衝突は、流体が偏向されてキャビティ４０２で該流体が燃焼室２６０内に送られる前に第１の方向４０３及び別の第２の方向４０５に実質的に分散するのを助長する。
【００２４】
更に、例示的な実施形態では、中心線４１０は後端２５９を通って軸方向に延在する。中心線４１０は、後端２５９を二つに分けて後端２５９の上流部４１２及び後端２５９の下流部４１４を定める。詳細には、例示的な実施形態では、後端の上流部４１２は後端の外面３８０から中心線４１０に延在し、後端下流部４１４は中心線４１０から後端内面３８２に延在する。更に、例示的な実施形態では、後端上流部４１２は、実質的に中心線４１０に関して後端下流部４１４と対称である。更に、各チャネル３０４は、後端上流部４１２から後端下流部４１４へ延在する。更に、各チャネル３０４は上流部４２０及び下流部４２２を備え、チャネル上流部４２０が後端外面３８０から中心線４１０へ延在し、チャネル下流部４２２が中心線４１０から後端内面３８２へ延在するよう向きが定められている。
【００２５】
例示的な実施形態では、各チャネル３０４は、斜めの流路４１６が形成されるように中心線４１０に対して斜めに位置合わせされている。詳細には、チャネル上流部４２０は中心線４１０に対して角度α１で向きが定められ、チャネル下流部４２２は中心線４１０に対して角度α２で向きが定められている。もしくは、各チャネル３０４は円周角をもつことができる。例えば、チャネル上流部４２０及びチャネル下流部４２２は、円周方向の角度を定めることができる。
更に。例示的な実施形態では、角度α１及びα２は一致する。詳細には、例示的な実施形態では、角度α１及びα２は各々約４５度である。もしくは、角度α１及びα２は、燃焼器組立体１３０が本明細書に記載のように機能する任意の等しい角度とすることができる。
【００２６】
運転時、圧縮機セクション１１４（図１及び２には示されていない）はシャフト１２８（図１に示す）を用いてタービンセクション１１８（図１及び２には示されていない）により駆動される。圧縮機セクション１１４が回転すると、圧縮空気２９２（図２に示す）はディフューザ２３２（図２に示す）内に吐出される。例示的な実施形態では、圧縮機セクション１１４からディフューザ２３２へ吐出される大部分の圧縮空気２９２は、圧縮機の吐出プラナム２３４（図２に示す）を通って燃焼器組立体１３０へ送られる。空気２９２が燃焼器組立体１３０へ送られると、空気２９２の一部はプラナム２３４を経由してライナ後端２５９へ送られる。
【００２７】
例示的な実施形態では、空気２９２がライナ後端２５９へ送られる場合、空気２９２の一部はスリーブ開口３０８を通ってキャビティ４０２へ半径方向に流れる。空気２９２はその後、ライナ後端２５９の外面３８０に衝突して偏向されて、キャビティ４０２内で、それぞれ第１の方向４０３及び第２の方向４０５の略軸方向に分散する。空気２９２はその後、各チャネル３０４を通って燃焼室２６０内に送られるが、空気２９２は燃焼器ライナ２５４内の温度を十分低下するよう助長する。詳細には、空気２９２は後端２５９内の作動温度を十分低下するようよう助長する。更に、一般的に後端２５９に結合される環状シール（図示せず）は後端２５９に必要なくなり、燃焼器ライナ２５４の別の部位に結合させることができる。このシールが無いので後端２５９内に多くの空気２９２を流すことができる。
【００２８】
前述の燃焼器組立体は、燃焼器ライナを十分に冷却するために、特に燃焼器組立体内に収容された燃焼器ライナの後端を十分に冷却するためにタービンエンジンに使用できる。詳細には、本明細書に記載の実施形態は、ライナの後端を貫通して延在する少なくとも１つのチャネルを含む燃焼器ライナを提供する。公知の燃焼器組立体とは対照的に、本明細書に記載のチャネルは、後端を通って延在する中心線に対して斜めに位置合わせされている。更に、少なくとも１つの開口を含む環状スリーブは、スリーブと後端との間にキャビティが形成されるように燃焼器ライナの後端を実質的に囲む。公知の燃焼器組立体とは対照的に、本明細書に記載のスリーブ開口は、空気等の流体が開口を通って送られて、流体が燃焼室内に送られる前に後端に衝突できるように向きが定められている。流体が後端に衝突すると、流体は後端の表面から偏向されてキャビティ全体に分散され、燃焼器ライナの後端内の温度を十分低下させるように助長する。従って、燃焼器組立体は、公知の燃焼器組立体に比べて燃焼器ライナの後端を効果的に冷却することができる。更に、燃焼器ライナの後端を効果的に冷却することで、熱亀裂、熱応力、及び／又は燃焼器ライナの損傷を実質的に低減及び／又は阻止することができる。
【００２９】
本明細書では燃焼器組立体及びその組み立て方法の例示的な実施形態が説明されている。燃焼器組立体及びその組み立て方法は、本明細書に説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ燃焼器組立体の構成要素及び／又は燃焼器組立体の組み立てステップは、本明細書で説明した別の構成要素及び／又はステップとは独立して又は離れて利用できる。例えば、燃焼器組立体は別の機構及び方法と組合せて使用することもでき、更に本明細書に記載のタービンエンジンだけでの使用に限定されない。むしろ例示的な実施形態は、多くの別のシステムと関連して実施及び利用できる。
【００３０】
本発明の種々の実施形態の特定の特徴は一部の図面で示され、他の図面では示されない場合があるが、これは便宜上のことに過ぎない。本発明の原理によれば、図面の何れかの特徴は、他の何れかの図面のあらゆる特徴と組合せて言及し及び／又は特許請求することができる。
【００３１】
本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、本発明を当業者が実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲の文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と実質的な差のない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００３２】
３ 領域
４ ライン
１００ タービンエンジン
１１２ 吸気セクション
１１４ 圧縮機セクション
１１６ 燃焼セクション
１１８ タービンセクション
１２０ 排気セクション
１２２ 回転組立体
１２８ シャフト
１３０ 燃焼器組立体
１３６ 燃料ノズル組立体
２３２ ディフューザ
２３４ 圧縮機吐出プラナム
２３６ ドームプレート
２３８ 燃料ノズル
２４０ 燃焼器フロースリーブ
２４２ 外面
２４４ 前方セクション
２４６ 後方セクション
２４８ 燃焼器ケーシング
２５０ 燃焼室
２５２ ケーシング内面
２５４ 燃焼器ライナ
２５６ 冷却用通路
２５７ 燃焼器ライナ前端
２５８ 燃焼器ライナ内面
２５９ ライナ後端
２６０ 燃焼室
２６４ 外面
２６６ 入口開口
２６８ トランジションピース
２７０ 内面
２７２ 案内キャビティ
２７４ タービンノズル
２７６ 燃焼流路
２７８ 上流端
２８２ インピンジメントスリーブ
２８４ 下流端
２８６ 冷却用通路
２８８ インピンジメントスリーブ開口
２８８ 開口
２９０ 上流端
２９２ 加圧圧縮空気
２９４ 第１の流れ
２９６ 第２の流れ
２９８ 燃焼ガス
３０４ チャネル
３０６ 後端スリーブ
３０７ 列
３０８ 開口
３１０ 列
３８０ 後端外面
３８２ 後端内面
４０２ キャビティ
４０３ 第１の方向
４０５ 第２の方向
４１０ 中心線
４１２ 後端上流部
４１４ 後端下流部
４１６ 斜め流路
４２０ チャネル上流部
４２２ チャネル下流部
【技術分野】
【０００１】
本発明は全体的にはタービンエンジンに関し、詳細にはタービンエンジン用燃焼器組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジン等の少なくともいくつかの公知のタービンエンジンは、エンジン内で使用される燃焼システムを冷却するために冷却用空気を利用している。多くの場合、冷却用空気は、燃焼システムより上流で流体連通して結合する圧縮機から供給される。より詳細には、少なくともいくつかの公知のタービンエンジンにおいて、冷却用空気は、圧縮機から燃焼器組立体のトランジションピースの少なくとも一部を囲むように延在するプラナムへ吐出される。プラナムに流入する冷却用空気の一部は、冷却用空気がインピンジメントスリーブとトランジションピースとの間に形成されるチャネル内に送られる前に、トランジションピースを囲むインピンジメントスリーブに供給される。冷却用チャネルへ流入する冷却用空気は、その後、燃焼器ライナとフロースリーブとの間に形成される下流の第２のチャネルへ吐出される。
【０００３】
プラナムに流入する残りの全ての冷却用空気は、下流の第２のチャネルに吐出される前に、フロースリーブ内に形成される入口を通って送られる。第２のチャネルを流れる冷却用空気は燃焼器ライナの外部を冷却する。ライナはタービンエンジンの他の構成部品に比べて１つの高い温度範囲内で作動するので、冷却用空気を燃焼器ライナへ供給することはタービンエンジンの運転中に必要である。詳細には、熱応力を防ぐために、燃焼器ライナ全体を冷却することが重要である。しかしながら、後端は一般的に燃焼器ライナ及びトランジションピースの接合部の半径方向内側にあるので、燃焼器ライナの後端へ冷却用空気を供給することが難しい場合がある。燃焼器ライナ後端を有効に冷却できないと熱亀裂、熱応力、及び／又は燃焼器ライナの損傷につながり、燃焼器ライナの耐用年数が短くなる場合、及び／又はタービンエンジンの保守及び運転コストが高くなる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７６３１５０２号明細書
【発明の概要】
【０００５】
一実施形態では、タービンエンジン用の燃焼器組立体を組み立てる方法である。本方法は、その中に燃焼室を形成する燃焼器を準備する段階である。燃焼器ライナは前端及び後端を含み、後端は、該後縁を貫通して延在する少なくとも１つのチャネルを含む。チャネルは、後端を通って延在する中心線に対して斜めに位置合わせされる。複数の燃料ノズルは、燃料ノズルが前端を通って延在するように前端に結合される。少なくとも１つの開口を含む環状スリーブは後端に結合され、該開口は環状スリーブを貫通して延在し、スリーブは後端を実質的に囲み、キャビティがその間に形成されると共に、少なくとも１つの開口を通って送られる流体が、流体が燃焼室内に送られる前に、後端の表面に対して衝突する。
【０００６】
別の実施形態では、タービンエンジン用の燃焼器組立体が提供される。燃焼器組立体はその中に燃焼室を形成する燃焼器ライナを含む。燃焼器ライナは前端及び後端を含み、後端は、該後縁を貫通して延在する少なくとも１つのチャネルを含む。チャネルは、後端を通って延在する中心線に対して斜めに位置合わせされる。更に、燃焼器組立体は前端を通って延在する複数の燃料ノズルを含む。また、燃焼器組立体は後端を実質的に囲む環状スリーブを含み、キャビティがスリーブと後端との間に形成され、スリーブは後縁を半径方向に貫通して延在する少なくとも１つの開口を含む。開口は、流体が燃焼室内に送られる前に、スリーブを貫通して流れる流体が後端の表面に対して衝突するように向きが定められている。
【０００７】
別の実施形態ではタービンエンジンが提供される。タービンエンジンは、圧縮機と、該圧縮機に流体連通して結合される燃焼器を含む。燃焼器は少なくとも１つの燃焼器組立体を含む。燃焼器組立体は、燃焼室を形成する燃焼器ライナを含む。燃焼器ライナは、前端及び後端を含み、後端は、該後縁を貫通して延在する少なくとも１つのチャネルを含む。チャネルは、後端を通って延在する中心線に対して斜めに位置合わせされる。更に、燃焼器組立体は前端を通って延在する複数の燃料ノズルを含む。また、燃焼器組立体は後端を実質的に囲む環状スリーブを含み、キャビティがスリーブと後端との間に形成され、スリーブは後縁を半径方向に貫通して延在する少なくとも１つの開口を含む。開口は、流体が燃焼室内に送られる前に、スリーブを貫通して流れる流体が後端の表面に対して衝突するように向きが定められている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的なタービンエンジンの概略断面図。
【図２】図１のタービンエンジンで使用できる例示的な燃焼器組立体の一部の拡大断面図。
【図３】図２の領域３に沿った燃焼器組立体の一部の拡大部分分解斜視図。
【図４】図３のライン４−４に沿った燃焼器組立体の一部の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書で説明する例示的な方法及びシステムは、燃焼器ライナ、詳細には燃焼器ライナの後端を効果的に冷却する燃焼器組立体を提供することで、公知の燃焼器組立体の少なくともいくつかの欠点を解決するものである。詳細には、本明細書で説明する実施形態は、ライナ後端を貫通して延在する少なくとも１つのチャネルを含む燃焼器ライナを提供し、チャネルは後端を通って延在する中心線に対して斜めに位置合わせさている。更に、少なくとも１つの開口を含む環状スリーブは、該スリーブと後端との間にキャビティが形成されるよう実質的に燃焼器ライナの後端を囲む。スリーブ開口は、開口を通って送られる空気等の流体が、燃焼室へ送られる前に後端へ衝突できるように向きが定められている。流体が後端に衝突すると流体は後端面からそらされてキャビティ内で分散されて、実質的に燃焼器ライナの後端内の温度を下げる。
【００１０】
図１はタービンエンジン１００の概略断面図である。例示的な実施形態では、タービンエンジン１００はガスタービンエンジンである。例示的な実施形態はガスタービンエンジンを示すが、本発明は特定のエンジンに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明は別のタービンエンジンに関連して利用できることを理解できるはずである。
【００１１】
例示的な実施形態では、タービンエンジン１００は、吸気セクション１１２、吸気セクション１１２下流の圧縮機セクション１１４、圧縮機セクション１１４下流の燃焼器セクション１１６、燃焼器セクション１１６下流のタービンセクション１１８、及びタービンセクション１１８下流の排気セクション１２０を含む。タービンセクション１１８はシャフト１２８を含む回転組立体１２２により圧縮機セクション１１４に結合されている。燃焼器セクション１１６は、流体連通して圧縮機セクション１１４に結合する少なくとも１つの燃焼器組立体１３０を含む。燃料ノズル組立体１３６は燃焼器組立体１３０に結合される。タービンセクション１１８は、圧縮機セクション１１４、及び限定されるものではないが発電機及び／又は機械的駆動装置等の負荷（図示せず）に回転可能に結合される。
【００１２】
運転時、空気は圧縮機セクション１１４を通って流れ、圧縮空気が燃焼器セクション１１６内に吐出される。燃焼器組立体１３０は、天然ガス及び／又は燃料オイル等の燃料を空気流に噴射し、燃料−空気の混合気に点火し燃焼を経て膨張させて、高温燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは、燃焼器組立体１３０からタービンセクション１１８へ吐出され、ガス内の熱エネルギが機械的回転エネルギに転換される。燃焼ガスはタービンセクション１１８及び回転組立体１２２に回転エネルギを与え、結果的に圧縮機セクション１１４に回転動力を供給する。
【００１３】
図２は例示的な燃焼器組立体１３０の一部の拡大断面図である。例示的な実施形態では、燃焼器組立体１３０は、流体連通してタービンセクション１１８及び圧縮機セクション１１４に結合されている。更に、例示的な実施形態では、圧縮機セクション１１４は、流体連通して吐出プラナム２３４に結合されるディフューザ２３２を含む。プラナム２３４は、圧縮機セクション１１４の下流から燃焼器組立体１３０へ空気を案内する。
【００１４】
例示的な実施形態では、燃焼器組立体１３０は、少なくとも部分的に複数の燃料ノズル２３８を支持する略円形のドームプレート２３６を含む。ドームプレート２３６は、前方セクション２４４と後方セクション２４６との間を延在する外面２４２を有する略円筒形の燃焼器フロースリーブ２４０に結合される。燃焼器ケーシング２４８は外面２４２に結合され、フロースリーブ２４０は少なくとも部分的にケーシング内面２５２で形成されるチャンバ２５０内に配置される。詳細には、例示的な実施形態では、燃焼器ケーシング２４８は、前方セクション２４４と後方セクション２４６との間でフロースリーブ２４０に結合される。更に、前方セクション２４４はドームプレート２３６に結合されており、プラナム２３４と流体連通するチャンバ２５０は、圧縮機セクション１１４からの空気流がフロースリーブ２４０へ流れるように向きを定める。フロースリーブ２４０内に配置される略円筒形の燃焼器ライナ２５４は、該フロースリーブ２４０に結合されて支持される。詳細には、例示的な実施形態では、フロースリーブ２４０は、燃焼器ライナ２５４から半径方向外側に結合され、フロースリーブ２４０と燃焼器ライナ２５４との間に環状の冷却用通路２５６が形成される。フロースリーブ２４０及び燃焼器ケーシング２４８は、実質的に燃焼器ライナ２５４及び関連の燃焼プロセス部を周囲のタービン構成部品から切り離す。
【００１５】
例示的な実施形態では、燃焼器ライナ２５４は、環状の燃焼室２６０を形成する略円筒形状の内面２５８を含む。燃焼器ライナ２５４は前端２５７及び後端２５９を有する。例示的な実施形態では、ライナ前端２５７は、燃料ノズル２３８が前端２５７を通って延在して燃料を燃焼室２６０へ送るよう燃料ノズル２３８に結合される。環状の冷却用通路２５６は、冷却用流体を燃焼器ライナ２５４の外面２６４をわたって燃料ノズル２３８へ送る。例示的な実施形態では、フロースリーブ２４０は、冷却用通路２５６への流路を形成する入口開口２６６を有する。
【００１６】
トランジションピース２６８は燃焼器ライナ２５４に結合され、燃焼器ライナ２５４からの燃焼ガスをタービンセクション１１８へ送るために使用される。例示的な実施形態では、トランジションピース２６８は、燃焼室２６０下流からの燃焼ガスをタービンノズル２７４へ送る案内キャビティ２７２を形成する内面２７０を含む。燃焼流路２７６は燃焼器ライナの内面２５８の内側に形成される。燃焼室２６０内で発生した燃焼ガスは、経路２７６を経由してトランジションピース２６８に送られる。トランジションピース２６８の上流端２７８はライナ後端２５９に結合される。一実施形態では、燃焼器ライナ２５４は、少なくとも部分的に上流端２７８に挿入されるので、燃焼室２６０を案内キャビティ２７２と流体連通して配置でき、燃焼室２６０及び案内キャビティ２７２は実質的にプラナム２３４から切り離される。
【００１７】
インピンジメントスリーブ２８２はトランジションピース２６８から半径方向外向きに離間している。詳細には、インピンジメントスリーブ２８２の下流端２８４はトランジションピース２６８に結合され、インピンジメントスリーブ２８２がトランジションピース２６８から半径方向外向きに離間して配置されると共にトランジションピースの冷却用通路２８６がインピンジメントスリーブ２８２とトランジションピース２６８との間に形成される。複数の開口２８８はインピンジメントスリーブ２８２を貫通して延在し、圧縮機の吐出プラナム２３４から送られる空気の一部が冷却用通路２８６へ送られる。例示的な実施形態では、インピンジメントスリーブ２８２の上流端２９０は、フロースリーブ２４０に対して実質的に同軸に位置合わせされており、冷却用流体を冷却用通路２８６から冷却用通路２５６に送ることができる。
【００１８】
運転時、圧縮機セクション１１４はシャフト１２８（図１に示す）を用いてタービンセクション１１８により駆動される。圧縮機セクション１１４が回転すると圧縮空気２９２はディフューザ２３２内に吐出する。例示的な実施形態では、圧縮機セクション１１４からディフューザ２３２へ吐出される圧縮空気２９２の大部分は、圧縮機の吐出プラナム２３４を通って燃焼器組立体１３０へ送られる。圧縮機セクション１１４から吐出する圧縮空気２９２の一部はタービンエンジン１００の構成部品の冷却に利用するために下流へ送られる。詳細には、プラナム２３４内の加圧された圧縮空気２９２の第１の流れ２９４は、インピンジメントスリーブの開口２８８を通って冷却用通路２８６内に送られる。その後、この空気２９４は冷却用通路２５６に吐出される前に冷却用通路２８６を通って流れる。更に、加圧された圧縮空気２９２の第２の流れ２９６は、インピンジメントスリーブ２８２の周りに送られて、開口２６６を通って冷却用通路２５６へ吐出される。空気２９６は入口開口２６６へ流入し、トランジションピースの冷却用通路２８６からの空気２９４は、冷却用通路２５６から燃料ノズル２３８へ吐出される前に冷却用通路２５６内で混合される。空気２９２は燃料ノズル２３８から噴射された燃料と混合され、燃焼室２６０内で点火されて燃焼ガス２９８を発生する。燃焼ガス２９８は、チャンバ２６０からトランジションピースの案内キャビティ２７２を通ってタービンノズル２７４へ送られる。
【００１９】
図３は、領域３（図２に示す）の燃焼器組立体１３０の一部の拡大部分分解斜視図である。燃焼器ライナ２５４は前端２５７及び後端２５９を含む。ライナ後端２５９は、後端２５９を通って延在する少なくとも１つのチャネル３０４を含む。例示的な実施形態では、後端２５９は、２列３０７のチャネル３０４が実質的に後端２５９の周囲に延在するよう配向された複数のチャネル３０４を含む。もしくは、後端２５９は、燃焼器組立体１３０が本明細書に記載のように機能する、任意数のチャネル３０４及びチャネル３０４の任意数の列３０７を含むことができる。更に、各チャネル３０４は、燃焼器組立体１３０が本明細書に記載のように機能する任意の方法でもって、後端２５９の周りで離間すること及び／又は向きを定めることができる。
【００２０】
更に、例示的な実施形態では、燃焼器組立体１３０は後端２５９に結合される環状の後端スリーブ３０６を含み、後端スリーブ３０６はライナ後端２５９を実質的に囲む。詳細には、後端スリーブ３０６は、キャビティ（図３には示されていない）が後端スリーブ３０６と後端２５９との間に形成されるようにライナ後端２５９を実質的に囲む。
【００２１】
例示的な実施形態では、後端スリーブ３０６は、後端スリーブ３０６を貫通して略半径方向に延在する少なくとも１つの開口３０８を含む。例示的な実施形態では、後端スリーブ３０６は複数の開口３０８を含み、開口３０８の３列３１０が後端スリーブ３０６の略円周方向で離間するように向きを定められている。もしくは、後端スリーブ３０６は、燃焼器組立体１３０が本明細書に記載のように機能する、任意数の開口３０８及び開口３０８の任意数の列３１０を含むことができる。更に、各開口３０８は、燃焼器組立体１３０が本明細書に記載のように機能する任意の方法でもって、後端スリーブ３０６の周りで離間すること及び／又は向きを定めることができる。
【００２２】
図４は、ライン４−４（図３に示す）に沿った燃焼器組立体１３０の一部の拡大断面図である。後端２５９は外面３８０及び内面３８２を含む。後端スリーブ３０６は、後端スリーブ３０６と後端外面３８０との間にキャビティ４０２が形成されるようにライナ後端２５９を実質的に囲む。
【００２３】
例示的な実施形態おいて、各チャネル３０４は外面３８０から後端内面３８２に延在する。更に、例示的な実施形態では、各開口３０８は各チャネル３０４に対して実質的に斜めに向きを定められている。詳細には、各開口３０８は、流体が開口３０８を通って送られる流体が燃焼室２６０内に送られる前に、後端外面３８０に対して衝突するよう各チャネル３０４に対して向きが定められている。この衝突は、流体が偏向されてキャビティ４０２で該流体が燃焼室２６０内に送られる前に第１の方向４０３及び別の第２の方向４０５に実質的に分散するのを助長する。
【００２４】
更に、例示的な実施形態では、中心線４１０は後端２５９を通って軸方向に延在する。中心線４１０は、後端２５９を二つに分けて後端２５９の上流部４１２及び後端２５９の下流部４１４を定める。詳細には、例示的な実施形態では、後端の上流部４１２は後端の外面３８０から中心線４１０に延在し、後端下流部４１４は中心線４１０から後端内面３８２に延在する。更に、例示的な実施形態では、後端上流部４１２は、実質的に中心線４１０に関して後端下流部４１４と対称である。更に、各チャネル３０４は、後端上流部４１２から後端下流部４１４へ延在する。更に、各チャネル３０４は上流部４２０及び下流部４２２を備え、チャネル上流部４２０が後端外面３８０から中心線４１０へ延在し、チャネル下流部４２２が中心線４１０から後端内面３８２へ延在するよう向きが定められている。
【００２５】
例示的な実施形態では、各チャネル３０４は、斜めの流路４１６が形成されるように中心線４１０に対して斜めに位置合わせされている。詳細には、チャネル上流部４２０は中心線４１０に対して角度α１で向きが定められ、チャネル下流部４２２は中心線４１０に対して角度α２で向きが定められている。もしくは、各チャネル３０４は円周角をもつことができる。例えば、チャネル上流部４２０及びチャネル下流部４２２は、円周方向の角度を定めることができる。
更に。例示的な実施形態では、角度α１及びα２は一致する。詳細には、例示的な実施形態では、角度α１及びα２は各々約４５度である。もしくは、角度α１及びα２は、燃焼器組立体１３０が本明細書に記載のように機能する任意の等しい角度とすることができる。
【００２６】
運転時、圧縮機セクション１１４（図１及び２には示されていない）はシャフト１２８（図１に示す）を用いてタービンセクション１１８（図１及び２には示されていない）により駆動される。圧縮機セクション１１４が回転すると、圧縮空気２９２（図２に示す）はディフューザ２３２（図２に示す）内に吐出される。例示的な実施形態では、圧縮機セクション１１４からディフューザ２３２へ吐出される大部分の圧縮空気２９２は、圧縮機の吐出プラナム２３４（図２に示す）を通って燃焼器組立体１３０へ送られる。空気２９２が燃焼器組立体１３０へ送られると、空気２９２の一部はプラナム２３４を経由してライナ後端２５９へ送られる。
【００２７】
例示的な実施形態では、空気２９２がライナ後端２５９へ送られる場合、空気２９２の一部はスリーブ開口３０８を通ってキャビティ４０２へ半径方向に流れる。空気２９２はその後、ライナ後端２５９の外面３８０に衝突して偏向されて、キャビティ４０２内で、それぞれ第１の方向４０３及び第２の方向４０５の略軸方向に分散する。空気２９２はその後、各チャネル３０４を通って燃焼室２６０内に送られるが、空気２９２は燃焼器ライナ２５４内の温度を十分低下するよう助長する。詳細には、空気２９２は後端２５９内の作動温度を十分低下するようよう助長する。更に、一般的に後端２５９に結合される環状シール（図示せず）は後端２５９に必要なくなり、燃焼器ライナ２５４の別の部位に結合させることができる。このシールが無いので後端２５９内に多くの空気２９２を流すことができる。
【００２８】
前述の燃焼器組立体は、燃焼器ライナを十分に冷却するために、特に燃焼器組立体内に収容された燃焼器ライナの後端を十分に冷却するためにタービンエンジンに使用できる。詳細には、本明細書に記載の実施形態は、ライナの後端を貫通して延在する少なくとも１つのチャネルを含む燃焼器ライナを提供する。公知の燃焼器組立体とは対照的に、本明細書に記載のチャネルは、後端を通って延在する中心線に対して斜めに位置合わせされている。更に、少なくとも１つの開口を含む環状スリーブは、スリーブと後端との間にキャビティが形成されるように燃焼器ライナの後端を実質的に囲む。公知の燃焼器組立体とは対照的に、本明細書に記載のスリーブ開口は、空気等の流体が開口を通って送られて、流体が燃焼室内に送られる前に後端に衝突できるように向きが定められている。流体が後端に衝突すると、流体は後端の表面から偏向されてキャビティ全体に分散され、燃焼器ライナの後端内の温度を十分低下させるように助長する。従って、燃焼器組立体は、公知の燃焼器組立体に比べて燃焼器ライナの後端を効果的に冷却することができる。更に、燃焼器ライナの後端を効果的に冷却することで、熱亀裂、熱応力、及び／又は燃焼器ライナの損傷を実質的に低減及び／又は阻止することができる。
【００２９】
本明細書では燃焼器組立体及びその組み立て方法の例示的な実施形態が説明されている。燃焼器組立体及びその組み立て方法は、本明細書に説明した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ燃焼器組立体の構成要素及び／又は燃焼器組立体の組み立てステップは、本明細書で説明した別の構成要素及び／又はステップとは独立して又は離れて利用できる。例えば、燃焼器組立体は別の機構及び方法と組合せて使用することもでき、更に本明細書に記載のタービンエンジンだけでの使用に限定されない。むしろ例示的な実施形態は、多くの別のシステムと関連して実施及び利用できる。
【００３０】
本発明の種々の実施形態の特定の特徴は一部の図面で示され、他の図面では示されない場合があるが、これは便宜上のことに過ぎない。本発明の原理によれば、図面の何れかの特徴は、他の何れかの図面のあらゆる特徴と組合せて言及し及び／又は特許請求することができる。
【００３１】
本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、本発明を当業者が実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲の文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と実質的な差のない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００３２】
３ 領域
４ ライン
１００ タービンエンジン
１１２ 吸気セクション
１１４ 圧縮機セクション
１１６ 燃焼セクション
１１８ タービンセクション
１２０ 排気セクション
１２２ 回転組立体
１２８ シャフト
１３０ 燃焼器組立体
１３６ 燃料ノズル組立体
２３２ ディフューザ
２３４ 圧縮機吐出プラナム
２３６ ドームプレート
２３８ 燃料ノズル
２４０ 燃焼器フロースリーブ
２４２ 外面
２４４ 前方セクション
２４６ 後方セクション
２４８ 燃焼器ケーシング
２５０ 燃焼室
２５２ ケーシング内面
２５４ 燃焼器ライナ
２５６ 冷却用通路
２５７ 燃焼器ライナ前端
２５８ 燃焼器ライナ内面
２５９ ライナ後端
２６０ 燃焼室
２６４ 外面
２６６ 入口開口
２６８ トランジションピース
２７０ 内面
２７２ 案内キャビティ
２７４ タービンノズル
２７６ 燃焼流路
２７８ 上流端
２８２ インピンジメントスリーブ
２８４ 下流端
２８６ 冷却用通路
２８８ インピンジメントスリーブ開口
２８８ 開口
２９０ 上流端
２９２ 加圧圧縮空気
２９４ 第１の流れ
２９６ 第２の流れ
２９８ 燃焼ガス
３０４ チャネル
３０６ 後端スリーブ
３０７ 列
３０８ 開口
３１０ 列
３８０ 後端外面
３８２ 後端内面
４０２ キャビティ
４０３ 第１の方向
４０５ 第２の方向
４１０ 中心線
４１２ 後端上流部
４１４ 後端下流部
４１６ 斜め流路
４２０ チャネル上流部
４２２ チャネル下流部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室（２６０）を内部に形成し、前端（２５７）及び後端（２５９）を有する燃焼器ライナ（２５４）と、
前記前端を通って延在する複数の燃料ノズル（２３８）と、
キャビティ（４０２）が前記スリーブと前記後端との間に形成されるように前記後端を実質的に囲む環状スリーブ（３０６）と
を備える、タービンエンジン（１００）用の燃焼器組立体（１３０）であって、
前記後端は、該後端を貫通する少なくとも１つのチャネル（３０４）を有し、前記少なくとも１つのチャネルは、前記後端を通って延在する中心線（４１０）に対して斜めに位置合わせされており、
前記スリーブは、前記スリーブを貫通して半径方向に延在する少なくとも１つの開口（３０８）を有し、前記少なくとも１つの開口は、前記流体が前記燃焼室に送られる前に、該開口を通って送られ流体が前記後端の表面に衝突するように向きが定められている、
タービンエンジン（１００）用の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの開口（３０８）は、前記少なくとも１つのチャネル（３０４）に対して実質的に斜めに向きが定められている、請求項１記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項３】
燃焼器ライナ（２５４）から半径方向外側に結合されたフロースリーブ（２４０）を更に備える、請求項１記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つのチャネル（３０４）は、後端（２５９）の実質的に周囲に延在する複数のチャネルを備え、前記少なくとも１つの開口（３０８）は、前記スリーブ（３０６）の実質的に周囲に間隔を置いて配置された複数の開口を備える、請求項１記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項５】
前記後端 （２５９）は、外面（３８０）及び内面（３８２）を備える、請求項１記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのチャネル（３０４）は、前記後端外面（３８０）から前記中心線（４１０）へ延在する上流部（４２０）と、前記中心線（４１０）から前記後端内面（３８２）へ延在する下流部（４２２）とを備える、請求項５記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項７】
前記チャネル上流部（４２０）は、前記中心線（４１０）から該中心線に対して約４５度の角度で延在し、前記チャネル下流部（４２２）は、 前記中心線から該中心線に対して約４５度の角度で延在する、請求項６記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項８】
前記燃焼器ライナに結合されるトランジションピースを更に備える、請求項１記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項９】
圧縮機と、
流体連通して前記圧縮機に結合される燃焼器と
を備えるタービンエンジン（１００）であって、
少なくとも１つの燃焼器組立体（１３０）を備える前記燃焼器が、
燃焼室（２６０）を内部に形成し、前端（２５７）及び後端（２５９）を有する燃焼器ライナ（２５４）と、
前記前端を通って延在する複数の燃料ノズル（２３８）と、
キャビティ（４０２）が前記スリーブと前記後端との間に形成されるように前記後端を実質的に囲む環状スリーブ（３０６）と
を備えており、
前記後端が、該後端を貫通する少なくとも１つのチャネル（３０４）を有し、前記少なくとも１つのチャネルは、前記後端を通って延在する中心線（４１０）に対して斜めに位置合わせされており、
前記スリーブが、前記スリーブを貫通して半径方向に延在する少なくとも１つの開口（３０８）を有し、前記少なくとも１つの開口は、前記流体が前記燃焼室に送られる前に、該開口を通って送られ流体が前記後端の表面に衝突するように向きが定められている、
タービンエンジン（１００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの燃焼器組立体（１３０）は、前記燃焼器ライナ（２５４）から半径方向外側に結合されるフロースリーブ（２４０）を更に備える、請求項９記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項１】
燃焼室（２６０）を内部に形成し、前端（２５７）及び後端（２５９）を有する燃焼器ライナ（２５４）と、
前記前端を通って延在する複数の燃料ノズル（２３８）と、
キャビティ（４０２）が前記スリーブと前記後端との間に形成されるように前記後端を実質的に囲む環状スリーブ（３０６）と
を備える、タービンエンジン（１００）用の燃焼器組立体（１３０）であって、
前記後端は、該後端を貫通する少なくとも１つのチャネル（３０４）を有し、前記少なくとも１つのチャネルは、前記後端を通って延在する中心線（４１０）に対して斜めに位置合わせされており、
前記スリーブは、前記スリーブを貫通して半径方向に延在する少なくとも１つの開口（３０８）を有し、前記少なくとも１つの開口は、前記流体が前記燃焼室に送られる前に、該開口を通って送られ流体が前記後端の表面に衝突するように向きが定められている、
タービンエンジン（１００）用の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの開口（３０８）は、前記少なくとも１つのチャネル（３０４）に対して実質的に斜めに向きが定められている、請求項１記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項３】
燃焼器ライナ（２５４）から半径方向外側に結合されたフロースリーブ（２４０）を更に備える、請求項１記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項４】
前記少なくとも１つのチャネル（３０４）は、後端（２５９）の実質的に周囲に延在する複数のチャネルを備え、前記少なくとも１つの開口（３０８）は、前記スリーブ（３０６）の実質的に周囲に間隔を置いて配置された複数の開口を備える、請求項１記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項５】
前記後端 （２５９）は、外面（３８０）及び内面（３８２）を備える、請求項１記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのチャネル（３０４）は、前記後端外面（３８０）から前記中心線（４１０）へ延在する上流部（４２０）と、前記中心線（４１０）から前記後端内面（３８２）へ延在する下流部（４２２）とを備える、請求項５記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項７】
前記チャネル上流部（４２０）は、前記中心線（４１０）から該中心線に対して約４５度の角度で延在し、前記チャネル下流部（４２２）は、 前記中心線から該中心線に対して約４５度の角度で延在する、請求項６記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項８】
前記燃焼器ライナに結合されるトランジションピースを更に備える、請求項１記載の燃焼器組立体（１３０）。
【請求項９】
圧縮機と、
流体連通して前記圧縮機に結合される燃焼器と
を備えるタービンエンジン（１００）であって、
少なくとも１つの燃焼器組立体（１３０）を備える前記燃焼器が、
燃焼室（２６０）を内部に形成し、前端（２５７）及び後端（２５９）を有する燃焼器ライナ（２５４）と、
前記前端を通って延在する複数の燃料ノズル（２３８）と、
キャビティ（４０２）が前記スリーブと前記後端との間に形成されるように前記後端を実質的に囲む環状スリーブ（３０６）と
を備えており、
前記後端が、該後端を貫通する少なくとも１つのチャネル（３０４）を有し、前記少なくとも１つのチャネルは、前記後端を通って延在する中心線（４１０）に対して斜めに位置合わせされており、
前記スリーブが、前記スリーブを貫通して半径方向に延在する少なくとも１つの開口（３０８）を有し、前記少なくとも１つの開口は、前記流体が前記燃焼室に送られる前に、該開口を通って送られ流体が前記後端の表面に衝突するように向きが定められている、
タービンエンジン（１００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの燃焼器組立体（１３０）は、前記燃焼器ライナ（２５４）から半径方向外側に結合されるフロースリーブ（２４０）を更に備える、請求項９記載の燃焼器組立体（１３０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１４０９５５（Ｐ２０１２−１４０９５５Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−２８４８３５（Ｐ２０１１−２８４８３５）
【出願日】平成２３年１２月２７日（２０１１．１２．２７）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８４８３５（Ｐ２０１１−２８４８３５）
【出願日】平成２３年１２月２７日（２０１１．１２．２７）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
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