JP2017129130A - ガスタービンエンジンの冷却式燃焼器 - Google Patents

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Abstract

【課題】ガスタービンエンジンの燃焼器を冷却する方法を提供する。【解決手段】ガスタービンエンジンの燃焼器は、前方開口及び後方開口を定めるライナ130、132を備える。デフレクタ122は、前方開口を閉鎖し、後方開口は、燃焼器の下流側でタービンセクションと流体連通している。デフレクタ122に配置されたドームは、燃料/空気混合気を提供して点火させ、タービンセクションを駆動させる。デフレクタ122とライナ130、132との間にギャップ174を配置することができ、フィルム孔160をデフレクタ122に配置させて、冷却空気の流れをギャップ174に提供し、ギャップ174の下流側で燃焼ライナ130、132を冷却するようにする。【選択図】図5

Description

本発明は、全体的に、タービン燃焼器に関し、詳細には、燃焼ライナの冷却に関する。
ガスタービンエンジンは、エンジンを通って複数の回転タービンブレード上に通過する燃焼ガスの流れからエネルギーを抽出する回転エンジンである。ガスタービンエンジンは、陸上及び海上移動並びに発電用に使用されているが、最も一般的には、ヘリコプターを含む航空機などの航空用途で使用されている。航空機において、ガスタービンエンジンは、航空機の推進用に使用される。地上用途では、タービンエンジンは、発電用に使用されることが多い。
航空機用のガスタービンエンジンは、エンジン効率を最大にするために高温で作動するよう設計されているので、高圧タービン及び低圧タービンなどの特定のエンジン構成要素の冷却が有利となる場合がある。通常、冷却は、冷却が必要なエンジン構成要素に高圧及び/又は低圧圧縮機からの低温の空気をダクト供給することにより達成される。高圧タービンの温度は、およそ1000°C〜2000°Cであり、圧縮機からの冷却空気は、およそ500°C〜700°Cである。圧縮機空気は高温ではあるが、タービン空気と比較すると低温であるので、タービンの冷却に用いることができる。
現在の燃焼器は、タービンから上流側で燃料を燃焼させるよう燃焼室を定めるライナを有する。ライナは、ナゲット孔冷却及び/又はフィルム孔のアレイの組み合わせによる冷却空気の流れを用いて冷却することができる。しかしながら、フィルム孔のアレイ単独では、ライナを適切に冷却することができず、ナゲット孔冷却は、高コストとなり、不具合を生じる傾向がある。
米国特許第8,037,691号明細書
ガスタービンエンジンの燃焼器を冷却する方法であって、該方法が、衝突空気流を燃焼器のデフレクタ上に供給するステップと、デフレクタに衝突した後、燃焼器のフィルム孔を通じて衝突空気流を供給し、ライナの少なくとも一部に沿って冷却空気のフィルムを定めるステップと、を含む。
ガスタービンエンジンの燃焼器であって、該燃焼器は、前方開口及び後方開口を定めるライナと、前方開口を閉鎖するデフレクタと、デフレクタに配置されるドームと、燃焼器を通ってデフレクタからライナの内部に延びるフィルム孔と、を備える。
ガスタービンエンジンの燃焼器であって、該燃焼器は、デフレクタと、デフレクタから離間して配置されてデフレクタとの間にギャップを定めるライナと、デフレクタを通って延びて、ギャップへの出口開口を有する少なくとも1つのフィルム孔と、を備える。
航空機のガスタービンエンジンの概略断面図。 図1のエンジンのタービンセクションに移行している燃焼器セクションの概略断面図。 図2の燃焼器の斜視図。 図3の燃焼器の分解組立図。 図4の燃焼器のデフレクタセクションの断面図。 流体流路を例示した図5のデフレクタセクションの断面図。
本発明の記載される実施形態は、タービン燃焼器に関し、詳細には、燃焼ライナの冷却に関する。説明の目的で、本発明は、航空機ガスタービンエンジンの燃焼器に関して記載される。しかしながら、本発明はこれに限定されず、他の移動体用途、及び非移動体、商用、及び住宅用途などの非航空機用途において一般的に応用することができることは理解されるであろう。
本明細書で使用される用語「軸方向」及び「軸方向に」とは、エンジンの長手方向軸線に沿った寸法を意味する。「軸方向」及び「軸方向に」と併せて使用される用語「前方」とは、エンジン入口に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較してエンジン入口により近接していることを意味する。用語「後方」又は「下流側」は、エンジン中心線に対してエンジンの後方又は出口に向けた方向を意味する。
本明細書で使用される用語「半径方向」及び「半径方向に」とは、エンジンの長手方向軸線とエンジン外周との間に延びる寸法を意味する。単独で又は用語「半径方向」又は「半径方向に」と併せて使用される用語「近位方向」又は「近位方向に」とは、中心長手方向軸線に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較して中心長手方向軸線により近接していることを意味する。単独で又は用語「半径方向」又は「半径方向に」と併せて使用される用語「遠位方向」又は「遠位方向に」とは、エンジン外周に向かう方向に移動していること、又はある構成要素が別の構成要素と比較してエンジン外周により近接していることを意味する。
全ての方向性の言及(例えば、半径方向、軸方向、近位、遠位、上側、下側、上向き、下向き、左、右、横、前、後、上部、底部、上方、下方、垂直、水平、時計回り、反時計回り)は、読み手の本発明の理解を助けるために識別の目的で使用しているに過ぎず、特に位置、向き、又は本発明の用途に関して限定するものではない。接続に関する言及(例えば、取り付け、結合、接続、及び接合)は、広義に解釈すべきであり、別途指示されていない限り、一群の要素間の中間部材及び要素間の相対移動を含むことができる。従って、接続に関する言及は、必ずしも2つの要素が互いに固定関係で直接接続されることを示唆するものではない。例示的な図面は、単に例証の目的のものであり、本明細書に添付される図面中に示されている寸法、位置、順序及び相対サイズは変えることができる。
図1は、航空機用のガスタービンエンジン10の概略断面図である。エンジン10は、前方14から後方16に延びた略長手方向に延びる軸線又は中心線12を有する。エンジン10は、下流側直列流れ関係で、ファン20を含むファンセクション18と、ブースタ又は低圧(LP)圧縮機24及び高圧(HP)圧縮機26を含む圧縮機セクション22と、燃焼器30を含む燃焼セクション28と、HPタービン34及びLPタービン36を含むタービンセクション32と、排気セクション38と、を含む。
ファンセクション18は、ファン20を囲むファンケーシング40を含む。ファン20は、中心線12の周りに半径方向に配置された複数のファンブレード42を含む。HP圧縮機26、燃焼器30、及びHPタービン34は、燃焼ガスを発生するエンジン10のコア44を形成する。コア44は、ファンケーシング40と結合することができるコアケーシング46により囲まれる。
エンジン10の中心線12の周りに同軸方向で配置されたHPシャフト又はスプール48は、HPタービン34をHP圧縮機26に駆動可能に接続する。より大きな直径の環状HPスプール48内でエンジン10の中心線12の周りに同軸方向で配置されたLPシャフト又はスプール50は、LPタービン36をLP圧縮機24及びファン20に駆動可能に接続する。スプール48,50の一方又は両方に装着されて共に回転するエンジン10の部分はまた、個々に又は全体的にロータ51と呼ばれる。
LP圧縮機24及びHP圧縮機26はそれぞれ、複数の圧縮機段52,54を含み、ここでは圧縮機ブレード58のセットが固定圧縮機ベーン60,62(ノズルとも呼ばれる)の対応するセットに対して回転して、段を通過する流体ストリームを圧縮又は加圧する。単一の圧縮機段52,54において、複数の圧縮機ブレード56,58は、リング状に設けることができ、ブレードプラットフォームからブレード先端まで中心線12に対して半径方向外向きに延びることができ、対応する固定圧縮機ベーン60,62は、回転ブレード56,58の下流側に隣接して位置付けられる。図1に示されるブレード、ベーン、及び圧縮機段の数は、単に例証として選択されており、他の数も実施可能である点に留意されたい。圧縮機の段におけるブレード56,58は、ディスク53に装着することができ、該ディスクは、HPスプール48及びLPスプール50の対応するスプールに装着され、各段が固有のディスクを有する。ベーン60,62は、ロータ51の周りに円周方向配列でコアケーシング46に装着される。
HPタービン34及びLPタービン36はそれぞれ、複数のタービン段64,66を含み、ここではタービンブレード68,70のセットが、固定タービンベーン72,74(ノズルとも呼ばれる)の対応するセットに対して回転して、段を通過する流体ストリームからエネルギーを抽出する。単一のタービン段64,66において、複数のタービンブレード68,70をリング状に設けることができ、ブレードプラットフォームからブレード先端まで中心線12に対して半径方向外向きに延びることができ、他方、対応する固定タービンベーン72,74は、回転ブレード68,70の下流側に隣接して位置付けられる。図1に示されるブレード、ベーン、及びタービン段の数は、単に例証として選択されており、他の数も実施可能である点に留意されたい。
作動時には、回転ファン20は、空気をLP圧縮機24に供給し、次いで、該LP圧縮機24は、加圧した空気をHP圧縮機26に供給して、該HP圧縮機26が空気を更に加圧する。HP圧縮機26からの加圧空気は、燃焼室30において燃料と混合されて点火され、これにより燃焼ガスを発生する。これらのガスからHPタービン34によって幾らかの仕事が抽出され、これによりHP圧縮機26を駆動する。燃焼ガスは、LPタービン36に排出され、該LPタービン36が追加の仕事を抽出してLP圧縮機24を駆動し、最終的に排気ガスが、排気セクション38を介してエンジン10から排出される。LPタービン36を駆動することにより、LPスプール50が駆動されて、ファン20及びLP圧縮機24を回転させる。
ファン20によって供給される空気の一部は、エンジンコア44をバイパスし、エンジン10の一部分、特に高温部分の冷却に使用され、及び/又は航空機の他の態様の冷却又は動力供給に用いることができる。タービンエンジンの関連において、エンジンの高温部分は通常、燃焼器30の下流側であり、燃焼セクション28の直ぐ下流側にあるのでHPタービン34が最も高温の部分である。冷却流体の他の供給源は、限定ではないが、LP圧縮機24又はHP圧縮機26から吐出される流体とすることができる。
図2は、図1のエンジン10の燃焼器30の側断面図である。燃焼器30は、燃焼室86を定める燃焼ライナ76及びデフレクタ組立体78を含む。デフレクタ組立体78は、複数の環状に配列されたドーム92を備え、燃料/空気混合気を燃焼室80に取り込む。
バイパスチャンネル86は、燃焼室80の半径方向内側及び外側の両方に配置することができる。バイパスチャンネル86は、圧縮機セクションからの流体88の流れをタービンセクション34に提供し、開口90のセットを通って燃焼器30をバイパスさせる。加えて、バイパスチャンネル86は、冷却流体の流れを複数のフィルム孔91を通じて燃焼室80に提供し、燃焼室80に対して燃焼ライナ76の内面に沿って表面フィルム冷却を提供することができる。
ドーム92は、マウント96にて燃焼器30に装着された燃料管路94に結合されて、燃料管路94からの燃料の流れが供給されて、燃焼室80へ燃料/空気混合気を放出し点火することができる。
図3を見ると、燃焼器30の斜視図は、本体110を有するカウル82を示している。アーム112は、本体110から延びて、燃焼器30をコアケーシングにボルトなどのファスナーを用いて装着するためのアパーチャ116を有するマウント114にて終端する。カウル82は、インピンジメントバッフル120に結合される。インピンジメントバッフル120は、デフレクタ122に結合され、該デフレクタ122は、燃焼室80に直面するデフレクタ組立体78の表面を定めるデフレクタ面124を有する。デフレクタ面124は、燃焼器30においては典型的な高温領域での使用に好適な材料から作ることができる。デフレクタ122は、カウル82の本体110を受けるように適合された2つの延長部128を備える。
燃焼ライナ76は、半径方向外側ライナ132及び半径方向内側ライナ130を備え、各ライナ130,132は、燃焼室80に直面するライナ76の内部に沿って表面冷却を提供するための複数のフィルム孔134を有する。燃焼ライナ76は、前方開口140及び後方開口142を定め、前方開口140に近接してデフレクタ122を有することができる。半径方向外側ライナ132及び半径方向内側ライナ130は、インピンジメントバッフルの延長部128を覆って延びる前方延長部136を備える。本体110、バッフル延長部128、及びライナ延長部136は、互いに重なり合い、各々が、カウル82、インピンジメントバッフル120、及びライナ130,132を結合するための1又はそれ以上のファスナーアパーチャ138を含む。
図4を参照すると、この分解組立図は、インピンジメントバッフル120に配置されたインピンジメント孔150及びデフレクタ122におけるフィルム孔160として複数のアパーチャを最もよく示している。カウル82は更に、開口144を含む。開口144は、燃料管路94の挿入を受け入れると共に、カウル82の内部に提供される流体Fの流れのための空間を提供する。インピンジメントバッフル120は、インピンジメント壁152に沿って配列された複数のインピンジメント孔150を含む。インピンジメント孔150は、ドーム92の半径方向上方及び下方に配置される2つの列をなして配列される。インピンジメント孔150の配列は、例示的なものであり、限定として解釈すべきではない。インピンジメント孔150は、代替として、ドーム92の周りに、離間して、互い違いに、オフセットして、又は他の何れかの配列で配置することができる。
デフレクタ122は、該デフレクタ122の側部上に側壁156に移行するデフレクタ壁154を備える。1又はそれ以上のフィレット158は、デフレクタ壁154と側壁156との間に移行部を提供することができる。複数のフィルム孔160は、フィレット158に配置され、デフレクタ122の半径方向外面162及び半径方向内面164に延びる。フィルム孔160は、フィレット158に配置されて示されているが、デフレクタ122がフィレット158を備えず、フィルム孔160が、側壁156を通ってデフレクタ122の外面162及び内面164に延びることも企図される。従って、フィルム孔160は、デフレクタ122の外面162及び内面164にエンジン中心線に対して実質的に半径方向に延びることができる。更に、フィルム孔は、円形、長円、楕円、四角形、又はその他を含むあらゆる形状とすることができる。
ここで図5を参照すると、カウル82、インピンジメントバッフル120、デフレクタ122、及びライナ130,132が結合された断面図が、複数の内部チャンバを最もよく例示している。ハウジングチャンバ170は、カウル82及びインピンジメントバッフル120の前方内に定めることができる。インピンジメントチャンバ172のセットは、インピンジメントバッフル120とデフレクタ122との間に定められ、インピンジメント孔150を通じてハウジングチャンバ170と流体連通している。ギャップ174のセットは、外面162と外側ライナ132との間、並びに内面164と内側ライナ130との間に定められる。ギャップ174は、フィルム孔160を通じてインピンジメントチャンバ172と流体連通しており、フィルム孔160は、インピンジメントチャンバ172に隣接する入口と、ギャップ174にある出口とを有する。ギャップ174は更に、インピンジメントバッフル120及びデフレクタ122の下流側で燃焼室80と流体連通している。ギャップ174は、環状であり、燃焼器30に対してエンジン中心線12の周りに円周方向に延びることができる。1つの代替の実施例において、フィルム孔160は、デフレクタ122及びライナ130,132の両方を通過することができる。
ここで図6を参照すると、180における空気流は、燃焼器の上流側で圧縮機セクションから開口144を通ってハウジングチャンバ170に提供することができる。182において、ハウジングチャンバ170内の空気流は、インピンジメントバッフル120に提供することができる。184における空気流は、インピンジメント孔150を通ってインピンジメントチャンバ172に入り、ここでデフレクタ122と衝突してデフレクタ122を冷却することができる。186において、インピンジメントチャンバ172から空気流がフィルム孔160を通ってギャップ174に提供され、ここで空気流は、冷却フィルム188として燃焼ライナ76の内面にわたって通過することができる。従って、冷却流体の流れは、デフレクタ組立体78を通じて提供されて、デフレクタ122において燃焼ライナ76の内面にわたって冷却フィルムを形成し、デフレクタ組立体78に隣接してより強力な内部冷却フィルムを提供する。フィルム孔160がデフレクタ122及びライナ130,132を通過する代替の実施例において、冷却フィルム188は、燃焼室80に対してライナ130,132の外装部に提供することができる。
ガスタービンエンジン10の燃焼器30を冷却する方法は、衝突空気流を燃焼器30のデフレクタ122上に供給するステップと、デフレクタ122に衝突した後、燃焼器30のフィルム孔134を通じて衝突空気流を供給し、ライナ76の少なくとも一部に沿って冷却空気のフィルムを定めるステップと、を含むことができる。空気流は、ハウジングチャンバ170からインピンジメント孔150を通ってインピンジメントチャンバ172内のデフレクタ122に衝突空気流として供給することができる。衝突空気流は、インピンジメントチャンバ172から、フィルム孔160を通じてギャップ174に供給され、ここで空気流は、冷却フィルムとしてライナ76の一部に沿って配向することができる。供給されている空気流は、エンジン10の圧縮機セクション22からの圧縮機空気を含むことができる。ライナ76に沿って提供される空気流は、ライナ76によって定められる燃焼室80に対してライナの内部に沿って供給することができる。
改善されたフィルム冷却は、デフレクタ及びライナにおけるギャップから燃焼ライナに沿って空気流を配向することにより達成することができることを理解されたい。更に、空気流をデフレクタに配向することで、デフレクタを冷却し、使用済みの衝突空気を利用してライナを更に冷却することができる。改善された冷却フィルムは、燃焼器又は燃焼ライナの翼上時間を損なう又は短縮する傾向があるライナ上のフィルムナゲットの必要性を低減又は排除することができる。
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本明細書で記載されるシステムを開示しており、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること及びあらゆる包含の方法を実施することを含む本開示を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を含む場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
[実施態様1]
ガスタービンエンジンの燃焼器を冷却する方法であって、該方法が、
衝突空気流を燃焼器のデフレクタ上に供給するステップと、
上記デフレクタに衝突した後、上記燃焼器のフィルム孔を通じて衝突空気流を供給し、ライナの少なくとも一部に沿って冷却空気のフィルムを定めるステップと、
を含む、方法。
[実施態様2]
上記衝突空気流を供給するステップが、上記デフレクタから離間して配置されたインピンジメントバッフルを通って冷却空気を供給するステップを含む、実施態様1に記載の方法。
[実施態様3]
上記衝突空気流を供給するステップが、上記ガスタービンエンジンの圧縮機セクションから圧縮機空気を供給するステップを含む、実施態様2に記載の方法。
[実施態様4]
上記衝突空気流を供給するステップが、上記デフレクタ及びライナの少なくとも一方を通過するフィルム孔を通じて上記衝突空気流を供給するステップを含む、実施態様2に記載の方法。
[実施態様5]
上記フィルム孔が、上記デフレクタ及びライナの両方を通過する、実施態様4に記載の方法。
[実施態様6]
上記冷却空気のフィルムが、上記ライナの内部に沿って流れる、実施態様1に記載の方法。
[実施態様7]
ガスタービンエンジンの燃焼器であって、
前方開口及び後方開口を定めるライナと、
上記前方開口を閉鎖するデフレクタと、
上記デフレクタに配置されるドームと、
燃焼器を通って上記デフレクタから上記ライナの内部に延びるフィルム孔と、
を備える、燃焼器。
[実施態様8]
上記フィルム孔が、上記デフレクタ及び上記ライナの少なくとも一方を通って延びる、実施態様7に記載の燃焼器。
[実施態様9]
上記フィルム孔が、上記デフレクタ及び上記ライナの両方を通って延びる、実施態様8に記載の燃焼器。
[実施態様10]
上記デフレクタの上流側にインピンジメントバッフルを更に備える、実施態様8に記載の燃焼器。
[実施態様11]
上記インピンジメントバッフル及び上記デフレクタが、インピンジメントチャンバを少なくとも部分的に定め、上記フィルム孔が、上記インピンジメントチャンバに流体結合される、実施態様10に記載の燃焼器。
[実施態様12]
上記デフレクタが、上記ライナの前で終端してギャップを定め、上記フィルム孔が、上記ギャップに流体結合される、実施態様11に記載の燃焼器。
[実施態様13]
上記デフレクタの上流側にインピンジメントバッフルを更に備える、実施態様7に記載の燃焼器。
[実施態様14]
上記インピンジメントバッフル及び上記デフレクタが、インピンジメントチャンバを少なくとも部分的に定め、上記フィルム孔が、上記インピンジメントチャンバに流体結合される、実施態様13に記載の燃焼器。
[実施態様15]
上記デフレクタが、上記ライナの前で終端してギャップを定め、上記フィルム孔が、上記ギャップに流体結合される、実施態様7に記載の燃焼器。
[実施態様16]
ガスタービンエンジンの燃焼器であって、該燃焼器は、デフレクタと、上記デフレクタから離間して配置されて該デフレクタとの間にギャップを定めるライナと、上記デフレクタを通って延びて、上記ギャップへの出口開口を有する少なくとも1つのフィルム孔と、を備える、燃焼器。
[実施態様17]
上記デフレクタの上流側にインピンジメントバッフルを更に備える、実施態様16に記載の燃焼器。
[実施態様18]
上記インピンジメントバッフル及び上記デフレクタが、インピンジメントチャンバを少なくとも部分的に定め、上記少なくとも1つのフィルム孔が、上記インピンジメントチャンバに流体結合された入口を有する、実施態様17に記載の燃焼器。
[実施態様19]
上記少なくとも1つのフィルム孔が、上記デフレクタ及び上記ライナの少なくとも一方を通って延びる、実施態様16に記載の燃焼器。
[実施態様20]
上記少なくとも1つのフィルム孔が、上記デフレクタを通って主として半径方向に延びる、実施態様16に記載の燃焼器。
10 ガスタービンエンジン
12 長手方向軸線(中心線)
14 前方
16 後方
18 ファンセクション
20 ファン
22 圧縮機セクション
24 低圧(LP)圧縮機
26 高圧(HP)圧縮機
28 燃焼セクション
30 燃焼器
32 タービンセクション
34 HPタービン
36 LPタービン
38 排気セクション
40 ファンケーシング
42 ファンブレード
44 コア
46 コアケーシング
48 HPシャフト/HPスプール
50 LPシャフト/LPスプール
52 圧縮機段
54 圧縮機段
56 圧縮機ブレード
58 圧縮機ブレード
60 圧縮機ベーン(ノズル)
62 圧縮機ベーン(ノズル)
64 タービン段
66 タービン段
68 タービンブレード
70 タービンブレード
72 タービンベーン
74 タービンベーン
76 燃焼ライナ
78 デフレクタ組立体
80 燃焼室
82 カウル
86 バイパスチャンネル
88 流体の流れ
90 開口
91 フィルム孔
92 ドーム
94 燃料管路
96 マウント
110 本体
112 アーム
114 マウント
116 アパーチャ
120 インピンジメントバッフル
122 デフレクタ
124 デフレクタ面
130 外側ライナ
132 内側ライナ
134 フィルム孔
136 前方延長部
138 ファスナー孔
140 前方開口
142 後方開口
144 開口
150 インピンジメント孔
152 インピンジメント壁
154 デフレクタ壁
156 側壁
158 フィレット
160 フィルム孔
162 外面
164 内面
170 ハウジングチャンバ
172 インピンジメントチャンバ
174 ギャップ
180 空気流
182 空気流
184 空気流
186 空気流
188 冷却フィルム

Claims (10)

  1. ガスタービンエンジン(10)の燃焼器(30)であって、
    前方開口(140)及び後方開口(142)を定めるライナ(76)と、
    前記前方開口(140)を閉鎖するデフレクタ(122)と、
    前記デフレクタ(122)に配置されるドーム(92)と、
    燃焼器(30)を通って前記デフレクタ(122)から前記ライナ(76)の内部に延びるフィルム孔(160)と、
    を備える、燃焼器(30)。
  2. 前記フィルム孔(160)が、前記デフレクタ(122)及び前記ライナ(76)の少なくとも一方を通って延びる、請求項1に記載の燃焼器(30)。
  3. 前記フィルム孔(160)が、前記デフレクタ(122)及び前記ライナ(76)の両方を通って延びる、請求項2に記載の燃焼器(30)。
  4. 前記デフレクタ(122)の上流側にインピンジメントバッフル(120)を更に備える、請求項2に記載の燃焼器(30)。
  5. 前記インピンジメントバッフル(120)及び前記デフレクタ(122)が、インピンジメントチャンバ(172)を少なくとも部分的に定め、前記フィルム孔(160)が、前記インピンジメントチャンバ(172)に流体結合される、請求項4に記載の燃焼器(30)。
  6. 前記デフレクタ(122)が、前記ライナ(76)の前で終端してギャップ(174)を定め、前記フィルム孔(160)が、前記ギャップ(174)に流体結合される、請求項5に記載の燃焼器(30)。
  7. 前記デフレクタ(122)の上流側にインピンジメントバッフル(120)を更に備える、請求項1に記載の燃焼器(30)。
  8. 前記インピンジメントバッフル(120)及び前記デフレクタ(122)が、インピンジメントチャンバ(172)を少なくとも部分的に定め、前記フィルム孔(160)が、前記インピンジメントチャンバ(172)に流体結合される、請求項7に記載の燃焼器(30)。
  9. 前記デフレクタ(122)が、前記ライナ(76)の前で終端してギャップ(174)を定め、前記フィルム孔(160)が、前記ギャップ(174)に流体結合される、請求項1に記載の燃焼器(30)。
  10. 前記フィルム孔(160)が、エンジン中心線(12)に対して前記デフレクタ(122)を通って実質的に半径方向に延びる、請求項1に記載の燃焼器(30)。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3832209A1 (en) * 2017-07-25 2021-06-09 GE Avio S.r.l. Reverse flow combustor
GB201715366D0 (en) * 2017-09-22 2017-11-08 Rolls Royce Plc A combustion chamber
US10738637B2 (en) * 2017-12-22 2020-08-11 Raytheon Technologies Corporation Airflow deflector and assembly
US11221143B2 (en) * 2018-01-30 2022-01-11 General Electric Company Combustor and method of operation for improved emissions and durability
US11339966B2 (en) 2018-08-21 2022-05-24 General Electric Company Flow control wall for heat engine
US11187412B2 (en) * 2018-08-22 2021-11-30 General Electric Company Flow control wall assembly for heat engine
US11525577B2 (en) 2020-04-27 2022-12-13 Raytheon Technologies Corporation Extended bulkhead panel
CN113739208B (zh) * 2021-09-09 2022-08-26 成都中科翼能科技有限公司 一种用于低污染燃气轮机的混合冷却火焰筒
US11859819B2 (en) 2021-10-15 2024-01-02 General Electric Company Ceramic composite combustor dome and liners
US20240200778A1 (en) * 2022-12-20 2024-06-20 General Electric Company Gas turbine engine combustor with a set of dilution passages

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04227417A (ja) * 1990-08-16 1992-08-17 Rolls Royce Plc ガスタービンエンジンの燃焼器
US5623827A (en) * 1995-01-26 1997-04-29 General Electric Company Regenerative cooled dome assembly for a gas turbine engine combustor
JPH10510907A (ja) * 1994-12-15 1998-10-20 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション 隔壁の冷却用フェアリング
US20110005233A1 (en) * 2009-07-08 2011-01-13 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Combustion chamber head of a gas turbine
US20110088402A1 (en) * 2008-05-29 2011-04-21 Snecma Annular combustion chamber for a gas turbine engine

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5012645A (en) * 1987-08-03 1991-05-07 United Technologies Corporation Combustor liner construction for gas turbine engine
GB9018014D0 (en) * 1990-08-16 1990-10-03 Rolls Royce Plc Gas turbine engine combustor
CA2056592A1 (en) * 1990-12-21 1992-06-22 Phillip D. Napoli Multi-hole film cooled combustor liner with slotted film starter
GB2287310B (en) * 1994-03-01 1997-12-03 Rolls Royce Plc Gas turbine engine combustor heatshield
US6546733B2 (en) * 2001-06-28 2003-04-15 General Electric Company Methods and systems for cooling gas turbine engine combustors
US7260936B2 (en) * 2004-08-27 2007-08-28 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor having means for directing air into the combustion chamber in a spiral pattern
US7654091B2 (en) * 2006-08-30 2010-02-02 General Electric Company Method and apparatus for cooling gas turbine engine combustors
US10378775B2 (en) * 2012-03-23 2019-08-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor heat shield

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04227417A (ja) * 1990-08-16 1992-08-17 Rolls Royce Plc ガスタービンエンジンの燃焼器
JPH10510907A (ja) * 1994-12-15 1998-10-20 ユナイテッド テクノロジーズ コーポレイション 隔壁の冷却用フェアリング
US5623827A (en) * 1995-01-26 1997-04-29 General Electric Company Regenerative cooled dome assembly for a gas turbine engine combustor
US20110088402A1 (en) * 2008-05-29 2011-04-21 Snecma Annular combustion chamber for a gas turbine engine
US20110005233A1 (en) * 2009-07-08 2011-01-13 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Combustion chamber head of a gas turbine

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