JP2018048802A - ガスタービンエンジン用の燃焼器装置および前記燃焼器装置を有するガスタービンエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】管状の内側ライナにおいて、異なる熱条件により、ラジアルキーを摩耗させない。【解決手段】燃焼器装置は、ツインシェル型の管状ケーシングを有しており、燃焼器装置の長手方向軸線とほぼ同軸に延び、燃焼室を画成しかつバーナを包囲する内側の管状部材と、ほぼ同軸に、同内側の管状部材の外側に延び、内側の管状部材から間隔を置いて内側の管状部材を包囲するように寸法決めされた、外側の管状ハウジングと、中間支持構造と、を備えている。中間支持構造は、外側の環状支持部材と、内側の環状支持部材と、一連の３つ以上の細長い接続ビームであって、燃焼器装置の長手方向軸線を中心として角度方向でずらされて、内側の環状支持部材または外側の環状支持部材から突出し、非半径方向に他方の環状支持部材まで片持梁式に別々に延び、内側の環状支持部材と外側の環状支持部材とを互いに接続している一連の３つ以上の細長い接続ビームと、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、ガスタービンエンジン用の燃焼器装置および前記燃焼器装置を有するガスタービンエンジンに関する。

特に、本発明は、好適には、二段燃焼を有するガスタービンエンジン用の燃焼器装置に関する。以下の説明は、純粋に例としてかつ一般性のいかなる損失をも示唆することなしに明示的に使用を引用する。

背景
公知のように、二段燃焼を有するガスタービンエンジンには、従来、２つの燃焼器アセンブリが設けられており、一方が他方の下流に配置されている。

第１の燃焼器アセンブリは、両燃焼器アセンブリの上流に配置された多段圧縮機から圧縮空気の流れを受け取る。第１の燃焼器アセンブリによって生ぜしめられた高温ガスの流れは、第２の燃焼器アセンブリへ送られる。第２の燃焼器アセンブリから出た高圧・高温のガスの流れは、次いで、両燃焼器アセンブリの下流に配置された多段膨張タービンへ送られる。

選択的に、中間膨張タービンは、さらに、第１の燃焼器アセンブリから第２の燃焼器アセンブリへ移動する高温ガスの流れに、第２の燃焼器アセンブリへ送られる高温ガスの温度を低下させる部分膨張を生じさせるために、２つの燃焼器アセンブリの間に介在させられている。

通常、各燃焼器アセンブリは、基本的に、ガスタービンエンジンのエンジンシャフトの周囲に角度をおいてずらされて配置された複数の細長い燃焼器装置から成り、通常、これにより、第１の燃焼器アセンブリの各燃焼器装置は、第２の燃焼器アセンブリのそれぞれの燃焼器装置に整列させられている。

概して、各燃焼器装置は、可燃性混合物の燃焼が生じる細長い燃焼室を画成する管状ケーシングと、燃焼室の上流において管状ケーシング内に配置され、ガスタービンエンジンの多段圧縮機から到来する圧縮空気または第１の燃焼器アセンブリから到来する希釈された高温ガスに、いずれの場合にも前記可燃性混合物を形成するために、燃料を混合するように適応されたバーナと、を有する。

熱応力および機械的応力の双方をサポートするために、各燃焼器装置の管状ケーシングは、通常、外部対流と内部フィルム対流との組合せによって冷却されるツインシェル構造を有する。

特に、燃焼器装置の管状ケーシングは、バーナを収容しかつ燃焼室を画成する管状の内側ライナと、ガスタービンエンジンの多段圧縮機から圧縮空気を受け取る環状の空間を形成するように同内側ライナから僅かに間隔を置かれて、管状の内側ライナを包囲する管状ハウジングと、を有する。

近年、管状の内側ライナは、多数のインターロックラジアルキーによって外側ハウジングに堅く固定されている。

あいにく、ガスタービンエンジンの作動中、管状の内側ライナは、異なる熱膨張率と、瞬間的に異なる熱条件とにより、外側ハウジング内で軸方向に移動しかつ半径方向に膨張するように使用される。長期的には、これらの移動は、ラジアルキーを摩耗させる傾向があり、これは全ての問題を必然的に伴う。

発明の開示
本発明の目的は、ラジアルキーの使用に関連する欠点を回避することである。

これらの目的に従って、本発明によれば、ガスタービンエンジン用の燃焼器装置であって、可燃性の混合物の燃焼が生じる細長い燃焼室を画成する管状ケーシングと、前記燃焼室の上流において管状ケーシング内に配置されておりかつ前記可燃性の混合物を形成するバーナと、を有し、他方、管状ケーシングは、燃焼器装置の長手方向軸線とほぼ同軸に延び、燃焼室を画成しかつバーナを包囲する内側の管状部材と、内側の管状部材とほぼ同軸に、同内側の管状部材の外側に延び、内側の管状部材から間隔を置いて内側の管状部材を包囲するように寸法決めされた、外側の管状ハウジングと、内側の管状部材を外側の管状ハウジングとほぼ同軸にしっかりと接続しかつ安定的に維持するために、内側の管状部材と外側の管状ハウジングとの間に介在させられた中間支持構造と、を備える、ガスタービンエンジン用の燃焼器装置において、前記中間支持構造は、外側の管状ハウジングに関連した外側の環状支持部材と、内側の管状部材に関連した内側の環状支持部材と、一連の３つ以上の細長い接続ビームであって、前記内側の環状支持部材と前記外側の環状支持部材の内の第１の環状支持部材から、燃焼器装置の長手方向軸線を中心として周方向に角度をおいてずらされて、突出していて、前記内側の環状支持部材と前記外側の環状支持部材の内の第２の環状支持部材にまで非半径方向に片持梁式に別々に延び、これにより、前記内側の環状支持部材と前記外側の環状支持部材とを互いに安定的に結合している、一連の３つ以上の細長い接続ビームと、を有する、ガスタービンエンジン用の燃焼器装置が提供される。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、各細長い接続ビームが、前記第１の環状支持部材から堅く突出しておりかつ片持梁式に前記非半径方向へ前記第２の環状支持部材に向かって別々に延びており、細長い接続ビームの遠位端部は、前記第２の環状支持部材に安定的に接続されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、各細長い接続ビームが、接続ビームの遠位端部が半径方向で自由に移動を行うことが許されるように、半径方向で可撓性挙動を有するように構成されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、各細長い接続ビームの前記遠位端部が、前記第２の環状支持部材にヒンジ式に取り付けられていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、各細長い接続ビームの前記遠位端部が、ボルト留め、溶接またはろう付けによって前記第２の環状支持部材に堅く接続されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、前記第２の環状支持部材には、燃焼器装置の長手方向軸線を中心に周方向にずらされて同第２の環状支持部材から突出した複数の突出した突起が設けられており、各細長い接続ビームの遠位端部は、前記第２の環状支持部材のそれぞれの突出した突起に安定的に接続されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、細長い接続ビームの遠位端部が、燃焼器装置の長手方向軸線を中心に周方向にずらされたそれぞれの固定箇所において前記第２の環状支持部材に安定的に接続されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、前記第２の環状支持部材への前記細長い接続ビームの固定箇所が、前記第１の環状支持部材への同細長い接続ビームの固定箇所に対して軸方向および／または周方向で整列させられていないことを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、細長い接続ビームが、燃焼器装置の長手方向軸線を中心にほぼ均等な角度をおいて周方向でずらされていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、前記内側の環状支持部材および前記外側の環状支持部材が互いに軸方向でずらされていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、前記各細長い接続ビームが、半径方向に延びる基準レイイング平面に対して同一平面に配置されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、各細長い接続ビームが実質的にＬ字形であり、接続ビームの近位セグメントは、前記第１の環状支持部材からほぼ半径方向に延びており、接続ビームの、隣接した遠位セグメントは、燃焼器装置の長手方向軸線に対して傾斜した非半径方向で、第２の環状支持部材に向かって延びていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、前記内側の環状支持部材が、前記内側の管状部材に安定的に堅く取り付けられているかまたは直接に組み込まれていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、燃焼器装置は、さらに、前記外側の環状支持部材が、前記外側の管状ハウジングに安定的に堅く固定されているかまたは直接に組み込まれていることを特徴とする。

さらに、本発明によれば、ガスタービンエンジンであって、圧縮空気の流れを生じるために外気の圧縮が生じる圧縮機と、高温ガスの流れを生じるために、燃料と、前記圧縮機から到来する圧縮空気との混合物の燃焼が生じる燃焼器アセンブリと、燃焼器アセンブリから到来する高温ガスの膨張が生じる膨張タービンと、を有するガスタービンエンジンにおいて、前記ガスタービンエンジンは、前記燃焼器アセンブリが、少なくとも１つの燃焼器装置を有し、燃焼器装置は、可燃性の混合物の燃焼が生じる細長い燃焼室を画成する管状ケーシングと、前記燃焼室の上流において管状ケーシング内に配置されておりかつ前記可燃性の混合物を形成するバーナと、を有し、前記管状ケーシングは、燃焼器装置の長手方向軸線とほぼ同軸に延び、燃焼室を画成しかつバーナを包囲する内側の管状部材と、内側の管状部材とほぼ同軸に、同内側の管状部材の外側に延び、内側の管状部材から間隔を置いて内側の管状部材を包囲するように寸法決めされた、外側の管状ハウジングと、内側の管状部材を外側の管状ハウジングとほぼ同軸に堅く接続しかつ安定的に維持するために、内側の管状部材と外側の管状ハウジングとの間に介在させられた中間支持構造と、を備え、前記中間支持構造は、外側の管状ハウジングに関連した外側の環状支持部材と、内側の管状部材に関連した内側の環状支持部材と、一連の３つ以上の細長い接続ビームであって、前記内側の環状支持部材と前記外側の環状支持部材の内の第１の環状支持部材から、燃焼器装置の長手方向軸線を中心として周方向に角度をおいてずらされて、突出していて、内側の環状支持部材と外側の環状支持部材の内の第２の環状支持部材にまで非半径方向に片持梁式に別々に延び、これにより、前記内側の環状支持部材と前記外側の環状支持部材とを互いに安定的に結合している、一連の３つ以上の細長い接続ビームと、を有する、ガスタービンエンジンが提供される。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の各細長い接続ビームが、前記第１の環状支持部材から堅く突出しておりかつ片持梁式に前記非半径方向へ前記第２の環状支持部材に向かって別々に延びており、前記細長い接続ビームの遠位端部は、前記第２の環状支持部材に安定的に接続されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の各細長い接続ビームが、同接続ビームの遠位端部が半径方向で自由に移動を行うことが許されるように、半径方向で可撓性挙動を有するように構成されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、各細長い接続ビームの遠位端部が、前記第２の環状支持部材にヒンジ式に取り付けられていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、各細長い接続ビームの遠位端部が、ボルト留め、溶接またはろう付けによって前記第２の環状支持部材に堅く接続されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の第２の環状支持部材には、燃焼器装置の長手方向軸線を中心に周方向に角度をおいてずらされて同第２の環状支持部材から突出した複数の突出した突起が設けられており、各細長い接続ビームの遠位端部は、前記第２の環状支持部材のそれぞれの突出した突起に安定的に接続されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、細長い接続ビームの遠位端部が、燃焼器装置の長手方向軸線を中心に周方向に角度をおいてずらされたそれぞれの固定箇所において前記第２の環状支持部材に安定的に接続されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記第２の環状支持部材への前記中間支持構造の細長い接続ビームの固定箇所が、前記第１の環状支持部材への同細長い接続ビームの固定箇所に対して軸方向および／または周方向で整列させられていないことを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の細長い接続ビームが、燃焼器装置の長手方向軸線を中心にほぼ均等な角度をおいて周方向でずらされていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の前記内側の環状支持部材および前記外側の環状支持部材が互いに軸方向でずらされていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の前記各細長い接続ビームが、半径方向に延びる基準レイイング平面に対して同一平面に配置されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の各細長い接続ビームが実質的にＬ字形であり、接続ビームの近位セグメントが、前記第１の環状支持部材からほぼ半径方向に延びており、接続ビームの、隣接した遠位セグメントが、燃焼器装置の長手方向軸線に対して傾斜した非半径方向に、第２の環状支持部材に向かって延びていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の内側の環状支持部材が、前記内側の管状部材に安定的に堅く取り付けられているかまたは直接に組み込まれていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の外側の環状支持部材が、前記外側の管状ハウジングに安定的に堅く固定されているかまたは直接に組み込まれていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記燃焼器アセンブリが、ガスタービンエンジンのエンジンシャフトを中心に周方向に角度をおいてずらされた複数の前記燃焼器装置を有することを特徴とする。

最後に、本発明によれば、ガスタービンエンジンであって、圧縮空気の流れを生じるために外気の圧縮が生じる圧縮機と、高温ガスの流れを生じるために、燃料と、前記圧縮機から到来する圧縮空気との混合物の燃焼が生じる燃焼器アセンブリと、燃焼器アセンブリから到来する高温ガスの膨張が生じる膨張タービンと、を有し、前記ガスタービンエンジンは、内側の管状エレメントと、前記内側の管状エレメントとほぼ同軸に、同内側の管状エレメントの外側に延び、内側の管状エレメントから間隔を置いて内側の管状エレメントを包囲するように寸法決めされた、外側の管状エレメントと、外側の管状エレメントとほぼ同軸に内側の管状エレメントをしっかりと接続しかつ安定的に維持するために、内側の管状エレメントと外側の管状エレメントとの間に介在させられた、中間支持構造と、を有するガスタービンエンジンにおいて
前記中間支持構造は、外側の管状エレメントに関連した外側の環状支持部材と、内側の管状エレメントに関連した内側の環状支持部材と、一連の３つ以上の細長い接続ビームであって、前記内側の環状支持エレメントと前記外側の環状支持エレメントの内の第１の環状支持エレメントから、内側の環状支持エレメントの長手方向軸線を中心に周方向に角度をおいてずらされて、突出していて、前記内側の環状支持エレメントと前記外側の環状支持エレメントの内の第２の環状支持エレメントにまで非半径方向に片持梁式に別々に延び、これにより、前記内側の環状支持部材と前記外側の環状支持部材とを互いに安定的に結合している、一連の３つ以上の細長い接続ビームと、を有することを特徴とする、ガスタービンエンジンも提供される。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の各細長い接続ビームが、前記第１の環状支持エレメントから堅く突出しておりかつ片持梁式に前記非半径方向へ前記第２の環状支持エレメントに向かって別々に延びており、前記細長い接続ビームの遠位端部は、前記第２の環状支持部材に安定的に接続されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の各細長い接続ビームが、同接続ビームの遠位端部が半径方向で自由に移動を行うことが許されるように、半径方向で可撓性挙動を有するように構成されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、各細長い接続ビームの遠位端部が、ボルト留め、溶接またはろう付けによって前記第２の環状支持部材に堅く接続されているかつ／または各細長い接続ビームの近位端部が、ボルト留め、溶接またはろう付けによって前記第１の環状支持部材に堅く接続されていることを特徴とする。

必ずというわけではないが、好適には、ガスタービンエンジンは、さらに、前記中間支持構造の第１および第２の環状支持エレメントが互いに軸方向でずらされていることを特徴とする。

図面の簡単な説明
ここで、本発明の非制限的な実施の形態を示す添付の図面を参照しながら本発明を説明する。

本発明の教示により実現された複数の燃焼器装置が設けられたガスタービンエンジンの概略図である。 図１に示されたガスタービンエンジンの、部分的に断面された透視図である。 図２に示され、本発明の教示により実現された燃焼器装置のうちの１つの側面図であり、幾つかの部分は断面図で示され、幾つかの部分は簡略化のために省略されている。 図３に示された燃焼器装置の中央セクションの部分の透視図であり、幾つかの部分は断面図で示され、幾つかの部分は簡約化のために省略されている。 図３に示された燃焼器装置の択一的な実施の形態の端面図であり、幾つかの部分は簡略化のために省略されている。 図５に示された燃焼器装置の切断線Ｅ−Ｅに沿った断面された側面図であり、幾つかの部分は簡略化のために省略されている。

発明の詳細な説明
図１および図２を参照すると、符号１は、好適には二段燃焼を有する、ガスタービンエンジン１００に組み込まれるのに適した燃焼器装置の全体を指しており、他方、ガスタービンエンジン１００は従来の発電機２００を回転駆動するように特に適応されている。

さらに詳しく言えば、ガスタービンエンジン１００は、好適には、基本的に、メインの管状の外側ケーシング１０１と、前記管状の外側ケーシング１０１内における、好適には多段の圧縮機１０２であって、当該圧縮機１０２において、圧縮空気の流れを生ぜしめるために外気の圧縮が生じる、圧縮機１０２と、圧縮機１０２の下流に配置された第１の燃焼器アセンブリ１０３であって、当該第１の燃焼器アセンブリ１０３において、圧縮機１０２から到来する圧縮空気と、第１の燃料供給ライン１０４から到来する燃料との混合物の燃焼が、高温ガスの流れを生ぜしめるために生じる、第１の燃焼器アセンブリ１０３と、燃焼器アセンブリ１０３の下流に配置された、必ずというわけではないが好適には多段の、第１の膨張タービン１０５であって、当該第１の膨張タービン１０５において、燃焼器アセンブリ１０３から到来する高温ガスの部分的な膨張が生じる、第１の膨張タービン１０５と、膨張タービン１０５の下流に配置された第２の燃焼器アセンブリ１０６であって、当該第２の燃焼器アセンブリ１０６において、燃焼器アセンブリ１０３から膨張タービン１０５を通じて到来する高温ガスと、第２の燃料供給ライン１０７から到来する燃料との混合物の燃焼が、高温ガスの第２の流れを生ぜしめるために生じる、第２の燃焼器アセンブリ１０６と、最後に、燃焼器アセンブリ１０６の下流に配置された、好適には多段の、第２の膨張タービン１０８であって、当該第２の膨張タービン１０８において、燃焼器アセンブリ１０６から到来する高温ガスの完全な膨張が、前記高温ガスがガスタービンエンジン１００から出る前に生じる、第２の膨張タービン１０８と、を有する。

他方、第１および／または第２の燃焼器アセンブリ１０３および１０６は、ガスタービンエンジン１００のエンジンシャフト１０９の周囲に好適には均等な角度をおいて周方向にずらされて配置された、少なくとも１つ、好適には複数の別個の燃焼器装置１を有する。

ガスタービンエンジン１００の全体構造は、広く自体公知であるので、さらなる説明は必要ない。

特に図３および図４を参照すると、各燃焼器装置１は、必ずというわけではないが好適には、ガスタービンエンジン１００の長手方向軸線Ａに対してほぼ平行に延びており、基本的に、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂと同軸に延びておりかつ可燃性混合物の燃焼が生じる燃焼室３の少なくとも一部を画成した管状ケーシング２と、バーナ４であって、燃焼室３のすぐ上流において管状ケーシング２内に配置されておりかつ燃焼室３内で即座に燃焼させられる可燃性混合物を形成するために燃料を、（燃焼器アセンブリ１０３に属するならば）圧縮機１０２から到来する圧縮空気にまたは（燃焼器アセンブリ１０３に属するならば）燃焼器アセンブリ１０３から到来する希釈された高温ガスに連続的に混合するように適応されたバーナ４と、を有する。

特に、バーナ４は、好適には、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂと同軸に、すなわち、管状ケーシング２のほぼ中央に配置されており、好適には、１つまたは複数の燃料インジェクタ６を有する。燃料インジェクタ６は、前記第１の燃料供給ライン１０４または前記第２の燃料供給ライン１０７からデリバリパイプ（図示せず）を通じて燃料を受け取り、その後に管状ケーシング２から出る高温ガスの大量の流れｆを生ぜしめるために、隣接する燃焼室３内で即座に燃焼させられる可燃性混合物を形成するために、前記燃料を管状ケーシング２内に噴霧することができる。

他方、管状ケーシング２は、ツインシェル構造を有し、これにより、外部対流と内部フィルム対流との組合せによって冷却される。

より詳細には、図３および図４を参照すると、管状ケーシング２は、基本的に、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂとほぼ同軸に延びており、バーナ４を包囲しておりかつ最後に燃焼室３を画成した、一般的に“内側ライナ”と称される内側の管状部材８と、管状部材８の外側に、管状部材８とほぼ同軸に延びており、環状の空間またはキャビティ１０を形成するために管状部材８から僅かに間隔を置いたまま管状部材８を包囲するように寸法決めされた外側の管状ハウジング９と、外側の管状ハウジング９とほぼ同軸に内側の管状部材８をしっかりと結合しかつ安定的に維持するために管状部材８と管状ハウジング９との間に介在させられた、中間の環状支持構造１１と、を有する。

好適には、管状部材８の入口セクションは、さらに、管状ハウジング９の入口セクションに対して、軸方向に摺動するように、入れ子式にはめ込まれている。

図３を参照すると、図示した例では、特に、内側の管状部材８は、好適には、ほぼ円形の横断面を有しており、好適には、収縮し拡開する輪郭を有している。

バーナ４は、好適には、より小さな流れ断面積を有する、管状部材８の第１の管状部分内に配置されている。他方、燃焼室３は、好適には、より大きな流れ断面積を有する、管状部材８の第２の管状部分によって画成されている。

好適には、内側の管状部材８の第１および／または第２の管状部分は、さらに、ほぼ円筒状である。

択一的な実施の形態によれば、しかしながら、内側の管状部材８は、実質的に漏斗状であることができ、好適には、管状ケーシング２の入口に向かって拡開している。

好適には、内側の管状部材８には、さらに、管状部材８の第２の管状部分の少なくとも一部に好適には均等に分配された複数の小さな通過しみ出し冷却孔（図示せず）、および／または複数の大きな通過希釈開口（図示せず）が設けられている。複数の大きな通過希釈開口は、管状部材８の第２の管状部分において適切に間隔を置かれており、それぞれ、例えば圧縮機１０２から到来する圧縮空気などの、環状の空間またはキャビティ１０に存在する希釈ガスを内側の管状部材８に自由に進入させて、この内側の管状部材８において同管状部材８内を流れる高温ガスと混合させるように、寸法決めされている。

好適には、これらのしみ出し開口および／または希釈開口は、さらに、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心として均等な角度をおいて周方向にずらされている。加えて、各しみ出し開口および／または希釈開口は、好適には、実質的に円形である。

選択的に、内側の管状部材８は、複数の管状延長部（図示せず）を有してもよい。管状延長部は、管状部材８の第２の管状部分から内向きに突出しており、それぞれ、例えば圧縮機１０２から到来する圧縮空気などの管状の空間またはキャビティ１０に存在する希釈ガスを自由に内側の管状部材８へ進入させて、この内側の管状部材８において同管状部材８内を流れる高温ガスと混合させるように、寸法決めされている。

好適には、これらの管状延長部は、さらに、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心に均等な角度をおいて周方向にずらされている。各管状延長部は、さらに、好適には、管状部材８の第２の管状部分から片持梁式に突出しており、好適には、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂに向かってほぼ半径方向に延びている。

図３および図４を特に参照すると、他方、外側の管状ハウジング９は、好適にはほぼ円筒状であり、好適には、内側の管状部材８を、同管状部材８の実質的に全長にわたって包囲している。さらに、管状ハウジング９は、好適には、内側の管状部材８の外側開口部を包囲するほぼ漏斗状の端部セクションを有する。

好適には、管状ハウジング９には、さらに、少なくとも１つ、好適には複数の大きな通過開口または通路（図示せず）が設けられている。大きな通過開口または通路は、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心にして好適には均等な角度をおいて周方向にずらされており、それぞれ、管状の空間またはキャビティ１０内への、例えば圧縮機１０２から到来する圧縮空気などの希釈ガスの自由な進入を可能にするように、寸法決めされている。

図３および図４を参照すると、図示した例では、特に、外側の管状ハウジング９は、好適には、基本的に、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂとほぼ同軸に配置されかつ互いに堅く連結された、一連の、好適にはほぼ円筒状の、別個の管状部材１２を有しており、好適には、さらに、管状部材８の出口開口を包囲するように、好適には管状部材８の出口開口を僅かに超えて燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂとほぼ同軸に延びるように最後の管状部材１２に堅く連結された漏斗状の管状部材１３を有している。

図３および図４を特に参照すると、他方、中間の環状支持構造１１は、外側の管状ハウジング９に、同管状ハウジング９とほぼ同軸に、すなわち燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂとほぼ同軸に、安定的に堅く固定されているかまたは直接に組み込まれた外側の環状支持部材２０と、内側の管状部材８に、同管状部材８とほぼ同軸に、すなわち燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂとほぼ同軸に、安定的に堅く取り付けられているかまたは直接に組み込まれた内側の環状支持部材２１と、一連の３つ以上の細長い横断接続ビーム２２とを有しており、各横断接続ビーム２２は、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心に角度をおいて周方向にずらされて、外側の環状支持部材２０から突出していて、２つの環状支持部材２０および２１を互いに別個に安定的に結合するために、横断的な非半径方向ｗに沿って内側の環状支持部材２１に向かって片持梁のように別々に延びている。

より詳細には、これらの細長い接続ビーム２２は、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心にして角度をおいて周方向にずらされた外側の環状支持部材２０から好適には堅く一体的に突出しており、片持梁式に、内側の環状支持部材２１に向かって前記非半径方向ｗに別々に延びている。細長い接続ビーム２２の遠位端部は、さらに、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心に角度をおいて周方向にずらされたそれぞれの固定箇所において内側の環状支持部材２１に安定的に接続されている。

言い換えれば、内側の環状支持部材２１は、外側の環状支持部材２０に対して軸方向で整列させられていない、すなわち軸方向でずらされており、細長い接続ビーム２２は、ほぼ漏斗状の環状のフレームを形成しており、このフレームは、外側の環状支持部材２０を内側の環状支持部材２１に安定的に接続している。

好適には、細長い接続ビーム２２は、さらに、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心としてほぼ均等な角度をおいて周方向にずらされており、各接続ビーム２２は、好適には、対応する半径方向に延びる基準配置平面と同一平面を維持して、外側の環状支持部材２０から内側の環状支持部材２１まで延びている。

言い換えれば、内側の環状支持部材２１における細長い接続ビーム２２の固定箇所は、外側の環状支持部材２０における細長い接続ビーム２２の始点または根元部に対して角度方向、即ち周方向で整列させられていて、つまり長手方向軸線Ｂの周りでねじれていない。

上記のことに加えて、細長い各接続ビーム２２は、さらに、半径方向で可撓性挙動を有するように構成されており、これにより、同ビームの遠位端部は、環状支持部材２１に対して局所的に垂直な方向ｄで小さな移動を行う、すなわち半径方向ｄで小さな移動を自由に行うことが許されている。

言い換えれば、細長い接続ビーム２２は、半径方向では可撓性であり、軸方向では剛性である。

好適には、各接続ビーム２２の遠位端部は、さらに、対応する接続ヒンジ２３を介して内側の環状支持部材２１に安定的に固定されている。

より詳細には、図３および図４を参照すると、内側の環状支持部材２１には、好適には、複数の突出する突起２４が設けられている。突起２４は、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心にして角度をおいて周方向にずらされて同環状支持部材２１から突出しており、それぞれの細長い接続ビーム２２の遠位端部にそれぞれ到達するように、ほぼ半径方向に外向きに別々に延びている。

他方、細長い各接続ビーム２２の遠位端部は、環状支持部材２１のそれぞれの突出する突起２４にしっかりと固定されている。

図示した例では、特に、各接続ビーム２２の遠位端部は、好適には、横断接続ピン２５を介して、対応する突起２４に安定的に固定されている。横断接続ピン２５は、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂに対して局所的に垂直に延びており、ヒンジアセンブリを形成するように、突起２４と、細長い接続ビーム２２の遠位端部との両方に、貫通して軸方向に回転可能な形式で係合している。

択一的な実施の形態では、横断接続ピン２５は、横断ボルトによって置き換えられてもよい。

図３および図４を参照すると、図示した例では、特に、環状支持部材２０は、好適には、管状ハウジング９の２つの隣接する管状部材１２の軸方向端部の間に堅く締め付けられている。他方、環状支持部材２１は、好適には、内側の管状部材８の一体的部分である。

図示した例では、さらに、管状ケーシング２の環状支持構造１１は、好適には、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心にして好適にはほぼ均等な角度をおいて周方向にずらされた、すなわち角度方向（周方向）で互いに９０°だけ間隔を置かれた、半径方向で可撓性の細長い４つの接続ビーム２２と、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心にして好適にはほぼ均等な角度をおいて周方向にずらされた、すなわち角度方向で互いに９０°だけ間隔を置かれた、外向きに突出する４つの突起２４とを有しており、各突起２４は、角度方向でそれぞれの細長い接続ビーム２２と整列させられている。

他方、細長い各接続ビーム２２は、好適には、実質的にＬ字形であり、これにより、ビームの近位セグメントは環状支持部材２０からほぼ半径方向内向きに延び、ビームの隣接した遠位セグメントは、対応する突起２４に向かって、好適には、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂに対して好適には０°〜４５°の範囲のレーキ角αだけ傾斜させられた非半径方向ｗに延びている。

より詳細には、図示した例では、各接続ビーム２２は、好適には、実質的にＬ字形に曲げられた、好適には環状支持部材２０と一体に形成された細長い板状のトングから成る。

燃焼器装置１の一般的な作動は、二段燃焼を備えるガスタービンエンジン用の従来の燃焼器装置のものと同様である。

環状支持構造１１に関して、細長い接続ビーム２２の半径方向可撓性は、内側の管状部材８を外側の管状ハウジング９に対して常に同軸に保持しながら、内側の管状部材８を自由に半径方向および／または軸方向へ膨張させる。

環状支持構造１１の結果として生じる利点は、多数ある。

まず、半径方向で可撓性の細長い接続ビーム２２は、摩耗の問題を生じない。

さらに、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心にして周方向にずらされた、３つ以上の半径方向で可撓性の細長い接続ビーム２２の使用は、内側の管状部材８と外側の管状ハウジング９との間の距離を増大させ、これにより生じる冷却における全ての利点をもたらす。

さらに、燃焼器装置１の組立ては、関連するコストの節約を伴って著しく単純化される。細長い接続ビーム２２の遠位端部は、実際、管状ハウジング９の出口開口から容易にアクセス可能であり、これにより、接続ピン２５の迅速な挿入を可能にしている。

もちろん、変更が、上に開示された燃焼器装置１およびガスタービンエンジン１００に対して、ただし本発明の範囲から逸脱することなしに、加えられてもよい。

例えば、ガスタービンエンジン１００は、中間膨張タービン１０５を有さなくてもよい。

燃焼器装置１に関して、択一的な実施の形態では、突起２４が外側の環状支持部材２０から内向きに突出するのに対し、半径方向に可撓性の細長い横断接続ビーム２２が内側の環状支持部材２１から外向きに突出していてもよい。

さらに、内側または外側の環状支持部材２０，２１は、好適には細長い各横断接続ビーム２２のために、接続ビーム２２の遠位端部を受け入れるのに適したフォーク部材を形成する一対の隣接する突出した突起２４を有してもよい。

さらに、横断接続ピン２５またはボルトを介してではなく、各突起２４は、溶接またはろう付けによって、対応する半径方向で可撓性の細長い横断接続ビーム２２の遠位端部に安定的に堅く接続されていてもよい。

最後に、環状支持構造１１の択一的な実施の形態によれば、環状支持部材２０および２１は、互いに実質的に同一平面にあり、細長い接続ビーム２２は、環状支持部材２０および２１に対してほぼ同一平面のまま、環状支持部材２０から環状支持部材２１まで非半径方向へ延びている。

言い換えれば、内側の環状支持部材２１における細長い接続ビーム２２の固定箇所、すなわち突起２４は、外側の環状支持部材２０における細長い接続ビーム２２の始点に対して、角度方向（周方向）で整列していない、すなわち周方向でシフトさせられている。

この択一的な実施の形態においても、各細長い接続ビーム２２は、外側の環状支持部材２０から内向きに好適には堅く一体的に突出しており、内側の環状支持部材２１に達するまで、片持梁のように非半径方向に延びている。

各細長い接続ビーム２２は、さらに、半径方向で可撓性挙動を有するように構成されており、これにより、ビームの遠位端部は半径方向で自由に小さな移動を行うことが許されている。

上記に加え、特に図５および図６を参照すると、択一的な実施の形態によれば、各細長い燃焼器装置１は、少なくとも部分的に、好適にはほぼ円筒状の別の外側の管状ケーシング３０に収容されている。この別の外側の管状ケーシング３０は、好適には、ガスタービンエンジン１００の主外側ケーシング１０１に堅く固定されており、管状の空間またはキャビティを形成するように、燃焼器装置１から僅かに間隔を置かれたまま、燃焼器装置１を包囲するように寸法決めされている。細長い燃焼器装置１は、好適には、前記外側の管状ケーシング３０にしっかりと結合されており、かつ燃焼器装置１の管状ケーシング２と前記外側の管状ケーシング３０との間に介在させられた別の中間の環状支持構造３１によって、同外側の管状ケーシング３０の長手方向軸線とほぼ同軸に安定的に保持されている。

環状支持構造１１と同様に、環状支持構造３１もまた、好適には、外側管状ケーシング３０に、同外側管状ケーシング３０とほぼ同軸に、すなわち燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂとほぼ同軸に、安定的に堅く固定されたまたは直接に組み込まれた、外側の環状支持部材３２と、燃焼器装置１の管状ケーシング２に、同管状ケーシング２とほぼ同軸に、すなわち燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂとほぼ同軸に、安定的に堅く固定されているかまたは直接に組み込まれた、内側の環状支持部材３３と、一連の３つ以上の半径方向で可撓性の細長い横断接続ビーム３４であって、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心に周方向にずらされて、外側の環状支持部材３２から突出しており、２つの環状支持部材３２および３３を互いに別個に安定的に接続するために、横断非半径方向で内側の環状支持部材３３に向かって片持梁式に別個に延びている、横断接続ビーム３４と、を有する。

図示した例では、特に、外側の環状支持部材３２は、好適には、付加的な外側の管状ケーシング３０から、好適には同ケーシング３０の縁部においてかつ好適には半径方向へ内向きに突出した環状の肩部から成る。

他方、内側の環状支持部材３３は、好適には、管状ハウジング９から外向きに半径方向に突出した環状フランジから成る。

各細長い接続ビーム３４の近位端部は、好適には１つまたは複数のアンカリングボルト３５によって外側の管状ケーシング３０の環状の肩部３２に好適には堅くかつ安定的に固定されている。もちろん、アンカリングボルト３５は、溶接またはろう付けによって置き換えられてもよい。

他方、各細長い接続ビーム３４の遠位端部は、好適には１つまたは複数のアンカリングボルト３６によって、管状ハウジング９の外向きに突出した環状フランジ３３に、好適には堅くかつ安定的に固定されている。この場合もまた、アンカリングボルト３６は、溶接またはろう付けによって置き換えられてもよい。

好適には、細長い接続ビーム３４は、さらに、燃焼器装置１の長手方向軸線Ｂを中心に均等な角度をおいて周方向にずらされている。

支持構造１１の細長い接続ビーム２２と同様に、細長い各接続ビーム３４は、さらに、半径方向で可撓性挙動を有するように構成されており、これにより、同ビーム３４の遠位端部は半径方向ｄ₀で自由に小さな移動を行うことが許されている。

言い換えれば、細長い接続ビーム２２と同様に、細長い接続ビーム３４は、半径方向では可撓性であり、軸方向では剛性である。

Claims (16)

1. ガスタービンエンジン（１００）用の燃焼器装置（１）であって、
   可燃性の混合物の燃焼が生じる細長い燃焼室（３）を画成する管状ケーシング（２）と、
   前記燃焼室（３）の上流において前記管状ケーシング（２）内に配置されておりかつ前記可燃性の混合物を形成するバーナ（４）と、を有し、
   他方、前記管状ケーシング（２）は、
   前記燃焼器装置（１）の長手方向軸線（Ｂ）とほぼ同軸に延び、前記燃焼室（３）を画成しかつ前記バーナ（４）を包囲する内側の管状部材（８）と、
   該内側の管状部材（８）とほぼ同軸に、該内側の管状部材（８）の外側に延び、前記内側の管状部材（８）から間隔を置いて該内側の管状部材（８）を包囲するように寸法決めされた、外側の管状ハウジング（９）と、
   前記内側の管状部材（８）を前記外側の管状ハウジング（９）とほぼ同軸にしっかりと接続しかつ安定的に保持するために、前記内側の管状部材（８）と前記外側の管状ハウジング（９）との間に介在させられた中間支持構造（１１）と、を備える、ガスタービンエンジン（１００）用の燃焼器装置（１）において、
   前記中間支持構造（１１）は、
   前記外側の管状ハウジング（９）に結合された外側の環状支持部材（２０）と、
   前記内側の管状部材（８）に結合された内側の環状支持部材（２１）と、
   一連の３つ以上の細長い接続ビーム（２２）であって、前記内側の環状支持部材（２１）と前記外側の環状支持部材（２０）の内の第１の環状支持部材（２０，２１）から、前記燃焼器装置（１）の前記長手方向軸線（Ｂ）を中心として周方向に角度をおいてずらされて、突出していて、前記内側の環状支持部材（２１）と前記外側の環状支持部材（２０）の内の第２の環状支持部材（２０，２１）にまで非半径方向（ｗ）に片持梁式に別々に延び、これにより、前記内側の環状支持部材（２１）と前記外側の環状支持部材（２０）とを互いに安定的に結合している、一連の３つ以上の細長い接続ビーム（２２）と、
   を有することを特徴とする、ガスタービンエンジン（１００）用の燃焼器装置（１）。
2. 前記各細長い接続ビーム（２２）は、前記第１の環状支持部材（２０，２１）から堅く突出しておりかつ片持梁式に前記非半径方向（ｗ）へ前記第２の環状支持部材（２０，２１）に向かって別々に延びており、前記細長い接続ビーム（２２）の遠位端部は、前記第２の環状支持部材（２０，２１）に安定的に接続されていることを特徴とする、請求項１記載の燃焼器装置。
3. 前記各細長い接続ビーム（２２）は、該接続ビーム（２２）の前記遠位端部が半径方向（ｄ）で自由に移動することが許されるように、半径方向で可撓性挙動を有するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２記載の燃焼器装置。
4. 前記各細長い接続ビーム（２２）の前記遠位端部は、前記第２の環状支持部材（２０，２１）にヒンジ式に取り付けられていることを特徴とする、請求項２または３記載の燃焼器装置。
5. 前記各細長い接続ビーム（２２）の前記遠位端部は、ボルト留め、溶接またはろう付けによって前記第２の環状支持部材（２０，２１）に堅く結合されていることを特徴とする、請求項２または３記載の燃焼器装置。
6. 前記第２の環状支持部材（２０，２１）には、前記燃焼器装置（１）の前記長手方向軸線（Ｂ）を中心に周方向に角度をおいてずらされて前記第２の環状支持部材（２０，２１）から突出した複数の突出した突起（２４）が設けられており、前記各細長い接続ビーム（２２）の前記遠位端部は、前記第２の環状支持部材（２０，２１）のそれぞれの前記突出した突起（２４）に安定的に結合されていることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の燃焼器装置。
7. 前記細長い接続ビーム（２２）の前記遠位端部は、前記燃焼器装置（１）の前記長手方向軸線（Ｂ）を中心に周方向に角度をおいてずらされたそれぞれの固定箇所において前記第２の環状支持部材（２０，２１）に安定的に結合されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の燃焼器装置。
8. 前記第２の環状支持部材（２０，２１）における前記細長い接続ビーム（２２）の前記固定箇所は、前記第１の環状支持部材（２０，２１）における前記細長い接続ビーム（２２）の前記固定箇所に対して軸方向および／または周方向で整列させられていないことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の燃焼器装置。
9. 前記細長い接続ビーム（２２）は、前記燃焼器装置（１）の前記長手方向軸線（Ｂ）を中心にほぼ均等な角度をおいて周方向にずらされていることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の燃焼器装置。
10. 前記内側の環状支持部材（２１）と、前記外側の環状支持部材（２０）とは、互いに軸方向でずらされていることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の燃焼器装置。
11. 前記各細長い接続ビーム（２２）は、半径方向に延びる基準配置平面に対して同一平面に配置されていることを特徴とする、請求項１０記載の燃焼器装置。
12. 前記各細長い接続ビーム（２２）は実質的にＬ字形であり、前記接続ビーム（２２）の近位区分は、前記第１の環状支持部材（２０，２１）からほぼ半径方向に延びており、前記接続ビーム（２２）の、隣接した遠位区分は、前記燃焼器装置（１）の前記長手方向軸線（Ｂ）に対して傾斜した非半径方向（ｗ）で、前記第２の環状支持部材（２０，２１）に向かって延びていることを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の燃焼器装置。
13. 前記内側の環状支持部材（２１）は、前記内側の管状部材（８）に安定的に堅く取り付けられているかまたは一体化されていることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれか１項記載の燃焼器装置。
14. 前記外側の環状支持部材（２０）は、前記外側の管状ハウジング（９）に安定的に堅く固定されているかまたは一体化されていることを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１項記載の燃焼器装置。
15. ガスタービンエンジン（１００）であって、
    圧縮空気の流れを生じさせるために外気を圧縮する圧縮機（１０２）と、
    高温ガスの流れを生じさせるために、燃料と、前記圧縮機（１０２）から到来する圧縮空気との混合物を燃焼させる、燃焼器アセンブリ（１０３）と、
    該燃焼器アセンブリ（１０３）から到来する前記高温ガスの膨張が生じる膨張タービン（１０４）と、を有するガスタービンエンジン（１００）において、
    前記燃焼器アセンブリ（１０３）は、請求項１から１４までのいずれか１項記載の少なくとも１つの燃焼器装置（１）を有することを特徴とする、ガスタービンエンジン（１００）。
16. ガスタービンエンジン（１００）であって、
    圧縮空気の流れを生じさせるために外気を圧縮する圧縮機（１０２）と、
    高温ガスの流れを生じさせるために、燃料と、前記圧縮機（１０２）から到来する圧縮空気との混合物を燃焼させる燃焼器アセンブリ（１０３）と、
    該燃焼器アセンブリ（１０３）から到来する前記高温ガスの膨張が生じる膨張タービン（１０４）と、を有し、
    前記ガスタービンエンジン（１００）は、
    内側の管状エレメント（２）と、
    該内側の管状エレメント（２）とほぼ同軸に、該内側の管状エレメント（２）の外側に延び、該内側の管状エレメント（２）から間隔を置いて該内側の管状エレメント（２）を包囲するように寸法決めされた、外側の管状エレメント（３０）と、
    該外側の管状エレメント（３０）に対してほぼ同軸に前記内側の管状エレメント（２）をしっかりと結合しかつ安定的に保持するために、前記内側の管状エレメント（２）と前記外側の管状エレメント（３０）との間に介在させられた、中間支持構造（３１）と、
    を有する、ガスタービンエンジン（１００）において、
    前記中間支持構造（３１）は、
    前記外側の管状エレメント（３０）に結合された外側の環状支持部材（３２）と、
    前記内側の管状エレメント（２）に結合された内側の環状支持部材（３３）と、
    一連の３つ以上の細長い接続ビーム（３４）であって、前記内側の環状支持エレメント（３３）と前記外側の環状支持エレメント（３２）の内の第１の環状支持エレメント（３２，３３）から、前記内側の環状支持エレメント（３３）の長手方向軸線（Ｂ）を中心に周方向に角度をおいてずらされて、突出していて、前記内側の環状支持エレメント（３３）と前記外側の環状支持エレメント（３２）の内の第２の環状支持エレメント（３２，３３）にまで非半径方向に片持梁式に別々に延び、これにより、前記内側の環状支持部材（３３）と前記外側の環状支持部材（３２）とを互いに安定的に結合している、一連の３つ以上の細長い接続ビーム（３４）と、
    を有することを特徴とする、ガスタービンエンジン（１００）。