JP2022013796A - 燃焼器の空気流路 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼ライナへともたらされる冷却を減少させることなく軸方向多段化インジェクタへと圧縮された作動流体を供給するための改善されたシステムおよび方法を提供する。【解決手段】ターボ機械用の燃焼器が、ヘッドエンドと、高温ガス経路を少なくとも部分的に定めるライナと、ライナの少なくとも一部分を周状に取り囲む流れスリーブとを含む。流れスリーブは、ライナとの間に冷却流用環状部を形成するようにライナから離れている。冷却流用環状部は、高圧プレナムに流体に関して直接連絡しており、したがって高圧プレナムからの空気が冷却流用環状部に流入し、冷却流用環状部からヘッドエンドへと流れる。燃焼器は、第１の燃焼ゾーンと、高温ガス経路における第１の燃焼ゾーンの下流の第２の燃焼ゾーンとをさらに含む。複数の燃料インジェクタが、第２の燃焼ゾーンに流体に関して連絡しており、高圧プレナムには流体に関して直接連絡していない。【選択図】図１

Description

本開示は、広くには、ターボ機械用の燃焼器に関する。より詳細には、本開示は、軸方向に多段化された燃料インジェクタを有する燃焼器、およびそのような燃焼器のための空気流路を定める特徴に関する。

ターボ機械は、エネルギ伝達の目的で、さまざまな産業および用途において利用されている。例えば、ガスタービンエンジンは、一般に、圧縮機セクションと、燃焼セクションと、タービンセクションと、排気セクションとを含む。圧縮機セクションは、ガスタービンエンジンに流入する作動流体の圧力を徐々に高め、この圧縮された作動流体を燃焼セクションに供給する。圧縮された作動流体および燃料（例えば、天然ガス）が、燃焼セクション内で混合され、燃焼チャンバ内で燃焼して、高圧および高温の燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、燃焼セクションからタービンセクションへと流れ、タービンセクションにおいて膨張して仕事を生じる。例えば、タービンセクションにおける燃焼ガスの膨張は、例えば、発電機に接続されたロータシャフトを回転させ、電気を発生させることができる。次いで、燃焼ガスは、排気セクションを介してガスタービンから排出される。

ガスタービンは、通常は、炭化水素燃料を燃焼させ、チッ素酸化物（ＮＯｘ）および一酸化炭素（ＣＯ）などの排出物を生じる。一般に、このような排出物の生成を最小限に抑えることが望ましい。ガスタービンにおけるチッ素分子の酸化は、燃焼器内に位置するガスの温度、ならびに燃焼器内の最高温度領域に位置する反応物質の滞留時間に依存する。したがって、ガスタービンが発生させるＮＯｘの量を、燃焼器温度をＮＯｘが生じる温度よりも低く保つこと、または燃焼器における反応物質の滞留時間を制限すること、のいずれかによって低減することができる。

燃焼器の温度を制御するための１つの手法は、燃料および空気を事前に混合して、燃焼前に希薄燃料－空気混合物を生成することを含む。この手法は、燃料注入の軸方向の多段化を含むことができ、その場合、第１の燃料－空気混合物が、燃焼器の第１の燃焼ゾーンまたは一次燃焼ゾーンに注入されて燃やされ、高エネルギの燃焼ガスの主流を生成し、第２の燃料－空気混合物が、一次燃焼ゾーンの下流に位置する半径方向に向けられて周状に間隔を空けて配置された複数の燃料インジェクタまたは軸方向に多段化された燃料インジェクタアセンブリ（レイトリーンインジェクタと呼ばれることもある）を介して、高エネルギの燃焼ガスの主流へと注入および混合される。軸方向に多段化された注入は、利用可能な燃料の完全燃焼の可能性を高め、したがって望ましくない排出物を減少させる。

燃焼器の動作の最中に、燃焼室および／または燃焼器を通る高温ガスの経路を形成する１つ以上のライナまたはダクトを冷却する必要がある。ライナの冷却は、典型的には、圧縮機からの圧縮された作動流体などの冷却媒体を、ライナとライナを取り囲む流れスリーブおよび／またはインピンジメントスリーブとの間に定められた冷却流用環状部または流路を通って導くことによって達成される。結果として、圧縮された作動流体の一部が軸方向に多段化されたインジェクタを通るように迂回させられるため、燃焼室の外側へともたらされる冷却の量が減少する可能性がある。

したがって、燃焼ライナまたはダクトへともたらされる冷却を減少させることなく、軸方向に多段化されたインジェクタへと圧縮された作動流体を供給するための改善されたシステムおよび方法が、有用であると考えられる。

本開示によるシステムの態様および利点は、部分的には以下の説明に記載され、あるいは説明から自明であってよく、あるいは本技術の実施を通じて習得可能である。

一実施形態によれば、ターボ機械用の燃焼器が提供される。燃焼器は、ターボ機械の外側ケーシングに結合しており、外側ケーシング内の高圧プレナムに流体に関して連絡している。燃焼器は、ヘッドエンドと、高温ガス経路を少なくとも部分的に定めるライナと、ライナの少なくとも一部分を周状に取り囲む流れスリーブとを含む。流れスリーブは、ライナとの間に冷却流用環状部を形成するようにライナから離れている。冷却流用環状部は、高圧プレナムに流体に関して直接連絡しており、したがって高圧プレナムからの空気が冷却流用環状部に流入し、冷却流用環状部からヘッドエンドへと流れる。さらに、燃焼器は、ライナによって定められた第１の燃焼ゾーンと、高温ガス経路における第１の燃焼ゾーンの下流のライナによって定められた第２の燃焼ゾーンとを含む。複数の燃料インジェクタが、第２の燃焼ゾーンに流体に関して連絡している。複数の燃料インジェクタは、燃料および空気の混合物を第２の燃焼ゾーンに直接注入するように構成される。複数の燃料インジェクタは、高圧プレナムに流体に関して直接には連絡していない。

別の実施形態によれば、ターボ機械が提供される。ターボ機械は、吸気部から吐出部まで延びる圧縮機を含む。圧縮機の吐出部は、高圧空気の流れをターボ機械の外側ケーシング内に定められた高圧プレナムに直接供給する。ターボ機械は、燃焼器をさらに含む。燃焼器は、ヘッドエンドと、高温ガス経路を少なくとも部分的に定めるライナと、ライナの少なくとも一部分を周状に取り囲む流れスリーブとを含む。流れスリーブは、ライナとの間に冷却流用環状部を形成するようにライナから離れている。冷却流用環状部は、高圧プレナムに流体に関して直接連絡しており、したがって高圧プレナムからの空気が冷却流用環状部に流入し、冷却流用環状部からヘッドエンドへと流れる。さらに、燃焼器は、ライナによって定められた第１の燃焼ゾーンと、高温ガス経路における第１の燃焼ゾーンの下流のライナによって定められた第２の燃焼ゾーンとを含む。複数の燃料インジェクタが、第２の燃焼ゾーンに流体に関して連絡している。複数の燃料インジェクタは、燃料および空気の混合物を第２の燃焼ゾーンに直接注入するように構成される。複数の燃料インジェクタは、高圧プレナムに流体に関して直接には連絡していない。ターボ機械は、燃焼器の下流のタービンと、タービンの下流の排気部とをさらに含む。

本アセンブリのこれらの特徴、態様、および利点、ならびに他の特徴、態様、および利点は、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照して、よりよく理解されるであろう。本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本技術の実施形態を例示し、明細書における説明と併せて、本技術の原理を説明する役に立つ。

当業者へと向けられた本アセンブリの製作および使用の最良の態様を含む本システムの充分かつ実施可能な開示が、添付の図を参照する本明細書に記載される。

本開示の実施形態によるターボ機械の概略図である。 本開示のさまざまな実施形態を包含し得る例示的な燃焼器を含む例示的なターボ機械の一部分の断面側面図を示している。 本開示の１つ以上の実施形態による燃焼器の一部分の簡略化された側面断面図を示している。 本開示の１つ以上の実施形態によるターボ機械用の燃焼器の一部分の斜視図を示している。 本開示の１つ以上の実施形態によるターボ機械用の燃焼器のフランジの断面図を示している。 本開示の１つ以上のさらなる実施形態によるターボ機械用の燃焼器のフランジの断面図を示している。 本開示の１つ以上の実施形態によるターボ機械用の燃焼器の特定の構成要素の一部分の概略の断面図を示している。

ここで、本システムの実施形態を詳細に参照するが、その１つ以上の例が図面に示されている。各々の例は、本技術を説明する目的で提示され、本技術を限定するものではない。実際に、特許請求される技術の範囲または趣旨を逸脱することなく、修正および変更が本技術において可能であることは、当業者にとって明らかであろう。例えば、或る実施形態の一部として図示または記載された特徴を別の実施形態において使用して、またさらなる実施形態をもたらすことができる。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲に含まれるような修正および変更を包含することが意図されている。

詳細な説明において、図面中の特徴を参照するために、数字および文字による符号を使用する。図面および説明における類似または同様の符号は、本発明の類似または同様の部分を指して使用されている。本明細書において使用されるとき、「第１の」、「第２の」、および「第３の」という用語は、或る構成要素を別の構成要素から区別するために交換可能に使用することができ、個々の構成要素の位置または重要性を示すことを意図するものではない。

本明細書において使用されるとき、「上流」（または、「前方」）および「下流」（または、「後方」）という用語は、流体経路における流体の流れに対する相対的な方向を指す。例えば、「上流」は、流体が流れてくる方向を指し、「下流」は、流体が流れていく方向を指す。「半径方向」という用語は、特定の構成要素の軸中心線に実質的に垂直な相対的な方向を指し、「軸方向」という用語は、特定の構成要素の軸中心線に実質的に平行および／または同軸に整列する相対的な方向を指し、「円周方向」という用語は、特定の構成要素の軸中心線の周囲を延びる相対的な方向を指す。「おおむね」または「約」などの近似の用語は、記載された値のプラスマイナス１０パーセントの範囲内の値を含む。角度または方向の文脈において使用されるとき、そのような用語は、記載された角度または方向のプラスマイナス１０度の範囲を含む。例えば、「おおむね垂直」は、例えば時計回りまたは反時計回りなどの任意の方向に垂直から１０度の範囲内の方向を含む。

ここで図面を参照すると、図１は、図示の実施形態においてはガスタービン１０であるターボ機械の一実施形態の概略図を示している。産業用または陸上用のガスタービンが本明細書に示されて説明されているが、本開示は、特許請求の範囲にとくに明記されない限り、産業用または陸上用のガスタービンに限定されない。例えば、本明細書において説明されるシステムは、これらに限られるわけではないが、蒸気タービン、航空機用ガスタービン、または船舶用ガスタービンを含む任意の種類のターボ機械に使用することが可能である。

図示のように、ガスタービン１０は、一般に、入口セクション１２と、入口セクション１２の下流に配置された圧縮機セクション１４と、圧縮機セクション１４の下流に配置された燃焼器セクション１６内の複数の燃焼器５０（そのうちの例となる１つが図２に示されている）と、燃焼器セクション１６の下流に配置されたタービンセクション１８と、タービンセクション１８の下流に配置された排気セクション２０とを含む。加えて、ガスタービン１０は、圧縮機セクション１４とタービンセクション１８との間に接続された１つ以上のシャフト２２を含むことができる。

圧縮機セクション１４は、一般に、複数のロータディスク２４（そのうちの１つが図示されている）と、各々のロータディスク２４から半径方向外側に延び、各々のロータディスク２４に接続されている複数のロータブレード２６とを含むことができる。次いで、各々のロータディスク２４は、圧縮機セクション１４を通って延びるシャフト２２の一部分に接続されてよく、あるいはそのような一部分を形成することができる。

タービンセクション１８は、一般に、複数のロータディスク２８（そのうちの１つが図示されている）と、各々のロータディスク２８から半径方向外側に延び、各々のロータディスク２８に接続されている複数のロータブレード３０とを含むことができる。次いで、各々のロータディスク２８は、タービンセクション１８を通って延びるシャフト２２の一部分に接続されてよく、あるいはそのような一部分を形成することができる。タービンセクション１８は、シャフト２２の一部分およびロータブレード３０を周状に取り囲むことによってタービンセクション１８を通る高温ガス経路３２を少なくとも部分的に定める外側ケーシング３１をさらに含む。

動作時に、空気などの作動流体が入口セクション１２を通って圧縮機セクション１４に流入し、圧縮機セクション１４において空気が徐々に圧縮され、したがって加圧された空気が燃焼器セクション１６の燃焼器へともたらされる。加圧された空気は、燃料と混合され、各々の燃焼器において燃やされて、燃焼ガス３４を発生させる。燃焼ガス３４は、高温ガス経路３２を通って燃焼器セクション１６からタービンセクション１８に流入し、タービンセクション１８においてエネルギ（運動エネルギおよび／または熱エネルギ）が燃焼ガス３４からロータブレード３０に伝達されることにより、シャフト２２の回転が生じる。次いで、この機械的回転エネルギを、圧縮機セクション１４の動作および／または発電に使用することができる。次いで、タービンセクション１８から出る燃焼ガス３４を、排気セクション２０を介してガスタービン１０から排出することができる。

図２が、例えば図１に示して上述した燃焼器セクション１６に設けられたいくつかの燃焼器のうちの１つであってよい例示的な燃焼器５０を含む例示的なガスタービン１０の一部分の断面側面図を示している。図示の例示的な燃焼器５０は、本開示のさまざまな実施形態を包含することができる。図示のとおり、燃焼器５０は、外側ケーシング５２（圧縮機１４の下流に配置された圧縮機吐出ケーシング５４など）および／または外側タービンケーシング５６によって少なくとも部分的に囲まれている。外側ケーシング５２は、圧縮機１４に流体に関して連絡しており、燃焼器５０の少なくとも一部分を取り囲む高圧プレナム５８を少なくとも部分的に定めている。端部カバー６０が、燃焼器５０の一端において外側ケーシング５２に接続されている。

図２に示されるとおり、燃焼器５０は、一般に、端部カバー６０から下流へと延びる少なくとも１つの軸方向に延びる燃料ノズル６２と、端部カバー６０から下流へと外側ケーシング５２内を半径方向および軸方向に延びる環状のキャップアセンブリ６４と、キャップアセンブリ６４から下流へと延びる環状の高温ガス経路ダクトまたは燃焼ライナ６６と、燃焼ライナ６６の少なくとも一部分を取り囲む環状の流れスリーブ６８とを含む。燃焼ライナ６６は、燃焼ガス３４を燃焼器５０を通って導くための高温ガス経路７０を定める。端部カバー６０およびキャップアセンブリ６４は、燃焼器５０のヘッドエンド７２を少なくとも部分的に定める。

キャップアセンブリ６４は、一般に、端部カバー６０の下流に配置された前端部７４と、前端部７４の下流に配置された後端部７６と、それらの間を少なくとも部分的に延びる１つ以上の環状シュラウド７８とを含む。特定の実施形態において、軸方向に延びる燃料ノズル６２は、燃料と例えば空気などの圧縮機１４からの圧縮された作動流体１９の一部とで主に構成される第１の可燃性混合物８０を、キャップアセンブリ６４の後端部７６の下流の燃焼ライナ６６内に定められた一次燃焼ゾーン８２へと供給するために、キャップアセンブリ６４を少なくとも部分的に貫通して延びている。

特定の実施形態において、燃焼器５０は、少なくとも１つの軸方向に延びる燃料ノズル６２の下流の地点において流れスリーブ６８および燃焼ライナ６６を貫いて延びる１つ以上の半径方向に延びる燃料インジェクタ８４（軸方向多段化燃料インジェクタまたは後段希薄燃料インジェクタとしても知られる）をさらに含む。燃焼ライナ６６は、燃焼器５０内に燃焼室８６を定める。特定の実施形態において、燃焼ライナ６６は、燃料インジェクタ８４に近接して一次燃焼ゾーン８２の下流に位置する二次燃焼ゾーン８８をさらに定める。特定の実施形態において、燃焼ライナ６６、流れスリーブ６８、および燃料インジェクタ８４は、外側ケーシング５２を通って軸方向に延び、キャップアセンブリ６４の少なくとも一部分を周状に取り囲む燃焼モジュール１００の一部として設けられる。

燃焼モジュール１００は、燃焼モジュール１００の軸中心線１０６（図４）に関して後端部または下流端部１０４から軸方向に離れて位置する前端部または上流端部１０２を含む。図２に示されるように、燃焼ライナ６６は、後部フレーム１３０へと下流に延び、後部フレーム１３０にて終わる。取り付けブラケット１３１を、後部フレーム１３０に接続することができる。いくつかの実施形態においては、燃焼モジュール１００を燃焼モジュール１００の前端部１０２および後端部１０４の両方において拘束するように、後部フレーム１３０および／または取り付けブラケット１３１を外側タービンケーシング５６に結合させることができ、取り付けフランジ１１２を圧縮機吐出ケーシング５４に接続することができる。

図３が、本開示のさまざまな実施形態による燃焼器５０の一部分の簡略化された側面断面図を示している。図３に見られるように、流れスリーブ６８は、ライナ６６の少なくとも一部分を周状に取り囲むことができ、流れスリーブ６８は、ライナ６６から離れていて、ライナ６６との間に冷却流用環状部９０を形成することができる。圧縮機吐出プレナム５８からの圧縮された作動流体１９は、ライナ６６の外側に沿って冷却流用環状部９０を通って流れ、ヘッドエンド７２および軸方向に延びる燃料ノズル６２（図２）を通って流れるように方向を反転させる前に、ライナ６６に対流冷却をもたらすことができる。

複数の燃料インジェクタ８４を、一次燃料ノズル６２の下流においてライナ６６および流れスリーブ６８の周りに周状に配置することができる。燃料インジェクタ８４は、ライナ６６および流れスリーブ６８を貫いて燃焼室８６への流体に関する連絡をもたらす。燃料インジェクタ８４は、燃料ノズル６２に供給される燃料と同じまたは異なる燃料を受け取り、燃料を圧縮された作動流体１９の一部と混合し、あるいは混合しつつ、混合物を燃焼室８６へと注入することができる。このようにして、燃料インジェクタ８４は、燃焼器５０の温度、したがって効率を上昇させるべく、追加の燃焼のために燃料および圧縮された作動流体１９の混合物を二次燃焼ゾーン８８に直接供給することができる。例示的な実施形態において、燃料は流れスリーブ６８内に定められた通路を通って運ばれるが、代わりに、（図４に示されるように）流れスリーブ６８の半径方向外側に配置された燃料導管を使用してもよい。

いくつかの実施形態においては、図３に示されるように、燃焼器５０は、複数の燃料インジェクタ８４の一部またはすべてを囲む少なくとも１つの空気シールド９２を含むことができる。例えば、図３に示されるような単一の空気シールド９２が、いくつかの実施形態においては、燃料インジェクタ８４を周状に取り囲み、燃料インジェクタ８４を圧縮機１４から流出する圧縮された作動流体１９による直接的な衝突から遮蔽することができる。したがって、複数の燃料インジェクタ８４は、高圧プレナム５８に流体に関して直接には連絡していない。空気シールド９２は、取り付けフランジ１１２および／または流れスリーブ６８の周囲に圧入または他の方法で接続されて、空気シールド９２と流れスリーブ６８との間に実質的に囲まれた容積または第２の環状通路９４をもたらすことができる。空気シールド９２は、流れスリーブ６８の一部分または全長沿って軸方向に延び、燃料インジェクタ８４で終わり、あるいは燃料インジェクタ８４のわずかに後方で終わってよい。例えば、図３に示される特定の実施形態において、空気シールド９２は、空気シールド９２が流れスリーブ６８と実質的に同一の延在を有するように、流れスリーブ６８の全長に沿って軸方向に延びている。

いくつかの実施形態においては、例えば図４に示されるように、各々の燃料インジェクタ８４に対して１つの空気シールド９２が存在し、１つの燃料インジェクタ８４が各々の空気シールド９２によって囲まれるように、例えば空気シールド９２と燃料インジェクタ８４との間の１対１の対応関係による各々の燃料インジェクタ８４に対して１つの空気シールド９２など、複数の空気シールド９２を設けることができる。図４に示されるように、各々の燃料インジェクタ８４を、燃料インジェクタ８４と取り付けフランジ１１２との間を延びる流体導管１２６を介して燃料源に連通させることができる。また、図４に見られるように、後部フレーム１３０は、燃焼ライナ６６の後端部または下流端部１２８に位置し、後端部または下流端部１２８を巡って延びてよい。例えば、後部フレーム１３０は、例えば図４に示されるように、後端部１２８を周状に取り囲むことができる。

図５が、例えば図３に示したような単一の空気シールド９２を含む実施形態において使用するためのフランジ１１２の断面図を示している。そのような実施形態において、フランジ１１２は、フランジ１１２を巡って連続的である単一の通路９６を含むことができ、例えば、単一の通路９６は、図５に示されるように、フランジ１１２の全体を周状に巡って延在することができる。図６が、例えば図４に示したような複数の空気シールド９２を含む実施形態において使用するためのフランジ１１２の断面図を示している。そのような実施形態において、フランジ１１２は、フランジ１１２を貫く複数の通路９６を含むことができ、複数の通路９６を、フランジ１１２の全体にわたる周状のアレイに配置することができ、例えば、複数の通路９６は、図６に示されるように、各々の通路９６がそれぞれの空気シールド９２および燃料インジェクタ８４に円周において整列するように、フランジ１１２の円周を巡って間隔を空けつつ位置することができる。

空気シールド９２または各々の空気シールド９２によって定められた囲まれた容積９４を、例えば図３および図７に示されるように、例えば取り付けフランジ１１２の１つ以上の通路９６を介して、例えば空気などの圧縮された作動流体１９の直接の流れをフランジ１１２から受け取って、空気１９を複数の燃料インジェクタ８４へと運ぶために、フランジ１１２のスロットまたは通路９６に流体に関して直接連絡させることができる。例えば、さまざまな実施形態において、冷却流用環状部９０を通って流れる空気１９の一部を、例えば図７に示されるように、通路９６へと半径方向外側に導くことができる。さらに、フランジ１１２から複数の燃料インジェクタ８４への空気の流れ１９は、複数の燃料インジェクタ８４への唯一の空気の流れであってもよい。したがって、複数の燃料インジェクタ８４は、フランジ１１２の完全に下流に位置し、例えばフランジ１１２を介して高圧プレナム５８および冷却流用環状部９０に流体に関して間接的にのみ連絡することができ、圧縮された作動流体（例えば、空気）１９は、冷却流用環状部９０の全体を通って移動し、次いで少なくともフランジ１１２を通って移動した後にのみ、複数の燃料インジェクタ８４に到達する。したがって、圧縮された作動流体は、例えば冷却流用環状部９０を介し、例えば高圧プレナム５８からフランジ１１２までの連続的かつ途切れのない流路に沿って、冷却流用環状部９０の全体を通って流れた後にのみ、複数の燃料インジェクタ８４へと流れることができる。例えば、高圧プレナム５８からフランジ１１２までの流路は、少なくとも高圧プレナム５８からの圧縮された作動流体１９のいずれもフランジ１１２に到達する前に複数の燃料インジェクタ８４へと向かうことがないという点で、途切れがなくてよい。そのような流路は、例えば、圧縮された作動流体１９が冷却流用環状部９０の全体を通って流れる前など、冷却流用環状部９０に達する前に、圧縮された作動流体１９の一部が高圧プレナム５８から複数の燃料インジェクタ８４へと直接流れることができる設計と比較して、ライナ６６の冷却の改善または向上を好都合にもたらすことができる。

本明細書は、本発明を最良の態様も含めて開示すると共に、あらゆる装置またはシステムの製作および使用ならびにあらゆる関連の方法の実行を含む本発明の実施を当業者にとって可能にするために、実施例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者であれば想到できる他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を含む場合や、特許請求の範囲の文言から実質的には相違しない同等の構造要素を含む場合に、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。

１０ ガスタービン
１２ 入口セクション
１４ 圧縮機セクション
１６ 燃焼器セクション
１８ タービンセクション
１９ 作動流体、空気
２０ 排気セクション
２２ シャフト
２４ ロータディスク
２６ ロータブレード
２８ ロータディスク
３０ ロータブレード
３１ 外側ケーシング
３２ 高温ガス経路
３４ 燃焼ガス
５０ 燃焼器
５２ 外側ケーシング
５４ 圧縮機吐出ケーシング
５６ 外側タービンケーシング
５８ 高圧プレナム、圧縮機吐出プレナム
６０ 端部カバー
６２ 一次燃料ノズル
６４ キャップアセンブリ
６６ 燃焼ライナ
６８ 流れスリーブ
７０ 高温ガス経路
７２ ヘッドエンド
７４ 前端部
７６ 後端部
７８ 環状シュラウド
８０ 可燃性混合物
８２ 一次燃焼ゾーン
８４ 燃料インジェクタ
８６ 燃焼室
８８ 二次燃焼ゾーン
９０ 冷却流用環状部
９２ 空気シールド
９４ 環状通路
９６ 通路
１００ 燃焼モジュール
１０２ 前端部、上流端部
１０４ 後端部、下流端部
１０６ 軸中心線
１１２ 取り付けフランジ
１２６ 流体導管
１２８ 後端部、下流端部
１３０ 後部フレーム
１３１ 取り付けブラケット

Claims (15)

1. ターボ機械の外側ケーシング（３１、５２）に結合し、前記外側ケーシング（３１、５２）内の高圧プレナム（５８）に流体（１９）に関して連絡した前記ターボ機械用の燃焼器（５０）であって、
   ヘッドエンド（７２）と、
   第１の燃焼ゾーンおよび前記第１の燃焼ゾーンの下流の第２の燃焼ゾーンを含む高温ガス経路（３２、７０）を少なくとも部分的に定めるライナ（６６）と、
   前記ライナ（６６）の少なくとも一部分を周状に取り囲み、前記ライナ（６６）との間に冷却流用環状部（９０）を形成するように前記ライナ（６６）から離れており、前記冷却流用環状部（９０）が前記高圧プレナム（５８）に流体（１９）に関して直接連絡することで、前記高圧プレナム（５８）からの空気（１９）が、前記冷却流用環状部（９０）に流入し、前記冷却流用環状部（９０）から前記ヘッドエンド（７２）へと流れる流れスリーブ（６８）と、
   前記第２の燃焼ゾーンに流体（１９）に関して連絡しており、燃料および空気（１９）の混合物を前記第２の燃焼ゾーンに直接注入するように構成された複数の燃料インジェクタ（８４）と
   を備え、
   前記複数の燃料インジェクタ（８４）は、前記高圧プレナム（５８）に流体（１９）に関して直接には連絡していない、燃焼器（５０）。
2. 前記燃焼器（５０）は、前記高圧プレナム（５８）から前記ヘッドエンド（７２）までの連続的かつ途切れのない流路を定めている、請求項１に記載の燃焼器（５０）。
3. 前記連続的かつ途切れのない流路は、前記高圧プレナム（５８）から前記冷却流用環状部（９０）を介して前記ヘッドエンド（７２）まで延びている、請求項２に記載の燃焼器（５０）。
4. 前記複数の燃料インジェクタ（８４）を取り囲む少なくとも１つの空気（１９）シールドをさらに備える、請求項１に記載の燃焼器（５０）。
5. 前記少なくとも１つの空気（１９）シールドは、前記複数の燃料インジェクタ（８４）の各々の燃料インジェクタ（８４）を取り囲む単一の空気（１９）シールドを備える、請求項４に記載の燃焼器（５０）。
6. 前記少なくとも１つの空気（１９）シールドは、複数の空気（１９）シールドを備える、請求項４に記載の燃焼器（５０）。
7. 前記複数の空気（１９）シールドの各々の空気（１９）シールドは、前記複数の燃料インジェクタ（８４）のうちの対応する１つを取り囲み、前記複数の燃料インジェクタ（８４）の各々の燃料インジェクタ（８４）は、前記複数の空気（１９）シールドのうちの対応する空気（１９）シールドによって取り囲まれている、請求項６に記載の燃焼器（５０）。
8. 前記ヘッドエンド（７２）に近接して配置されたフランジ（１１２）をさらに備え、前記フランジ（１１２）は、前記外側ケーシング（３１、５２）に結合し、冷却流用環状部（９０）から前記複数の燃料インジェクタ（８４）へと空気（１９）の流れを導くために前記冷却流用環状部（９０）に流体（１９）に関して連絡した少なくとも１つの通路を定めている、請求項１に記載の燃焼器（５０）。
9. 前記フランジ（１１２）の前記少なくとも１つの通路を介して前記複数の燃料インジェクタ（８４）へと導かれる前記空気（１９）の流れは、前記複数の燃料インジェクタ（８４）への唯一の空気（１９）の流れである、請求項８に記載の燃焼器（５０）。
10. ターボ機械であって、
    吸気部から吐出部まで延びており、前記吐出部は、前記ターボ機械の外側ケーシング（３１、５２）内に定められた高圧プレナム（５８）へと直接、高圧の空気（１９）の流れをもたらす圧縮機（１４）と、
    ヘッドエンド（７２）、
    第１の燃焼ゾーンおよび前記第１の燃焼ゾーンの下流の第２の燃焼ゾーンを含む高温ガス経路（３２、７０）を少なくとも部分的に定めるライナ（６６）、
    前記ライナ（６６）の少なくとも一部分を周状に取り囲み、前記ライナ（６６）との間に冷却流用環状部（９０）を形成するように前記ライナ（６６）から離れており、前記冷却流用環状部（９０）が前記高圧プレナム（５８）に流体（１９）に関して直接連絡することで、前記高圧プレナム（５８）からの空気（１９）が、前記冷却流用環状部（９０）に流入し、前記冷却流用環状部（９０）から前記ヘッドエンド（７２）へと流れる流れスリーブ（６８）、および
    前記第２の燃焼ゾーンに流体（１９）に関して連絡しており、燃料および空気（１９）の混合物を前記第２の燃焼ゾーンに直接注入するように構成された複数の燃料インジェクタ（８４）
    を備えており、前記複数の燃料インジェクタ（８４）は前記高圧プレナム（５８）に流体（１９）に関して直接には連絡していない燃焼器（５０）と、
    前記燃焼器（５０）の下流のタービンと
    を備える、ターボ機械。
11. 前記燃焼器（５０）は、前記高圧プレナム（５８）から前記ヘッドエンド（７２）までの連続的かつ途切れのない流路を定めている、請求項１０に記載のターボ機械。
12. 前記連続的かつ途切れのない流路は、前記高圧プレナム（５８）から前記冷却流用環状部（９０）を介して前記ヘッドエンド（７２）まで延びている、請求項１１に記載のターボ機械。
13. 前記複数の燃料インジェクタ（８４）を取り囲む少なくとも１つの空気（１９）シールドをさらに備えている、請求項１０に記載のターボ機械。
14. 前記少なくとも１つの空気（１９）シールドは、前記複数の燃料インジェクタ（８４）の各々の燃料インジェクタ（８４）を取り囲む単一の空気（１９）シールドを備える、請求項１３に記載のターボ機械。
15. 前記少なくとも１つの空気（１９）シールドは、複数の空気（１９）シールドを備える、請求項１３に記載のターボ機械。

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