(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
低発熱量の燃料を燃焼させるための缶型燃焼器であって、
内部と、長手方向軸線と、一方の長手方向のハウジング端部が閉鎖されている状態で他方の長手方向のハウジング端部で圧縮空気を受け入れる環状の入口と、を有するほぼ円筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部に同軸上に配置されたほぼ円筒状の燃焼器ライナであって、前記燃焼器ライナ及び前記ハウジングが、前記ハウジングの入口を通じて受け入れた前記圧縮空気のためのほぼ環状の流路を画定し、前記燃焼器ライナの内部が、前記閉鎖されたハウジング端部に隣接した燃焼領域と、前記閉鎖されたハウジング端部の遠位にある希釈領域とを画定する、ほぼ円筒状の燃焼器ライナと、
前記閉鎖されたハウジング端部に配置された燃料ノズルアセンブリであって、約２５ＭＪ／ｋｇ未満の発熱量を有する燃料供給源から供給される、燃料ノズルアセンブリと、
前記燃焼領域を画定する前記燃焼器ライナの一部を取り囲む前記圧縮空気のための流路内に配置された衝突冷却スリーブであって、前記ハウジングの入口で受け入れられる前記圧縮空気のほぼすべてが前記衝突冷却スリーブを通過する状態で前記燃焼器ライナの一部の外部表面を衝突冷却するためのサイズを有する複数のオリフィスを有する、衝突冷却スリーブと、
前記燃焼器ライナの周方向に配置された複数の主要孔であって、前記圧縮空気の第１部分を前記衝突冷却スリーブの下流側の領域から前記燃焼領域に導入する複数の主要孔と、
前記燃焼器ライナの周方向に配置された複数の希釈開口部であって、前記圧縮空気の第２部分を前記衝突冷却スリーブの下流側の前記領域から前記希釈領域に導入する複数の希釈開口部と、を備え、
前記衝突冷却スリーブの下流側の前記領域からの前記圧縮空気の残りの部分の少なくとも一部が、前記供給される燃料との混合のために前記燃料ノズルアセンブリを通じて導かれて、前記燃焼領域に案内される燃料／空気混合物を提供し、
前記燃焼器ライナが、１．００≦Ｌ／Ｄ＜４．００の範囲のＬ／Ｄ比を有するサイズに形成され、Ｌはライナ長さ、Ｄはライナ直径である、缶型燃焼器。
【請求項２】
１．５≦Ｌ／Ｄ＜２．５である、請求項１に記載の缶型燃焼器。
【請求項３】
圧縮空気の前記第１部分が総圧縮空気質量流量の５〜１５％である、請求項１に記載の缶型燃焼器。
【請求項４】
圧縮空気の前記第２部分が総圧縮空気質量流量の６０〜７０％である、請求項１に記載の缶型燃焼器。
【請求項５】
前記燃料ノズルアセンブリが空気ブラストノズルを含み、前記燃料ノズルアセンブリは、前記衝突冷却スリーブの下流側の前記領域と前記燃焼領域との間の圧縮空気圧力差を使用して前記燃料／空気混合物を前記燃焼領域に案内するために、前記圧縮空気の前記残りの空気部分の一部分を使用する、請求項１に記載の缶型燃焼器。
【請求項６】
前記燃料ノズルアセンブリが前記燃焼器ライナと同軸上に配置されており、前記燃料ノズルアセンブリは、前記残りの部分の空気の別の部分を使用して前記案内された燃料／空気混合物に渦流を誘起するため、前記燃料ノズルアセンブリの出口の周りに周方向に分配された旋回ベーンを含む、請求項５に記載の缶型燃焼器。
【請求項７】
前記燃料ノズルアセンブリ及び前記燃焼器ライナが、液体熱分解油を噴射して燃焼させるためのサイズを有する、請求項１に記載の缶型燃焼器。
【請求項８】
前記燃料ノズルアセンブリが空気ブラストノズルを含み、Ｌ／Ｄが約１．６５である、請求項７に記載の缶型燃焼器。
【請求項９】
前記燃料供給源が、定格出力の約６０％未満の燃焼器動作のため、前記熱分解油と混合される軽量アルコールを含む、請求項７に記載の缶型燃焼器。
【請求項１０】
前記主要孔が前記燃焼領域へのスパウト形の壁延在部を有する、請求項１に記載の缶型燃焼器。
【請求項１１】
前記内部の表面温度を増加させるために前記燃焼器ライナの表面がＴＢＣで被覆されている、請求項１に記載の缶型燃焼器。
【請求項１２】
前記燃焼器ライナが、前記燃料ノズルアセンブリの出口に隣接したテーパ状の入口部を含み、前記燃焼器ライナが、前記テーパ状の入口部内に同軸上に配置されて前記テーパ状の入口部から離間している入口シールド部材をさらに含み、複数の衝突冷却オリフィスが前記テーパ状の入口部に設けられ、前記複数の衝突冷却オリフィスは、前記衝突冷却スリーブの下流側領域からの圧縮空気を使用して前記入口シールド部材を衝突冷却するためのサイズに形成されて前記入口シールド部材を衝突冷却するために向けられる、請求項１に記載の缶型燃焼器。
【請求項１３】
前記燃焼器ライナが、前記燃焼領域と前記希釈領域との間に配置されたテーパ状の移行部を含み、前記燃焼器ライナが、前記テーパ状の移行部内に同軸上に配置されて前記テーパ状の移行部から離間している移行シールド部材をさらに含み、複数の衝突冷却オリフィスが前記テーパ状の移行部に設けられ、前記複数の衝突冷却オリフィスは、前記衝突冷却スリーブの下流側領域からの圧縮空気を使用して前記移行シールド部材を衝突冷却するためのサイズに形成されて前記移行シールド部材を衝突冷却するために向けられる、請求項１に記載の缶型燃焼器。
【請求項１４】
前記衝突冷却スリーブが、燃焼ガスの流れの向きに対して、前記希釈開口部の下流側の前記燃焼器ライナ上の位置から、前記燃焼領域の上流側の前記ハウジング上の位置まで延びている、請求項１に記載の缶型燃焼器。
【請求項１５】
空気圧縮機とガスタービンとの間で作動的に相互連結されている、請求項１に記載の缶型燃焼器を有するガスタービンエンジン。
【請求項１６】
低発熱量の液体燃料を燃焼させるための缶型燃焼器であって、
内部と、長手方向軸線と、一方の長手方向のハウジング端部が閉鎖されている状態で他方の長手方向のハウジング端部で圧縮空気を受け入れる角度のある入口と、を有するほぼ円筒状のハウジングと、
ほぼ円筒状の燃焼器ライナであって、前記ハウジングが、前記ハウジングの入口を通じて受け入れた前記圧縮空気のためのほぼ環状の流路を画定し、前記燃焼器ライナの内部が、前記閉鎖されたハウジング端部に隣接した燃焼領域と、前記閉鎖されたハウジング端部の遠位にある希釈領域とを画定する、ほぼ円筒状の燃焼器ライナと、
前記閉鎖されたハウジング端部に配置された燃料ノズルアセンブリであって、約２５ＭＪ／ｋｇ未満の発熱量を有する液体燃料の供給源から供給され、燃料噴霧を供給する燃料ノズルアセンブリと、
前記燃焼領域を画定する前記燃焼器ライナの一部を取り囲む前記圧縮空気のための流路内に配置された衝突冷却スリーブであって、前記衝突冷却スリーブが、前記ハウジングの入口で受け入れられた前記圧縮空気のほぼすべてが前記衝突冷却スリーブを通過する状態で前記燃焼器ライナの一部の外部表面を衝突冷却するためのサイズを有する複数のオリフィスを有する、衝突冷却スリーブと、
前記燃焼器ライナの周方向に配置された複数の主要孔であって、前記圧縮空気の第１部分を前記衝突冷却スリーブの下流側の領域から前記燃焼領域に導入するための複数の主要孔と、
前記燃焼器ライナの周方向に配置された複数の希釈開口部であって、前記圧縮空気の第２部分を前記衝突冷却スリーブの下流側の前記領域から前記希釈領域に導入するための複数の希釈開口部と、を備え、
前記衝突冷却スリーブの下流側の前記領域からの前記圧縮空気の残り部分の少なくとも一部が、前記燃料噴霧との混合のために前記燃料ノズルアセンブリを通じて導かれて、前記燃焼領域に案内される燃料／空気混合物を提供し、
前記燃料ノズルアセンブリが空気ブラストノズルを含み、前記燃料ノズルアセンブリが、前記衝突冷却スリーブの下流側の前記領域と前記燃焼領域との間の圧縮空気圧力差を使用して前記燃料／空気混合物を前記燃焼領域に案内するために前記圧縮空気の前記残りの空気部分の一部を使用し、
前記燃料ノズルアセンブリが前記燃焼器ライナと同軸上に配置されており、前記燃料ノズルアセンブリは、前記残りの空気部分の別の部分を使用して、前記案内された燃料／空気混合物の渦流を誘起するために、前記燃料ノズルアセンブリの出口の周りに周方向に分配された旋回ベーンを含み、
前記燃焼器ライナが、１．５≦Ｌ／Ｄ≦２．５の範囲のＬ／Ｄ比を有するサイズに形成され、Ｌはライナ長さ、Ｄはライナ直径である、缶型燃焼器。
【請求項１７】
圧縮空気の前記第１部分が総圧縮空気質量流量の５〜１５％である、請求項１６に記載の缶型燃焼器。
【請求項１８】
圧縮空気の前記第２部分が総圧縮空気質量流量の６０〜７０％である、請求項１６に記載の缶型燃焼器。
【請求項１９】
前記液体燃料が約７ＭＪ／ｋｇの発熱量を有する熱分解油であり、前記Ｌ／Ｄ比が約１．６５である、請求項１６に記載の缶型燃焼器。
【請求項２０】
空気圧縮機とガスタービンとの間で作動的に相互連結されている、請求項１６に記載の缶型燃焼器を有するガスタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１０年１１月９日に出願された米国特許出願第１２／９２６，３２１号の優先権を主張するものであり、その内容は参照により本明細書中に組み込まれる。
【０００２】
[001]  本発明は、ガスタービン用の缶型燃焼器に関する。特に、本発明は、ガスタービンエンジン用の低発熱量液体及び気体燃料の燃焼式の衝突冷却缶型燃焼器に関する。
【背景技術】
【０００３】
[002]  例えば２５ＭＪ／ｋｇ以下の相対的に低発熱量の燃料に関連する基本的な問題は火炎速度の低下である。火炎速度の低下は、不均一な燃料／空気混合物において特に、燃焼の完了に悪影響を与え、従って、燃焼器内の局所の燃料／空気比に影響するおそれがある。この問題は、燃料／空気混合物が粒子を蒸発及び燃焼させるのに要する時間を増加させるような、大きな燃料粒子（液滴）サイズを有する可能性がある液体燃料において特に顕著である。
【０００４】
[003]  燃焼器内において低水準の窒素酸化物を達成することは、火炎温度及びその反応領域の初期の変化に密接に関係する。火炎温度は反応領域における有効燃料空気比に相関し、この燃料空気比は、適用された燃料空気比及び火炎面の前で得られる混合の程度に依存する。これらの要素は、燃料及び関連する空気の局所的な適用に、特に混合の有効性に明らかに影響される。
【０００５】
[004]  これらの低火炎温度の燃焼器におけるフィルム冷却の使用により、高レベルの一酸化炭素が排出され、最終的には沈殿物が形成される。このような問題は、炎管（ライナ）の外部衝突冷却によって低減され得る。さらに、化学量論的燃焼の要件では、反応領域への空気流が総空気流のごく一部であり、総空気流の大部分が希釈領域に使用可能である必要がある。従って、燃焼効率の最適化及び排出量の最小化のため、これらの流れを制御することに大きな利点がある。
【０００６】
[005]  缶型燃焼器の構成において、並びに、燃焼の完全性、及び従って、排出のレベル及び燃焼器の熱効率に影響する、低発熱量の液体燃焼を使用する缶型燃焼器内を流れる空気及び空気／燃料混合物の制御において、改良が可能である。このような改良について以下に説明する。
【発明の概要】
【０００７】
[006]  本発明の一態様においては、缶型燃焼器は、低発熱量の燃料を燃焼させるように構成される。燃焼器は、内部と、長手方向軸線と、一方の長手方向のハウジング端部が閉鎖された状態において他方の長手方向のハウジング端部で圧縮空気を受け入れるための環状の入口と、を有するほぼ円筒状のハウジングを含む。また、ほぼ円筒状の燃焼器ライナがハウジングの内部に同軸上に配置されており、ライナ及びハウジングは、ハウジングの入口を通じて受け入れた圧縮空気のためのほぼ環状の流路を画定し、ライナの内部は、閉鎖されたハウジング端部に隣接して燃焼領域と、閉鎖されたハウジング端部の遠位に希釈領域と、を画定する。ライナは、１≦Ｌ／Ｄ≦４の範囲のＬ／Ｄ比を有するサイズである。ここで、Ｌはライナの長さ、Ｄはライナの直径である。また、定格出力において、０．００２６≦Ｖ／Ｑ≦０．０１８の範囲の、立方メートル単位での燃焼領域の容量Ｖと、ＭＪ／秒単位での燃焼器内の燃料エネルギー流量Ｑとの比率を有するサイズにされる。燃料ノズルアセンブリが、閉鎖された端部に配置されており、ノズルアセンブリは、約２５ＭＪ／ｋｇ未満の発熱量を有する燃料の供給源から供給される。さらに、衝突冷却スリーブが、圧縮空気通路内に、燃焼領域を画定するライナ部を取り囲んで配置されており、スリーブは、ライナ部の外部表面を衝突冷却するサイズに形成された複数のオリフィスを有する。ハウジングの入口で受け入れられたほぼすべての圧縮空気がスリーブ内を通過してもよい。圧縮空気の第１部分を衝突冷却スリーブの下流側の領域から燃焼領域に導入するための複数の主要孔がライナの周方向に配置されており、圧縮空気の第２部分を衝突冷却スリーブの下流側の領域から希釈領域に導入するための複数の希釈開口部がライナの周方向に配置されている。さらに、圧縮空気の残り部分の少なくとも一部が、衝突冷却スクリーンの下流側の領域から燃料ノズルアセンブリを通じて運ばれ、供給される燃料と混合されて、燃焼領域に導かれる燃料／空気混合物を生じさせる。
【０００８】
[007]  本明細書に組み込まれて本明細書の一部をなす添付の図面は、本発明の実施形態を図示するものであり、明細書とともに本発明の原理を説明する役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る、低発熱量を有する燃料を燃焼させるために構成されたガスタービン缶型燃焼器の概略断面図である。
【図２】及びガスタービンエンジン用途における、図１の燃焼器（図２Ａ）の寸法と先行技術の燃焼器（図２Ｂ）の寸法とを比較する概略断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
[010]  全体を符号１０で示す本発明の缶型燃焼器は、低発熱量燃料を有する燃料を圧縮機６からの圧縮空気とともに燃焼させること、及び、例えばガスタービンエンジンなどにおける仕事生成膨張（work-producing expansion）のためにガスタービン８に燃焼ガスを送達することに使用されることを意図している。図１を参照のこと。圧縮機６は遠心圧縮機であってもよく、ガスタービン８は半径流タービンであってもよいが、これらは単に好適というだけであり、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって画定される本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【００１１】
[011]  本明細書中で具体化されかつ広範に記載される本発明によれば、缶型燃焼器は、圧縮空気を受け入れるための内部と、長手方向軸線と、一方の長手方向の端部に環状の入口と、を有するほぼ円筒状のハウジングを含んでもよい。他方の長手方向の端部は閉鎖されている。本明細書中で具体化されるように、図１を参照すると、缶型燃焼器１０は、内部１４と、長手方向軸線１６と、開放されたハウジング端部２０で圧縮機６からの圧縮空気を受け入れるように構成された環状の入口１８と、を有する、外部ハウジング１２を含む。ハウジングはまた、閉鎖された端部２２を含む。ハウジング１２は、軸線１６を中心としたほぼ円筒状の形状を有するものの、特定の用途の必要に応じて、及び以下に記載される本発明の特定の特徴に適応するため、異なる直径を有するテーパ状及び／又は段付き部分を含むことができる。
【００１２】
[012]  本発明によれば、燃焼器はまた、ハウジング内部に同軸上に配置され、入口を通じて受け入れた圧縮空気のためのほぼ環状の通路をハウジングとともに画定するように構成されたほぼ円筒状の燃焼器ライナを含む。ライナはまた、燃焼領域及び希釈領域の各々の半径方向内側の容積を画定する。希釈領域は、燃焼領域に対して、閉鎖されたハウジング端部の軸線方向の遠位にあり、燃焼領域は、閉鎖されたハウジング端部に軸線方向に隣接している。
【００１３】
[013]  本明細書中で具体化されるように、引き続き図１を参照すると、燃焼器１０は、軸線１６に対してほぼ同心円状にハウジング１２内に配置された燃焼器ライナ２４を含む。ライナ２４は、入口１８を通じてエンジン圧縮機６から供給される圧縮空気のための外側通路２６をハウジング１２とともに画定するサイズを有するように構成されてもよい。外側通路２６は、衝突冷却のために使用され、その後、燃焼空気及び希釈空気のために使用される。ライナ２４は希釈空気路２８を部分的に画定する。図１の実施形態では、希釈空気路２８は、ライナ２４の周縁の周りに分配された複数の希釈ポート３０を含む。
【００１４】
[014]  ライナ２４の内部１４は、閉鎖された端部２２に軸線方向に隣接して燃焼領域３２を画定し、燃焼領域２２では、圧縮空気と燃料とが燃焼されて高温燃焼ガスを生成する。閉鎖された端部１８に配置された燃料ノズルアセンブリ４０（以下に記載される）とともに、ライナ２４は、当業者に公知の手法で、燃焼領域３２の上側領域３４において安定的な再循環を提供するように構成される。ライナ２４の内部は希釈領域３６をさらに画定する。希釈領域３６では、タービン８内における仕事生成膨張前に、燃焼ガスの温度を低下させるために燃焼ガスが希釈ポート３０からの希釈空気と混合される。
【００１５】
[015]  ここで、図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、本発明の缶型燃焼器の顕著な特徴は、同等の燃料流量を燃焼させるように構成された従来の缶型燃焼器に比べて大きなサイズの燃焼領域を含む。具体的には、本発明の缶型燃焼器１０のライナ２４は、定格出力において燃料流量がほぼ同じである従来の燃焼器１０’の容量の約４倍の容量を有する。つまり、ライナ２４及びそれゆえにハウジング１２は、定格出力における同等の燃料質量流量に対して拡張された燃焼領域容量を達成するため、燃焼領域３２の領域でライナ長さＬ及び／又はライナ直径Ｄに関して拡大した寸法を有する。具体的には、本発明のライナは、定格出力において、０．００２６≦Ｖ／Ｑ≦０．０１８の範囲の、燃焼器領域容量Ｖ（立方メートル）と熱エネルギー流量Ｑ（ＭＪ／秒）との比率を有するように構成されてもよい。ここで、Ｑは、燃料の発熱量（ＭＪ／ｋｇ）を燃料質量流量（ｋｇ／秒）で乗じたものと定義される。従来の缶型燃焼器に対する燃焼領域容量のこの増加は、燃料／空気混合物の平均滞留時間を増加させ、及びまた、液体燃料が使用される場合、いずれの燃料液滴の蒸発をも促進することが予想される。さらに、本発明に従って組み立てられた燃焼器のライナのＬ／Ｄ比は、１≦Ｌ／Ｄ≦４の範囲であってよく、好ましくは、１．５≦Ｌ／Ｄ≦２．５である。
【００１６】
[016]  また、本発明によれば、燃焼器は、閉鎖されたハウジング端部に配置されて、燃料の噴霧を燃焼領域に吹き込むように構成された燃料ノズルアセンブリを含む。ノズルアセンブリは、燃料の噴霧を開口部を通じて燃焼領域に案内するために、ライナの軸線に沿って整列したノズルを含んでもよい。ノズルは、例えば、液体燃料を「霧化」して噴霧を生成するため、すなわち、直径約６５ミクロン程度の非常に小さな液滴を生成するために圧縮空気を使用する、当技術分野において公知の「空気ブラスト」ノズルであってもよい。このような空気ブラストノズルは、燃焼器１０におけるより良好な混合を得るため、気体燃料においても使用できる。ノズルアセンブリは、また、燃料／空気混合物の渦流を誘起するためにノズルの周りに周方向に配置された複数の旋回ベーンを有してもよい。
【００１７】
[017]  本明細書中で具体化されるように、図１に注目すると、空気ブラストノズル４２を含むノズルアセンブリ４０に、導管４６を通じて供給源４４から低発熱量燃料（液体又は気体）が制御可能に供給される。ノズル４２は、軸線１６に沿って整列されてもよく、かつ閉鎖されたハウジング端部２２にあるライナ２４とハウジング１２との間のプレナム領域５０から、ノズル先端４２ａの近傍に圧縮空気を入れるための開口部４８を含んでもよい。ノズル先端４２ａは外側に向かって広がっていてもよい。液体燃料とともに使用される場合、このノズルアセンブリ構造により、燃料の非常に細密な噴霧ミスト（「噴霧化」）を達成してもよく、かつ燃料／空気混合物がノズルアセンブリ出口５２を通じて燃焼領域３２の再循環領域３４に入る前に顕著な蒸発及び混合が行なわれてもよい。
【００１８】
[018]  さらに、引き続き図１を参照すると、複数の旋回ベーン５４がノズル４２の周縁の周りに配置されている。旋回ベーン５４にはプレナム５０から圧縮空気が供給され、旋回ベーン５４は、出口５２を出る燃料／空気混合物の渦流により混合及び蒸発をさらに増加させる。また、供給源４４からの燃料と混合させるために、エタノールなどの容易に蒸発する物質などの燃料の第２の供給源６０が設けられてよく、例えば、定格出力の６０％以下の部分負荷における燃焼を補助してもよい。図１に示すように、ノズルアセンブリ４０の上流側において燃料を混合することが好ましい場合がある。当業者であれば、本開示の下に適切なバルブ及び燃料調節器を提供することができる。代替的に又は付加的に、そのような部分負荷動作中、合計空気質量流量を低減するため、例えば、抽気用又は可変形態の空気制御装置を用いてもよい。
【００１９】
[019]  さらに、本明細書中で具体化されて広範に記載される本発明によれば、缶型燃焼器は、ハウジングと燃焼器ライナとの間の圧縮空気通路内に同軸上に配置され、少なくとも燃焼領域を取り囲む衝突冷却スリーブをさらに含んでもよい。衝突冷却スリーブは、衝突冷却のため、燃焼器ライナの、燃焼領域を画定する部分の半径方向外側表面に対して圧縮空気を案内するサイズに作られて分配される複数のオリフィスを有してもよい。ハウジングの入口で受け入れられたほぼすべての圧縮空気はスリーブ内を通過する。
【００２０】
[020]  本明細書中で具体化されるように、再度図１を参照すると、衝突冷却スリーブ７０がハウジング１２とライナ２４との間に同軸上に配置されている。衝突冷却スリーブ７０は、燃焼ガスの流れのほぼ軸線方向の向き７４に対して、希釈ポート３０の下流側の位置７２からハウジング１２の閉鎖された端部２２に近接した位置７６までライナ２４の一部に沿って軸線方向に延在する。スリーブ７０は複数の衝突冷却オリフィス７８を含む。複数の衝突冷却オリフィス７８は、スリーブ７０の周りに周方向に分配されて、通路２６内の燃焼空気を燃焼領域３２に近接したライナ２４の外部表面２４ａに対して案内するように構成されて配向される。スリーブ７０とライナ２４との間の空間８０は、衝突冷却オリフィス７８及び衝突冷却面２４ａを通過してスリーブ７０を横断した後の圧縮空気流のための下流側領域を含む。
【００２１】
[021]  図１において最も良く見ることができるように、スリーブ下流側領域８０からの圧縮空気は、燃焼領域３２のための燃焼空気を実質的に複数の主要孔８４を通じて提供する方向８２と、実質的に希釈開口部３０を通じて希釈空気を提供する、希釈空気路２８の方向８６との両方に導かれる。また、主要孔８４は、燃焼領域３２内への進入を促進するために内側に向いたスパウト形の壁延在部８４ａによって構成され得る。
【００２２】
[022]  燃焼ハウジング１２の閉鎖された「ヘッド」端部２２のプレナム領域５０にスリーブ下流側領域８０から圧縮空気が供給されることが好ましい場合がある。このような状態を図１に流れ通路９０で示す。図１の実施形態において注目すべきは、空気ブラストノズル４２のための圧縮空気が、単に、プレナム５０と燃焼領域３２の再循環部３４との間の圧力差によって駆動されることである。ノズル４２を動作させるために圧縮空気を別個に供給する必要はないため、システム全体が簡略化されるが、その最も広い態様における本発明の範囲はそのように限定されるものではない。
【００２３】
[023]  さらに、プレナム５０の圧縮空気の一部をライナ２４の入口部９４の衝突冷却のために使用することが好ましい場合がある。図１の実施形態では、入口部９４は、円錐テーパ状であり、内側に離間した円錐形のシールド部材９６を含む。適切なサイズで適切に向けられたオリフィス９８が、ライナ入口部９４の周りに分配され、プレナム５０からの圧縮空気を使用してシールド９６を衝突冷却するために案内される。シールド９６の冷却後、圧縮空気のプレナム５０からの部分、つまり、空気ブラストノズル４２の動作に使用されない部分は、燃焼空気として使用するために、ライナ入口１００を通って流れて通路１０２に沿って燃焼領域３２の領域３４に入れられる。
【００２４】
[024]  さらに、希釈空気流の一部は、燃焼領域と希釈領域との間におけるライナの移行部を衝突冷却するために使用されることが好ましい場合がある。図１では、移行ライナ部１１０は、円錐テーパ状であって流れの向き７４に集束し、内側に離間した円錐形の移行シールド１１２を備えている。複数の衝突冷却オリフィス１１４が、移行ライナ部１１０の周りに分配され、希釈空気路２８内に流れる圧縮空気の一部を使用して移行シールド１１２を衝突冷却するための大きさに作られ、かつ移行シールド１１２を衝突冷却するために向けられている。移行シールド１１２の冷却後、希釈空気部分は移行シールド出口１１８において希釈領域３６に入れられる。
【００２５】
[025]  さらに、ライナ内部表面温度を高温に維持する一方で、燃焼領域３２の過度の熱損失及びライナ壁近辺の局所燃焼ガス温度が、燃焼領域の全体平均値から大きな温度偏差を生じる可能性を防止するため、ライナ部２４ａの表面１２０を遮熱コーティング（「ＴＢＣ」）でコーティングすることが好ましい場合がある。ＴＢＣコーティングは、ライナ内部表面における沈殿物及び未燃焼燃料の量を低減させる。当業者であれば、本開示の下、適切なＴＢＣを選択することができであろう。
【００２６】
[026]  図１に示される実施形態では、入口１８を通じて送られる圧縮空気のほぼすべてが、まず、衝突スリーブ７０のオリフィス７８を通過してライナ部２４ａを冷却し、その後、どうしても不可避の漏れ以外は、「燃焼空気」として燃焼領域３２に又は「希釈空気」として希釈領域３６に入れられる。
【００２７】
[027]  さらに、約１８．７ＭＪ／ｋｇの発熱量を有する熱分解油などの低発熱量の液体燃料を燃焼させる場合、図１の実施形態の燃焼器１０を、入口１８からの総圧縮空気質量流量の約５〜１５％が主要ポート８４を通じて燃焼領域３２に入り、約６０〜７０％が希釈ポート３０を通じて希釈領域３６に入るように構成することが好ましい場合がある。理解されうるように、燃焼器入口１８に入る圧縮空気の総質量流量の残り部分（約１５〜３５％）は、空気ブラストノズル４２の動作のため、並びに、ライナ入口シールド９６及び／又はライナ移行シールド１１２を衝突冷却するために使用される。また、このような用途においては、缶型燃焼器は、好ましくは、約１．６５のＬ／Ｄ及び約
【数１】
0005591408.tif 000002
のＶ／Ｑで構成されうる。このような用途における定格出力での燃料質量流量は約０．３８７ｋｇ／秒であり、燃焼領域容量は約０．０２１ｍ３である。
【００２８】
[028]  本明細書中に含まれる教示から逸脱することなく開示された衝突冷却される缶型燃焼器に種々の変更及び変形を施すことができることは当業者には明らかであろう。実施形態は、本明細書の考察及び開示された装置の実施により当業者には明らかとなるであろうが、明細書及び実施例は単に例示的なものであるとみなされることを意図しており、実際の範囲は以下の特許請求の範囲及びこれら均等物によって示される。
【図１】
0005591408.tif 000003
【図２Ａ】
0005591408.tif 000004
【図２Ｂ】
0005591408.tif 000005