(57)【要約】【課題】ガスタービン用のホットガスパスダクトまたはライナを提供する。【解決手段】ガスタービン燃焼器用の燃焼ライナは、後方端から軸方向に分離された前方端および前方端と後方端との間で画定される移行交差部を有する環状主要本体を含む。主要本体は、前方端から後方端まで連続して延在する。複数の燃料噴射器通路は、移行交差部から上流に主要本体を通して半径方向に延在する。主要本体は、前方端と移行交差部との間で発散する円形断面を有する円錐セクションおよび移行交差部から主要本体の後方端まで延在する非円形断面を有する移行セクションを備える。【選択図】図２
2014181906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン燃焼器用の燃焼ライナであって、
ａ．後方端から軸方向に分離された前方端および前記前方端と前記後方端との間で画定される移行交差部を有する環状主要本体であって、前記前方端から前記後方端まで連続して延在する、環状主要本体と、
ｂ．前記移行交差部から上流に前記主要本体を通して半径方向に延在する複数の燃料噴射器通路とを備え、
ｃ．前記主要本体は、前記前方端と前記移行交差部との間に延在する円形断面を有する円錐セクションおよび前記移行交差部から前記主要本体の前記後方端まで延在する非円形断面を有する移行セクションを備える燃焼ライナ。
【請求項２】
前記主要本体の前記前方端に配設される環状フランジをさらに備え、前記フランジは内側係合表面を画定する請求項１記載の燃焼ライナ。
【請求項３】
前記移行セクションの少なくとも一部分は、全体的に長方形の断面を有する請求項１記載の燃焼ライナ。
【請求項４】
燃焼ライナの前記主要本体は、単一構成要素として鋳造される請求項１記載の燃焼ライナ。
【請求項５】
前記円錐セクションおよび前記移行セクションは、前記移行交差部で互いに接合される請求項１記載の燃焼ライナ。
【請求項６】
前記主要本体の外側表面から半径方向に外側に延在する複数の冷却特徴部をさらに備える請求項１記載の燃焼ライナ。
【請求項７】
ガスタービンの燃焼器用の燃焼モジュールであって、
ａ．燃焼モジュールの上流端に配設される環状燃料分配マニホールドであって、環状支持スリーブを含む、環状燃料分配マニホールドと、
ｂ．前記燃料分配マニホールドから下流に延在し、後方フレームで終端する環状燃焼ライナ、および、前記燃焼ライナを円周方向に囲む環状流れスリーブを有する燃料噴射組立体とを備え、前記燃焼ライナは、
ｉ．後方端から軸方向に分離された前方端および前記前方端と前記後方端との間で画定される移行交差部を有する環状主要本体であって、前記前方端から前記後方端まで連続して延在する、環状主要本体と、
ｉｉ．前記移行交差部から上流に前記流れスリーブおよび前記主要本体を通して半径方向に延在する複数の燃料噴射器通路とを備え、
ｉｉｉ．前記主要本体は、前記前方端と前記移行交差部との間に延在する円錐セクションおよび前記移行交差部から前記主要本体の前記後方端まで延在する非円形断面を有する移行セクションを備える燃焼モジュール。
【請求項８】
前記燃焼ライナの前記主要本体の前記前方端に配設される環状フランジをさらに備え、前記フランジは内側係合表面を画定する請求項７記載の燃焼モジュール。
【請求項９】
前記移行セクションの少なくとも一部分は、全体的に長方形の断面を有する請求項７記載の燃焼モジュール。
【請求項１０】
燃焼ライナの前記主要本体は、単一構成要素として鋳造される請求項７記載の燃焼モジュール。
【請求項１１】
前記円錐セクションおよび前記移行セクションは、前記移行交差部で互いに接合される請求項７記載の燃焼モジュール。
【請求項１２】
前記燃焼ライナの前記主要本体は、前記主要本体の外側表面から半径方向に外側に延在する複数の冷却特徴部をさらに備える請求項７記載の燃焼モジュール。
【請求項１３】
前記燃料噴射器通路を通って半径方向に延在する複数の燃料噴射器であって、前記燃料分配マニホールドに流体連通する、複数の燃料噴射器をさらに備える請求項７記載の燃焼モジュール。
【請求項１４】
ガスタービンであって、
ａ．圧縮機、前記圧縮機から下流に配設される圧縮機吐出ケーシング、および前記圧縮機吐出ケーシングから下流に配設されるタービンと、
ｂ．前記圧縮機吐出ケーシングを通して延在する燃焼器であって、前記燃焼器は、環状カップ組立体を通して軸方向に延在する燃料ノズルおよび前記圧縮機吐出ケーシングを通して延在する燃焼モジュールを有し、前記燃焼モジュールは、前記燃焼モジュールの上流端に配設される環状燃料分配マニホールド、ならびに、前記カップ組立体から下流に延在し、後方フレームで終端する燃焼ライナ、および、前記燃焼ライナを円周方向に囲む環状流れスリーブを有する燃料噴射組立体を有する、燃焼器とを備え、前記燃焼ライナは、
ｉ．後方端から軸方向に分離された前方端および前記前方端と前記後方端との間で画定される移行交差部を有する環状主要本体であって、前記前方端から前記後方端まで連続して延在する、環状主要本体と、
ｉｉ．前記移行交差部から上流に前記主要本体を通して半径方向に延在する複数の燃料噴射器通路とを備え、
ｉｉｉ．前記主要本体は、前記前方端と前記移行交差部との間に延在する円形断面を有する円錐セクションおよび前記移行交差部から前記主要本体の前記後方端まで延在する非円形断面を有する移行セクションを備えるガスタービン。
【請求項１５】
前記燃焼ライナの前記主要本体は、前記主要本体の前記後方端に配設される環状フランジをさらに備え、前記フランジは内側係合表面を画定する請求項１４記載のガスタービン。
【請求項１６】
前記移行セクションの少なくとも一部分は、全体的に長方形の断面を有する請求項１４記載のガスタービン。
【請求項１７】
前記燃焼ライナの前記主要本体は、単一構成要素として鋳造される請求項１４記載のガスタービン。
【請求項１８】
前記円錐セクションおよび前記移行セクションは、前記移行交差部で互いに接合される請求項１４記載のガスタービン。
【請求項１９】
前記燃焼ライナの前記主要本体は、外側表面および前記外側表面から半径方向に外側に延在する複数の冷却特徴部をさらに備える請求項１４記載のガスタービン。
【請求項２０】
前記燃料噴射組立体は、前記燃料噴射器通路を通って半径方向に延在する複数の燃料噴射器であって、前記燃料分配マニホールドに流体連通する、複数の燃料噴射器をさらに備える請求項１４記載のガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、ガスタービンの燃焼器を含む。より具体的には、本発明は、ガスタービン用のホットガスパスダクトまたはライナに関する。
【背景技術】
【０００２】
缶形アニュラガスタービンの燃焼セクションは、一般に、圧縮機吐出ケーシングの周りにアニュラアレイで配列される複数の燃焼器を含む。加圧された空気が圧縮機から圧縮機吐出ケーシングまで流れ、各燃焼器に送られる。燃料ノズルからの燃料は、加圧された空気と各燃焼器内で混合されて、燃焼器の１次燃焼ゾーン内で可燃混合気を形成する。可燃混合気は燃焼して、高圧および高速度を有するホット燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、燃焼ライナおよび移行ダクトによって少なくとも部分的に画定されるホットガスパスを通ってガスタービンのタービンの入口に向かって送られる。燃焼ライナは、燃料ノズルを囲むキャップ組立体から下流に延在する。移行ダクトの前方端は、燃焼ライナの後方端から下流に延在する。熱エネルギーおよび運動エネルギーは、燃焼ガスからタービンまで伝達されて、タービンを回転させ、それにより、機械的仕事を生成する。たとえば、タービンは、電気を生成する発電機を駆動するシャフトに結合されることができる。
【０００３】
高圧燃焼ガスは、燃焼ライナの後方端と移行ダクトの前方端との間に形成されるジョイントでホットガスパスから漏出し、それにより、おそらく燃焼器の総合性能に影響を及ぼす場合がある。燃焼ライナと移行ダクトとの間の漏洩を防止する１つの試みは、キャップ組立体からタービンの入口まで延在する連続移行ダクトを要求する。連続移行ダクトは、キャップ組立体の下流端との係合を可能にするために移行ダクトの前方部分（portion）に円形断面を有する。しかし、連続移行ダクトは、一般に１次燃焼ゾーンから上流でおよび／または１次燃焼ゾーンに近接して非円形断面にシフトし、タービンの入口で終端する連続移行ダクトの後方端までずっと非円形断面を有し続ける。したがって、高圧燃焼ガスの漏洩を低減および／または防止しながら、遅延希薄燃料噴射をサポートする連続して延在する燃焼ライナが有用であることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，０８２，７６６号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の態様および利点は、以下の説明において以下で述べられるか、説明から明らかである場合があるか、または、本発明の実施を通して学ばれる場合がある。
【０００６】
本発明の一実施形態は、ガスタービン燃焼器用の燃焼ライナである。燃焼ライナは、後方端から軸方向に分離された前方端および前方端と後方端との間で画定される移行交差部を有する環状主要本体を含む。主要本体は、前方端から後方端まで連続して延在する。複数の燃料噴射器通路は、移行交差部から上流に主要本体を通して半径方向に延在する。主要本体は、前方端と移行交差部との間で発散する円形断面を有する円錐セクションおよび移行交差部から主要本体の後方端まで延在する非円形断面を有する移行セクションを備える。
【０００７】
本発明の別の実施形態は、ガスタービンの燃焼器用の燃焼モジュールである。燃焼モジュールは、一般に、燃焼モジュールの上流端に配設される環状燃料分配マニホールドを含む。燃料分配マニホールドは、環状支持スリーブを含む。燃焼モジュールは、燃料分配マニホールドから下流に延在し、後方フレームで終端する環状燃焼ライナ、および、燃焼ライナを円周方向に囲む環状流れスリーブを有する燃料噴射組立体をさらに含む。燃焼ライナは、後方端から軸方向に分離された前方端および前方端と後方端との間で画定される移行交差部を有する環状主要本体を備える。主要本体は、前方端から後方端まで連続して延在する。複数の燃料噴射器通路は、移行交差部から上流に、流れスリーブおよび主要本体を通して半径方向に延在する。主要本体は、前方端と移行交差部との間で発散する円錐セクションおよび移行交差部から主要本体の後方端まで延在する非円形断面を有する移行セクションを含む。
【０００８】
本発明はまた、ガスタービンを含むことができる。ガスタービンは、一般に、圧縮機、圧縮機から下流に配設される圧縮機吐出ケーシング、および圧縮機吐出ケーシングから下流に配設されるタービンおよび、圧縮機吐出ケーシングを通して延在する燃焼器を含む。燃焼器は、環状カップ組立体を通して軸方向に延在する燃料ノズルおよび圧縮機吐出ケーシングを通して延在する燃焼モジュールを含む。燃焼モジュールは、燃焼モジュールの上流端に配設される環状燃料分配マニホールド、および、カップ組立体から下流に延在し、後方フレームで終端する燃焼ライナを有する燃料噴射組立体を含む。燃焼モジュールは、燃焼ライナを円周方向に囲む環状流れスリーブをさらに含む。燃焼ライナは、後方端から軸方向に分離された前方端および前方端と後方端との間で画定される移行交差部を有する環状主要本体を備える。主要本体は、前方端から後方端まで連続して延在する。複数の燃料噴射器通路は、移行交差部から上流に主要本体を通して半径方向に延在する。主要本体は、前方端と移行交差部との間で発散する円形断面を有する円錐セクションおよび移行交差部から主要本体の後方端まで延在する非円形断面を有する移行セクションを備える。
【０００９】
当業者は、本明細書を検討すると、こうした実施形態の特徴および態様ならびに他のものをよりよく認識するであろう。
【００１０】
当業者にとっての本発明の最良モードを含む本発明の完全でかつ実施可能な程度の開示は、添付図面に対する参照を含む本明細書の残りの部分でより詳細に述べられる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の範囲内の例示的なガスタービンの機能ブロック図である。
【図２】本発明の種々の実施形態を包含する例示的な燃焼器を含む例示的なガスタービンの一部分の側面断面図である。
【図３】本発明の種々の実施形態を包含することができる図２に示す燃焼モジュールの斜視図である。
【図４】図３に示す燃焼モジュールの拡大斜視図である。
【図５】本発明の種々の実施形態による燃焼ライナの側面図である。
【図６】本発明の種々の実施形態による図５に示す燃焼ライナの側面断面図である。
【図７】本発明の少なくとも１つの実施形態による図５に示す燃焼ライナの平面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
ここで、その１つまたは複数の例が添付図面に示される本発明の実施形態を提示するために参照が詳細に行われる。詳細な説明は、図面内の特徴を指すために数値表示および文字表示を使用する。図面および説明における同じまたは類似の表示は、本発明の同じまたは類似の部品を指すために使用されている。本明細書で使用されるように、用語「第１（first）」、「第２（second）」、および「第３（third）」は、１つの構成要素を別の構成要素から区別するために使用することができ、個々の構成要素の場所または重要性を意味する（signify）ことを意図されない。用語「上流（upstream）」および「下流（downstream）」は、流体通路内での流体の流れに関する相対的な方向を指す。たとえば、「上流」は、流体がそこから流れる方法を指し、「下流」は、流体がそこへ流れる方向を指す。用語「半径方向（radially）」は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に垂直である相対的な方向を指し、用語「軸方向（axially）」は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に平行である相対的な方向を指す。
【００１３】
それぞれの例は、本発明の制限ではなく、本発明の説明として提供される。実際には、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、本発明において変更および変形が行われうることが当業者に明らかである。たとえば、一実施形態の一部として示されるかまたは述べられる特徴は、なおさらなる実施形態をもたらすために別の実施形態に関して使用されることができる。そのため、本発明が、添付特許請求の範囲およびその均等物の範囲内に入るこうした変更および変形を包含することが意図される。本発明の例示的な実施形態が、例証のためにガスタービンに組込まれる燃焼器の文脈で一般的に述べられるが、本発明の実施形態が、任意のターボ機械に組込まれる任意の燃焼器に適用されることができ、また、特許請求の範囲で具体的に引用されない限り、ガスタービン燃焼器に限定されないことを当業者は容易に認識するであろう。
【００１４】
ここで、同一の数字が、図全体を通して同じ要素を示す図面を参照して、図１は、本発明の種々の実施形態を組込むことができる例示的なガスタービン１０の機能ブロック図を提供する。図示するように、ガスタービン１０は、一般に、入口セクション１２を含み、入口セクション１２は、ガスタービン１０に入る作動流体（たとえば、空気）１４を浄化（purify）するまたその他の方法で調節するために、一連のフィルタ、冷却コイル、気水分離器、および／または他のデバイスを含むことができる。作動流体１４は、圧縮機セクションに流れ、圧縮機セクションで、圧縮機１６は、運動エネルギーを作動流体１４に徐々に与えて、大幅にエネルギー供給され圧縮された作動流体１８を生成する。
【００１５】
圧縮された作動流体１８は、燃料供給部２２からの燃料２０と混合されて。１つまたは複数の燃焼器２４内で可燃混合気を形成する。可燃混合気は、燃焼して、高温および高圧を有する燃焼ガス２６を生成する。燃焼ガス２６は、タービンセクションのタービン２８を通って流れて、仕事を生成する。たとえば、圧縮された作動流体１８を生成するようタービン２８の回転が圧縮機１６を駆動するように、タービン２８をシャフト３０に接続することができる。代替的にまたは付加的に、シャフト３０は、タービン２８を、電気を生成するための発電機３２に接続することができる。タービン２８からの排気ガス３４は、排気セクション３６を通って流れ、排気セクション３６は、タービン２８を、タービン２８から下流の排気スタック３８に接続する。排気セクション３６は、たとえば、洗浄し、環境へ放出する前に排気ガス３４からさらなる熱を取出すための熱回収蒸気発生器（図示せず）を含むことができる。
【００１６】
図２は、本発明の種々の実施形態を包含することができる例示的な燃焼器５０を含む例示的なガスタービン１０の一部分の側面断面図を提供する。図示するように、燃焼器５０は、圧縮機および／または外側タービンケーシング５６から下流に配設される圧縮機吐出ケーシング５４などの外側ケーシング５２によって少なくとも部分的に囲まれる。外側ケーシング５２は、圧縮機１６に流体連通し、燃焼器５０の少なくとも一部分を囲む高圧プレナム５８を少なくとも部分的に画定する。エンドカバー６０は、燃焼器５０の一端で外側ケーシング５２に結合される。
【００１７】
燃焼器５０は、一般に、エンドカバー６０から下流に延在する少なくとも１つの軸方向に延在する燃料ノズル６２、エンドカバー６０から下流で、外側ケーシング５２内で半径方向および軸方向に延在する環状キャップ組立体６４、キャップ組立体６４から下流に延在する環状ホットガスパスダクトまたは燃焼ライナ６６、ならびに、燃焼ライナ６６の少なくとも一部分を少なくとも部分的に囲む環状流れスリーブ６８を含む。燃焼ライナは、燃焼器５０を通して燃焼ガス２６を送るためのホットガスパス６９を画定する。エンドカバー６０およびキャップ組立体６４は、燃焼器５０内でヘッドエンド７０を少なくとも部分的に画定する。特定の実施形態では、燃焼器５０は、燃焼ライナ６６を通って延在する１つまたは複数の半径方向に延在する燃料噴射器７２、および、少なくとも１つの軸方向に延在する燃料ノズル６２から下流の流れスリーブ６８をさらに含む。特定の実施形態では、燃焼ライナ６６、流れスリーブ６８、および燃料噴射器（複数可）７２は、燃焼モジュール７４であって、外側ケーシング５２を通って延在し、キャップ組立体６４の少なくとも一部分を囲む、燃焼モジュール７４の一部として設けられる。
【００１８】
キャップ組立体６４は、一般に、エンドカバー６０から下流に位置決めされる前方端７６、前方端７６から下流に配設される後方端７８および、前方端７６と後方端７８との間に少なくとも部分的に延在する１つまたは複数の環状シラウド８０を含む。特定の実施形態では、軸方向に延在する燃料ノズル６２は、キャップ組立体６４を通して少なくとも部分的に延在して、燃料２０（図１）および圧縮された作動流体１８の第１の可燃混合気８２を、キャップ組立体６４から下流で燃焼ライナ６６内に画定される１次燃焼ゾーン８４に提供する。
【００１９】
図３は、図２に示す燃焼モジュール７４の斜視図を提供し、図４は、図３に示す燃焼モジュール７４の拡大斜視図を提供する。図３に示すように、燃焼モジュール７４は、一般に、組立式または単一構成要素として設けられる。燃焼モジュール７４は、燃焼モジュール７４の軸方向中心線９０に関して後方または下流端８８から軸方向に分離した前方または上流端８６を含む。
【００２０】
特定の実施形態では、図４に示すように、燃焼モジュール７４は、燃焼モジュール７４の上流端８６に配設される環状燃料分配マニホールド９２、および、燃料噴射組立体９４であって、環状燃料分配マニホールド９２から下流に延在し、燃焼モジュール７４の下流端８８で終端する、燃料噴射組立体９４を含む。燃料分配マニホールド９２は、燃料分配マニホールド９２の前方端９８の周りに円周方向に延在する半径方向に延在する搭載用フランジ９６を含む。搭載用フランジ９６は、燃料プレナム１００（図２）を少なくとも部分的に画定する。図４に示すように、燃料入口ポート１０２は、搭載用フランジ９６から外側に延在する。燃料入口ポート１０２は、燃料供給部（図示せず）と燃料プレナム１００（図２）との間の流体連通を可能にする。図４に示すように、燃料分配マニホールド９２は、外側側面部分１０８から半径方向に分離した内側側面部分１０６を有する環状支持スリーブ１０４をさらに含む。
【００２１】
特定の実施形態では、図４に示すように、燃料噴射組立体９４は、燃焼ライナ６６および流れスリーブ６８を含む。流れスリーブ６８は、燃焼ライナ６６の少なくとも一部分を円周方向に囲む。流れスリーブ６８は、燃焼ライナ６６から半径方向に分離して、燃焼ライナ６６と流れスリーブ６８との間に環状冷却用流路１１０（図２）を少なくとも部分的に画定する。冷却用流路１１０は、全体的に、燃焼ライナ６６の長さだけ延在する。流れスリーブ６８は、複数の冷却用穴またはインピンジメント穴１１２をさらに含むことができ、複数の冷却用穴またはインピンジメント穴１１２は、ガスタービン１０の運転中に流れスリーブ６８を通って冷却用流路１１０への流体連通を可能にする。さらに、燃料噴射組立体９４は、燃料噴射器（複数可）７２および１つまたは複数の空気シールド（複数可）１１４あるいは外側流れスリーブをさらに含むことができる。特定の実施形態では、各空気シールド１１４は、対応する燃料噴射器７２を囲んで、圧縮された作動流体１８（図２）の一部分を、燃料噴射器（複数可）７２に、また、燃焼ライナ６６内に向ける。図３に示すように、各燃料噴射器７２は、燃料分配マニホールド９２と燃料噴射器７２との間に延在する流体導管１１６を通して燃料分配マニホールド９２に流体的に結合する。
【００２２】
図２に示すように、燃焼ライナ６６は、燃料分配マニホールドから下流に延在し、燃焼ライナ６６の後方または下流端１１８は、後方端１１８を円周方向に囲む後方フレーム１２０または支持構造で終端する。図２および図４に示すように、搭載用ブラケット１２２は、後方フレーム１２０に結合することができる。一実施形態では、図２に示すように、搭載用ブラケット１２２は、外側タービンケーシング５６に結合し、燃料分配マニホールド９２の搭載用フランジ９６は、圧縮機吐出ケーシング５４に接続されて、前方端８６と後方端８８の両方において燃焼モジュール７４を拘束する。
【００２３】
図５は、本開示の少なくとも１つの実施形態による燃焼ライナ６６の側面図を提供し、図６は、図５に示す燃焼ライナ６６の側面断面図を提供し、図７は、図５に示す燃焼ライナ６６の平面断面図を提供する。特定の実施形態では、図５、図６、および図７に示すように、燃焼ライナ６６は、環状主要本体１３０を備える。
【００２４】
図５、図６、および図７に示すように、主要本体１３０は、燃焼ライナ６６の軸方向中心線１３６に関して後方端１３４から軸方向に分離された前方端１３２を有する。主要本体１３０は、前方端１３２から後方端１３４まで連続して延在する。特定の実施形態では、主要本体１３０は、円錐セクション１３８および移行セクション１４０を備える。移行交差部１４２は、円錐セクション１３８および移行セクション１４０が交差する地点で主要本体１３０の前方部分１３２と後方部分１３４との間に画定される。たとえば、主要本体は、そこで、全体的に円形の断面から非円形断面に変化し始める場合。円錐セクション１３８は、前方端１３２と移行交差部１４０との間に延在する。特定の実施形態では、環状フランジ１４４は、主要本体１３０の前方端１３２に配設される。図６および図７に示すように、フランジ１４４は、内側係合表面１４６を少なくとも部分的に画定する。図２に示すように、フランジ１４４の内側係合表面１４６は、キャップ組立体５８の後方端７０を少なくとも部分的に囲む。
【００２５】
一実施形態では、図６に示すように、円錐セクション１３８は、全体的に円形の断面１４８を有する。円形断面１４８は、主要本体１３０の前方端１３２と移行交差部１４２との間で円形のまま留まる。一実施形態では、円錐セクション１３８は、前方端１３２と移行交差部１４２との間で発散する。換言すれば、円錐セクション１３８の円形断面１４８は、主要本体１３０の前方端１３２と移行交差部１４２との間で径が減少する。他の実施形態では、円錐セクション１３８は、前方端１３２と移行交差部１４２との間で収束および／または発散することができる。
【００２６】
図５、図６、および図７に示すように、主要本体１３０は、移行交差部１４２から上流で主要本体１３０の円錐セクションを通って半径方向に延在する複数の燃料噴射器通路１５０を少なくとも部分的に画定する。図２に示すように、燃料噴射器７２は、燃料噴射器通路１５０においておよび／または燃料噴射器通路１５０から下流で主要本体１３０内に画定される２次燃焼ゾーン１５４（図２）で燃焼するための第２の可燃混合気１５２を燃焼ライナ６６内に提供する。
【００２７】
特定の実施形態では、図４に示すように、複数の冷却用特徴部１５６は、主要本体１３０の外側表面１５８から半径方向に外側に延在する。冷却用特徴部１５６は、円錐セクション１３８および／または移行セクション１４０上に配設することができる。冷却用特徴部１５６は、隆起リブまたはタービュレータを含むことができ、隆起リブまたはタービュレータは、主要本体１３０の少なくとも一部分を少なくとも部分的に囲んで、冷却用流路１１０を通って流れる圧縮された作動流体１８と主要本体１３０の外側表面１５８との間の熱伝達率を増加させる。
【００２８】
図６に示すように、移行セクション１４０は、移行交差部１４２から主要本体１３０の後方端１３４まで延在する全体的に非円形の断面１６０を有する。特定の実施形態では、図６および図７に示すように、移行セクション１４０の非円形の断面１６０は、移行セクション１４０の少なくとも一部分に沿って全体的に長方形または楕円形である。
【００２９】
主要本体１３０は、連続主要本体１３０を形成するために、単一構成要素として鋳造することができる。たとえば、フランジ１４４、円錐セクション１３８、および移行セクション１４０は、単一構成要素として鋳造することができる。冷却用特徴部１５６および／または燃料噴射器通路１５０を、主要本体１３０内に機械加工および／または鋳造することができる。フランジ１４４、円錐セクション１３８、または移行セクション１４０の代替のそれぞれまたは一部は、別々に形成することができる。たとえば、フランジ１４４、円錐セクション１３８、または移行セクション１４０は、圧延および／または曲げ加工によって板金から形成され、その後、溶接または他の機械的手段によって接合されて、連続主要本体１３０を形成することができる。形成した後、円錐セクション１３８は、移行セクション１４０上に溶接される前にタービュレータまたはリブ付き特徴部などの冷却用特徴部１５６を形成するためにひっくり返されることができる。代替法では、円錐セクション１３８は、円錐形状を形成する前に板金に機械加工された冷却用特徴部１５６を有し、その後、後方部上に溶接されることができる。
【００３０】
運転時、図２に示すように、圧縮された作動流体１８は、圧縮機１６から高圧プレナム５８内に送られる。圧縮された作動流体１８の第１の部分は、複数の冷却用穴またはインピンジメント穴１１２を通り、冷却用流路１１０内に送られる。圧縮された作動流体１８は、冷却用流路１１０を通って燃焼器５０のヘッドエンド７０に向かって移動するときに、燃焼ライナ６６の主要本体１３０の外側表面１５８に対して、対流冷却、伝導冷却、またはインピンジメント冷却の少なくとも１つを提供する。圧縮された作動流体１８の第１の部分は、ヘッドエンド７０で逆方向に流れ、燃料ノズル６２を通しておよび／または燃料ノズル６２の周りに流れる。燃料は、燃料ノズル６２から、圧縮された作動流体１８の第１の部分内に噴射されて、第１の可燃混合気８２を提供し、第１の可燃混合気８２は、燃焼のために１次燃焼ゾーン８４に送られる。
【００３１】
燃焼ガス２６は、燃焼ライナ６６の主要本体１３０の円錐セクション１３８内で１次燃焼ゾーン８４から下流に流れる。圧縮された作動流体１８の第２の部分は、燃料噴射器７２を通って送られ、燃料分配マニホールド９２から流れる燃料と混合されて、第２の可燃混合気１５２を生成することができる。第２の可燃混合気１５２は、２次燃焼ゾーン１５４内に送られ、１次燃焼ゾーン８４からの燃焼ガス２６と混合されて、燃焼する。燃焼ガス２６は、円錐セクション１３８から移行セクション１４０へ流れるにつれて、タービン２８への入口１６４を画定する第１段の固定ノズル１６２に向かって集中するまたは配向される。第２の可燃混合気１５２は、一般に希薄燃料−空気混合物である。これは、燃焼器５０の熱力学的効率の増加をもたらす。燃料噴射器７２は、窒素酸化物（ＮＯX）などの望ましくないエミッションの生成の対応する増加を生じることなく、燃焼ガス温度を増加させるのに有効である。燃料噴射器（複数可）７２は、ガスタービンのベース負荷および／またはターンダウン運転中にＮＯXを低減するために特に有益である。
【００３２】
本明細書で提示し図２〜図７に示す種々の実施形態は、既存の技術に優る種々の技術的利益を提供する。たとえば、燃焼ライナ６６の円錐セクション１３８は、連続して延在する他の移行ダクト内で通常形成する、望ましくない再循環ゾーンによって引起されるホットスポットを減少させ、それにより、燃焼ライナ６６の耐久性および総合性能を改善する。さらに、移行交差部１４２から上流の円錐セクション１３８の連続する円形断面は、燃焼ライナ６６の周りで燃料噴射器（複数可）７２の均等な半径方向間隔を可能にし、それにより、ガスタービン１０の種々の運転モード中における燃焼器５０の性能の改善などの遅延希薄燃料噴射の利益を改善する。本発明の別の利益は、燃焼ライナ６６を連続して延在する構成要素として形成することによって、燃焼器５０内の個々の構成要素の数が低減され、それにより、組立てのために必要とされるコストおよび／または時間が低減される。さらに、燃焼ライナ６６は、ホットガスパス６９からの高圧燃焼ガスの漏洩を防止し、燃焼器５０の総合的な耐久性および性能を改善する。
【００３３】
この書面による説明は、最良モードを含む本発明を開示するために、また同様に、任意のデバイスまたはシステムを作り使用すること、および、組込まれる任意の方法を実施することを含む、本発明を当業者が実施することを可能にするために例を使用する。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が思い付く他の例を含むことができる。こうした他の例は、特許請求の範囲の逐語的言語と異ならない構造的要素を有する場合、または、特許請求の範囲の逐語的言語と非実質的相違を有する等価な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図される。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ガスタービン
１２  入口セクション
１４  作動流体
１６  圧縮機
１８  圧縮された作動流体
２０  燃料
２２  燃料供給部
２４  燃焼器
２６  燃焼ガス
２８  タービン
３０  シャフト
３２  発電機／モータ
３４  排気ガス
３６  排気セクション
３８  排気スタック
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
６０  エンドカバー
６２  燃料ノズル
６４  キャップ組立体
６６  燃焼ライナ
６８  流れスリーブ
６９  ホットガスパス
７０  ヘッドエンド
７２  燃料噴射器
７４  燃焼モジュール
７６  前方端（キャップ組立体）
７８  後方端（キャップ組立体）
８０  シラウド
８２  第１の可燃混合気
８４  １次燃焼ゾーン
８６  前方／上流端（燃焼モジュール）
８８  後方／下流端（燃焼モジュール）
９０  軸方向中心線（燃焼モジュール）
９２  燃料分配マニホールド
９４  燃料噴射組立体
９６  搭載用フランジ
９８  前方端（燃料分配マニホールド）
１００  燃料プレナム
１０２  燃料入口ポート
１０４  支持スリーブ
１０６  内側側面部分
１０８  外側側面部分
１１０  冷却用流路
１１２  冷却用／インピンジメント穴
１１４  空気シールド
１１６  流体導管
１１８  後方／下流端（燃焼ライナ）
１２０  後方フレーム
１２２  搭載用ブラケット
１３０  主要本体
１３２  前方端（主要本体）
１３４  後方端（主要本体）
１３６  軸方向中心線（燃焼ライナ）
１３８  円錐セクション
１４０  移行セクション
１４２  移行交差部
１４４  フランジ
１４６  内側係合表面
１４８  円形断面
１５０  燃料噴射器通路
１５２  第２の可燃混合気
１５４  ２次燃焼ゾーン
１５６  冷却用特徴部
１５８  外側表面（主要本体）
１６０  非円形断面
１６２  固定ノズル
１６４  入口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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