(57)【要約】【課題】ガスタービンエンジン燃焼器における燃焼ダイナミクスを減衰させるための方法および構造を提供する。【解決手段】本開示は、燃焼ダイナミクスを減衰させるために燃焼システムを動作させる方法（４００）に関する。方法（４００）は、圧縮機部を介して、燃焼システムへの全空気供給量を流すステップ（４１０）と、燃料供給システムを介して、燃焼システムへ全燃料流量を流すステップ（４２０）と、燃焼システムの第１の燃料ノズルに、第１の燃料ノズルにおいてより豊富な燃焼の燃料空気混合気を画定する第１の燃料供給量を流すステップ（４３０）と、燃焼システムの第２の燃料ノズルに、第２の燃料ノズルにおいてより希薄な燃焼の燃料空気混合気を画定する第２の燃料供給量を流すステップ（４４０）と、燃焼システムの燃焼室で全体的な燃料空気比を生成するように、より豊富な燃焼の燃料空気混合気およびより希薄な燃焼の燃料空気混合気を点火するステップ（４５０）と、を含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ダイナミクスを減衰させるように燃焼システム（２６）を動作させる方法（４００）であって、
圧縮機部を介して、前記燃焼システム（２６）への全空気供給量を流すステップ（４１０）と、
燃料供給システム（１１５）を介して、前記燃焼システム（２６）への全燃料流量を流すステップ（４２０）と、
前記燃焼システム（２６）の第１の燃料ノズル（１０１）に、前記第１の燃料ノズル（１０１）においてより豊富な燃料空気混合気（７２）を画定する第１の燃料供給量（１２１）を流すステップ（４３０）と、
前記燃焼システム（２６）の第２の燃料ノズル（１０２）に、前記第２の燃料ノズル（１０２）においてより希薄な燃料空気混合気（７２）を画定する第２の燃料供給量（１２２）を流すステップ（４４０）と、
前記燃焼システム（２６）の燃焼室（６２）で全体的な燃料空気比を生成するように、前記より豊富な燃料空気混合気（７２）および前記より希薄な燃料空気混合気（７２）を点火するステップ（４５０）と、
を含む方法（４００）。
【請求項２】
少なくとも前記全空気供給量および前記全燃料供給量（１２０）に基づいて、前記燃焼室（６２）において所望の全体的な燃料空気比を決定するステップ（４１２）
をさらに含む、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項３】
少なくとも前記エンジン（１０）の動作条件、前記全空気供給量、および所望の全体的な燃料空気比にさらに基づく前記全燃料流量に基づいて、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）への燃料分割を決定するステップ（４１４）
をさらに含む、請求項２に記載の方法（４００）。
【請求項４】
前記燃料分割は、前記第１の燃料ノズルへの前記第１の燃料供給量を、前記全燃料供給量の少なくとも５０％として規定し、前記エンジン（１０）の前記動作条件が最大出力または高出力に向かって増加するにつれて、前記燃料分割は概ね約５０／５０に近づく、請求項３に記載の方法（４００）。
【請求項５】
前記燃料分割は、前記エンジン（１０）の動作条件が最大出力動作条件よりも小さい場合に、第２の当量比を規定する前記第２の燃料ノズル（１０２）への前記第２の燃料供給量（１２２）とは異なる、第１の当量比を規定する前記第１の燃料ノズル（１０１）への前記第１の燃料供給量（１２１）を規定し、前記燃料分割は、前記第１の燃料ノズル（１０１）への前記第１の燃料供給量（１２１）を前記全燃料供給量（１２０）の約５０％〜９９％として規定し、前記燃料分割は、前記第２の燃料ノズル（１０２）への前記第２の燃料供給量（１２２）を、前記全燃料供給量（１２０）と前記第１の燃料ノズル（１０１）への前記第１の燃料供給量（１２１）との差として規定する、請求項４に記載の方法（４００）。
【請求項６】
前記燃料分割は、前記エンジン（１０）の動作条件が最大出力動作条件にある場合に、前記第１の燃料ノズル（１０１）への前記第１の燃料供給量と前記第２の燃料ノズル（１０２）への前記第２の燃料供給量（１２２）との分割を約５０／５０に規定する、請求項３に記載の方法（４００）。
【請求項７】
前記燃料分割は、前記エンジン（１０）の動作条件が最大出力動作条件にある場合に、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）においてほぼ等しい当量比を規定する、請求項６に記載の方法（４００）。
【請求項８】
前記燃焼室（６２）における前記所望の全体的な燃料空気比を決定するステップは、前記燃焼システム（２６）における全空気供給量の圧力および温度の１つまたは複数の関数である、請求項２に記載の方法（４００）。
【請求項９】
前記燃焼室（６２）における１つまたは複数の音響モードを決定するステップ（４１８）と、
前記燃焼室（６２）で減衰される前記１つまたは複数の音響モードに基づいて、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）への燃料分割を決定するステップ（４２２）と、をさらに含み、前記燃料分割を決定するステップは、少なくとも前記燃焼室（６２）での所望の全体的な燃料空気比、ならびに前記燃焼室（６２）で減衰される前記１つまたは複数の音響モードに基づく、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項１０】
前記所望の全体的な燃料空気比、ならびに前記燃焼室における圧力の周波数、振幅、もしくはその両方、またはそれらの変化の大きさ、ならびに前記燃焼室における振動の周波数、振幅、またはその両方のうちの１つまたは複数に基づいて、前記燃料分割を調整するステップ（４２４）と、
１つまたは複数のセンサを介して、前記燃焼室における圧力の周波数、振幅、もしくはその両方、または変化の大きさ、ならびに前記燃焼室における振動の周波数、振幅、またはその両方を測定するステップ（４１６）と、
をさらに含む、請求項９に記載の方法（４００）。
【請求項１１】
前記第１の燃料ノズル（１０１）の第１の燃料空気混合流路を通して、前記圧縮機部からの前記全空気供給量から第１の空気供給量を流すステップ（４２６）と、
豊富な燃料空気混合気（７２）を生成するために、前記第１の燃料ノズル（１０１）の前記第１の燃料空気混合流路内で前記第１の空気供給量と前記第１の燃料供給量（１２１）とを混合するステップ（４２８）と、
前記第２の燃料ノズル（１０２）の第２の燃料空気混合流路を通して、前記圧縮機部からの前記全空気供給量から第２の空気供給量を流すステップ（４３２）と、
希薄な燃料空気混合気（７２）を生成するために、前記第２の燃料ノズル（１０２）の前記第２の燃料空気混合流路内で前記第２の空気供給量と前記第２の燃料供給量（１２２）とを混合するステップ（４３４）と、
をさらに含む、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項１２】
最大出力動作条件において、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）の各々においてほぼ等しい燃料空気混合気（７２）を生成するために、ほぼ等しい第１の燃料供給量（１２１）および第２の燃料供給量（１２２）を流すステップ（４３６）
をさらに含む、請求項１に記載の方法（４００）。
【請求項１３】
ガスタービンエンジン（１０）用の燃焼システム（２６）であって、
燃焼室（６２）を共に画定するライナー（５２，５４）およびドームアセンブリ（５７）と、
長手方向中心線の周りで交互に円周方向に共に配置された第１の燃料ノズル（１０１）および第２の燃料ノズル（１０２）と、
前記第１の燃料ノズル（１０１）に第１の燃料供給量（１２１）を供給し、前記第２の燃料ノズル（１０２）に第２の燃料供給量（１２２）を供給する燃料供給システム（１１５）と、を含み、全燃料供給量（１２０）の少なくとも５０％が前記第１の燃料供給量（１２１）である、燃焼システム（２６）。
【請求項１４】
前記燃料供給システム（１１５）は、前記第１の燃料ノズル（１０１）に結合された第１の燃料マニホールド（１１１）と、前記第２の燃料ノズル（１０２）に結合された第２の燃料マニホールド（１１２）と、を含み、前記燃料供給システム（１１５）は、前記全燃料供給量（１２０）の少なくとも５０％を前記第１の燃料ノズル（１０１）に供給し、前記全燃料供給量（１２０）の残量を前記第２の燃料ノズル（１０２）に供給する、請求項１３に記載の燃焼システム（２６）。
【請求項１５】
前記燃料供給システム（１１５）は、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）に結合された主燃料マニホールドを含み、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）の各々は、前記全燃料供給量（１２０）の割合を規定する、請求項１３に記載の燃焼システム（２６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、一般的に、ガスタービンエンジン燃焼器における燃焼ダイナミクスを減衰させるための方法および構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンの燃焼システムは、一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、未燃焼炭化水素（ＵＨＣ）、煙、および窒素酸化物（ＮＯｘ）などの複数の排出物を低減させ、一方、エンジンのハードウェア、性能、および操作性を劣化させる望ましくない振動および音響を引き起こす圧力振動などの燃焼ダイナミクスを低減させることが一般的に課せられている。同時に、燃焼器アセンブリは、ガスタービンエンジンのための所望の出力エネルギーを生成するために、所望の全体的な燃料空気比で動作しなければならない。さらに、燃焼器アセンブリは、航空、産業、または海洋目的のために比較的簡素なままでなければならない。
【０００３】
しかし、必要なエネルギー出力を生成しながら、排出物を低減し、燃焼ダイナミクスを減衰させ、簡素さを維持することは、一般に相反する設計基準を含む。排出物を削減するための１つの公知の解決策には段階的燃焼が含まれ、段階的燃焼では、燃焼器アセンブリの複数の燃料ノズルが、点火／再点火、サブアイドル、アイドル、および一般的な低動力条件などの、様々なエンジン動作条件でいくつかの「オン」燃料ノズルといくつかの「オフ」燃料ノズルを画定する。段階的燃焼は、ＣＯおよびＵＨＣなどの排出物のいくらかの減少をもたらすが、オン／オフ燃料ノズルのセクタへの選択的燃料噴射は、オン／オフ燃料ノズルが交番することによって生成される個々の燃焼ゾーンの外縁部における燃焼プロセスの減衰をもたらす。したがって、燃焼効率が低下し、ＵＨＣまたはＣＯ、またはその両方などの燃焼プロセスの他の場所で排出物が形成される。さらに、このような構成は、燃焼ダイナミクスの増加を被るおそれがある。さらに、燃料ノズルのオン／オフ構成は、タービン効率に悪影響を与える環状または円周方向の温度変化（すなわちホットスポット）をより大きくする。さらに、このような構成は、低出力ではいくつかの希薄ブローアウト（ＬＢＯ）効果をもたらすが、公知の構成は、燃焼ダイナミクスの低減、ならびに高出力での排出物の低減およびホットスポットの軽減をもたらさない可能性がある。
【０００４】
したがって、燃焼ダイナミクスの減衰、排出物の低減、および円周方向の温度プロファイルの変化を低減させる燃焼システムが必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第９５８７８３３号明細書
【発明の概要】
【０００６】
本発明の態様および利点は、その一部を以下の説明に記載しており、あるいはその説明から明らかになり、あるいは本発明の実施により学ぶことができる。
【０００７】
本開示は、燃焼ダイナミクスを減衰させるために燃焼システムを動作させる方法に関する。本方法は、圧縮機部を介して、燃焼システムへの全空気供給量を流すステップと、燃料供給システムを介して、燃焼システムへの全燃料流量を流すステップと、燃焼システムの第１の燃料ノズルに、第１の燃料ノズルにおいて豊富な燃料空気混合気を画定する第１の燃料供給量を流すステップと、燃焼システムの第２の燃料ノズルに、第２の燃料ノズルにおいて希薄な燃料空気混合気を画定する第２の燃料供給量を流すステップと、燃焼システムの燃焼室で全体的な燃料空気比を生成するように、豊富な燃料空気混合気および希薄な燃料空気混合気を点火するステップと、を含む。
【０００８】
様々な実施形態では、本方法は、少なくとも全空気供給量および全燃料供給量に基づいて、燃焼室において所望の全体的な燃料空気比を決定するステップをさらに含む。
【０００９】
一実施形態では、本方法は、少なくともエンジンの動作条件、全空気供給量、および所望の全体的な燃料空気比にさらに基づく全燃料流量に基づいて、第１の燃料ノズルおよび第２の燃料ノズルへの燃料分割を決定するステップをさらに含む。
【００１０】
別の実施形態では、燃料分割は、第１の燃料ノズルへの第１の燃料供給量を、全燃料供給量の少なくとも５０％として規定する。
【００１１】
さらに別の実施形態では、燃料分割は、エンジンの動作条件が最大出力動作条件よりも小さい場合に、第２の当量比を規定する第２の燃料ノズルへの第２の燃料供給量とは異なる、第１の当量比を規定する第１の燃料ノズルへの第１の燃料供給量を規定する。
【００１２】
さらに別の実施形態では、燃料分割は、第１の燃料ノズルへの第１の燃料供給量を全燃料供給量の約５０％〜９９％として規定する。燃料分割は、第２の燃料ノズルへの第２の燃料供給量を、第１の燃料ノズルへの第１の燃料供給量と全燃料供給量との差として規定する。
【００１３】
様々な実施形態では、燃料分割を決定するステップは、ルックアップテーブル、関数、または曲線のうちの１つまたは複数に基づく。
【００１４】
さらに様々な実施形態では、燃料分割は、エンジンの動作条件が最大出力動作条件にある場合に、第１の燃料ノズルへの第１の燃料供給量と第２の燃料ノズルへの第２の燃料供給量との分割を約５０／５０に規定する。一実施形態では、燃料分割は、エンジンの動作条件が最大出力動作条件にある場合に、第１の燃料ノズルおよび第２の燃料ノズルにおいてほぼ等しい当量比を規定する。
【００１５】
別の実施形態では、燃焼室における所望の全体的な燃料空気比を決定するステップは、燃焼システムにおける全空気供給量の圧力および温度の１つまたは複数の関数である。
【００１６】
さらに様々な実施形態では、本方法は、燃焼室における１つまたは複数の音響モードを決定するステップと、燃焼室で減衰される１つまたは複数の音響モードに基づいて、第１の燃料ノズルおよび第２の燃料ノズルへの燃料分割を決定するステップと、をさらに含む。
【００１７】
一実施形態では、燃料分割を決定するステップは、少なくとも燃焼室での所望の全体的な燃料空気比、ならびに燃焼室で減衰される１つまたは複数の音響モードに基づく。
【００１８】
さらに様々な実施形態では、本方法は、所望の全体的な燃料空気比、ならびに燃焼室における圧力の周波数、振幅、もしくはその両方、またはそれらの変化の大きさ、ならびに燃焼室における振動の周波数、振幅、またはその両方のうちの１つまたは複数に基づいて、燃料分割を調整するステップをさらに含む。一実施形態では、本方法は、１つまたは複数のセンサを介して、燃焼室における圧力の周波数、振幅、もしくはその両方、または変化の大きさ、ならびに燃焼室における振動の周波数、振幅、またはその両方を測定するステップをさらに含む。
【００１９】
一実施形態では、本方法は、第１の燃料ノズルの第１の燃料空気混合流路を通して、圧縮機部からの全空気供給量から第１の空気供給量を流すステップと、豊富な燃料空気混合気を生成するために、第１の燃料ノズルの第１の燃料空気混合流路内で第１の空気供給量と第１の燃料供給量とを混合するステップと、第２の燃料ノズルの第２の燃料空気混合流路を通して、圧縮機部からの全空気供給量から第２の空気供給量を流すステップと、希薄な燃料空気混合気を生成するために、第２の燃料ノズルの第２の燃料空気混合流路内で第２の空気供給量と第２の燃料供給量とを混合するステップと、をさらに含む。
【００２０】
別の実施形態では、本方法は、最大出力動作条件において、第１の燃料ノズルおよび第２の燃料ノズルの各々においてほぼ等しい燃料空気混合気を生成するために、ほぼ等しい第１の燃料供給量および第２の燃料供給量を流すステップをさらに含む。
【００２１】
さらに別の実施形態では、エンジンの動作条件が最大出力または高出力に向かって増加するにつれて、燃料分割は概ね約５０／５０に近づく。
【００２２】
さらに別の実施形態では、豊富な燃料空気混合気および希薄な燃料空気混合気を点火するステップは、第１の燃料ノズルにおいて第２の燃料ノズルに対して異なる局所化学量論比を生成する。
【００２３】
本開示の別の態様は、ガスタービンエンジン用の燃焼システムに関する。燃焼システムは、燃焼室を共に画定するライナーおよびドームアセンブリと、長手方向中心線の周りで交互に円周方向に共に配置された第１の燃料ノズルおよび第２の燃料ノズルと、第１の燃料ノズルに第１の燃料供給量を供給し、第２の燃料ノズルに第２の燃料供給量を供給する燃料供給システムと、を含み、全燃料供給量の少なくとも５０％が第１の燃料供給量である。
【００２４】
燃焼システムの一実施形態では、燃料供給システムは、第１の燃料ノズルに結合された第１の燃料マニホールドと、第２の燃料ノズルに結合された第２の燃料マニホールドと、を含む。燃料供給システムは、全燃料供給量の少なくとも５０％を第１の燃料ノズルに供給し、全燃料供給量の残量を第２の燃料ノズルに供給する。
【００２５】
燃焼システムの別の実施形態では、燃料供給システムは、第１の燃料ノズルおよび第２の燃料ノズルに結合された主燃料マニホールドを含み、第１の燃料ノズルおよび第２の燃料ノズルの各々は、全燃料供給量の割合を規定する。
【００２６】
本発明のこれらおよび他の特徴、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することによってよりよく理解されるであろう。添付の図面は、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成するが、本発明の実施形態を示しており、本明細書における説明と併せて本発明の原理の説明に役立つ。
【００２７】
本発明の完全かつ可能な開示は、その最良の形態を含み、当業者に向けられて、本明細書に記載されており、それは以下の添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本開示の一態様による燃焼システムの例示的な実施形態を組み込んだ例示的なガスタービンエンジンの概略断面図である。
【図２】図１に示す例示的なエンジンの燃焼システムの例示的な実施形態の軸方向断面図である。
【図３】図２に一般的に提供される例示的な燃焼システムの例示的な実施形態の円周方向流路を示す図である。
【図４】ガスタービンエンジンの燃焼システムにおける燃焼ダイナミクスを減衰させる方法の例示的なステップを概説するフローチャートである。
【図５】図４に一般的に提供される燃焼ダイナミクスを減衰させる方法のさらなる例示的なステップを概説する別のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本明細書および図面における符号の反復使用は、本発明の同じまたは類似の特徴もしくは要素を表すことを意図している。
【００３０】
ここで、本発明の実施形態を詳細に参照するが、その１つまたは複数の例が図面に示されている。各例は、本発明の限定としてではなく、本発明の例示として提示される。実際、本発明の範囲または趣旨を逸脱せずに、様々な修正および変更が本発明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、一実施形態の一部として図示または記載する特徴は、別の実施形態と共に用いて、さらに別の実施形態を得ることができる。したがって、本発明は、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その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。
【００３１】
本明細書において、「第１の」、「第２の」、および「第３の」という用語は、１つの構成要素と別の構成要素とを区別するために交換可能に用いることができ、個々の構成要素の位置または重要性を示すことを意図しない。
【００３２】
「上流」および「下流」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。
【００３３】
シャフト、ロータ、ブレードなどの回転速度の参照には、特に断らない限り、例えば、入口温度、周囲温度、またはガス経路内の流体（例えば、空気）の近傍温度のうちの１つまたは複数などに基づく、機械的速度および補正された速度が含まれる。
【００３４】
燃焼ダイナミクスを減衰させ、排出物を軽減し、希薄ブローアウトマージンを改善し、円周方向の温度変化（例えば、ホットスポット）を減衰させることができる、燃焼ダイナミクスを減衰させるための方法および構造が一般的に提供される。本方法は、第１および第２の燃料ノズルの交互配置の局所化学量論比および火炎構造を変更するために、第２の燃料ノズルを通る第２の燃料供給に対して、第１の燃料ノズルを通る第１の燃料供給の流量を変化させるステップを含む。第１の燃料ノズルと第２の燃料ノズルとを交互に円周方向に配置することにより、より豊富な燃焼の燃料ノズルとより希薄な燃焼の燃料ノズルの交互配置を画定し、燃焼室出口における全体的な燃料空気比を維持しながら、円周方向温度の不均一性を提供する。したがって、第１および第２の燃料ノズルの交互の円周方向配置による不均一な火炎構造は、ガスタービンエンジンの部分出力動作条件での燃焼ダイナミクスを抑制する。さらに、燃焼室の希釈ゾーンなどを通って燃焼ガスが下流に流れる際に、温度の不均一性が抑制され、それによってタービン部での温度の不均一性が軽減され、それに伴う悪影響が生じる。
【００３５】
より豊富な燃焼およびより希薄な燃焼の燃料ノズルの交互の円周方向配置は、各燃料ノズルの燃料空気比を、ピーク燃料ノズルスワーラまたはミキサー燃焼ダイナミクスにより臨界化学量論比から遠ざける。さらに、より豊富な燃焼およびより希薄な燃焼の燃料ノズルの交互配置は、各燃料ノズルを最大の窒素酸化物を生成する化学量論比から遠ざけることによってＮＯｘ排出を低減する。また、上記構成によれば、希薄ブローアウトマージンをさらに向上させることができ、それによって燃焼安定性およびエンジン動作性を向上させることができる。さらに、より豊富な燃焼およびより希薄な燃焼の燃料ノズルの交互配置は、燃焼ダイナミクスを軽減しながら、燃焼プロセスの所望の全体的な燃料空気比を維持する。
【００３６】
ここで図面を参照すると、図１は、本開示の様々な実施形態を組み込むことができる、本明細書で「エンジン１０」と呼ばれる例示的な高バイパスターボファンエンジン１０の概略的な部分断面側面図である。以下にターボファンエンジンを参照してさらに説明するが、本開示はまた、ターボジェット、ターボプロップおよびターボシャフトガスタービンエンジンを含み、海洋用および工業用のタービンエンジンおよび補助動力ユニットを含む、ターボ機械全般に適用することもできる。図１に示すように、エンジン１０は、参照目的のためにそこを通って延在する軸方向または長手方向中心線軸１２を有する。エンジン１０は、長手方向Ｌと、長手方向Ｌに沿った上流端９９および下流端９８を画定する。上流端９９は、一般に、空気がエンジン１０に入る長手方向Ｌに沿ったエンジン１０の端部に対応し、下流端９８は、一般に、空気がエンジン１０を出る端部に対応し、長手方向Ｌに沿って上流端９９の概ね反対側にある。一般に、エンジン１０は、ファンアセンブリ１４と、ファンアセンブリ１４の下流に配置されたコアエンジン１６と、を含むことができる。
【００３７】
コアエンジン１６は、一般に、環状入口２０を形成する実質的に管状の外側ケーシング１８を含むことができる。外側ケーシング１８は、直列の流れの関係で、ブースタもしくは低圧（ＬＰ）圧縮機２２および高圧（ＨＰ）圧縮機２４を有する圧縮機部と、燃焼システム２６と、高圧（ＨＰ）タービン２８および低圧（ＬＰ）タービン３０を含むタービン部と、ジェット排気ノズル部３２と、を収容するか、または少なくとも部分的に形成する。高圧（ＨＰ）ロータシャフト３４は、ＨＰタービン２８をＨＰ圧縮機２４に駆動的に連結する。低圧（ＬＰ）ロータシャフト３６は、ＬＰタービン３０をＬＰ圧縮機２２に駆動的に連結する。ＬＰロータシャフト３６は、ファンアセンブリ１４のファンシャフト３８に連結することもできる。特定の実施形態では、図１に示すように、ＬＰロータシャフト３６は、間接駆動またはギヤ駆動構成などの減速ギヤ４０を介してファンシャフト３８に連結されてもよい。他の実施形態では、エンジン１０は、３スプールガスタービンエンジンを全体的に画定する中間圧力シャフトと共に回転可能な中間圧力圧縮機およびタービンをさらに含むことができる。
【００３８】
図１に示すように、ファンアセンブリ１４は、ファンシャフト３８に連結され、それから半径方向外向きに延在する複数のファンブレード４２を含む。環状ファンケーシングまたはナセル４４は、ファンアセンブリ１４および／またはコアエンジン１６の少なくとも一部を円周方向に囲む。一実施形態では、ナセル４４は、円周方向に間隔を置いて配置された複数の出口ガイドベーンまたはストラット４６によってコアエンジン１６に対して支持されてもよい。さらに、ナセル４４の少なくとも一部は、コアエンジン１６の外側部分を覆うように延在してもよく、それらの間にバイパス空気流路４８を画定することができる。
【００３９】
図２は、図１に示すコアエンジン１６の例示的な燃焼システム２６の断面側面図である。図２に示すように、燃焼システム２６は、一般に、環状の内側ライナー５２と、環状の外側ライナー５４と、内側ライナー５２の上流端５８、６０と外側ライナー５４との間でそれぞれ半径方向に延在するバルクヘッド５６と、を有する環状型燃焼器５０を含む。燃焼システム２６の他の実施形態では、燃焼器アセンブリ５０は、缶環状型であってもよい。燃焼器５０はさらに、内側ライナー５２とバルクヘッド５６の下流の外側ライナー５４との間に半径方向に延在するドームアセンブリ５７を含む。図２に示すように、内側ライナー５２は、エンジン長手方向中心線１２（図１）に対して外側ライナー５４から半径方向に離間し、それらの間にほぼ環状の燃焼室６２を画定する。特定の実施形態では、内側ライナー５２、外側ライナー５４、および／またはドームアセンブリ５７は、少なくとも部分的または全体的に、金属合金またはセラミックマトリックス複合材（ＣＭＣ）材から形成されてもよい。
【００４０】
図２に示すように、内側ライナー５２および外側ライナー５４は、外側ケーシング６５内に収容されてもよい。ディフューザキャビティまたは圧力プレナム８４の外側流路６６は、内側ライナー５２および／または外側ライナー５４の周りに画定されてもよい。内側ライナー５２および外側ライナー５４は、バルクヘッド５６からタービンノズルまたはＨＰタービン２８（図１）の入口６８に向かって延在し、燃焼器アセンブリ５０とＨＰタービン２８との間の高温ガス経路を少なくとも部分的に画定する。燃料ノズルアセンブリ７０は、バルクヘッド５６およびドームアセンブリ５７を少なくとも部分的に貫通して延在して、燃料空気混合気７２を燃焼室６２に提供することができる。様々な実施形態では、バルクヘッド５６は、それに取り付けられた燃料空気混合構造体（例えば、スワーラまたはミキサーアセンブリ）を含む。
【００４１】
エンジン１０の動作中に、図１および図２にまとめて示すように、矢印７４によって概略的に示される空気量が、ナセル４４および／またはファンアセンブリ１４の付随する入口７６を介してエンジン１０に入る。空気７４がファンブレード４２を横切って通過する際に、矢印７８によって概略的に示される空気の一部は、バイパス空気流路４８に導かれ、一方、矢印８０によって概略的に示される空気の別の部分は、ＬＰ圧縮機２２に導かれるか、またはＬＰ圧縮機２２に送られる。空気８０は、ＬＰ圧縮機２２およびＨＰ圧縮機２４を通って燃焼システム２６に向かって流れるにつれて次第に圧縮される。図２に示すように、矢印８２で概略的に示すように、圧縮空気は、燃焼システム２６のディフューザキャビティまたは圧力プレナム８４に流入する。圧力プレナム８４は、一般に、内側ライナー５２および外側ライナー５４を包囲し、燃焼室６２のほぼ上流にある。
【００４２】
圧縮空気８２は、圧力プレナム８４を加圧する。矢印８２（ａ）によって概略的に示すように、圧縮空気８２の第１の部分は、圧力プレナム８４から燃料ノズル７０を通って燃焼室６２内に（例えば、燃料空気混合を促進するように構成された図３に示すベーン構造体１３１を横切って）流れ、そこで燃料７２と混合されて燃焼され、燃焼器５０内で矢印８６によって概略的に示される燃焼ガスを生成する。通常、ＬＰ圧縮機２２およびＨＰ圧縮機２４は、燃焼のために必要とされるよりも多くの圧縮空気を圧力プレナム８４に供給する。したがって、矢印８２（ｂ）によって概略的に示す圧縮空気８２の第２の部分は、燃焼以外の様々な目的のために使用することができる。例えば、図２に示すように、圧縮空気８２（ｂ）を外側流路６６に送ることができ、内側ライナー５２および外側ライナー５４に冷却を提供することができる。
【００４３】
図１および図２に戻ってまとめて参照すると、燃焼室６２で発生した燃焼ガス８６は、燃焼器アセンブリ５０からＨＰタービン２８に流れ、ＨＰロータシャフト３４を回転させ、それによってＨＰ圧縮機２４の動作を支援する。図１に示すように、次に燃焼ガス８６は、ＬＰタービン３０を通って送られ、ＬＰロータシャフト３６を回転させ、ＬＰ圧縮機２２の動作および／またはファンシャフト３８の回転を支援する。次いで、燃焼ガス８６は、コアエンジン１６のジェット排気ノズル部３２を通って排出され、推進推力を提供する。
【００４４】
ここで図３に概略的に示す円周方向流路の図を参照すると、燃焼システム２６は、交互に円周方向に（すなわち、長手方向中心線軸１２を中心として円周方向Ｃに沿って交互に）配置した第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２を含むように、燃料ノズルアセンブリ７０をさらに画定する。第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２は、それぞれ第１の燃料ノズル１０１に第１の燃料供給量１２１を供給し、第２の燃料ノズル１０２に第２の燃料供給量１２２を供給する燃料供給システム１１５に結合されている。
【００４５】
全燃料供給量１２０およびそこからの第１の燃料供給量１２１および第２の燃料供給量１２２は、体積流量または質量流量に基づいて分割されてもよい。さらに、第１の燃料供給量１２１と第２の燃料供給量との燃料分割を決定する。
【００４６】
図３に一般的に示す実施形態では、燃料供給システム１１５は、全燃料供給量１２０を受け取り、その後に、全燃料供給量１２０を第１の燃料供給量１２１および第２の燃料供給量１２２にスプリットまたは分割する。第１の燃料供給量１２１および第２の燃料供給量１２２は、合わせて燃焼目的のために燃焼室６２に供給される全燃料供給量１２０を占める。例えば、燃焼室６２における所望の全体的な燃料空気比は、全燃料供給量１２０に基づいており、そのうちの第１の燃料供給量１２１と第２の燃料供給量１２２との合計は、全燃料供給量１２０に少なくともほぼ等しい。
【００４７】
図３をさらに参照すると、燃料供給システム１１５は、第１の燃料ノズル１０１の各々に結合された第１の燃料マニホールド１１１を含み、各第１の燃料ノズル１０１に第１の燃料供給量１２１をさらに供給することができる。燃料供給システム１１５は、第２の燃料ノズル１０２の各々に結合された第２の燃料マニホールド１１２を含み、各第２の燃料ノズル１０２に第２の燃料供給量１２２をさらに供給することができる。
【００４８】
他の実施形態では、全燃料供給量１２０は、燃料供給システム１１５から、第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２の各々を含む燃料ノズルアセンブリ７０に提供される。各第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２は、複数の燃料ノズル７０を出て空気８２（ａ）と混合して燃料空気混合気７２として燃焼室６２に放出する全燃料供給量１２０の一部を制限するバルブまたは計量オリフィスを含む。
【００４９】
様々な実施形態では、バルブ、計量オリフィス、流量制限器、または他の流量または圧力交互装置を含む燃料供給システム１１５は、第１の燃料ノズル１０１を出て、燃焼室６２で第１の燃料空気混合気として空気８２（ａ）と混合する第１の燃料供給量１２１として、全燃料供給量１２０の少なくとも５０％を供給する。残量（すなわち、全燃料供給量１２０と第１の燃料供給量１２１との差）は、第２の燃料供給量１２２として第２の燃料ノズル１０２の各々を通って流れ、それにより、第１の燃料空気混合気と異なる第２の燃料空気混合気を燃焼室６２において生成する。
【００５０】
さらに様々な実施形態では、第１の燃料ノズル１０１はより豊富な燃焼の燃料ノズルを画定することができ、第２の燃料ノズル１０２はより希薄な燃焼の燃料ノズルを画定することができる。様々な実施形態では、第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２の各々が燃料ノズルを画定し、第１の燃料ノズル１０１は、より希薄な燃焼の第２の燃料ノズル１０２よりも豊富な燃焼をする。例えば、各第１の燃料ノズル１０１は、完全な燃焼に必要とされるよりも多くの燃料を第１の燃料空気混合気中に供給するように、局所的な燃料空気当量比を規定することができる。別の例として、各第１の燃料ノズル１０１は、第２の燃料ノズル１０２のそれよりも大きな局所的な燃料空気当量比を規定することができ、第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２の各々が１．０より大きな当量比を規定する。
【００５１】
点火または消火から最大出力（例えば、低出力、中出力、またはサブアイドル、アイドリング、クルーズ、アプローチ、上昇条件など）などの部分出力条件では、燃料供給システム１１５は、全燃料供給量１２０の少なくとも５０％を第１の燃料ノズル１０１に供給する。例えば、点火または低出力条件では、全燃料供給量１２０の約５１％〜９９％が、第１の燃料混合気として第１の燃料ノズル１０１を通って出ることができ、残りの４９％〜１％が、第２の燃料空気混合気として第２の燃料ノズル１０２を通って出ることができる。様々な実施形態では、燃料分割は、第１の燃料ノズル１０１対第２の燃料ノズル１０２に対して８５／１５を規定することができ、あるいは第１の燃料ノズル１０１対第２の燃料ノズル１０２対して７５／２５を、または６０／４０、または５５／４５、または５１／４９などを規定してもよい。このような燃料分割を規定する第１の燃料ノズル１０１と第２の燃料ノズル１０２の交互の円周方向配置は、全体的な所望の燃料空気比を維持しながら、燃焼室６２内の周囲温度の不均一性を提供する。温度の不均一性を提供する交互の円周方向配置は、第１の燃料ノズル１０１対第２の燃料ノズル１０２の局所化学量論比および火炎構造を変化させ、それによってガスタービンエンジンの部分出力動作条件での燃焼ダイナミクスを抑制する。さらに、第１および第２の燃料ノズル１０１、１０２の交互配置は、燃焼圧力変動からの熱放出を分離し、それによって燃焼室６２内の燃焼ダイナミクスの形成または伝播を軽減する。
【００５２】
図２を参照すると、燃焼室６２は、複数の燃料ノズル７０の出口に隣接して燃料空気混合気７２が最初に点火され、燃焼する一次燃焼ゾーン６３を画定することができる。一次燃焼ゾーン６３は、燃焼ガス８６の最高温度が生成される燃焼室６２内の領域と、希釈ゾーン６４と、を一般に画定することができる。様々な実施形態では、一次燃焼ゾーン６３は、一次燃焼ゾーン６３の上流端が下流の二次燃焼ゾーンでのさらなる燃焼を促進する初期温度上昇をもたらす二次燃焼ゾーンをさらに含むことができる。
【００５３】
図２〜図３を参照すると、一次燃焼ゾーン６３内で、第１の燃料ノズル１０１と第２の燃料ノズル１０２の交互の円周方向配置は、温度の円周方向の変動を生じさせる場合がある。しかしながら、温度の円周方向の変動は、より豊富な燃焼の燃料ノズルとより希薄な燃焼の燃料ノズルとを画定する複数の燃料ノズル７０の組み合わせによって少なくとも部分的に緩和される。さらに、燃焼ガス８６が一次燃焼ゾーン６３から希釈ゾーン６４へ下流に流れるにつれて、タービン部３１の耐久性への悪影響を軽減または排除するように、円周方向の温度変化がさらに減衰される。このように、より豊富な燃焼の燃料ノズルとより希薄な燃焼の燃料ノズル（例えば、第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２）との組み合わせの減少した初期勾配の組み合わせによって、タービン部３１における円周方向の温度変化の悪影響を低減または排除することがさらに容易になる。
【００５４】
最大出力条件または全負荷条件では、燃料供給システム１１５は、第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２の各々に全燃料供給量１２０の約５０／５０またはほぼ等しい量または部分を供給する。このように、最大出力動作条件では、燃料供給システム１１５は、タービン部３１の耐久性に悪影響を及ぼす可能性のある、燃焼室６２を通る円周方向に不均一な温度プロファイル（例えば、ホットスポット）の形成を緩和する。
【００５５】
ここで図４〜図５を参照すると、燃焼ダイナミクスを減衰させる方法のステップの概要を示す例示的なフローチャートが一般的に提供される（以下、「方法４００」）。方法４００は、図１〜図３に関して一般的に提供され説明される燃焼システム２６などの燃焼システム上で実施することができる。方法４００のステップは、本開示の範囲内で再配置され、省略され、または変更されてもよいことを理解されたい。
【００５６】
方法４００は、圧縮機部を介して、燃焼システムへの全空気供給量（例えば符号８２）を流すステップ４１０と、燃料供給システム（例えば、符号１１５）を介して、燃焼システム（例えば、符号２６）への全燃料流量（例えば、符号１２０）を流すステップ４２０と、燃焼システムの第１の燃料ノズル（例えば、符号１０１）に、第１の燃料ノズルにおいてより豊富な燃料空気混合気を画定する第１の燃料供給量（例えば、符号１２１）を流すステップ４３０と、燃焼システムの第２の燃料ノズル（例えば、符号１０２）に、第２の燃料ノズルにおいてより希薄な燃料空気混合気を画定する第２の燃料供給量（例えば、符号１２２）を流すステップ４４０と、燃焼システムの燃焼室で全体的な燃料空気比を生成するように、より豊富な燃料空気混合気およびより希薄な燃料空気混合気を点火するステップ４５０と、を含む。
【００５７】
様々な実施形態では、方法４００は、少なくとも全空気供給量および全燃料供給量に基づいて、燃焼室において所望の全体的な燃料空気比を決定するステップ４１２をさらに含む。例えば、図１〜図３に関して説明したように、エンジン１０の動作条件に基づいて、燃焼室６２での所望の全体的な燃料空気比が規定される。動作条件は、低ロータ速度（例えば、Ｎ１またはＮＬ、またはＬＰロータ３６の回転速度）、高ロータ速度（例えば、Ｎ２またはＮＨ、またはＨＰロータ３４の回転速度）、全燃料供給量（例えば、Ｗｆｔｏｔａｌ）、全空気供給量（例えば、燃焼システム２６でのＷａまたはＷａ３または空気流量）、燃焼システム２６（例えば、Ｐ３）での圧力、燃焼システム２６における温度（例えば、Ｔ３）、またはエンジン圧力比（ＥＰＲ）、またはこれらの組み合わせのうちの１つまたは複数の関数である。
【００５８】
方法４００は、少なくともエンジンの動作条件、全空気供給量、および所望の全体的な燃料空気比にさらに基づく全燃料流量に基づいて、第１の燃料ノズルおよび第２の燃料ノズルへの燃料分割を決定するステップ４１４をさらに含む。例えば、図１〜図３に関して説明したように、燃料供給システム１１５に燃料分割を設けて、全燃料供給量１２０から第１の燃料供給量１２１と第２の燃料供給量１２２とを規定することができる。燃料分割は、第１の燃料ノズル１０１への第１の燃料供給量１２１を、全燃料供給量１２０の少なくとも５０％として規定する。残量は、第２の燃料供給量１２２として第２の燃料ノズル１０２に供給される。
【００５９】
燃料分割、ならびに第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２を含む複数の燃料ノズル７０を通って横切る空気（例えば空気８２（ａ））のほぼ等しい流量の結果として、燃料分割は、エンジンの動作条件が最大動力動作条件よりも小さい場合に、第２の燃料ノズル１０２からの第２の燃料空気混合気の第２の当量比とは異なる、第１の燃料ノズル１０１からの第１の燃料空気混合気の第１の当量比を規定する。例えば、第１の燃料ノズル１０１は、より豊富な燃焼に対応する第１の当量比を規定することができ、第２の燃料ノズル１０２は、燃焼室６２でのより希薄な燃焼に対応する第２の当量比を画定することができる。図１〜図３に関して先に説明したように、第１の燃料ノズル１０１と第２の燃料ノズル１０２の交互の円周方向配置は、より豊富な燃焼の燃料ノズルとより希薄な燃焼の燃料ノズルとの交互の円周方向配置を画定し、燃焼ダイナミクスを緩和しながら排出物の生成も軽減する、各燃料ノズル１０１、１０２に異なる火炎構造および局所化学量論比をもたらす。
【００６０】
図１〜図３に関して説明したように、燃料分割は、第１の燃料ノズル１０１への第１の燃料供給量１２１を全燃料供給量１２０の約５０％〜９９％として規定する。燃料分割は、第２の燃料ノズル１０２への第２の燃料供給量１２２を、第１の燃料ノズル１０１への第１の燃料供給量１２１と全燃料供給量１２０との差としてさらに規定する。燃料分割は、最大または高出力動作条件（例えば、全負荷または離陸条件など）において、第１の燃料ノズル１０１への第１の燃料供給量１２１と第２の燃料ノズル１０２への第２の燃料供給量１２２との分割を約５０／５０に規定する。さらに、最大または高出力では、燃料分割は、エンジンの動作条件の場合に、第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２でほぼ等しい当量比を規定する。
【００６１】
点火／再点火、低出力、または中出力条件、またはより一般的には最大出力または高出力より低い条件では、燃料分割は、第１の燃料ノズル１０１への第１の燃料供給量１２１と第２の燃料ノズル１０２への第２の燃料供給量１２２との比を前述したように（例えば、９５／５、８５／１５、７５、２５、６５／３５、５５／４５などに）規定することができる。様々な実施形態では、エンジン１０の動作条件が最大出力または高出力に向かって増加するにつれて、燃料分割は概ね約５０／５０に近づく。
【００６２】
一実施形態では、燃料分割を決定するステップ４１４は、ルックアップテーブル、関数、または曲線のうちの１つまたは複数に基づく。例えば、メモリおよびプロセッサ（例えば、全機能ディジタルエンジン制御器またはＦＡＤＥＣ）を含むコンピュータ装置に格納された伝達関数、または１つまたは複数のテーブル、関数、曲線、または基準などの関数は、低ロータ速度（例えば、Ｎ１またはＮＬ、またはＬＰロータ３６の回転速度）、高ロータ速度（例えば、Ｎ２またはＮＨ、またはＨＰロータ３４の回転速度）、全燃料供給量（例えば、Ｗｆｔｏｔａｌ）、全空気供給量（例えば、燃焼システム２６でのＷａまたはＷａ３または空気流量）、燃焼システム２６（例えば、Ｐ３）での圧力、燃焼システム２６における温度（例えば、Ｔ３）、またはエンジン圧力比（ＥＰＲ）、またはこれらの組み合わせのうちの１つまたは複数を用いて、燃料分割を決定することができる。
【００６３】
他の実施形態では、方法４００は、１つまたは複数のセンサを介して、燃焼室における圧力の周波数、振幅、もしくはその両方、または変化の大きさ、ならびに燃焼室における振動の周波数、振幅、またはその両方を測定するステップ４１６をさらに含むことができる。例えば、エンジン１０は、燃焼室６２における圧力を測定、監視、または計算する１つまたは複数のセンサ９５（図１に示す）をさらに含むことができる。例えば、センサ９５は、燃焼室６２内の燃焼ガス８６をもたらす燃料空気混合気７２の点火によって生成された熱放出に起因する動圧を検出することができる。動圧は、周波数、振幅、およびその大きさの変化をもたらし得て、燃焼ダイナミクス、またはそれらの減衰または励起を示し、結果として１つまたは複数の音響モードをもたらすことができる。センサ９５は、さらに、燃焼室における振動の周波数、振幅、またはその両方を測定、監視、または計算することができる。
【００６４】
このように、方法４００は、燃焼室における１つまたは複数の音響モードを決定するステップ４１８と、燃焼室で減衰される１つまたは複数の音響モードに基づいて、第１の燃料ノズルおよび第２の燃料ノズルへの燃料分割を決定するステップ４２２と、所望の全体的な燃料空気比、ならびに燃焼室における圧力の周波数、振幅、もしくはその両方、またはそれらの変化の大きさ、ならびに燃焼室における振動の周波数、振幅、またはその両方のうちの１つまたは複数に基づいて、燃料分割を調整するステップ４２４と、をさらに含むことができる。
【００６５】
様々な実施形態では、燃料分割を決定するステップ４１４は、少なくとも燃焼室での所望の全体的な燃料空気比、ならびに燃焼室で減衰される１つまたは複数の音響モードにさらに基づく。
【００６６】
さらに様々な実施形態では、第１の燃料ノズル１０１および第２の燃料ノズル１０２は、第１の燃料供給量１２１および第２の燃料供給量１２２とそれぞれ混合するためのそこを通る空気８２（ａ）の異なる流量を提供するように構成することができる。例えば、第１の燃料ノズル１０１は、第２の燃料ノズル１０２とは異なる第１の燃料ノズル１０１を通る空気８２（ａ）の流れを制限または提供することができる容積、断面積、計量オリフィスなどを画定することができる。他の実施形態では、エンジン１０は、各燃料ノズル１０１、１０２からそれぞれ第１の当量比と第２の当量比を規定するように、第１の燃料ノズル１０１と第２の燃料ノズル１０２に可変流量を提供するように構成されてもよい。
【００６７】
したがって、図４に加えて図５を参照すると、方法４００は、第１の燃料ノズルの第１の燃料空気混合流路を通して、圧縮機部からの全空気供給量から第１の空気供給量を流すステップ４２６と、より豊富な燃料空気混合気を生成するために、第１の燃料ノズルの第１の燃料空気混合流路内で第１の空気供給量と第１の燃料供給量とを混合するステップ４２８と、第２の燃料ノズルの第２の燃料空気混合流路を通して、圧縮機部からの全空気供給量から第２の空気供給量を流すステップ４３２と、より希薄な燃料空気混合気を生成するために、第２の燃料ノズルの第２の燃料空気混合流路内で第２の空気供給量と第２の燃料供給量とを混合するステップ４３４と、をさらに含むことができる。さらに、本方法は、最大出力動作条件において、第１の燃料ノズルおよび第２の燃料ノズルの各々においてほぼ等しい燃料空気混合気を生成するために、ほぼ等しい第１の燃料供給量および第２の燃料供給量を流すステップ４３６をさらに含むことができる。
【００６８】
本明細書で一般に提供される燃焼ダイナミクスを減衰させる方法４００および構造２６は、第２の燃料ノズル１０２を通る第２の燃料供給１２２に対する第１の燃料ノズル１０１を通る第１の燃料供給１２１の流量を変化させて、第１および第２の燃料ノズル１０１、１０２の交互配置の局所化学量論比および火炎構造を変化させる。第１の燃料ノズル１０１と第２の燃料ノズル１０２とを交互に円周方向に配置することにより、より豊富な燃焼の燃料ノズルとより希薄な燃焼の燃料ノズルの交互配置を画定し、燃焼室６２の出口における全体的な燃料空気比を維持しながら、円周方向温度の不均一性を提供する。例えば、第１および第２の燃料ノズル１０１、１０２を含む複数の燃料ノズル７０の出口（例えば、下流端）に隣接する燃焼室６２の一次燃焼ゾーン６３内に円周方向の温度の不均一性が維持される。したがって、第１および第２の燃料ノズル１０１、１０２の交互の円周方向配置による不均一な火炎構造は、ガスタービンエンジンの部分出力動作条件（例えば、サブアイドルから最大出力以下まで）での燃焼ダイナミクスを抑制する。さらに、燃焼ガス８６が燃焼室６２の希釈ゾーン６４を通るように下流に（すなわち、下流端９８に向かって）流れる際に、温度不均一性が抑制され、それによって温度の不均一性およびその悪影響（例えば、タービン部に悪影響を与える円周方向のホットスポット）が緩和される。
【００６９】
より豊富な燃焼およびより希薄な燃焼の燃料ノズルの交互の円周方向配置は、各燃料ノズル７０の燃料空気比を、ピーク燃料ノズルスワーラまたはミキサー燃焼ダイナミクスにより臨界化学量論比から遠ざける。さらに、より豊富な燃焼およびより希薄な燃焼の燃料ノズルの交互配置は、各燃料ノズル７０を最大の窒素酸化物を生成する化学量論比から遠ざけることによって窒素酸化物の排出を低減する。また、上記構成によれば、希薄ブローアウトマージンをさらに向上させることができ、それによって燃焼安定性およびエンジン動作性を向上させることができる。さらに、より豊富な燃焼およびより希薄な燃焼の燃料ノズルの交互配置は、燃焼ダイナミクスを軽減しながら、燃焼プロセスの所望の全体的な燃料空気比を維持する。
【００７０】
燃焼システム２６の全部または一部は、単一の一体の構成要素の一部であってもよく、当業者によって一般に知られている任意の数のプロセスから製造されてもよい。これらの製造プロセスには、「積層造形」または「３Ｄ印刷」と呼ばれるものが含まれるが、これらに限定されない。さらに、任意の数の鋳造、機械加工、溶接、ろう付け、または焼結プロセス、またはそれらの任意の組み合わせを利用して、燃焼システム２６を構成することができる。さらに、燃焼器アセンブリは、機械的に（例えば、ボルト、ナット、リベット、またはねじの使用、または溶接またはろう付けプロセス、またはそれらの組み合わせを使用して）接合されるか、あるいは実質的に類似する幾何学的、空気力学的、または熱力学的結果を、１つまたは複数の構成要素として製造または組み立てられたかのように達成するように空間的に配置される、１つまたは複数の独立した構成要素を構成することができる。適切な材料の非限定的な例には、高強度鋼、ニッケルおよびコバルトベースの合金、ならびに／あるいは金属またはセラミックマトリックス複合材料、またはそれらの組み合わせが含まれる。
【００７１】
本明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意の装置またはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。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、当業者が想到す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、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を含む場合、または特許請求の範囲の文言と実質的な差異を有さない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
燃焼ダイナミクスを減衰させるように燃焼システム（２６）を動作させる方法（４００）であって、
圧縮機部を介して、前記燃焼システム（２６）への全空気供給量を流すステップ（４１０）と、
燃料供給システム（１１５）を介して、前記燃焼システム（２６）への全燃料流量を流すステップ（４２０）と、
前記燃焼システム（２６）の第１の燃料ノズル（１０１）に、前記第１の燃料ノズル（１０１）においてより豊富な燃料空気混合気（７２）を画定する第１の燃料供給量（１２１）を流すステップ（４３０）と、
前記燃焼システム（２６）の第２の燃料ノズル（１０２）に、前記第２の燃料ノズル（１０２）においてより希薄な燃料空気混合気（７２）を画定する第２の燃料供給量（１２２）を流すステップ（４４０）と、
前記燃焼システム（２６）の燃焼室（６２）で全体的な燃料空気比を生成するように、前記より豊富な燃料空気混合気（７２）および前記より希薄な燃料空気混合気（７２）を点火するステップ（４５０）と、
を含む方法（４００）。
［実施態様２］
少なくとも前記全空気供給量および前記全燃料供給量（１２０）に基づいて、前記燃焼室（６２）において所望の全体的な燃料空気比を決定するステップ（４１２）
をさらに含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様３］
少なくとも前記エンジン（１０）の動作条件、前記全空気供給量、および所望の全体的な燃料空気比にさらに基づく前記全燃料流量に基づいて、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）への燃料分割を決定するステップ（４１４）
をさらに含む、実施態様２に記載の方法（４００）。
［実施態様４］
前記燃料分割は、前記第１の燃料ノズル（１０１）への前記第１の燃料供給量（１２１）を、前記全燃料供給量（１２０）の少なくとも５０％として規定する、実施態様３に記載の方法（４００）。
［実施態様５］
前記燃料分割は、前記エンジン（１０）の動作条件が最大出力動作条件よりも小さい場合に、第２の当量比を規定する前記第２の燃料ノズル（１０２）への前記第２の燃料供給量（１２２）とは異なる、第１の当量比を規定する前記第１の燃料ノズル（１０１）への前記第１の燃料供給量（１２１）を規定する、実施態様４に記載の方法（４００）。
［実施態様６］
前記燃料分割は、前記第１の燃料ノズル（１０１）への前記第１の燃料供給量（１２１）を前記全燃料供給量（１２０）の約５０％〜９９％として規定し、前記燃料分割は、前記第２の燃料ノズル（１０２）への前記第２の燃料供給量（１２２）を、前記全燃料供給量（１２０）と前記第１の燃料ノズル（１０１）への前記第１の燃料供給量（１２１）との差として規定する、実施態様５に記載の方法（４００）。
［実施態様７］
前記燃料分割は、前記エンジン（１０）の動作条件が最大出力動作条件にある場合に、前記第１の燃料ノズル（１０１）への前記第１の燃料供給量と前記第２の燃料ノズル（１０２）への前記第２の燃料供給量（１２２）との分割を約５０／５０に規定する、実施態様３に記載の方法（４００）。
［実施態様８］
前記燃料分割は、前記エンジン（１０）の動作条件が最大出力動作条件にある場合に、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）においてほぼ等しい当量比を規定する、実施態様７に記載の方法（４００）。
［実施態様９］
前記燃焼室（６２）における前記所望の全体的な燃料空気比を決定するステップは、前記燃焼システム（２６）における全空気供給量の圧力および温度の１つまたは複数の関数である、実施態様２に記載の方法（４００）。
［実施態様１０］
前記燃焼室（６２）における１つまたは複数の音響モードを決定するステップ（４１８）と、
前記燃焼室（６２）で減衰される前記１つまたは複数の音響モードに基づいて、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）への燃料分割を決定するステップ（４２２）と、
をさらに含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様１１］
前記燃料分割を決定するステップは、少なくとも前記燃焼室（６２）での所望の全体的な燃料空気比、ならびに前記燃焼室（６２）で減衰される前記１つまたは複数の音響モードに基づく、実施態様１０に記載の方法（４００）。
［実施態様１２］
前記所望の全体的な燃料空気比、ならびに前記燃焼室（６２）における圧力の周波数、振幅、もしくはその両方、またはそれらの変化の大きさ、ならびに前記燃焼室（６２）における振動の周波数、振幅、またはその両方のうちの１つまたは複数に基づいて、前記燃料分割を調整するステップ（４２４）
をさらに含む、実施態様１１に記載の方法（４００）。
［実施態様１３］
１つまたは複数のセンサ（９５）を介して、前記燃焼室（６２）における圧力の周波数、振幅、もしくはその両方、または変化の大きさ、ならびに前記燃焼室（６２）における振動の周波数、振幅、またはその両方を測定するステップ（４１６）
をさらに含む、実施態様１２に記載の方法（４００）。
［実施態様１４］
前記第１の燃料ノズル（１０１）の第１の燃料空気混合流路を通して、前記圧縮機部からの前記全空気供給量から第１の空気供給量を流すステップ（４２６）と、
豊富な燃料空気混合気（７２）を生成するために、前記第１の燃料ノズル（１０１）の前記第１の燃料空気混合流路内で前記第１の空気供給量と前記第１の燃料供給量（１２１）とを混合するステップ（４２８）と、
前記第２の燃料ノズル（１０２）の第２の燃料空気混合流路を通して、前記圧縮機部からの前記全空気供給量から第２の空気供給量を流すステップ（４３２）と、
希薄な燃料空気混合気（７２）を生成するために、前記第２の燃料ノズル（１０２）の前記第２の燃料空気混合流路内で前記第２の空気供給量と前記第２の燃料供給量（１２２）とを混合するステップ（４３４）と、
をさらに含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様１５］
最大出力動作条件において、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）の各々においてほぼ等しい燃料空気混合気（７２）を生成するために、ほぼ等しい第１の燃料供給量（１２１）および第２の燃料供給量（１２２）を流すステップ（４３６）
をさらに含む、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様１６］
前記エンジン（１０）の前記動作条件が最大出力または高出力に向かって増加するにつれて、前記燃料分割は概ね約５０／５０に近づく、実施態様２に記載の方法（４００）。
［実施態様１７］
前記豊富な燃料空気混合気（７２）および前記希薄な燃料空気混合気（７２）を点火するステップは、前記第１の燃料ノズル（１０１）において前記第２の燃料ノズル（１０２）に対して異なる局所化学量論比を生成する、実施態様１に記載の方法（４００）。
［実施態様１８］
ガスタービンエンジン（１０）用の燃焼システム（２６）であって、
燃焼室（６２）を共に画定するライナー（５２，５４）およびドームアセンブリ（５７）と、
長手方向中心線の周りで交互に円周方向に共に配置された第１の燃料ノズル（１０１）および第２の燃料ノズル（１０２）と、
前記第１の燃料ノズル（１０１）に第１の燃料供給量（１２１）を供給し、前記第２の燃料ノズル（１０２）に第２の燃料供給量（１２２）を供給する燃料供給システム（１１５）と、を含み、全燃料供給量（１２０）の少なくとも５０％が前記第１の燃料供給量（１２１）である、燃焼システム（２６）。
［実施態様１９］
前記燃料供給システム（１１５）は、前記第１の燃料ノズル（１０１）に結合された第１の燃料マニホールド（１１１）と、前記第２の燃料ノズル（１０２）に結合された第２の燃料マニホールド（１１２）と、を含み、前記燃料供給システム（１１５）は、前記全燃料供給量（１２０）の少なくとも５０％を前記第１の燃料ノズル（１０１）に供給し、前記全燃料供給量（１２０）の残量を前記第２の燃料ノズル（１０２）に供給する、実施態様１８に記載の燃焼システム（２６）。
［実施態様２０］
前記燃料供給システム（１１５）は、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）に結合された主燃料マニホールドを含み、前記第１の燃料ノズル（１０１）および前記第２の燃料ノズル（１０２）の各々は、前記全燃料供給量（１２０）の割合を規定する、実施態様１８に記載の燃焼システム（２６）。
【符号の説明】
【００７２】
１０  高バイパスターボファンエンジン
１２  エンジン長手方向中心線、長手方向中心線軸
１４  ファンアセンブリ
１６  コアエンジン
１８  外側ケーシング
２０  環状入口
２２  低圧（ＬＰ）圧縮機
２４  高圧（ＨＰ）圧縮機
２６  燃焼システム、構造
２８  ＨＰタービン
３０  ＬＰタービン
３１  タービン部
３２  ジェット排気ノズル部
３４  ＨＰロータ、ＨＰロータシャフト
３６  ＬＰロータ、ＬＰロータシャフト
３８  ファンシャフト
４０  減速ギヤ
４２  ファンブレード
４４  ナセル
４６  ストラット
４８  バイパス空気流路
５０  環状型燃焼器、燃焼器アセンブリ
５２  内側ライナー
５４  外側ライナー
５６  バルクヘッド
５７  ドームアセンブリ
５８  上流端
６０  上流端
６２  燃焼室
６３  一次燃焼ゾーン
６４  希釈ゾーン
６５  外側ケーシング
６６  外側流路
６８  入口
７０  燃料ノズル、燃料ノズルアセンブリ
７２  燃料空気混合気
７４  空気
７６  入口
７８  空気
８０  空気
８２  圧縮空気
８４  圧力プレナム
８６  燃焼ガス
９５  センサ
９８  下流端
９９  上流端
１０１  第１の燃料ノズル
１０２  第２の燃料ノズル
１１１  第１の燃料マニホールド
１１２  第２の燃料マニホールド
１１５  燃料供給システム
１２０  全燃料供給量
１２１  第１の燃料供給量
１２２  第２の燃料供給量
１３１  ベーン構造体
４００  方法
Ｃ      円周方向
Ｌ      長手方向
【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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【外国語明細書】
2019039425000001.pdf