(57)【要約】      （修正有）【課題】渦停留型燃焼器燃焼室の全長を短縮する。【解決手段】ガスタービンエンジンにおいて用いられる渦停留型燃焼器１００が、半径方向Ｒ、軸方向Ａ、および円周方向を定める。渦停留型燃焼器１００は、前端部１１０を定めている外側渦室壁と、外側渦室壁の前端部１１０において外側渦室壁に取り付けられ、あるいは外側渦室壁と一体に形成されたドーム１０４とを含む。ドーム１０４および外側渦室壁１１８は、外側渦停留室１１８を有する燃焼室１１４を少なくとも部分的に定める。ドーム１０４は、空気流方向１３８を定める空気シュートを含む。渦停留型燃焼器１００の半径方向Ｒおよび軸方向Ａは、空気シュートを通って延びる基準面を定め、空気シュートの空気流方向１３８は、ゼロよりも大きい基準面との角度を定める。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）において用いられる渦停留型燃焼器（１００）であって、半径方向（Ｒ）と、軸方向（Ａ）と、円周方向（Ｃ）とを定め、
前端部（１１０）を定めている外側渦室壁（１０６）と、
前記外側渦室壁（１０６）の前記前端部（１１０）において前記外側渦室壁（１０６）に取り付けられ、あるいは前記外側渦室壁（１０６）と一体に形成されたドーム（１０４）とを備え、前記ドーム（１０４）および外側渦室壁（１０６）は、外側渦停留室（１１８）を有する燃焼室（１１４）を少なくとも部分的に定め、前記ドーム（１０４）は、空気流方向（１３８、１４８、１８２）を定める空気シュート（１３４、１４６、１８０）を備えており、前記渦停留型燃焼器（１００）の前記半径方向（Ｒ）および軸方向（Ａ）は、前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）を通って延びる基準面（１４４）を定め、前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）の前記空気流方向（１３８、１４８、１８２）は、ゼロよりも大きい前記基準面（１４４）との角度を定めている、渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項２】
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）の前記空気流方向（１３８、１４８、１８２）が定める前記基準面（１４４）との角度は、約５度よりも大きく、約５０度よりも小さい、請求項１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項３】
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、前記ドーム（１０４）の主空気シュート（１３４）である、請求項１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項４】
前記ドーム（１０４）は、前記渦停留型燃焼器（１００）の前記円周方向（Ｃ）に沿って間隔を空けつつ位置する複数の主空気シュート（１３４）をさらに備え、前記燃焼室（１１４）は、動作時に合計量の空気流を受け取るように構成され、前記合計量の空気流のうちの少なくとも約１５パーセントが、前記複数の主空気シュート（１３４）を通ってもたらされる、請求項３に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項５】
前記合計量の空気流のうちの約２０パーセント〜約８５パーセントの間が、前記複数の主空気シュート（１３４）を通ってもたらされる、請求項４に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項６】
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、高さ（１６０、１６１）および幅（１６２、１６３）を定め、高さ（１６０、１６１）は幅（１６２、１６３）よりも大きい、請求項１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項７】
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、前記ドーム（１０４）のシールシュート（１４６、１８０）である、請求項１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項８】
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、前記ドーム（１０４）の主空気シュート（１３４）であり、前記ドーム（１０４）は、シールシュート（１４６、１８０）をさらに備え、前記シールシュート（１４６、１８０）は、前記基準面（１４４）における空気流方向（１４８、１８２）を定め、前記ドーム（１０４）は、前記基準面（１４４）において前記シールシュート（１４６、１８０）を通って延びる基準線（１４９）を定め、前記空気流方向（１４８、１８２）は、９０度よりも小さく、約４５度よりも大きい前記ドーム（１０４）の前記基準線（１４９）との角度（１５１）を定める、請求項１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項９】
前記外側渦室壁（１０６）に取り付けられ、あるいは前記外側渦室壁（１０６）と一体に形成された外側つなぎ壁（１２２）と、
前記外側つなぎ壁（１２２）に取り付けられ、あるいは前記外側つなぎ壁（１２２）と一体に形成された外側燃焼室ライナ（１２６）とをさらに備え、前記外側つなぎ壁（１２２）および前記外側燃焼室ライナ（１２６）は、角部（１３０）を協働して形成し、前記シールシュート（１４６）の前記空気流方向（１４８）は、前記角部（１３０）と交差する、請求項８に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項１０】
前記外側渦室壁（１０６）に取り付けられ、あるいは前記外側渦室壁（１０６）と一体に形成された外側つなぎ壁（１２２）であって、前記ドーム（１０４）、前記外側渦室壁（１０６）、または前記外側つなぎ壁（１２２）の少なくとも１つが、燃料ノズル開口（１５５）を定める、外側つなぎ壁（１２２）と、
前記燃料ノズル開口（１５５）内に配置され、あるいは前記燃料ノズル開口（１５５）を通って延びる燃料ノズル（１５４）であって、前記燃料ノズル（１５４）は、平均燃料噴出方向（１５６）を定め、前記平均燃料噴出方向（１５６）は、ゼロ度よりも大きくて約４５度よりも小さい前記基準面（１４４）との角度（１５８）を定める、燃料ノズル（１５４）と
をさらに備える、請求項１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項１１】
前記平均燃料噴出方向（１５６）と前記基準面（１４４）とによって定められる角度（１５８）は、約１０度よりも大きく、約４０度よりも小さい、請求項１０に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項１２】
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、前記半径方向（Ｒ）に沿って前記外側渦室（１１８）の内側に位置する、請求項１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項１３】
前端部（１７６）を備えており、前記燃焼室（１１４）を部分的に定めている内側渦室壁（１７２）をさらに備え、前記ドーム（１０４）は、前記内側渦室壁（１７２）の前記前端部（１７６）において前記内側渦室壁（１７２）に取り付けられ、あるいは前記内側渦室壁（１７２）と一体に形成され、前記燃焼室（１１４）は、内側渦室（１７８）をさらに備える、請求項１２に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
【請求項１４】
ガスタービンエンジン（１０）の渦停留型燃焼器（１００）であって、外側渦室壁（１０６）と、前記外側渦室壁（１０６）に取り付けられ、あるいは前記外側渦室壁（１０６）と一体に形成されたドーム（１０４）とを備えており、前記ドーム（１０４）および前記外側渦室壁（１０６）は、外側渦停留室（１１８）を有する燃焼室（１１４）を少なくとも部分的に定め、前記ドーム（１０４）は、主空気シュート（１３４）をさらに備えている渦停留型燃焼器（１００）を動作させるための方法（３００）であって、
合計量の空気流を前記燃焼室（１１４）へともたらすステップ（３０２）を含み、前記合計量の空気流を前記燃焼室（１１４）へともたらすステップ（３０２）は、空気流方向（１３８）に沿って前記主空気シュート（１３４）を通って前記燃焼室（１１４）へと主空気流をもたらすことを含み、前記空気流方向（１３８）は、ゼロ度よりも大きくて約４５度よりも小さい基準面（１４４）との角度（１４２）を定め、前記基準面（１４４）は、前記ガスタービンエンジン（１０）の半径方向（Ｒ）と軸方向（Ａ）とによって定められる、方法（３００）。
【請求項１５】
前記ドーム（１０４）は、前記ガスタービンエンジン（１０）の円周方向（Ｃ）に沿って間隔を空けつつ位置した複数の主空気シュート（１３４）をさらに備え、前記主空気シュート（１３４）を通って前記燃焼室（１１４）へと前記主空気流をもたらすステップ（３０４）は、前記円周方向（Ｃ）に沿って間隔を空けつつ位置した前記複数の主空気シュート（１３４）を通って前記燃焼室（１１４）へと前記主空気流をもたらすことを含み、前記主空気流は、前記燃焼室（１１４）へともたらされる前記合計量の空気流の少なくとも約１５パーセントである、請求項１４に記載の方法（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、ガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジンに使用される渦停留型燃焼器アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空用ガスタービンエンジンは、航空機のための推力を生成するために頻繁に使用される。他のガスタービンエンジンは、種々の海洋および産業用途に使用される。いずれにせよ、ガスタービンエンジンは、典型的には空気取り入れ口と、圧縮機部分と、燃焼器と、タービン部分と、ガス排気口とを直列な流れの順序にて含むガス経路を有する。圧縮機部分およびタービン部分は、円周方向に間隔を空けて配置された少なくとも１列の回転ブレードをハウジング内に結合させて備える。圧縮機部分は、一般に、圧縮空気を燃焼器へと供給し、圧縮空気は燃料と混合されて燃やされ、燃焼ガスを発生させる。燃焼ガスは、タービン部分を通って流れ、タービン部分を動作させる。次いで、タービン部分は、圧縮機部分を動作させ、随意によりファンまたはプロペラなどの推進装置を動作させる。
【０００３】
最新のガスタービンエンジン技術の要件は、燃焼器の長さをより短くし、より広い動作範囲にわたって燃焼器の性能レベルを高め、燃焼器が発生させる排気汚染物質の排出レベルを下げようとする。渦停留型燃焼器が、これらの目的を達成するための試みにおいて開発された。本明細書において使用されるとき、用語「渦停留型燃焼器」は、一般に、圧縮空気の旋回する渦中で燃料の少なくとも部分的な予備混合および予備気化を達成するように構成された１つ以上の部分（例えば、内側および／または外側渦停留室）を主燃焼室の上流に有している燃焼器を指す。
【０００４】
渦停留室を、主燃焼室の半径方向外側に配置し、燃焼室の全長の短縮を可能にすることができる。しかしながら、燃焼室の全長を短縮するためのさらなる開発が有用であると考えられる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の態様および利点は、一部は以下の説明において述べられ、あるいは明細書から自明であってよく、もしくは本発明の実施を通じて習得可能であってよい。
【０００６】
本開示の一実施形態においては、ガスタービンエンジンに使用される渦停留型燃焼器が提供される。渦停留型燃焼器は、半径方向、軸方向、および円周方向を定める。渦停留型燃焼器は、前端部を定めている外側渦室壁と、外側渦室壁の前端部において外側渦室壁に取り付けられ、あるいは外側渦室壁と一体に形成されたドームとを含む。ドームおよび外側渦室壁は、外側渦停留室を有する燃焼室を少なくとも部分的に定める。ドームは、空気流方向を定める空気シュートを含む。渦停留型燃焼器の半径方向および軸方向は、空気シュートを通って延びる基準面を定め、空気シュートの空気流方向は、ゼロよりも大きい基準面との角度を定める。
【０００７】
特定の典型的な実施形態において、主空気シュートの空気流方向が基準面と定める角度は、約５度よりも大きく、約５０度よりも小さい。
【０００８】
特定の典型的な実施形態において、空気シュートは、ドームの主空気シュートである。
【０００９】
例えば、特定の典型的な実施形態において、ドームは、渦停留型燃焼器の円周方向に沿って間隔を空けつつ位置する複数の主空気シュートをさらに含み、燃焼室は、動作時に合計量の空気流を受け取るように構成され、合計量の空気流のうちの少なくとも約１５パーセントが、複数の主空気シュートを通ってもたらされる。
【００１０】
例えば、特定の典型的な実施形態においては、合計量の空気流のうちの約２０パーセント〜約８５パーセントの間が、複数の主空気シュートを通ってもたらされる。
【００１１】
特定の典型的な実施形態において、主空気シュートは、主空気シュート内に配置された少なくとも１つのベーンを含む。
【００１２】
特定の典型的な実施形態において、主空気シュートは、主空気シュート内に配置された少なくとも１つの本体スプリッタを含む。
【００１３】
特定の典型的な実施形態において、空気シュートは、高さおよび幅を定め、高さは幅よりも大きい。
【００１４】
特定の典型的な実施形態において、空気シュートは、ドームのシールシュートである。
【００１５】
特定の典型的な実施形態において、空気シュートは、ドームの主空気シュートであり、ドームは、シールシュートをさらに含み、シールシュートは、基準面における空気流方向を定め、ドームは、基準面においてシールシュートを通って延びる基準線を定め、空気流方向は、９０度よりも小さくかつ約４５度よりも大きいドームの基準線との角度を定める。
【００１６】
例えば、特定の典型的な実施形態において、渦停留型燃焼器は、外側渦室壁に取り付けられ、あるいは外側渦室壁と一体に形成された外側つなぎ壁と、外側つなぎ壁に取り付けられ、あるいは外側つなぎ壁と一体に形成された外側燃焼室ライナとをさらに含み、外側つなぎ壁および外側燃焼室ライナは、角部を協働して形成し、シールシュートの空気流方向は、角部と交差する。
【００１７】
特定の典型的な実施形態において、渦停留型燃焼器は、外側渦室壁に取り付けられ、あるいは外側渦室壁と一体に形成された外側つなぎ壁をさらに含み、ドーム、外側渦室壁、または外側つなぎ壁の少なくとも１つが、燃料ノズル開口を定める。このような実施形態において、渦停留型燃焼器は、燃料ノズル開口内に配置され、あるいは燃料ノズル開口を通って延びる燃料ノズルをさらに含むことができ、燃料ノズルは、平均燃料噴出方向を定め、平均燃料噴出方向は、ゼロ度よりも大きくて約４５度よりも小さい基準面との角度を定める。
【００１８】
例えば、特定の典型的な実施形態において、平均燃料噴出方向と基準面とによって定められる角度は、約１０度よりも大きく、約４０度よりも小さい。
【００１９】
特定の典型的な実施形態において、空気シュートは、半径方向に沿って外側渦室の内側に位置する。
【００２０】
例えば、特定の典型的な実施形態において、渦停留型燃焼器は、前端部を備えており、燃焼室を部分的に定めている内側渦室壁をさらに含むことができ、ドームは、内側渦室壁の前端部において内側渦室壁に取り付けられ、あるいは内側渦室壁と一体に形成され、燃焼室は、内側渦室をさらに含む。
【００２１】
例えば、特定の典型的な実施形態において、空気シュートは、主空気シュートであり、主空気シュートは、半径方向に沿って内側渦室の外側に配置されている。
【００２２】
本開示の典型的な態様において、ガスタービンエンジンの渦停留型燃焼器を動作させるための方法が提供される。渦停留型燃焼器は、外側渦室壁と、外側渦室壁に取り付けられ、あるいは外側渦室壁に一体に形成されたドームとを含む。ドームおよび外側渦室壁は、外側渦停留室を有する燃焼室を少なくとも部分的に定める。ドームは、主空気シュートをさらに含む。本方法は、合計量の空気流を燃焼室へともたらすステップを含み、合計量の空気流を燃焼室へともたらすステップは、空気流方向に沿って前記主空気シュートを通って燃焼室へと主空気流をもたらすことを含み、空気流方向は、ゼロ度よりも大きくて約４５度よりも小さい基準面との角度を定め、基準面は、ガスタービンエンジンの半径方向と軸方向とによって定められる。
【００２３】
特定の典型的な態様において、ドームは、ガスタービンエンジンの円周方向に沿って間隔を空けつつ位置した複数の主空気シュートをさらに含み、主空気シュートを通って燃焼室へと主空気流をもたらすことは、円周方向に沿って間隔を空けつつ位置した複数の主空気シュートを通って燃焼室へと主空気流をもたらすことを含み、主空気流は、燃焼室へともたらされる合計量の空気流の少なくとも約１５パーセントである。
【００２４】
例えば、特定の典型的な態様において、主空気流は、燃焼室へともたらされる合計量の空気流の約２０パーセント〜約８５パーセントの間である。
【００２５】
本開示の別の例示的な実施形態において、ガスタービンエンジンが提供される。ガスタービンエンジンは、半径方向、軸方向、および円周方向を定める。ガスタービンエンジンは、圧縮機部分と、タービン部分と、圧縮機部分の下流かつタービン部分の上流に位置した燃焼部分とを含む。燃焼部分は、渦停留型燃焼器を含む。渦停留型燃焼器は、前端部を定めている外側渦室壁と、外側渦室壁の前端部において外側渦室壁に取り付けられ、あるいは外側渦室壁と一体に形成されたドームとを含む。ドームおよび外側渦室壁は、外側渦停留室を有する燃焼室を少なくとも部分的に定め、ドームは、空気流方向を定める空気シュートを含み、半径方向および軸方向は、空気シュートを通って延びる基準面を定め、空気シュートの空気流方向は、ゼロよりも大きい基準面との角度を定める。
【００２６】
特定の典型的な実施形態において、空気シュートの空気流方向が基準面と定める角度は、約１０度よりも大きく、約４５度よりも小さい。
【００２７】
特定の典型的な実施形態において、ドームは、渦停留型燃焼器の円周方向に沿って間隔を空けつつ位置する複数の空気シュートをさらに含み、燃焼室は、動作時に合計量の空気流を受け取るように構成され、合計量の空気流のうちの少なくとも約１５パーセントが、複数の空気シュートを通ってもたらされる。
【００２８】
本発明のこれらの特徴、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することによって、よりよく理解されるであろう。本明細書に組み込まれて、本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、説明と併せて本発明の原理を説明するのに役に立つ。
【００２９】
当業者へと向けられた本発明の最良の態様を含む本発明の充分かつ本発明を実施可能にする開示が、添付の図面を参照して、本明細書において説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本開示の典型的な実施形態によるガスタービンエンジンの概略の断面図である。
【図２】本開示の典型的な実施形態による燃焼器アセンブリの概略の側面断面図である。
【図３】図２の燃焼器アセンブリに組み込むことができる本開示の典型的な実施形態による主空気流シュートの概略の上面断面図である。
【図４】図２の典型的な燃焼器アセンブリの概略の前方からの端面図である。
【図５】図２の燃焼器アセンブリに組み込むことができる本開示の典型的な実施形態による燃料ノズルの概略の上面断面図である。
【図６】図２の典型的な燃焼器アセンブリの一部分の前端部の斜視図である。
【図７】本開示の別の典型的な実施形態によるシュートの斜視図である。
【図８】本開示の典型的な実施形態によるシュート内の空気流部材の断面図である。
【図９】本開示のさらに別の典型的な実施形態によるシュートの斜視図である。
【図１０】本開示の別の典型的な実施形態によるシュート内の空気流部材の断面図である。
【図１１】本開示の別の典型的な実施形態による複数の空気流シュートを含む燃焼器アセンブリの前端部の斜視図である。
【図１２】本開示の別の典型的な実施形態による燃焼器アセンブリの概略の側面断面図である。
【図１３】本開示の典型的な態様による燃焼器アセンブリを動作させるための方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下で、本発明の現在の実施形態を詳しく参照するが、その１つ以上の例が、添付の図面に示されている。詳細な説明においては、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用いる。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。
【００３２】
本明細書において使用されるとき、用語「第１の」、「第２の」、および「第３の」は、或る構成要素を別の構成要素から区別するために入れ換え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していない。
【００３３】
「前方」および「後方」という用語は、ガスタービンエンジンまたは乗り物における相対的な位置を指し、ガスタービンエンジンまたは乗り物の通常の動作姿勢を基準にする。例えば、ガスタービンエンジンに関して、前方はエンジン入口に近い位置を指し、後方はエンジンのノズルまたは排気部に近い位置を指す。
【００３４】
「上流」および「下流」という用語は、流体の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。
【００３５】
「結合した」、「固定された」、「取り付けられた」、などの用語は、本明細書においてとくに明記されない限り、直接的な結合、固定、または取り付け、ならびに１つ以上の中間の構成要素または特徴を介する間接的な結合、固定、または取り付けの両方を指す。
【００３６】
単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「前記（ｔｈｅ）」は、文脈からそのようでないことが明らかでない限り、言及対象が複数存在する場合を含む。
【００３７】
近似を表す文言は、ここで本明細書および特許請求の範囲の全体において用いられるとき、関連の基本的機能に変更をもたらすことなく変化することが許容されうるあらゆる定量的表現を修飾するために適用される。したがって、「およそ（ａｂｏｕｔ）」、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの場合に、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度、あるいは構成要素および／またはシステムを構築または製造するための方法または機械の精度に対応することができる。例えば、近似を表す文言は、１０％のマージンの範囲内にあることを指すことができる。
【００３８】
ここで、本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、範囲の限定は組み合わせられ、かつ入れ換えられ、文脈および文言によってとくに示さない限り、このような範囲は同一視され、そこに包含されるすべての部分範囲を含む。例えば、本明細書に開示されるすべての範囲は、端点を含み、端点は、互いに独立して組み合わせ可能である。
【００３９】
ここで図面を参照すると、同一の番号は、いくつかの図を通して同じ構成要素を示しており、図１が、本開示の典型的な実施形態によるガスタービンエンジンの概略の断面図である。より具体的には、図１の実施形態において、ガスタービンエンジンは、本明細書において「ターボファンエンジン１０」と称される高バイパスターボファンジェットエンジン１０である。図１に示されるように、ターボファンエンジン１０は、軸方向Ａ（基準として提示された長手方向中心線１２に平行に延びている）と、半径方向Ｒと、円周方向（すなわち、軸方向Ａの周囲を延びる方向；図示せず）とを定める。一般に、ターボファン１０は、ファン部分１４と、ファン部分１４の下流に配置されたコアタービンエンジン１６とを含む。
【００４０】
図示の典型的なコアタービンエンジン１６は、一般に、環状の入口２０を定める実質的に管状の外側ケーシング１８を含む。外側ケーシング１８は、ブースタまたは低圧（ＬＰ）圧縮機２２と、高圧（ＨＰ）圧縮機２４とを含む圧縮機部分、燃焼部分２６、高圧（ＨＰ）タービン２８と低圧（ＬＰ）タービン３０とを含むタービン部分、およびジェット排気ノズル部分３２を、直列な流れの関係にて囲んでいる。高圧（ＨＰ）シャフトまたはスプール３４が、ＨＰタービン２８をＨＰ圧縮機２４に駆動可能に接続する。低圧（ＬＰ）シャフトまたはスプール３６が、ＬＰタービン３０をＬＰ圧縮機２２に駆動可能に接続する。
【００４１】
図示の実施形態に関して、ファン部分１４は、複数のファンブレード４０を互いに間隔を空けた様相でディスク４２に結合させて有している可変ピッチファン３８を備える。図示のとおり、ファンブレード４０は、おおむね半径方向Ｒに沿ってディスク４２から外方向に延びている。各々のファンブレード４０は、ファンブレード４０のピッチを一斉にまとめて変化させるように構成された適切な駆動部材４４へとファンブレード４０が動作可能に結合させられているおかげで、ピッチ軸Ｐを中心にしてディスク４２に対して回転可能である。ファンブレード４０、ディスク４２、および駆動部材４４は、動力ギアボックス４６を横切るＬＰシャフト３６によって長手軸１２を中心にして一緒に回転可能である。動力ギアボックス４６は、ＬＰシャフト３６の回転速度をより効率的なファン回転速度へと減速するための複数の歯車を備える。
【００４２】
図１の典型的な実施形態をさらに参照すると、ディスク４２は、複数のファンブレード４０を通る空気流を促進するように空気力学的に輪郭付けられた回転可能な前部ナセル４８によって覆われている。さらに、典型的なファン部分１４は、ファン３８および／またはコアタービンエンジン１６の少なくとも一部分を周状に囲む環状のファンケーシングまたは外側ナセル５０を含む。ナセル５０は、複数の円周方向に間隔を空けつつ位置する出口ガイドベーン５２によってコアタービンエンジン１６に対して支持されている。さらに、ナセル５０の下流部分５４は、間にバイパス空気流の通路５６を定めるようにコアタービンエンジン１６の外側部分を覆って延びている。
【００４３】
ターボファンエンジン１０の動作時に、空気５８が、ナセル５０および／またはファン部分１４の関連の取り入れ口６０を通ってターボファン１０に進入する。空気５８がファンブレード４０を通り過ぎるとき、矢印６２によって示されるとおりの空気５８の第１の部分は、バイパス空気流の通路５６へと導かれ、あるいは送られ、矢印６４によって示されるとおりの空気５８の第２の部分は、ＬＰ圧縮機２２へと導かれ、あるいは送られる。空気の第１の部分６２と空気の第２の部分６４との間の比は、一般に、バイパス比として知られている。次いで、空気の第２の部分６４の圧力が、高圧（ＨＰ）圧縮機２４を通って燃焼部分２６へと送られるにつれて高められ、燃焼部分２６において燃料と混合されて燃やされ、燃焼ガス６６をもたらす。とりわけ、以下でさらに詳しく説明されるように、燃焼部分２６は、圧縮された空気を燃料と混合して燃焼ガス６６を生成するための渦停留型燃焼器（ｔｒａｐｐｅｄ  ｖｏｒｔｅｘ  ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ）を備える。
【００４４】
燃焼ガス６６は、ＨＰタービン２８を通って送られ、ＨＰタービン２８において、燃焼ガス６６からの熱および／または運動エネルギの一部が、外側ケーシング１８に結合したＨＰタービンステータベーン６８と、ＨＰシャフトまたはスプール３４に結合したＨＰタービンロータブレード７０との順次の段によって抽出され、すなわちＨＰシャフトまたはスプール３４を回転させることで、ＨＰ圧縮機２４の動作を維持する。次いで、燃焼ガス６６は、ＬＰタービン３０を通って送られ、ＬＰタービン３０において、熱および運動エネルギの第２の部分が、外側ケーシング１８に結合したＬＰタービンステータベーン７２と、ＬＰシャフトまたはスプール３６に結合したＬＰタービンロータブレード７４との順次の段によって燃焼ガス６６から抽出され、すなわちＬＰシャフトまたはスプール３６を回転させることで、ＬＰ圧縮機２２の動作および／またはファン３８の回転を維持する。
【００４５】
その後に、燃焼ガス６６は、コアタービンエンジン１６のジェット排気ノズル部分３２を通って送られ、推進力をもたらす。同時に、空気の第１の部分６２の圧力が、空気の第１の部分６２がバイパス空気流の通路５６を通って送られるときに大幅に高められ、その後に空気の第１の部分６２が、ターボファン１０のファンノズル排気部分７６から排出され、やはり推進力をもたらす。ＨＰタービン２８、ＬＰタービン３０、およびジェット排気ノズル部分３２は、コアタービンエンジン１６を通って燃焼ガス６６を送るための高温ガス経路７８を少なくとも部分的に定める。
【００４６】
しかしながら、図１に示した典型的なターボファンエンジン１０が、あくまでも例示にすぎず、他の典型的な実施形態において、ターボファンエンジン１０が任意の他の適切な構成を有してよいことを、理解すべきである。例えば、他の典型的な実施形態において、ターボファンエンジン１０は、例えば、直接駆動ターボファンエンジン、固定ピッチターボファンエンジン、などとして構成されてもよい。これに加え、あるいはこれに代えて、ターボファンエンジン１０を、ターボプロップエンジン、ターボジェットエンジン、ターボシャフトエンジン、ラムジェットエンジン、補助動力ユニットエンジン、などとして構成してもよい。さらには、これに加え、あるいはこれに代えて、他の実施形態においては、図１のターボファンエンジン１０を、例えば海洋の用途のための航空転用ガスタービンエンジンとして構成してもよく、例えば発電のための産業用ガスタービンエンジンとして構成してもよい。
【００４７】
ここで図２を参照すると、本開示の典型的な実施形態によるガスタービンエンジンの燃焼部分２６の拡大断面図が示されている。図２に示した燃焼部分２６は、特定の典型的な実施形態において、図１を参照して上述した典型的な燃焼部分２６であってよい。しかしながら、他の典型的な実施形態において、図２の燃焼部分２６は、任意の適切なターボプロップエンジン、ターボジェットエンジン、ターボシャフトエンジン、ラムジェットエンジン、補助動力ユニットエンジン、航空転用ガスタービンエンジン、産業用ガスタービンエンジン、など、任意の他の適切なガスタービンエンジンに取り入れられてよい。
【００４８】
理解されるとおり、燃焼部分２６は、一般に、燃焼器１００を備え、燃焼器１００は、軸方向Ａ（および、軸方向中心線１０２）、半径方向Ｒ、および円周方向Ｃ（すなわち、軸方向Ａの周囲を延びる方向；図３を参照）を定めている。とりわけ、特定の典型的な実施形態において、燃焼器１００によって定められる軸方向Ａ、半径方向Ｒ、および円周方向Ｃは、燃焼器１００が設置されるガスタービンエンジン（図１を参照）によって定められる軸方向Ａ、半径方向Ｒ、および円周方向Ｃに整列してよく、さらには、軸方向中心線１０２は、燃焼器１００が設置されるガスタービンエンジン（図１を参照）の長手方向中心線１２に整列してよい。
【００４９】
図２に示される典型的な燃焼器１００は、一般に、渦停留型燃焼器１００として構成され、本明細書において渦停留型燃焼器１００と称される。渦停留型燃焼器１００は、一般に、ドーム１０４および外側渦室壁１０６を含む。外側渦室壁１０６は、前端部１１０と後端部１１２との間を延び、前端部１１０および後端部１１２を定めており、ドーム１０４は、外側渦室壁１０６の前端部１１０において外側渦室壁１０６に取り付けられ、あるいは外側渦室壁１０６と一体に形成される。ドーム１０４および外側渦室壁１０６は、燃焼室１１４の少なくとも一部分を協働して定め、燃焼室１１４は、外側渦停留室１１８と主流室１２０とを含む。図示されるように、外側渦停留室１１８は、半径方向Ｒに沿って主流室１２０の半径方向外側に位置する。
【００５０】
渦停留型燃焼器１００は、外側つなぎ壁１２２（理解されるとおり、外側渦停留室１１８の後壁を形成し、したがってこれに加え、あるいはこれに代えて「渦室後壁」と呼ばれる）をさらに備える。外側つなぎ壁１２２は、外側渦室壁１０６の後端部１１２において外側渦室壁１０６に取り付けられ、あるいは外側渦室壁１０６と一体に形成され、半径方向Ｒに沿っておおむね内側へと延びて、外側渦停留室１１８をさらに定める。さらに、渦停留型燃焼器１００は、外側燃焼室ライナ１２６および内側燃焼室ライナ１２８を備える。外側燃焼室ライナ１２６は、外側つなぎ壁１２２に取り付けられ、あるいは外側つなぎ壁１２２と一体に形成され、外側つなぎ壁１２２からおおむね後方へと延びている。以下でさらに詳しく説明されるように、外側つなぎ壁１２２および外側燃焼室ライナ１２６は、角部１３０を協働して形成する。さらに、図示の実施形態において、内側燃焼室ライナ１２８は、ドーム１０４に取り付けられ、あるいはドーム１０４と一体に形成され、ドーム１０４からおおむね後方へと延びている。図示の実施形態において、主流室１２０は、おおむね外側燃焼室ライナ１２６と内側燃焼室ライナ１２８との間に定められる。本明細書において使用されるとき、例えば角部１３０など、用語「角部」が、そのような角部を形成する２つの壁が出会う領域を指すことを、理解できるであろう。より具体的には、角部が、角部１３０などの丸みを帯びた角部である場合、角部は、角部を形成するように湾曲し始める壁の全部分を含む。
【００５１】
さらに、理解されるとおり、内側燃焼室ライナ１２８および外側燃焼室ライナ１２６は、燃焼室中心線１３２を少なくとも部分的に定める。燃焼室中心線１３２は、主流室１２０の半径方向中間点に沿って延びる。
【００５２】
やはり図２に示されるように、図示の実施形態において、ドーム１０４は、主空気シュート１３４をさらに含む。主空気シュート１３４は、渦停留型燃焼器１００の動作時に燃焼室１１４へと相当量の空気流をもたらすように構成される。さらに、主空気シュート１３４は、燃焼室１１４を通る空気流にバルク旋回を導入するために、このような空気流を旋回角度１４２（以下で定義する）にてもたらすように構成される。より具体的には、ここで半径方向Ｒに沿った主空気シュート１３４の断面図を示している図３をさらに参照すると、ドーム１０４の主空気シュート１３４が、シュート壁１３６を備え、空気流方向１３８を定めていることを、理解できるであろう。主空気シュート１３４の空気流方向１３８は、図示の実施形態において、シュート壁１３６の中心線に沿って延び、主空気シュート１３４を通って燃焼室１１４に進入する空気流が燃焼室１１４へと進入する方向を示している。
【００５３】
上述のように、主空気シュート１３４は、空気流を旋回角度１４２にて導入する。より具体的には、渦停留型燃焼器１００は、基準面１４４を定め、より具体的には、渦停留型燃焼器１００の半径方向Ｒおよび軸方向Ａが、基準面１４４を定める。基準面１４４は、図示の典型的な主空気シュート１３４を通って延びる。理解されるとおり、図２の図は、基準面１４４の図である。図示の実施形態における主空気シュート１３４の空気流方向１３８は、ゼロ（０）よりも大きい基準面１４４との角度（すなわち、旋回角度１４２）を定める。より具体的には、図示の実施形態において、主空気シュート１３４の空気流方向１３８と基準面１４４とによって定められる旋回角度１４２は、約５度よりも大きく、約５０度以下であり、例えば約１０度よりも大きく、約４５度以下であり、例えば約１５度よりも大きく、例えば約２０度よりも大きく、例えば約２５度よりも大きい。理解されるように、この旋回角度１４２で主空気シュート１３４を通って空気流を導入することにより、燃焼室１１４の主流室１２０を通る空気流にバルク旋回が導入され、したがって渦停留型燃焼器１００の所与の軸方向長さに対してそのような空気流の全体としての移動距離が長くなり、渦停留型燃焼器１００の全体としての軸方向長さをより短くできるという利益がもたらされる。例えば、燃焼室１１４の主流室１２０を通る空気流は、このような空気流に燃焼のための充分な滞留時間を与えるために、最小距離を移動する必要があり得る。バルク旋回を主流室１２０へと導入することにより、軸方向Ａに沿った全体としての長さがより短い燃焼器において、主流室１２０を通る空気流について所望の距離の移動を可能にすることができる。
【００５４】
ここで軸方向Ａに沿った渦停留型燃焼器１００の前端部の後方の位置からの図を示している図４をさらに参照すると、渦停留型燃焼器１００が、渦停留型燃焼器１００の円周方向Ｃに沿って互いに間隔を空けて位置した複数の主空気シュート１３４をさらに含むことを、理解できるであろう。図示の実施形態は、円周方向Ｃに沿って互いに間隔を空けて位置した８つの主空気シュート１３４を示しているが、他の実施形態において、渦停留型燃焼器１００が、少なくとも４つ、少なくとも１０個、少なくとも２０個、またはそれ以上など、任意の他の適切な数の主空気シュート１３４を備えてよいことを、理解できるであろう。他の実施形態において、渦停留型燃焼器１００は、最大５０個または１００個の主空気シュート１３４を備えることができる。
【００５５】
動作時に燃焼室１１４が合計量の空気流を受け取るように構成されることを、さらに理解できるであろう。複数の主空気シュート１３４は、動作時に、この合計量の空気流のうちの比較的大きな部分をもたらすように構成される。例えば、特定の実施形態においては、複数の主空気シュート１３４を、燃焼室１１４への合計量の空気流のうちの少なくとも約１５パーセントをもたらすように構成することができる。例えば、特定の典型的な実施形態においては、空気流の全体量のうちの約２５パーセント〜７５パーセントの間や、約３０パーセント〜６０パーセントの間など、空気流の全体量のうちの約２０パーセント〜約８５パーセントが、複数の主空気シュート１３４を通ってもたらされる。
【００５６】
とりわけ、燃焼器１００は、燃焼室１１４へとさらなる空気流をもたらすために、複数の希釈孔１４７（破線で示されている）をさらに定めることができる。ドーム１０４の半径方向内側の端部に定められるものとして概略的に描かれているが、これに加え、あるいはこれに代えて、他の実施形態においては、このような希釈孔１４７を、内側燃焼室ライナ１２８（例えば、ドーム１０４の近傍；図２に破線で示されている）、外側燃焼室ライナ１２６（例えば、角部１３０の近傍；図２に破線で示されている）、または任意の他の壁の任意の他の適切な場所に定めることができる。
【００５７】
図示の典型的な実施形態において、主空気シュート１３４を燃焼室１１４へのあらゆる他の孔または開口部（例えば、冷却空気孔１４５、希釈空気孔１４７（破線で示されている）、など）に対して適切に寸法付けることによって、複数の主空気シュート１３４を、全体としての空気流の上記割合を「もたらすように構成」できることを、理解すべきである。
【００５８】
再び図２を参照すると、図示の実施形態においてドーム１０４がシールシュート１４６をさらに含むことを、理解できるであろう。主空気シュート１３４と同様に、シールシュート１４６は、空気流方向１４８を定める。しかしながら、図示の実施形態において、シールシュート１４６によって定められる空気流方向１４８は、基準面１４４内を延びる方向にある（すなわち、旋回角度を定めず、すなわちゼロにほぼ等しい基準面１４４との角度を定めている）。しかしながら、代わりに、図示の実施形態において、シールシュート１４６は、外側渦室１１８の半径方向内側に配置され、半径方向外側へと向けられる。例えば、シールシュート１４６によって定められる空気流方向１４８は、ゼロ（０）度よりも大きくかつ約４５度よりも小さい燃焼室１１４の燃焼室中心線１３２（分かり易くするために中心線１３２に平行に延びる基準線１３２’で示されている）との角度１５０を定める。例えば、少なくとも特定の実施形態において、シールシュート１４６の空気流方向１４８と燃焼室１１４の燃焼室中心線１３２とが定める角度１５０は、約５度よりも大きくてよく、例えば約１０度よりも大きくてよく、例えば約１５度よりも大きくてよく、例えば約２０度よりも大きくてよく、例えば約３０度よりも大きくてよい。
【００５９】
さらに、典型的なドーム１０４が、基準面１４４（すなわち、図２に描かれた平面；図３も参照）においてシールシュート１４６を通って延びる基準線１４９を定めることを、理解できるであろう。シールシュート１４６の空気流方向１４８は、９０度よりも小さくかつ約４５度よりも大きく、例えば約８５度よりも小さく、例えば８０度よりも小さく、例えば約７５度よりも小さい基準線１４９との角度１５１を定める。
【００６０】
より実際的に言えば、先に述べたように、外側つなぎ壁１２２および外側燃焼室ライナが、角部１３０を協働して形成している。シールシュート１４６の空気流方向１４８と基準線１４９との間に定められる角度１５１、およびシールシュート１４６の空気流方向１４８と燃焼室中心線１３２との間に定められる角度１５０は、シールシュート１４６の空気流方向１４８が角部１３０と交差するような角度である。このようにして、シールシュート１４６は、渦停留型燃焼器１００の動作時に燃焼室１１４の外側部分（すなわち、渦停留室１１８）を「密閉」するように機能して、燃焼室１１４内のより完全な燃焼を可能にすることができる。
【００６１】
再び図４を簡単に参照すると、渦停留型燃焼器１００が、渦停留型燃焼器１００の円周方向Ｃに沿って互いに間隔を空けて位置した複数のシールシュート１４６をさらに含むことを、理解できるであろう。主空気シュート１３４と同様に、図示の実施形態は８つのシールシュート１４６を含んでいるが、他の実施形態において、渦停留型燃焼器１００は、任意の他の適切な数のシールシュート１４６を有することができる。複数のシールシュート１４６の各々が、空気流方向１４８を定めることができ、複数のシールシュート１４６の各々の空気流方向１４８は、外側つなぎ壁１２２および外側燃焼室ライナ１２６によって形成される角部１３０に空気流方向１４８を交差させる燃焼室中心線１３２との角度１５０および／または基準線１４９との角度１５１を定める。さらに、複数のシールシュート１４６の各々が全体として、複数の主空気シュート１３４によってもたらされる空気流の量よりも少ない量の空気流をもたらすことができる。例えば、渦停留型燃焼器１００の動作時に、複数のシールシュート１４６は、燃焼室１１４への合計量の空気流のうちの少なくとも約１０パーセントをもたらすことができる。例えば、特定の典型的な実施形態においては、合計量の空気流のうちの約１５パーセント〜約５０％を、複数のシールシュート１４６を通ってもたらすことができ、例えば合計量の空気流のうちの約２０パーセント〜約４０％を、複数のシールシュート１４６を通ってもたらすことができる。
【００６２】
しかしながら、他の実施形態において、シールシュート１４６の空気流方向１４８が、上述した典型的な主空気シュート１３４のうちの１つ以上と同じやり方（例えば、同じ大きさ）で基準面１４４との旋回角度を定めてもよいことを、理解できるであろう。例えば、特定の典型的な実施形態においては、シールシュート１４６の各々を、（少なくとも基準面１４４に対する向きに関して）図３に示した主空気シュート１３４と実質的に同じやり方で構成することができる。このような典型的な実施形態において（すなわち、シールシュート１４６がゼロよりも大きい旋回角度で空気流を導入する場合）、渦停留型燃焼器１００は、上述の旋回角度１４２で主空気シュート１３４を通って空気流を導入しても、ゼロに等しい角度１４２で主空気シュート１３４を通って空気流を導入しても、あるいは主空気シュート１３４を備えなくてもよい。
【００６３】
ここで、とくに図２を再び参照すると、燃焼室１１４を通る空気流にバルク旋回を導入するための旋回角度１４２での主空気流の導入に加えて、主空気流シュート１３４を、空気流を例えば燃焼室中心線１３２に対して半径方向内側の方向に導くようにさらに構成することができる。例えば、主空気流シュート１３４の空気流方向１３８は、９０度未満かつ約４５度よりも大きいドーム１０４の基準線１４９との角度１３９を定めることができる。例えば、角度１３９は、８５度〜５０度の間であってよく、例えば７５度〜６０度の間であってよい。
【００６４】
さらに、図２をさらに参照すると、渦停留型燃焼器１００は、燃料ノズルアセンブリ１５２をさらに備える。燃料ノズルアセンブリ１５２は、一般に、動作時に外側渦停留室１１８へと燃料をもたらすように構成された複数の燃料ノズル１５４を含む。図示の典型的な実施形態は、８つの燃料ノズル１５４を含んでいるが、他の実施形態において、渦停留型燃焼器１００は、４〜約２５の間、あるいはさらに多数または少数など、任意の他の適切な数の燃料ノズル１５４を有することができる。さらに、ドーム１０４は、一般に、それぞれの複数の燃料ノズル１５４を受け入れるように構成された複数の燃料ノズル開口１５５を定め、各々の燃料ノズル１５４は、ドーム１０４のそれぞれの燃料ノズル開口１５５に少なくとも部分的に位置し、あるいはドーム１０４のそれぞれの燃料ノズル開口１５５を通って延びる。理解されるとおり、動作時に、各々の燃料ノズル１５４は、外側渦停留室１１８へと燃料を噴出させるように構成される。より具体的には、各々の燃料ノズル１５４は、平均燃料噴出方向１５６（すなわち、燃料ノズル１５４が動作時に燃料を噴出させる平均の方向）を定める。
【００６５】
ここで、半径方向Ｒに沿った燃料ノズル１５４の断面図を示している図５を簡単に参照すると、燃料ノズル１５４によって定められる平均燃料噴出方向１５６も旋回角度１５８を定めることを、理解できるであろう。より具体的には、燃料ノズル１５４によって定められる平均燃料噴出方向１５６は、ゼロ（０）度よりも大きく約４５度よりも小さい基準面１４４との角度、すなわち旋回角度１５８を定める。例えば、図示の実施形態において、平均燃料噴出方向１５６と基準面１４４とによって定められる旋回角度１５８は、約１０度よりも大きく、かつ約４５度よりも小さく、例えば、約１５度より大きく、例えば約２０度よりも大きく、例えば約３０度よりも大きい。少なくとも特定の実施形態においては、燃料ノズルアセンブリ１５２の各々の燃料ノズル１５４が、実質的に同様の（すなわち、各々の燃料ノズル１５４を通って延びるそれぞれの基準面との）旋回角度１５８を定めてよいことを、理解できるであろう。燃料ノズルアセンブリ１５２のノズル１５４をこのように向けることで、渦停留型燃焼器１００の燃焼室１１４におけるバルク旋回の生成を助けることができる。
【００６６】
しかしながら、他の典型的な実施形態において、燃料ノズル１５４が任意の他の構成を有してもよいことを、理解できるであろう。例えば、他の実施形態において、燃料ノズル１５４は、ゼロ度に等しい基準面１４４との角度１５８を定める平均燃料噴出方向１５６を定めることができる。さらに、燃料ノズルアセンブリ１５２は、例えば図２および図５において、ドーム１０４の開口１５５を通って延びる複数の燃料ノズル１５４を含むものとして図示されているが、これに加え、あるいはこれに代えて、他の実施形態において、燃料ノズルアセンブリ１５２は、例えば外側渦室壁１０６によって定められた１つ以上の開口（例えば、点線で描かれている開口１５５’）および／または外側つなぎ壁１２２によって定められた１つ以上の開口（例えば、やはり点線で描かれている開口１５５’’）を通って延び、あるいは他のやり方でそのような開口を通って燃料を噴射するように構成された燃料ノズルを含んでよいことを、理解できるであろう。これらの実施形態の各々において、平均燃料噴出方向１５６は、例えばそのような燃料を旋回角度で導入し、あるいは真っ直ぐな角度で導入するように、基準面１４４との上述の角度１５８のいずれかを定めることができる。
【００６７】
ここで図６を参照すると、上述した典型的な渦停留型燃焼器１００の一部分の前端部の斜視図が示されている。図示されているように、図６の実施形態において、シールシュート１４６および主空気シュート１３４が、それぞれ半径方向Ｒに沿って燃焼室１１４の外側渦室１１８の内側に位置することを、理解できるであろう。さらに、主空気シュート１３４は、半径方向Ｒに沿ってシールシュート１４６の内側に位置する。さらに、図示の実施形態において、主空気シュート１３４は、高さ１６０および幅１６２を定めている。幅１６２は、渦停留型燃焼器１００の円周方向Ｃにおおむね沿った方向に定められる。図示の実施形態において、高さ１６０は、幅１６２よりも大きく、例えば幅１６２より少なくとも約１．５倍大きい。同様に、図示の実施形態において、シールシュート１４６は、高さ１６１および幅１６３を定めており、幅１６３は、やはり渦停留型燃焼器１００の円周方向Ｃにおおむね沿った方向に定められる。しかしながら、対照的に、図示の実施形態において、シールシュート１４６の幅１６３は、高さ１６０よりも大きく、例えば高さ１６１の少なくとも約２倍大きい。
【００６８】
さらに、図示の実施形態において、シールシュート１４６が、完全に開いたシュートである一方で、主空気シュート１３４は、主空気シュート１３４内を延びる空気流部材１６４を含む。より具体的には、図６の実施形態において、空気流部材１６４は、主空気シュート１３４の幅１６２の中ほどの位置において主空気シュート１３４の高さ１６０の全体にわたって延びる翼形部として構成されている。
【００６９】
しかしながら、他の典型的な実施形態において、シールシュート１４６および／または主空気シュート１３４が任意の他の適切な構成を有してもよいことを、理解できるであろう。例えば、他の実施形態において、シールシュート１４６および／または主空気シュート１３４は、幅１６２、１６３に対する高さ１６０、１６１の比が任意の他の適切な比であってよく、あるいは任意の他の適切な空気流部材１６４の構成を有してよい。
【００７０】
さらに、ここで図７〜図１１を簡単に参照すると、１つ以上の主空気シュート１３４および／またはシールシュート１４６であってよいシュート（したがって、シュートは「１３４，１４６」と標記され、高さは「１６０，１６１」と標記され、幅は「１６２，１６３」と標記される）の種々の他の構成が示されている。例えば、図７は、高さ１６０，１６１よりも大きな幅１６２，１６３を有し、高さ１６０，１６１に沿って延びる空気流部材１６４を備えているシュートを示している。しかしながら、図７の実施形態において、空気流部材１６４は翼形部ではなく、代わりに本体スプリッタ１６８として構成されている。より具体的には、図７の典型的な本体スプリッタ１６８の断面図を示している図８をさらに参照すると、本体スプリッタ１６８の下流端１７０は比較的鈍く、本体スプリッタ１６８の下流端１７０を越える空気流の混合を促進することを、理解できるであろう。図７にさらに示されているように、シュートは、複数のシュートを半径方向Ｒならびに円周方向Ｃに沿って配置することができる積み重ねの構成を含む。
【００７１】
しかしながら、特定の典型的な実施形態において、内側シュート（すなわち、半径方向Ｒにおける内側）が、図７の実施形態の場合のように外側シュート（すなわち、半径方向Ｒにおける外側）に半径方向Ｒに沿って整列する必要が、必ずしもないことを理解できるであろう。例えば、特定の典型的な実施形態において、内側シュートは、各々の内側シュートが円周方向Ｃにおいて隣接する外側シュートの間に位置するように、外側シュートからオフセットされてよい。とりわけ、図７における内側および外側シュートは、それぞれ主空気シュート１３４であってよく、あるいは内側シュートが主空気シュート１３４であってよく、外側シュートがシールシュート１４６であってよい。
【００７２】
さらに、ここで図９を参照すると、本開示の別の典型的な実施形態によるシュートが示されている。図９の典型的なシュートも、高さ１６０，１６１よりも大きい幅１６２，１６３を定めており、高さ１６０，１６１に沿って延びる複数の空気流部材１６４を含む。さらに、空気流部材１６４のうちの１つの断面図を示している図１０を簡単に参照すると、図示の実施形態において、複数の空気流部材１６４の各々が翼形の形状にて構成されていることを、理解できるであろう。さらに、再び図９を参照すると、シュートは一直線の方向には延びておらず、むしろその長さに沿って（すなわち、おおむね軸方向Ａに沿って）曲線を定めていることを、理解できるであろう。このような構成において、シュートの空気流方向（シュートがシールシュート１４６として構成されるときの空気流方向１４８、またはシュートが主空気シュート１３４として構成されるときの空気流方向１３８など）は、空気流がシュートを出る有効方向を指すことができる。
【００７３】
さらに、ここで図１１を参照すると、他の実施形態において、シュートが、はるかに高い高さ１６０，１６１と、幅１６２，１６３とを定めることができることを、理解できるであろう。例えば、図１１の実施形態において、シュートは、高さ１６０，１６１が幅１６２，１６３よりも少なくとも約４倍大きく、幅１６２，１６３よりも最大で約１０倍大きい長細いアスペクト比のシュートとして構成される。分かり易くするために、図１１の典型的なシュートが、シュート壁を除いて描かれていることを、理解できるであろう。とりわけ、主空気流シュート１３４が図１１の典型的なシュートに従って構成される場合、ドーム１０４は、所望の方向に所望の量の空気流をもたらすために、円周方向Ｃに沿って間隔を空けつつ位置する比較的多数の主空気流シュート１３４を含むことができる。
【００７４】
理解されるように、特定の実施形態において、シールシュート１４６を、本明細書に記載の上記シュートのいずれかに従って構成することができる。同様に、他の典型的な実施形態において、渦停留型燃焼器１００の主空気シュート１３４を、本明細書に記載の上記シュートのうちの１つ以上に従って構成してもよい。例えば、特定の典型的な実施形態においては、主空気シュート１３４が空気流部材を含まなくてよく、主空気シュートの側壁１３６（図２を参照）の湾曲／方向を通じて旋回を生じさせることができることを、理解できるであろう。
【００７５】
さらに、さらなる他の典型的な実施形態において、渦停留型燃焼器１００は、さらなる任意の他の適切な構成を有することができることを、理解すべきである。例えば、他の典型的な実施形態において、渦停留型燃焼器１００は、シールシュート１４６を含まなくてもよく、あるいは（例えば、シールシュート１４６がゼロよりも大きい旋回角度で空気流を導入する場合に）主空気シュート１３４を含まなくてもよい。これに加え、あるいはこれに代えて、渦停留型燃焼器１００のドーム１０４は、任意の適切な構成を有する１つ以上の希釈空気孔１４７またはシュート、任意の適切な構成を有する冷却空気孔１４５、任意の適切な構成を有する燃料ノズルアセンブリ、などを含むことができる。
【００７６】
さらに、次に図１２を参照すると、本開示の別の典型的な実施形態による渦停留型燃焼器１００の概略の側面断面図が示されている。図１２の典型的な渦停留型燃焼器１００を、図２を参照して上述した典型的な渦停留型燃焼器１００と実質的に同じやり方で構成することができる。したがって、同一または類似の番号は、同一または類似の部分を指すことができる。
【００７７】
図示されているように、渦停留型燃焼器１００は、一般に、外側渦室壁１０６と、外側つなぎ壁１２２と、外側燃焼室ライナ１２６とを含む。さらに、渦停留型燃焼器１００は、図示の実施形態においては、内側渦室壁１７２と、内側つなぎ壁１７４と、内側燃焼室ライナ１２８とを含む。さらに、渦停留型燃焼器１００は、外側渦室壁１０６の前端部１１０に取り付けられ、内側渦室壁１７２の前端部１７６にさらに取り付けられたドーム１０４を含む。外側つなぎ壁１２２は、外側渦室壁１０６および外側燃焼室ライナ１２６に結合し、両者の間を延びており、内側つなぎ壁１７４は、内側渦室壁１７２および内側燃焼室ライナ１２８に結合し、両者の間を延びている。したがって、図示の実施形態においては、外側渦室壁１０６、ドーム１０４、内側渦室壁１７２、外側燃焼室ライナ１２６、および内側燃焼室ライナ１２８が協働して、燃焼室１１４を少なくとも部分的に定める。
【００７８】
しかしながら、とりわけ、図１２の実施形態において、燃焼室１１４の外側渦停留室１１８を定めている外側渦室壁１０６およびドーム１０４に加えて、内側渦室壁１７２およびドーム１０４は、燃焼室１１４の内側渦停留室１７８を定める。このような典型的な実施形態において、ドーム１０４は、外側つなぎ壁１２２と外側燃焼室ライナ１２６とによって形成された角部１３０と交差する空気流方向１４８を定める外側シールシュート１４６、ならびに内側つなぎ壁１７４と内側燃焼室ライナ１２８とによって形成された角部１８４と交差する空気流方向１８２を定める内側シールシュート１８０をさらに含む。さらに、図１２の典型的な渦停留型燃焼器１００は、主空気シュート１３４を含み、主空気シュート１３４は、旋回角度１４２を有する空気流方向１３８を定めている。より具体的には、主空気シュート１３４の空気流方向１３８は、図示の渦停留型燃焼器１００の半径方向Ｒおよび軸方向Ａによって定められる基準面１４４（例えば、図３を参照）とのゼロ（０）よりも大きい角度を定める。図示の実施形態の主空気シュート１３４は、外側渦停留室１１８の（半径方向Ｒにおける）内側かつ内側渦停留室１７８の（半径方向Ｒにおける）外側に位置する。
【００７９】
ここで図１３を参照すると、ガスタービンエンジンの渦停留型燃焼器を動作させるための方法３００のフロー図が示されている。渦停留型燃焼器を、図１〜図１２を参照して上述した典型的な渦停留型燃焼器のうちの１つ以上と同一または同様のやり方で構成することができる。したがって、例えば、渦停留型燃焼器は、外側渦室壁と、外側渦室壁に取り付けられ、あるいは外側渦室壁に一体に形成されたドームとを含むことができる。ドームおよび外側渦室壁は、外側渦停留室を有する燃焼室を少なくとも部分的に定める。さらに、ドームは、主空気シュートを含む。
【００８０】
方法３００は、一般に、（３０２）において、合計量の空気流を燃焼室へともたらすことを含む。（３０２）においてもたらされる合計量の空気流を、例えば、冷却空気孔、希釈空気孔、シールシュート、などを含む種々の供給源を通ってもたらすことができる。例えば、図示の典型的な態様において、（３０２）において合計量の空気流を燃焼室へともたらすことは、空気流を空気流方向に沿って空気シュートを通して燃焼室へともたらすことを含む。より具体的には、図示の態様において、（３０２）において合計量の空気流を燃焼室へともたらすことは、（３０４）において、主空気流を空気流方向に沿って主空気シュートを通して燃焼室へともたらすことを含む。空気流方向は、０度よりも大きく約４５度よりも小さい基準面との角度を定める。基準面は、渦停留型燃焼器を含むガスタービンエンジンの半径方向および軸方向によって定められる。
【００８１】
さらに、図示の典型的な態様において、ドームは、渦停留型燃焼器を含むガスタービンエンジンの円周方向に沿って間隔を空けつつ位置する複数の主空気シュートをさらに含む。とくに、ガスタービンエンジンの軸方向、半径方向、および円周方向は、渦停留型燃焼器の軸方向、半径方向、および円周方向に整列することができる。このような典型的な態様において、（３０４）において主空気流を、主空気シュートを通して燃焼室へともたらすことは、（３０６）において、主空気流を円周方向に沿って間隔を空けつつ位置する複数の主空気シュートを通して燃焼室へともたらすことを、さらに含むことができる。このような典型的な態様において、主空気流は、（３０２）において燃焼室へともたらされる合計量の空気流の総量の少なくとも約１５パーセントであってよい。例えば、少なくとも特定の典型的な態様において、主空気流は、（３０２）において燃焼室へともたらされる合計量の空気流の約２０パーセント〜約８５パーセントの間であってよい。
【００８２】
本明細書は、本発明を最良の態様を含めて開示するとともに、あらゆるデバイス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、実施例を用いている。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、それらが特許請求の範囲の文言から相違しない構造要素を含んでおり、あるいは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、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
ガスタービンエンジン（１０）において用いられる渦停留型燃焼器（１００）であって、半径方向（Ｒ）と、軸方向（Ａ）と、円周方向（Ｃ）とを定め、
前端部（１１０）を定めている外側渦室壁（１０６）と、
前記外側渦室壁（１０６）の前記前端部（１１０）において前記外側渦室壁（１０６）に取り付けられ、あるいは前記外側渦室壁（１０６）と一体に形成されたドーム（１０４）とを備え、前記ドーム（１０４）および外側渦室壁（１０６）は、外側渦停留室（１１８）を有する燃焼室（１１４）を少なくとも部分的に定め、前記ドーム（１０４）は、空気流方向（１３８、１４８、１８２）を定める空気シュート（１３４、１４６、１８０）を備えており、前記渦停留型燃焼器（１００）の前記半径方向（Ｒ）および軸方向（Ａ）は、前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）を通って延びる基準面（１４４）を定め、前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）の前記空気流方向（１３８、１４８、１８２）は、ゼロよりも大きい前記基準面（１４４）との角度を定めている、渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様２］
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）の前記空気流方向（１３８、１４８、１８２）が定める前記基準面（１４４）との角度は、約５度よりも大きく、約５０度よりも小さい、実施態様１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様３］
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、前記ドーム（１０４）の主空気シュート（１３４）である、実施態様１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様４］
前記ドーム（１０４）は、前記渦停留型燃焼器（１００）の前記円周方向（Ｃ）に沿って間隔を空けつつ位置する複数の主空気シュート（１３４）をさらに備え、前記燃焼室（１１４）は、動作時に合計量の空気流を受け取るように構成され、前記合計量の空気流のうちの少なくとも約１５パーセントが、前記複数の主空気シュート（１３４）を通ってもたらされる、実施態様３に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様５］
前記合計量の空気流のうちの約２０パーセント〜約８５パーセントの間が、前記複数の主空気シュート（１３４）を通ってもたらされる、実施態様４に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様６］
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、高さ（１６０、１６１）および幅（１６２、１６３）を定め、高さ（１６０、１６１）は幅（１６２、１６３）よりも大きい、実施態様１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様７］
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、前記ドーム（１０４）のシールシュート（１４６、１８０）である、実施態様１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様８］
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、前記ドーム（１０４）の主空気シュート（１３４）であり、前記ドーム（１０４）は、シールシュート（１４６、１８０）をさらに備え、前記シールシュート（１４６、１８０）は、前記基準面（１４４）における空気流方向（１４８、１８２）を定め、前記ドーム（１０４）は、前記基準面（１４４）において前記シールシュート（１４６、１８０）を通って延びる基準線（１４９）を定め、前記空気流方向（１４８、１８２）は、９０度よりも小さく、約４５度よりも大きい前記ドーム（１０４）の前記基準線（１４９）との角度（１５１）を定める、実施態様１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様９］
前記外側渦室壁（１０６）に取り付けられ、あるいは前記外側渦室壁（１０６）と一体に形成された外側つなぎ壁（１２２）と、
前記外側つなぎ壁（１２２）に取り付けられ、あるいは前記外側つなぎ壁（１２２）と一体に形成された外側燃焼室ライナ（１２６）とをさらに備え、前記外側つなぎ壁（１２２）および前記外側燃焼室ライナ（１２６）は、角部（１３０）を協働して形成し、前記シールシュート（１４６）の前記空気流方向（１４８）は、前記角部（１３０）と交差する、実施態様８に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様１０］
前記外側渦室壁（１０６）に取り付けられ、あるいは前記外側渦室壁（１０６）と一体に形成された外側つなぎ壁（１２２）であって、前記ドーム（１０４）、前記外側渦室壁（１０６）、または前記外側つなぎ壁（１２２）の少なくとも１つが、燃料ノズル開口（１５５）を定める、外側つなぎ壁（１２２）と、
前記燃料ノズル開口（１５５）内に配置され、あるいは前記燃料ノズル開口（１５５）を通って延びる燃料ノズル（１５４）であって、前記燃料ノズル（１５４）は、平均燃料噴出方向（１５６）を定め、前記平均燃料噴出方向（１５６）は、ゼロ度よりも大きくて約４５度よりも小さい前記基準面（１４４）との角度（１５８）を定める、燃料ノズル（１５４）と
をさらに備える、実施態様１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様１１］
前記平均燃料噴出方向（１５６）と前記基準面（１４４）とによって定められる角度（１５８）は、約１０度よりも大きく、約４０度よりも小さい、実施態様１０に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様１２］
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、前記半径方向（Ｒ）に沿って前記外側渦室（１１８）の内側に位置する、実施態様１に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様１３］
前端部（１７６）を備えており、前記燃焼室（１１４）を部分的に定めている内側渦室壁（１７２）をさらに備え、前記ドーム（１０４）は、前記内側渦室壁（１７２）の前記前端部（１７６）において前記内側渦室壁（１７２）に取り付けられ、あるいは前記内側渦室壁（１７２）と一体に形成され、前記燃焼室（１１４）は、内側渦室（１７８）をさらに備える、実施態様１２に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様１４］
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）は、主空気シュート（１３４）であり、前記主空気シュート（１３４）は、前記半径方向（Ｒ）に沿って前記内側渦室（１７８）の外側に配置されている、実施態様１３に記載の渦停留型燃焼器（１００）。
［実施態様１５］
ガスタービンエンジン（１０）の渦停留型燃焼器（１００）であって、外側渦室壁（１０６）と、前記外側渦室壁（１０６）に取り付けられ、あるいは前記外側渦室壁（１０６）と一体に形成されたドーム（１０４）とを備えており、前記ドーム（１０４）および前記外側渦室壁（１０６）は、外側渦停留室（１１８）を有する燃焼室（１１４）を少なくとも部分的に定め、前記ドーム（１０４）は、主空気シュート（１３４）をさらに備えている渦停留型燃焼器（１００）を動作させるための方法（３００）であって、
合計量の空気流を前記燃焼室（１１４）へともたらすステップ（３０２）を含み、前記合計量の空気流を前記燃焼室（１１４）へともたらすステップ（３０２）は、空気流方向（１３８）に沿って前記主空気シュート（１３４）を通って前記燃焼室（１１４）へと主空気流をもたらすことを含み、前記空気流方向（１３８）は、ゼロ度よりも大きくて約４５度よりも小さい基準面（１４４）との角度（１４２）を定め、前記基準面（１４４）は、前記ガスタービンエンジン（１０）の半径方向（Ｒ）と軸方向（Ａ）とによって定められる、方法（３００）。
［実施態様１６］
前記ドーム（１０４）は、前記ガスタービンエンジン（１０）の円周方向（Ｃ）に沿って間隔を空けつつ位置した複数の主空気シュート（１３４）をさらに備え、前記主空気シュート（１３４）を通って前記燃焼室（１１４）へと前記主空気流をもたらすステップ（３０４）は、前記円周方向（Ｃ）に沿って間隔を空けつつ位置した前記複数の主空気シュート（１３４）を通って前記燃焼室（１１４）へと前記主空気流をもたらすことを含み、前記主空気流は、前記燃焼室（１１４）へともたらされる前記合計量の空気流の少なくとも約１５パーセントである、実施態様１５に記載の方法（３００）。
［実施態様１７］
前記主空気流は、前記燃焼室（１１４）へともたらされる前記合計量の空気流の約２０パーセント〜約８５パーセントの間である、実施態様１６に記載の方法（３００）。
［実施態様１８］
半径方向（Ｒ）と、軸方向（Ａ）と、円周方向（Ｃ）とを定めているガスタービンエンジン（１０）であって、
圧縮機部分と、
タービン部分と、
前記圧縮機部分の下流かつ前記タービン部分の上流に位置した燃焼部分（２６）とを備え、前記燃焼部分（２６）は、渦停留型燃焼器（１００）を備え、前記渦停留型燃焼器（１００）は、
前端部（１１０）を定めている外側渦室壁（１０６）と、
前記外側渦室壁（１０６）の前記前端部（１１０）において前記外側渦室壁（１０６）に取り付けられ、あるいは前記外側渦室壁（１０６）と一体に形成されたドーム（１０４）とを備え、前記ドーム（１０４）および外側渦室壁（１０６）は、外側渦停留室（１１８）を有する燃焼室（１１４）を少なくとも部分的に定め、前記ドーム（１０４）は、空気流方向（１３８、１４８、１８２）を定める空気シュート（１３４、１４６、１８０）を備え、前記半径方向（Ｒ）および軸方向（Ａ）は、前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）を通って延びる基準面（１４４）を定め、前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）の前記空気流方向（１３８、１４８、１８２）は、前記基準面（１４４）とゼロよりも大きい角度を定めている、ガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様１９］
前記空気シュート（１３４、１４６、１８０）の前記空気流方向（１３８、１４８、１８２）が定める前記基準面（１４４）との角度は、約１０度よりも大きく、約４５度よりも小さい、実施態様１８に記載のガスタービンエンジン（１０）。
［実施態様２０］
前記ドーム（１０４）は、前記渦停留型燃焼器（１００）の前記円周方向（Ｃ）に沿って間隔を空けつつ位置する複数の主空気シュート（１３４）をさらに備え、前記燃焼室（１１４）は、動作時に合計量の空気流を受け取るように構成され、前記合計量の空気流のうちの少なくとも約１５パーセントが、前記複数の主空気シュート（１３４）を通ってもたらされる、実施態様１８に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【符号の説明】
【００８３】
１０  ターボファン、高バイパスターボファンジェットエンジン
１２  長手軸、長手方向中心線
１４  ファン部分
１６  コアタービンエンジン
１８  外側ケーシング
２０  入口
２２  低圧（ＬＰ）圧縮機
２４  高圧（ＨＰ）圧縮機
２６  燃焼部分
２８  ＨＰタービン
３０  ＬＰタービン
３２  ジェット排気ノズル部分
３４  スプール
３６  ＬＰシャフト、スプール
３８  可変ピッチファン
４０  ファンブレード
４２  ディスク
４４  駆動部材
４６  動力ギアボックス
４８  前部ナセル
５０  外側ナセル
５２  出口ガイドベーン
５４  下流部分
５６  通路
５８  空気
６０  取り入れ口
６２  空気の第１の部分
６４  空気の第２の部分
６６  燃焼ガス
６８  ＨＰタービンステータベーン
７０  ＨＰタービンロータブレード
７２  ＬＰタービンステータベーン
７４  ＬＰタービンロータブレード
７６  ファンノズル排気部分
７８  高温ガス経路
１００  渦停留型燃焼器
１０２  軸方向中心線
１０４  ドーム
１０６  外側渦室壁
１１０  前端部
１１２  後端部
１１４  燃焼室
１１８  外側渦停留室、外側渦室
１２０  主流室
１２２  外側つなぎ壁
１２６  外側燃焼室ライナ
１２８  内側燃焼室ライナ
１３０  角部
１３２  燃焼室中心線
１３２’  基準線
１３４  主空気シュート、主空気流シュート
１３６  シュート壁、側壁
１３８  空気流方向
１３９  角度
１４２  旋回角度
１４４  基準面
１４５  冷却空気孔
１４６  外側シールシュート
１４７  希釈空気孔
１４８  空気流方向
１４９  基準線
１５０  角度
１５１  角度
１５２  燃料ノズルアセンブリ
１５４  燃料ノズル
１５５  燃料ノズル開口
１５５’  開口
１５５’’  開口
１５６  平均燃料噴出方向
１５８  旋回角度
１６０  高さ
１６１  高さ
１６２  幅
１６３  幅
１６４  空気流部材
１６８  本体スプリッタ
１７０  下流端
１７２  内側渦室壁
１７４  内側つなぎ壁
１７６  前端部
１７８  内側渦停留室
１８０  内側シールシュート
１８２  空気流方向
１８４  角部
３００  方法
Ａ  軸方向
Ｃ  円周方向
Ｐ  ピッチ軸
Ｒ  半径方向
【図１】
2019095184.tif 000003
【図２】
2019095184.tif 000004
【図３】
2019095184.tif 000005
【図４】
2019095184.tif 000006
【図５】
2019095184.tif 000007
【図６】
2019095184.tif 000008
【図７】
2019095184.tif 000009
【図８】
2019095184.tif 000010
【図９】
2019095184.tif 000011
【図１０】
2019095184.tif 000012
【図１１】
2019095184.tif 000013
【図１２】
2019095184.tif 000014
【図１３】
2019095184.tif 000015
【外国語明細書】
2019095184000001.pdf