(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジン（１０）の燃焼器（１２）用の音響減衰共鳴器システム（１４）であって、
少なくとも１つの共鳴器ハウジング（１８）が設けられており、該少なくとも１つの共鳴器ハウジング（１８）の内側表面（３４）と、該内側表面（３４）とは反対の側の外側表面（３６）とで以て、少なくとも１つの内部通路（３２）を画定しており、
前記少なくとも１つの共鳴器ハウジング（１８）から半径方向外側に延在する、少なくとも１つの共鳴器室（２４）が設けられており、該少なくとも１つの共鳴器室（２４）は、該少なくとも１つの共鳴器室（２４）の外壁（３８）に形成された、少なくとも１つの共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）と、前記少なくとも１つの共鳴器ハウジング（１８）を貫通して延びる、少なくとも１つの共鳴器排気開口（２６）とを有しており、
前記少なくとも１つの共鳴器排気開口（２６）には、前記少なくとも１つの共鳴器室（２４）の下流側の壁（４４）よりも、前記少なくとも１つの共鳴器室（２４）の上流側の壁（４２）の近くに配置された、複数の共鳴器排気開口（２６）が含まれており、
前記少なくとも１つの共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）には、前記複数の共鳴器排気開口（２６）からずらされた複数の共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）が含まれており、これにより、前記複数の共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）のうちの少なくとも１つは、半径方向において前記少なくとも１つの共鳴器ハウジング（１８）に位置合わせされており、該共鳴器ハウジング（１８）には、前記少なくとも１つの共鳴器室（２４）に流入する冷却流体が前記少なくとも１つの共鳴器ハウジング（１８）に衝突するように、前記複数の共鳴器排気開口（２６）が配置されており、
前記複数の共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）は、前記複数の共鳴器排気開口（２６）によって形成される列（４８）よりも少数の列（４６）を形成しており、前記複数の共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）により形成される前記列（４６）は、周方向に延びており、各列（４６）に含まれる共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）の各々が、対応する前記複数の共鳴器排気開口（２６）によって形成される前記列（４８）に含まれる所定の２つの共鳴器排気開口（２６）の間に位置しており、
前記複数の共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）は、前記共鳴器排気開口（２６）の上流側の第１の列（５０）よりも１つ少ない開口（３０）を有する第１の列（５２）を形成しており、前記複数の共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）は、該共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）の前記第１の列（５２）の下流側に第２の列（５４）を形成しており、前記共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）の前記第２の列（５４）は、前記共鳴器排気開口（２６）の第２の列（５６）よりも２つ少ない開口（３０）を有していることを特徴とする、タービンエンジン（１０）の燃焼器（１２）用の音響減衰共鳴器システム（１４）。
【請求項２】
前記複数の共鳴器排気開口（２６）は、これら複数の共鳴器排気開口（２６）の最小直径の少なくとも１．５倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散している、請求項１記載の音響減衰共鳴器システム（１４）。
【請求項３】
前記複数の共鳴器排気開口（２６）は、これら複数の共鳴器排気開口（２６）の最小直径の少なくとも２倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散している、請求項１記載の音響減衰共鳴器システム（１４）。
【請求項４】
前記複数の共鳴器排気開口（２６）は、三角形の１つの先端が下流側に向けられた逆三角形のパターンにまとめられている、請求項１記載の音響減衰共鳴器システム（１４）。
【請求項５】
前記複数の共鳴器排気開口（２６）は、長方形のパターンにまとめられている、請求項１記載の音響減衰共鳴器システム（１４）。
【請求項６】
前記共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）の前記第２の列（５４）は、前記共鳴器排気開口（２６）の前記第２の列（５６）の中間位置をスキップしている、請求項１記載の音響減衰共鳴器システム（１４）。
【請求項７】
前記複数の吸気インピンジメント開口（３０）は、これら複数の吸気インピンジメント開口（３０）の最小直径の少なくとも１．５倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散している、請求項１記載の音響減衰共鳴器システム（１４）。
【請求項８】
前記複数の吸気インピンジメント開口（３０）は、これら複数の吸気インピンジメント開口（３０）の最小直径の少なくとも２倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散している、請求項１記載の音響減衰共鳴器システム（１４）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの共鳴器室（２４）の前記外壁（３８）と前記少なくとも１つの共鳴器ハウジング（１８）との間の間隔と、前記少なくとも１つの共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）の直径との比は、７〜４である、請求項１記載の音響減衰共鳴器システム（１４）。
【請求項１０】
前記外壁（３８）の厚さは、半径方向内側に向かって延在する前記少なくとも１つの共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）の長さと、前記少なくとも１つの共鳴器吸気インピンジメント開口（３０）の直径との比が１を上回るように寸法決めされている、請求項１記載の音響減衰共鳴器システム（１４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジン内の燃焼器におけるダイナミクス減衰用の音響減衰システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、典型的に、圧縮機の下流側であり且つタービンアセンブリの上流側に配置された、複数の燃焼器バスケットを有している。運転中、これらの燃焼器バスケット内ではしばしば縦モードダイナミクスが生じる。縦モードダイナミクスは、通常、燃焼器バスケット内の空気流路の入口で発生して、下流側のタービン入口へ移っていく。このダイナミクスは、比較的新しいガスタービンに益々求められている低エミッション運転を行うための、ガスタービンエンジンの柔軟な調整を制限することになる。
【０００３】
縦モードダイナミクスを減衰するために、燃焼器に共鳴器が組み込まれてきた。共鳴器は、特定の音響同調に対応するように寸法決めされて構成されている。様々な構成の共鳴器が採用されてきた。典型的には、共鳴器は最も効果的であるように、燃焼器内の最大放熱領域に配置されている。この位置で、共鳴器はかなりの温度・熱勾配に晒されることになる。初期の構成には、共鳴器を燃焼器に直接溶接することが含まれていたが、残留応力に基づく亀裂形成によりしばしば破損して、高い修理費につながっていた。別の構成も用いられたが、亀裂やかなりの修理費のために成功は限られていた。よって、縦モードダイナミクスを減衰するための、より効率的で費用のかからない構成が必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
音響減衰共鳴器システムを備えたガスタービンエンジン燃焼器を有する、音響減衰式のガスタービンエンジンを開示する。音響減衰共鳴器システムは、１つ又は複数の共鳴器から形成されていてよく、共鳴器は、ガスタービンエンジン燃焼器内で燃焼器バスケットを形成し且つ燃焼器内で周方向に延在するアウタハウジングに配置された共鳴器ハウジングから形成されている。少なくとも１つの実施形態では、共鳴器ハウジングは、冷却を向上させると共に亀裂や他の損傷のリスクを低下させる、１つ又は複数の共鳴器室を有していてよい。共鳴器ハウジングは、燃焼器内の最高温度の領域により近づけて配置された共鳴器排気開口を有していてよく、これにより、共鳴器が燃焼器内の温度勾配を下げることができるようになっている。共鳴器ハウジングは、特に共鳴器排気開口間及び共鳴器吸気インピンジメント開口間の間隔の増大により、従来型のシステムに見られた応力を低下させるように寸法決めされて構成されていてよい。
【０００５】
少なくとも１つの実施形態では、タービンエンジンの燃焼器用の音響減衰共鳴器システムは、１つ又は複数の共鳴器ハウジングを有していてよく、共鳴器ハウジングは、共鳴器ハウジングの内側表面と、この内側表面とは反対の側の外側表面とで以て、１つ又は複数の内部通路を画定している。音響減衰共鳴器システムは、共鳴器ハウジングから半径方向外側に延在する、１つ又は複数の共鳴器室を有していてよい。共鳴器室は、この共鳴器室の外壁に形成された１つ又は複数の共鳴器吸気インピンジメント開口と、共鳴器ハウジングを貫通して延びる１つ又は複数の共鳴器排気開口とを有していてよい。共鳴器ハウジングを貫通して延びる共鳴器排気開口は、この共鳴器排気開口を燃焼器内の最高温度の領域により近づけて配置するために、軸方向上流側にずらされていてよい。
【０００６】
共鳴器排気開口には、共鳴器室の下流側の壁よりも共鳴器室の上流側の壁の近くに配置された複数の共鳴器排気開口が含まれていてよい。複数の共鳴器排気開口は、これら複数の共鳴器排気開口の最小直径の少なくとも１．５倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散していてよい。別の実施形態では、複数の共鳴器排気開口は、これら複数の共鳴器排気開口の最小直径の少なくとも２倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散していてよい。複数の共鳴器排気開口は、三角形の１つの先端が下流側に向けられた逆三角形のパターンにまとめられていてよい。別の実施形態では、複数の共鳴器排気開口は、長方形のパターンにまとめられている。
【０００７】
共鳴器吸気インピンジメント開口には、複数の共鳴器排気開口からずらされた複数の共鳴器吸気インピンジメント開口が含まれていてよく、これにより複数の共鳴器吸気インピンジメント開口のうちの１つ又は複数は、半径方向において共鳴器ハウジングに位置合わせされており、共鳴器ハウジングには、共鳴器室に流入する冷却流体が共鳴器ハウジングに衝突するように、複数の共鳴器排気開口が配置されている。複数の共鳴器吸気インピンジメント開口は、複数の共鳴器排気開口によって形成される列の半数の列を形成していてよい。複数の共鳴器吸気インピンジメント開口により形成される列は、周方向に延びていてよく、且つ半径方向において、共鳴器排気開口の上流側の第１の列で始まって下流側に移っていく複数の共鳴器排気開口の各列の間に位置合わせされていてよい。複数の共鳴器吸気インピンジメント開口は、共鳴器排気開口の第１の列よりも１つ少ない開口を有する第１の列を形成していてよい。複数の共鳴器吸気インピンジメント開口は、共鳴器吸気インピンジメント開口の第１の列の下流側に第２の列を形成していてよく、共鳴器吸気インピンジメント開口の第２の列は、共鳴器排気開口の第２の列よりも２つ少ない開口を有していてよい。吸気インピンジメント開口の第２の列は、共鳴器排気開口の第２の列の中間位置をスキップしていてよい。
【０００８】
複数の吸気インピンジメント開口は、これら複数の吸気インピンジメント開口の最小直径の少なくとも１．５倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散していてよい。複数の吸気インピンジメント開口は、これら複数の吸気インピンジメント開口の最小直径の少なくとも２倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散していてよい。共鳴器室の外壁と共鳴器ハウジングとの間の間隔と、共鳴器吸気インピンジメント開口の直径との比は、約７〜約４であってよい。外壁の厚さは、半径方向内側に向かって延在する少なくとも１つの共鳴器吸気インピンジメント開口の長さと、少なくとも１つの共鳴器吸気インピンジメント開口の直径との比が１を上回るように寸法決めされていてよい。
【０００９】
別の実施形態では、タービンエンジンの燃焼器用の音響減衰共鳴器システムは、１つ又は複数の共鳴器ハウジングを有していてよく、共鳴器ハウジングは、共鳴器ハウジングの内側表面と、この内側表面とは反対の側の外側表面とで以て、少なくとも１つの内部通路を画定している。音響減衰共鳴器システムは、共鳴器ハウジングから半径方向外側に延在する、１つ又は複数の共鳴器室を有していてよく、共鳴器室は、この共鳴器室の１つの外壁に形成された少なくとも１つの共鳴器吸気インピンジメント開口と、共鳴器ハウジングを貫通して延びる共鳴器排気開口とを有している。音響減衰共鳴器システムは、約７〜約４の、共鳴器室の外壁と共鳴器ハウジングとの間の間隔と、共鳴器吸気インピンジメント開口の直径との比を有していてよい。このようにして、共鳴器室のフットプリントが拡大されている。共鳴器室の外壁と共鳴器ハウジングとの間の間隔と、共鳴器吸気インピンジメント開口の直径との比が８を上回る共鳴器室に関して、少なくとも１つの共鳴器室内で直線的に延びる共鳴器最大内寸は、１２％未満だけ増大されていてよいのに対して、共鳴器室のフットプリントは、４０％〜１００％だけ拡大されている。
【００１０】
音響減衰共鳴器システムは、多数の異なる形状を有していて、共鳴器室内で直線的に延びる共鳴器最大内寸が、目下の減衰周波数を上回る、共鳴器室の目標カットオフ周波数のポイントを超えて拡大されることを防ぐように構成された、複数の共鳴器室を有していてよい。少なくとも１つの実施形態では、共鳴器室を形成する外側の側壁の断面形状は、平行四辺形の変化形を形成しており、最長対角線方向が、交点切断部に基づき減少している。平行四辺形の変化形の交点切断部は、第１の交点における第１のコーナー辺と、第２の交点における第２のコーナー辺とによって形成されていてよく、第１のコーナー辺は、平行四辺形の変化形を形成する第１の側壁と第２の側壁との間に延びていてよく、第２のコーナー辺は、平行四辺形の変化形を形成する第３の側壁と第４の側壁との間に延びていてよい。別の実施形態では、共鳴器室を形成する外側の側壁の断面形状は、三角形の変化形を形成していてよく、少なくとも２つのコーナーが、コーナー辺で切断されている。更に別の実施形態では、三角形の変化形の各コーナーが、少なくとも１つのコーナー辺で切断されていてよく、その結果、第１のコーナー辺は第１の側壁と第２の側壁との間に延びていてよく、第２のコーナー辺は第２の側壁と第３の側壁との間に延びていてよく、第３のコーナー辺は第１の側壁と第３の側壁との間に延びていてよい。
【００１１】
別の実施形態では、共鳴器室を形成する外側の側壁の断面形状は長方形の変化形を形成していてよく、少なくとも２つのコーナーが、コーナー辺で切断されている。長方形の変化形の少なくとも２つのコーナーが、少なくとも１つのコーナー辺で切断されていてよい。長方形の変化形の各コーナーが、少なくとも１つのコーナー辺で切断されていてよく、その結果、第１のコーナー辺は第１の側壁と第２の側壁との間に延びていてよく、第２のコーナー辺は第２の側壁と第３の側壁との間に延びていてよく、第３のコーナー辺は第３の側壁と第４の側壁との間に延びていてよく、第４のコーナー辺は第１の側壁と第４の側壁との間に延びていてよい。少なくとも１つの実施形態では、共鳴器室を形成する少なくとも１つの側壁における少なくとも１つのコーナーは、湾曲していてよい。
【００１２】
これらの利点と他の利点及び目的は、以下に記載する本発明の詳細な説明を参照することにより明らかになる。
【００１３】
明細書に組み込まれてその一部を形成する添付図面は、本発明の各実施形態を示すものであり、詳細な説明と共に、本発明の原理を開示するものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】ガスタービンエンジン内に位置する燃焼器の側方部分断面図である。
【図２】ガスタービンエンジン内の燃焼器の、図１に示した断面線２−２で断面した側方断面図である。
【図３】音響減衰共鳴器システムを備えた燃焼器ライナの斜視図である。
【図４】従来型の共鳴器を備えたガスタービンエンジン内の燃焼器の概略的な線図である。
【図５】音響減衰共鳴器システムの共鳴器を、より大きな高さを有する従来型の共鳴器と共に示す、図３に示した断面線５−５に沿った側方断面図である。
【図６】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の、図３に示した断面線６−６に沿った斜視断面図である。
【図７】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の別の実施形態の、図３に示した断面線６−６に沿った斜視断面図である。
【図８】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の側方断面図であって、共鳴器室の下流側に隣接する、縮小された再循環ゾーンが示されており、再付着点で始まる高伝熱部は、図３の断面線５−５に沿って見ると従来型のシステムにおける高伝熱部よりも共鳴器の近くに位置している。
【図９】従来型の共鳴器室の側方断面図である。
【図１０】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の、図３に示した断面線５−５に沿った側方断面図である。
【図１１】従来型の共鳴器室の側方断面図である。
【図１２】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の、図３に示した断面線５−５に沿った側方断面図である。
【図１３】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の別の実施形態の、図３に示した断面線５−５に沿った側方断面図である。
【図１４】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の更に別の実施形態の、図３に示した断面線５−５に沿った側方断面図である。
【図１５】従来型の共鳴器室を上から見た断面図である。
【図１６】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の１つの実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図１７】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図１８】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の１つの実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図１９】従来型の共鳴器室を上から見た断面図である。
【図２０】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図２１】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の更に別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図２２】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図２３】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の更に別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図２４】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図２５】従来型の共鳴器室を上から見た断面図である。
【図２６】別の従来型の共鳴器室を上から見た断面図である。
【図２７】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の１つの実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図２８】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図２９】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の更に別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図３０】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図３１】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の更に別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図３２】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【図３３】音響減衰共鳴器システムの共鳴器室の別の実施形態を上から見た、図３に示した断面線６−６に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図３、図５〜図８、図１０、図１２〜図１４、図１６〜図１８、図２０〜図２４及び図２７〜図３３に示すように、音響減衰共鳴器システム１４を備えたガスタービンエンジン燃焼器１２を有する、音響減衰式のガスタービンエンジン１０が開示されている。音響減衰共鳴器システム１４は、１つ又は複数の共鳴器１６から形成されていてよく、共鳴器１６は、ガスタービンエンジン燃焼器１２内で燃焼器バスケット２２を形成し且つ燃焼器１２内で周方向に延在しているアウタハウジング２０に配置された共鳴器ハウジング１８から形成されている。少なくとも１つの実施形態では、共鳴器ハウジング１８は、１つ又は複数の共鳴器室２４を有していてよく、共鳴器室２４は、冷却を向上させると共に、亀裂及び他の損傷のリスクを低下させる。共鳴器ハウジング１８は、複数の共鳴器排気開口２６を有していてよく、これらの共鳴器排気開口２６は、燃焼器１２内の最高温度の領域２８のより近傍に配置されていてよく、これにより、共鳴器１６が燃焼器１２内の温度勾配を下げることが可能になる。共鳴器ハウジング１８は特に、共鳴器排気開口２６間の間隔と、共鳴器吸気インピンジメント開口３０間の間隔とを増大させることにより、従来型のシステムに見られる応力を低下させるように寸法決めされ且つ構成されていてよい。
【００１６】
少なくとも１つの実施形態では、タービンエンジン１０の燃焼器１２用の音響減衰共鳴器システム１４は、１つ又は複数の共鳴器ハウジング１８を有していてよい。共鳴器ハウジング１８は、図２及び図３に示すように、燃焼器１２の一部又は全周にわたって延在していてよい。少なくとも１つの実施形態では、共鳴器ハウジング１８は、図２、図３及び図５に示すように、共鳴器ハウジング１８の内側表面３４と、この内側表面３４とは反対側の外側表面３６とで以て、１つ又は複数の内部通路３２を画定していてよい。少なくとも１つの実施形態では、共鳴器ハウジング１８はほぼ円筒形であってよく、これにより、内側に単一の内部通路３２を備えたリングを形成している。
【００１７】
音響減衰共鳴器システム１４は、１つ又は複数の共鳴器室２４を有していてよく、共鳴器室２４は、共鳴器ハウジング１８から半径方向外側に向かって延在している。共鳴器室２４は、あらゆる適当な形状を有していてよい。少なくとも１つの実施形態では、図１６〜図１８、図２２〜図２４、図２７、図３２及び図３３に示すように、共鳴器室２４は、いくぶん三角形状を有する四角形として形成されてよいか、図２０〜図２１及び図３１に示すように長方形として形成されてよいか、又は別の適当な形状として形成されてよい。図１２〜図１４に示すように、共鳴器室２４は、外壁３８から形成されていてよく、外壁３８は、上流側の側壁４２や下流側の側壁４４といった、１つ又は複数の側壁４０により支持されていてよい。共鳴器室２４は、この共鳴器室２４の外壁３８に形成された１つ又は複数の共鳴器吸気インピンジメント開口３０と、共鳴器ハウジング１８を貫通して延びる１つ又は複数の共鳴器排気開口２６とを有していてよい。共鳴器ハウジング１８を貫通して延びる共鳴器排気開口２６は、この共鳴器排気開口２６を燃焼器１２内の最高温度の領域により近づけて配置するために、軸方向において上流側にずらされていてよい。
【００１８】
少なくとも１つの実施形態では、図１２に示すように、共鳴器１６は、共鳴器ハウジング１８に対して更に上流側の方向に向かってずらされていてよく、これにより共鳴器１６は、燃焼器１２内の最高温度の領域に、より一層近づいている。少なくとも１つの実施形態では図１４に示すように、音響減衰共鳴器システム１４は、共鳴器室２４の下流側の壁４４よりも、共鳴器室２４の上流側の壁４２の近くに配置された複数の共鳴器排気開口２６を有していてよい。図６、図７、図１７、図１８及び図２１に示すように、共鳴器排気開口２６は、共鳴器ハウジング１８における亀裂の兆候を低減させるために、図１５及び図１９に示すような従来型のシステムにおける相互間隔よりも更に相互間隔を空けられていてよい。複数の共鳴器排気開口２６は、これら複数の共鳴器排気開口２６の最小直径の少なくとも１．５倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散していてよい。別の実施形態では、共鳴器排気開口２６は、これらの共鳴器排気開口２６の最小直径の少なくとも２倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散していてよい。少なくとも１つの実施形態では、共鳴器排気開口２６は、図１６〜図１８及び図２２〜図２４に示すように、（三角形の１つの先端が下流側に向けられた逆三角形とも言える）いくぶん三角形状を有する四角形の形状を有するパターンか、図２０〜図２１に示すような長方形の形状を有するパターンか、又は別の適当な形状を有するパターンにまとめられてよい。
【００１９】
図２２〜図２４及び図３３に示すように、音響減衰共鳴器システム１４は、１つ又は複数の共鳴器吸気インピンジメント開口３０を有していてよく、共鳴器吸気インピンジメント開口３０は、複数の共鳴器排気開口２６からずらされており、これにより複数の共鳴器吸気インピンジメント開口３０のうちの少なくとも１つが、半径方向において共鳴器ハウジング１８に位置合わせされており、共鳴器ハウジング１８には、共鳴器室２４に流入する冷却流体が共鳴器ハウジング１８に衝突するように、複数の共鳴器排気開口２６が配置されている。図２３〜図２４及び図３３に示すように、共鳴器吸気インピンジメント開口３０は、複数の共鳴器排気開口２６によって形成される列４８よりも少ない列４６を形成していてよい。別の実施形態では、図２３〜図２４に示すように、共鳴器吸気インピンジメント開口３０は、複数の共鳴器排気開口２６によって形成される列４８の半数の列４６を形成していてよい。複数の共鳴器吸気インピンジメント開口３０により形成される列４６は、周方向に延びてよく、且つ半径方向において、共鳴器排気開口２６の上流側の第１の列５０で始まって下流側に移っていく複数の共鳴器排気開口２６の各列４８の間に位置合わせされていてよい。複数の共鳴器吸気インピンジメント開口３０により形成される列４６は、効率を上げるために、下流側の側壁４４よりも上流側の側壁４２の近くに配置されていてよい。少なくとも１つの実施形態では、複数の共鳴器吸気インピンジメント開口３０は、共鳴器排気開口２６の第１の列５０よりも１つ少ない開口３０を有する第１の列５２を形成していてよい。図２４に示すように、複数の共鳴器吸気インピンジメント開口３０は、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の第１の列５２の下流側に第２の列５４を形成していてよく、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の第２の列５４は、共鳴器排気開口２６の第２の列５６よりも、少なくとも２つ少ない開口３０を有している。図２４に示すように、吸気インピンジメント開口３０の第２の列５４は、共鳴器排気開口２６の第２の列５６の中間位置をスキップしていてよい。
【００２０】
別の実施形態では、図３３に示すように、複数の共鳴器吸気インピンジメント開口３０は、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の第１の列５２の下流側に第２の列５４を形成していてよく、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の第２の列５４は、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の第１の列５２よりも、少なくとも１つ追加された開口３０を有している。共鳴器排気開口２６の第２の列５６も、共鳴器排気開口２６の第１の列５０に比べて少なくとも１つ追加された共鳴器排気開口２６を有していてよい。共鳴器吸気インピンジメント開口３０の第３の列５８は、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の第２の列５４よりも、少なくとも１つ少ない開口３０を有していてよい。共鳴器排気開口２６の第３の列５９は、共鳴器排気開口２６の第２の列５６よりも、少なくとも１つ少ない開口２６を有していてよい。共鳴器吸気インピンジメント開口３０と共鳴器排気開口２６の残りの列は、下流側の側壁４４に向かって下流側へ移るにつれて、数が減っていてよい。
【００２１】
少なくとも１つの実施形態では、複数の吸気インピンジメント開口３０は、これら複数の吸気インピンジメント開口３０の最小直径の少なくとも１．５倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散していてよい。別の実施形態では、複数の吸気インピンジメント開口３０は、これら複数の吸気インピンジメント開口３０の最小直径の少なくとも２倍の直径に等しい相互間隔を空けて分散していてよい。
【００２２】
少なくとも１つの実施形態では、図５、図８、図２７〜図３２に示すように、共鳴器室２４は、所要冷却空気量を増大させることなく、共鳴器ハウジング１８及び燃焼器１２の冷却を増進させるように構成されていてよい。特に共鳴器室２４は、より大きな軸方向距離にわたって延在すると共に、より小さな半径方向高さを有するように変更されていてよく、これにより、共鳴器室２４内の容積は従来型のシステムに比べると比較的変わらないままであるが、共鳴器ハウジング１８のより大きな表面積が冷却流体に晒されることになる。更に、共鳴器室２４は、従来型のシステムよりも更に半径方向上流側に延在していてよく、このことは、共鳴器室２４の上流側の側壁４２、共鳴器排気開口２６又は共鳴器吸気インピンジメント開口３０、又はこれらのあらゆる組合せを上流側に移動させ、且つ燃焼器１２内の最高温度の領域２８により一層近づけることを可能にする。少なくとも１つの実施形態では、共鳴器室２４の外壁３８と共鳴器ハウジング１８との間の間隔と、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の直径との比は、約７〜約４であってよい。別の実施形態では、共鳴器室２４の外壁３８と共鳴器ハウジング１８との間の間隔と、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の直径との比は、共鳴器１６の中間部において約６．５である。共鳴器室２４の高さを減少させたことにより、共鳴器１６は、低温側流れ方向に関して共鳴器１６の下流側の低温側冷却を改良されることになる。それというのも、従来型のシステムにおける再循環ゾーンよりも小さな再循環ゾーンが側壁４０に隣接して形成されるからである。このようにして、より小さな低伝熱領域が、再循環ゾーンに隣接して形成される。その代わりに、再付着点における高伝熱部は、従来型のシステムにおける高伝熱部よりも共鳴器１６の近くに形成される。
【００２３】
共鳴器室２４の外壁３８は、共鳴器吸気インピンジメント開口３０を通る冷却流体の流れを増大させると共に、共鳴器室２４内での共鳴器ハウジング１８に対する冷却流体の衝突を増大させるように構成されていてよい。少なくとも１つの実施形態では図１０に示すように、共鳴器室２４の外壁３８は、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の効果を増大させるために、図９に示すような従来型のシステムよりも厚くなっていてよい。少なくとも１つの実施形態では、外壁３８の厚さは、半径方向内側に向かって延在する少なくとも１つの共鳴器吸気インピンジメント開口３０の長さと、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の直径との比が、約０．７５を上回るように寸法決めされていてよい。別の実施形態では、外壁３８の厚さは、半径方向内側に向かって延在する少なくとも１つの共鳴器吸気インピンジメント開口３０の長さと、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の直径との比が、約１を上回るように寸法決めされていてよい。
【００２４】
少なくとも１つの実施形態では、図５、図８、図２７〜図３２に示すように、音響減衰共鳴器システム１４は、共鳴器室２４のフットプリントを従来型の共鳴器に比べて拡大できるように、なお且つ共鳴器室２４内で直線的に延びる共鳴器最大内寸６０が、目下の減衰周波数を上回る、共鳴器室２４の目標カットオフ周波数のポイントを超えて拡大されることを防ぐように構成されていてよい。共鳴器１６の形状は、共鳴器最大内寸６０が共鳴器フットプリントと同じ関係で増大されないように適合されていてよい。適合された共鳴器の形状に基づき、カットオフ周波数を、共鳴器１６の設定周波数範囲内での確実な減衰を保証する、より高い周波数へシフトさせることができる。このようにして、音響減衰共鳴器システム１４は１つ又は複数の共鳴器室２４を備えた共鳴器ハウジング１８から上述したように形成されていてよい。共鳴器室２４の外壁３８と共鳴器ハウジング１８との間の間隔と、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の直径との比は、約７〜約４であってよい。図２９〜図３１に示すように、共鳴器室２４の外壁３８と共鳴器ハウジング１８との間の間隔と、共鳴器吸気インピンジメント開口３０の直径との比が８を上回る共鳴器室２４に関して、共鳴器室２４内で直線的に延びる共鳴器最大内寸６０は、１２％未満だけ増大されていてよいのに対して、共鳴器ハウジング１８に対する共鳴器室２４のフットプリントは、４０％〜１００％だけ拡大されていてよい。共鳴器室２４は、上記のように拡大され且つ寸法決めされていてよい。
【００２５】
音響減衰共鳴器システム１４は、多数の異なる形状を有していて、共鳴器室２４内で直線的に延びる共鳴器最大内寸６０が、目下の減衰周波数を上回る、共鳴器室２４の目標カットオフ周波数のポイントを超えて拡大されることを防ぐように構成された、複数の共鳴器室２４を有していてよい。少なくとも１つの実施形態では、共鳴器室２４を形成する外側の側壁４０の断面形状は、図３０に示すような平行四辺形の変化形６６を形成していてよく、共鳴器最大内寸６０は、交点切断部６４に基づき減少している。平行四辺形の変化形６６の交点切断部６４は、第１の交点７０における第１のコーナー辺６８と、第２の交点７４における第２のコーナー辺７２とによって形成されていてよい。第１のコーナー辺６８は、平行四辺形の変化形６６を形成する第１の側壁７６と第２の側壁７８との間に延びていてよい。第２のコーナー辺７２は、平行四辺形の変化形６６を形成する第３の側壁８０と第４の側壁８２との間に延びていてよい。
【００２６】
別の実施形態では、図２９に示すように、共鳴器室２４を形成する外側の側壁４０の断面形状は、三角形の変化形８４を形成していてよく、少なくとも２つのコーナー８６が、コーナー辺８８で切断されている。少なくとも１つの実施形態では、三角形の変化形８４の各コーナーが、少なくとも１つのコーナー辺８８で切断されていてよく、その結果、第１のコーナー辺６８は第１の側壁７６と第２の側壁７８との間に延びていてよく、第２のコーナー辺７２は第２の側壁７８と第３の側壁８０との間に延びていてよく、第３のコーナー辺９０は第１の側壁７６と第３の側壁８０との間に延びていてよい。
【００２７】
更に別の実施形態では、図３１に示すように、共鳴器室２４を形成する外側の側壁４０の断面形状は長方形の変化形９２を形成していてよく、少なくとも２つのコーナー８６が、コーナー辺８８で切断されている。長方形の変化形９２の少なくとも２つのコーナー８６が、１つ又は複数のコーナー辺８８で切断されていてよい。少なくとも１つの実施形態では、長方形の変化形９２の各コーナー８６が、少なくとも１つのコーナー辺８８で切断されていてよく、その結果、第１のコーナー辺６８は第１の側壁７６と第２の側壁７８との間に延びていてよく、第２のコーナー辺７２は第２の側壁７８と第３の側壁８０との間に延びていてよく、第３のコーナー辺９０は第３の側壁８０と第４の側壁８２との間に延びていてよく、第４のコーナー辺９４は第１の側壁７６と第４の側壁８２との間に延びていてよい。少なくとも１つの実施形態では、長方形の変化形９２は、等しい長さの辺を有しており且つ正方形であってよい。
【００２８】
図３２に示すように、共鳴器室２４を形成する１つ又は複数の側壁４０における１つ又は複数のコーナー８６は、湾曲していてよい。少なくとも１つの実施形態では、共鳴器室２４を形成する各側壁４０における各コーナー８６が湾曲していてよい。
【００２９】
上記事項は、本発明の図示、説明及び各実施形態の説明のために提供されたものである。上記各実施形態に対する変更及び適合は、当業者には明らかであり、本発明又は以下の請求項の範囲又は意図から逸脱することなく行われてよい。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１９】
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【図２２−２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９−３１】
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【図３２】
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【図３３】
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