(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（２１）用燃焼器（２７）であって、
前記燃焼器の内部燃焼チャンバ（４７）を少なくとも部分的に定めるハウジング（３３）と、
前記燃焼チャンバと連通して保持される燃焼器構成部品と、
前記ハウジングに全体的に結合され、前記ハウジングに対して第１の位置と第２の位置との間で移動可能なフェルール（３７）と、
を備え、
前記フェルールが、前記フェルールによる前記燃焼器構成部品の支持を提供するため前記燃焼器の構成部品が貫通して延びた一次開口（５５）を有し、前記ハウジングに対して前記燃焼器構成部品が前記フェルールと結合して移動可能であるようにし、
前記フェルールが更に、前記一次開口から分離され且つ横方向で離間した関係で形成された複数のパージガス開口を有し、パージガスが前記フェルールを通って前記燃焼チャンバ内に流入できるようにし、
前記パージガス開口は、前記フェルールの第１の位置において、前記パージガスがここを通って前記燃焼チャンバ内に流れるのに抗してブロックされる少なくとも１つのブロックパージガス開口と、パージガスが前記燃焼チャンバ内に流れるのが可能になる少なくとも１つのブロック解除パージガス開口とを含み、前記フェルールの第２の位置において、前記第１のフェルール位置のブロックパージガス開口の少なくとも１つがブロック解除されて、パージガスがそこを通って前記燃焼チャンバ内に流れるのが可能になるように、前記パージガス開口が前記フェルール内に配置されており、
前記ハウジング（３３）に対する前記フェルール（３７）の第２の位置において、前記第１のフェルール位置のブロック解除パージガス開口（５５、５７、５９）の少なくとも１つが、前記パージガスがここを通って前記燃焼チャンバ内に流れるのに抗してブロックされる
ことを特徴とする燃焼器（３７）。
【請求項２】
前記燃焼器構成部品が、前記燃焼チャンバ（４７）に燃料を送給するための燃料送給導管（３５）及び前記燃焼チャンバ内で燃料を点火する点火装置の一方を備える、
請求項１に記載のガスタービンエンジン（２１）。
【請求項３】
前記フェルール（３７）が、前記ハウジング（３３）に対して横方向移動の最大範囲を通って移動可能であり、前記パージガス開口（５５、５７、５９）の少なくとも１つが、前記ハウジングに対する前記フェルールの横方向移動の最大範囲全体にわたり前記フェルールのあらゆる位置においてブロック解除されたままにされる、
請求項１又は２に記載のガスタービンエンジン（２１）。
【請求項４】
前記パージガス開口が、前記一次開口（５５）から第１の距離だけ横方向に一様に間隔を置いて配置された複数の第１のパージガス開口（５５）と、前記第１の距離よりも大きな第２の距離だけ前記一次開口から横方向に一様に間隔を置いて配置された複数の第２のパージガス開口（５７）とを備え、前記第１のフェルール（３７）位置において、前記第２のパージガス開口の少なくとも１つがここを通るパージガスの流れに抗してブロックされ、前記ブロックされた第２のパージガス開口の少なくとも１つが前記第２のフェルール位置においてブロック解除され、ここを通るパージガスの流れを可能にする、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガスタービンエンジン（２１）。
【請求項５】
前記パージガス開口が前記第２の距離よりも大きい第３の距離だけ前記一次開口（５５）から一様に間隔を置いて配置された複数の第３のパージガス開口（５９）を更に備え、前記第１のフェルール（３７）位置において、前記第３のパージガス開口の少なくとも１つがここを通るパージガスの流れに抗してブロックされ、前記ブロックされた第３のパージガス開口の少なくとも１つが前記第２のフェルール位置においてブロック解除され、ここを通るパージガスの流れを可能にする、
請求項４に記載のガスタービンエンジン（２１）。
【請求項６】
前記第３のパージガス開口（５９）の全てが、前記第１のフェルール（３７）位置においてここを通るパージガスの流れに抗してブロックされる、
請求項５に記載のガスタービンエンジン（２１）。
【請求項７】
前記パージガス開口（５５、５７、５９）は、前記第１のフェルール位置においてブロック解除された開口が全体として前記パージガス開口の第１の合計パージガス貫流領域を定め、
前記第２のフェルール位置においてブロック解除された開口が全体として前記パージガス開口の第２の合計パージガス貫流領域を定め、
前記第２の合計パージガス貫流領域と前記第１の合計パージガス貫流領域との差が、前記第１の合計パージガス貫流領域の約１５％以内である、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載のガスタービンエンジン（２１）。
【請求項８】
前記第２の合計パージガス貫流領域と前記第１の合計パージガス貫流領域との差が、前記第１の合計パージガス貫流領域の約１０％以内である、
請求項７に記載のガスタービンエンジン（２１）。
【請求項９】
前記フェルール（３７）が、前記ハウジング（３３）に対して横方向移動の最大範囲を通って移動可能であり、
前記第２の合計パージガス貫流領域と前記第１の合計パージガス貫流領域との差が、前記ハウジングに対して前記フェルールの横方向移動の最大範囲全体にわたって前記第１の合計パージガス貫流領域の約１５％である、
請求項７に記載のガスタービンエンジン（２１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、一般に、ガスタービンエンジン燃焼器に関し、より詳細には、エンジン構成部品をこうした燃焼器の燃焼チャンバと連通して装着するためのフェルールに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機エンジンとして使用されるガスタービンエンジンは通常、燃料を燃焼させる内部燃焼チャンバを定める燃焼器を有する。限定ではないが、燃料ノズル及び点火装置を含む１つ又はそれ以上の構成部品は、好適なフェルールにより燃焼器ハウジング上に装着され、ハウジングを通って燃焼チャンバ内に延びることによって内部燃焼チャンバと連通して保持される。従来のフェルール（従って、こうしたフェルールにより燃焼器上に装着された構成部品）は、エンジンの種々の動作構成部品の公差累積及び熱的膨張を考慮するために一般にハウジングに対して移動可能である。
【０００３】
内部燃焼チャンバ内の環状空間又はキャビティは、フェルールを通ってチャンバ内に延びる構成部品の一部を囲む。燃焼チャンバ内の空力学により、この環状キャビティ内に燃料が入って燃焼することができ、これにより構成部品の温度が上昇し、構成部品及び／又は燃焼器ハウジングに対する損傷のリスクが高くなる。このため、チャンバ内に延びるエンジン構成部品の一部に対して横方向の位置でフェルール内に均一な間隔及び大きさにされた開口（通常、パージガス開口又は冷却空気用開口と呼ばれる）のリングを設け、構成部品を囲む環状キャビティにおいてパージガスがパージガス開口を介して燃焼チャンバ内に流入して、キャビティから貯留燃料をパージし、及び／又は燃焼チャンバ内の構成部品を冷却するようにすることが知られている。
【０００４】
燃焼チャンバが加熱するにつれて、燃焼器の種々の構成部品の公差累積及び相対的な熱的膨張により、フェルール及び装着された構成部品が燃焼器ハウジングに対して横方向に移動又は位置変更されるようになる。このような移動により、燃焼チャンバ内のフェルールが装着された構成部品の一部を囲む環状キャビティは、該環状キャビティのある領域に沿って実質的に狭くなり、該環状キャビティの反対側の領域に沿って実質的に広くなる。キャビティの拡大領域に沿ったパージガス開口の単一のリングでは、キャビティから貯留燃料をパージするためにキャビティ内に十分な空気を導くにはもはや十分ではない。
【０００５】
従って、エンジン作動中のフェルールの移動範囲全体にわたって、フェルールにより装着され且つエンジンの燃焼チャンバ内に延びる構成部品の周囲の貯留燃料をより効果的にパージできるようにする１つ又はそれ以上のフェルールを有するガスタービンエンジン燃焼器に対する必要性がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様において、ガスタービンエンジン用燃焼器は、一般に、燃焼器の内部燃焼チャンバを少なくとも部分的に定めるハウジングと、燃焼チャンバと連通して保持される燃焼器構成部品と、ハウジングに全体的に結合され、ハウジングに対して第１の位置と第２の位置との間で移動可能なフェルールとを備える。フェルールは、フェルールによる燃焼器構成部品の支持を提供するため燃焼器の構成部品が貫通して延びた一次開口を有し、ハウジングに対して燃焼器構成部品がフェルールと結合して移動可能であるようにする。フェルールは更に、一次開口から分離され且つ横方向で離間した関係で形成された複数のパージガス開口を有し、パージガスがフェルールを通って燃焼チャンバ内に流入できるようにする。パージガス開口は、フェルールの第１の位置において、パージガスがここを通って燃焼チャンバ内に流れるのに抗してブロックされる少なくとも１つのブロックパージガス開口と、パージガスが燃焼チャンバ内に流れるのが可能になる少なくとも１つのブロック解除パージガス開口とを含むように、パージガス開口がフェルール内に配置されている。更に、フェルールの第２の位置において、第１のフェルール位置のブロックパージガス開口の少なくとも１つがブロック解除されて、パージガスがそこを通って燃焼チャンバ内に流れるのが可能になる。
【０００７】
ガスタービンエンジンの燃焼器ハウジング上に燃焼器構成部品を装着するための１つの態様によるフェルール組立体は、ガスタービンエンジン運転中にハウジングに対してほぼ固定的に保持されるようにハウジングに固定されるフェルールマウントを一般に備える。フェルールは、フェルールマウント上に装着され、第１の横方向フェルール位置と第２の横方向フェルール位置との間でマウントに対して横方向に滑り移動する。フェルールは、フェルールマウントに対してフェルールと結合的に移動するため貫通して燃焼器構成部品を受ける一次開口を有する。フェルールは更に、一次開口から離隔され該一次開口と横方向に離間した関係で形成された複数のパージガス開口を有し、パージガスがフェルールを通って燃焼チャンバ内に流入できるようにする。フェルールの第１の位置において、パージガス開口は、パージガスがここを通って燃焼チャンバ内に流れるのに抗してブロックされる少なくとも１つのブロックパージガス開口と、フェルールマウントによりブロック解除され且つパージガスが燃焼チャンバ内に貫通して流れるのが可能になる少なくとも１つのパージガス開口とを含むように、パージガス開口がフェルール内に配置される。フェルールの第２の位置において、第１のフェルール位置のブロックパージガス開口の少なくとも１つがフェルールマウントによりブロック解除されて、パージガスがそこを通って燃焼チャンバ内に流れるのが可能になる。
【０００８】
パージガスをガスタービンエンジン燃焼器の燃焼チャンバ内に配向する方法の態様において、パージガスの流れは燃焼器のフェルールに配向される。パージガス開口の少なくとも１つは、フェルールの第１の位置でブロックされ、パージガスの流れがそこを通るのが阻止され、複数の他のパージガス開口はブロック解除されたままであり、パージガスがそこを通って燃焼チャンバ内に流れるのが可能になる。フェルールの第２の位置への移動時には、少なくとも１つのブロックパージガス開口が実質的にブロック解除される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図面全体を通じて対応する参照符号は対応する要素を示している。
【００１０】
ここで各図面及び特に図１を参照すると、ガスタービンエンジンの１つの実施形態が概略的に示され、全体的に参照符号２１で示されている。ガスタービンエンジン２１は、ファン組立体（全体的に参照符号２３で示される）、高圧圧縮機２５、燃焼器２７、高圧タービン（全体的に参照符号２９で示される）、低圧タービン３１、及びブースター２２を備える。ファン組立体２３は、ロータディスク２６から半径方向外方に延びるファンブレード２４のアレイを含む。エンジン２１はまた、全体的に参照符号２８で示される吸気側と、全体的に参照符号３０で示される排気側と、長手方向又は回転軸３２とを有する。一例として、１つの実施形態では、ガスタービンエンジン２１は、停留渦式燃焼器と一般に呼ばれるものを有し、オハイオ州シンシナティ所在のＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙから商業的に入手可能なＧＥ１８００エンジンを備えることができる。しかしながら、ガスタービンエンジン２１は本発明の範囲から逸脱することなく上記のもの以外であってもよい点は理解される。
【００１１】
作動中、エンジン回転軸３２に沿ってファン組立体２３を通る空気流及び加圧空気は、高圧圧縮機２５に供給される。高度に加圧された空気は燃焼器２７に送給される。燃焼器２７からの空気は、タービン２９、３１を駆動し、これによりファン組立体２３が駆動される。
【００１２】
図２ａは、全体的に参照符号３７で示されたフェルールの１つの実施形態を含む、燃焼器２７の一部の断面図である。一般に、燃焼器２７は、エンジン２１動作中に燃料の燃焼が生じる内部燃焼チャンバ４７を定めるように構成されたハウジング３３を備える。燃焼器ハウジング３３は、当該用語が本明細書で使用される場合、内部燃焼チャンバ４７を単独で又は集合的に定めるように構成された燃焼器２７の１つ又はそれ以上の構造用構成部品を意味する。例えば、図２ａに示された実施形態において、燃焼器ハウジング３３は、環状外側ライナ４１、環状内側ライナ（図示せず）、及びドーム状端部を備え、これらは全体としてほぼ円環形を有する燃焼チャンバ４７を少なくとも部分的に定める。
【００１３】
ハウジング３３は更に、燃焼器ハウジング３３内の開口３４に配置される好適なフェルールマウント３９（一般的にはフェルールタワーとも呼ばれる）を備える。フェルールマウント３９は、一般に燃焼器ハウジング３３内の開口３４においてハウジング３３上にフェルール３７を装着する。より好適には、フェルール３７は、フェルールマウント３９に対する（更に広義には、燃焼器ハウジング３３に対する）該フェルール３７の横方向移動、より詳細にはフェルール３７の横方向滑り移動のために燃焼器ハウジング３３上に装着される。図２ａ及び３に示すように、フェルール３７は、ハウジング開口３４（更に、図示の実施形態では、フェルールマウント３９の中央開口３６により定められる）を貫通して延びる燃料供給導管などの燃焼器構成部品を装着するため、長手方向に貫通して延びる中央又は一次開口５１を有し、燃焼チャンバ４７内に突出する終端部分３８を有する。
【００１４】
本発明を更に説明する目的において、燃焼器構成部品３５は、燃料源（図示せず）及び好適な送給ライン４０と流れ連通した燃料供給導管として各図に示され本明細書で説明されており、燃焼器ハウジング３３上に燃料供給導管３５を装着するためフェルール３７の一次開口５１を通って延びる。しかしながら、フェルール３７は、本発明の範囲を逸脱することなく、燃焼器ハウジング３３を通って燃焼チャンバ４７内に延びるように他の燃焼器構成部品を燃焼器ハウジング３３上に装着するのに用いることができる点は理解される。例えば、他の実施形態において、フェルール３７は、フェルール３７の一次開口５１を通って燃料点火装置（図示せず）を装着し、燃焼器ハウジング３３を通って燃焼チャンバ４７内に延ばすことができる。フェルール３７に類似する複数のフェルールを用いて、複数の燃料供給導管３５及び／又は複数の点火装置などの複数の燃焼器構成部品を燃焼器ハウジング３３上に装着することができる。
【００１５】
引き続き図２ａ及び３を参照して、図示のフェルール３７は、断面がほぼ環状であり、中央又は一次開口５１を定める。一次開口５１内のフェルール３７上に燃料供給導管３５を装着することにより、燃焼器ハウジング３３に対してフェルール３７との結合した横方向滑り移動が可能になる。この横方向移動は、ガスタービンエンジン２１の種々の構成部品の温度変化又は温度差により引き起こされる公差累積及び熱的膨張に対応する。例えば、エンジンの動作条件は始動から長時間運転までかなり変化する可能性があるので、エンジン２１の種々の構成部品は異なる速度で加熱し、発生する公差累積及び熱的膨張は、部品間及び／又は動作期間全体にわたって変わる可能性がある。従って、燃焼ハウジング３３に対する、より詳細にはフェルールマウント３９に対するフェルール３７（従って燃料供給導管３５）の横方向位置は、使用毎に及び／又はエンジン２１の動作中に変わる可能性がある。
【００１６】
図２ａを詳細に参照すると、フェルール３７（及び従って燃料供給導管３５）は、公称上、フェルールマウント３９に対してほぼ中心位置に位置付けられ、フェルール３７の一次開口５１（及びこれを貫通して延びる燃料供給導管３５）は燃焼器ハウジング３３内の開口３４、より詳細にはフェルールマウント３９の中央開口３６と同心である。しかしながら、フェルール３７は、本発明の範囲から逸脱することなく、フェルール一次開口５１がフェルールマウント開口３６と同心以外に位置するように、フェルールマウント３９に対して公称的に位置付けることができる点は理解される。
【００１７】
フェルール３７は、公称又は中央（例えば第１の）位置から図２ｂに示す最大横方向位置までフェルールマウント３９に対して横方向に滑り移動するようフェルールマウント３９上に好適に装着され、該最大横方向位置ではフェルールマウント３９又は他の好適なストップ構造によりフェルール３７の更なる横方向移動が制限される。１つの特定の好適な実施形態において、フェルールマウント３９及び他のストップ構造は、その中心位置に対してあらゆる方向でフェルール３７の均等な最大横方向移動を可能にするよう構成される。しかしながら、その代わりに、フェルールマウント３９又は他のストップ構造は、フェルール３７のある方向での移動時の最大横方向位置がフェルール３７の別の方向での移動時の最大横方向位置とは異なるように構成することができることは企図される。
【００１８】
説明の目的で、図２ｂに示すフェルール３７の最大横方向位置は、本明細書では概して、フェルール３７の第１の位置とは異なる、すなわち横方向にオフセットしているか、或いは間隔を置いて配置されたフェルール３７の第２の位置と呼ばれる。しかしながら、フェルール３７は、フェルール３７の第１の中心位置とその最大横方向位置との間のフェルール３７の横方向移動の最大範囲に沿って実質的に任意の第２の位置までフェルールマウント３９に対して横方向に移動可能である点は理解される。
【００１９】
再度図２ａを参照すると、燃焼チャンバ４７内に延びる燃料供給導管３５の末端部分３８は、燃焼チャンバ４７内で燃料供給導管３５を囲む環状ギャップ又はキャビティ５３を燃焼ハウジング３３と共に定める外側表面４９を有する。フェルール３７がフェルールマウント３９に対して横方向に滑り移動すると、キャビティ５３は、図２ｂに示すようにフェルール３７の移動方向では実質的に狭くなり、フェルール３７の移動方向とは反対の方向では実質的に広くなる。
【００２０】
図２ａ及び３に図示するように、複数のパージガス開口５５、５７、５９がフェルール３７内に形成され、長手方向に貫通して延びる。パージガス開口５５、５７、５９は、エンジンを通って流れる加圧空気のようなパージガスの発生源（図示せず）とフェルール３７の外側端部（燃焼チャンバ４７に対する）で連通し、気体流を開口５５、５７、５９を通って燃焼チャンバ４７に面するフェルール３７の入口端部に向けて配向する。１つの特定の好適な実施形態において、図２ａ及び３に示すように、パージ開口５５の第１のセットは、フェルール３７の一次開口５１の周りにほぼリング様パターンでフェルール３７内に形成される。
【００２１】
パージガス開口５５は、互いに等間隔で配置され、フェルール３７の一次開口５１（及び従って燃焼チャンバ４７内に延びる燃料供給導管の一部）から横方向に等しい距離で離間して配置される。より好適には、パージガス開口５５は、図２ｂに示すようにフェルール３７の横方向位置に関係なく、パージガス開口５５が燃焼チャンバ４７及びより詳細には環状キャビティ５３に開口するように、フェルールマウント３９に対して（すなわち燃焼ハウジング３３に対して）フェルール３７の横方向移動の最大範囲よりも小さい距離だけフェルール３７の一次開口５１から横方向に離間して配置される。換言すると、パージガス開口５３のこの第１のセットは、フェルールマウント３９に対する横方向移動の最大範囲を通るフェルール３７の移動時にフェルールマウント３９によってブロック解除のままである。
【００２２】
パージガス開口５７の第２のセットもまた、フェルール（及び従って燃料供給導管）の一次開口５１の周りにリング様パターンを形成し、該リング様パターンは、パージガス開口５５の第１のセットにより形成されたリング様パターンとほぼ同心で横方向外方に離間して配置されている。図４ａで最もよく図示されるように、パージガス開口５７は、互いに一様に間隔をおいて配置され、フェルール３７の一次開口５１から横方向に等しい距離で離間して配置され、この距離は、フェルール３７からパージガス開口５５の横方向距離よりも大きい。
【００２３】
１つの特定の好適な実施形態において、フェルール一次開口５１からパージガス開口５７の第２のセットの横方向距離は、フェルールマウント３９に対するフェルール３７の公称又は中央位置において、全てのパージガス開口５７が環状キャビティに開口している（すなわち、フェルールマウント３９によりブロック解除されている）。しかしながら、フェルール一次開口５１からのパージガス開口５７の間隔はまた、フェルール３７の横方向移動により一部のパージガス開口５７がフェルールマウント３９によりブロックされ、図２ｂ及び図４ｂ〜４ｅに示すようにパージガスがこうしたブロックされた開口を通過するのが阻止されるようなものである。
【００２４】
パージガス開口５９の第３のセットは、パージガス開口５５の第１のセット及びパージガス開口５７の第２のセットにより形成されたパターンと同心のほぼリング様パターンを形成するように、フェルール３７内に形成される。パージガス開口５９は、互いに一様に間隔をおいて配置され、フェルール一次開口５１からのパージガス開口５７の横方向距離よりも大きいフェルール一次開口５１（及び従って燃料供給導管３５）から横方向に等しい距離で離間して配置される。
【００２５】
１つの特定の好適な実施形態において、フェルール一次開口５１からパージガス開口５９の第３のセットが位置する距離は、フェルールマウント３９に対するフェルール３７の公称又は中央位置（図２ａ及び４ａ）において、全てのパージガス開口５９がフェルールマウント３９によりブロックされ、パージガスがこうしたブロックされた開口を通過するのが阻止されるようなものである。しかしながら、フェルール一次開口５１からのパージガス開口５７の間隔はまた、フェルール３７の横方向移動により一部のパージガス開口５９がフェルールマウント３９によりブロック解除され、図２ｂ及び図４ｅに示すように環状キャビティに開口しているようなものである。
【００２６】
図４ｅで最もよく図示されるように、パージガス開口５５及び５９は、互いに半径方向でほぼ位置合わせされており、すなわち、その一次開口５１の中心からフェルール３７を通って半径方向に引いたラインが、パージガス開口５５とパージガス開口５９の両方を通ることができる。パージガス開口５７は、こうした半径方向に引いたライン上に位置しないようにパージガス開口５５、５９から円周方向でオフセットされる。従って、図２ａ及び２ｂにおいて、パージガス開口５５、５７、５９の３つのセット全ては、パージガス開口５５、５９の第１及び第３のセットがフェルール３７の断面において見ることができ、パージガス開口５７の第２のセットは見えないように、検討の目的でのみ図示されている点は理解される。しかしながら、本発明の範囲から逸脱することなく、パージガス開口５７が共通の半径方向に引いたライン上に位置するように配置してもよく、或いは、いずれのパージガス開口５５、５７、５９も共通の半径方向に引いたライン上に位置しない場合があることは企図される。
【００２７】
図４ａ〜４ｅは、燃焼器２７及びより詳細には、フェルールマウント３９に対する（及びより広義には、燃焼ハウジング３３に対する）フェルール３７の種々の横方向位置でのフェルール３７の動作を示している。図４ａにおいて、フェルール３７及び従って燃料供給導管３５は、フェルールマウント３９に対してその公称又は中央位置にある。この位置では、パージガス開口５５の第１のセット及びパージガス開口５７の第２のセットの両方は、フェルールマウント３９によってブロック解除されており、パージガスがここを通って燃料供給導管３５を囲む環状キャビティ５３で燃焼チャンバ４７内に流入できるようになる。フェルール３７のこの第１の中央位置では、少なくとも１つのパージガス開口５５、５７、５９がブロックされる。例えば、図示の実施形態において、パージガス開口５９の第３の（すなわち横方向で最も外側の）セット全体は、フェルールマウント３９によりブロックされており、パージガス開口５９を通るパージガスの流れが阻止される。
【００２８】
図４ｂ、４ｃ及び４ｄは、フェルールマウント３９に対するフェルール３７の増加的横方向オフセット位置でのフェルール３７を示している。詳細には、フェルール３７は、フェルールマウント３９に対してほぼ上方に移動している。その結果、燃焼チャンバ４７内に延びる燃料供給導管３５の一部を囲む環状キャビティ５３は、燃料供給導管３５よりも上（すなわち、フェルール３７の上方移動方向において）では狭くなり、燃料供給導管３５よりも下（すなわち、フェルール３７の上方移動方向と反対側）ではより広くなる。図４ｂに示す横方向位置では、一部のパージガス開口５７は、フェルールマウントによりブロックされ、これによりこのような開口５７を通るパージガスの流れが阻止される。パージガス開口５５の全てはブロック解除されたままである。
【００２９】
図４ｃの横方向オフセットが増加したフェルール３７では、追加のパージガス開口５７がフェルール３７の一次開口５１及び燃料供給導管３５上でフェルールマウント３９によりブロックされている。環状キャビティ５３が燃料供給導管３５上で実質的に狭くなるので、環状キャビティ５３の領域からのガスをパージするのに必要なパージガス開口の数は少なくなる。燃料供給導管３５よりも下では、環状キャビティ５３が実質的に広くなり、これによりこの環状キャビティ５３のより大きな容積領域をパージするのに追加のパージガス容積が必要となる。従って、パージガス開口５９の第３のセットの一部のパージガス開口５９は、環状キャビティ５３の拡大領域においてフェルールマウント３９によりブロック解除される。図４ｄは、図４ｃにおけるよりも更に大きく横方向オフセットした位置のフェルール３７を示し、より多くのパージガス開口５７が燃料供給導管３５上でブロックされ、追加のパージガス開口５９が環状キャビティ５３の拡大領域に応じて燃料供給導管３５の下でブロック解除されている。この場合も同様に、全ての（最も内側の）パージガス開口５５はブロック解除されたままである。
【００３０】
図４ｅ（並びに図２ｂ）は、その最大横方向オフセット位置、すなわちフェルールマウント３９又は他のストップ構造により制限された位置のフェルール３７を示している。この位置では多くのパージガス開口５７がブロックされており、パージガス開口５９のかなりの数は、燃料供給導管３５の下の環状キャビティ５３の実質的な拡大領域に応じてブロック解除されている。
【００３１】
従って、フェルール３７の公称又は中央位置と最大横方向位置との間のあらゆる横方向位置において、少なくとも１つのパージガス開口５５、５７、５９は、パージガスがここを通って燃焼チャンバ４７内に流れるのに抗してブロックされ、少なくとも１つの他のパージガス開口５５、５７、５９はブロック解除され、パージガスが燃焼チャンバ４７内に流入できるようになる。しかしながら、パージガス開口５５の第１のセットは、フェルール３７の横方向移動の全範囲にわたって完全にブロック解除されたままである。パージガス開口５５、５７、５９の断面積は、図示の実施形態においてほぼ等しい。しかしながら、パージガス開口５５の断面積がパージガス開口５７及び／又はパージガス開口５９の断面積とは異なるなど、パージガス開口５５、５７、５９は異なる断面積であってもよい点は理解される。
【００３２】
１つの特定の好適な実施形態において、パージガス開口５５、５７、５９の断面積、パージガス開口５５、５７、５９の数、及びフェルール３７の一次開口５１からの横横行距離は、フェルール３７の合計パージガス貫流領域がフェルールマウント３９に対してフェルール３７の横方向移動の全範囲を通じて約１５％以下、より好適には約１０％以下、更に好適には５％以下だけ異なる。本明細書で使用される場合、フェルールの合計パージガス貫流領域とは、フェルール３７の所与の横方向位置におけるブロック解除されたパージガス開口５５、５７、及び５９全部の断面積と部分的にブロック解除されたパージガス開口５５、５７、及び５９全部の断面積との合計を意味する。
【００３３】
動作中、ファン組立体２３を通る空気流及び加圧空気は、高圧圧縮機２５に供給される。高度に加圧された空気は燃焼器２７に送給される。燃焼器２７からの空気流は、タービン２９及び３１を駆動し、タービン３１はファン組立体２３を駆動する。
【００３４】
空気がブロック解除されたパージガス開口５５、５７、５９を通って吹き込み、環状キャビティ５３内に貯留された燃料を下流側に運び、燃焼チャンバ４７において燃焼される。フェルール３７（及び同様に燃焼器構成部品も）が図２ａ及び４ａに示す第１の（中央）位置にあるときに、環状キャビティ５３は、第１及び第２のパージガス開口５５及び５７によって貯留燃料を十分にパージする。例えば、図４ｃ、４ｄ、及び図４ｅに図示されるフェルールマウント３９に対して第２の位置において、公差累積及び熱的膨張によりフェルール３７が第１の（中央）位置から横方向にオフセットされるようになると、パージガス開口５９の第３のセットは、貯留燃料をパージするのを維持するために、十分な空気が環状キャビティ５３を通って流れることができる必要がある。
【００３５】
フェルールの合計貫流領域を相対的に一定（例えば、約１５％以内、より好適には約１０％以内、更に好適には約５％以内）に維持することにより、すなわち、フェルール３７の横方向移動時に一部のパージガス開口５５、５７、５９をブロックすると共に、他をブロック解除することで、フェルール３７の合計貫流領域に対する空気流量の比を維持することにより、燃焼チャンバ４７への所望の気流速度及び燃焼チャンバ４７内の所望の燃料空気混合比をフェルールマウント３９に対するフェルール３７の横方向移動の全範囲にわたって実質的に維持できるようになる。このようにすることで、燃料供給導管３５（広義には、燃焼器構成部品３５）の近傍のガス温度の低下をもたらすことができることは企図される。
【００３６】
次いで、本明細書で図示され説明されたフェルール３７は、パージガス開口５５、５７、５９の３つのセット又はリングを含むが、本発明の範囲から逸脱することなく、パージガス開口の２つのセット、又は３つよりも多いセットを有することができる点は理解される。また、パージガス開口５５、５７、５９はリング様パターンで配列される必要はない点は企図される。例えば、パージガス開口５５、５７、５９は、横方向に交互する位置を有してもよく、依然として本発明の範囲内にある。
【００３７】
本明細書で図示され説明されたフェルールは、燃焼ハウジング上に燃料供給導管を装着することに関連して使用されているが、該フェルールは、燃焼チャンバ内に延びるためにハウジング上に他の燃焼器構成部品を装着するのにも使用できることは理解される。例えば、燃焼チャンバ内への燃料を点火するため、当業者にその構造及び動作が公知である１つ又はそれ以上の点火装置は、本明細書で図示され説明されたものに類似するフェルールによりハウジング上に装着することができる。別の実施例は、その構造及び動作が当業者には公知であり、本明細書で図示され説明されたものに類似するフェルールによりハウジング上に装着することができるアフターバーナーである。
【００３８】
本発明の要素又はその好ましい実施形態の導入時において、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、要素の１つ又はそれ以上が存在することを意味するものとする。用語「備える」、「含む」、及び「有する」は、包括的なものであり、記載した要素以外の付加的な要素が存在し得ることを意味する。
【００３９】
上記の例示的構造及び方法において、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更を加えることができるので、上記の説明に含まれ、添付図面に示された全ての内容は限定の意味ではなく例証と解釈すべきであることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】内部燃焼チャンバを有する燃焼器を含むガスタービンエンジンの１つの実施形態の概略図。
【図２ａ】燃焼器の内部燃焼チャンバを定める燃焼ハウジングと、ハウジングに対して横方向移動するための、フェルール及び該フェルールにより燃焼ハウジング上に装着される燃料送給導管とを含み、フェルール及び燃料送給導管はハウジングに対して第１のすなわちほぼ中心位置で図示されている、燃焼器の一部の断面図。
【図２ｂ】フェルール及び燃料送給導管がハウジングに対して第２のすなわちほぼ最大横方向オフセット位置で図示された、図２ａに類似した断面図。
【図３】フェルールを長手方向に貫通して延びる複数のパージガス開口を示すフェルールの斜視図。
【図４】フェルールがハウジングに対して種々の横方向オフセット位置にあるフェルールの内部端部の概略図。
【符号の説明】
【００４１】
２１  ガスタービンエンジン
２２  ブースター
２３  ファン組立体
２４  ファンブレード
２５  高圧圧縮機
２６  ロータディスク
２７  燃焼器
２９  タービン
３１  低圧タービン
３２  回転軸
３３  燃焼器ハウジング
３４  開口
３５  燃料送給導管
３６  中央開口
３７  フェルール
３８  終端部
３９  フェルールマウント
４０  送給ライン
４１  環状外側ライン
４７  燃焼チャンバ
４９  外側表面
５１  一次開口
５３  環状ギャップ又はキャビティ
５５  パージガス開口
５７  パージガス開口
５９  パージガス開口
【図１】
0005318524.tif 000002
【図２ａ】
0005318524.tif 000003
【図２ｂ】
0005318524.tif 000004
【図３】
0005318524.tif 000005
【図４】
0005318524.tif 000006