(57)【要約】【課題】ガスタービンエンジンにおける燃焼器のより効率的でコスト効果のある冷却を提供すること。【解決手段】前方部品（３０２）と後方部品（３０４）との２つの非一体的に形成された部品を備えるガスタービンエンジンの燃焼器（２００）で使用するベンチェリ（２１０）。前方部品（３０２）は、前方軸方向延長部（３０６）、収束壁セクション（３０８）、及び拡大外側壁セクション（３１０）を含む。後方部品（３０４）は、後方軸方向延長部（３１２）及び拡大内側壁セクション（３１４）を含む。前記前方部品（３０２）及び前記後方部品（３０４）は、前記拡大内側壁セクション（３１４）が前記拡大外側壁セクション（３１０）に対して閉鎖して離間した関係にあり、これらの間に円周方向に延在した冷却スロット（３１６）が形成されるように構成することができる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方部品（３０２）と後方部品（３０４）との２つの非一体的に形成された部品を備えるガスタービンエンジンの燃焼器（２００）で使用するベンチェリ（２１０）であって、
前記前方部品（３０２）が、前方軸方向延長部（３０６）、収束壁セクション（３０８）、及び拡大外側壁セクション（３１０）を含み、前記後方部品（３０４）が、後方軸方向延長部（３１２）及び拡大内側壁セクション（３１４）を含み、前記前方部品（３０２）及び前記後方部品（３０４）は、前記拡大内側壁セクション（３１４）が前記拡大外側壁セクション（３１０）に対して閉鎖して離間した関係にあり、これらの間に円周方向に延在した冷却スロット（３１６）が形成されるように構成されている、ベンチェリ（２１０）。
【請求項２】
前記収束壁セクション（３０８）が、前記燃焼器（２００）の第１段燃焼室（２１２）に面する内面（３４４）と、クーラントプレナム（２１８）に面する外面（３４６）とを含み、前記クーラントプレナム（２１８）が前記燃焼器（２００）の外側に沿って配置されている、請求項１記載のベンチェリ（２１０）。
【請求項３】
前記収束壁セクション（３０８）が複数の冷却アパーチャ（３４８）を含み、該冷却アパーチャ（３４８）が、前記外面（３４６）を起点として、前記収束壁セクション（３０８）の厚みを貫通して前記内面（３４４）上の開口に延在し、これにより前記収束壁セクション（３０８）を貫通する通路を生成するアパーチャを含む、請求項２記載のベンチェリ（２１０）。
【請求項４】
前記拡大外側壁セクション（３１０）が、前記冷却スロット（３１６）に面する内面（３１８）と、前記クーラントプレナム（２１８）に面する外面（３２０）とを含み、前記拡大内側壁セクション（３１４）が、前記冷却スロット（３１６）に面する外面（３２２）と、前記燃焼器（２００）の第２段燃焼室（２１４）に面する内面（３２４）とを含む、請求項３記載のベンチェリ（２１０）。
【請求項５】
前記クーラントプレナム（２１８）が、加圧クーラントの流れを受けるように構成され、前記拡大内側壁セクション（３１４）の外面（３２２）が、前記却スロット（３１６）にわたって前記拡大外側壁セクション（３１０）の内面（３１８）と対向する、請求項４記載のベンチェリ（２１０）。
【請求項６】
前記前方部品（３０２）は、前方軸方向延長部（３０６）が前記燃焼器（２００）の略外側半径方向位置に沿って軸方向に延在しており、前記収束壁セクション（３０８）が前記前方軸方向延長部（３０６）の後端（３２８）からスロート頂点（３３０）まで斜め内向きに延在しており、前記拡大外側壁セクション（３１０）が前記スロート頂点（３３０）から前記燃焼器（２００）の略半径方向外側位置まで斜め外向きに延在して、ここで前記前方部品（３０２）が終端するように構成される、請求項４記載のベンチェリ（２１０）。
【請求項７】
前記後方部品（３０４）は、前記後方軸方向延長部（３１２）が前記燃焼器（２００）の略外側半径方向位置に沿って軸方向に延在しており、前記拡大内側壁セクション（３１４）が前記後方軸方向延長部（３１２）の前端（３３４）から前記スロート頂点（３３０）に近接した位置まで延在して、ここで前記後方部品（３０４）が終端するように構成される、請求項６記載のベンチェリ（２１０）。
【請求項８】
前記冷却スロット（３１６）が、ａ）前記前方部品（３０２）の拡大外側壁セクション（３１０）の端部と、ｂ）前記後方軸方向延長部（３１２）が前記拡大内側壁セクション（３１４）に移行する前記後方部品（３０４）のセクションとの間に画成されるマウス（３４０）を含む、請求項７記載のベンチェリ（２１０）。
【請求項９】
前記冷却スロット（３１６）が、ａ）前記後方部品（３０４）の前記拡大内側壁セクション（３１４）の端部と、ｂ）前記前方部品（３０２）のスロート頂点（３３０）との間に画成される出口（３４２）を含む、請求項８記載のベンチェリ（２１０）。
【請求項１０】
前記拡大内側壁セクション（３１４）の外面（３２２）がタービュレータ（４０２）を含む、請求項４記載のベンチェリ（２１０）。
【請求項１１】
前記拡大内側壁セクション（３１４）が複数の冷却アパーチャ（５０２）を含み、該冷却アパーチャ（５０２）が、前記外面（３２２）を起点として、前記拡大内側壁セクション（３１４）の厚みを貫通して前記内面（３２４）上の開口に延在し、これにより前記拡大内側壁セクション（３１４）を貫通する通路を生成するアパーチャを含む、請求項４記載のベンチェリ（２１０）。
【請求項１２】
前記拡大内側壁セクション（３１４）上の冷却アパーチャ（５０２）が、燃焼器中心線に対して傾斜され、作動時には、前記アパーチャ（５０２）を通過するクーラント内に前記燃焼器中心線の周りにスワールが生成されるようにする、請求項１１記載のベンチェリ（２１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は全体的に、タービンエンジン及び／又は産業機械の効率及び／又は運転を向上させるシステム及び／又は装置に関し、該産業機械は、本明細書で使用される場合、特に記載のない限り、ガスタービンエンジン、航空機エンジンなどを始めとして、任意のタイプの燃焼タービン又は回転エンジンを包含する。より具体的には、限定ではないが、本出願は、ガスタービンエンジンにおける燃焼器の冷却及び運転に関連する方法、システム、及び／又は装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンの作動中、燃料及び加圧空気混合気の燃焼が燃焼室内で起こる。ガスタービンエンジンのタービン又は他の部品に対する損傷を防ぐために、燃焼プロセスを安定化させて、該プロセスを燃焼器内に封じ込めるようにする。通常、ベンチェリが燃焼器の燃焼室内に設けられる。ベンチェリは、燃焼プロセスを実質的に安定化し、火炎がタービンエンジンの他の部品にフラッシュバックするのを防ぐ。更に、燃焼器の種々の構成要素、特に燃焼室及びベンチェリの壁は、損傷を防ぐため、また構成要素の寿命を延ばすために冷却を必要とする。
【０００３】
ここ何年かの間に、燃焼器の種々の構成要素に冷却を提供する種々の方法及びシステムが使用されてきた。これは、燃焼室を円周方向で囲み、クーラント流を受け入れるライナを含むことができる。ライナを通って流れるクーラントは、燃焼室及びベンチェリに対して表面冷却しか提供しない可能性がある。しかしながら、表面冷却は、燃焼室及びベンチェリの冷却に効果的ではない場合があり、燃焼器の寿命の短縮をもたらすことになる。更に、ライナを流れるクーラントは、実質的に、ガスタービンエンジンの圧縮機から分流された加圧空気を含む場合がある。加圧空気は、冷却工程の実施後にライナの後方部分において廃棄され、ガスタービンエンジンの効率を低下させる可能性がある。更に、このタイプの冷却構成にて使用されるベンチェリは、より多数の構成要素を含み、従って、複雑な冷却を伴う場合がある。
【０００４】
更に、圧縮機からの加圧空気の廃棄を低減するために、冷却の実施後に加圧空気を燃焼室内部に導入することができる。しかしながら、このような構成は、ベンチェリ及び／又は燃焼室の構造を更に複雑にし、燃焼器の部品の表面冷却しか提供しない可能性がある。
【０００５】
その結果として、ガスタービンエンジンにおける燃焼器のより効率的でコスト効果のある冷却に関連するシステム及び装置の改善に対する必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６４８４５０９号明細書
【発明の概要】
【０００７】
従って、本出願は、前方部品と後方部品との２つの非一体的に形成された部品を備えるガスタービンエンジンの燃焼器で使用するベンチェリを記載している。前方部品は、前方軸方向延長部、収束壁セクション、及び拡大外側壁セクションを含む。後方部品は、後方軸方向延長部及び拡大内側壁セクションを含む。前方部品及び後方部品は、拡大内側壁セクションが拡大外側壁セクションに対して閉鎖して離間した関係にあり、これらの間に円周方向に延在した冷却スロットが形成されるように構成することができる。
【０００８】
幾つかの実施形態では、収束壁セクションは、燃焼器の第１段燃焼室に面する内面と、クーラントプレナムに面する外面とを含み、クーラントプレナムが燃焼器の外側に沿って配置されている。幾つかの実施形態では、収束壁セクションは、複数の冷却アパーチャを含む。冷却アパーチャは、外面を起点として、収束壁セクションの厚みを貫通して内面上の開口に延在し、これにより収束壁セクションを貫通する通路を生成するアパーチャを含むことができる。
【０００９】
幾つかの実施形態では、拡大外側壁セクションは、冷却スロットに面する内面と、クーラントプレナムに面する外面とを含み、拡大内側壁セクションが、冷却スロットに面する外面と、燃焼器の第２段燃焼室に面する内面とを含む。幾つかの実施形態では、クーラントプレナムは、加圧クーラントの流れを受けるように構成され、拡大内側壁セクションの外面は、冷却スロットにわたって拡大外側壁セクションの内面と対向する。
【００１０】
幾つかの実施形態では、前方部品は、前方軸方向延長部が燃焼器の略外側半径方向位置に沿って軸方向に延在しており、収束壁セクションが前方軸方向延長部の後端からスロート頂点まで斜め内向きに延在しており、拡大外側壁セクションがスロート頂点から燃焼器の略半径方向外側位置まで斜め外向きに延在して、ここで前方部品が終端するように構成される。
【００１１】
幾つかの実施形態では、後方部品は、後方軸方向延長部が燃焼器の略外側半径方向位置に沿って軸方向に延在しており、拡大内側壁セクションが後方軸方向延長部の前端からスロート頂点に近接した位置まで延在して、ここで後方部品が終端するように構成される。
【００１２】
幾つかの実施形態では、冷却スロットは、ａ）前方部品の拡大外側壁セクションの端部と、ｂ）後方軸方向延長部が拡大内側壁セクションに移行する後方部品のセクションとの間に画成されるマウスを含む。幾つかの実施形態では、冷却スロットは、ａ）後方部品の拡大内側壁セクションの端部と、ｂ）前方部品のスロート頂点との間に画成される出口を含む。幾つかの実施形態では、拡大内側壁セクションの外面は、タービュレータを含む。
【００１３】
幾つかの実施形態では、拡大内側壁セクションが複数の冷却アパーチャを含み、該冷却アパーチャが、外面を起点として、拡大内側壁セクションの厚みを貫通して内面上の開口に延在し、これにより拡大内側壁セクションを貫通する通路を生成するアパーチャを含む。拡大内側壁セクション上の冷却アパーチャは、燃焼器中心線に対して傾斜され、作動時には、アパーチャを通過するクーラント内に燃焼器中心線の周りにスワールが生成されるようにする。
【００１４】
本出願のこれら及び他の特徴は、図面及び請求項を参照しながら以下の好ましい実施形態の詳細な説明を精査することによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の燃焼器の部分断面図。
【図２】本出願の例示的な実施形態による、燃焼器の部分断面図。
【図３】本出願の例示的な実施形態による、非一体的に形成された少なくとも２つの部品を備えたベンチェリの断面図。
【図４】本出願の例示的な実施形態による、拡大内側壁セクション上に１つ又はそれ以上のタービュレータを備えたベンチェリの断面図。
【図５】本出願の例示的な実施形態による、拡大内側壁セクション上に冷却アパーチャを備えたベンチェリの断面図。
【図６】本出願の例示的な実施形態による、一体構造を有するベンチェリの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のこれら及び他の特徴は、添付図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を詳細に検討することによって完全に理解され認識されるであろう。
【００１７】
最初に、本出願の発明を明確に伝えるために、燃焼タービンエンジンの特定の要素又は機械構成要素に言及しこれを説明する用語を選択する必要がある。可能な限り、一般的な工業用語はその一般に認められる意味と同じ意味で使用及び利用される。しかしながら、このような用語は広義に与えられ、本明細書で意図する意味及び添付の請求項の範囲が不当に制限されるような狭義に解釈されないものとする。当業者であれば、特定の構成要素が複数の異なる表現を用いて呼称される場合が多いことは理解されるであろう。加えて、本明細書で単一の要素として説明できる事柄は、別の状況では複数の構成要素を含み、又は複数の構成要素からなるものとして言及することができ、或いは、本明細書で複数の構成要素を含むものとして説明できる事柄は、単一要素に構築され、場合によっては単一の要素として言及することができる。従って、本明細書で記載される本発明の範囲の理解では、提供される用語及び説明にのみ留意するのではなく、本明細書で記載される構成要素の構造、構成、機能、及び／又は使用に対しても留意すべきである。
【００１８】
加えて、本明細書では幾つかの記述上の用語を定常的に使用する場合があり、この点についてこれらの用語を定義することが有用とすることができる。本明細書で使用するこれらの用語及びその定義は、次の通りである。本明細書で使用する場合、「下流側」及び「上流側」とは、タービンを通る作動流体の流れに対する方向を示す用語である。従って、「下流側」という用語は、一般的に作動流体の流れの方向に対応する方向を意味し、「上流側」という用語は一般的に、作動流体の流れの方向の反対方向を意味する。「前方」及び「後方」という用語は、別途指定のない限り、エンジンの前方又は圧縮機端部を指す「前方」方向と、エンジンの後方又はタービン端部を指す「後方」方向とを意味する。「半径方向」という用語は、軸線に対して垂直方向の移動又は位置を意味する。「半径方向」という用語は、軸線に関して異なる半径方向位置にある要素を記述するために必要となることが多い。このようなケースでは、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線に対してより近接して存在する場合には、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向内向き」又は「内寄り」にあると記述することができる。これに対して、第１の構成要素が第２の構成要素よりも軸線から更に遠くに存在する場合には、本明細書では、第１の構成要素は第２の構成要素の「半径方向外向き」又は「外側寄り」にあると記述することができる。「軸方向」という用語は、軸線に平行な移動又は位置を意味する。最後に、「円周方向」という用語は、軸線周りの移動又は位置を意味する。
【００１９】
次に、複数の図面にわたって種々の数字が同じ部品を表す図面を参照すると、図１は、ガスタービンエンジン（図示せず）の従来の燃焼器１００の部分断面図を示している。燃焼器１００は、ベンチェリ１０２及び軸方向部分１０４を含むことができる。ベンチェリ１０２は、内側ベンチェリ部分１０６と外側ベンチェリ部分１０８とを含むことができる。また、燃焼器１００の軸方向部分１０４は、内側壁１１０と外側壁１１２とを含むことができる。更に、円周方向ライナ１１４は、内側及び外側ベンチェリ部分１０６、１０８と、内側壁１１０及び外側壁１１２との間に形成することができる。冷却プロセスの間、クーラントは、外側ベンチェリ部分１０８に設けられた複数の孔を通ってライナ１１４に流入することができる。次いで、クーラントは、ライナ１１４を流れることができ、ベンチェリ１０２に対してインピンジメント冷却を実質的に実施する。しかしながら、インピンジメント冷却は、表面冷却しかもたらさない可能性があり、ベンチェリ１０２の冷却にあまり有効ではない可能性があり、従って、構成要素の寿命が短くなる場合もある。その上、ベンチェリ１０２の不適切な冷却はまた、燃料の自動点火につながる可能性がある。加えて、冷却工程を実施した後、クーラントは、ライナ１１４の後方部分（図示せず）において廃棄されることがあり、これは、ガスタービンエンジンの効率を更に低下させる可能性がある。
【００２０】
更に、クーラントは、クーラント空気を含むことができ、該クーラント空気は、圧縮機（図示せず）において加圧されて燃焼用に利用される燃焼器空気から分流される。従って、燃焼器空気の相当な部分を形成するクーラント空気もまた、ガスタービンエンジンの効率を低下させる。その上、ベンチェリ１０２はまた、多数の構成要素を含むことができ、従って、内側及び外側ベンチェリ部分１０６、１０８に起因して複雑な構造となる。
【００２１】
図２は、本出願の１つの実施形態による、ガスタービンエンジンの例示的な燃焼器２００の部分断面図を示している。当業者であれば、本出願は、このタイプの用途に限定されず、限定ではないが、航空機エンジン、発電用エンジン、蒸気タービンエンジン及び同様のものなど、他のタイプの燃焼タービン又は回転エンジンで用いることができる点は理解されるであろう。図２は、明確にするために、燃焼器２００の上半部分を示している。燃焼器２００は、中心軸線Ａの周りで実質的に対称とすることができる。燃焼器空気及び燃料混合気の燃焼は、燃焼器２００内部で生じることができる。燃焼器における加圧に続いて、燃焼器空気を燃焼器２００のヘッド端部（図示せず）にて導入することができ、燃料を燃焼器空気内に導入して、燃焼器空気及び燃料混合気を形成することができる。
【００２２】
燃焼器２００は、燃焼器空気及び燃料混合気を燃焼室２０８に流入させるための入口（図示せず）を含むことができる。本出願の種々の実施形態では、燃焼器２００は、１つ又はそれ以上の入口を含むことができる。１つ又はそれ以上の点火手段（例えば、スパークプラグ）を燃焼室２０８に設けて、燃焼器空気及び燃料混合気を点火することができる。点火に続いて、燃焼生成物が燃焼器２００からタービン（図示せず）に流出することができる。ベンチェリ２１０は、燃焼室２０８内に設けられ、燃焼器空気及び燃料混合気の点火を燃焼器２００内に封じ込めるように実質的に安定化することができる。本出願の１つの実施形態では、ベンチェリ２１０の下流側に拡大ステップ部２１１を設け、燃焼器空気及び燃料混合気のスクリーチを実質的に軽減することができる。図示のように、ベンチェリ２１０は、燃焼室を第１段燃焼室２１２と第２段燃焼室２１４とに実質的に分割することができる。
【００２３】
更に、流れスリーブ２１６を設けて、該流れスリーブ２１６と燃焼室壁２２０との間にクーラントプレナム２１８を形成することができる。クーラントプレナム２１８は、燃焼室２０８の周りに円周方向に配置することができる。本出願の１つの実施形態では、クーラントプレナム２１８は、流れスリーブ入口２２２を通る加圧クーラントの流れを受けるよう構成することができる。本出願の１つの実施形態では、加圧クーラントは、圧縮機から分流された加圧空気とすることができる。本出願の別の実施形態では、加圧クーラントは、水、蒸気、又は不活性ガスと混合される空気を加圧することができる。加圧クーラントは、クーラントプレナム２１８を流れ、流れスリーブ出口２２４を通じてクーラントプレナム２１８から流出することができる。加圧クーラントは、本出願の範囲から逸脱することなく、図２に示す方向とは反対の方向に流れることもできる点は、当業者であれば理解されるであろう。
【００２４】
図３は、正確な縮尺ではない、ベンチェリ２１０のより詳細な断面図を示し、ここでは本出願の例示的な実施形態によるクーラントチャンネルがより明確に図示されている。本出願の１つの実施形態では、ベンチェリ２１０は、前方部品３０２と後方部品３０４とを含むことができる。図２に示すように、前方部品３０２及び後方部品３０４は、非一体的に形成することができる。しかしながら、ベンチェリ２１０は、２つよりも多い非一体的に形成された部品を含むことができる。本出願の１つの実施形態では、前方部品３０２は、前方軸方向延長部３０６、収束壁セクション３０８、及び拡大外側壁セクション３１０を含むことができ、他方、後方部品３０４は、後方軸方向延長部３１２及び拡大内側壁セクション３１４を含むことができる。本出願の１つの実施形態では、前方部品３０２及び後方部品３０４は、拡大内側壁セクション３１４が拡大外側壁セクション３１０に対して閉鎖して離間した関係にあるように構成することができる。これは、拡大外側壁セクション３１０と拡大内側壁セクション３１４との間に円周方向に延在する冷却スロット３１６（以下、「冷却スロット３１６」と呼ぶ）を形成することができる。本出願の代替の実施形態（図示せず）において、前方部品３０２及び後方部品３０４は、前方部品３０２が拡大内側壁セクション３１４を含み、後方部品３０４が拡大外側壁セクション３１０を含むように構成することができる。
【００２５】
図３に示すように、クーラントプレナム２１８を流れる加圧クーラントは、冷却スロット３１６を介して燃焼室２０８に流入することができる。これは、ベンチェリ２１０の実質的に体積冷却をもたらすことができる。体積冷却は、ベンチェリ２１０の冷却を改善し、ベンチェリ２１０の寿命を延ばすことができる。更に、体積冷却はまた、第１段燃焼室２１２内部での燃料の自動点火を実質的に阻止することができる。本出願の種々の実施形態では、冷却スロット３１６はまた、ベンチェリ２１０の冷却を向上させるために、タービュレータ及び／又は冷却アパーチャ（図４及び５とそれぞれ連携して説明される）を含むことができる。更に、燃焼室２０８に流入し且つ圧縮機からの加圧空気を実質的に含む加圧クーラントが燃焼用に利用される。これは、クーラントプレナム２１８を流れる加圧空気の廃棄を実質的に低減することができ、また、ガスタービンエンジンの効率を向上させる。更に、冷却後に残るある量の加圧空気は、限定ではないが、ＮＯｘ、ＣＯ、及び同様のもののような汚染物質の低減など、他の目的に利用することができる。本出願の種々の実施形態では、汚染物質の低減は、冷却後に残る加圧空気を燃焼器２００のヘッド端部にて導入することにより達成することができる。加えて、本出願のベンチェリ２１０は、より少ない数の構成要素しか必要とせず、従って、簡素化された単一又は２部品構造を提示することができる。
【００２６】
図３に示すように、拡大外側壁セクション３１０は、冷却スロット３１６に面する内面３１８と、クーラントプレナム２１８に面する外面３２０とを含むことができる。更に、拡大内側壁セクション３１４は、冷却スロット３１６に面する外面３２２と、第２段燃焼室２１４に面する内面３２４とを含むことができる。従って、拡大外側壁セクション３１０の内面３１８は、冷却スロット３１６にわたって拡大内側壁セクション３１４の外面３２２と対向することができる。本出願の１つの実施形態では、前方部品３０２は、燃焼器２００の略外側半径方向位置に沿って前方軸方向延長部３０６が前端３２６から後端３２８まで軸方向に延在するように構成することができる。燃焼器２００の略外側半径方向位置は、燃焼室壁２２０の半径方向位置に実質的に相当することができる。更に、収束壁セクション３０８は、前方軸方向延長部３０６の後端３２８からスロート頂点３３０まで実質的に斜め内向きに延在することができる。スロート頂点３３０の半径方向位置は、燃焼器空気及び燃料混合気の流れを加速する、ベンチェリ２１０の狭窄部に相当することができる。加えて、拡大外側壁セクション３１０は、スロート頂点３３０から燃焼器２００の略半径方向外側位置に相当する端部３３２まで実質的に斜め外向きに延在することができる。本出願の１つの実施形態では、後方部品３０４は、後方軸方向延長部３１２が燃焼器２００の略外側半径方向位置に沿って前端３３４から後端３３６まで延在することができるように構成される。更に、拡大内側壁セクション３１４は、後方軸方向延長部３１２の前端３３４から端部３３８まで実質的に斜め内向きに延在することができる。端部３３８は、スロート頂点３３０に近接した位置に位置付けることができる。
【００２７】
本出願の１つの実施形態では、冷却スロット３１６は、拡大外側壁セクション３１０の端部３３２と後方部品３０４のセクションとの間に画成されるマウス３４０を含むことができ、ここで後方軸方向延長部３１２は、拡大内側壁セクション３１４に移行する。後方部品３０４のこのようなセクションは、後方軸方向延長部３１２の前端３３４に近接することができる。本出願の１つの実施形態では、冷却スロット３１６は、後方部品３０４の拡大内側壁セクション３１４の端部３３８と、前方部品３０２のスロート頂点３３０との間に画成される出口３４２を含むことができる。本出願の種々の実施形態では、前方軸方向延長部３０６又は後方軸方向延長部３１２が収束壁セクション３０８又は拡大内側壁セクション３１４に移行する前方部品３０２又は後方部品３０４のセクションの少なくとも１つは、面取り又はフィレット処理することができる。
【００２８】
図３に示すように、収束壁セクション３０８は、第１段燃焼室２１２に面する内面３４４と、クーラントプレナム２１８に面する外面３４６とを含むことができる。本出願の１つの実施形態では、収束壁セクション３０８は、複数の冷却アパーチャ３４８を含むことができる。図３に示すように、冷却アパーチャ３４８の各々は、外面３４６を起点とし、収束壁セクション３０８の厚みを貫通して内面３４４上の開口に延在することができる。すなわち、冷却アパーチャ３４８は、クーラントプレナム２１８から燃焼室２０８まで加圧クーラント用の追加の通路を提供することができる。従って、冷却アパーチャ３４８は、ベンチェリ２１０の前方部品３０２の冷却を更に向上させることができる。本出願の１つの実施形態では、冷却アパーチャ３４８の少なくとも１つは、実質的に円筒形状とすることができる。しかしながら、本出願の範囲から逸脱することなく、冷却アパーチャ３４８の他の形状も可能とすることができる。
【００２９】
本出願の１つの実施形態では、冷却アパーチャ３４８は、該冷却アパーチャ３４８の各々が収束壁セクション３０８の内面３４４及び外面３４６にほぼ垂直であるように構成することができる。本出願の代替の実施形態では、冷却アパーチャ３４８は、収束壁セクション３０８の内面３４４及び外面３４６に対して傾斜した向きにすることができる。本出願の１つの実施形態では、収束壁セクション３０８上の冷却アパーチャ３４８は、複数の円周方向に延在する列を成して配列することができる。しかしながら、収束壁セクション３０８上の冷却アパーチャ３４８は、本出願の範囲から逸脱することなく、他の何れかの配置（例えば、交互配置）で配列してもよい。
【００３０】
本出願の１つの実施形態では、冷却アパーチャ３４８は、該冷却アパーチャ３４８の各々が収束壁セクション３０８の内面３４４及び外面３４６にほぼ垂直であるように構成することができる。本出願の代替の実施形態では、冷却アパーチャ３４８は、図２に示す中心線Ａ−Ａに対して傾斜させることができる。これは、アパーチャ３４８を流れる加圧クーラントにおいて、中心線の周りに性能向上スワールを生成することになる点は、理解されるであろう。
【００３１】
図４は、本出願の１つの実施形態による、例示的なベンチェリ２１０の詳細断面図を示している。図４に示すように、拡大内側壁セクション３１４の外面３２２は、１つ又はそれ以上のタービュレータ４０２を含むことができる。タービュレータ４０２は、本出願の範囲から逸脱することなく、拡大外側壁セクション３１０の内面３１８上に設けてもよい点は、当業者であれば理解されるであろう。拡大内側壁セクション３１４の外面３２２上のタービュレータ４０２により、冷却スロット３１６を流れる加圧クーラント内に乱流を引き起こすことができ、すなわち、ベンチェリ２１０の後方部品３０４の冷却を向上させるようになる。図４に示すように、タービュレータ４０２は、実質的に矩形断面を有することができる。しかしながら、タービュレータ４０２は、限定ではないが、円形、楕円、多角形、又は同様のものなど、他の何れかの断面を有することができる。
【００３２】
図５は、本出願の別の実施形態による、例示的なベンチェリ２１０の詳細断面図を示している。図５に示すように、拡大内側壁セクション３１４は、複数の冷却アパーチャ５０２を含むことができる。冷却アパーチャ５０２の各々は、外面３２２を起点とし、拡大内側壁セクション３１４の厚みを貫通して内面３２４上の開口に延在することができ、すなわち、冷却アパーチャ３４８は、拡大内側壁セクション３１４を通る加圧クーラント用の通路を生成することができる。従って、冷却アパーチャ５０２は更に、ベンチェリ２１０の後方部品３０４の冷却を更に向上させることができる。本出願の１つの実施形態では、冷却アパーチャ５０２の少なくとも１つは、実質的に円筒形状とすることができる。本出願の範囲から逸脱することなく、冷却アパーチャ５０２の他の形状も可能とすることができる点は、当業者であれば理解されるであろう。
【００３３】
本出願の１つの実施形態では、冷却アパーチャ５０２は、該冷却アパーチャ５０２の各々が拡大内側壁セクション３１４の内面３２４及び外面３２２にほぼ垂直であるように構成することができる。本出願の代替の実施形態では、冷却アパーチャ５０２は、図２に示す中心線Ａ−Ａに対して傾斜させることができる。これは、アパーチャ５０２を流れる加圧クーラントに対して中心線の周りに性能向上スワールを生成することになる点は、理解されるであろう。
【００３４】
本出願の１つの実施形態では、冷却アパーチャ５０２は、該冷却アパーチャ５０２の各々が拡大内側壁セクション３１４の内面３２４及び外面３２２にほぼ垂直であるように構成することができる。本出願の代替の実施形態では、冷却アパーチャ５０２は、拡大内側壁セクション３１４の内面３２４及び外面３２２に対して傾斜した向きにすることができる。本出願の１つの実施形態では、拡大内側壁セクション３１４上の冷却アパーチャ５０２は、複数の円周方向に延在する列を成して配列することができる。しかしながら、拡大内側壁セクション３１４上の冷却アパーチャ５０２は、本出願の範囲から逸脱することなく、他の何れかの配置（例えば、交互配置）で配列してもよい。
【００３５】
図６は、本出願の別の例示的な実施形態による、例示的なベンチェリ２１０の詳細断面図を示している。図６に示すように、ベンチェリ２１０は、前方部分６０２及び後方部分６０４と一体構造とすることができる。更に、前方部分６０２は、複数の冷却アパーチャ６０６を含むことができる。本出願の１つの実施形態では、後方部分６０４は、複数の貫通孔６０８を含むことができる。詳細には、図６には１つだけの貫通孔６０８が見えるが、他の貫通孔６０８は、後方部分６０４に円周方向に配列することもできる。加圧クーラントは、冷却アパーチャ６０６及び貫通孔６０８を流れ、ベンチェリ２１０の体積冷却をもたらすことができる。
【００３６】
当業者であれば理解されるように、幾つかの例示的な実施形態に関して上述された多くの様々な特徴及び構成は、本発明の他の実施可能な実施形態を形成するよう更に選択的に適用することができる。簡潔にするため、及び当業者の能力を考慮して、各々の可能な繰り返しは本明細書で詳細には述べていないが、添付の複数の請求項によって包含される全ての組み合わせ及び可能な実施形態は、本出願の一部をなすものとする。加えて、本発明の複数の例示的な実施形態の上記の説明から、当業者であれば改善、変更、及び修正が理解されるであろう。当該技術分野の範囲内にあるこのような改善、変更、及び修正はまた、添付の請求項によって保護されるものとする。更に、上記のことは、本出願の好ましい実施形態にのみに関連しているが、添付の請求項及びその均等物によって定められる本出願の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者によって多くの変更及び修正を本明細書において行うことができる点を理解されたい。
【符号の説明】
【００３７】
１００  従来の燃焼器
１０２  ベンチェリ
１０４  軸方向部分
１０２  ベンチェリ
１０６  内側ベンチェリ部分
１０８  外側ベンチェリ部分
１１０  内側壁
１１２  外側壁
１１４  円周方向ライナ
１１６  孔
２００  燃焼器
２０８  燃焼室
２１０  ベンチェリ
２１１  拡大ステップ部
２１２  第１段燃焼室
２１４  第２段燃焼室
２１６  流れスリーブ
２１８  クーラントプレナム
２２０  燃焼室壁
２２２  流れスリーブ入口
２２４  流れスリーブ出口
３０２  前方部品
３０４  後方部品
３０６  前方軸方向延長部
３０８  収束壁セクション
３１０  拡大外側壁セクション
３１２  後方軸方向延長部
３１４  拡大内側壁セクション
３１６  冷却スロット
３１８  内面
３２０  外面
３２２  外面
３２４  内面
３２６  前端
３２８  後端
３３０  スロート頂点
３３２  端部
３３４  前端
３３６  後端
３３８  端部
３４０  マウス
３４２  出口
３４４  内面
３４６  外面
３４８  冷却アパーチャ
４０２  タービュレータ
５０２  冷却アパーチャ
６０２  前方部分
６０４  後方部分
６０６  冷却アパーチャ
６０８  貫通孔
【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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