(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンエンジン燃焼器における燃焼器ドーム上の熱シールドを提供する。【解決手段】ガスタービンエンジン燃焼器１６の円錐平坦熱シールド１１０，１１１は、中心線２０に対して略垂直又は面角１５４で傾斜することができる平坦な下流側接面２２２を有し、平坦セクション１４４，１４５から上流側に延びて一体化された環状円錐セクション１４２，１４３を含む。平坦セクションは、半径方向外側及び内側縁部１６２，１６４を含み、円形で中心線２０の周りを囲み、平坦セクションは、中心線２０上に原点１７６を有する円周方向に離間して配置される時計回り及び反時計回りの半径方向縁部１７２，１７４を含む。燃焼器１６は、非対称で配列された円形列１４０，１４１の円錐平坦熱シールドを含む。円錐平坦熱シールドのグループＡ，Ｂ，Ｃは、ドームプレート５０上に装着することができ、円錐平坦熱シールドは、グループＡ，Ｂ，Ｃにおいて異なる。【選択図】図１
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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燃焼器（１６）の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）であって、該円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の実質的に環状の平坦セクション（１４４，１４５）から上流側又は前方に延びて該平坦セクションと一体化された環状円錐セクション（１４２，１４３）を備え、前記平坦セクション（１４４，１４５）が半径方向外側及び内側縁部（１６２，１６４）を含み、前記半径方向外側及び内側縁部（１６２，１６４）の少なくとも１つが円形で中心線（２０）の周りを囲み、前記平坦セクション（１４４，１４５）が、前記中心線（２０）上に原点（１７６）を有する円周方向に離間した時計回り及び反時計回りの半径方向縁部（１７２，１７４）を含む、円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項２】
前記中心線（２０）に対して略垂直か又は面角（１５４）で傾斜した前記平坦セクション（１４４，１４５）の平坦な下流側接面（２２２）を更に備える、請求項１に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項３】
前記環状円錐セクション（１４２，１４３）から上流側で且つこれと一体化された円筒セクション（１４６，１４７）を更に備える、請求項２に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項４】
前記環状円錐セクション（１４２，１４３）と、該環状円錐セクション（１４２，１４３）から上流側又は前方に延びる円筒セクション（１４６，１４７）との間に配置され且つこれらと一体化された移行セクション（１２６，１２７）と、
前記円筒セクション（１４６，１４７）と実質的に面一である前記移行セクション（１２６，１２７）の前方端部（１２８）及び前記環状円錐セクション（１４２，１４３）と実質的に面一である前記移行セクション（１２６，１２７）の後方端部（１２９）と、
を更に備える、請求項１に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項５】
前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の下流側接面（１１４）を冷却するためのフィルム冷却手段を更に備える、請求項２に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項６】
前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の冷却壁と高温壁（１９０，１９２）との間に配置された冷却空気プレナム（１８６）と、
前記冷却壁（１９０）を通って前記冷却空気プレナム（１８６）に延びる冷却空気供給孔（１８４）と、
前記冷却空気プレナム（１８６）から前記高温壁（１９２）を通って前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の下流側接面（１１４）まで延びる上流側角度付きフィルム冷却孔（１８０）と、
を更に備える、請求項２に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項７】
前記平坦セクション（１４４，１４５）が、平坦な火炎安定化コーナー面（２２４）を含む平坦コーナー（１６０）を有する、請求項１に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項８】
前記平坦な火炎安定化コーナー面（２２４）が、前記中心線（２０）に対して略垂直か又は面角（１５４）で傾斜した前記平坦セクション（１４４，１４５）の平坦な下流側接面（２２２）の少なくとも一部である、請求項７に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項９】
前記環状円錐セクション（１４２，１４３）から上流側で且つこれと一体化された円筒セクション（１４６，１４７）を更に備える、請求項８に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項１０】
前記円筒セクション（１４６，１４７）と、前記環状円錐セクション（１４２，１４３）との間に配置された移行セクション（１２６，１２７）を更に備える、請求項９に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項１１】
前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の下流側接面（１１４）を冷却するためのフィルム冷却手段を更に備える、請求項１０に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【請求項１２】
前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の冷却壁と高温壁（１９０，１９２）との間に配置された冷却空気プレナム（１８６）と、
前記冷却壁（１９０）を通って前記冷却空気プレナム（１８６）に延びる冷却空気供給孔（１８４）と、
前記冷却空気プレナム（１８６）から前記高温壁（１９２）を通って前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記移行セクション（１２６，１２７）の下流側接面（１１４）まで延びる上流側角度付きフィルム冷却孔（１８０）と、
を更に備える、請求項１０に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的に、ガスタービンエンジン燃焼器に関し、より詳細には、ガスタービンエンジン燃焼器における燃焼器ドーム上の熱シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
大気汚染問題により、世界的規模でより厳しいエミッション基準が導入されてきた。これらの基準は、ガスタービンエンジン運転の結果として発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）、未燃炭化水素（ＨＣ）及び一酸化炭素（ＣＯ）のエミッションを規制している。詳細には、窒素酸化物は、高い燃焼器火炎温度の結果としてガスタービンエンジン内で形成される。窒化酸化物エミッションを低減する目的でガスタービンエンジンに変更を加えることは、関連するガスタービンエンジンの運転音響レベルに悪影響を及ぼすことが多い。
【０００３】
ガスタービンエンジンの燃焼器においては、燃料−空気化学量論的組成、全質量流量及び他の作動条件により決まる通常作動条件の結果として、有害な又は望ましくない音圧振動又は圧力パルスが発生する可能性がある。連邦及び地方大気汚染基準を満たすのに必要な低ＮＯｘエミッションを目標とするガスタービン燃焼器設計の現行の傾向として、火炎反応領域の上流側で燃料及び空気を均一に混合する希薄予混合式燃焼システムが使用されるようになってきた。これらの燃焼システムが作動する燃料−空気比つまり等量比は、望ましくないガス状ＮＯｘエミッションの発生を許容可能なレベルまで更に制限することになる低火炎温度を維持するために、従来の燃焼器と比較して遙かに「より希薄」である。
【０００４】
この方法は、多くの場合、低エミッションを達成するために水又は蒸気噴射を使用するが、水又は蒸気噴射を用いて低等量比での作動に伴う燃焼不安定性もまた、機械設備の損傷及び他の作動上の問題を引き起こす可能性がある燃焼器の許容できない高い動的圧力振動を生じさせる傾向がある。圧力パルスは、燃焼器の機械設備に対する機械的及び熱的疲労を含む悪影響をエンジンに及ぼす可能性がある。低エミッション燃焼器では、空気の極めて高いパーセンテージがこのような設計の燃料−空気混合器に導入されるので、圧力パルスの問題が更に大きな懸案事項となることが分かっている。
【０００５】
乾式低エミッション（ＤＬＥ）燃焼器は、燃焼音響作用を生じ易く、通常は、燃焼音響作用の重度を軽減するための設計特徴要素及び／又は制御ロジックを含む。これらには、音響減衰器、複数燃料システム、及び補助燃料回路が含まれる。複数燃料システムは、燃焼室内での火炎温度変化を可能にする。ＬＭ２５００型ＤＬＥ及びＬＭ６０００型ＤＬＥ燃焼器では、独立して燃料供給される予混合器の３つのリングが組み込まれる。これにより、外側、中央及び内側予混合器が異なる火炎温度を有することが可能になる。
【０００６】
補助燃料回路は、主噴射位置とは異なる位置において燃焼器内に比較的少量の燃料を噴射するよう使用されてきた。この放熱における異相変動は、圧力変動の振幅を減少させるのに役立つ。一部の実施構成において、補助燃料はまた、燃焼チャンバ内に温度変動を生じさせる。
【０００７】
Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ製のＬＭ２５００型ＤＬＥ及びＬＭ６０００型ＤＬＥ燃焼器では、補助燃料は、一つおきの予混合器から噴射される。補助燃料を有していない予混合器への燃料流量は、一般に、補助燃料を有するものよりも少ない。
【０００８】
少なくとも一部の公知のガスタービン燃焼器は、火炎安定性及び混合を増強するために、液体燃料（ディーゼル燃料など）又はガス状燃料（天然ガスなど）と高速空気を混合する複数の混合器を含む。少なくとも一部の公知の混合器は、流入空気を旋回させるスワーラの中心に配置される単一の燃料噴射装置を含む。燃料噴射装置及び混合器の両方は、燃焼器ドーム上に配置される。典型的なドームは、熱シールドを支持するドームプレートを含む。燃焼器は、混合器組立体と、ドームの保護を促進する熱シールドとを含む。熱シールドは、熱シールドの作動温度を所定の限度内に維持するために、空気がドームに衝突することにより冷却される。
【０００９】
作動時には、パイロット混合器から放出される燃料−空気混合気流の膨張は、熱シールド周辺にトロイド状の渦流を発生させる可能性がある。未燃焼燃料は、対流によってこれらの不安定な渦流に移動することができる。燃料−空気混合気は、燃焼ガスと混合された後に点火され、その後の放熱が極めて突発的に起こる可能性がある。多くの公知の燃焼器において、熱シールドの周囲の高温ガスは、点火によって生じる火炎を安定化させる。しかしながら、急激な放熱によって生じる圧力インパルスは、後続の渦流の形成に影響を及ぼす可能性がある。後続の渦流は、望ましい又は許容可能な限度を超える圧力振動を燃焼器内で引き起こす恐れがある。
【００１０】
特に長さが短く、低ＮＯｘ（窒化酸化物）、ＣＯ、及び未燃炭化水素エミッション用に設計されたガスタービンエンジン燃焼器におけるこれらの高レベルのノイズ又は音響作用を排除又は低減する効果的な手段を有することが極めて望ましい。また、この手段の利用又は既存のエンジンへの追加が容易であり、特定のエンジンに合わせた調整及び設置が容易であることが極めて望ましい。燃焼器ドーム上の円錐内側及び外側熱シールドは、２０１３年１２月３日にＭａｒｋ  Ａｎｔｈｏｎｙ  Ｍｕｅｌｌｅｒらに交付された米国特許第８，５９６，０７１号において開示されている。米国特許第８，５９６，０７１号は、ゼネラル・エレクトリック・カンパニーに譲受され、引用により本明細書に組み込まれる。
【００１１】
燃焼不安定性は、燃料を希薄予混合火炎で燃焼させるＤＬＥ燃焼器における難しい課題である。一部の場合の燃焼不安定性は、大きな音響圧力を生成する場合があり、構造的振動、燃焼壁に対する高い熱流束、火炎の逆火（縦モード）及び火炎のブローオフ（接線又は半径方向モード）を引き起こす可能性がある。一部の極端な事例では、結果としてエンジンハードウェアの故障となる。燃焼不安定性を排除する最も効果的な方法の１つは、希薄予混合火炎を適切に設計された保炎器上に係留し、スペースラグが不安定性領域の外部にあるようにすることである。このため、熱シールド設計及び形状（保炎器として）は、燃焼音響特性の抑制を生じさせるのに最も効果的であることが実証されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第８，５９６，０７１号明細書
【発明の概要】
【００１３】
ガスタービンエンジン燃焼器の円錐平坦熱シールドは、該円錐平坦熱シールドの実質的に環状の平坦セクションから上流側又は前方に延びて該平坦セクションと一体化された環状円錐セクションを含む。平坦セクションは、半径方向外側及び内側縁部を含み、外側及び内側縁部の少なくとも１つが円形で中心線の周りを囲み、平坦セクションは、中心線上に原点を有する円周方向に離間した時計回り及び反時計回りの半径方向縁部を含む。
【００１４】
平坦セクションの平坦な下流側接面は、中心線に対して略垂直か又は面角で傾斜することができる。円錐平坦熱シールドは、環状円錐セクションから上流側で且つこれと一体化された円筒セクションを含むことができる。
【００１５】
移行セクションは、環状円錐セクションと、該環状円錐セクションから上流側又は前方に延びる円筒セクションとの間に配置され且つこれらと一体化することができ、移行セクションの前方端部は、円筒セクションと実質的に面一とすることができ、移行セクションの後方端部は、環状円錐セクションと実質的に面一とすることができる。
【００１６】
円錐平坦熱シールドは、平坦セクションの上流側又は前方で円錐平坦熱シールドの下流側接面を冷却するためのフィルム冷却手段を含むことができる。円錐平坦熱シールドは、平坦セクションの上流側又は前方で円錐平坦熱シールドの冷却壁と高温壁との間に配置された冷却空気プレナムと、冷却壁を通って冷却空気プレナムに延びる冷却空気供給孔と、冷却空気プレナムから高温壁を通って平坦セクションの上流側又は前方で円錐平坦熱シールドの下流側接面まで延びる上流側角度付きフィルム冷却孔と、を含むことができる。
【００１７】
ガスタービンエンジン燃焼器は、燃焼器環状外側及び内側ライナに結合されたドームプレートと、ドームプレート上に装着又は結合された円錐平坦熱シールドの１又はそれ以上の同心円形列と、を含み、円錐平坦熱シールドの各々が、該円錐平坦熱シールドの平坦セクションから上流側又は前方に延びて該平坦セクションと一体化された環状円錐セクションを含む。
【００１８】
１又はそれ以上の円形列の円錐平坦熱シールドは、１又はそれ以上の円形列のうちの少なくとも単一の円形列において、円錐平坦熱シールドの少なくとも第１及び第２のグループ、並びに第１及び第２のグループそれぞれにおける円錐平坦熱シールドのうちの少なくとも第１及び第２の異なる円錐平坦熱シールドを有する非対称パターンで配列することができる。
【００１９】
ガスタービンエンジン燃焼器は、円錐平坦熱シールドの１又はそれ以上の円形列において円錐平坦熱シールドの２又はそれ以上のグループを含むことができ、円錐平坦熱シールドの各々が、１又はそれ以上の設計パラメータを有し、２又はそれ以上のグループのうちの第１のグループにおける円錐平坦熱シールドの少なくとも１つが、２又はそれ以上のグループのうちの第２のグループにおける円錐平坦熱シールドの１又はそれ以上の設計パラメータとは異なる１又はそれ以上の設計パラメータを有する。１又はそれ以上の設計パラメータは、円錐平坦熱シールドの各々の平坦セクションに沿った平坦な下流側接面の全面積、円錐セクションの半円錐角、平坦セクション又は円錐平坦熱シールドのドームプレートからの軸方向オフセット、並びに平坦セクションの平坦な下流側接面の時計回り及び／又は反時計回りの円周方向傾斜角からなる群から選択することができる。
【００２０】
ガスタービンエンジン燃焼器の別の実施形態は、燃焼器のドームプレート上に結合又は装着された円錐平坦外側及び内側熱シールドの２又はそれ以上の同心円形列を含む。２又はそれ以上の同心円形列は、円錐平坦外側及び内側熱シールドの半径方向に隣接する外側及び内側円形列の少なくとも１つのペアを含み、円錐平坦外側及び内側熱シールドは、該円錐平坦外側及び内側熱シールドそれぞれの外側及び内側平坦セクションから上流側又は前方に延びて該平坦セクションと一体化された環状外側及び内側円錐セクションを含む。
【００２１】
円錐平坦熱シールドの上述の態様及び他の特徴について、添付図面を参照しながら以下の詳細な説明において説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】円錐平坦熱シールドを有するドームを備えた例示的なガスタービンエンジン燃焼器の断面図。
【図２】図１に示すドーム及び例示的な円錐平坦熱シールドの１つのセクタの切り欠き斜視図。
【図２Ａ】ドーム及び例示的な円錐平坦熱シールドの一部と、図１及び２に示した円錐平坦熱シールドの一部を囲む外側燃焼器ライナの一部の拡大切り欠き斜視図。
【図３】図２に示す半径方向内側及び外側熱シールドの斜視図。
【図４】図３に示す半径方向内側及び外側熱シールドの後方から前方を見た拡大図。
【図５】図３に示す内側及び外側熱シールドの側面図。
【図６】図３に示す内側及び外側熱シールドの切り欠き側面図。
【図７】図３に示す半径方向内側及び外側熱シールドの第１の代替の実施形態の後方から前方を見た拡大図。
【図８】図７に示す内側及び外側熱シールドの第１の代替の実施形態の側面図。
【図９】図３に示す半径方向内側及び外側熱シールドの第２の代替の実施形態の後方から前方を見た拡大図。
【図１０】図９に示す内側及び外側熱シールドの第２の代替の実施形態の側面図。
【図１１】例示的な円錐平坦熱シールドの円錐セクションの下流側接面を冷却するためのフィルム冷却孔の斜視図。
【図１２】図１に示すフィルム冷却孔に冷却空気を供給するための冷却空気プレナムの切り欠き斜視図。
【図１３】エンジン中心線に対して異なる角度で傾斜した内側及び外側平坦セクションそれぞれを有する図１に示す内側及び外側熱シールドの第３の代替の実施形態の側面図。
【図１４】図１に示す半径方向内側及び外側熱シールドの後方から前方を見た拡大概略図。
【図１５】図１に示す半径方向内側及び外側熱シールドの円周方向に組み合わせた配列の後方から前方を見た拡大概略図。
【図１６】図１に示す半径方向内側及び外側熱シールドの円周方向に組み合わせ且つ軸方向にオフセットした配列の後方から前方を見た拡大概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
次に、幾つかの図全体を通して様々な参照符号が同様の要素を表す図面を詳細に参照する。図１は、エンジン中心線２０の周りを囲む例示的な燃焼器１６を示している。燃焼器１６は、環状の半径方向外側及び内側ライナ３２，３４によって定められる燃焼ゾーン又は燃焼室３０を含み、該ライナ３２，３４は、燃焼室３０の外側及び内側境界をそれぞれ定める。中心再循環ゾーン３７が燃焼ゾーン又は燃焼室３０内に配置される。環状燃焼器ケーシング５１が、外側及び内側ライナ３２，３４の周りで円周方向に延びる。
【００２４】
図１を参照すると、燃焼器１６は、燃焼室３０から上流側で外側及び内側ライナ３２，３４に装着又は結合されたドームプレート５０を有して、燃焼室３０の上流側端部を定めるドーム４６を含む。少なくとも２つの混合器組立体は、ドームプレート５０から上流側に延びて、燃料及び空気の混合気を燃焼室３０に送給する。本明細書で開示される燃焼器１６の例示的な実施形態は、半径方向内側混合器組立体３８及び半径方向外側混合器組立体３９を含み、二重アニュラ型燃焼器（ＤＡＣ）として知られている。或いは、燃焼器１６は、単一アニュラ燃焼器（ＳＡＣ）又は三連アニュラ燃焼器（ＴＡＣ）とすることができる。
【００２５】
一般に、内側及び外側混合器組立体３８，３９は、パイロット混合器４３と、主混合器４１と、これらの間に延びる環状中心本体４５とを含む。具体的には、例示的な実施形態において、内側混合器組立体３８は、内側パイロット混合器４０と、後縁３１を有する内側主混合器４１と、内側主混合器４１と内側パイロット混合器４０との間に延びる内側環状中心本体４２とを含む。同様に、外側混合器組立体３９は、外側パイロット混合器４３と、外側後縁４９を有する外側主混合器４４と、外側主混合器４４と外側パイロット混合器４３との間に延びる外側環状中心本体４５とを含む。内側環状中心本体４２は、内側中心線５２に対して半径方向内側面３５及び半径方向外側面３６と、前縁２９と、後縁３３とを含む。例示的な実施形態において、半径方向内側面３５は中細であり、半径方向外側面３６は、後縁３３に弓状に延びる。より具体的には、内側面３５は、内側パイロット混合器４０のための流路を定め、外側面３６は、主混合器４１のための流路を定める。内側パイロット中心本体５４は、内側パイロット混合器４０内で実質的に内側中心線５２を中心に配置される。
【００２６】
同様に、外側中心本体４５は、外側中心線５３に対して半径方向内側面４７及び半径方向外側面４８と、前縁５６と、中心本体後縁６３とを含む。例示的な実施形態において、半径方向内側面４７は中細であり、半径方向外側面４８は、後縁６３に弓状に延びる。より具体的には、内側面４７は、外側パイロット混合器４３のための流路を定め、外側面４８は、主混合器４４のための流路を定める。外側パイロット中心本体５５は、外側パイロット混合器４３内で実質的に外側中心線５３を中心に配置される。
【００２７】
内側混合器組立体３８は、同軸に装着されたスワーラ６０のペアを含む。より具体的には、例示的な実施形態において、スワーラ６０は軸方向スワーラであり、各々が一体的に形成された内側スワーラ６２及び外側スワーラ６４を含む。或いは、パイロット内側スワーラ６２及びパイロット外側スワーラ６４は、別個の構成要素であってもよい。内側スワーラ６２は、環状であり、内側パイロット中心本体５４の周りに円周方向に配置される。外側スワーラ６４は、パイロット内側スワーラ６２と中心本体４２の半径方向外側面３６との間に円周方向に配置される。
【００２８】
例示的な実施形態において、パイロット内側スワーラ６２は、パイロット外側スワーラ６４を通って流れる空気と同じ方向に旋回された空気を放出する。或いは、パイロット内側スワーラ６２は、パイロット外側スワーラ６４が空気を放出する方向と反対の回転方向で旋回された空気を放出することができる。
【００２９】
主混合器４１は、中心本体の半径方向内側面３５と組み合わせて環状予混合器キャビティ７４を定める外側スロート面７６を含む。例示的な実施形態において、中心本体４２は燃焼室３０内に延びる。主混合器４１は、パイロット混合器４０に対して同軸に整列され、内側混合器組立体３８の周りに円周方向に延びる。例示的な実施形態において、主混合器４１内の半径方向外側スロート面７６は、弓状に形成され、主混合器４１用の外側流路を定める。
【００３０】
同様に、外側混合器組立体３９は、同軸に装着されたスワーラ６１のペアを含む。より具体的には、例示的な実施形態において、スワーラ６１は、軸方向スワーラであり、各々が一体的に形成された内側スワーラ６５と外側スワーラ６７とを含む。或いは、パイロット内側スワーラ６５及びパイロット外側スワーラ６７は、別個の構成要素であってもよい。内側スワーラ６５は環状であり、パイロット中心本体５５の周りに円周方向に配置され、外側スワーラ６７は、内側スワーラ６５と中心本体４５の半径方向外側面４８との間に円周方向に配置される。
【００３１】
例示的な実施形態において、パイロット内側スワーラ６５は、パイロット外側スワーラ６７を通って流れる空気と同じ方向に旋回された空気を放出する。或いは、パイロット内側スワーラ６５は、パイロット外側スワーラ６７が空気を放出する方向と反対の回転方向で旋回された空気を放出することができる。主混合器４４は、中心本体の半径方向内側面４７と組み合わせて環状予混合器キャビティ７８を定める外側スロート面７７を含む。例示的な実施形態において、中心本体４５は燃焼室３０内に延びる。例示的な実施形態において、パイロット合器４３内の半径方向外側スロート面７７は、弓状に形成され、パイロット混合器４３用の外側流路を定める。主混合器４４は、パイロット混合器４３に対して同軸に整列され、外側混合器組立体３８の周りに円周方向に延びる。
【００３２】
図１〜６及び１４を参照すると、燃焼器１６及びドーム４６の例示的な実施形態は、ドームプレート５０に装着又は結合され且つ半径方向に隣接して同心状の外側及び内側円形列１４０，１４１それぞれで配列された円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１を含む。外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、外側及び内側平坦セクション１４４，１４５それぞれから上流側すなわち前方に且つ一体化されて延びる環状外側及び内側円錐セクション１４２，１４３を含む。外側及び内側平坦セクション１４４，１４５の平坦な下流側接面２２２は、エンジン中心線２０に対して略垂直か又は面角１５４で傾斜している。外側及び内側円錐セクション１４２，１４３は、外側及び内側中心線５３，５２それぞれを中心として配置されて該中心線を囲む。
【００３３】
図４に詳細に示すように、外側及び内側平坦セクション１４４，１４５は、エンジン中心線２０に対して実質的に環状である。外側及び内側平坦セクション１４４，１４５は、半径方向外側及び内側縁部１６２，１６４を含み、その少なくとも１つが円形で、エンジン中心線２０の周りを囲む。外側及び内側平坦セクション１４４，１４５は、エンジン中心線２０上に原点１７６を備えた円周方向に離間して配置される時計回り及び反時計回りの半径方向縁部１７２，１７４を有する。
【００３４】
外側及び内側平坦セクション１４４，１４５の平坦な下流側接面２２２は、図１３においてより詳細に示されるように、エンジン中心線２０に対して異なる外側及び内側面角１６６，１６８にて傾斜することができる。例えば、図１３に示すように、外側平坦セクション１４４の平坦な下流側接面２２２は、エンジン中心線２０に向けて外側面角１６６にて傾斜することができ、内側平坦セクション１４５の平坦な下流側接面２２２は、エンジン中心線２０から離れて内側面角１６８にて傾斜することができる。
【００３５】
図２〜６を参照すると、外側及び内側平坦セクション１４４，１４５は、下流側端部又は外側及び内側円錐セクション１４２，１４３の外側及び内側円形リム１５６，１５８から半径方向に離れて（外側及び内側中心線５３，５２に対して）延びる。半径方向外側ライナ３２と交差する外側円錐セクション１４２の切除部分１３０又は欠け部は、外側円錐セクション１４２と半径方向外側ライナ３２との間の干渉を避けるのに用いることができる。ライナの構造的完全性を維持することは重要であるので、切除部分１３０又は欠け部は外側円錐セクション１４２において使用される。
【００３６】
外側及び内側熱シールド１１０，１１１の例示的な実施形態は、外側及び内側円錐セクション１４２，１４３それぞれから上流側すなわち前方にこれらと一体化されて延びる環状の外側及び内側円筒セクション１４６，１４７を含む。外側及び内側円筒セクション１４６，１４７と外側及び内側円錐セクション１４２，１４３それぞれとの間に配置される環状の丸みのある外側及び内側移行セクション１２６，１２７は、熱シールドにおける空気流が分離に起因する損失を最小限にして効率的に流れることを可能にすることができる。このことはまた、図１１及び１２にも示されている。移行セクションは、軸方向後方すなわち下流側方向で半径方向外向きに広がっている。外側及び内側移行セクション１２６，１２７の前方端部１２８は、外側及び内側円筒セクション１４６，１４７と実質的に面一であり、外側及び内側移行セクション１２６，１２７の後方端部１２９は、外側及び内側円錐セクション１４２，１４３それぞれと実質的に面一である。
【００３７】
外側及び内側平坦セクション１４４，１４５を備えた外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、２０１３年１２月３日にＭａｒｋ  Ａｎｔｈｏｎｙ  Ｍｕｅｌｌｅｒらに交付された米国特許第８，５９６，０７１号において開示される、外側及び内側周囲に沿った円錐外側及び内側熱シールドの半径方向外寄りセクションと対照にすることができる。米国特許第８，５９６，０７１号の円錐外側及び内側熱シールドは、燃焼ゾーンに面する平坦セクション又は平坦コーナーを有していない。
【００３８】
図２を参照すると、外側及び内側熱シールド１１０，１１１それぞれの半径方向外側及び内側縁部１６２，１６４に沿った外側及び内側熱シールド１１０，１１１の外側及び内側円錐セクション１４２，１４３の平坦なコーナー１６０は、火炎を安定化するための平坦面を提供する。平坦なコーナー１６０は、外側及び内側平坦セクション１４４，１４５の平坦な下流側接面２２２の少なくとも一部である平坦な火炎安定化コーナー面２２４を含む。外側及び内側熱シールド１１０，１１１の円周方向に隣接するシールドの外側及び内側平坦セクション１４４，１４５の半径方向に隣接するセクション１１８は、ほぼコーナー交差部１４８にて交わる。これらの外側及び内側平坦セクション１４４，１４５の平坦な交差コーナー１５０は、コーナー交差部１４８に位置する。
【００３９】
局所コーナー流再循環ゾーンが、エンジン運転中に平坦な交差コーナー１５０及び平坦コーナー１６０に沿って形成される。このような局所コーナー流再循環ゾーンは、米国特許第８，５９６，０７１号において開示された燃焼器ドームの円錐外側及び内側熱シールドには存在しない。コーナー流再循環ゾーン１４９は、火炎安定性及び係留を改善し、特定のガスタービンエンジン燃焼器においてダイナミックス又はノイズを排除し、ＣＯ及びＶＯＣを低減するよう図示されている。本明細書で開示される円錐平坦熱シールドは、燃焼不安定性並びにＮＯｘ、ＣＯ及びＨＣのエミッションを有意に低減することができる。
【００４０】
図１及び２を参照すると、外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、別個の離散的シールド部材である。図１及び２に示す熱シールド及びドームプレートの例示的な実施形態において、外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、予混合キャビティ７４，７８から放出されるガスが外側及び内側熱シールド１１０，１１１それぞれの外側及び内側円錐セクション１４２，１４３の円錐面１１４に沿って下流側且つ半径方向内向きに配向されるように、ドームプレート５０から下流側で該ドームプレート５０に取り外し可能に結合又は装着される。外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、燃焼器１６内で外側及び内側ライナ３２，３４それぞれに装着され、その結果、内側混合気組立体３８が内側熱シールド１１１内で実質的に中心に配置され、外側混合気組立体３９が外側熱シールド１１０内で実質的に中心に配置されるようになる。外側熱シールド１１０は、少なくとも１つの外側混合器組立体３９の周りに実質的に円周方向に位置付けられ、内側熱シールド１１１は、少なくとも１つの内側混合気組立体３８の周りに実質的に円周方向に位置付けられる。より具体的には、例示的な実施形態において、少なくとも１つの混合気組立体３８は、熱シールド１１１の開口１１６を通って延び、少なくとも１つの混合気組立体３９は、熱シールド１１０の開口１１６を通って延びる。
【００４１】
パイロット内側スワーラ６２，６５、パイロット外側スワーラ６４，６７、及び主混合器４１，４４は、燃料と空気を効果的に混合するよう設計される。パイロット内側スワーラ６２，６５、パイロット外側スワーラ６４，６７、及び主混合器４１，４４は、燃料−空気混合気に角度方向の移動を与え、燃料−空気混合気が混合気組立体３８，３９の周りで回転又は旋回するようになる。各混合気組立体３８，３９から燃料−空気混合気が流出した後、混合気は、外側及び内側熱シールド１１０，１１１の外側及び内側円錐セクション１４２，１４３を通って外側及び内側平坦セクション１４４，１４５それぞれまで外側及び内側中心線５３，５２の周りを旋回し続ける。環状外側及び内側円錐セクション１４２，１４３は、外側及び内側中心線５３，５２を中心として配置され、外側及び内側中心線５３，５２に対して外側及び内側半円錐角１５３，１５２を有する。
【００４２】
主混合器４４からの旋回している燃料−空気混合気は、外側及び内側熱シールド１１０，１１１それぞれの外側及び内側円錐セクション１４２，１４３に沿って流れる。小さな外側及び内側半円錐角１５３，１５２は、燃料−空気混合気があらゆる条件下で円錐面１１４上で点火できないような高速勾配を発生する。燃料−空気混合気が熱シールドを通過して流れると、燃料−空気混合気は、外側及び内側円錐セクション１４２，１４３と外側及び内側熱シールド１１０，１１１の外側及び内側平坦セクション１４４，１４５との間の凸状コーナー１７０にて点火する。
【００４３】
燃焼室３０内部の流れ場は、大規模な渦流の混合器組立体３８，３９からの分離を抑制する。火炎−渦流の相互作用が存在しない場合には、燃焼による放熱はより安定し、乱流燃焼に固有の圧力振動を増幅する傾向は少ない。この挙動により、音響振幅が低下し、作動性が改善され、燃焼器構成要素の耐久性が向上する。円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、高温で十分な強度を保持する材料から作製することができる。外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、フィルム（気膜）冷却することができる。図１１及び１２には、円錐外側及び内側熱シールド１１０，１１１をフィルム冷却する例示的な手段が示される。フィルム冷却手段は、円錐平坦外側熱シールド１１０に関して例示しているが、内側熱シールドを用いてもよい。外側及び内側熱シールド１１０，１１１それぞれの外側及び内側円錐セクション１４２，１４３の下流側に面する円錐面１１４を冷却するのに、上流側角度付きフィルム冷却孔１８０又はスロットもしくは他のフィルム冷却アパーチャを用いることもできる。冷却空気１８２は、インピンジメント及び供給孔１８４を通って冷却壁１９０を貫通して、円錐セクション内の外側及び内側熱シールドに流入する。上流側角度付きフィルム冷却孔１８０は、フィルム冷却空気１８８を冷却空気プレナム１８６内部から高温壁１９２を通って、外側及び内側移行セクション１２６，１２７の下流側に面する円錐面１１４に沿って下流側に配向する。
【００４４】
図１３に示すように、円錐外側及び内側熱シールド１１０，１１１の外側及び内側円錐セクション１４２，１４３は、外側及び内側曲げ中心線１３４、１３５それぞれを有する下流側すなわち後方外側及び内側曲げ部分１３２，１３３を有することができる。外側及び内側曲げ部分１３２，１３３の設計又は形状は、外側及び内側曲げ中心線１３４、１３５それぞれに対して外側及び内側後方半円錐角１３６，１３７を有する円錐形とことができる。外側及び内側後方半円錐角１３６，１３７の値は、環状外側及び内側円錐セクション１４２，１４３の外側及び内側半円錐角１５３，１５２と同じとすることができる。
【００４５】
この外側及び内側曲げ部分１３２，１３３は、外側及び内側円錐セクション１４２，１４３の外側及び内側円形リム１５６，１５８上の外側及び内側点１３８，１３９を中心として外側及び内側平坦セクション１４４，１４５の位置を回転させることにより設計することができる。外側及び内側曲げ部分１３２，１３３は、外側及び内側中心線５３，５２に対して外側及び内側曲げ角２３４，２３５と、外側及び内側中心線５３，５２それぞれに垂直な外側及び内側平面２４１，２４３に対して外側及び内側平坦セクション１４４，１４５の外側及び内側傾斜角２３６，２３７とを有する外側及び内側曲げ中心線１３４，１３５を形成する。
【００４６】
本明細書で記載される熱シールドは、幅広い種類のガスタービンエンジンで利用することができる。上述の熱シールド及び混合器組立体は、音響振幅及び熱シールドの熱応力を低減することによって燃焼器の耐久性を向上させる。熱シールド及び混合器組立体の例示的な実施形態は、上記で詳細に記載されている。熱シールド及び混合器組立体は、本明細書で記載される特定の実施形態に限定されない。具体的には、上述の熱シールドは、コスト効率がよく高い信頼性があり、様々なガスタービンエンジン用で設置された幅広い種類の燃焼器で利用することができる。
【００４７】
円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、音響作用低減のため、図１５に示すように外側及び内側円形列１４０，１４１の一方又は両方（又はそれ以上）内に非対称的パターンで配列することができる。半径方向に隣接する円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１のペア２３２の少なくとも２つのセットは、外側及び内側円形列の各々又は両方において異なる熱シールドを有する。図１５には、円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１の半径方向に隣接するペア２３２のセット２３０の３つのグループ（第１、第２、及び第３のグループＡ、Ｂ、Ｃ）が示されている。
【００４８】
グループＡは、内側熱シールド１１０，１１１の半径方向に隣接するペアの３つのペア２３２を各セットが有する、３つのペア２３０を含むように本明細書で例示される。グループＢ及びＣは各々、円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１の半径方向に隣接する１つのペア２３２の３つのセット２３０を含むように示されている。第１、第２、及び第３のグループＡ、Ｂ、Ｃの各々における半径方向に隣接する円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１のペア２３２は、他のグループの各々における円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１とは異なっている。各グループはまた、円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１と、円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１が装着される又はこれらが結合されるドームプレート５０とを含むドーム４６のセクタを表し、又は例示している。
【００４９】
第１、第２、及び第３のグループＡ、Ｂ、Ｃの各々は、異なる設計パラメータ、寸法、又は特徴要素を有することができる。これらのうち異なることができる設計パラメータ又は寸法は、円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１の各々の外側及び内側平坦セクション１４４，１４５に沿った平坦な下流側接面２２２の全面積ＴＡ、外側及び内側円錐セクション１４２，１４３の外側及び内側半円錐角１５３，１５２、並びに円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１の各々の外側及び内側平坦セクション１４４，１４５における外側及び内側円錐セクション１４２，１４３の外側及び内側リム１５６，１５８間の半径方向間隔Ｓである。
【００５０】
図１５に示す別の例示的な非対称性は、エンジン中心線２０に垂直な半径Ｒを中心とした外側及び内側平坦セクション１４４，１４５の平坦な下流側接面２２２の円周方向の傾斜である。図１５の第１、第２、及び第３のグループＡ、Ｂ、Ｃそれぞれについて、外側及び内側平坦セクション１４４，１４５の平坦な下流側接面２２２の時計回り及び反時計回りの円周方向傾斜角ＣＬ、ＣＣＬが示される。
【００５１】
図１６には、使用できる別の例示的な非対称事項又は設計相違点が示されている。円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、半径方向外側及び内側熱シールドの円周方向に組み合わせ且つ軸方向にオフセットした配列を有することができる。グループの一部は、円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１の外側及び内側平坦セクション１４４，１４５のドームプレート５０からの軸方向オフセットＡＸを含むことができる。軸方向オフセットＡＸの使用の例示的な実施形態が、図１６の第２及び第３のグループＢ，Ｃに示されている。但し、異なるグループは、異なる設計相違点を有することができる点に留意されたい。例えば、グループのうちの１つ（すなわち、グループＢ）における少なくとも１つの円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、軸方向オフセットＡＸを有することができるが、グループのうちの他のグループ（すなわち、グループＡ及びＣ）には軸方向オフセットＡＸを有しておらず、グループのうちの別のグループ（すなわち、グループＣ）における少なくとも１つの円錐平坦外側及び内側熱シールド１１０，１１１は、グループのうちの他のグループ（すなわち、グループＡ及びＢ）とは異なる設計パラメータを有することができる。
【００５２】
ガスタービンエンジン燃焼器において、単一のアニュラ燃焼器（ＳＡＣ）又は三連アニュラ燃焼器（ＴＡＣ）ドーム４６などの円錐平坦熱シールドの円形列の異なる数を有するアニュラ型燃焼器を用いることができる。例えば、単一アニュラ燃焼器（ＳＡＣ）は、燃焼器のドームプレート上に装着された円錐平坦熱シールドの単一の円形列を有することができる。別の実施例は、燃焼器のドームプレート上に装着された円錐平坦熱シールドの３つの同心円形列を有することができる三連アニュラ燃焼器（ＴＡＣ）とすることができる。更に別の実施例において、円錐セクション１４２は、完全なままの状態であり、切除されていない。この実施形態において、熱シールド１１０の下流側平坦面２２２の縁部は全て直線状であり、よって外側縁部も内側縁部も部分的に円形ではない。これは図１５及び１６において確認することができる。
【００５３】
種々の特定の実施形態について本発明を説明してきたが、請求項の技術的思想及び範囲内にある修正により本発明を実施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。
［実施態様１］
ガスタービンエンジン燃焼器（１６）の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）であって、該円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の実質的に環状の平坦セクション（１４４，１４５）から上流側又は前方に延びて該平坦セクションと一体化された環状円錐セクション（１４２，１４３）を備え、前記平坦セクション（１４４，１４５）が半径方向外側及び内側縁部（１６２，１６４）を含み、前記半径方向外側及び内側縁部（１６２，１６４）の少なくとも１つが円形で中心線（２０）の周りを囲み、前記平坦セクション（１４４，１４５）が、前記中心線（２０）上に原点（１７６）を有する円周方向に離間した時計回り及び反時計回りの半径方向縁部（１７２，１７４）を含む、円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様２］
前記中心線（２０）に対して略垂直か又は面角（１５４）で傾斜した前記平坦セクション（１４４，１４５）の平坦な下流側接面（２２２）を更に備える、実施態様１に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様３］
前記環状円錐セクション（１４２，１４３）から上流側で且つこれと一体化された円筒セクション（１４６，１４７）を更に備える、実施態様２に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様４］
前記環状円錐セクション（１４２，１４３）と、該環状円錐セクション（１４２，１４３）から上流側又は前方に延びる円筒セクション（１４６，１４７）との間に配置され且つこれらと一体化された移行セクション（１２６，１２７）と、
前記円筒セクション（１４６，１４７）と実質的に面一である前記移行セクション（１２６，１２７）の前方端部（１２８）及び前記環状円錐セクション（１４２，１４３）と実質的に面一である前記移行セクション（１２６，１２７）の後方端部（１２９）と、
を更に備える、実施態様１に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様５］
前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の下流側接面（１１４）を冷却するためのフィルム冷却手段を更に備える、実施態様２に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様６］
前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の冷却壁と高温壁（１９０，１９２）との間に配置された冷却空気プレナム（１８６）と、
前記冷却壁（１９０）を通って前記冷却空気プレナム（１８６）に延びる冷却空気供給孔（１８４）と、
前記冷却空気プレナム（１８６）から前記高温壁（１９２）を通って前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の下流側接面（１１４）まで延びる上流側角度付きフィルム冷却孔（１８０）と、
を更に備える、実施態様２に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様７］
前記平坦セクション（１４４，１４５）が、平坦な火炎安定化コーナー面（２２４）を含む平坦コーナー（１６０）を有する、実施態様１に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様８］
前記平坦な火炎安定化コーナー面（２２４）が、前記中心線（２０）に対して略垂直か又は面角（１５４）で傾斜した前記平坦セクション（１４４，１４５）の平坦な下流側接面（２２２）の少なくとも一部である、実施態様７に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様９］
前記環状円錐セクション（１４２，１４３）から上流側で且つこれと一体化された円筒セクション（１４６，１４７）を更に備える、実施態様８に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様１０］
前記円筒セクション（１４６，１４７）と、前記環状円錐セクション（１４２，１４３）との間に配置された移行セクション（１２６，１２７）を更に備える、実施態様９に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様１１］
前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の下流側接面（１１４）を冷却するためのフィルム冷却手段を更に備える、実施態様１０に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様１２］
前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の冷却壁と高温壁（１９０，１９２）との間に配置された冷却空気プレナム（１８６）と、
前記冷却壁（１９０）を通って前記冷却空気プレナム（１８６）に延びる冷却空気供給孔（１８４）と、
前記冷却空気プレナム（１８６）から前記高温壁（１９２）を通って前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記移行セクション（１２６，１２７）の下流側接面（１１４）まで延びる上流側角度付きフィルム冷却孔（１８０）と、
を更に備える、実施態様１０に記載の円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）。
［実施態様１３］
ガスタービンエンジン燃焼器（１６）であって、
燃焼器環状外側及び内側ライナ（３２，３４）に結合されたドームプレート（５０）と、
前記ドームプレート上に装着又は結合された円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の１又はそれ以上の同心円形列（１４０，１４１）と、
を備え、前記円錐平坦熱シールドの各々が、該円錐平坦熱シールドの平坦セクション（１４４，１４５）から上流側又は前方に延びて該平坦セクションと一体化された環状円錐セクション（１４２，１４３）を含む、ガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様１４］
中心線（２０）に対して略垂直か又は面角（１５４）で傾斜した前記平坦セクション（１４４，１４５）の平坦な下流側接面（２２２）を更に備え、前記平坦セクション（１４４，１４５）が半径方向外側及び内側縁部（１６２，１６４）を含み、前記半径方向外側及び内側縁部（１６２，１６４）の少なくとも１つが円形で中心線（２０）の周りを囲み、前記平坦セクション（１４４，１４５）が、前記中心線（２０）上に原点（１７６）を有する円周方向に離間した時計回り及び反時計回りの半径方向縁部（１７２，１７４）を含む、実施態様１３に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様１５］
前記平坦セクション（１４４，１４５）が、平坦な火炎安定化コーナー面（２２４）を含む平坦コーナー（１６０）を有し、前記平坦な火炎安定化コーナー面（２２４）が、前記平坦な下流側接面（２２２）の少なくとも一部である、実施態様１４に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様１６］
１又はそれ以上の円形列の前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）が、前記１又はそれ以上の円形列のうちの少なくとも単一の円形列において、前記円錐平坦熱シールドの少なくとも第１及び第２のグループ（Ａ，Ｂ）、並びに前記第１及び第２のグループ（Ａ，Ｂ）それぞれにおける前記円錐平坦熱シールドのうちの少なくとも第１及び第２の異なる円錐平坦熱シールドの非対称パターンで配列される、実施態様１５に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様１７］
前記円錐平坦熱シールドの１又はそれ以上の円形列において前記円錐平坦熱シールドの２又はそれ以上のグループ（Ａ，Ｂ，Ｃ）を更に備え、前記円錐平坦熱シールドの各々が１又はそれ以上の設計パラメータを有し、前記２又はそれ以上のグループ（Ａ，Ｂ，Ｃ）のうちの第１のグループにおける前記円錐平坦熱シールドの少なくとも１つが、前記２又はそれ以上のグループ（Ａ，Ｂ，Ｃ）のうちの第２のグループにおける前記円錐平坦熱シールドの１又はそれ以上の設計パラメータとは異なる１又はそれ以上の設計パラメータを有する、実施態様１５に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様１８］
前記１又はそれ以上の設計パラメータが、
前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の各々の平坦セクション（１４４，１４５）に沿った前記平坦な下流側接面（２２２）の全面積（ＴＡ）、
前記円錐セクション（１４２，１４３）の半円錐角（１５３，１５２）、
前記平坦セクション又は前記円錐平坦熱シールドの前記ドームプレート（５０）からの軸方向オフセット（ＡＸ）、
並びに前記平坦セクション（１４４，１４５）の平坦な下流側接面（２２２）の時計回り及び／又は反時計回りの円周方向傾斜角（ＣＬ，ＣＣＬ）
からなる群から選択される、実施態様１７に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様１９］
前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の冷却壁と高温壁（１９０，１９２）との間に配置された冷却空気プレナム（１８６）と、
前記冷却壁（１９０）を通って前記冷却空気プレナム（１８６）に延びる冷却空気供給孔（１８４）と、
前記冷却空気プレナム（１８６）から前記高温壁（１９２）を通って前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で移行セクション（１２６，１２７）の下流側接面（１１４）まで延びる上流側角度付きフィルム冷却孔（１８０）と、
を更に備える、実施態様１８に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様２０］
前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）が、
前記環状円錐セクション（１４２，１４３）と該環状円錐セクション（１４２，１４３）から上流側又は前方に延びる円筒セクション（１４６，１４７）との間に配置され且つこれらと一体化された移行セクション（１２６，１２７）と、
前記円筒セクション（１４６，１４７）と実質的に面一である前記移行セクション（１２６，１２７）の前方端部（１２８）及び前記環状円錐セクション（１４２，１４３）と実質的に面一である前記移行セクション（１２６，１２７）の後方端部（１２９）と、
を含む、実施態様１５に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様２１］
前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で前記円錐平坦熱シールド（１１０，１１１）の冷却壁と高温壁（１９０，１９２）との間に配置された冷却空気プレナム（１８６）と、
前記冷却壁（１９０）を通って前記冷却空気プレナム（１８６）に延びる冷却空気供給孔（１８４）と、
前記冷却空気プレナム（１８６）から前記高温壁（１９２）を通って前記平坦セクション（１４４，１４５）の上流側又は前方で移行セクション（１２６，１２７）の下流側接面（１１４）まで延びる上流側角度付きフィルム冷却孔（１８０）と、
を更に備える、実施態様２０に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様２２］
ガスタービンエンジン燃焼器（１６）であって、
前記燃焼器のドームプレート（５０）上に結合又は装着された円錐平坦外側及び内側熱シールド（１１０，１１１）の２又はそれ以上の同心円形列（１４０，１４１）を備え、前記２又はそれ以上の同心円形列が、前記円錐平坦外側及び内側熱シールドの半径方向に隣接する外側及び内側円形列の少なくとも１つのペアを含み、前記円錐平坦外側及び内側熱シールドが、該円錐平坦外側及び内側熱シールドそれぞれの外側及び内側平坦セクション（１４４，１４５）から上流側又は前方に延びて該平坦セクションと一体化された環状外側及び内側円錐セクション（１４２，１４３）を含む、ガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様２３］
中心線（２０）に対して略垂直か又は面角（１５４）で傾斜した前記外側及び内側平坦セクション（１４４，１４５）の平坦な下流側接面（２２２）を更に備える、実施態様２２に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様２４］
前記中心線に向かって第１の面角で傾斜した前記外側及び内側平坦セクション（１４４，１４５）のうちの第１の平坦セクションの平坦な下流側接面（２２２）と、前記中心線から離れて第２の面角で傾斜した前記外側及び内側平坦セクション（１４４，１４５）のうちの第２の平坦セクションの平坦な下流側接面（２２２）と、を更に備える、実施態様２３に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様２５］
前記中心線に対して第１の面角で傾斜した前記外側及び内側平坦セクション（１４４，１４５）のうちの第１の平坦セクションの平坦な下流側接面（２２２）と、前記中心線に対して第２の面角で傾斜した前記外側及び内側平坦セクション（１４４，１４５）のうちの第２の平坦セクションの平坦な下流側接面（２２２）と、を更に備える、実施態様２３に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様２６］
前記２又はそれ以上の円形列において前記円錐平坦外側及び内側熱シールドの２又はそれ以上のグループ（Ａ，Ｂ，Ｃ）を更に備え、前記円錐平坦外側及び内側熱シールドの各々が１又はそれ以上の設計パラメータを有し、前記２又はそれ以上のグループ（Ａ，Ｂ，Ｃ）のうちの少なくとも１つが、前記２又はそれ以上のグループ（Ａ，Ｂ，Ｃ）のうちの他のグループにおける前記１又はそれ以上の設計パラメータのうちの１つとは異なる前記１又はそれ以上の設計パラメータのうちの少なくとも１つを有する前記外側及び内側円錐平坦熱シールドを含む、実施態様２３に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
［実施態様２７］
前記１又はそれ以上の設計パラメータが、
前記円錐平坦外側及び内側熱シールド（１１０，１１１）それぞれの各々の外側及び内側平坦セクション（１４４，１４５）に沿った前記平坦な下流側接面（２２２）の全面積（ＴＡ）、
前記円錐平坦外側及び内側熱シールド（１１０，１１１）それぞれの半径方向に隣接する熱シールドの前記外側及び内側平坦セクション（１４４，１４５）における前記外側及び内側円錐セクション（１４２，１４３）の外側及び内側リム（１５６，１５８）間の半径方向間隔（Ｓ）、
前記外側及び内側円錐セクション（１４２，１４３）それぞれの外側及び内側半円錐角（１５３，１５２）、
前記円錐平坦外側及び内側熱シールドそれぞれの前記外側及び内側平坦セクション（１４４，１４５）の前記ドームプレート（５０）からの軸方向オフセット（ＡＸ）、
並びに前記外側及び内側平坦セクション（１４４，１４５）の平坦な下流側接面（２２２）の時計回り及び／又は反時計回りの円周方向傾斜角（ＣＬ，ＣＣＬ）
からなる群から選択される、実施態様２６に記載のガスタービンエンジン燃焼器（１６）。
【符号の説明】
【００５４】
１６  燃焼器
２０  エンジン中心線
２９  前縁
３０  燃焼室
３１  後縁
３２  半径方向外側ライナ
３３  後縁
３４  半径方向内側ライナ
３５  半径方向内側面
３６  半径方向外側面
３７  中心再循環ゾーン
３８  半径方向内側混合器組立体
３９  半径方向外側混合器組立体
４０  内側パイロット混合器
４１  主混合器
４２  内側環状中心本体
４３  パイロット混合器
４４  外側主混合器
４５  外側環状中心本体
４６  ドーム
４７  半径方向内側面
４８  半径方向外側面
４９  外側後縁
５０  ドームプレート
５１  環状燃焼器ケーシング
５２  内側中心線
５３  外側中心線
５４  内側パイロット中心本体
５５  外側パイロット中心本体
５６  前縁
６０  スワーラ
６１  スワーラ
６２  内側スワーラ
６３  後縁
６４  外側スワーラ
６５  内側スワーラ
６７  パイロット外側スワーラ
７４  環状予混合器キャビティ
７６  外側スロート面
７７  外側スロート面
７８  環状予混合器キャビティ
１１０  円錐平坦外側熱シールド
１１１  円錐平坦内側熱シールド
１４２  環状外側円錐セクション
１４３  環状内側円錐セクション
１４４  外側平坦セクション
１４５  内側平坦セクション
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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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１６】
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【外国語明細書】
2016028195000001.pdf