(57)【要約】【課題】スワール燃焼を利用した改善されたタービンエンジン構成部品機構を提供すること。【解決手段】タービンエンジン（１０）が提供される。タービンエンジン（１０）は、第１の流れ角にて空気（１０４）の流れを排出するよう構成された圧縮機（１４）と、圧縮機（１４）から下流側に結合された燃焼器（１６）と、を含む。燃焼器（１６）は、空気（１０４）の流れを燃料と共に燃焼させて燃焼ガス（１０６）の流れを形成し、第２の流れ角でここから排出するように構成されている。タービンエンジン（１０）はまた、燃焼器（１６）から下流側に結合されたタービン（１８）を含む。タービン（１８）は、所定の範囲内の流れ角を有して燃焼ガス（１０６）の流れを受けるように構成された入口（１２２）を含み、燃焼器（１６）は、第２の流れ角が所定の範囲内にあるような向きにされる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジン（１０）であって、
第１の流れ角にて空気（１０４）の流れを排出するよう構成された圧縮機（１４）と、
前記圧縮機（１４）から下流側に結合され、前記空気（１０４）の流れを燃料と共に燃焼させて燃焼ガス（１０６）の流れを形成し、第２の流れ角でここから排出するように構成された燃焼器（１６）と、
前記燃焼器（１６）から下流側に結合され、所定の範囲内の流れ角を有して前記燃焼ガス（１０６）の流れを受けるように構成された入口（１２２）を含むタービン（１８）と、
を備え、
前記燃焼器（１６）は、前記第２の流れ角が所定の範囲内にあるような向きにされる、タービンエンジン（１０）。
【請求項２】
前記圧縮機（１４）と前記燃焼器（１６）との間に位置付けられた可変ガイドベーン（１３０）を更に備え、前記可変ガイドベーン（１３０）の向きは、前記第２の流れ角が前記所定の範囲内にあるように選択される、請求項１に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項３】
前記可変ガイドベーン（１３０）が、前記燃焼器（１６）に向けて送られる空気（１０４）の流れの第１の流れ角を修正するよう選択的に作動する、請求項２に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項４】
前記可変ガイドベーン（１３０）が、前記圧縮機（１４）の最終段ロータ（１１０）と前記燃焼器（１６）との間に位置付けられる、請求項２に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項５】
前記燃焼器（１６）が、バルクスワール燃焼器を含む、請求項２に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項６】
前記圧縮機（１４）と前記タービン（１８）との間で実質的に軸方向に延びる流路（１２６）を更に備え、前記流路（１２６）が、前記実質的に軸方向に沿って可変の断面積を含み、該可変断面積は、前記第２の流れ角が前記所定の範囲内にあるように選択される、請求項１に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項７】
前記流路（１２６）が、
前記圧縮機（１４）と前記燃焼器（１６）との間に延び、前記圧縮機（１４）から前記燃焼器（１６）まで断面積のサイズが漸次的に増大する第１のセクション（１３６）と、
前記燃焼器（１６）と前記タービン（１８）との間に延び、前記燃焼器（１６）から前記タービン（１８）まで断面積のサイズが漸次的に減少する第２のセクション（１３８）と、
を含む、請求項６に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項８】
前記燃焼器（１６）が、前記圧縮機（１４）から排出される空気の流れ（１０４）の速度よりも高速で前記燃焼ガスの流れ（１０６）を排出するよう構成されている、請求項１に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項９】
前記燃焼器（１６）は、前記第２の流れ角が前記所定の範囲内にあるような向きにされ、前記燃焼器（１６）の向きが、前記燃焼器（１６）に流入する空気の流れ（１０４）と前記燃焼器（１６）から排出される燃焼ガスの流れ（１０６）との間の速度勾配の関数として選択される、請求項８に記載のタービンエンジン（１０）。
【請求項１０】
前記タービンエンジン（１０）が、前記燃焼器（１６）と前記タービン（１８）との間に位置付けられるノズルを備えていない、請求項１に記載のタービンエンジン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、全体的に、タービンエンジンに関し、より具体的には、超小型燃焼器において見られるような、スワール燃焼を利用した改善されたタービンエンジン構成部品機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンのような回転機械は、発電機と共に電力を発生させるのに使用されることが多い。例えば、ガスタービンは通常、吸気口、圧縮機、燃焼器、タービン、及びガス出口を直列流れ関係で含む流路を有する。圧縮機セクション及びタービンセクションは、ハウジング内で結合された円周方向に離間した回転バケット又はブレードの少なくとも１つの列を含む。少なくとも一部の既知のタービンエンジンは、コジェネレーション施設及び発電プラントにおいて使用される。このような用途で使用されるエンジンは、単位質量流量当たりの高い比仕事及び比出力要件となっている可能性がある。
【０００３】
少なくとも一部の既知のガスタービンにおいて、ガイドベーンの第１のセットが、圧縮機の出口と燃焼器の入口との間に結合される。ガイドベーンの第１のセットは、圧縮機から排出される空気の流れのスワール（旋回流）の低減（すなわち、バルクスワールの除去）を可能にし、空気の流れが実質的に軸方向で燃焼器に向かって送られるようにする。ガイドベーンの第２のセットは、燃焼器の出口とタービンの入口との間に結合される。ガイドベーンの第２のセットは、燃焼器から排出される燃焼ガスの流れのスワールを増大（すなわち、バルクスワールの再導入）を可能にし、タービン入口における流れ角要件を満足するようにする。しかしながら、ガイドベーンの第１及び第２のセットを用いた空気及び燃焼ガスの再配向は、ガスタービンの作動効率を低下させる。その上、ガイドベーンの第１及び第２のセットのような追加の構成部品を含めることにより、一般的には、重量、コスト、及び複雑さがガスタービンに付加される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第８，８０１，２６７号明細書
【発明の概要】
【０００５】
１つの態様において、タービンエンジンが提供される。タービンエンジンは、第１の流れ角にて空気の流れを排出するよう構成された圧縮機と、圧縮機から下流側に結合された燃焼器と、を含む。燃焼器は、空気の流れを燃料と共に燃焼させて燃焼ガスの流れを形成し、第２の流れ角でここから排出するように構成されている。タービンエンジンはまた、燃焼器から下流側に結合されたタービンを含む。タービンは、所定の範囲内の流れ角を有して燃焼ガスの流れを受けるように構成された入口を含み、燃焼器は、第２の流れ角が所定の範囲内にあるような向きにされる。
【０００６】
別の態様において、タービンエンジンを組み立てる方法が提供される。本方法は、第１の流れ角で空気の流れを排出するよう構成された圧縮機から下流側で燃焼器を結合するステップを含む。燃焼器は、空気の流れを燃料と共に燃焼させて燃焼ガスの流れを形成し、第２の流れ角でここから排出するように構成されている。本方法はまた、燃焼器から下流側でタービンを結合するステップを含み、該タービンは、所定の範囲内の流れ角を有して燃焼器から燃焼ガスの流れを受け取るよう構成された入口を含み、本方法また、第２の流れ角が所定の範囲内にあるように燃焼器を配向するステップを含む。
【０００７】
本開示のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、図面全体を通じて同様の参照符号が同様の要素を示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むと更に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的なガスタービンエンジンの概略図。
【図２】図１に示すガスタービンエンジンと共に用いることができる例示的な燃焼組立体の拡大概略図。
【図３】図２に示される線３−３に沿った燃焼組立体の例示的な流路の概略図。
【図４】図１に示されるガスタービンエンジンと共に用いることができる代替の燃焼組立体の拡大概略図。
【図５】図４に示される線５−５に沿った燃焼組立体の例示的な流路の概略図。
【図６】図３に示される線６−６に沿った図３に示す流路の概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
別途指示されていない限り、本明細書で示される図面は、本開示の実施形態の特徴を例証するものとする。これらの特徴は、本開示の１又はそれ以上の実施形態を含む幅広い種類のシステムで適用可能であると考えられる。従って、図面は、本明細書で開示される実施形態の実施に必要とされる当業者には公知の従来の全ての特徴を含むことを意図するものではない。
【００１０】
以下の明細書及び請求項において幾つかの用語を参照するが、これらは以下の意味を有すると定義される。
【００１１】
数詞が無い場合は、前後関係から別段の明確な指示がない限り複数形態を含む。
【００１２】
「任意」又は「場合により」とは、それに続いて記載されている事象又は状況が起こってもよいし起こらなくてもよいことを意味し、その記載はその事象が起こる場合と起こらない場合を含む。
【００１３】
本明細書及び請求項全体を通じてここで使用される近似表現は、関連する基本的機能の変更をもたらすことなく、許容範囲内で変わることのできるあらゆる定量的表現を修飾するのに適用することができる。従って、「約」、「およそ」及び「実質的に」などの１又は複数の用語により修飾される値は、指定される厳密な値に限定されるものではない。少なくとも幾つかの事例において、近似表現は、値を測定するための計器の精度に対応することができる。ここで及び明細書及び請求項全体を通じて、範囲限界は組み合わせ及び／又は置き換えが可能である。このような範囲は、前後関係又は表現がそうでないことを示していない限り識別され、本明細書で包含される部分範囲全てを含む。
【００１４】
本開示の実施形態は、タービンエンジン及びその組立方法に関する。より具体的には、本明細書で記載されるタービンエンジンは、タービンの入口に向けて送られる燃焼ガスのバルクスワール流で作動する燃焼器を含む。タービンは一般に、固定の向きでハブに結合された回転バケット又はロータブレードの少なくとも１つの列を含み、タービンに向けて送られる燃焼ガスの流れは、タービン入口でのバルクスワール要件を確実に満足するよう所定の範囲内の流れ角を有する必要がある。従って、バルクスワール燃焼器の向きは、タービンに向けて排出される燃焼ガスの流れが所定の範囲内の流れ角を確実に有するように選択される。タービンの流れ角要件を満たすように燃焼器を利用することにより、燃焼器の両端部に位置付けられるガイドベーン及びタービンノズルの一方又は両方の除去が可能となる。更に、タービンエンジンからタービンノズルを除去することで、圧縮機ブリード空気を用いた構成部品の冷却要件を排除することによってタービンエンジンの複雑さが軽減される。従って、タービンの長さが短縮され、タービンエンジンの重量が軽減されて、タービン効率が高くなる。
【００１５】
本明細書で使用される用語「軸方向」及び「軸方向に」とは、タービンエンジンの中心軸線に実質的に平行に延びる方向及び向きを意味する。更に、用語「半径方向」及び「半径方向に」とは、タービンエンジンの中心軸線に対して実質的に垂直に延びる方向及び向きを意味する。また、本明細書で使用される用語「流体」は、限定ではないが、空気、ガス、液体、及び蒸気を含む、流動する何らかの媒体又は物質を含むことを理解されたい。
【００１６】
図１は、低圧圧縮機１２、高圧圧縮機１４、及び高圧圧縮機１４から下流側で結合された燃焼器１６を含むガスタービンエンジン１０の概略図である。ガスタービンエンジン１０はまた、燃焼器１６から下流側で結合された高圧タービン１８、高圧タービン１８から下流側で結合された低圧タービン２０、及び低圧タービン２０から下流側で結合された出力タービン２２を含む。
【００１７】
作動時には、空気は低圧圧縮機１２を流れ、圧縮空気が低圧圧縮機１２から高圧圧縮機１４に供給される。圧縮空気は、燃焼器１６に向けて排出され、燃料と混合されて燃料ガスの流れを形成し、タービン１８及び２０に向けて排出される。燃焼ガスの流れは、ガスタービンエンジン１０の中心線２４の周りでタービン１８及び２０を駆動する。
【００１８】
図２は、ガスタービンエンジン１０（図３）と共に用いることができる例示的な燃焼組立体１００の拡大概略図であり、図３は、線３−３（図２に示す）に沿った燃焼組立体１００の例示的な流路１０２の概略図である。例示的な実施形態において、圧縮機１４は、空気１０４の流れを燃焼器１６に向けて排出し、燃焼器１６は、燃料（図示せず）と共に空気１０４の流れを燃焼させて燃焼ガス１０６の流れを形成する。燃焼ガス１０６の流れは、燃焼器１６からタービン１８に向けて排出される。
【００１９】
図３を参照すると、圧縮機１４は、該圧縮機１４の出口１１２を定めるロータブレード１１０の列１０８を含む。ロータブレード１１０は、空気１０４の流れが第１の流れ角で圧縮機１４から排出されるように、中心線２４に対して第１の固定の向きにされる（各々図３に示されている）。本明細書で使用される場合、「流れ角」は、流体の流れの円周方向速度と軸方向速度の比として定義される。
【００２０】
燃焼器１６は、圧縮機１４から下流側に結合され、燃料と空気１０４の流れを燃焼させて、燃焼器１６から排出される燃焼ガス１０６の流れを形成するよう構成されている。より具体的には、燃焼器１６は、燃焼ガス１０６の流れが第２の流れ角で燃焼器１６から排出されるように、中心線２４に対して第２の固定の向きにされたバルクスワール燃焼器である。例えば、例示的な実施形態において、燃焼器１６は、波形の燃焼器ドーム１１４と、波形の燃焼器ドーム１１４に結合された複数の燃焼装置１１６とを含む。従って、燃焼装置１１６は、第２の固定の向きにされ、燃焼ガス１０６の流れを第２の流れ角で排出させるようにする。以下でより詳細に説明するように、第２の固定の向きは、第２の流れ角が入口１２２の流れ角要件を満たす所定の範囲内にあるように選択される。より具体的には、燃焼器１６の向きは、燃焼器１６に流入する空気の流れと、燃焼器１６から排出される燃焼ガスの流れとの間の速度勾配の関数として選択される。速度勾配は、燃焼プロセス中に熱が加わることにより誘起される。代替の実施形態において、燃焼器１６は、ガスタービンエンジン１０が本明細書で記載されるように機能できるようにする何れかのバルクスワール燃焼器である。例えば、一部の実施形態において、燃焼器１６は、停留渦キャビティ構成を含む。
【００２１】
タービン１８は、燃焼器１６から下流側で結合され、第３の固定の向きのロータブレード１２０の列１１８を含み、タービン１８の入口１２２を定める。タービン１８に向けて送られる燃焼ガス１０６は、入口１２２の流れ角要件を満たす所定の範囲内の流れ角を有する必要があり、該所定の範囲は、ロータブレード１２０の向きに基づいている。上述のように、燃焼器１６は、空気１０４の流れが第１の流れ角で燃焼器１６に流入するように第２の固定の向きにされ、燃焼ガス１０６の流れは、第２の流れ角で燃焼器１６から排出される。燃焼器１６の向きは、第１の流れ角と所定の範囲管の差違、及び燃焼器１６に流入する流体の流れ角と燃焼器１６から流出する流体の流れ角との間の差違に基づいて選択される。従って、燃焼器１６の第２の固定の向きは、第２の流れ角が入口１２２の流れ角要件を満たすよう所定の範囲内に確実にあるように選択される。
【００２２】
図４は、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）と共に用いることができる代替の燃焼組立体１２４の拡大概略図であり、図５は、線５−５（図４に示す）に沿った燃焼組立体１２４の例示的な流路１２６の概略図である。例示的な実施形態において、燃焼組立体１２４は、圧縮機１４の最終段ロータ（図示せず）と燃焼器１６との間に位置付けられた可変ガイドベーン組立体１２８を含む。可変ガイドベーン組立体１２８は、複数の可変ガイドベーン１３０を含む。以下でより詳細に説明するように、可変ガイドベーン１３０はまた、ガスタービンエンジン１０の作動条件に基づいて選択的に作動する。例示的な実施形態において、圧縮機１４は、空気１０４の流れを可変ガイドベーン組立体１２８を通って燃焼器１６に向けて排出し、燃焼器１６は、燃料（図示せず）と共に空気１０４の流れを燃焼させて燃焼ガス１０６の流れを形成する。燃焼ガス１０６の流れは、燃焼器１６からタービン１８に向けて排出される。
【００２３】
可変ガイドベーン組立体１２８は、圧縮機１４と燃焼器１６との間に位置付けられて、タービン１８に向けて送られる燃焼ガス１０６の流れ角がガスタービンエンジン１０の広範囲の動作条件にわたって入口１２２において所定の範囲内にあるのを確保する。ロータブレード１１０の第１の固定の向き、燃焼器１６の第２の固定の向き、及びタービン１８に流入する流体の許容可能な流れ角の所定の範囲が一定のままである場合、可変ガイドベーン組立体１２８は、圧縮機１４から排出されて燃焼器１６に向けて送られる空気１０４の流れの流れ角を修正するよう選択的に作動する。
【００２４】
図５を参照すると、可変ガイドベーン１３０は、中心線２４（図４に示す）から実質的に半径方向に延びる軸線（図示せず）の周りに回転するよう選択的に作動する。例えば、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）が定常運転モードの状態にあるときに、可変ガイドベーン１３０は、燃焼器１６から排出される空気１０４の流れの流れ角が入口１２２において所定の範囲内にあるような位置に作動する。ガスタービンエンジン１０が設計外の動作モードの状態にあるときに、可変ガイドベーン１３０は、燃焼器１６に流入する前に空気１０４の流れの流れ角を修正する位置に作動する。従って、可変ガイドベーン１３０の向きは、燃焼器１６から排出される燃焼ガス１０６の流れの第２の流れ角が入口１２２において所定の範囲内にあるように選択される。
【００２５】
図６は、線６−６（図３に示す）に沿った流路１０２の概略図である。例示的な実施形態において、流路１０２は、中心線２４に沿って実質的に軸方向で圧縮機１４とタービン１８との間を延びる。流路１０２は、外側流れダクト１３２及び内側流れダクト１３４により定められる。流路１０２はまた、実質的に軸方向で外側流れダクト１３２及び内側流れダクト１３４との間に定められる可変の断面積を含む。外側流れダクト１３２及び内側流れダクト１３４は、これらの間に延びる半径方向の平均位置１３５及び間に定められる断面積により燃焼ガス１０６の流れ角（図２に示される）が入口１２２において所定の範囲内にあるのを確保できるように調整される。例えば、流路１０２は、圧縮機１４と燃焼器１６との間に延びる第１のセクション１３６と、燃焼器１６とタービン１８との間に延びる第２のセクション１３８とを含む。第１のセクション１３６の断面積は、圧縮機１４から燃焼器１６まで漸次的にサイズが増大し、第２のセクション１３８の断面積は、燃焼器１６からタービン１８まで漸次的にサイズが減少する。第１のセクション１３６の断面積の漸次的増加は、燃焼器１６に向けて送られる空気１０４の流れ（図３に示す）を減速させ、第２のセクション１３８の断面積の漸次的減少は、タービン１８に送られる燃焼ガス１０６の流れを加速させる。従って、流路１０２を通って送られる流体の流れのスワールは、燃焼ガス１０６の第２の流れ角が入口１２２において確実に所定の範囲内にあるように選択的に修正される。
【００２６】
本明細書で記載されるタービンエンジン及び方法は、タービンエンジンの構成部品アーキテクチャを修正可能にするバルクスワール燃焼器の利用に関する。例示的な実施形態において、バルクスワール燃焼器の向きは、タービンに向けて排出される燃焼ガスの流れが所定の範囲内の流れ角を確実に有するように選択される。タービンの流れ角要件を満たすようにバルクスワール燃焼器を利用することにより、燃焼器の両端に位置付けられたガイドベーン及びタービンノズルの一方又は両方の除去が可能となる。その上、１つの実施形態において、例えば、タービンの流れ角要件が広範囲の動作モードで満たされるのを確保するために、可変ガイドベーン又は可変面積タービン流路が実装される。
【００２７】
本明細書で記載されるタービンエンジン及び方法の例示的な技術的効果は、（ａ）タービンエンジンからの冗長構成部品の除去、（ｂ）タービンエンジンの重量及び長さの低減、及び（ｃ）タービンエンジンの動作効率の向上のうちの少なくとも１つを含む。
【００２８】
上記では、ガスタービンエンジンの例示的な実施形態について詳細に説明した。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ず、システムの構成要素及び／又は方法のステップは、本明細書で説明された他の構成要素及びステップと独立して別個に利用することができる。例えば、本明細書で記載される構成部品の構成はまた、他のプロセスと組み合わせて用いることができ、本明細書で記載されるガスタービンエンジン及び関連の方法のみで実施することに限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、バルクスワール燃焼器を利用することが望ましい多くの用途と関連して実施及び利用することができる。
【００２９】
本開示の種々の実施形態の特定の特徴要素は、一部の図面において示され、他の図面では示されていないが、これは、便宜上のことに過ぎない。本開示の原理によれば、図面の何れかの特徴は、他の何れかの図面のあらゆる特徴と組み合わせて言及し及び／又は特許請求することができる。
【００３０】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、本発明を当業者が実施及び利用することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を含む場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。
【００３１】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
タービンエンジンであって、第１の流れ角にて空気の流れを排出するよう構成された圧縮機と、上記圧縮機から下流側に結合され、上記空気の流れを燃料と共に燃焼させて燃焼ガスの流れを形成し、第２の流れ角でここから排出するように構成された燃焼器と、上記燃焼器から下流側に結合され、所定の範囲内の流れ角を有して上記燃焼ガスの流れを受けるように構成された入口を含むタービンと、を備え、上記燃焼器は、上記第２の流れ角が所定の範囲内にあるような向きにされる、タービンエンジン。
［実施態様２］
上記圧縮機と上記燃焼器との間に位置付けられた可変ガイドベーンを更に備え、上記可変ガイドベーンの向きは、上記第２の流れ角が上記所定の範囲内にあるように選択される、実施態様１に記載のタービンエンジン。
［実施態様３］
上記可変ガイドベーンが、上記燃焼器に向けて送られる空気の流れの第１の流れ角を修正するよう選択的に作動する、実施態様２に記載のタービンエンジン。
［実施態様４］
上記可変ガイドベーンが、上記圧縮機の最終段ロータと上記燃焼器との間に位置付けられる、実施態様２に記載のタービンエンジン。
［実施態様５］
上記燃焼器が、バルクスワール燃焼器を含む、実施態様２に記載のタービンエンジン。
［実施態様６］
上記圧縮機と上記タービンとの間で実質的に軸方向に延びる流路を更に備え、上記流路が、上記実質的に軸方向に沿って可変の断面積を含み、該可変断面積は、上記第２の流れ角が上記所定の範囲内にあるように選択される、実施態様１に記載のタービンエンジン。
［実施態様７］
上記流路が、上記圧縮機と上記燃焼器との間に延び、上記圧縮機から上記燃焼器まで断面積のサイズが漸次的に増大する第１のセクションと、上記燃焼器と上記タービンとの間に延び、上記燃焼器から上記タービンまで断面積のサイズが漸次的に減少する第２のセクションと、を含む、実施態様６に記載のタービンエンジン。
［実施態様８］
上記燃焼器が、上記圧縮機から排出される空気の流れの速度よりも高速で上記燃焼ガスの流れを排出するよう構成されている、実施態様１に記載のタービンエンジン。
［実施態様９］
上記燃焼器は、上記第２の流れ角が上記所定の範囲内にあるような向きにされ、上記燃焼器の向きが、上記燃焼器に流入する空気の流れと上記燃焼器から排出される燃焼ガスの流れとの間の速度勾配の関数として選択される、実施態様８に記載のタービンエンジン。
［実施態様１０］
上記タービンエンジンが、上記燃焼器と上記タービンとの間に位置付けられるノズルを備えていない、実施態様１に記載のタービンエンジン。
［実施態様１１］
タービンエンジンを組み立てる方法であって、本方法は、第１の流れ角で空気の流れを排出するよう構成された圧縮機から下流側で燃焼器を結合するステップを含み、該燃焼器は、空気の流れを燃料と共に燃焼させて燃焼ガスの流れを形成し、第２の流れ角でここから排出するように構成されており、本方法が更に、燃焼器から下流側でタービンを結合するステップを含み、該タービンは、所定の範囲内の流れ角を有して燃焼器から燃焼ガスの流れを受け取るよう構成された入口を含み、本方法また、第２の流れ角が所定の範囲内にあるように燃焼器を配向するステップを含む。
［実施態様１２］
圧縮機と燃焼器との間に可変ガイドベーンを位置付けるステップを更に含み、該可変ガイドベーンの向きは、第２の流れ角が所定の範囲内にあるように選択される、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１３］
燃焼器に向けて送られる空気の流れの第１の流れ角を修正するよう選択的に作動するように上記可変ガイドベーンを構成するステップを更に含む、実施態様１２に記載の方法。
［実施態様１４］
上記可変ガイドベーンを位置付けるステップが、圧縮機の最終段ロータと燃焼器との間に上記可変ガイドベーンを位置付けるステップを含む、実施態様１２に記載の方法。
［実施態様１５］
上記燃焼器を結合するステップが、上記燃焼器をタービンエンジンの中心線に対して第２の固定の向きに配向するステップを含む、実施態様１２に記載の方法。
［実施態様１６］
上記圧縮機とタービンとの間で実質的に軸方向に延びる流路を定めるステップを更に含み、上記流路は、実質的に軸方向に沿って可変の断面積を含み、該可変断面積は、第２の流れ角が所定の範囲内にあるように選択される、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１７］
上記圧縮機から燃焼器まで断面積のサイズが漸次的に増大する上記流路の第１のセクションを上記圧縮機と燃焼器との間で延びるステップと、
上記燃焼器からタービンまで断面積のサイズが漸次的に減少する第２のセクションを上記燃焼器とタービンとの間で延びるステップと、
を更に含む、実施態様１６に記載の方法。
［実施態様１８］
上記圧縮機から排出される空気の流れの速度よりも高速で燃焼ガスの流れを排出するよう上記燃焼器を構成するステップを更に含む、実施態様１１に記載の方法。
［実施態様１９］
上記燃焼器を構成するステップが、第２の流れ角が所定の範囲内にあるように上記燃焼器を配向するステップを含み、上記燃焼器の向きは、燃焼器に流入する空気の流れと燃焼器から排出される燃焼ガスの流れとの間の速度勾配の関数として選択される、実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２０］
上記タービンを結合するステップが、燃焼ガスの流れがタービンの入口に向けて直接送られるように上記タービンを燃焼器から下流側で結合するステップを含む、実施態様１１に記載の方法。
【符号の説明】
【００３２】
１０  ガスタービンエンジン
１２  低圧圧縮機
１４  高圧圧縮機
１６  燃焼器 
１８  高圧タービン
２０  低圧タービン
２２  出力タービン
２４  中心線
１００  燃焼組立体
１０２  流路
１０４  空気
１０６  燃焼ガス
１０８  列
１１０  ロータブレード
１１２  出口
１１４  波形の燃焼器ドーム
１１６  燃焼装置
１１８  列
１２０  ロータブレード
１２２  入口
１２４  燃焼組立体
１２６  流路
１２８  可変ガイドベーン組立体
１３０  可変ガイドベーン
１３２  外側流れダクト
１３４  内側流れダクト
１３５  平均半径方向位置
１３６  第１のセクション
１３８  第２のセクション
【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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【外国語明細書】
2016114055000001.pdf