ガスタービンエンジン用の気体燃料燃焼式の缶型燃焼器であって、内部と、軸線と、閉鎖された軸線方向端部と、を有するほぼ円筒状のハウジングと、前記ハウジングの内部内に同軸上に配置されて、燃焼空気のための半径方向外側流路を前記ハウジングとともに画定するほぼ円筒状の燃焼器ライナであって、前記ライナが、燃焼領域及び希釈領域のための各々の半径方向内側容積を画定し、前記希釈領域が、前記燃焼領域に対して、前記閉鎖されたハウジング端部の軸線方向の遠位にあり、前記燃焼領域が、前記閉鎖されたハウジング端部に軸線方向に隣接している、ほぼ円筒状の燃焼器ライナと、前記閉鎖されたハウジング端部に配置されて、前記燃焼空気流路と流れ連通している混合装置であって、燃焼される気体燃料を前記燃焼空気の少なくとも一部と混合する複数のベーンと、生じた燃料/空気混合物を前記燃焼領域に入れる混合装置出口と、を含む、混合装置と、前記ハウジングと前記ライナとの間の前記燃焼空気流路内に同軸上に配置された衝突冷却スリーブであって、前記スリーブが、前記ライナ部を衝突冷却するために、前記ライナの、前記燃焼領域を画定する部分の半径方向外部表面に対して前記燃焼空気を案内するためのサイズに形成されて分配された複数の孔を有する、衝突冷却スリーブと、前記燃焼空気流路内に配置されて、前記燃焼空気を出口領域の衝突冷却スリーブから前記混合装置の入口まで導くためのチャネリング装置と、を備え、前記チャネリング装置が、流れの剥離を防止するように構成されており、入口流領域と出口流領域とを有する拡散部を含み、前記出口流領域と前記入口流領域との比率が1.3~1.5である、缶型燃焼器。前記拡散部の入口及び前記拡散部の出口が、それぞれほぼ環状の形状であり、前記ライナと同軸上に配置されており、前記拡散部の入口が前記衝突冷却スリーブの出口領域の近位にある、請求項1に記載の缶型燃焼器。前記拡散部が、前記ハウジング内に同軸上に配置されて前記ハウジングから半径方向に離間している円錐形状の壁部材と、隣接するハウジングの一部の円錐形状の内部表面とを含み、前記円錐形の壁部材と前記円錐形の内部ハウジング表面との間の断面流面積が前記入口流領域と前記出口流領域との間で連続的に増加する、請求項2に記載の缶型燃焼器。前記拡散部が少なくとも1つの同軸の円錐表面によって画定される、請求項1に記載の缶型燃焼器。前記チャネリング装置が、前記拡散部の出口領域と前記混合装置の入口との間に配置され、前記拡散部の出口から受け入れた前記燃焼空気を前記混合装置の入口の方に回転させる案内部を含む、請求項1に記載の缶型燃焼器。前記案内部が、前記拡散部の出口から受け入れた燃焼空気を、前記ハウジングの軸線から概して離れる方に分岐する流れの向きから前記ハウジングの軸線に向かって概して半径方向に集束する流れの向きに沿って回転させる、請求項5に記載の缶型燃焼器。前記衝突冷却スリーブと前記ハウジングとの間の前記拡散部の入口の近位に段付き連結部が設けられ、前記拡散部における流れの剥離を防止するため、前記衝突冷却スリーブの上流側の前記燃焼空気通路からの燃焼空気を使用して前記連結部のすぐ下流側に空気を噴射するための複数の孔が設けられる、請求項2に記載の缶型燃焼器。前記ベーンがプレート部材に取り付けられ、前記プレート部材が前記ハウジングの軸線に対してほぼ垂直に配向され、各ベーンが、ベーン前縁に近接する対向ベーン側壁に凹んだ状態で配置された一対の交換可能な燃料ノズルを有しており、前記燃料ノズルのそれぞれが複数の噴射オリフィスを有する、請求項1に記載の缶型燃焼器。前記混合装置の前記ベーンが、前記ハウジングの軸線を中心として周方向に均等に離間した旋回ベーンとして構成されており、前記旋回ベーンが、隣接するベーン同士の間に各々の旋回ベーン通路を画定し、前記旋回ベーン通路が、ベーン長さに沿って実質的に一定の断面流面積と、ベーン前縁からベーン後縁まで増加するアスペクト比とを有する、請求項1に記載の缶型燃焼器。前記旋回ベーン通路のアスペクト比が前記ベーン前縁における約1.5から前記ベーン後縁における約4.5まで増加する、請求項9に記載の缶型燃焼器。前記ハウジングの閉鎖された端部と前記燃焼器ライナとの間に同軸上に配置されたほぼ環状の形状の離間部材をさらに含み、前記環状の部材が、冷却空気のための流路を画定するために前記燃焼領域の再循環部を画定するライナ部を取り囲で前記ライナ部から離間した内壁を含み、前記内壁が、前記ライナ部を衝突冷却するように配列された複数の孔を有し、前記環状の部材の外壁が、前記ライナ部を衝突冷却するために前記燃焼空気の小部分を供給するため、前記環状の部材の内部と前記拡散部とを流れ連結する1つ又は複数の穴を含む、請求項1に記載の缶型燃焼器。前記混合装置の前記ベーンが、前記ハウジングの軸線を中心として周方向に配置された旋回ベーンであり、前記旋回ベーンが、前記案内部からの燃焼空気の前記流れを遮るための前縁を有し、前記前縁が、前記遮断された流れに対して実質的に垂直である、請求項5に記載の缶型燃焼器。空気圧縮機とガスタービンとの間で作動的に相互連結されている、請求項1に記載の缶型燃焼器を含むガスタービンエンジン。ガスタービン用の気体燃料缶型燃焼器であって、内部と、軸線と、閉鎖された端部と、を有するほぼ円筒状の外部ハウジングと、前記ハウジングの内部内に同軸上に配置され、燃焼空気のための半径方向外側流路を前記ハウジングとともに画定するほぼ円筒状の燃焼器ライナであって、前記ライナが、前記ハウジングの閉鎖された端部の近位に燃焼領域のための半径方向内側容積を画定する内部を有する、ほぼ円筒状の燃焼器ライナと、前記ハウジングの閉鎖された端部に配置された複数の旋回ベーンを含む混合装置であって、前記混合装置が、前記燃焼空気流路と流れ連通している入口と、前記燃焼領域と流れ連通している軸線方向に案内される出口と、を有し、前記旋回ベーンが、前記軸にほぼ垂直な平面内で前記ハウジングの軸線を中心として周方向に離間して配置されている、混合装置と、気体燃料を送達するため、前記燃焼空気流路から受け入れた燃焼空気と混合するための前記旋回ベーンの近位にある前記混合装置に作動的に連結されている、気体燃料供給システムと、を備え、前記周方向に離間したベーンのうちで隣接するものが、ほぼ半径方向内側に向けられた混合流路を部分的に画定し、前記混合流路のそれぞれが、ほぼ一定の断面流面積及び前記旋回ベーン間の流れの向きに沿って増加するアスペクト比を有する、缶型燃焼器。前記アスペクト比が、各混合流路の起端における約1.5から約4.5及び各混合流路の端部に増加する、請求項14に記載の缶型燃焼器。前記ハウジングの閉鎖された端部が、前記旋回ベーンを取り付けるための、ハウジングの軸線に対して垂直に配置されたプレート部材を含み、前記取付プレートが、前記燃焼空気流の前記半径方向内側方向への回転を促進する、湾曲した皿形の取り付け表面を有する、請求項14に記載の缶型燃焼器。前記混合装置入口における前記半径方向外側流路内の前記燃焼空気流の方向が少なくとも部分的に軸線方向であり、前記旋回ベーンが、前記ハウジングの軸線に対して所定の角度で配向され、前記混合装置入口における前記燃焼空気流の向きに対してほぼ垂直である、各々の前縁を有する、請求項14に記載の缶型燃焼器。前記気体燃料供給システムが複数のノズルを含み、各前記ノズルが、燃料を噴射するための1つ又は複数のオリフィスを有し、前記ノズルが、前記混合流路の各々の起端の近位にある前記混合装置に脱着可能に取り付けられている、請求項14に記載の缶型燃焼器。一対の前記複数のノズルが、前記旋回ベーンの前縁に隣接する各旋回ベーンの対向壁に形成された凹部内に取り付けられている、請求項18に記載の缶型燃焼器。前記旋回ベーンが、前記軸線に対して実質的に接線方向で前記混合流路を出る前記燃料/空気混合物を案内する、請求項14に記載の缶型燃焼器。空気圧縮機とガスタービンとの間で作動的に相互連結している、請求項14に記載の缶型燃焼器を含むガスタービンエンジン。012全体を符号10で示す本発明の缶型燃焼器は、気体燃料を圧縮機6からの圧縮空気とともに燃焼させ、例えば、ガスタービンエンジン等における仕事生成膨張work-producingexpansionのため、燃焼ガスをガスタービン8に送達するために使用されることを意図している。図1を参照のこと。圧縮機6は遠心圧縮機であってもよく、ガスタービン8は半径流タービンであってもよいが、これらは単に好適というだけであり、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物によって画定される本発明の範囲を限定することを意図するものではない。013本明細書中で具体化されかつ広範に記載される本発明によれば、缶型燃焼器は、内部と、軸線と、閉鎖された軸線方向端部と、を有するほぼ円筒状のハウジングを含んでもよい。本明細書中で具体化されるように、図1を参照すると、缶型燃焼器10は、内部14と、長手方向軸線16と、閉鎖された軸線方向端部18と、を有する外部ハウジング12を含む。ハウジング12は、軸線16を中心としたほぼ円筒状の形状であるが、特定の用途の必要に応じて、及び以下に記載される本発明の特定の特徴に適応するため、異なる直径を有するテーパ状及び/又は階段状の部分を含むことができる。014本発明によれば、燃焼器はまた、ハウジング内に同軸上に配置され、燃焼空気のための各々の半径方向外側通路をハウジングとともに画定するように構成されたほぼ円筒状の燃焼器ライナを含む。ライナは、燃焼領域及び希釈領域のための各々の半径方向内側の容積を画定する。希釈領域は、燃焼領域に対して、閉鎖されたハウジング端部の軸線方向の遠位にあり、燃焼領域は、閉鎖されたハウジング端部に軸線方向に隣接している。015本明細書中で具体化されるように、引き続き図1を参照すると、燃焼器10は、軸線16に対してほぼ同心円状にハウジング12内に配置された燃焼器ライナ20を含む。ライナ20は、衝突冷却及び燃焼空気のために使用される、エンジン圧縮機6から供給される圧縮空気のための外側通路26をハウジング12とともに画定するようなサイズに形成されるように構成されてもよい。ライナ20はまた、希釈空気路28を部分的に画定する。図1の実施形態では、希釈空気路28は、ライナ20の周縁の周りに分配された複数の希釈ポート30を含む。016ライナ20の内部は、閉鎖された端部18に軸線方向に隣接した燃焼領域32を画定し、燃焼領域32では、渦流燃焼空気と燃料混合物とが燃焼されて高温燃焼ガスを生成する。閉鎖された端部18にある混合装置40以下に記載されるとともに、ライナ部20aは、当業者に公知の手法で、燃焼領域32の領域34において安定的な再循環を提供するように構成される。ライナ20の内部は希釈領域36をさらに画定する。希釈領域36では、タービン8内における仕事生成膨張前に、燃焼ガスの温度を低下させるために燃焼ガスが希釈ポート30からの希釈空気と混合される。017また、本発明によれば、燃焼器は、燃焼空気の少なくとも一部を気体燃料と混合するための複数のベーンを有する装置を含み、混合装置は、生じた燃料/空気混合物を燃焼領域に入れるための出口を有する。本明細書中で具体化されるように、引き続き図1に注目すると、混合装置40は、旋回プレート42の周縁の周りに配置された複数の旋回ベーン44を有する旋回プレート42並びに混合装置の入口46及び出口48を含む。各ベーン44は、前縁68と、後縁70と、上部72と、底部74と、を有する。図4を参照のこと。混合装置40は、さらに、複数のノズル50を含み、そのそれぞれは、気体燃料を噴射するための複数のオリフィス52を有することが好ましい。当業者が理解するように、ノズル50は、燃料供給部54から適切なバルブ式連結部及びチャネルを通じて制御可能に供給される。018ここで図2~図4を参照すると、旋回ベーン44は、好ましくは、α2のテーパ角度を有する空気力学的形状であり、剥離のない良好な燃料/空気混合を燃焼空気通路60に提供するために周方向に離間している。具体的には、通路60は、隣接するベーン同士の間に一定の断面流面積62を有するように構成されているが、それぞれベーン前縁68及びベーン後縁70に隣接している図3を参照のこと通路入口64から通路出口66までのベーン長さに沿って、通路幅Wに対する通路高さHの変化するアスペクト比を有する。好ましくは、アスペクト比は、通路入口64における約1.5から通路出口66における約4.5までの範囲である。019さらに、図2に最も良く見られるように、各ベーン44はベーンの対向側部44a、44b内に凹んだ状態で配置された一対のノズル50を有する。各ノズルは、ベーン前縁68の近位にあり、各々の通路60に向けられた複数のオリフィス52を有する。ノズル50は、例えば、様々な気体燃料に適応するため、又は修理のため様々なオリフィスサイズを有するノズルと交換できるように構成されることができる。また、図4に最も良く見られるように、前方ベーン縁68は、好ましくは、入ってくる燃焼空気をより良好に受け取るために軸線方向16aに対して角度βに設定される。図4に示されるように、角度βは、入ってくる空気の方向に対して直角になるように設定されてもよい。020表1は、図3及び図4における記述に関する、ベーン44の形状及び向きの設計パラメータ範囲の特に好ましい組を示す。021さらに、本明細書中で具体化されて広範に記載される本発明によれば、缶型燃焼器は、ハウジングと燃焼ライナとの間に同軸上に配置されて、閉鎖されたハウジング端部から燃焼領域のかなりの長さにわたって軸線方向に延在する衝突冷却スリーブをさらに含んでもよい。衝突冷却スリーブは、衝突冷却のため、燃焼器ライナの、燃焼領域を画定する部分の半径方向外側表面に対して燃焼空気を案内するためのサイズに形成されて分配された複数の孔を有してもよい。022本明細書中で具体化されるように、図1を参照すると、ハウジング12とライナ20との間に同軸上に配置された衝突冷却スリーブ80が示される。衝突冷却スリーブ80は、ライナ20の、燃焼領域32を画定する部分に沿って、閉鎖された端部18に隣接する位置から、希釈ポート30の近位ではあるが燃焼ガスの軸線方向の流れに対して希釈ポート30の上流側の位置まで軸線方向に延在する。スリーブ80は、スリーブ80の周りに周方向に分配され、通路26内の燃焼空気を燃焼領域32の近接したライナ20の外部表面に対して案内するように構成されて配向される複数の衝突冷却オリフィス82を含む。衝突冷却スリーブ80の形状は、スリーブ端部84から、スリーブ80を横断した後の燃焼空気流のための出口領域を備えるとともに衝突冷却されるライナ表面88を有するスリーブ端部86まで増加する直径を有する円錐台形を得るために軸線方向にテーパ状であることが好ましい。スリーブ端部84は、好ましくは、燃焼空気が衝突冷却オリフィス82を横断した後、通路26内の燃焼/衝突冷却空気を希釈空気路28から密閉するように構成されている。023重要なことに、図1に示す実施形態では、最終的に燃焼領域32に入れられる燃焼空気のほぼすべて、つまり、不可避の漏れ以外は、まず衝突スリーブ80のオリフィス82を通過して冷却を提供する。燃焼空気は、低NOx構成において、缶型燃焼器に供給される燃焼空気に希釈空気を加えた合計空気の約45~55を含んでもよい。024さらに本明細書中で具体化されて広範に記載される本発明によれば、缶型燃焼器は、燃焼空気を衝突冷却スリーブの下流側の出口領域から混合装置の入口まで導くための装置を含む。チャネリング装置は、流れの剥離を防ぐように構成されており、入口流領域と出口流領域とを有する拡散部を含み、出口流領域と入口流領域との比率は1.3~1.5の範囲であるか、それを超える。025本明細書中で具体化されるように、図1を参照すると、チャネリング装置90は、拡散部92と案内部94とを含み、その両方が燃焼空気流路26の連続的な部分を含む。拡散部92は、スリーブ出口領域86の下流側の位置Aと、内側に湾曲した案内部94の起端である位置Bとの間に延在する。案内部94は、さらには、位置Bから旋回ベーン44の前縁68の近傍にある混合装置40の入口46まで延在する。案内部94は、燃焼空気を軸線16及び混合装置入口46に向かって内側に回転する機能を果たし、大きな曲率半径を有する、ハウジング1の滑らかに湾曲した内部表面96及び旋回プレート42の表面42aを使用することにより流れの剥離が最小限になっている。図1に示されるように、案内部表面96は、好ましくは、急な段差及び流れの剥離の可能性を防止するため、前縁68の位置において旋回プレート表面42aと同じ外径及び曲率を有するように構成されるべきである。026特に、以下の関係を満たす曲率半径rを使用することが好ましい場合がある。ここで、H1は、ベーン44の後縁70における高さであり、R1は、案内部94の起端位置Bにおける、軸線16からハウジング18の内部表面96までの半径方向距離である。図1及び図4を参照のこと。また、ベーン44及び旋回プレート42が、空気と燃料との混合物が軸線16に対する接線方向±3°以内において旋回ベーン44を出るように構成されることが特に好ましい場合がある。これは、空気と燃料との混合物のための最長の流れ通路を提供し、これがより均質な混合物を提供する。この特徴は、旋回ベーン通路の変化するアスペクト比により可能にされている。027拡散部92に戻ると、示される実施形態における拡散部流れ領域98は、位置Aと位置Bとの間の、ハウジング14の円錐形の内部表面100と、環状の離間部材102の壁114の円錐形の外部表面104との間の空間である。これら2つの円錐表面は、拡散部入口位置Aから拡散部出口位置Bまで連続的に増加する環状の拡散部流れ領域を提供するようなサイズに作られて構成されるとともに、滑らかな、連続的な拡張により、1.3~1.5の範囲の、出口流領域と入口流領域との膨張比を提供するようなサイズに形成されて構成される。結果として生じた平均速度の低下により、混合装置40に入る燃焼空気とノズル50から噴射される燃料との間のより最適な速度比が提供され、従って、より均一な混合が提供されてもよい。028当業者であれば、上記から、所望の膨張比を提供するためには、拡散部92を画定する表面の構成は双方とも円錐形である必要はないことを理解するであろう。つまり、環状の離間部材102の外部表面104を有する壁114を円筒状とすることができる一方で、ハウジング14の拡散部42の内部表面100を円錐形とすることができる、又は、この逆とすることができる。これらの代替形態のそれぞれによって、半径方向によりコンパクトな燃焼器を生じうるが、それぞれにおいて、混合装置の入口46の近位でのより急な回転小さな曲率半径のために、案内部94における油圧損失の重大度が増加するため好適でない場合がある。図1の実施形態では、拡散部92を通る大量の燃焼空気流は軸線16からわずかに離れているが、案内部94を通る流れは軸線16の方に向かっており、延在する案内部長さにわたって回転のほとんどを滑らかに達成することができるため、混合装置の入口において急にならない。旋回ベーン通路60の上境界を提供する皿形の湾曲した混合プレート表面42aもまた、燃焼空気の回転を補助する。029また、再循環された燃焼ガスが高い熱負荷を生成することができる場合、拡散部92からの燃焼空気のわずかな部分約14が、ライナ20のヘッド端部、すなわち、燃焼領域の部分34を取り囲むライナ部20aを冷却するために使用されることが好ましい場合がある。図1の実施形態では、環状の部材102は内壁106で構成されうる。内壁106は、ライナ部20aから離間し、案内される衝突冷却孔108が設けられている。図1の実施形態では、ライナ部20aを衝突冷却するための燃焼空気は外壁114の孔112を通じて環状の部材102に入る。030さらに、図1に最も良く見られるように、環状の部材102の上壁116は、旋回ベーン44に当接し、旋回ベーン通路60の底部部分を画定する。031拡散部入口Aにおける流れの剥離を防止するため、燃焼空気の別のわずかな部分約1を使用することがさらに好ましい場合もある。図5に最も良く見られるように、衝突スリーブ80は、段差120の原因となるフランジ付き連結部によりハウジング14に捕捉されている。段差120における流れ領域の急な拡張に起因する流れの剥離を防止するため、抽気穴122が段差120内に設けられ、衝突スリーブ80の上流側の通路26から燃焼空気が供給される。032上記の缶型燃焼器の特徴のため、及び上述した旋回ベーンへのより均一な空気流の利点に加え、缶型燃焼器は、旋回ベーンにおけるより均一な予混合、従って、特定のNOx及びCO基準に対してより高い有効な燃料空気比を提供してもよい。また、上記の缶型燃焼器は、より安定的な再循環パターンの提供という点において安定燃焼のより大きな余地を提供してもよく、また、タービンに送られる燃焼生成物の温度偏差分散を最小にしてもよい。最後に、上に開示した缶型燃焼器はまた、冷却空気の有効性を最大にしてもよく、最適なライナ壁金属温度を提供してもよい。033本明細書中に含まれる教示から逸脱することなく開示された衝突冷却される缶型燃焼器に種々の変更及び変形を施すことができることは当業者には明らかであろう。実施形態は本明細書の考察及び開示された装置の実施により当業者には明らかとなるであろうが、明細書及び実施例は単に例示的なものであるとみなされることを意図しており、実際の範囲は以下の特許請求の範囲及びこれら均等物によって示される。