"第1の表面と第2の表面とを含む渦停留キャビティと、周方向に前記渦停留キャビティの前記第1の表面と前記第2の表面とに沿って配置される複数の流体混合器であって、少なくとも1つの流体混合器が、第1の流体流を受け取る第1の開口端部と、前記第1の開口端部に近接するコアンダ形状部と、前記コアンダ形状部の上に燃料流を放出する燃料プレナムであって、前記コアンダ形状部は、前記燃料流を前記コアンダ形状部に吸着させて前記燃料流の境界層を形成し、到来する前記第1の流体流を前記燃料流の前記境界層に取り込んで前記第1の流体流と前記燃料流との混合物を形成するように構成される、燃料プレナムと、前記第1の流体流と前記燃料流との前記混合物を受け取り、前記第1の流体流と前記燃料流との前記混合物を前記渦停留キャビティ内に放出する第2の開口端部と、を有する複数の流体混合器と、を含む、渦停留型燃焼器。渦停留型燃焼器の上流の位置に配置された、該渦停留型燃焼器に流入する流体流を前記第1の流体流と第2の流体流とに分ける分流装置を更に含み、前記第2の流体流の一部分が前記渦停留キャビティへと導かれる、請求項1に記載の渦停留型燃焼器。前記第1の流体流と前記燃料流との前記混合物と、前記第2の流体流の前記一部分とが前記渦停留キャビティの内側で渦を形成する、請求項2に記載の渦停留型燃焼器。前記流体流が空気を含む、請求項2に記載の渦停留型燃焼器。前記流体流が膨張燃焼ガスを含む、請求項2に記載の渦停留型燃焼器。前記第1の流体流が、前記燃料流と前記第1の流体流との混合を可能にする剪断層を前記燃料流の前記境界層内に形成する、請求項1に記載の渦停留型燃焼器。前記燃料プレナムが前記燃料流を前記コアンダ形状部の上に第1の圧力で放出するように構成され、前記第1の開口端部が前記第1の流体流を第2の圧力で受け取り、前記第1の圧力が前記第2の圧力よりも高い、請求項1に記載の渦停留型燃焼器。前記コアンダ形状部が、前記燃料プレナムから供給される前記燃料流を、コアンダ効果により前記コアンダ形状部に向けて偏向させる、請求項1に記載の渦停留型燃焼器。前記少なくとも1つの流体混合器が更に、前記第1の流体流と前記燃料流との前記混合物を前記第2の開口端部へと導く末広形状を有する拡散部を含む、請求項1に記載の渦停留型燃焼器。前記渦停留キャビティが矩形断面を有する、請求項1に記載の渦停留型燃焼器。前記第1の表面が内端部と外端部とを含み、前記少なくとも1つの流体混合器が前記第1の表面の前記内端部上に配置される、請求項1に記載の渦停留型燃焼器。前記第2の表面が内端部と外端部とを含み、前記少なくとも1つの流体混合器が前記第2の表面の前記外端部上に配置される、請求項1に記載の渦停留型燃焼器。前記少なくとも1つの流体混合器の前記燃料プレナムへの燃料供給を制御するように構成される制御装置を更に含む、請求項1に記載の渦停留型燃焼器。前記制御装置が、該渦停留型燃焼器への負荷に基づいて前記燃料プレナムへの前記燃料供給を制御するように構成される、請求項13に記載の渦停留型燃焼器。前記第2の表面が前記第1の表面の反対側に配置される、請求項1に記載の渦停留型燃焼器。渦停留型燃焼器の運転方法であって、前記渦停留型燃焼器に流入する流体流を第1の流体流と第2の流体流とに分けるステップと、前記第2の流体流の一部分を前記渦停留型燃焼器内の渦停留キャビティの開口端部へと導くステップと、前記第1の流体流を、前記渦停留キャビティの第1の表面及び第2の表面に沿って周方向に配置される複数の流体混合器へと向けるステップと、前記複数の流体混合器のうち少なくとも1つの流体混合器の第1の開口端部付近でコアンダ形状部の上に燃料流を放出することにより、前記燃料流を前記コアンダ形状部に吸着させて前記燃料流の境界層を形成し、到来する前記第1の流体流を前記燃料流の前記境界層に取り込んで前記第1の流体流と前記燃料流との混合物を形成するステップと、前記第1の流体流及び前記燃料流から成る前記混合物を、前記少なくとも1つの流体混合器の第2の開口端部から前記渦停留キャビティ内に放出するステップと、を含む方法。前記第1の流体流及び前記燃料流から成る前記混合物を前記渦停留キャビティ内に放出する前記ステップが、前記第1の流体流及び前記燃料流から成る前記混合物を、前記第1の表面の内端部付近で前記渦停留キャビティ内に放出するステップを含む、請求項16に記載の方法。前記第1の流体流及び前記燃料流から成る前記混合物を前記渦停留キャビティ内に放出する前記ステップが、前記第1の流体流及び前記燃料流から成る前記混合物を、前記第2の表面の外端部付近で前記渦停留キャビティ内に放出するステップを含む、請求項16に記載の方法。前記第2の流体流の前記一部分と、前記第1の流体流及び前記燃料流から成る前記混合物とにより、前記渦停留キャビティ内で渦が形成されるように、前記第1の流体流及び前記燃料流から成る前記混合物を、前記少なくとも1つの流体混合器の第2の開口端部から前記渦停留キャビティ内に放出するステップを更に含む、請求項16に記載の方法。前記燃料流を前記コアンダ形状部の上に第1の圧力で放出し、前記第1の流体流を、第2の圧力で複数の流体混合器へと向けるステップであって、前記第1の圧力が前記第2の圧力よりも高いステップを更に含む、請求項16に記載の方法。前記コアンダ形状部の上に放出される前記燃料流を、コアンダ効果により前記コアンダ形状部に向けて偏向させるステップを更に含む、請求項16に記載の方法。燃焼器の渦停留キャビティ内に安定した渦を創出し、燃料と空気を効率的に混合することが望ましい。本発明の一実施例に従って、渦停留型燃焼器を開示する。この渦停留型燃焼器は、第1の表面と第2の表面とを有する渦停留キャビティを含む。複数の流体混合器が渦停留キャビティの第1の表面と第2の表面とに沿って周方向に配置される。少なくとも1つの流体混合器が、第1の流体流を受け取る第1の開口端部と、第1の開口端部に近接するコアンダ形状部と、コアンダ形状部の上に燃料流を放出する燃料プレナムと、第1の流体流と燃料流との混合物を受け取り、この第1の流体流と燃料流との混合物を渦停留キャビティ内に放出する第2の開口端部とを含む。コアンダ形状部は、燃料流をコアンダ形状部に吸着させることにより燃料流の境界層を形成し、この燃料流の境界層に、到来する第1の流体流を取り込むことにより第1の流体流と燃料流との混合物を形成するように構成される。本発明の別の実施例に従って、渦停留型燃焼器の運転方法を開示する。この方法は、渦停留型燃焼器に流入する流体流を第1の流体流と第2の流体流とに分けるステップを含む。第2の流体流の一部分が、渦停留型燃焼器の渦停留キャビティの開口端部へと導かれる。第1の流体流は、渦停留キャビティの第1の表面と第2の表面とに沿って周方向に配置される複数の流体混合器へと導かれる。この複数の燃料混合器のうち少なくとも1つの燃料混合器の第1の開口端部付近で燃料流がコアンダ形状部の上に放出され、これによって、燃料流がコアンダ形状部に吸着して燃料流の境界層を形成し、この燃料流の境界層に、到来する第1の流体流が取り込まれて第1の流体流と燃料流との混合物が形成される。渦停留キャビティ内の、第1の流体流と燃料流とから成るこの混合物は、少なくとも1つの流体混合器の第2の開口端部から排出される。全図面を通じて同様の符号で同様のパーツを示す添付図面を参照しながら下記の説明を読めば、本発明のこれら及びその他の特徴、態様、及び利点の理解が深まるであろう。以下で詳細を論じるが、本発明の実施形態は、渦停留型燃焼器とその運転方法を提供する。但し、本発明は多数の異なる形態で実施可能であり、本明細書に記載の実施形態に限定されるとみなされるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が綿密で完全なものになるように、且つ本発明の範囲が当業者に十分に伝わるように提示されたものである。図1に、本発明の実施形態に従ったガスタービンエンジン10を示す。図1には、圧縮機12、燃焼器14、第1のタービン16、再熱燃焼器18、及び第2のタービン20が示されている。大気等の空気流22が圧縮機12内に送給され、所望の温度及び圧力に圧縮される。圧縮後、空気流22は圧縮空気流24となって圧縮機12から流出し、燃焼器14内で燃料流26と混合される。圧縮空気流24と燃料流26から成るこの混合物は、燃焼器14内で燃焼し、高温高圧の燃焼後排ガス流28になる。この燃焼後排ガス28は、第1のタービン16内で膨脹し、燃焼後排ガス28に付随する熱エネルギーが機械エネルギーに変換される。燃焼後排ガス28は膨脹燃焼ガス30となって第1のタービン16から流出する。一実施形態によると、第1のタービン16は軸32を介して圧縮機12に結合され、圧縮機12を駆動させる。膨脹燃焼ガス30は或る一定量の未使用酸素約15質量~約20質量を含む。そこで、膨脹燃焼ガス30を大気中に放出するのではなく、ガスタービンエンジン10では、再熱燃焼器18と第2のタービン20とを活用して更なる動力を生成する。膨脹燃焼ガス30は、再熱燃焼器18内で燃料流34と混合され、膨脹燃焼ガス30と燃料流34から成るこの混合物が再熱燃焼器18内で燃焼する。燃焼後の混合物は、流れ36となって再熱燃焼器18から流出し、この流れが第2のタービン20内で膨張する。一実施形態では、第2のタービン20は、軸38を介して第1のタービン16に結合されている。効率的且つ完全な燃焼のために、燃焼器14及び再熱燃焼器18は、渦停留キャビティを有し、渦停留キャビティの表面上には、複数の流体混合器が配置されている。後続図面において、この渦停留キャビティと複数の流体混合器とを、燃焼器14に関してより詳細に示す。その他の或る一定の実施形態においても、同様の渦停留キャビティと複数の流体混合器とを再熱燃焼器18内に同様に装備できる。一部の実施形態では、燃焼器14及び再熱燃焼器18の両方が同じく、渦停留キャビティと、この渦停留キャビティの表面上に配置される複数の流体混合器とを有する。図2は渦停留キャビティ40を含む燃焼器14の線図である。燃焼器14は渦停留キャビティ40を含むので、渦停留型燃焼器14とも言える。渦停留キャビティ40は、第1の表面42と第2の表面44とを含む。燃焼器14は更に、第1の表面42及び第2の表面44上に配置される複数の流体混合器46を含む。第1の表面42及び第2の表面44上の複数の流体混合器46の配置については、以下に図3に関連して詳述する。図示の実施例によると、渦停留キャビティ40は矩形断面を有する。その他の実施形態では、渦停留キャビティ40は、半円形断面等のその他の断面を有してよい。圧縮空気流24総称的に流体流ともいうは、燃焼器14に流入後、第1の流体流48と第2の流体流50とに分けられる。再熱燃焼器18に関する別の実施形態では、膨脹燃焼ガス30総称的に流体流ともいうが第1の流体流48と第2の流体流50とに分けられる。燃焼器14は、圧縮空気流24を第1の流体流48と第2の流体流50とに分ける、フラップ等の分流装置52を備える。一実施形態によると、分流装置52は空力形状を有し、燃焼器18の上流の位置51でヒンジ止めされている。なお、図2に示す分流装置52は一例であって、膨脹燃焼ガス24を第1の流体流48と第2の流体流50とに分けるにあたり、その他の分流装置を装備してもよい。第1の流体流48は、第1の表面42及び第2の表面44上に配置される流体混合器46へと導かれる。流体混合器46は、燃料を燃料流26として流体混合器46に供給する燃料貯蔵部54に結合される。制御装置56が、燃料貯蔵部54から流体混合器46への燃料供給を制御する。一実施形態によると、制御装置56は、渦停留型燃焼器14への負荷に基づいて、流体混合器46への燃料供給を制御する。第1の流体流48と燃料流26とが流体混合器46で混合され、この混合物は流れ58となって渦停留キャビティ40内に放出される。なお、流体混合器46は、第1の流体流48と燃料流26を十分に混合し、流れ58を、流体混合器46に流入する第1の流体流48の速度よりも高速で渦停留キャビティ40内に放出するように構成される。第1の流体流48と燃料流26の混合の詳細を、後続図面において説明する。図示の実施形態によると、第1の表面42及び第2の表面44は互いに対向して配置されている。表面42上に配置される流体混合器46から放出される流れ58が、表面44上に配置される流体混合器46から放出される流れ58と合わさって、渦62を形成する。圧縮空気流24の第2の流体流50は、主チャンバ60へと導かれる。第2の流体流50の一部分64が、開口端部66を介して渦停留キャビティ40に流入する。第2の流体流50の一部分64は、渦停留キャビティ40の内側で流れ58が形成する渦62を更に増大させる。図3は、図2の実施形態に従った渦停留キャビティ40の斜視図である。図3に、第1の表面42及び第2の表面44上に配置される複数の流体混合器46を示す。一実施形態によると、第1の表面42は内端部64と外端部66を有する。同様に、第2の表面44は内端部68と外端部70を有する。一実施形態によると、1つ以上の流体混合器46が第1の表面42の内端部64に沿って周方向に配置され、1つ以上の流体混合器46が第2の表面44の外端部70に沿って周方向に配置される。なお、図3に示す第1の表面42及び第2の表面44上に配置された流体混合器46の個数はあくまでも例にすぎない。図面では更に、流体混合器46に流入する第1の流体流48も示している。図4に、図1~3の実施形態に従った流体混合器46を示す。流体混合器46は、第1の部分72、第2の部分74、第1の半円形部分76、及び第2の半円形部分図示せずを含む。第2の半円形部分は、第1の半円形部分76の反対側に配置される。第1の部分72は、第1の半円形部分76と第2の半円形部分とを介して第2の部分74に結合される。流体混合器46は更に、第1の部分72、第2の部分74、第1の半円形部分76、及び第2の半円形部分によって囲繞された末広形状部80を有する拡散部78を含む。拡散部78の末広形状部80は、第1の開口端部81から第2の開口端部83に向かって末広状になっている。流体混合器46は更に、第1の部分72に結合された、燃料貯蔵部54図2から流体混合器46に燃料流26を流入させる燃料入口82を含む。燃料プレナム84が、第1の部分72、第2の部分74、第1の半円形部分76、及び第2の半円形部分に沿って延在しており、燃料入口82から到来する燃料流26を一時的に貯蔵する。第1の開口端部付近で、第1の部分72、第2の部分74、第1の半円形部分76、及び第2の半円形部分の各々が、複数のスロット86とコアンダ形状部88とを有する。流体混合器46は、第1の開口端部81を介して第1の流体流48を受け取る。燃料プレナム84は、燃料流26を複数のスロット86からコアンダ形状部88の上に放出する。コアンダ形状部88は、燃料流26をコアンダ形状部88に吸着させることにより、燃料流26の境界層が形成され、この燃料流26の境界層に、到来する第1の流体流48が取り込まれて第1の流体流48と燃料流26との混合物が形成されるように、構成されている。一実施形態によると、流体混合器46は、コアンダ効果に基づいて第1の流体流48と燃料流26とを混合するように構成される。本明細書で用いる場合、コアンダ効果という用語は、近接する表面に流体流が吸着し、この表面が流体の本来の流動方向から離れる方向に湾曲したとしても、流体が吸着したままになる性質を指す。コアンダ効果については、図5に関連して以下に更に説明する。流体混合器46の拡散部72は、第1の流体流48と燃料流26との混合物を第2の開口端部83へと導く。第1の流体流48と燃料流26との混合物は、第2の開口端部83から流出し、図2に関連して例示及び説明したように渦停留キャビティ40内に放出される。燃料流26は、燃料プレナム84からコアンダ形状部88の上に第1の圧力で排出され、第1の開口端部81が第1の流体流48を第2の圧力で受け取る。一実施形態において、第1の圧力は第2の圧力よりも高い。燃料流26を高圧で排出することにより、第1の流体流48が加速するので、流れ58が、流体混合器46に流入する第1の流体流48の速度よりも高速で渦停留キャビティ40内に排出される。なお、渦停留キャビティ40内へ流れ58を高速で排出することにより、渦62図2の安定性が向上する。図2及び4の両図を参照して、流体混合器46内への高圧燃料排出を利用して、燃料と空気の混合を増進すると共に渦停留キャビティ40内へ流入する流れ58の速度を上昇させるプロセスを、流体混合器46の活性化という。制御装置56を用いると、1つ以上の流体混合器を、燃焼器14の負荷要件に応じて選択的に活性化することができる。図5は、図4の実施形態に従った燃料混合器46図4に示すのコアンダ形状部88に隣接する燃料境界層の形成を示す図である。図示の実施形態において、燃料流26はコアンダ形状部88に吸着し、このコアンダ形状部88の表面が当初の燃料の流動方向から離れる方向に湾曲したとしても、燃料流26が吸着したままになる。具体的には、燃料流26が加速するにつれて、モーメントの伝達が釣り合うように、この流れに対して圧力差が生じるが、この圧力差によって燃料流26が偏向し、燃料流26がコアンダ形状部88の表面に接近する。燃料流26がコアンダ形状部88を通過する際、或る一定量の表面摩擦が燃料流26とコアンダ形状部88との間に生じる。この表面摩擦による流れ抵抗が、燃料流26をコアンダ形状部88に向けて偏向させるので、燃料流26がコアンダ形状部88から離れない。更に、コアンダ効果により形成される燃料流26の境界層94は、第1の流体流48を取り込み、第1の流体流48と境界層94とが相俟って剪断層96を形成し、これによって、第1の流体流48と燃料流26との混合が促進される。更に、流れの剥離によって形成される剪断層96と、境界層94と第1の流体流48との混合によって、均一な混合がもたらされる。コアンダ装置に関する更なる詳細は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第11/273,212号を参照すると、より詳細に説明されている。図1~5を参照すると、高圧燃料流の使用により、高速の燃料空気混合物が渦停留キャビティに流入する。高速の燃料空気混合物によって、安定な渦と、結果的に得られる火炎の安定性とがもたらされる。本発明の一部の特徴についてのみ図示及び説明したが、当業者には多数の修正及び変更が想到されよう。したがって、添付の特許請求の範囲は、こうした修正及び変更も全て、本発明の概念に含まれるものとして包含することを理解されたい。"