特許 6924039 スリーブ組立体及び燃焼システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6924039

(24)【登録日】2021年8月3日

(45)【発行日】2021年8月25日

(54)【発明の名称】スリーブ組立体及び燃焼システム

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/42 20060101AFI20210812BHJP

   F02C 7/18 20060101ALI20210812BHJP

【ＦＩ】

   F23R3/42 A

   F02C7/18 C

【請求項の数】8

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-30565(P2017-30565)

(22)【出願日】2017年2月22日

(65)【公開番号】特開2017-166806(P2017-166806A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2020年2月18日

(31)【優先権主張番号】15/061,395

(32)【優先日】2016年3月4日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】デイビッド・ウィリアム・クラル

(72)【発明者】

【氏名】ジョナサン・ヘール・ケグリー

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュー・グラディ・ゴッドフリー

(72)【発明者】

【氏名】クリストファー・ポール・ウィリス

【審査官】 小岩 智明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１０２５８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１６９５７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−１１１８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８１９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２６４８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４１１２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１７９８１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２６１３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−００２８９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３５２３１６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／００２６５８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０１７４５５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／００６７４０２（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｒ ３／４２− ３／６０

Ｆ０２Ｃ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼システムのためのスリーブ組立体（１２０）であって、
流れ軸線（３０８）及び一次燃焼ゾーン（３０９）を含む燃焼室（１２２）を定め、前記流れ軸線を囲むように前端（３３０）及び後端（３３２）を有するライナ（３１４）と、
前記ライナとの間に冷却ダクト（３３６）が定められるように前記ライナを囲むシェル（３１６）と、
を備え、
前記シェルが、前端（３４２）及び後端（３４４）を有するユニスリーブ（３２０）を含み、前記ユニスリーブの前記前端が、前記ライナの前記前端の軸方向下流側に位置付けられ、前記ユニスリーブの前記後端が、前記ライナの前記後端の軸方向上流側に位置付けられて、前記ライナの前記後端と前記ユニスリーブの前記後端との間に円周方向のギャップ（３４５）を定め、前記ユニスリーブが、該ユニスリーブの前端と後端から離れた軸方向位置にて前記ライナに結合され、
前記ユニスリーブ（３２０）の前記後端（３４４）は、前記軸方向位置で片持ちであり、さもなければ支持されていない、スリーブ組立体（１２０）。

【請求項2】

前記シェル（３１６）が更に、前記ユニスリーブ（３２０）に結合された流れスリーブ（３１８）を含み、該流れスリーブが前端（３３８）及び後端（３４０）を有し、前記流れスリーブの後端が、前記ライナの端部間に軸方向に位置付けられて、前記流れスリーブが、前記燃焼室（１２２）の一次燃焼ゾーン（３０９）を定める前記ライナの前方部分に重なり合うようになる、請求項１に記載のスリーブ組立体（１２０）。

【請求項3】

前記流れスリーブ（３１８）が、前記ユニスリーブ（３２０）よりも高い剛性と低い可撓性を有する、請求項２に記載のスリーブ組立体（１２０）。

【請求項4】

前記ユニスリーブ（３２０）が、ボス（３２８）を介して前記ライナに結合され、
少なくとも１つの二次燃料噴射装置（１２８）は、前記ボス（３２８）を介して前記ユニスリーブ（３２０）に装着されて、前記少なくとも１つの二次燃料噴射装置（１２８）が前記燃焼室（１２２）の二次燃焼ゾーン（３０７）にて前記燃焼室（１２２）と流れ連通する、請求項２または３に記載のスリーブ組立体（１２０）。

【請求項5】

前記ユニスリーブ（３２０）が、シーム（３３４）において前記流れスリーブ（３１８）に結合され、該ユニスリーブが前記シームにおいて前記流れスリーブに重なり合い、
前記シェル（３１６）が、前記シーム（３３４）において前記流れスリーブ（３１８）と前記ユニスリーブ（３２０）との間で結合されるシール（３４７）を含む、請求項２乃至４のいずれかに記載のスリーブ組立体（１２０）。

【請求項6】

燃焼システムであって、
燃焼噴射装置（１２６，１２８）と、
請求項１乃至５のいずれかに記載のスリーブ組立体（１２０）と、
を備える、燃焼システム。

【請求項7】

シールされたシーム（３３４）において前記ユニスリーブ（３２０）に結合された流れスリーブ（３１８）と、
前記シェル（３１６）の流れスリーブ（３１８）に結合された装置（４００）と、
を備え、前記流れスリーブが、前記燃焼室（１２２）の一次燃焼ゾーン（３０９）に重なり合う、請求項６に記載の燃焼システム。

【請求項8】

上記装置が、点火装置、クロスファイヤ管、及びセンサのうちの１つであり、
上記ライナが、単一片の単体構造体である、請求項７に記載の燃焼システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の技術分野は、全体的に、スリーブ組立体に関し、より詳細には、タービン組立体において燃焼器と共に使用するスリーブ組立体に関する。

【背景技術】

【0002】

少なくとも一部の既知のタービン組立体は、圧縮機、燃焼器、及びタービンを含む。ガスは、圧縮機に流入して圧縮される。次いで、圧縮ガスは、燃焼器に吐出されて燃料と混合され、結果として得られる混合気が点火して、燃焼ガスを発生する。燃焼ガスは、燃焼器からタービンを通って送られ、これによりタービンが駆動されて、該タービンに結合された発電機に動力を供給することができる。

【0003】

多くの既知の燃焼器は、ライナを含むスリーブ組立体を利用し、該ライナが、燃料と圧縮ガスの混合気が点火される燃焼室を定める。スリーブ組立体の有効寿命を延ばすために、スリーブ組立体は、ライナを囲むアウタースリーブを含むのが一般的であり、ライナとスリーブとの間に配向される圧縮ガスの流れがライナを冷却するようにする。しかしながら、特にインピンジメント冷却又はフィルム冷却に頼るシステムでは、少なくとも一部の既知のスリーブ組立体を十分に冷却することが困難な場合がある。これらのシステムでは、この冷却空気の量は、ヘッド端部に送られるガスにおいて有意な圧力低下を生じることなくライナを均一に冷却するには不十分な場合が多い。不均一な冷却の結果として、一部の既存のスリーブ組立体は、内側ライナと周囲のスリーブとの間の下流側接続部において高い圧力を生じている。

【0004】

監視又は点火を容易にするために、センサ又は他の点火関連構成要素をスリーブ組立体を通じて燃焼室に挿入するのが一般的である。場合によっては、スリーブ組立体の設計は、センサ及び他の装置を燃焼室に適切に配置するのを困難にすることがある。

【0005】

スリーブ組立体の冷却が十分でないこと及び／又は燃焼室内にセンサを適切に位置付けできないことにより、スリーブ組立体及び／又は他の燃焼器又はタービン構成要素の一部が過熱を生じる恐れがある。時間の経過と共に、このような構成要素は、連続した過熱に暴露されることで熱的亀裂及び／又は早期故障を引き起こす可能性がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】米国特許第８，８６３，５２５号明細書

【発明の概要】

【0007】

１つの態様において、燃焼システムのためのスリーブ組立体が提供される。スリーブ組立体は、流れ軸線及び一次燃焼ゾーンを有する燃焼室を定めるライナを含む。ライナは、前端及び後端を有し、該ライナが流れ軸線を囲むようにする。スリーブ組立体はまた、ライナを囲むシェルを含み、ライナとシェルとの間に冷却ダクトが定められるようになる。シェルは、前端及び後端を有するユニスリーブを含む。ユニスリーブの後端は、ライナの後端の軸方向上流側に位置付けられて、ライナの後端とユニスリーブの後端との間にギャップを定める。ユニスリーブは、該ユニスリーブの前端と後端の間で軸方向平面に沿って円周方向に離間した位置にてライナに装着される。

【0008】

別の態様において、燃焼システムのためのスリーブ組立体を製造する方法が提供される。本方法は、流れ軸線及び一次燃焼ゾーンを含む燃焼室を定めるライナを形成するステップを含む。ライナは、流れ軸線を囲むように前端及び後端を有する。本方法はまた、上記ライナを囲んで該ライナとの間に冷却ダクトが定められるように上記ライナにシェルを結合するステップを含む。シェルは、前端及び後端を有するユニスリーブを含む。ユニスリーブの後端は、ライナの後端の軸方向上流側に位置付けられて、ライナの後端とユニスリーブの後端との間にギャップを定める。ライナにシェルを結合するステップは、ユニスリーブの前端と後端の間で軸方向平面に沿って円周方向に離間した位置にてユニスリーブをライナに装着するステップを含む。

【0009】

別の態様において、燃焼システムが提供される。燃焼システムは、燃料噴射装置と、流れ軸線及び一次燃焼ゾーンを含む燃焼室を定めるライナを有するスリーブ組立体と、を含む。ライナは、流れ軸線を囲むように前端及び後端を有する。スリーブ組立体はまた、ライナとの間に冷却ダクトが定められるようにライナを囲むシェルを有する。シェルは、前端及び後端を有するユニスリーブを含む。ユニスリーブの後端は、ライナの後端の軸方向上流側に位置付けられて、ライナの後端とユニスリーブの後端との間にギャップを定める。ユニスリーブは、ユニスリーブの前端と後端の間で軸方向平面に沿って円周方向に離間した位置にてライナに装着される。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】例示的なタービン組立体の概略図。

【図2】図１に示すタービン組立体の燃焼缶と共に用いる例示的なスリーブ組立体の概略図。

【図3】図２に示すスリーブ組立体の一区分の斜視図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下の詳細な説明は、限定ではなく例証としてスリーブ組立体を例示する。本明細書は、スリーブ組立体を当業者が実施し利用するのを可能にするものであり、また本明細書は、スリーブ組立体を実施し利用する最良の形態であると現在思われるものを含む、スリーブ組立体の幾つかの実施形態を記載している。例示的なスリーブ組立体は、本明細書ではタービン組立体の燃焼器内で結合されるように記載される。しかしながら、本明細書で記載される製造方法は、タービン組立体以外の様々な分野において広範囲にわたるシステムで一般的用途を有することが企図される。

【0012】

図１は、例示的なタービン組立体１００を示す。例示的な実施形態において、タービン組立体１００は、中心軸線１１０に沿ってケーシング内で互いに流れ連通して結合された、圧縮機セクション１０２、燃焼器セクション１０４、及びタービンセクション１０６を含むガスタービン組立体である。作動時には、作動ガス１１２は、圧縮機セクション１０２に流入し、圧縮されて燃焼器セクション１０４に送られる。圧縮ガス１１４は、燃料（図示せず）と混合され、燃焼器セクション１０４にて点火されて燃焼ガス１１５を発生し、該燃焼ガスは、タービンセクション１０６に送られて、タービンセクション１０６から排気ガス１１６として排出される。

【0013】

例示的な実施形態において、燃焼器セクション１０４は、複数の燃焼缶１１８を含む。各燃焼缶１１８は、燃焼室１２２を定めるスリーブ組立体１２０を有する。燃料供給システム１２４は、各燃焼缶１１８と結合され、該燃焼缶１１８の前端に配置される複数の燃料噴射装置１２６を含む。軸方向燃料ステージング（ＡＦＳ）システムは、一次燃料噴射装置１２６から軸方向下流側に位置付けられた二次燃料噴射装置１２８に燃料を供給する。燃料及び圧縮ガスの第１の混合気１３０は、一次燃料噴射装置１２６を介して軸方向で燃焼室１２２に噴射され、燃料及び圧縮ガスの第２の混合気１３２は、二次燃料噴射装置１２８を介して半径方向で燃焼室１２２に噴射される。各二次燃料噴射装置１２８は、スリーブ組立体１２０に結合され、導管組立体１３４を介して圧縮ガスが供給される。燃焼器セクション１０４は、あらゆる好適な方式で燃料及び／又は圧縮ガスを供給するあらゆる好適な数及び配列の一次及び二次燃料噴射装置１２６，１２８を有することができる。

【0014】

図２及び３は、タービン組立体１００の燃焼缶１１８と共に使用する例示的なスリーブ組立体１２０を示している。例示的な実施形態において、スリーブ組立体１２０は、燃焼器ケーシングフランジ２０６（圧縮機吐出ケーシング（図１において１０１）に結合される）に結合された前端３０２と、タービンセクション１０６のノズル（図１において１０９）に結合可能な後端３０４とを有する。スリーブ組立体１２０は、前端３０２と後端３０４それぞれの間で燃焼室１２２を包む。更に、少なくとも１つの二次燃料噴射装置１２８は、スリーブ組立体１２０に結合される。二次燃料噴射装置１２８は、スリーブ組立体１２０に固定（例えば、溶接）されるボス３２８を介してスリーブ組立体１２０に装着（例えば、ボルト締め又は他の方法で固定）されて、該スリーブ組立体１２０を貫通し、該二次燃料噴射装置１２８が燃焼室１２２の二次燃焼ゾーン３０７にて燃焼室１２２と流れ連通するようになる。

【0015】

少なくとも１つの実施形態において、装置４００（例えば、点火装置、クロスファイヤ管、温度センサ、圧力センサ、又は他の好適なセンサ）は、スリーブ組立体１２０に結合される。装置４００は、二次燃焼ゾーン３０７の前方にある、燃焼室１２２の一次燃焼ゾーン３０９においてスリーブ組立体１２０に装着されて該スリーブ組立体１２０を貫通する。代替として、又はこれに加えて、装置４００は、燃焼室１２２のあらゆる好適なゾーン（二次燃焼ゾーン３０７など）においてスリーブ組立体１２０を貫通することができる。装置４００がセンサであるときには、装置４００は、一次燃焼ゾーン３０９内の燃焼プロセスの状態を監視する。このような場合、装置４００は、制御システム（図示せず）と一体化してもよい。装置４００は、あらゆる好適な距離で燃焼室１２２に延びることができ、或いは、クロスファイヤ管の場合には、それ自体ではスリーブ組立体１２０を貫通して延びずに、燃焼室１２２と流体連通することができる。

【0016】

タービン組立体１００の作動中、燃料と圧縮ガスの第１の混合気１３０は、一次燃料噴射装置（図１では１２６）を介して燃焼室１２２に噴射されて、燃焼室１２２の一次燃焼ゾーン３０９において点火され、燃料（例えば、燃料管３１３を介して供給された燃料３１１）と圧縮ガスの第２の混合気１３２は、二次燃料噴射装置１２８を介して燃焼室１２２に噴射されて、二次燃焼ゾーン３０７において点火され、これにより燃焼ガス１１５を発生して、タービンセクション１０６に流入する。例示的な実施形態において、燃焼室１２２は、スリーブ組立体１２０内に定められた流れ軸線３０８を有し、これによりスリーブ組立体１２０が、流れ軸線３０８に対して半径方向寸法３１０及び円周方向寸法３１２を有するようになる。図３には、スリーブ組立体１２０の円周方向領域のみが例示されているが、スリーブ組立体１２０は、流れ軸線３０８を完全に囲っている。本明細書で使用される場合、用語「半径」（又はその何らかの変形形態）は、何れかの好適な形状（例えば、方形、矩形、三角形、その他）の中心から外向きに延びる寸法を指し、円形形状の中心から外向きに延びる寸法に限定されない。同様に、本明細書で使用される場合、用語「外周」（又はその何らかの変形形態）は、何れかの好適な形状（例えば、方形、矩形、三角形、その他）の周りに延びる寸法を指し、円形形状の中心の周りに延びる寸法に限定されない。

【0017】

例示的な実施形態において、スリーブ組立体１２０は、ライナ３１４（又は一体構造体）及びシェル３１６を含む。シェル３１６は、第１構成要素３１８（又は流れスリーブ）と第２構成要素３２０（又はユニスリーブ）を有し、この両方が流れ軸線３０８を囲む。例示的な実施形態において、第１構成要素３１８は、リング形で旋削プロセスにより製造される単一片の単体構造体であり、第１構成要素３１８が剛体（すなわち、実質的に非可撓性）で、ライナ３１４の前方部分を囲むようになる。例示的な実施形態において、第２構成要素３２０は、スタンピングプロセス（例えば、打ち抜きプロセス）により各々が製造される複数の個別形成された要素３２２（その１つのみが例示されている）を含む複数片構造体であり、その後、要素３２２は、ボス３２８を介して及び／又はライナ３１４に形成されて共に結合され、要素３２２が全体としてライナ３１４の後方部分を囲むようになる。他の実施形態において、第１構成要素３１８及び第２構成要素３２０は、他の好適なプロセスを用いて製造することができ、各々は、スリーブ組立体１２０が本明細書で記載されるように機能することを可能にするあらゆる好適な数の要素３２２を含むことができる（例えば、第１構成要素３１８は、単一片の単体構造体でなくてもよく、及び／又は第２構成要素３２０は、複数片構造体でなくてもよい）。代替として、第１構成要素３１８及び第２構成要素３２０は、あらゆる好適なレベルの剛性又は可撓性を有することができる（例えば、第１構成要素３１８は、可撓性とすることができ、及び／又は第２構成要素３２０は、剛体とすることができる）。

【0018】

例示的な実施形態において、ライナ３１４は、前端３３０及び後端（又はフレーム）３３２を有する単一片の単体構造体であり、ライナ３１４が前端３３０及び後端３３２の間で流れ軸線３０８を囲むようになる。前端３３０は、流れ軸線３０８に対してほぼ円筒形であり、後端３３２は、流れ軸線３０８に対して前後方向でテーパが付けられる。更に、シェルの構成要素３１８，３２０は、流れ軸線３０８を囲むシーム３３４において共に結合される。このため、ライナ３１４とシェル３１６の間に冷却ダクト３３６が定められ、タービン組立体１００の作動中に、圧縮ガス１１４のストリーム３１７が、冷却ダクト３３６を通って後端３０４から前端３０２まで送られ、これによりライナ３１４を冷却できるようになる。より具体的には、シェルの第１構成要素３１８は、前端３３８及び後端３４０を有し、シェルの第２構成要素３２０は、前端３４２及び後端３４４を有する。前端３３８は、フランジ２０６に結合されて、シェルの第１構成要素３１８がフランジ２０６から後端３４０まで延びるようになる。これにより、シェルの第１構成要素３１８は、ライナ３１４の略円筒形の前端３３０の軸方向後方に延びて、シェルの第１構成要素３１８の後端３４０がライナ３１４の前端３３０及び後端３３２の間で軸方向に位置付けられるようになる。

【0019】

例示的な実施形態において、シェルの第２構成要素３２０の前端３４２は、シーム３３４においてシェルの第１構成要素３１８の後端３４０に結合され、シェルの第２構成要素３２０が、シェルの第１構成要素３１８の後端３４０からシェルの第２構成要素３２０の後端３４４まで延びるようになる。とりわけ、シェルの第２構成要素３２０の後端３４４は、ライナ３１４の後端３３２から軸方向に離間して配置され、後端３４４と後端３３２の間に円周方向ギャップ３４５が定められて、冷却ガスストリーム３１７を冷却ダクト３３６に流入させることが可能になる。シェルの第２構成要素３２０の後端３４４がライナ３１４の後端３３２に接続されるのではなく、シェルの第２構成要素３２０は、噴射装置ボス３２８のような円周方向に離散的に配置された装着要素を介してライナ３１４に接続される。従って、シェルの第２構成要素３２０は、中心で支持され、その後端３４４は支持されない（すなわち、片持ちにされる）。二次燃料噴射装置１２８及びその対応するボ
ス３２８は、軸方向平面（図示のような）に沿って配置することができ、或いは、複数の軸方向平面に配置されてもよい。

【0020】

冷却ガスストリーム３１７は、冷却ダクト３３６に配置された噴射装置ボス３２８の周りで冷却ダクト３３６と流体連通したギャップ３４５を通って、燃焼缶１１８のヘッド端部まで流れ、ここでガスストリーム３１７は、燃料と混合されて、第１の燃料／空気混合気１３０として一次燃焼ゾーン３０９に導入される。この構成により、大量の空気を冷却ダクト３３６に配向できるようになり、シェルの第２構成要素３２０がライナ３１４の後端３３２に直接取り付けられ且つシェルの第２構成要素３２０のインピンジメント冷却又はフィルム冷却孔のみによってガスストリーム３１７が導入される場合に生じるはずの圧力損失が低減される。任意選択的に、シェルの第２構成要素３２０は、ライナ３１４の局所的高温領域に追加の冷却流を配向するためのインピンジメント冷却孔（図示せず）を含むことができるが、僅かなパーセントのガスストリーム３１７がこのようなインピンジメント冷却孔を通って配向されるだけであることを理解されたい。

【0021】

例示的な実施形態において、シェルの第２構成要素３２０は、シーム３３４においてシェルの第１構成要素３１８の半径方向外向きに位置付けられ（すなわち、重なり合い）、円周方向シール３４７（例えば、フラシール）が、シーム３３４においてシェルの第１構成要素３１８とシェルの第２構成要素３２０との間に位置付けられて、減衰及びシール機能を可能にする（例えば、ガスストリーム３１７がシーム３３４を介して冷却ダクト３３６から流出するのを防ぐ）。他の実施形態において、シェルの第２構成要素３２０は、あらゆる好適な方式でシェルの第１構成要素３１８に結合することができる。

【0022】

シェルの第２構成要素３２０は、複数の可撓性要素３２２を共に結合することにより製造される複数片構造体であるので、流れ軸線３０８に対してシェルの第２構成要素３２０の向きを制御するのが困難な可能性がある（すなわち、流れ軸線３０８に対して正確な軸方向及び／又は円周方向整列をさせることになるシェルの第２構成要素３２０の特徴要素に取り込むことが困難となる可能性がある）。他方、シェルの第１構成要素３１８は、剛性のある単一片の単体構造体として製造されるので、流れ軸線３０８に対してシェルの第１構成要素３１８の向きを制御するのがより容易である（例えば、流れ軸線３０８に対して正確な軸方向及び／又は円周方向整列をさせるシェルの第１構成要素３１８の特徴要素に取り込むことがより容易である）。以下でより詳細に説明するように、スリーブ組立体１２０は、流れ軸線３０８に対して第２構成要素３２０を正確に定位することに伴う困難に少なくとも幾らかは対処する。

【0023】

例示的な実施形態において、装置４００は、燃焼室１２２に定められる一次燃焼ゾーン３０９の軸方向位置３４６に対して軸方向及び円周方向に正確に整列してスリーブ組立体１２０上に装着されることが望ましい（例えば、装置４００を流れ軸線３０８に沿って特定の位置に整列させることが望ましい）。しかしながら、上記で説明されたように、このような整列は、装置４００がシェルの第２構成要素３２０上に装着される場合には達成するのが困難な可能性がある。従って、例示的な実施形態において、シェルの第１構成要素３１８は、フランジ２０６から延びて、流れ軸線３０８に沿って一次燃焼ゾーンの位置３４６にてライナ３１４と重なり合う。このシェルの第１構成要素３１８の延伸により、装置４００を一次燃焼ゾーンの位置３４６にて軸方向に整列させながら、シェルの第２構成要素３２０ではなくシェルの第１構成要素３１８に装着することが可能となる。装置４００が第１構成要素３１８に装着されるので、装置４００は、スリーブ組立体１２０に対して構造的により堅固に装着され、これにより流れ軸線３０８に対して装置４００をより正確に定位させることができる（すなわち、タービン組立体１００の作動中に装置４００の軸方向及び／又は円周方向の変位がより良好に阻止される）。

【0024】

加えて、冷却ダクト３３６の断面積は、タービン組立体１００の作動中に位置３４６において実質的に同じサイズのままであるので、スリーブ組立体１２０の冷却能力もまた改善される。換言すると、堅固なシェルの第１構成要素３１８及びライナ３１４の位置３４６への半径方向の相対的位置付けは、位置３４６での冷却ダクト３３６の断面積がタービン組立体１００の作動中に減少する（ライナ３１４の熱膨張に起因して）ように良好に制御される。一部の実施形態において、シェルの第１構成要素３１８は、小さな断面積を定めるように凸状に輪郭形成された内面３４９で、又はシェルの第１構成要素３１８の前端３３８付近で一次燃焼ゾーン３０９の位置３４６と軸方向に整列することができる冷却ダクト３３６のピンチポイント（図示せず）で、或いは、燃焼室１２２の流れ軸線３０８に沿った他の何れかの好適な位置で形成することができる。この断面積の縮小はベンチュリ型の対流冷却効果をもたらし、その結果、ガスストリーム３１７が一次燃焼ゾーン３０９の半径方向外向きに冷却ダクト３３６を通過して加速されると共に、ガスストリーム３１７を冷却ダクト３３６全体にわたってより均等に又は実質的により均一に分配させるようにする。

【0025】

本明細書で記載される方法及びシステムは、燃焼器と共に使用するスリーブ組立体を改善することができる。例えば、本方法及びシステムは、スリーブ組立体のライナ及びシェルの冷却を向上させ、これによりライナ及びシェルの耐久性及び有効寿命を改善することができる。加えて、本明細書で記載される方法及びシステムは、既知のライナと比べてライナの長さを短縮することができ、これによりライナが強固にされ、燃焼器の全体重量が低減され、ライナの製造に関連するコストが低減される。本方法及びシステムはまた、スリーブ組立体を貫通し及び／又は燃焼器の燃焼室内に延びる装置の構造的支持を増大させる。更に、本方法及びシステムは、装置が剛性のある単一片の円周方向シェルに結合されるので、燃焼室に対して装置を正確に定位し、燃焼器の作動中に装置の相対的向きを維持することができる。このため、本方法及びシステムは、シェルとその関連するライナ（及び装置）の間の接続部がより均一に冷却され且つより構造的に堅固になるのでスリーブ組立体の動的応力を改善することができ、これにより、全体として燃焼器及び特にスリーブ組立体の有効寿命を向上させることができる。本方法及びシステムは更に、スリーブ組立体が冷却されて、改良された方式で関連の装置及び／又は燃料噴射装置に結合されるので、燃焼器を組み立てるのに必要な時間を短縮し、燃焼器の保守費用を低減し、燃焼器の全体の作動効率を改善することができる。

【0026】

方法及びシステムの例示的な実施形態が上記で詳細に説明された。本明細書で記載される方法及びシステムは、本明細書で記載される特定の実施形態に限定されず、むしろ、本方法及びシステムの構成要素は、本明細書で記載される他の構成要素とは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方法及びシステムは、本明細書で記載されるタービン組立体での実施に限定されるものではない。むしろ、本発明は、他の多くの産業に関連して実施し且つ利用することができる。

【0027】

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。

【0028】

最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
燃焼システムのためのスリーブ組立体であって、
流れ軸線及び一次燃焼ゾーンを含む燃焼室を定め、上記流れ軸線を囲むように前端及び後端を有するライナと、
上記ライナとの間に冷却ダクトが定められるように上記ライナを囲むシェルと、
を備え、
上記シェルが、前端及び後端を有するユニスリーブを含み、上記ユニスリーブの後端が、上記ライナの後端の軸方向上流側に位置付けられて、上記ライナの後端と上記ユニスリーブの後端との間にギャップを定め、上記ユニスリーブが、該ユニスリーブの前端と後端の間で軸方向平面に沿って円周方向に離間した位置にて上記ライナに装着される、スリーブ組立体。
［実施態様２］
上記シェルが更に、上記ユニスリーブに結合された流れスリーブを含み、該流れスリーブが前端及び後端を有し、上記流れスリーブの後端が、上記ライナの端部間に軸方向に位置付けられて、上記流れスリーブが、上記燃焼室の一次燃焼ゾーンを定める上記ライナの前方部分に重なり合うようになる、実施態様１に記載のスリーブ組立体。
［実施態様３］
上記流れスリーブが、単一片の単体構造体である、実施態様２に記載のスリーブ組立体。
［実施態様４］
上記ユニスリーブが、複数片構造体である、実施態様１に記載のスリーブ組立体。
［実施態様５］
上記ユニスリーブが、シームにおいて上記流れスリーブに結合され、該ユニスリーブが上記シームにおいて上記流れスリーブに重なり合う、実施態様２に記載のスリーブ組立体。
［実施態様６］
上記シェルが、上記シームにおいて上記流れスリーブと上記ユニスリーブとの間で結合されるシールを含む、実施態様５に記載のスリーブ組立体。
［実施態様７］
上記ライナが、単一片または複数片の構造体である、実施態様１に記載のスリーブ組立体。
［実施態様８］
燃焼システムのためのスリーブ組立体を製造する方法であって、
流れ軸線及び一次燃焼ゾーンを含む燃焼室を定め、上記流れ軸線を囲むように前端及び後端を有するライナを形成するステップと、
上記ライナを囲んで該ライナとの間に冷却ダクトが定められるように上記ライナにシェルを結合するステップと、
を含み、
上記シェルが、前端及び後端を有するユニスリーブを含み、上記ユニスリーブの後端が、上記ライナの後端の軸方向上流側に位置付けられて、上記ライナの後端と上記ユニスリーブの後端との間にギャップを定め、上記ライナに上記シェルを結合するステップが、上記ユニスリーブの前端と後端の間で軸方向平面に沿って円周方向に離間した位置にて上記ユニスリーブを上記ライナに装着するステップを含む、方法。
［実施態様９］
上記ユニスリーブに結合された流れスリーブを有して上記シェルを形成するステップを更に含み、上記流れスリーブが前端及び後端を有し、上記流れスリーブの後端が、上記ライナの端部間に軸方向に位置付けられて、上記流れスリーブが、上記燃焼室の一次燃焼ゾーンを定める上記ライナの前方部分に重なり合うようになる、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１０］
単一片の単体構造体として上記流れスリーブを形成するステップを更に含む、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１１］
複数片構造体として上記ユニスリーブを形成するステップを更に含む、実施態様９に記載の方法。
［実施態様１２］
上記ユニスリーブがシームにて上記流れスリーブに重なり合うように、該シームにて上記ユニスリーブを上記流れスリーブに結合するステップを更に含む、実施態様９に記載の
方法。
［実施態様１３］
上記ユニスリーブを上記流れスリーブに結合するステップが更に、上記シームにて上記流れスリーブと上記ユニスリーブとの間にシールを設けるステップを含む、実施態様１２に記載の方法。
［実施態様１４］
上記ライナを形成するステップが、単一片の単体構造体として上記ライナを形成するステップを含む、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１５］
燃焼システムであって、
燃焼噴射装置と、
スリーブ組立体と、
を備え、
上記スリーブ組立体が、
流れ軸線及び一次燃焼ゾーンを含む燃焼室を定め、上記流れ軸線を囲むように前端及び後端を有するライナと、
上記ライナとの間に冷却ダクトが定められるように上記ライナを囲むシェルと、
を備え、
上記シェルが、前端及び後端を有するユニスリーブを含み、上記ユニスリーブの後端が、上記ライナの後端の軸方向上流側に位置付けられて、上記ライナの後端と上記ユニスリーブの後端との間にギャップを定め、上記ユニスリーブが、該ユニスリーブの前端と後端の間で軸方向平面に沿って円周方向に離間した位置にて上記ライナに装着される、燃焼システム。
［実施態様１６］
上記シェルが、シールされたシームにおいて上記ユニスリーブに結合された流れスリーブを含む、実施態様１５に記載の燃焼システム。
［実施態様１７］
上記シェルの流れスリーブに結合された装置を更に備え、上記流れスリーブが、上記燃焼室の一次燃焼ゾーンに重なり合う、実施態様１６に記載の燃焼システム。
［実施態様１８］
上記装置が、上記シェル及び上記ライナを貫通する、実施態様１７に記載の燃焼システム。
［実施態様１９］
上記装置が、点火装置、クロスファイヤ管、及びセンサのうちの１つである、実施態様１７に記載の燃焼システム。
［実施態様２０］
上記ライナが、単一片の単体構造体である、実施態様１５に記載の燃焼システム。

【符号の説明】

【0029】

１００ タービン組立体
１０１ 圧縮機吐出ケーシング
１０２ 圧縮機セクション
１０４ 燃焼器セクション
１０６ タービンセクション
１０８ ケーシング
１０９ ノズル
１１０ 中心軸線
１１２ 作動ガス
１１４ 圧縮ガス
１１５ 燃焼ガス
１１６ 排気ガス
１１８ 燃焼缶
１２０ スリーブ組立体
１２２ 燃焼室
１２４ 燃料供給システム
１２６ 一次燃料噴射装置
１２８ ２次燃料噴射装置
１３０ 第１の混合気
１３２ 第２の混合気
１３４ 導管組立体
２０６ フランジ
３０２ 前端
３０４ 後端
３０７ 二次燃焼ゾーン
３０８ 流れ軸線
３０９ 一次燃焼ゾーン
３１０ 半径方向寸法
３１１ 燃料
３１２ 円周方向寸法
３１３ 燃料管
３１４ ライナ
３１６ シェル
３１７ ガスストリーム
３１８ シェルの第１構成要素
３２０ シェルの第２構成要素
３２２ 要素
３２８ 噴射装置ボス
３３０ 前端
３３２ 後端
３３４ シーム
３３６ 冷却ダクト
３３８ 前端
３４０ 後端
３４２ 前端
３４４ 後端
３４５ ギャップ
３４６ 位置
３４７ 円周方向シール
３４９ 内面
４００ 装置

【図1】

【図2】

【図3】