(57)【要約】【課題】予混合式燃焼器における逆火状態を軽減するためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】本方法は、ガスタービンにおける逆火状態を軽減することができる。ガスタービンは、燃料ノズル（１０２）を含むことができる。本方法は、燃料ノズル（１０２）内の逆火状態を検出するステップと、燃料ノズル（１０２）への燃料の流れを遮断するステップとを含むことができる。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料ノズル（１０２）を含むガスタービンにおける逆火状態を軽減する方法であって、
前記燃料ノズル（１０２）内の逆火状態を検出するステップと、
前記燃料ノズル（１０２）への燃料の流れを遮断するステップと、を含む、
方法。
【請求項２】
前記燃料ノズル（１０２）内の逆火状態を検出するステップが、該燃料ノズル（１０２）内の温度を所定の温度と比較するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記燃料ノズル（１０２）内の逆火状態を検出するステップが、該燃料ノズル（１０２）の両側における圧力差が所定の圧力差を超えていることを判定するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記燃料ノズル（１０２）内の逆火状態を検出するステップが、燃焼ゾーン（１０４）内の音圧信号が予測音圧信号と異なることを判定するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記燃料ノズル（１０２）への燃料の流れを遮断するステップが、該燃料ノズル（１０２）への燃料の流れを所定の時間にわたり停止するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記ノズルへの燃料の流れを遮断するステップが、燃料供給バルブ（２０２）を所定の反復頻度数で開閉するステップを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記所定の反復頻度数が、約１．５Ｈｚである、請求項６記載の方法。
【請求項８】
燃料ノズル（１０２）と流体連通状態になった燃料供給管路（１１６）を含むガスタービンにおける火炎状態を減少させるためのシステム（２００）であって、
前記燃料供給管路（１１６）上に配置された燃料供給バルブ（２０２）と、
前記燃料ノズル（１０２）内の火炎を検出するようになった逆火検出器と、
前記燃料ノズル（１０２）内の火炎を検出する前記逆火検出器に応答して前記燃料供給バルブ（２０２）を反復開閉させるように動作可能である制御装置（２０６）と、を含む、
システム（２００）。
【請求項９】
前記逆火検出器が、温度センサ、イオンセンサ、カメラ、音圧トランスデューサ、火炎検出器及び静圧トランスデューサの１つ又はそれ以上を含む、請求項８記載のシステム（２００）。
【請求項１０】
前記制御装置（２０６）が、前記燃料供給バルブ（２０２）を所定の反復頻度数で反復開閉させるように動作可能である、請求項８記載のシステム（２００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、総括的にはガスタービンにおける逆火状態を軽減するためのシステム及び方法に関し、より具体的には、燃焼器の予混合燃料ノズル内の逆火状態を軽減するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くのガスタービンは、圧縮機、燃焼器及びタービンを含む。圧縮機は、加圧空気を形成し、この加圧空気は、燃焼器に供給される。燃焼器は、加圧空気を燃料と共に燃焼させて燃焼空気−燃料混合気（燃焼ガス）を発生し、この燃焼ガスは、タービンに供給される。タービンは、燃焼ガスからエネルギーを取出して、負荷を駆動する。
【０００３】
多くのケースでは、ガスタービンは、幾つかの燃焼器を含む。燃焼器は、圧縮機とタービンとの間に配置することができる。例えば、圧縮機及びタービンは、共通の軸線に沿って整列させることができ、また燃焼器は、圧縮機とタービンとの間で該タービンへの入口において、この共通軸線の周りにおける円形配列として配置することができる。作動中に、圧縮機からの空気は、燃焼器の１つを通ってタービン内に移動することができる。
【０００４】
燃焼器は、比較的高い温度で作動させて、空気及び燃料の十分な燃焼を保証しかつ効率を向上させることができる。燃焼器を高い温度で作動させた場合の１つの問題点は、比較的高いレベルの窒素酸化物（ＮＯｘ）が発生する可能性があり、これが環境に悪影響を及ぼす可能性があることである。
【０００５】
ＮＯｘエミッションを低減するために、幾つかの最新式ガスタービンでは、予混合燃料ノズルを採用している。例えば、各燃焼器には、幾つかの予混合燃料ノズルによって燃料供給することができ、それらの予混合燃料ノズルは、燃焼器への入口において、該燃焼器の周りにおける円形配列として配置することができる。正常作動時には、圧縮機からの空気は、燃料ノズルを介して燃焼器に流入する。燃料ノズル内において、空気は、燃料と「予混合」されて空気−燃料混合気を形成する。空気−燃料混合気は次に、燃焼器内で燃焼する。空気及び燃料を予混合することにより、燃焼器を比較的より低いピーク温度で作動させることが可能になり、それにより、燃焼プロセスの副生成物として生じるＮＯｘが低減される。
【０００６】
燃料ノズル内で予混合することにより、ＮＯｘエミッションを低減することが可能になるが、燃料ノズルにはそれら自体の問題が存在する。具体的には、ガスタービン内において、逆火状態が発生する可能性がある。例えば、燃焼ゾーン内の火炎が、上流に燃料ノズル内に移動する可能性がある。或いは、とりわけ高い予熱温度、空気−燃料混合気のバラツキ、停滞空気−燃料混合気ゾーン又は燃料ノズル表面効果などによる自己着火事象により、燃料ノズル内で空気−燃料混合気が着火する可能性がある。その原因が何であれ、燃焼空気−燃料混合気は、燃料ノズル内で安定化する傾向があり、そのことは、燃料ノズルを損傷させるおそれがあり、或いは例えば損傷ハードウエアが流路内に離脱した場合などにはガスタービンのその他の部分を損傷させるおそれがある。この問題に対処するために、燃料ノズルは、その中に存在する如何なる火炎も安定化させないように設計されてきた。しかしながら、そのような燃料ノズルの設計は、水素のような比較的より高い反応性の燃料が供給されるガスタービンにおいては効用がないことが立証されており、またそのようなケースでは逆火及び火炎安定化が比較的より発生し易いので、望ましくない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、ガスタービンにおける逆火状態を軽減するためのシステム及び方法が、必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本方法は、ガスタービンにおける逆火状態を軽減することができる。ガスタービンは、燃料ノズルを含むことができる。本方法は、燃料ノズル内の逆火状態を検出するステップと、燃料ノズルへの燃料の流れを遮断するステップとを含むことができる。
【０００９】
本開示は、添付図を参照することにより一層よく理解することができる。図全体を通して、同じ参照符号は、対応する部品を示しており、また図における構成要素は、必ずしも縮尺通りではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ガスタービンの先行技術による燃焼システムの実施形態の概略断面図。
【図２】ガスタービンの燃料ノズル内の逆火状態を軽減するためのシステムの実施形態を示すブロック図。
【図３】ガスタービンの燃料ノズル内の逆火状態を軽減するためのシステムの実施形態の概略断面図。
【図４Ａ】ガスタービンの燃料ノズル内の逆火状態を軽減するためのシステムの実施形態による燃料供給バルブの作動を時間の関数として示すグラフ。
【図４Ｂ】図４Ａに示す燃料供給バルブの作動に応答する燃料ノズルへの燃料流量を時間の関数として示すグラフ。
【図５】ガスタービンの燃料ノズル内の逆火状態を軽減する方法の実施形態を示すフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、ガスタービンの先行技術による燃焼システム１００の断面図である。燃焼システム１００は、例えば予混合式燃焼システムとすることができる。燃焼システム１００は一般的に、１つ又はそれ以上の燃料ノズル１０２と燃焼ゾーン１０４とを含むことができる。例示の目的で３つの燃料ノズル１０２ａ、１０２ｂ及び１０２ｃを示しているが、あらゆるその他の数の燃料ノズル１０２を使用することができる。
【００１２】
燃焼システム１００はまた、外側ケーシング１０６と燃焼ライナ１０８とを含むことができる。燃料ノズル１０２の各々は、端部カバー１１２によって外側ケーシング１０６に固定することができ、また内側キャップ１１４によって燃焼ライナ１０８に固定することができる。
【００１３】
幾つかの実施形態では、燃料ノズル１０２は、空気を燃料と混合して空気−燃料混合気を形成する予混合ノズルとすることができる。例えば、空気は、空気流路１２０に沿って流れかつ燃料ノズル１０２に流入することができる。燃料は、燃料供給管路１１６から１つ又はそれ以上の燃料噴射ポート１１８内に流入して燃料ノズル１０２内で混合するようにすることができる。空気−燃料混合気は次に、燃料ノズル１０２から空気−燃料混合気通路１２２に沿って燃焼ゾーン１０４内に移動することができ、燃焼ゾーン１０４において燃焼が発生して、ガスタービンの他のセクションにおいて使用するための高温ガスを生成することができる。
【００１４】
幾つかの実施形態では、燃料は、５０体積％又はそれ以上の水素を含む燃料のような水素リッチ燃料とすることができる。しかしながら、他の実施形態では、その他のタイプの燃料を使用することができる。
【００１５】
幾つかのケースでは、ガスタービンにおいて逆火状態が発生する可能性がある。逆火状態は、例えば空気−燃料混合気通路１２２に沿ってなど燃料ノズル１０２の１つ又はそれ以上内で発生する可能性がある。例えば、燃焼室１０４内に存在する火炎が、上流に燃料ノズル１０２内に移動する可能性がある。或いは、自己着火事象が、燃料ノズル１０２内で空気−燃料混合気を着火させる可能性がある。水素リッチ燃料を使用するようなケースでは、そのような燃料は比較的より高い反応性であるので、そのような逆火状態が比較的より発生し易い可能性がある。しかしながら、その原因が何であれ、燃料ノズル１０２内の逆火状態は、図２に示すシステム２００を用いて減少又は消滅させることができる。
【００１６】
具体的には、図２は、ガスタービンの燃料ノズル１０２内の逆火状態のようなガスタービンにおける逆火状態を軽減するためのシステム２００の実施形態を示すブロック図である。システム２００は、燃料ノズル１０２内への燃料流を短時間にわたり減少又は停止させて、燃料ノズル１０２内に存在するあらゆる火炎を消滅させることができるようにする。従って、燃料ノズル１０２又はガスタービンのその他の構成要素が実質的に損傷される前に、燃料ノズル１０２から火炎を「一掃する」ことができる。より具体的には、システム２００は、例えば燃料ノズル１０２への燃料の流れを周期化又は脈動化することなどによって、該燃料ノズル１０２への燃料の流れを間欠的に遮断させるか又は減少させることができる。幾つかの実施形態では、システム２００は、検出した逆火状態に応答して燃料流を脈動させて、該検出火炎が消滅するようにすることができ、また他の実施形態では、システム２００は、燃料流を連続的に周期化は脈動化して、燃料ノズル１０２内にたまたま存在するあらゆる火炎が消滅するようにすることができる。さらに別の実施形態では、システム２００は、燃料流を例えば１秒よりも小さいような短い時間にわたり停止させることができる。いずれにしても、システム２００は、燃焼室１０４内の火炎が消滅する「希薄吹消え」を防止するのに十分な燃料を燃料ノズル１０２に供給することができる。言い換えると、システム２００は、燃焼室１０４内に火炎を可能にするか又は維持しながら、燃料ノズル１０２内の逆火状態を減少又は排除することができる。それによって、燃焼プロセスを持続させながら、燃料ノズル１０２に対する又はガスタービンのその他の構成要素に対する火炎による損傷を減少又は排除することができる。
【００１７】
システム２００は、燃料供給バルブ２０２、逆火検出器２０４及び制御装置２０６を含むことができる。燃料供給バルブ２０２は、ソレノイドバルブ又は当技術分野において公知のあらゆるその他のバルブとすることができる。燃料供給バルブ２０２は、燃料ノズル１０２の上流で燃料供給管路１１６上に配置することができる。燃料供給バルブ２０２は、燃料が燃料ノズル１０２に流入するのを可能にするように、又は燃料が燃料ノズル１０２に流入するのを阻止するように、又は幾つかの実施形態では、燃料ノズル１０２に流入する燃料の量を変化させるように作動させることができる。幾つかの実施形態では、燃料供給バルブ２０２は、単一の燃料ノズル１０２と関連させることができるが、他の実施形態では、燃料供給バルブ２０２は、幾つかの燃料ノズル１０２と関連させることができる。例えば、燃料供給バルブ２０２は、燃料を燃料ノズル１０２の１つよりも多い燃料ノズル内に導くマニフォルドの上流に配置することができ、その場合には、燃料供給バルブ２０２は、関連する燃料ノズル１０２の１つ又はそれ以上内への燃料流を可能にする又は阻止する又は幾つかの場合では変化させるように作動することができる。当業者は、上記の開示に基づいて、それらの及びその他の構成を実施することが可能であるが、各構成は、本発明の技術的範囲内に含まれることになる。
【００１８】
システム２００はまた、逆火検出器２０４を含むことができる。逆火検出器２０４は、燃料ノズル１０２の１つ又はそれ以上内の逆火状態を検出するように作動することができる。ガスタービン内での逆火検出器２０４の位置は、該逆火検出器２０４の構成に応じて変化させることができる。幾つかのケースでは、１つの逆火検出器２０４を各燃料ノズル１０２と関連させることができる。例えば、逆火検出器２０４は、燃料ノズル１０２と関連しかつ該燃料ノズル１０２内の温度上昇を検出する温度センサとすることができる。別の実施例として、逆火検出器２０４は、燃料ノズル１０２と関連しかつ該燃料ノズル１０２内の火炎イオン化徴候を検出するイオンセンサとすることができる。さらに別の実施例として、逆火検出器２０４は、燃料ノズル１０２と関連しかつ該燃料ノズル１０２内の火炎の画像を捕捉するカメラとすることができる。別の実施例として、逆火検出器２０４は、燃料ノズル１０２と関連しかつ該燃料ノズル１０２内の火炎光度を検出する火炎検出器とすることができる。その他のケースでは、逆火検出器２０４は、燃料ノズル１０２の配列の１つ内に火炎が存在することを推定するのを可能にすることができる。例えば、逆火検出器２０４は、燃料ノズル１０２の配列の両側における静圧差が予測静圧差を超えていることを判定するように作動する差圧センサとすることができる。別の実施例として、逆火検出器２０４は、燃焼ゾーン１０４内の音圧信号が予測音圧信号と異なっていることを判定するように作動する音圧センサ又はマイクロフォンとすることができる。これらの検出状態のいずれも、燃料ノズル１０２の１つ又はそれ以上内に火炎が存在していることを表すことができる。逆火検出器２０４はまた、現在公知であるか又は将来開発されるあらゆるその他の検出器とすることができ、或いはそれらの及びその他の逆火検出器の組合せとすることができる。
【００１９】
システム２００はまた、制御装置２０６を含むことができる。制御装置２０６は、本書に記載した機能を実行するようになったハードウエア、ソフトウエア又はそれらの組合せを用いたものとして実施することができる。実例として、制御装置２０６は、プロセッサ、ＡＳＩＣ、コンパレータ、ディファレンシャルモジュール又はその他のハードウエア手段とすることができる。同様に、制御装置２０６は、メモリ内に記憶することができかつプロセッサ又はその他の処理手段によって実行することができるソフトウエア又はその他のコンピュータ実行可能命令を含むことができる。
【００２０】
制御装置２０６は、燃料供給バルブ２０２と関連させることができる。制御装置２０６は、燃料供給バルブ２０２を制御して燃料ノズル１０２への燃料流を可能にする又は阻止する又は幾つかのケースでは変化させるように動作可能にすることができる。例えば、制御装置２０６は、燃料供給バルブ２０２（又は関連する電子機器）に信号を送信して、該燃料供給バルブ２０２を開放する又は該燃料供給バルブ２０２を閉鎖する又は幾つかのケースでは該燃料供給バルブ２０２を通る燃料の流量を可変制御することができる。
【００２１】
幾つかの実施形態では、制御装置２０６は、燃料供給バルブ２０２を短時間にわたり閉鎖して、燃料ノズル１０２内のあらゆる火炎を消滅させることができる。例えば、制御装置２０６は、燃料供給バルブ２０２を１秒よりも短い時間にわたり閉鎖することができる。
【００２２】
幾つかの実施形態では、制御装置２０６は、燃料供給バルブ２０２を所定の反復頻度数に従って開閉することができる。そのような実施形態の実施例を、図４Ａ及び４Ｂを参照しながら以下に説明する。幾つかのケースでは、制御装置２０６は、燃料供給バルブ２０２の構成要素とすることができるが、他のケースでは、制御装置２０６は、燃料供給バルブ２０２と通信状態になった別個の構成要素とすることができる。
【００２３】
幾つかのケースでは、制御装置２０６は、逆火検出器２０４によって検出された逆火状態に応答して燃料供給バルブ２０２を作動させることができる。例えば、逆火検出器２０４は、燃料ノズル１０２内に火炎が存在しているとの表示を制御装置２０６に提供することができる。或いは、逆火検出器２０４は、検出温度のような検出プロキシ（代用指標）を制御装置２０６に提供することができ、また制御装置２０６は、検出プロキシを処理して、燃料ノズル１０２内に火炎が存在しているかどうかを判定することができる。いずれにしても、制御装置２０６は、検出火炎状態に応答して、例えば燃料供給バルブ２０２によって対象の燃料ノズル１０２への燃料の流れを停止、減少、周期化、脈動化又はその他の間欠遮断させるように該燃料供給バルブ２０２を作動させることができる。
【００２４】
幾つかの実施形態では、制御装置２０６は、燃料流を所定の時間にわたり脈動させることができる。他の実施形態では、制御装置２０６は、火炎状態が消滅したことを逆火検出器２０４が表示するまで、燃料流を脈動させることができる。それによって、検出逆火状態を消滅させることができる。
【００２５】
幾つかの実施形態では、燃料供給バルブ２０２は、幾つかの燃料ノズル１０２の間で燃料を分配する分配バルブとすることができる。そのような実施形態では、制御装置２０６は、検出逆火状態に応答して分配燃料供給バルブから燃料ノズル１０２の１つ又はそれ以上への燃料の流れを遮断させて、検出逆火状態を消滅させることができるようにすることができる。
【００２６】
他のケースでは、制御装置２０６は、所定の動作プログラムに応答して、例えば所定の反復頻度数で燃料供給バルブ２０２を開閉することなどによって燃料管路１１６内の燃料の流れを遮断するように該燃料供給バルブ２０２を作動させることができる。例えば、燃料ノズル１０２は、アレイとして配置することができ、また制御装置２０６は、燃料ノズル１０２の各々への燃料の流れを相次いで周期化又は脈動化することができる。言い換えると、制御装置２０６は、アレイの各ノズル１０２への燃料の流れを１つずつ又はあらゆるその他の所定の配列に従って遮断させることができる。そのようなケースでは、各燃料ノズル１０２は、あらゆる潜在的火炎状態を一掃するように間欠的に遮断することができ、それでもなお燃焼ゾーン１０４には空気−燃料混合気の流れを連続的に供給して燃焼を持続するようにすることができる。そのような実施形態では、逆火検出器２０４は、省略しても省略しなくてもよく、それによってシステム２００を実装しかつ作動させることに関連するコスト及び時間を大幅に低減することができる。
【００２７】
燃料ノズル１０２への燃料流は、選択時間にわたり選択速度で脈動させることができ、これらの選択速度及び選択時間は、ガスタービンの構成に基づいて決定することができることに注目されたい。
【００２８】
図３は、ガスタービンの燃料ノズル１０２内の逆火状態を軽減するためのシステム３００の実施形態の概略断面図である。図示するように、システム３００は、燃料ノズル１０２を含み、この燃料ノズル１０２は、予混合ノズルとすることができる。燃料ノズル１０２は、燃料供給管路１１６に連結される。燃料供給バルブ３０２が、燃料ノズル１０２の上流で燃料供給管路１１６上に配置される。燃料供給バルブ３０２は、燃料ノズル１０２への燃料の流れ（流量）を調整する。燃料供給管路１１６は、１つ又はそれ以上の燃料噴射ポート１１８を通して燃料を燃料ノズル１０２内に送給する。
【００２９】
図示するように、幾つかの温度センサ３０４ａ及び３０４ｂが、燃料噴射ポート１１８の下流で燃料ノズル１０２内に配置される。温度センサ３０４ａ、３０４ｂは、燃料ノズル１０２内の逆火状態を検出するのを可能にする。燃料ノズル１０２内に逆火状態が存在している場合には、生じた温度上昇を１つ又はそれ以上の温度センサ３０４ａ、３０４ｂによって検出することができる。温度センサ３０４ａ、３０４ｂ（又は図３には示していないが、関連する制御装置）は、検出した上昇温度を所定の閾値温度と比較して、火炎が燃料ノズル１０２内に存在していることを判定することができる。他の実施形態では、温度センサ３０４ａ、３０４ｂは、上述したその他の逆火検出器と置換えるか又は組合せることができ、或いは逆火検出器は、完全に省略することができる。
【００３０】
逆火状態が検出された時、燃料供給バルブ３０２は、燃料ノズル１０２への燃料の流れを遮断する。幾つかの実施形態では、燃料供給バルブ３０２は、燃料供給管路１１６を通って流れる燃料の量を減少させることができる。他の実施形態では、燃料供給バルブ３０２は、燃料供給管路１１６を通る燃料ノズル１０２への燃料の流れを停止させることができる。燃料供給バルブ３０２のそのような作動によって、燃料ノズル１０２内の逆火状態を排除することができる。幾つかの実施形態では、燃料供給バルブ３０２は、燃料供給管路１１６を所定の反復頻度数で開閉するように作動させることができる。燃料供給管路１１６のそのような開閉は、燃料ノズル１０２内の火炎を部分的に又は完全に消し、それにより逆火状態を減少又は消滅させることができる。所定の反復頻度数は、ガスタービンの構成及び作動パラメータに基づいて、燃焼ゾーン１０４における希薄吹消え状態を回避するように選択することができる。
【００３１】
幾つかの実施形態では、システム３００は、水素リッチ燃料を採用したガスタービンと組合せて使用することができる。水素リッチ燃料は、天然ガスのようなその他の燃料よりも比較的より高い反応性である可能性がある。その反応性のために、たとえ燃料ノズル１０２への燃料流が遮断された場合であっても、燃焼ゾーン１０４内で燃焼の持続を行なって、希薄吹消え状態を回避することができる。
【００３２】
幾つかの実施形態では、燃料ノズル１０２は、ベーンの組（図には図示せず）のような旋回ミキサを含むことができる。そのような実施形態では、燃料流は、ノズルのレベルの代わりにベーンのレベルで遮断させることができる。例えば、燃料ノズル内のベーンの組の上流に配置された流れ推進ペドラホイールを制御装置などによって作動させて、燃料供給を遮断させることができる。
【００３３】
図４Ａは、ガスタービンの燃料ノズル内の逆火状態を軽減するためのシステムの実施形態による燃料供給バルブの作動を時間の関数として示すグラフであり、また図４Ｂは、図４Ａに示す燃料供給バルブの作動に応答する燃料ノズルへの燃料流量を時間の関数として示すグラフである。図４Ａに示すように、バルブの位置は、垂直軸上にそれぞれ１．０及び０．０として示した１００％開放状態及び１００％閉鎖状態間で変化させることができる。図４Ｂに示すように、燃料供給バルブを通る燃料流量は、燃料供給バルブのそのような動きに応答して、垂直軸上にそれぞれ１００％及び０％として示した最大値及び最小値間で変化させることができる。
【００３４】
図４Ａに戻ってこれを参照すると、バルブは、０．３３秒毎に開放位置と閉鎖位置との間で変化させることができる。従って、この図示した実施形態では、燃料供給バルブは、１．５Ｈｚ（１．５回／秒）の所定の反復頻度数（周波数）で作動させることができる。これに応答して、燃料供給バルブを通る燃料流量は、図４Ｂに示すように時間の経過と共に正弦波として変化させることができる。
【００３５】
グラフで示した実施形態では、燃料供給バルブは、完全開放位置及び完全閉鎖位置間で移動するが、このバルブは、完全開放位置、部分開放位置、部分閉鎖位置及び完全閉鎖位置のあらゆる組合せ位置間で時間の経過と共に移動させることができることが、当業者には解るであろう。さらに、この図示した実施形態では、燃料供給バルブは、１．５Ｈｚの反復頻度数で作動するが、あらゆるその他の反復頻度数又は反復頻度数の組合せも実施可能である。燃料流を遮断又は変化させるための所定の反復頻度数は、ガスタービンの構成又は作動パラメータに基づいて選択することができる。加えて、燃料流は、燃料供給バルブを開閉する以外の方法を含むあらゆる方法で周期化する、遮断する又は変化させることができる。
【００３６】
図５は、ガスタービンの燃料ノズル内の逆火状態を軽減する方法の実施形態を示すフロー図である。ブロック５０２において、ガスタービンの燃料ノズル内の逆火状態が検出される。ガスタービンは、上述した構成を含むあらゆる構成を有することができる。例えば、燃料ノズルは、予混合燃焼システムにおける予混合ノズルとすることができる。逆火は、温度センサ、イオンセンサ、カメラ、静圧トランスデューサ、音圧トランスデューサ、火炎検出器又はマイクロフォンの１つ又はそれ以上を使用して検出することができる。ブロック５０４において、燃料ノズルへの燃料の流れが遮断される。幾つかの実施形態では、燃料の流れは、燃料ノズルへの燃料の流れを短時間にわたり停止することによって遮断することができる。例えば、燃料の流れは、短時間にわたり開始、停止又は脈動させることができる。燃料の流れを脈動させるために、所定の反復頻度数を使用することができる。燃料流を遮断又は脈動させることによって、燃料ノズル内の火炎状態を減少又は消滅させることができる。
【００３７】
水素リッチ燃料を使用するガスタービンエンジンにおいては、上記のシステム及び方法は、燃焼ゾーン内の火炎を維持しながら、燃料ノズル内の逆火状態を減少させる又は回避するのを可能にすることができる。それによって、燃焼ゾーン内の火炎が消滅する希薄吹消え状態を回避することができる。
【００３８】
本明細書は最良の形態を含む幾つかの実施例を使用して、本発明を開示し、さらにあらゆる装置又はシステムを製作しかつ使用しまたあらゆる組込み方法を実行することを含む本発明の当業者による実施を可能にする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲によって定まり、また当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有するか又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する均等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになることを意図している。
【符号の説明】
【００３９】
１００  燃焼システム
１０２  燃料ノズル
１０４  燃焼ゾーン（燃焼室）
１０６  外側ケーシング
１０８  内側ケーシング（燃焼ライナ）
１１０  空気流スリーブ
１１２  外側キャップ（端部カバー）
１１４  内側キャップ
１１６  燃料供給管路
１１８  燃料噴射ポート
１２０  空気流路
１２２  燃料−空気混合気通路
２００  システム
２０２  燃料供給バルブ
２０４  火炎検出器（逆火検出器）
２０６  制御装置
３００  システム
３０２  燃料供給バルブ
３０４ａ  温度センサ
３０４ｂ  温度センサ
【図１】
2010169084.tif 000003
【図２】
2010169084.tif 000004
【図３】
2010169084.tif 000005
【図４Ａ】
2010169084.tif 000006
【図４Ｂ】
2010169084.tif 000007
【図５】
2010169084.tif 000008