【誤訳訂正書】
【提出日】令和3年9月29日(2021.9.29)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】ガスタービン選択的触媒還元システムのための調温空気システム
【技術分野】
【０００１】
本願は、一般にガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービン選択的触媒還元システムで使用するための高温燃焼ガスの温度を低下させる調温空気システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンの燃焼プロセスでは、窒素酸化物その他の種類の規制される排出物が生成される。窒素酸化物排出物の全体レベルを低減するための１つの解決策は、選択的触媒還元システムの使用である。概説すると、選択的触媒還元システムは、燃焼ガス流に還元剤（通常アンモニア又は尿素）を添加してから、その流れを触媒床に通して窒素酸化物及び還元剤を選択的に吸収させる。吸収された成分は触媒表面で化学反応を起こし、反応生成物が脱着する。具体的には、反応体は燃焼ガス流中の窒素酸化物と反応して水と窒素を生成する。他のタイプの触媒及び他のタイプの還元剤を使用することができる。
【０００３】
選択的触媒還元システムの全体的な効率は、部分的には燃焼ガス流の温度に依存することがある。具体的には、選択的触媒還元システムの有効温度域は比較的狭い。そのため、高温の燃焼ガス流は、一般に、触媒に達する前に冷却すべきである。さらに、ガス流は、触媒の上流で均一温度プロファイルに到達すべきである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１５／０７０１５５号 明細書
【発明の概要】
【０００５】
本願は、ガスタービンの燃焼ガス流と共に使用するための選択的触媒還元システムを提供する。選択的触媒還元システムは、フィンガーミキサー及び複数のミキサープレートをを備える調温空気システムと、調温空気システムの下流に位置する触媒とを含むことができる。調温空気システムは、燃焼ガス流を冷却し、燃焼ガス流が触媒に到達する前に温度プロファイルを均一化する。
【０００６】
本願は、ガスタービンエンジンの燃焼ガス流と共に選択的触媒還元システムを作動させる方法をさらに提供する。本方法は、燃焼ガス流を選択的触媒還元システム内に流すステップと、冷却空気流を燃焼ガス流に注入するステップと、燃焼ガス流と冷却空気流とを複数のミキサープレートで混合するステップと、混合された流れを触媒で反応させるステップとを含むことができる。
【０００７】
本願は、選択的触媒還元システムに入る燃焼ガス流と共に使用するための調温空気システムをさらに提供する。調温空気システムは、冷却空気流と、冷却空気流を燃焼ガス流に注入するためのフィンガーミキサーと、フィンガーミキサーの下流に配置され、冷却空気流と燃焼ガス流とを混合して実質的に均一なプロファイルにする複数のミキサープレートとを含むことができる。
【０００８】
本願の上記その他の特徴もしくは改良は、複数の図面及び添付の特許請求の範囲と併せて、以下の詳細な説明を検討することにより当業者には明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】圧縮機、燃焼器、タービン、負荷及び選択的触媒還元システムを示すガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】本明細書で開示した選択的触媒還元システムの部分斜視図である。
【図３】図２の選択的触媒還元システムと共に使用することができるフィンガーミキサーの側面平面図である。
【図４】図２の選択的触媒還元システムと共に使用することができる三角形／楕円形ミキサーの部分斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ここで図面を参照すると、複数の図面を通して同一の符号は同一の要素を示し、図１は、本発明で使用することができるガスタービンエンジン１０の概略図を示す。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１５を含むことができる。圧縮機１５は、流入する空気２０の流れを圧縮する。圧縮機１５は、圧縮空気２０の流れを燃焼器２５に供給する。燃焼器２５は、圧縮空気２０の流れを加圧された燃料３０の流れと混合し、その混合物を点火して、燃焼ガス流３５を生成する。燃焼器２５は１個しか示していないが、ガスタービンエンジン１０は、円周方向アレイなどに配置された任意の数の燃焼器２５を含むことができる。燃焼ガス流３５は、次いでタービン４０に送られる。燃焼ガス流３５は、タービン４０を駆動して機械的仕事を発生する。タービン４０で発生した機械的仕事は、シャフト４５を介して圧縮機１５及び発電機などの外部負荷５０を駆動する。
【００１１】
ガスタービンエンジン１０では、天然ガス、各種合成ガス、液体燃料及び／又は他のタイプの燃料並びにそれらのブレンドを使用することができる。ガスタービンエンジン１０は、異なる構成を有していてもよいし、他のタイプの構成要素を使用してもよい。他のタイプのガスタービンエンジンも使用することができる。複数のガスタービンエンジン、他のタイプのタービン及び他のタイプの発電機器も使用することができる。
【００１２】
ガスタービンエンジン１０はまた、選択的触媒還元システム５５を含むことができる。選択的触媒還元システム５５は、タービン４０の下流に配置することができ、ある長さのダクト６０などを介して連通することができる。上述の通り、選択的触媒還元システム５５は、燃焼ガス流３５と反応させるため触媒６５を含むことができる。多くの異なるタイプの選択的触媒還元システム５５及び触媒６５を使用することができる。
【００１３】
図２は、本明細書で開示する選択的触媒還元システム１００の一例の概略図を示す。選択的触媒還元システム１００は、ガスタービンエンジン１０などと共に使用することができる。選択的触媒還元システム１００は、入口セクション１１０を含むことができる。入口セクション１１０は、タービン４０からの燃焼ガス流３５とダクト６０などを介して連通することができる。入口セクション１１０は、任意の適切なサイズ、形状又は構成を有してもよい。入口セクション１１０は、ディフューザセクション１２０に通じてもよい。ディフューザセクション１２０は、増加した静圧で、流れの方向に断面積が漸増するケーシングを通して燃焼ガス流３５を導くことができる。ディフューザセクション１２０は、任意の適切なサイズ、形状又は構成を有してもよい。触媒１３０は、ディフューザセクション１２０の周りに配置することができる。触媒１３０は、従来の設計であってもよく、適切な担体及び活性触媒成分から製造し得る。種々のタイプの触媒１３０を使用することができる。触媒１３０は、任意の適切なサイズ、形状又は構成を有してもよい。燃焼ガス流３５に還元剤を注入するために触媒１３０の周りに注入器（図示せず）を配置してもよい。他の構成要素及び他の構成を使用してもよい。
【００１４】
選択的触媒還元システム１００はまた、調温空気システム１４０を含むことができる。調温空気システム１４０は、流入する燃焼ガス流３５と一列に並ぶように入口セクション１１０の周りに配置することができる。調温空気システム１４０は、流れ３５が触媒１３０に到達する前に、燃焼ガス流３５の温度を低下させることができる。
【００１５】
調温空気システム１４０は、フィンガーミキサー１５０を含むことができる。概説すると、フィンガーミキサー１５０は、燃焼ガス流３５内に突出する複数のフィンガー状要素を含むことができる。図３に示すように、フィンガーミキサー１５０は、入口空気ダクト１６０を含むことができる。入口空気ダクト１６０は、冷却空気流１７５を提供するように、空気供給部１７０又は他のタイプの空気移動装置と連通してもよい。空気供給部１７０は、従来の設計であってもよく、任意の適切なサイズ、形状又は容量を有してもよい。
【００１６】
フィンガーミキサー１５０の入口空気ダクト１６０は、複数のフィンガーダクト１８０と連通してもよい。この例では、第１のフィンガーダクト１９０、第２のフィンガーダクト２００及び第３のフィンガーダクト２１０が示してあるが、任意の数のフィンガーダクト１８０を使用することができる。フィンガーダクト１８０は、長方形又は正方形の断面形状などを有する管状要素の形態であってもよい。フィンガーダクト１８０は、互いに隣接して配置してもよい。フィンガーダクト１８０は徐々に短くなる長さを有していてもよく、第１のフィンガーダクト１９０が最も長く、したがって、その後のフィンガーダクト１８０に比べて、燃焼ガス流３５の流れの中にさらに深く入り込む。図示するように、フィンガーダクト１８０のアセンブリアレイは、実質的に三角形の構成などを有してもよい。フィンガーダクト１８０の各々は、入口空気ダクト１６０と連通する入口２２０と、冷却空気流１７５を注入するように燃焼ガス流３５の周りに配置された出口２３０とを有する。フィンガーダクト１８０の各々の長さに沿って複数の出口２３０を使用してもよい。フィンガーダクト１８０は、任意の適切なサイズ、形状又は構成を有することができる。他の構成要素及び他の構成を使用してもよい。
【００１７】
調温空気システム１４０はまた、三角楕円形ミキサー２４０を含むことができる。三角楕円形ミキサー２４０は、フィンガーミキサー１５０の下流に配置することができる。三角楕円形ミキサー２４０は、複数のミキサープレート２４５を含むことができる。ミキサープレート２４５は、開口した実質的に三角形又は楕円形状の構成２５０を有することができる。具体的には、ミキサープレート２４５の各々は、開口した上端部２７０と開口した底端部２８０とを有する一対の三角形の側板２６０を含むことができる。或いは、側端部２６０が開口して、三角形の上板２７０及び三角形の底板２８０を備えていてもよい。他の代替例を使用してもよい。ミキサープレート２４５は、任意の適切なサイズ、形状又は構成を有することができる。任意の数のミキサープレート２４５を使用することができる。ミキサープレート２４５は、任意の適切な数の行及び列を用いて任意の適切な高さに積み重ねることができる。ガス流を逸らせる任意の形状を使用することができる。他の構成要素及び構成を使用してもよい。
【００１８】
使用時には、タービン４０からの高温の燃焼ガス流３５が、ダクト６０を介して選択的触媒還元システム１００の入口セクション１１０に入る。高温の燃焼ガス流３５は、フィンガーミキサー１５０のフィンガーダクト１８０の中及びその周囲を通過し、一方、空気供給部１７０及び入口ダクト１６０からの冷却空気流１７５は、フィンガーダクト１８０の出口２３０を通って燃焼ガス流３５に注入される。燃焼ガス流３５と冷却空気流１７５はこうして混合され、流れ全体の温度を低下させる。このような混合は、燃焼ガス流３５及び冷却空気流１７５が三角楕円形ミキサー２４０のミキサープレート２４５を通って流れるにつれて、さらに促進される。さらに、三角楕円形ミキサー２４０はまた、流れの温度プロファイルを均一化する。ここで冷却された燃焼ガス流３５は、ディフューザセクション１２０及び触媒１３０を通過して、それと反応することができる。
【００１９】
したがって、調温空気システム１４０を有する選択的触媒還元システム１００は、タービン４０からの燃焼ガス流３５を触媒１３０の効率的な使用のための適切な温度範囲内に冷却する。具体的には、フィンガーミキサー１５０が適量の冷却空気流１７５を注入し、三角楕円形ミキサー２４０が流れを安定化させ、触媒１３０への全体の流れ分布を改善する。調温空気システム１４０はまた、均一な流れプロファイルを有する流れを冷却することを必要とする、選択的触媒還元システム以外のプロセスにも使用することができる。
【００２０】
上記は、本出願及び得られる特許の特定の実施形態のみに関するものであることは明らかである。当業者であれば、以下の特許請求の範囲及びその均等物により定義される本発明の一般的な趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書において多くの変更及び修正を行うことができる。
［実施態様１］
ガスタービン（４０）の燃焼ガス流（３５）と共に使用するための選択的触媒還元システム（１００）であって、フィンガーミキサー（１５０）と複数のミキサープレート（２４５）とを含む調温空気システム（１４０）と、前記調温空気システム（１４０）の下流に配置された触媒（１３０）とを含み、前記燃焼ガス流（３５）が前記触媒（１３０）に到達する前に、前記調温空気システム（１４０）が前記燃焼ガス流（３５）を冷却する、選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様２］
前記調温空気システム（１４０）の前記フィンガーミキサー（１５０）は、前記燃焼ガス流（３５）に冷却空気流（１７５）を注入する、実施態様１に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様３］
前記フィンガーミキサー（１５０）は、前記冷却空気流（１７５）のための空気供給部（１７０）を含む、実施態様２に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様４］
前記フィンガーミキサー（１５０）は、前記空気供給部（１７０）と連通する入口空気ダクト（１６０）を含む、実施態様３に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様５］
前記フィンガーミキサー（１５０）は、複数のフィンガーダクト（１８０）を含む、実施態様４に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様６］
前記複数のフィンガーダクト（１８０）は、前記入口空気ダクト（１６０）と連通する入口（２２０）と、前記冷却空気流（１７５）を前記燃焼ガス流（３５）に注入するための出口（２３０）とを含む、実施態様５に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様７］
前記フィンガーミキサー（１５０）は、長さが徐々に短縮された複数のフィンガーダクト（１８０）を含む、実施態様１に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様８］
前記複数のフィンガーダクト（１８０）は、実質的な三角形の構成を含む、実施態様７に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様９］
前記複数のミキサープレート（２４５）は、一対の三角形の側板（２６０）を含む、実施態様１に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様１０］
前記複数のミキサープレート（２４５）は、三角形の上板（２７０）及び三角形の底板（２８０）を含む、実施態様１に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様１１］
前記複数のミキサープレート（２４５）は、複数の列及び複数の行に配置される、実施態様１に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様１２］
前記複数のミキサープレート（２４５）は、三角形及び／又は楕円形の構成を含む、実施態様１に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様１３］
前記調温空気システム（１４０）は、入口セクション（１１０）の周りに配置される、実施態様１に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様１４］
前記触媒（１３０）は、ディフューザセクション（１２０）の周りに配置される、実施態様１３に記載の選択的触媒還元システム（１００）。
［実施態様１５］
ガスタービンエンジン（１０）の燃焼ガス流（３５）を用いて選択的触媒還元システム（１００）を作動させる方法であって、前記燃焼ガス流（３５）を前記選択的触媒還元システム（１００）内に流すステップと、冷却空気流（１７５）を前記燃焼ガス流（３５）内に注入するステップと、前記燃焼ガス流（３５）と前記冷却空気流（１７５）とを複数のミキサープレート（２４５）で混合するステップと、前記混合された流れを触媒（１３０）と反応させるステップとを含む方法。
［実施態様１６］
選択的触媒還元システム（１００）に入る燃焼ガス流（３５）と共に使用するための調温空気システム（１４０）であって、冷却空気流（１７５）と、前記冷却空気流（１７５）を前記燃焼ガス流（３５）内に注入するためのフィンガーミキサー（１５０）と、前記フィンガーミキサー（１５０）の下流に配置され、前記冷却空気流（１７５）と前記燃焼ガス流（３５）とを実質的に均一なプロファイルに混合するための複数のミキサープレート（２４５）とを含む調温空気システム（１４０）。
［実施態様１７］
前記フィンガーミキサー（１５０）は、前記冷却空気流（１７５）のための空気供給部（１７０）を含む、実施態様１６に記載の調温空気システム（１４０）。
［実施態様１８］
前記フィンガーミキサー（１５０）は、長さが徐々に短縮された複数のフィンガーダクト（１８０）を含む、実施態様１６に記載の調温空気システム（１４０）。
［実施態様１９］
前記複数のミキサープレート（２４５）は、一対の三角形の側板（２６０）又は三角形の上板（２７０）と三角形の底板（２８０）を含む、実施態様１６に記載の調温空気システム（１４０）。
［実施態様２０］
前記複数のミキサープレート（２４５）は、三角形及び／又は楕円形の構成を含む、実施態様１６に記載の調温空気システム（１４０）。
【符号の説明】
【００２１】
１０  ガスタービンエンジン
１５  圧縮機
２０  空気
２５  燃焼器
３０  燃料
３５  燃焼ガス流
４０  タービン
４５  シャフト
５０  外部負荷
５５  選択的触媒還元システム
６０  ダクト
６５  触媒
１００  選択的触媒還元システム
１１０  入口セクション
１２０  ディフューザセクション
１３０  触媒
１４０  調温空気システム
１５０  フィンガーミキサー
１６０  入口空気ダクト
１７０  空気供給部
１７５  冷却空気流
１８０  フィンガーダクト
１９０  第１のフィンガーダクト
２００  第２のフィンガーダクト
２１０  第３のフィンガーダクト
２２０  入口
２３０  出口
２４０  三角楕円形ミキサー
２４５  ミキサープレート
２５０  実質的に三角形又は楕円形状の構成
２６０  側板／側端部
２７０  上板／上端部
２８０  底板／底端部