(57)【要約】      （修正有）【課題】タービンシステムの管レベルの空気流量調節を提供する。【解決手段】システムは、複数管燃料ノズルを含む。複数管燃料ノズルは、複数の管を含む。各々の管は、第１の端部と、第２の端部と、中央通路の周囲に配置された環状壁とを含む。第１の端部は、燃料噴射器の周囲に配置されるように構成される。各々の管は、第１の端部に隣接して配置された複数の空気ポートを有する空気流量調節器を更に含む。複数の空気ポートは、壁を通って中央通路へと延在する。【選択図】図１
2014238254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数管燃料ノズルを備え、前記複数管燃料ノズルは、
複数の管を備えており、各々の管は、
第１の端部と、
第２の端部と、
中央通路の周囲に配置された環状壁であって、前記第１の端部が燃料噴射器の周囲に配置されるように構成される、前記環状壁と、
前記第１の端部に隣接して配置された複数の空気ポートを有する空気流量調節器であって、前記複数の空気ポートが前記壁を通って前記中央通路へと延在する、前記空気流量調節器とを備えている、
システム。
【請求項２】
前記複数の空気ポートは前記環状壁の周囲に円周方向に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の空気ポートは第１の組の空気ポートと第２の組の空気ポートからなっており、前記第２の組の空気ポートが前記第１の端部に対して前記第１の組の空気ポートの下流に位置する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の組の空気ポートの各々の空気ポートの第１の総面積は、前記第２の組の空気ポートの各々の空気ポートの第２の総面積よりも大きい、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の組の空気ポートは、前記環状壁の周囲に円周方向に配置された第１の列及び第２の列の空気ポートからなり、前記第１の列の空気ポートは、前記第２の列の空気ポートから円周方向にオフセットされる、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記第２の組の空気ポートは、前記環状壁の周囲に円周方向に配置された第３の列及び第４の列の空気ポートからなり、前記第３の列の空気ポートは、前記第４の列の空気ポートから円周方向にオフセットされる、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の組の空気ポートは、空気流を前記中央通路へと半径方向に案内するように構成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記第２の組の空気ポートは、前記中央通路の中心軸の周囲の渦運動によって前記空気を案内するように構成される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記複数の空気ポートは、複数の寸法、形状、角度、間隔、又はそれらの任意の組み合わせを有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の管の各々の管は、前記空気流量調節器を介して均等に分配された空気流を受け入れるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記複数管燃料ノズルを有するガスタービンエンジン又は燃焼器からなる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
燃焼器エンドカバーアセンブリと、
前記燃焼器エンドカバーアセンブリに連結された複数管燃料ノズルとを備え、前記複数管燃料ノズルは、
リテーナプレートと、
前記エンドカバーアセンブリと前記リテーナプレートの間に配置された複数の管とを備えており、各々の管は、
前記エンドカバーアセンブリに隣接した第１の端部と、
前記リテーナプレートに隣接した第２の端部と、
中央通路の周囲に配置された環状壁であって、前記第１の端部が燃料噴射器の周囲に配置されるように構成される、前記環状壁と、
前記第１の端部に隣接して配置された複数の空気ポートを有する空気流量調節器であって、前記複数の空気ポートが前記壁を通って前記中央通路へと延在する、前記空気流量調節器とを備えている、
システム。
【請求項１３】
前記複数の管の各々の管は、前記エンドカバーアセンブリと前記リテーナプレートから個別に取り外されるか、又はその間に設置されるように構成される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記リテーナプレートは、前記エンドカバーアセンブリの取り外し時、各々の管の前記第１の端部から前記第２の端部まで前記複数の管に沿って前記リテーナプレートを滑らせることによって、前記複数管燃料ノズルから取り外されるように構成される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記複数の空気ポートは前記環状壁の周囲に円周方向に配置される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記複数の空気ポートは第１の組の空気ポートと第２の組の空気ポートからなっており、前記第２の組の空気ポートが前記第１の端部に対して前記第１の組の空気ポートの下流に位置する、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１の組の空気ポートの各々の空気ポートの第１の総面積は、前記第２の組の空気ポートの各々の空気ポートの第２の総面積よりも大きい、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１の組の空気ポートは、空気流を前記中央通路へと半径方向に案内するように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第２の組の空気ポートは、前記中央通路の中心軸の周囲の渦運動によって前記空気を案内するように構成される、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
燃焼器エンドカバーアセンブリと、
前記燃焼器エンドカバーアセンブリに連結された複数管燃料ノズルとを備え、前記複数管燃料ノズルは、
リテーナプレートと、
前記エンドカバーアセンブリと前記リテーナプレートの間に配置された管とを備えており、前記管は、
前記エンドカバーアセンブリに隣接した第１の端部と、
前記リテーナプレートに隣接した第２の端部と、
中央通路の周囲に配置された環状壁であって、前記第１の端部が燃料噴射器の周囲に配置されるように構成される、前記環状壁と、
前記第１の端部に隣接して配置された複数の空気ポートを有する空気流量調節器であって、前記複数の空気ポートが前記壁を通って前記中央通路へと延在する、前記空気流量調節器とを備えている、
システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タービンシステムの管レベルの空気流量調節に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンシステムは、一般的に、圧縮空気と燃料の混合気を燃焼させて高温の燃焼ガスを生成する１つ以上の燃焼器を含む。残念なことに、既存の燃焼器は、燃焼器、燃料ノズル、及び関連機器の様々な制約によって変動し得る圧力及び／又は流量の燃料及び空気を受け入れることになる。これらの空気及び燃料の変動は燃料空気比の変動を引き起こし、それによって保炎、逆火、及び／又は排出物（例えば、窒素酸化物）の増加が発生する可能性が高まる。従来のシステムは混合を達成するのが遅いため、システムの全体効率を低下させる可能性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８，３２７，６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、より速くより均一な燃料と空気の混合を達成すると共に、耐久性があり容易に保守可能でもあるシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
出願当初に請求された本発明に範囲が相応する特定の実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は、請求された本発明の範囲を限定することを意図しておらず、ただ単に本発明が取り得る形態の概要を提供することを意図している。実際、本発明は、後述の実施形態と同様か又は異なってもよい様々な形態を包含することができる。
【０００６】
第１の実施形態によれば、システムは複数管燃料ノズルを含む。複数管燃料ノズルは、複数の管を含む。各々の管は、第１の端部と、第２の端部と、中央通路の周囲に配置された環状壁とを含む。第１の端部は、燃料噴射器の周囲に配置されるように構成される。各々の管は、第１の端部に隣接して配置された複数の空気ポートを有する空気流量調節器を更に含む。複数の空気ポートは、壁を通って中央通路へと延在する。
【０００７】
第２の実施形態によれば、システムは、燃焼器エンドカバーアセンブリと、燃焼器エンドカバーアセンブリに連結された複数管燃料ノズルとを含む。複数管燃料ノズルは、リテーナプレートと、エンドカバーアセンブリとリテーナプレートの間に配置された複数の管とを含む。各々の管は、エンドカバーアセンブリに隣接した第１の端部と、リテーナプレートに隣接した第２の端部と、中央通路の周囲に配置された環状壁とを含む。第１の端部は、燃料噴射器の周囲に配置されるように構成される。各々の管は、第１の端部に隣接して配置された複数の空気ポートを有する空気流量調節器を更に含む。複数の空気ポートは、壁を通って中央通路へと延在する。
【０００８】
第３の実施形態によれば、複数管燃料ノズルから管を取り外す方法は、リテーナプレートとエンドカバーの間に配置された複数の管を有する複数管燃料ノズルをガスタービンエンジンから取り外すステップを含む。各々の管は、エンドカバーに隣接して燃料噴射器の周囲に配置された第１の端部と、リテーナプレートに隣接して配置された第２の端部と、中央通路の周囲に配置された環状壁とを含む。本方法は、エンドカバーを複数管燃料ノズルから取り外すステップと、各々の管の第２の端部から第１の端部まで複数の管に沿ってリテーナプレートを滑らせることによってリテーナプレートを複数管燃料ノズルから取り外すステップと、少なくとも１つの管を複数管燃料ノズルから取り外すステップとを更に含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明のこれら及びその他の特徴、態様、及び利点は、図面を通して同様の符号が同様の部品を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことによってより良く理解されるようになるであろう。
【図１】燃焼器内に複数管燃料ノズルを有するガスタービンシステムの一実施形態のブロック図であり、管は空気を均等に分配するように構成されている。
【図２】図１のガスタービンシステムの実施形態の切欠側面図である。
【図３】図２の燃焼器の実施形態の、線３−３に沿った切欠側面図であり、燃焼器のエンドカバーアセンブリに連結された複数管燃料ノズルを示している。
【図４】図３の複数管燃料ノズル及びエンドカバーアセンブリの分解斜視図である。
【図５】図３の燃焼器の部分断面側面図であり、複数管燃料ノズルの複数の管及び燃料噴射器を示している。
【図６】図５の複数管燃料ノズルの個々の管及びそれぞれの燃料噴射器の第１及び第２の端部の一実施形態の断面側面図である。
【図７】個々の混合管の一実施形態の斜視図であり、混合管内の空気ポートを備えた空気流量調節器を示している。
【図８】図７の混合管の一実施形態の、線８−８に沿った部分斜視図であり、混合管の第１の端部に沿った空気ポートを備えた空気流量調節器の詳細を示している。
【図９】図７の混合管の第１の端部の一実施形態の部分側面図であり、空気ポートを備えた空気流量調節器を示している。
【図１０】図９の混合管の一実施形態の、空気流量調節器の空気ポートを通る線１０−１０に沿った断面図である。
【図１１】図９の混合管の一実施形態の、空気流量調節器の空気ポートを通る線１１−１１に沿った断面側面図である。
【図１２】図９の混合管の一実施形態の、空気流量調節器の空気ポートを通る線１２−１２に沿った断面側面図である。
【図１３】複数管燃料ノズル及び燃焼器エンドカバーの一実施形態の一連の図であり、複数管燃料ノズルの管を取り外す方法を示している。
【図１４】複数管燃料ノズル及び燃焼器エンドカバーの一実施形態の一連の図であり、複数管燃料ノズルの管を取り外す方法を示している。
【図１５】複数管燃料ノズル及び燃焼器エンドカバーの一実施形態の一連の図であり、複数管燃料ノズルの管を取り外す方法を示している。
【図１６】複数管燃料ノズル及び燃焼器エンドカバーの一実施形態の一連の図であり、複数管燃料ノズルの管を取り外す方法を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つ又は複数の特定の実施形態を以下に説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供するため、実際の実装の全ての特徴が本明細書で説明されるわけではない。いずれのそのような実際の実装の開発においても、あらゆる技術的計画又は設計計画の場合と同様に、実装ごとに異なる可能性があるシステム関連の制約及びビジネス関連の制約との適合など、開発者の具体的な目標を実現するため、多数の実装固有の決定が行われなければならないことを理解されたい。更に、そのような開発努力は複雑で時間がかかる可能性があるが、それでも、本開示の恩恵を受ける当業者には設計、組立、及び製造の日常的な仕事であることを理解されたい。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の要素を紹介する時、冠詞である「１つの（ａ、ａｎ）」、「その（該）（ｔｈｅ）」及び「前記（ｓａｉｄ）」は、その要素が１つ以上存在することを意味するものとする。「からなる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」といった用語は包括的であり、その用語には列挙した要素以外の追加要素が存在し得ることを意味するものとする。
【００１２】
本発明は、タービンシステムの複数管燃料ノズル内の空気流量を調節するためのシステムに関する。タービンシステムは、１つ以上の複数管燃料ノズルを含み得る。各々の複数管燃料ノズルは、複数の管（例えば、予混合管）を含んでおり、各々の管は、空気流量調節器及び燃料噴射器を有する。複数管燃料ノズルでは、混合管の環状壁を通って延在する複数の空気ポートを含み得る空気流量調節器を通って加圧空気が各々の混合管に入ることになる。各々の管の環状壁は、中央通路の周囲に配置される。個々の混合管は、各々が、混合管の中央通路に燃料を分散させて燃料空気混合気を生成する燃料噴射器の周囲に配置されるように構成される。空気流量調節器の空気ポートは、特定の圧力降下を目標とし、その後燃焼領域に案内される前に空気と燃料をより均一に混合すべく混合管に入る空気を調節するように構成される。各々の空気流量調節器の空気ポートは、空気側システムの圧力降下を最適化し、最も均一な空気流を提供する様々な機構を備えて構成してもよい。従って、各々の空気流量調節器の空気ポートは、円周方向に略均一である空気圧プロファイルを利用するように環状壁の周囲に円周方向に配置してもよい。各々の混合管上の空気流量調節器は、第１の組及び第２の組の空気ポートを含んでもよく、第２の組の空気ポートは第１の組の空気ポートの下流に位置する。第２の組の空気ポートは、第１の組の空気ポートの面積よりも大きな総面積を有し、燃料ノズル空気プレナム内の下流の低空気圧範囲の領域を補うことができる。各々の空気流量調節器の空気ポートの組は、円周方向に互いにオフセットされた複数の列を含み、圧縮空気が下流に移動するにつれてより均等に空気圧を分配することができる。各々の空気流量調節器の空気ポートは、空気流を混合管へ略半径方向に案内するように構成することができるが、その他の実施形態では、様々な方向成分（例えば、半径方向、斜め軸方向上流、斜め軸方向下流、斜め円周方向時計回り、斜め円周方向反時計回りの任意の組み合わせ）を有する方向に空気流を案内してもよい。これらの傾斜した空気ポート（例えば、斜め円周方向時計回り又は反時計回り）は、混合管の中央通路内に案内される空気に、燃料空気混合気の均一性を向上させることが可能な渦をもたらすことができる。管は、各々、複数管燃料ノズル内のそれらの位置に基づいて略均等に分配された空気流を受け入れるように構成してもよい。
【００１３】
次に図面を検討し、最初に図１を参照すると、ガスタービンシステム１０の一実施形態のブロック図が示されている。ガスタービンシステム１０は、１つ以上の燃料ノズル１２（例えば、複数管燃料ノズル）、燃料供給部１４、及び燃焼器１６を含む。燃料ノズル１２は、空気圧縮機２０からの圧縮空気１８と、燃料供給部１４からの燃料２２を受け入れる。本実施形態は、酸化剤としての空気に関連して述べているが、空気、酸素、酸素富化空気、酸素減少空気、酸素混合気、又はそれらの任意の組み合わせを使用してもよい。以下でより詳細に述べるように、燃料ノズル１２は、複数の燃料噴射器２４（例えば、１０〜１０００個）及び関連する混合管２６（例えば、１０〜１０００個）を含んでおり、各々の混合管２６は、それぞれの管２６への空気流を案内及び調節する空気ポート２８（例えば、１〜１００個）を備えた空気流量調節器２７を有し、各々の混合管２６は、それぞれの管２６に燃料を噴射する個別の燃料噴射器２４を（例えば、同軸又は同心配置で）有する。次に、各々の混合管２６は、その長さに沿って空気と燃料を混合し、その後、燃料空気混合気３０を燃焼器１６に出力する。ある実施形態では、混合管２６は、約０．５〜２、０．７５〜１．７５、又は１〜１．５センチメートルの直径を有するミクロ混合管として記載される場合がある。混合管２６は、概して互いに対して並列配置で密接に配置された管の１つ以上の束（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個、又はそれ以上）で構成してもよい。この構成において、各々の混合管２６は、各々の混合管２６内で比較的小さい規模で混合（例えば、ミクロ混合）するように構成され、その後、燃料空気混合気３０を燃焼室に出力する。開示された実施形態の空気流量調節器２７（例えば、ポート２８を備えた）は、管レベルで（即ち、各混合管２６毎の）空気調節を行って、各々の管２６への、そして複数の管２６の間の空気の流量及び／又は圧力を燃料と空気のより良い混合が行われるように制御することができる。
【００１４】
燃焼器１６は、燃料空気混合気３０に点火し、それによってタービン３４に流入する加圧排気ガス３２を生成する。加圧排気ガス３２は、タービン３４のブレードに接触してその間を流れて、タービン３４を回転駆動する。タービンブレードはシャフト３６に連結され、排気ガス３２が燃焼器１６から流出するときにこのシャフト３６が回転することになる。最終的に、燃焼プロセスの排気ガス３２は、排気出口３８を介してタービンシステム１０から出る。圧縮機２０内のブレードは、シャフト３６に更に連結され、シャフト３６がタービン３４によって回転駆動されるときに回転する。圧縮機２０内のブレードの回転により、空気取入口４２によって圧縮機２０に吸い込まれた空気４０を圧縮する。得られた圧縮空気１８は、上記のように、その後燃焼器１６の複数管燃料ノズル１２に供給され、そこで燃料２２と混合されて点火され、自立したプロセスを形成する。更に、シャフト３６は負荷４４に連結してもよい。周知のように、負荷４４は、発電所又は外部機械負荷等の、タービンシステム１０の回転出力を介して発電する任意の適切な装置であってよい。従って、燃料空気混合気３０の濃度とガスタービンシステム１０の効率的な運転の関係が認められる。各々が空気１８を調節するための複数の空気ポート２８を備えた空気流量調節器２７を有する複数の混合管２６の実施態様については、以下でより詳細に述べる。
【００１５】
図２は、図１のガスタービンシステム１０の実施形態の切欠側面図を示す。図示のように、本実施形態は、燃焼器１６の環状アレイに連結された圧縮機２０を含む。各々の燃焼器１６は、各々の燃焼器１６内に位置する燃焼室４６に燃料空気混合気３０を供給する少なくとも１つの燃料ノズル１２（例えば、複数管燃料ノズル）を含む。以下でより詳細に述べるように、燃料ノズル１２の混合管２６のある実施形態は、より均一な燃料空気混合気３０を生成する圧縮空気１８をより均一に分配する独自の機構を含む。燃料空気混合気３０の均一性によってより効率的な燃焼がもたらされ、それによって性能が向上し、排出量が減少する。図１に関して上記したように、燃焼器１６内の燃料空気混合気３０の燃焼によって、排気ガス２２（例えば、燃焼ガス）が排気出口３８に向かって通るときにタービン２４内のベーン又はブレードが回転するようになる。説明全体にわたって、一組の軸を参照する。これらの軸は、円筒座標系に基づき、軸方向４８、半径方向５０、及び円周方向５２を指し示すものである。例えば、軸方向４８は燃料ノズル１２の長さ又は長手方向軸５４に沿って延在し、半径方向５０は長手方向軸５４から離れて延在し、円周方向５２は長手方向軸５４の周囲に延在する。
【００１６】
図３は、図２のガスタービンシステム１０の燃焼器１６の、図２の線３−３に沿った切欠側面図である。図示するように、燃焼器１６は、ヘッドエンド５６と、燃焼室４６とを含む。燃料ノズル１２は、燃焼器１６のヘッドエンド５６内に配置される。燃料ノズル１２内には、複数の混合管２６（例えば、燃料空気予混合管）が垂設される。圧縮空気１８が入って燃料２２と混合することができるようにする空気ポート２８を備えた空気流量調節器２７を有する混合管２６の一実施形態が図示されている。混合管２６は、燃焼器１６のエンドカバーアセンブリ５８と燃料ノズル１２のキャップフェイスアセンブリ６０の間に軸方向に略延在する。混合管２６は、以下で更に説明するように、エンドカバーアセンブリ５８及びキャップフェイスアセンブリ６０に連結してもよい。エンドカバーアセンブリ５８は、燃料２２を複数の燃料噴射器２４に供給するための燃料入口６２及び燃料プレナム６４を含むことができる。上記のように、各個別の燃料噴射器２４は個々の混合管２６に連結される。燃焼プロセスの間、燃料２２は、エンドカバーアセンブリ５８から（燃料噴射器２４を介して）キャップフェイスアセンブリ６０を通って燃焼室４６へと混合管２６の各々を軸方向に通り抜ける。燃料ノズル１２の長手方向軸５４に沿ったこの移動方向は、下流方向６６と呼ぶこととする。反対方向は、上流方向６８と呼ぶこととする。
【００１７】
上記のように、圧縮機２０は、空気取入口４２から受け入れた空気４０を圧縮する。その結果加圧された圧縮空気１８の流れが、燃焼器１６のヘッドエンド５６内に位置する燃料ノズル１２に供給される。この空気は、空気入口７０を通って燃料ノズル１２に入り、燃焼プロセスで使用されることになる。より詳細には、加圧空気１８は、圧縮機２０から上流方向６８に、燃焼器１６のライナー７４（例えば、環状ライナー）とフロースリーブ７６（例えば、環状フロースリーブ）の間に形成された環状部７２を通って流れる。この環状部７２の終端で、圧縮空気１８が燃料ノズル１２の空気入口７０に送り込まれ、燃料ノズル１２内の空気プレナム７８を満たす。空気プレナム７８内の加圧空気１８は、その後空気流量調節器２７の空気ポート２８を通って複数の混合管２６に入る。空気１８が混合管２６に入ることができるようにするだけでなく、空気流量調節器２７の空気ポート２８は、以下で更に説明するように、様々な方法で空気１８を調節することができる。混合管２６の内部で、空気１８はその後燃料噴射器２４によって供給された燃料２２と混合される。燃料空気混合気３０は、混合管２６から燃焼室４６内へ下流方向６６に流れ、そこで点火されて燃焼して燃焼ガス２２（例えば、排気ガス）を形成する。燃焼ガス３２は、燃焼室４６から下流方向６６にトランジションピース８０へ流れる。燃焼ガス２２は、その後トランジションピース８０からタービン３４へ移動し、そこでタービン３４内のブレードの回転を駆動する。
【００１８】
図４は、図３の線４−４に沿った複数管燃料ノズル１２の分解斜視図を示す。この図は、エンドカバー５８上の複数の燃料噴射器２４の、一部の実施形態に従った構成と、複数の混合管２６とそれらの関係を更に示す。燃料プレナム６４は、燃料２２を燃料噴射器２４に分配する。上記のように、混合管２６は、エンドカバーアセンブリ５８とキャップフェイスアセンブリ６０の間に配置されるように構成される。個々の混合管２６は、各々が個々の燃料噴射器２４と対をなし、燃料噴射器２４の周囲に（例えば、同軸又は同心配置で）配置されるように構成される。空気ポート２８は、燃料噴射器２４に近接して混合管２６のこの上流６８側に位置する。ある実施形態では、燃料噴射器２４は、エンドカバーアセンブリ５８に取り外し可能に連結してもよい。
【００１９】
更に、図４は、燃料ノズル１２内の混合管２６及びその他の構造物を囲む燃料ノズル１２の支持構造物８２（例えば、環状バレル、燃料ノズルキャップ）を示す。支持構造物８２は、エンドカバーアセンブリ５８からキャップフェイスアセンブリ６０まで延在し、概して燃料ノズル１２内に配置された構造物を保護及び支持し、燃料ノズル１２内の空気プレナム７８を画定する。空気入口７０は、支持構造物８２上に位置し、燃料ノズル１２の内部の空気プレナム７８へと半径方向に圧縮空気１８を案内する。リテーナプレート８４は、上流６８且つ取り外し可能なキャップフェイスアセンブリ６０の近くに位置する。ある実施形態では、ノズル１２は、空気入口７０を囲む環状の空気流量調節ディフューザー８６を含む。
【００２０】
図５は、図３の線５−５に沿った燃焼器１６の部分断面側面図である。燃焼器１６のヘッドエンド５６には、複数管燃料ノズル１２の一部が入る。支持構造物８２は、複数管燃料ノズル１２と複数の混合管２６を囲む。上記のように、一部の実施形態では、各々の混合管２６がエンドカバーアセンブリ５８とキャップフェイスアセンブリ６０の間に軸方向に延在してもよい。混合管２６は、キャップフェイスアセンブリ６０を通って更に延在して、燃料空気混合気３０を燃焼室４６に直接供給することができる。各々の混合管２６は、燃料噴射器２４（例えば、同軸又は同心配置）を囲むように配置され、噴射器２４が燃料プレナム６４から燃料２２を受け入れて、燃料を管２６に案内するようになる。燃料プレナム６４には、エンドカバーアセンブリ５８上に位置する燃料入口６２に入った燃料２２が供給される。
【００２１】
上記のように、圧縮空気１８は、ディフューザー８６によって囲まれることになる空気入口７０を通って燃料ノズル１２に入る。ディフューザー８６は、環状で、加圧空気を予調節し、混合管２６を横切って燃料ノズル１２へと様々な方向に分配するように構成することができる。燃料ノズル１２内の空気流の方向は略半径方向内側８８になるが、上流６８の成分又は下流６６の成分を有してもよい。空気流は、燃料ノズル１２内の、空気入口７０により近い、より半径方向外側９０の位置に位置する混合管２６を横切るにつれて変化することになる。空気入口７０を通って燃料ノズル１２に入り、混合管２６を横切って移動した後、加圧空気１８は、空気流量調節器２７の１つ以上の空気ポート２８を通って各々の混合管２６に入る。ある実施形態では、空気流量調節器２７の空気ポート２８の構成は、燃料ノズル空気プレナム７８内のそれらの半径方向５０の位置に基づいて個々の混合管２６の間で変化している。このカスタマイズによって、空気圧や混合管２６を横切る動きの変動、即ち、半径方向内側８８の方向で生じる圧力降下を補うことができる。ある実施形態では、混合管２６に沿った空気ポート２８の軸方向４８の位置は、空気圧の軸方向４８の変動を補うように変化させてもよい。加圧空気１８の流れの更なる制御のため、空気流量調節器２７の空気ポート２８は、以下で更に説明するように、様々な形状、寸法、及び配置のいずれかを有するように構成してもよい。同じく図５に示すように、一部の実施形態では、リテーナプレート８４及び／又はインピンジメントプレート９２を、キャップフェイスアセンブリ６０に略近接する混合管２６の上流６６の端部を囲む燃料ノズル１２内に配置してもよい。インピンジメントプレート９２は複数のインピンジメント冷却オリフィスを含んでもよく、これによってキャップフェイスアセンブリ６０の後面と衝突するように空気の噴流を案内してインピンジメント冷却を行うことができる。
【００２２】
図６には、図５の線６−６に沿った個々の混合管２６及び燃料噴射器２４の断面図が示されている。管２６の中央部分は、第１及び第２の端部９４及び９６の詳細を示すために省略されている。燃料噴射器２４は、概して各々の混合管２６の第１の端部９４（例えば、上流６８の端部）の中央通路９８内に配置されることになる。第１の端部９４は、エンドカバーアセンブリ５８に隣接した複数管燃料ノズル１２の上流６８の側に位置する。ある実施形態では、空気流量調節器２７の空気ポート２８は、燃料噴射器２４に略近接したこの第１の端部９４又はその近くに位置する。ある実施形態では、空気流量調節器２７の空気ポート２８は、燃料噴射器２４から更に上流６８又は下流６６の位置に位置する。空気ポート２８の位置は、燃料ノズル１２内の特定の位置の燃料２２及び加圧空気１８の流れに応じて空気１８を様々な経路に選択的に案内するように構成することができる。一部の実施形態では、リテーナプレート８４は、下流６６の側に位置する混合管２６の第２の端部９６を支持することができる。ある実施形態では、リテーナプレート８４は更に、混合管２６の第２の端部９６をインピンジメントプレート９２に固定するのを補助することができる。
【００２３】
図６は、混合管２６、キャップフェイスアセンブリ６０及び／又はエンドカバーアセンブリ５８の間の空間関係の一実施形態も示す。一部の実施形態では、混合管２６を、溶接、ろう接継手、ブラケット、ねじ部品、スナップ嵌め、継手、又はその他の接続部等の様々な締結具又は接続部によって、キャップフェイスアセンブリ６０、リテーナプレート８４、及び／又はインピンジメントプレート９２等の、燃焼器１６のヘッドエンド５６内の構成要素に取り付けてもよい。その他の実施形態では、混合管２６は、浮き構造で保持され、キャップフェイスアセンブリ６０、リテーナプレート８４、インピンジメントプレート９２、各種ばね、又はその他の支持構造物の１つ以上によって単に支持されるだけである。そのような浮き構造は、燃焼器１６の混合管２６及びその他の構成要素の熱成長に都合よく順応することができる。浮き構造によって、様々な空気ポート２８を備えた混合管２６のカスタマイズ及び構成をより容易に行うこともできる。燃料空気混合気３０が不均一であることがわかった場合、個々の管２６を容易に取り外して、燃料ノズル１２内の空気圧変動をより良く補う異なる空気ポート２８（例えば、空気流量調節器２７）構造を有する管２６と交換することができる。浮き構造は更に、混合管２６の弾性的な軸方向４８の支持と動きの制約をもたらす軸方向ばね１００を包含することによって実施してもよい。図示の実施形態によれば、軸方向ばね１００は、リテーナプレート８４とインピンジメントプレート９２の間に配置されることになる。更に、半径方向ばね１０２を燃料噴射器２４と混合管２６の第１の端部９４の間に配置してもよく、この半径方向ばね１０２は混合管２６の動き及び熱成長の弾性的な半径方向５０の制約をもたらすことができる。更に、混合管２６の円周方向５２の動きを防ぐために更なるばね、チャネル及び／又はガイド等の機構が実施される場合がある。
【００２４】
図６に更に示すように、燃料噴射器２４は内部燃料通路１０４の周囲に環状壁１０３を有しており、この内部燃料通路１０４は、混合管２６の内側に（例えば、同軸又は同心配置で）配置された燃料噴射器２４のテーパ状部分１０８の１つ以上の燃料ポート１０６に通じる。運転中、燃料噴射器２４は、１つ以上の燃料ポート１０６を介して燃料プレナム６４から混合管２６の内側の領域まで下流６６に燃料２２を流す。ある実施形態では、燃料ポート１０６は、空気ポート２８に対して、軸方向上流６８、軸方向下流６６、軸方向一列に、又はそれらの任意の組み合わせで配置することができる。図示の実施形態では、燃料ポート１０６はテーパ状部分１０８上に位置しており、このテーパ状部分１０８は下流方向６６に直線又は曲線テーパを有することになる。例えば、テーパ状部分１０８は、円錐壁、内側曲線環状壁（例えば、噴射器２４の軸に向かって内側に曲線状）、外側曲線環状壁（例えば、噴射器２４の軸から離れて外側に曲線状）、又はそれらの組み合わせとして形成することができる。図示の実施形態では、テーパ状部分１０８は、混合管２６の空気ポート２８の上流６８の第１の位置から空気ポート２８の下流６６の第２の位置まで延在する。図示するように、燃料噴射器２４のテーパ状部分１０８は下流方向６６に段階的に直径が減少（即ち、収束）し、それによって燃料噴射器２４と混合管２６の間の断面積が下流方向６６に段階的に増大する。このようにして、図示の実施形態は燃料噴射器２４と混合管２６の間の段階的な圧力降下をもたらし、それによって燃料と空気の流れ及び混合の向上を促進する。図示の実施形態では、混合管２６に沿った空気流量調節器２７（例えば、空気ポート２８）と燃料噴射器２４（例えば、テーパ状部分１０８）に沿った燃料ポート１０６は両方とも、燃料噴射器２４の先端１０９から上流に配置されて、空気と燃料が燃料噴射器２４と混合管２６の間の断面積の減少に伴って少なくとも部分的に混合するようになる。更にまた、図示の空気ポート２８は、燃料ポート１０６の上流の圧力を上昇させるために燃料ポート１０６の上流に配置される。
【００２５】
ある実施形態では、燃料ポート１０６及び空気ポート２８（例えば、ポートの軸）は、半径方向５０、軸方向４８、軸方向上流角度、軸方向下流角度、円周方向５２（例えば、時計回り又は反時計回り）に、又はそれらの任意の組み合わせで配向することができる。更にまた、燃料及び空気ポート１０６及び２８は、同じ方向及び／又は異なる方向に配向してもよい。例えば、燃料ポート１０６を半径方向外側に配向すると共に、空気ポート２８を半径方向外側に配向してもよく、燃料ポート１０６は空気ポート２８と同じ及び／又は反対の円周方向５２に配向してもよい。ポート２８及び／又は１０６の円周方向は、旋回流を促進するために使用することができる。燃料ポート１０６及び空気ポート２８の配向は、各々の管２６の周囲の円周方向５２、各々の管２６に沿った軸方向に、又はそれらの組み合わせで変化させてもよい。更にまた、燃料ポート１０６及び空気ポート２８の配向は、複数の混合管２６の間である管２６から他の管２６へ変化させてもよい。このようにして、燃料ポート１０６及び空気ポート２８の配向は、各々の管２６における燃料空気混合を向上させると共に、複数管燃料ノズル１２内の流れ及び圧力変動を調整するために使用することができる。ポート２８及び１０６、特に空気ポート２８の配向を変化させるこの機能によって、複数の混合管２６の間の管レベルの空気流量調節が可能になる。
【００２６】
燃料ポート１０６及び空気ポート２８の数、寸法、及び／又は形状は、互いに同じ及び／又は別々であってもよい。ある実施形態では、空気ポート２８は、燃料ポート１０６の穴径と同等、その穴径以上、及び／又はその穴径未満の穴径を有してよい。例えば、空気ポート２８は、燃料ポート１０６の直径の約０．１〜１０倍、０．２〜５倍、０．３〜４倍、０．４〜３倍、又は０．５〜２倍の直径を有してもよい。ある実施形態では、空気ポート２８の数は、燃料ポート１０６の数と同等、その数以上、及び／又はその数未満であってよい。例えば、空気ポート２８の数は、燃料ポート１０６の数の約０．５〜５０倍、０．５〜２５倍、１〜１０倍、又は２〜５倍であってもよい。一例として、各々の混合管２６の空気流量調節器２７は、５〜５００個、１０〜１００個、又は１５〜５０個の空気ポート２８を有することになる。ある実施形態では、燃料ポート１０６及び空気ポート２８の形状は、円形ポート、方形ポート、楕円形ポート、三角形ポート、多角形ポート、又はそれらの任意の組み合わせであってよい。配向の変化に加えて、燃料ポート１０６及び空気ポート２８の数、寸法、及び／又は形状もまた、各々の管２６の周囲で円周方向５２に、各々の管２６に沿って軸方向に、又はそれらの任意の組み合わせで変化させてもよい。更にまた、燃料ポート１０６及び空気ポート２８の数、寸法、及び／又は形状は、複数の混合管２６の間である管２６から他の管２６へ変化させてもよい。このようにして、燃料ポート１０６及び空気ポート２８の数、寸法、及び／又は形状は、各々の管２６における燃料空気混合を向上させると共に、複数管燃料ノズル１２内の流れ及び圧力変動を調整するために使用することができる。ポート２８及び１０６、特に空気ポート２８の数、寸法、及び／又は形状を変化させるこの機能によって、複数の混合管２６の間の管レベルの空気流量調節が可能になる。
【００２７】
図７は、燃料ノズル１２から分離した単一の混合管２６の図である。ある実施形態では、混合管２６は、修理、点検、又は交換のために燃料ノズル１２から取り外し可能であってよい。上記のように、混合管２６は、選択的に取り外し、燃料ノズル１２内の圧力降下をより良く補うことができる代替構造の空気ポート２８を有する混合管の中で交換することができる。混合管２６の取り外し及び交換方法については、以下でより詳細に述べる。図７は、混合管２６全体を更に示しており、一部の実施形態では概して空気ポート２８が位置する第１の端部９４と、混合管２６がキャップフェイスアセンブリ６０、リテーナプレート８４及び／又はインピンジメントプレート９２に連結される第２の端部９６とを備えている。各々の混合管２６は、様々な形状及び寸法のいずれかを更に有してよい。一部の実施形態では、各々の混合管２６は略円筒形状を有してもよく、例えば、略円形断面を有してもよい。更に、一部の代表的な実施形態では、混合管２６は、約５〜２０ｍｍ、５〜１０ｍｍ、１０〜１５ｍｍ、及びそれらの間の全ての下位数値群の直径を有することになる。例えば、混合管２６は、５、１０、１５、又は２０ミリメートル、或いは任意のその他の直径を有してもよい。ある実施形態では、混合管２６は、約６．３５ミリメートルの直径を有することになる。燃焼器１６内の全ての混合管２６は略同様の直径を有してもよいが、ある実施形態では、混合管２６が様々な直径を有するのが好都合な場合があることを理解されたい。更にまた、各々の混合管２６は、約１０〜３００ｃｍ、２０〜２００ｃｍ、３０〜１５０ｃｍ、或いはこれらの範囲内の任意の増分長さ又は範囲の軸方向長さを有してもよい。例えば、各々の混合管２６は、１０、１５、２０、３５、３０、７５、８０、８５、９０、又は１５０ｃｍ、或いは任意のその他の長さの軸方向長さを有することになる。ある実施形態では、燃焼器１６内の混合管２６は略同様の長さを有してもよいが、一部の実施形態では、混合管２６は２つ以上の異なる長さを有してもよい。更にまた、空気流量調節器２７（例えば、空気ポート２８）は、例えば、管２６の上流端部９４から測定した各々の管２６の長さの０〜１０、０〜２０、０〜３０、０〜４０、又は０〜５０パーセント内の、各々の管２６の任意の軸方向部分に沿って配置することができる。空気流量調節器２７はまた、各々の管２６に沿った１つ以上の軸方向領域において密接に配置された空気ポート２８の１つ以上の群を含むこともできる。
【００２８】
図８は、図７の混合管２６の第１の端部９４の詳細図であり、混合管２６上の空気流量調節器２７（例えば、空気ポート２８）の一実施形態を示している。上記のように、空気ポート２８は、様々な形状、寸法、配向、数、及び構造を有することができる。図８は、混合管２６の周囲に円周方向５２に配置された２つの組１１０及び１１２の楕円形空気ポート２８を備えた構造を示しており、第１の組１１０の空気ポート２８は第２の組１１２の空気ポート２８から軸方向上流６８に配置されている。本実施形態では、第１の組１１０の個々の空気ポート２８は、第２の組１１２の空気ポート２８の断面積１１４よりも実質的に大きな断面積１１４を有する。より下流の空気ポート２８の面積１１４が大きいことによって、空気プレナム７８内で管２６を横切るときに受ける下流の圧力降下を補うことができる。その他の実施形態では、空気ポート２８は、断面形状が円形、涙滴形又は長方形、或いは任意のその他の形状であってよい。空気ポート２８の各々の図示の組１１０及び１１２は、混合管２６の周囲に円周方向５２に均等に配置された空気ポート２８の複数の列１１６及び１１８（例えば、２つの列）を含んでおり、第１の列１１６の空気ポート２８は、第２の列１１８の空気ポート２８から軸方向４８及び円周方向５２にオフセット（例えば、千鳥配置）されている。一部の実施形態では、次の列１１８は、円周方向５２にオフセット（例えば、千鳥配置）されず、その代わりに前の列１１６の空気ポート２８と（例えば、軸方向線において）円周方向一列であってもよい。その他の実施形態では、次の列１１８は互いに部分的にオフセットしてもよい。一部の実施形態では、空気ポート２８は、約１平方ｍｍ〜１００平方ｍｍ、１０平方ｍｍ〜５０平方ｍｍ、２５平方ｍｍ〜７５平方ｍｍ、又はそれらの間の任意の下位数値群で面積１１４が変化することになる。例えば、個々の空気ポート２８は、１、５、１０、１５、２０、２５、３０、７５、８０、８５、９０、９５、又は１００平方ミリメートルの面積、或いは任意のその他の面積を有してもよい。図示の実施形態では、空気流量調節器２７は、２つの組１１０及び１１２の空気ポート２８において２つの列１１６及び１１８の空気ポート２８を含む。その他の実施形態では、空気流量調節器２７は、異なる寸法、形状、配向、パターン、又はそれらの組み合わせを有する１〜１０００個、２〜５００個、３〜２５０個、４〜１００個、又は５〜２５個以上の組及び列の空気ポート２８を含んでもよい。例えば、空気流量調節器２７は１〜１００個の組の異なる寸法の空気ポート２８を有してもよく、各々の組は１〜１００個の列の等しい又は異なる間隔、傾斜、又は形状の空気ポート２８を有する。更なる実施例により、空気ポート２８の寸法、数、及び／又は角度は、各々の混合管２６に沿って軸方向４８及び／又は円周方向５２において同じであっても、増加、及び／又は減少していてもよい。ある実施形態では、空気ポート２８は、混合管２６に沿ってある列から他の列へ直径が段階的に増加又は減少する（或いはその交互になる）ことになる。
【００２９】
図９は、混合管２６の第１の端部９４上の空気流量調節器２７（例えば、空気ポート２８）の一実施形態であり、空気ポート２８は実質的に同じ形状及び断面積１１４である。このような空気ポート２８の一実施形態は、軸方向４８又は円周方向５２いずれの方向においても見込まれる圧力降下がごくわずかである領域を利用することができる。本実施形態の空気ポート２８は、６個の列１１６に配置される。各々の列１１６の間の軸方向４８の間隔は等しく、各々の列１１６の空気ポート２８は混合管２６の周囲で円周方向５２に均等に配置される。更に、各々の列１１６は、次の列１１８から円周方向５２に十分にオフセット、例えば、千鳥配置される。
【００３０】
図１０は、図９の混合管２６の、図９の線１０−１０に沿った断面である。図示するように、空気ポート２８が混合管２６の中心軸１１９に向かって内側に直接配向され、それによって矢印で示すように混合管２６への空気の半径方向内側噴射が可能になる。上記のように、圧縮空気１８は、燃料ノズル１２の空気プレナム７８を介して混合管２６に入る。空気１８は、ディフューザー８６と空気入口７０によって空気プレナム７８へと略半径方向内側７４の方向に案内される。空気１８が混合管２６に入るとき、空気流量調節器２７の空気ポート２８が混合管２６への空気流の案内、分配、及び略調節を助け、燃料噴射器２４からの燃料２２との混合を向上させる。本実施形態では、空気ポート２８が半径方向軸４８と平行であるため、混合管２６に入る空気１８に渦運動は与えない。
【００３１】
図１１は、図９の混合管２６の、図９の線１１−１１に沿った断面である。矢印で示すように、空気ポート２８は、混合管２６の中心軸１１９に向かって半径方向内側に配向されるが、中心軸１１９からオフセットされる。言い換えれば、空気ポート２８は、角度１２０で示すように、半径方向軸５０に対して略傾斜して、管２６の中心軸１１９の周囲で円周方向５２に旋回流を与えるようになっている。図示するように、半径方向軸５０に対する空気ポート２８の角度１２０はゼロより大きい。個々の空気ポート２８の角度１２０は、約０〜４５度、０〜３０度、１５〜４５度、１５〜３０度、又はそれらの間の下位数値群の間で変化することになる。例えば、一部の空気ポート２８の角度１２０は、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、又は４５度、或いは任意のその他の角度であってよく、残りの空気ポート２８の角度１２０は、５、１０、１５、２０、２５、３０、４０又は４５度、或いは任意のその他の角度であってよい。一部の実施形態では、空気ポート２８を時計回り方向に空気を旋回させるように構成する一方、残りの空気ポート２８を反時計回り方向に空気を旋回させるように構成してもよい。この変更は、燃料ノズル１２の空気プレナム７８内の圧縮空気１８の流れをより良く捕らえるために、燃料ノズル１２の空気入口７０に対する個々の混合管２６の円周方向位置に基づいて行うことができる。
【００３２】
図１２は、図９の混合管２６の、図９の線１２−１２に沿った断面である。矢印で示すように、空気ポート２８は、混合管２６の中心軸１１９に向かって半径方向内側に配向されるが、中心軸１１９からオフセットされる。言い換えれば、空気ポート２８は、角度１２０で示すように、半径方向軸５０に対して略傾斜して、管２６の中心軸１１９の周囲で円周方向５２に旋回流を与えるようになっている。図１１とは対照的に、図１２の空気ポート２８の角度１２０は、大きな旋回流を与えるためにより大きくなっている。即ち、半径方向軸５０に対する空気ポート２８の角度１２０は、図１１の角度１２０よりも大きな値である。例えば、空気ポート２８の角度１２０は、約４５〜９０度、６０〜９０度、４５〜７５度、又は６０〜７５度、或いはそれらの間の任意の下位数値群の間で変化することになる。また、空気ポート２８の組の中の個々の空気ポート２８は、燃料ノズル１２内の圧縮空気１８の流れをカスタマイズするように様々な角度１２０で構成してもよいと考えられる。例えば、一部の実施形態では、より半径方向外側且つ空気入口７０のより近くの位置の燃料ノズル１２内に設置された混合管２６は、空気入口７０から更に離れた、燃料ノズル１２内のより半径方向内側位置に設置された混合管２６上の空気ポートよりも大きな角度１２０を有する空気ポート２８を有するように構成することができる。一部の実施形態では、混合管２６上の空気ポート２８は、軸方向４８の成分を有する方向に空気を案内するように傾斜してもよい。即ち、空気ポート２８は、下流６６又は上流６８の成分を有する方向に圧縮空気を案内して、混合管２６内の圧縮空気１８の流れを更に制御するように構成してもよい。空気ポート２８の角構成のこれらの変更によって、混合管２６内の圧縮空気流の変動、燃料噴射器２４から噴射された燃料２２の分散の変動、又は燃料空気混合気３０の均一性に影響を及ぼす可能性がある燃料ノズル１２内の環境のその他の変動条件を補うことができる。
【００３３】
図１３〜１６は、燃料ノズル１２の斜視図であり、ある実施形態に従った少なくとも１つの混合管２６を取り外す方法の一連のステップを示している。図１３に示すように、複数管燃料ノズル１２は、燃焼器１６のヘッドエンド５６から取り外して、エンドカバーアセンブリ５８に連結される。支持構造物８２とキャップフェイスアセンブリ６０によって連結された燃料入口６２を備えたエンドカバーアセンブリ５８が図示されている。混合管２６にアクセスするために、図１４に示すように、エンドカバーアセンブリ５８が支持構造物８２とキャップフェイスアセンブリ６０から分離される。図１４は、燃料ノズル１２のエンドカバーアセンブリ５８に連結された燃料噴射器２４を示している。次に、図１５に示すように、リテーナプレート８４は、混合管２６の第２の端部９６から第１の端部９４まで上流６８の方向に混合管２６に沿ってリテーナプレート８４を滑らせることによって、キャップフェイスアセンブリ６０から取り外される。図１６に示すように、混合管２６は、その後キャップフェイスアセンブリ６０上でそれらの位置から取り外される。１つ以上の混合管２６を取り外すことによって、燃料ノズル１２の製造、設置、及び運転の過程にある検査、交換、修理、又は任意のその他の目的を可能にすることができる。混合管２６の設置は、図１３〜１６に示すステップを逆の順序で辿ることによって行われる。即ち、１つ以上の混合管２６をキャップフェイスアセンブリ６０上の適当な位置に挿入し（図１６）、次いで、管２６がキャップフェイスアセンブリ６０及び／又はインピンジメントプレート９２と同一平面上になるまで、リテーナプレート８４を第１の端部９４から第２の端部９６まで混合管２６を横切って滑らせることによって設置する（図１５）ことができる。次いで、混合管２６をそれらのそれぞれの燃料噴射器２４と一列に並べることにより、支持構造物８２がエンドカバーアセンブリ５８によって連結される（図１４）。次いで、組み立てられた燃料ノズル１２（図１３）を燃焼器１６のヘッドエンド５６内に設置することができる。
【００３４】
開示された実施形態の技術的効果には、ガスタービンシステムの複数管燃料ノズル１２内の空気と燃料の混合を向上させるシステム及び方法が含まれる。特に、燃料ノズル１２は、空気ポート２８（例えば、空気流量調節器２７）を有する複数の混合管２６を備えており、燃料ノズル１２に入る加圧された圧縮空気１８がその空気ポート２８を通って案内されて、複数の燃料噴射器２４によって噴射された燃料２２と混合する。空気ポート２８は、様々な形状、寸法、空間配置で構成し、様々な角度で空気を案内するように構成することができる。このカスタマイズによって混合及び均一性が向上し、複数管燃料ノズル１２の複数の燃料噴射器２４の間で異なる空気１８及び燃料２２の圧力を補う。空気１８と燃料２２の混合の向上によって、燃焼器１６内の火炎安定性が増加し、望ましくない燃焼副産物の量が減少する。個々の混合管２６の取り外し及び交換方法は、燃料ノズル１２の費用効果的且つ効率的な修理を可能にする。
【００３５】
本開示では一部の代表的な寸法を上記で提示しているが、説明した燃焼器の様々な構成要素は拡大又は縮小すると共に、様々な種類の燃焼器や様々な用途に合わせて個別に調整することができることを理解されたい。本明細書は、実施例を使用して、最良の形態を含む本発明の実施形態を開示し、更にあらゆる装置又はシステムを製作且つ使用すること及びあらゆる組み込まれた方法を実行することを含む本発明の実施を当業者が行うのを可能にする。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規定され、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場合、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同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ものとする。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ガスタービンシステム
１２  燃料ノズル
１４  燃料供給部
１６  燃焼器
１８  圧縮空気
２０  圧縮機
２２  燃料
２４  燃料噴射器
２６  混合管
２７  空気流量調節器
２８  空気ポート
３０  燃料空気混合気
３２  加圧排気ガス
３４  タービン
３６  シャフト
３８  排気出口
４０  空気
４２  空気取入口
４４  負荷
４６  燃焼室
４８  軸方向
５０  半径方向
５２  円周方向
５４  長手方向軸
５６  ヘッドエンド
５８  エンドカバーアセンブリ
６０  キャップフェイスアセンブリ
６２  エンドカバー燃料入口
６４  エンドカバー燃料プレナム
６６  下流方向
６８  上流方向
７０  空気入口
７２  環状部
７４  ライナー
７６  フロースリーブ
７８  空気プレナム
８０  トランジションピース
８２  支持構造物
８４  リテーナプレート
８６  ディフューザー
８８  半径方向内側方向
９０  半径方向外側
９２  インピンジメントプレート
９４  混合管の第１の端部
９６  混合管の第２の端部
９８  混合管中央通路
１００  軸方向ばね
１０２  半径方向ばね
１０３  燃料噴射器の環状壁
１０４  燃料噴射器の内側燃料通路
１０６  燃料噴射器上の燃料ポート
１０８  テーパ状部分
１０９  燃料噴射器の先端
１１０  第１の組の空気ポート
１１２  第２の組の空気ポート
１１４  空気ポートの面積
１１６  第１の列の空気ポート
１１８  第２の列の空気ポート
１２０  角度
【図１】
2014238254.tif 000003
【図２】
2014238254.tif 000004
【図３】
2014238254.tif 000005
【図４】
2014238254.tif 000006
【図５】
2014238254.tif 000007
【図６】
2014238254.tif 000008
【図７】
2014238254.tif 000009
【図８】
2014238254.tif 000010
【図９】
2014238254.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2014238254.tif 000013
【図１２】
2014238254.tif 000014
【図１３】
2014238254.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2014238254.tif 000017
【図１６】
2014238254.tif 000018
【外国語明細書】
2014238254000001.pdf