(57)【要約】      （修正有）【課題】ガス・タービンの燃焼器に点火するための燃料噴射器を提供する。【解決手段】ガス・タービンの燃焼器２２に点火するための燃料噴射器６８において、後装型イグナイタや火炎伝播管の必要性を解消して、費用の増大及び燃焼設計時の望ましくない制約を回避した改良型システムを提供する。ガス・タービンの燃焼器２２のための燃料噴射器６８が、円環状本体を含んでいる。流体回路が、本体を少なくとも部分的に通して延在している。軸方向に延在する内部体が、本体の内部に延在している。内部体は、当該内部体を少なくとも部分的に通して延在している内部室を少なくとも部分的に画定している。内部室は、流体回路と流体連通している。格納式イグナイタが、流体回路が充填されているときに、内部室から線形外向きに延在している。【選択図】図２
2014238253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス・タービンの燃焼器のための燃料噴射器であって、
ａ．円環状本体と、
ｂ．該本体を少なくとも部分的に通して延在している流体回路と、
ｃ．前記本体の内部に延在している軸方向に延在する内部体と、
ｄ．該内部体の内部に少なくとも部分的に画定されており、前記流体回路と流体連通している内部室と、
ｅ．前記流体回路が充填されているときに、前記内部室から線形外向きに延在している格納式イグナイタと
を備えた燃料噴射器。
【請求項２】
前記内部室の内部に配設されており、前記イグナイタに結合されているばねをさらに含んでいる請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項３】
前記内部室の内部に配設された半径方向に延在する押圧板であって、前記イグナイタを少なくとも部分的に円周方向に包囲している押圧板をさらに含んでいる請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項４】
前記流体回路は、液体燃料源、気体燃料源、又は圧縮された作動流体源の少なくとも一つと流体連通している、請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項５】
前記内部体の上流端はドーム形状である、請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項６】
前記本体と前記内部体との間に少なくとも部分的に画定されている円環状流路をさらに含んでいる請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項７】
燃料回路及び燃料噴射口をさらに含んでおり、該燃料噴射口は、前記燃料回路と当該燃料噴射器の前記円環状流路との間に流路を少なくとも部分的に画定している、請求項６に記載の燃料噴射器。
【請求項８】
前記本体は、下流端から軸方向に分離された上流端を含んでおり、前記イグナイタは、前記流体回路が充填されているときに、前記本体の前記下流端の下流に延在している、請求項１に記載の燃料噴射器。
【請求項９】
ガス・タービンのための燃焼器であって、
ａ．ケーシングに結合された端部カバーと、該端部カバーの下流に延在している燃料ノズルと、該燃料ノズルの一部を少なくとも部分的に包囲しているキャップ・アセンブリと、該キャップ・アセンブリの下流に延在している円環状ライナと、
ｂ．該ライナを半径方向に貫通して延在している燃料噴射器と
を備えており、該燃料噴射器は、
ｉ．当該燃料噴射器を通して流路を少なくとも部分的に画定しており、下流端を有する円環状本体と、
ii．該本体を少なくとも部分的に通して延在している流体回路と、
iii．前記本体の前記流路の内部に配設されて、当該内部体の下流端に開口を有している内部体と、
iv．該内部体の内部に少なくとも部分的に画定されており、前記流体回路と流体連通している内部室と、
ｖ．該内部室の内部に配設されて、前記流体回路が充填されているときに、前記内部体の前記開口を通して前記本体の前記流路の少なくとも部分的に内部まで線形に延在している格納式イグナイタと
を含んでいる、燃焼器。
【請求項１０】
前記ライナは、燃焼ライナ、尾筒ダクト又は尾筒ノズルの一つである、請求項９に記載の燃焼器。
【請求項１１】
前記燃料噴射器は、前記内部室の内部に配設されて前記イグナイタに接続されたばねをさらに含んでいる、請求項９に記載の燃焼器。
【請求項１２】
前記燃料噴射器は、前記内部室の内部に配設されて前記イグナイタを少なくとも部分的に円周方向に包囲している押圧板をさらに含んでいる請求項９に記載の燃焼器。
【請求項１３】
前記燃料噴射器の前記流体回路は、液体燃料源、気体燃料源、又は圧縮された作動流体源の少なくとも一つと流体連通している、請求項９に記載の燃焼器。
【請求項１４】
前記燃料噴射器の前記内部室はドーム形状の上流端を含んでいる、請求項９に記載の燃焼器。
【請求項１５】
前記燃料噴射器は、燃料回路と、少なくとも一つの燃料噴射口とをさらに含んでおり、該燃料噴射口は、前記燃料回路と前記燃料噴射器の前記流路との間に流路を画定している、請求項９に記載の燃焼器。
【請求項１６】
前記燃料噴射器の前記格納式イグナイタは、前記流体回路が充填されているときに、前記本体の前記下流端の下流に延在している、請求項９に記載の燃焼器。
【請求項１７】
ａ．圧縮機区画と、
ｂ．該圧縮機区画の下流に位置して燃焼器を有している燃焼区画であって、前記燃焼器は、当該燃焼器を通して熱ガス経路を少なくとも部分的に画定している少なくとも一つの円環状ライナを有している、燃焼区画と、
ｃ．該燃焼区画の下流のタービン区画と、
ｄ．前記燃焼器の前記ライナを少なくとも部分的に貫通して延在している燃料噴射器とを備えたガス・タービンであって、前記燃料噴射器は、
ｉ．当該燃料噴射器を通して流路を少なくとも部分的に画定している円環状本体と、
ii．該本体を少なくとも部分的に通して延在している流体回路と、
iii．前記本体を少なくとも部分的に通して延在して、前記流体回路と流体連通している内部室と、
iv．前記流体回路が充填されているときに、前記内部室から前記本体の前記流路の内部まで前記熱ガス経路へ向けて線形外向きに作動する格納式イグナイタと
を含んでいる、ガス・タービン。
【請求項１８】
前記燃料噴射器は、当該燃料噴射器の前記内部室の内部に配設されたばねをさらに含んでいる、請求項１７に記載のガス・タービン。
【請求項１９】
前記流体回路は、液体燃料源、気体燃料源、又は圧縮された作動流体源の少なくとも一つと流体連通している、請求項１７に記載のガス・タービン。
【請求項２０】
前記燃料噴射器は、燃料回路と、少なくとも一つの燃料噴射口とをさらに含んでおり、該燃料噴射口は、前記燃料回路と前記燃料噴射器の前記流路との間に流路を画定している、請求項１７に記載のガス・タービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的には、ガス・タービンに関する。さらに具体的には、本発明は、ガス・タービンの燃焼器に点火するための燃料噴射器に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービン・システムは、発電のような分野に広く用いられている。典型的なガス・タービンは、圧縮機区画、圧縮機区画の下流の燃焼区画、及び燃焼区画の下流のタービン区画を含んでいる。少なくとも一つのシャフトが、ガス・タービンを通して少なくとも部分的に軸方向に延在している。発電機／モータが、シャフトの一端に結合されている。圧縮機区画は、当該圧縮機区画の上流端に画定された入口を含んでいる。燃焼区画は全体的に、ケーシング、及び該ケーシングの周囲に円環状配列を成して配列された複数の燃焼器を含んでいる。
【０００３】
各々の燃焼器が、ケーシングに接続された端部カバーを含んでいる。少なくとも一つの燃料ノズルが、端部カバーの下流で全体的に軸方向に、且つ端部カバーの下流で燃焼器の内部に半径方向に延在するキャップ・アセンブリを少なくとも部分的に貫通して、延在している。燃焼ライナ及び／又は尾筒のような円環状ライナが、キャップ・アセンブリの下流に延在して、燃焼器を通して燃焼室及び／又は熱ガス経路を少なくとも部分的に画定している。ライナは一般的には、タービン区画の入口に隣接する点において終端している。幾つかのガス・タービン設計では、一連の火炎伝播管が、ライナ及びケーシングを貫通して複数の燃焼器の各々又は幾つかの間に延在して、各々の隣り合った燃焼器の間に流路を画定している。複数の燃焼器の一つの燃焼室において又は隣接して、火花プラグが配設される。
【０００４】
燃焼区画の起動時又は点火時には、発電機／モータはシャフトを回して圧縮機区画を駆動する。空気のような作動流体が圧縮機区画の入口を通して取り込まれて、圧縮機区画を通って燃焼区画へ向けて流れるにつれて次第に圧縮される。圧縮された空気は燃焼区画ケーシングの内部に送られ、ここで燃焼区画の個々の燃焼器に分配される。圧縮された空気は燃料と混合されて、各々の燃焼器の燃焼室の内部で可燃性混合物を形成する。それぞれの燃焼器の内部の可燃性混合物に点火するために火花プラグにトリガが与えられる。次いで、火炎が火炎伝播管を通して走行して、燃焼区画の各々の燃焼器が着火するまで、隣接する燃焼器に相次いで点火する。
【発明の概要】
【０００５】
一つのシステムとしての火花プラグ及び火炎伝播管は一般的には、ガス・タービンの燃焼区画に点火するのに実効的である。しかしながら、火炎伝播管点火システム、特に遅延希薄技術を用いた燃焼器におけるものに伴う様々な問題のため、費用が増大し、また燃焼設計者に望ましくない制約を課す場合がある。例えば、かかる問題としては、隣り合った燃焼器の熱成長速度が区々であるため生ずる火炎伝播管の周りの漏れ、点火後の隣り合った燃焼器の火炎伝播管を通した交差流の可能性、燃焼器の１若しくは複数の立ち消え後の火炎伝播管のパージ、立ち消え事象の後の燃焼器の再点火、及び／又はガス・タービンの動作時の火炎伝播管の冷却等がある。加えて、様々な現在の火花プラグ設計は、ケーシング及び／又は端部カバーを通して後装されている場合があり、これにより付加的な潜在的漏れ区域を生成し得る。従って、当技術分野においてガス・タービンの燃焼器に点火する改良型システムがあれば有用である。
【０００６】
本発明の観点及び利点は、以下の記載において記述され、又は記載から明らかな場合があり、又は発明の実施を通じて習得され得る。
【０００７】
本発明の一実施形態は、ガス・タービンの燃焼器のための燃料噴射器である。この燃料噴射器は、円環状本体を含んでいる。流体回路が、本体を少なくとも部分的に通して延在している。軸方向に延在する内部体が、本体の内部に延在している。内部体は、当該内部体を少なくとも部分的に通して延在している内部室を少なくとも部分的に画定している。内部室は、流体回路と流体連通している。格納式イグナイタが、流体回路が充填されているときに、内部室から線形外向きに延在している。
【０００８】
本発明のもう一つの実施形態は、ガス・タービンのための燃焼器である。この燃焼器は全体的に、ケーシングに結合された端部カバーを含んでいる。燃料ノズルが、端部カバーの下流に延在している。キャップ・アセンブリが、燃料ノズルの一部を少なくとも部分的に包囲している。円環状ライナが、キャップ・アセンブリの下流に延在している。燃料噴射器が、ライナを全体的に半径方向に貫通して延在している。燃料噴射器は、当該燃料噴射器を通して流路を少なくとも部分的に画定する円環状本体を含んでいる。円環状本体は、下流端を含んでいる。流体回路が、本体を少なくとも部分的に通して延在している。内部体が、本体の流路の内部に配設されている。内部体は、当該内部体の下流端に開口を有している。流体回路と流体連通した内部室が、内部体の内部に少なくとも部分的に画定されている。格納式イグナイタが、内部室の内部に配設されている。イグナイタは、流体回路が充填されているときに、内部体の開口を通して線形に、且つ本体の流路の少なくとも部分的に内部まで延在している。
【０００９】
本発明のもう一つの実施形態は、ガス・タービンを含んでいる。このガス・タービンは全体的に、圧縮機区画と、圧縮機区画の下流の燃焼区画と、燃焼区画の下流のタービン区画とを含んでいる。燃焼区画は、少なくとも一つの燃焼器を含んでおり、燃焼器は、当該燃焼器を通して熱ガス経路を少なくとも部分的に画定する少なくとも一つの円環状ライナを有している。燃料噴射器が、燃焼器のライナを少なくとも部分的に貫通して延在している。燃料噴射器は、当該燃料噴射器を通して流路を少なくとも部分的に画定している円環状本体を含んでいる。流体回路が、本体を少なくとも部分的に通して延在している。流体回路と流体連通している内部室が、本体を少なくとも部分的に通して延在している。格納式イグナイタが、流体回路が充填されているときに、内部室から本体の流路の内部まで熱ガス経路へ向けて線形外向きに作動する。
【００１０】
当業者は、本明細書を吟味すればかかる実施形態の特徴及び観点他をさらに十分に認められよう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明の最良の態様を含めた本発明の完全で且つ実施可能な当業者に対する開示が、添付図面の参照を含めて本明細書の残部にさらに具体的に記述される。
【図１】本発明の様々な実施形態を組み入れ得るガス・タービンの一例の機能ブロック図である。
【図２】本発明の様々な実施形態を組み入れた燃焼器の一例の単純化した断面側面図である。
【図３】本発明の少なくとも一実施形態による燃料噴射器の上流平面図である。
【図４】図３に示すような燃料噴射器の側断面図である。
【図５】本発明の少なくとも一実施形態による図４に示すような燃料噴射器の側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の各実施形態を提示するために詳細な参照を行ない、これらの実施形態の１又は複数の実例を添付図面に示す。詳細な説明は、数値指示及び文字指示を用いて図面の各特徴を参照する。図面及び記載における類似した又は同様の指示は、本発明の類似した又は同様の部材を参照するために用いられている。本書で用いられる「第一」、「第二」及び「第三」との用語は、一つの構成要素を他の構成要素と識別するために互換的に用いられる場合があり、個々の構成要素の位置又は重要性を意味するものではない。加えて、「上流」及び「下流」との用語は、流体の経路における構成要素の相対的な位置を指す。例えば、流体が構成要素Ａから構成要素Ｂへ流れる場合には、構成要素Ａは構成要素Ｂの上流に位置する。反対に、構成要素Ｂが構成要素Ａからの流体の流れを受ける場合には、構成要素Ｂは構成要素Ａの下流に位置する。
【００１３】
各々の例は、発明の制限のためではなく発明の説明のために掲げられている。実際に、本発明の範囲又は要旨から逸脱することなく本発明に改変及び変形を施し得ることは当業者には明らかとなろう。例えば、一実施形態の一部として図示され又は記載される各特徴を他の実施形態に対して用いて、さらに他の実施形態を得てもよい。このように、本発明は、特許請求の範囲及び均等構成の範囲内にあるような改変及び変形を網羅するものとする。本発明の実施形態の例を、工業用ガス・タービンに組み入れられる燃料噴射器の文脈で一般的に記載するが、当業者は、本書の記載から、特許請求の範囲に特に記載のない限り本発明の各実施形態が工業用ガス・タービンに限定されないことを容易に認められよう。
【００１４】
図面を参照すると、各図面全体を通して同じ参照番号が同じ要素を示している。図１は、本発明の様々な実施形態を組み入れ得るガス・タービン１０の一例の機能ブロック図を掲げる。図示のように、ガス・タービン１０は全体的に入口区画１２を含んでおり、入口区画１２は、ガス・タービン１０に流入する作動流体（例えば空気）１４を精製しまた他の方法で調整するための一連のフィルタ、冷却コイル、湿分分離器、及び／又は他装置を含み得る。作動流体１４は圧縮機区画に流入し、ここで圧縮機１６は作動流体１４に運動エネルギを累進的に与えて、高エネルギを与えられた状態の圧縮された作動流体１８を生成する。
【００１５】
圧縮された作動流体１８は、燃料供給システム２０からの燃料と混合されて、１又は複数の燃焼器２２の内部で可燃性混合物を形成する。可燃性混合物は燃焼されて、高温及び高圧を有する燃焼ガス２４を生成する。燃焼ガス２４はタービン区画のタービン２６を通って流れて、仕事を生成する。例えば、タービン２６は、圧縮された作動流体１８を生成するために圧縮機１６を駆動するシャフト２８に接続されることができ、これにより燃焼過程を永続させる。代替的に又は加えて、シャフト２８はタービン２６を発電機３０に接続して電気を発生することができる。タービン２６からの排ガス３２は、タービン２６を該タービン２６の下流の排気スタック３６に接続する排気区画３４を流れる。
【００１６】
燃焼器２２は、当技術分野で公知の任意の形式の燃焼器を含むことができ、本発明は、特許請求の範囲に特に記載のない限り如何なる特定の燃焼器設計にも限定されない。図２は、本発明の様々な実施形態を組み入れた燃焼器２２の一例の単純化した断面側面図を掲げる。図２に示すように、ケーシング４０及び端部カバー４２が組み合わさって、燃焼器２２に流入する圧縮機１６（図１）からの圧縮された作動流体１８を収納することができる。端部カバー４２は、燃料供給２０と流体連通していてよい。
【００１７】
少なくとも一つの主燃料ノズル４４が、端部カバー４２の内面４６の下流に全体的に軸方向に延在している。半径方向に延在するキャップ・アセンブリ４８が、主燃料ノズル４４の少なくとも一部を少なくとも部分的に包囲している。円環状ライナ５０が、タービン２６（図１）の入口５１へ向けてキャップ・アセンブリ４８の下流に延在している。ライナ５０は、燃焼器２２を通ってタービン２６（図１）の内部まで延在する熱ガス経路５２を少なくとも部分的に画定している。ライナ５０は、尾筒ノズルのような単体の構成要素であってもよいし、共に結合された多数の構成要素を含んでいてもよい。例えば、ライナ５０は、尾筒ダクト及び／又は尾筒ノズルに結合された燃焼ライナを含み得る。
【００１８】
燃焼帯５４が、キャップ・アセンブリ４８及び／又は主燃料ノズル４４の下流でライナ５０の内部に画定される。特定の燃焼器構成では、流れスリーブ又は衝突スリーブのような少なくとも一つの円環状スリーブ５６がライナ５０を少なくとも部分的に包囲して、冷却流路５８を両スリーブの間に少なくとも部分的に画定している。複数の冷却孔６０がスリーブ５６を貫通して延在して、圧縮された作動流体１８を冷却流路５８の内部まで端部カバー４２へ向けて送り、ライナ５０への冷却を提供している。
【００１９】
特定の実施形態では、図２に示すように、副燃料ノズル又は燃料噴射器６２が、ライナ５０を少なくとも部分的に貫通して、且つ／又は円環状スリーブ５６を少なくとも部分的に貫通して延在している。燃料噴射器６２は、キャップ・アセンブリ４８の下流の任意の位置においてライナ５０及び／又は円環状スリーブ５６を貫通して延在し得る。例えば、燃料噴射器は、燃焼帯５４の全体的に近傍の点においてライナ５０を貫通して延在し得る。燃料噴射器６２は、流体コンジット及び／又は弁のような１又は複数の流体結合６４を通して燃料供給２０又は代替的な燃料供給（不図示）と流体連通している。特定の実施形態では、流れ制御弁６６が、１又は複数の流体結合６４に流体接続されて、燃焼器２２の動作時の燃料噴射器６２への燃料の流量を制御する。特定の実施形態では、燃焼器２２は、キャップ・アセンブリ４８の全体的に下流のライナ５０及び／又は円環状スリーブ５６を全体的に半径方向に貫通して延在する複数の燃料噴射器６２を含んでいてもよい。
【００２０】
様々な実施形態では、図２に示すように、燃焼器は、格納式イグナイタを含む副燃料ノズル又は燃料噴射器６８を含んでいる。図３は、本発明の少なくとも一実施形態による格納式イグナイタ７０を有する図２に示すような燃料噴射器６８の遠近図を示し、図４は、本発明の様々な実施形態によるライナ５０の一部を少なくとも部分的に通して延在している図３に示す燃料噴射器６８の断面側面図を掲げる。図３及び図４に示すように、燃料噴射器６８は全体的に、本体７２の軸方向中心線に関して下流端７６から軸方向に分離されている上流端７４を有する円環状本体７２を含んでいる。本体７２は、燃料噴射器６８を通して延在している流路７８を少なくとも部分的に画定している。本体７２はさらに、当該本体７２を少なくとも部分的に通して延在している少なくとも一つの燃料回路８０を含んでいる。燃料回路８０は、燃料供給２０又は代替的な燃料源（不図示）と流体連通している。複数の燃料噴射口８２が、燃料回路８０と、本体７２を通して延在している流路７８との間の流体連通を提供している。
【００２１】
図３及び図４に示すように、軸方向に延在する内部体８４が、本体７２の流路７８を少なくとも部分的に通して延在している。内部体８４及び本体７２は、単一の構成要素として鋳造及び／又は機械加工されていてもよいし、別個の構成要素として製造されていてもよい。流路７８は、内部体８４と本体７２との間に少なくとも部分的に画定されていてよい。図４に示すように、内部体８２は全体的に、上流端８６及び下流端８８を含んでいる。特定の実施形態では、内部体８４の上流端８６は全体的にドーム形状である。
【００２２】
図４に示すように、内部体８４は、内部室９０を少なくとも部分的に画定している。内部室９０は、内部体８４の内部に全体的に軸方向に延在している。内部体８４の下流端８８における開口９２が、内部室９０と、燃料噴射器６８の本体７２の流路７８及び／又は燃焼器２２（図２）の熱ガス経路５２との間の流体連通を提供している。幾つかの構成では、本体７２と、本体７２の流路７８の内部の内部体８４との間に複数の渦生成翼が延在していてもよい。
【００２３】
燃料供給２０、又は代替的な燃料供給若しくは空気供給（不図示）と流体連通している流体回路９４が、本体７２を少なくとも部分的に通して延在している。少なくとも一つの流入口９６が、流体回路９４と内部室９０との間の流体連通を提供している。燃料供給２０は、液体燃料、気体燃料、及び／又は圧縮された空気のような圧縮された作動流体の少なくとも一つを流体回路９４に供給するように構成されていてよい。流体回路９４は、本体７２の燃料回路８０と流体連通していてもよいし、別個の回路であってもよい。
【００２４】
図３及び図４に示すように、格納式イグナイタ７０が内部室９０の内部に少なくとも部分的に配設されている。イグナイタ７０は、燃焼器２２の動作環境の内部での利用に適した任意の形式のイグナイタであってよい。例えば、イグナイタ７０は、電気火花イグナイタであってよい。図４に示すように、イグナイタ７０は全体的に、上部９８、下部１００、及び下部１００から線形に延在する点火先端１０２を含んでいる。イグナイタ７０は、任意の断面形状を有し得る。例えば、イグナイタ７０は、円筒形、三角形、矩形、又はこれらの任意の組み合わせであってよい。イグナイタ７０は、内部体８４を通して延在しているワイヤ１０４を通じて電流源（不図示）に結合され得る。特定の実施形態では、ワイヤ１０４は、内部体８４の上流端８６を通って延在して、イグナイタ７０の上部９８に接続している。ワイヤ１０４は、内部室９０の内部でコイル状に巻回されて、流体回路９４が充填されているときに、イグナイタ７０の線形移動を許容し得る。
【００２５】
特定の実施形態では、内部体８４の内部室９０の内部にばね１０６が配設されている。ばね１０６は、本発明を遂行するのに適した任意の形式のばねであってよい。例えば、ばね１０６は、螺旋圧縮ばね、張力ばね、ばねワッシャ又はウェーブばねであってよい。ばね１０６は、内部室９０の内部でイグナイタ７０の一部を少なくとも部分的に包囲している。特定の実施形態では、ばね１０６はイグナイタ７０に結合されて、イグナイタ７０を所定の位置に保持し、且つ／又はイグナイタ７０に収縮力を提供する。
【００２６】
内部体８４は、ばね１０６の少なくとも一方の端部を制止するように構成され得る。例えば、スロット又はランディング（landing）のような保持特徴１０８が、内部体８４の内部に少なくとも部分的に画定されており、内部室９０の内部の所定位置にばね１０６を保持することができる。保持特徴１０８は、内部体８４の上流端８６又は下流端８８の近くに配置され得る。特定の実施形態では、半径方向に延在する押圧板１１０が、内部室９０の内部でイグナイタ７０を少なくとも部分的に円周方向に包囲している。押圧板１１０は、イグナイタ７０及び／又はばね１０６に取り付けられ得る。
【００２７】
図４に示すように、イグナイタ７０、特にイグナイタの下部は、流体回路９４が不動作であるとき又は充填されていないときには内部体８４によって実質的に包囲されている。この態様で、イグナイタ７０、特に下部１００及び／又は点火先端１０２は、燃焼器２２の熱ガス経路５２を通って流れる熱ガスから少なくとも部分的に遮蔽されている。結果として、イグナイタ７０に加わる熱応力が、燃焼器２２の動作時に軽減されて、これによりイグナイタ７０の機械的な寿命を延ばすことができる。
【００２８】
図５は、燃焼器の点火又は着火時等に流体回路９４が充填された状態での図４に示す燃料噴射器６８の断面側面図を掲げる。一実施形態では、燃料１１２が、燃料供給２０から流体回路９４の内部に送られる。燃料１１２は流入口９６を通って内部室９０に流入する。燃料はイグナイタ７０と内部室９０との間を内部体８４の上流端８６へ向けて、且つイグナイタ７０の上部へ向けて走行する。
【００２９】
燃料は内部室を加圧し、これによりイグナイタ７０の上部９８及び／又は押圧板１１０に軸方向の力を加える。軸方向の力は、ばね１０６によって加えられる反対方向の軸方向の力に打ち克って、これにより下部１００及び／又は点火先端１０２を含むイグナイタ７０の部分が、内部体８４の開口９２を線形に貫通して延在するようになる。特定の実施形態では、下部１００及び／又は点火先端１０２は、本体７２と燃料噴射器６８の内部体８４との間に少なくとも部分的に画定されている流路７８の内部まで延在する。さらに他の実施形態では、下部１００及び／又は点火先端１０２は、熱ガス経路５２及び／又は燃焼器２２の燃焼帯５４（図２）の内部まで延在する。
【００３０】
燃料は、主燃料ノズル４４（図２）の１又は複数を通って、且つ／又は燃料噴射器６８の１又は複数の燃料噴射口８２を通って燃焼帯５４（図２）に供給される。イグナイタ７０はワイヤ１０４を通じてトリガを与えられて、高電圧火花を点火先端１０２から延在させ、これにより燃焼帯５４及び／又は流路７８の内部の燃料に点火する。一旦、燃焼器２２（図２）が点火されたら、燃料を流体回路９４に供給している燃料供給２０は閉鎖されてよい。結果として、内部室の内部の圧力が低下し又は除去されて、ばね力１１６によってイグナイタ７０が図４に示すような元の位置に引き戻される。代替的な実施形態では、燃料の流量を増減させてイグナイタ先端１０２の位置を調節してもよい。
【００３１】
代替的な実施形態では、流体回路９４は、燃焼器２２の点火の後にも充填されたままであってよい。この態様では、内部室から内部体の開口を通って流れる燃料１１２は、イグナイタの下部及び／又は点火先端に有益な冷却を提供することができる。加えて又は代替的には、圧縮された作動流体１８が本体の流路７８に送られ、又は空気のような圧縮された作動流体が燃料供給２０を通して流体回路に送られて、イグナイタの下部１００及び／又は点火先端１０２に冷却を提供してもよい。
【００３２】
図２から図５に図示され、本書に記載されているような発明は、ガス・タービンの燃焼器に現在用いられている既存の燃料噴射器及び点火システムを凌ぐ様々な技術的利点を提供する。例えば、格納式イグナイタ７０を有する燃料噴射器６８は、遅延希薄燃料噴射システムにおけるもののような燃焼器のライナの内部の既存の副燃料ノズル又は燃料噴射器６２の開口に装着されることができ、これにより多くのガス・タービン燃焼器設計に現在用いられているような後装型イグナイタの必要性をなくす。加えて、燃料噴射器６８のコンパクトで一体化された設計のため、燃焼区画の各々の燃焼器の内部での設置が可能になり、これにより隣り合った燃焼器の間での火炎伝播管の必要性をなくす。結果として、火炎伝播管のパージ／冷却に関連して火炎伝播管と燃焼器との流れ／混合の間に連続的な交差流が生ずる問題の可能性が改善され、且つ／又は解消され得る。加えて、燃料噴射器６８は、単一の燃焼器において立ち消え事象が生じた場合に燃焼のキャンが独立に点火することを可能にし、これによりかかる事象からの復旧時間を改善する。加えて、燃料噴射器６８は、幾つかの燃焼設計に見受けられる後装型火花イグナイタを排除することにより、燃焼ケーシングを通る漏れ点の数を減少させる。加えて、燃焼器間の熱膨脹の問題が、特に尾筒ダクト及び／又は尾筒ノズル構成について最小限になる。
【００３３】
この書面の記載は、最適な態様を含めて発明を開示し、また任意の装置又はシステムを製造して利用すること及び任意の組み込まれた方法を実行することを含めてあらゆる当業者が発明を実施することを可能にするように実例を用いている。特許付与可能な発明の範囲は特許請求の範囲によって画定されており、当業者に想到される他の実例を含み得る。かかる他の実例は、特許請求の範囲の書字言語に相違しない構造要素を含む場合、又は特許請求の範囲の書字言語と非実質的な相違を有する等価な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３４】
１０：ガス・タービン
１２：入口区画
１４：作動流体
１６：圧縮機
１８：圧縮された作動流体
２０：燃料供給システム
２２：燃焼器
２４：燃焼ガス
２６：タービン
２８：シャフト
３０：発電機／モータ
３２：排ガス
３４：排気区画
３６：排気スタック
４０：ケーシング
４２：端部カバー
４４：主燃料ノズル
４６：内面
４８：キャップ・アセンブリ
５０：ライナ
５１：入口
５２：熱ガス経路
５４：第一の燃焼帯
５６：円環状スリーブ
５８：冷却流路
６０：冷却孔
６２：副ノズル／燃料噴射器
６４：流体結合
６６：流れ制御弁
６８：燃料噴射器
７０：格納式イグナイタ
７２：本体
７４：上流端
７６：下流端
７８：流路
８０：燃料回路
８２：燃料噴射口
８４：内部体
８６：上流端
８８：下流端
９０：内部室
９２：開口
９４：流体回路
９６：流入口
９８：上部
１００：下部
１０２：点火先端
１０４：ワイヤ
１０６：ばね
１０８：保持特徴
１１０：押圧板
１１２：燃料
１１４：軸方向力
１１６：ばね力
【図１】
2014238253.tif 000003
【図２】
2014238253.tif 000004
【図３】
2014238253.tif 000005
【図４】
2014238253.tif 000006
【図５】
2014238253.tif 000007
【外国語明細書】
2014238253000001.pdf