(57)【要約】      （修正有）【課題】広い範囲の燃焼器運転レベルにわたり、火炎安定性を高め且つ／又は望ましくない排出を減少させつつ、現在の設計よりも複雑でなく且つ／又は高価でなく製造される改善されたガス・タービン用燃料ノズルを提供する。【解決手段】ガス・タービン用燃料ノズル７０の本体７２は、下流端８０から軸方向に離隔された上流端７８を有しており、上流端７８を通り本体７２を少なくとも部分的に通して延在する燃料供給路８６を少なくとも部分的に画定している。燃料分配マニホルド７４が、本体７８の下流端８０に配設されている。燃料分配マニホルド７４は、当該燃料分配マニホルド７４を通して延在する複数の軸方向に延在する通路９２を含んでいる。複数の燃料噴射口９６が、燃料供給路８６と、複数の軸方向に延在する通路９２の各々との間に流路９８を画定している。【選択図】図６
2014115072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．下流端から軸方向に離隔された上流端を有する本体であって、前記上流端を通り当該本体を少なくとも部分的に通して延在する燃料供給路を少なくとも部分的に画定している本体と、
ｂ．該本体の前記下流端に配設された燃料分配マニホルドであって、当該燃料分配マニホルドを通して延在する複数の軸方向に延在する通路を有する燃料分配マニホルドと、
ｃ．複数の燃料噴射口であって、各々の燃料噴射口が、前記燃料供給路と、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路との間に流路を画定している複数の燃料噴射口と
を備えたガス・タービン用燃料ノズル。
【請求項２】
前記燃料分配マニホルドの下流側に延在する複数の軸方向に延在する管をさらに含んでおり、各々の管が、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路と整列している、請求項１に記載の燃料ノズル。
【請求項３】
前記燃料分配マニホルドの上流側に延在する複数の軸方向に延在する管をさらに含んでおり、各々の管が、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路と整列している、請求項１に記載の燃料ノズル。
【請求項４】
複数の軸方向に延在する管をさらに含んでおり、各々の管が、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路を少なくとも部分的に通して延在している、請求項１に記載の燃料ノズル。
【請求項５】
前記複数の燃料噴射口の各々が、前記複数の軸方向に延在する管のそれぞれの管を通して延在している、請求項４に記載の燃料ノズル。
【請求項６】
前記燃料分配マニホルド及び前記本体は単一構成要素として、鋳造されている、請求項１に記載の燃料ノズル。
【請求項７】
前記燃料分配マニホルドは、前記複数の軸方向に延在する通路を少なくとも部分的に包囲する燃料プレナムをさらに含んでいる、請求項１に記載の燃料ノズル。
【請求項８】
前記燃料プレナムは前記本体の前記燃料供給路と流体連通している、請求項７に記載の燃料ノズル。
【請求項９】
複数の燃料噴射口をさらに含んでおり、各々の燃料噴射口が、前記燃料プレナムと、前記軸方向に延在する通路のそれぞれの通路との間に流路を画定している、請求項８に記載の燃料ノズル。
【請求項１０】
ａ．上流端及び下流端を有する本体であって、前記上流端を通り当該本体を少なくとも部分的に通して延在する燃料供給路を画定している本体と、
ｂ．該本体の前記下流端から半径方向外向きに延在する燃料分配マニホルドであって、前記本体の前記下流端の周囲に円環アレイを成して配列されている複数の軸方向に延在する通路を画定しており、前記複数の軸方向に延在する通路の各々を少なくとも部分的に包囲する燃料プレナムをさらに画定している燃料分配マニホルドと、
ｃ．前記本体の前記燃料供給路と、前記燃料分配マニホルドの前記燃料プレナムとの間に画定された流路と、
ｄ．複数の燃料噴射口であって、各々の燃料噴射口が、前記燃料分配マニホルドの前記燃料プレナムと、前記軸方向に延在する通路のそれぞれの通路との間に流路を画定している複数の燃料噴射口と
を備えたガス・タービン用燃料ノズル。
【請求項１１】
前記燃料分配マニホルドの下流側に延在する複数の軸方向に延在する管をさらに含んでおり、各々の管が、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路と整列している、請求項１０に記載の燃料ノズル。
【請求項１２】
前記燃料分配マニホルドの上流側に延在する複数の軸方向に延在する管をさらに含んでおり、各々の管が、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路と整列している、請求項１０に記載の燃料ノズル。
【請求項１３】
複数の軸方向に延在する管をさらに含んでおり、各々の管が、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路を少なくとも部分的に通して延在している、請求項１０に記載の燃料ノズル。
【請求項１４】
前記燃料分配マニホルド及び前記本体は単一構成要素として、鋳造されている、請求項１０に記載の燃料ノズル。
【請求項１５】
複数の燃料噴射口をさらに含んでおり、各々の燃料噴射口が、前記本体の前記燃料供給路と、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路との間に流路を画定している、請求項１０に記載の燃料ノズル。
【請求項１６】
ａ．圧縮機と、該圧縮機の下流側の燃焼器と、該燃焼器の下流側のタービンとを備えたガス・タービンであって、前記燃焼器は、当該燃焼器を少なくとも部分的に包囲する圧縮機排出ケーシングに接続された端部カバーを有しており、該端部カバーは内面を有しており、当該ガス・タービンは、
ｂ．複数の燃料ノズルを含んでおり、各々の燃料ノズルが、前記端部カバーの前記内面の下流側に延在しており、各々の燃料ノズルは、
ｉ．上流端及び下流端を有する本体であって、前記上流端を通り当該本体を少なくとも部分的に通して延在する燃料供給路を画定している本体と、
ii．該本体の前記下流端から半径方向外向きに延在する燃料分配マニホルドであって、前記本体の前記下流端の周囲に円環アレイを成して配列されている複数の軸方向に延在する通路を画定している燃料分配マニホルドと、
iii．前記本体の前記燃料供給路と、前記燃料分配マニホルドの前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路との間に画定された少なくとも一つの流路と
を含んでいる、ガス・タービン。
【請求項１７】
各々の燃料ノズルが、前記燃料分配マニホルドの下流側に延在する複数の軸方向に延在する管を含んでおり、各々の管が、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路と整列している、請求項１６に記載のガス・タービン。
【請求項１８】
各々の燃料ノズルが、前記燃料分配マニホルドの上流側に延在する複数の軸方向に延在する管を含んでおり、各々の管が、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路と整列している、請求項１６に記載のガス・タービン。
【請求項１９】
前記燃料分配マニホルドは、前記複数の軸方向に延在する通路を円周方向に包囲する燃料プレナムをさらに画定しており、該燃料プレナムは、前記本体の前記燃料供給路と流体連通している、請求項１６に記載のガス・タービン。
【請求項２０】
前記燃料プレナムと、前記複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路との間に画定された少なくとも一つの流路をさらに含んでいる請求項１９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・タービンの燃焼器に関する。さらに具体的には、本発明は、ガス・タービンの燃焼器用の燃料ノズル・アセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼器は、燃料に点火して高温及び高圧を有する燃焼ガスを生成するために産業用運転及び発電運転に広く用いられている。例えば、ガス・タービンのようなターボ機械は典型的には、出力又は推力を生成するために１又は複数の燃焼器を含んでいる。典型的なガス・タービンは、入口部、圧縮機部、燃焼部、タービン部、及び排気部を含んでいる。入口部は作動流体（例えば空気）を浄化して調整し、この作動流体を圧縮機部へ供給する。圧縮機部は作動流体の圧力を高めて、圧縮された作動流体を燃焼部へ供給する。圧縮された作動流体及び燃料が燃焼部の内部で混合されて燃やされ、高温及び高圧を有する燃焼ガスを生成する。燃焼ガスはタービン部に流入してここで膨張して仕事を生成する。例えば、タービン部での燃焼ガスの膨張によって、発電機に接続されたシャフトを回転させて、電気を起こすことができる。
【０００３】
燃焼部は、圧縮機部とタービン部との間に円環状に配列された１又は複数の燃焼器を含み得る。様々なパラメータが、燃焼器の設計及び運転に影響する。例えば、燃焼ガス温度が高いほど、一般に燃焼器の熱力学的効率が高められる。しかしながら、燃焼ガス温度が高いと、燃焼炎が燃料ノズルの下流端へ向かって移行する保炎状態も助長され、相対的に短い時間量でノズルへの損傷を促す可能性がある。加えて、燃焼ガス温度が高いと、一般に二原子窒素の解離速度が高まり、窒素酸化物（ＮＯX）の生成が増大する。反対に、燃料流の低下及び／又は部分負荷運転（ターンダウン）に伴って燃焼ガス温度が低くなると、一般に燃焼ガスの化学反応速度が低下し、一酸化炭素及び未燃炭化水素の生成が増大する。
【０００４】
特定の燃焼器設計において、燃焼器は、当該燃焼器の少なくとも一部を横断して半径方向に延在するキャップ・アセンブリを含んでいる。複数の管が、キャップ・アセンブリ管を横断して１又は複数の管バンドルを成して半径方向に配列されて、圧縮された作動流体がキャップ・アセンブリを通って燃焼室の内部に流れるための流路を画定する。キャップ・アセンブリの内部の燃料プレナムに供給された燃料が、管の各々又は幾つかを通して半径方向に延在する１又は複数の燃料噴射口を通って管に流入し得る。燃料及び圧縮された作動流体は管の内部で混合した後に、管から流出して燃焼室に入る。
【発明の概要】
【０００５】
保炎から保護すると共に望ましくない排出を制御しつつ相対的に高い動作温度を可能にするのに実効的であるものの、管バンドルは、燃料ノズル・アセンブリを形成するのに必要とされる個々の構成要素の数及び設計の全体的な複雑さのため製造に関する幾つもの難題を呈する。結果として、設計の複雑さは一般的には、管バンドルを製造するための付加的費用に対応する。従って、広い範囲の燃焼器運転レベルにわたり、火炎安定性を高め且つ／又は望ましくない排出を減少させつつ、現在の設計よりも複雑でなく且つ／又は高価でなく製造される改善された燃料ノズルは、ガス・タービン業界にとって有用であろう。
【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・タービン用燃料ノズルである。この燃料ノズルは、下流端から軸方向に離隔された上流端を有する本体を含んでいる。本体は、上流端を通り当該本体を少なくとも部分的に通して延在する燃料供給路を少なくとも部分的に画定している。燃料分配マニホルドが、本体の下流端に配設されている。燃料分配マニホルドは、当該燃料分配マニホルドを通して延在する複数の軸方向に延在する通路を含んでいる。少なくとも一つの燃料噴射口が、燃料供給路と、複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路との間に流路を画定している。
【０００８】
本発明のもう一つの実施形態は、ガス・タービン用燃料ノズルである。この燃料ノズルは一般的には、上流端及び下流端を有する本体を含んでいる。本体は、上流端を通り当該本体を少なくとも部分的に通して延在する燃料供給路を少なくとも部分的に画定している。燃料分配マニホルドが、本体の下流端から半径方向外向きに延在している。燃料分配マニホルドは、本体の下流端の周囲で円環アレイを成して配列された複数の軸方向に延在する通路を画定している。燃料分配マニホルドはさらに、複数の軸方向に延在する通路の各々を少なくとも部分的に包囲する燃料プレナムを画定している。流路が、本体の燃料供給路と燃料分配マニホルドの燃料プレナムとの間に画定されている。少なくとも一つの燃料噴射口が、燃料分配マニホルドの燃料プレナムと軸方向に延在する通路のそれぞれの通路との間に流路を画定している。
【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、圧縮機と、圧縮機の下流側の燃焼器と、燃焼器の下流側のタービンとを含んでいる。燃焼器は、当該燃焼器を少なくとも部分的に包囲するケーシングに接続された端部カバーを含んでいる。端部カバーは内面を含んでいる。複数の燃料ノズルが、端部カバーの内面の下流側に延在している。各々の燃料ノズルが、上流端及び下流端を有する本体を含んでいる。本体は、上流端を通り当該本体を少なくとも部分的に通して延在する燃料供給路を少なくとも部分的に画定している。燃料分配マニホルドが、本体の下流端から半径方向外向きに延在している。燃料分配マニホルドは、本体の下流端の周囲で円環アレイを成して配列されている複数の軸方向に延在する通路を少なくとも部分的に画定している。少なくとも一つの流路が、本体の燃料供給路と、燃料分配マニホルドの複数の軸方向に延在する通路のそれぞれの通路との間に画定されている。
【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】本発明の範囲内にあるガス・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による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図２に示すような燃焼器の一部の上面図である。
【図４】本発明の少なくとも一実施形態による図２に示すような燃焼器の一部の上面図である。
【図５】本発明の少なくとも一実施形態による燃料ノズルの遠近図である。
【図６】図５に示す燃料ノズルの線６−６に沿って見た断面側面図である。
【図７】図５に示す燃料ノズルの一部の線７−７に沿って見た断面上面図である。
【図８】本発明の少なくとも一実施形態による燃料ノズルの断面側面図である。
【図９】図８に示す燃料ノズルの線９−９に沿って見た断面上面図である。
【図１０】本発明の少なくとも一実施形態による図５に示す燃料ノズルの断面側面図である。
【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詳細に参照し、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。
【００１３】
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ており、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。また、「上流」、「下流」、「半径方向」、及び「軸方向」との用語は、流体の経路での流体の流れに関して相対的な方向を指す。例えば、「上流」は流体が流れてくる方向を指し、「下流」は流体が流れていく方向を指す。同様に、「半径方向」は、流体の流れに実質的に垂直な相対的方向を指し、「軸方向」は、流体の流れに実質的に平行な相対的方向を指す。
【００１４】
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。
【００１５】
本発明の様々な実施形態は、複数の燃料ノズルを有する燃焼器を含んでおり、各々の燃料ノズルが、複数の管と燃料分配マニホルドとを含んでいる。一般的には、各々の燃料ノズル・アセンブリは、燃焼器の端部カバーの下流側に軸方向に延在する本体を含んでいる。本体は、当該本体を少なくとも部分的に通して延在する燃料供給路を画定している。燃料供給路は、燃焼器の端部カバーを通して燃料供給部と流体連通している。
【００１６】
燃料分配マニホルドが、本体の下流端に配設されており、燃料路と流体連通している。複数の軸方向に延在する通路が、燃料分配マニホルドを通して延在している。複数の軸方向に延在する通路は、本体の下流部分の周囲に円環アレイを成して配列されている。軸方向に延在する通路の各々が、燃料供給路と流体連通している。軸方向に延在する通路の各々は、燃料分配マニホルドの上流側及び／又は下流側で全体的に軸方向に延在している対応する管と整列している。各々の管及び管の対応する軸方向に延在する通路は、燃料ノズルを通して予備混合流路を少なくとも部分的に画定している。特定の実施形態では、圧縮された作動流体が燃料分配マニホルドの上流側で各々の管に流入する。燃料が、端部カバーを通して本体の燃料供給路に送り込まれる。燃料は、燃料供給路から各々の軸方向に延在する通路の内部に全体的に半径方向に噴射される。燃料及び圧縮された作動流体は各々の予備混合流路の内部で混合して、予備混合された可燃性混合体を形成する。
【００１７】
予備混合された可燃性混合物は、管を通って燃焼器の燃焼域に流入している間にも混合し続けて、燃焼域において燃焼されて熱ガスを生成する。幾つかの実施形態では、本体及び燃料分配マニホルドは単一構成要素として、鋳造されていてもよいし他の方法で形成されていてもよい。さらに他の実施形態では、管は、燃料分配マニホルドと共に又は燃料分配マニホルド及び燃料ノズルの本体の両方と共に単一構成要素として、鋳造されていてもよいし他の方法で形成されていてもよい。結果として、燃料ノズルは、より少数の個々の構成要素で構成され、このようにして保炎性能及び排出性能の十分な設計余裕を保ちつつ製造時間及び製造費用を縮小する。本発明の実施形態の各例は説明の目的でガス・タービンに組み入れられる燃焼器の文脈で一般に記載されるが、本発明の各実施形態は任意のターボ機械に組み入れられた任意の燃焼器に応用されることができ、特許請求の範囲に特に記載されていない限りガス・タービンの燃焼器に限定されないことを当業者は容易に認められよう。
【００１８】
ここで図面を参照すると、各図面を通して同じ参照番号が同じ要素を示しており、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は一般的には入口部１２を含んでおり、入口部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は圧縮機部に流入し、ここでは圧縮機１６が作動流体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。
【００１９】
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の内部に可燃性混合物を形成する。可燃性混合物は燃やされて、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はタービン部のタービン２６を流れて仕事を生成する。例えば、タービン２６は、当該タービン２６の回転が、圧縮された作動流体１８を生成する圧縮機１６を駆動するようにシャフト２８に接続されていてよい。代替的に又は加えて、シャフト２８は、タービン２６を電気を発生するための発電機３０に接続していてもよい。タービン２６からの排ガス３２が、タービン２６を当該タービン２６の下流側の排気管３６に接続している排気部３４を流れる。排気部３４は、例えば環境への放出の前に排ガス３２を浄化すると共に排ガス３２から追加の熱を抽出する廃熱回収蒸気発生器（図示されていない）を含み得る。
【００２０】
燃焼器２２は当技術分野で公知の任意の形式の燃焼器であってよく、本発明は、特許請求の範囲に特に記載されてい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に流入する圧縮された作動流体１８を収容し得る。圧縮された作動流体１８は、衝突スリーブ４６又は流入スリーブに設けられた流入孔４４を通過して、遷移ダクト４８及び／又はライナー５０の外部に沿って端部カバー４２へ向けて流れて、遷移ダクト４８及び／又はライナー５０に対流冷却を提供することができる。端部カバー４２において、圧縮された作動流体１８は方向を反転させて複数の燃料ノズル５２を通って流れる。燃料が、燃料供給システム２０から、端部カバー４２の内部に画定された１又は複数の燃料回路（図示されていない）を通って燃料ノズル５２の各々又は幾つかに流入する。圧縮された作動流体１８は、複数の燃料ノズル５２の各々を通過している間に燃料と混合されて、可燃性混合物を形成する。可燃性混合物は、燃料ノズル５２の各々から、燃料ノズル５２の下流側の燃焼器の内部に画定された燃焼室５４に流入して燃焼される。燃料ノズル５２の各々が、端部カバー４２の内面５６の下流側に延在している。特定の実施形態では、複数の燃料ノズル５２の各々が、燃焼器２２の内部で半径方向及び円周方向に延在するキャップ・アセンブリ５８を少なくとも部分的に通して延在している。
【００２１】
図３及び図４は、本開示の様々な実施形態による複数の燃料ノズル５２を含む端部カバー４２の上流図を掲げる。図３に示すように、複数の燃料ノズル５２は、ディフューズ形式及び／又はスウォズル（swozzle）形式の燃料ノズルのような中央燃料ノズル６０の周囲に円環アレイを成して配列され得る。中央燃料ノズル６０は、圧縮された作業流体が中央燃料ノズル６０を通って燃焼室５４（図２）に流入している間に作業流体に渦を生成するように構成されている複数のスワーラ（swirler）翼６２を含み得る。図４に示すように、複数の燃料ノズル５２は、ディフューザ形式又はスウォズル形式の燃料ノズルがない状態で端部カバー４２を半径方向に横断して配設されていてもよい。全体的に円環パターンとして示しているが、当業者には、複数の燃料ノズル５２は特定の燃焼器設計に適した任意のパターン及び任意の量で端部カバー４２の内面の周囲に配設され得ることが認められよう。例えば、燃料ノズル５２は、三角形パターン、矩形パターン又は半円形パターンを成して配列され得る。燃料ノズル５２はバンドル若しくはクラスタを成していてもよいし、且つ／又は端部カバーの内面５６を横断して均等に分配されていてもよい。
【００２２】
図５は、本開示の少なくとも一実施形態による図２、図３及び図４に示すような複数の燃料ノズル５２の代表的な燃料ノズル７０の遠近図を掲げる。図６は、様々な実施形態による図５に示す燃料ノズル７０の断面側面図を示し、図７は、図５に示すような燃料ノズル７０の一部の断面上面図を示す。図５に示すように、燃料ノズル７０は一般的には、本体７２と、該本体７２の一方の端部に配設された燃料分配マニホルド７４と、燃料分配マニホルド７４の上流側及び／又は下流側に延在する複数の管７６とを含んでいる。ブリッジのような支持特徴７７が管７６の各々又は幾つかの間に延在していて、燃料分配マニホルド７４の下流側で管７６に対する構造的支持を与えることができる。各々の実施形態では円筒形管として全体的に示されているが、管７６の断面は任意の幾何学的形状であってよく、本発明は、特許請求の範囲に特に記載されていない限り如何なる特定の断面にも限定されない。
【００２３】
図６に示すように、本体７２は、当該本体７２の軸方向中心線に関して下流端８０から軸方向に離隔された上流端７８を含んでいる。フランジ８２又は他の装着特徴が、本体７２の上流端に配設されている。フランジ８２は、燃料ノズル７０の端部カバー４２（図２）への接続を考慮して構成されている。例えば、フランジ８２は、１又は複数のボルト又は他の機械的嵌合（図示されていない）を用いて燃料ノズル７０を端部カバー４２（図２）に接続する１又は複数の軸方向に延在するボルト孔８４を含んでいてよい。図６に示すように、燃料供給路８６が、本体７２の下流端７８を通り本体７２を少なくとも部分的に通して延在している。燃料供給路８６は、本体７２によって少なくとも部分的に画定され得る。例えば、燃料供給路８６は、燃料ノズル７０の本体７２に鋳造されていてもよいし且つ／又は燃料ノズル７０の本体７２から機械加工されていてもよい。
【００２４】
図６に示すように、燃料分配マニホルド７４は、本体７２の軸方向中心線に関して本体７２の下流端８０から半径方向外向きに延在している。燃料分配マニホルド７４及び本体７２は単一構成要素として、鋳造されていてもよいし鑞付け又は溶接等のような当技術分野で公知の任意の機械的な方法を通じて接合されていてもよい。図６及び図７に示すように、燃料分配マニホルド７４は、本体７２の燃料供給路８６の少なくとも一部の周囲に円周方向に延在している。図６に示すように、燃料分配マニホルド７４は、本体７２の軸方向中心線に関して下流端９０から軸方向に離隔された上流端８８を含んでいる。
【００２５】
図６に示すように、複数の軸方向に延在する通路９２が、燃料分配マニホルド７４を通して上流端８８と下流端９０との間に延在している。図６及び図７に示すように、複数の軸方向に延在する通路９２は全体的に、本体７２の一部の周囲に円環アレイを成して配列されている。軸方向に延在する通路９２は、燃料分配マニホルド７４を形成する又は本体７２及び燃料分配マニホルド７４の両方を形成する単一材料片から、鋳造されていてもよいし且つ／又は機械加工されていてもよい。４本の軸方向に延在する通路９２が図示されているが、燃料分配マニホルド７４は、２本といった少数の軸方向に延在する通路９２を含んでいてもよいことを理解されたい。加えて、各々の実施形態では円筒形通路として全体的に示されているが、軸方向に延在する通路９２の断面は任意の幾何学的形状であってよく、本発明は、特許請求の範囲に特に記載されていない限り如何なる特定の断面にも限定されない。
【００２６】
特定の実施形態では、図６及び図７に示すように、各々の軸方向に延在する通路９２が、本体７２の軸方向中心線に関して燃料分配マニホルド７４を通して全体的に軸方向に延在する予備混合流路９４を少なくとも部分的に画定している。複数の軸方向に延在する通路９２の各々が、少なくとも一つの燃料噴射口９６を含んでいる。各々の燃料噴射口９６は、燃料供給路８６と予備混合流路９４のそれぞれの流路９４との間に延在している流路９８を少なくとも部分的に画定している。
【００２７】
代替的な実施形態では、図８及び図９に示すように、燃料分配マニホルド７４はさらに、各々の軸方向に延在する流路９２を少なくとも部分的に包囲する燃料プレナム１００を画定している。図９に示すように、少なくとも一つの燃料口１０２が、燃料供給路８６と燃料プレナム１００との間に流路１０４を画定している。特定の実施形態では、少なくとも一つの燃料噴射口１０６が、燃料供給路８６と、軸方向に延在する通路９２のそれぞれの通路９２及び／又は複数の予備混合流路９４のそれぞれの流路９４との間に流路１０８を画定している。加えて又は代替的に、少なくとも一つの燃料噴射口１１０が、燃料プレナム１００と、軸方向に延在する通路９２のそれぞれの通路９２及び／又は複数の予備混合流路９４のそれぞれの流路９４との間に流路１１２を画定している。
【００２８】
特定の実施形態では、図６に示すように、複数の管７６の各々の管７６が、複数の予備混合流路９４のそれぞれの流路９４をさらに画定するように、本体７２の軸方向に延在する通路９２のそれぞれの通路９２と整列している。幾つかの実施形態では、燃料ノズル７０は、燃料分配マニホルド７４の下流端９０の下流側に全体的に軸方向に延在している管７６の第一の組１１６を含んでいる。加えて又は代替的に、燃料ノズル７０は、燃料分配マニホルド７４の上流端８８の上流側に全体的に軸方向に延在している管７６の第二の組１１８を含んでいてよい。図示のように、第二の組１１８の管７６の各々又は幾つかは、作動流体を管７６及び／又はそれぞれの予備混合流路９４に送り込むように一方の端部で外向きにフレアを形成されていてよい。第一及び／又は第二の組１１６、１１８の管７６は、燃焼器２２の動作環境に適した任意の態様で燃料分配マニホルド７４に接合され得る。例えば、管７６は燃料分配マニホルド７４に鑞付け又は溶接で接合されていてよい。代替的な実施形態では、複数の管７６は、燃料分配マニホルド７４の一部として及び／又は本体７２の一部として鋳造されていてもよい。
【００２９】
さらに他の実施形態では、図８及び図１０に示すように、複数の管７６の各々が、軸方向に延在する通路９２のそれぞれの通路９２を少なくとも部分的に通して延在している。特定の実施形態では、図１０に示すように、管７６の各々が、燃料分配マニホルド７４の上流端８８の上流側の点から燃料分配マニホルド７４の下流端９０の下流側の点まで延在しており、これにより燃料分配マニホルド７４を通して予備混合流路９４を画定する。他の実施形態では、図８に示すように、管７６の各々が、軸方向に延在する通路９２のそれぞれの通路９２の内部に位置していてもよい。管７６は、燃焼器２２の動作環境に適した任意の態様で燃料分配マニホルド７４に接合され得る。例えば、管７６は燃料分配マニホルド７４に鑞付け又は溶接で接合されていてよい。特定の実施形態では、管７６は、燃料分配マニホルド７４と共に又は燃料分配マニホルド７４及び燃料ノズル７０の本体７２の両方と共に単一構成要素として、鋳造されていてもよいし又は他の方法で形成されていてもよい。特定の実施形態では、図８、図９及び図１０に示すように、燃料噴射口１０６、１１０、９６及びそれぞれの流路１０８、１１２、９８が管７６を通して延在し、これにより燃料供給路とそれぞれの予備混合流路９４との間に流体連通を提供している。
【００３０】
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有する場合、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】
【００３１】
１０：ガス・タービン
１２：入口部
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
３２：排ガス
３４：排気部
３６：排気管
４０：ケーシング
４２：端部カバー
４４：流入孔
４６：衝突スリーブ
４８：遷移ダクト
５０：ライナー
５２：燃料ノズル
５４：燃焼室
５６：内面
５８：キャップ・アセンブリ
６０：中央燃料ノズル
６２：スワーラ翼
７０：燃料ノズル
７２：本体
７４：燃料分配マニホルド
７６：管
７７：支持特徴
７８：上流端
８０：下流端
８２：フランジ
８４：ボルト孔
８６：燃料供給路
８８：マニホルドの上流端
９０：マニホルドの下流端
９２：軸方向に延在する通路
９４：予備混合路
９６、１０６、１１０：燃料噴射口
９８、１０８、１１２：流路
１００：燃料プレナム
１０２：燃料口
１０４：流路
１１６：管の第一の組
１１８：管の第二の組
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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