(57)【要約】【課題】燃料ノズルハウジングを備えたマルチチューブ燃料ノズルを有するシステムを提供する。【解決手段】マルチチューブ燃料ノズルのそれぞれが、軸線方向に延在する複数のチューブを有しており、複数のチューブのそれぞれのチューブが、空気入口部と、燃料入口部と、燃料−空気混合物出口部とを含む。燃料ノズルハウジングは、中央軸線の周りに円周方向に延在している外側壁部と、外側壁部から中央軸線に向かって内向きに延在している複数の半径方向壁部と、外側壁部の中に配設されている複数の燃料ノズル受容部であって、複数の半径方向壁部が、複数の燃料ノズル受容部を互いに分離し、複数のマルチチューブ燃料ノズルが、複数の燃料ノズル受容部の中に配設されている。燃料ノズルハウジングは外側壁部から外向きに延在している複数の半径方向支持アームを含む装着構造体とを含む。【選択図】図１
2014181900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマルチチューブ燃料ノズルであって、前記マルチチューブ燃料ノズルのそれぞれが、軸線方向に延在する複数のチューブを有しており、前記複数のチューブのそれぞれのチューブが、空気入口部と、燃料入口部と、燃料−空気混合物出口部とを含む、複数のマルチチューブ燃料ノズルと、
燃料ノズルハウジングであって、
中央軸線の周りに円周方向に延在している外側壁部と、
前記外側壁部から前記中央軸線に向かって内向きに延在している複数の半径方向壁部と、
前記外側壁部の中に配設されている複数の燃料ノズル受容部であって、前記複数の半径方向壁部が、前記複数の燃料ノズル受容部を互いに分離し、前記複数のマルチチューブ燃料ノズルが、前記複数の燃料ノズル受容部の中に配設されている、複数の燃料ノズル受容部と、
前記外側壁部から外向きに延在している複数の半径方向支持アームを含む装着構造体と
を含む、燃料ノズルハウジングと
を含む、システム。
【請求項２】
前記複数のマルチチューブ燃料ノズルのそれぞれの燃料ノズルが、それぞれの前記燃料ノズルの外周の周りに露出されている前記複数のチューブと、それぞれの燃料ノズルの前記外周の周りに延在している前記燃料ノズルハウジングとを有する、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の燃料ノズル受容部が、第１の受容部と第２の受容部とを含み、前記複数のマルチチューブ燃料ノズルが、前記第１の受容部の中に配設される第１のマルチチューブ燃料ノズルと、前記第２の受容部の中に配設される第２のマルチチューブ燃料ノズルとを含む、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記複数の燃料ノズル受容部が、第３の受容部を含み、前記複数のマルチチューブ燃料ノズルが、前記第３の受容部の中に配設される第３のマルチチューブ燃料ノズルを含む、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の受容部が、第１のパイ形状をした外周を含み、前記第１のパイ形状をした外周が、前記外側壁部、ならびに、前記複数の半径方向壁部のうちの第１および第２の半径方向壁部によって、少なくとも部分的に画定されており、前記第２の受容部が、第２のパイ形状をした外周を含み、前記第２のパイ形状をした外周が、前記外側壁部、ならびに、前記複数の半径方向壁部のうちの第２および第３の半径方向壁部によって、少なくとも部分的に画定されており、前記第３の受容部が、第３のパイ形状をした外周を含み、前記第３のパイ形状をした外周が、前記外側壁部、ならびに、前記複数の半径方向壁部のうちの第１および第３の半径方向壁部によって、少なくとも部分的に画定されている、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記外側壁部が、円形領域を取り囲む外側環状壁部を含み、前記第１の、第２の、および第３のパイ形状をした外周が、前記円形領域のおおよそ１２０度の扇形をそれぞれ含む、請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記燃料ノズルハウジングが、前記外側壁部と概して同軸の内側壁部を含み、前記内側壁部が、前記複数の半径方向壁部に連結されている、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記内側壁部を通って延在する中央通路の中に配設されている中央燃料ノズルを含む、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記複数の燃料ノズル受容部のそれぞれの受容部が、前記複数の半径方向支持アームのうちの少なくとも１つのアームを通して燃料通路に連結されている、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記複数の半径方向壁部のそれぞれの壁部が、前記複数の燃料ノズル受容部の隣接する受容部同士の間に延在している少なくとも１つの開口部を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記複数の半径方向支持アームの少なくとも１つのアームが、前記複数の受容部のうちの１つへ延在している燃料通路を含む、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数の半径方向支持アームのそれぞれのアームが、エーロフォイル形状をした断面を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１３】
前記装着構造体が、前記外側壁部の周りに円周方向に延在している外側フランジを含み、前記複数の半径方向支持アームが、前記外側フランジと前記外側壁部との間に半径方向に延在している、請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
前記システムが、前記外側フランジに連結されている燃料フランジを含み、燃料通路が、前記燃料フランジを通って、前記外側フランジを通って、前記複数の半径方向支持アームの所定のアームを通って、前記外側壁部を通って、前記複数の燃料ノズル受容部の所定の受容部の中へ延在している、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
前記外側壁部が、入口部フローコンディショナーを支持するように構成されている第１の装着部と、後部プレートアッセンブリを支持するように構成されている第２の装着部とを含み、前記第１および第２の装着部が、互いから軸線方向にオフセットされている、請求項１記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１および第２の装着部が、前記外側壁部の中に複数の半径方向開口、前記外側壁部に連結された複数の半径方向ピン、または、それらの組み合わせをそれぞれ含む、請求項１５記載のシステム。
【請求項１７】
燃焼器、ガスタービンエンジン、または、それらの組み合わせを含み、前記複数のマルチチューブ燃料ノズルおよび前記燃料ノズルハウジングを有する、請求項１記載のシステム。
【請求項１８】
中央軸線の周りに円周方向に延在している外側壁部と、
前記外側壁部から前記中央軸線に向かって内向きに延在している複数の半径方向壁部と、
前記外側壁部の中に配設されている複数の燃料ノズル受容部であって、前記複数の半径方向壁部が、前記複数の燃料ノズル受容部を互いに分離し、前記複数の燃料ノズル受容部が、複数のマルチチューブ燃料ノズルを支持するように構成されている、複数の燃料ノズル受容部と、
前記外側壁部から外向きに延在している複数の半径方向支持アームを含む装着構造体と
を含む、燃料ノズルハウジングを
含む、システム。
【請求項１９】
前記装着構造体が、前記外側壁部の周りに円周方向に延在している外側フランジを含み、前記複数の半径方向支持アームが、前記外側フランジと前記外側壁部との間で半径方向に延在しており、前記複数の半径方向支持アームの少なくとも１つのアームが、前記複数の受容部のうちの１つへ延在している燃料通路を含む、請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
燃料ノズルハウジングの中の複数のマルチチューブ燃料ノズルを支持するステップであって、前記燃料ノズルハウジングが、中央軸線の周りに円周方向に延在している外側壁部と、前記外側壁部から前記中央軸線に向かって内向きに延在している複数の半径方向壁部と、前記外側壁部の中に配設されている複数の燃料ノズル受容部であって、前記複数の半径方向壁部が、前記複数の燃料ノズル受容部を互いに分離し、前記複数のマルチチューブ燃料ノズルが、前記複数の燃料ノズル受容部の中に配設されている、複数の燃料ノズル受容部とを含む、ステップと、
前記外側壁部から外向きに延在している複数の半径方向支持アームを有する装着構造体によって、前記燃料ノズルハウジングを装着するステップと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示されている主題は、ガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジンの燃焼器のための燃料ノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、一般的に、タービンと、燃料ノズルを備える燃焼器とを含む。燃料および空気の混合物が、燃焼器の中で燃焼し、高温燃焼ガスを発生させ、高温燃焼ガスが、タービンの中のタービンブレードの回転を駆動し、順に、例えば発電機などの負荷に連結されたシャフトの回転を駆動する。燃料−空気混合物（例えば、燃焼器の中で混合される燃料−空気の均一性）は、ガスタービンエンジンの出力、効率、および排出ガスにかなりの影響を与える可能性がある。加えて、燃焼器カンの中の燃料−空気混合物の燃焼は、燃焼ダイナミックス、振動、および温度勾配を引き起こし、それは、燃料ノズルなどのような様々な燃焼器コンポーネントの性能および寿命に影響を与える可能性がある。例えば、燃料ノズルは、それが燃焼の高温生成物に極めて接近していることに起因して、熱膨張にさらされる可能性がある。これらの燃焼に関連する影響は、ガスタービンエンジン、とりわけ、燃焼器および燃料ノズルの設計を複雑にする可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／００６１５９４号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
最初に特許請求された発明の範囲に相応する特定の実施形態が、以下に要約されている。これらの実施形態は、特許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、むしろ、これらの実施形態は、単に、本発明の可能な形態の簡単な概要を提供することだけを意図している。実際に、本発明は、以下に記述される実施形態と同様であるか、または、それとは異なることが可能である様々な形態を包含することが可能である。
【０００５】
一実施形態では、複数のマルチチューブ燃料ノズルであって、マルチチューブ燃料ノズルのそれぞれが、軸線方向に延在する複数のチューブを有しており、複数のチューブのそれぞれのチューブが、空気入口部と、燃料入口部と、燃料−空気混合物出口部とを含む、複数のマルチチューブ燃料ノズルと、燃料ノズルハウジングであって、中央軸線の周りに円周方向に延在している外側壁部と、外側壁部から中央軸線に向かって内向きに延在している複数の半径方向壁部と、外側壁部の中に配設されている複数の燃料ノズル受容部であって、複数の半径方向壁部が、複数の燃料ノズル受容部を互いに分離し、複数のマルチチューブ燃料ノズルが、複数の燃料ノズル受容部の中に配設されている、複数の燃料ノズル受容部と、外側壁部から外向きに延在している複数の半径方向支持アームを含む装着構造体とを含む、燃料ノズルハウジングとを含む、システムである。
【０００６】
別の実施形態では、中央軸線の周りに円周方向に延在している外側壁部と、外側壁部から中央軸線に向かって内向きに延在している複数の半径方向壁部と、外側壁部の中に配設されている複数の燃料ノズル受容部であって、複数の半径方向壁部が、複数の燃料ノズル受容部を互いに分離し、複数の燃料ノズル受容部が、複数のマルチチューブ燃料ノズルを支持するように構成されている、複数の燃料ノズル受容部と、外側壁部から外向きに延在している複数の半径方向支持アームを含む装着構造体とを含む、燃料ノズルハウジングを含む、システムである。
【０００７】
別の実施形態では、燃料ノズルハウジングの中の複数のマルチチューブ燃料ノズルを支持するステップであって、燃料ノズルハウジングが、中央軸線の周りに円周方向に延在している外側壁部と、外側壁部から中央軸線に向かって内向きに延在している複数の半径方向壁部と、外側壁部の中に配設されている複数の燃料ノズル受容部であって、複数の半径方向壁部が、複数の燃料ノズル受容部を互いに分離し、複数のマルチチューブ燃料ノズルが、複数の燃料ノズル受容部の中に配設されている、複数の燃料ノズル受容部とを含む、ステップと、外側壁部から外向きに延在している複数の半径方向支持アームを有する装着構造体によって、燃料ノズルハウジングを装着するステップとを含む、方法である。
【０００８】
本発明のこれらの特徴、観点、および利点、ならびに、他の特徴、観点、および利点は、添付の図面を参照して、以下の詳細な説明を読めば、より良く理解されるであろう。図面では、同様の文字は、図面を通して、同様の部分を表している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態によるマイクロミキサーシステムを有するタービンシステムのブロック図である。
【図２】一実施形態による図１のマイクロミキサーシステムを備える燃焼器の断面斜視側面図である。
【図３】一実施形態によるマイクロミキサーシステムの側面図である。
【図４】一実施形態によるマイクロミキサーシステムの分解断面斜視図である。
【図５】一実施形態による燃料ノズルハウジングおよびマルチチューブ燃料ノズルの分解斜視図である。
【図６】一実施形態による燃料ノズルハウジングの正面図である。
【図７】一実施形態による燃料ノズルハウジングの正面図である。
【図８】一実施形態による燃料ノズルハウジングの正面図である。
【図９】一実施形態によるマイクロミキサーシステムの部分的な断面図である。
【図１０】線１０−１０に沿う図９のマイクロミキサーシステムの断面図であり、弾性金属製シールの実施形態を示す図である。
【図１１】図４および図５の扇形燃料ノズルに適切な扇形の形状をした構成を有する弾性金属製シールの実施形態の正面端面図である。
【図１２】線１０−１０に沿う図９の燃料ノズルの断面図であり、単一のターン部またはベンド部を有する弾性金属製シールの実施形態を示す図である。
【図１３】線１０−１０に沿う図９の燃料ノズルの断面図であり、複数のターン部またはベンド部を有する弾性金属製シールの実施形態を示す図である。
【図１４】線１０−１０に沿う図９の燃料ノズルの断面図であり、ベローズを画定する複数のターン部またはベンド部を有する弾性金属製シールの実施形態を示す図である。
【図１５】一実施形態による後部プレートアッセンブリの分解斜視図である。
【図１６】一実施形態による線１６−１６に沿う図９のマイクロミキサーシステムの断面図である。
【図１７】一実施形態による後部プレートの断面図である。
【図１８】一実施形態による燃料ノズルの入口部フローコンディショナーの背面斜視図である。
【図１９】一実施形態による入口部フローコンディショナーの正面斜視図である。
【図２０】一実施形態による入口部フローコンディショナーの部分的な断面図である。
【図２１】一実施形態による入口部フローコンディショナーの部分的な断面図である。
【図２２】一実施形態による入口部フローコンディショナーの部分的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の具体的な実施形態が、以下に説明されることとなる。これらの実施形態の簡潔な説明を提供する目的で、実際の実施のすべての特徴が、明細書の中に説明されてはいない可能性がある。任意のエンジニアリングまたは設計プロジェクトなどのような任意の実際の実施の開発において、システム関連の制約およびビジネス関連の制約（それは、実施ごとに変化する可能性がある）を順守するなどのような、開発者の特定の目標を実現するために、複数の実施時固有の決断がなされなければならないということが認識されるべきである。そのうえ、そのような開発努力は、複雑であり、時間がかかるが、それにもかかわらず、この開示の利益を有する当業者にとって、設計、組み立て、製造の日常的業務であるいうことが認識されるべきである。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、「前記（ｔｈｅ）」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、要素のうちの１つまたは複数が存在するということを意味するように意図されている。用語の「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包含的であることが意図されており、リストアップされている要素以外の追加的な要素が存在することが可能であるということを意味することが意図されている。
【００１２】
本開示の実施形態は、入口部フローコンディショナーと、後部プレートアッセンブリと、マルチチューブ燃料ノズル（例えば、円筒形または扇形の形状をした燃料ノズル）と、弾性金属製シール（例えば、金属製ベローズ）と、燃料ノズルハウジングとを含むマイクロミキサーシステムを提供している。特定の実施形態では、マルチチューブ燃料ノズルは、５個から１０００個、１０個から５００個、２０個から２５０個、または、３０個から１００個の混合チューブを含むことが可能であり、それらは、１つまたは複数のグループ（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、または、それ以上のグループ）の中で互いに対して概して平行である。それぞれの混合チューブは、直径が、おおよそ０．２５センチメートルから５センチメートル、０．５センチメートルから３センチメートル、または、１センチメートルから２センチメートルであることが可能である。マルチチューブ燃料ノズルの複数の混合チューブは、燃料および空気の小規模の混合（例えば、マイクロ混合）を可能にし、それによって、燃焼器の中の燃料−空気混合の均一性を改善するのを助ける。
【００１３】
燃料ノズルハウジングは、入口部フローコンディショナーおよび後部プレートアッセンブリに連結されることによって、および、マルチチューブ燃料ノズルを受け入れることによって、マイクロミキサーシステムを支持する。組み立てられると、入口部フローコンディショナーおよび後部プレートアッセンブリは、燃料ノズルハウジングの反対側端部に連結されることによって、マルチチューブ燃料ノズルをカバーする。特定の実施形態では、燃料ノズルハウジングは、支柱によって一緒に連結された第１のリング構造体（すなわち、内側リング構造体）と第２のリング構造体（すなわち、外側リング構造体）とを含むことが可能である。燃料ノズルハウジングは、内側リング構造体の中にマルチチューブ燃料ノズルを受け入れることが可能であり、かつ、マルチチューブ燃料ノズルへ半径方向に燃料を送達することが可能である。具体的には、燃料ノズルハウジングは、外側リング構造体および内側リング構造体を通して、ならびに、内側リング構造体を外側リング構造体に連結する支柱を通して、概して半径方向に燃料を送達するように構成されることが可能である。半径方向の燃料送達は、ガスタービンシステムが、燃焼器の端部において、簡単なエンドプレート（例えば、最小限の燃料送達開口部を有する、または、燃料送達開口部を有さないエンドプレート）を含むことを可能にする。また、半径方向の燃料送達は、燃焼器の中での燃料ノズルによるスペース使用も増大させることが可能である（すなわち、マルチチューブ燃料ノズルのチューブは、以前にエンドプレートを通る燃料送達のために使用されていたスペースを占めることが可能である）。
【００１４】
燃料ノズルハウジングの中の支柱は、燃料を運搬する支柱、および／または、燃料を運搬しない支柱を含むことが可能である。燃料ノズルハウジングの支柱は、半径方向の燃料送達を可能にし、かつ、振動（例えば、マイクロミキサーシステムの共振振動）に対する抵抗を増加させることが可能である。例えば、支柱は、燃料ノズルハウジングの剛性を増加させること、および／または、マイクロミキサーシステムの共振周波数を変化させることが可能である。加えて、支柱は、空気力学的に形状付けされ（例えば、エーロフォイル形状）、外側リング構造体と内側リング構造体との間を通る圧縮空気のウェイクを低減させることが可能である。また、ウェイクの低減は、燃焼器を通る圧縮空気フローによって引き起こされるマイクロミキサーシステムの振動も低減させることが可能である。
【００１５】
最後に、燃料ノズルハウジングは、モジュール式マイクロミキサーシステムを可能にする。例えば、燃料ノズルハウジングは、複数の半径方向開口部を含むことが可能であり、複数の半径方向開口部は、マイクロミキサーシステムのコンポーネントを容易に取り付けること、および取り外すことを可能にする。具体的には、開口部は、ピンまたは他の留め具を受け入れることが可能であり、ピンまたは他の留め具は、入口部フローコンディショナーおよび後部プレートアッセンブリを燃料ノズルハウジングに連結する。入口部フローコンディショナーおよび後部プレートアッセンブリの簡単な取り付けおよび取り外しは、マルチチューブ燃料ノズル、入口部フローコンディショナー、後部プレートアッセンブリ、および弾性金属製シールへの容易なアクセス、それらのメンテナンス、または、それらの交換を可能にする。
【００１６】
運転時に、マイクロミキサーシステムは、マルチチューブ燃料ノズルの中で空気および燃料を混合し、燃料−空気混合物を作り出す。燃料空気混合物は、燃焼器の中で燃焼し、タービンを駆動する燃焼ガスを作り出す。マルチチューブ燃料ノズルは、第１のグループの開口を有する第１のプレートと、第２のグループの開口を有する第２のプレートと、第１および第２のプレートの中の開口のグループを通って延在している複数のチューブとを含むことが可能である。チューブのそれぞれのチューブは、第１の軸線方向の端部において空気入口部を有し、第１および第２の軸線方向の端部の間に燃料入口部を有し、第２の軸線方向の端部において燃料−空気混合物出口部を有することが可能である。とりわけ、以下に述べるように、それぞれのチューブは、それぞれのチューブの中で燃料および空気を予混合し（例えば、小規模の混合、またはマイクロ混合）、次いで、燃焼器（例えば、ガスタービンエンジンのタービン燃焼器）の中での燃焼のための燃料−空気混合物を出力するように構成されている。マルチチューブ燃料ノズルに進入する空気の温度は、圧縮を通して空気に働く仕事に起因して、いくらか上昇し、例えば、おおよそ摂氏２００度から５００度にされることが可能であり、一方、チューブに進入する燃料は、かなり低温であり、例えば、おおよそ摂氏２０度から２５０度であることが可能である。加えて、チューブは、それらが燃焼反応に近接していることに起因して、高温の燃焼生成物による加熱を受けやすい可能性がある。したがって、（例えば、燃焼室の中の燃焼などの）運転中に、マルチチューブ燃料ノズル、ハウジング構造体、燃焼器、燃料供給導管、装着体などの様々なコンポーネントは、異なる速度の熱膨張を受ける可能性があり、それによって、より急速に膨張するコンポーネントが、よりゆっくりと膨張するコンポーネントに対して力を加えることを引き起こす。例えば、マルチチューブ燃料ノズルの複数のチューブは、周囲の燃料ハウジング構造体、装着体、燃焼器、および／または、他の構造体よりも、大きい速度の熱膨張を受ける可能性がある。
【００１７】
コンポーネント材料の熱膨張および／または熱収縮によって引き起こされる誘発応力を緩和させるために、マイクロミキサーシステムは、弾性金属製シール（例えば、金属製ベローズ）を含むことが可能である。例えば、金属製ベローズは、プレートおよびチューブアッセンブリを含有するスペースの周りに配設されている壁部（例えば、環状のまたは非環状の壁部）を有することが可能であり、壁部は、１つまたは複数のターン部またはベンド部（例えば、波形の、揺動形の、またはジグザグ形のパターン）を有し、１つまたは複数のターン部またはベンド部は、弾性的に折り畳まれ、および、展開されることが可能であり、金属製ベローズの壁部の膨張および収縮を可能にする。したがって、弾性的な調節性（例えば、壁部の折り畳みおよび展開）は、金属製ベローズが、プレート、チューブアッセンブリ、および、周囲のコンポーネントの間の熱膨張および熱収縮を収容することを可能にする。弾性金属製シール（例えば、金属製ベローズ）がなければ、軸線方向の変位は、マルチチューブ燃料ノズルコンポーネントの中の応力、燃料／空気漏洩、燃焼器の中の圧力損失、または、他の悪影響を結果として生じ得る。第１のプレートとハウジング構造体との間に設置されているときに、弾性金属製シール（例えば、金属製ベローズ）は、燃料ノズルの中のチャンバー同士の間の連続的な作動シールを維持しながら、軸線方向に膨張および収縮し、チューブの熱膨張または熱収縮の影響を少なくすることが可能である。追加的に、弾性金属製シールの使用は、より多くのモジュール式設計、したがって、構成の容易さ、簡単な組立／分解手順、費用効率の高い機器交換、および少ないメンテナンス休止時間を結果として生じ得る。
【００１８】
また、マイクロミキサーシステムは、後部プレートアッセンブリも含み、マルチチューブ燃料ノズルの追加的な保護を提供することが可能である（すなわち、熱応力に抵抗する）。具体的には、後部プレートアッセンブリは、燃焼器の中の燃焼反応とマルチチューブ燃料ノズルとの直接的な接触を阻止することも可能であり、かつ、マルチチューブ燃料ノズルを対流によって冷却するための空気冷却チャンバーを形成させることも可能である。空気冷却チャンバーは、マルチチューブ燃料ノズルを対流によって冷却するが、後部プレートアッセンブリは、燃焼反応とマルチチューブ燃料ノズルとの間の直接的な接触を阻止する。具体的には、後部プレートアッセンブリは、燃料空気混合物がマルチチューブ燃料ノズルを出ていくことを可能にする開口部を有する後部プレートを含み、一方、同時に、マルチチューブ燃料ノズルをカバーし、燃焼反応からの熱伝達に抵抗する。いくつかの実施形態では、後部プレートは、遮熱コーティングを含み、燃焼反応に対する耐熱性を増加させることが可能である。さらなる他の実施形態では、後部プレートは、空気冷却チャンバーからの空気フローを受け入れる浸出冷却開口部を含むことが可能である。浸出冷却開口部は、後部プレートの上に冷却膜を形成させ、それは、後部プレートを保護し、熱伝達を低減させる。他の実施形態では、後部プレートアッセンブリは、インピンジメントプレートを含むことが可能であり、インピンジメントプレートは、空気フローが浸出冷却開口部を出ていく前に、後部プレートに対して冷却空気フローを衝突させるように構成されており、したがって、後部プレートの熱的保護を増加させ、マルチチューブ燃料ノズルへの熱伝達を低減させる。運転時に、インピンジメントプレートは、冷却空気フローがインピンジメント孔を通って流れるときに、冷却空気フローを加速させる。インピンジメント孔は、後部プレートと接触するように、冷却空気フローを方向付けし、後部プレートにおいて、冷却空気フローは、（例えば、浸出冷却開口部、および／または、後部プレートとマルチチューブ燃料ノズルのチューブとの間のスペースを通って）後部プレートを通過する前に熱を吸収する。
【００１９】
最後に、マイクロミキサーシステムは、入口部フローコンディショナーを含むことが可能である。入口部フローコンディショナーは、マイクロミキサーシステムに進入する空気フローをフィルターにかけ、かつ、マルチチューブ燃料ノズルのチューブのそれぞれの中へ空気フローを均等に分配するように構成されている。マイクロミキサーシステムの中への空気フローをフィルターにかけるために、入口部フローコンディショナーは、マルチチューブ燃料ノズルのチューブの中の開口部よりも小さい開口部を含むことが可能である。したがって、マルチチューブ燃料ノズルのチューブに進入することができる破片は、入口部フローコンディショナーによって阻止されることが可能である。上述のように、入口部フローコンディショナーは、マルチチューブ燃料ノズルのチューブのそれぞれの中へ空気フローを均等に分配することが可能である。具体的には、入口部フローコンディショナーは、半径方向開口部と、マルチチューブ燃料ノズルの最も外側のチューブへ空気フローを導くターニングガイドとを含むことが可能である。しかし、他の実施形態では、マルチチューブ燃料ノズルの最も外側のチューブの中へ空気フローを導くために、入口部フローコンディショナーは、ターニングガイドと組み合わせて、または、ターニングガイドと組み合わせずに、角度の付いた開口部を含むことが可能である。マルチチューブ燃料ノズルのチューブへ空気フローを均等に分配することによって、マルチチューブ燃料ノズルは、最適な燃焼、排出ガス、燃料消費、および出力にとって適切な比率で燃料−空気混合物を混合および分配する。具体的には、マイクロミキサーシステムは、ガスタービンシステムからの望ましくない排出ガス（例えば、ＮＯｘ、ＣＯ、ＣＯ2など）のレベルを低減させることが可能である。
【００２０】
図１は、ガスタービンシステム１０のブロック図である。以下に詳細に説明されているように、開示されているタービンシステム１０は、１つまたは複数の半径方向に支持された燃料ノズル（例えば、マルチチューブ燃料ノズル）を用いることが可能である。タービンシステム１０は、天然ガス、および／または、水素リッチ合成ガスなどのような、液体燃料またはガス燃料を使用して、タービンシステム１０を駆動することが可能である。示されているように、燃焼器１２は、燃料供給１４を取り入れ、燃焼器１２の中での分配および燃焼のために燃料を空気と混合する。具体的には、燃焼器１２は、マイクロミキサーシステム１６を含み、マイクロミキサーシステム１６は、マルチチューブ燃料ノズルを半径方向に支持し、マルチチューブ燃料ノズルに燃料を提供する。特定の実施形態では、マイクロミキサーシステム１６は、中央燃料ノズルの周りに配置されている複数の燃料ノズルを含む。マルチチューブ燃料ノズルは、最適な燃焼、排出ガス、燃料消費、および出力にとって適切な比率で、燃料−空気混合物を混合および分配する。具体的には、マイクロミキサーシステム１６は、タービンシステム１０からの望ましくない排出ガス（例えば、ＮＯｘ、ＣＯ、ＣＯ2など）のレベルを低減させる。
【００２１】
運転中に、燃料−空気混合物が、燃焼器１２内のチャンバーの中で燃焼し、それによって、高温加圧排気ガスを作り出す。燃焼器１２は、タービン１８を通して排気出口部２０に向けて排気ガスを方向付けする。排気ガスがタービン１８を通過するときに、ガスは、タービンブレードがタービンシステム１０の軸線に沿ってシャフト２２を回転させることを強いる。図示されているように、シャフト２２は、圧縮機２４を含む、タービンシステム１０の様々なコンポーネントに接続することが可能である。また、圧縮機２４も、シャフト２２に連結されたブレードを含む。シャフト２２が回転すると、圧縮機２４の中のブレードも回転し、それによって、空気取り入れ口２６からの空気を、圧縮機２４を通して圧縮し、マルチチューブ燃料ノズルおよび／または燃焼器１２の中へ空気を方向付けする。また、シャフト２２は、負荷２８に接続されることも可能であり、負荷２８は、例えば、発電プラントの中の発電機、または、航空機のプロペラなどのような、乗り物または定置式の負荷であることが可能である。負荷２８は、タービンシステム１０の回転出力によって動かされることが可能な任意の適切なデバイスを含むことが可能である。
【００２２】
図２は、一実施形態による燃焼器１２の断面斜視側面図である。図２に示されているように、軸線方向または軸線４０が、燃焼器１２の中央軸線４１に沿って縦に延在しており、半径方向または軸線４２が、中央軸線４１に向かって、または、中央軸線４１から離れて（例えば、軸線４０に対して垂直に）延在しており、円周方向４４は、軸線方向の軸線４０、および中央軸線４１の周りに延在している。燃焼器１２は、下流端部４６と、上流端部またはヘッド端部４８とを含む。下流端部４６は、タービン１８の第１段の近くに位置付けされており、一方、上流端部４８は、下流端部４６の反対側にあり、タービン１８の第１段からさらに遠くに位置付けされている。燃焼器１２は、複数のケーシングおよび壁部を含み、複数のケーシングおよび壁部は、燃焼器１２を囲み、圧縮空気および燃料を含有している。上流端部４８から開始して、燃焼器１２は、エンドプレート５４に連結されたエンドケーシング５２を含む。図示されているように、エンドプレート５４は、簡単なエンドプレートであることが可能であり、エンドプレートは、単一の燃料ノズル開口部５８を含む。しかし、いくつかの実施形態では、エンドプレート５４は、燃料ノズル開口部５８を含まないこととなる。エンドプレート５４は、留め具または溶接を含む様々な方式で、エンドケーシング５２に連結することが可能である。エンドプレート５４の反対側では、エンドケーシング５２が、燃料ノズルハウジング５６に連結されている。燃料ノズルハウジング５６に連結するために、エンドケーシング５２は、フランジ６０を含み、フランジ６０は、エンドケーシング５２を燃料ノズルハウジング５６に取り付けることを可能にする。例えば、エンドケーシング５２は、留め具（例えば、ボルトなどのような、ねじ山の付いた留め具）によって燃料ノズルハウジング５６に連結することが可能であり、留め具は、フランジ６０および燃料ノズルハウジング５６の中の複数の開口部を通って延在している。
【００２３】
方向４０に続いて、燃焼器１２は、後部ケーシング６２を含む。後部ケーシング６２は、第１のフランジ６４および第２のフランジ６６を含む。第１のフランジ６４は、後部ケーシング６２が燃料ノズルハウジング５６に連結されることを可能にする。具体的には、第１のフランジ６４は、複数の開口部６８を含むことが可能であり、複数の開口部６８は、留め具（例えば、ボルトなどのような、ねじ山の付いた留め具）が後部ケーシングを燃料ノズルハウジング５６に連結することを可能にする。第１のフランジ６４の反対側では、後部ケーシングが、フロースリーブ７０を取り付けるか、またはフロースリーブ７０に接触しており、フロースリーブ７０は、燃焼器１２のコンポーネントの冷却を支援する。半径方向４２に内向きには、燃焼ライナー７２が続いている。燃焼反応を包含するのは、燃焼ライナー７２である。空いたスペースが、フロースリーブ７０と燃焼ライナー７２との間に配設されており、それは、環状部７４と称されることが可能である。ライナー７２は、燃焼器１２の軸線４１の周りに円周方向４４に延在しており、環状部７４は、ライナー７２の周りに円周方向４４に延在しており、フロースリーブ７０は、環状部７４の周りに円周方向４４に延在している。環状部７４は、空気フローを燃焼器上流端部４８へ方向付けする。より具体的には、運転中に、圧縮機２４からの空気フロー７６が、フロースリーブ７０を取り囲む空気プレナムに進入する。フロースリーブ７０は、半径方向注入開口部７８を含み、半径方向注入開口部７８は、圧縮空気フロー７６が、フロースリーブ７０を通過し、環状部７４の中へ進むことを可能にする。空気７６が開口部７８を通過した後に、環状部７４は、圧縮空気７６を上流端部４８に向けて導く。上流端部４８において、圧縮空気７６は、１つまたは複数の燃料ノズル８０に向けて方向転換させられ、または、方向付けし直されることが可能である。燃料ノズル８０は、空気および燃料を部分的に予混合し、燃料空気混合物８２を作り出すように構成されている。燃料ノズル８０は、燃料空気混合物８２を燃焼ゾーン８４の中へ吐出し、燃焼ゾーン８４において、燃焼反応が起こる。燃焼反応は、高温加圧燃焼生成物８６を発生させる。次いで、これらの燃焼生成物８６は、トランジションピース８８を通ってタービン１８に進行し、それによって、タービンブレードを駆動してトルクを発生させる。
【００２４】
上記に説明されているように、燃焼器は、マイクロミキサーシステム１６を含む。マイクロミキサーシステム１６は、燃料ノズルハウジング５６と、燃料ノズル８０と、入口部フローコンディショナー９０と、後部プレートアッセンブリ９２とを含む。以下に、より詳細に説明するように、マイクロミキサーシステム１６は、破片および熱膨張／勾配からマルチチューブ燃料ノズル８０を保護するように機能し、ノズル８０のマイクロミキサーチューブのそれぞれに、空気フローと燃料との適当な比率を提供し、それが、望ましくない排出ガスを低減させる。マイクロミキサーシステム１６は、複数の燃料ノズル８０を含むことが可能であり、複数の燃料ノズル８０は、マルチチューブ燃料ノズルおよび／または他の燃料ノズル（例えば、旋回静翼ノズル）を含む。図示されている実施形態では、マイクロミキサーシステム１６は、燃料ノズルハウジング５６によって支持されているマルチチューブ燃料ノズル９４と、中央パイロット燃料ノズル９６とを含む。燃料ノズル８０は、燃料と空気とを組み合わせ、燃焼ゾーン８４での燃焼のために、燃料空気混合物を作り出す。パイロットノズル９６は、マルチチューブ燃料ノズル９４と同様に、燃料と空気とを組み合わせ、燃焼のための燃料空気混合物を作り出す。しかし、パイロットノズル９６は、残りの燃料ノズル９４のために、燃焼炎を固定する（ａｎｃｈｏｒ）のを助けることが可能である。
【００２５】
図３は、一実施形態によるマイクロミキサーシステム１６の側面図である。上記に説明されているように、マイクロミキサーシステム１６は、燃料ノズルハウジング５６と、入口部フローコンディショナー９０と、後部プレートアッセンブリ９２とを含む。燃料ノズルハウジング５６は、マルチチューブ燃料ノズル８０を半径方向に支持しており（すなわち、燃料ノズルハウジング５６の中で）、入口部フローコンディショナー９０および後部プレートアッセンブリ９２のための接続点を提供している。加えて、燃料ノズルハウジング５６は、燃料ノズル８０への半径方向の燃料送達（すなわち、半径方向４２の送達）を可能にする。半径方向の支持および燃料送達によって、燃焼器１２が簡単なエンドプレート５４を使用すること、および、マルチチューブ燃料ノズル９４のために使用可能な表面積を増加させることが可能になる。
【００２６】
燃料ノズルハウジング５６は、第１のリング構造体１２０（例えば、外側壁部）と、第２のリング構造体または装着構造体１２２（例えば、外側フランジ）とを含む。上記に説明されているように、燃料ノズルハウジング５６は、エンドケーシング５２および後部ケーシング６２に連結されている。具体的には、第２のリング構造体１２２が、エンドケーシング５２および後部ケーシング６２に連結されており、したがって、マイクロミキサーシステム１６を燃焼器１２の中に固定している。第１のリング構造体１２０および第２のリング構造体１２２は、互いに同心円状であり、複数の支柱１２４（例えば、半径方向支持アームまたはエーロフォイル）と一緒に連結されることが可能である。支柱１２４は、燃料ノズルハウジング５６に一体化されることが可能である。例えば、第１のリング構造体１２０、第２のリング構造体１２２、および支柱１２４は、ストック材料、鋳造材料、または、アディティブプロセス（ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｐｒｏｃｅｓｓ）を使用した成長材料から機械加工されることが可能である。他の実施形態では、第１のリング構造体１２０、第２のリング構造体１２２、および支柱１２４は、溶接、ろう付け、ボルト、または他の留め具によって接合することが可能である。図示されているように、支柱１２４は、空気力学的に形状付けされることが可能である。例えば、支柱１２４は、エーロフォイル形状、または、別のタイプの空気力学的な形状を有することが可能である。空気力学的な形状によって、第１のリング構造体１２０と第２のリング構造体１２２との中間に空気フローが通るときに、支柱１２４が空気フローウェイクを低減させることが可能になる。ウェイクの低減は、振動を低減させ、入口部フローコンディショナー９０の中への空気フローを改善する。また、支柱１２４は、燃料ノズル９４への半径方向の燃料送達も可能にする。具体的には、支柱１２４は、第２のリング構造体１２２および第１のリング構造体１２０の中の開口部に流体連通する開口部を含むことが可能である。したがって、燃料は、エンドプレート５４を通る代わりに、次いで、燃料フランジ１２６に連結された外部供給源１２５から、燃料ノズルハウジング５６を通して、燃料ノズル９４の中へ流れることが可能である。また、燃料ノズルハウジング５６は、冷却開口部１２８を含むことが可能である。冷却開口部１２８は、冷却空気フローが、（例えば、半径方向４２に）燃料ノズルハウジング５６の中へ流入し、マルチチューブ燃料ノズル９４および後部プレートアッセンブリ９２を冷却することを可能にし、したがって、マルチチューブ燃料ノズル９４および後部プレートアッセンブリ９２の動作寿命を延ばす。
【００２７】
図４は、マイクロミキサーシステム１６の分解断面斜視図である。図示されているように、マイクロミキサーシステム１６は、コンポーネントの取り付けおよび取り外しを容易にするモジュール式システムであることが可能である。具体的には、マイクロミキサーシステム１６は、入口部フローコンディショナー９０および後部プレートアッセンブリ９２を、燃料ノズルハウジング５６に除去可能に取り付けること、および、燃料ノズルハウジング５６から取り外すことが可能である。入口部フローコンディショナー９０および後部プレートアッセンブリ９２を取り付けるおよび取り外す能力は、メンテナンスまたは交換のために、燃料ノズル９４への容易なアクセスを提供する。そのうえ、向上したモジュール性は、より簡単な組立／分解手順、時間効率の良いメンテナンス手順、より少ない交換作業、および、向上した性能を結果として生じさせることが可能である。
【００２８】
図示されているように、入口部フローコンディショナー９０は、軸線４１の周りに円周方向４４に延在しており、外径１５０を有する概して環状の壁部を有することが可能であり、外径１５０は、第１のリング構造体１２０の内径１５２よりも小さい。直径の相違は、入口部フローコンディショナー９０が第１のリング構造体１２０の中へ軸線方向４０にスライドすることを可能にする。次いで、入口部フローコンディショナー９０を、第１の装着部１５３に取り付ける、または装着することが可能である。第１の装着部１５３は、第１のリング構造体１２０と、複数の留め具１５４と、第１のリング構造体１２０の中の開口部１５６と、入口部フローコンディショナー９０の中の開口部１５８とを含むことが可能である。留め具１５４は、第１のリング構造体１２０の中の開口部１５６と、入口部フローコンディショナー９０の中の対応する開口部１５８とを通して、入口部フローコンディショナー９０を第１のリング構造体１２０に連結する。留め具１５４は、ボルト、リベット、ピン、または、他の除去可能な留め具であることが可能である。代替的に、入口部フローコンディショナー９０は、ろう付け、溶接によって、または、ボルトもしくはリベットと組み合わせた溶接／ろう付けによっても、第１のリング構造体１２０を連結することが可能である。さらなる他の実施形態では、入口部フローコンディショナー９０の直径１５０は、第１のリング構造体１２０の直径１５２よりも大きいことが可能であり、入口部フローコンディショナー９０が軸線方向４０に覆ってスライドし、かつ、第１のリング構造体１２０の外部に連結することを可能にする。
【００２９】
後部プレートアッセンブリ９２は、軸線４１の周りに円周方向４４に延在しており、燃料ノズルハウジング５６に連結し得る概して環状の壁部を有することが可能である。後部プレートアッセンブリ９２は、外径１６０を画定することが可能であり、外径１６０は、第１のリング構造体１２０の内径１５２よりも小さい。直径の相違は、後部プレートアッセンブリ９２が第１のリング構造体１２０の中へ軸線方向４０にスライドすることを可能にする。後部プレートアッセンブリ９２を、第２の装着部１６１によって、燃料ノズルハウジング５６に取り付ける、または装着する。第２の装着部１６１は、第１のリング構造体１２０と、複数の留め具１６２と、開口部１６４と、後部プレートアッセンブリ９２の中の開口部１６６とを含むことが可能である。留め具１６２は、第１のリング構造体１２０の中の開口部１６４と、後部プレートアッセンブリ９２の中の対応する開口部１６６とを通して、後部プレートアッセンブリ９２を第１のリング構造体１２０に連結する。留め具１６２は、ボルト、リベット、ピン、または、他の除去可能な留め具であることが可能である。代替的に、後部プレートアッセンブリ９２は、ろう付け、溶接によって、または、リベットもしくはボルトを所定の場所に溶接／ろう付けすることによって、第１のリング構造体１２０を連結することが可能である。後部プレートアッセンブリ９２と第１のリング構造体１２０との間を冷却空気が通らないように制御するために、マイクロミキサーシステム１６は、後部プレートアッセンブリ９２と第１のリング構造体１２０との間に、シール１６８（例えば、フープシール）を含むことが可能である。さらなる他の実施形態では、後部プレートアッセンブリ９２の外径１６０は、第１のリング構造体１２０の直径１５２よりも大きいことが可能であり、後部プレートアッセンブリ９２が軸線方向４０に覆ってスライドし、かつ、第１のリング構造体１２０の外部に連結することを可能にする。
【００３０】
図５は、燃料ノズルハウジング５６の実施形態の前方端面斜視図であり、燃料ノズル９４（例えば、マルチチューブ燃料ノズル）を図示している。具体的には、図５は、燃料ノズルハウジング５６の燃料ノズル受容部１９０の中において、様々な組立段階にある燃料ノズル９４を図示している。例えば、図示されている実施形態では、燃料ノズル９４のうちの１つは、燃料ノズル受容部１９０の中に完全に設置されており、一方、第２の燃料ノズル９４は、近隣の燃料ノズル受容部１９０の中へ挿入される用意が整った状態にある。残りの燃料ノズル受容部１９０は、図示目的のために、空いている（すなわち、第３の燃料ノズル９４が設置されていない）。図示されている実施形態では、それぞれの燃料ノズル受容部１９０が、切断されたパイの形状をした外周１８８を有しており、外周１８８は、対向する湾曲側部１８９と、対向する収束側部（ｃｏｎｖｅｒｇｉｎｇ  ｓｉｄｅｓ）１９１とによって、画定されることが可能である。そのうえ、図示されている燃料ノズルハウジング５６は、等しくサイズ決めされた３つの燃料ノズル受容部１９０を有しており、それぞれが、切断されたパイの形状をした外周１８８を有している。他の実施形態では、燃料ノズルハウジング５６は、切断されたパイの形状をした外周１８８を有する２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、または、それ以上の燃料ノズル受容部１９０を有することが可能である。しかし、それぞれの燃料ノズル受容部１９０は、円形、矩形、三角形、パイ形状、または、任意の他の適切な幾何学的形状などのような、任意の形状に似ていることが可能である。
【００３１】
図示されている燃料ノズル９４は、切断されたパイの形状をした外周９１を有しており、外周９１は、対向する湾曲側部９３と、対向する収束側部９５とによって、画定されることが可能である。切断されたパイの形状をした外周９１は、切断されたパイの形状をした受容部１９０の外周１８８へと輪郭付けまたは形状付けされている。燃料ノズル９４は、プレート１９４、１９６、および１９８の中に配置されている複数のマイクロミキサーチューブ１９２（例えば、混合チューブ）を含む。特定の実施形態では、マルチチューブ燃料ノズル９４は、５本から１０００本、１０本から５００本、２０本から２５０本、または３０本から１００本のチューブ１９２を含むことが可能であり、それらは、軸線４１に沿って互いに概して平行になっている。それぞれのチューブ１９２は、直径が、おおよそ０．２５センチメートルから５センチメートル、０．５センチメートルから３センチメートル、または、１センチメートルから２センチメートルであることが可能である。プレート１９４、１９６、および１９８は、距離２００および２０２だけ互いから軸線方向にオフセットされており、燃料ノズルハウジング５６とともにチャンバーを形成する。本実施形態では、３つの支持プレートが存在しているが、他の実施形態では、２つ以上の支持プレート（例えば、２個、３個、４個、５個、６個など）が存在することが可能である。このように、プレート１９４、１９６、および１９８は、指定されたパターンで、マイクロミキサーチューブ１９２を支持し、離間させて配置する。図示されている実施形態では、チューブ１９２は、それぞれの燃料ノズル９４の側部９３および９５に沿って露出されている。換言すれば、それぞれの燃料ノズル９４は、それ自身専用のハウジングを含むのではなく、燃料ノズルハウジング５６が、複数の燃料ノズル９４のための共通のまたは共有のハウジングとしての役割を果たしている。結果として、それぞれの燃料ノズル９４は、チューブ１９２の束として説明することが可能であり、チューブ１９２は、軸線方向４０に挿入されており、ハウジング５６の中のそれぞれの受容部１９０から除去することが可能である。
【００３２】
図６は、燃料ノズルハウジング５６の正面図であり、燃料ノズルハウジング５６は、複数の燃料ノズル８０（例えば、マルチチューブ燃料ノズル９４、中央燃料ノズル９６など）を支持し、入口部フローコンディショナー９０および後部プレートアッセンブリ９２のための接続点を提供するように構成されている。上記に説明されているように、燃料ノズルハウジング５６は、第１のリング構造体１２０と、第２のリング構造体１２２とを含む。燃料ノズルハウジング５６を近隣の燃焼器外筒に連結するために、第２のリング構造体１２２は、複数の開口部２２０を含む。開口部２２０は、留め具（例えば、ねじ山の付いた留め具またはボルト）を受け入れることが可能であり、留め具は、燃料ノズルハウジング５６が、燃焼器エンドケーシング５２および燃焼器後部ケーシング６２の上のフランジに連結されることを可能にする。第１のリング構造体１２０および第２のリング構造体１２２は、軸線４１の周りに互いに同心円状となっている。図示されているように、第１のリング構造体１２０は、外径２２２を画定し、外径２２２は、第２のリング構造体１２２の内径２２４よりも小さい。直径の相違２２６が、第１のリング構造体１２０と第２のリング構造体１２２との間に空気フロー通路２２８を形成している。空気フロー通路２２８は、空気が燃料ノズルハウジング５６を通してエンドプレート５４へ向かって上流方向に流れることを可能にする。
【００３３】
空気フロー通路２２８は、第１のリング構造体１２０を第２のリング構造体１２２に連結する支柱１２４によって分離されている。図示されている実施形態では、燃料ノズルハウジング５６は、２種類の支柱（（１）燃料を運搬する支柱２３０、および、（２）燃料を運搬しない支柱２３２）を含むことが可能である。また、支柱１２４は、燃料ノズルハウジング５６と一体化され、燃料ノズルハウジング５６の中の共振振動を低減するように構成されることも可能である。例えば、支柱１２４は、空気力学的に形状付けされ、空気フロー通路２２８を通る空気フローからのウェイクを低減することが可能である。加えて、支柱１２４は、適当な量の剛性を提供し、共振周波数振動を調整して消すか、または、燃料ノズルハウジング５６の共振周波数を変化させることが可能である。例えば、本実施形態では、燃料ノズルハウジング５６は、３つの燃料支柱２３０と、３つの支持支柱または構造支柱２３２とを含む。他の実施形態では、燃料ノズルハウジング５６は、（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、または、それ以上の）より多くの燃料支柱２３０、または、（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、または、それ以上の）より多くの支持支柱２３２を含むことが可能である。他の実施形態では、支柱１２４のうちのいくつかまたはすべては、共振振動を調整するために、より大きく、および／または、より剛性が高くなっていることが可能であり、または、燃料ノズルハウジング５６の中の特定の場所において、追加的な支持を提供することが可能である。
【００３４】
上記に説明されているように、燃料ノズルハウジング５６は、燃料ノズル８０への半径方向４２の燃料送達を可能にする。燃料ノズルハウジング５６は、第２のリング構造体１２２の外部表面２３４に連結されている燃料フランジ１２６を通して燃料を受け入れる。燃料が燃料フランジ１２６を通過するときに、燃料が、第２のリング構造体１２２の中の開口部２３６に進入する。開口部２３６を通った後に、燃料は、燃料支柱２３０に進入し、燃料支柱２３０は、第１のリング構造体１２０の中の開口部２４０につながる開口部２３８を含む。燃料が第２のリング構造体１２０を通過するときに、燃料は、燃料ノズル８０による使用のために、燃料ノズル受容部１９０に進入する。上記に説明されているように、燃料ノズルハウジング５６による半径方向支持および燃料送達は、エンドプレート５４の簡単化を可能にし、第１のリング構造体１２０の中において、マルチチューブ燃料ノズル９４のために使用可能な表面積（例えば、マイクロミキサーチューブ１９２の数および／またはサイズ）を増加させる。
【００３５】
本実施形態では、半径方向の仕切り壁部またはプレート２４２によって分離された３つの燃料ノズル受容部１９０が存在している。しかし、（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、または、それ以上の）任意の数の燃料ノズル受容部１９０が存在することが可能である。図示されているように、非燃料支柱２３２は、プレート２４２と整合しており、燃料支柱２３０は、壁部２４２同士の間に中央に位置付けられている。しかし、他の実施形態では、燃料支柱２３０および非燃料支柱２３２が、他の場所に位置付けられることも可能である。半径方向の仕切り壁部またはプレート２４２は、第１のリング構造体１２０に連結され、かつ、第３のリング構造体２４４（例えば、第１の内側壁部）に連結されている。第３のリング構造体２４４は、第１のリング構造体１２０および第２のリング構造体１２２と同心円状であることが可能であり、中央受容部２４６を画定している。中央受容部２４６は、中央燃料ノズルまたはパイロットノズル９６を受け入れるように構成されることが可能であり、中央燃料ノズルまたはパイロットノズル９６は、周囲のマルチチューブ燃料ノズル９４の燃焼反応を固定するのを助けることが可能である。しかし、他の実施形態では、中央受容部２４６は、丸いマルチチューブ燃料ノズルを受け入れるように構成されることが可能である。そのうえ、他の実施形態は、より大きい、または、より小さい中央受容部２４６を有するか、または、中央受容部２４６を有さないことが可能である。図示されている実施形態では、燃料ノズル受容部１９０は、切断されたパイの形状をした外周１８８を有しており、中央受容部２４６は、円形形状である。しかし、燃料ノズル受容部１９０および中央受容部２４６は、円形、矩形、三角形、パイ形状、または、任意の他の適切な幾何学的形状などのような、任意の形状に似ていることが可能である。上記に説明されているように、燃料ノズルハウジング５６（すなわち、第１のリング構造体１２０、第３のリング構造体２４４、および半径方向の仕切り壁部２４２）が、マルチチューブ燃料ノズル９４のためのハウジングを提供することは有益である。したがって、それぞれの燃料ノズル８０は、それ自身の独立したハウジングを必要とせず、したがって、より低いコストで交換することが可能である。
【００３６】
図７は、一実施形態による燃料ノズルハウジング５６の正面図である。図示されているように、燃料ノズルハウジング５６は、６つの燃料フランジ１２６に半径方向に連結されている。燃料ノズルハウジング５６は、燃料フランジ１２６からの燃料を受け入れ、燃料ノズル８０による使用のために、燃料ノズル受容部１９０へ半径方向４２に燃料を送達する。上記に説明されているように、燃料は、燃料ノズル受容部１９０に進入する前に、第２のリング構造体１２２、燃料支柱２３０、および第１のリング構造体１２０の中の開口部を通過する。図示されている実施形態では、それぞれの燃料ノズル受容部１９０は、２つの燃料フランジ１２６によって送給されている。２つの燃料フランジ１２６は、第２のリング構造体１２２から２つの対応する燃料支柱２３０を通して第１のリング構造体１２０へ燃料を運搬する。他の実施形態では、燃料ノズル受容部のそれぞれのために、追加的な燃料フランジ１２６（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、または、それ以上の燃料フランジ１２６）が存在することが可能であり、それは、対応する数の燃料支柱２３０（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、または、それ以上の燃料支柱２３０）を通して燃料を送達する。
【００３７】
図７にさらに図示されているように、半径方向プレート２４２は、開口部２４８を含むことが可能であり、開口部２４８は、１つの燃料ノズル受容部１９０から近隣の燃料ノズル受容部１９０へ燃料が流れることを可能にする。例えば、開口部２４８は、プレート２４２の全体にわたって分配され、燃料ノズル９４のチューブ１９２の間でより均等に燃料を分配するのを助けることが可能である。さらなる例によって、開口部２４８の数（例えば、１個から１０００個）、サイズ（例えば、直径）、形状（例えば、円形、楕円形、三角形、正方形、六角形など）、軸線方向４０の位置、および、半径方向４２の位置は、受容部１９０の間での、したがって、燃料ノズル９４の複数のチューブ１９２の間での、燃料の分配を制御するために様々であることが可能である。いくつかの実施形態では、プレート２４２のそれぞれは、開口部２４８を含まないか、より多くの開口部２４８（例えば、０個、１個、２個、３個、４個、５個、１０個、１５個、２０個、２５個、または、それ以上の開口部２４８）を含むか、または、プレート２４２同士の間で開口部２４８の数が異なることが可能である。例えば、プレート２４２のうちの１つが、２つの開口部２４８を含むことが可能であり、一方、残りのプレートが、５個および１０個の開口部２４８をそれぞれ有する。プレート２４２の中の開口部２４８を有する実施形態では、燃料ノズル受容部１９０同士の間を燃料が自由に流れることが可能であるので、より少ない燃料フランジ１２６および燃料支柱２３０が存在することが可能である。したがって、単一の燃料フランジ１２６および燃料支柱２３０が、燃料ノズル受容部１９０にすべての燃料を供給することが可能である。そのうえ、図７は、第３のリング構造体２４４が、開口部２５０を含むことが可能であるということを図示している。開口部２５０は、燃料ノズル受容部１９０の中の燃料が中央受容部２４６に進入することを可能にする。本実施形態では、３つの開口部２５０が存在するが、しかし、異なる実施形態では、異なる数の開口部２５０（例えば、０個、１個、２個、３個、４個、５個、１０個、１５個、または、それ以上の開口部２５０）が存在することが可能である。さらなる他の実施形態では、第３のリング構造体２４４が、燃料ノズル受容部１９０のうちのいくつかだけと連通する開口部２５０を含むことが可能である。例えば、第３のリング構造体２４４は、中央受容部２４６と燃料ノズル受容部１９０のうちの１つとの間にだけ、開口部２５０を含むことが可能である。
【００３８】
図８は、一実施形態による燃料ノズルハウジング５６の正面図である。図示されている実施形態では、燃料ノズルハウジング５６は、３つの燃料ノズル受容部１９０を含む。これらの燃料ノズル受容部１９０のそれぞれは、第１のリング構造体１２０の中のおおよそ１２０度の範囲を占めている。実際に、図８は、先述の図に示されていたような中央受容部がない実施形態を図示している。図８は、３つの燃料ノズル受容部１９０だけを図示しているが、他の実施形態は、プレート２４２によって分離された異なる量の燃料ノズル受容部１９０（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、または、それ以上の燃料ノズル受容部１９０）を含むことが可能である。そのうえ、これらの燃料ノズル受容部１９０のそれぞれが、第１のリング構造体の中で、等しい量のまたは異なる量の範囲を占めることが可能である。例えば、１つの燃料ノズル受容部１９０が、第１のリング構造体１２０の１８０度を占め、一方、残りの燃料ノズル受容部１９０が、それぞれ９０度を占めることが可能である。
【００３９】
図９は、一実施形態によるマイクロミキサーシステム１６の部分的な断面図である。上記に説明されているように、マイクロミキサーシステム１６は、燃料ノズルハウジング５６と、燃料ノズル８０と、入口部フローコンディショナー９０と、後部プレートアッセンブリ９２とを含む。燃料ノズルハウジング５６は、エンドケーシング５２と後部ケーシング６２との間の連結によって、または、より具体的には、エンドケーシング５２のフランジ６０と後部ケーシング６２の第１のフランジ６４との間の連結によって、マイクロミキサーシステム１６を半径方向に支持している。燃料ノズルハウジング５６がエンドケーシング５２と後部ケーシング６２との間に連結されているので、燃料ノズルハウジング５６は、半径方向に支持され、燃料ノズル８０へ燃料を半径方向に供給することが可能である。燃料ノズル８０は、マルチチューブ燃料ノズル９４であるか、または、パイロット燃料ノズル９６と組み合わせたマルチチューブ燃料ノズル９４であることが可能である。図示されている実施形態では、燃料ノズルハウジング５６は、マルチチューブ燃料ノズル９４および中央パイロット燃料ノズル９６を支持している。
【００４０】
運転時に、燃料ノズル８０（例えば、マルチチューブ燃料ノズル９４およびパイロット燃料ノズル９６）は、燃料と空気とを組み合わせ、燃焼ゾーン８４の中での燃焼のための燃料空気混合物を作り出す。燃料ノズル８０は、圧縮機２４からの空気フローを受け入れる。上記に説明されているように、圧縮機２４は、燃焼器１２の下流端部４６を取り囲む空気プレナムの中へ空気フローを吐出する。フロースリーブ７０の中の半径方向注入開口部７８は、空気フロー７６が、フロースリーブ７０を通過し、環状部７４に進入することを可能にする。フロースリーブ７０および燃焼ライナー７２によって形成された環状部７４は、燃焼器１２の上流端部４８に向けて空気フローを案内する。上流端部４８では、空気フロー７６が、入口部フローコンディショナー９０に進入する。以下に、より詳細に説明するように、入口部フローコンディショナー９０は、燃料ノズル９４の周りに空気フローを円周方向４４に分配するのを助けるように構成されており、それによって、燃料ノズル９４のそれぞれのチューブ１９２の中へ、より等しい量の空気フローを提供するのを助ける。加えて、入口部フローコンディショナー９０は、フィルターとして機能し、受容部１９０への粒子状物質の通過を阻止することを助けることが可能であり、それによって、チューブ１９２の閉塞を低減させるのを助ける。入口部フローコンディショナー９０を通過した後で、圧縮空気は、マルチチューブ燃料ノズル９４のチューブ１９２に進入する。チューブ１９２は、圧縮空気を燃料２６０と組み合わせ、燃焼ゾーン８４の中で燃焼する燃料空気混合物２６２を作り出す。燃料２６０は、燃料フランジ１２６を通って燃料ノズルハウジング５６に半径方向に進入する。次いで、燃料２６０は、それぞれの開口部２３６、２３８、および２４０を通って、第２のリング構造体１２２、燃料支柱２３０、および第１のリング構造体１２０を通過する。燃料２６０が第１のリング構造体１２０を通過するときに、燃料２６０が、燃料ノズル９４による使用のために、燃料ノズル受容部１９０に進入する。上記に説明されているように、燃料ノズルハウジング５６による半径方向支持および燃料送達は、エンドプレート５４の簡単化を可能にし、マルチチューブ燃料ノズル９４のための使用可能な表面積（例えば、マイクロミキサーチューブ１９２の数および／またはサイズ）を増加させる。
【００４１】
マルチチューブ燃料ノズル９４は、複数のチューブ１９２を含み、複数のチューブ１９２は、それぞれのプレート１９４、１９６、および１９８の中のチューブ開口部２６４、２６６、および２６８を通って延在している。図示されている実施形態では、マルチチューブ燃料ノズル９４は、３つのプレート１９４、１９６、および１９８を含み、３つのプレート１９４、１９６、および１９８は、互いから軸線方向にオフセットされており、チャンバー２７０および２７２を画定している。燃料２６０がマルチチューブ燃料ノズル９４に進入するときに、燃料２６０は、最初に、チャンバー２７０に進入する。燃料２６０は、チャンバー２７２の中へ下流に流れる前に、チャンバー２７０全体にわたって分配される。また、チャンバー２７０は、すべてのチューブ１９２の周りの燃料の圧力および流量のバランスを取るのを助ける。図示されているように、プレート１９６は、開口部２７４を含み、開口部２７４は、燃料がチャンバー２７０を出てチャンバー２７２に進入することを可能にする。いくつかの実施形態では、チューブ開口部２６６は、燃料がチャンバー２７０からチャンバー２７２の中へチューブ１９２の周りを流れるのに十分なスペースを形成させることが可能である。さらなる他の実施形態では、チューブ開口部２６６および開口部２７４は、燃料２６０がチャンバー２７０からチャンバー２７２の中へ流れることを可能にすることができる。開口部２６６および／または２７４は、チャンバー２７２の中へ燃料をより均一に分配するのを助けるように構成されており、そして、それは、チューブ１９２の中への進入の前に、さらに、燃料の圧力および流量のバランスを取る。チャンバー２７２の中で、燃料２６０は、燃料入口部またはスロット２７６（例えば、１個から１００個の燃料入口部）を通ってチューブ１９２に進入する。燃料２６０が燃料入口部２７６を通過するときに、燃料２６０は、空気入口部２７８を通過する空気７６と混合される。次いで、燃料空気混合物２６２は、出口部２８０を通って出る前に、チューブ１９２を通って進行する。図示されている実施形態では、燃料入口部２７６は、チャンバー２７２の中にある。しかし、他の実施形態では、燃料入口部２７６は、チャンバー２７０の中、または、チャンバー２７０および２７２の両方の中にあることが可能である。さらなる他の実施形態では、燃料ノズル９４は、プレート１９６を排除することが可能であり、燃料入口部２７６が、プレート１９４とプレート１９８との間に位置付けされることが可能である。
【００４２】
上記に説明されているように、マルチチューブ燃料ノズル９４は、プレート１９４、１９６、および１９８を含むことが可能である。プレート１９４、１９６、および１９８は、固定されるか、または、チューブ１９２、燃料ノズルハウジング５６、および／または、燃焼器１２の他の支持構造体に対して移動可能であり得る。例えば、プレート１９４、１９６、および１９８は、溶接、ろう付け、ボルト、および／または、締り嵌めを作り出すことによって形成された、チューブ１９２との固定接続部を有することが可能である。さらなる例によって、可動接続部２８２（例えば、弾性金属製シール）が、プレート１９４、１９６、および１９８のうちの１つまたは複数と、燃料ノズルハウジング５６との間に、位置付けられることが可能である。可動接続部２８２は、１つまたは複数のプレート１９４、１９６、および１９８がチューブ１９２の熱膨張および熱収縮に応答して軸線方向４０に移動することを可能にする。図示されている実施形態では、プレート１９４、１９６、および１９８は、チューブ１９２との固定接続部を有しているが、プレート１９４および１９８は、燃料ノズルハウジング５６との可動接続部２８２（例えば、弾性金属製シール）を有している。別の実施形態では、プレート１９４は、燃料ノズルハウジング５６およびチューブ１９２との固定接続部を有することが可能であり、一方、プレート１９６および１９８は、燃料ノズルハウジング５６との可動接続部２８２を有している。別の実施形態では、プレート１９８は、チューブ１９２との固定接続部と、燃料ノズルハウジング５６との可動接続部２８２（例えば、弾性金属製シール）とを有することが可能であり、一方、プレート１９４および１９６は、燃料ノズルハウジング５６との固定接続部と、チューブ１９２との可動接続部（例えば、滑り継手）を有している。別の実施形態では、プレート１９６は、チューブ１９２との固定接続部と、燃料ノズルハウジング５６との可動接続部（例えば、弾性金属製シール）とを有しており、一方、プレート１９４および１９８は、燃料ノズルハウジング５６との固定接続部と、チューブ１９２との可動接続部（例えば、滑り継手）とを有している。さらなる別の実施形態では、プレート１９４、１９６、および１９８のうちのそれぞれが、チューブ１９２との固定接続部と、燃料ノズルハウジング５６との可動接続部（例えば、弾性金属製シール）とを有することが可能である。これらの実施形態のそれぞれでは、可動接続部２８２（例えば、弾性金属製シール）は、チューブ１９２、燃料ノズルハウジング５６、または、燃焼器１２の任意の他の構造体の熱膨張または熱収縮に応答して、膨張および収縮するように構成されており、それによって、流体密封シールを維持しながら、熱的に誘発される応力を低減させる。
【００４３】
システム１０の運転中に、マルチチューブ燃料ノズル９４のそれぞれのチューブ１９２が、入口部フローコンディショナー９０を通るおおよそ等しい量の空気フローと、チャンバー２７２の中の燃料入口部２７６を通る燃料２６０とを受け入れる。燃料および空気は、それぞれのチューブ１９２の中で混合され、次いで、燃焼器１２の中での燃焼のために、燃料−空気混合物出口部２８０を通して、燃料−空気混合物２６２を吐出する。認識されるように、出口部２８０の近くの温度は、燃焼器１２の中の燃焼に起因して上昇する。そのうえ、空気フロー２８４の温度は、燃料フロー２６０の温度よりも実質的に高いことが可能である。例えば、空気フロー２８４の温度は、おおよそ摂氏２５０度から５００度であることが可能であり、一方、燃料フロー２６０の温度は、おおよそ摂氏２０度から２５０度であることが可能である。これらの温度勾配、（例えば、チューブ１９２、燃料ノズルハウジング５６などの）部品の材料組成、および、他の要因の結果として、チューブ１９２は、マイクロミキサーシステム１６の運転中に、熱膨張を受ける可能性がある。可動接続部２８２（例えば、弾性金属製シール）は、この熱膨張（および、例えば、シャットダウンの間の任意の熱収縮）を吸収し、マルチチューブ燃料ノズル９４および燃焼器１２の様々な部品を保護するように構成されている。可動接続部２８２（例えば、弾性金属製シール）がなければ、チューブ１９２、燃料ノズルハウジング５６、および、他の支持構造体はかなりの熱応力にさらされる可能性があり、そのことは、マルチチューブ燃料ノズル９４の早期の損耗、応力亀裂、および、寿命の低減を引き起こす可能性がある。したがって、可動接続部２８２（例えば、弾性金属製シール）は、マルチチューブ燃料ノズル９４の運転性、性能、および寿命を改善する（例えば、応力および疲労の低減）のを助けることが可能である。例えば、可動接続部２８２は、マルチチューブ燃料ノズル９４が非常に大きい温度差に耐えることを可能にし得、それによって、マルチチューブ燃料ノズル９４またはマイクロミキサーシステム１６を損傷することなく、性能強化を可能にする。以下に、さらに詳細に述べられるように、可動接続部２８２は、チューブ１９２の熱膨張または収縮に起因する軸線方向の移動も可能にしながら、燃料ノズルハウジング５６とプレート１９４および１９８との間の作動シールを維持している。
【００４４】
図１０は、図９のマイクロミキサーシステム１６の断面図であり、それは、線１０−１０内を見ており、弾性金属製シール３００（例えば、金属製ベローズ３０２）の実施形態を図示している。後述されるように、金属製ベローズ３０２は、１つまたは複数のベンド部またはターン部を備える壁部３０３を有しており、それは、軸線方向３０４に膨張および収縮することが可能である。図１０に図示されているように、弾性金属製シール３００（例えば、金属製ベローズ３０２）は、燃料ノズルハウジング５６とプレート１９８との間に延在しており、それによって、燃料ノズルハウジング５６とプレート１９８との間に作動シールを形成している。プレート１９８は、チューブ１９２に固定されており、したがって、プレート１９８およびチューブ１９２は、弾性金属製シール３００（例えば、金属製ベローズ３０２）が軸線方向３０４に膨張および収縮する間の熱膨張および熱収縮に応答して一緒に移動する。図示されている実施形態では、弾性金属製シール３００が、燃料ノズルハウジング５６とプレート１９８との間で、ポケット部３０６（例えば、環状のポケット部または扇形の形状をしたポケット部）の中に配設されており、ポケット部３０６は、プレート１９８の周囲部分３１０から反対側に、燃料ノズルハウジング５６の中に、溝部３０８（例えば、環状の溝部、または、扇形の形状をした溝部）によって、形成されることが可能である。溝部３０８は、第２のリング構造体１２０の内側表面３１２と、燃料ノズルハウジング５６の内側突出部またはリップ部分３１４（例えば、環状のリップ部、または、扇形の形状をしたリップ部）との間に配設されることが可能である。ポケット部３０６（例えば、それは、溝部３０８、ならびに、部分３１０、３１２、および３１４によって形成されている）は、一般的に、燃料ノズルハウジング５６とプレート１９８との間の境界面に沿って延在しており、それによって、軸線方向３０４に膨張および収縮することができる作動シールを提供している。
【００４５】
特定の実施形態では、弾性金属製シール３００（例えば、金属製ベローズ３０２）は、燃料ノズルハウジング５６および／またはプレート１９８に対して、固定されるか、または、固定されない（すなわち、自由に移動することができる）ことが可能である。例えば、シール３００は、反対側にある第１および第２の端部部分３１６および３１８を有することが可能であり、第１および第２の端部部分３１６および３１８は、溶接されるか、ろう付けされるか、ボルト留めされるか、または、そうでなければ、溝部３０８および周囲部分３１０に固定されることが可能である。しかし、端部部分３１６および３１８のうちの１つまたは両方は、燃料ノズルハウジング５６またはプレート１９８に固定されないことが可能である。そのうえ、弾性金属製シール３００（例えば、金属製ベローズ３０２）は、壁部３０３の中に１つまたは複数の可撓性のターン部、ベンド部、湾曲部、折り畳み部、または、概して軸線方向に調節可能なターン部３２０を有することが可能であり、ターン部３２０は、シール３００が軸線方向３０４に膨張および収縮するのを可能にするようになっている。図示されている実施形態では、弾性金属製シール３００（例えば、金属製ベローズ３０２）は、波形パターン３２２を画定する複数の交互のターン部３２０を有している。例えば、図示されているシール３００は、方向を５回転換し、それによって、５つの軸線方向に調節可能なターン部３２０を壁部３０３の中に画定している。追加的に、端部部分３１６および３１８は、半径方向４２に配向されることが可能である。端部部分３１６および３１８が半径方向４２に配向されていると、弾性金属製シール３００は、プレート１９８と燃料ノズルハウジング５６との間のシールを容易にすることが可能である。具体的には、チャンバー２７０の中の燃料の圧力が壁部１９８の反対側の空気の圧力を超える場合には、金属製ベローズ３０２が軸線方向４０に膨張することが可能であり、したがって、シールを維持する。しかし、端部部分３１６および３１８が反対方向に配向されているならば、チャンバー２７０の中の燃料の圧力がプレート１９８の反対側の側部の空気の圧力よりも大きいときには、金属製ベローズ３０２は収縮することが可能となり、したがって、金属製シール３００のシーリング力を低減させる。この理由のために、端部部分３１６および３１８の配向は、プレート１９４、１９６、１９８の反対側の異なる流体圧力に応じて変化することが可能である。例えば、プレート１９４および１９６に連結されている金属製シール３００は、図１０に示されているものと反対側に配向された端部部分３１６および３１８を有する金属製ベローズ３０２であることが可能である。このことは、プレート１９４および１９６に接触している金属製シール３００の能力を増大させ、プレート１９４および１９６の反対側の流体圧力が異なるときに、ハウジング５６とのシールを維持することが可能である。他の実施形態では、シール３００は、単一の軸線方向に調節可能なターン部３２０、または、任意の数の軸線方向に調節可能なターン部３２０（例えば、１個から１００個のターン部）を含むことが可能である。したがって、シール３００のターン部３２０は、Ｃ字形状、Ｕ字形状、Ｖ字形状、Ｗ字形状、Ｅ字形状、または、任意のタイプの揺動形のパターンを画定することが可能である。他の実施形態では、シール３００は、Ｏ字形状またはＪ字形状を有することが可能である。弾性金属製シール３００の中に、より大きい数のターン部３２０があることによって、軸線方向３０４の移動の範囲を増大させることが可能である。弾性金属製シール３００は、ステンレス鋼のグレード３２１、ステンレス鋼のグレード３４７、ステンレス鋼Ａ−２８６、ニッケル合金、コバルト合金、およびニッケル−クロムベースの超合金（例えば、Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標）Ｘ−７５０）、または、それらの任意の組み合わせなどのような、高温用途のための任意の適切な金属から作製することが可能である。
【００４６】
図１１は、図４〜図６のマルチチューブ燃料ノズル９４に適切な扇形の形状をした構成３４０（例えば、切断されたパイの形状）を有する弾性金属製シール３００の実施形態の正面端面図である。図示されているように、扇形の形状をした構成３４０は、２つの概して平行な側部３４２および３４４と、２つの平行でない側部３４６および３４８とを有する、くさび形状または切断されたパイの形状を含む。側部３４２および３４４は、弓形に形状付けされており、一方、側部３４６および３４８は、直線状である（例えば、半径方向３５０に発散している）。しかし、特定の実施形態では、扇形の形状をしたシール３００の構成３４０は、例えば、３つの側部を有するパイ形状など、他の形状を含むことが可能である。そのうえ、シール３００のいくつかの実施形態は、円形、矩形、三角形、または他の幾何学的形状として形状付けされることが可能である。図８の実施形態では、マルチチューブ燃料ノズル９４、および、関連のシール３００は、中央燃料ノズル９６の周りで３つの扇形へセグメント化されることが可能である。しかし、外側マルチチューブ燃料ノズル９４、および、関連のシール３００は、例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、または、それ以上の扇形など、任意の数の扇形へ分割されることが可能である。
【００４７】
図１２、図１３、および図１４は、図９のマルチチューブ燃料ノズル９４の部分的な断面側面図であり、壁部３０３の中に異なる数の軸線方向に調節可能なターン部３２０を有する弾性金属製シール３００（例えば、金属製ベローズ３０２）の実施形態を図示している。例えば、図１２は、図９の燃料ノズル９４の部分的な断面側面図であり、単一のターン部またはベンド部３２０（例えば、Ｕ字形状またはＣ字形状３５２）を有する弾性金属製シール３００の実施形態を図示している。図１３は、図９のマルチチューブ燃料ノズル９４の部分的な断面側面図であり、例えば、Ｅ字形状またはＷ字形状３５４などの波形パターン３２２を画定する複数のターン部またはベンド部３２０を有する弾性金属製シール３００の実施形態を図示している。図１４は、図９のマルチチューブ燃料ノズル９４の部分的な断面側面図であり、図１０よりも非常に大きい波形パターン３２２を画定する複数のターン部またはベンド部３２０を有する弾性金属製シール３００の実施形態を図示している。とりわけ、図１４の波形パターン３２２は、９個のターン部またはベンド部３２０を有しており、それは、波形、揺動形、またはジグザグ形のパターン３５６として説明されることが可能である。他の実施形態では、パターン３５６は、任意の数のターン部またはベンド部３２０を有することが可能である。例えば、より大きい温度差を有する用途では、大きい数のターン部３２０を有する弾性金属製シール３００（例えば、金属製ベローズ３０２）が、燃料ノズルハウジング５６とマルチチューブ燃料ノズル９４のプレート１９８との間の作動シールを依然として維持しながら、より大きい軸線方向の移動を可能にするように使用されことが可能である。繰り返しになるが、図１２、図１３、および図１４のそれぞれの実施形態では、反対側にある端部部分３１６および３１８は、燃料ノズルハウジング５６およびプレート１９８に対して、固定されるか、または、固定されないか（すなわち、移動することができる）のいずれかであることが可能である。例えば、端部部分３１６および３１８のうちの１つが固定され、一方、他の端部部分が固定されないことが可能であり、それによって、燃料ノズル９４の設置および除去を簡単化する。
【００４８】
図１５は、後部プレートアッセンブリ９２の分解斜視図である。後部プレートアッセンブリ９２は、燃焼ゾーン８４の中での燃料−空気混合物２６２の燃焼反応から、マルチチューブ燃料ノズル９４を遮蔽および冷却し、後部プレートアッセンブリ９２が、マルチチューブ燃料ノズル９４の運転寿命を延ばすのを助けるようになっている。後部プレートアッセンブリ９２は、後部プレート３７０と、インピンジメントプレート３７２と、第１のシリンダー３７４（例えば、外側壁部）と、第２のシリンダー３７６（例えば、内側壁部）と、第１のフープシール３７８（例えば、フラシール）および第２のフープシール３８０（例えば、フラシール）とを含む。フープシール３７８および３８０は、概して環状のシールであり、それは、環状の壁部３７７を有しており、環状の壁部３７７は、直径が増加して次いで減少し、弓形の断面またはスプリングエレメント３７９を画定している。正確な断面３７９は、シールを維持しながら、半径方向の熱膨張および熱収縮を収容するのを助ける。図示されているように、後部プレート３７０およびインピンジメントプレート３７２は、それぞれチューブ開口部３８２および３８４を含み、チューブ開口部３８２および３８４は、マルチチューブ燃料ノズル９４のチューブ１９２を覆って後部プレートアッセンブリ９２を取り付けることを可能にする。また、後部プレート３７０およびインピンジメントプレート３７２は、それぞれ中央ノズル開口部または通路３８６および３８８も含む。中央ノズル開口部３８６および３８８は、第２のシリンダー３７６がインピンジメントプレート３７２および後部プレート３７０を通って延在し、中央通路３８５を通して中央燃料ノズルまたはパイロットノズル９６を受け入れることを可能にする。後部プレートアッセンブリ９２は、ピン１６２によって燃料ノズルハウジング５６に取り付けられ（図９参照）、ピン１６２は、開口部３９０（例えば、半径方向装着体）を通って第１のシリンダー３７４に連結されている。ピン１６２は、後部プレートアッセンブリ９２が半径方向に伸びることを可能にするが、回転、または、燃焼器１２の後部端部に向かう移動を阻止する。そのうえ、ピン留め構成は、後部プレート３７０、または、後部プレートアッセンブリ９２の他の部分の容易な交換を可能にする。
【００４９】
図示されている実施形態では、プレート３７０および３７２のそれぞれは、燃料ノズル９４のためのすべての混合チューブ１９２を、燃料ノズルハウジング５６の複数の受容部（例えば、３つの扇形の形状をした配置、および／または、切断されたパイ形状をした配置）の中に受け入れる。換言すれば、受容部１９０のそれぞれのために別々のプレートを提供するのではなく、図示されている実施形態は、受容部１９０の全体にわたってプレート３７０および３７２を共有し、それによって、統一されたプレート３７０および統一されたプレート３７２を画定する。統一された後部プレート３７０は、チューブ開口部３８２を有しており、チューブ開口部３８２は、扇形仕切り３８１（例えば、半径方向の仕切りスペース）によって分離された扇形（例えば、パイ形状をした扇形）の中のプレート３７０の実質的に全体にわたって配設されており、扇形仕切り３８１は、概して、受容部１９０同士の間の仕切り壁部２４２と整合している。同様に、統一されたインピンジメントプレート３７２は、チューブ開口部３８４を有しており、チューブ開口部３８４は、扇形仕切り３８３を除いて、プレート３７２の実質的に全体にわたって配設されており、扇形仕切り３８３は、概して、受容部１９０同士の間の仕切り壁部２４２と整合している。したがって、後部プレート３７０およびインピンジメントプレート３７２の統一された構成は、可能性のある漏れ経路の数も低減させながら、混合チューブ１９２のためのチューブ開口部３８２のカバー範囲を増加させるのを助ける。また、統一されたプレート３７０および３７２は、マイクロミキサーシステム１６の構成、設置、除去、およびアフターサービスも簡単化し、とりわけ、チューブ１９２の設置および除去を簡単化する。
【００５０】
図１６は、一実施形態による図９の線１６−１６に沿った、マイクロミキサーシステム１６の断面図である。図示されているように、後部プレートアッセンブリ９２は、後部プレート３７０がインピンジメントプレート３７２に連結され、かつ、インピンジメントプレート３７２が第１のシリンダー３７４に連結された状態で、組み立てられている。後部プレート３７０、インピンジメントプレート３７２、および第１のシリンダー３７４は、溶接、ろう付け、または留め具（例えば、ねじ山の付いた留め具）によって連結することが可能である。組み立てられると、後部プレートアッセンブリ９２は、ピン１６２によって燃料ノズルハウジング５６に連結されることが可能であり、ピン１６２は、燃料ノズルハウジング５６の中の開口部１６４、および、第１のシリンダー３７４の中の開口部３９０を通して延在する。空気フローは、フープシール３７８によって、後部プレートアッセンブリ９２と燃焼ライナー７２との間で制限される。上述のように、後部プレートアッセンブリ９２は、冷却を可能にし、かつ、燃焼ゾーン８４の中の燃料空気混合物２６２の燃焼と、マルチチューブ燃料ノズル９４のチューブ１９２との間の直接的な接触を阻止することが可能である。したがって、後部プレート３７０は、長期間にわたり高温に耐えることができる材料（例えば、ハステロイＸ、ｈａｙｎｅｓ１８８、コバルトクロム、インコネルなど）から作製することが可能である。加えて、後部プレート３７０は、遮熱コーティング（ＴＢＣ）４００などのようなコーティングを含み、追加的な熱的保護を提供し、後部プレート３７０の熱的損耗を低減させ、かつ、チューブ１９２への伝熱を限定することが可能である。
【００５１】
また、後部プレートアッセンブリ９２は、プレート１９８と組み合わせて、空気冷却チャンバー４０２を形成することが可能である。上記に説明されているように、燃料ノズルハウジング５６は、半径方向の空気冷却開口部１２８を含み、半径方向の空気冷却開口部１２８は、圧縮空気７６が環状のスペース７４を通って進行し、空気冷却チャンバー４０２に進入することを可能にする。空気フロー７６がチャンバー４０２に進入するときに、空気フロー７６は、旋回して、チューブ１９２を対流によって冷却する（すなわち、チューブ１９２から熱を奪う）。加えて、空気フロー７６は、チューブ１９２と壁部１９８との間で空気冷却チャンバー４０２の中へ漏れ込む可能性がある任意の燃料２６０を除去するのを支援することが可能であり、したがって、後部プレート３７０の後ろの燃料の蓄積を実質的に低減させるか、または排除する。チャンバー４０２は、冷却空気フロー７６をインピンジメントプレート３７２に向けて方向４０４に方向付けする。図示されているように、インピンジメントプレート３７２は、後部プレート３７０からオフセットされ、スペース４０６を形成する。スペース４０６は、圧力降下を作り出し、インピンジメント開口部４０８を通して空気フロー７６を引き込む。空気フロー７６がインピンジメントプレート３７２を通過するときに、後部プレート３７０のインピンジメント冷却のために、空気フロー７６が、後部プレート３７０の前方端側部４１０に衝突する。インピンジメントプレート３７２の前方端側部４１０をインピンジメント冷却した後に、空気フロー７６は、浸出冷却開口部を通して、および／または、後部プレート３７０とチューブ１９２との間から出ていくことが可能である。冷却空気７６が後部プレートアッセンブリ９２を出るときに、空気フロー７６は、燃焼ゾーン８４の中へ、熱、および、可能性のある燃料を伝達し、したがって、マイクロミキサーシステム１６を熱的損耗から保護する。
【００５２】
他の実施形態では、後部プレートアッセンブリ９２は、インピンジメントプレート３７２を含まないことが可能である。したがって、冷却空気フロー７６は、後部プレート３７０の前方端側部４１０に直接的に接触することが可能であり、次いで、チューブ１９２と後部プレート３７０との間のギャップを通して、および／または、浸出冷却開口部を通して出ていく。冷却をしても、後部プレート３７０は、マイクロミキサーシステム１６の中の他のコンポーネントよりも高温になる可能性がある。しかし、燃料ノズルハウジング５６へのピン取り付けは、後部プレートアッセンブリ９２が半径方向に伸びることを可能にするが、回転、および、下流の軸線方向の移動を阻止する。したがって、マイクロミキサーシステム１６は、後部プレートアッセンブリ９２と燃料ノズルハウジング５６との間の機械的負荷および応力を低減するか、または阻止する。
【００５３】
図１７は、チューブ開口部３８２と浸出冷却開口部４２０とを含む後部プレート３７０の断面図である。上記に説明されているように、冷却空気７６が後部プレート３７０の前方端側部４１０に衝突した後に、冷却空気フロー７６は、浸出冷却開口部４２０を通して、および／または、チューブ開口部３８２を通して出ていくことが可能である。図示されているように、チューブ開口部３８２は、幅４２２を有しており、チューブ１９２は、幅４２４を有している。幅４２２と幅４２４との間の差４２６は、冷却空気フロー７６が後部プレート３７０を通ってマイクロミキサーシステム１６を出ていくための環状のスペース４２８を作り出している。また、冷却空気フロー７６は、浸出冷却開口部４２０を通って出ていくことも可能である。浸出冷却開口部４２０は、チューブ開口部３８２のうちのいくつかの間、または、すべての間に位置付けされることが可能である。いくつかの実施形態では、（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、または、それ以上の）隣接するチューブ開口部３８２のそれぞれの間に、１つまたは複数の浸出冷却開口部４２０が存在することが可能である。浸出冷却開口部４２０は、後部プレート３７０に対して直角であるか、または、後部プレート３７０の平面４３２に対して所定の角度を形成することが可能である。例えば、浸出冷却開口部の角度４３０および４３１は、平面４３２に対して、おおよそ３０度〜１５０度、５０度〜１３０度、７０度〜１１０度、８０度〜１００度、３０度、４５度、６０度、７５度、または９０度であることが可能である。運転時に、浸出冷却開口部４２０は、冷却空気フローの薄膜が後部プレート３７０の後部端部４３４をカバーすることを可能にする。冷却空気の膜は、燃焼器１２の中の燃焼反応から後部プレート３７０を保護するのを支援することが可能である。図１７は、後部プレート３７０を図示しているが、同じ冷却機構を、インピンジメントプレート３７２に適用することが可能である。具体的には、インピンジメントプレート３７２のインピンジメント開口部４０８は、インピンジメントプレート３７２の平面に対して所定の角度を形成することが可能である。また、インピンジメントプレート３７２は、チューブ開口部３８４同士の間に、複数のインピンジメント開口部４０８（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、または、それ以上のインピンジメント開口部）を含み、より効率的に後部プレート３７０を冷却することが可能である。
【００５４】
図１８は、入口部フローコンディショナー９０の背面斜視図である。上記に説明されているように、入口部フローコンディショナー９０は、フィルターとして機能し、破片がマルチチューブ燃料ノズル９４に進入するのを防止し、マルチチューブ燃料ノズル９４の中のチューブ１９２のそれぞれへの空気フローのおおよそ均等な分配を可能にする。入口部フローコンディショナー９０は、第１のシリンダー４５０（例えば、外側壁部）と、第２のシリンダー４５２（例えば、内側壁部）と、第１のシリンダー４５０を第２のシリンダー４５２に連結するプレート４５４とを含む。図示されているように、第１のシリンダー４５０は、開口部１５８を含み、開口部１５８は、入口部フローコンディショナー９０が燃料ノズルハウジング５６に連結されることを可能にする。加えて、第１のシリンダー４５０は、空気フロー開口部４５６（例えば、半径方向開口部）も含むことが可能であり、空気フロー開口部４５６は、第１のシリンダー４５０に沿って、軸線方向４０に、および、円周方向４４に、互いに間隔を空けて配置されている。開口部４５６は、マルチチューブ燃料ノズル９４の中のチューブ１９２の直径よりも小さい直径を有することが可能である。直径の差によって、圧縮空気７６の中の破片が入口部フローコンディショナー９０を通過し、チューブ１９２に進入するのを、入口部フローコンディショナー９０が阻止することが可能になる。本実施形態では、空気フロー開口部４５６は、プレート４５４の近くに位置付けられている。しかし、他の実施形態では、空気フロー開口部４５６は、プレート４５４の反対側の第１のシリンダー４５０に位置付けられることが可能であり、または、空気フロー開口部４５６は、第１のシリンダー４５０の円周部の周りの任意の点に位置付けられることが可能である。図示されている実施形態では、空気フロー開口部４５６は、円形形状であるが、しかし、他の実施形態では、開口部は、長方形、正方形、または楕円形であることが可能である。そのうえ、開口部４５６は、第１のシリンダー４５０の周りで、異なるパターン（例えば、列）で配置されることが可能である。
【００５５】
また、プレート４５４は、複数の空気フロー開口部４５８（例えば、軸線方向の開口部）を含むことも可能である。空気フロー開口部４５８は、開口部４５６と同様に、マルチチューブ燃料ノズル９４のチューブ１９２の直径よりも小さい直径を有することが可能である。直径の差によって、圧縮空気７６の中の破片が入口部フローコンディショナー９０を通過し、チューブ１９２に進入するのを、入口部フローコンディショナー９０が阻止することが可能になる。上記に説明されているように、マイクロミキサーシステム１６は、マルチチューブ燃料ノズル９４へ半径方向４２に燃料を送達する。したがって、プレート４５４の範囲は、空気フロー開口部４５８で実質的に充填されることが可能であり、したがって、圧縮空気７６が入口部フローコンディショナー９０を通過するときに、圧力損失を低減させる。空気フロー開口部４５６と同様に、空気フロー開口部４５８は、円形、長方形、正方形、または楕円形であることが可能である。そのうえ、空気フロー開口部４５８は、第２のシリンダー４５２の周りで、パターン（例えば、同心円状の円形形状の列）で配置されることが可能である。しかし、異なる実施形態では、空気フロー開口部４５８は、異なって配置されることが可能である。第２のシリンダー４５２は、プレート４５４の中に存在しており、中央燃料ノズル開口部４６０を画定している。中央燃料ノズル開口部４６０は、中央燃料ノズルまたはパイロット燃料ノズル９６が、入口部フローコンディショナー９０を通過し、燃料ノズルハウジング５６の中へ進むことを可能にする。他の実施形態では、入口部フローコンディショナー９０は、中央燃料ノズル開口部４６０を含まないことが可能であるが、その代わりに、マルチチューブ燃料ノズル９４の中へ圧縮空気７６を送給する追加的な空気フロー開口部４５８を含むことが可能である。
【００５６】
図１９は、図１８の入口部フローコンディショナー９０の正面斜視図である。図示されているように、入口部フローコンディショナー９０は、仕切り壁部または支持プレート４７０（例えば、半径方向支持体）を含む。支持プレート４７０は、第１のシリンダー４５０と、第２のシリンダー４５２と、プレート４５４と、ターニングガイド４７２（例えば、ターニングガイドベーン、バッフル、または壁部）とに連結されることが可能である。支持プレート４７０は、溶接、ろう付け、または留め具（例えば、ねじ山の付いた留め具）によって連結され、ターニングガイド４７２および第２のシリンダー４５２のための追加的な支持体を提供することが可能である。支持体を提供することに加えて、支持プレート４７０は、正面プレート４５４の中の開口部４５８を通過する空気フローを、受容部１９０およびマルチチューブ燃料ノズル９４に導くのを支援することが可能である。本実施形態では、入口部フローコンディショナー９０は、燃料ノズルハウジング５６の中の３つのマルチチューブ燃料ノズル９４に対応する３つの支持プレート４７０を含む。しかし、他の実施形態では、受容部１９０およびマルチチューブ燃料ノズル９４の数に対応し得る、（例えば、１個、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、または、それ以上の）追加的な支持プレート４７０が存在することが可能である。そのうえ、支持プレート４７０は、プレート４５４から第１のシリンダー４５０の反対側端部４７４へ延在することが可能であり、したがって、入口部フローコンディショナー９０を通過する空気フローをマルチチューブ燃料ノズル９４同士の間で分割する。
【００５７】
後部プレートアッセンブリ９２のプレート３７０および３７２と同様に、図１８および図１９に示されている入口部フローコンディショナー９０は、統一された（例えば、ワンピースの）構造体であることが可能であり、それは、複数の受容部１９０、複数の燃料ノズル９４、および、すべてのチューブ１９２の間で共有されている。換言すれば、開口部４５８は、支持プレート４７０を除いて、プレート４５４の実質的に全体をカバーすることが可能であり、支持プレート４７０は、概して、受容部１９０同士の間の仕切り壁部２４２と整合している。したがって、開口部４５８は、プレート４５４全体にわたって、混合チューブ１９２に向けて、軸線方向４０に、実質的に均等に空気フローを供給するのを助けることが可能であり、一方、開口部４５６は、第１のシリンダー４５０の周りに、混合チューブ１９２に向けて、半径方向４２に、実質的に均等に空気フローを供給するのを助ける。繰り返しになるが、開口部４５６および４５８は、すべてのチューブ１９２に空気フローをより均等に分配するのを助け、それぞれのチューブ１９２が、実質的に等しい量の空気フローを受け入れるようになっている。加えて、入口部フローコンディショナー９０の統一された構成は、燃料ノズル９４および混合チューブ１９２の構成、設置、除去、およびアフターサービスを簡単化する。
【００５８】
上述のように、入口部フローコンディショナー９０は、ターニングガイド４７２を含む。ターニングガイド４７２は、マルチチューブ燃料ノズル９４の半径方向に最も外側のチューブ１９２へ空気フローを方向付けするのを助けることが可能である。具体的には、ターニングガイド４７２は、第１のシリンダー４５０の中の空気フロー開口部４５６からの空気フローを方向付けすることが可能である。さらなる他の実施形態では、ターニングガイド４７２は、開口部４５６および４５８から、マルチチューブ燃料ノズル９４の半径方向に最も外側のチューブ１９２へ、空気フローを方向付けすることが可能であり、したがって、マルチチューブ燃料ノズル９４の中のチューブ１９２のそれぞれへのおおよそ均等な空気フローの分配を可能にする。
【００５９】
図２０は、入口部フローコンディショナー９０の断面図である。図示されているように、ターニングガイド４７２は、開口部４５６を通して入口部フローコンディショナー９０に進入する空気フローを方向付けし直す。具体的には、空気フロー７６が開口部４５６を通して入口部フローコンディショナー９０に進入するときに、空気フローは、ターニングガイド４７２に接触する。ターニングガイド４７２は、入口部フローコンディショナー９０の内部表面４７６に沿って流れるように空気フロー７６を方向転換および方向付けする。空気フローが内部表面４７６の近くに進行するので、入口部フローコンディショナー９０は、半径方向に最も外側のチューブ１９２が、マルチチューブ燃料ノズル９４の半径方向に最も内側のチューブ１９２とおおよそ同じ量の空気フローを受け入れることを可能にする。本実施形態では、ターニングガイド４７２は、開口部４５６を通して入口部フローコンディショナー９０に進入する空気フローを方向転換させる。しかし、他の実施形態では、また、ターニングガイド４７２は、プレート４５４の中の開口部４５８のうちのいくつかを通って入口部フローコンディショナー９０に進入する空気フローも方向転換させることが可能である。
【００６０】
図２１は、入口部フローコンディショナー９０の実施形態の断面図である。図示されている実施形態では、入口部フローコンディショナー９０は、マルチチューブ燃料ノズル９４の半径方向に最も外側のチューブ１９２の中へ空気フローを導くターニングガイドを有していない。その代わりに、空気フロー開口部４５６は、第１のシリンダー４５０と角度４８０、４８２、および４８４を形成し、角度４８０、４８２、および４８４は、概して、チューブ１９２に向かって下流方向に配向されている。開口部４５６の角度は、入口部フローコンディショナー９０に進入する空気フローを方向付けし直す。より具体的には、開口部４５６の角度は、空気フローが入口部フローコンディショナー９０の内側表面４７６の近くを流れるのを促進し、したがって、半径方向に最も内側のチューブ１９２が受け入れる空気フローとおおよそ同じ量の空気フローを、半径方向に最も外側のチューブ１９２に供給する。角度４８０、４８２、および４８４は、おおよそ９０度〜１７０度、１１０度〜１５０度、もしくは、１３０度〜１４０度であるか、または、おおよそ１００度、１２０度、１４０度、もしくは１６０度よりも大きい角度であることが可能である。いくつかの実施形態では、開口部４５６は、異なる角度を有することが可能であり、したがって、異なる開口部４５６を通る空気フローが、内側表面４７６により近づいて、または、さらに離れて流れることを促進する。例えば、角度４８０、４８２、および４８４のそれぞれは、互いに異なることが可能であり、または、角度４８０、４８２、および４８４のうちのいくつかは、互いに等しいことが可能である。別の実施形態では、角度４８０、４８２、および４８４は、ある開口部４５６から別の開口部４５６へ、軸線方向４０に徐々に増加することが可能である。さらなる別の実施形態では、角度４８０、４８２、および４８４は、ある開口部４５６から別の開口部４５６へ、軸線方向４０に徐々に減少することが可能である。これらの実施形態のそれぞれにおいて、開口部４５６の角度は、マルチチューブ燃料ノズル９４の中のチューブ１９２のそれぞれに、おおよそ等しい量の空気フローを提供するのを助けることが可能である。
【００６１】
図２２は、入口部フローコンディショナー９０の実施形態の断面図である。図２１の実施形態と同様に、図２２の入口部フローコンディショナー９０は、ターニングガイドを含んでいない。その代わりに、入口部フローコンディショナー９０は、開口部４５６および４５８を含み、開口部４５６および４５８は、第１のシリンダー４５０およびプレート４５４とそれぞれの角度を形成している。具体的には、開口部４５６は、第１のシリンダー４５０と角度４８０、４８２、および４８４を形成し、一方、開口部４５８は、角度４９０、４９２、４９４、および４９６を形成している。本実施形態では、開口部４５６のうちの２つが、９０度よりも大きい角度を有しており、一方、第３の開口部は、第１のシリンダー４５０に対して９０度である。加えて、開口部４５８のうちのいくつかは、プレート４５４と９０度よりも大きい角度を形成しており（例えば、角度４９０および４９２）、一方、残りの開口部４５８は、９０度の角度４９４および４９６を形成している。垂直でない角度４９０および４９２を有する２つの開口部４５８と、垂直でない角度４８２および４８４を形成する開口部４５６との組み合わせは（それらのすべては、９０度、１００度、１１０度、１２０度、１３０度、１４０度、１５０度、１６０度、または１７０度よりも大きい）、第１のシリンダー４５０の内部表面４７６に沿った、マルチチューブ燃料ノズル９４の半径方向に最も外側のチューブ１９２への空気フローを増加させる。したがって、第１のシリンダー４５０の中の開口部４５６、および、プレート４５４に沿う開口部４５８は、マルチチューブ燃料ノズル９４の半径方向に最も外側のチューブ１９２への空気フローを増加させることが可能であり、したがって、マルチチューブ燃料ノズル９４のチューブ１９２の中へのおおよそ等しい量の空気フローを可能にする。角度４８０、４８２、４８４、４９０、４９２、４９４、および４９６は、おおよそ９０度〜１７０度、１１０度〜１５０度、１３０度〜１４０度、または、おおよそ９０度、１００度、１１０度、１２０度、１３０度、１４０度、１５０度、１６０度、もしくは１７０度であることが可能である。いくつかの実施形態では、開口部４５６および４５８は、異なる角度を有することが可能であり、したがって、異なる開口部４５６および４５８を通る空気フローを、内側表面４７６により近づいて、または、さらに離れて流れるように方向付けする。例えば、角度４８０、４８２、４８４、４９０、４９２、４９４、および４９６のそれぞれは、互いに異なることが可能であるか、または、角度４８０、４８２、４８４、４９０、４９２、４９４、および４９６のうちのいくつかに対して、異なることが可能である。別の実施形態では、角度４８０、４８２、および４８４は、ある開口部から別の開口部へ、軸線方向４０に徐々に増加することが可能である。さらに別の実施形態では、角度４８０、４８２、および４８４は、ある開口部から別の開口部へ、軸線方向４０に徐々に減少することが可能である。また、角度４９０、４９２、４９４、および４９６は、ある開口部から別の開口部へ、半径方向４２に徐々に角度が増加するか、または、ある開口部から別の開口部へ、半径方向４２に徐々に角度が減少することも可能である。そのうえ、開口部４５６および４５８のうちのいくつかだけが、９０度よりも大きい角度を形成しており、一方、残りの開口部が、第１のシリンダー４５０および第２のシリンダー４５２と９０度の角度を形成することが可能である。それぞれのチューブ１９２が、フローコンディショナー９０を介して、おおよそ等しい量の空気フローを受け入れるので、マルチチューブ燃料ノズル９４は、最適な燃焼、排出ガス、燃料消費、および出力にとって適切な比率で燃料−空気混合物を混合および分配する。具体的には、マイクロミキサーシステム１６は、ガスタービンシステムからの望ましくない排出ガス（例えば、ＮＯｘ、ＣＯ、ＣＯ2など）のレベルを低減させることが可能である。
【００６２】
本発明の技術的効果は、モジュール式マイクロミキサーシステムを含む。モジュール式マイクロミキサーシステムは、マルチチューブ燃料ノズル、入口部フローコンディショナー、後部プレートアッセンブリ、および弾性金属製シール（例えば、金属製ベローズ）を含む、個々のコンポーネントの検査、メンテナンス、および交換を容易にする。上記に説明されているように、燃料ノズルハウジングは、マルチチューブ燃料ノズルへ燃料を半径方向に提供しながら、個々のコンポーネントを支持している。半径方向の燃料送達は、簡単化されたエンドプレートを燃焼器に使用することを可能にし、マルチチューブ燃料ノズルのチューブによって使用可能な利用可能スペースを増加させる。他の技術的効果には、圧縮空気から破片をフィルターにかけることができ、マルチチューブ燃料ノズルの中のチューブのそれぞれの中へのおおよそ等しい量の空気フローを可能にする入口部フローコンディショナーが含まれる。加えて、マイクロミキサーシステムは、後部プレートアッセンブリを含み、後部プレートアッセンブリは、マルチチューブ燃料ノズルを対流によって冷却することもでき、かつ、燃焼ゾーンの中の燃焼反応との直接的な接触からマルチチューブ燃料ノズルを遮蔽することもできる冷却空気チャンバーを作り出すように構成されている。最後に、弾性金属製シールは、マルチチューブ燃料ノズルの中の温度勾配からの損耗を低減させ、または阻止する。具体的には、弾性金属製シール（例えば、金属製ベローズ）は、燃料ノズルハウジングとマルチチューブ燃料ノズルとの間の連続的な作動シールを維持しながら、軸線方向に膨張または収縮し、チューブの熱膨張または熱収縮の影響を少なくすることが可能である。
【００６３】
この書面による説明は、本発明を開示するために、また、任意の当業者が本発明を実施（任意のデバイスまたはシステムを製造および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含む）することができるように、例（最良の形態を含む）を使用している。本発明の特許の範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者が考え付く他の例を含むことが可能である。そのような他の例が、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含んでいる場合には、または、特許請求の範囲の文言とわずかに異なる、均等な構造的要素を含んでいる場合には、そのような他の例は、特許請求の範囲内に含まれるということが意図されている。
【符号の説明】
【００６４】
１０  ガスタービンシステム
１２  燃焼器
１４  燃料供給
１６  マイクロミキサーシステム
１８  タービン
２０  排気出口部
２２  シャフト
２４  圧縮機
２６  空気取り入れ口
２８  負荷
４０  軸線方向
４１  中央軸線
４２  半径方向
４４  円周方向
４６  下流端部
４８  上流端部、ヘッドエンド
５２  エンドケーシング
５４  エンドプレート
５６  燃料ノズルハウジング
５８  燃料ノズル開口部
６０  フランジ
６２  後部ケーシング
６４  第１のフランジ
６６  第２のフランジ
６８  開口部
７０  フロースリーブ
７２  燃焼ライナー
７４  環状部
７６  圧縮空気フロー
７８  半径方向注入開口部
８０  マルチチューブ燃料ノズル
８２  燃料空気混合物
８４  燃焼ゾーン
８６  高温加圧燃焼生成物
８６  燃焼生成物
８８  トランジションピース
９０  入口部フローコンディショナー
９１  外周
９２  後部プレートアッセンブリ
９３  湾曲側部
９４  マルチチューブ燃料ノズル
９５  収束側部
９６  中央パイロット燃料ノズル
１２０  第１のリング構造体
１２２  第２のリング構造体
１２４  支柱
１２５  外部供給源
１２６  燃料フランジ
１２８  半径方向の空気冷却開口部
１５０  外径
１５２  内径
１５３  第１の装着部
１５４  留め具
１５６  開口部
１５８  開口部
１６０  外径
１６１  装着部
１６２  留め具、ピン
１６４  開口部
１６６  開口部
１６８  シール
１８８  外周
１８９  湾曲側部
１９０  燃料ノズル受容部
１９１  収束側部
１９２  マイクロミキサーチューブ、混合チューブ
１９４  プレート
１９６  プレート
１９８  プレート
２００  距離
２０２  距離
２２０  開口部
２２２  外径
２２４  内径
２２６  直径の相違
２２８  空気フロー通路
２３０  燃料支柱
２３２  構造支柱、支持支柱、非燃料支柱
２３４  外部表面
２３６  開口部
２３８  開口部
２４０  開口部
２４２  半径方向プレート
２４４  第３のリング構造体
２４６  中央受容部
２４８  開口部
２５０  開口部
２６０  燃料
２６２  燃料空気混合物
２６４  チューブ開口部
２６６  チューブ開口部
２７０  チャンバー
２７２  チャンバー
２７４  開口部
２７６  燃料入口部、スロット
２７８  空気入口部
２８０  空気混合物出口部
２８２  可動接続部
２８４  空気フロー
３００  弾性金属製シール
３０２  金属製ベローズ
３０３  壁部
３０４  軸線方向
３０６  ポケット部
３０８  溝部
３１０  周囲部分
３１２  内側表面
３１４  リップ部分
３１６  第１の端部部分
３１８  第２の端部部分
３２０  ターン部、ベンド部
３２２  波形パターン
３４０  扇形の形状をした構成
３４２  概して平行な側部
３４４  概して平行な側部
３４６  平行でない側部
３４８  平行でない側部
３５０  半径方向
３５２  Ｕ字形状またはＣ字形状
３５４  Ｅ字形状またはＷ字形状
３５６  波形、揺動形、またはジグザグ形のパターン
３７０  後部プレート
３７２  インピンジメントプレート
３７４  第１のシリンダー
３７６  第２のシリンダー
３７７  環状の壁部
３７８  第１のフープシール
３７９  スプリングエレメント
３８０  フープシール
３８１  扇形仕切り
３８２  チューブ開口部
３８３  扇形仕切り
３８４  チューブ開口部
３８５  中央通路
３８６  中央ノズル開口部、通路
３８８  中央ノズル開口部、通路
３９０  開口部
４００  遮熱コーティング（ＴＢＣ）
４０２  空気冷却チャンバー
４０４  方向
４０６  スペース
４０８  インピンジメント開口部
４１０  前方端側部
４２０  冷却開口部
４２２  幅
４２４  幅
４２６  幅４２２と幅４２４との間の差
４２８  環状のスペース
４３０  角度
４３１  角度
４３２  平面
４３４  後部端部
４５０  第１のシリンダー
４５２  第２のシリンダー
４５４  プレート
４５６  空気フロー開口部
４５８  空気フロー開口部
４６０  中央燃料ノズル開口部
４７０  支持プレート
４７２  ターニングガイド
４７４  反対側端部
４７６  内側表面、内部表面
４８０  角度
４８２  角度
４８４  角度
４９０  角度
４９２  角度
４９４  角度
４９６  角度
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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