(57)【要約】      （修正有）【課題】燃料供給路と接続部を簡素化することを目的とした燃料プリナムを備えた端部カバーを提供する。【解決手段】システムは、ガスタービンのための燃焼器の端部カバー４２を有するシステムを含む。端部カバーは、少なくとも１つの燃料プリナム５２を有し、これは複数の燃料と空気の混合管を有する多重管燃料ノズル１２のための複数の燃料噴射器６６に結合され、各々の管は、燃料噴射器の１つを有する。少なくとも１つの燃料プリナムは、各々の燃料噴射器に燃料を供給するように構成されている。【選択図】図２
2014173841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンのための燃焼器の多重管燃料ノズルであって、複数の燃料と空気の混合管と、複数の燃料噴射器とを備え、前記複数の燃料と空気の混合管の各々の管が、前記燃料噴射器の１つを有する多重管燃焼ノズルと、
前記燃焼器の端部カバーであって、前記複数の燃料噴射器に結合された少なくとも１つの燃料プリナムを備え、該少なくとも１つの燃料プリナムが、前記複数の燃料噴射器の各々に燃料を供給するように構成される端部カバーとを備えるシステム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの燃料プリナムが、前記端部カバーと一体式である、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの燃料プリナムが少なくとも部分的に、前記端部カバーの中の空洞によって画定される、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記複数の燃料噴射器に結合された支持プレートを備え、前記少なくとも１つの燃料プリナムが、前記支持プレートによってさらに画定される、請求項３記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの燃料プリナムが、前記端部カバーから取り外し可能である、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の燃料噴射器が、前記少なくとも１つの燃料プリナムに対してねじ込まれる、または蝋付けされる、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記端部カバーが、前記端部カバーの中を通って、前記少なくとも１つの燃料プリナムの中に延在する少なくとも１つのオリフィスを備え、該少なくとも１つのオリフィスが、前記少なくとも１つの燃料プリナムに燃料を供給するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの燃料プリナムが、くさび形の形状を有し、前記端部カバーの中心軸の周りに円周方向に延在する、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記端部カバーが、内周と外周を備え、前記少なくとも１つの燃料プリナムが、前記端部カバーの前記内周から前記外周に半径方向に延在する、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
前記多重管燃料ノズルおよび前記端部カバーを有する前記燃焼器または前記ガスタービンエンジンを備える、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
燃焼器の端部カバーであって、
該端部カバーに一体式の少なくとも１つの燃料プリナムを備え、該少なくとも１つの燃料プリナムが、複数の燃料と空気の混合管を有する多重管燃料ノズルの複数の燃料噴射器に結合されるように構成されており、前記複数の複数の燃料と空気の混合管の各々の管が、前記複数の燃料噴射器の１つを有し、前記少なくとも１つの燃料プリナムが、前記複数の燃料噴射器に燃料を供給するように構成される端部カバーを備えるシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの燃料プリナムが少なくとも部分的に、前記端部カバーの中の空洞によって画定される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記複数の燃料噴射器に結合された支持プレートを備え、前記少なくとも１つの燃料プリナムが、前記支持プレートによってさらに画定される、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の燃料噴射器が、前記少なくとも１つの燃料プリナムに対してねじ込まれる、または蝋付けされる、請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
前記端部カバーが、前記端部カバーの中を通って、前記少なくとも１つの燃料プリナム内に延在する少なくとも１つのオリフィスを備え、該少なくとも１つのオリフィスが、前記少なくとも１つの燃料プリナムに前記燃料を供給するように構成される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの燃料プリナムが、前記端部カバーの中心軸の周りに円周方向に延在する、請求項１１記載のシステム。
【請求項１７】
前記端部カバーが、内周と外周を備え、前記少なくとも１つの燃料プリナムが、前記端部カバーの前記内周から前記外周に半径方向に延在する、請求項１１記載のシステム。
【請求項１８】
ガスタービン燃焼器の端部カバーに装着するように構成された少なくとも１つの燃料プリナムであって、多重管燃料ノズルのための複数の燃料噴射器に結合され、前記複数の燃料噴射器に燃料を供給するように構成される少なくとも１つの燃料プリナムを備えるシステム。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの燃料プリナムが、第２の側の反対側に配置された第１の側を備え、該第１の側が、前記複数の燃料噴射器に結合され、前記第２の側が、前記少なくとも１つの燃料プリナムに前記燃料を供給するために燃料オリフィスのための少なくとも１つの開口を備える、請求項１８記載のシステム。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの燃料プリナムを有する前記ガスタービン燃焼器またはガスタービンエンジンを備える、請求項１８記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示される主題は一般に、タービン燃焼器に関し、より詳細にはタービン燃焼器のための端部カバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは、燃料と空気の混合気を燃焼させ、高温の燃焼ガスを生成し、このガスが１つまたは複数のタービン段を駆動する。詳細には、高温燃焼ガスがタービンブレードを強制的に回転させ、これによりシャフトを駆動して１つまたは複数の負荷、例えば発電機を回転させる。ガスタービンエンジンは、燃料ノズル組立体、例えば複数の燃料ノズルを含むことで、燃料と空気を燃焼器へと噴射する。燃料ノズル組立体の設計および構造は、燃料と空気の混合および燃焼に有意に影響を与える可能性があり、これが今度は排気物質（例えば酸化窒素、一酸化炭素など）ならびにガスタービンエンジンの出力に影響を与える可能性がある。さらに燃料ノズル組立体の設計および構造は、時間、コストおよび設置の複雑さ、除去、メンテナンスおよび一般的な保守サービスに有意に影響を与える可能性がある。したがって燃料ノズル組立体の設計および構造を改善することが望ましい。例えば、燃料ノズル組立体のための燃料供給システムを改善することが望ましく、例えば燃料供給路と接続部を簡素化することが望ましい。
【０００３】
本来主張される発明の範囲内に見合う特定の実施形態が以下に概説される。これらの実施形態は、主張される発明の範囲を制限することは意図されておらず、むしろこれらの実施形態は、本発明の可能な形態の簡潔な概説を提供することが意図されているだけである。当然のことながら、本発明は、以下に記載される実施形態と同様のまたは異なる可能性のある多様な形態を包含する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０１２５５４９号明細書
【発明の概要】
【０００５】
第１の実施形態において、システムは、ガスタービンのための燃焼器の端部カバーを有するシステムを含む。端部カバーは、少なくとも１つの燃料プリナムを有し、これは、複数の燃料と空気の混合管を有する多重管燃料ノズルのための複数の燃料噴射器に結合される。各々の燃料と空気の混合管は、燃料噴射器の１つを有する。少なくとも１つの燃料プリナムは、燃料噴射器のそれぞれに燃料を供給するように構成されている。
【０００６】
第２の実施形態において、システムは燃焼器の端部カバーを含む。端部カバーは、端部カバーと一体式であり複数の燃料と空気の混合管を有する多重管燃料ノズルのための少なくとも１つの燃料噴射器に結合されている少なくとも１つの燃料プリナムを有し、各々の管は、燃料噴射器の１つを有する。少なくとも１つの燃料プリナムは、少なくとも１つの燃料噴射器に燃料を供給するように構成されている。
【０００７】
第３の実施形態において、システムは、ガスタービンの端部カバーに装着するように構成された少なくとも１つの燃料プリナムを含んでおり、少なくとも１つの燃料プリナムは、多重管燃料ノズルのための複数の燃料噴射器に結合される。少なくとも１つの燃料プリナムは、複数の燃料噴射器に燃料を供給するように構成されている。
【０００８】
本発明のこれらのおよびその他の特徴、態様および利点は、以下のより詳細な記載を添付の図面を参照して読むことでより適切に理解され、図面では、同様の符号は、図面を通して同様の部品を表している。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】多重管燃料ノズルを有するタービンシステムの一実施形態のブロック図である。
【図２】燃焼器の端部カバーに結合された図１の多重管燃料ノズルを有する燃焼器の一部の側部断面図である。
【図３】燃料プリナムを有する燃焼器の取り外し可能な端部カバーの一実施形態の斜視図である。
【図４】脱着式の燃料プリナムを有する端部カバーの一実施形態の一部の側部断面図である。
【図５】図４の脱着式の燃料プリナムを有する端部カバーの一部の分解組立て断面図である。
【図６】一体式の燃料プリナムを有する端部カバーの一部の側部断面図である。
【図７】脱着した燃料プリナムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つまたは複数の特定の実施形態を以下に記載する。このような実施形態を簡潔に記載するために、実際の実装形態の全ての機能が、本明細書に記載されていない場合もある。このような実際の実装形態の、何らかの設計または設計プロジェクトでの開発において、例えばシステム関連および商業関連の制約に準拠するなど、この開発者の特定の目的を達成するために多数の実装形態に固有の決定を行なう必要があり、これは実装形態によって異なる可能性があることを理解されたい。さらにこのような開発の取り組みは、複雑で時間がかかるものではあるが、それでもやはり、本開示の恩恵を有する当業者にとって、設計、作製および製造を請け負うことは日常的であることを理解されたい。
【００１１】
本発明の種々の実施形態の要素を取り上げる際、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ」は、１つまたは複数の要素があることを意味することが意図されている。用語「備える」、「含む」および「有する」は、包括的であり、記載される要素以外の追加の要素がある可能性があることを意味することが意図されている。
【００１２】
本開示は、多重管燃料ノズルのための複数の燃料噴射器に結合された少なくとも１つの燃料プリナムを有する、ガスタービンのための燃焼器の端部カバーに関するシステムを対象としている。燃料プリナムは、燃料噴射器の各々に燃料を供給するように構成されており、これらの燃料噴射器は、燃料プリナムに蝋付けされるまたはねじ込まれる場合がある。特定の実施形態において、燃料プリナムは、端部カバーから脱着可能である、またはそれと一体式の場合があり、端部カバーの中の空洞によって一部が画定されてよい。さらに燃料プリナムは、端部カバーの中心軸の周りに円周方向に延在することができる。目下のところ記載されるシステムは、例えば製造コストを下げる、修理工程を簡単にする、設備の寿命を延ばす、および／または排気を低下させることができる。
【００１３】
図面に注目すると、図１は、タービンシステム１０の一実施形態のブロック図である。以下に詳細に記載されるように、開示されるタービンシステム１０（例えばガスタービンエンジン）は、燃料プリナムを備える端部カバーを採用することができ、以下に記載されるように、これは、燃料分配を向上させ、システムの耐久性、操作性および信頼性を改善することができる。タービンシステム１０は、液体あるいは、天然ガスおよび／または水素リッチ合成ガスなどの気体燃料を使用することで、タービンシステム１０を駆動させることができる。描かれるように、燃料ノズル１２（例えば多重管燃料ノズル）は、燃料供給源１４から燃料を取り入れ、この燃料を、空気、酸素、酸素が豊富な空気、酸素が減少した空気またはそれらの任意の組み合わせなどの酸化剤と混合する。以下の考察は、空気としての酸化剤について言及しているが、任意の好適な酸化剤が開示される実施形態で使用される場合もある。燃料と空気がひとたび混合されると、燃料ノズル１２は、最適な燃焼、排気、燃料消費および出力のための好適な比率で燃料と空気の混合物を燃焼器１６へと分配する。タービンシステム１０は、１つまたは複数の燃焼器１６の内側に位置する１つまたは複数の燃料ノズル１２を含む場合がある。燃料と空気の混合物は、燃焼器１６内のチャンバ内で燃焼されることで高温の加圧排ガスを生成する。燃焼器１６は、この排ガスをタービン１８を通って排ガス出口２０に向けて誘導する。排ガスがタービン１８内を通過する際、このガスが、タービンブレードを押しやることでシャフト２２をタービンシステム１０の軸に沿って回転させる。示されるように、シャフト２２は、圧縮機２４を含めたタービンシステム１０の種々の構成要素に接続されてよい。圧縮機２４もまた、シャフト２２に結合されたブレードを含む。シャフト２２が回転する際、圧縮機２４内のブレードもまた回転し、これにより空気取り入れ口２６から圧縮機２４を通って燃料ノズル１２および／または燃焼器１６に進む空気を圧縮する。シャフト２２はまた、負荷２８に接続されてよく、これは車両、あるいは例えば発電所の発電機、航空機のプロペラなどの固定負荷であってよい。負荷２８は、タービンシステム１０の回転出力によって動力を与えることが可能な任意の好適な装置を含むことができる。タービンシステム１０は、軸方向の軸または方向３０、軸３０に向かってまたはそこから離れるような半径方向の軸または方向３２および軸３０の周りの円周方向の軸または方向３４に沿って延在する場合がある。燃料ノズル１２は、以下に記載する燃料プリナム５２を有する端部カバーを収容する、またはこれに接続することができ、これが燃料を燃料噴射器に直接送り込むことによって燃料分配を改善させることができ、この燃料噴射器は、燃料を管に送り込むことができ、ここで燃料は、燃焼器１６に対して放出される前に空気と事前混合される。
【００１４】
図２は、端部カバー４２に結合された多重管燃料ノズル１２の一部の側部断面図である。示されるように端部カバー４２は、アパーチャ４６を有するプレオリフィス導管４４、プレオレフィス空洞４８、プレオリフィスカバー５０、燃料プリナム５２、燃料マニフォルド５３および燃料入口５６を含むことができる。燃料１４は、燃料入口５６から進入し、燃料マニフォルド５３を通ってプレオリフィス導管４４へと進み、この導管は、プレオリフィス空洞４８の内側に嵌合することができ、軸方向の軸３０に沿って延在してよい。一定の体積の燃料１４が、プレオリフィス導管４４の中を通って、プレオリフィス導管４４の下流端部４７にあるアパーチャ４６に向かって流れ、この導管は、燃料プリナム５２の中へと延在することができる。燃料１４はその後、アパーチャ４６の中を通って燃料プリナム５２へと流れることができる。導管４４内のアパーチャ４６は、多様な種類の形状およびサイズのいずれかであってよく、一般に燃料１４の付加的な拡散および分配を行なうことで、導管４４の中のアパーチャ４６は、燃料プリナム５２への燃料１４の分配を改善することができる。燃料プリナム５２からの燃料１４は、一連の燃料噴射器６６に分配され、燃料ノズル１２へと進入することができる。
【００１５】
図２に示されるように、燃料ノズル１２（例えば多重管燃料ノズル）は、複数の混合管５４（例えば１０から１０００、２０から５００または３０から１００の管５４）、第１端部６８、空気ディフューザ７６およびキャップ８０を含む。加圧空気７０は、空気入口７２を介して燃料ノズル１２の第１端部６８に進入することができる。より具体的には、加圧空気７０は、空気入口７２を介して第１端部６８内の空気空洞７４へと流れることができる。空気空洞７４は、複数の混合管５４の間かつその周りの第１端部６８内の体積空間で構成されており、加圧空気７０は、空気空洞７４全体に広がり、複数の混合管５４の各々へと流れる。いくつかの実施形態において、第１端部６８内での加圧空気７０の分配を改善するためにディフューザ７６が設けられる場合がある。ディフューザ７６は、矢印７７によって示されるように複数の混合管５４にわたって前方（例えば燃料プリナム５２に向かって）、半径方向内向きに、および／または外部に加圧空気７０を分配するように構成された環状の流れ調整ディフューザであってよい。加圧空気７０は、混合管５４の中の１つまたは複数のアパーチャ８２を介して各々の混合管５４に進入することができ、そのため加圧空気７０は、混合管５４内の燃料１４と混合することで、燃料と空気の混合物を生成することができる。燃料と空気の混合物はその後、混合管５４の内側を下流に進み、燃焼区域３６へと向かうことができる。いくつかの実施形態において、ディフューザ７６が加圧空気７０を拡散させることができるため、加圧空気７０は、各々の混合管５４にほぼ均等に分配される。付加的にまたは代替として、図２の点線によって指示される穿孔された空気分配プレート７８が、燃料ノズル１２内に設けられる場合もあり、この空気分配プレート７８は一般に、端部カバー４２とキャップ８０の間に位置決めされてよい。空気分配プレート７８内の複数の穿孔７９は、多様な形状およびサイズのいずれかであってよく、一般に加圧空気の付加的な拡散および分配を可能にすることで、混合管５４に対する加圧空気７０の分配を改善させることができる。
【００１６】
いくつかの実施形態において、燃料ノズル１２はまた、保持板８４および／またはそらせ板８６を有する。保持板８４および／またはそらせ板８６は、燃料噴射器６６の下流、かつキャップ８０に概ね近接して位置決めされてよい。いくつかの実施形態において、キャップ８０、保持板８４および／またはそらせ板８６は、例えば支持構造体６６から取り外し可能あるいは分離可能であってよい。保持板８４および／またはそらせ板８６は、混合管５４に対する支持体を提供することができる。そらせ板８６は、付加的または代替として、燃焼器１６内でのキャップ８０のインピンジメント冷却を行なうように構成される場合もある。よってプレート８６は、複数の穴を含むことで、キャップ８０の表面に空気の噴射を向けるまたは当てることで、インピンジメント冷却を行なうことができる。
【００１７】
端部カバー４２は、燃料ノズル１２の上流端部５６に結合されてよい。各々の燃料プリナム５２は、端部カバー４２内の空洞８７の中に嵌合することができ、各々のプリナム５２は、１つまたは複数の燃料噴射器６６に流体接続されてよい。図２には２つの燃料噴射器６６のみが示されているが、各々の混合管５４が、それぞれの燃料噴射器６６を含むことを理解されたい。特定の実施形態において、システム１０は、１つ、２つ、３つまたはそれ以上の燃料プリナム５２を含む場合があり、これはそれぞれ、燃料噴射器６６のサブグループに燃料を供給し、最終的には各々の燃料噴射器６６に対応する混合管５４に燃料を供給する。例えば１つの燃料プリナム５２が、およそ５、１０、５０、７０、１００、５００、１０００またはそれ以上の燃料噴射器６６に燃料を供給することができる。いくつかの実施形態において、燃焼器１６は、異なる燃料プリナム５２から燃料を供給される燃料噴射器６６のサブグループを有することで、燃料噴射器６６の１つまたは複数のサブグループおよび対応する混合管５４を他のものよりリッチにまたはリーンに稼働させることを可能にする場合もあり、これにより例えば燃焼工程のより適切な制御を可能にすることができる。燃料噴射器６６は、支持プレート８９に結合されてよく、この支持プレートはさらに、燃料プリナム５２を画定することができる。燃料プリナム５２は、半径方向３２または円周方向３４に燃料ノズル１２の中心または長手方向軸３０の周りに配置され、燃料プリナム５２は、端部カバー４２に一体式である、あるいは取り外し可能に結合され（例えばボルト締め、ねじ込みなど）、１つまたは複数のプレオリフィス導管４４によって燃料１４を供給されてよい。複数の燃料プリナム５２を有することで、多様な種類の燃料１４を（例えば同時に）燃料ノズル１２内で使用することが可能になり得る。噴射器６６は、燃料プリナム５２に取り外し可能に装着されてよく（例えばねじ込み、ボルト締め、蝋付けなど）、対応する混合管５４の内部に延在することができる。
【００１８】
端部カバー４２は、２つの面、すなわちコールド面６２と、ホット面６４を有することができる。コールド面６２は、燃料噴射器６６から上流に、そこから離れるように向くことができる。ホット面６４は、混合管５４および下流側５８から下流にそこに向かって向いており、燃料噴射器６６を収容することができる。いくつかの実施形態において、端部カバー４２は、混合管５４の上流側５６の上流にこれに近接して位置決めされてよい。端部カバー４２は、１つまたは複数の燃料入口５６を含むことができ、これを介して燃料１４が１つまたは複数の燃料プリナム５２に供給される。端部カバー４２は、取り外し可能であってよく、さらに個々の燃料プリナム５２およびプレオリフィス導管４４に接触することを可能にすることができる。プレオリフィス導管４４は、プレオリフィス空洞４８内に後装されてよい（例えば、端部カバー４２のコールド面６２から装填される）。プレオリフィス導管４４を端部カバー４２のコールド面６２から取り外すことで、燃料プリナム５２への接触を可能にすることができる。上記で考察したように、燃料プリナム５２によって、各々の燃料噴射器６６および対応する混合管５４へと燃料の均一な分配が可能になり、これにより端部カバー４２内の熱ひずみを軽減し、酸化窒素の排気を抑え、タービンシステム１０のライフサイクルコストを削減することができる。
【００１９】
図３は、燃料プリナム５２を有する端部カバー４２のホット面６４の一実施形態を示している。具体的に図３は、５つの燃料プリナム５２を有する一実施形態を示しており、この場合各々の燃料プリナム５２は、端部カバー４２の周りに円周方向に延在するくさび形の扇形部分であり、各々の燃料プリナム５２は、およそ７２個の燃料噴射器６６のサブグループに燃料を供給する。端部カバー４２は、１つまたは複数の燃料プリナム５２、複数のプレオリフィス導管４４、複数のプレオリフィスカバー５０および複数の燃料噴射器６６を含むことができる。図３に示される端部カバー４２のホット面６４は、燃料噴射器６６を収容しており、燃焼器１６の燃焼室の下流にそこに向かって向いており、それは、タービン１８の運転中、端部カバー４２の第２の側（例えばコールド面６２）に対してより高温に達するように構成されてよい。特定の実施形態において、プレオリフィス導管４４は、端部カバー４２のコールド面６２上の対応するプレオリフィス空洞４８へと後装されるように構成されてよい。上記に記載するように、プレオリフィス導管４４は、アパーチャ４６を有することができ、図３に示されるホット面６４の反対側のコールド面６２から取り外されるように構成されてよい。少なくとも１つのプレオリフィス導管４４の一部は、燃料プリナム５２の中に延在することができ、さらにプリナム５２に燃料を供給するように構成されてよい。
【００２０】
端部カバー４２は、１つまたは複数の燃料プリナム５２（例えば端部カバー４２は、１、５、１０、２０またはそれ以上の燃料プリナム５２を収容することができる）を収容することができ、これは端部カバー４２と一体式である、あるいは脱着可能の場合がある。燃料プリナム５２は、円周方向に、半径方向に、あるいは任意の他の好適な配置でホット面６４上に配置されてよい。例えば図３に示されるように、端部カバー４２は、ホット面６４の周りに円周方向３４に延在する５つの燃料プリナム５２を含んでおり、各々の燃料プリナム５２は、端部カバー４２の内周９１から外周９３まで半径方向３２に延在するくさび状の扇形部分である。各々の燃料プリナム５２は、１つまたは複数の燃料噴射器６６と流体連通することができる（例えば、上記に記載したように、各々の燃料プリナム５２は、燃料噴射器６６のサブグループに燃料を供給することができる）。具体的には、図３は、５つの燃料プリナム５２を有する一実施形態を示しており、この場合、燃料プリナム５２は、およそ７２の燃料噴射器６６に燃料を供給する。各々の燃料プリナム５２に対する燃料噴射器６６の数は、変動する可能性がある。例えば各々の燃料プリナム５２は、およそ５、１０、５０、１００、５００、１０００またはそれ以上の燃料噴射器６６を収容する場合がある。燃料噴射器６６は、ねじ込まれる、ボルト締めされる、蝋付けされる、またはそれ以外の方法で燃料プリナム５２に結合されてよく、それらは図３に示されるように円周方向に３４、半径方向３２に、または任意の他の好適な配置で配置されてよい。
【００２１】
上記に指摘したように、燃料プリナム５２は、１つまたは複数の取り外し可能な後装されたプレオリフィス導管４４によって燃料１４を送り込むことができる（例えば端部カバー４２は、５、１０、５０、７０、１００またはそれ以上のプレオリフィス導管４４を含む場合がある）。さらに上記で指摘したように、特定の実施形態において、燃料噴射器６６は、燃料プリナム５２から個々に取り外すことができる。脱着式の燃料プリナム５２を含む実施形態では、各々の脱着式の燃料プリナム５２（およびその対応する燃料噴射器６６のサブグループ）は、端部カバー４２から個々に切り離し、取り外すことができる。加えて、端部カバー４２自体も燃料ノズル１２に取り外し可能に結合することができ（例えばボルト８８によって）、全体を取り外すことができる。結果として、燃料プリナム５２を有する端部カバー４２は、端部カバー４２の経路（例えばプレオリフィス導管４４および燃料プリナム５２）および対応する装置（例えば燃料噴射器６６）の取り外し、検査、修理および／または交換に関する多数の選択肢を提供することができる。端部カバー４２および燃料プリナム５２によって、液体カートリッジ、一体式の点火装置または何らかの他の突起物が、端部カバー４２から燃焼区域３６に延在することが可能になる。さらに燃料プリナム５２を備えた端部カバー４２は、燃料噴射器６６への燃料１４の分配の均一性を高め、端部カバー４２における熱ひずみを軽減し、タービンシステム１０の操作性、収益性および信頼性を高めることができる。
【００２２】
図４は、脱着式の燃料プリナム５２、プレオリフィス導管４４および燃料噴射器６６を含む端部カバー４２の一部の断面斜視図である。この実施形態はまた、燃料マニフォルド５３、燃料入口５６、プレオリフィス空洞４８およびプレオリフィスカバー５０を含むことができる。燃料プリナム５２は、側部５３、５５、５７および５９を有することができる。側部５７は、燃料ノズル１２の外形に一致するように円周方向３４に延在することができる。燃料ノズル１２は、側部５９に結合されてよい。上記に記載するように、脱着式の燃料プリナム５２は、端部カバー４２のホット面６４に取り外し可能に結合されてよい（例えばボルト締め、ねじ込みなど）。燃料１４は、燃料入口５６を介して端部カバー４２に進入し、燃料マニフォルド５３を通ってプレオリフィス導管４４へと進み、この導管が、燃料１４を燃料プリナム５２に分配することができる。燃料プリナム５２は複数の燃料噴射器６６に燃料を送り込むことができる。脱着式の燃料プリナム５２は、燃料プリナム５２、燃料噴射器６６、端部カバー４２または燃料ノズル１２の検査、清掃またはメンテナンスのために端部カバー４２のホット面６４から取り外すことができる。
【００２３】
燃料プリナム５２の取り外しを図示するために、図５は、コールド面６２、ホット面６４および脱着式の燃料プリナム５２を有する端部カバー４２の分解組立側面図を示している。図示の実施形態は、燃料マニフォルド５３、燃料入口５６、プレオリフィス空洞４８、プレオリフィスカバー５０および燃料噴射器６６を含む。先の図面に記載したように、燃料プリナム５２は、端部カバー４２のホット面６４に取り外し可能に結合されてよい。例えば、燃料プリナム５２は、端部カバー４２のホット面６４にボルト締めされてよく、シール９２を含むことで、燃料プリナム５２と端部カバー４２の境界面にわたる漏出を阻止することができる。図５に示される燃料プリナム５２は、２つのプレオリフィス導管４４によって燃料１４が送り込まれる。燃料１４はその後、燃料噴射器６６に分配される。各々のプリナム５２は、燃料ノズル１２の下流側５８に面するプリナム５２の面６４上に複数の燃料噴射器６６（例えば、２から１０００、３から５００、４から２５０、５から１００または１０から５０の燃料噴射器６６）を収容することができ、各々の燃料噴射器６６は、混合管５４の中へと延在することができる。各々の取り外し可能な燃料プリナム５２は、端部カバー４２から外すことができ、これに加えて、各々の燃料噴射器６６は、例えばボルトを外す作業またはねじ込みを戻す作業によって燃料プリナム５２から個々に取り外すことができる。個々の燃料プリナム５２の検査、清掃および／または取り外しが可能なことによって、よりモジュール式であり、容易に交換および検査が可能な端部カバー４２が可能になり得る。さらに燃料プリナム５２は、燃料噴射器６６への均一な燃料の分配を行なうことができ、その結果排気（ＮＯｘ）を低下させ、端部カバー４２における熱ひずみを軽減し、タービンシステム１０の堅牢性を高めることができる。
【００２４】
図６は、コールド面６２、ホット面６４および一体式の燃料プリナム５２を有する端部カバー４２の一実施形態の側面図を示している。図示される実施形態は、燃料噴射器６６、燃料マニフォルド５３、プレオリフィス導管４４、プレオリフィス導管アパーチャ４６およびプレオリフィスカバー５０を含む。上記で考察したように、燃料マニフォルド５３は、燃料１４をプレオリフィス導管４４に供給することができ、この導管は、コールド面６２からプレオリフィス空洞４８内に装填されてよい。一体式の燃料プリナム５２は、端部カバー４２内の空洞９４によって画定され、側部５３、５５および５７、ならびに燃料噴射器６６が装着される側部５９を備える。示されるように、プレオリフィス導管４４の下流端部４７の一部は、燃料プリナム５２の中へと延在し、燃料１４は、アパーチャ４６の中を通って燃料プリナム５２へと流れることができる。燃料プリナム５２は、燃料１４を複数の燃料噴射器６６に分配することができ、これらの燃料噴射器は、燃料プリナム５２に取り外し可能に結合されてよく（例えばボルト締め、ねじ込みなど）、これは燃料ノズル１２の下流側５８の方を（軸方向の軸３０に沿って）指している。一体式の燃料プリナム５２は、端部カバー４２と共に（例えば１つの部品で）作製されてよく、その結果、燃料プリナム５２と端部カバー４２の間には、継ぎ目、溶接部、あるいは熱ストレスまたは他のひずみを受けやすい他の領域は全く存在しない。プレオリフィスカバー５０およびプレオリフィス導管４４は、燃料プリナム５２およびプレオリフィス導管４４の検査、清掃および／またはメンテナンスを可能にするために、コールド面６２から取り外すことができる（例えばボルトを外す作業またはねじ込みを戻すなど）。上記に指摘したように、各々の端部カバー４２は、１つまたは複数の燃料プリナム５２を含むことができる。燃料プリナム５２は、より低コストで、よりモジュール式であり、より容易な交換および検査が可能なサブアセンブリであってよく、燃料噴射器６６に燃料を分配するためのより信頼できる方法を提供することができる。燃料プリナム５２は、ガスタービン１０における熱ストレスを緩和させることができ、各々の混合管５４および燃料噴射器６６への燃料分配の効率を上げることができる。
【００２５】
脱着式の燃料プリナム５２の一実施形態の斜視図が、図７に示されている。示されるように、燃料プリナム５２は、先端を切られた扇形の形状を有し（例えばくさび形、パイ形などである）、複数の燃料噴射器６６を含む。例えば、描かれる燃料プリナム５２は、７２の燃料噴射器６６を含む。燃料噴射器６６は、燃料プリナム５２の面６４に取り外し可能に結合されてよい（例えばボルト締め、蝋付け、ねじ込みなど）。各々の燃料噴射器６６は、検査、清掃およびメンテナンスのためにプリナム５２から個々に取り外すことができる。燃料プリナム５２は、端部カバー４２の内周９１から外周９３まで半径方向３２に延在することができ、ボルト受け９０の中に配置されたボルトなどの締め具によって端部カバー４２に装着することができ、これは、種々の角または縁部において燃料プリナム５２を端部カバー４２に固定することができる。内周９１および外周９３は、可変の長さを有する可能性があり、これは、燃料プリナム５２のサイズを決定することができる。例えば燃料ノズル１２が多くの燃料プリナム５２を有する場合、各々の燃料プリナム５２は、より小さな内周９１と外周９３を有する可能性がある。さらに、プリナム５２は、燃料ノズル１２の周りに円周方向３４に部分的に延在する場合もある。燃料噴射器６６は、円周方向（示されるように）、半径方向、最密（例えば六方晶で）パターンで、あるいは任意の他の好適な配置で配置されてよい。各々の端部カバー４２は、１つまたは複数の燃料プリナム５２を含む場合があり、これらは協働して燃料噴射器６６のために燃料を事前混合するための空間を提供することができる。
【００２６】
上記に記載されるのは、ガスタービンのための燃焼器の端部カバー４２を含むシステムである。端部カバー４２は、多重管燃料ノズルの複数の燃料噴射器６６に結合された少なくとも１つの燃料プリナム５２を有し、この場合、少なくとも１つの燃料プリナム５２は、各々の燃料噴射器６６に燃料１４を供給するように構成されている。燃料プリナム５２は、より低コストで、よりモジュール式であり、より交換および検査が容易なサブアセンブリであってよく、燃料噴射器６６に燃料を分配するためのより信頼できる方法を提供することができる。燃料プリナム５２は、ガスタービン１０における熱ストレスを緩和させることができ、各々の混合管５４および燃料噴射器６６への燃料分配の効率を上げることができる。
【００２７】
この書面による記載は、本発明を開示することを目的とした最適な態様を含む例を利用しており、また任意の装置またはシステムを作製し利用すること、ならびに任意の採用された方法を実行することを含め、当業者が本発明を実施することができるようにするものである。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者が思い付く他の例を含むことができる。このような他の例は、それらが特許請求の範囲の文字通りの言い回しと相違ない構造上の要素を含む場合、あるいはそれらが特許請求の範囲の文字通りの言い回しとわずかな相違点を有する等価な構造上の要素を含む場合、特許請求の範囲の範囲内にあることが意図されている。
【符号の説明】
【００２８】
１０  ガスタービン
１２  燃料ノズル
１４  燃料
１６  燃焼器
１８  タービン
２０  排気
２２  シャフト
２４  圧縮機
２６  空気取り入れ口
２８  負荷
３０  軸方向
３２  半径方向
３４  円周方向
３６  燃焼区域
４２  端部カバー
４４  プレオリフィス導管
４６  アパーチャ
４７  導管の下流端部
４８  プレオリフィス空洞
５０  プレオリフィスカバー
５２  燃料プリナム
５３  燃料マニフォルド
５３、５５、５７、５９  側部
５４  混合管
５６  燃料入口、上流端部
５８  下流側
６２  コールド面
６４  ホット面
６６  燃料噴射器、支持構造体
７０  加圧空気
７２  空気入口
７４  空気空洞
７６  ディフューザ
７７  矢印
７８  空気分配プレート
７９  穿孔
８０  キャップ
８２  アパーチャ
８４  保持板
８６  そらせ板
８７  空洞
８８  ボルト
８９  支持プレート
９０  ボルト受け
９１  内周
９３  外周
【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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【外国語明細書】
2014173841000001.pdf