(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その周りの燃料−空気予混合空間内に下流方向燃焼空気流を供給するガスタービンの燃焼器における二次燃料ノズルであって、
燃料供給源端部及び先端端部を備える細長いチューブ本体と、
前記下流方向燃焼空気流と燃料を予混合するための単体構造燃料噴射マニホルドであって、該単体構造燃料噴射マニホルドが、前記細長いチューブ本体内のほぼ環状の本体形状のものであって前記燃料供給源端部と先端端部の間に配置されているとともに、前記細長いチューブ本体の円周方向全周にわたって前記細長いチューブ本体の内部から半径方向上方に前記細長いチューブ本体の外部の燃料−空気予混合空間内に半径方向に延びる、単体構造燃料噴射マニホルドと、
前記単体構造燃料噴射マニホルドに予混合燃料を供給する燃料通路であって、前記細長いチューブ本体の燃料供給源端部から前記単体構造燃料噴射マニホルドの近傍までの燃料通路と、
前記細長いチューブ本体内の前記予混合燃料通路と前記単体構造燃料噴射マニホルドの外側表面上の複数の燃料吐出出口との間に流体連通をもたらして前記予混合燃料を流体連通させるための複数の燃料チャネルであって、前記燃料噴射マニホルドの本体の周りに円周方向に配置される複数の燃料チャネルと
を含む、二次燃料ノズル。
【請求項２】
前記二次燃料ノズル本体内に設けられかつ前記単体構造燃料噴射マニホルドと同心になった複数の通路をさらに含み、
前記通路の少なくとも１つが燃料を供給しかつ該通路の少なくとも１つが該ノズルの燃料端部から該ノズルの先端端部に空気を供給し、また
前記単体構造燃料噴射マニホルドが、前記燃料及び空気の少なくとも１つが該ノズルの先端に流れるのを可能にする複数の軸方向内部チャネルを前記環状本体内に含む、
請求項１記載の二次燃料ノズル。
【請求項３】
前記細長いチューブ本体の上方で延びる前記単体構造燃料噴射マニホルドが、空気力学的な形状にされかつ前記燃料供給源端部及び先端端部上における前記細長いチューブ本体の外側表面内への滑らかなテーパを含む、請求項２記載の二次燃料ノズル。
【請求項４】
前記単体構造燃料噴射マニホルドの燃料吐出出口が、燃料−空気混合を促進するような形状及び寸法にされる、請求項３記載の二次燃料ノズル。
【請求項５】
前記単体構造燃料噴射マニホルドの外側表面上における前記複数の燃料吐出出口の各々が、前記予混合空間内における前記空気流に対して垂直に吐出する少なくとも１つの孔を含む、請求項４記載の二次燃料ノズル。
【請求項６】
前記単体構造燃料噴射マニホルドの外側表面上における前記複数の燃料吐出出口の各々が、前記予混合空間内における前記空気流に対して垂直に吐出する少なくともスロットを含む、請求項４記載の二次燃料ノズル。
【請求項７】
前記単体構造燃料噴射マニホルドの外側表面上における前記複数の燃料吐出出口の各々が、前記予混合空間内における前記空気流に対して逆方向の角度で垂直に吐出する少なくともスロットを含む、請求項４記載の二次燃料ノズル。
【請求項８】
前記単体構造燃料噴射マニホルドの外側表面上における前記複数の燃料吐出出口の各々が、前記予混合空間内における前記空気流に対して順方向の角度で垂直に吐出する少なくともスロットを含む、請求項４記載の二次燃料ノズル。
【請求項９】
タービン及び圧縮機を備えるガスターン用の燃焼器であって、
前記燃焼器の軸方向中心線に沿って構成された二次燃料ノズルと、
前記二次燃料ノズルを囲む少なくとも１つの一次燃料ノズルと、
少なくとも１つの燃料供給源を前記少なくとも１つの一次燃料ノズル及び二次燃料ノズルに供給するバックプレートと、
前記少なくとも１つの一次燃料ノズル及び前記二次燃料ノズルに供給される、前記圧縮機からの燃焼空気供給と、
を含み、前記二次燃料ノズルが、
対向する先端端部と共に燃料供給端部を有しかつ先端ノズルに及び先端スワーラに空気及び燃料を送給する複数の内部通路を複数の同心チューブ内に備える細長いチューブ本体と、
前記下流方向燃焼空気流と燃料を予混合するための単体構造燃料噴射マニホルドであって、該単体構造燃料噴射マニホルドが、前記細長いチューブ本体内のほぼ環状の本体形状のものであって前記燃料供給源端部と先端端部の間に配置されているとともに、前記細長いチューブ本体の円周方向全周にわたって前記細長いチューブ本体の内部から半径方向上方に前記細長いチューブ本体の外部の燃料−空気予混合空間内に半径方向に延びていて、前記細長いチューブ本体の半径方向上方に前記予混合空間内における燃焼空気のための空気力学的流線型外側表面を形成し、またその外側表面の軸方向端部が前記細長いチューブ本体の半径方向外側表面に取付けるように滑らかにテーパしている、単体構造燃料噴射マニホルドと、
前記単体構造燃料噴射マニホルドに予混合燃料を供給する燃料通路であって、前記細長いチューブ本体の燃料供給源端部から前記単体構造燃料噴射マニホルドの近傍までの燃料通路と、
前記細長いチューブ本体内の前記予混合燃料通路と前記単体構造燃料噴射マニホルドの外側表面上の複数の燃料吐出出口との間に流体連通をもたらして前記予混合燃料を流体連通させるための複数の燃料チャネルであって、前記燃料噴射マニホルドの本体の周りに円周方向に配置される複数の燃料チャネルと
を含む、燃焼器。
【請求項１０】
前記燃料噴射マニホルドが、前記二次ノズルの細長いチューブ本体の燃料供給源端部から前記先端ノズルに供給される燃料及び空気の少なくとも１つの流体連通のための複数の内部チャネルをさらに含む、請求項９記載の燃焼器。
【請求項１１】
前記燃料噴射マニホルドの燃料吐出出口が、該環状燃料噴射マニホルドの周りに円周方向に配置され、
前記予混合燃料吐出出口の寸法、形状、数及び方向角度が、前記予混合空間内における燃料−空気混合気の均一化を促進させる、
請求項９記載の燃焼器。
【請求項１２】
前記燃料噴射マニホルドにおける各燃料チャネルからの前記燃料吐出出口が、燃焼空気流に対して垂直に又はある角度での少なくとも１つで吐出する少なくとも１つの孔を含む、請求項１１記載の燃焼器。
【請求項１３】
前記燃料噴射マニホルドにおける各燃料チャネルからの前記燃料吐出出口が、前記燃焼空気流に対して垂直に、該燃焼空気流に対して順方向角度で及び該燃焼空気流に対して逆方向角度での少なくとも１つで吐出する少なくとも１つのスロットを含む、請求項１１記載の燃焼器。
【請求項１４】
ガスタービンの燃焼器の二次燃料ノズルの予混合燃料のための燃料噴射マニホルドであって、
ガスタービンの二次燃料ノズルのノズルチューブのほぼ環状セグメントを形成する単体構造本体であって、該単体構造本体が、前記ノズルチューブ内に取付けるための半径方向内側セクションと、前記ノズルチューブの外側表面上で前記二次燃料ノズルの予混合空間内に延びる空気力学的形状外側表面を有する半径方向隆起部分とを備えていて、前記ノズルチューブ内から予混合燃料供給源が供給される単体構造本体と、
前記単体構造本体内における複数の燃料チャネルであって、前記ノズルチューブ内の前記燃料供給源から前記ノズルチューブを半径方向に囲む前記予混合空間に開口した燃料吐出口までの前記予混合燃料のための流体連通通路を形成する複数の燃料チャネルと、
前記複数の燃料チャネルの各々における前記ノズルチューブを囲む該予混合空間への少なくとも１つの燃料吐出出口であって、前記予混合空間内に位置する燃焼空気流と前記燃料との混合を促進するように構成された燃料吐出出口と
を備える燃料噴射マニホルド。
【請求項１５】
前記単体構造本体内に、該単体構造本体を通して前記ノズルチューブの先端端部に流れる燃料及び空気の１つの流れを促進する複数の軸方向チャネルをさらに含む、請求項１４記載の燃料噴射マニホルド。
【請求項１６】
各軸方向端部における前記半径方向隆起部分が、前記ノズルチューブに取付けるように外径に滑らかにテーパしている、請求項１４記載の燃料噴射マニホルド。
【請求項１７】
各燃料噴射通路から前記予混合空間への前記燃料吐出出口が、該予混合空間内における前記空気流内に垂直に吐出する少なくとも１つの孔を含む、請求項１４記載の燃料噴射マニホルド。
【請求項１８】
各燃料噴射通路から前記予混合空間への前記燃料吐出出口が、該予混合空間内における前記空気流内に垂直に吐出する少なくとも１つのスロットを含む、請求項１４記載の燃料噴射マニホルド。
【請求項１９】
各燃料噴射通路から前記予混合空間への前記燃料吐出出口が、該予混合空間内における前記空気流内に該空気流に対する順方向及び逆方向の少なくとも１つの角度で吐出する少なくとも１つのスロットを含む、請求項１４記載の燃料噴射マニホルド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはガスタービンに関し、より具体的には、二次燃料ノズルを備えるガスタービン燃焼器に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン製造者は、望ましくない空気汚染エミッションを発生させずに高効率で作動させることになる新規ガスタービンを製作するための研究及びエンジニアリングプログラムを継続している。従来型の炭化水素燃料を燃焼させるガスタービンによって通常発生される主な空気汚染エミッションは、窒素酸化物、一酸化炭素及び未燃炭化水素である。空気吸入エンジン内での窒素分子の酸化は、燃焼システム反応ゾーン内における最大高温ガス温度に大きく依存していることが当技術分野では良く知られている。窒素酸化物（ＮＯｘ）を形成する化学反応速度は、温度の指数関数である。燃焼チャンバ高温ガスの温度が十分に低レベルに制御される場合には、サーマルＮＯｘは生成されないことになる。
【０００３】
熱エンジン燃焼器の反応ゾーンの温度をサーマルＮＯｘが形成されるレベル以下に制御する１つの好ましい方法は、燃焼に先立って燃料及び空気を希薄混合気に予混合することである。希薄予混合式燃焼器の反応ゾーン内に存在する過剰空気の熱質量は、熱を吸収しかつ燃焼生成物の温度上昇をサーマルＮＯｘが形成されないレベルに低下させる。
【０００４】
エミッション低減のための希薄予混合燃料噴射器は、一般に産業界で広く使用されているが、高出力工業用ガスタービンでは、２０年以上にわたってその実施が減少してきている。そのような装置は、ガスタービン排出エミッション低減の分野において大きな進歩を遂げてきた。従来技術の拡散火炎バーナに比較して大きな又はそれ以上のオーダでの窒素酸化物（ＮＯｘ）エミッションの低減が、蒸気又は水のような希釈物質の噴射を使用しない状態で達成されてきた。
【０００５】
ガスタービンにおける燃焼器の一般的な構成は、その各々が一次燃焼チャンバ内に燃料を吐出する環状アレイの一次ノズル及び二次燃焼チャンバ内に燃料を吐出する中心二次ノズルを備えている。二次ノズルは、その吐出端部において、燃焼空気を燃料ノズル吐出部に供給する空気スワーラによって囲まれた軸方向燃料送給パイプを有する。多くの場合に、二次ノズルは、２つの燃料回路を備える２段（拡散及び予混合）ガス専用二次燃料ノズルとして作動する。このことにより、ノズルが予混合モード又は拡散モードで作動することが可能になる。各燃焼器の二次ノズルは、中心本体内に設置されかつそれを通して燃焼空気が二次ノズルからの燃料と混合するように導入されるスワーラが設けられたライナを貫通して延びる。二次ノズルは、上流一次燃焼チャンバ及び下流二次燃焼チャンバ間のスロート領域内に燃料を吐出するように構成される。燃料は、同心に配置された拡散及び予混合パイプを通して二次ノズルに供給される。
【０００６】
図１は、従来技術の二次燃料ノズル組立体５の予混合セクションを示している。予混合セクション１０は、燃料ノズル本体２０の外側壁１７の外側表面１６に固定されかつその各々がフィレット溶接部１８を有する複数のペグ１５を含む。複数のペグ１５は、燃料ノズル本体から半径方向外向きにかつ離散位置において円周の周りに延びる。燃料ノズル壁１７の半径方向内部には、複数の二次マニホルド２５が設けられ、各マニホルドは、燃料ノズル壁１７の内側表面１９及び支持構造体２２間で半径方向内向きに配置される。また、二次マニホルド２５から半径方向内向きには、燃料チャンバ３０が設けられており、この燃料チャンバ３０は、二次燃料ノズル組立体の後方部分（図示せず）から燃料を供給することができる。二次マニホルド２５は、その下方の燃料チャンバ３０から燃料ノズル壁１７及びペグ１５を貫通して連通した半径方向通路２６を含むことができる。半径方向通路２６は、吐出通路２７と連通しておりかつ燃料噴射孔２８を通して燃料ノズル本体２０の周りの予混合空間４０に連通している。ペグ１５は、空気流４５の分布を妨げかつ燃料及び空気の不均一な半径方向及び円周方向混合を生じさせる。さらに、その寸法及び予混合空間４０内へのその遠い到達距離に起因して、ペグ１５は望ましくない圧力損失を引き起こす。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第６８３７０５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、簡単でありかつ燃料−空気混合における制御の向上を発揮する二次燃料ノズルのための予混合装置を得る必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の態様は、その周りの燃料−空気予混合空間内に下流方向燃焼空気流を供給するガスタービンの燃焼器における二次燃料ノズルを提供する。本二次燃料ノズルは、燃料供給源端部及び先端端部を備える細長いチューブ本体を含む。本ノズルはまた、下流方向燃焼空気流と燃料を予混合するための単体構造燃料噴射マニホルドを含む。燃料噴射マニホルドは、細長いチューブ本体内におけるほぼ環状形状の本体形状として形成されかつ燃料供給源端部及び先端端部間に配置される。燃料噴射マニホルドは、細長いチューブ本体の内部から該細長いチューブ本体の半径方向上方にかつ外部に半径方向に延びる。マニホルドは、細長いチューブ本体の外部の燃料−空気予混合空間内で細長いノズル本体の周りに円周方向全体に延びる。本二次燃料ノズルはまた、単体構造燃料噴射マニホルドに予混合燃料を供給する、細長いチューブ本体の燃料供給源端部から単体構造燃料噴射マニホルドまでの燃料通路を含む。複数の燃料チャネルが、細長いチューブ本体内における予混合燃料通路及び単体構造燃料噴射マニホルドの外側表面上における複数の燃料吐出出口間に予混合燃料のための流体連通をもたらす。予混合燃料のための燃料チャネルは、燃料噴射マニホルドの環状本体の周りに円周方向に構成される。
【００１０】
本発明の別の態様によると、タービン及び圧縮機を備えるガスタービン用の燃焼器を提供する。本燃焼器は、該燃焼器の軸方向中心線に沿って構成された二次燃料ノズル及び該二次燃料ノズルを囲む少なくとも１つの一次燃料ノズルを含む。バックプレートが、１つ又はそれ以上の燃料供給源を一次燃料ノズル及び二次燃料ノズルに供給する。本燃焼器は、圧縮機から一次燃料ノズル及び二次燃料ノズルに燃焼空気供給を行う。
【００１１】
二次燃料ノズルは、対向する先端端部と共に燃料供給端部を有する細長いチューブ本体を含む。細長いチューブ本体は、同心チューブとして形成されて先端ノズルに及び先端スワーラに空気及び燃料を送給する複数の内部通路を含む。単体構造燃料噴射マニホルドが、燃料を下流方向燃焼空気流と予混合するために設けられる。燃料噴射マニホルドは、細長いチューブ本体内におけるほぼ環状本体形状として形成されかつ燃料供給源端部及び先端端部間に配置される。燃料噴射マニホルドは、細長いチューブ本体の内部から該細長いチューブ本体の外部の燃料−空気予混合空間内に半径方向上方にかつ円周方向全周の周りに半径方向に延びる。細長いチューブ本体の半径方向上方に配置された燃料噴射マニホルドの本体は、予混合空間内における燃焼空気のための空気力学的流線型外側表面を形成する。燃料噴射マニホルドの外側表面の軸方向端部は、細長いチューブ本体の半径方向外側表面に取付けるように半径方向に滑らかにテーパしている。
【００１２】
細長いチューブ本体の燃料供給源端部から単体構造燃料噴射マニホルドの近傍までの燃料通路が、該燃料噴射マニホルドに予混合燃料を供給する。複数の燃料チャネルが、細長いチューブ本体内における予混合燃料通路及び単体構造燃料噴射マニホルドの外側表面上における複数の燃料吐出出口間に流体連通をもたらす。複数の燃料チャネルは、燃料噴射マニホルドの本体の周りに円周方向に配置される。
【００１３】
簡潔に言えば、本発明のさらに別の態様によると、ガスタービンの燃焼器の二次燃料ノズルの予混合燃料のための燃料噴射マニホルドを提供する。本燃料噴射マニホルドは、ガスタービンの二次燃料ノズルにおけるノズルチューブのほぼ環状セグメントを形成した単体構造本体を含む。単体構造本体は、ノズルチューブ内に取付けられるようになった半径方向内側セクション及び該ノズルチューブの外側表面上で二次燃料ノズルの予混合空間内に延びるようになった空気力学的形状外側表面を有する半径方向隆起部分を含む。単体構造本体は、ノズルチューブ内から予混合燃料供給源が供給される。
【００１４】
単体構造本体内における複数の燃料チャネルが、ノズルチューブ内における燃料供給源から該ノズルチューブを半径方向に囲む予混合空間に開口した燃料吐出口まで予混合燃料のための流体連通通路を形成する。ノズルチューブを囲む予混合空間への１つ又はそれ以上の燃料吐出出口が、燃料チャネルの各々に対して設けられる。燃料吐出開口部は、予混合空間内における燃焼空気流との燃料の混合を高めるようになっている。
【００１５】
本発明のこれらの及びその他の特徴、態様並びに利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様の部品を表している添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより一層良好に理解されるようになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】従来技術の二次燃料ノズル組立体の予混合セクションを示す図。
【図２】本発明の燃料噴射マニホルドを備える二次燃料ノズルの実施形態を示す図。
【図３】細長いノズル本体の単体構造燃料噴射マニホルドの実施形態における拡大断面斜視図。
【図４】細長いノズル本体の燃料噴射マニホルドセクションの実施形態の中心部を通る断面Ａ−Ａを示す図。
【図５】下流側で切取った燃料噴射マニホルドの実施形態の外部斜視図。
【図６】支持リングを備える燃料噴射マニホルドの実施形態における下流側切断接合部を示す図。
【図７】マニホルドが空気流に対して垂直な２つの孔を含む燃料噴射装置の実施形態の斜視図。
【図８】空気流に対して垂直な矩形スロットを備える燃料噴射装置の実施形態を示す図。
【図９】空気流に対する３０°逆方向吐出角度を含む矩形スロットを備える燃料噴射装置の実施形態を示す図。
【図１０】空気流に対する３０°順方向吐出角度を含む矩形スロットを備える燃料噴射装置の実施形態を示す図。
【図１１】二次燃料ノズルにおける本発明の燃料噴射マニホルドを用いたガスタービン用の燃焼器の実施形態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の以下の実施形態は、ノズル本体の周りで燃料流内に遠くまで延びるペグを排除すること及びペグによって生じる空気流パターンに対する付随的障害物が燃焼空気流内に延びていない状態で燃料−空気混合にわたる向上した制御を実行することを含む多くの利点を有する。本発明の実施形態では、ノズル本体の燃料噴射マニホルド内に燃料噴射孔を組入れる。燃料噴射マニホルドは、ペグ並びにノズル本体及びペグ間における関連するフィレット溶接部を排除することによって簡単かつより堅牢なものにされる。本発明の構成（装置）はさらに、製作性、改造取付け性及び低コスト化を容易にする。
【００１８】
図２は、本発明の燃料噴射マニホルド１３０を備える二次燃料ノズル１００の実施形態を示している。二次燃料ノズルは、ガスタービンの燃焼器に取付けるようになった設備を備えかつ細長いノズル本体１２０に燃料及び空気を供給する基部セクション１０５を含む。細長いノズル本体は、基部端部１０６及び先端端部１０７を含む。先端端部１０７は、中心燃料通路１１０によって供給されるノズル先端１０８及び該ノズル先端１０８における冷却空気のための空気通路１１１を含む。先端端部１０７はさらに、空気通路１１２からノズル先端１０８の半径方向外側に空気を取入れて、旋回燃料−空気混合気を下流に形成するようになった空気スワーラ１１５を含む。細長いノズル本体１２０の長さに沿って、予混合セクション１５０の空気ストリーム１６０内に燃料を噴射するようになった燃料噴射マニホルド１３０が設けられる。燃料噴射マニホルド１３０は、単体構造である。燃料噴射マニホルドの外側部分１３５は、細長いノズル本体１２０の外側壁１１９から空気力学的に外向き半径方向にかつ該細長いノズル本体の周りで円周方向に延びる。燃料噴射マニホルドの内側部分１４０は、細長いノズル本体内に半径方向に延びかつ下方の内側構造体により支持される。燃料噴射マニホルド１３０は、外側チューブ壁１１９及び第３のチューブ壁１１８の上流及び下流セクションに対して突合せ溶接することができる。
【００１９】
図３は、細長いノズル本体の単体構造燃料噴射マニホルド１３０の実施形態における拡大断面斜視図を示している。図４は、細長いノズル本体の燃料噴射マニホルドセクションの実施形態の中央部を通る断面Ａ−Ａを示している。ノズル先端（図２）に燃料を供給する中心燃料通路１１０は、第１のチューブ壁１１６によって囲まれている。ノズル先端に空気を供給する第２の環状通路１１１は、第２のチューブ壁１１７によって囲まれている。燃料噴射マニホルド１３０に予混合燃料を供給する第３の環状通路１５５は、第３のチューブ壁１１８によって囲まれている。ノズルの先端端部においてスワーラ（図２）に空気を供給する第４の環状通路１１２は、外側壁１１９によって囲まれている。燃料噴射マニホルドは、環状リングとして形成される。環状リングは、外側壁１１９の外側表面１１２に対して半径方向に隆起した滑らかな空気力学的外部突出部１３５を含む。突出部１３５の軸方向端部は、隣接する外側壁１１９の外側表面１２２に向けて半径方向内向きに滑らかにテーパしている。単体構造燃料噴射マニホルド１３０の内部本体セクション１４０は、隣接する外側壁に対して内向き半径方向に延びる。燃料噴射マニホルドの円周方向四部円部１６５は、空気通路１１２の上流及び下流部分間で空気が流れるのを可能にする軸方向空気チャネル１７５を含む。四部円部１６５間において、半径方向燃料通路１４５は、予混合するための燃料を燃料通路１５５から燃料吐出出口１４６にかつマニホルドの外側表面１４７の外部の燃焼空気ストリーム１６０内に供給する。
【００２０】
環状支持要素１２３は、中心チューブセクション１１６の円周方向セクタにおいて半径方向外向きに延びて、第２のチューブ壁１１７に対する支持を行いかつ該第２のチューブ壁１１７からの分離をもたらすことができる。燃料マニホルドセクションを貫通する空気チャネルは、支持要素１２３間で円周方向に並びに中心壁１１６及び第２のチューブ壁１１７間で半径方向に配置される。空気チャネルは、空気通路１１１の上流及び下流部分を連結する。
【００２１】
支持リング１７０は、第２のチューブ壁１１７及び燃料噴射マニホルドの内部本体１４０の下側面１２４間で延びることができる。支持リング１７０は、燃料噴射マニホルドにおける内部本体１４０の下流側を半径方向に支持することができる。支持リング１７０はさらに、予混合燃料通路１５５のための端部壁１２７を構成するように機能させることができる。半径方向外側リング部１６９はさらに、燃料噴射マニホルドの内部本体１４０の下流端部のための安定座部を構成することができる。
【００２２】
図５は、下流側で切取った燃料噴射マニホルド１３０の実施形態の端部斜視図を示している。隆起外部部分１３５は、複数の燃料吐出出口１４６（スロットとして示す）を含むことができる。この実施例では、４つの燃料吐出出口１４６を示している。燃料噴射マニホルドの下流端部は、それを貫通して燃料吐出チャネル（図示せず）が燃料吐出出口１４６に燃料を供給する内側マニホルド本体１４０を含む。空気通路１７５が、燃料噴射マニホルドを貫通して設けられて細長いノズル本体の先端端部においてスワーラ（図２）に空気を供給する。
【００２３】
図６は、支持リング１７０を備える燃料噴射器マニホルド１３０の下流側切断接合部を示している。支持リング１７０は、第２のチューブ壁１１７及び内部マニホルド部１４０の下側面間で延びて、内側マニホルド本体１４０の下側面に対する支持を与えかつマニホルド燃料噴射通路１４５（図４）に供給する燃料通路１５５（図３）のための端部壁１２７を構成することができる。
【００２４】
本発明のマニホルド本体の多くの実施形態は、その内部における内部燃料流及び空気流の異なる組合せ及びタイプの状態で細長いノズル本体内で燃料予混合するようにすることができかつそのような代替構成も本発明の技術的範囲内にあると考えられることを理解されたい。
【００２５】
図７は、内側二次燃料ノズル構成要素がない状態での燃料噴射マニホルド１３０の端部斜視図を示している。この場合、燃料噴射マニホルドの外部本体１３５は、細長いノズル本体（図示せず）の周りにおける燃焼空気流１６０との干渉を減少させるようになった滑らかな外部表面１４７を含むことを見ることができる。燃料噴射マニホルドの内部本体セクション１４０には、細長いノズル本体の上流端部から先端端部スワーラ（図２）までの通路１１２内の空気に対する流体連通を可能にする空気通路１７５が分散配置される。燃料噴射出口１４６は、内部本体セクション１４０を有する位置においてマニホルドの周りに円周方向に配置される。
【００２６】
図８は、燃焼空気流１６０に対して垂直な矩形スロット１７２を備える燃料噴射装置を示している。図９は、燃焼空気流に対して３０°逆方向吐出角度を含む矩形スロット１７３を備える燃料噴射装置を示している。図１０は、燃焼空気流１６０に対して３０°順方向吐出角度１７７を含む矩形スロット１７４を備える燃料噴射装置を示している。これらの装置は、燃焼空気流に対する異なる形状の開口部、開口部の数及び吐出燃料の方向を備えることができることを理解されたい。燃料ノズル本体にはまた、円周方向に分散配置された様々な数の二次マニホルド内部本体要素１４０及び空気通路１７５を設けることができることも理解されたい。
【００２７】
二次マニホルドセグメントからの燃料噴射開口部の寸法、形状及び配向並びに円周方向分散配置二次マニホルドセグメントの数は、半径方向及び円周方向燃料−空気混合に影響を与えることになる。図７〜図１０の様々な装置（構成）の性能は、等量、ファイ（ｐｈｉ）（１／等量比）の半径方向プロフィール及び非混在性（ｕｎｍｉｘｅｄｎｅｓｓ）に関してペグ構成の基準性能に対して有利に比較することができる。
【００２８】
図１１は、二次燃料ノズル１００における本発明の燃料噴射マニホルド１３０を使用することができるガスタービン用の燃焼器２００を示している。燃焼のための二次燃料ノズル１００における本発明の燃料噴射マニホルド１３０によってもたらされた燃料予混合の強化により、燃焼器性能の向上及びエミッションの低減が得られる。この場合、燃焼器２００は、燃焼器壁２１５内にライナ２１０を含む。燃焼器は、一次燃焼チャンバ２１７、及び該一次燃焼チャンバ２１５に隣接しかつその下流に配置されまたベンチュリ２２５によって分離された二次燃焼チャンバ２２０を含む。少なくとも１つの一次燃料ノズル２３０は、燃焼器中心線２４５の周りで半径方向に配置されて一次燃焼チャンバ２１７に燃料を送給する。二次燃料ノズル１００は、少なくとも１つの一次燃料ノズル２３０によって取囲まれた中心線２４５に沿って配置しかつ二次燃焼チャンバ２２０に向けて燃料を噴射するように配置することができる。燃焼空気２４０は、圧縮機（図示せず）から供給されかつ流れライナ２１０の外部で流れスリーブ２１１内を流れて、少なくとも１つの一次燃料ノズル２３０及び二次燃料ノズル１００に空気を供給する。一次燃料ノズル２３０及び二次燃料ノズル１００は、バックプレート２５０を貫通して１つ又はそれ以上の燃料供給源２３１、１０１から燃料を受ける。燃料噴射マニホルドセクションを切断した状態で示す二次燃料ノズル１００は、中心燃料通路１１１を通して第１の燃料供給源をノズル先端１０８に受けることができる。図３で前に示したように、ノズル先端はまた、二次燃料ノズルの内部から冷却空気流を受ける。ノズル先端１０８の円周方向外部のスワーラ１１５は、二次燃料ノズル内から流れる空気を旋回させて、ノズル先端において燃料及び空気の混合を促進させることができる。環状燃料噴射器マニホルド１３０は、二次燃料ノズルの内部に予混合燃料を受けかつ該予混合燃料を予混合空間１８０の燃焼空気流１６０内に噴射する。予混合空間１８０内への燃料噴射器マニホルド１３０の低い半径方向突出部及び空気力学的外側表面は、予混合空間１８０内における圧力損失を最小にする。燃料噴射器マニホルド１３０の外側表面上における燃料吐出開口部は、予混合空間１８０内における混合を促進するような形状、寸法、配向及び数にすることができる。下流スワーラ１８５は、予混合空間１８０の吐出部に配置して予混合燃料−空気をノズル先端１０８からの燃料−空気混合気とさらに混合することができる。
【００２９】
本明細書では様々な実施形態を説明しているが、本明細書において様々な要素の組合せ、変更又は改良を行うことができ、かつそれらは本発明の技術的範囲内にあることは本明細書から明らかであろう。
【符号の説明】
【００３０】
５  従来技術の二次燃料ノズル組立体
１０  予混合セクション
１５  ペグ
１６  外側表面
１７  燃料ノズル壁
１８  フィレット溶接部
１９  内側表面
２０  燃料ノズル本体
２２  支持構造体
２５  二次マニホルド
２６  半径方向通路
２７  吐出通路
２８  燃料噴射孔
３０  燃料チャンバ
４０  予混合空間
４５  空気流
１００  二次燃料ノズル
１０１  燃料供給源
１０５  基部セクション
１０６  基部端部
１０７  先端端部
１０８  ノズル先端
１１０  中心燃料通路
１１１  空気通路
１１２  空気通路
１１５  空気スワーラ
１１６  第１のチューブ壁
１１７  第２のチューブ壁
１１８  第３のチューブ壁
１１９  外側壁
１２０  細長いノズル本体
１２２  外側表面
１２３  環状支持要素
１２４  下側面
１２７  端部壁
１３０  燃料噴射マニホルド
１３１  燃料供給源
１３５  外側部分（燃料噴射マニホルドの）
１４０  内側部分（燃料噴射マニホルドの）
１４５  燃料噴射通路
１４６  燃料噴射出口
１４７  マニホルド外側表面
１５０  予混合セクション
１５５  第３の環状通路
１６０  燃焼空気流
１６５  円周方向四部円部
１６９  半径方向外側リング部分
１７０  支持リング
１７２  矩形スロット
１７３  矩形スロット
１７４  矩形スロット
１７５  軸方向空気通路
１７６  ３０°逆方向吐出角度
１７７  ３０°順方向吐出角度
１８０  予混合空間
１８５  下流スワーラ
２００  燃焼器
２１０  ライナ
２１１  流れスリーブ
２１５  燃焼器壁
２１７  一次燃焼チャンバ
２２０  二次燃焼チャンバ
２２５  ベンチュリ
２３０  一次燃料ノズル
２３１  燃料供給源
２４０  燃焼空気
２４５  燃焼器中心線
２５０  バックプレート
【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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