(57)【要約】【課題】改良型の二重燃料ノズルを提供する。【解決手段】ノズルは、長手方向軸を画定し、第１のディストリビュータ及び第２の燃料ディストリビュータを含むノズル本体を含む。第１のディストリビュータは、半径方向スワラによって空気を送り込まれる内側空気通路と、長手方向軸に対して内側空気通路より半径方向外側よりの第１の燃料回路と、長手方向軸に対して第１の燃料回路より半径方向外側よりの第２の燃料回路と、燃料回路外壁と外側空気通路壁との間に画定される外側空気通路と、を有する。第１の燃料回路及び第２の燃料回路の各々は、それぞれの燃料回路入口からそれぞれの環状の燃料回路出口まで延在し、外側空気通路は、集束する非旋回式の外側空気通路である。【選択図】図１
2018096683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向軸を画定し、
半径方向スワラによって空気を送り込まれる内側空気通路と、前記長手方向軸に対して前記内側空気通路より半径方向外側よりの第１の燃料回路と、前記長手方向軸に対して前記第１の燃料回路より半径方向外側よりの第２の燃料回路と、を有し、前記第１の燃料回路及び前記第２の燃料回路の各々がそれぞれの燃料回路入口からそれぞれの環状の燃料回路出口まで延在しており、さらに、燃料回路外壁と外側空気通路壁との間に画定され、収束する非旋回式外側空気通路である外側空気通路を有する第１のディストリビュータと、
前記長手方向軸に対して前記第１のディストリビュータの下流の第２のディストリビュータであって、前記内側空気通路に送り込む半径方向スワラと、前記長手方向軸に対して前記内側空気通路より半径方向外側よりの第１の燃料回路と、前記長手方向軸に対して前記第１の燃料回路より半径方向外側よりの第２の燃料回路と、を有し、前記第１の燃料回路及び前記第２の燃料回路の各々がそれぞれの燃料回路入口からそれぞれの環状の燃料回路出口まで延在しており、さらに、燃料回路外壁と空気通路外壁との間に画定され、収束する非旋回式外側空気通路である外側空気通路を有する前記第２のディストリビュータと、
を含むノズル本体を備える、ノズル。
【請求項２】
前記第１及び第２のディストリビュータが、スペーサによって互いに分離される、請求項１に記載のノズル。
【請求項３】
前記第１及び第２のディストリビュータの前記第１及び第２の燃料回路の少なくとも１つが、複数のらせん状の通路を含み、各らせん状の通路が、前記それぞれの燃料回路出口に対して接線方向に開口している、請求項１に記載のノズル。
【請求項４】
前記らせん状の通路が、前記長手方向軸に対して少なくとも８５°の流れ出口角を画定する、請求項３に記載のノズル。
【請求項５】
前記第１及び第２の燃料回路の少なくとも一方に関して、前記第２の燃料回路が燃料回路外壁と燃料回路中間壁との間に画定され、前記第１の燃料回路が燃料回路内壁と前記燃料回路中間壁との間に画定され、前記燃料回路中間壁が前記長手方向軸に対して前記燃料回路内壁より半径方向外側よりであり、前記燃料回路外壁が前記長手方向軸に対して前記燃料回路中間壁より半径方向外側よりである、請求項１に記載のノズル。
【請求項６】
前記第１及び第２のディストリビュータの少なくとも一方に関して、前記第１及び第２の燃料回路の前記それぞれの環状の燃料回路出口が前記燃料回路中間壁のみによって互いから隔てられる、請求項５に記載のノズル。
【請求項７】
前記第１及び第２のディストリビュータの前記少なくとも一方に関して、前記燃料回路内壁、外壁及び中間壁の各々の少なくとも一部が前記長手方向軸に向かって収束する円錐形状を有する、請求項５に記載のノズル。
【請求項８】
前記第１及び第２のディストリビュータの少なくとも一方に関して、前記第１の燃料回路の前記燃料回路入口が、燃料マニホールドと流体連通するための円周方向に離間した複数の開口を含み、前記第２の燃料回路の前記燃料回路入口が、前記燃料マニホールドと流体連通するための円周方向に離間した複数の開口を含む、請求項１に記載のノズル。
【請求項９】
前記第１及び第２のディストリビュータの少なくとも一方に関して、前記半径方向スワラが、環状の内側空気入口の周りで円周方向に互いから離間された半径方向スワラベーンを含んでおり、前記ノズル本体が各々が円周方向に離間した開口を接続する複数の管を含んでおり、前記第１及び前記第２の燃料回路の両方のための前記管が、前記半径方向スワラベーンを軸方向に貫通して通っている、請求項８に記載のノズル。
【請求項１０】
前記第１及び第２のディストリビュータの少なくとも一方に関して、前記管の第１のセットが前記第２の燃料回路の円周方向に離間した開口を接続し、前記第１の燃料回路を軸方向に貫通して通っている、請求項８に記載のノズル。
【請求項１１】
前記管の第２のセットが、前記第１の燃料回路の円周方向に離間した開口を接続し、前記半径方向スワラのそれぞれのベーンを軸方向に貫通して通っている、請求項１０に記載のノズル。
【請求項１２】
前記管の前記第１及び第２のセットが、前記第１及び第２のディストリビュータの両方の前記半径方向スワラを貫通して通っている、請求項１１に記載のノズル。
【請求項１３】
管の前記第１のセットの各々の管が、管の前記第２のセットの管のそれぞれを貫通して通っている、請求項１１に記載のノズル。
【請求項１４】
前記第１及び第２のディストリビュータの各々に関して、前記内側空気通路、外側空気通路、第１の燃料回路及び第２の燃料回路が前記ノズル本体の中での予混合なしで拡散炎を噴射するように構成される、請求項１に記載のノズル。
【請求項１５】
前記内側空気通路が、前記長手方向軸に沿って前記半径方向スワラの下流で障害物がない状態である、請求項１に記載のノズル。
【請求項１６】
前記第１及び第２のディストリビュータの各々に関して、前記第２の燃料回路が、液体燃料を噴射するように構成され、前記第１の燃料回路が、気体燃料を噴射するように構成される、請求項１に記載のノズル。
【請求項１７】
点火装置が、前記ノズル本体の上流壁内に同心円状かつ前記ノズル本体と同軸に含まれる、請求項１に記載のノズル。
【請求項１８】
長手方向軸を画定し、
第１及び第２の空気流通路ならびに第１及び第２の燃料流れ回路を含む第１のディストリビュータであって、前記空気流通路の両方及び前記燃料流れ回路の両方が、円錐台状の壁対の間に少なくとも一部画定され、第１の空気流通路、第１の燃料流れ回路、第２の燃料流れ回路及び第２の空気流通路の順序で前記ノズルを軸方向に通過して流れる流体によって決められるように、前記空気流通路と燃料流れ回路が上流から下流の順序で位置決めされており、前記第１の空気流通路には、通過する空気を旋回させるよう構成された第１のスワラベーンを通じて空気が送り込まれ、前記第２の空気流通路には、通過する空気を旋回させるよう構成されていない第２のスワラベーンを通じて空気が送り込まれる、前記第１のディストリビュータと、
前記長手方向軸に対して前記第１のディストリビュータの下流の第２のディストリビュータであって、前記第２のディストリビュータが第１及び第２の空気流通路ならびに第１及び第２の燃料流れ回路を含み、前記空気流通路の両方及び前記燃料流れ回路の両方の少なくとも一部が円錐台状の壁対の間に画定され、第１の空気流通路、第１の燃料流れ回路、第２の燃料流れ回路及び第２の空気流通路の順序で前記ノズルを軸方向に通過して流れる流体によって決められるように、前記空気流通路と燃料流れ回路が上流から下流の順序で位置決めされており、前記第１の空気流通路には、通過する空気を旋回させるよう構成された第１のスワラベーンを通じて空気が送り込まれ、前記第２の空気流通路には、通過する空気を旋回させるよう構成されていない第２のスワラベーンを通じて空気が送り込まれる、前記第２のディストリビュータと、
を含むノズル本体を備える、ノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ノズルに関し、より詳細には、産業用ガスタービンエンジンに使用されるような多様な燃料用のノズルに関する。
【背景技術】
【０００２】
二重燃料機能は、容易に低排出に結びつくものではない。例えば産業用ガスタービンエンジンの場合の従来の二重燃料ノズルでは、液体燃料は通常、ノズルの中心線に沿って配置された圧力噴霧器から噴射される。従来のノズルでは、特に大きな直径のノズルにおいては、液体燃料を燃料ノズルの外側の区間に到達させるのは困難である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術は、その意図された目的に関しては十分であると考えられてきた。しかしながら、改良型の二重燃料ノズルは常に必要とされている。本開示は、このような問題に対する解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
ノズルは、長手方向軸を画定し、第１の燃料ディストリビュータ及び第２の燃料ディストリビュータを含むノズル本体を含む。第１のディストリビュータは、半径方向スワラによって空気を送り込まれる内側空気通路と、長手方向軸に対して内側空気通路より半径方向外側よりの第１の燃料回路と、長手方向軸に対して第１の燃料回路より半径方向外側よりの第２の燃料回路であって、第１の燃料回路及び第２の燃料回路の各々がそれぞれの燃料回路入口からそれぞれの環状の燃料回路出口まで延在するような第１の燃料回路と、第２の燃料回路と、第１の燃料回路及び第２の燃料回路の各々がそれぞれの燃料回路入口からそれぞれの環状の燃料回路出口まで延在するような、長手方向軸に対して内側空気通路より半径方向外側よりの第１の燃料回路と、長手方向軸に対して第１の燃料回路より半径方向外側よりの第２の燃料回路と、燃料回路外壁と空気通路外壁との間に画定され、収束する非旋回式外側空気通路である外側空気通路と、を有する。
【０００５】
第２のディストリビュータは、長手方向軸に対して第１のディストリビュータの下流、例えばすぐ下流にある。第２のディストリビュータは、内側空気通路に流れ込む半径方向スワラと、長手方向軸に対して内側空気通路より半径方向外側よりの第１の燃料回路と、長手方向軸に対して第１の燃料回路より半径方向外側よりの第２の燃料回路であって、第１の燃料回路及び第２の燃料回路の各々がそれぞれの燃料回路入口からそれぞれの環状の燃料回路出口まで延在するような第１の燃料回路と、第２の燃料回路と、第１の燃料回路及び第２の燃料回路の各々がそれぞれの燃料回路入口からそれぞれの環状の燃料回路出口まで延在するような、長手方向軸に対して内側空気通路より半径方向外側よりの第１の燃料回路と、長手方向軸に対して第１の燃料回路より半径方向外側よりの第２の燃料回路と、燃料回路外壁と空気通路外壁との間に画定され、収束する非旋回式外側空気通路である外側空気通路と、を有する。
【０００６】
第１及び第２のディストリビュータは、スペーサによって互いに分離することができる。第１及び第２のディストリビュータの第１及び第２の燃料回路の少なくとも一方は、複数のらせん状の通路を含むことができ、各らせん状の通路は、それぞれの燃料回路出口に対して接線方向に開放している。らせん状の通路は、長手方向軸に対して少なくとも８５°の流れ出口角を画定することができる。
【０００７】
第１及び第２のディストリビュータの少なくとも一方に関して、第２の燃料回路は、燃料回路外壁と燃料回路中間壁との間に画定することができ、第１の燃料回路は、燃料回路内壁と燃料回路中間壁との間に画定することができ、燃料回路中間壁は、長手方向軸に対して燃料回路壁より半径方向外側よりであり、燃料回路外壁は、長手方向軸に対して燃料回路中間壁より半径方向外側よりである。第１及び第２のディストリビュータの少なくとも一方に関して、第１及び第２の燃料回路のそれぞれの環状の燃料回路出口は、燃料中間壁のみによって互いから隔てることができる。第１及び第２のディストリビュータの少なくとも一方に関して、燃料回路内壁、外壁及び中間壁の各々の少なくとも一部は、長手方向軸に向かって収束する円錐形状を有することができる。
【０００８】
第１及び第２のディストリビュータの少なくとも一方に関して、第１の燃料回路の燃料回路入口は、燃料マニホールドと流体連通するための円周方向に離間した複数の円周方向に離間した開口を含むことができ、第２の燃料回路の燃料回路入口は、燃料マニホールドと流体連通するための円周方向に離間した複数の開口を含むことができる。第１及び第２のディストリビュータの少なくとも一方に関して、第１の半径方向スワラは、環状の内側空気入口の周りに互いから円周方向に離間された半径方向スワラベーンを含むことができ、ノズル本体は、各々が円周方向に離間した開口をそれぞれ接続する複数の管を含んでおり、第１の燃料回路と第２の燃料回路両方のための管が、半径方向のスワラベーンを軸方向に貫通して通っている。第１及び第２のディストリビュータの少なくとも一方に関して、管の第１のセットは、第２の燃料回路の円周方向に離間した開口を接続することができ、第１の燃料回路を軸方向に貫通して通ることができる。管の第２のセットは、第１の燃料回路の円周方向に離間した開口を接続することができ、半径方向スワラのそれぞれのベーンを軸方向に貫通して通ることができる。管の第１及び第２のセットは、第１及び第２のディストリビュータの両方の半径方向スワラを貫通して通ることができる。管の第１のセットの各々の管は、管の第２のセットの管のそれぞれを貫通して通ることができる。
【０００９】
第１及び第２のディストリビュータの各々に関して、内側空気通路、外側空気通路、第１の燃料回路及び第２の燃料回路は、ノズル本体の中での予混合なしで拡散炎を噴射するように構成される。内側空気通路は、長手方向軸に沿って半径方向スワラの下流で障害物がない状態であってよい。第１及び第２のディストリビュータの各々に関して、第２の燃料回路は、液体燃料を噴射するように構成することができ、第１の燃料回路は、気体燃料を噴射するように構成することができる。点火装置は、ノズル本体の上流壁内に同心円状かつノズル本体と同軸に含むことができる。
【００１０】
別の態様において、ノズルは、長手方向軸を画定し、第１のディストリビュータ及び、長手軸に対して第１のディストリビュータの下流の第２の燃料ディストリビュータを含むノズル本体を含む。第１及び第２のディストリビュータの各々は、第１及び第２の空気流通路ならびに第１及び第２の燃料流れ回路を含み、空気流通路の両方及び燃料流れ回路の両方は円錐台状の壁対の間に少なくとも一部が画定され、第１の空気流通路、第１の燃料流れ回路、第２の燃料流れ回路及び第２の空気流通路の順序でノズルを軸方向に通過して流れる流体によって決められるように、空気流通路と燃料流れ回路は上流から下流の順序で位置決めされており、第１の空気流通路には、通過する空気を旋回させるよう構成された第１のスワラベーンを通じて空気が送り込まれ、第２の空気流通路には、通過する空気を旋回させるよう構成されていない第２のスワラベーンを通じて空気が送り込まれる。
【００１１】
主題の開示のシステム及び方法のこれらの及び他の特徴は、以下の好ましい実施形態の詳細な説明を図面と併せて利用することによって当業者にとってさらに容易に明らかになるであろう。
【００１２】
主題の開示が属する当業者が、必要以上な実験なしに主題の開示のデバイス及び方法をどのように作成及び使用するかを容易に理解するように、その好ましい実施形態が、一定の図面を参照して本明細書で以下に詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】内側空気通路のための半径方向スワラベーンと、外側空気通路のための非旋回式支柱とを示す、本開示に従って構築されたノズルの例示的な実施形態の一部の断面斜視図である。
【図２】ノズルの２つの燃料ディストリビュータの各々の第１及び第２の燃料回路を示す、図１のノズルの概略的な側面断面図である。
【図３】空気通路及び燃料回路を通る流れを示すための流れ矢印を示す、図１のノズルの概略的な側面断面図である。
【図４】空気通路及び燃料回路を通る流れを示すための流れ矢印を示す、図１のノズルの概略的な側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで図面への参照がなされ、図面では類似の参照番号が主題の開示の類似の構造的特徴または態様を特定する。説明及び例示を目的に、かつ限定を目的とせずに、本開示に従ったノズルの例示的な実施形態の部分的な図が図１に示され、全体的に参照数字１００によって示される。本開示に従ったノズルの他の実施形態、またはその態様が、説明されるように図２〜４において提供される。本明細書に記載のシステム及び方法は、ガスタービンエンジンにおける、両方の燃料を段階式とすることができる二重燃料の燃焼を実現するために使用され得る。したがって、例示的な産業用ガスタービンエンジンは、液体及び／または気体燃料を利用することができ、必要に応じて、液体及び気体燃料の間の切り替えか、または配分を行うことができる。２０１５年３月３１日に提出された米国特許出願第１４／６７４，５８０号は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００１５】
ノズル１００は、長手方向軸Ａを画定し、第１の燃料ディストリビュータ１０４及び第２の燃料ディストリビュータ１０６を含むノズル本体１０２を含む。第１の燃料ディストリビュータ１０４は、半径方向スワラ１１０によって空気を送り込まれる内側空気通路１０８、例えば、内側空気通路１０８に空気を送り込む第１のディストリビュータ１０４の２つの空気通路の１番目の空気通路を有する。第１の燃料回路１１２は、長手方向軸Ａに対して内側空気通路１０８より半径方向外側よりに含まれる。第２の燃料回路１１４は、長手方向軸Ａに対して第１の燃料回路１１２より半径方向外側よりに含まれる。第１の燃料回路１１２及び第２の燃料回路１１４の各々は、それぞれの燃料回路入口１１６及び１１８（図３に示す）からそれぞれの環状の燃料回路出口１２０及び１２２まで延在している。第１のディストリビュータ１０４は、収束する非旋回式空気通路である外側空気通路１２４、例えば、燃料回路外壁１２６と空気通路外壁１２８との間に画定される、第１のディストリビュータ１０４の２つの空気通路の２つめの空気通路を含む。ここで、外側空気通路１２４は、収束する非旋回式空気通路である。非旋回式、すなわち、半径方向に配向されたスペーサベーン１３０は、空気通路外壁１２８と燃料回路外壁１２６との間を接続する。
【００１６】
第２のディストリビュータ１０６は、長手方向軸Ａに対して第１のディストリビュータ１０４の下流、例えばすぐ下流にある。第２のディストリビュータ１０６は、内側空気通路１０８、例えば、内側空気通路１０８に流れ込む第２のディストリビュータ１０６の２つの空気流通路のうちの最初の空気通路に流れ込む半径方向スワラ１３２を有する。第１の燃料回路１３４は、長手方向軸Ａに対して内側空気通路１０８より半径方向外側よりに含まれる。第２の燃料回路１３６は、長手方向軸Ａに対して第１の燃料回路１３４より半径方向外側よりに含まれる。第１の燃料回路１３４及び第２の燃料回路１３４の各々は、それぞれの燃料回路入口１３８または１４０（図３に確認される）からそれぞれの環状の燃料回路出口１４２または１４４まで延在している。第２のディストリビュータ１０６は、外側空気通路１４６、例えば、燃料回路外壁１４８と空気通路外壁１５０の間で画定される、内側空気通路１０８に流れ込む第２のディストリビュータ１０６の２つの空気通路の２つめの空気通路を含む。外側空気通路１４６は、外側空気通路１４６のスペーサを提供するための、燃料回路外壁１４８と空気通路外壁１５０との間を接続する斜角でない（半径方向に配向される）スペーサ１５２を有する収束する非旋回式空気通路である。
【００１７】
図２を参照すると、第１のディストリビュータ及び第２のディストリビュータ１０４及び１０６は、空気通路外壁１２８の形式でスペーサによって互いに分離することができる。第１のディストリビュータ及び第２のディストリビュータ１０４及び１０６の第１及び第２の燃料回路１１２、１１４、１３４及び１３６の各々は、複数のらせん状の通路１５４を含むことができ、各らせん状の通路は、それぞれの燃料回路出口１２０、１２２、１４２及び１４４に対して接線方向に開放している。らせん状の通路１５４は、長手方向軸Ａに対して少なくとも８５°の流れ出口角Θ（図１に確認される）を画定することができる。内側空気通路１０８は、長手方向軸Ａに沿って第１の半径方向スワラ１０４の下流でパイロット燃料インジェクタ等の障害物がない状態とすることができる。
【００１８】
図３を参照すると、第１のディストリビュータ１０４及び第２のディストリビュータ１０６の各々に関して、それぞれの第２の燃料回路１１４及び１３６は、それぞれの燃料回路外壁１５８／１６０とそれぞれの燃料回路中間壁１６２／１６４との間で画定される。第１の燃料回路１１２及び１３４は、それぞれの燃料回路内壁１６６／１６８ とそれぞれの燃料回路中間壁１６２／１６４との間に画定される。燃料回路中間壁１６２／１６４ は、長手方向軸Ａに対してそれぞれの燃料回路内壁１６４及び１６６より半径方向外側よりであり、燃料回路外壁１５８及び１６０は、長手方向軸Ａに対してそれぞれの燃料回路中間壁１６２及び１６６より半径方向外側よりである。
【００１９】
第１のディストリビュータ１０４及び第２のディストリビュータ１０６の各々に関して、第１及び第２の燃料回路１１２／１１４及び１３４／１６３のそれぞれの環状の燃料回路出口１２０／１２２及び１４２／１４４は、燃料中間壁１６２または１６６によって互いから隔てられる。第１のディストリビュータ及び第２のディストリビュータ１０４及び１０６の両方に関して、燃料回路内壁、外壁及び中間壁１６４、１６８、１６２、１６６、１５８及び１６０の各々の下流部分は、長手方向軸Ａに向かって収束する円錐形状、例えば、円錐台形状を有することができる。長手方向軸Ａに対して向かって収束する円錐形状の下流部分をそれぞれが有する、中間壁１２８及び空気通路外壁１５０についても同じことが言える。
【００２０】
第１のディストリビュータ及び第２のディストリビュータ１０４及び１０６の各々に関して、それぞれの第１の燃料回路１１２または１３４の燃料回路入口１１６及び１３８は、燃料マニホールド１７２と流体連通するための円周方向に離間した１つまたは複数の開口１７０または１７４を含む。第２の燃料回路１１４及び１３６のそれぞれの燃料回路入口１１８及び１４０は、燃料マニホールド１７２と流体連通するための円周方向に離間した１つまたは複数の開口１７６または１７８を含む。
【００２１】
第１のディストリビュータ及び第２のディストリビュータ１０４及び１０６の各々において、第１の半径方向スワラ１０８及び１３２は、環状の内側空気入口１８０の周りに互いから円周方向に離間された半径方向スワラベーン１０７を含み、ノズル本体１０２は、各々が円周方向に離間した開口１７０、１７６、１７４または１７８をそれぞれ接続する複数の管１８２、１８４、１８６及び１８８を含んでおり、管１８２、１８４、１８６及び１８８が、半径方向のスワラベーン１０７を軸方向に貫通して通っている。第１のディストリビュータ及び第２のディストリビュータ１０４及び１０６の各々に関して、管１８４及び１８８の第１のセットはそれぞれ、第２の燃料回路１１４及び１３６の円周方向に離間した開口１７６及び１７８を接続することができ、それぞれの第１の燃料回路１１２及び１３４を軸方向に貫通して通ることができる。同様に、管１８２及び１８６の第２のセットはそれぞれ、第１の燃料回路の円周方向に離間した開口１７０及び１７４を接続し、それぞれのベーン１０７を軸方向に貫通して通る。管１８６及び１８８は、第１のディストリビュータ及び第２のディストリビュータ１０４及び１０６の両方の半径方向スワラ１０８及び１３２を貫通して通る。それぞれの管１８４及び１８８は、管１８２及び１８６のそれぞれを貫通して通る。
【００２２】
図４を参照すると、矢印１９４、１９６、１９８及び２００は、第１及び第２のスワラ１１０及び１３２から内側空気通路１０８へと流れ込みその中を流れる旋回する空気流を指している。矢印２０６及び２０８は、外側空気通路１４６を通る旋回しない空気流を指しており、矢印２０２及び２０４は中間空気通路１２４を通る旋回しない空気流を指している。矢印２１０及び２１２は、第１の燃料回路１１２を通る燃料流れを指し、矢印２１４及び２１６は、第１のディストリビュータ１０４の第２の燃料回路１１４を通る燃料流れを指す。同様に、矢印２１８及び２２０は、第１の燃料回路１３４を通る燃料流れを指し、矢印２２２及び２２４は、第２のディストリビュータ１０６の第２の燃料回路１３６を通る燃料流れを指す。外側空気通路１２４から流れ出る外側空気流と、外側空気通路１４６を通る外側空気流は、収束し、旋回されない。内側空気通路１０８からの内側空気流は分散し旋回される。空気と燃料の混合は、ノズル１００の下流で予混合されないやり方で行われる。ノズル１００によって形成される混合区域によって、ノズル１００の下流での燃料と空気の急速な混合が可能になる。
【００２３】
第１及び第２のディストリビュータ１０４及び１０６の各々に関して、内側空気通路１０４、外側空気通路１２４／１４６、第１の燃料回路１１２／１３４及び第２の燃料回路１１４／１３６は、予混合なしで拡散炎を噴射するように構成される。第１及び第２のディストリビュータ１０４及び１０６の各々に関して、第２の燃料回路１１４／１３６は、液体燃料を噴射するように構成することができ、第１の燃料回路１１２／１３４は、気体燃料を噴射するように構成することができる。空気と燃料の混合は、ノズル１００の下流で予混合されないやり方で継続して行われる。ノズル１００によって形成される混合区域によって、ノズル１００の下流での燃料と空気の急速な混合が可能になる。したがってマニホールド１７２は、例えば液体及び気体の別のタイプの燃料を別個の燃料回路１１２、１１４、１３４及び１３６に供給するための二重燃料のマニホールドとすることができる。マニホールド１７２は、燃料の段階設定を制御することができる。例えば、始動は、ディストリビュータ１０４または１０６の１つのみから燃料を出し、２段のうちの１段だけを用いて行うことができ、これは、リッチ運転することができ、そして、始動後、よりリーンにならびに２つの段階及び／またはディストリビュータ１０４及び１０６を用いて運転することができる。４０％〜５０％の間のノズルを通る空気は、半径方向スワラ１１０及び１３２を通って入る。
【００２４】
内側及び外側空気通路１０８、１２４及び１４６の全ての入口は半径方向に向かって開放しているため、これらは全て半径方向の空気の供給を利用することができる。これにより、例えば逆流燃焼器において、ノズル１００に流れ込む空気流の向きを変える際の圧力降下を小さくすることが可能である。所与の混合レベルに要求される空気流に合わせるために、例えば出口１２０、１２２、１４２及び１４４の直径などの燃料ディストリビュータの直径を調節することによって混合レベルを制御することができる。
【００２５】
総体的に、第１のディストリビュータ１０４の内径は、図２に示されるように第２のディストリビュータ１０６の内径より小さい。これにより２つの環状の混合区域が形成される。２つのディストリビュータを有することで、従来のノズルと比較してノズルの周方向混合長さが増大し、そのため、ノズル１００によって燃焼器の混合作業が行われ、ガスタービンエンジンの燃焼器３００を単純なフローアダプタとして、図２に模式的に示すように、ノズルをタービンベーン３０２に接続することができる。図２に示されるように、任意の点火装置１５６は、始動用にノズル本体１０２の上流壁１５８内に同心円状かつノズル本体１０２と同軸に含むことができる。
【００２６】
上記に記載され図面に示される本開示の方法及びシステムは、潜在的に直径の大きいインジェクタによる拡散炎の噴射及び、２つの燃料の配分方法に左右されない一貫した炎を含め、優れた特性を備えた二重燃料の噴射を低排出で実現する。本明細書に開示される実施形態をレトロフィットノズルとして利用することで、燃焼器ドームにおける従来のノズルに取って代わることができる。主題の開示の装置及び方法が好ましい実施形態を参照して示され、かつ記載されたが、当業者は、主題の開示の範囲から逸脱することなく、それらに変更及び／または修正がなされてもよいことを容易に理解するであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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