(57)【要約】      （修正有）【課題】ターボ機械の燃焼器を点火するための装置を提供する。【解決手段】ターボ機械の燃焼器用の点火器（１００）は、混合プレナム（１１０）と流体連通する燃料入口（１０２）を含む。混合プレナム（１１０）は、混合チャネル（１２６）の上流に位置する。空気入口（１０４）は混合プレナム（１１０）と流体連通し、点火源（１２０）は混合チャネル（１２６）と作動的に連通する。点火器（１００）は、点火器（１００）を燃焼器に結合するように構成された取り付けフランジ（１２２）を含むことができる。点火源（１２０）は、混合チャネル（１２６）の下流端に近接し、かつ取り付けフランジ（１２２）の上流に位置してもよい。混合チャネル（１２６）は、ベンチュリ形状を画定することができる。ベンチュリ形状は、混合チャネル（１２６）の上流端とベンチュリスロート（１１６）との間に収束部（１１４）を含む。【選択図】図５
2019056547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン（１０）であって、
圧縮機（１４）と、
タービン（１８）と、
前記圧縮機（１４）の下流で、かつ前記タービン（１８）の上流に配置された燃焼器（１６）と、
前記燃焼器（１６）と作動的に連通し、前記燃焼器（１６）内で燃焼を開始するように構成された点火器（１００）と、を含み、前記点火器（１００）は、
ベンチュリ形状を画定する混合チャネル（１１２）であって、前記ベンチュリ形状は前記混合チャネル（１１２）の上流端とベンチュリスロート（１１６）との間に収束部（１１４）を含む、混合チャネル（１１２）と、
前記混合チャネル（１１２）の上流に位置する混合プレナム（１１０）と流体連通する燃料入口（１０１、１０２）と、
前記混合プレナム（１１０）と流体連通する空気入口（１０４）と、
前記混合チャネル（１１２）と作動的に連通し、前記混合プレナム（１１０）の下流に位置する点火源（１２０）と、を含む、ガスタービン（１０）。
【請求項２】
前記点火器（１００）は、前記点火器（１００）を前記燃焼器（１６）に結合するように構成された取り付けフランジ（１２２）をさらに含み、前記点火源（１２０）は前記取り付けフランジ（１２２）の上流にある、請求項１に記載のガスタービン（１０）。
【請求項３】
前記点火器（１００）の前記点火源（１２０）は、前記ベンチュリスロート（１１６）の下流に位置している、請求項１に記載のガスタービン（１０）。
【請求項４】
前記混合チャネル（１１２）の前記ベンチュリ形状は、前記ベンチュリスロート（１１６）の下流にある発散部（１１８）をさらに含む、請求項１に記載のガスタービン（１０）。
【請求項５】
前記点火器（１００）は、前記点火源（１２０）の下流にスワーラ（１２８）をさらに含む、請求項１に記載のガスタービン（１０）。
【請求項６】
前記点火器（１００）は、前記燃焼器（１６）のエンドカバー（３６）に結合され、前記点火器（１００）の中心軸（１３０）は、前記燃焼器（１６）の中心軸（１３０）にほぼ平行である、請求項１に記載のガスタービン（１０）。
【請求項７】
前記点火器（１００）は、前記混合プレナム（１１０）の上流にある燃料プレナム（１０９）と、前記燃料プレナム（１０９）から前記燃焼器（１６）内の燃焼室（４２）に向かって延在する燃料導管（１０８、１１１）と、をさらに含む、請求項１に記載のガスタービン（１０）。
【請求項８】
ターボ機械の燃焼器（１６）用の点火器（１００）であって、
前記点火器（１００）を前記燃焼器（１６）に結合するように構成された取り付けフランジ（１２２）と、
混合チャネル（１１２）の上流に位置する混合プレナム（１１０）と流体連通する燃料入口（１０１、１０２）と、
前記混合プレナム（１１０）と流体連通する空気入口（１０４）と、
前記混合チャネル（１１２）と作動的に連通する点火源（１２０）であって、前記混合チャネル（１１２）の下流端に近接し、かつ前記取り付けフランジ（１２２）の上流に位置する点火源（１２０）と、
を含む点火器（１００）。
【請求項９】
前記混合チャネル（１１２）は円筒形である、請求項８に記載の点火器（１００）。
【請求項１０】
前記混合チャネル（１１２）は、前記混合チャネル（１１２）の上流端とベンチュリスロート（１１６）との間に収束部（１１４）を含む、請求項８に記載の点火器（１００）。
【請求項１１】
ターボ機械の燃焼器（１６）用の点火器（１００）であって、
複数の別個の内径を画定する混合チャネル（１１２）であって、前記複数の別個の内径は、第１の内径部分（１１４）に第１の内径を含み、前記第１の内径部分（１１４）の下流のスロート部分に最小内径を含む、混合チャネル（１１２）と、
前記混合チャネル（１１２）の上流に位置する混合プレナム（１１０）と流体連通する燃料入口（１０１、１０２）と、
前記混合プレナム（１１０）と流体連通する空気入口（１０４）と、
前記混合チャネル（１１２）と作動的に連通し、前記混合プレナム（１１０）の下流に位置する点火源（１２０）と、
を含む点火器（１００）。
【請求項１２】
前記点火源（１２０）は、前記スロート部分の下流に位置している、請求項１１に記載の点火器（１００）。
【請求項１３】
前記点火器（１００）を前記燃焼器（１６）に結合するように構成された取り付けフランジ（１２２）をさらに含み、前記点火源（１２０）は前記取り付けフランジ（１２２）の上流にある、請求項１１に記載の点火器（１００）。
【請求項１４】
前記混合チャネル（１１２）の前記複数の別個の内径は、前記スロート部分の下流の第２の内径部分（１１８）に第２の内径をさらに含む、請求項１１に記載の点火器（１００）。
【請求項１５】
前記混合プレナム（１１０）の上流の燃料プレナム（１０９）と、前記燃料プレナム（１０９）から延在する燃料導管（１０８、１１１）と、をさらに含む、請求項１１に記載の点火器（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に、ターボ機械の燃焼器を点火するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン、航空機エンジンおよびその他の多くの燃焼ベースのシステムは、空気などの作動流体を燃料と混合し、燃料−空気混合気を点火して高温高圧の燃焼ガスを生成する１つまたは複数の燃焼器を含む。例えば、電力を生成するために市販のガスタービンを使用することができる。電力を生成するために使用される典型的なガスタービンは、直列の流れの順序で、圧縮機、燃焼器およびタービンを含む。圧縮機には周囲空気が供給され、圧縮機内の回転ブレードおよび静止ベーンが作動流体（空気）に運動エネルギーを徐々に与えて高エネルギー状態の圧縮された作動流体を生成する。圧縮された作動流体は、圧縮機を出て、１つまたは複数のノズルを通って流れ、圧縮された作動流体が燃料と混合し、次に各燃焼器内の燃焼室に流入して、混合気が着火し、高温高圧の燃焼ガスが生成する。燃焼ガスがタービン内で膨張して仕事を発生させる。例えば、タービンにおける燃焼ガスの膨張は、発電機に接続されたシャフトを回転させて、電気を発生させることができる。
【０００３】
燃焼は、１つまたは複数の燃焼器の点火システムによって開始することができる。点火システムは、スパークまたは他の点火源、例えばレーザビームまたはパイロット火炎を燃焼器の内部に生成することができる。
【０００４】
点火システムは、燃焼室の側面に沿って配置されることが多いため、点火システムはスパーク、ビーム、または火炎を燃料−空気混合気とほぼ一致する燃焼室内に投入することができる。燃焼室の側面に沿った点火システムの位置は、燃焼器のライナーを通って貫通する必要があり、貫通を通してまたはその周りで漏れおよび／または乱流の潜在的な発生源を作り出す。さらに、燃焼器の側面に沿って配置された点火システムは、ライナーと流れスリーブとの間の作動流体の流れを必然的に妨害し、それにより、ガスタービンの全体的な効率を低下させる燃焼器を横切る作動流体の差圧を増加させる。このような構成は、ノズル内の燃料と混合するのに利用可能な作動流体の量および／または流量を減少させることがある。燃料との予混合に利用可能な作動流体の量は、ピーク火炎温度およびＮＯｘ排出に直接的な影響を及ぼす。
【０００５】
点火システムは、点火トーチを含むことができる。点火トーチは、燃料の流れおよび空気の流れを受け取ることができる。パイロット火炎を提供して燃焼室内で燃焼を開始するために、空気と燃料がトーチ内で混合し、点火プラグなどの点火源によって点火され得る。点火プラグは、通常、燃焼室に近接して配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８９６６８７９号明細書
【発明の概要】
【０００７】
態様および利点は、以下の説明に記載されているか、以下の説明から明らかになり得るか、または実践により学ぶことができる。
【０００８】
一実施形態によれば、ガスタービンが提供される。ガスタービンは、圧縮機と、タービンと、圧縮機の下流で、かつタービンの上流に配置された燃焼器と、を含む。ガスタービンはまた、燃焼器と作動的に連通する点火器を含む。点火器は、ベンチュリ形状を画定する混合チャネルを含む。ベンチュリ形状は、混合チャネルの上流端とベンチュリスロートとの間に収束部を含む。点火器はまた、混合プレナムと流体連通する燃料入口を含む。混合プレナムは、混合チャネルの上流に位置する。点火器はまた、混合プレナムと流体連通する空気入口と、混合チャネルと作動的に連通する点火源と、を含む。点火源は、混合プレナムの下流に位置する。
【０００９】
別の実施形態によれば、ターボ機械の燃焼器用の点火器が提供される。点火器は、点火器を燃焼器に結合するように構成された取り付けフランジを含む。点火器はまた、混合プレナムと流体連通する燃料入口を含む。混合プレナムは、混合チャネルの上流に位置する。点火器はまた、混合プレナムと流体連通する空気入口と、混合チャネルと作動的に連通する点火源と、を含む。点火源は、混合チャネルの下流端に近接し、かつ取り付けフランジの上流に位置する。
【００１０】
さらに別の実施形態によれば、ターボ機械の燃焼器用の点火器が提供される。点火器は、ベンチュリ形状を画定する混合チャネルを含む。ベンチュリ形状は、混合チャネルの上流端とベンチュリスロートとの間に収束部を含む。点火器はまた、混合プレナムと流体連通する燃料入口を含む。混合プレナムは、混合チャネルの上流に位置する。点火器はまた、混合プレナムと流体連通する空気入口と、混合チャネルと作動的に連通する点火源と、を含む。点火源は、混合プレナムの下流に位置する。
【００１１】
当業者であれば、本明細書の検討において、このような実施形態の特徴および態様などをよりよく理解するであろう。
【００１２】
様々な実施形態の完全かつ実施可能な開示は、その最良の形態の当業者に対する開示を含めて、以下の添付の図の参照を含む、本明細書の以降の部分でより詳細に述べられる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の様々な実施形態を組み込むことができる例示的なガスタービンの機能ブロック図である。
【図２】１つまたは複数の実施形態を組み込むことができる例示的な燃焼器の簡略化した側面断面図である。
【図３】本開示の１つまたは複数の実施形態による例示的な点火器の側面断面図である。
【図４】図３の例示的な点火器の端面図である。
【図５】本開示の１つまたは複数の実施形態による例示的な点火器の側面断面図である。
【図６】本開示の１つまたは複数の実施形態による例示的な点火器の側面断面図である。
【図７】本開示の１つまたは複数の実施形態による例示的な点火器の側面断面図である。
【図８】図７の例示的な点火器の端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本開示の実施形態を提示するために詳細に参照し、その１つまたは複数の例を添付の図面に示す。詳細な説明は、図面中の特徴を参照するために、数字および文字による符号を用いる。図面中および説明中の同様または類似の符号は、本開示の同様または類似の部品を参照するために使用されている。
【００１５】
本明細書で使用する場合、「第１の」、「第２の」、および「第３の」という用語は、ある構成要素を別の構成要素から区別するために交換可能に使用することができ、個々の構成要素の位置または重要性を意味することは意図されていない。「上流」および「下流」という用語は、流体経路における流体の流れに対する相対的な方向を指す。例えば、「上流」は流体が流れてくる方向を指し、「下流」は流体が流れていく方向を指す。「半径方向に」という用語は、特定の構成要素の軸方向の中心線に実質的に垂直な相対的な方向を指し、「軸方向に」という用語は、特定の構成要素の軸方向の中心線に実質的に平行および／または同軸に整列する相対的な方向を指し、「円周方向に」という用語は、特定の構成要素の軸方向の中心線の周りに延在する相対的な方向を指す。
【００１６】
本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定を意図するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「この（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことが意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。
【００１７】
各例は、限定ではなく、説明のために提供される。実際、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、修正および変形が可能であることは当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明された特徴を別の実施形態で使用し、さらに別の実施形態を得ることができる。このように、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲に含まれるような修正および変形を包含するように意図される。
【００１８】
本開示の例示的な実施形態は、説明のために陸上発電用ガスタービン燃焼器に関連して一般的に説明されるが、当業者であれば、本開示の実施形態が、任意の型または形態のターボ機械に適用でき、特許請求の範囲に具体的に記載されていない限り、陸上発電用ガスタービンに限定されないことが容易に理解されよう。
【００１９】
ここで図面を参照すると、図１は、例示的なガスタービン１０の概略図を示す。ガスタービン１０は、一般的に、吸気部１２、吸気部１２の下流に配置された圧縮機１４、圧縮機１４の下流に配置された少なくとも１つの燃焼器１６、燃焼器１６の下流に配置されたタービン１８、およびタービン１８の下流に配置された排気部２０を含む。さらに、ガスタービン１０は、圧縮機１４をタービン１８に連結する１つまたは複数のシャフト２２を含んでもよい。
【００２０】
動作中に、空気２４は吸気部１２を通って圧縮機１４に流れ、そこで空気２４が次第に圧縮され、これにより圧縮空気２６が燃焼器１６に供給される。圧縮空気２６の少なくとも一部は、燃焼器１６内で燃料２８と混合され、燃焼されて燃焼ガス３０を生成する。燃焼ガス３０は、燃焼器１６からタービン１８に流れ、（運動および／または熱）エネルギーが燃焼ガス３０からロータブレード（図示せず）に伝達され、これによりシャフト２２が回転する。機械的回転エネルギーは、その後に、圧縮機１４への動力の供給、および／または発電などの様々な目的のために使用されてもよい。次いで、タービン１８を出る燃焼ガス３０は、排気部２０を介してガスタービン１０から排気されてもよい。
【００２１】
図２に示すように、燃焼器１６は、圧縮機吐出ケーシングなどの外側ケーシング３２によって少なくとも部分的に囲まれてもよい。外側ケーシング３２は、燃焼器１６の様々な部品を少なくとも部分的に取り囲む高圧プレナム３４を少なくとも部分的に画定することができる。高圧プレナム３４は、圧縮機１４（図１）と流体連通し、圧縮機１４から圧縮空気２６を受け取ることができる。エンドカバー３６は、外側ケーシング３２に結合されてもよい。特定の実施形態では、外側ケーシング３２およびエンドカバー３６は、燃焼器１６のヘッドエンド容積部またはヘッドエンド部分３８を少なくとも部分的に画定することができる。
【００２２】
特定の実施形態では、ヘッドエンド部分３８は、高圧プレナム３４および／または圧縮機１４と流体連通している。１つまたは複数のライナーまたはダクト４０は、燃料空気混合気を燃焼させるための燃焼室または燃焼ゾーン４２を少なくとも部分的に画定することができ、かつ／または燃焼ガス３０をタービン１８の入口に向けて導くための、燃焼器を通る高温ガス経路４４を少なくとも部分的に画定することができる。１つまたは複数の燃料ノズル５０は、エンドカバー３６に結合され、燃焼室４２に向かって延在することができる。点火器１００は、燃焼器１６と作動的に連通してもよく、点火器１００は、燃焼器１６内で燃焼を開始するように構成されてもよい。点火器１００は、エンドカバー３６から軸方向下流に延在することができる。燃焼器１６の文脈において本明細書で使用されるように、「軸方向」は、燃焼器１６の軸方向中心線４６に関するものであり、例えば、点火器１００は、エンドカバー３６から軸方向中心線４６に沿ってまたはそれに平行に下流に延在することができる。他の実施形態では、点火器１００は、点火器１００が燃焼室４２と連通するように任意の適切な角度で延在することができる。例えば、いくつかの実施形態では、点火器１００は、軸方向中心線４６に垂直に向けられてもよい。
【００２３】
例えば図３に示すように、点火器１００は、点火器１００を燃焼器１６に結合するように構成された取り付けフランジ１２２を含むことができる。いくつかの実施形態では、取り付けフランジ１２２は、点火器１００を燃焼器１６に固定するために、ボルト穴１２４を通してボルトを受け入れるためのボルト穴１２４を含むことができる。特に、取り付けフランジ１２２は、点火器１００を燃焼器１６のエンドカバー３６に結合するように構成することができる。そのような実施形態では、点火器１００は、点火器１００の中心軸１３０が燃焼器１６の中心軸４６（図２）とほぼ平行になり得るように、燃焼器１６のエンドカバー３６に結合されてもよい。
【００２４】
例えば、図３および図４に見られるように、点火器は、１つまたは複数の空気入口１０４を含むことができる。いくつかの実施形態では、空気入口１０４は、ヘッドエンド３８と流体連通し、ヘッドエンド３８から圧縮空気２６の流れを受け取るように配置されている。いくつかの実施形態では、各空気入口１０４は、それぞれの空気導管１０６内に開口している。空気導管１０６の各々は、対応する空気入口１０４と混合プレナム１１０との間の流体連通を提供する。例えば図３に示すように、燃料導管１０８は、燃料入口１０２を介して混合プレナム１１０と流体連通することができる。混合プレナム１１０は、混合チャネル１１２の上流に位置することができる。燃料２８および空気２６は、点火源１２０によって点火される前に、混合プレナム１１０および混合チャネル１１２内で混合されてもよい。点火源１２０は、例えばスパークプラグであってもよい。点火源１２０は、混合チャネル１１２と作動的に連通してもよい。いくつかの例示的な実施形態では、点火源１２０は、混合チャネル１１２の下流端に近接して配置されてもよい。本明細書で使用されるように、「上流」または「下流」などの用語は、点火器１００内の混合燃料２８および圧縮空気２６の流れ方向、例えば、概ね混合プレナム１１０から燃焼器１６に向かう方向を参照して理解するべきであって、例えば、混合チャネル１１２の下流端は、混合プレナム１１０から遠位の混合チャネル１１２の端部を指す。いくつかの実施形態では、点火源１２０は、取り付けフランジ１２２の上流に配置されてもよい。そのような実施形態は、点火源１２０が燃焼室４２の近くではなく燃焼器１６の外側に配置されている場合には、点火源１２０へのアクセスを有利に容易にする。
【００２５】
混合チャネル１１２は、混合プレナム１１０とエジェクタチューブ１２６との間で軸方向に延在することができる。エジェクタチューブ１２６は、混合チャネル１１２の下流に位置することができる。特に、エジェクタチューブ１２６は、点火源１２０の下流に位置し、点火源１２０による混合燃料２８および空気２６の点火時に生成される燃焼生成物、例えば高温ガスを受け入れることができる。エジェクタチューブ１２６は、例えばエンドカバー３６を通って燃焼器１６内に延在し、パイロット火炎を燃焼室４２に提供してもよい。いくつかの実施形態では、エジェクタチューブ１２６は、オプションとして、点火源１２０の下流にスワーラ１２８を含むことができる。例えば、図３に示すように、スワーラ１２８はリボンスワーラであってもよい。スワーラ１２８の他の例示的な実施形態は、スワーラベーン、タービュレータなどを含むことができる。
【００２６】
例えば図３に示すように、いくつかの実施形態では、混合チャネル１１２の断面形状は一定であってもよく、例えば混合チャネル１１２は円筒形であってもよい。他の実施形態では、混合チャネル１１２は、他のプリズム形状を有してもよく、例えば、混合チャネル１１２は直角プリズムであってもよく、または、限定はしないが、六角形などの他の多角形断面形状を有してもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、混合チャネル１１２は、複数の別個の内径を画定することができる。一般に、混合チャネル１１２は、混合チャネル１１２の上流部分に第１の内径部分１１４を画定し、第１の内径部分１１４の下流のスロート部分１１６およびスロート部分１１６の下流の第２の内径部分１１８に最小内径を画定することができる。スロート部分１１６の最小内径は、第１の内径部分１１４または第２の内径部分１１８の内径より小さくてもよい。様々な実施形態では、第１の内径部分１１４の内径は、第２の内径部分１１８の内径よりも大きいか、または実質的に等しくてもよい。いくつかの実施形態では、例えば、図５に示すように、複数の別個の内径がベンチュリ形状を形成してもよい。図５に示すように、第１の内径部分１１４は、ベンチュリ形状の収束部１１４を形成することができ、第２の内径部分１１８は、発散部１１８を形成することができ、したがって、スロート部分１１６は、ベンチュリスロート１１６であってもよい。いくつかの例示的な実施形態では、ベンチュリ形状は、混合チャネル１１２の上流端とベンチュリスロート１１６との間に収束部１１４を含むことができる。例えば、収束部１１４は、混合プレナム１１０に近接する混合チャネル１１２の端部とベンチュリスロート１１６との間に延在することができる。収束部１１４は、混合チャネル１１２の断面を含み、混合チャネル１１２の断面積は、混合プレナム１１０からベンチュリスロート１１６まで軸方向下流に向かって減少する。したがって、ベンチュリスロート１１６は、混合チャネル１１２の最小断面積および／またはベンチュリ形状の変曲点を画定することができる。ベンチュリ形状の発散部１１８は、ベンチュリスロート１１６の下流に位置することができる。例えば、混合チャネル１１２の断面積は、発散部１１８の軸方向長さにわたってベンチュリスロート１１６から軸方向下流に向かって増加することができる。
【００２８】
図５および図６に示すように、燃料入口１０２は、燃料２８がベンチュリスロート１１６またはその近傍に供給されるように、軸方向に（例えば、点火器１００の中心軸１３０に沿ってまたは平行に）延在することができる。例えば、様々な実施形態では、燃料入口１０２は、混合チャネル１１２を通る空気２６の流れに対して、ベンチュリスロート１１６まで、またはベンチュリスロート１１６のすぐ上流まで延在することができる。このような実施形態では、ベンチュリスロート１１６またはその近くで燃料噴射を行うことにより、最適な圧力降下を有利に提供することができ、ベンチュリ形状を通って流れる空気２６が、混合チャネル１１２の他の部分と比較して、ベンチュリスロート１１６で低い空気圧および高い速度を達成する。
【００２９】
ベンチュリ形状を含む実施形態では、点火源１２０をベンチュリスロート１１６の下流に配置することができる。いくつかの実施形態では、例えば図５に示すように、点火源１２０は、取り付けフランジ１２２の下流にあってもよい。このような実施形態では、点火源１２０は、燃焼器１６内に、例えばヘッドエンド３８内に配置されてもよい。他の実施形態では、例えば、図６に示すように、点火源１２０の下流に取り付けフランジ１２２を配置することができ、点火器１００が燃焼器のエンドカバー３６に取り付けられたときに、点火源１２０を燃焼器１６の外側、例えばヘッドエンド３８の外側に配置することができる。
【００３０】
図５に示すように、点火器１００の実施形態は、スワーラ１２８なしでベンチュリ形状を画定する混合チャネル１１２を含む。図６に示すように、点火器１００の実施形態は、取り付けフランジの上流の点火源１２０と組み合わせてベンチュリ形状を画定する混合チャネル１１２を含む。上述したように、一実施形態の一部として図示または説明された特徴を別の実施形態で使用し、さらに別の実施形態を得ることができる。そのようなさらなる実施形態は、例示した特徴の様々な組み合わせを含むことができる。例えば、図３に示すような円筒形の混合チャネル１１２は、図５に示すように、取り付けフランジ１２２の下流の点火源１２０と組み合わせることもできる。別の例として、図５の点火器１００は、図３および／または図６に示すように、スワーラ１２８を含むこともできる。また、上述したように、各例は、限定ではなく説明のために提供され、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲に含まれるような修正および変形を包含するように意図される。
【００３１】
図７および図８は、点火器１００の別の例示的な実施形態を示す。図７に示すように、燃料導管１０８は、最初に、混合プレナム１１０の上流の燃料プレナム１０９と流体連通することができる。例えば、燃料導管１０８は、第１の燃料入口１０１を介して燃料プレナム１０９と直接流体連通することができ、上述のように、燃料入口１０２は、このような実施形態では第２の燃料入口であってもよい。図７に示すように、いくつかの実施形態では、燃料フィルタを第１の燃料入口１０１に設けることができる。したがって、燃料導管１０８は、第１の燃料入口１０１を介して燃料プレナム１０９と直接流体連通してもよく、第２の燃料入口１０２を介して混合プレナム１１０と間接的に流体連絡してもよい。例えば、このような実施形態では、燃料２８は燃料プレナム１０９から第２の燃料入口１０２を通って混合プレナム１１０に流れ、空気２６は空気導管１０６を介して混合プレナム１１０に流れる。いくつかの実施形態はまた、パイロット火炎に燃料２８を供給するために、燃料プレナム１０９から、例えばエンドカバー３６を通って燃焼器１６内に延在する第２の燃料導管１１１を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、パイロット火炎は、エジェクタチューブ１２６から発することができる。したがって、第２の燃料導管１１１の出口１１３は、エジェクタチューブ１２６の出口１２７に近接していてもよい。図８に示すように、第２の燃料導管１１１は、エジェクタチューブ１２６に近接しており、いくつかの実施形態では、エジェクタチューブ１２６に当接していてもよい。例えば、点火源１２０は、点火器１００の第１の部分、例えば上部に配置されてもよく、第２の燃料導管１１１は、点火源の正反対の第２の部分、例えば、底部に配置されてもよい。図８に示すように、いくつかの実施形態では、空気入口１０４は、第２の燃料導管１１１と点火源１２０との間で、エジェクタチューブ１２６の周りにエジェクタチューブ１２６から離間して円周方向に延在してもよい（図７）。
【００３２】
この明細書は、本技術を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本技術を実施することができるように実施例を用いており、任意の装置またはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本技術の特許され得る範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を含む場合、あるいは特許請求の範囲の文言との実質的な相違がない同等の構造要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
ガスタービン（１０）であって、
圧縮機（１４）と、
タービン（１８）と、
前記圧縮機（１４）の下流で、かつ前記タービン（１８）の上流に配置された燃焼器（１６）と、
前記燃焼器（１６）と作動的に連通し、前記燃焼器（１６）内で燃焼を開始するように構成された点火器（１００）と、を含み、前記点火器（１００）は、
ベンチュリ形状を画定する混合チャネル（１１２）であって、前記ベンチュリ形状は前記混合チャネル（１１２）の上流端とベンチュリスロート（１１６）との間に収束部（１１４）を含む、混合チャネル（１１２）と、
前記混合チャネル（１１２）の上流に位置する混合プレナム（１１０）と流体連通する燃料入口（１０１、１０２）と、
前記混合プレナム（１１０）と流体連通する空気入口（１０４）と、
前記混合チャネル（１１２）と作動的に連通し、前記混合プレナム（１１０）の下流に位置する点火源（１２０）と、を含む、ガスタービン（１０）。
［実施態様２］
前記点火器（１００）は、前記点火器（１００）を前記燃焼器（１６）に結合するように構成された取り付けフランジ（１２２）をさらに含み、前記点火源（１２０）は前記取り付けフランジ（１２２）の上流にある、実施態様１に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様３］
前記点火器（１００）の前記点火源（１２０）は、前記ベンチュリスロート（１１６）の下流に位置している、実施態様１に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様４］
前記混合チャネル（１１２）の前記ベンチュリ形状は、前記ベンチュリスロート（１１６）の下流にある発散部（１１８）をさらに含む、実施態様１に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様５］
前記点火器（１００）は、前記点火源（１２０）の下流にスワーラ（１２８）をさらに含む、実施態様１に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様６］
前記点火器（１００）は、前記燃焼器（１６）のエンドカバー（３６）に結合され、前記点火器（１００）の中心軸（１３０）は、前記燃焼器（１６）の中心軸（１３０）にほぼ平行である、実施態様１に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様７］
前記点火器（１００）は、前記混合プレナム（１１０）の上流にある燃料プレナム（１０９）と、前記燃料プレナム（１０９）から前記燃焼器（１６）内の燃焼室（４２）に向かって延在する燃料導管（１０８、１１１）と、をさらに含む、実施態様１に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様８］
前記点火源（１２０）はスパークプラグを含む、実施態様１に記載のガスタービン（１０）。
［実施態様９］
ターボ機械の燃焼器（１６）用の点火器（１００）であって、
前記点火器（１００）を前記燃焼器（１６）に結合するように構成された取り付けフランジ（１２２）と、
混合チャネル（１１２）の上流に位置する混合プレナム（１１０）と流体連通する燃料入口（１０１、１０２）と、
前記混合プレナム（１１０）と流体連通する空気入口（１０４）と、
前記混合チャネル（１１２）と作動的に連通する点火源（１２０）であって、前記混合チャネル（１１２）の下流端に近接し、かつ前記取り付けフランジ（１２２）の上流に位置する点火源（１２０）と、
を含む点火器（１００）。
［実施態様１０］
前記混合チャネル（１１２）は円筒形である、実施態様９に記載の点火器（１００）。
［実施態様１１］
前記混合チャネル（１１２）は、前記混合チャネル（１１２）の上流端とベンチュリスロート（１１６）との間に収束部（１１４）を含む、実施態様９に記載の点火器（１００）。
［実施態様１２］
前記混合チャネル（１１２）は、前記ベンチュリスロート（１１６）の下流に発散部（１１８）をさらに含む、実施態様１１に記載の点火器（１００）。
［実施態様１３］
前記ベンチュリスロート（１１６）は、前記点火源（１２０）の上流に位置している、実施態様１１に記載の点火器（１００）。
［実施態様１４］
前記点火源（１２０）の下流にスワーラ（１２８）をさらに含む、実施態様９に記載の点火器（１００）。
［実施態様１５］
ターボ機械の燃焼器（１６）用の点火器（１００）であって、
複数の別個の内径を画定する混合チャネル（１１２）であって、前記複数の別個の内径は、第１の内径部分（１１４）に第１の内径を含み、前記第１の内径部分（１１４）の下流のスロート部分に最小内径を含む、混合チャネル（１１２）と、
前記混合チャネル（１１２）の上流に位置する混合プレナム（１１０）と流体連通する燃料入口（１０１、１０２）と、
前記混合プレナム（１１０）と流体連通する空気入口（１０４）と、
前記混合チャネル（１１２）と作動的に連通し、前記混合プレナム（１１０）の下流に位置する点火源（１２０）と、
を含む点火器（１００）。
［実施態様１６］
前記点火源（１２０）は、前記スロート部分の下流に位置している、実施態様１５に記載の点火器（１００）。
［実施態様１７］
前記点火器（１００）を前記燃焼器（１６）に結合するように構成された取り付けフランジ（１２２）をさらに含み、前記点火源（１２０）は前記取り付けフランジ（１２２）の上流にある、実施態様１５に記載の点火器（１００）。
［実施態様１８］
前記混合チャネル（１１２）の前記複数の別個の内径は、前記スロート部分の下流の第２の内径部分（１１８）に第２の内径をさらに含む、実施態様１５に記載の点火器（１００）。
［実施態様１９］
前記点火源（１２０）の下流にスワーラ（１２８）をさらに含む、実施態様１５に記載の点火器（１００）。
［実施態様２０］
前記混合プレナム（１１０）の上流の燃料プレナム（１０９）と、前記燃料プレナム（１０９）から延在する燃料導管（１０８、１１１）と、をさらに含む、実施態様１５に記載の点火器（１００）。
【符号の説明】
【００３３】
１０  ガスタービン
１２  吸気部
１４  圧縮機
１６  燃焼器
１８  タービン
２０  排気部
２２  シャフト
２４  空気
２６  圧縮空気
２８  混合燃料
３０  燃焼ガス
３２  外側ケーシング
３４  高圧プレナム
３５  燃料ポート
３６  エンドカバー
３８  ヘッドエンド部分、ヘッドエンド
４０  ライナー、ダクト
４２  燃焼ゾーン、燃焼室
４４  高温ガス経路
４６  軸方向中心線、中心軸
５０  燃料ノズル
１００  点火器
１０１  第１の燃料入口
１０２  第２の燃料入口
１０４  空気入口
１０６  空気導管
１０８  燃料導管
１０９  燃料プレナム
１１０  混合プレナム
１１１  第２の燃料導管
１１２  混合チャネル
１１３  出口
１１４  第１の内径部分、収束部
１１６  スロート部分、ベンチュリスロート
１１８  第２の内径部分、発散部
１２０  点火源
１２２  取り付けフランジ
１２４  ボルト穴
１２６  エジェクタチューブ
１２７  出口
１２８  スワーラ
１３０  中心軸
【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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【外国語明細書】
2019056547000001.pdf