(57)【要約】【課題】ガスタービンシステムにおける燃焼ダイナミックスを制御し、燃料ノズルのモード結合を低減する。【解決手段】第１の燃焼器は、燃料ノズルの第１のセットと第１の複数の注入ペグとを含む。第１の複数の注入ペグは、第１の燃料経路に沿って燃料ノズルの第１のセットの上流側に第１の構成で配置され、該第１の複数の注入ペグは、燃料ノズルの第１のセットに燃料を送るよう構成される。第２の複数の注入ペグは、第２の燃料経路に沿って燃料ノズルの第２のセットの上流側に第２の構成で配置され、該第２の複数の注入ペグは、燃料ノズルの第２のセットに燃料を送るよう構成される。第２の構成は、第１の構成に対して少なくとも１つの相違点を有する。【選択図】      図１
2015224867.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンを備えたシステムであって、前記ガスタービンエンジンが、
燃料ノズルの第１のセットと、第１の燃料経路に沿って前記燃料ノズルの第１のセットの上流側で第１の構成で配置され且つ前記燃料ノズルの第１のセットに燃料を送るよう構成された第１の複数の注入ペグとを有する第１の燃焼器と、
燃料ノズルの第２のセットと、第２の複数の注入ペグとを有する第２の燃焼器と、
を含み、前記第２の複数の注入ペグが、第２の燃料経路に沿って前記燃料ノズルの第２のセットの上流側で第２の構成で配置され、前記第２の複数の注入ペグが、前記燃料ノズルの第２のセットに燃料を送るよう構成され、前記第２の構成が前記第１の構成に対して少なくとも１つの相違点を有する、システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの相違点が、前記注入ペグの第２のセットの第２の対流時間に対して前記注入ペグの第１のセットの第１の対流時間を変えることにより、前記第１の燃焼器と前記第２の燃焼器との間のコヒーレンスを低減するよう構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの相違点が、前記燃料ノズルの第２のセットの空気−燃料混合気の第２の比に対して前記燃料ノズルの第１のセットの空気−燃料混合気の第１の比を変えることにより、前記第１の燃焼器と前記第２の燃焼器との間の燃焼ダイナミックスを変えるよう構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１の複数の注入ペグと前記第２の複数の注入ペグとの間の少なくとも１つの相違点が、前記第１の複数の注入ペグのうちの少なくとも１つの注入ペグと、前記第２の複数の注入ペグのうちの少なくとも１つの注入ペグとの間の相違点を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の複数の注入ペグと前記第２の複数の注入ペグとの間の少なくとも１つの相違点が、異なる軸方向構成、異なる円周方向構成、又は異なる幾何学的寸法のうちの少なくとも１つ、もしくはこれらの組み合わせを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記異なる軸方向構成が、前記第１又は第２の燃焼器の１又はそれ以上の軸線間の異なる軸方向配置、異なる軸方向区域、異なる軸方向位置、又は異なる軸方向配列のうちの少なくとも１つ、或いはこれらの組み合わせを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記異なる円周方向構成が、前記第１及び第２の燃焼器の第１の軸線間の異なる円周方向配置、異なる円周方向区域、異なる円周方向位置、又は異なる円周方向配列のうちの少なくとも１つ、或いはこれらの組み合わせを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記異なる幾何学的寸法が、前記第１の複数の注入ペグと前記第２の複数の注入ペグとの間の異なる角度、異なるサイズ、又は異なる形状のうちの少なくとも１つ、或いはこれらの組み合わせを含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項９】
前記燃料ノズルの第１のセットが１又はそれ以上の燃料回路内に配列され、前記第１の複数の注入ペグの第１の注入ペグ及び第２の注入ペグが、前記１又はそれ以上の燃料回路の第１の燃料回路及び第２の燃料回路それぞれと関連付けられる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の注入ペグが、前記第２の注入ペグに対して少なくとも１つの相違点を含み、該少なくとも１つの相違点が、異なる軸方向構成、異なる円周方向構成、又は異なる幾何学的寸法のうちの少なくとも１つ、もしくはこれらの組み合わせを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
第１のタービン燃焼器を備えたシステムであって、該第１のタービン燃焼器が、
空気−燃料混合気を前記第１のタービン燃焼器の燃焼室に送るよう構成され、燃料ノズルの第１のセット及び燃料ノズルの第２のセットを有する第１の複数の燃料ノズルと、
前記第１の複数の燃料ノズルに燃料を送るよう構成された第１の複数の注入ペグと、
を含み、前記第１の複数の注入ペグが、前記燃料ノズルの第１のセットに関連する注入ペグの第１のセットと、前記燃料ノズルの第２のセットに関連する注入ペグの第２のセットとを含み、前記注入ペグの第１のセットが前記注入ペグの第２のセットに対して少なくとも１つの相違点を有する、システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの相違点が、前記注入ペグの第２のセットの第２の対流時間に対して前記注入ペグの第１のセットの第１の対流時間を変えることにより、前記第１の燃焼器と前記第２の燃焼器との間のコヒーレンスを低減するよう構成されている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
第２のタービン燃焼器を備え、該第２のタービン燃焼器が、
空気−燃料混合気を前記第２のタービン燃焼器の第２の燃焼室に送るよう構成され、燃料ノズルの第３のセット及び燃料ノズルの第４のセットを有する第２の複数の燃料ノズルと、
前記第２の複数の燃料ノズルに燃料を送るよう構成された第２の複数の注入ペグと、
を含み、
前記第２の複数の注入ペグが、前記燃料ノズルの第３のセットに関連する注入ペグの第３のセットと、前記燃料ノズルの第４のセットに関連する注入ペグの第４のセットとを含む、システム。
【請求項１４】
前記注入ペグの第１のセット又は前記注入ペグの第２のセットが、前記注入ペグの第３のセット又は前記注入ペグの第４のセットに対して少なくとも１つの相違点を有する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの相違点が、前記燃料ノズルの第２のセットの空気−燃料混合気の第２の比に対して前記燃料ノズルの第１のセットの空気−燃料混合気の第１の比を変えることにより、前記第１の燃焼器と前記第２の燃焼器との間の燃焼ダイナミックスを変えるよう構成されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記注入ペグの第１のセットと前記注入ペグの第２のセットとの間の少なくとも１つの相違点が、異なる軸方向構成、異なる円周方向構成、又は異なる幾何学的寸法、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記注入ペグの第１のセット又は前記注入ペグの第２のセットが、ゼロ個の注入ペグのセットを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
方法であって、
第１の燃料経路に沿って燃料ノズルの第１のセットの上流側に配置された第１の複数の注入ペグの第１の構成を有して、第１の燃焼器の第１の燃焼ダイナミックス又は該第１の燃焼器の注入ペグの第１のセットの第１の対流時間を制御するステップと、
第２の燃料経路に沿って燃料ノズルの第２のセットの上流側に配置された第２の複数の注入ペグの第２の構成を有して、第２の燃焼器の第２の燃焼ダイナミックス又は該第２の燃焼器の注入ペグの第２のセットの第２の対流時間を制御するステップと、
を含み、前記第２の複数の注入ペグが、前記第１の複数の注入ペグに対して少なくとも１つの相違点を有する、方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの相違点が、異なる軸方向構成、異なる円周方向構成、又は異なる幾何学的寸法、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の複数の注入ペグと前記第２の複数の注入ペグとの間の少なくとも１つの相違点が、前記第１の燃焼器と前記第２の燃焼器との間のモード結合を低減するよう構成されている、請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示される主題は、全体的に、ガスタービンシステムに関し、より詳細には、燃焼ダイナミックスを制御する、より具体的には燃料ノズルのモード結合を低減するシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンシステムは、一般に、圧縮機セクション、燃焼器セクション、及びタービンセクションを有するガスタービンエンジンを含む。燃焼器セクションは、各燃焼器の燃焼室内に燃料及び酸化剤（例えば、空気）を注入するよう構成された燃料ノズルを備えた１又はそれ以上の燃焼器（例えば、燃焼缶）を含むことができる。各燃焼器において、燃料と酸化剤の混合器が燃焼して、高温の燃焼ガスを発生し、次いで、該燃焼ガスは、タービンセクションにおける１又はそれ以上のタービン段に流入してこれらを駆動する。各燃焼器は、燃焼ダイナミックスを発生する場合があり、これは、火炎ダイナミックス（放熱の周期的振動成分としても知られる）が、燃焼器の１又はそれ以上の音響モードと相互作用し又はこの燃焼器の１又はそれ以上の音響モードを励起して、結果として燃焼器において圧力の周期的振動をもたらしたときに生じる。
【０００３】
燃焼ダイナミックスは、複数の離散的周波数において、又はある周波数範囲にわたって起こる場合があり、それぞれの燃焼器の上流側及び下流側の両方に移動する可能性がある。例えば、圧力波及び／又は音響波は、例えば１又はそれ以上のタービン段を通って下流側のタービンセクションに移動し、或いは上流側の燃料システムに移動する可能性がある。特に個々の燃焼器により生じる燃焼ダイナミックスは、同相で互いにコヒーレント（可干渉性）な関係を示し、構成要素の固有周波数又は共振周波数もしくはその近傍の周波数を有する場合には、タービンセクションの特定の下流側構成要素が燃焼ダイナミックスに応答する可能性がある。本明細書で検討される「コヒーレンス」とは、２つのダイナミック信号間の線形関係の強度を指し、これら信号間の周波数の重なり度によって強い影響を受ける可能性がある。場合によっては、「コヒーレンス」は、燃焼システムによって示されるモード結合すなわち燃焼器間の音響相互作用の尺度である。従って、タービンシステムにおける構成要素の何らかの望ましくない共鳴振動応答（例えば、共振挙動）の可能性を低減するよう、燃焼ダイナミックス及び／又は燃焼ダイナミックスのモード結合を制御する必要性がある。
【発明の概要】
【０００４】
最初に請求項に記載された本発明の範囲内にある特定の実施形態について以下で要約する。これらの実施形態は、特許請求した本発明の技術的範囲を限定することを意図するものではなく、むしろそれらの実施形態は、本発明の実施可能な形態の簡潔な概要を示すことのみを意図している。当然のことながら、本発明は、下記に説明した実施形態と同様のもの又は該実施形態と異なるものとすることができる様々な形態を含むことができる。
【０００５】
第１の実施形態において、システムは、第１の燃焼器及び第２の燃焼器を有するガスタービンエンジンを含む。第１の燃焼器は、燃料ノズルの第１のセットと第１の複数の注入ペグとを含む。第１の複数の注入ペグは、第１の燃料経路に沿って燃料ノズルの第１のセットの上流側に第１の構成で配置され、該第１の複数の注入ペグは、燃料ノズルの第１のセットに燃料を送るよう構成される。本システムは更に、燃料ノズルの第２のセットと第２の複数の注入ペグとを有する第２の燃焼器を含む。第２の複数の注入ペグは、第２の燃料経路に沿って燃料ノズルの第２のセットの上流側に第２の構成で配置され、該第２の複数の注入ペグは、燃料ノズルの第２のセットに燃料を送るよう構成される。第２の構成は、第１の構成に対して少なくとも１つの相違点を有する。
【０００６】
第２の実施形態において、システムは、第１のタービン燃焼器を含む。第１の燃焼器は、第１のタービン燃焼器の燃焼室に空気−燃料混合気を送るよう構成された第１の複数の燃料ノズルを含む。第１の複数の燃料ノズルは、燃料ノズルの第１のセット及び燃料ノズルの第２のセットを含む。本システムはまた、第１の複数の燃料ノズルに燃料を送るよう構成された第１の複数の注入ペグを含む。第１の複数の注入ペグは、燃料ノズルの第１のセットに関連する注入ペグの第１のセットと、燃料ノズルの第２のセットに関連する注入ペグの第２のセットとを含む。注入ペグの第１のセットは、注入ペグの第２のセットに対して少なくとも１つの相違点を有する。
【０００７】
第３の実施形態において、方法は、第１の燃料経路に沿って燃料ノズルの第１のセットの上流側に配置された第１の複数の注入ペグの第１の構成を有して、第１の燃焼器の第１の燃焼ダイナミックス又は該第１の燃焼器の注入ペグの第１のセットの第１の対流時間を制御するステップを含む。本方法は更に、第２の燃料経路に沿って燃料ノズルの第２のセットの上流側に配置された第２の複数の注入ペグの第２の構成を有して、第２の燃焼器の第２の燃焼ダイナミックス又は該第２の燃焼器の注入ペグの第２のセットの第２の対流時間を制御するステップを含む。第２の複数の注入ペグは、第１の複数の注入ペグに対して少なくとも１つの相違点を有する。
【０００８】
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分を表す添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むと、より良好に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】燃焼ダイナミックス及び／又は燃焼ダイナミックスのモード結合を制御して、下流側構成要素における望ましくない振動応答の可能性を低減するよう構成されたそれぞれの燃料回路構成を有する複数の燃焼器を備えたガスタービンシステムの１つの実施形態の概略図。
【図２】燃焼器が注入ペグの軸方向揺動を有する第１の４連燃料回路構成を備えた、図１の燃焼器のうちの１つの燃焼器の実施形態に関する概略断面図。
【図３】燃焼器が注入ペグの円周方向配列を有する第２の４連燃料回路構成を備えた、図１の燃焼器のうちの１つの燃焼器の実施形態に関する概略断面図。
【図４】軸線の周りに配列され且つ第１の燃料回路に偏移された複数のクワットペグを示す、線４−４から見た図３の燃焼器の１つの実施形態の概略断面図。
【図５】燃焼ダイナミックス及び／又は燃焼ダイナミックスのモード結合を制御して、下流側構成要素における望ましくない振動応答の可能性を低減するよう構成されたそれぞれの４連燃料回路構成を有する複数の燃焼器を示す、線５−５から見た図１のガスタービンシステムの１つの実施形態に関する概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の１つ又はそれ以上の特定の実施形態について、以下に説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を行うために、本明細書では、実際の実施態様の全ての特徴については説明しないことにする。何れかの技術又は設計プロジェクトと同様に、このような何らかの実際の実装の開発において、システム及びビジネスに関連した制約への準拠など、実装毎に異なる可能性のある開発者の特定の目標を達成するために、多数の実装時固有の決定を行う必要がある点は理解されたい。更に、このような開発の取り組みは、複雑で時間を要する可能性があるが、本開示の利点を有する当業者にとっては、設計、製作、及び製造の日常的な業務である点を理解されたい。
【００１１】
本発明の種々の実施形態の要素を導入する際に、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、及び「ｓａｉｄ」は、要素の１つ又はそれ以上が存在することを意味するものとする。用語「備える」、「含む」、及び「有する」は、包括的なものであり、記載した要素以外の付加的な要素が存在し得ることを意味する。
【００１２】
開示される実施形態は、４連燃料回路又はマニホルドの構成など、燃料回路構成を変えることによってガスタービンシステムにおける燃焼ダイナミックス及び／又は燃焼ダイナミックスのモード結合を低減することに関する。詳細には、本開示の実施形態は、ガスタービンシステムの１又はそれ以上の燃焼器に関連する１又はそれ以上の４連燃料回路内の複数の注入ペグ（例えば、クワットペグ）の構成を変えて、該４連ペグの配列が燃焼ダイナミックス及び／又はシステム内の望ましくない振動応答を低減するよう構成されるようにすることに関する。
【００１３】
上述のように、タービン燃焼器（又は燃焼器組立体）は、燃焼プロセス、燃焼器への吸入流体流（例えば、燃料、酸化剤、希釈剤、その他）の特性、及び他の種々の要因に起因して燃焼ダイナミックスを発生させる可能性がある。燃焼ダイナミックスは、特定の周波数での圧力変動、脈動、周期的振動、及び／又は波動として特徴付けることができる。流体流れ特性は、速度、圧力、速度及び／又は圧力の変動、流路の変化（例えば、転回、形状、遮断、その他）、又はこれらの何れかの組み合わせを含むことができる。全体として、燃焼ダイナミックスは、燃焼器から上流側及び／又は下流側の種々の構成要素において振動応答及び／又は共振挙動を引き起こす可能性がある。例えば、燃焼ダイナミックス（例えば、特定の周波数、周波数範囲、振幅、燃焼器間位相、その他にて）は、ガスタービンシステムにおいて上流側及び下流側の両方に移動する可能性がある。ガスタービン燃焼器、上流側構成要素及び／又は下流側構成要素がこれらの圧力変動（例えば、燃焼ダイナミックス）によって引き起こされる固有又は共振周波数を有する場合、この圧力変動は、振動、応力、疲労、その他を引き起こす可能性がある。構成要素は、燃焼器ライナ、燃焼器流れスリーブ、燃焼器キャップ、燃料ノズル、タービンノズル、タービンブレード、タービンシュラウド、タービンホイール、軸受、燃料供給組立体、又はこれらの組み合わせを含むことができる。下流側構成要素は、同相及びコヒーレントである燃焼トーンの影響をより受けやすいので、特に重要である。従って具体的には、コヒーレンス性を低減することにより、下流側構成要素の望ましくない振動の可能性が低減される。
【００１４】
以下で詳細に検討するように、開示された実施形態は、ガスタービン燃焼器の燃焼ダイナミックスを修正する（例えば、周波数、振幅、燃焼器間コヒーレンス、周波数範囲、又はこれらの組み合わせを変える）よう構成された特定の燃料回路構成（例えば、４連燃料回路構成）を有する、１又はそれ以上のガスタービン燃焼器を備えることができる。詳細には、特定の燃焼器に関連する各４連燃料回路システムの複数の４連ペグすなわちクワットペグ（例えば、注入ペグ）の構成は、１又はそれ以上のクワットペグに対する対流時間、及び／又はノズルレベルにおける燃料空気比を変更することができ、これにより、タービン燃焼器並びにガスタービン燃焼器の上流側及び／又は下流側の構成要素の何らかの望ましくない振動応答を実質的に低減又は排除するようにして燃焼ダイナミックスを変更することができる。ノズルレベルにて燃料空気比を変えることで放熱分布を修正することができ、これにより火炎ダイナミックス、及びひいては燃焼ダイナミックスが変化する。加えて、対流時間は、燃焼ダイナミックスの周波数及び／又は振幅の重要な因子である。対流時間は、燃料がガスタービン燃焼器の燃料ポートを通って注入される時間と、燃焼室に燃料が到達して点火される時間との間の遅延を指す。クワットペグの軸方向位置を変えることで、クワットペグと火炎ゾーンとの間の燃料の移動時間が変わり、従って、対流時間が変化する。一般に、対流時間と周波数との間には反比例の関係がある。すなわち、対流時間が増大すると燃焼不安定性の周波数が低下し、対流時間が減少すると、燃焼不安定性の周波数が上昇する。加えて、クワットペグ間の対流時間が変化すると、クワットペグによって発生する又はクワットペグに起因する燃焼ダイナミックスの相殺的干渉を促進する場合があり、これは、燃焼ダイナミックスの振幅の低減及び／又は燃焼ダイナミックスの周波数の変更を生じる可能性がある。例えば、燃焼器のヘッド端部の周りの軸方向及び／又は円周方向のクワットペグの構成（例えば、配置、配列、位置、区域、その他）の変更により、１又はそれ以上のクワットペグに対する対流時間及び／又はノズルレベルでの燃料空気比の調整を可能にし、振幅が小さく、及び／又はガスタービンシステムにおける構成要素の何れかの共振周波数に対して異なる周波数、及び／又はより大きな周波数範囲に拡大された周波数、及び／又はこれらの組み合わせを有する燃焼ダイナミックスをもたらすことができる。加えて、クワットペグの幾何学的寸法（例えば、サイズ、形状、角度、その他）を変えることにより、１又はそれ以上のクワットペグに対する対流時間、及び／又はノズルレベルでの燃料空気比の変更をもたらすことができ、また、振幅が小さく、及び／又はガスタービンシステムにおける構成要素の何れかの共振周波数に対して異なる周波数、及び／又はより大きな周波数範囲に拡大された周波数を有する燃焼ダイナミックスをもたらすことができる。
【００１５】
燃焼器レベル（すなわち、個々のタービン燃焼器）の修正に加えて、開示の実施形態は、複数のガスタービン燃焼器間で各４連燃料回路内のクワットペグの構成（例えば、配列、区域、位置、その他）及び／又は幾何学的寸法（例えば、角度、サイズ、形状、その他）を変更し、これにより、複数のガスタービン燃焼器間で燃焼ダイナミックスの振幅及び／又は燃焼ダイナミックスのモード結合を低減するように燃焼器間の燃焼ダイナミックスを変えることができる。例えば、システムの燃焼器間で軸方向及び／又は円周方向のクワットペグの構成（例えば、配置、区域、位置、配列、その他）の変更により、燃焼器間での燃焼ダイナミックスの周波数のばらつき（例えば、異なる周波数、及び／又はより大きな周波数範囲に拡大された周波数、及び／又はこれらの組み合わせ）が生じ、これにより、特にガスタービンシステムの構成要素の共振周波数と一致する周波数での燃焼器のモード結合の可能性を低減することができる。同様に、クワットペグの幾何学的寸法（例えば、サイズ、形状、角度、その他）をシステムの燃焼器間で変更し、望ましくない振動応答の低減を可能にすることができる。
【００１６】
上記のことを考慮すると、図１は、複数の燃焼器１２を有するガスタービンシステム１０の１つの実施形態の概略図であり、各燃焼器１２は、１又はそれ以上の４連燃料回路１３（例えば、クワット燃料回路１３）と関連付けられる。各クワット燃料回路１３は、複数の４連ペグ１４（例えば、注入ペグ、クワットペグ）を含むことができ、ここで各クワットペグ１４は、燃焼器１２における燃料ノズル１８の上流側で燃焼器１２内に燃料を注入するよう構成することができる。例えば、各クワット燃料回路１３は、燃料ノズル１８（例えば、一次燃料ノズル１８）の上流側で燃焼器１２の円周周りに配列された１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又はそれ以上のクワットペグ１４を含むことができる。各クワット燃料回路１３のクワットペグ１４の構成及び／又は幾何学的寸法は、以下で更に説明するように、燃焼器１２内で及び／又は燃焼器１２間で変えられ、特定の燃焼器１２及び／又は燃焼器１２間の燃焼ダイナミックスを変化させ、これによりシステム１０の下流側の構成要素における望ましくない振動応答を低減するのを可能にすることができる。具体的には、クワットペグ１４の構成及び／又は幾何学的寸法を変えることで、以下で更に説明するように、クワットペグ間の対流時間及び／又はクワットペグ１４に関連する燃料ノズル１８間の燃料空気比が変化し、これにより特定の燃焼器１２内、及び／又は隣接する燃焼器１２間、及び／又は複数の燃焼器１２間で燃焼ダイナミックスの振幅が低減され、及び／又は燃焼ダイナミックスの周波数が変化することができ、このことは、燃焼器１２のコヒーレンスの低減が期待される。
【００１７】
図示の実施形態において、ガスタービンシステム１０は、各々がクワット燃料回路１３を有する１又はそれ以上の燃焼器１２、圧縮機１１、及びタービン１６を含む。各クワット燃料回路１３は、１又はそれ以上のクワットペグ１４を含むことができ、該クワットペグ１４は、燃焼器１２内の１又はそれ以上の燃料ノズル１８（例えば、１、２、３、４、５、６、又はそれ以上）の上流側で燃料源から燃焼器１２に燃料を送るように構成することができる。燃焼器１２は、燃焼室１９内で加圧酸化剤（例えば、空気）及び燃料混合気（例えば、空気−燃料混合気）を点火して燃焼させ、次いで、結果として生じる加圧燃焼ガス２４（例えば、排出ガス）をタービン１６に送る。特定の実施形態において、燃料ノズル１８は、１又はそれ以上の一次燃料回路（例えば、１、２、３、４、５、又はそれ以上の燃料回路）にグループ化することができ、各一次燃料回路は、１又はそれ以上の燃料ノズル１８を含む。各一次燃料回路は、燃料源と関連付けることができる。１又はそれ以上の一次燃料回路に関連する燃料ノズル１８はまた、１又はそれ以上のクワットペグ１４と関連付けることができ、すなわち、１又はそれ以上のクワットペグ１４は、流れ通路６４（図２に示すような）内に燃料を注入することができ、ここで燃料は、１又はそれ以上の燃料回路に関連する１又はそれ以上の燃料ノズル１８に流入する前に、圧縮機吐出部６８（図２に示すような）からの空気流６７と混合して燃料−空気混合気を生成し、その後、燃料ノズル１８に流入し、ここで追加の燃料が燃料ノズル１８によって注入されることになる。特定の実施形態において、クワットペグ１４の構成及び／又は幾何学的寸法を変えることで、１又はそれ以上のクワットペグの対流時間及び／又はクワットペグ１４に関連する１又はそれ以上の燃料ノズル１８の燃料／空気比を調整し、これによりシステム１０の燃焼器１２内及び／又は燃焼器１２間の燃焼ダイナミックスの振幅及び／又は周波数を変えることができる。
【００１８】
詳細には、クワットペグ１４の構成及び／又は幾何学的寸法を変えることで、１又はそれ以上のクワットペグに対する対流時間及び／又は１又はそれ以上の燃料ノズル１８に対する燃料空気比を変えることができる。従って、クワットペグ１４の構成及び／又は幾何学的寸法を介して１又はそれ以上のクワットペグの対流時間及び／又は１又はそれ以上の燃料ノズル１８の燃料空気比を変えることで、システム１０の燃焼器１２及び／又は燃焼器１２間の結果として生じる燃焼ダイナミックスを修正することができる。燃焼ダイナミックスを修正することで、結果として、燃焼器１２及び／又は下流側の構成要素における望ましくない振動応答の可能性を低減することができる。例えば、特定の実施形態において、システム１０の燃焼器１２は、各燃焼器１２内のクワットペグ１４の構成及び／又は幾何学的寸法の変化以外は同一とすることができる。従って、燃焼器１２間のクワットペグ１４の構成及び／又は幾何学的寸法の変化により、燃焼器１２間の燃焼ダイナミックスのモード結合を修正又は低減することができる。
【００１９】
タービン１６内のタービンブレードは、ガスタービンシステム１０のシャフト２６に結合され、シャフト２６はまた、タービンシステム１０全体にわたって他の複数の構成要素に結合することができる。燃焼ガス２４がタービン１６のタービンブレードに接して且つタービンブレード間を流れると、タービン１６が回転駆動されて、シャフト２６を回転させるようになる。最終的に、燃焼ガス２４は、排出出口２８を介してタービンシステム１０から流出する。更に、図示の実施形態において、シャフト２６は、負荷３０に結合され、該負荷は、シャフト２６の回転を介して動力が供給される。負荷３０は、発電機、航空機のプロペラ、又は他の負荷のような、タービンシステム１０のトルクを介して出力を発生する何らかの好適な装置とすることができる。
【００２０】
ガスタービンシステム１０の圧縮機１１は、圧縮機ブレードを含む。圧縮機１１内の圧縮機ブレードは、シャフト２６に結合され、上述のように、タービン１６によってシャフト２６が回転駆動されると、圧縮機ブレードが回転することになる。圧縮機１１内で圧縮機ブレードが回転すると、圧縮機１１は、吸気口３２から受け取った空気（又は何れかの好適な酸化剤）を加圧して加圧空気３４を生成する。次いで、加圧空気３４は、燃焼器１２の燃料ノズル１８に送り込まれる。上述のように、燃料ノズル１８は、加圧空気３４と燃料を混合し、燃焼に好適な混合比を作り出す。以下の説明において、燃焼器１２の軸方向又は軸線４２（例えば、長手方向軸線）、燃焼器１２の半径方向又は軸線４４、及び燃焼器１２の円周方向又は軸線４６について参照する場合がある。
【００２１】
特定の実施形態において、軸方向及び／又は円周方向でクワット燃料回路１３のクワットペグ１４の構成を変えることで、及び／又はクワットペグ１４の幾何学的寸法（例えば、形状、サイズ、角度、その他）を変えることで、システム１０における燃焼器１２内及び／又はタービン構成要素の下流側で望ましくない振動応答を低減することができる。例えば、図示の実施形態において、システム１０は、第１のクワット燃料回路１３に関連する第１の燃焼器１７と、第２のクワット燃料回路１３に関連する第２の燃焼器２１とを含む。各クワット燃料回路１３は、燃料及び／又は空気／燃料混合気を燃料ノズル１８に送るよう構成された複数のクワットペグ１４と関連付けることができる。特定の実施形態において、特定の燃焼器１２と関連付けられる複数のクワットペグ１４の構成は、隣接した又は非隣接の燃焼器１２と関連付けられる複数のクワットペグ１４の構成と異なることができる。例えば、第１の燃焼器１７と関連付けられるクワットペグ１４の第１のセットは、システム１０の円周方向４６に沿った第１の軸線４８にほぼ沿って配置することができる。図示の実施形態において、第２の燃焼器２１と関連付けられるクワットペグ１４の第２のセットは、第１の軸線４８にほぼ平行な第２の軸線５０にほぼ沿って配置することができる。詳細には、クワットペグ１４の第２のセットは、クワットペグ１４の第１のセットに対して軸方向に揺動して配置することができ、その結果、クワットペグ１４の第１の構成がクワットペグ１５の第２の構成と異なるようになる。
【００２２】
図示の実施形態は、システム１０の隣接する燃焼器１２間のクワットペグ１４が軸方向に揺動配置することによりクワットペグ１４の構成を変えることを図示しているが、クワットペグ１４の構成は、円周方向４６に沿った１、２、３、４、５、６、又はそれ以上の軸方向位置に沿ってシステム１０内で２、３、４、５、６、又はそれ以上の燃焼器１２の間でクワットペグ１４を軸方向に揺動配置することによって変えることもできる点に留意されたい。特定の実施形態において、クワットペグ１４の構成は、特定の燃焼器１２内で円周方向４６に沿った１、２、３、４、５、６、又はそれ以上の軸方向位置に沿ってクワットペグ１４を軸方向に揺動配置することにより、特定の燃焼器１２（図２において更に説明される）内で変えることができる。加えて、特定の実施形態において、１又はそれ以上の燃焼器１２間のクワットペグ１４の構成は、図３〜５に関して更に説明するように、種々の構成でクワットペグ１４を円周方向に配分することによって変えることができる点に留意されたい。
【００２３】
図２は、図１のシステム１０における燃焼器１２の１つの実施形態の概略断面図であり、ここで燃焼器１２は、クワットペグ１４（例えば、注入ペグ）が円周方向４６に沿った１、２、３、４、５、６、又はそれ以上の軸方向位置に沿って軸方向に揺動配置される第１の４連燃料回路構成を含む。図１に関して上述したように、クワットペグ１４の構成は、１又はそれ以上の軸方向位置４８、５０において１又はそれ以上の燃焼器１２の間でクワットペグ１４を軸方向に揺動配置することによって変えることができる。図示の実施形態において、クワットペグ１４は、単一の燃焼器１２内で変えられ、クワットペグ１４は、システム１０の円周方向４６に沿った第１の軸方向位置４８、第２の軸方向位置５０、及び第３の軸方向位置５２に沿って軸方向に揺動配置されるようになる。上述のように、燃焼器１２内でクワットペグ１４の構成及び／又は幾何学的寸法を変えることで、１又はそれ以上のクワットペグの対流時間及び／又はクワットペグ１４に関連する燃料ノズル１８の燃料空気比が変化し、これにより燃焼器内の燃焼ダイナミックスの振幅を低減することができ、これは、ガスタービンシステム１０内の望ましくない振動応答の低減が期待される。
【００２４】
例示の実施形態において、燃焼器１２は、ヘッド端部５４と燃焼室１９とを含む。燃焼器１２のヘッド端部５４は、一般に、キャップ組立体５６と、１、２、３、４、５、６、７、又はそれ以上の燃料ノズル１８のような燃料ノズル１８とを密閉する。特定の実施形態において、燃料ノズル１８は、燃料、空気、燃料−空気混合気、及び場合によっては他の流体を燃焼室１９に送る。詳細には、燃料ノズル１８は、１又はそれ以上の異なる燃料回路にグループ化され又は構成され、各燃料回路が１又はそれ以上の燃料ノズル１８を包含し、各燃料回路が燃料及び／又は空気／燃料混合気を１又はそれ以上の燃料源から送ることができるようになる。燃焼器キャップ組立体５６は、燃料ノズル１８の長さの一部に沿って配置されて、燃料ノズル１８を燃焼器１２内に収容する。各燃料ノズル１８は、加圧空気と燃料の混合を促進し、混合気を燃焼器キャップ組立体５６を通って燃焼室１９に送る。次いで、空気−燃料混合気は、燃焼室１９の一次燃焼ゾーン５７において燃焼し、これにより高温の加圧排出ガスを生成することができ、この排出ガスは、下流側方向６９に流れる。これらの加圧排出ガスは、タービン１６内のブレードの回転を駆動する。燃焼器１２は、燃焼室１９及び燃焼器１２の軸線４２の周りに円周方向４６に延びる１又はそれ以上の壁を有し、一般には、ガスタービンシステム１０の回転軸（例えば、シャフト２６）の周りに円周方向に離間配列で配置される複数の燃焼器１２のうちの１つを表す。
【００２５】
各燃焼器１２は、内壁（例えば、燃焼器ライナ６０）の円周周りに配置されて中間流れ通路又はスペース６４を定める外壁（例えば、流れスリーブ５８）を含み、該燃焼器ライナ６０は、燃焼室１９の円周周りに延びる。内壁６０はまた、タービン１６の第１段に向かってほぼ収束している移行部品６６を含むことができる。移行部品６６の円周方向周りにインピンジメントスリーブ５９が配置される。ライナ６０は、燃焼器１２の内面を定め、燃焼室１９に直接対面し露出されている。流れスリーブ５８及びインピンジメントスリーブ５９は複数の細孔６１を含み、これら細孔は、圧縮機吐出部６８から流れ通路６４内に空気流６７を送ると共に、インピンジメント（衝突）冷却の目的でライナ６０及び移行部品６６に空気を衝突させる。次いで、流れ通路６４は、上流側方向にヘッド端部５４に向けて（例えば、高温燃焼ガスの下流側方向６９に対して）空気流６７を配向し、その結果、空気流６７が更に、ライナ６０を冷却した後、燃焼キャップ組立体５６及び燃焼ノズル１８を通って燃焼室１９に流入する。
【００２６】
特定の実施形態において、燃焼器１２は、種々の構成及び／又は幾何学的寸法で複数のクワットペグ１４を有する４連燃料回路１３を含むことができる。具体的には、クワットペグ１４は、ヘッド端部５４の近傍で燃焼器１２の円周周りに配置することができる。特定の実施形態において、燃焼器キャップ組立体５６を通過する空気流６７は、燃料ノズル１８に関連するクワットペグ１４に衝突することができる。具体的には、クワットペグ１４は、燃料ノズル１８の上流側で燃料の一部を空気流６７に注入する燃料噴射装置として構成することができる。詳細には、１又はそれ以上のクワットペグ１４は、１又はそれ以上のそれぞれの燃料ノズル１８と関連付けることができる。特定の実施形態において、各燃料ノズル１８は、１又はそれ以上のクワットペグ１４と関連付けることができる。更に、一部の実施形態において、１又はそれ以上のクワットペグ１４は、図５に関して更に説明されるように、特定の燃料回路内で燃料ノズル１８のグループのような燃料ノズル１８のグループと関連付けることができる。クワットペグ１４によって注入される燃料は、燃料マニホルドを介してクワット燃料回路１３に結合された１又はそれ以上の燃料源により提供することができる。特定の実施形態において、クワットペグ１４は、燃焼器１２の下流側方向６９にほぼ垂直に面する及び／又は角度が付けられた１又はそれ以上の燃料開口（図示せず）を含むことができる。クワットペグ１４によって提供される燃料は、燃料ノズル１８に向かって流れる空気流６７と混合されて空気／燃料混合気を形成し、次いで該空気／燃料混合気は、燃料ノズル１８を介して燃焼室１９に送られる。
【００２７】
上述のように、燃焼器１２間のクワットペグ１４の構成（例えば、位置、区域、配列、配置、軸方向揺動配置、円周方向の変動、その他）及び／又は幾何学的寸法（例えば、サイズ、形状、角度、その他）を変えることで、燃焼器１２間でのクワットペグに対する対流時間及び／又はクワットペグ１４に関連する燃料ノズル１８の燃料空気比を変化させ、これにより燃焼器間での燃焼ダイナミックスの振幅の低減及び／又は燃焼ダイナミックスの周波数の変更を行うことができ、このことは、燃焼ダイナミックスのモード結合の低減が期待される。例えば、燃焼器１２の図示の実施形態において、クワットペグの第１のセット１４は、第１の軸方向位置４８にほぼ沿って配置され、クワットペグの第２のセット１５は、第２の軸方向位置５０にほぼ沿って配置され、クワットペグの第３のセット２３は、第３の軸方向位置５２にほぼ沿って配置されて、クワットペグの各セット１４、１５、２３は、ヘッド端部５４に近接し且つ燃焼器１２の円周周りに軸方向に揺動配置することができる。クワットペグ１４の各セットは、１又はそれ以上の特定の燃料ノズル１８に向けて燃料を送るよう構成された０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又はそれ以上のクワットペグ１４を含むことができる。一部の実施形態において、クワットペグ１４を軸方向に揺動配置することで、１又はそれ以上のクワットペグに対する対流時間を変化させることができ、及び／又は１又はそれ以上の燃料ノズル１８の燃料／空気比を変えることができる。例えば、例示の実施形態において、クワットペグ１４の第１のセット（３つのクワットペグ１４を有する）に関連する燃料ノズル１８の燃料／空気比は、クワットペグ１４の第３のセット（４つのクワットペグ１４を有する）に関連する１又はそれ以上の燃料ノズル１８の燃料／空気比と異なり、これにより、燃焼器１２の燃焼ダイナミックスが変化し、燃焼器内及び／又は下流側構成要素における望ましくない振動応答を低減することができる。
【００２８】
図示の実施形態は、ほぼ同じサイズ及び／又は形状を有するクワットペグの各セット１４、１５、及び２３を描いているが、一部の実施形態において、各クワットペグ１４及び／又はクワットペグの各セット１４、１５、及び２３は異なる幾何学的寸法（例えば、サイズ、形状、角度、その他）であってもよい点に留意されたい。例えば、特定の実施形態において、クワットペグの第１のセット１４は、クワットペグの第２のセット１５に対して異なるサイズ（例えば、比が１：１、１．５：１、２：１、２．５：１、その他）とすることができる。同様に、クワットペグの第１のセット１４は、クワットペグの第２のセット１５に対しておよそ異なる形状（例えば、方形、円錐、その他）とすることができ、或いは、クワットペグの第２のセット１５に対して異なる角度にすることができ、これにより燃焼器１２の燃焼ダイナミックスを変化させ、ガスタービンシステム１０における望ましくない振動応答を低減することができる。例えば、クワットペグ１４は、燃焼器１２の下流側方向６９に対してほぼ垂直に面する及び／又は角度が付けられた１又はそれ以上の燃料開口（図示せず）を含むことができる。特定の実施形態において、特定のクワットペグ１４での下流側方向６９に対する燃料開口の角度は、別のクワットペグ１４での下流側方向６９に対する燃料開口の角度（例えば、約１、２、３、４、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０度又はそれ以上もしくはそれ以下）と比べて異なる（より大きい又はより小さい）ことができる。他の実施形態において、クワットペグ１４全体は、下流側方向６９に対してほぼ垂直に角度を付けることができ、その結果、特定のクワットペグ１４の角度は、別のクワットペグ１４の角度（例えば、約１、２、３、４、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０度又はそれ以上もしくはそれ以下）と異なるようになる。
【００２９】
一部の実施形態において、クワットペグ１４の構成は、図３に関して更に説明するように、種々の構成で円周方向４６で特定の軸方向位置に沿ってクワットペグ１４を円周方向に分散配置することによって、単一の軸方向位置（例えば、第１の軸方向位置４８、第２の軸方向位置５０、又は第３の軸方向位置５２）において特定の燃焼器１２内で変えることができる。更に、一部の実施形態において、クワットペグ１４の構成は、図５に関して更に説明するように、少なくとも１つの他の燃焼器１２と比べて１つの燃焼器１２において異なるように種々の構成で特定の軸方向位置にてクワットペグ１４を円周方向に分散配置することによって、システム１０内で隣接する燃焼器１２間及び／又は複数の燃焼器１２間で変えることができる。
【００３０】
図３は、図１のシステム１０における燃焼器１２の１つの実施形態に関する概略断面図を示しており、ここで燃焼器１２は、特定の軸方向位置においてクワットペグ１４（例えば、注入ペグ）の円周方向分散配置（すなわち、円周方向軸線４６に沿った）を有する第２の４連燃料回路構成を含む。例えば、例示の実施形態において、５つのクワットペグを有するクワットペグ１４の第４のセット２５と、３つのクワットペグを有するクワットペグ１４の第５のセット２７が、円周方向軸線４６に沿った第２の軸方向位置５０にほぼ沿って円周方向に配置（例えば、配列、構成、その他）される。詳細には、クワットペグの各セット２５、２７は、１又はそれ以上の特定の燃料ノズル１８及び／又は１又はそれ以上の燃料ノズル１８を有する燃料ノズル１８の特定のグループ（例えば、燃料回路）に燃料を送るよう構成することができる。上述のように、燃焼器１２内のクワットペグ１４の構成を変えることで、１又はそれ以上のクワットペグ１４の対流時間を変化させ、及び／又は１又はそれ以上のクワットペグ１４に関連する１又はそれ以上の燃料ノズル１８の燃料空気比を変化させ、これにより燃焼器１２内並びに下流側構成要素におけるコヒーレンスを低減し、望ましくない振動応答を低減することができる。
【００３１】
一部の実施形態において、クワットペグ１４は、およそ単一の軸方向位置（例えば、第２の軸方向位置５０）に配置することができ、その結果、クワットペグ１４は、種々の構成で円周方向に配列され、種々の燃料ノズル１８及び／又は１又はそれ以上の燃料ノズル１８を有する燃料ノズル１８の種々のグループ（例えば、燃料回路）と関連付けられる。例えば、例示の実施形態において、５つのクワットペグ１４を有するクワットペグ１４の第４のセット２５は、３つのクワットペグ１４を有するクワットペグ１４の第５のセット２７から空間的に離れて配置及び／又はグループ化することができる。このような実施形態において、クワットペグ１４の各セット（例えば、第４のセット２５及び／又は第５のセット２７）は、図４に関して更に説明されるように、単一の燃料ノズル１８などの１又はそれ以上の燃料ノズル１８、及び／又は単一の燃料回路にグループ化された燃料ノズル１８のグループと関連付けることができる。クワットペグ１４の各セットは、特定の燃料ノズル１８又は燃料ノズル１８の特定のグループに対して燃料空気比を増大又は減少させるよう構成された０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、又はそれ以上のクワットペグ１４を含むことができる。一部の実施形態において、種々の円周方向構成で特定の軸方向位置にクワットペグ１４を円周方向配置することで、１又はそれ以上のクワットペグ１４に関連する１又はそれ以上の燃料ノズル１８の空気−燃料比を変えることができる。例えば、図３の図示の実施形態において、クワットペグの第４のセット２５（５つのクワットペグ１４を有する）に関連する燃料ノズル１８の燃料／空気比は、クワットペグの第５のセット２７（３つのクワットペグ１４を有する）と関連する１又はそれ以上の燃料ノズル１８の空気−燃料比と異なることができる。更に、クワットペグの第４のセット２５又はクワットペグの第５のセット２７の何れかに関連しない１又はそれ以上の燃料ノズルの燃料−空気比も異なり、これにより燃焼器１２内又は下流側構成要素内の望ましくない振動応答を低減するよう燃焼器１２の燃焼ダイナミックスを変えることができる。
【００３２】
一部の実施形態において、種々のクワットペグ１４構成（例えば、特定の軸方向位置４８、５０、又は５２での円周方向配列）に加えて、各クワットペグ１４及び／又はクワットペグの各セット２５又は２７は、異なる幾何学的寸法（例えば、サイズ、形状、角度、その他）を有することができる。例えば、特定の実施形態において、クワットペグの第４のセット２５は、クワットペグの第５のセット２７に対して異なるサイズ（例えば、比が約１：１、１．５：１、２：１、２．５：１、その他）とすることができ、その結果、第４のセット２５からの１又はそれ以上のクワットペグ１４が、第５のセット２７からの１又はそれ以上のクワットペグ１４よりもサイズが大きいか又は小さくなる。同様に、クワットペグの第４のセット２５は、クワットペグの第５のセット２７に対して異なる形状（例えば、方形、円錐、その他）とされ、或いは、クワットペグの第５のセット２７に対して異なる角度を有し、これにより、燃焼器１２内又は下流側構成要素内の望ましくない振動応答を低減するよう燃焼器１２の燃焼ダイナミックスを変えることができる。例えば、クワットペグ１４は、燃焼器１２の下流側方向６９にほぼ垂直に面する及び／又は角度が付けられた１又はそれ以上の燃料開口（図示せず）を含むことができる。特定の実施形態において、特定のクワットペグ１４での下流側方向６９に対する燃料開口の角度は、別のクワットペグ１４での下流側方向６９に対する燃料開口の角度より大きいか又はより小さい（例えば、約１、２、３、４、５、１０、１５、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０度又はそれ以上もしくはそれ以下）とすることができる。
【００３３】
図４は、第２の軸方向位置５０にて円周方向に配列され且つ第１の燃料回路７２に偏ったクワットペグ１４を示す、図３の燃焼器１２の１つの実施形態６９に関する概略断面図である。特定の実施形態において、燃焼器１２は、第１の燃料回路７２、中心燃料回路７４、第２の燃料回路７６、及び１又はそれ以上のクワット燃料回路１３などの４又はそれ以上の燃料回路を含むことができる。具体的には、第１の燃料回路７２は、３つの燃料ノズル１８（例えば、第１の燃料ノズル７３、第２の燃料ノズル７５、及び第３の燃料ノズル７７）を含むことができる。加えて、中心燃料回路７４は、単一の燃料ノズルを含むことができ、第２の燃料回路７６は、２つの燃料ノズル１８（例えば、第４の燃料ノズル７９及び第５の燃料ノズル８１）を含むことができる。詳細には、各燃料ノズル１８及び／又は各燃料回路（例えば、第１の燃料回路７２、中心燃料回路７４、又は第２の燃料回路７６）は、それぞれの燃料ノズル１８及び／又はそれぞれの燃料回路（例えば、１又はそれ以上の燃料ノズル１８）に燃料を送るよう構成された１又はそれ以上のクワットペグ１４と関連付けることができる。従って、クワットペグ１４は、クワットペグ１４に関連する燃料ノズル１８及び／又は燃料回路の空気／燃料比を変更し、これにより燃焼器１２及び／又は下流側構成要素内のコヒーレンスの低減及び望ましくない振動応答の低減を行うよう構成することができる。
【００３４】
一部の実施形態において、複数のクワットペグを燃焼器１２の１又はそれ以上の燃料ノズル１８と関連付けることもできる。例えば、例示の実施形態において、クワットペグの第４のセット２５及びクワットペグの第５のセット２７は、第１の燃料回路７２と関連付けられる。具体的には、クワットペグの第４のセット２５及びクワットペグの第５のセット２７は、第１の燃料ノズル７３、第２の燃料ノズル７５、及び第３の燃料ノズル７７と関連付けることができる。従って、クワットペグの第４のセット２５及びクワットペグの第５のセット２７は、第１の燃料回路７２に関連する燃料ノズル１８の上流側で空気流６７内に燃料の一部を送る及び注入する燃料噴射装置として構成することができる。このようにして、第１の燃料回路７２に関連するクワットペグ１４は、第２の燃料回路７６及び／又は中心燃料回路７４に対して第１の燃料回路７２の空気／燃料比を変化又は偏移させるよう構成することができる。更に、上述のように、燃料ノズル１８の空気／燃料比を変えることで、燃焼ダイナミックスの振幅及び／又はコヒーレンスを低減することができ、従って、燃焼器１２及び／又は下流側構成要素内の望ましくない振動応答を低減することができる。
【００３５】
一部の実施形態において、クワットペグ１４（例えば、１又はそれ以上のクワットペグ１４及び／又はクワットペグ１４の１又はそれ以上のセット）は、燃料ノズル１８及び／又は燃料回路（例えば、第２の燃料回路７６及び／又は中心燃料回路７４）の何れかに向けて燃料流を偏移させるよう配列され、燃料回路間及びひいては燃料ノズル１８間の空気／燃料比が燃焼器１２内及び／又は燃焼器１２間で異なるようにすることができる。更に、クワットペグ１４の軸方向及び円周方向構成を変えてクワットペグ１４が特定の燃料ノズル１８及び／又は特定の燃料回路を通るクワット回路の燃料流を偏移させるようにすることに加えて、クワットペグ１４の幾何学的寸法は、各燃料ノズル１８及び／又は各燃料回路間で異なることができる。例えば、第１の燃料回路７２に関連するクワットペグ１４のサイズ、形状、及び／又は角度は、第２の燃料回路７６又は中心燃料回路７４と関連するクワットペグとは異なることができ、その結果、燃料回路及びひいては燃料ノズル１８間の対流時間及び／又は空気／燃料比が、燃焼器１２内及び／又は燃焼器１２間で異なるようにすることができる。
【００３６】
図５は、燃焼ダイナミックス及び／又は燃焼ダイナミックスのモード結合を制御して下流側構成要素における望ましくない振動応答の可能性を低減するように構成されたそれぞれのクワットペグ１４構成を各々が有する複数の燃焼器１２を示す、図１の線５−５から見たガスタービンシステム１０の１つの実施形態の概略断面図である。詳細には、各クワットペグ１４構成は、何れかの変動技術（例えば、軸方向揺動、円周方向配置、及び／又はサイズ、形状、角度、その他の変動）を含むことができ、及び／又は変動技術の何れかの組み合わせを含むことができる点に留意されたい。単独又は他の変動技術と組み合わせた各変動技術は、システム１０内の下流側構成要素において燃焼ダイナミックスの振幅を低減し、及び／又はコヒーレンスを低減して望ましくない振動応答を低減するよう構成することができる。更に、クワットペグ１４の構成は、以下で更に説明するように、システム１０内で異なるパターン又はグループで変えることができる。
【００３７】
一部の実施形態において、クワットペグ１４の構成は、１又はそれ以上の燃料回路に向けてクワット燃料を偏移させ、隣接する燃焼器１２が、異なる燃料回路に燃料を偏移させるクワットペグ１４を有するようにすることができる。例えば、例示の実施形態において、第１の燃焼器１７におけるクワットペグ１４の第１の構成７０は、第１の燃料回路７２にクワット燃料流を偏移させ、第１の燃焼器１７の燃料ノズル７３、７５、及び７７が、第１の燃焼器１７の他の燃料回路とは異なるように偏移された空気／燃料比を有するように構成される。加えて、第２の構成７８のクワットペグ１４は、第２の燃料回路７６にクワット燃料流を偏移させ、第２の燃料回路７６の燃料ノズル７９及び８１が、第２の燃焼器２１の他の燃料回路とは異なるように偏移された空気／燃料比を有するように構成される。その上、クワットペグ１４の第１の構成７０は、第２の燃焼器２１におけるクワットペグ１４の第２の構成７８とは異なることができ、その結果、第１の燃焼器１７は、第２の燃焼器２１に対して異なる燃焼ダイナミックスの周波数を有し、これによりガスタービンシステム１０におけるコヒーレンスが低減され、及び望ましくない振動応答が低減されるようになる。一部の実施形態において、クワットペグ１４の幾何学的寸法は、燃焼器１２間で変えられ、特定の燃焼器１２が少なくとも１つの他の燃焼器１２に対して異なる燃焼ダイナミックスの周波数を有するようにすることができる。例えば、例示の実施形態において、クワットペグ１４の第１の構成７０は、第３の燃焼器８３におけるクワットペグ１４の第３の構成８０のクワットペグ１４の形状（例えば、方形）とは異なるクワットペグ１４の形状を含む。特定の実施形態において、クワットペグ１４のサイズは、燃焼器１２間で異なることができる。例えば、第４の燃焼器８５における第４の構成８２は、第５の燃焼器８７における第５の構成８４のクワットペグ１４と比べて異なるサイズのクワットペグ１４を含む。具体的には、第４の構成８２のクワットペグ１４は、サイズがより小さくすることができ、その結果、第４の構成８２と第５の構成８４のクワットペグ間の比は、約１：１、１．５：１、２：１、２．５：１、及びその他とすることができる。
【００３８】
一部の実施形態において、幾何学的寸法に関連する変動に加えて、クワットペグ１４の構成（第１の構成７０に対する第３の構成８０）は、クワット燃料を他の燃料回路に偏移させるための種々の軸線に沿った軸方向揺動及び／又はクワットペグ１４の円周方向位置決めに関連する変動を含むことができる。このようにして、異なるパラメータの組み合わせを用いて、システム１０内の下流側構成要素におけるコヒーレンスの低減及び望ましくない振動応答の低減を可能にすることができる。更に、特定の実施形態において、特定の燃焼器１２は、他の燃焼器１２に対してクワットペグ１４の変動がなくてもよく、及び／又はクワットペグ１４を有さなくてもよい。例えば、第６の燃焼器８９の第６の構成８６において、燃焼器８９内にはクワットペグ１４は配置されない。このようにして、第６の燃焼器８９は、第１の燃焼器１７、第２の燃焼器２１、第３の燃焼器８３、第４の燃焼器８５、及び／又は第５の燃焼器８７と異なる燃焼ダイナミックス周波数を有することができる。
【００３９】
一部の実施形態において、システム１０は、燃焼器１２の１又はそれ以上のグループ（例えば、１、２、３、４、５、又はそれ以上）を含むことができ、燃焼器１２の各グループは、１又はそれ以上の燃焼器１２（例えば、１、２、３、４、５、又はそれ以上）を含む。場合によっては、燃焼器１２の各グループは、システム１０内の燃焼器１２の１又はそれ以上の他のグループと異なる同一の燃焼器１０を含むことができる。例えば、燃焼器１２の第１のグループは、クワットペグ１４の第１の構成を有する同一の燃焼器１２を含むことができ、燃焼器１２の第２のグループは、クワットペグ１４の第２の構成を有する同一の燃焼器１２を含むことができる。更に、クワットペグ１４の第１の構成は、上述のように１又はそれ以上の様態（例えば、軸方向揺動、円周方向配置、及び／又はサイズ、形状、角度その他の変動）でクワットペグ１４の第２の構成と異なることができる。従って、燃焼器１２の第１のグループは、システム１０内で燃焼器１２の第２のグループの燃焼ダイナミックス周波数とは異なる燃焼ダイナミックス周波数を生成することができる。
【００４０】
本発明の技術的効果は、ガスタービンシステム１０の１又はそれ以上の燃焼器１２と関連する複数の注入ペグ１４（例えば、クワットペグ１４）の構成を変えることによって、ガスタービンシステム１０における燃焼ダイナミックス及び／又は燃焼ダイナミックスのモード結合を低減すること（例えば、下流側構成要素における望ましくない振動応答を低減すること）を含む。特定の燃焼器１２に関連する複数のクワットペグ１４の配列は、燃焼器及び／又は燃焼器１２の下流側構成要素の望ましくない振動応答を実質的に低減又は排除するようにして燃焼ダイナミックスを変えることができる。例えば、軸方向及び／又は円周方向のクワットペグ１４の構成（例えば、配置、配列、位置、区域、その他）を変えることで、１又はそれ以上のクワットペグに対する対流時間及び／又は燃料ノズル１８レベルでの燃料空気比の調整を可能にすることができ、また、ガスタービンシステムにおける構成要素の何れかの共振周波数に対して異なる周波数、及び／又はより大きな周波数範囲に拡大された周波数、及び／又はこれらの組み合わせを有する燃焼ダイナミックスの周波数、及び／又はガスタービンシステム１０における他の燃焼器１２のうちの１又はそれ以上の燃焼器の燃焼ダイナミックスをもたらすことができる。加えて、クワットペグ１４の幾何学的寸法（例えば、サイズ、形状、角度、その他）を変えることで、２又はそれ以上のクワットペグ間の対流時間及び／又は２又はそれ以上の燃料ノズル１８間の燃料空気比の変動をもたらすことができ、従って、燃焼ダイナミックスの振幅及び／又は燃焼ダイナミックスのモード結合の低減を可能にすることができ、これはまた、燃焼器１２内及び／又はシステム１０内の下流側構成要素内の望ましくない振動応答を低減することができる。
【００４１】
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することを可能にする。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００４２】
１０  ガスタービンシステム
１２  燃焼器
１３  ４連燃料回路（クワット燃料回路）
１４  ４連ペグ（クワットペグ）
１１  圧縮機
１３  クワット燃料回路
１６  タービン
１８  燃料ノズル
１９  燃焼室
２４  加圧燃焼ガス
２６  シャフト
２８  排気出口
３０  負荷
６４  流れ通路
６７  空気流
【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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【外国語明細書】
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