(57)【要約】  本発明は、ガスタービンエンジンからの動力の要求が減じられたときにエミッションレベルを低減するようにガスタービンエンジンを制御する新規の方法を開示する。作動システムは、ガスタービン燃焼器のための一連の作動モードを提供し、これらの作動モードを通じて、燃料は、エンジン動力を徐々に増大させるように段付けされ、ただし一酸化炭素などの有害なエミッションは許容レベルに維持される。
2015531450.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン燃焼器を作動させる方法において、
前記ガスタービン燃焼器のパイロット燃料ノズルに燃料を供給し、
該パイロット燃料ノズルによって噴射された燃料を点火し、
パイロットチューン段インジェクタのセットおよびパイロット燃料ノズルに燃料を供給し、前記パイロットチューン段インジェクタは前記パイロット燃料ノズルの半径方向外側に位置決めされており、
主燃料インジェクタのセットの第１の部分と、前記パイロット燃料ノズルと、前記パイロットチューン段インジェクタとに燃料を供給し、
前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分によって噴射された燃料を点火し、主燃焼火炎を形成し、
前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分と、前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分と、前記パイロット燃料ノズルと、パイロットチューン段インジェクタとに燃料を供給し、
前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分によって噴射された燃料を点火し、前記主燃焼火炎を増強させることを特徴とする、ガスタービン燃焼器を作動させる方法。
【請求項２】
前記パイロット燃料ノズルおよび／または前記パイロットチューン段インジェクタへの燃料を調整することをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
ガスタービン燃焼器のライトオフの間、フルスピード負荷なし（ＦＳＮＬ）条件までは、前記パイロット燃料ノズルのみに燃料を供給する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
ライトオフから約１０％負荷条件までは前記パイロットチューン段インジェクタに燃料を供給する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
ライトオフにおいて始まり約１０％負荷条件までは、前記主燃料インジェクタの第１の部分に燃料を供給する、請求項４記載の方法。
【請求項６】
ライトオフにおいて始まり約２５％負荷条件までは、前記主燃料インジェクタの第２の部分に燃料を供給する、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分は、約１２０度にわたって延びる燃料インジェクタの円弧状セグメントを含み、前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分は、約２４０度にわたって延びる燃料インジェクタの円弧状セグメントを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
パイロット燃料ノズルと、該パイロット燃料ノズルをチューニングするためのパイロットチューン段インジェクタのセットと、燃料インジェクタの主セットとを有するガスタービン燃焼器において燃料を段付けするための、処理ユニットによって実施されるコンピュータ化された方法において、
燃料が前記パイロット燃料ノズルによって噴射される第１のモードで燃焼器を作動させ、
燃料が前記パイロット燃料ノズルと、前記パイロットチューン段のためのインジェクタとによって噴射される第２のモードで前記燃焼器を作動させ、
燃料が前記パイロット燃料ノズルと、前記パイロットチューン段のためのインジェクタと、前記燃料インジェクタの主セットの第１の部分とによって噴射される第３のモードで前記燃焼器を作動させ、
燃料が前記パイロット燃料ノズルと、前記パイロットチューン段のためのインジェクタと、前記燃料インジェクタの主セットの第１の部分と、前記燃料インジェクタの主セットの第２の部分とによって噴射される第４のモードで前記燃焼器を作動させることを含むことを特徴とする、コンピュータ化された方法。
【請求項９】
前記燃料インジェクタの主セットの第１の部分は、約１２０度の円弧状スパンにわたって延びており、燃料インジェクタの主セットの第２の部分は、約２４０度の円弧状スパンにわたって延びている、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のモードは、前記ガスタービン燃焼器に種火を提供する、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記パイロットチューン段によって噴射された燃料は、前記種火を調整および補助するための付加的な燃料源を提供する、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記第３のモードおよび前記第４のモードによって噴射された燃料は、軸方向上流へ噴射され、点火の前に方向の反転を生じる、請求項８記載の方法。
【請求項１３】
前記パイロット燃料ノズル、および前記パイロットチューン段のインジェクタへの燃料流は、前記第４のモードで前記燃焼器を作動させた後、調節可能である、請求項８記載の方法。
【請求項１４】
ガスタービン燃焼器からの一酸化炭素生成を制御しながら前記ガスタービン燃焼器のターンダウン能力を改良する方法において、
主燃料インジェクタの環状配列の第１の部分および第２の部分への燃料流を調整し、主燃焼火炎を補助し、
前記ガスタービン燃焼器のコアセクションにおける１つまたは複数の燃料インジェクタへの燃料流を調整することを特徴とする、ガスタービン燃焼器のターンダウン能力を改良する方法。
【請求項１５】
前記主燃料インジェクタの環状配列の第１の部分および第２の部分への燃料流を調整することは、前記第１の部分および前記第２の部分への燃料流を増大させることを含む、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
前記コアセクションにおける１つまたは複数の燃料インジェクタへの燃料流を調整することは、少なくともパイロット燃料ノズルへの燃料流を減少させることを含む、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも前記パイロット燃料ノズルへの燃料流と比較した前記主燃料インジェクタへの燃料流の比は、エンジンへの合計燃料流が減少しながら、増大する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の部分は、約１２０度にわたって延びる前記主燃料インジェクタの環状配列を有し、前記第２の部分は、約２４０度にわたって延びる前記主燃料インジェクタの環状配列を有する、請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記ガスタービン燃焼器の前記コアセクションは、パイロット燃料ノズルと、パイロットチューン段のインジェクタとを有し、燃料インジェクタの前記パイロットチューン段は、種火を補助するために燃料流を提供する、請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
ガスタービン燃焼器を作動させる方法において、
前記ガスタービン燃焼器のパイロット燃料ノズルとパイロットチューン段インジェクタのセットとに燃料を供給し、
前記パイロット燃料ノズルと前記パイロットチューン段インジェクタとによって噴射された燃料を点火し、
主燃料インジェクタのセットの第１の部分と、前記パイロット燃料ノズルと、前記パイロットチューン段インジェクタとに燃料を供給し、
前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分によって噴射された燃料を点火し、主燃焼火炎を形成し、
前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分と、前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分と、前記パイロット燃料ノズルと、前記パイロットチューン段インジェクタとに燃料を供給し、
前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分によって噴射された燃料を点火し、前記主燃焼火炎を増強させることを特徴とする、ガスタービン燃焼器を作動させる方法。
【請求項２１】
前記主燃焼火炎への安定性を高めるために、前記パイロット燃料ノズルおよび／または前記パイロットチューン段インジェクタへの燃料を調整することをさらに含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
ガスタービン燃焼器のライトオフの間、約１０％負荷条件までは、前記パイロット燃料ノズルおよび前記パイロットチューン段インジェクタのみに燃料を供給する、請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
ライトオフにおいて始まり約１０％負荷条件まで、前記主燃料インジェクタの第１の部分に燃料を供給する、請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
ライトオフにおいて始まり約２５％負荷条件まで、前記主燃料インジェクタの第２の部分に燃料を供給する、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分は、約１２０度にわたって延びる燃料インジェクタの円弧状セグメントを含み、前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分もまた、約２４０度にわたって延びる燃料インジェクタの円弧状セグメントを含む、請求項２０記載の方法。
【請求項２６】
ガスタービン燃焼器を作動させる方法において、
前記ガスタービン燃焼器のパイロット燃料ノズルに燃料を供給し、
該パイロット燃料ノズルによって噴射された燃料を点火し、
主燃料インジェクタのセットの第１の部分と、前記パイロット燃料ノズルとに燃料を供給し、
前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分によって噴射された燃料を点火し、主燃焼火炎を形成し、
前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分と、前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分と、前記パイロット燃料ノズルとに燃料を供給し、
前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分によって噴射された燃料を点火し、前記主燃焼火炎を増強させることを特徴とする、ガスタービン燃焼器を作動させる方法。
【請求項２７】
前記パイロット燃料ノズルへの燃料を調整することをさらに含む、請求項２６記載の方法。
【請求項２８】
ガスタービン燃焼器のライトオフの間、約１０％負荷条件までは、前記パイロット燃料ノズルおよび前記パイロットチューン段インジェクタのみに燃料を供給する、請求項２６記載の方法。
【請求項２９】
ライトオフにおいて始まり約１０％負荷条件まで、前記主燃料インジェクタの第１の部分に燃料を供給する、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
ライトオフにおいて始まり約２５％負荷条件まで、前記主燃料インジェクタの第２の部分に燃料を供給する、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分は、約１２０度にわたって延びる燃料インジェクタの円弧状セグメントを含み、前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分もまた、約２４０度にわたって延びる燃料インジェクタの円弧状セグメントを含む、請求項２６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ガスタービン燃焼器におけるエミッションを低減するために燃焼システムを作動させる方法に関する。より具体的には、燃焼器のための燃料段付けにおける改良が提供される。
【０００２】
発明の背景
ガス駆動式タービンからの汚染エミッションの量を低減する努力において、政府省庁は、窒素酸化物（ＮＯｘ）および一酸化炭素（ＣＯ）の量の低減を要求する多くの規則を制定してきた。より少ない燃焼エミッションは、しばしば、特に燃料インジェクタ位置および混合効率に関して、より効率的な燃焼プロセスに帰することができる。
【０００３】
初期の燃焼システムは、拡散型ノズルを利用していた。拡散型ノズルでは、燃料は、火炎領域の近くで、拡散によって、燃料ノズルの外部の空気と混合される。拡散型ノズルは、十分な燃焼器安定性および低い燃焼ダイナミクスを維持するために燃料と空気とが高温において化学量論的に燃焼することにより、大量のエミッションを発生する。
【０００４】
燃焼技術の向上は、予混合の利用であり、燃料と空気は燃焼前に混合され、均質な混合物を形成する。均質な混合物は、拡散型火炎よりも低温で燃焼し、より少ないＮＯｘエミッションを発生する。予混合は、それが燃焼領域の上流である限り、燃料ノズルの内部または外部において行い得る。従来の予混合燃焼器の一例が図１に示されている。燃焼器８は複数の燃料ノズル１８を有しており、各燃料ノズル１８は、燃料を予混合キャビティ１９内へ噴射する。予混合キャビティ１９において、燃料は、プレナム１０からの圧縮空気６と混合された後、燃焼室２０へ進入する。燃料と空気とを燃焼前に予混合することにより、燃料と空気はより均質な混合物を形成し、この均質な混合物はより完全に燃焼する結果、エミッションが少なくなる。しかしながら、この構成では、燃料は、燃焼器の比較的同じ平面において噴射され、混合長さを変化することによるあらゆる改良の可能性を妨げる。
【０００５】
予混合およびより少ないエミッションの代替手段は、複数の燃焼段によって達成することができ、これは、負荷が増大するにつれて予混合を高める。ここで図２を参照すると、従来の多段燃焼器の一例が示されている。燃焼器３０は、狭いのど領域３４を有するベンチュリ管３３によって分離された、第１の燃焼室３１と第２の燃焼室３２とを有している。負荷条件に応じて燃焼が第１または第２の燃焼室においてまたは両燃焼室において生じることができるが、ノズル領域３５を通じて噴射される燃料が、第２の燃焼室３２において燃焼する前に第１の燃焼室３１において圧縮空気と完全に混合されたときに最も低いエミッションレベルが生じる。したがって、ベンチュリ管を備えたこの多段燃焼器は、より高い負荷条件においてより効果的である。
【０００６】
ガスタービンエンジンは、様々な動力設定で運転することが要求される。ガスタービンエンジンが、発電機を駆動するように接続されている場合、エンジンの所要の出力は、しばしば、発電機における負荷の大きさ、または発電機によって発生されなければならない電力に従って測定される。全負荷条件とは、発電機から最大出力が引き出される状態であり、したがって、発電機を駆動するためにエンジンから最大動力を必要とする。これは、発電に使用される陸上ガスタービンのための最も一般的な運転状態である。しかしながら、しばしば電力需要は発電機の全容量を必要とせず、オペレータは、エンジンをより低い負荷設定で運転させたいので、要求される負荷のみが発生され、これによって、燃料を節約し、運転コストを削減している。従来の燃焼システムは、より低い負荷設定、特に５０％未満の負荷において不安定になることが知られており、許容できないレベルのＮＯｘおよびＣＯエミッションをも発生する。これは、主に、ほとんどの燃焼システムが、高負荷設定において最も効率的な運転のために段付けされていることによるものである。潜在的に不安定な燃焼と、より高いエミッションとの組合せは、しばしば、エンジンオペレータがエンジンをより低い負荷設定で運転することを妨げ、エンジンをより高い設定で運転させ、これにより、付加的な燃料を燃焼させるか、または停止させ、これにより、部分負荷需要から発生することができたであろう貴重な収入を失っている。
【０００７】
エンジンを停止させることに関する１つの問題は、エンジンハードウェアによって付加的なサイクルが行われるということである。サイクルとは、一般的に、エンジンが、通常運転エンベロープを通過することであると定義される。すなわち、エンジンを停止させることによって、エンジンハードウェアは付加的なサイクルを蓄積する。エンジン製造者は、通常、運転時間または同等の運転サイクルに関してハードウェア寿命を格付けする。したがって、付加的なサイクルを行うことは、ハードウェア寿命を短縮する可能性があり、これは、エンジンオペレータの支払において早期の修理または交換を必要とする。必要なことは、部分負荷条件および全負荷条件において火炎安定性および低エミッション利益を提供することができ、これにより、エンジンをより低い負荷条件において効率的に運転させることができ、これにより、高負荷運転が要求されていないときの燃料の廃棄を排除するかまたはシャットダウン時のエンジンハードウェアにおける付加的なサイクルを発生する、システムである。
【０００８】
発明の概要
本発明は、ガスタービンエンジンを作動させる方法、より具体的には、エンジンのターンダウン効率を改良するようにガスタービン燃焼器を作動させる方法を開示する。本発明の１つの実施の形態では、燃焼器を作動させる方法は、燃料をパイロットノズルに供給し、パイロットノズルからの燃料を点火し、付加的な燃料をパイロットチューンインジェクタに供給することを含む。この方法は、燃料を燃焼器主燃料インジェクタの第１の部分へ供給し、主燃焼火炎を形成するためにこの燃料を点火し、燃料を燃焼器主燃料インジェクタの第２の部分へ供給し、主燃焼火炎を維持するためにこの燃料を点火することも開示する。
【０００９】
本発明の択一的な実施の形態では、ガスタービン燃焼器において燃料を段付けするためのコンピュータ化された方法が提供される。この方法は、パイロットノズルと、パイロットチューンインジェクタのセットと、燃料インジェクタの主セットとを有する燃焼器を、４つの異なる作動モードで作動させる方法を提供する。それぞれの連続した作動モードは、燃焼器へ付加的な燃料流を加える。
【００１０】
本発明のさらに別の実施の形態では、一酸化炭素生成を制御しながらガスタービン燃焼器のターンダウン能力を改良する方法が開示される。この方法は、燃料インジェクタの環状の配列の第１の部分および第２の部分への燃料流を調整し、ガスタービン燃焼器のコアセクションにおける１つまたは複数のインジェクタへの燃料流を調整し、コアセクションは、パイロットノズルと、パイロットノズルをチューニングするためのインジェクタのセットとを有する。これらの燃料回路の調整により、全体的な燃料流を減じることができ、許容できるエミッションレベルの範囲での作動を維持しながらターンダウン能力を維持することができる。
【００１１】
本発明の別の実施の形態では、燃焼器を作動させる方法は、パイロット燃料ノズルおよびパイロットチューンインジェクタの段へ燃料を供給することを含む。これらの回路を通じて噴射された燃料は、点火され、次いで、主燃料インジェクタの第１の部分を通じて付加的な燃料が加えられ、この付加的な燃料は点火され、主燃焼火炎を発生する。次いで、燃料は主燃料インジェクタの第２の部分へ供給され、次いで、この付加的な燃料は点火され、主燃焼火炎をさらに維持する。
【００１２】
本発明の付加的な実施の形態では、燃焼器を作動させる方法は、燃料をパイロットノズルへ供給し、この燃料を点火して種火を形成することを含む。主燃料インジェクタの第１の部分へ燃料を供給することにより、燃焼器に付加的な燃料が加えられる。主インジェクタの第１の部分を通じて加えられた燃料は、点火され、主燃焼火炎を形成する。次いで、燃料は主燃料インジェクタの第２の部分へ供給され、点火され、主燃焼火炎をさらに維持する。
【００１３】
本発明の付加的な利点および特徴は、以下に続く説明において部分的に示され、部分的に以下の説明の検討により当業者に明らかになるか、または本発明の実施によって学ばれ得る。ここで、添付の図面を特に参照して、本発明を説明する。
【００１４】
添付の図面を参照して、本発明を以下で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来のガスタービン燃焼器の断面図である。
【図２】従来の択一的な燃焼器の断面図である。
【図３】本発明の１つの実施の形態によるガスタービン燃焼器の断面図である。
【図４】本発明の１つの実施の形態による、図１のガスタービン燃焼器の端面図である。
【図５】本発明の１つの実施の形態によるガスタービンを制御する方法を示す流れ図である。
【図６Ａ】第１のモードにおいて作動する、本発明の１つの実施の形態によるガスタービン燃焼器の断面図である。
【図６Ｂ】第２のモードにおいて作動する、本発明の１つの実施の形態によるガスタービン燃焼器の断面図である。
【図６Ｃ】第３のモードにおいて作動する、本発明の１つの実施の形態によるガスタービン燃焼器の断面図である。
【図６Ｄ】第４のモードにおいて作動する、本発明の１つの実施の形態によるガスタービン燃焼器の断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｄの第４のモードの変更された態様において作動する、本発明の１つの実施の形態によるガスタービン燃焼器の断面図である。
【図７Ａ】第１のモードにおいて作動する、本発明の１つの実施の形態によるガスタービン燃焼器の端面図である。
【図７Ｂ】第２のモードにおいて作動する、本発明の１つの実施の形態によるガスタービン燃焼器の端面図である。
【図７Ｃ】第３のモードにおいて作動する、本発明の１つの実施の形態によるガスタービン燃焼器の端面図である。
【図７Ｄ】第４のモードにおいて作動する、本発明の１つの実施の形態によるガスタービン燃焼器の端面図である。
【図８】本発明の択一的な実施の形態によるガスタービンを制御する方法を示す流れ図である。
【図９】本発明のさらに別の実施の形態によるガスタービンを制御する方法を示す流れ図である。
【００１６】
発明の詳細な説明
引用により、本願は、米国特許第６９３５１１６号明細書、米国特許第６９８６２５４号明細書、米国特許第７１３７２５６号明細書、米国特許第７２３７３８４号明細書、米国特許第７３０８７９３号明細書、米国特許第７５１３１１５号明細書および米国特許第７６７７０２５号明細書の内容を含む。
【００１７】
本発明は、ガスタービンエンジンのターンダウン能力を改良するために燃焼システムを作動させる方法を開示する。すなわち、開示された発明の実施の形態は、発電機からの動力の需要がより小さく、要求されるエンジンからの出力がより小さいときに、ガスタービン燃焼器内の改良された燃焼安定性のための手段を提供する。
【００１８】
ここで、図３から図９に関して本発明を説明する。本発明の改良された作動方法を適用することができるガスタービン燃焼器の１つの実施の形態が、図３に示されている。燃焼システム３００は、長手方向軸線Ａ−Ａを中心に延びており、所定量の圧縮空気を燃焼ライナ３０４の外面に沿って方向付けるために流れスリーブ３０２を有する。主燃料インジェクタ３０６は、燃焼ライナ３０４の半径方向外側に位置決めされており、燃焼ライナ３０４に進入する前に、燃焼ライナ３０４の外面の一部に沿って圧縮空気と混合するための燃料を供給するように設計されている。主燃料インジェクタ３０６によって噴射された燃料は、圧縮空気と混合され、燃焼ライナ３０４の入口領域に向かって前方へ移動し、入口領域において、燃料／空気混合物は次いで方向を反転させ、燃焼ライナ３０４に進入する。燃焼システムのための種火を提供および維持するためのパイロット燃料ノズル３０８は、概して長手方向軸線Ａ−Ａに沿って延びている。種火は、燃焼システム３００の燃料インジェクタの複数の段を点火、支持および維持するために使用される。
【００１９】
燃焼システム３００は、半径方向に段付けされた予混合器３１０をも有している。予混合器３１０は、端部カバー３１２を有しており、端部カバー３１２は、燃焼システム３００の長手方向軸線Ａ−Ａを中心に延びる第１の燃料プレナム３１４と、第１の燃料プレナム３１４の半径方向外側に位置決めされており、第１の燃料プレナム３１４と同心状の第２の燃料プレナム３１６とを有する。半径方向に段付けされた予混合器３１０は、半径方向流入スワーラ３１８をも有しており、半径方向流入スワーラ３１８は、燃焼システム３００の長手方向軸線Ａ−Ａに対して少なくとも部分的に垂直な方向に向けられた複数のベーン３２０を有する。
【００２０】
パイロット燃料ノズル３０８は、燃料供給部（図示せず）に接続されており、種火３５０を供給するために燃料を燃焼システム３００に提供し、種火３５０は、概して長手方向軸線Ａ−Ａに沿って位置決めされている。燃料プレナム３１４および３１６と、半径方向流入スワーラ３１８と、複数のベーン３２０とを有する半径方向に段付けされた予混合器３１０は、燃料空気混合物を、種火３５０に付加的な燃料を供給するためのベーン３２０を通って、パイロットチューン段もしくはＰチューン３５２によって提供する。
【００２１】
上述のように、燃焼システム３００は、主燃料インジェクタ３０６も有する。図３に示された本発明の実施の形態の場合、主燃料インジェクタ３０６は、燃焼ライナ３０４の半径方向外側に配置されており、燃焼ライナ３０４の周囲に環状の配列で広がっている。主燃料インジェクタ３０６は、主燃料段の周囲に沿って均等または不均等に延びる１つまたは複数の部分および段を有してもよい。説明されている発明のための１つの適用例として、主燃料インジェクタは、２つの段、すなわち第１の部分および第２の部分に分割されている。第１の部分は、約１２０度にわたって延びているのに対し、第２の部分は、ほぼ残りの２４０度のスパンにわたって延びている。図４に示したように、主燃料インジェクタ３０６の第１の部分は、メイン１火炎３５４を発生し、主燃料インジェクタ３０６の第２の部分は、メイン２火炎３５６を発生する。
【００２２】
図４を参照すると、図３のガスタービン燃焼器内を前方に向かって見た後面図が示されている。図４は、燃焼システム３００内の火炎位置のそれぞれの半径方向および周方向の位置を明らかに示しており、中央におけるパイロット火炎３５０と、パイロット火炎３５０の半径方向外側に配置されたパイロットチューン段３５２と、パイロットチューン段３５２の半径方向外側に配置されたメイン１火炎３５４およびメイン２火炎３５６とが示されている。
【００２３】
上述のように、ガスタービンエンジンは、複数の燃焼器を有する。概して、議論のために、ガスタービンエンジンは、ここに開示されるような低エミッション燃焼器を有してよく、ガスタービンエンジンの周囲に缶型環状構成で配置されていてよい。ガスタービンエンジンの１つのタイプ（例えばヘビーデューティガスタービンエンジン）には、通常、６〜１８個の個々の燃焼器が設けられていてよいが、このような数に限定されない。各燃焼器は、上に概説した構成部材によって取り付けられている。したがって、ガスタービンエンジンのタイプに基づいて、ガスタービンエンジンを作動させるために利用される複数の異なる燃料回路があり得る。本発明の１つの形態では、４つの燃料回路が用いられている。しかしながら、特定の燃料回路および関連する制御機構を、より少ないまたは付加的な燃料回路を有するように変更することができると考えられる。
【００２４】
本発明が作動する燃焼システム３００の物理的配列を説明したが、ここで、この燃焼システムのための作動方法の詳細な説明のために図５から図９までを参照する。本発明は、チューニングおよび作動柔軟性のために４つの燃料段を利用する。より具体的には、図５に関して、図３の燃焼システム３００を作動させる方法５００が示されており、この場合、より低い負荷設定における作動を許容できるように燃焼安定性を高めるため、４つの異なる燃料段が用いられている。まずステップ５０２において、ガスタービン燃焼器のパイロット燃料ノズルに燃料が供給される。次いで、ステップ５０４において、パイロット燃料ノズルからの燃料が点火され、種火を形成する。この点火は、火花点火器またはトーチ点火器などの様々な点火源によって生じることができる。パイロット燃料ノズルは概して、燃焼器の長手方向軸線に沿って配置されており、結果として生じる種火も、概して長手方向軸線に沿って配置されている。種火を形成するためにパイロット燃料ノズルに燃料を供給し、燃料を点火するこれらのステップは、燃焼システムの作動のモード１と考えられ、パイロット燃料ノズルの点火もしくは“ライトオフ”で始まる作動範囲内で作動し、“フルスピード負荷なし”もしくは“ＦＳＮＬ”条件を通じて継続する。ＦＳＮＬは、上述のように、タービンおよび圧縮機が、最大の設計回転速度で作動しているエンジン作動条件であり、最大の設計回転速度とは、６０Ｈｚエンジンの場合、毎分約３６００回転であるが、負荷は発電機によって加えられていない。燃焼システムのモード１運転の説明が、図６Ａおよび図７Ａに示されている。
【００２５】
当業者が理解するように、火炎は本来、せん断層を含んでいる。一般的に言えば、せん断層もしくは境界層は、大きな速度勾配が存在し得る流れの領域である。火炎のせん断層は、火炎の最も外側の縁部と、非可燃性の周囲または隣接する火炎との間の、共有領域である。
【００２６】
燃料インジェクタの主セットからの燃料の点火は、種火のせん断層の燃料／空気比を制御することができることにより、より容易にかつ確実に生じることができる。より具体的には、予混合通路における最も外側の半径方向位置における燃料の供給を局所的に増大させることにより、結果として生じる種火のせん断層における燃料の濃度が高められる。その結果、濃度が高められたせん断層により、主インジェクタは、多くのエネルギを必要とすることなく、より容易にかつ確実に点火することができ、ひいてはその結果、主燃料インジェクタの点火中の脈動レベルが低下する。
【００２７】
せん断層への燃料流を局所的に高濃度にすることができることの付加的な利点は、主インジェクタによって噴射された燃料を点火する安定したプロセスを維持することができるということである。すなわち、予混合される燃焼システムでは、燃料流レベルは、従来、エミッションを低減するために可能な限り希薄に保たれる。選択的な時間の間にせん断層に燃料を局所的に加えることによって、より燃料の多い混合物が形成され、これにより、せん断層領域における燃料／空気比を高める。より燃料の多い混合物は、点火を発生させるためのより好ましい条件を提供し、火炎の安定性を高める。火炎が点火されると、火炎の安定性を損なうことなく、燃料濃度のレベルを、より希薄な混合物へ減じることができる。
【００２８】
ステップ５０６において、ステップ５０２におけるように、パイロットチューン段インジェクタのセットにも供給されながら、燃料はパイロット燃料ノズルに供給され続ける。パイロットチューン段インジェクタは、パイロット燃料ノズル３０８の半径方向外側に配置された、半径方向流入スワーラ３１８の複数のベーン３２０に配置されており、周囲空気流と混合するように端部カバーの燃料プレナムから燃料を噴射する。この燃料−空気混合物は、次いで、種火に沿って通過し、種火を増強および補助し、かつ種火のせん断層を高濃度にするために使用される。パイロット燃料ノズルと、パイロットチューン段インジェクタのセットとが一緒に作動することは、燃焼システムの作動のモード２と考えられる。モード２は、ライトオフから約１０％負荷まで作動することができる。燃焼システムのモード２作動の説明が、図６Ｂおよび図７Ｂに示されており、これらの図には、パイロットチューン段からの燃料／空気混合物が、種火の半径方向外側に、種火を包囲するように示されている。
【００２９】
次に、ステップ５０８において、燃焼システムは、作動のモード３に入る。モード３では、燃料が、いまだパイロット燃料ノズル、およびパイロットチューン段インジェクタのセットにも供給されながら、主燃料インジェクタの第１の部分に供給される。上述のように、燃焼システムの主燃料インジェクタ３０６は、燃焼ライナの周囲に環状の配列で配置されており、２つの部分、すなわち燃焼ライナ３０４の周囲に約１２０度にわたって延びる第１の部分と、燃焼ライナ３０４の周囲に約２４０度にわたって延びる第２の部分とに分割されている。ステップ５１０において、ステップ５０８において主燃料インジェクタの第１の部分によって噴射された燃料は点火され、主燃焼火炎を形成する。モード１および２を通じて形成された種火の結果、主燃焼火炎の点火が生じる。しかしながら、この主燃焼火炎を点火するために、燃焼システムは、通常、（モード２の終了時に）、モード３への移行時において、パイロットチューン段に燃料を加えることによってこの点まで高まり、パイロットチューン段を介して加えられた燃料は、次いで、主燃料インジェクタの第１の部分へ移送される。これは、モード３への効率的で、静かな移行を保証する。ライトオフで始まり、約１０％負荷条件を通じて、主インジェクタの第１の部分に燃料を供給することができる。燃焼システムのモード３作動の説明が、図６Ｃおよび図７Ｃに示されており、この場合、モード３において形成された主燃焼火炎は、インジェクタのパイロットチューン段からの燃料−空気混合物の半径方向外側に配置されている。
【００３０】
ステップ５１２において、燃焼システムは、モード４で作動し、この場合、燃料は、主燃料インジェクタの第２の部分に供給されるとともに、主燃料インジェクタの第１の部分、パイロット燃料ノズルおよびインジェクタのパイロットチューン段にも供給される。すなわち、作動のモード４においては、燃料は、燃焼システムの全ての４つの回路を流れており、今や全ての主燃料インジェクタへ流れている。その結果、燃料の３６０度のリングが、主燃料インジェクタから、通過する空気流内へ、燃焼ライナの半径方向外側に噴射される。ステップ５１４において、主燃料インジェクタの第２の部分によって噴射された燃料は、主燃料インジェクタの第１の部分から噴射された燃料によって形成された主燃焼火炎により、点火される。これがモード４作動である。ライトオフで始まって、約２５％負荷条件を通じて、主燃料インジェクタの第２の部分を通じて燃料を噴射することができる。燃料は、約１００％負荷条件またはベース負荷条件とも呼ばれる条件までこれらの回路を流れ続ける。モード４における作動は、燃焼システムのための広い、安定した作動範囲を提供する。燃焼システムのモード４作動の説明が、図６Ｄおよび図７Ｄに示されており、これらの図では、主燃焼火炎は、モード４における燃料噴射によって増強され、種火の周囲に周方向に延びている。
【００３１】
燃焼システムが、ベース負荷または１００％負荷条件に達し、燃料が全ての４つの回路を通流していると、燃焼器のコアに燃料を供給する回路のうちの１つまたは複数への燃料流を調整することができる。これは、図６Ｅに示したように、調整されたパイロット燃料ノズル流３６０および／またはパイロットチューン段３６２への調整された流れである。より低い負荷が要求されているときには、燃料の量を減じることが望ましい。しかしながら、従来、燃料流レベルが減じられるところでは、火炎温度が低下する傾向があり、これは、対応してＣＯエミッションの増大を生じる。例えば、再び図５を参照すると、ステップ５１６において、パイロット燃料ノズルおよび／またはパイロットチューン段インジェクタであるコア噴射領域への燃料流を調節することができる。しかしながら、図６Ｅに示したように、パイロット燃料ノズルおよび／またはインジェクタのパイロットチューン段への燃料流を調整しながら主燃料インジェクタの第１の部分および第２の部分への燃料流を維持することによって、主燃焼火炎は、完全なリングの状態で、種火よりも高い温度にとどまる。すなわち、より高温の主燃焼火炎は、より低温の種火によって発生されたＣＯを消費する。モード４のこの調整は、図６Ｅに示されており、燃焼システムの通常の予混合作動の間に生じる。
【００３２】
当業者が理解するように、エンジンから要求されている動力が低減またはターンダウンされるときは、エンジンの作動を依然として維持しながらエンジン出力を有効に減じることが望ましい。エンジンのより小さな動力が要求されているときは、燃焼プロセスにおいてより少ない燃料が必要とされる。したがって、エンジンをターンダウンするために、燃料流も減じなければならない。しかしながら、上述のように、燃料流レベルが減じられるときには、火炎温度が低下する傾向があり、これは、対応してＣＯエミッションの増大を生じる。したがって、エンジンをエミッション規制の範囲に保つために、この付加的なＣＯを十分に焼失させる必要がある。ＣＯエミッションを焼失させる１つの方法は、主燃料インジェクタの第１の部分および第２の部分によって発生された主燃焼火炎をできるだけ高温に保つことである。これは、燃料インジェクタへの燃料流の慎重な調整によって達成することができる。より具体的には、コア領域（パイロット燃料ノズルおよび／またはパイロットチューン段インジェクタ）への燃料流が減じられ、主段インジェクタの第１の部分および第２の部分への燃料流が僅かに増大される。正味全体効果は、燃焼器へのより低い合計燃料流量であるが、パイロット領域への燃料流は減少するかまたは消滅させられるので、パイロットおよび／またはパイロットチューン段よりも高い比の燃料が、主火炎を維持するために方向付けられる。
【００３３】
燃料流を供給するステップ、および噴射された燃料の点火が、引き続き説明されるが、当業者は、噴射されたばかりの燃料の点火により生じる火炎を維持するためには、燃料流が継続されなければならず、さもないと、結果として生じる火炎が消滅することを理解するであろう。すなわち、燃料供給／噴射のステップは、燃料の点火の前および燃料の点火と同時に生じる必要がある。
【００３４】
本発明の択一的な実施の形態では、燃焼システム３００は、上述のように、パイロット燃料ノズルと、パイロットチューンインジェクタのセットと、主燃焼火炎を形成するメイン１およびメイン２の火炎への２つの回路とに燃料を提供するための、４つの主燃料回路を有する。しかしながら、燃焼ノイズおよびエミッションの改良は、最初に燃料をパイロット燃料ノズルのみに方向付けることなく、しかしながらその代わりに初期ライトオフを達成するためにパイロット燃料ノズルおよびパイロットチューン段インジェクタのセットに燃料を供給することによって、現在のハードウェアを利用して達成することができることが決定された。
【００３５】
図８を参照すると、ガスタービン燃焼器を作動させるための択一的なプロセスがプロセス８００に開示されている。ステップ８０２において、ガスタービン燃焼器のパイロット燃料ノズル、およびパイロットチューン段インジェクタのセットにまず燃料が供給される。次いで、ステップ８０４において、パイロット燃料ノズルおよびパイロットチューン段インジェクタによって噴射された燃料が点火される。パイロット領域に火炎が形成されると、パイロット燃料ノズルと、パイロットチューンインジェクタの段との燃料供給は、約１０％負荷条件を通じて継続する。次いで、ステップ８０６において、燃料は、主燃料インジェクタのセットの第１の部分へ供給される。上述のように、主燃料インジェクタのセットの第１の部分は、燃料インジェクタの約１２０度の円弧状セクションから成る。主燃料インジェクタのセットの第１の部分へ燃料が供給されながら、パイロット燃料ノズルおよびパイロットチューン段へ燃料は流れ続ける。ステップ８０８において、主燃料インジェクタのセットの第１の部分によって噴射された燃料は点火し、主燃焼火炎を形成する。主燃料インジェクタの第１の部分によって噴射された燃料は、約１０％負荷条件を通じてライトオフと同時に開始することができる。主燃料火炎が形成されると、次いで、ステップ８１０において、主インジェクタのセットの第１の部分と、パイロット燃料ノズルと、パイロットチューン段インジェクタとに燃料を供給し続けながら、主燃料インジェクタのセットの第２の部分に燃料が供給される。ライトオフおよび約２５％負荷条件において開始して、主燃料インジェクタの第２の部分に燃料を供給することができる。次いで、ステップ８１２において、主燃焼火炎を増強するために、主燃料インジェクタのセットの第２の部分によって噴射された燃料が点火される。上述の他の実施の形態のように、ステップ８１４において、燃料は、パイロットチューン段インジェクタへ流れ、パイロット燃料ノズルを、次いで、火炎安定性を高めるように調整することができる。
【００３６】
本発明のさらに別の実施の形態では、前述のように、燃料が３つの回路に供給されるが、インジェクタのパイロットチューン段には供給されない、ガスタービン燃焼器を作動させる方法が開発された。ここで図９を参照すると、ガスタービン燃焼器を作動させる方法９００は、ガスタービン燃焼器のパイロット燃料ノズルに燃料を供給するステップ９０２を含む。次いで、ステップ９０４において、パイロット燃料ノズルによって噴射された燃料は、点火され、種火を形成する。次いで、ステップ９０６において、パイロット燃料ノズルに燃料を供給し続けながら、燃料は、主燃料インジェクタのセットの第１の部分へ供給される。ライトオフおよび約１０％負荷条件において開始して、主燃料インジェクタの第１の部分に燃料を供給することができる。次いで、ステップ９０８において、主インジェクタの第１の部分からの燃料は、点火され、主燃焼火炎を形成する。
【００３７】
ステップ９１０において、主燃料インジェクタの第１の部分およびパイロット燃料ノズルにも供給されながら、燃料は、主燃料インジェクタのセットの第２の部分へ供給される。ライトオフと約２５％負荷条件との間において開始して、主インジェクタの第２の部分に燃料を供給することができる。本発明の１つのこのような実施の形態において、主インジェクタの第１の部分は、円弧状通路において約１２０度にわたって延びているのに対し、主インジェクタの第２の部分は、円弧状通路の約２４０度にわたって延びている。ステップ９１２において、主インジェクタの第２の部分によって燃焼器に供給される燃料は、点火され、主燃焼火炎を増強するように機能する。上述のように、燃料は、これらの様々な回路を通って、約１００％負荷まで流れ続ける。エンジンの作動条件に応じて、プロセスはステップ９１４において継続することができ、ステップ９１４において、パイロットノズルへの燃料流を調整することができる。上述のように、この調整は、ＣＯエミッションを制御しながらエンジンターンダウンを補助するために、パイロット燃料ノズルへの燃料流の量を減じることを含むことができる。
【００３８】
当業者が認めるであろうが、本発明は、特に、方法、システムまたはコンピュータプログラム製品として具体化されてよい。したがって、実施の形態は、ハードウェア実施形態、ソフトウェア実施形態またはソフトウェアおよびハードウェアを組み合わせた実施形態の形式をなし得る。１つの実施の形態では、本発明は、１つまたは複数のコンピュータ読取可能な媒体において具体化されたコンピュータ利用可能な命令を含むコンピュータプログラム製品などの、コンピュータ化された方法の形式を成す。
【００３９】
コンピュータ読取可能な媒体は、揮発性および不揮発性の媒体、取外し可能および取外し不能な媒体を含み、データベース、スイッチおよび様々なその他のネットワークデバイスによって読取可能な媒体を想定している。ネットワークスイッチ、ルータおよび関連するコンポーネントは、それと通信する手段であるから、本質的に慣用的である。限定ではなく、例として、コンピュータ読取可能な媒体は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を含む。
【００４０】
コンピュータ記憶媒体または機械読取可能な媒体は、情報を記憶するためのあらゆる方法または技術において実行される媒体を含む。記憶される情報の例は、コンピュータ利用可能な命令、データ構造、プログラムモジュールおよびその他のデータ表現である。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたはその他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）、ホログラフィ媒体またはその他の光学的ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置およびその他の磁気記憶デバイスを含むが、これらに限定されない。これらのメモリコンポーネントは、瞬間的、一時的または永久的にデータを記憶することができる。
【００４１】
通信媒体は、通常、データ構造およびプログラムモジュールを含むコンピュータ利用可能な命令を、調整されたデータ信号において記憶する。“調整されたデータ信号”とは、信号において情報をコード化するように設定または変更された１つまたは複数の特徴を有する伝播される信号をいう。典型的な調整されたデータ信号は、搬送波またはその他の搬送機構を含む。通信媒体は、あらゆる情報デリバリ媒体を含む。限定としてではなく、例として、通信媒体は、有線ネットワークまたは直接有線接続などの有線媒体、音波、赤外線、無線、マイクロ波、スペクトル拡散およびその他の無線媒体技術などの無線媒体を含む。上記の組合せは、コンピュータ読取可能な媒体の範囲に含まれる。
【００４２】
コンピュータ化された方法は、ガスタービンエンジンの作動システム内に組み込むことができるハードウェハの自己のピースに記憶された自立型ソフトウェアプログラムであってよいか、ガスタービンエンジンの作動システムを支配する既存のソフトウェアに組み込むように設計されたソフトウェアプログラムであることができる。
【００４３】
現時点で好適な実施の形態として知られるものについて、本発明は説明されているが、本発明は、開示された実施の形態に限定されるのではなく、反対に、以下の請求項の範囲の様々な変更および同等の配列を包含することが意図されている。本発明は、全ての観点から制限的ではなく例示的である特定の実施の形態に関して説明されている。硬化面表面以外のシュラウド面の機械加工および硬化面の運転により生じた摩耗などの、択一的な実施の形態および所要の運転は、発明の範囲から逸脱することなく、本発明が属する技術分野の当業者に明らかになるであろう。
【００４４】
前記説明から、本発明が、システムおよび方法にとって明白でかつ固有である他の利点とともに、全ての目的および課題を達成するために十分に適応されたものであることが分かる。ある特徴および準組合せは利用でき、他の特徴および準組合せを参照することなく使用されて良いことが理解されるであろう。これは、請求項の範囲によっておよび請求項範囲において考慮される。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年6月2日(2015.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン燃焼器を作動させる方法において、
前記ガスタービン燃焼器のパイロット燃料ノズルに燃料を供給し、
該パイロット燃料ノズルによって噴射された燃料を点火し、
主燃料インジェクタのセットの第１の部分に燃料を供給し、
前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分によって噴射された燃料を点火し、主燃焼火炎を形成し、
前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分に燃料を供給し、
前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分によって噴射された燃料を点火し、前記主燃焼火炎を増強させることを特徴とする、ガスタービン燃焼器を作動させる方法。
【請求項２】
前記パイロット燃料ノズルの半径方向外側に位置決めされたパイロットチューン段インジェクタのセットに燃料を供給し、
前記ガスタービン燃焼器のライトオフの間、フルスピード負荷なし（ＦＳＮＬ）条件までは、点火のために前記パイロット燃料ノズルのみに燃料を供給し、
ライトオフから約１０％負荷条件までは、点火のために前記パイロットチューン段インジェクタのセットに燃料を供給し、
ライトオフにおいて始まり約１０％負荷条件までは、点火のために前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分に燃料を供給し、かつ／または
ライトオフにおいて始まり約２５％負荷条件までは、点火のために前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分に燃料を供給する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
パイロットチューン段インジェクタのセットに燃料を供給し、前記パイロット燃料ノズルおよび／または前記パイロットチューン段インジェクタのセットに供給された燃料を調整することをさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分は、約１２０度にわたって延びる燃料インジェクタの円弧状セグメントを含み、前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分は、約２４０度にわたって延びる燃料インジェクタの円弧状セグメントを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
パイロット燃料ノズルと、該パイロット燃料ノズルをチューニングするためのパイロットチューン段インジェクタのセットと、主燃料インジェクタのセットとを有するガスタービン燃焼器において燃料を段付けするための、処理ユニットによって実施されるコンピュータ化された方法において、
燃料が前記パイロット燃料ノズルによって噴射される第１のモードで燃焼器を前記処理ユニットによって作動させ、
燃料が前記パイロット燃料ノズルと、前記パイロットチューン段インジェクタのセットとによって噴射される第２のモードで前記燃焼器を前記処理ユニットによって作動させ、
燃料が前記パイロット燃料ノズルと、前記パイロットチューン段インジェクタのセットと、前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分とによって噴射される第３のモードで前記燃焼器を前記処理ユニットによって作動させ、
燃料が前記パイロット燃料ノズルと、前記パイロットチューン段インジェクタのセットと、前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分と、前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分とによって噴射される第４のモードで前記燃焼器を前記処理ユニットによって作動させることを含むことを特徴とする、コンピュータ化された方法。
【請求項６】
前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分は、約１２０度の円弧状スパンにわたって延びており、前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分は、約２４０度の円弧状スパンにわたって延びている、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記第１のモードは、前記ガスタービン燃焼器に種火を提供し、かつ／または前記パイロットチューン段インジェクタのセットによって噴射された燃料は、前記種火を調整および補助するための付加的な燃料源を提供する、請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記第３のモードおよび前記第４のモードによって噴射された燃料は、軸方向上流へ噴射され、点火の前に方向の反転を生じ、かつ／または前記パイロット燃料ノズル、および前記パイロットチューン段インジェクタのセットに供給される燃料は、前記第４のモードで前記燃焼器を作動させた後、調節可能である、請求項５記載の方法。
【請求項９】
ガスタービン燃焼器からの一酸化炭素生成を制御しながら前記ガスタービン燃焼器のターンダウン能力を改良する方法において、
主燃料インジェクタの環状配列の第１の部分および第２の部分への燃料流を調整し、主燃焼火炎を補助し、
前記ガスタービン燃焼器のコアセクションにおける１つまたは複数の燃料インジェクタへの燃料流を調整することを特徴とする、ガスタービン燃焼器のターンダウン能力を改良する方法。
【請求項１０】
前記コアセクションにおいてパイロット燃料ノズルと、パイロットチューン段インジェクタのセットとをさらに備え、該パイロットチューン段インジェクタのセットは種火を補助するように燃料流を提供し、前記主燃料インジェクタの環状配列の第１の部分および第２の部分への燃料流を調整することは、前記第１の部分および前記第２の部分への燃料流を増大させることを含み、かつ／または前記コアセクションにおける１つまたは複数の燃料インジェクタへの燃料流を調整することは、少なくともパイロット燃料ノズルへの燃料流を減少させることを含む、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記コアセクションにおいて少なくとも１つのパイロット燃料ノズルをさらに備え、前記コアセクションにおける前記少なくとも１つのパイロット燃料ノズルへの燃料流と比較した前記主燃料インジェクタの環状配列への燃料流の比は、燃焼器への合計燃料流が減少しながら、増大する、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の部分は、約１２０度にわたって延びる前記主燃料インジェクタの環状配列を有し、前記第２の部分は、約２４０度にわたって延びる前記主燃料インジェクタの環状配列を有する、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
ガスタービン燃焼器を作動させる方法において、
前記ガスタービン燃焼器のパイロット燃料ノズルとパイロットチューン段インジェクタのセットとに燃料を供給し、
前記パイロット燃料ノズルと前記パイロットチューン段インジェクタのセットとによって噴射された燃料を点火し、
主燃料インジェクタのセットの第１の部分に燃料を供給し、
前記主燃料インジェクタのセットの第１の部分によって噴射された燃料を点火し、主燃焼火炎を形成し、
前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分に燃料を供給し、
前記主燃料インジェクタのセットの第２の部分によって噴射された燃料を点火し、前記主燃焼火炎を増強させることを特徴とする、ガスタービン燃焼器を作動させる方法。
【請求項１４】
前記主燃焼火炎への安定性を高めるために、前記パイロット燃料ノズルおよび／または前記パイロットチューン段インジェクタのセットへ供給される燃料を調整することをさらに含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
ガスタービン燃焼器のライトオフの間、約１０％負荷条件までは、前記パイロット燃料ノズルおよび前記パイロットチューン段インジェクタのセットのみに燃料を供給し、ライトオフにおいて始まり約１０％負荷条件まで、前記主燃料インジェクタの第１の部分に燃料を供給し、かつ／またはライトオフにおいて始まり約２５％負荷条件まで、前記主燃料インジェクタの第２の部分に燃料を供給する、請求項１３記載の方法。
【国際調査報告】
2015531450.tif 000019
2015531450.tif 000020
2015531450.tif 000021