(57)【要約】【課題】スワーラ組立体（２００）を提供する。【解決手段】本スワーラ組立体（２００）は、ハブ（８０）と、ハブ（８０）上に配置されたベーン（１００）と、ハブ（８０）からベーン（１００）を貫通して延びる燃料供給通路（２１０）とを含むことができる。燃料供給通路（２１０）は、ほぼ三角形の形状を含むことができる。【選択図】      図４
2007155325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハブ（８０）と、
前記ハブ（８０）上に配置されたベーン（１００）と、
前記ハブ（８０）から前記ベーン（１００）を貫通して延びる燃料供給通路（２１０）と、を含み、
前記燃料供給通路（２１０）が、ほぼ三角形の形状を含む、
スワーラ組立体（２００）。
【請求項２】
複数のベーン（１００）をさらに含む、請求項１記載のスワーラ組立体（２００）。
【請求項３】
前記複数のベーン（１００）の各々内を通る平衡ガス流をさらに含む、請求項２記載のスワーラ組立体（２００）。
【請求項４】
前記複数のベーン（１００）の各々が、燃料供給通路（２１０）を含む、請求項２記載のスワーラ組立体（２００）。
【請求項５】
前記燃料供給通路（２１０）が、ほぼ三角形の入口（２２０）を含む、請求項１記載のスワーラ組立体（２００）。
【請求項６】
前記燃料供給通路（２１０）が、その全体にわたってほぼ三角形の形状を含む、請求項１記載のスワーラ組立体（２００）。
【請求項７】
前記燃料供給通路（２１０）が、前記ベーン（１００）上の複数の燃料噴射孔（１２０）につながる、請求項１記載のスワーラ組立体（２００）。
【請求項８】
前記ベーン（１００）に結合されたシュラウド（９０）をさらに含む、請求項１記載のスワーラ組立体（２００）。
【請求項９】
ハブ（８０）と多数のベーン（１００）とを有するスワーラ（２００）を作動させる方法であって、
前記多数のベーン（１００）の各々に対して前記ハブ（８０）上に三角形状の燃料供給通路（２１０）を設ける段階と、
前記ハブ（８０）を貫通して前記燃料供給通路（２１０）の各々内に平衡状態でガスを流す段階と、
前記多数のベーン（１００）を旋回させる段階と、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、総括的にはガスタービンエンジンに関し、より具体的には、ガスタービンエンジンの燃焼器の周りで使用する空気／ガススワーラ組立体の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジンは一般的に、流入空気流を加圧するための圧縮機を含む。空気流は、燃焼器内で燃料と混合されかつ点火されて高温燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは次に、タービンに流れる。タービンは、ガスからエネルギーを取り出してシャフトを駆動する。シャフトは、圧縮機と一般的には発電機などの他の要素とに動力を与える。一般的に、燃焼ガスによる排出エミッションは関心事であり、規制限界値に従うことになる。特定のタイプのガスタービンエンジンは、低排出エミッション作動、具体的には最小の燃焼ダイナミックス、十分な自動点火及び火焔保持マージンを有する低ＮＯｘ（窒素酸化物）作動として設計されている。
【０００３】
低ＮＯｘ燃焼器は一般的に、エンジンの周辺部の周りで互いに円周方向に隣接した多数のバーナ缶の形態になっている。各バーナは、その中に配置された１つ又はそれ以上のスワーラを有することができる。スワーラは、加圧空気流及び燃料が該スワーラを通って流れる時に、それらを旋回させかつ混合するようになった多数の円周方向に間隔を置いて配置されたベーンを有することができる。
【０００４】
公知のスワーラが有する１つの問題点は、その中を通るガス流が、幾つかのベーン間で不平衡状態になる可能性があることである。流れの不均衡は、一様でない燃焼を引き起こすことになる。このような一様でない燃焼により、エミッションの増加及び場合によっては燃焼ダイナミックスの増大を招くおそれがある。正確に言えば、目標は、スワーラを通る均質な流れを促進して、より少ないエミッションを生成しながら十分な燃焼プロセスが得られるようにすることにある。
【特許文献１】米国特許第６，４３８，９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従って、燃料／空気混合を改善した、具体的にはスワーラ内を通る流れを改善したガスタービンエンジンが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
従って、本出願は、スワーラ組立体について記述する。本スワーラ組立体は、ハブと、ハブ上に配置されたベーンと、ハブからベーンを貫通して延びる燃料供給通路とを含むことができる。燃料供給通路は、ほぼ三角形の形状を含むことができる。
【０００７】
本スワーラ組立体は、多数のベーンを含むことができる。ベーンの各々内を通るガス流は、全体として平衡状態にすることができる。ベーンの各々は、燃料供給通路を含むことができる。燃料供給通路は、ほぼ三角形の入口含むことができ、
また／又は燃料供給通路は、その全体にわたってほぼ三角形の形状を有することができる。
【０００８】
燃料供給通路は、ベーン上の多数の燃料噴射孔につながる。燃料噴射孔は、ベーンの正圧側面及び／又は負圧側面上に配置することができる。シュラウドは、ベーンに結合することができる。
【０００９】
本出願はさらに、ハブ及び多数のベーンを有するスワーラを作動させる方法を提供する。本方法は、多数のベーンの各々についてハブ上に三角形状の燃料供給通路を設ける段階と、ハブを貫通して燃料供給通路の各々内に平衡状態でガスを流す段階と、多数のベーンを旋回させる段階とを含むことができる。本方法はさらに、多数のスワーラを旋回させる段階を含むことができる。
【００１０】
本出願のこれらの及び多くの他の特徴は、図面及び特許請求の範囲と共に本発明の以下の詳細な説明を精査することにより、当業者には明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に、幾つかの図全体を通して同じ参照符号が同様の要素を示す図面を参照すると、図１は、ガスタービンエンジン１０の断面図を示す。上述したように、ガスタービンエンジン１０は、流入空気流を加圧するための圧縮機を含む。加圧空気流は次に、燃焼器３０に送給され、そこで加圧空気流は、多数の流入燃料管路４０からの燃料と混合される。燃焼器３０は、多数の燃焼器缶又はバーナ５０を含むことができる。公知のように、燃料及び空気は、燃焼器缶又はバーナ５０内で混合しかつ点火することができる。高温燃焼ガスは次に、タービン６０に送給されて圧縮機２０と発電機などのような外部負荷とを駆動する。
【００１２】
公知の燃焼器缶又はバーナ５０は、本出願と同一出願人の米国特許第６，４３８，９６１号に示されている。本明細書で説明しまた本明細書の図２及び図３に示すように、燃焼器缶５０は、１つ又はそれ以上のスワーラ７０（米国特許第６，４３８，９６１号にスウォズル組立体２として記載されている）を含むことができる。米国特許第６，４３８，９６１号は、参考文献として本明細書に組み入れている。
【００１３】
図２及び図３に示すように、各スワーラ７０は、ハブ８０と一連の翼形形状の回転ベーン１００によって結合されたシュラウド９０とを含む。本明細書では、多数のベーン１００を使用することができる。ベーン１００は、該ベーンを通って流れる燃焼ガスを旋回させる。各ベーン１００は、翼形部のコアを貫通して延びる１つ又はそれ以上の天然ガス燃料供給通路１１０を含む。一般的に記述すると、公知の燃料供給通路１００は通常、その形状がほぼ三角形である。僅かに湾曲した端部を使用していることが、図２に示されている。燃料供給通路１１０は、ベーン１００内を通して天然ガスを多数の燃料噴射孔１２０に分配する。燃料噴射孔１２０は、ベーン１００の壁上に配置される。燃料噴射孔１２０は、ベーン１００の正圧側面、負圧側面及び／又はその両側面上に設置することができる。公知のように、天然ガスは、燃料噴射孔１２０から流出し、流入加圧空気流と混合される。
【００１４】
図４は、本明細書で説明するような改良型のスワーラ組立体２００を示す。スワーラ組立体２００は、ハブ８０と、シュラウド９０と、ベーン１００とを含む。しかしながら、スワーラ組立体２００はまた、多数の全体として三角形状の燃料供給通路２１０を含む。燃料供給通路２１０は、ガス流がほぼ直線的な状態で流入することになるように全体として三角形の形状にされる。この直線的な流路は一般的に、ベーン１００間におけるあらゆる流れの不均衡を減少させる。燃料供給通路２１０は、その入口２２０において及び／又は該通路の長さ全体にわたって三角形の形状を有することができる。三角形の燃料供給通路２１０は、ベーン１００を貫通して延び、燃料噴射孔１２０につながる。この実施例では、３つの燃料噴射孔を使用することができるが、あらゆる数に適応することができる。
【００１５】
従って、三角形燃料供給通路２１０により、スワーラ組立体２００のベーン１００の各々内を通る全体としてより一様な燃料流が得られる。その結果、ベーン１００の各々内を通る流れは、全体として平衡状態になる。さらに、三角形燃料供給通路２１０によりまた、スワーラ２００の全てを通る群としてより一様な流体流が得られる。本明細書では、従来型の燃料供給通路１１０もまた、組合せて使用することができる。
【００１６】
以上の説明は本出願の好ましい実施形態のみに関するものであり、当業者が特許請求の範囲によって定まる本発明の全体的な技術思想及び技術的範囲並びにその均等物から逸脱せずに本明細書において数多くの変更及び修正を加えることができることは、当然明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ガスタービンエンジンの側面断面図。
【図２】公知のスワーラ組立体の斜視図。
【図３】図２のスワーラ組立体のベーンの斜視図。
【図４】本明細書に説明するようなスワーラ組立体の斜視図。
【符号の説明】
【００１８】
１０  ガスタービンエンジン
２０  圧縮機
３０  燃焼器
４０  燃料管路
５０  燃焼器缶
６０  タービン
７０  スワーラ
８０  ハブ
９０  シュラウド
１００  ベーン
１１０  燃料供給通路
１２０  燃料噴射孔
２００  スワーラ組立体
２１０  燃料供給通路
２２０  入口
【図２】
2007155325.tif 000003
【図３】
2007155325.tif 000004
【図４】
2007155325.tif 000005
【図１】
2007155325.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成19年2月7日(2007.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2007155325.tif 000007
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2007155325.tif 000008
【外国語明細書】
2007155325000001.pdf