(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼タービンエンジンを組み立てる方法を提供する。【解決手段】燃料ノズル内側噴霧空気チューブ３１６を燃焼器エンドカバープレート本体３０２に結合し、流量制御装置を燃料ノズルインサートサブ組立体３０４本体内に挿入し、燃料ノズルインサートサブ組立体を組み立てる。シール３３０，３３２を燃焼器エンドカバープレート本体と燃料ノズルインサートサブ組立体本体との間に挿入し、シールを燃焼器エンドカバープレート本体と燃料ノズルインサートサブ組立体本体との間に挿入する。燃料ノズルインサートサブ組立体を燃焼器エンドカバープレート本体に結合する。ベローズ３３４をベローズ支持部材上に挿入し、ベローズ支持部材を燃料ノズルインサートサブ組立体本体支持面上に挿入する。燃料ノズルサブ組立体３３１を組み立て、燃料ノズルサブ組立体を燃焼器エンドカバープレート本体に結合し、燃料ノズル組立体３００を組み立てる。【選択図】図３
2007183090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器エンドカバープレート本体を含む燃焼器エンドカバーサブ組立体と、
インサート本体及び少なくとも１つの流量制御装置を含む少なくとも１つの燃料ノズルインサートサブ組立体と、
少なくとも１つのチューブ壁を含む燃料ノズルサブ組立体と、
前記インサート本体、エンドカバープレート本体及びチューブ壁間に配置された複数のシールと、
を含む燃料ノズル組立体。
【請求項２】
前記流量制御装置が、前記インサート本体内に挿入された少なくとも１つのオリフィスプラグを含み、
前記オリフィスプラグが、少なくとも１つのオリフィスを含み、
前記オリフィスが、前記インサート本体内に配置され、かつ前記燃料ノズル組立体に関連した所定の燃料流量及びパターンを可能にするような寸法にされる、
請求項１記載の燃料ノズル組立体。
【請求項３】
前記オリフィスプラグが、所定の燃料流量及びパターンが間違って変更される可能性を軽減するように、前記インサート本体内に固定状態で挿入される、
請求項２記載の燃料ノズル組立体。
【請求項４】
前記複数のシールが、環状拡散燃料通路の少なくとも一部分内で前記インサート本体と前記エンドカバープレート本体との間に挿入された少なくとも１つの実質的に環状のシールを含む、請求項１記載の燃料ノズル組立体。
【請求項５】
前記複数のシールが、オリフィス前置予混合燃料アニュラスの少なくとも一部分内で前記インサート本体と前記エンドカバープレート本体との間に挿入された少なくとも１つの実質的に環状のシールを含む、請求項１記載の燃料ノズル組立体。
【請求項６】
前記複数のシールが、環状拡散燃料通路の少なくとも一部分内で前記インサート本体と少なくとも１つのチューブとの間に挿入された少なくとも１つの実質的に環状のベローズを含む、請求項１記載の燃料ノズル組立体。
【請求項７】
前記複数のシールが、Ｗ−シール、Ｃ−シール及びＥ−シールの少なくとも１つを含む、請求項１記載の燃料ノズル組立体。
【請求項８】
圧縮機と、
少なくとも１つの燃料源と、
前記圧縮機と流れ連通状態になった燃焼器と、を含み、
前記燃焼器が、燃料ノズル組立体を含み、
前記燃料ノズル組立体が、燃焼器エンドカバーサブ組立体と、少なくとも１つの燃料ノズルインサートサブ組立体と、燃料ノズルサブ組立体と、複数のシールとを含み、
前記カバーサブ組立体が、燃焼器エンドカバープレート本体を含み、
前記インサートサブ組立体が、インサート本体と少なくとも１つの流量制御装置とを含み、
前記流量制御装置が、エンジン内での実質的に反復可能な所定の燃料分配を可能にするように構成され、
前記燃料ノズルサブ組立体が、少なくとも１つのチューブ壁を含み、
前記シールが、前記インサート本体、エンドカバープレート本体及びチューブ壁間に挿入される、
燃焼タービンエンジン。
【請求項９】
前記流量制御装置が、前記インサート本体内に挿入された少なくとも１つのオリフィスプラグを含み、
前記オリフィスプラグが、少なくとも１つのオリフィスを含み、
前記オリフィスが、前記インサート本体内に配置され、かつ前記燃料ノズル組立体に関連した所定の燃料流量及びパターンを可能にするような寸法にされる、
請求項８記載の燃焼タービンエンジン。
【請求項１０】
前記オリフィスプラグが、所定の燃料流量及びパターンが間違って変更される可能性を軽減するように、前記インサート本体内に固定状態で挿入される、請求項９記載の燃焼タービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的には回転機械に関し、より具体的には、燃焼タービンエンジンを組み立てるための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの公知の燃焼タービンエンジンは、燃焼器内で燃料−空気混合気を燃焼させ、燃焼ガスストリームを生成し、高温ガス通路を介してこの燃焼ガスストリームをタービンに送る。加圧空気は、圧縮機によって燃焼器に送られる。燃焼器組立体は一般的に、燃焼器の燃焼領域への燃料及び空気の送給を可能にする燃料ノズルを有する。タービンは、燃焼ガスストリームの熱エネルギーを、タービンシャフトを回転させる機械的エネルギーに変換する。タービンの出力は、例えば発電機又はポンプなどの機械を駆動するために使用することができる。
【０００３】
多くの公知の燃料ノズル組立体は、多様な材料で作られ、ろう付け継手で互いに結合された多様な構成部品を有する。ろう付け継手を含むこれらの材料は、異なる熱膨張収縮率及び大きさを有する異なる熱膨張特性を有する可能性がある。
【０００４】
燃料ノズル組立体は通常、燃焼器組立体の燃焼領域の近傍内に位置する。燃焼領域の近傍に位置するため、ノズル及びそれらの構成部品は、実質的に約２４℃（７５°Ｆ）の室温から約１３１６℃〜１５９３℃（２４００°Ｆ〜２９００°Ｆ）の作動温度までの範囲の温度変化を受けることになる。従って、燃料ノズル組立体材料の異なる熱膨張収縮特性と共に大きな範囲の温度変化により、燃焼器エンドカバー及び燃料ノズルインサートに関連したろう付け継手を含むろう付け継手内に応力が生じることになる。
【特許文献１】米国特許第６，９２３，００２Ｂ２号公報
【特許文献２】米国特許第６，８８３，３２９Ｂ１号公報
【特許文献３】米国特許第５，６８５，１３９号公報
【特許文献４】米国特許第５，６４４，９１８号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここでは、燃焼タービンエンジンを組み立てる方法が開示される。この方法は、少なくとも１つの燃料ノズル内側噴霧空気チューブを燃焼器エンドカバープレート本体に結合する段階と、少なくとも１つの流量制御装置を燃料ノズルインサートサブ組立体本体内に挿入することによって燃料ノズルインサートサブ組立体を組み立てる段階とを含む。本方法はさらに、少なくとも１つのシールを燃焼器エンドカバープレート本体と燃料ノズルインサートサブ組立体本体との間かつ環状拡散燃料通路の少なくとも一部分内に挿入する段階と、少なくとも１つのシールを燃焼器エンドカバープレート本体と燃料ノズルインサートサブ組立体本体との間かつオリフィス前置予混合燃料アニュラスの少なくとも一部分内に挿入する段階とを含む。本方法はまた、燃料ノズルインサートサブ組立体本体を燃焼器エンドカバープレート本体に結合する段階と、少なくとも１つのベローズをベローズ支持部材上に挿入する段階と、ベローズ支持部材を燃料ノズルインサートサブ組立体本体支持面上に挿入する段階と、少なくとも１つの半径方向外側チューブ、少なくとも１つの半径方向内側チューブ、少なくとも１つの中間チューブ及び少なくとも１つの燃料ノズル取付けフランジを結合することによって燃料ノズルサブ組立体を組み立てる段階とを含む。本方法はさらに、燃料ノズルサブ組立体を燃焼器エンドカバープレート本体に結合することによって燃料ノズル組立体を組み立てる段階を含む。
【０００６】
一つの態様では、燃料ノズル組立体を提供する。本燃料ノズル組立体は、燃焼器エンドカバーサブ組立体と、少なくとも１つの燃料ノズルインサートサブ組立体と、燃料ノズルサブ組立体とを含む。カバーサブ組立体は、燃焼器エンドカバープレート本体を含む。インサートサブ組立体は、インサート本体と少なくとも１つの流量制御装置とを含む。燃料ノズルサブ組立体は、少なくとも１つのチューブを含む。本燃料ノズル組立体はまた、複数のシールを含む。シールは、インサート本体、エンドカバープレート本体及びチューブの壁間に挿入される。
【０００７】
別の態様では、燃焼タービンエンジンを提供する。本エンジンは、圧縮機を含む。本エンジンはまた、少なくとも１つの燃料源と、圧縮機と流れ連通状態になった燃焼器とを含む。燃焼器は、燃料ノズル組立体を含み、燃料ノズル組立体は、燃焼器エンドカバーサブ組立体と、少なくとも１つの燃料ノズルインサートサブ組立体と、複数のシールとを含む。カバーサブ組立体は、燃焼器エンドカバープレート本体を含む。インサートサブ組立体は、インサート本体と少なくとも１つの流量制御装置とを含む。流量制御装置は、エンジン内での実質的に反復可能な所定の燃料分配を可能にするように構成される。シールは、インサート本体、エンドカバープレート本体及びチューブの壁間に挿入される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、例示的な燃焼タービンエンジン１００の概略図である。エンジン１００は、圧縮機１０２と燃焼器１０４とを含む。燃焼器１０４は、燃焼領域１０５と燃料ノズル組立体１０６とを含む。エンジン１００はまた、タービン１０８と共通の圧縮機／タービンシャフト１１０（ロータ１１０と呼ぶこともある）とを含む。１つの実施形態では、エンジン１００は、サウスカロライナ州グリーンビル所在のＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｃｏｍｐａｎｙから購入可能な７ＦＢ型エンジンと呼ばれることもあるＭＳ７００１ＦＢ型エンジンである。本発明は、いずれか１つの特定エンジンに限定されるものではなく、例えばＧｅｎｅｒａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ＣｏｍｐａｎｙのＭＳ７００１ＦＡ（７ＦＡ）、ＭＳ９００１ＦＡ（９ＦＡ）及びＭＳ９００１ＦＢ（９ＦＢ）エンジンモデルを含むその他のエンジンに関連して実施することができる。
【０００９】
作動中、空気が圧縮機１０２を通って流れ、加圧された空気は、燃焼器１０４に供給される。具体的には、十分な量の加圧空気が、燃焼器１０４と一体形になった燃料ノズル組立体１０６に供給される。幾つかの燃焼器では、圧縮機１０２からの空気流の少なくとも一部分が希釈用空気サブシステムに分配され、また大多数の燃焼器は、少なくとも幾らかのシール漏れを生じる。組立体１０６は、燃焼領域１０５と流れ連通状態になっている。燃料ノズル組立体１０６はまた、燃料源（図１には図示せず）と流れ連通状態になっており、燃料及び空気を燃焼領域１０５に送る。燃焼器１０４は、例えば天然ガス及び／又は燃料オイルなどの燃料に点火しかつこれを燃焼させ、それによって、約１３１６℃〜１５９３℃（２４００°Ｆ〜２９００°Ｆ）の高温燃焼ガスストリームを生成する。燃焼器１０４は、タービン１０８と流れ連通状態になっており、タービン１０８は、ガスストリームの熱エネルギーを機械的回転エネルギーに変換する。タービン１０８は、ロータ１１０に回転可能に結合されかつ該ロータ１１０を駆動する。圧縮機１０２もまた、シャフト１１０に回転可能に結合される。この例示的な実施形態では、複数の燃焼器１０４及び燃料ノズル組立体１０６が設けられる。以下の説明においては、そうでないことを示さない限り、各構成部品の１つのみについて論じることにする。
【００１０】
図２は、燃焼器１０４（図１に示す）の構成部品として燃焼タービンエンジン１００（図１に示す）に使用することができる例示的な燃料ノズル組立体２００の部分図である。組立体２００は、少なくとも１つの燃料供給管２０２と噴霧空気カートリッジサブ組立体２０３とを含む。サブ組立体２０３は、複数の内側噴霧空気チューブ２０５に結合された複数の空気供給チューブ２０４を含む。組立体２００はまた、燃焼器エンドカバーサブ組立体２０６を含む。カバーサブ組立体２０６は、空気及び燃料を送るための複数の開放通路（さらに後述する）と、エンドカバープレート本体２０８と、複数のエンドカバー対燃焼器ケーシングファスナ２１０とを含む。この例示的な実施形態では、本体２０８は、機械加工工程を使用して形成され、機械加工工程には、それに限定されないが、複数の予混合燃料供給通路２１８と、拡散燃料供給通路２２０と、複数の噴霧空気供給チューブ２０４と、燃料ノズルインサートサブ組立体２１２（さらに後述する）と、複数のエンドカバー対燃焼器ケーシングファスナ２１０と、複数のインサート対エンドカバーファスナ２１４と、複数のキャップ対エンドカバーファスナ２１７とを後で受け入れる複数の空洞を本体２０８内に形成することが含まれる。それに代えて、本体２０８の現存モデルは、この例示的な実施形態の本体２０８と実質的に似たものになるように改造することができる。カバーサブ組立体２０６は、ファスナ２１０によって燃焼器１０４（図１に示す）のケーシングに結合される。噴霧空気カートリッジサブ組立体２０３は、エンドカバープレート本体２０８に結合される。
【００１１】
組立体２００はまた、複数の燃料ノズルインサートサブ組立体２１２（一層詳しく後述する）と燃料ノズルサブ組立体２２５とを含む。燃料ノズルサブ組立体は、複数のノズル半径方向外側チューブ２１６と、複数の中間チューブ２２３と、キャップ取付けフランジ２２２と、複数の半径方向内側チューブ２２１と、環状拡散燃料通路２１９と、燃料ノズルキャップ２２４とを含む。燃料ノズルインサートサブ組立体２１２は、ファスナ２１４によってエンドカバープレート本体２０８に結合される。キャップ２２４は、ファスナ２１７及びキャップ取付けフランジ２２２によってエンドカバープレート本体２０８に結合される。
【００１２】
燃料は、燃料源（図２には図示せず）から少なくとも１つの燃料供給管２０２を介して組立体２００に送られる。予混合燃料は、関連する矢印によって示すように、通路２１８及び燃料ノズルインサートサブ組立体２１２を介してチューブ２１６に送られる。拡散燃料は、関連する矢印によって示すように、チューブ２２０を介して通路２１９に送られる。燃焼空気は、関連する矢印によって示すように、圧縮機１０２（図１に示す）から空気供給チューブ２０４に送られ、そこからさらにチューブ２０５に送られる。一般的に、実質的に均一な温度を有する燃焼ガスの円周方向ストリームが燃焼器１０４内に生成されかつタービン１０８（図１に示す）に送られるように、複数の燃料ノズル組立体２００（図２には１つのみを示す）がシャフト１１０（図１に示す）の周りに円周方向に配置される。点線内に示すようなインサートサブ組立体２１２を含む燃料ノズル組立体２００の一部分は、図３に拡大して示しており、以下に一層詳しく説明する。
【００１３】
図３は、燃焼タービンエンジン１００（図１に示す）に使用することができる例示的な燃料ノズル組立体３００の拡大部分図である。組立体３００は、エンドカバープレート本体３０２と燃料ノズルインサートサブ組立体３０４とを含む。サブ組立体３０４は、本体３０５と複数のオリフィスプラグ３０６（図３には２つのみを示す）とを含む。この例示的な実施形態では、本体３０５は、それに限定されないが、オリフィスプラグ３０６及び複数のインサート対エンドカバーファスナ３０７（図３には１つのみを示す）を後で受け入れる複数の空洞及び通路を本体３０５内に形成することを含む機械加工工程を使用して形成される。燃料ノズルインサートサブ組立体３０４は、本体３０５内の関連する空洞内にプラグ３０６を挿入することによって組み立てられる。各オリフィスプラグ３０６は、少なくとも１つのオリフィス開口３０９を有する。
【００１４】
組立体３００はさらに、少なくとも１つの予混合燃料供給通路３０８と拡散燃料供給通路３１０とを含む。通路３０８及び３１０は、機械加工工程の間に本体３０２内に形成される。組立体３００はさらに、オリフィス前置予混合燃料環状空間（アニュラス）３１２と、環状拡散燃料通路３１４と、内側噴霧空気通路３１８を形成する内側噴霧空気チューブ３１６と、オリフィス後置予混合燃料アニュラス３２０と、燃料ノズルサブ組立体３２１とを含む。燃料ノズルサブ組立体３２１は、半径方向外側チューブ３２２と、半径方向内側チューブ３２８と、予混合燃料供給通路３２６と、中間チューブ３２４とを含む。アニュラス３１２は、インサート本体３０５を本体３０２に結合する組立工程の間に形成される。通路３１４もまた、組立工程の間にチューブ３１６、本体３０２、本体３０５及びチューブ３２８によって形成される。アニュラス３２０は、本体３０５及び支持部材３３３（さらに後述する）によって形成される。通路３２６は、中間チューブ３２４、半径方向内側チューブ３２８及びインサート本体３０５によって形成される。シュラウド３３６は、該シュラウド３３６と本体３０５との間の間隙が熱膨張を可能にするのに十分なほど大きくかつ空気漏れを軽減するのを可能にするのに十分なほど小さくなるような寸法にされる。
【００１５】
サブ組立体３００はさらに、第１のシール３３０と、第２のシール３３２と、第３のシール支持部材３３３と、ベローズ３３４と、ベローズ支持部材支持面３３５とを含む。
【００１６】
第１のシール３３０は、通路３１４の上流領域内でエンドカバープレート本体３０２とインサートサブ組立体３０４との間に配置された環状Ｗ型シール（実質的に文字Ｗに似た形状の故にＷ型と呼ばれる）である。それに代えて、シール３３０は、組立体３００の作動中に使用するシールの所定の特性を満たすか又は超えるＣ型シール、Ｅ型シール又はあらゆるその他のシール型とすることができる。シール３３０は、通路３１４とアニュラス３１２との間の燃料漏れの軽減を可能にするような位置に配置され、またそれを可能にするような寸法及び形状にされる。シール３３０は、環状拡散燃料通路３１４の一部分内でサブ組立体３０４と本体３０２との間に配置される。
【００１７】
第２のシール３３２もまた、アニュラス３１２内でエンドカバープレート本体３０２とインサートサブ組立体３０４との間に配置された環状Ｗ型シールである。それに代えて、シール３３２は、組立体３００の作動中に使用するシールの所定の特性を満たすか又は超えるＣ型シール、Ｅ型シール又はあらゆるその他のシール型とすることができる。シール３３２は、アニュラス３１２とシュラウド３３６の外側区域との間の燃料漏れの軽減を可能にするような位置に配置され、またそれを可能にするような寸法及び形状にされる。シール３３２は、本体３０２及び本体３０５によって形成されたオリフィス前置予混合燃料アニュラス３１２内でサブ組立体３０４と本体３０２との間に配置される。
【００１８】
ベローズ３３４は、通路３１４内でインサートサブ組立体３０４と半径方向内側チューブ３２８との間に配置された環状の金属ベローズである。ベローズ３３４は、チューブ３２４及び３２８間の熱膨張差を吸収することによってアニュラス３２０と通路３１４との間の燃料漏れの軽減を可能にするような位置に配置され、またそれを可能にするような寸法及び形状にされる。支持部材３３３は、環状形状を有し、ベローズ３３４を覆って配置される。この例示的な実施形態では、シール支持体３３３は、アニュラス３２０内に配置される。
【００１９】
ベローズ３３４は、燃料ノズル組立体３００内に挿入される。チューブ３２８が、ベローズ３３４に溶接されかつ該チューブ３２８の一部分が支持部材３３３と接触した状態になるように配置される。ベローズ３３４はまた、支持部材支持面３３５にも溶接される。支持部材３３３は、ベローズ３３４のアニュラス３２０側で支持部材支持面３３５にろう付けされ、ベローズ３３４のシール効果を低下させるおそれがあるその座屈又はその他の変形の可能性を軽減するようにベローズ３３４を支持するのを可能にする。支持部材３３３及び本体３０５は、オリフィス後置予混合燃料アニュラス３２０を形成する。
【００２０】
シール３３０及び３３２並びにベローズ３３４は、組立の間に所定の長さまで圧縮され（さらに後述する）、エンジン１００（図1に示す）作動の全範囲にわたってそれぞれ温度条件の上昇及び低下の間に伸縮する。シール３３０及び３３２並びにベローズ３３４は、実質的に高温に耐える可撓性材料で作ることができる。シール３３０及び３３２は、保守作業のための分解後の再組立に際して再使用できるように、サブ組立体３０４内に挿入される。
【００２１】
インサートサブ組立体３０４は、第１のシール３３０及び第２のシール３３２を正しく位置決めした状態でエンドカバープレート本体３０２に対して結合される。本体３０５を本体３０２に結合するために、ファスナ３０７（図３には１つのみを示す）が使用される。本体３０５を本体３０２に締結することにより、シール３３０及び３３２が所定の長さに圧縮され、シール３３０及び３３２が所定の位置からの不用意な外れの可能性を軽減した状態で所定の位置に維持される。
【００２２】
プラグ３０６は、インサート本体３０５内に配置されたオリフィス３０９を含み、このオリフィス３０９は、燃料が複数のノズル（図３には1対のみを示す）に実質的に均一に分配されまた所定の温度での実質的に完全かつ一様な燃料燃焼が可能になるような所定の予混合燃料流量を燃料ノズルサブ組立体３２１に送るような寸法にされる。予混合燃料は、少なくとも1つの供給通路３０８を介してサブ組立体３００に流入し、オリフィス前置予混合燃料アニュラス３１２に送られる。アニュラス３１２は、オリフィスプラグ３０６の上流の燃料圧力が該アニュラス３１２全体にわたって実質的に同じになりかつ各ノズルサブ組立体３２１に対する実質的に均一な燃料流量が可能になるように、燃焼器１０４内で燃料ノズルサブ組立体３２１の周りに円周方向に延びる。予混合燃料は、オリフィス後置予混合燃料アニュラス３２０に送られ、このオリフィス後置予混合燃料アニュラス３２０もまた、各ノズルサブ組立体３２１に対する燃料圧力及び燃料流量が実質的に同じになるように、燃焼器１０４内で燃料ノズルサブ組立体３２１の周りに円周方向に延びる。燃料流は、半径方向内側チューブ３２８及び中間チューブ３２４で形成された予混合燃料供給通路３２６を介して燃焼領域１０５（図１に示す）に送られる。予混合燃料流は、関連する矢印によって示している。オリフィスプラグ３０６は、保守作業のための分解後の再組立て作業時におけるオリフィスとノズルとの不整合の可能性を軽減するように、インサートサブ組立体３０４に固定状態で挿入される。
【００２３】
拡散燃料は、拡散供給通路３１０及び環状拡散通路３１４を介して燃焼領域１０５に送られる。通路３１４は、インサート本体３０５、ベローズ３３４、半径方向内側チューブ３２８及び内側噴霧空気チューブ３１６で形成される。拡散燃料流は、関連する矢印によって示している。
【００２４】
空気は、空気チューブ３１６を介して燃焼領域１０５に送られ、この空気流は、関連する矢印によって示している。
【００２５】
組立体３００はまた、環状シュラウド空気通路３３７を備えたシュラウド３３６と、通路３３７を介した燃焼器１０４からの空気をオリフィス後置予混合燃料アニュラス３２０からの燃料と混合するための複数のベーン３３８（一般的には８〜１２個）を含む。ベーン３３８は、ベーンシュラウド３４０を含む。その後燃料及び空気混合気は、半径方向外側チューブ３２２と中間チューブ３２４とにより形成された通路によって燃料ノズル先端（図３には図示せず）に運ばれる。ベーンシュラウド３４０は、シュラウド３３６に溶接される。
【００２６】
図４は、燃焼タービンエンジン１００（図１に示す）に使用することができるベローズ装置４００の別の実施形態の部分図である。装置４００は、エンドカバープレート本体４０２と、オリフィス前置予混合燃料アニュラス４０３と、燃料ノズルインサート本体４０４と、シール４０５と、オリフィス４０７を備えたオリフィスプラグ４０６と、オリフィス後置予混合燃料アニュラス４０８と、ベローズ４１０と、ベローズ支持部材４１２と、ベローズ支持部材支持面４１３と、中間チューブ４１６と、半径方向内側チューブ４１４と、環状シュラウド空気通路４２２を備えたシュラウド４１８と、環状拡散燃料通路４２０と、ベーン４２４と、ベーンシュラウド４２６とを含む。この別の実施形態では、支持部材４１２は、作動時におけるチューブ４１４の振動を軽減するために、ベローズ４１０のアニュラス４０８側ではなくて該ベローズ４１０の通路４２０側に配置される。
【００２７】
シール４０５は、エンドカバープレート本体４０２と燃料ノズルインサート本体４０４との間に形成されたオリフィス前置予混合燃料アニュラス４０３内に配置された環状Ｗ型シールである。それに代えて、シール４０５は、ベローズ装置４００の作動中に使用するシールの所定の特性を満たすか又は超えるＣ型シール、Ｅ型シール又はあらゆるその他のシール型とすることができる。
【００２８】
ベローズ４１０は、チューブ４１４側で支持部材４１２に溶接される。ベローズ４１０はまた、ベローズ支持部材支持面４１３にも溶接される。支持面４１３は、本体４０４にろう付けされる。支持部材４１２は、支持面４１３と滑り嵌め接触するように配置される。支持部材４１２は、チューブ４１４に溶接される。シュラウド４１８は、ベーンシュラウド４２６に溶接される。チューブ４１４は、チューブ４１６にろう付けされる。チューブ４１６は、本体４０４にろう付けされ、シュラウド４１８は、本体４０４と滑り嵌め接触するように配置される。
【００２９】
プラグ４０６は、インサート本体４０４内に配置されたオリフィス４０７を含み、このオリフィス４０７は、燃料が複数のノズル（図４には図示せず）に実質的に均一に分配されまた所定の温度での実質的に完全かつ一様な燃料燃焼が可能になるような所定の予混合燃料流量をアニュラス４０８に送るような寸法にされる。図４の組立体４００は、燃焼器１０４からの空気がシュラウド通路４２２を通して送られてベーン４２４に流入し、アニュラス４０８からベーン４２４に送られた予混合燃料と混合されることを示している。燃料及び空気混合気は、その後燃料ノズル先端（図４には図示せず）に運ばれる。
【００３０】
本明細書に記載した燃料ノズル組立体のための方法及び装置は、燃焼タービンエンジンの作動を可能にする。より具体的には、上記のように燃料ノズル組立体を設計し、組立て、設置しまた作動させることによって、燃料ノズル内での燃料損失を軽減させて燃焼タービンエンジンを作動させることが可能になる。また、燃料ノズル組立体内に再使用可能なシールを挿入することにより、シール交換作業を軽減することができる。さらに、オリフィスプラグを燃料ノズルインサートサブ組立体に対して固定結合することにより、別のインサートサブ組立体内にオリフィスプラグを間違って設置する可能性が軽減される。その結果、均一な燃空比の促進が強化され、燃焼タービン効率の低下、それに関連する燃料コストの増大、保守コストの増加及びエンジン運転停止を減少させ又は排除することができる。
【００３１】
本明細書に記載及び／又は例示した方法及び装置は、燃焼タービンエンジン、より具体的には燃料ノズル組立体のための方法及び装置に関して説明しまた／又は示しているが、本明細書に記載及び／又は例示した方法及び装置は、燃料ノズル組立体にもまた燃焼タービンエンジン全般にも限定されるものではない。むしろ、本明細書に記載及び／又は例示した方法は、あらゆるシステムの設計、設置及び作動に適用可能である。
【００３２】
以上、燃焼タービンエンジンと関連した燃料ノズル組立体の例示的な実施形態を詳細に説明している。本方法、装置及びシステムは、本明細書に記載した特定の実施形態にもまた設計し、設置しまた作動させた特定の燃料ノズル組立体にも限定されるものではなく、むしろ、燃料ノズル組立体を設計し、設置しまた作動させる本方法は、本明細書に記載したその他の方法、装置及びシステムとは独立してかつ別個に利用することができ、或いは本明細書に記載していない構成部品を設計し、設置しまた作動させることに利用することができる。例えば、その他の構成部品もまた、本明細書に記載した方法を用いて、設計し、設置しまた作動させることができる。
【００３３】
本発明を様々な特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施することができることは、当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】例示的な燃焼タービンエンジンの概略図。
【図２】図１の燃焼タービンエンジンに使用することができる例示的な燃料ノズル組立体の部分図。
【図３】図１の燃焼タービンエンジンに使用することができる例示的な燃料ノズル組立体の拡大部分図。
【図４】図１の燃焼タービンエンジンに使用することができるベローズ装置の別の実施形態の部分図。
【符号の説明】
【００３５】
１００  燃焼タービンエンジン
１０２  圧縮機
１０４  燃焼器
１０４  圧縮機からの空気流
１０５  燃焼領域
１０６  燃料ノズル組立体
１０８  タービン
１１０  シャフト
１１０  ロータ
２００  燃料ノズル組立体
２０２  燃料供給管
２０３  サブ組立体
２０４  空気供給チューブ
２０５  内側噴霧空気チューブ
２０６  カバーサブ組立体
２０８  エンドカバープレート本体
２１０  ケーシングファスナ
２１２  インサートサブ組立体
２１４  カバーファスナ
２１６  外側チューブ
２１７  カバーファスナ
２１８  燃料供給通路
２１９  拡散燃料通路
２２０  拡散燃料供給通路
２２１  内側チューブ
２２２  キャップ取付けフランジ
２２３  中間チューブ
２２４  燃料ノズルキャップ
２２５  ノズルサブ組立体
３００  燃料ノズル組立体
３０２  エンドカバープレート本体
３０４  サブ組立体
３０５  インサート本体
３０６  オリフィスプラグ
３０７  ファスナ
３０８  燃料供給通路
３０９  オリフィス開口
３１０  拡散供給通路
３１２  アニュラス
３１４  環状拡散燃料通路
３１６  内側噴霧空気チューブ
３１８  空気通路
３２０  予混合燃料アニュラス
３２１  ノズルサブ組立体
３２２  外側チューブ
３２４  中間チューブ
３２６  予混合燃料供給通路
３２８  内側チューブ
３３０  第１のシール
３３２  第２のシール
３３３  シール支持体（支持部材）
３３４  ベローズ
３３５  支持部材支持面
３３６  シュラウド
３３７  環状シュラウド空気通路
３３８  ベーン
３４０  ベーンシュラウド
４００  組立体
４０２  エンドカバープレート本体
４０３  予混合燃料アニュラス
４０４  燃料ノズルインサート本体
４０５  シール
４０６  プラグ
４０７  オリフィス
４０８  予混合燃料アニュラス
４１０  ベローズ
４１２  支持部材
４１３  支持面
４１４  内側チューブ
４１６  中間チューブ
４１８  シュラウド
４２０  拡散燃料通路
４２２  シュラウド空気通路
４２４  ベーン
４２６  ベーンシュラウド
【図１】
2007183090.tif 000003
【図２】
2007183090.tif 000004
【図３】
2007183090.tif 000005
【図４】
2007183090.tif 000006
【外国語明細書】
2007183090000001.pdf