(57)【要約】【課題】燃焼器及び燃焼器に燃料を供給する方法を提供すること。【解決手段】燃焼器は、上流面及び下流面を有するエンドキャップ、ならびに上流面及び下流面を囲繞するキャップシールド（３２，１３２）を含む。第１の組の予混合管及び第２の組の予混合管は、上流面から下流面を通して延在する。第１の燃料導管（４４，１４４）は、燃料を第１の組の予混合管に供給する。ケーシング（１２，１１２）は、キャップシールド（３２，１３２）を周方向に囲繞し、環状通路（２６，１２６）を画成する。第２の燃料導管（４６，１４６）は、燃料を環状通路（２６，１２６）を通して第２の組の予混合管に供給する。燃焼器に燃料を供給する方法は、作動流体を第１の組の予混合管及び第２の組の予混合管に流すこと、第１の燃料を第１の組の予混合管に流すこと、及び第２の燃料をエンドキャップを囲繞する環状通路（２６，１２６）を通して第２の組の予混合管に流すことを含む。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器（１０，１１０）であって、
ａ．第１の燃料プレナム（３６，１３６）と、
ｂ．第１の燃料プレナム（３６，１３６）から軸方向に隔てられた第２の燃料プレナム（３８，１３８）と、
ｃ．第１の燃料プレナム（３６，１３６）及び第２の燃料プレナム（３８，１３８）を周方向に囲繞するキャップシールド（３２，１３２）と、
ｄ．キャップシールド（３２，１３２）の少なくとも一部を周方向に囲繞してキャップシールド（３２，１３２）との間に環状通路（２６，１２６）を画成するケーシング（１２，１１２）と、
ｅ．第１の燃料を第１の燃料プレナム（３６，１３６）に供給する第１の燃料導管（４４，１４４）と、
ｆ．第２の燃料を第２の燃料プレナム（３８，１３８）に供給するため前記環状通路（２６，１２６）を貫いて延在する第２の燃料導管（４６，１４６）と
を備える燃焼器。
【請求項２】
第１の燃料導管（４４，１４４）が、前記環状通路（２６，１２６）を通して第１の燃料プレナム（３６，１３６）まで延在する、請求項１記載の燃焼器。
【請求項３】
第１の燃料プレナム（３６，１３６）及び第２の燃料プレナム（３８，１３８）を軸方向に貫いて延在する複数の管をさらに備える、請求項１記載の燃焼器。
【請求項４】
前記複数の管のうちの第１の組の各々の管（６２，１６２）に設けられた第１の燃料ポート（６４，１６４）であって、第１の燃料プレナム（３６，１３６）から複数の管のうちの第１の組の各々の管（６２，１６２）との流体連通をもたらす第１の燃料ポート（６４，１６４）をさらに備える、請求項３記載の燃焼器。
【請求項５】
前記複数の管のうちの第２の組の各々の管（６６，１６６）に設けられた第２の燃料ポートであって、第２の燃料プレナム（３８，１３８）から複数の管のうちの第２の組の各々の管（６６，１６６）との流体連通をもたらす第２の燃料ポートをさらに備える、請求項４記載の燃焼器。
【請求項６】
前記環状通路（２６，１２６）内で第２の燃料導管（４６，１４６）の少なくとも一部を囲繞する翼形部（４８，１４８）又は翼の少なくとも一方をさらに備える、請求項１記載の燃焼器。
【請求項７】
第１の燃料プレナム（３６，１３６）及び第２の燃料プレナム（３８，１３８）の下流でキャップシールド（３２，１３２）の半径方向内側に延在する障壁（４０，１４０）であって、キャップシールド（３２，１３２）内側の希釈剤プレナム（４２，１４２）を少なくとも部分的に画成する障壁（４０，１４０）をさらに備える、請求項１記載の燃焼器。
【請求項８】
前記キャップシールド（３２，１３２）に設けられた希釈剤ポート（６８，１６８）であって、環状通路（２６，１２６）からキャップシールド（３２，１３２）を通して希釈剤プレナム（４２，１４２）との流体連通をもたらす希釈剤ポート（６８，１６８）をさらに備える、請求項７記載の燃焼器。
【請求項９】
第１の燃料導管（４４，１４４）を周方向に囲繞して第１の燃料導管（４４，１４４）との間に環状流体通路（１５２）を画成するシュラウド（１５０）をさらに備える、請求項１記載の燃焼器。
【請求項１０】
シュラウド（１５０）と第１の燃料導管（４４，１４４）の間にスワーラ羽根（１５４）をさらに備える、請求項９記載の燃焼器。
【請求項１１】
燃焼器（１０，１１０）であって、
ａ．第１の燃料プレナム（３６，１３６）と、
ｂ．第１の燃料プレナム（３６，１３６）から軸方向に隔てられた第２の燃料プレナム（３８，１３８）と、
ｃ．第１の燃料プレナム（３６，１３６）と流体連通する第１の組の管（６２，１６２）と、
ｄ．第２の燃料プレナム（３８，１３８）と流体連通する第２の組の管（６６，１６６）と、
ｅ．第１の組の管（６２，１６２）及び第２の組の管（６６，１６６）を周方向に囲繞するキャップシールド（３２，１３２）と、
ｆ．キャップシールド（３２，１３２）の少なくとも一部を周方向に囲繞してキャップシールド（３２，１３２）との間に環状通路（２６，１２６）を画成するケーシング（１２，１１２）と、
ｇ．第１の燃料を第１の燃料プレナム（３６，１３６）に供給する第１の燃料導管（４４，１４４）と、
ｈ．第２の燃料を第２の燃料プレナム（３８，１３８）に供給するため環状通路（２６，１２６）を貫いて延在する第２の燃料導管（４６，１４６）と
を備える燃焼器。
【請求項１２】
第１の燃料導管（４４，１４４）が環状通路（２６，１２６）を通して第１の燃料プレナム（３６，１３６）まで延在する、請求項１１記載の燃焼器。
【請求項１３】
環状通路（２６，１２６）内で第２の燃料導管（４６，１４６）の少なくとも一部を囲繞する翼形部（４８，１４８）又は翼の少なくとも一方をさらに備える、請求項１１記載の燃焼器。
【請求項１４】
第１の燃料プレナム（３６，１３６）及び第２の燃料プレナム（３８，１３８）の下流でキャップシールド（３２，１３２）の半径方向内側に延在する障壁（４０，１４０）であって、キャップシールド（３２，１３２）内側の希釈剤プレナム（４２，１４２）を少なくとも部分的に画成する障壁（４０，１４０）をさらに備える、請求項１１記載の燃焼器。
【請求項１５】
キャップシールド（３２，１３２）に設けられた希釈剤ポート（６８，１６８）であって、環状通路（２６，１２６）からキャップシールド（３２，１３２）を通して希釈剤プレナム（４２，１４２）との流体連通をもたらす希釈剤ポート（６８，１６８）をさらに備える、請求項１４記載の燃焼器。
【請求項１６】
第１の燃料導管（４４，１４４）を周方向に囲繞して第１の燃料導管（４４，１４４）との間に環状流体通路（１５２）を画成するシュラウド（１５０）をさらに備える、請求項１１記載の燃焼器。
【請求項１７】
シュラウド（１５０）と第１の燃料導管（４４，１４４）の間にスワーラ羽根（１５４）をさらに備える、請求項１６記載の燃焼器。
【請求項１８】
燃焼器（１０，１１０）に燃料を供給する方法であって、
ａ．キャップシールド（３２，１３２）で周方向に囲繞された複数の管に作動流体を流し、
ｂ．第１の燃料プレナム（３６，１３６）を通して前記複数の管のうちの第１の組の管（６２，１６２）に第１の燃料を流し、
ｃ．キャップシールド（３２，１３２）を囲繞する環状通路（２６，１２６）に第２の燃料を流し、
ｄ．第１の燃料プレナム（３６，１３６）から軸方向に隔てられた第２の燃料プレナム（３８，１３８）を通して前記複数の管のうちの第２の組の管（６６，１６６）に第２の燃料を流す
ことを含む、方法。
【請求項１９】
第１の燃料をエンドキャップを囲繞する環状通路（２６，１２６）に流すことをさらに含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
希釈剤をキャップシールド（３２，１３２）を通して第１の燃料プレナム（３６，１３６）及び第２の燃料プレナム（３８，１３８）の下流にある希釈剤プレナム（４２，１４２）に流すことをさらに含む、請求項１８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、燃焼器及び燃焼器に燃料を供給する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼器は、燃料に点火して高温高圧の燃焼ガスを生成する産業用発電運転によく使用される。例えば、ガスタービンは、一般に、動力又は推力を生成するために１以上の燃焼器を含む。発電に使用される一般的なガスタービンは、前部に軸流圧縮機、中間部あたりに１以上の燃焼器、後部にタービンを含む。外気が圧縮機に供給され、圧縮機の動翼及び静翼が回転して作動流体（空気）に徐々に運動エネルギを与え、高エネルギ状態の圧縮作動流体が生成される。圧縮作動流体は、圧縮機を出て１以上のノズルを通して燃焼室に入り、各燃焼器において燃料と混合され、点火されて高温高圧の燃焼ガスが発生する。燃焼ガスは、タービン内で膨張して仕事を生成する。例えば、タービンで燃焼ガスが膨張すると、発電機に連結されているシャフトが回転して発電することができる。
【０００３】
燃焼器の設計及び運転は、様々な設計及び運転パラメータの影響を受ける。例えば、一般に、燃焼ガスの温度が高くなるほど、燃焼器の熱力学的効率が向上する。しかし、より高い燃焼ガス温度は、燃焼炎がノズルから供給される燃料に移りそれによって比較的短時間でノズルに深刻なダメージをもたらす恐れがある、逆火又は保炎状態も促進してしまう。さらに、より高い燃焼ガス温度では、燃焼室内の局所的な高温ストリークによって二原子窒素の解離速度が増加し、窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成が増加する恐れがある。その反対に、より低い燃焼ガス温度は、一般に、燃料流の減少及び／又は部分負荷運転（ターンダウン）と関係があり、それによって燃焼ガスの化学反応速度が低下し、一酸化炭素及び未燃炭化水素の生成が増加する。
【０００４】
特定の燃焼器設計では、複数の予混合管は、エンドキャップ内に半径方向に配置され、作動流体、及びエンドキャップを通して燃焼室に流入する燃料に流体連通をもたらすことができる。予混合管によって、作動流体と燃料の混合が促進し、それによって燃焼ガス温度がより高い場合に問題となり得る高温ストリークが減少する。結果的に、予混合管は、特により高温の運転レベルにおいて、逆火又は保炎を防止しかつ／又はＮＯｘ生成を低減するのに有効である。しかし、段階的な燃料供給又は可変の運転レベルにおける予混合管の動作を可能にする、燃料を予混合管に供給する改良システム及び方法が有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／００８９２６６号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の態様及び利点については、一部は以下の詳細な説明で開示するが、以下の詳細な説明から自明であろうし、本発明を実施することによって明らかとなろう。
【０００７】
本発明の一実施形態は、
ａ．第１の燃料プレナムと、
ｂ．第１の燃料プレナムから軸方向に隔てられた第２の燃料プレナムと、
ｃ．第１の燃料プレナム及び第２の燃料プレナムを周方向に囲繞するキャップシールドと、
ｄ．キャップシールドの少なくとも一部を周方向に囲繞してキャップシールドとの間に環状通路を画成するケーシングと、
ｅ．第１の燃料を第１の燃料プレナムに供給する第１の燃料導管と、
ｆ．第２の燃料を第２の燃料プレナムに供給するため前記環状通路を貫いて延在する第２の燃料導管と
を備える燃焼器である。
【０００８】
本発明の別の実施形態は、
ａ．第１の燃料プレナムと、
ｂ．第１の燃料プレナムから軸方向に隔てられた第２の燃料プレナムと、
ｃ．第１の燃料プレナムと流体連通する第１の組の管と、
ｄ．第２の燃料プレナムと流体連通する第２の組の管と、
ｅ．第１の組の管及び第２の組の管を周方向に囲繞するキャップシールドと、
ｆ．キャップシールドの少なくとも一部を周方向に囲繞してキャップシールドとの間に環状通路を画成するケーシングと、
ｇ．第１の燃料を第１の燃料プレナムに供給する第１の燃料導管と、
ｈ．第２の燃料を第２の燃料プレナムに供給するため環状通路を貫いて延在する第２の燃料導管と
を備える燃焼器である。
【０００９】
本発明は、燃焼器に燃料を供給する方法をさらに含むことができる。本方法は、
ａ．キャップシールドで周方向に囲繞された複数の管に作動流体を流し、
ｂ．第１の燃料プレナムを通して前記複数の管のうちの第１の組の管に第１の燃料を流し、
ｃ．キャップシールドを囲繞する環状通路に第２の燃料を流し、
ｄ．第１の燃料プレナムから軸方向に隔てられた第２の燃料プレナムを通して前記複数の管のうちの第２の組の管に第２の燃料を流す
ことを含む。
【００１０】
本発明の上記その他の実施形態の特徴、態様及び利点については、以下の詳細な説明及び特許請求の範囲を参照すれば当業者には明らかであろう。
【００１１】
本発明を当業者が実施できるように、以下の詳細な説明では、図面を参照しながら、本発明を最良の形態を含めて十分に開示する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態による燃焼器の部分斜視図である。
【図２】図１に示す燃焼器の垂直断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態による燃焼器の垂直断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による燃焼器の垂直側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について詳しく説明するが、その１以上の実施例を図面に示す。発明の詳細な説明では、図面に記載した特徴的構成を示すために数字又は文字を符号として用いる。図面及び発明の詳細な説明では、本発明の同一又は同様の部品を示すために、同一又は同様の符号を用いる。本明細書において「第１」、「第２」及び「第３」などの用語は、ある構成要素を他の構成要素から区別するために互換的に用いるものであり、個々の構成要素の位置又は重要性を意味するものではない。さらに、「上流」及び「下流」という用語は、流路における構成要素の相対位置を示す。例えば、流体が構成要素Ａから構成要素Ｂに流れる場合、構成要素Ａは構成要素Ｂの上流にある。逆に、構成要素Ｂが構成要素Ａから流体の流れを受け取る場合、構成要素Ｂは構成要素Ａの下流にある。
【００１４】
各実施例は例示にすぎず、本発明を限定するものではない。実際、本発明の技術的範囲又は技術的思想から逸脱せずに、本発明に様々な修正及び変形をなすことができることは当業者には明らかであろう。例えば、ある実施形態の一部として例示又は説明した特徴を、別の実施形態に用いてさらに別の実施形態としてもよい。従って、本発明は、かかる修正及び変形を特許請求の範囲で規定される技術的範囲及びその均等の範囲に属するものとして包含する。
【００１５】
本発明の様々な実施形態は、燃焼器及び燃焼器に燃料を供給する方法を提供する。特定の実施形態では、エンドキャップ内に配置される複数の管によって、燃焼前に作動流体と燃料の混合が促進される。燃料は、１本以上の軸方向及び／又は半径方向の燃料導管を通して管に供給し得る。本方法では、管は、多数の燃料回路にグループ分けされ、それによって燃焼器が、逆火、保炎及び／又はエミッション限界に関連する設計余裕を超えることなく、広範な運転条件で動作可能になる。例示の目的で本発明の例示的な実施形態をガスタービンに組み込まれた燃焼器の文脈において全体的に説明しているが、当業者なら、本発明の実施形態があらゆる燃焼器に適用可能であり、特許請求の範囲で特に列挙されない限りガスタービン燃焼器に限定されないと、容易に理解できるであろう。
【００１６】
図１は本発明の第１の実施形態による燃焼器１０の部分斜視図である。図２は、図１に示す燃焼器１０の垂直断面図である。図示のように、ケーシング１２は、燃焼器１０の全体を囲繞し、燃焼器１０に流れる作動流体１４を収容する。ケーシング１２は、一方の端部にエンドカバー１６を含み、燃料、希釈剤及び／又は他の添加剤を燃焼器１０に供給する境界面を形成することができる。希釈剤としては、例えば、水、水蒸気、作動流体、空気、燃料添加剤、窒素などの様々な不活性ガス、及び／又は二酸化炭素もしくは燃焼器１０に供給される燃焼排ガスなどの様々な不燃性ガスが挙げられる。エンドキャップ２０は、燃焼器１０の少なくとも一部にわたって半径方向に延在するように構成される。エンドキャップ２０及びライナ２２は、全体的に、エンドキャップ２０の下流に燃焼室２４を画成する。ケーシング１２は、エンドキャップ２０及び／又はライナ２２を周方向に囲繞し、エンドキャップ２０及びライナ２２を囲繞する環状通路２６を画成する。この方法では、作動流体１４は、ライナ２２の外側に沿って環状通路２６を通して流れ、ライナ２２に対流冷却をもたらすことができる。作動流体１４は、エンドカバー１６に達すると反対方向に向き、エンドキャップ２０を通して燃焼室２４に流入する。
【００１７】
エンドキャップ２０は、全体的に、下流面３０から軸方向に離れた上流面２８を含む。キャップシールド３２は、上流面２８及び下流面３０の少なくとも一部を周方向に囲繞し、上流面２８と下流面３０の間のエンドキャップ２０内部に１以上のプレナムを少なくとも部分的に画成することができる。例えば、図１、図２に示す特定の実施形態では、第１の障壁３４は、エンドキャップ２０及び／又はキャップシールド３２の内部に半径方向に延在し、第２の燃料プレナム３８から第１の燃料プレナム３６を軸方向に分離することができる。さらに、第２の障壁４０は、エンドキャップ２０及び／又はキャップシールド３２の内部に半径方向に延在し、エンドキャップ２０及び／又はキャップシールド３２の内部の第１の燃料プレナム３６及び第２の燃料プレナム３８から希釈剤プレナム４２を分離することができる。
【００１８】
第１の燃料導管４４は、エンドカバー１６から軸方向に延在し、エンドカバー１６を通る第１の燃料プレナム３６への流体連通をもたらすことができる。第２の燃料導管４６は、ケーシング１２、環状通路２６及びキャップシールド３２を通して半径方向に延在し、ケーシング１２、環状通路２６及びキャップシールド３２を通る第２の燃料プレナム３８への流体連通をもたらすことができる。図１、図２に示すように、翼形部４８又は羽根の少なくとも一方が、環状通路２６内で第２の燃料導管４６の少なくとも一部を囲繞し、環状通路２６内で第２の燃料導管４６と交差するように流れる作動流体１４の流れ抵抗を減少させることができる。特定の実施形態では、翼形部４８又は羽根は、環状通路２６を流れる作動流体１４をかき混ぜるように角度が付けられ得る。あるいは、又はそれに加えて、翼形部４８又は羽根は、第２の燃料導管４６から翼形部４８又は翼を通る環状通路２６への流体連通をもたらす１以上の４つ１組になった燃料ポート５０を含むことができる。この方法では、第１の燃料導管４４は、燃料を第１の燃料プレナム３６に供給し、第２の燃料導管４６が同じ又は異なる燃料を第２の燃料プレナム３８及び／又は環状通路２６に供給することができる。
【００１９】
複数の管６０は、上流面２８から下流面３０を通して延在し、エンドキャップ２０を通る流体連通をもたらすことができる。管６０の特定の形状、寸法、数及び構成は、特定の実施形態に従って変えることができる。例えば、全体的に円筒形の管６０が図示されているが、本発明の範囲内の代替実施形態は、実質的にあらゆる幾何形状の断面の管を含むことができる。第１の組の管６２は、第１の燃料プレナム３６から第１の組の管６２への流体連通をもたらす１以上の燃料ポート６４を含むことができる。第２の組の管６６は、第２の燃料プレナム３８から第２の組の管６６への流体連通をもたらす１以上の燃料ポート６４を含むことができる。燃料ポート６４は、半径方向、軸方向及び／又は方位角方向に角度が付けられ、燃料ポート６４を通して管６０に流入する燃料に渦を投入する及び／又はそれをかき混ぜることができる。この方法では、作動流体１４は、エンドカバー１６に達するまでエンドキャップ２０の外側の環状通路２６を通して流れ、そして反対方向に向いて第１の組の管６２及び第２の組の管６６を通して流れることができる。さらに、第１の燃料導管４４からの燃料は、第１の燃料プレナム３６内の第１の組の管６２まわりに流れ、燃料ポート６４を通過する前に管６０に対流冷却をもたらし、そして第１の組の管６２に流入して作動流体１４と混合できる。同様に、第２の燃料導管４６からの燃料は、第２の組の管６６まわりに流れ、燃料ポート６４を通過する前に第２の組の管６６に対流冷却をもたらし、そして第２の組の管６６に流入して作動流体１４と混合できる。次いで、それぞれの管の組６２、６６からの燃料−作動流体混合物は、燃焼室２４に流入することができる。
【００２０】
図１、図２に示すように、１以上の希釈剤ポート６８は、環状通路２６からキャップシールド３２を通る希釈剤プレナム４２への流体連通をもたらすことができる。この方法では、作動流体１４の少なくとも一部が、環状通路２６から希釈剤プレナム４２に流入して、第１の組の管６２及び第２の組の管６６まわりに流れ、管６０に対流冷却をもたらすことができる。次いで、作動流体１４は、燃焼室２４に流入する前に、下流面３０と管６０の間の間隙７０を通して流れることができる。
【００２１】
図３は、本発明の第２の実施形態による燃焼器１１０の垂直断面図である。図示のように、ケーシング１１２は、やはりまた、燃焼器１１０の全体を囲繞し、燃焼器１１０に流れる作動流体１１４を収容する。ケーシング１１２は、一方の端部にエンドカバー１１６を含み、燃料、希釈剤及び／又は他の添加剤を燃焼器１１０に供給する境界面を形成することができる。エンドキャップ１２０は、燃焼器１１０の少なくとも一部にわたって半径方向に延在するように構成される。エンドキャップ１２０及びライナ１２２は、全体的に、エンドキャップ１２０の下流に燃焼室１２４を画成する。ケーシング１１２は、エンドキャップ１２０及び／又はライナ１２２を周方向に囲繞し、エンドキャップ１２０及びライナ１２２を囲繞する環状通路１２６を画成する。この方法では、作動流体１１４は、ライナ１２２の外側に沿って環状通路１２６を通して流れ、ライナ１２２に対流冷却をもたらすことができる。作動流体１１４は、エンドカバー１１６に達すると反対方向に向き、エンドキャップ１２０を通して、燃焼室１２４に流入する。
【００２２】
エンドキャップ１２０は、全体的に、下流面１３０から軸方向に離れた上流面１２８を含む。キャップシールド１３２は、上流面１２８及び下流面１３０の少なくとも一部を周方向に囲繞し、上流面１２８と下流面１３０の間のエンドキャップ１２０内部に１以上のプレナムを少なくとも部分的に画成することができる。例えば、図３に示す特定の実施形態では、第１の障壁１３４は、エンドキャップ１２０及び／又はキャップシールド１３２の内部に半径方向に延在し、第２の燃料プレナム１３８から第１の燃料プレナム１３６を軸方向に分離することができる。さらに、第２の障壁１４０は、エンドキャップ１２０及び／又はキャップシールド１３２の内部に半径方向に延在し、エンドキャップ１２０及び／又はキャップシールド１３２の内部の第１の燃料プレナム１３６及び第２の燃料プレナム１３８から希釈剤プレナム１４２を分離することができる。
【００２３】
第１の燃料導管１４４は、エンドカバー１１６から軸方向に延在し、エンドカバー１１６を通る第１の燃料プレナム１３６への流体連通をもたらすことができる。第２の燃料導管１４６は、ケーシング１１２、環状通路１２６及びキャップシールド１３２を通して半径方向に延在し、ケーシング１１２、環状通路１２６及びキャップシールド１３２を通る第２の燃料プレナム１３８への流体連通をもたらすことができる。図３に示すように、翼形部１４８又は翼の少なくとも一方が、環状通路１２６内で第２の燃料導管１４６の少なくとも一部を囲繞し、環状通路１２６内で第２の燃料導管１４６と交差するように流れる作動流体１１４の流れ抵抗を減少させることができる。特定の実施形態では、翼形部１４８又は翼は、環状通路１２６を流れる作動流体１１４をかき混ぜるように角度が付けられ得る。
【００２４】
図３の特定の実施形態では、シュラウド１５０が第１の燃料導管１４４を周方向に囲繞し、シュラウド１５０と第１の燃料導管１４４の間に環状流体通路１５２を画成する。１以上のスワーラ羽根１５４は、シュラウド１５０と第１の燃料導管１４４の間に配置され、環状流体通路１５２を流れる作動流体１１４をかき混ぜることができる。さらに、第１の燃料導管１４４は、スワーラ羽根１５４内部を半径方向に延在し、環状流体通路１５２全体にわたって延在することができる。この方法では、第１の燃料導管１４４は、スワーラ羽根１５４を通る第１の燃料プレナム１３６及び／又は環状流体通路１５２への流体連通をもたらすことができる。
【００２５】
前述の実施形態のように、複数の管１６０は、上流面１２８から下流面１３０を通して延在し、エンドキャップ１２０を通る流体連通をもたらすことができる。管１６０の特定の形状、寸法、数及び構成は、特定の実施形態に従って変えることができる。例えば、全体的に円筒形の管１６０が図示されているが、本発明の範囲内の代替実施形態は、実質的にあらゆる幾何形状の断面の管を含むことができる。第１の組の管１６２は、第１の燃料プレナム１３６から第１の組の管１６２への流体連通をもたらす１以上の燃料ポート１６４を含むことができる。第２の組の管１６６は、第２の燃料プレナム１３８から第２の組の管１６６への流体連通をもたらす１以上の燃料ポート１６４を含むことができる。燃料ポート１６４は、半径方向、軸方向及び／又は方位角方向に角度が付けられ、燃料ポート１６４を通して管１６０に流入する燃料に渦を投入する及び／又はそれをかき混ぜることができる。この方法では、作動流体１１４は、エンドカバー１１６に達するまでエンドキャップ１２０の外側の環状通路１２６を通して流れ、そして反対方向に向いて第１の組の管１６２及び第２の組の管１６６を通して流れることができる。さらに、第１の燃料導管１４４からの燃料は、第１の燃料プレナム１３６内の第１の組の管１６２まわりに流れ、燃料ポート１６４を通過する前に管１６０に対流冷却をもたらし、そして第１の組の管１６２に流入して作動流体１１４と混合できる。同様に、第２の燃料導管１４６からの燃料は、第２の組の管１６６まわりに流れ、燃料ポート１６４を通過する前に第２の組の管１６６に対流冷却をもたらし、そして第２の組の管１６６に流入して作動流体１１４と混合できる。次いで、それぞれの管の組１６２，１６６からの燃料−作動流体混合物は、燃焼室１２４に流入することができる。
【００２６】
図３に示すように、１以上の希釈剤ポート１６８は、環状通路１２６からキャップシールド１３２を通る希釈剤プレナム１４２への流体連通をもたらすことができる。この方法では、作動流体１１４の少なくとも一部が、環状通路１２６から希釈剤プレナム１４２に流入して、第１の組の管１６２及び第２の組の管１６６まわりに流れ、管１６０に対流冷却をもたらすことができる。次いで、作動流体１１４は、燃焼室１２４に流入する前に、下流面１３０と管１６０の間の（図では見えない）間隙を通して流れることができる。
【００２７】
図４は、本発明の第３の実施形態による、図３に示した燃焼器１１０の拡大断面図である。図示のように、燃焼器１１０は、全体的に、図３に示す実施形態に関して上述したものと同様の構成要素を含む。この特定の実施形態では、第１の燃料導管１４４は、やはりまた、スワーラ羽根１５４内部に半径方向に延在し、環状流体通路１５２への流体連通をもたらすことができるが、必ずしも第１の燃料プレナム１３６まで延在しているとは限らない。その代わりに、第３の燃料導管１８０が、ケーシング１１２、環状通路１２６及びキャップシールド１３２を通して半径方向に延在し、ケーシング１１２、環状通路１２６及びキャップシールド１３２を通る第１の燃料プレナム１３６への流体連通をもたらすことができる。この方法では、第１の燃料導管１４４は、環状流体通路１５２に燃料を供給することができ、第２の燃料導管１４６は、第２の燃料プレナム１３８に同じ又は異なる燃料を供給することができ、第３の燃料導管１８０は、第１の燃料プレナム１３６にさらに他の又は同じ燃料を供給することができる。
【００２８】
図１〜図４に示す様々な実施形態は、燃焼器１０，１１０に燃料を供給する方法の数多くの組み合わせを提供する。例えば、図４に示す実施形態を参照すると、作動流体１１４は、第１の組の管１６２及び第２の組の管１６６及び／又は環状流体通路１５２を通して供給されてよい。第１の燃料は、第１の燃料導管１４４を通して環状流体通路１５２に供給されてよい。別法として、又はそれに加えて、図１、図２に示す実施形態に関して説明したように、第２の燃料は、第２の燃料導管４６を通して第２の組の管６６に供給される、及び／又は環状通路２６を流れる作動流体１４に直接供給されてもよい。さらに、第３の燃料が、第３の燃料導管１８０を通して第１の組の管１６２に供給されてもよい。したがって、それぞれの実施形態は、燃焼器１０，１１０全体の様々な場所に段階的に燃料を供給し、それによって燃焼器１０，１１０が逆火、保炎及び／又はエミッション限界に関連する設計余裕を超えることなく広範な運転条件で動作可能になるようにする、非常にフレキシブルな方法を提供する。
【００２９】
本明細書では、本発明を最良の形態を含めて開示するとともに、装置又はシステムの製造・使用及び方法の実施を始め、本発明を当業者が実施できるようにするため、例を用いて説明してきた。本発明の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者に自明な他の例も包含する。かかる他の例は、特許請求の範囲の文言上の差のない構成要素を有しているか、或いは特許請求の範囲の文言と実質的な差のない均等な構成要素を有していれば、特許請求の範囲に記載された技術的範囲に属する。
【符号の説明】
【００３０】
１０，１１０  燃焼器
１２，１１２  ケーシング
１４，１１４  作動流体
１６，１１６  エンドカバー
２０，１２０  エンドキャップ
２２，１２２  ライナ
２４，１２４  燃焼室
２６，１２６  環状通路
２８，１２８  上流面
３０，１３０  下流面
３２，１３２  キャップシールド
３４，１３４  第１の障壁
３６，１３６  第１の燃料プレナム
３８，１３８  第２の燃料プレナム
４０，１４０  第２の障壁
４２，１４２  希釈剤プレナム
４４，１４４  第１の燃料導管
４６，１４６  第２の燃料導管
４８，１４８  翼形部
５０  燃料ポート
６０，１６０  管
６２，１６２  第１の組の管
６４，１６４  燃料ポート
６６，１６６  第２の組の管
６８，１６８  希釈剤ポート
７０  間隙
１５０  シュラウド
１５２  環状流体通路
１５４  スワーラ羽根
１８０  第３の燃料導管
【図１】
2013170813.tif 000003
【図２】
2013170813.tif 000004
【図３】
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【図４】
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