(57)【要約】【課題】燃焼器に動作流体を供給するためのシステムおよび方法を提供すること。【解決手段】このシステムは、燃料ノズルと、燃料ノズルの下流側の燃焼室と、燃焼室を円周状に取り囲んでいるフロースリーブとを含む。フロースリーブの周囲に円周状に配置されている噴射器は、フロースリーブを貫通して燃焼室に通じる流体連通を提供する。噴射器の上流側の弁は、噴射器への動作流体の流れを許容する第１の位置、および噴射器への動作流体の流れを阻止する第２の位置を有している。燃焼器に動作流体を供給するための方法は、燃焼室を介して動作流体を流すステップと、燃焼室の周囲に円周状に配置された噴射器を通るように動作流体の一部の方向を変えるステップと、噴射器を通って流れる動作流体を制御するために、噴射器の上流側の弁を動作させるステップとを含む。【選択図】図１
2013228195.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器に動作流体を供給するためのシステムであって、
ａ．燃料ノズルと、
ｂ．前記燃料ノズルの下流側の燃焼室と、
ｃ．前記燃焼室を円周状に取り囲んでいるフロースリーブと、
ｄ．前記フロースリーブの周囲に円周状に配置された複数の噴射器であって、前記フロースリーブを貫通して前記燃焼室に通じる流体連通を提供する複数の噴射器と、
ｅ．前記複数の噴射器のうちの少なくとも１つの噴射器の上流側の弁であって、前記少なくとも１つの噴射器への動作流体の流れを許容する第１の位置、および前記少なくとも１つの噴射器への動作流体の流れを阻止する第２の位置を有する弁と
を備えるシステム。
【請求項２】
前記弁を位置決めするための手段をさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記弁が前記第１の位置にバイアスされる、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記弁と流体連通している、前記燃焼器の外側の流体アキュムレータをさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記流体アキュムレータと前記弁の間の第１の流体接続、および前記流体アキュムレータと前記燃焼器の内部との間の第２の流体接続をさらに備える、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の噴射器を円周状に取り囲んでいる分散マニホルドと、前記分散マニホルドを貫通している流体通路とをさらに備え、前記流体通路が前記分散マニホルドを貫通して前記複数の噴射器に通じる流体連通を提供する、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記弁が、前記分散マニホルドを貫通している前記流体通路の上流側に位置している、請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記フロースリーブの内側の、前記噴射器と流体連通している燃料通路をさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
燃焼器に動作流体を供給するためのシステムであって、
ａ．燃焼室と、
ｂ．前記燃焼室を円周状に取り囲んでいるライナと、
ｃ．前記ライナを円周状に取り囲んでいるフロースリーブと、
ｄ．前記フロースリーブの周囲に円周状に配置された複数の噴射器であって、前記フロースリーブおよび前記ライナを貫通して前記燃焼室に通じる流体連通を提供する複数の噴射器と、
ｅ．前記複数の噴射器のうちの少なくとも１つの噴射器の上流側の弁であって、前記少なくとも１つの噴射器への動作流体の流れを許容する第１の位置、および前記少なくとも１つの噴射器への動作流体の流れを阻止する第２の位置を有する弁と
を備えるシステム。
【請求項１０】
前記弁を位置決めするための手段をさらに備える、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
前記弁が前記第１の位置にバイアスされる、請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
前記弁と流体連通している、前記燃焼器の外側の流体アキュムレータをさらに備える、請求項９記載のシステム。
【請求項１３】
前記流体アキュムレータと前記弁の間の第１の流体接続、および前記流体アキュムレータと前記燃焼器の内部との間の第２の流体接続をさらに備える、請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記複数の噴射器を円周状に取り囲んでいる分散マニホルドと、前記分散マニホルドを貫通している流体通路とをさらに備え、前記流体通路が前記分散マニホルドを貫通して前記複数の噴射器に通じる流体連通を提供する、請求項９記載のシステム。
【請求項１５】
前記弁が、前記分散マニホルドを貫通している前記流体通路の上流側に位置している、請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
前記フロースリーブの内側の、前記噴射器と流体連通している燃料通路をさらに備える、請求項９記載のシステム。
【請求項１７】
燃焼器に動作流体を供給するための方法であって、
ａ．圧縮機から前記燃焼室を介して動作流体を流すステップと、
ｂ．前記燃焼室の周囲に円周状に配置された複数の噴射器を通るように前記動作流体の一部の方向を変えるステップと、
ｃ．前記複数の噴射器のうちの少なくとも１つの噴射器を通って流れる前記動作流体を制御するために、前記複数の噴射器のうちの前記少なくとも１つの噴射器の上流側の弁を動作させるステップと
を含む方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの噴射器を通って流れる動作流体の量を多くするために前記弁をバイアスするステップをさらに含む、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記弁を動作させるために、前記燃焼器の外部から前記弁に制御圧力を供給するステップをさらに含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記動作流体の方向が変化した前記一部を前記燃焼室の周囲に実質的に一様に分散させるステップをさらに含む、請求項１７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、燃焼器に動作流体を供給するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼器は燃料に点火して高温および高圧を有する燃焼ガスを生成するための工業用および発電の操作に広く使用されている。例えばガスタービンは、通常、動力または推力を生成するための１つまたは複数の燃焼器を含む。発電のために使用される典型的なガスタービンは、前方に軸流圧縮機を含み、中央部分の周囲に１つまたは複数の燃焼器を含み、また、後方にタービンを含む。周囲の空気を圧縮機に供給することができ、圧縮機内の回転羽根および固定羽根によって動作流体（空気）に連続的に運動エネルギーが付与され、延いては高度に活性化された状態の圧縮動作流体が生成される。圧縮動作流体は、圧縮機から流出し、１つまたは複数の燃料ノズルを通って個々の燃焼器内の燃焼室に流入し、そこで燃料と混合されて点火され、それにより高温および高圧を有する燃焼ガスが生成される。燃焼ガスはタービン内で膨張し、それにより仕事が生成される。例えばタービン内の燃焼ガスの膨張により、電気を生成するために発電機に接続されている軸を回転させることができる。
【０００３】
様々なパラメータによって燃焼器の設計および動作が影響される。例えば、一般的には燃焼ガスの温度が高いほど燃焼器の熱力学的効率が改善される。しかしながら、より高い燃焼ガス温度は、燃焼火炎が燃料ノズルによって供給される燃料に向かって移動し、場合によっては比較的短時間の間に燃料ノズルが損傷する原因になる火炎保持状態を促進することにもなる。さらに、より高い燃焼ガス温度は、一般に二原子窒素の解離速度を速くし、そのために窒素酸化物（ＮＯX）の生成が増加する。一方、燃料流量が少ないこと、および／または部分負荷運転（ターンダウン）に関連するより低い燃焼ガス温度は、一般に燃焼ガスの化学反応速度を遅くし、そのために一酸化炭素およ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、燃料ノズルの下流側の燃焼室の周囲に、遅延希薄噴射器としても知られている１つまたは複数の噴射器を円周状に配置することができる。圧縮機から流出する圧縮動作流体の一部は、燃料と混合して希薄な燃料−空気混合物を生成するために、噴射器を通るようにその方向を変えることができる。次に、さらに燃焼させて燃焼ガス温度を高くし、かつ、燃焼器の熱力学的効率を高くするために、この希薄な燃料−空気混合物を燃焼室に噴射することができる。
【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２０１１／０１７９８０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
遅延希薄噴射器は高い燃焼ガス温度で有効であり、しかも高い燃焼ガス温度に伴ってＮＯXの生成が増加することもない。しかしながら噴射器を通って流れる、方向が変化した圧縮動作流体のため、燃料ノズルを通して流すために利用することができる圧縮動作流体の量が必然的に減少し、また、圧縮動作流体の速度が必然的に低下することになる。燃料ノズルを通る圧縮動作流体の流量が減少し、および／または圧縮動作流体の速度が低下すると、燃料ノズル内における火炎保持状態に対するより伝導性の状態が生成される。さらに、燃料ノズルを通って流れる圧縮動作流体の量が減少し、かつ、圧縮動作流体の速度が低下すると、より豊富な燃料−空気比率などの追加ＮＯX低減手段を講じることなく、および／または液体燃料を乳状にすることなく、液体燃料を使用して燃焼器を動作させる能力に影響が及ぶことになる。したがって方向が変化して噴射器を通る動作流体の量を変えることができる改良型システムおよび方法が有用である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様および利点は、以下の説明の中で示されている通りであり、もしくは以下の説明から明らかになり、あるいは本発明を実践することによって習得することができる。
【０００８】
本発明の一実施形態は、燃焼器に動作流体を供給するためのシステムであって、燃料ノズルと、燃料ノズルの下流側の燃焼室と、燃焼室を円周状に取り囲んでいるフロースリーブとを含むシステムである。フロースリーブの周囲に円周状に配置されている複数の噴射器は、フロースリーブを貫通して燃焼室に通じる流体連通を提供する。複数の噴射器のうちの少なくとも１つの噴射器の上流側の弁は、その少なくとも１つの噴射器への動作流体の流れを許容する第１の位置、およびその少なくとも１つの噴射器への動作流体の流れを阻止する第２の位置を有している。
【０００９】
本発明の他の実施形態は、燃焼器に動作流体を供給するためのシステムであって、燃焼室と、燃焼室を円周状に取り囲んでいるライナと、ライナを円周状に取り囲んでいるフロースリーブとを含むシステムである。フロースリーブの周囲に円周状に配置されている複数の噴射器は、フロースリーブおよびライナを貫通して燃焼室に通じる流体連通を提供する。複数の噴射器のうちの少なくとも１つの噴射器の上流側の弁は、その少なくとも１つの噴射器への動作流体の流れを許容する第１の位置、およびその少なくとも１つの噴射器への動作流体の流れを阻止する第２の位置を有している。
【００１０】
本発明は、燃焼器に動作流体を供給するための方法を含むことも可能である。この方法は、圧縮機から燃焼室を介して動作流体を流すステップと、燃焼室の周囲に円周状に配置された複数の噴射器を通るように動作流体の一部の方向を変えるステップと、複数の噴射器のうちの少なくとも１つの噴射器を通って流れる動作流体を制御するために、複数の噴射器のうちの上記少なくとも１つの噴射器の上流側の弁を動作させるステップとを含む。
【００１１】
当業者は、本明細書を精査することにより、このような実施形態の特徴および態様、等々をより深く理解されよう。
【００１２】
本発明の、当業者にとって本発明の最良のモードを含む、十分で、かつ、使用を可能にする開示について、添付の図の参照を含む本明細書の以下の部分でより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一例示的ガスタービンの簡易側断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による、図１に示されている燃焼器の一部の簡易側面斜視図である。
【図３】燃焼室に動作流体を供給している、図２に示されている噴射器の側断面図である。
【図４】燃焼室への動作流体の流れを阻止している、図２に示されている噴射器の側断面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態による、図１に示されている燃焼器の一部の簡易側面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで、本発明の実施形態を提供するために詳細に参照すると、本発明の１つまたは複数の例が添付の図面に示されている。以下の詳細な説明には、図面の中の特徴を参照するために数値および文字による指示が使用されている。図面および説明の中のよく似ている指示または同様の指示は、本発明のよく似ている部品または同様の部品を参照するために使用されている。本明細書において使用されているように、「第１の」、「第２の」および「第３の」という用語は、ある構成要素を他の構成要素から区別するために交換可能に使用することができ、個々の構成要素の位置または重要性を意味することは意図されていない。さらに、「上流側」および「下流側」という用語は、流体通路内の複数の構成要素の相対位置を意味している。例えば流体が構成要素Ａから構成要素Ｂへ流れる場合、構成要素Ａは構成要素Ｂの上流側である。一方、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の下流側である。
【００１５】
個々の例は、本発明を説明するために提供されたものであり、本発明を制限するものではない。実際、本発明の範囲または精神を逸脱することなく、本発明に修正および変更を加えることができることは当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として示され、あるいは説明されている特徴は、他の実施形態に使用することによってさらに他の実施形態をもたらすことができる。したがって本発明には、このような修正および変更が特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲の範疇として本発明に包含されることが意図されている。
【００１６】
本発明の様々な実施形態は、燃焼器に動作流体を供給するためのシステムおよび方法を含む。通常、システムは、燃焼室を円周状に取り囲んでいる複数の遅延希薄噴射器を含む。システムは、動作流体の一部の方向を変える、つまり動作流体の一部を遅延希薄噴射器を介して燃焼室に流入させる。複数の遅延希薄噴射器のうちの１つまたは複数の遅延希薄噴射器の上流側の弁は、方向を変えて複数の遅延希薄噴射器のうちの１つまたは複数の遅延希薄噴射器を通る動作流体の量を制御する。特定の実施形態では、遅延希薄噴射器に到達する動作流体の圧力の変動を小さくし、および／または流量を少なくするために、分散マニホルドで遅延希薄噴射器を円周状に取り囲むことができ、また、弁を使用して、分散マニホルドに向かって方向を変える動作流体の量を制御することができる。したがって本明細書において開示されているシステムおよび方法によれば、液体燃料の燃焼をサポートする必要に応じて、および／または燃焼室内の火炎保持状態に応答して、方向を変えて遅延希薄噴射器を通る動作流体の量を変えることができる。本発明の例示的実施形態は、実例によって説明するために、ガスタービンに組み込まれた燃焼器の文脈で概ね説明されているが、本発明の実施形態は任意の燃焼器に適用することができ、特許請求の範囲に具体的に記載されていない限り、ガスタービン燃焼器に限定されないことは当業者には容易に理解されよう。
【００１７】
図１は、本発明の様々な実施形態を組み込むことができる一例示的ガスタービン１０の簡易横断面図を示したものである。図に示されているように、ガスタービン１０は、前方に圧縮機１２、中央部分の周囲に半径方向に配置された１つまたは複数の燃焼器１４、および後方にタービン１６を含むことができる。圧縮機１２およびタービン１６は、通常、発電のために発電機２０に接続された共通のロータ１８を共有している。
【００１８】
圧縮機１２は、周囲の空気などの動作流体２２が圧縮機１２に流入し、固定羽根２４および回転羽根２６の交互段を通過する軸流圧縮機であってもよい。圧縮機外筒２８は、固定羽根２４および回転羽根２６が動作流体２２を加速し、かつ、その方向を変えて圧縮動作流体２２の連続する流れを生成すると、その動作流体２２を保持する。圧縮動作流体２２の大部分は、圧縮機吐出プレナム３０を通って燃焼器１４へ流れる。
【００１９】
燃焼器１４は、当分野で知られている任意のタイプの燃焼器であってもよい。例えば図１に示されているように、燃焼器外筒３２は、圧縮機１２から流れる圧縮動作流体２２を保持するために、燃焼器１４の一部または全体を円周状に取り囲むことができる。１つまたは複数の燃料ノズル３４は、エンドカバー３６内に半径方向に配置することができ、それにより燃料ノズル３４の下流側の燃焼室３８に燃料を供給することができる。可能な燃料には、例えば、溶鉱炉ガス、コークス炉ガス、天然ガス、気化した液化天然ガス（ＬＮＧ）、水素およびプロパンのうちの１つまたは複数がある。圧縮動作流体２２は、エンドカバー３６に到達し、燃料との混合のために燃料ノズル３４を通って流れるよう、その方向を反転する前に、圧縮機吐出プレナム３０から燃焼室３８の外側に沿って流れることができる。燃料と圧縮動作流体２２の混合物は燃焼室３８に流入し、そこで点火されて高温および高圧を有する燃焼ガスを生成する。この燃焼ガスは、移行片４０を通ってタービン１６へ流れる。
【００２０】
タービン１６は、ステータ４２および回転バケット４４の交互段を含むことができる。ステータ４２の第１の段は、燃焼ガスを回転バケット４４の第１の段に向けてその方向を変え、かつ、集束させる。燃焼ガスは、回転バケット４４の第１の段を通過すると、膨張して回転バケット４４およびロータ１８を回転させる。燃焼ガスは、次に、回転バケット４４の次の段に向けて燃焼ガスの方向を変えるステータ４２の次の段へ流れ、以下、後続する段に対してこのプロセスが反復される。
【００２１】
図２は、図１に示されている燃焼器１４の一部の簡易斜視図を示したものである。図に示されているように、燃焼器１４は、燃焼室３８の少なくとも一部を円周状に取り囲んでいるライナ４６を含むことができる。フロースリーブ４８は、ライナ４６を取り囲んでいる環状通路５０を画定するために、ライナ４６の少なくとも一部を円周状に取り囲むことができる。この方法によれば、圧縮機吐出プレナム３０からの圧縮動作流体２２は、その方向を反転して、燃料ノズル３４（図１に示されている）を通って燃焼室３８に流入する前に、ライナ４６の外側に沿った環状通路５０を通って流れ、それによりライナ４６に対流冷却を提供することができる。
【００２２】
燃焼器１４は、燃焼室３８に燃料および動作流体２２の遅延希薄噴射を提供することができる複数の管すなわち噴射器６０をさらに含むことができる。噴射器６０は、動作流体２２の少なくとも一部がフロースリーブ４８およびライナ４６を通って燃焼室３８に流入するための流体連通を提供するために、燃料ノズル３４の下流側の燃焼室３８、ライナ４６およびフロースリーブ４８の周囲に円周状に配置することができる。図２に示されているように、フロースリーブ４８は内部燃料通路６２を含むことができ、また、個々の噴射器６０は、噴射器６０の周囲に円周状に配置された１つまたは複数の燃料ポート６４を含むことができる。内部燃料通路６２は、燃料ノズル３４に供給される燃料と同じ燃料または異なる燃料を燃料ポート６４に供給することができる。したがって燃料ポート６４は、燃料が噴射器６０に流入し、噴射器６０を通って燃焼室３８に流入する間に、燃料と動作流体２２を混合させるための流体連通を提供することができる。この方法によれば、噴射器６０は、追加燃焼によって燃焼器１４の温度を高くし、延いては効率を高くするために、燃料と動作流体２２の希薄混合物を供給することができる。
【００２３】
複数の噴射器６０のうちの１つまたは複数は、噴射器６０の上流側に、噴射器６０を通って流れることができる動作流体２２を許容し、阻止し、および／または量を調節する弁７０を含むことができる。弁７０は、当業者に知られている、流体の流れを許容し、阻止し、および／または調節するための任意のタイプの弁であってもよい。例えば弁７０は、玉型弁、ちょう形弁、ゲート弁、絞り弁または他の適切なタイプの弁であってもよい。図２に示されているように、弁７０を位置決めするための手段を個々の弁７０に動作可能に接続することができる。弁７０を位置決めするための構造は、当業者に知られている、弁を位置決めするための任意の水圧式、空気圧式または機械式リンク仕掛けを含むことができる。例えば燃焼器外筒３２を貫通する歯車駆動アセンブリを取り付け、それを個々の弁７０に接続することにより、個々の弁７０を手動または自動で操作することができる。別法としては、図２の特定の実施形態に示されているように、弁７０を位置決めするための手段は、個々の弁７０に動作可能に接続された、弁７０に流体圧力を供給するための流体プレナムすなわち管７２を含むことができる。この方法によれば、管７２によって供給される流体圧力は、噴射器６０への動作流体２２の流れを許容する第１の位置と、噴射器６０への動作流体２２の流れを阻止する第２の位置との間で弁７０を再位置決めするために、弁７０の部分の両端間に圧力差を生成することができる。
【００２４】
プレナムすなわち管７２は、燃焼器外筒３２を貫通する前に、フロースリーブ４８の周囲に円周状に配置されている個々の弁７０に接続するためにフロースリーブ４８を円周状に取り囲むことができる。燃焼器外筒３２の外側に出ると、プレナムすなわち管７２は、いくつかの可能な流体圧力源のいずれかから流体圧力を受け取ることができる。例えば図２に示されているように、プレナムすなわち管７２は、燃焼器１４の外側の流体アキュムレータ７４に接続することができる。流体アキュムレータ７４と弁７０の間の第１の流体接続７６は、流体アキュムレータ７４と弁７０の間の流体連通を提供することができる。流体アキュムレータ７４と圧縮機吐出プレナム３０の間の第２の流体接続７８は、流体アキュムレータ７４と燃焼器１４の内部との間の流体連通を提供することができる。この方法によれば、圧縮機吐出プレナム３０を通って流れる圧縮動作流体２２は、流体アキュムレータ７４に流体圧力を供給することができ、流体アキュムレータ７４は、弁７０を動作させるための流体圧力をプレナムすなわち管７２に供給することができ、それにより望ましくない異物が導入される機会、または圧縮機吐出プレナム３０および／または燃焼室３８に流体が導入される機会を少なくすることができる。図２にさらに示されているように、流体アキュムレータ７４への第３の流体接続８０は、流体アキュムレータ７４に追加流体圧力源を提供することができる。どのようなことが生じても、個々の流体接続に結合された隔離弁８２により、プレナムすなわち管７２を介して個々の弁７０に所望の流体圧力を印加することができる。
【００２５】
図３および４は、それぞれ第１および第２の位置に位置している、図２に示されている噴射器６０の側断面図を示したものである。図３および４に示されているように、弁７０は、噴射器６０に流入する流体を交互に許容および阻止するために噴射器６０に取り付け、あるいは接続することができる。図３および４に示されている特定の実施形態では、弁７０は、室８６を画定している弁本体８４、および室８６の内側の、室８６を上側部分９０および下側部分９２に分離しているピストン８８を含む。室８６の上側部分９０は、圧縮機吐出プレナム３０の流体圧力をピストン８８の頂部に印加することができる通気孔９４を含む。プレナムすなわち管７２は、流体アキュムレータ７４からの流体圧力をピストン８８の底部に印加することができるよう、室８６の下側部分９２に接続される。したがってピストン８８の頂部と底部の間の圧力差は、第１の位置と第２の位置の間で弁７０を位置決めするための手段を提供している。さらに、弁７０は、ばね９６または当業者に知られている、第１の位置または第２の位置のいずれかに弁７０をバイアスするための他のデバイスをさらに含むことができる。
【００２６】
図３に示されているように、管７２内の流体圧力およびばね９６によって印加される力が通気孔９４を介して印加される流体圧力を超えると、ピストン８８が上に向かって移動する。ピストン８８が上に向かって移動すると、そのピストン８８に接続されている円板９８が、弁本体８４および／または噴射器６０によって形成されたシート１００から遠ざかる方向に、上に向かって移動する。この第１の位置では、圧縮機吐出プレナム３０からの動作流体２２は、噴射器６０に流入し、かつ、噴射器６０を通って燃焼室３８に流入することができる。噴射器６０を通って流れる動作流体２２は、燃焼室３８で生成され、移行片４０を通ってタービン１６へ流れる燃焼ガスに希釈および／または急冷を提供することができる。さらに、燃焼ガス温度を高くし、燃焼器１４の熱力学的効率を高くするための追加燃焼のために燃焼室３８に噴射される前に、燃料通路６２および燃料ポート６４を介して噴射器６０に供給される燃料と動作流体２２を混合することができる。
【００２７】
図４では、管７２内の流体圧力およびばね９６によって印加される力が通気孔９４を介して印加される流体圧力より小さく、したがってピストン８８は下に向かって移動する。その結果、ピストン８８に接続されている円板９８が下に向かって移動し、弁本体８４および／または噴射器６０によって形成されたシート１００と係合する。この第２の位置では、圧縮機吐出プレナム３０からの動作流体２２は噴射器６０を迂回し、エンドカバー３６および燃料弁３４に向かって流れる。燃料弁３４を通って流れる追加動作流体２２は、火炎保持に対する追加マージンを提供することができ、および／または液体燃料燃焼のための追加混合および希釈を提供することができる。図２〜４に示されている弁７０は、図３に示されている第１の位置と、図４に示されている第２の位置との間の任意の位置で、調和して、あるいは独立して動作させることができることは、本明細書における教示から当業者には容易に理解されよう。したがって燃焼器１４のすべての動作レベルで最適放出性能を提供するために、個々の噴射器６０を介して所望の燃料対空気比率が達成されるように弁７０を位置決めすることができる。
【００２８】
図５は、本発明の第２の実施形態による、図１に示されている燃焼器１４の一部の簡易側面斜視図を示したものである。燃焼器１４は、図２〜４に示されている実施形態に関連して上で説明したように、この場合もライナ４６、スリーブ４８、環状通路５０、噴射器６０、燃料通路６２および燃料ポート６４を含む。さらに、圧縮機１２から流出する圧縮動作流体２２による直接衝突から噴射器６０を遮蔽するために、分散マニホルド１１０が噴射器６０を円周状に取り囲んでいる。分散マニホルド１１０とフロースリーブ４８の間に実質的に密閉された体積すなわち環状プレナム１１２を提供するために、燃焼器外筒３２および／またはフロースリーブ４８の円周の周りに分散マニホルド１１０をプレスばめするか、または場合によっては接続することができる。分散マニホルド１１０は、フロースリーブ４８の長さの一部または全体に沿って軸方向に延在させることができる。図５に示されている特定の実施形態では、例えば分散マニホルド１１０は、分散マニホルド１１０が実質的にフロースリーブ４８と同じ空間を延在するよう、フロースリーブ４８の長さ全体に沿って軸方向に延在している。
【００２９】
分散マニホルド１１０を貫通している１つまたは複数の流体通路１１４は、分散マニホルド１１０を貫通して、分散マニホルド１１０とフロースリーブ４８の間の環状プレナム１１２へ通じる流体連通を提供することができる。したがって圧縮動作流体２２の一部は、方向を変える、つまり流体通路１１４を通って環状プレナム１１２に流入することができる。圧縮動作流体２２が環状プレナム１１２の内側のフロースリーブ４８の周りを流れると、噴射器６０に到達する動作流体２２の圧力および／または流量の変動が小さくなり、燃焼室３８に噴射されるより一様な燃料−空気混合物が生成される。
【００３０】
図５に示されている実施形態は、図２〜４に関連して上で説明したように、弁７０および弁７０を位置決めするための手段をさらに含むことができる。弁７０は、流体通路１１４、環状プレナム１１２および噴射器６０を通って流れることができる動作流体２２を許容し、阻止し、および／または量を調節するために、分散マニホルド１１０内の流体通路１１４の上流側に取り付け、あるいは接続することができる。この方法によれば、単一の弁７０を使用して、分散マニホルド１１０によって取り囲まれた複数の噴射器６０を通って流れる動作流体２２を制御することができる。さらに、単一の弁７０を使用して、管７２の量、またはフロースリーブ４８の周囲に円周状に配置される複数の弁７０を配置するために必要な他の手段の量を少なくすることも可能である。
【００３１】
図１〜５に示されている、また、図１〜５に関連して説明したシステムは、燃焼器１４に動作流体２２を供給するための方法を提供することも可能である。この方法は、圧縮機１２から燃焼室３８を介して動作流体２２を流すステップ、動作流体２２の一部の方向を変えるステップ、つまり燃焼室３８の周囲に円周状に配置された１つまたは複数の噴射器６０を介して動作流体２２の一部を流すステップ、および噴射器６０を通って流れる動作流体２２を制御するために、噴射器の上流側の弁７０を動作させるステップを含むことができる。特定の実施形態では、この方法は、弁７０を特定の位置にバイアスするステップ、および／または弁７０を動作させるために、燃焼器１４の外部から弁７０に制御圧力を供給するステップをさらに含むことができる。別法または追加として、この方法は、動作流体２２の方向が変化した部分を燃焼室３８の周囲に実質的に一様に分散させるステップを含むことも可能である。
【００３２】
本発明の様々な実施形態は、既存の遅延希薄噴射システムに優る１つまたは複数の技術的利点を提供することができる。例えば本明細書において説明されているシステムおよび方法を使用して、液体燃料運転の間、方向が変化して噴射器６０を通る動作流体２２の量を調整することができ、および／または燃料ノズル３４の近傍の火炎保持状態を低減することができる。さらに、本明細書において説明されている実施形態を使用して、噴射器６０を通って流れる動作流体２２を微調整し、それにより個々の噴射器６０を通る動作流体２２の圧力および／または流れの変動を小さくすることも可能である。
【００３３】
本成文説明には、最良のモードを含む、本発明を開示するための例が使用されており、また、任意のデバイスまたはシステムの構築および使用、ならびに組み込まれている任意の方法の実施を含む、すべての当業者による本発明の実践を可能にするための例が使用されている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者に思い浮ぶ他の例を含むことができる。このような他の例には、それらが特許請求の範囲の文字言語と同じ構造エレメントを含んでいる場合であっても、あるいはそれらが特許請求の範囲の文字言語とは非現実的に異なる等価構造エレメントを含んでいる場合であっても、特許請求の範囲に包含されることが意図されている。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ガスタービン
１２  圧縮機
１４  燃焼器
１６  タービン
１８  ロータ
２０  発電機
２２  動作流体
２４  固定羽根（圧縮機）
２６  回転羽根
２８  圧縮機外筒
３０  圧縮機吐出プレナム
３２  燃焼器外筒
３４  燃料ノズル
３６  エンドカバー
３８  燃焼室
４０  移行片
４２  ステータ
４４  バケット
４６  ライナ
４８  フロースリーブ
５０  環状通路
６０  噴射器
６２  燃料通路
６４  燃料ポート
７０  弁
７２  プレナムすなわち管
７４  流体アキュムレータ
７６  第１の流体接続
７８  第２の流体接続
８０  第３の流体接続
８２  隔離弁
８４  弁本体
８６  室
８８  ピストン
９０  室の上側部分
９２  室の下側部分
９４  通気孔
９６  ばね
９８  円板
１００  シート
１１０  分散マニホルド
１１２  環状プレナム
１１４  流体通路
【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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