(57)【要約】      （修正有）【課題】第１の燃焼室と第２のバーナとの間に希釈ガスを混合するための混合セクションを備える、多段バーナ燃焼器配列用の混合器を提案する。【解決手段】第１のバーナと、第１の燃焼室と、作動中に第１の燃焼室から出てくる高温ガスに希釈空気を混合する混合器配列と、第２のバーナと、第２の燃焼室とを備える２段燃焼器配列において、混合器は、高温ガス流路に燃焼ガスを案内し、第２のバーナは、第１の燃焼室に接続される上流端部の入口と、第２のバーナに接続される下流端部の出口とを有するダクトを含む。混合器は、噴射管１１４の少なくとも１つのグループを有し、噴射管１１４は、混合空気を混合し、煙道ガスを冷却するために、混合器の側壁から内方へ延びている。噴射管１１４は、混合器の側壁に沿って周方向に分配されており、混合器の中心へ向けられた円錐形又はほぼ円錐形を有する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多段燃焼器配列（１０４）であって、順に流体連通接続されて配置された、第１のバーナ（１１２）と、第１の燃焼室（１０１）と、作動中に前記第１の燃焼室（１０１）から出てくる高温ガスに希釈ガス又は空気（１１０）を混合するための混合器配列（１１７）と、第２のバーナ（１１３）と、第２の燃焼室（１０２）と、を備え、前記混合器（１１７）は、前記第１の燃焼室（１０１）と前記第２のバーナ（１１３）との間に延びる高温ガス流路（１０９）において燃焼ガスを案内するように適応されており、前記高温ガス流路は、前記第１の燃焼室（１０１）への接続のために適応された上流端部における入口と、前記第２のバーナ（１１３）への接続のために適応された下流端部における出口とを有するダクトを含み、混合器（１１７）は、前記希釈ガス又は空気（１１０）を混合して、前記第１の燃焼室（１０１）から出てくる高温煙道ガスを冷却するために、前記混合器（１１７）の側壁（１１６）から内方へ延びる噴射管（１１４，１１５，...）の少なくとも１つのグループを有し、前記噴射管（１１４，１１５，...）は、前記混合器（１１７）の前記側壁（１１６）に沿って周方向に配置されており、前記噴射管（１１４，１１５，...）は、前記混合器（１１７）の中心に向かって減少する円錐又はほぼ円錐の形状を有することを特徴とする、多段燃焼器配列。
【請求項２】
前記噴射管のほぼ円錐の形状は、半径方向又はほぼ半径方向の長さに沿って減少する横断面積を備えた複数の接合された管から成る、請求項１記載の多段燃焼器配列。
【請求項３】
前記噴射管（１１４，１１５，...）は、規則的又は不規則な間隔で、前記希釈ガス又は空気（１１０）が前記高温ガス流（１０９）内へ噴射される前記混合器（１１７）の横断面積全体をカバーするように配置されている、請求項１又は２記載の多段燃焼器配列。
【請求項４】
前記噴射管（１１４，１１５，...）は、該噴射管の進入深さに沿って、前記希釈ガス又は空気（１１０ａ）を直交方向又はほぼ直交方向に前記高温ガス流（１０９）内へ噴射するために使用される多数の噴射孔（１２０）を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項５】
前記噴射管（１１４ａ，１１４ｂ）は、該噴射管の端部に開口を有し、該開口を通って、前記希釈ガス又は空気（１１０ｂ）の一部が前記高温ガス流内へ逃げる、請求項１から４までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項６】
前記混合器（１１７）は、前記高温ガス流の方向で、同一、類似又は異なる進入深さを有する噴射管（１１４，１１５，...）の少なくとも１つの列を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項７】
前記混合器（１１７）は、高温ガス流の方向で、同一、類似又は異なる進入深さを有する噴射管（１１４，１１５，...）の複数の列を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項８】
前記噴射管（１１４，１１５，...）は、それぞれの進入深さに沿って均一又は不均一な円錐勾配を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項９】
第１の列の前記噴射管（１１４，１１５，...）の進入深さは、第２の列の進入深さよりも前記混合器（１１７）の中心に近く、前記第２の列の進入深さは、第３の列の進入深さよりも前記混合器（１１７）の中心に近い又は前記混合器（１１７）の中心から遠い、請求項１から８までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項１０】
１つの列の前記噴射管は、前記混合器（１１７）の中心に向かって延びており、半径方向で互いに逆向きに配置されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項１１】
前記噴射管（１１５ａ，１１５ｂ）は、前記高温ガス流の方向に傾斜させられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項１２】
前記側壁（１１６）は、少なくとも部分的にしみ出し冷却によって冷却される、請求項１から１１までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項１３】
少なくとも１つの噴射管グループ（１１４，１１５）は、前記混合器（１１７）の前記側壁（１１９）に沿って周方向に分配され、かつ前記混合器（１１７）を通流する高温ガスの主流れ方向に対して垂直な平面に関してずらされた設計を有しており、ずれ量は、前記噴射管の直径の０．１〜３．５倍である、請求項１から１２までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項１４】
前記噴射管（１１４，１１５，...）の外面の少なくとも一部及び／又は前記混合器（１１７）の前記側壁（１１６）の内面の少なくとも一部は、サーマルバリヤコーティングで被覆されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項１５】
前記噴射管（１１４，１１５，...）の内面に多数の冷却リブ及び／又は冷却ピンが配置されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の多段燃焼器配列。
【請求項１６】
ガスタービンを作動させる方法であって、前記ガスタービンは、少なくとも１つの圧縮機（１０３）と、多段燃焼器配列（１０４）とを備え、該多段燃焼器配列（１０４）は、順に流体連通接続されて配置された、第１のバーナ（１１２）と、第１の燃焼室（１０１）と、前記第１の燃焼室（１０１）から出てくる高温ガスに希釈ガス又は空気（１１０）を混合するための混合器配列（１１７）と、第２のバーナ（１１３）と、第２の燃焼室（１０２）と、を備え、混合器（１１７）は、前記第１の燃焼室（１０１）と前記第２のバーナ（１１３）との間に延びる高温ガス流路（１０９）において燃焼ガスを案内するように適応されており、前記高温ガス流路は、前記第１の燃焼室（１０１）への接続のために適応された上流端部における入口と、前記第２のバーナ（１１３）への接続のために適応された下流端部における出口とを有するダクトを含み、前記混合器（１１７）は、前記希釈ガス又は空気（１１０）を混合し、前記第１の燃焼室（１０１）から出てくる高温煙道ガスを冷却するために、前記混合器（１１７）の側壁（１１６）から半径方向内方へ延びる噴射管（１１４，１１５，...）の少なくとも１つのグループを有し、前記噴射管は、前記混合器（１１７）の前記側壁（１１６）に沿って周方向に配置されており、前記噴射管は、前記混合器（１１７）の中心に向かって減少する円錐又はほぼ円錐の形状を有することを特徴とする、タービンを作動させる方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２段燃焼若しくは多段燃焼を行うガスタービンの技術分野に関する。特に、本発明は、高温ガス流内へ希釈ガス又は空気を混合する手段を備える多段燃焼器配列に関する。加えて、本発明は、多段燃焼器において高温ガス流内へ希釈ガス又は空気を混合する手段を有するガスタービンを作動させる方法に関する。
【０００２】
従って、本発明は、多段燃焼を行うガスタービンの高温ガス通路において順に配置された、第１のバーナと、第１の燃焼室と、作動中に第１の燃焼室から出てくる高温ガスに希釈ガス又は空気を混合するための混合器と、第２のバーナと、第２の燃焼室とを備える、多段燃焼器配列に関する。
【０００３】
混合器は、第１の燃焼室への接続のために適応させられた上流端部における入口と、第２のバーナへの接続のために適応させられた下流端部における出口とを有するダクトを含む、第１の燃焼室と第２のバーナとの間に延びる高温ガス流路において燃焼ガスを案内するように適応されている。
【背景技術】
【０００４】
発明の背景
ガスタービンの燃焼器用の予混合バーナは、例えば、欧州特許出願公開第０３２１８０９号明細書及び欧州特許出願公開第０７０４６５７号明細書に開示されている。
【０００５】
特に、前記予混合バーナは、全ての種類の液体燃料及び／又は気体燃料を用いて作動させることができる。つまり、複数のバーナ又は燃焼器を異なる燃料で同時に又は順次作動させることができる。
【０００６】
多段燃焼を行うガスタービンは、欧州特許出願公開第０６２０３６２号明細書又は独国特許出願公開第１０３１２９７１号明細書に示されている。
【０００７】
付加的な関連する従来技術は、以下の文献に開示されている。
【０００８】
欧州特許第０３２１８０９号明細書は、接線方向空気入口スロットと、気体燃料及び液体燃料用の供給チャネルとを形成した、２つの中空の円錐形の半シェルから成るバーナに関し、中空の円錐形の半シェルの中心軸線は、互いにずらされて長手方向に延びている。半シェルの互いにずれた中心軸線の接続線の中間に配置された燃料ノズルは、半シェルによって形成される円錐形の内部空間内においてバーナヘッドに配置されている。
【０００９】
欧州特許出願公開第０７０４６５７号明細書には、欧州特許出願公開第０３２１８０９号明細書に開示されたような燃焼空気流のためのスワール発生器と、前記空気流内へ燃料を噴射する手段と、点火が生じる燃焼室内へ燃料・空気混合物を導入する前に燃料と燃焼空気とを均一に混合するための、前記スワール発生器の下流の混合ゾーンとから実質的に成る、ヒートジェネレータ用のバーナ配列が記載されている。
【００１０】
ガスタービンエンジンについて言えば、作動プロセスに関する柔軟性が要求されるという事実がある。これは、ガスタービンエンジンがしばしばベース負荷設計点よりも低い負荷、すなわちより低い燃焼器入口及び燃焼温度で作動することを意味する。
【００１１】
それと同時に、エミッション制限値及び全体的なエミッション許容はより厳しくなっているので、より低いエミッション値で運転し、部分負荷運転時及び移行中においても低いエミッションを保つことが要求される。
【００１２】
従来の燃焼システムは、圧縮機入口質量流量を調節することによって、又は様々なバーナ、燃料段又は燃焼器の間における燃料分割を制御することによって、作動条件における可変性に対応するように設計されている。しかしながら、これは新たな要求を満たすには不十分である。
【００１３】
運転柔軟性に関してエミッションをさらに減じるために、多段燃焼が独国特許出願公開第１０３１２９７１号明細書において提案されている。運転条件、特に第１の燃焼室の高温ガス温度に応じて、高温ガスが第２のバーナ（シーケンシャルバーナとも呼ばれる）へ進入させられる前に高温ガスを冷却することが必要であり得る。この冷却は、燃料噴射、及び第２のバーナにおける第１の燃焼器の高温煙道ガスとの、噴射された燃料の予混合を許容するために有利である。
【００１４】
従来の冷却方法は、主高温ガス流における大きな圧力降下につながる熱交換器を必要とするか、又は側壁からの冷却媒体の噴射を示唆している。側壁からの冷却媒体の噴射のために、大きな圧力降下が必要とされ、このことは、このような燃焼器配列で作動させられるガスタービンの効率にとって不利益であり、全体の流れの制御された冷却が困難である。
【００１５】
国際公開第２０１４／０６３８３５号を参照すると、流体流れ方向で順に配置された、第１のバーナと、第１の燃焼室と、作動中に第１の燃焼室から出てくる高温ガスに希釈ガスを混合するための混合器と、第２のバーナと、第２の燃焼室とを備える、多段燃焼器配列が開示されている。混合器は、第１の燃焼室への接続のために適応させられた上流端部における入口と、第２のバーナへの接続のために適応させられた下流端部における出口とを有するダクトを含む、第１の燃焼室と第２のバーナとの間に延びる高温ガス流路において、燃焼ガスを案内するように適応されている。
【００１６】
混合器は、複数の噴射管を有し、複数の噴射管は、希釈ガスを混合して、第１の燃焼室から出てくる高温の煙道ガスを冷却するために、混合器の側壁から内方へ延びている。
【００１７】
加えて、国際公開第２０１４／０６３８３５号には、少なくとも１つの圧縮機と、燃焼器配列とを備えるガスタービンを作動させる方法が記載されており、前記燃焼器配列は、順に流体流れ接続して配置された、第１のバーナと、第１の燃焼室と、作動中に第１の燃焼室から出てくる高温ガスに希釈ガスを混合するための混合器と、第２のバーナと、第２の燃焼室とを含む。混合器は、第１の燃焼室への接続のために適応させられた上流端部における入口と、第２のバーナへの接続のために適応させられた下流端部における出口とを有するダクトを含む、第１の燃焼室と第２のバーナとの間に延びる高温ガス流路において、燃焼ガスを案内するように適応されている。混合器は、希釈ガスを混合して、第１の燃焼室から出てくる高温の煙道ガスを冷却するために、ダクトの側壁から内方へ延びている複数の噴射管と、タービンとを有する。希釈ガスは、混合器の横断面の様々な領域内へ混合されるか、又は希釈ガスは、混合器の横断面の様々な領域へ希釈ガスを導入するために、噴射孔及び／又は第２の噴射管及び第１の噴射を通じて噴射される。
【００１８】
さらに、クロスフロー噴射システムに関する国際公開第２０１４／０６３８３５号による解決手段は、より単純なジオメトリ及びより低いコストという利点をも提供する。しかしながら、このような解決手段は、より長い混合長さを必要とし、エンジン負荷の変化に関連した、第１の燃焼器の高温ガス温度、及び希釈空気温度の変化に関して、著しくより敏感である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０３２１８０９号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０７０４６５７号明細書
【特許文献３】欧州特許第０６２０３６２号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開第１０３１２９７１号明細書
【特許文献５】国際公開第２０１４／０６３８３５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明の課題は、第１の燃焼室と第２のバーナとの間に希釈ガスを混合するための混合セクションを備える、多段バーナ燃焼器配列用の混合器を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
第１の態様によれば、本発明は、好適にはＣＰＳＣ（定圧多段燃焼器）に能動的に接続された、好適には、シーケンシャルバーナ用の少なくとも１つの混合器配列を備えた混合セクションに関連した、冷却向上に関する。
【００２２】
シーケンシャルバーナ性能（ＮＯｘ、ＣＯ、ＯＴＤＦ、ＦＢＭ＝Flashback Margin、逆火マージン）は、バーナ入口温度分布及びその平均温度に対して極めて敏感である。このような要求に合致するために、第１段燃焼器は高温ガスを発生するために使用され、この高温ガスは、より低温の媒体、すなわち希釈ガス又は空気を噴射することによってより低い温度レベルに冷却されなければならない。このような混合プロセスは、最良の温度分布を達成するために決定的である。しかしながら、混合時間及び混合長さにおける既存の強い制約が考慮されなければならない。加えて、熱音響的挙動、すなわち脈動が、混合器によって強く影響され得る。
【００２３】
本発明の開示による多段燃焼器配列は、順に流体流れ接続されて配置された、第１のバーナと、第１の燃焼室と、作動中に第１の燃焼室から出てくる高温ガスに希釈空気を混合するための混合装置、すなわち混合器と、第２のバーナと、第２の燃焼室とを備え、混合器は、第１の燃焼室と第２のバーナとの間に延びる高温ガス流路において燃焼ガスを案内するように適応されており、高温ガス流路は、第１の燃焼室への接続のために適応された、上流端部における入口と、第２のバーナへの接続のために適応された、下流端部における出口とを有するダクトを含む。
【００２４】
基本的に、ＣＰＳＣ概念は、高温ガス発生器と、一連の管を備えた混合器と、シーケンシャルバーナと、シーケンシャルライナとから成る。本発明の特徴に関する混合器概念は、希釈空気及び冷却空気を第１の燃焼器からの高温ガス流（ＨＧ）に混合することによって適切なシーケンシャルバーナ入口分布を生ぜしめるために使用される。概して、混合器壁部及び混合器ジェットチューブは、対流冷却技術及び／又はしみ出し冷却技術及び／又はインピンジ冷却技術によって冷却される。
【００２５】
しみ出し冷却技術は混合器において適用される。なぜならば、混合器壁部の良好な冷却が必要とされるのみならず、それと同時に、再熱燃焼のための適切な入口高温ガス分布を提供するために、主高温ガス流に関する冷却空気の混合を提供することも必要であるからである。
【００２６】
従って、本発明の焦点とされる課題は、第１の燃焼室と第２のバーナとの間に希釈ガスを混合するための混合セクションを備える、多段バーナ燃焼器配列用の混合器を提案することである。
【００２７】
第２のバーナのための適切な入口流れ条件を提供するために、希釈媒体、好適には希釈空気が、混合器の混合セクションにおいて混合される。特に、高温ガスは、所定の温度分布まで冷却される。
【００２８】
冷却及び混合に関する混合器管（配列）の性能は、半径方向に取り付けられかつ外側プレナムによって希釈空気が供給される一連の噴射管又は同様の構成部材、例えば混合管を実現することによって、高められる。これらの特徴は、前記構成部材内の流体剥離を回避し、周方向の混合の質を向上させることを本質的に助ける。
【００２９】
すなわち、本発明の多段燃焼器配列は、順に流体流れ接続されて配置された、第１のバーナと、第１の燃焼室と、作動中に第１の燃焼室から出てくる高温ガスに希釈空気を混合するための混合器配列と、第２のバーナと、第２の燃焼室とを含む。混合器は、第１の燃焼室の間に延びる高温ガス流路において燃焼ガスを案内するように適応されており、第２のバーナは、第１の燃焼室への接続のために適応させられた上流端部における入口と、第２のバーナへの接続のために適応させられた下流端部における出口とを有するダクトを含む。混合器は、噴射管の少なくとも１つのグループを有し、噴射管は、希釈ガスを混合して、第１の燃焼室から出てくる高温の煙道ガスを冷却するために、混合器の側壁から内方へ延びている。噴射管は、混合器の側壁に沿って周方向に分配されており、混合器の中心に向かって減少する円錐又はほぼ円錐の形状を有する。
【００３０】
加えて、噴射管のほぼ円錐の形状は、噴射管の半径方向又はほぼ半径方向の延びに沿って個々の減少する横断面積を備えた複数の接合された管から成る。従って、噴射管は、希釈ガスが高温ガス流内へ噴射される混合器の横断面積全体を規則的又は不規則な間隔でカバーするように配置されており、噴射管は、それらの進入深さに沿って、高温ガス流内へ希釈空気を直交方向又はほぼ直交方向に噴射するために使用される多数の噴射孔を有する。さらに、噴射管は、それぞれの進入深さに沿って均一又は不均一な円錐の勾配を有する。さらに、噴射管は、高温ガス流れ方向に傾斜させることができる。
【００３１】
混合器は、高温ガス流れ方向で、同一、類似又は異なる進入深さを備える複数の噴射管の少なくとも１つの列を有しており、混合器は、同一、類似又は異なる進入深さを備える複数の噴射管の複数の列を高温ガス流れ方向で有する。
【００３２】
第１の列の噴射管の進入深さは、第２の列の進入深さよりも混合器の中心に近く、次いで、第２の列の進入深さは、第３の列の進入深さよりも混合器の中心に近い又は混合器の中心から遠く、個々の列の噴射管は、混合器の中心に向かって延びており、半径方向で互いに逆向きに配置されている。
【００３３】
少なくとも１つの噴射管グループは、混合器の側壁に沿って周方向に分配され、かつ混合器を通流する高温ガスの主流れ方向に対して垂直な平面に関してずらされた設計を有しており、ずれ量は、噴射管の直径の０．１〜３．５倍である。
【００３４】
噴射管の外面の少なくとも一部及び／又は混合器の側壁の内面の少なくとも一部は、ＴＢＣで被覆されており、噴射管は、噴射管の内面に配置された冷却リブ及び／又はピンフィールドが具備されている。
【００３５】
最後に、本発明は、少なくとも１つの圧縮機と、多段燃焼器配列とを備えるガスタービンを作動させる方法に関し、前記多段燃焼器配列は、流体流れ方向で順に配置された第１のバーナと、第１の燃焼室と、作動中に第１の燃焼室から出てくる高温ガスに希釈ガスを混合するための混合器と、第２のバーナと、第２の燃焼室とを備える。混合器は、第１の燃焼室への接続のために適応させられた上流端部における入口と、第２のバーナへの接続のために適応させられた下流端部における出口とを有するダクトを含む、第１の燃焼室と第２のバーナとの間に延びる高温ガス流路において燃焼ガスを案内するように適応されている。混合器は、希釈ガスを混合して、第１の燃焼室から出る高温煙道ガスを冷却するために、混合器の側壁から内方へ延びる噴射管の少なくとも１つのグループを有し、噴射管は、混合器の側壁に沿って周方向に配置されており、噴射管は、混合器の中心に向かって減少する円錐又はほぼ円錐の形状を有する。
【００３６】
別の好適な実施の形態によれば、混合器配列は、複数の噴射管を有し、複数の噴射管は、第１の燃焼室から出てくる高温煙道ガスに希釈空気を混合し、前記高温煙道ガスを冷却し、これにより、第２の燃焼器のための適切な入口条件を提供するために、ダクトの壁部から内方へ周方向に延びている。
【００３７】
各噴射管は、前記高温ガス流へ希釈ガス又は空気を噴射するために使用される、半径方向及び周方向の多数の噴射孔も具備されている。
【００３８】
所要の局所的質量流量及び温度低下が小さな圧力降下で達成されるように、これらの噴射管の直径、長さ、幾何学的設計及び数は、希釈空気を高温ガス流へ混合するように設計されている。
【００３９】
通常、噴射管は、混合前の希釈空気圧力の合計圧力の好適には０．４％〜２％の圧力降下で希釈空気の混合を可能にする。噴射管の入口における小さな圧力降下により、混合前の希釈空気圧力の合計圧力の好適には０．２％〜１％の圧力降下で十分であり得る。入口圧力降下を減じるために、丸みづけられた管入口、横断面が段付けされた管、円錐形又はテーパした管などを使用することができる。
【００４０】
前記選択された噴射管の組合せが提供されてもよい。さらに、側壁に関して高温ガス流内へ異なる進入深さを備える噴射管を有する混合器配列を提供することができる。
【００４１】
例えば、高温ガス流における第１の噴射管配列の進入深さは、第２の噴射管配列の進入深さよりも大きい。グレード付けは、以下の噴射管配列をも収集してもよく、速度は、作動条件に適応させられる。
【００４２】
さらに、混合器の内壁に沿って周方向に分配された、大きな横断面を備えた、多数の絶対的な円筒状の噴射管は、高温ガス横断面積の大部分を妨害し、これにより、大きな圧力降下を生ずることが考慮されなければならない。例えば、円錐状に減少する噴射管により、妨害面積を著しく減じることができる。
【００４３】
噴射管の円錐角は、噴射管内の希釈空気の速度が、この希釈空気の一部が噴射されるにもかかわらず、一定又はほぼ一定に維持されるように選択されるべきである。
【００４４】
発明に関する付加的な発見は、以下の態様に関する：
高い局所的な入口温度の結果、大量のエミッション（特にＮＯｘ、ＣＯ及び未燃焼炭化水素）及び／又は第２の燃焼器における逆火マージンが生じ得る。逆火マージン及びＮＯｘは、高い入口ガス温度又は高い酸素濃度により、噴射された燃料のための自己点火時間が短縮されることにより誘発され、これは、より早い点火（逆火マージンにつながる）又は燃料空気混合のための時間の短縮を生じ、燃焼中に局所的なホットスポットを生じ、結果的にＮＯｘエミッションの増大につながる。
【００４５】
低温領域は、自己点火時間が長くなることにより、ＣＯエミッションを生じ得る。これは、ＣＯからＣＯ2への燃焼のための時間を短縮し、低下した局所的火炎温度は、さらにＣＯからＣＯ2への燃焼を減速させ得る。最後に、局所的なホットスポットは、混合器の下流のある部分における過熱につながり得る。
【００４６】
局所的な高い酸素濃度は、局所的な高温と同じ効果、例えば、混合のための時間を短縮する急速な反応、高い燃焼温度、ＮＯｘエミッションの増大及び場合によっては逆火マージンを生じる可能性がある。理論的に、局所的な低い酸素濃度は、局所的な低温と同じ効果、例えば、ＣＯ及びＵＨＣ（未燃焼炭化水素）エミッションの増大につながる遅い反応を生じる可能性がある。しかしながら、現実には、低いＯ2→より高い燃料／空気比→より高いＴ→より高い反応速度となる。
【００４７】
高い又は低い局所的入口速度は、第２のバーナ及び後続の第２の燃焼室における滞留時間の延長又は短縮につながる可能性があり、これは、不均一な自己点火時間と同様の望ましくない効果を生じ、例えば、第２のバーナにおける滞留時間の短縮は、不完全混合及び高いＮＯｘにつながる可能性がある。第２の燃焼器における滞留時間の短縮は、不完全燃焼につながる可能性があり、その結果、ＣＯエミッションを増大させる。第２のバーナにおける流速の低下は、早期点火及び逆火につながる可能性がある。
【００４８】
空力的観点からの別の重要な要求は、高温ガス経路及び希釈空気供給部における圧力損失を最小限にとどめることである。両者は、このような多段燃焼器配列とともに作動するガスタービンの性能に影響を与える可能性がある。
【００４９】
再熱バーナの混合ゾーンを通過しながら、流れにせん断応力を方向付けるために、混合ゾーンの対応する流れチャネルは、連続的に変化する形状を備えた、流れ方向での異なる横断面積を提供している及び／又は非円形の横断面積を提供している。
【００５０】
本発明による混合器配列は、例えば噴射管内の流体剥離構成部材を使用して、ビルトイン手段による希釈空気流の一部の調整された排出のためのデフレクタ又は別の手段を有する。管には、希釈空気の個々の部分を供給することができる。
【００５１】
様々な噴射管に、希釈空気の同一、類似又は異なる質量流量を供給することもできる。
【００５２】
デフレクタとプレナム壁部との間の体積（ＶＤ）は、ダンパを取り付けるために使用することができる。
【００５３】
混合器配列は、好適には、環状流れセクションを有するように配置されており、環状流れセクションの高さは、環状流れセクションの環状壁の直径と、環状流れセクションの内壁との差である。
【００５４】
半径方向高さに対するデフレクタの寸法は、接続ダクトの流れ横断面に依存する。
【００５５】
混合器配列の別の実施の形態によれば、噴射管は、好適には噴射管の長手方向全体に沿って配置された壁部を有し、この壁部は、管の横断面の中心の外側又はほぼ外側に配置されている。この配列は、１つの噴射管に関連して設けられるか又は上述のデフレクションガイドに関連して設けられてよい。
【００５６】
別の実施の形態によれば、多段燃焼器配列は、少なくとも１つのデフレクタを備えた、複数の順に配置された噴射管を備える混合器配列を含み、前記デフレクタは、カスケード原理に基づき、中間で噴射管に又は希釈空気流に沿って最後の噴射管の下流に配置されており、希釈空気を混合して、第１の燃焼室から出てくる高温煙道ガスを冷却するために、各デフレクタに対して、対応する噴射管が上流に配置されている。
【００５７】
２段配列により、各グループの噴射管は、好適には、混合器配列の側壁に沿って周方向に分配されて配置されており、第１のグループの噴射管は高温ガス流路内への第１の進入深さを有しており、第２のグループの噴射管は、同じ又は減じられた進入深さを有しており、これは、後続の噴射管グループにも当てはまる。
【００５８】
このような実施の形態では、デフレクタ又はデフレクションガイドは、混合器配列の周方向に配置された１つのフランジ状ボディから成ってもよいが、これに限定されない。
【００５９】
側壁に対して垂直に配置された噴射管の場合、高温ガス通路内へ延びる噴射管の長さは、進入深さと等しい。
【００６０】
さらに、上述の壁部は、中心がずれて配置されているか、付加的な手段が補足されていてよく、希釈空気流の下流に配置された形成された空間は、噴射管に沿って空気流から分離されたままである。
【００６１】
２段燃焼器配列の１つの実施の形態によれば、ダクト壁部は、少なくとも部分的にしみ出し冷却される。希釈空気の混合により、混合器における高温ガスの平均温度は、噴射管の下流において低下させられる。通常、減じられた冷却要求及びより少ないしみ出し冷却が予想される。しかしながら、局所的に増大した乱流により、噴射管の下流における側壁における熱負荷が増大する恐れがある。
【００６２】
従って、第１のしみ出し冷却される領域は、第１の噴射管の下流でかつ後続の噴射管の配列の上流に配置されており、単位面積当たりのしみ出し冷却穴の数を増大させることができる。
【００６３】
最後の噴射管の下流において、好適にはデフレクションガイドに関連して、高温ガス温度は、しみ出し冷却が不要であるレベルまで低下させることができ、その他の冷却法を適用することができる。
【００６４】
別の実施の形態によれば、第１のしみ出し冷却される領域は、台形である。底辺は、高温ガスの主流れ方向に対して垂直である。台形の第１の領域の下流底辺は、台形の第１の領域の上流底辺よりも長い。
【００６５】
別の実施の形態では、しみ出し冷却穴は、０．５〜１．２ｍｍの直径を有する。さらに、隣接するしみ出し冷却穴の間の距離は、第１の領域においては３〜１０ｍｍであり、第２の領域においては６〜２０ｍｍである。
【００６６】
混合器配列の１つの実施の形態によれば、第１の噴射管は、このような配列が設けられている場合、デフレクションガイドを備える又は備えない別の噴射管の上流に配置されている。
【００６７】
このような配列は、例えば１つの管に関連して、又はデフレクションガイドを備えた管に関連して、又は希釈空気流を分割するための壁部を備えた管に関連して、又は流体剥離を防止するための壁部を備えた管に関連して、異なる設計の噴射管によって噴射される希釈空気の間の最小限の干渉で、混合器配列の複数の異なる領域への希釈空気の噴射を可能にする。
【００６８】
さらに、対応するデフレクションガイドを備えた複数の噴射管を有する配列の場合、噴射管の第１のグループは噴射管の第２のグループの下流に配置することができる。より短い噴射管がより長い噴射管の上流にあるような配列に関して、短い噴射管によって噴射された希釈空気は、後続のより長い噴射管に対して熱負荷を低減する。
【００６９】
混合器配列の１つの実施の形態によれば、デフレクションガイドに関連した噴射管の第１のグループの直径は、第２のグループの噴射管の直径よりも大きい。さらに、噴射管の第２のグループの直径は、第３のグループの噴射管の直径よりも大きくてもよい。
【００７０】
噴射管が、異なる機能を備えた壁部を有するならば、同じ設計を提供することもできる。
【００７１】
別の実施の形態に関して、混合器配列内の第１の噴射管は、混合器を通流する高温ガスの主流れ方向に対して垂直又は傾斜した１つの平面において混合器の側壁に沿って周方向に分配されて配置されている。これは、噴射管の後続のグループにも当てはまる。
【００７２】
このような実施の形態は、混合器の周方向に配置された１つのフランジ状ボディから成るデフレクションガイドに関して提供されてよい。
【００７３】
混合器配列の噴射管及びデフレクションガイド（利用可能であるならば）は、第１の燃焼室から出てくる高温ガスに曝される。噴射管及びデフレクションガイドは、本来、管を通流する希釈空気によって冷却される。しかしながら、噴射管及びデフレクションガイドの寿命を延ばすために、管及びデフレクションガイドを熱に曝すことを減じるための付加的な手段を提供することができる。
【００７４】
従って、混合器配列の１つの実施の形態によれば、噴射管及びデフレクションガイドの外面の少なくとも一部は、サーマルバリヤコーティング（ＴＢＣ）で被覆することができる。加えて、混合器の側壁の内面の少なくとも一部は、壁の冷却要求を減じ、これにより、混合器から出てくる高温ガス流における低温の周辺領域を回避するために、サーマルバリヤコーティング（ＴＢＣ）で被覆することができる。
【００７５】
１つの実施の形態では、管及びデフレクションガイドの内側における熱伝達率が高められている。熱伝達の増大のために、噴射管及びデフレクションガイドの内面に冷却リブ及び／又はピンフィールドを配置することができる。
【００７６】
別の実施の形態では、管から出てくる希釈空気が噴射位置における高温ガス流の方向の流れ成分を有するように、デフレクションガイドに関連した噴射管は、高温ガスの流れ方向に対して９０°未満の角度で傾斜させられている。
【００７７】
管から出てくる希釈空気の軸方向成分が、噴射位置における高温ガス流の軸方向流速と等しいか又は±５０％以内であるように、噴射管を所定の角度で傾斜させることができる。
【００７８】
噴射管の数は、例えば、２つのグループにおける隣接する噴射管の出口開口の間の距離が類似になるように選択することができる。この文脈における「類似」とは、より大きな進入深さを有するグループに関する出口開口の間の距離が、より小さな進入深さを有するグループに関する距離の１〜３倍に相当することを意味することができる。出口開口の間の距離は、さらに、噴射管の出口直径に応じて増大させることができる。
【００７９】
加えて、このようなガスタービンを作動させる方法は、本発明の主体である。持続的な冷却プロセスを生じるように、混合器において希釈空気を高温ガスに混合することができる。１つの実施の形態によれば、希釈空気は、様々な噴射管を介して混合器の様々な領域へ混合される。
【００８０】
１つの実施の形態では、第１のグループの噴射管は、希釈空気を高温ガス流路の中央領域に向かって混合するように配置されている。
【００８１】
燃焼器壁及び／又は混合セクションの側壁を冷却するために、しみ出し冷却が用いられてもよい。
【００８２】
希釈空気噴射部の下流において、希釈空気と高温ガスとの混合を、流路の狭窄によって高めることができる。
【００８３】
２段燃焼に関して、燃焼器の組合せは以下のように配置されていてよい。
【００８４】
第１及び第２の燃焼室は、缶型−缶型燃焼器構造で配置されてよく、すなわち、第１の燃焼室及び第２の燃焼室は、缶型燃焼室として設計されている。
【００８５】
第１及び第２の燃焼室は、缶型−環状燃焼器構造で配置されてよく、すなわち、第１の燃焼室は環状燃焼室として配置されており、第２の燃焼室は缶型燃焼室として配置されている。
【００８６】
第１及び第２の燃焼室は、環状−缶型燃焼器構造で配置されてよく、すなわち、第１の燃焼室は缶型燃焼室として配置されており、第２の燃焼室は環状燃焼室として配置されている。
【００８７】
第１及び第２の燃焼室は、環状−環状燃焼器構造で配置されてよく、すなわち、第１の燃焼室及び第２の燃焼室は、環状燃焼室である。
【００８８】
従って、混合器の混合の質は、重要である。なぜならば、第２の燃焼室のバーナシステムは、所定の入口温度及び入口速度分布を要求するからである。
【００８９】
発明の主な利点は以下のものである。
１．より少ない混合時間及び混合長さを必要とするより効率的な混合、すなわちより優れた混合及び性能、より短い混合器配列。
２．より安定した混合器出口分布、すなわちより少ない熱音響的問題（脈動）。
３．均一な噴射速度、すなわち圧力降下が低いより優れた混合、すなわちより優れた性能。
４．管直径が変化することによるストローハル不安定性の排除、すなわちより安定した燃焼（より少ない脈動、ＢＣ変化に対する感度がより低い）。
【００９０】
開示、その性質及びその利点は、添付の図面を用いて以下でより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】希釈空気を混合するための混合器配列を備える、多段燃焼を用いる一般的なガスタービンを示している。
【図２】第１及び第２の噴射管を備える混合器配列を示している。
【図３】高温ガス流の方向に傾斜した第１及び第２の噴射管を備える混合器の壁部分を示している。
【図４】ずらされた第１及び第２の噴射管を備える混合器側壁の部分を示している。
【図５】周方向に取り付けられかつ半径方向に延びる一連の噴射管を有する混合器の断面図を示している。
【図６】混合器の別の断面を示している。
【図７】ずらされて配置された円錐形の噴射管の複数の列を備える混合器の長手方向断面図である。
【図８】図８ａは円錐形の噴射管を示しており、図８ｂは、円錐形状をシミュレートするように溶接された複数の噴射管の配列を示している。
【図９】図９ａは、開放した端部を備える円錐形の噴射管を示しており、図９ｂは、開放した端部を備える、円錐形状をシミュレートするように溶接された複数の噴射管の配列を示している。
【図１０】高温ガス噴射に対する緩和を備えた噴射管の噴射孔を示している。
【図１１】高温ガス噴射に対する緩和及び対流冷却される前縁を備えた噴射管の噴射孔を示している。
【発明を実施するための形態】
【００９２】
典型的な実施の形態の詳細な説明
図１は、発明の１つの典型的な実施の形態による多段燃焼器配列１０４を備えるガスタービンエンジン１００を示している。ガスタービン１００は、圧縮機１０３と、燃焼器配列１０４と、タービン１０５とを有する。燃焼器配列１０４は、第１のバーナ１１２と、第１の燃焼室１０１と、作動中に第１の燃焼室１０１から出てくる高温ガスに希釈空気１１０を混合するための混合器配列１１７とを有する。
【００９３】
混合器１１７の下流において、燃焼器配列１０４は、さらに、第２のバーナ１１３と、第２の燃焼室１０２とを有する。第１のバーナ１１２、第１の燃焼室１０１、混合器１１７、第２のバーナ１１３及び第２の燃焼室１０２は、流体流れ方向で順次配置されている。燃料を、第１の燃料噴射部１２３によって第１のバーナ１１２へ導入し、圧縮機１０３において圧縮された圧縮空気と混合し、第１の燃焼室１０１において燃焼させることができる。
【００９４】
希釈空気１１０（図２参照）は、後続の混合器１１７に導入される。付加的な燃料を、第２の燃料噴射部１２４によって第２のバーナへ導入し、混合器１１７から出た高温ガスと混合し、第２の燃焼室１０２において燃焼させることができる。第２の燃焼室１０２から出た高温ガスは、後続のタービン１０５において膨張させられ、仕事を行う。タービン１０５及び圧縮機１０３はシャフト１０６に配置されている。
【００９５】
タービン１０５から出た排ガス１０７の残りの熱はさらに、蒸気発生のために排熱回収蒸気発生器若しくはボイラ（図示せず）において利用することができる。
【００９６】
図示された例においては、圧縮排出ガスは希釈空気１１０として混合される。通常、圧縮機排出ガスは、圧縮された周囲空気である。煙道ガス再循環部（図示せず）を備えたガスタービンの場合、圧縮機排出ガスは、周囲空気と再循環された煙道ガスとの混合物である。
【００９７】
通常、ガスタービンシステムは、ガスタービン１００のシャフト１０６に連結された発電機（図示せず）を含む。
【００９８】
混合器１１７の様々な典型的な実施の形態は、国際公開第２０１４／０６３８３５号に示されており、図２ａ〜図２ｄは、図１ａ〜図１ｄの拡大したセクションであり、前記図面は、この説明の一体的な部分を形成している。
【００９９】
図２は、第２の噴射管１１５の上流に配置された第１の噴射管１１４を有する混合器を備える第１の例を示している。ここでは、長さＬを有する２つの噴射管グループが示されている。
【０１００】
この例では、圧縮機プレナムからの圧縮ガスは、燃焼器ライナに沿って、接続ダクト１１１内を、希釈空気１１０として案内される。接続ダクト１１１から、希釈空気１１０は、第１の噴射管１１４及び第２の噴射管１１５を通じて混合器内へ噴射される。混合器１１７は、高さＨの横断面を有する。混合器は、環状の横断面を有するように配置することができる。環状の混合器の場合、高さＨは、環状流れセクションの外壁の直径と、環状流れセクションの内壁の直径との差から生じる。円筒状の横断面を有する混合器の場合、高さは、横断面の直径である。第１の噴射管１１４及び第２の噴射管１１５の長さＬは、噴射された希釈空気１１０と、第１の燃焼室１０１から出てくる高温ガスとの良好な混合が保証されるように規定される。
【０１０１】
図２は、噴射管１１４，１１５内への希釈空気開口１１８を有する混合器１１７を示している。希釈空気開口１１８の使用は、混合器１１７における高温ガス流の圧力降下を減じることができる。希釈空気開口は、例えば、高さＨが、長さＬを有する第１の噴射管１１４及び希釈空気開口噴射部１１８を通じた希釈空気１１０の混合との良好な混合を許容するように十分に小さいならば、使用することができる。
【０１０２】
高温ガス流における圧力損失を減じるために、混合器は、希釈空気が混合される混合器の領域において拡開した側壁１１６を備えて配置されている。拡開した側壁１１６により、混合器の横断面を、ディフューザに従って増大させることができる。
【０１０３】
これは、横断面を増大させるとともに、流速を減じ、第１の噴射管１１４及び第２の噴射管１１５によって生ぜしめられる圧力降下の減少につながる。さらに、これらの手段は、高温ガス流１０９内へ希釈空気１１０を噴射することによって生ぜしめられる圧力降下を減じる。
【０１０４】
別の実施の形態は、希釈空気１１０を、（圧縮機１０３の下流の）圧縮機プレナムから第１の噴射管１１４及び第２の噴射管１１５へ直接供給することである。第１の噴射管１１４及び第２の噴射管１１５は、圧縮機プレナム内へ延びており、これにより、より高圧で、かつより低温の希釈空気１１０（希釈ガスとしての使用前に燃焼器の冷却により温度ピックアップは存在しない）が利用可能である（国際公開第２０１４／０６３８３５号、図２ｄ参照）。
【０１０５】
図３は、傾斜した第１及び第２の噴射管１１５ａ，１１５ｂを備える混合器１１７の壁部分を示している。第１及び第２の噴射管１１５ａ，１１５ｂは、第１及び第２の噴射管１１５ａ，１１５ｂの圧力降下を減じるために高温ガスの流れの方向に傾斜させられている。好適には、傾斜は、管から出てくる希釈空気が、噴射位置において、高温ガス１０９の流速ｖと等しい、高温ガスの流れ方向の軸方向流れ成分Ｖd,axを有するような角度を有する。
【０１０６】
希釈空気１１０は、希釈空気の速度Ｖdで噴射管１１４，１１５から出ていく。これは、希釈空気の軸方向速度Ｖd.axを有する高温ガス流の方向の成分と、高温ガス流に対して垂直な希釈空気の速度Ｖd,nを有する高温ガスに対して垂直な流れ成分とを有する。高温ガス流に対して垂直な希釈空気の速度Ｖd,nは、高温ガス流内への希釈空気の進入、及び高温ガス流との混合を促進する。
【０１０７】
図３の例によれば、噴射管１１４，１１５の温度を低下させるために、噴射管１１４，１１５の上流側にサーマルバリヤコーティング（ＴＢＣ）１１９が提供されている。サーマルバリヤコーティング（ＴＢＣ）は、例えば、上流側の半分のセクション又は噴射管１１４，１１５全体の周囲に提供することができる。加えて、下流側には冷却孔１２０が設けられている。噴射管の壁を冷却する以外に、これらの噴射孔１２０から排出された冷却空気が、噴射管１１４，１１５の後流へ噴射され、これにより、高温ガス流における圧力降下を減じる。
【０１０８】
図４は、直径Ｄを有するずらされた第１及び第２の噴射管１１４，１１５を備える、混合器１１７の側壁１１６の切り取られたセクションの平面図を示している。第１の噴射管は、高温ガスの流れ方向に対して垂直な平面Ａ若しくは平面Ａ’に配置されている。
【０１０９】
第１の噴射管は、ずれｓだけずらされており、すなわち、平面Ａは、平面Ａ’に対して流れ方向で距離ｓに配置されている。ずれにより、２つの隣接する第１の噴射管１１４の間の自由距離ｆ’は、ずらされていない２つの隣接する噴射管の間の自由距離ｆと比べて増大されている。
【０１１０】
第２の噴射管１１５は、同じずれｓで、第１の噴射管１１４の下流に、第１及び第２の噴射管１１４，１１５の間の距離ａで配置されている。図示した例では、第２の噴射管１１５の直径は、第１の噴射管１１４の直径Ｄと等しい。
【０１１１】
図５は、一連の噴射管１１４，１１４ａが半径方向に取り付けられかつ別のプレナムによって希釈空気１１０が供給される本発明の好適な実施の形態を示している。図面では、第１の燃焼器によって発生された高温ガス流は、半径方向に配置された長い噴射管１１４と、それらの間に配置された短い噴射管１１４ａとの間を通って流れる。
【０１１２】
長い噴射管及び短い噴射管の両方は、混合器１１７の中央に向かって半径方向に方向付けられており、長い噴射管１１４は、ほとんど混合器の中心まで延びている。混合器の周方向での噴射管１１４，１１４ａの配置は、均一に設けられているが、不均一な分布も可能である。噴射管１１４，１１４ａには、流れる希釈空気１１０ａを高温ガス流１０９内へ噴射するために使用される多数の噴射孔１２０も設けられている。この混合器１１７の重要な特徴は、噴射管１１４，１１４ａのそれぞれの半径方向延在範囲に沿ったこのような噴射孔１２０の良好な分布を反映し、これにより、希釈空気１１０は予め分配されており、従って、著しくより短い混合時間及び長さを必要とする。要するに、円錐形又はその他のジオメトリを特徴とする噴射管は、横断面積全体をカバーするように配置されており、希釈空気は、高温ガス流内へ直交方向又はほぼ直交方向に噴射される。
【０１１３】
図６は、一連の噴射管１１４が半径方向に取り付けられかつ別のプレナムによって希釈空気１１０が供給される本発明の別の好適な実施の形態のベースラインを示している。図面では、第１の燃焼器によって発生された高温ガス流は、均一な長さを有する半径方向に配置された長い噴射管１１４の間を通って流れる。従って、噴射管は、図示したように、混合器１１７の中央に向かって半径方向に方向付けられており、ほとんど混合器の中心まで延びている。混合器の周方向での噴射管１１４の配置は、均一に設けられているが、不均一な分布も可能である。噴射管１１４には、希釈空気１１０ａを高温ガス流１０９内へ噴射するために使用される多数の噴射孔１２０も設けられている。この混合器１１７の重要な特徴は、噴射管１１４のそれぞれの半径方向延在範囲に沿ったこのような噴射孔１２０の良好な分布を反映し、これにより、希釈空気１１０は予め分配されており、従って、著しくより短い混合時間及び長さを必要とする。要するに、円錐形又はその他のジオメトリを特徴とする噴射管は、横断面積全体をカバーするように配置されており、希釈空気は、高温ガス流内へ直交方向又はほぼ直交方向に噴射される。全ての噴射管は同じ長さを有してもよい。
【０１１４】
図７は、高温ガス流に沿って配置された噴射管１１４のより多くの列を示している（入口１０９、混合器出口１０９ａ）。示された噴射管は、ほぼ混合器１１７の中心まで延びており、互いに逆方向に半径方向に配置されている。
【０１１５】
図８ａは、１つの円錐形の噴射管１１４を示しているのに対し、図８ｂは、円錐形をシミュレートするように溶接された複数の管から成る別の噴射管１１４ｂを示している。大量の希釈空気１１０が噴射されるならば、永久的な円筒状の噴射管は、横断面を通る高温ガス流の大部分を明らかに妨害し、大きな圧力降下を生じるので、ガスタービンエンジンにとって多くの欠点を生じる。同時に、希釈空気が噴射されるときの噴射管における速度が低下する。
【０１１６】
この理由から、本発明のこの実施の形態では、円錐形又はほぼ円錐形の噴射管１１４，１１４ｂは、両問題を解決すると考えられている。円錐形又はほぼ円錐形の噴射管により、妨害面積を著しく減じることができる。それぞれの噴射管の長手方向での円錐形又は横断面勾配は、噴射管内の希釈空気速度が一定に維持されるか又は最小限の変化でほぼ一定に維持されるように選択されるべきである。要するに、別の実施の形態では、永久的な円錐形の噴射管（図８ａ参照）の代わりに、横断面積の不連続な変化を備える噴射管が提案され（図８ｂ）、これは、より簡単でかつ安価な製造を目的としている。
【０１１７】
図９ａ及び図９ｂは、端部に開口を有しており、この開口から希釈空気の一部１１０ｂが高温ガス流内へ流れるという唯一の相違点を除き、図８ａ及び図８ｂに示されたものと同じ噴射管１１４，１１４ｂを示している。
【０１１８】
図１０及び図１１は、希釈空気の噴射孔に関する２つの異なる解決手段を示している。図１０に記載の噴射管１１４は、噴射孔１２０によって全体がカバーされているのに対し、図１１に記載の噴射管は、部分的にしか噴射孔が設けられていない。対応する解決手段は、高温ガス噴射に対する目標とされる緩和に関する。
【符号の説明】
【０１１９】
１００  ガスタービン
１０１  第１の燃焼室
１０２  第２の燃焼室
１０３  圧縮機
１０４  ２段燃焼器配列
１０５  タービン
１０６  シャフト
１０７  排ガス
１０８  圧縮空気
１０９  燃焼生成物、高温ガス流
１１０  希釈媒体、すなわちガス又は空気
１１１  接続ダクト
１１２  第１のバーナ
１１３  第２のバーナ
１１４  円錐形の噴射管（長い）
１１４ａ  円錐形の噴射管（短い）
１１４ｂ  複数の異なる管から成る噴射管
１１５  第２の列の円錐形の噴射管
１１５ａ  傾斜した噴射管
１１５ｂ  傾斜した噴射管
１１６  側壁
１１７  混合器
１１８  希釈空気開口
１１９  サーマルバリヤコーティング
１２０  噴射孔
Ａ，Ａ’  高温ガス流方向ｆに対して垂直な平面、ｆは自由距離
Ｌ  第１の噴射管の長さ
Ｄ  第１の噴射管の直径
ｄ  第２の噴射管の直径
Ｈ  高温ガス流路の高さ又は同等の直径
ｓ  ずれ
Ｖhot  高温ガスの速度
Ｖd  希釈ガス又は空気の速度
Ｖd,ax  希釈ガス又は空気の軸方向速度
Ｖd,n  高温ガス流に対して垂直な希釈ガス又は空気の速度
Ｖmix  高温ガス流及び希釈ガス又は空気の混合物の速度
【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６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2016057056.tif 000012
【図１１】
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【外国語明細書】
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