(57)【要約】      （修正有）【課題】ターボ機械から燃料を一掃するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】パージシステム４０は、燃料プレミキサ１２からパージ混合気の流れを受け取るように構成された排出管路５０を備える。パージシステムは、排出管路に結合されたオリフィスと、内部、開口、および出口を有するエダクタとを備える。オリフィスは、パージ混合気の流れを絞るように構成されている。内部は、オリフィス、開口、および出口に流体結合されている。パージ混合気はオリフィスから出口へ内部を通じて流れるように構成され、オリフィスを通じてのパージ混合気の流れは開口を通じてエダクタの内部に冷却剤を引き込むように構成され、開口を通じて引き込まれた冷却剤はパージ混合気と混合するように構成されている。【選択図】図１
2016121686.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器（１６）に第１の燃料（１５）を分配するように構成された第１の燃料プレミキサ（１２）と、
前記第１の燃料プレミキサ（１２）から前記第１の燃料（１５）を一掃するように構成されたパージシステム（４０）と
を備えたシステムであって、前記パージシステム（４０）は、
前記第１の燃料プレミキサ（１２）からパージ混合気の流れを受け取るように構成された排出管路（５０）と、
前記排出管路（５０）に結合され、前記パージ混合気の前記流れを絞るように構成されているオリフィス（７２）と、
内部（７６）、開口（５６）、および出口（７８）を備えたエダクタ（４６）であって、前記内部（７６）が前記オリフィス（７２）、前記開口（５６）、および前記出口（７８）に流体結合され、前記パージ混合気が前記オリフィス（７２）から前記出口（７８）へ前記内部（７６）を通じて流れるように構成され、前記オリフィス（７２）を通じての前記パージ混合気の前記流れがベンチュリ効果によって前記開口（５６）を通じて前記エダクタ（４６）の前記内部（７６）に冷却剤（７９）を引き込むように構成され、前記開口（５６）を通じて引き込まれた前記冷却剤（７９）が前記パージ混合気と混合するように構成されているエダクタ（４６）と、
を備えている、システム。
【請求項２】
前記エダクタ（４６）は、前記エダクタ（４６）の前記開口（５６）を覆うように構成されたゲート（８２）を備え、前記ゲート（８２）は、前記オリフィス（７２）から前記エダクタ（４６）に入る前記パージ混合気の前記流れにより生じる圧力降下によって前記開口（５６）を通じて前記エダクタ（４６）の前記内部（７６）に引き込まれる前記冷却剤（７９）によって開かれるように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
燃料通路（１４）を介して前記第１の燃料プレミキサ（１２）に前記第１の燃料（１５）を分配するように構成された燃料マニホールド（１３）を備え、前記燃料通路（１４）は、接合部（４７）で前記パージシステム（４０）の前記排出管路（５０）と結合された双方向パージセグメント（４４）を備え、
第１の条件下では前記第１の燃料プレミキサ（１２）に燃料（１５）を分配することを可能にし、
第２の条件下では前記第１の燃料プレミキサ（１２）から前記排出管路（５０）へ燃料（１５）を一掃することを可能にする
ように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記パージシステム（４０）は圧縮空気流を利用して前記第１の燃料プレミキサ（１２）から前記第１の燃料（１５）を一掃するように構成されており、前記パージ混合気は前記一掃された第１の燃料（１５）と前記圧縮空気流とを含み、前記冷却剤（７９）は前記パージ混合気を冷却するように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
圧縮機（２４）、前記燃焼器（１６）、およびタービン（２０）を備え、前記第１の燃料プレミキサ（１２）は前記第１の燃料（１５）を前記燃焼器（１６）に送り届け、前記燃焼器（１６）は燃焼生成物を前記タービン（２０）に送り届け、前記タービン（２０）は前記圧縮機（２４）を駆動し、前記圧縮空気流は前記圧縮機（２４）からの圧縮機排出空気流を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記エダクタ（４６）に引き込まれた前記冷却剤（７９）は、周囲空気または窒素を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記パージシステム（４０）は前記エダクタ（４６）の前記出口（７８）に結合されたドレン管路（８０）と、前記ドレン管路（８０）に結合された分離器（４１）と、前記分離器（４１）の下流で前記ドレン管路（８０）に結合されたドレンタンクとを備え、前記分離器（４１）は前記パージ混合気からの燃料（１５）を分離するように構成され、前記ドレンタンクは前記燃料（１５）を受け取るように構成されている、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の燃料プレミキサ（１２）は前記燃焼器（１６）に第２の燃料（１５）を分配するように構成されており、前記第１の燃料（１５）はパイロット燃料を含み、前記第２の燃料（１５）は燃焼燃料を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
前記燃焼器（１６）に第２の燃料（１５）を分配するように構成されている第２の燃料プレミキサ（１２）を備え、前記第１の燃料（１５）はパイロット燃料を含むと共に前記第２の燃料（１５）は燃焼燃料を含む、または前記第１の燃料（１５）は前記燃焼燃料を含むと共に前記第２の燃料（１５）は前記パイロット燃料を含む、請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
ターボ機械（１０）のためのパージシステム（４０）であって、
燃料プレミキサ（１２）からパージ混合気の流れを受け取るように構成された排出管路（５０）と、
前記排出管路（５０）に結合され、前記パージ混合気の前記流れを絞るように構成されているオリフィス（７２）と、
エダクタ（４６）であって、
前記エダクタ（４６）の開口（５６）、前記オリフィス（７２）、および出口（７８）に流体結合されている内部（７６）、
冷却剤（７９）を受け取るように構成された前記開口（５６）、ならびに
前記出口（７８）を備え、前記パージ混合気は前記オリフィス（７２）から前記出口（７８）へ前記内部（７６）を通じて流れるように構成され、前記オリフィス（７２）を通じての前記パージ混合気の前記流れは、ベンチュリ効果によって前記開口（５６）を通じて前記エダクタ（４６）に前記冷却剤（７９）を引き込むように構成されているエダクタ（４６）と
を備えるパージシステム（４０）。
【請求項１１】
前記エダクタ（４６）は、前記エダクタ（４６）の前記開口（５６）を覆うように構成されたゲート（８２）を備え、前記ゲート（８２）は、前記オリフィス（７２）から前記エダクタ（４６）に入る前記パージ混合気の前記流れにより生じる圧力降下によって前記開口（５６）を通じて前記エダクタ（４６）の前記内部（７６）に引き込まれる前記冷却剤（７９）によって開かれるように構成されている、請求項１０記載のパージシステム（４０）。
【請求項１２】
前記ゲート（８２）は、フラップ、ヒンジ式ドア、逆止弁、またはそれらの任意の組合せを備える、請求項１１記載のパージシステム（４０）。
【請求項１３】
前記オリフィス（７２）は前記エダクタ（４６）の軸（９９）に沿って前記内部（７６）の中に延び、前記開口（５６）は前記エダクタ（４６）の前記軸（９９）から半径方向に離間して配設されている、請求項１０記載のパージシステム（４０）。
【請求項１４】
前記エダクタ（４６）の出口（７８）に結合された一端部を備えたドレン管路（８０）と、
前記ドレン管路（８０）の反対側端部に結合されたドレンタンクであって、前記ドレン管路（８０）が前記パージ混合気を前記ドレンタンクへ送るように構成されているドレンタンクと、
前記エダクタ（４６）と前記ドレンタンクの間で前記ドレン管路（８０）に結合された通気口（８４）と
を備え、
前記通気口（８４）は、前記ドレンタンクが燃料（１５）だけをまたは主に燃料（１５）を収集するように前記パージ混合気から空気を放出するように構成されている、請求項１０記載のパージシステム（４０）。
【請求項１５】
前記オリフィス（７２）は前記オリフィス（７２）を通じての前記パージ混合気の前記流れを絞るように構成された複数のオリフィス開口（５６）を備えており、前記オリフィス（７２）は前記内部（７６）の中に入る前記パージ混合気の速度を増加させるように構成されている、請求項１０記載のパージシステム（４０）。
【請求項１６】
熱交換器を含まない、請求項１０記載のパージシステム（４０）。
【請求項１７】
ターボ機械（１０）のためのパージシステム（４０）であって、
オリフィス（７２）を有し、前記ターボ機械（１０）の燃料プレミキサ（１２）からパージ混合気を受け取るように構成された排出管路（５０）であって、前記パージ混合気が前記ターボ機械（１０）の圧縮機（２４）からの燃料（１５）および圧縮空気を含む排出管路（５０）と、
前記排出管路（５０）に結合され、前記パージ混合気が前記オリフィス（７２）を通じて前記エダクタ（４６）に流れ込むときに周囲空気を引き込むための少なくとも１つのエダクタ開口（５６）を備えるエダクタ（４６）と
を備える、パージシステム（４０）。
【請求項１８】
前記排出管路（５０）の前記オリフィス（７２）は、前記エダクタ（４６）の後面に結合され、前記後面は前記パージ混合気および前記周囲空気を受け取るように構成された出口（７８）の反対側にある、請求項１７記載のパージシステム（４０）。
【請求項１９】
前記排出管路（５０）は前記パージ混合気の前記流れに対して前記オリフィス（７２）の上流における取り付け箇所で前記エダクタ（４６）に結合され、前記排出管路（５０）の前記オリフィス（７２）は前記取り付け箇所の下流で前記エダクタ（４６）の内部（７６）内に配設され、前記内部（７６）は前記少なくとも１つのエダクタ開口（５６）に流体結合されている、請求項１７記載のパージシステム（４０）。
【請求項２０】
前記オリフィス（７２）を有する前記排出管路（５０）は、前記エダクタ（４６）と一体形成されている、請求項１７記載のパージシステム（４０）。
【請求項２１】
前記エダクタ（４６）の出口（７８）に結合された一端部を備えたドレン管路（８０）と、
前記ドレン管路（８０）の反対側端部に結合されたドレンタンクであって、前記ドレン管路（８０）が前記パージ混合気を前記ドレンタンクへ送るように構成されているドレンタンクと、
前記エダクタ（４６）と前記ドレンタンクの間で前記ドレン管路（８０）に結合された分離器（４１）および通気口（８４）と
を備え、
前記分離器（４１）は前記パージ混合気から空気および非燃料成分を分離するように構成され、前記通気口（８４）はドレンパン（４２）が燃料（１５）だけをまたは主に燃料（１５）を収集するように前記空気および前記非燃料成分を放出するように構成されている、請求項１７記載のパージシステム（４０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示した主題は、ガスタービンエンジンなどのターボ機械に関する。より詳細には、本開示は、ガスタービンエンジンなどのターボ機械から燃料（例えば、液体燃料）を一掃し冷却するための燃料パージシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械は、空気などのオキシダントと共に燃料を燃焼するように構成された燃焼器をしばしば備える。１つまたは複数の燃料マニホールドおよび（１つまたは複数の燃料ノズルの一部であり得る）１つまたは複数の燃料プレミキサは、各燃焼器に１種類または複数種類の燃料を分配するように構成されている。燃料を燃焼器に送り届けた後、燃料マニホールドおよび／または燃料プレミキサ内には残留燃料が残り得る。例えば、残留燃料は、燃料プレミキサの内壁または内表面に付着し得る。残留燃料は、燃料がプレミキサを通じて流れるのを妨げる可能性のある付着物を形成し得る。困ったことに、残留燃料は、燃料プレミキサおよび／もしくはマニホールド、または燃料プレミキサとマニホールドの間を延びる通路を閉塞させる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６２５００６５号明細書
【発明の概要】
【０００４】
以下、本開示に範囲に対応するいくつかの実施形態の概要を示す。これらの実施形態は、本開示の範囲を限定することは意図されておらず、むしろこれらの実施形態は、本開示の可能な形態の概要を与えることが意図されているのにすぎない。実際、本発明は、以下に記載される実施形態と同様またはそれらとは異なり得る様々な形態を包含し得る。
【０００５】
第１の実施形態では、システムは、燃焼器に第１の燃料を分配するように構成された第１の燃料プレミキサと、この第１の燃料プレミキサから第１の燃料を一掃するように構成されたパージシステムとを備える。このパージシステムは、第１の燃料プレミキサからパージ混合気の流れを受け取るように構成された排出管路を備える。パージシステムは、排出管路に結合され、パージ混合気の流れを絞るように構成されているオリフィスも備える。さらに、パージシステムは、内部、開口、および出口を有するエダクタであって、内部がオリフィス、開口、および出口に流体結合され、パージ混合気がオリフィスから出口へ内部を通じて流れるように構成され、オリフィスを通じてのパージ混合気の流れがベンチュリ効果によって開口を通じてエダクタの内部に冷却剤を引き込むように構成され、開口を通じて引き込まれた冷却剤がパージ混合気と混合するように構成されているエダクタを備える。
【０００６】
第２の実施形態では、ターボ機械のためのパージシステムは、燃料プレミキサからパージ混合気の流れを受け取るように構成された排出管路を備える。このパージシステムは、排出管路に結合され、パージ混合気の流れを絞るように構成されているオリフィスも備える。パージシステムは、エダクタも備え、このエダクタは、エダクタの開口、オリフィス、および出口に流体結合されている内部を備える。エダクタは、冷却剤を受け取るように構成された開口を備える。エダクタは、出口も備える。パージ混合気は、オリフィスから出口へ内部を通じて流れるように構成され、オリフィスを通じてのパージ混合気の流れは、ベンチュリ効果によってエダクタの開口を通じてエダクタに冷却剤を引き込むように構成されている。
【０００７】
第３の実施形態では、ターボ機械のためのパージシステムは、オリフィスを有し、ターボ機械の燃料プレミキサからパージ混合気を受け取るように構成された排出管路であって、パージ混合気がターボ機械の圧縮機からの燃料および圧縮空気を含む排出管路を備える。パージシステムは、排出管路に結合され、パージ混合気がオリフィスを通じてエダクタに流れ込むときに周囲空気を引き込むための少なくとも１つのエダクタ開口を備えたエダクタも備える。
【０００８】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読んだときにより良く理解されよう。図面全体を通じて同じ符号は同じ部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施形態によるターボ機械を示す概略図である。
【図２】図１のターボ機械に使用するための１つまたは複数の燃料プレミキサ、燃料マニホールド、または燃料通路から燃料を一掃するためのエダクタを有するパージシステムの一実施形態の断面図である。
【図３】図２のパージシステムに使用するためのエダクタの一実施形態の断面図である。
【図４】線４−４に沿った図３のエダクタの正面断面図である。
【図５】エダクタの一実施形態の正面断面図である。
【図６】燃料マニホールドから燃料を一掃するための方法の一実施形態を示すプロセス流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の１つまたは複数の特定の実施形態を説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を行うために、実際の実施の全ての特徴が本明細書に説明されるわけではない可能性がある。あらゆるエンジニアリングまたは設計プロジェクトにあるような任意のそうした実際の実施の開発において、システム関連の制約およびビジネス関連の制約の遵守など開発者の特定の目標を実現するために実施に特有の多数の決定がなされなければならず、これは実施により異なり得ることを理解されたい。さらに、そのような開発努力は、複雑で時間がかかり得るが、それにもかかわらずこの開示の利益を有する当業者にとって設計、製作、および製造に関する日常的な作業であることを理解されたい。
【００１１】
本発明の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」は、１つまたは複数の要素が存在することを意味することが意図される。用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む、備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包括的であることが意図され、挙げられた要素以外に追加の要素が存在し得ることを意味する。
【００１２】
本実施形態は、ガスタービンエンジンなどのターボ機械、およびターボ機械のための燃料パージシステムに向けられている。詳細には、本実施形態は、ガスタービンエンジンなどのターボ機械の燃料マニホールドまたは燃料プレミキサ（あるいは燃料マニホールドと燃料プレミキサの間に延びる通路）から燃料（例えば、液体燃料）を一掃するためのシステムに向けられている。例えば、ターボ機械の１つまたは複数の燃焼器は、空気または酸素などのオキシダントと共に１種または複数種の燃料を燃焼する。燃料マニホールドおよび（燃料ノズルの一部であり得る）１つまたは複数の燃料プレミキサは、燃料を１つまたは複数の燃焼器に送り届ける。例えば、燃料マニホールドは燃料プレミキサに燃料を分配し、燃料プレミキサは燃料を空気（例えば、酸素）と混合することができる。燃料または燃料空気混合気は、燃焼器内で反応して燃焼生成物を生成する。
【００１３】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の燃料プレミキサは、（例えば、ガスタービンが起動モードにある間に）燃焼プロセスの点火部分（および／または起動部分）のために燃焼器にパイロット燃料を分配する。次いで、燃料プレミキサは、燃焼燃料を分配して燃焼プロセスを続ける（例えば、ガスタービンを起動モードから定常状態モードへ移行する）。パイロット燃料および燃焼燃料は異なっていてもよく、各燃料は燃焼プロセスのそれらのそれぞれの部分（例えば、ガスタービンの起動モードおよび定常状態モード）の効率を高めるように構成され得る。いくつかの実施形態では、第１の燃料マニホールドは、燃料プレミキサにパイロット燃料を分配することができ、第２の燃料マニホールドは、燃料プレミキサに燃焼燃料を分配することができる。他の実施形態では、単一種類の燃料が、燃焼プロセスの継続期間の間に使用され得る。いずれの構成でも、運転停止期間中または保守期間中など燃焼器に燃料を送り届けた後に、またはガスタービンの動作中であるが燃料を送り届けるために向けられたガスタービンの部分が使用されていないとき（例えば、起動から定常状態へ移行した後）に、燃料マニホールド、燃料プレミキサ、または燃料マニホールドと燃料プレミキサの間に延びる燃料通路内の残留燃料を一掃することが望ましいものであり得る。燃料マニホールド、燃料プレミキサ、および／または燃料マニホールドと燃料プレミキサの間の通路もしくは導管から燃料を一掃することにより、燃料マニホールド、燃料プレミキサ、または燃料通路／導管の部分を閉塞し得る残留燃料を減少させるまたは無くすことができる。加えてまたは代替で、残留燃料は、燃料マニホールド、燃料プレミキサ、または燃料通路内で、ガスタービンエンジンの効率を減少させ得るコークになり（例えば、付着物を形成し）得る。燃料を一掃することによって、燃料マニホールドまたは燃料プレミキサ内の燃料のコークス化を減少させるまたは無くすことができる。
【００１４】
本実施形態によれば、パージシステムは、燃料マニホールドおよび／または燃料通路を介して燃料マニホールドに結合された燃料プレミキサから燃料を一掃するように構成されている。分かりやすくするために、図面を参照して説明されるパージシステムの実施形態は、燃料プレミキサから燃料を一掃するためのパージシステムと特に呼ばれる。しかしながら、パージシステムは、１つまたは複数の燃料マニホールド（またはそのミニマニホールド）、燃料導管（例えば、通路）、またはそれらの組合せから燃料を一掃することもできることに留意されたい。例えば、（例えば、燃料の種類ごとの）各燃料マニホールドは環状リングを備えていてもよく、この環状リングは、環状リングに結合された各燃料プレミキサに燃料を分配するように構成されており、ここで、各燃料プレミキサに関連した各燃料プレミキサまたはノズルは、燃焼器のうち対応する１つに燃料（および空気）を噴射する。いくつかの種類の二元燃料システムでは、異なるマニホールドは、同じ燃料プレミキサに異なる種類の燃料を分配することができる。代替として、各燃料マニホールドは、燃焼器ごとに異なる燃料プレミキサにそのそれぞれの種類の燃料を分配することができる。概して、本開示のパージシステムは、例えばガスタービンエンジンなどの任意のターボ機械の任意の燃料マニホールドおよび任意の燃料プレミキサから燃料を一掃することが可能であり得る。
【００１５】
本実施形態によれば、パージシステムは、例えば燃料プレミキサを通じて流体（例えば、圧縮空気）を送るように構成されたパージ機構を備えることができる。さらに、パージシステムは、燃料マニホールドと燃料プレミキサの間で結合し、燃料マニホールドと燃料プレミキサの間で燃料を送る燃料通路または導管の双方向流れセグメントであるパージセグメントを備えることができる。したがって、燃料マニホールドが燃料プレミキサに燃料を送り届けるとき、双方向パージセグメントは、双方向パージセグメントを通じてプレミキサに燃料が移動することを可能にする。燃料および／または他の流体（例えば、圧縮空気）が燃料プレミキサから一掃されているとき、双方向パージセグメントは、燃料および／または空気が燃料通路の双方向パージセグメントを通じてマニホールドに向かって移動することを可能にする。（例えば、双方向パージセグメントの端部における）燃料通路における接合部は、一掃された燃料および／または空気が接合部で燃料通路に結合された排出管路に送られることを可能にする弁またはある種の他の流量調節装置を備えることができる。
【００１６】
一掃された燃料および空気は、排出管路を通じて、排出管路に結合されているパージシステムのエダクタに向かって移動することができる。例えば、排出管路は、エダクタのすぐ近くで排出管路の端部にオリフィスを備えることができ、そこにはオリフィスがエダクタの内側で配設されている。オリフィスは、一掃された燃料および圧縮流体（例えば、圧縮空気）がオリフィスを通じて流れるときにエダクタ内で圧力降下を生じさせる。圧力降下は、周囲空気（または窒素などのある種の他の冷却流体）がエダクタのエダクタ開口を通じてエダクタに引き込まれることを可能にし得る。冷却流体は、圧縮空気および一掃された燃料の混合気と混合し、熱くさもなければ燃焼されやすいものであり得る混合気を冷却するように構成されている。言い換えれば、エダクタに引き込まれている冷却流体（例えば、周囲空気または窒素）は、圧縮空気排出物と一掃された燃料との混合気を冷却して混合気の燃焼されやすさを減少させるまたは無にするように構成されている。圧縮空気、一掃された燃料、および周囲空気または窒素の混合気は、ドレン管路を介してドレンパンへ送られる、または燃料の内容をドレンパンに送り届ける前に混合気中の非燃料成分を分離し放出する分離器へ送られる。いくつかの実施形態では、エダクタを通じて引き込まれた周囲空気または窒素で圧縮空気および一掃された燃料を冷却することによって従来の熱伝導装置（例えば、熱交換器、冷却器、火炎防止器）を無くすことを可能にし、それによってパージシステムの設置面積およびコストを減少させる。
【００１７】
次に図面を見てまず図１を参照すると、ターボ機械１０（例えば、ガスタービンエンジン）の一実施形態のブロック図が示されている。本開示は任意のターボ機械システムに関し得るものであり、本明細書に説明されたガスタービンエンジン１０は本開示が適用される範囲を限定するものではないことに留意されたい。ターボ機械システムは、ロータと流体の間またはその逆のエネルギー伝達を伴う任意のシステムに関するものであり得、示したガスタービンエンジン１０は、ターボ機械システムの一実施形態の代表例として役割を果たすことが意味されるにすぎない。
【００１８】
例示のガスタービンエンジン１０は、数ある特徴の中でも特に、燃料プレミキサ１２と、燃料マニホールド１３と、燃焼器１６とを備える。ガスタービンエンジン１０は、二元燃料ガスタービンエンジン１０とすることができ、ここで複数の燃料マニホールド１３は、燃料通路１４を介して燃料プレミキサ１２に様々な種類の燃料１５を供給する。分かりやすくするために、たった１つの燃料マニホールド１３および燃料供給１５（および関連した燃料通路１４）が示されているが、例示のガスタービンエンジン１０は、複数のマニホールド１３を備え、それぞれがプレミキサ１２にそれぞれの燃料通路１４を通じて異なる種類の燃料１５を送り届けるように構成することができることを理解されたい。例えば、（例えば、起動モード中に）ある種類の燃料が点火のために使用されてもよく、別の種類の燃料がガスタービンエンジン１０の定常状態運転に使用されてもよい。
【００１９】
図に示されるように、燃料プレミキサ１２は、燃焼器１６に燃料１５（または例示した実施形態では、空気燃料混合気１８）を送る。例えば、燃料プレミキサ１２は、上記の説明に従って（例えば、点火プロセスおよび／または起動モードのために）燃焼プロセスを開始するために燃焼器１６にパイロット燃料および空気の混合気１８を最初に送ることができる。次いで、燃料プレミキサ１２は、燃焼器１６に燃焼燃料および圧縮空気の混合気１８を送って（例えば、燃焼プロセスのために）燃焼プロセスを続けることができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、上述したように、燃料プレミキサ１２は、（例えば、燃料マニホールド１３とプレミキサ１２の間に延びる燃料通路１４から受け取られる）燃料１５を圧縮空気と混合して燃焼器１６に送るための空気燃料混合気１８を形成する。空気燃料混合気１８は、燃焼の段階（例えば、点火プロセスまたは燃焼プロセス）に応じてパイロット燃料または燃焼燃料を含むことができる。次いで、燃焼器１６は、混合気１８を燃焼して燃焼生成物を生成することができ、この燃焼生成物はタービン２０へ通される。燃焼生成物は、タービン２０のブレードまたは段を通じて広がり、タービン２０のブレードを回転させる。タービン２０のブレードとガスタービンエンジン１０のシャフト２２との間の結合によってシャフト２２はブレードと共に回転する。図示されるように、シャフト２２は、ガスタービンエンジン１０全体を通じていくつかの他の構成要素にも結合され、シャフト２２の回転によってシャフト２２に結合された構成要素を回転させるようになっている。例えば、例示のシャフト２２は、（空気燃料混合気１８のために空気を供給できる）圧縮機２４および負荷２６に駆動可能に結合される。理解されるように、負荷２６は、発電所または自動車の発電機のようなガスタービンエンジン１０の回転出力によって電力を発生させることができる任意の適切な装置とすることができる。
【００２１】
空気供給源２８は空気取入口３０に空気を供給することができ、次いで、空気取入口３０は圧縮機２４の中に空気を送る。実際は、いくつかの実施形態では、空気供給源２８は、ガスタービンエンジン１０を囲む周囲空気であり得る。加えてまたは代替で、空気供給源２８は、酸素などのオキシダントであり得る。圧縮機２４は、シャフト２２に駆動可能に結合された複数のブレードを備える。タービン２０内で排ガス（例えば、燃焼生成物）が広がる結果としてシャフト２２が回転するとき、シャフト２２は、圧縮機２４のブレードを回転させ、圧縮機２４のブレードは、空気取入口３０によって圧縮機２４に供給された空気を圧縮して圧縮空気を発生させる。圧縮空気は、燃料プレミキサ１２へ送られ、それによって燃料と混合して空気燃料混合気１８を発生させ、次いで、空気燃料混合気１８は、燃焼器１６へ送られる。例えば、前述したように、燃料プレミキサ１２は、圧縮機２４からの圧縮空気と燃料マニホールド１３のうち１つからの燃料１５とを混合して空気／燃料混合気１８を生成することができる。タービン２０を通過した後、排ガスは、排気口３４でシステムから出て行く。
【００２２】
前述したように、残留燃料は、燃料１５が燃焼器１６へ送られた後に燃料マニホールド１３または燃料プレミキサ１２内に残されている場合がある。例えば、二元燃料システムでは、パイロット燃料は、燃料プレミキサ１２を介して燃焼器１６へ送られ得る。前述したように、燃焼器１６に送り届けられるために、燃料の送り届けが完了した後、燃焼が燃焼器１６内で生じる前、または燃焼燃料が異なる（または同じ）燃料マニホールド１３から燃料プレミキサ１２へ送られる前に、燃料プレミキサ１２から燃料プレミキサ１２内に残された残留燃料を取り除くことが有益であり得る。したがって、本開示によれば、ガスタービンエンジン１０は、残留燃料がガスタービンエンジン１０から除去できるように、燃料プレミキサ１２からドレンパン４２へ残留燃料を一掃するように構成されているパージシステム４０を備える。いくつかの実施形態では、ドレンパン４２の内容物（例えば、一掃された燃料）は、他の目的のために使用されてもよく、またはガスタービンエンジン１０内で再利用されてもよい。
【００２３】
例示した実施形態では、生成物パージシステム４０は、（例えば、燃料通路１４の）双方向パージセグメント４４と、燃料通路１４内の接合部４７で双方向パージセグメント４４から延びる排出管路５０と、排出管路５０を受け取るように構成されたエダクタ４６とを備える。例示した実施形態では、（例えば、対応する燃料通路１４の）各双方向パージセグメント４４は、燃料の送り届け中、燃料マニホールド１３から燃料プレミキサ１２へ第１の方向に燃料１５を送るように構成されている。（例えば、対応する燃料通路１４の）各双方向パージセグメント４４は、燃料一掃中、第１の方向とは反対の第２の方向に燃料プレミキサ１２から一掃された燃料１５および空気を受け取るようにも構成されている。例えば、前述したように、燃料パージモードは、ガスタービンエンジン１０の起動（例えば、点火）モードと定常状態モードの間で、または任意の他の望ましい時間に利用することができる。燃料パージモード中、圧縮機２４からの圧縮空気は、燃料プレミキサ１２を通じて送られて、プレミキサ１２から双方向パージセグメント４４の中に残留燃料を一掃することができる。接合部４７は、一掃された燃料１５および圧縮空気を排出管路５０に向けるように構成された流量調節装置（例えば、弁）を備えることができる。加えて、または代替で、接合部４７の下流で排出管路５０に配設された流量調節装置４８は、一掃された燃料１５および／または空気が排出管路５０を通じて入るおよび／または移動することを可能にするように構成され得る。言い換えれば、圧縮機２４によって供給された圧縮の一部は、燃料プレミキサ１２を通じて（およびそこから）、燃料通路１４の双方向パージセグメント４４を通じて、そして（例えば、接合部４７での流量調節を介して、または流量調節装置４８を介して）排出管路５０の中へ残留燃料を押し出すように構成されている。したがって、パージシステム４０は、燃料プレミキサ１２および燃料通路１４（例えば、導管、ホースなど）の一部を一掃することができる。流量調節装置４８は、排出管路５０の中に入るおよび排出管路５０を通じての流れを（例えば、圧力を増大させるために）選択的に規制するように構成された弁とすることができ、または流量調節装置４８は、燃料通路１４もしくはその双方向流れセグメント４４に対して圧力を低下させるように構成された圧縮機もしくは他の装置とすることができることに留意されたい。接合部４７における流量調節装置は、燃料一掃をそれぞれ可能にするまたは不可能にするために双方向パージセグメント４４と燃料マニホールド１３の間の流体連通を可能または不可能にするように動作することができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、ミニマニホールドは、燃料プレミキサ１２の上流に配設することができ、パージシステム４０によって一掃することもできることに留意されたい。さらになお、いくつかの実施形態では、燃料通路１４の双方向パージセグメント４４は、燃料マニホールド１３と燃料プレミキサ１２の間の通路１４の全長に延びてもよく、燃料通路１４全体、およびいくつかの実施形態では燃料マニホールド１３自体を一掃することを可能にする。本開示のパージシステム４０は、燃料マニホールド１３、燃料プレミキサ１２、および／または燃料通路１４の任意の部分または構成要素内の残留燃料を一掃するように構成されている。実際は、いくつかの実施形態では、パージシステム４０は、残りの未燃焼の燃料（および／またはフラッシュ残留物、汚染物等などの他の残留物質）を燃焼器１６からさらに一掃することができる。さらに、当業者は、燃料マニホールド１３および燃料プレミキサ１２がいずれかの構成内で残留燃料がコークス化されやすいものであり得るとき、パージシステム４０の本開示の実施形態が二元燃料ガスタービンエンジン１０または単一の燃料ガスタービンエンジン１０に用いられ得ることを認識されよう。
【００２５】
図１を続けると、残留燃料は、燃料プレミキサ１２を通じておよびそこから圧縮空気の流れによって燃料プレミキサ１２から排出される。圧縮空気および一掃された燃料の混合気は、排出管路５０を通じて送られる。しかしながら、一般に、圧縮機２４によってもたらされる圧縮空気は熱く、燃焼器１６からの熱は排出管路５０内の圧縮空気と一掃された燃料の混合気をさらに加熱し得る。開示した実施形態は、特にドレンパン４２の近くで、加熱された混合気が望ましくない燃焼をする可能性を下げるために冷却を行うのを助ける。したがって、パージシステム４０のエダクタ４６は、排出管路５０に結合され、排出管路５０を通じて流れる圧縮空気および一掃された燃料の混合気を受け取るように構成されている。あるマニホールド１３およびその関連した燃料通路１４に関連した排出管路５０の各々は、エダクタ４６に到達する前に結合することができ、結合された排出管路５０は、単一のエダクタ４６に入ることができることに留意されたい。しかしながら、他の実施形態では、エダクタ４６は、複数の排出管路５０を受け取ることができる。 排出管路５０を通じてエダクタ４６に入る混合気の流れは、例えば、（例えば、ガスタービンエンジン１０、およびより具体的にはパージシステム４０を囲む）環境５８からエダクタ４６の開口５６を通じてエダクタ４６の中への流体の流れを促進するように構成されている。例えば、排出管路５０を通じておよびエダクタ４６を通じての混合気の流れは、ベンチュリ効果によって、環境５８から（または開口５６に結合された異なる冷却剤源から）エダクタ４６の開口５６の中へ流体（例えば、空気、周囲空気、窒素）が吸い込まれることを可能にする。環境５８の温度は、ガスタービンエンジン１０（および、詳細には、排出管路５０を通じて流れる一掃された燃料および圧縮空気の混合気）の温度よりも実質的に低いので、エダクタ４６に引き込まれた周囲空気または窒素は、混合気を冷却する。例えば、周囲空気または窒素は、およそ摂氏２０度（華氏６８度）であり得、（例えば、周囲空気または窒素を受け入れる前の）排出管路５０を通じて流れる混合気は、およそ摂氏４２６度（華氏８００度）であり得る。
【００２６】
上記のベンチュリ効果を可能にするために、エダクタ４６（またはエダクタ４６まで、いくつかの実施形態ではエダクタ４６の中に延びる排出管路５０）は、混合気の流れが通過するオリフィスを備える（例えば、ここでオリフィスは、オリフィスの上流またはその一部としての収束部、オリフィスにおけるスロート、およびオリフィスの下流の発散部を可能にする）。オリフィスは、混合気がオリフィスを通じて（例えば、エダクタ４６内またはエダクタ４６にすぐ隣接して）流れるときに圧力降下を生じさせることができ、この圧力降下がエダクタ開口５６を通じてエダクタ４６に周囲空気または窒素を引き込み、それがオリフィスを通過するときに混合気の速度を増加させるようになっている。周囲空気または窒素は、圧縮空気の排出物および一掃された燃料の混合気と混合し、それによって混合気を冷却する。（例えば、周囲空気または窒素を含む）冷却された混合気は、エダクタ４６からドレンパン４２に向かっておよびその中に流れる。しかしながら、いくつかの実施形態では、分離器４１は、エダクタ４６とドレンパン４２の間に配置することができ、ドレンパン４２が一掃された燃料だけを受け取るように任意の他の内容物（例えば、圧縮空気および／または汚染物）から一掃された燃料を分離するように構成することができる。
【００２７】
しかしながら、エダクタ開口５６を通じてエダクタ４６に引き込まれた冷却剤は、周囲空気でなくてもよいことに留意されたい。例えば、窒素タンク（またはある種の他の冷却剤タンク）が、窒素（またはある種の他の冷却剤）が上記のベンチュリ効果によってエダクタ４６に引き込まれるようにエダクタ開口５６と結合されてもよい。さらに、例示した実施形態では、１つの燃料マニホールド１３に関連したたった１つのパージシステム４０が示されていることに留意されたい。しかしながら、前述したように、ガスタービンエンジン１０は、複数の燃料マニホールド１３（例えば、２つ、３つ、４つ以上の燃料マニホールド１３）を備えてもよく、各々は、ガスタービンエンジン１０の動作の段階またはモードに応じて燃料プレミキサ１２（およびしたがって燃焼器１６）に異なる種類の燃料を供給するように構成されている。そのような実施形態では、各燃料マニホールド１３は、それ自体のパージシステム４０を備えることができ、例えば、ガスタービンエンジン１０は、３つの燃料マニホールド１３と、３つのパージシステム４０とを備えることができる。
【００２８】
次に図２をみると、エダクタ４６を有するパージシステム４０の一部の断面図が示されている。例示した実施形態では、方向５５に排出管路５０を通じて送られている一掃された燃料および圧縮空気の混合気７０が示されており、排出管路５０は取り付け箇所７１でエダクタ４６に入る。前述したように、パージシステム４０は、（例えば、複数の燃料プレミキサ１２および対応する通路１４に関連した）複数の排出管路５０と、複数の対応する取り付け箇所７１とを有することができる。分かりやすくするために、たった１つの排出管路５０と１つの取り付け箇所７１が示されている。混合気７０は、排出管路５０の端部７４におけるオフィス７２（例えば、限定された流れ経路）を通過し、ここで排出管路５０の端部７４は、エダクタ４６の内部７６内に配設される。オリフィス７２は、オリフィス７２を通じてエダクタ４６の中に入る混合気７０を加速させるために圧力降下を生じさせることができる。
【００２９】
混合気７０がオリフィス７２を通過しエダクタ４６の内部７６に入るとき、混合気７０は、エダクタ４６の出口７８に向かって方向５５に流れ続ける。混合気７０は、混合気７０が排出管路５０のオリフィス７２を通過するときに、重力によってまたは例示した実施形態では混合気７０の加速によって出口７８に向かって付勢され得る。しかしながら、重力および慣性は、エダクタ４６の出口７８に向かって混合気７０が連続して（または加速して）流れることを促進することもできる。
【００３０】
例示のオリフィス７２は、エダクタ４６の中に延びる排出管路５０の一部であることを留意されたい。しかしながら、いくつかの実施形態では、排出管路５０は、エダクタ４６に結合することができ、ここでエダクタ４６は、エダクタ４６の内側に内部流れ経路を備え、これは排出管路５０に結合し、オリフィス７２を備える。いずれか構成でも、混合気７０は、エダクタ４６の中にオリフィス７２を通じて流れ込み、上述したように、これによって圧力降下を生じさせる。
【００３１】
混合気７０がエダクタ４６の出口７８に向けて流れるとき、流体または冷却剤７９（例えば、周囲空気、窒素など）は、エダクタ４６の開口５６を通じて環境５８からエダクタ４６に引き込まれる。しかしながら、異なる種類の冷却剤７９が異なる源からエダクタ４６に引き込まれてもよいことに留意されたい。例えば、冷却剤源（例えば、窒素タンク）は、開口５６に結合されてもよく、冷却剤７９（例えば、窒素）は冷却剤源（例えば、窒素タンク）から引き込まれる。
【００３２】
例示した実施形態では、開口５６は、（方向５５に対して）排出管路５０のオリフィス７２の上流に配設される。冷却剤７９は、オリフィス７２を通じた混合気７０の流れによってエダクタ４６の開口５６を通じてエダクタ４６に引き込まれる。例えば、圧力降下は、排出管路５０のオリフィス７２によって排出管路５０の（例えば、エダクタ４６の内部７６内の）端部７４のすぐ近くで生じる。圧力差を均衡させるために、環境５８（または冷却剤源）からの冷却剤７９は、開口５６を通じてエダクタ７６に自動的に引き込まれる。冷却剤７９は混合気７０の流れ経路に引き込まれ、冷却剤７９が混合気７０と混合するようになっている。冷却剤７９は、混合気７０がエダクタ４６の出口７８に向けてパージシステム４０のドレン管路８０の中に移動するときに、混合気７０を冷却する。冷却された混合気７０は、方向５５に分離器４１に向けてドレン管路８０を通じて送られ、分離器４１は、冷却された混合気７０の任意の他の内容物（例えば、空気）から燃料を分離する。（例えば、一掃された燃料ではない）残留内容物は通気口８４を介して放出され、一掃された燃料は貯蔵または再利用のために分離器４１の下流でドレンパン４２に送られる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、パージシステム４０は、追加の特徴を備える。例えば、図２に例示した実施形態では、エダクタ４６は、エダクタ４６の開口５６を覆うように構成されたゲート８２（または逆止弁、フラップ、またはヒンジ式ドア）を備え、これを通じて冷却剤７９はベンチュリ効果によって引き込まれる。ゲート８２は、エダクタ４６に枢動可能に（またはその他の方法で）結合され得る。いくつかの実施形態では、ゲート８２は、例えばばねで荷重がかけられた機構を用いて、混合気７０が一掃されているときに、開口５６を覆うように付勢される。例えば、ゲート８２は、開口５６を覆い、混合気７０が開口５６を通じて逆流するのを阻止する。しかしながら、排出管路５０の端部７４でオリフィス７２を通じて流れる混合気７０によって生じる内部７６と環境５８（または冷却剤源）の間の圧力差は、開口５６に対してゲート８２の付勢力に打ち勝つことができる。圧力差は、ゲート８２を押してヒンジ８３を中心にして開くようにし、それによって冷却剤７９が開口５６を通じてエダクタ４６に引き込まれることを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、ゲート８２は、逆止弁、フラップ、ドア、または開口５６を選択的に封止または開放するいくつかの他の機構とすることができる。
【００３４】
次に、図３および図４を見ると、エダクタ４６の一実施形態が、それぞれ断面図および正面図で示されている。例えば、図３は、エダクタ４６を有するパージシステム４０の一部の上面断面図であり、図４は、図３の線４−４に沿った図３のエダクタ４６の正面断面図である。
【００３５】
まず、図３に示されたパージシステム４０の実施形態に注目すると、環境５８（または冷却剤源）から冷却剤７９を引き込むための複数の開口５６を有するエダクタ４６が示されており、複数の開口５６はエダクタ４６を通じて延びる軸９９から半径方向距離９８でそれぞれ配設されている。さらに、排出管路５０の端部７４の近くでオリフィス７２になる排出管路５０の一部が示されており、オリフィス７２は方向５５に対してエダクタ４６の内部７６の上流に配設されている。しかしながら、例示のオリフィス７２および排出管路５０の一部は、エダクタ４６の（例えば、それと一体形成されている）構成要素とすることができることに留意されたい。本実施形態によれば、例示のオリフィス７２および排出管路５０の端部７４は、エダクタ４６と排出管路５０の間で結合された別個の構成要素とすることができ、あるいはオリフィス７２および端部７４は、排出管路５０に向けて方向５５と反対にエダクタ４６の面１０２から離れるように延びるエダクタ４６のセクションまたは延長部１００とすることができる。いくつかの実施形態では、オリフィス７２および端部７４は、エダクタ４６の面１０２に向けて延びる排出管路５０の延長部１００とすることができる。言い換えれば、例示の延長部１００は、排出管路５０およびエダクタ４６から分離した部品とすることができ、延長部１００は、エダクタ４６の部品とすることができ、または延長部１００は、圧縮機排出管路５０とエダクタ４６の間の排出管路５０の部品もしくはある種の介在構成部品とすることができる。
【００３６】
例示のオリフィス７２は、（例えば、圧縮空気および一掃された燃料の）混合気７０が移動する流れ経路の断面幅を規制するように構成されている。例示のエダクタ４６は、オリフィス７２のすぐ下流にオリフィス開口１０４も備えており、オリフィス開口１０４は、混合気７０が移動する流れ経路をさらに規制するように構成されている。言い換えれば、オリフィス開口１０４は、混合気７０がオリフィス７２を通じて流れることによって生じた内部７６と環境５８の間の圧力差（例えば、圧力降下、静圧降下、静圧差）を増大させる。混合気７０が静圧降下によってオリフィス７２およびオリフィス開口１０４を通じて加速するとき、冷却剤７９は、前述したようにベンチュリ効果によって、エダクタ４６の面１０２を通じて配設された複数の開口５６を通じてエダクタ４６の内部７６に引き込まれる。混合気７０がドレンパン４２に向けてドレン管路８０の中におよびドレン管路８０を通じて移動するときに、開口５６を通じて引き込まれた空気が混合気７０を冷却する。
【００３７】
上に示したように、図４は、線４−４に沿ってとった図３のエダクタ４６の正面断面図である。上述したように、エダクタ４６は、周囲空気を引き込むための開口５６と、オリフィス開口１０４を通じて混合気７０の流れの圧力降下を生じまたは増加させるためのオリフィス開口１０４とを備える。例示した実施形態では、エダクタ４６は４つの開口５６を備え、各開口５６は円周方向１１０に対して隣接した開口５６から９０度離れて配設されている。エダクタ４６は、４つのオリフィス開口１０４も備えており、各オリフィス開口１０４は、円周方向１１０に対して隣接したオリフィス開口１０４から９０度離れて配設されている。オリフィス開口１０４は、開口５６と揃えられている。
【００３８】
他の実施形態では、エダクタ４６は、４つよりも多くの開口５６または４つより少ない開口５６を備えることができることに留意されたい。例えば、エダクタ４６は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上の開口５６を備えることができる。エダクタ４６は、４つよりも多くのオリフィス開口１０４または４つよりも少ないオリフィス開口１０４も備える。例えば、エダクタ４６は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上のオリフィス開口１０４を備えることができる。さらに、エダクタ４６は、オリフィス開口１０４よりも多数の開口５６を備えることができる。代替として、エダクタ４６は、オリフィス開口１０４よりも少ない開口５６を備えてもよい。さらに、本実施形態によれば、開口５６は、オリフィス開口１０４と揃えられても揃えられなくてもよい。開口５６およびオリフィス開口１０４の個数、互いに対しての開口５６およびオリフィス開口１０４の位置、および開口５６およびオリフィス開口１０４の幾何学的形状は、エダクタ４６を通過する（例えば、圧縮空気排出物および燃料の）混合気７０を冷却するためのエダクタ４６に引き込まれることが必要とされる周囲空気の量に応じて変わり得る。例えば、エダクタ４６の別の実施形態の正面断面図が図５に示されており、開口５６は、スロット状（例えば、弓状に曲がったスロット）であり、エダクタ４６の外周１１８の辺りに環状に延びている。異なる個数のまたは異なる向きの開口５６および／またはオリフィス開口１０４を有する（例えば、燃料プレミキサまたはマニホールドから燃料を一掃するのを助ける）エダクタ４６は、本開示から著しく逸れていないことが当業者には理解されよう。
【００３９】
次に、図６を見ると、燃料プレミキサまたはマニホールドから燃料を一掃する方法１２０のプロセス流れ図が示されている。この方法は、圧縮空気流によって燃料プレミキサから排出管路に残りの（例えば、残留）燃料を押し出す（例えば、清掃する）ことを含む（ブロック１２２）。圧縮空気流および一掃された燃料の混合気は、圧縮空気流からの流体圧力によって排出管路を通じて送られる。この方法は、エダクタに混合気を通過させ、それによって圧力降下を生じさせてエダクタを通じて混合気の流れを加速させエダクタに周囲空気を引き込むことを含む（ブロック１２４）。例えば、エダクタは、混合気の流れの中に静圧降下を生じさせるためのオリフィスまたはオリフィス開口を備えることができ、それによって混合気は、オリフィスまたはオリフィス開口を横切って加速する。今度は、周囲空気（またはある種の他の冷却剤）が、ベンチュリ効果によって、エダクタの開口を通じてエダクタに引き込まれる。冷却剤（例えば、冷却流体）は、圧縮空気排出物および燃料の混合気を冷却する。この方法は、ドレン管路に、およびドレン管路を通じて分離器および／または分離器の下流のドレンパンに混合気を通すことも含む（ブロック１２６）。通気口は、混合気から分離された空気、冷却剤、および／または他の内容物を放出するために（例えば、分離器に結合された）ドレン管路に配設することができ、それによってドレンパンは、燃料プレミキサから一掃された一掃された燃料だけを収集だけする。しかしながら、いくつかの実施形態では、ドレンパンは、より少ない量の冷却流体または他の内容物と混合したほとんどの燃料、例えば、少なくとも７０、８０、９０、９５、または９９パーセントの燃料を収集することができる。
【００４０】
本開示によれば、実施形態は、ターボ機械の燃料プレミキサ、マニホールド、または導管から燃料を一掃するためのパージシステムに向けられている。パージシステムは、燃料の混合気を冷却するために周囲空気または窒素を引き込むように構成されたエダクタと、プレミキサ（またはマニホールド、導管、通路、もしくは他の装備）から燃料を取り除くように構成された圧縮空気流とを備える。周囲空気または窒素は、混合気が分離器および／またはドレンパン（ここで、ドレンパンは混合気から一掃された燃料だけを受け取ることができる）に送り届けられる前に混合気を冷却し、それによってドレンパンに送り届けられる前または後に混合気が点火または燃焼する危険を減少させる。開示された生成物パージシステムの実施形態は、従来の機構に使用される装備の製造、保管、および動作に関連したコストを減少させる。
【００４１】
上記の様々な流体の流れの特定の圧力、温度、および流量は、ターボ機械の種類、サイズ、方向付け、用途、および／または機能に応じて変わり得ることに留意されたい。例えば、（燃料マニホールドから燃料を一掃するのに使用される圧縮空気排出物の圧力の関数であり得る）エダクタに流れ込む混合気の圧力は、約５０から５００ポンド／平方インチ絶対圧力（ｐｓｉａ）、１５０から４００ｐｓｉａ、または２５０から３００ｐｓｉａの範囲内であり得る。エダクタに流れ込む混合気の温度は、およそ華氏４００度から８５０度（Ｆ）、華氏５００度から７５０度、または華氏６００度から６５０度の範囲内であり得る。エダクタに流れ込む混合気の流量は、毎秒０．０８ポンド（ｌｂｓ／秒）から０．３０ｌｂｓ／秒、０．１５ｌｂｓ／秒から０．２３ｌｂ／秒、または０．１８から０．２０ｌｂｓ／秒の範囲内であり得る。ドレン管路に流れ込む混合気（または燃料）の最高温度は、およそ華氏１３０度から１５０度、華氏１３５度から１４５度、または華氏１３８度から１４２度の範囲内であり得る。
【００４２】
本明細書は、本発明を開示するために最良の形態を含み、例を用い、任意の当業者が本発明について、任意の装置またはシステムを製造および使用し、任意の組み入れられた方法を実行することを含む実施を行うことも可能にする。本発明の特許性の範囲は、特許請求の範囲によって定められ、当業者が思いつく他の例も含み得る。そのような他の例は、それらが特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合、またはそれらが特許請求の範囲の文言わずかな違いを有する均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。
【００４３】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
燃焼器（１６）に第１の燃料（１５）を分配するように構成された第１の燃料プレミキサ（１２）と、
前記第１の燃料プレミキサ（１２）から前記第１の燃料（１５）を一掃するように構成されたパージシステム（４０）と
を備えたシステムであって、前記パージシステム（４０）は、
前記第１の燃料プレミキサ（１２）からパージ混合気の流れを受け取るように構成された排出管路（５０）と、
前記排出管路（５０）に結合され、前記パージ混合気の前記流れを絞るように構成されているオリフィス（７２）と、
内部（７６）、開口（５６）、および出口（７８）を備えたエダクタ（４６）であって、前記内部（７６）が前記オリフィス（７２）、前記開口（５６）、および前記出口（７８）に流体結合され、前記パージ混合気が前記オリフィス（７２）から前記出口（７８）へ前記内部（７６）を通じて流れるように構成され、前記オリフィス（７２）を通じての前記パージ混合気の前記流れがベンチュリ効果によって前記開口（５６）を通じて前記エダクタ（４６）の前記内部（７６）に冷却剤（７９）を引き込むように構成され、前記開口（５６）を通じて引き込まれた前記冷却剤（７９）が前記パージ混合気と混合するように構成されているエダクタ（４６）と、
を備えている、システム。
［実施態様２］
前記エダクタ（４６）は、前記エダクタ（４６）の前記開口（５６）を覆うように構成されたゲート（８２）を備え、前記ゲート（８２）は、前記オリフィス（７２）から前記エダクタ（４６）に入る前記パージ混合気の前記流れにより生じる圧力降下によって前記開口（５６）を通じて前記エダクタ（４６）の前記内部（７６）に引き込まれる前記冷却剤（７９）によって開かれるように構成されている、実施態様１記載のシステム。
［実施態様３］
燃料通路（１４）を介して前記第１の燃料プレミキサ（１２）に前記第１の燃料（１５）を分配するように構成された燃料マニホールド（１３）を備え、前記燃料通路（１４）は、接合部（４７）で前記パージシステム（４０）の前記排出管路（５０）と結合された双方向パージセグメント（４４）を備え、
第１の条件下では前記第１の燃料プレミキサ（１２）に燃料（１５）を分配することを可能にし、
第２の条件下では前記第１の燃料プレミキサ（１２）から前記排出管路（５０）へ燃料（１５）を一掃することを可能にする
ように構成されている、実施態様１記載のシステム。
［実施態様４］
前記パージシステム（４０）は圧縮空気流を利用して前記第１の燃料プレミキサ（１２）から前記第１の燃料（１５）を一掃するように構成されており、前記パージ混合気は前記一掃された第１の燃料（１５）と前記圧縮空気流とを含み、前記冷却剤（７９）は前記パージ混合気を冷却するように構成されている、実施態様１記載のシステム。
［実施態様５］
圧縮機（２４）、前記燃焼器（１６）、およびタービン（２０）を備え、前記第１の燃料プレミキサ（１２）は前記第１の燃料（１５）を前記燃焼器（１６）に送り届け、前記燃焼器（１６）は燃焼生成物を前記タービン（２０）に送り届け、前記タービン（２０）は前記圧縮機（２４）を駆動し、前記圧縮空気流は前記圧縮機（２４）からの圧縮機排出空気流を含む、実施態様１記載のシステム。
［実施態様６］
前記パージシステム（４０）は前記エダクタ（４６）の前記出口（７８）に結合されたドレン管路（８０）と、前記ドレン管路（８０）に結合された分離器（４１）と、前記分離器（４１）の下流で前記ドレン管路（８０）に結合されたドレンタンクとを備え、前記分離器（４１）は前記パージ混合気からの燃料（１５）を分離するように構成され、前記ドレンタンクは前記燃料（１５）を受け取るように構成されている、実施態様１記載のシステム。
［実施態様７］
前記第１の燃料プレミキサ（１２）は前記燃焼器（１６）に第２の燃料（１５）を分配するように構成されており、前記第１の燃料（１５）はパイロット燃料を含み、前記第２の燃料（１５）は燃焼燃料を含む、実施態様１記載のシステム。
［実施態様８］
前記燃焼器（１６）に第２の燃料（１５）を分配するように構成されている第２の燃料プレミキサ（１２）を備え、前記第１の燃料（１５）はパイロット燃料を含むと共に前記第２の燃料（１５）は燃焼燃料を含む、または前記第１の燃料（１５）は前記燃焼燃料を含むと共に前記第２の燃料（１５）は前記パイロット燃料を含む、実施態様１記載のシステム。
［実施態様９］
ターボ機械（１０）のためのパージシステム（４０）であって、
燃料プレミキサ（１２）からパージ混合気の流れを受け取るように構成された排出管路（５０）と、
前記排出管路（５０）に結合され、前記パージ混合気の前記流れを絞るように構成されているオリフィス（７２）と、
エダクタ（４６）であって、
前記エダクタ（４６）の開口（５６）、前記オリフィス（７２）、および出口（７８）に流体結合されている内部（７６）、
冷却剤（７９）を受け取るように構成された前記開口（５６）、ならびに
前記出口（７８）を備え、前記パージ混合気は前記オリフィス（７２）から前記出口（７８）へ前記内部（７６）を通じて流れるように構成され、前記オリフィス（７２）を通じての前記パージ混合気の前記流れは、ベンチュリ効果によって前記開口（５６）を通じて前記エダクタ（４６）に前記冷却剤（７９）を引き込むように構成されているエダクタ（４６）と
を備えるパージシステム（４０）。
［実施態様１０］
前記エダクタ（４６）は、前記エダクタ（４６）の前記開口（５６）を覆うように構成されたゲート（８２）を備え、前記ゲート（８２）は、前記オリフィス（７２）から前記エダクタ（４６）に入る前記パージ混合気の前記流れにより生じる圧力降下によって前記開口（５６）を通じて前記エダクタ（４６）の前記内部（７６）に引き込まれる前記冷却剤（７９）によって開かれるように構成されている、実施態様９記載のパージシステム（４０）。
［実施態様１１］
前記オリフィス（７２）は前記エダクタ（４６）の軸（９９）に沿って前記内部（７６）の中に延び、前記開口（５６）は前記エダクタ（４６）の前記軸（９９）から半径方向に離間して配設されている、実施態様９記載のパージシステム（４０）。
［実施態様１２］
前記エダクタ（４６）の出口（７８）に結合された一端部を備えたドレン管路（８０）と、
前記ドレン管路（８０）の反対側端部に結合されたドレンタンクであって、前記ドレン管路（８０）が前記パージ混合気を前記ドレンタンクへ送るように構成されているドレンタンクと、
前記エダクタ（４６）と前記ドレンタンクの間で前記ドレン管路（８０）に結合された通気口（８４）と
を備え、
前記通気口（８４）は、前記ドレンタンクが燃料（１５）だけをまたは主に燃料（１５）を収集するように前記パージ混合気から空気を放出するように構成されている、実施態様９記載のパージシステム（４０）。
［実施態様１３］
ターボ機械（１０）のためのパージシステム（４０）であって、
オリフィス（７２）を有し、前記ターボ機械（１０）の燃料プレミキサ（１２）からパージ混合気を受け取るように構成された排出管路（５０）であって、前記パージ混合気が前記ターボ機械（１０）の圧縮機（２４）からの燃料（１５）および圧縮空気を含む排出管路（５０）と、
前記排出管路（５０）に結合されたエダクタ（４６）であって、前記パージ混合気が前記オリフィス（７２）を通じて前記エダクタ（４６）に流れ込むときに周囲空気を引き込むための少なくとも１つのエダクタ開口（５６）を備えるエダクタ（４６）と
を備えるパージシステム（４０）。
［実施態様１４］
前記排出管路（５０）の前記オリフィス（７２）は前記エダクタ（４６）の後面に結合されおよび／または前記エダクタ（４６）と一体形成され、前記後面は前記パージ混合気および前記周囲空気を受け取るように構成された出口（７８）の反対側にある、実施態様１３記載のパージシステム（４０）。
［実施態様１５］
前記排出管路（５０）は前記パージ混合気の前記流れに対して前記オリフィス（７２）の上流における取り付け箇所で前記エダクタ（４６）に結合され、前記排出管路（５０）の前記オリフィス（７２）は前記取り付け箇所の下流で前記エダクタ（４６）の内部（７６）内に配設され、前記内部（７６）は前記少なくとも１つのエダクタ開口（５６）に流体結合されている、実施態様１３記載のパージシステム（４０）。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ターボ機械、ガスタービンエンジン、二元燃料ガスタービンエンジン
１２  燃料プレミキサ、プレミキサ
１３  燃料マニホールド、マニホールド
１４  燃料通路
１５  燃料、燃料供給
１６  燃焼器
１８  空気燃料混合気、混合気
２０  タービン
２２  シャフト
２４  圧縮機
２６  負荷
２８  空気供給源
３０  空気取入口
３４  排気口
４０  パージシステム、生成物パージシステム
４１  分離器
４２  ドレンパン
４４  双方向パージセグメント
４６  エダクタ
４７  接合部
４８  流量調節装置
５０  排出管路
５５  方向
５６  開口、エダクタ開口
５８  環境
７０  混合気
７１  取り付け箇所
７２  オリフィス
７４  端部
７６  内部、エダクタ
７８  出口
７９  冷却剤
８０  ドレン管路
８２  ゲート
８４  通気口
９８  半径方向距離
９９  軸
１００  延長部
１０２  面
１０４  オリフィス開口
１１０  円周方向
【図１】
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【図２】
2016121686.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2016121686.tif 000008
【外国語明細書】
2016121686000001.pdf