(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンエンジン用の燃焼器缶の音響トーンのコヒーレンス及び燃焼ダイナミックスを低減すること。【解決手段】ガスタービンエンジンの周りに円周方向に離間して配置された各燃焼器缶１１０は、それぞれの缶燃料管路１４０を介して少なくとも１つの燃料マニホルド１３０と流れ連通して結合される。燃焼器缶組立体１００は、第１及び第２の端部４５３、４５４を有する第１の相互接続燃料管路４５２を含む。第１の端部４５３は、第１の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合され、第２の端部４５４は、第１の燃焼器缶と円周方向に隣接していない第２の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合される。燃焼器缶組立体１００は更に、第１の燃焼器缶の缶燃料管路に動作可能に結合される第１の制御装置４５０を含む。第１の制御装置は、他の燃焼器缶とは独立して第１及び第２の燃焼器缶の動的作動特性を変化させるよう機能する。【選択図】図４
2017020777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジン（１０）用の燃焼器缶組立体（１００）であって、
前記燃焼器缶組立体が、
前記ガスタービンエンジンの周りに円周方向に離間して配置され、それぞれの燃料管路（１４０）を介して少なくとも１つの燃料マニホルド（１３０）と流れ連通して各々が結合された複数の燃焼器缶（１１０）と、
第１の端部（４５３）及び第２の端部（４５４）を有し、該第１の端部が前記燃焼器缶のうちの第１の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合され、前記第２の端部が前記燃焼器缶のうちの第２の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合されており、前記第２の燃焼器缶が前記第１の燃焼器缶と円周方向に隣接していない、第１の相互接続燃料管路（４５２）と、
前記第１の相互接続燃料管路の第１の端部の上流側で前記第１の燃焼器缶の缶燃料管路に動作可能に結合され、前記第１及び第２の燃焼器缶の動的作動特性を前記複数の燃焼器缶の他の燃焼器缶とは独立して変化させるよう機能する第１の制御装置（４５０）と、
を備える、燃焼器缶組立体（１００）。
【請求項２】
前記第１の制御装置が、前記第１の燃焼器缶の缶燃料管路を通る燃料の流れ及び前記第２の燃焼器缶の缶燃料管路を通る燃料の流れに所定振動数を有する振動要素を与えるよう機能する、請求項１に記載の燃焼器缶組立体（１００）。
【請求項３】
前記第１の制御装置が、前記第１の燃焼器缶と前記複数の燃焼器缶のうちの隣接する燃焼器缶の音響トーンのコヒーレンスを低減するよう選択された前記所定振動数を有する振動要素を与えるよう機能する、請求項２に記載の燃焼器缶組立体（１００）。
【請求項４】
第１の端部（４５３）及び第２の端部（４５４）を有する第２の相互接続燃料管路（４５２）を更に備え、前記第２の相互接続燃料管路の第１の端部が前記第１の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合され、前記第２の相互接続燃料管路の第２の端部が前記燃焼器缶のうちの第３の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合され、前記第３の燃焼器缶が、前記第１の燃焼器缶に円周方向に隣接しておらず、前記第１の制御装置が、前記第３の燃焼器缶の缶燃料管路を通る燃料の流れに所定振動数を有する振動要素を与えるよう機能する、請求項１に記載の燃焼器缶組立体（１００）。
【請求項５】
前記第３の相互接続燃料管路の第１の端部の上流側で前記第４の燃焼器缶の缶燃料管路に動作可能に結合され、前記第４及び第５の燃焼器缶の動的作動特性を前記複数の燃焼器缶のうちの他の燃焼器缶とは独立して変化させるよう機能する第２の制御装置（４５０）と、
を更に備える、請求項１に記載の燃焼器缶組立体（１００）。
【請求項６】
前記第１の制御装置が、前記第１の燃焼器缶の缶燃料管路を通る燃料の流れ及び前記第２の燃焼器缶の缶燃料管路を通る燃料の流れに第１の所定振動数を有する第１の振動要素を与えるよう機能し、前記第２の制御装置が、前記第４の燃焼器缶の缶燃料管路を通る燃料の流れ及び前記第５の燃焼器缶の缶燃料管路を通る燃料の流れに第２の所定振動数を有する振動要素を与えるよう機能し、前記第２の所定振動数が前記第１の所定振動数とは異なる、請求項５に記載の燃焼器缶組立体（１００）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの燃料マニホルドが、第１の燃料マニホルド（１３０）と第２の燃料マニホルド（１３０）とを含み、前記それぞれの缶燃料管路（１４０）が第１のマニホルド缶燃料管路であり、前記燃焼器缶の各々が、それぞれの第２のマニホルド缶燃料管路を介して前記第２の燃料マニホルドと流れ連通して結合されており、
前記燃焼器組立体が更に、
第１の端部（４５３）及び第２の端部（４５４）を有し、該第１の端部が前記第１の燃焼器缶の第２のマニホルド缶燃料管路と流れ連通して結合され、前記第２の端部が前記第２の燃焼器缶の第２のマニホルド缶燃料管路と流れ連通して結合されている第４の相互接続燃料管路（４５２）と、
前記第４の相互接続燃料管路の第１の端部の上流側で前記第１の燃焼器缶の第２のマニホルド缶燃料管路に動作可能に結合され、前記第１及び第２の燃焼器缶の動的作動特性を前記複数の燃焼器缶の他の燃焼器缶とは独立して変化させるよう機能する第３の制御装置（４５０）と、
を備える、請求項１に記載の燃焼器缶組立体（１００）。
【請求項８】
ガスタービンエンジン（１０）であって、
圧縮機（１５）と、
該圧縮機と流れ連通して結合された燃焼器缶組立体（１００）と、
を備え、
前記燃焼器缶組立体が、
前記ガスタービンエンジンの周りに円周方向に離間して配置され、それぞれの燃料管路（１４０）を介して少なくとも１つの燃料マニホルド（１３０）と流れ連通して各々が結合された複数の燃焼器缶（１１０）と、
第１の端部（４５３）及び第２の端部（４５４）を有し、該第１の端部が前記燃焼器缶のうちの第１の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合され、前記第２の端部が前記燃焼器缶のうちの第２の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合されており、前記第２の燃焼器缶が前記第１の燃焼器缶と円周方向に隣接していない、第１の相互接続燃料管路（４５２）と、
前記第１の相互接続燃料管路の第１の端部の上流側で前記第１の燃焼器缶の缶燃料管路に動作可能に結合され、前記第１及び第２の燃焼器缶の動的作動特性を前記複数の燃焼器缶の他の燃焼器缶とは独立して変化させるよう機能する第１の制御装置（４５０）と、
を含む、ガスタービンエンジン（１０）。
【請求項９】
前記第１の制御装置が、前記第１の燃焼器缶の缶燃料管路を通る燃料の流れ及び前記第２の燃焼器缶の缶燃料管路を通る燃料の流れに所定振動数を有する振動要素を与えるよう機能する、請求項８に記載のガスタービンエンジン（１０）
【請求項１０】
前記第１の制御装置が、前記第１の燃焼器缶と前記複数の燃焼器缶のうちの隣接する燃焼器缶の音響トーンのコヒーレンスを低減するよう選択された前記所定振動数を有する振動要素を与えるよう機能する、請求項９に記載のガスタービンエンジン（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の技術分野は、全体的に、ガスタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジンと共に使用する燃焼器缶組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンエンジン用の少なくとも一部の既知の燃焼器は、アレイ状に配列された複数の缶を含み、缶が互いに音響的に相互作用するようになっている。大きな圧力振動のような燃焼ダイナミックスは、放熱変動が燃焼器缶音響トーンと相まったときに生じる場合がある。これらの燃焼器缶音響トーンの一部は、隣接する缶のトーンと同相になる場合がある。隣接する缶の同相トーンがガスタービンエンジンの高温ガス経路における構成要素（タービンブレードなど）の固有振動数と一致する場合には、トーンは、この構成要素を励振させる可能性がある。更に、同相トーンは、隣接する燃焼器缶における不安定性がコヒーレント（可干渉性）である場合、すなわち、隣接する缶の間で不安定性の振動数に強い関係がある場合に特に重要とすることができる。このような同相トーンのコヒーレンスは、場合によっては、熱力学的効率及び燃焼器の火炎安定性、並びに燃焼器及び高温ガス経路構成要素の作動寿命に悪影響を及ぼす。
【０００３】
少なくとも一部の既知の燃焼器アレイは、ガスタービン構成要素の固有振動数近傍での同相コヒーレントの振幅を制限しようとして、異なる容積及び長さで設計又は「調整」された燃焼器缶を含む。しかしながら、少なくとも一部の調整技法では、燃焼器に対して全体として限られた作動スペースとなる場合があり、かかる調整の恩恵が限定される可能性がある。その上、燃焼器とタービン構成要素との間の振動数上の回避を達成するには、多大な量の時間及びリソースが必要となる場合がある。更に、結果として得られる振動数上の回避の精度は、設計プロセスの予測能力によって制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４０２３８０４１号明細書
【発明の概要】
【０００５】
１つの態様において、ガスタービンエンジン用の燃焼器缶組立体が提供される。燃焼器缶組立体は、ガスタービンエンジンの周りに円周方向に離間して配置された複数の燃焼器缶を含む。燃焼器缶の各々は、それぞれの缶燃料管路を介して少なくとも１つの燃料マニホルドと流れ連通して結合される。燃焼器缶組立体はまた、第１の端部及び第２の端部を有する第１の相互接続燃料管路を含む。第１の端部は、燃焼器缶のうちの第１の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合され、第２の端部は、燃焼器缶のうちの第２の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合される。第２の燃焼器缶は、第１の燃焼器缶に円周方向に隣接していない。燃焼器缶組立体は更に、相互接続燃料管路の第１の端部の上流側で第１の燃焼器缶の缶燃料管路に動作可能に結合された第１の制御装置を含む。第１の制御装置は、複数の燃焼器缶のうちの他の燃焼器缶とは独立して第１及び第２の燃焼器缶の動的作動特性を変更させるよう機能する。
【０００６】
別の態様において、ガスタービンエンジンが提供される。ガスタービンエンジンは、圧縮機と、該圧縮機と流れ連通して結合された燃焼器缶組立体とを含む。燃焼器缶組立体は、ガスタービンエンジンの周りに円周方向に離間して配置された複数の燃焼器缶を含む。燃焼器缶の各々は、それぞれの缶燃料管路を介して少なくとも１つの燃料マニホルドと流れ連通して結合される。燃焼器缶組立体はまた、第１の端部及び第２の端部を有する第１の相互接続燃料管路を含む。第１の端部は、燃焼器缶のうちの第１の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合され、第２の端部は、燃焼器缶のうちの第２の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合される。第２の燃焼器缶は、第１の燃焼器缶に円周方向に隣接していない。燃焼器缶組立体は更に、相互接続燃料管路の第１の端部の上流側で第１の燃焼器缶の缶燃料管路に動作可能に結合された第１の制御装置を含む。第１の制御装置は、複数の燃焼器缶のうちの他の燃焼器缶とは独立して第１及び第２の燃焼器缶の動的作動特性を変更させるよう機能する。
【０００７】
別の態様において、ガスタービンエンジン用の燃焼器缶組立体を組み立てる方法が提供される。本方法は、燃焼器缶の各々がそれぞれの缶燃料管路を介して少なくとも１つの燃料マニホルドと流れ連通して結合されるように、複数の燃焼器缶をガスタービンエンジンの周りに円周方向に離間して配置するステップを含む。本方法はまた、第１の相互接続燃料管路の第１の端部を燃焼器缶のうちの第１の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合するステップ、及び第１の相互接続燃料管路の第２の端部を燃焼器缶のうちの第２の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合するステップを含む。第２の燃焼器缶は、第１の燃焼器缶に円周方向に隣接していない。本方法は更に、第１の制御装置を第１の相互接続燃料管路の第１の端部の上流側で第１の燃焼器缶の缶燃料管路に動作可能に結合するステップを含む。第１の制御装置は、複数の燃焼器缶のうちの他の燃焼器缶とは独立して第１及び第２の燃焼器缶の動的作動特性を変化させるよう機能させる。
【０００８】
本開示のこれら及び他の特徴、態様、並びに利点は、図面全体を通じて同様の参照符号が同様の要素を示す添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読むと更に理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的なガスタービンエンジンの概略図。
【図２】図１に示すガスタービンエンジンと共に用いることができる例示的な燃焼器の概略図。
【図３】図１に示すガスタービンエンジンと共に用いることができる例示的な燃焼器組立体の概略図。
【図４】図３に示す燃焼器缶組立体と共に用いることができる例示的な燃料調節システムの概略図。
【図５】図３に示す例示的な燃焼器缶組立体に結合された、図４に示す複数の燃料調節システムの例示的な実施形態の概略図。
【図６】図４及び図５に示す例示的な燃焼器缶組立体のような、燃焼器缶組立体の例示的な組み立て方法のフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書で記載される例示的な構成要素及び方法は、ガスタービンエンジンの既知の燃焼器缶組立体に伴う欠点の少なくとも一部を解消する。本明細書で記載される実施形態は、円周方向に隣接していない燃焼器缶の燃料管路と、缶燃料管路のうちの１つに結合された制御装置（限定ではないがバルブなど）との間の結合される相互接続燃料管路を含む。制御装置は、隣接する燃焼器缶とは独立して関連の燃焼器缶の動的作動特性を変化させるよう機能する。例えば、制御装置は、非隣接の燃焼器缶の燃料管路を通る燃料の流れに所定の振動数を有する振動性要素を与えるよう機能する。
【００１１】
別途指示されていない限り、本明細書で使用される「ほぼ」、「実質的に」及び「約」などの近似表現は、修飾される用語が絶対的又は完全な程度ではなく、当業者には理解される近似度までのみ適用することができることを示している。加えて、別途指示されていない限り、用語「第１」及び「第２」などは、本明細書で単に標識として使用され、これらの用語が意味する項目に対して順序、位置、又は階層上の要件を加えることを意図するものではない。更に、例えば、「第２の」項目に対する表現は、例えば、「第１の」すなわちより小さい番号が付けられた項目又は「第３の」すなわちより大きな番号が付けられた項目の存在を必須とするものではなく、又は排除するものでもない。
【００１２】
ここで複数の図面を通じて同じ参照符号が同じ要素を示している図面を参照すると、図１は、例示的なガスタービンエンジン１０の概略図である。ガスタービンエンジン１０は、圧縮機１５を含む。圧縮機１５は、流入する空気２０の流れを圧縮し、圧縮した空気２０の流れを複数の燃焼器缶２５に供給する。燃焼器缶２５は、空気２０と燃料３０の加圧流とを混合し、混ぜ合わされた混合気を点火して、高温燃焼ガス３５の流れを生成する。単一の燃焼器缶２５のみが図示されているが、ガスタービンエンジン１０は、あらゆる好適な数の燃焼器缶２５を含むことができる。次いで、高温燃焼ガス３５の流れは、タービン４０に送られる。高温燃焼ガス３５の流れは、タービン４０を駆動して、機械的仕事を生成するようにする。例示的な実施形態において、タービン４０において生成される機械的仕事は、シャフト４５を介して圧縮機１５を駆動すると共に、発電機などの外部負荷５０を駆動する。ガスタービンエンジン１０は、天然ガス、種々のタイプのシンガス、及び／又は別の好適な燃料のうちの少なくとも１つを用いる。
【００１３】
図２は、例示的な燃焼器缶２５の概略図である。例示的な実施形態において、燃焼器缶２５は、ヘッド端部における端部キャップ５２から、タービン４０近傍にある後端の移行部品５４まで延びる。端部キャップ５２に近接して複数の燃料噴射装置５６が位置付けられる。ライナ５８は、燃料噴射装置５６から移行部品５４に向けて延び、ここに燃焼ゾーン６０を定める。ライナ５８は、流れスリーブ６２により囲まれる。ライナ５８及び流れスリーブ６２は、この間に圧縮機１５又は他の好適な供給源からの空気２０を送るための流路６４を定める。
【００１４】
図３は、ガスタービンエンジン１０（図１に示す）と共に用いることができる例示的な燃焼器缶組立体１００の概略図である。燃焼器缶組立体１００は、燃焼器缶２５（図２に示す）又は別の好適な燃焼器缶など、ガスタービンエンジン１０の周りに円周方向に離間して配置される複数の燃焼器缶１１０を含む。例示の実施形態において、燃焼器缶組立体１００は、８つの燃焼器缶１１０を含む。代替の実施形態において、燃焼器缶組立体１００は、該燃焼器缶組立体１００が本明細書で記載されるように機能することを可能にするあらゆる好適な数の燃焼器缶１１０を含む。
【００１５】
各燃焼器缶１１０は、それぞれの燃料管路１４０を介して少なくとも１つの燃料マニホルド１３０と流れ連通して結合される。例示の実施形態において、少なくとも１つの燃料マニホルド１３０は、４つの燃料マニホルド１３０を含み、各々がそれぞれの燃料管路１４０により各燃焼器缶１１０と流れ連通して結合される。代替の実施形態において、少なくとも１つの燃料マニホルド１３０は、燃焼器缶組立体１００が本明細書で記載されるように機能することを可能にするあらゆる好適な数の燃料マニホルド１３０を含む。
【００１６】
より具体的には、各燃焼器缶１１０は、燃料噴射装置５６のような、それぞれの第７の燃焼器缶１３６を介して少なくとも１つの燃料マニホルド１３０と流れ連通して結合された少なくとも１つの燃料噴射装置１１２を含む。例示の実施形態において、各燃焼器缶１１０は、４つの燃料マニホルド１３０に結合された６つの燃料噴射装置１１２を含む。例えば、一部の実施形態において、各燃焼器缶１１０に対して、６つの燃料噴射装置１１２のうちの第１及び第２の燃料噴射装置１１２は、第１の燃料管路１４０を介して４つの燃料マニホルド１３０のうちの第１の燃料マニホルド１３０に結合され、６つの燃料噴射装置１１２のうちの第３及び第４の燃料噴射装置１１２は、第２の燃料管路１４０を介して４つの燃料マニホルド１３０のうちの第２の燃料マニホルド１３０に結合され、６つの燃料噴射装置１１２のうちの第５の燃料噴射装置１１２は、第３の燃料管路１４０を介して４つの燃料マニホルド１３０のうちの第３の燃料マニホルド１３０に結合され、６つの燃料噴射装置１１２のうちの第６の燃料噴射装置１１２は、第４の燃料管路１４０を介して４つの燃料マニホルド１３０のうちの第４の燃料マニホルド１３０に結合される。代替の実施形態において、各燃焼器缶１１０は、燃焼器缶組立体１００が本明細書で記載されるように機能することを可能にする少なくとも１つの燃料マニホルド１３０にあらゆる好適な配列で結合されたあらゆる好適な数の燃料噴射装置１１２を含む。
【００１７】
燃焼器缶組立体１００は、燃料供給システム２００と流れ連通している。燃料供給システム２００は、燃料３０のソース流２０５を燃焼器缶組立体１００に供給するよう構成された燃料供給源２１０を含む。燃料供給源２１０は、燃料３０の少なくとも１つのマニホルド流２３５にソース流２０５を分配する好適な燃料分配システム２２０と流れ連通している。少なくとも１つのマニホルド流２３５は各々、少なくとも１つの燃料マニホルド１３０の対応するマニホルド１３０に分配される。一部の実施形態において、燃料分配システム２２０はまた、好適な燃料調和構成要素（図示せず）を含む。代替の実施形態において、燃料分配システム２２０は、燃料調和構成要素を含まない。
【００１８】
図４は、燃焼器缶組立体１００と共に用いることができる燃料調節システム４０１の例示的な実施形態の概略図である。例示的な実施形態において、円周方向に離間した複数の燃焼器缶１１０は、第１の燃焼器缶１２２、該第１の燃焼器缶１２２に隣接する第２の燃焼器缶１２４、該第２の燃焼器缶１２４に隣接する第３の燃焼器缶１２６、及び第３の燃焼器缶１２６に隣接する第４の燃焼器缶１２８を含む。第１の燃焼器缶１２２、第２の燃焼器缶１２４、第３の燃焼器缶１２６、及び第４の燃焼器缶１２８の各々の少なくとも１つの燃料噴射装置１１２は、第１の缶燃料管路１４２、第２の缶燃料管路１４４、第３の缶燃料管路１４６、及び第３の缶燃料管路１４６としてそれぞれ示された対応する燃料管路１４０を介して燃料マニホルド１３０と流れ連通して結合される。１つの燃料マニホルド１３０のみが図示されているが、一部の実施形態において、各燃焼器缶１１０は、追加の燃料管路１４０（図３に示す）を介して追加の燃料マニホルド１３０（図３に示す）と流れ連通して結合された追加の燃料噴射装置１１２を含む点は理解されたい。
【００１９】
燃料調節システム４０１は、第１の燃焼器缶１１０の缶燃料管路１４０と、該第１の燃焼器缶１１０に円周方向に隣接していない第２の燃焼器缶１１０の缶燃料管路１４０との間で流れ連通して結合された相互接続燃料管路４５２を含む。例えば、例示の実施形態において、相互接続燃料管路４５２の第１の端部４５３は、第１の燃焼器缶１２２の第１の缶燃料管路１４２に結合され、相互接続燃料管路４５２の第２の端部４５４は、第３の燃焼器缶１２６の第３の缶燃料管路１４６に結合される。第１の燃焼器缶１２２及び第３の燃焼器缶１２６は、第２の燃焼器缶１２４によって離隔され、従って、互いに円周方向に隣接していない。代替の実施形態において、相互接続燃料管路４５２は、円周方向に隣接していない何れか２つの燃焼器缶１１０の缶燃料管路１４０間で流れ連通して結合される。
【００２０】
燃料調節システム４０１は更に、第１の燃焼器缶１１０の燃料管路１４０に動作可能に結合された制御装置４５０を含む。制御装置４５０は、第１の燃焼器缶１１０の燃料管路１４０を通る燃料３０の流れを少なくとも部分的に制御するよう機能する。加えて、制御装置４５０は、相互接続燃料管路４５２の上流側で燃料管路１４０上に位置付けられ、相互接続燃料管路４５２及び第２の燃焼器缶１１０の燃料管路１４０を通る燃料３０の流れも少なくとも部分的に制御するようになる。例えば、例示的な実施形態において、制御装置４５０は、相互接続燃料管路４５２の第１の端部４５３の上流側で第１の燃焼器缶１２２の第１の缶燃料管路１４２に結合される。従って、制御装置４５０は、第１の缶燃料管路１４２、相互接続燃料管路４５２、及び第３の缶燃料管路１４６を通る燃料３０の流れを少なくとも部分的に制御するよう機能する。代替の実施形態において、制御装置４５０は、相互接続燃料管路４５２もまた結合される何れかの燃料管路１４０に動作可能に結合される。
【００２１】
制御装置４５０は、第１及び第２の燃焼器缶１１０の動的作動特性を複数の燃焼器缶１１０の他のものと独立して変化させるよう機能する。例えば、一部の実施形態において、制御装置４５０は、第１及び第２の燃焼器缶１１０の各々の燃料管路１４０を通る燃料３０の流れに所定振動数を有する振動要素を与えるよう機能する。一例として、制御装置４５０は、所定振動数でノーマルオープン（開放）位置と部分クローズ（閉鎖）位置との間で移動して、第１の缶燃料管路１４２を通って第１の燃焼器缶１２２への燃料３０の流れに同じ所定振動数の振動要素を与えるバルブである。加えて、制御装置４５０が所定振動数で作動するときに、同じ所定振動数での振動要素が相互接続燃料管路４５２を通って燃料３０の流れに与えられ、従って、第３の缶燃料管路１４６を通って第３の燃焼器缶１２６への燃料３０の流れに与えられる。次いで、第１の燃焼器缶１２２及び第３の燃焼器缶１２６への燃料３０の流れにおける振動要素は、第１の燃焼器缶１２２及び第３の燃焼器缶１２６のそれぞれの燃焼ダイナミックスを少なくとも部分的に決定付ける。
【００２２】
特定の実施形態において、制御装置４５０は、制御装置４５０の作動が燃焼器缶１１０への燃料３０の公称流量に実質的に影響を与えないように構成される。例えば、一部の実施形態において、制御装置４５０の作動は、第１の燃焼器缶１１０への燃料の平均流量の約２パーセント未満となる振動要素を第１の燃焼器缶１１０への燃料３０の流量に与える。別の実施例として、一部の実施形態において、制御装置４５０の作動は、第１の燃焼器缶１１０への燃料の平均流量の約０．５パーセント未満となる振動要素を第１の燃焼器缶１１０への燃料３０の流量に与える。代替の実施形態において、制御装置４５０の作動は、第１の燃焼器缶１１０への燃料の平均流量に対して燃料調節システム４０１が本明細書で記載されるように機能することを可能にする何らかの好適な大きさを有する振動要素を第１の燃焼器缶１１０への燃料３０の流量に与える。
【００２３】
特定の実施形態において、上述のように、制御装置４５０は、上述した閉鎖位置と部分開放位置との間で動作するよう構成されたあらゆる好適なバルブを用いて実施される。他の実施形態において、制御装置４５０は、限定ではないが、回転装置及びフラップ装置のうちの１つのような、燃料管路１４０を通って燃料３０の流れを妨げるよう機能する好適な起動可能機械騒音発生器を用いて実施される。代替の実施形態において、制御装置４５０は、燃料調節システム４０１が本明細書で記載されるように機能することを可能にする何らかの好適な装置を用いして実施される。
【００２４】
相互接続燃料管路４５２は、複数の燃焼器缶１１０のうちの第１及び第２の燃焼器缶１１０に隣接していない他の燃焼器缶１１０と流れ連通して結合されていないので、隣接する缶１１０への燃料３０の流れに対応する振動要素は与えられない。例えば、例示の実施形態において、相互接続燃料管路４５２は、第２の燃焼器缶１２４の第２の缶燃料管路１４４及び第４の燃焼器缶１２８の第４の缶燃料管路１４８と流れ連通して結合されておらず、従って、第２の燃焼器缶１２４及び第４の燃焼器缶１２８への燃料３０の流れに対応する振動要素は与えられない。従って、第１の燃焼器缶１２２及び第３の燃焼器缶１２６への燃料流れの振動要素は、第２の燃焼器缶１２４及び第４の燃焼器缶１２８とは独立して第１の燃焼器缶１２２及び第３の燃焼器缶１２６の燃焼燃焼ダイナミックスを変化させる。一部の実施形態において、制御装置４５０の動作の所定振動数は、第１の燃焼器缶１２２と隣接の第２の燃焼器缶１２４との音響トーンのコヒーレンス、及び第３の燃焼器缶１２６と隣接の第４の燃焼器缶１２８との音響トーンのコヒーレンスのうちの少なくとも一方を低減するよう選択される。その上、特定の実施形態において、所定振動数は、燃焼器缶１１０の観測される燃焼ダイナミックスに基づいて燃焼器缶組立体１００の動作中に能動的に選択及び／又は調整される。従って、燃料調節システム４０１は、隣接の燃焼器缶１１０における幅広い範囲の燃焼ダイナミックスの能動的低減を可能にする。
【００２５】
図５は、燃焼器缶組立体１００に結合された複数の燃料調節システム４０１の例示的な構成の概略図である。例示の実施形態において、円周方向に離間して配置された複数の燃焼器缶１１０は、第１の燃焼器缶１２２、第２の燃焼器缶１２４、第３の燃焼器缶１２６、及び第４の燃焼器缶１２８に加えて、第４の燃焼器缶１２８に隣接する第５の燃焼器缶１３２、該第５の燃焼器缶１３２に隣接する第６の燃焼器缶１３４、該第６の燃焼器缶１３４に隣接する第７の燃焼器缶１３６、及び該第７の燃焼器缶１３６に隣接し、反対側で第１の燃焼器缶１２２に隣接する第８の燃焼器缶１３８を含む。第１の燃焼器缶１２２、第２の燃焼器缶１２４、第３の燃焼器缶１２６、及び第４の燃焼器缶１２８の各々と同様に、第５の燃焼器缶１３２、第６の燃焼器缶１３４、第７の燃焼器缶１３６、及び第８の燃焼器缶１３８の各々の少なくとも１つの燃料噴射装置１１２は、第５の缶燃料管路１５２、第６の缶燃料管路１５４、第７の缶燃料管路１５６、及び第８の缶燃料管路１５８としてそれぞれ示された対応する缶燃料管路１４０を介して燃料マニホルド１３０と流れ連通して結合される。１つの燃料マニホルド１３０だけが図示されているが、一部の実施形態において、各燃焼器缶１１０は、追加の燃料管路１４０（図３に示される）を介して追加の燃料マニホルド１３０（図３に示される）と流れ連通して結合される追加の燃料噴射装置１１２を含む点は理解されたい。
【００２６】
例示の実施形態において、複数の燃料調節システム４０１は、第１の燃料調節システム４１１、第２の燃料調節システム４１２、及び第３の燃料調節システム４１３として示された３つの燃料調節システム４０１を含む。代替の実施形態において、複数の燃料調節システム４０１は、燃焼器缶組立体１００が本明細書で記載されるように機能することを可能にするあらゆる好適な数の燃料調節システム４０１を含む。上述のように、複数の燃料調節システム４０１の各々は、第１の燃焼器缶１１０の燃料管路１４０と第２の非隣接の燃焼器缶１１０の燃料管路１４０との間で流れ連通して結合された相互接続燃料管路４５２を含む。
【００２７】
特定の実施形態において、複数の燃料調節システム４０１のうちの２つの燃料調節システム４０１の各相互接続燃料管路４５２は、同じ燃料管路１４０に結合される。例えば、例示の実施形態において、第１の燃料調節システム４１１の相互接続燃料管路４５２の第１の端部４５３は、第３の燃焼器缶１２６の第３の缶燃料管路１４６に結合され、第１の燃料調節システム４１１の相互接続燃料管路４５２の第２の端部４５４は。第１の燃焼器缶１２２の第１の缶燃料管路１４２に結合される。第１の燃焼器缶１２２及び第３の燃焼器缶１２６は、第２の燃焼器缶１２４によって離隔され、従って、互いに対して円周方向に隣接していない。加えて、第２の燃料調節システム４１２の相互接続燃料管路４５２の第１の端部４５３はまた、第３の燃焼器缶１２６の第３の缶燃料管路１４６に結合され、第２の燃料調節システム４１２の相互接続燃料管路４５２の第２の端部４５４は、第５の燃焼器缶１３２の第５の缶燃料管路１５２に結合される。第３の燃焼器缶１２６及び第５の燃焼器缶１３２は、第４の燃焼器缶１２８によって離隔され、従って、互いに円周方向に隣接していない。代替の実施形態において、複数の燃料調節システム４０１のどれもが、同じ燃料管路１４０に結合された相互接続燃料管路４５２を含まない。
【００２８】
また、例示の実施形態において、第３の燃料調節システム４１３の相互接続燃料管路４５２の第１の端部４５３は、第８の燃焼器缶１３８の第８の缶燃料管路１５８に結合され、第３の燃料調節システム４１３の相互接続燃料管路４５２の第２の端部４５４は、第６の燃焼器缶１３４の第６の缶燃料管路１５４に結合される。第６の燃焼器缶１３４及び第８の燃焼器缶１３８は、第７の燃焼器缶１３６により離隔されており、従って、互いに対して円周方向に隣接していない。代替の実施形態において、第１の燃料調節システム４１１、第２の燃料調節システム４１２、及び第３の燃料調節システム４１３の各々の相互接続燃料管路４５２は、何れか２つの非隣接の燃焼器缶１１０の缶燃料管路１４０間で流れ連通して結合される。
【００２９】
また上述のように、複数の燃料調節システム４０１の各々は更に、相互接続燃料管路４５２の上流側で対応する第１の燃焼器缶１１０の缶燃料管路１４０に動作可能に結合された制御装置４５０を含み、制御装置４５０は、上述の方式で第１の燃焼器缶１１０の缶燃料管路１４０、対応する相互接続燃料管路４５２、及び第２の非隣接の燃焼器缶１１０の対応する缶燃料管路１４０を通る燃料３０の流れを少なくとも部分的に制御するよう機能する。その上、複数の燃料調節システム４０１のうちの２つの燃料調節システム４０１の各相互接続燃料管路４５２が同じ燃料管路１４０に結合される一部の実施形態において、単一の制御装置４５０は、相互接続燃料管路４５２及び各第２の非隣接の燃焼器缶１１０の対応する燃料管路１４０の各々において燃料３０の流れを少なくとも部分的に制御するよう機能する。例えば、例示の実施形態において、単一の制御装置４５０は、第１の燃料調節システム４１１及び第２の燃料調節システム４１２の両方に結合される。より具体的には、単一の制御装置４５０は、第１の燃料調節システム４１１の相互接続燃料管路４５２及び第２の燃料調節システム４１２の相互接続燃料管路４５２の両方の第１の端部４５３の上流側で第３の燃焼器缶１２６の第３の缶燃料管路１４６に結合される。従って、単一の制御装置４５０は、第３の缶燃料管路１４６、第１の燃料調節システム４１１の相互接続燃料管路４５２、第１の缶燃料管路１４２、第２の燃料調節システム４１２の相互接続燃料管路４５２、及び第５の缶燃料管路１５２を通る燃料３０の流れを少なくとも部分的に制御するよう機能する。すなわち、特定の実施形態において、複数の燃料調節システム４０１のうちの２つの燃料調節システム４０１の相互接続燃料管路４５２を同じ缶燃料管路１４０及び同じ制御装置４５０に結合することで、上述のようにして単一の制御装置４５０を制御することによって多数の燃焼器缶１１０の音響トーンのコヒーレンスを低減することが可能となり、従って、燃料調節システム４０１の取得コスト、保守コスト、及び制御の複雑さが制限される。代替の実施形態において、第１の燃料調節システム４１１及び第２の燃料調節システム４１２は、異なる制御装置４５０に結合される。
【００３０】
また例示の実施形態において、第３の燃料調節システム４１３は、対応する相互接続燃料管路４５２の上流側で第８の缶燃料管路１５８上に位置付けられた別個の制御装置４５０を含み、該別個の制御装置４５０がまた、第３の燃料調節システム４１３の相互接続燃料管路４５２及び第６の燃焼器缶１３４の第６の缶燃料管路１５４を通る燃料３０の流れを少なくとも部分的に制御するようにする。従って、第３の燃料調節システム４１３の制御装置４５０は、上述のようにして第８の缶燃料管路１５８、対応する相互接続燃料管路４５２、及び第６の缶燃料管路１５４を通る燃料３０の流れを少なくとも部分的に制御するよう機能する。代替の実施形態、例えば、燃焼器缶組立体１００が８つよりも多い燃焼器缶１１０を含む実施形態において、追加の相互接続燃料管路４５２を第８の缶燃料管路１５８と流れ連通して結合させ、第３の燃料調節システム４１３の制御装置４５０がまた第４の燃料調節システム（図示せず）と関連付けられるようにすることができる点に留意されたい。一部の実施形態において、制御装置４５０の動作の所定振動数は、第８の燃焼器缶１３８と隣接の第７の燃焼器缶１３６との音響トーンのコヒーレンス、第８の燃焼器缶１３８と隣接の第１の燃焼器缶１２２との音響トーンのコヒーレンス、第６の燃焼器缶１３４と隣接の第７の燃焼器缶１３６との音響トーンのコヒーレンス、及び第６の燃焼器缶１３４と隣接の第５の缶燃料管路１５２との音響トーンのコヒーレンスのうちの少なくとも１つを低減するよう選択される。特定の実施形態において、第３の燃料調節システム４１３の制御装置４５０の動作の所定振動数は、第１の燃料調節システム４１１の制御装置４５０の動作の所定振動数とは異なるように選択される。或いは、第３の燃料調節システム４１３の制御装置４５０の動作の所定振動数は、第１の燃料調節システム４１１の制御装置４５０の動作の所定振動数と実質的に同一であるように選択される。その上、特定の実施形態において、第３の燃料調節システム４１３の制御装置４５０の動作の所定振動数は、燃焼器缶１１０の観測される燃焼ダイナミックスに基づいて燃焼器缶組立体１００の動作中に能動的に選択及び／又は調整される。従って、複数の燃料調節システム４０１は、隣接の燃焼器缶１１０における幅広い範囲の燃焼ダイナミックスの能動的低減を可能にする。
【００３１】
図４及び図５に例示された実施形態において単一の燃料マニホルド１３０のみが燃料調節システム４０１の各々に結合されるように図示されているが、特定の実施形態では、燃焼器缶組立体１００の複数の燃料マニホルド１３０（図３に示す）のうちの１つよりも多くに結合された複数の燃料調節システム４０１を含むことは理解されたい。例えば、一部の実施形態において、第１の燃料調節システム４１１（図５に示す）は、燃料マニホルド１３０に結合され、第３の燃料調節システム４１３は第３の燃料マニホルド１３０に結合される。加えて又は代替として、燃料調節システム４０１は、図４に示すように、複数の燃料マニホルド１３０の第１の燃料マニホルド１３０と流れ連通して缶燃料管路１４０を介して第１の燃焼器缶１２２及び第３の燃焼器缶１２６に結合され、別の燃料調節システム４０１は、複数の燃料マニホルド１３０の第２の燃料マニホルド１３０と流れ連通して缶燃料管路１４０を介して第１の燃焼器缶１２２及び第３の燃焼器缶１２６に結合される。
【００３２】
図６は、ガスタービンエンジン（ガスタービンエンジン１０のような）のための燃焼器缶組立体（燃焼器缶組立体１００のような）を組み立てる例示的な方法の概略図である。図１〜６を参照すると、一部の実施形態において、方法６００は、燃焼器缶の各々がそれぞれの缶燃料管路（缶燃料管路１４０など）を介して少なくとも１つの燃料マニホルド（少なくとも１つの燃料マニホルド１３０など）と流れ連通して結合されるように、複数の燃焼器缶（燃焼器缶１１０など）をガスタービンエンジンの周りに円周方向に離間して配置するステップ６０２を含む。方法６００はまた、第１の相互接続燃料管路の第１の端部（相互接続燃料管路４５２の第１の端部４５３など）を燃焼器缶のうちの第１の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合するステップ６０４と、第１の相互接続燃料管路の第２の端部（第２の端部４５４など）を燃焼器缶のうちの第２の燃焼器缶の缶燃料管路と流れ連通して結合するステップ６０６と、を含む。第２の燃焼器缶は、第１の燃焼器缶に円周方向に隣接していない。方法６００は更に、第１の制御装置（制御装置４５０など）を第１の相互接続燃料管路の第１の端部の上流側で第１の燃焼器缶の缶燃料管路に動作可能に結合するステップ６０８を含む。第１の制御装置は、複数の燃焼器缶のうちの他の燃焼器缶とは独立して第１及び第２の燃焼器缶の動的作動特性を変化させるよう機能する。
【００３３】
以上、燃焼器缶組立体並びに燃焼器缶組立体を組み立てる方法に関する例示的な実施形態について詳細に説明した。これら実施形態は、隣接する燃焼器缶とは独立して燃焼器缶の動的作動特性を変化させるよう機能する相互接続燃料管路及び制御装置を含む。一部の実施形態において、制御装置は、特定の燃焼器缶の缶燃料管路を通る燃料の流れに所定振動数を有する振動要素を与えるよう機能する。所定振動数は、種々の燃焼器缶の観測された燃焼ダイナミックスに基づいて燃焼器缶組立体の作動中に能動的に選択及び／又は調整することができる。一部の実施形態において、制御装置の作動の所定振動数は、第１の燃焼器缶と隣接の第２の燃焼器缶の音響トーンのコヒーレンスを低減するように選択される。その上、特定の実施形態は、上述のようにして単一の制御装置を制御することによって多数の燃焼器缶の音響トーンのコヒーレンスを低減することが可能となり、従って、燃焼器缶組立体の取得コスト、保守コスト、及び制御の複雑さが制限される。
【００３４】
本明細書で記載される方法及びシステムは、本明細書で記載される特定の実施形態に限定されない。例えば、各システムの構成要素及び／又は各方法のステップは、本明細書で記載される他の構成要素及び／又はステップから独立して別個に使用及び／又は実施することができる。加えて、各構成要素及び／又はステップはまた、他の組立体及び方法と共に使用及び／又は実施することができる。
【００３５】
様々な特定の実施形態に関して本開示を説明してきたが、本開示の技術的思想から逸脱することなく、種々の変更を実施することができることは、当業者出あれば理解されるであろう。本発明の種々の実施形態の特定の特徴は一部の図面で示され、他の図面では示されない場合があるが、これは便宜上のことに過ぎない。その上、上記説明における「１つの実施形態」又は「ある実施形態」という表現は、記載された特徴要素を組み込んだ追加の実施形態の存在を排除するものとして解釈されることを意図するものではない。本開示の原理によれば、図面の何れかの特徴は、他の何れかの図面のあらゆる特徴と組み合わせて言及し及び／又は特許請求することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ガスタービンエンジン
１５  圧縮機
２０  圧縮した空気の流れ
２５  燃焼器缶
３０  燃料
３５  高温燃焼ガス
４０  タービン
４５  シャフト
５０  外部負荷
５２  端部キャップ
５４  移行部品
５６  燃料噴射装置
５８  ライナ
６０  燃焼ゾーン
６２  流れスリーブ
６４  流路
１００  燃焼器缶組立体
１１０  燃焼器缶
１１２  少なくとも１つの燃料噴射装置
１２２  第１の燃焼器缶
１２４  第２の燃焼器缶
１２６  第３の燃焼器缶
１２８  第４の燃焼器缶
１３０  燃料マニホルド
１３２  第５の燃焼器缶
１３４  第６の燃焼器缶
１３６  第７の燃焼器缶
１３８  第８の燃焼器缶
１４０  缶燃料管路
１４２  第１の缶燃料管路
１４４  第２の缶燃料管路
１４６  第３の缶燃料管路
１４８  第４の缶燃料管路
１５２  第５の缶燃料管路
１５４  第６の缶燃料管路
１５６  第７の缶燃料管路
１５８  第８の缶燃料管路
２００  燃料供給システム
２０５  ソース流
２１０  燃料供給源
２２０  燃料分配システム
２３５  少なくとも１つのマニホルド流
４０１  燃料調節システム
４１１  第１の燃料調節システム
４１２  第２の燃料調節システム
４１３  第３の燃料調節システム
４５０  制御装置
４５２  相互接続燃料管路
４５３  第１の端部
４５４  第２の端部
６００  方法
６０２  離間配置ステップ
６０４  結合ステップ
６０６  結合ステップ
６０８  結合ステップ
【図１】
2017020777.tif 000003
【図２】
2017020777.tif 000004
【図３】
2017020777.tif 000005
【図４】
2017020777.tif 000006
【図５】
2017020777.tif 000007
【図６】
2017020777.tif 000008
【外国語明細書】
2017020777000001.pdf