ガスタービンエンジン22の燃焼器21に供給する燃料と空気を結合する混合管28であって、対間に燃料を流すための輪環状経路を画定する一対の同心中空円筒51、52と、前記同心中空円筒51、52に形成された複数の空気噴射スロット27であり、混合管28の外側から混合管28の内部へ対応する複数の空気流経路を画定する空気噴射スロット27と、前記環状経路から前記空気流経路内へ燃料が流れることを可能にするために、前記複数の空気噴射スロット27のうちの選択された空気噴射スロット27に形成された1つまたは複数の燃料噴射ポート55A、55B、56A、56B、57A、57Bとを備える混合管28。前記複数の空気噴射スロット27が、等間隔に配置された列53、54、55、56、57、58として、混合管28の長手方向軸に沿って配置された、請求項1記載の混合管28。前記複数の空気噴射スロット27が、混合管28の外側から混合管28の内部へ角度の付いた空気流経路を形成する、請求項1記載の混合管28。前記燃料噴射ポート55A、55B、56A、56B、57A、57Bが、前記複数の空気噴射スロット27の1つの側面を貫通する2つ以上の小径の開口を備え、それによって燃料噴射流経路を画定する、請求項1記載の混合管28。前記複数の空気噴射スロット27が、燃料噴射ポートを有する長手方向軸に沿った第1の部分53、54と、前記第1の部分の下流にあって燃料噴射ポートを含まない第2の部分55、56、57、58とを含む、請求項1記載の混合管28。混合管28内へ空気を反時計回りに流入させるため、前記複数の空気噴射スロット27が、前記同心中空円筒51、52に対して鋭角に配置された、請求項1記載の混合管28。霧化された補足供給燃料/空気を前記燃焼器21に供給するために、前記複数の空気噴射スロット27のうちの選択された空気噴射スロット27の上流の混合管28の内側に配置された液体燃料/圧縮空気噴射器86をさらに備える、請求項1記載の混合管28。前記液体燃料/圧縮空気噴射器86が、混合物が混合管28内へ放出される前に圧縮空気によって霧化される液体燃料を放出する複数のピンホール開口163を有する燃料噴射ノズル150を備える、請求項7記載の混合管28。前記複数の中空円筒51、52の外側に配置された有孔の円筒形のスクリーン193をさらに備える、請求項1記載の混合管28。ガスタービンエンジン22の燃焼器21に空気/燃料混合物を供給する燃料ノズル25であって、前記燃料ノズル25の長手方向軸から等距離にある前記燃料ノズル25の長手方向軸の周りの半径方向位置に配置された複数の燃料/空気混合管28であり、それぞれが、対間に燃料用の輪環状流れ経路を画定する一対の同心中空円筒51、52と、前記中空円筒51、52に形成された複数の空気噴射スロット27と、前記複数の空気噴射スロット27のうちの選択された空気噴射スロット27に形成された1つまたは複数の燃料噴射ポート55A、55B、56A、56B、57A、57Bとを備える複数の燃料/空気混合管28と、その一端の前記燃料ノズル25の長手方向軸から等距離にある前記燃料ノズル25の長手方向軸の周りの対応する半径方向位置に、各前記混合管28を固定するエンドプレート31とを備える燃料ノズル25。一端が前記複数の混合管28の放出端を取り囲み、他端が開くようなサイズに形成された円筒形エンドキャップ26をさらに備える、請求項10記載の燃料ノズル25。各前記混合管28の前記複数の空気噴射スロット27が、列53、54、55、56、57、58として、各混合管の長手方向軸に沿って配置された、請求項10記載の燃料ノズル25。各前記混合管28の前記空気噴射スロット27が、各混合管28の外側からその混合管28の内部へ角度の付いた空気流経路を形成する、請求項10記載の燃料ノズル25。各混合管28の前記燃料噴射ポート55A、55B、56A、56B、57A、57Bが、前記空気噴射スロット27の1つの側面を貫通する2つ以上の小径の開口を備え、それによって対応する燃料噴射流経路を画定する、請求項10記載の燃料ノズル25。ガスタービンエンジン用の分配式燃料/空気燃焼システムであって、燃焼器21と、前記燃焼器に炭化水素燃料を供給する燃料供給システムと、前記燃焼器に圧縮空気を供給する圧縮空気源と、燃料と空気の分配混合物を前記燃焼器21に供給する燃料ノズル25とを備え、前記燃料ノズルが、前記燃料ノズル25の長手方向軸の周りに配置された複数の燃料/空気混合管28を備え、前記混合管28がそれぞれ、対間に燃料用の環状流れ経路を画定する一対の同心中空円筒51、52と、前記中空円筒51、52に形成された複数の空気噴射スロット27と、前記複数の空気噴射スロット27のうちの選択された空気噴射スロット27に形成された1つまたは複数の燃料噴射ポート55A、55B、56A、56B、57A、57Bとを備える分配式燃料/空気燃焼システム。望ましくない燃焼副生物の生成を減らす1つの提案は、燃焼時に使用される噴射された燃料と空気の相互混合をより効果的にすることである。すなわち、燃料/空気混合物全体にわたって燃焼酸化が均一に起こると、不完全燃焼により高濃度のHCおよびCOが発生する可能性は低下する傾向を示す。燃焼前の燃料と空気の混合を改善するため、長年にわたって数多くの設計が提案されてきたが、ときおり火炎温度が高くなりすぎたとき時に高パワーhighpower条件と呼ばれるに形成される望ましくないNOxの濃度を低下させるための燃焼器設計の改良が依然として求められている。高パワー条件時のNOx放出の改善もガスタービン分野における大きな関心事であり、そのため、ガスタービン業界は、燃焼器の上流での燃料/空気混合を改善し、熱効率を高め、燃焼後のNOx放出物および未燃炭化水素放出物を減らす燃焼前システムを求め続けている。本発明は、ガスタービンエンジン内で使用する改良された燃料ノズル設計であって、燃焼器に供給されている燃料と空気をより均一に、かつより徹底的に混合することができる改良された燃料ノズル設計を提供する。例示的な一実施形態では、この燃料ノズルが、独特の構成の複数の燃料/空気混合管を含み、これらの複数の燃料/空気混合管がそれぞれ、一対の同心中空円筒であり、各混合管内の2本の中空円筒間に、燃料を流すための輪環状経路を画定する同心中空円筒と、同心中空円筒に形成された複数の空気噴射スロットであり、各混合管の外側からその混合管の内部へ延びる対応する空気流経路を形成する空気噴射スロットと、選択された空気噴射スロットに形成された1つまたは複数の燃料噴射ポートであり、中空円筒によって形成された環状経路から空気流経路内へ燃料が直接に流れることを可能にする燃料噴射ポートとを備える。この新規の混合管およびノズル設計の結果、燃料/空気混合物の混合が大幅に改善され、燃料/空気混合物が燃焼器に到達する前のノズルの下流での燃料/空気混合物の熱力学的挙動が改善する。本発明はさらに、燃焼器と、燃焼器に炭化水素燃料を供給する燃料源と、燃焼器に圧縮空気を供給する圧縮空気源と、燃焼器の上流にあって、後述する独特の混合管構成を使用する改良された燃料/空気ノズル設計とを備える、ガスタービンエンジン用の新規の燃料/空気燃焼システムを企図する。前述のとおり、本発明は、燃焼器へ供給する燃料成分と空気成分の混合を大幅に改善することによって、ガスタービンエンジンの燃焼効率を増大させ、不必要な気体放出物および圧力変動を低減させる。この混合の改善は、複数の混合管を備えるノズルを使用することによって達成され、これらの複数の混合管はそれぞれ、各混合管の長手方向軸に沿った特定の位置および制御された流量での燃料と空気の制御された混合を可能にするために、供給空気用の正確な数のアパーチャapertureと、一部の空気スロット内の選択されたいくつかの燃料噴射ポートとを有する。アパーチャおよび燃料噴射ポートの正確なサイズ設定、配置および配向により、燃焼器の上流における空気/燃料混合がより均一かつ分散したものになる。本発明はさらに、ノズルの長手方向軸から等距離にあるノズルの長手方向軸の周りの半径方向位置に配置された複数の例示的な燃料/空気混合管を備える、ガスタービンエンジンの燃焼器の上流の新規の燃料ノズル設計を含む。一実施形態では、各新規な混合管が、空気が流れることができる一連のアパーチャスロット一部のアパーチャは燃料噴射ポートを有するを有する上流部分と、アパーチャのない混合管の下流部分とを含む。本明細書に記載した全ての混合管実施形態は、混合管内に渦流を生じさせる傾向を有し、渦流の程度は、管の長さに沿ったアパーチャの軸方向位置によって変化する。渦流効果は、混合を改善し、ディフューザの圧力回復を強化し、燃焼の直前のノズル出口における火炎安定性flamestabilityを向上させる傾向を有する。実際には、この設計は、混合管内の燃料/空気経路長を延長し、それによって燃焼前の燃料および空気の滞留時間をわずかに増大させる。後述する図の混合管設計およびノズル設計は、時間および空間に関して燃料-空気混合を改善することによって、システム内の燃焼器主導の振動combustordrivenoscillationを低減させる傾向を有する。燃焼器主導の振動は、燃料および空気が燃焼器に入り、燃焼器内で混合し、点火するときの燃焼器内の圧力振動に起因する。この不必要な振動は、燃焼器の上流および下流の回転構成要素の摩損の増大および潜在的な損傷の原因となるが、燃焼器に供給される燃料および空気の上流での圧力振動を低減させることによって、この振動を低減し、または最小限に抑えることができる。本明細書に記載した混合管設計は、燃料/空気混合物の不必要な圧力振動を低減させる傾向を有することが分かっている。本発明の例示的な第1の実施形態は、圧縮空気および気体燃料噴射器からの燃料の一部を受け取るようなサイズに形成された同心中空円筒からなる独特の構成を有する複数の混合管を使用して、燃料と空気の所望の特定の混合物を供給する燃料ノズルを含む。一方の中空円筒は、外側円筒の半径方向内側に配置され、したがって外側円筒よりもわずかに小さな直径を有する。これらの同心中空円筒は共同で、燃料を流すための輪環状空間を画定し、この燃料を、外側からの供給空気と混合することができる。したがって、ノズル内の混合管はそれぞれ、同心円筒を貫通する角度の付いた複数のスロットangledslot以下、角度付きスロットを使用して、燃料と空気を結合する。複数のスロットの一部は、燃料噴射の下流の所定の位置にある。混合管内への空気の流入を容易にし、管内の入口点において渦流運動を開始させるために、名目上、これらのスロットは長手方向軸に対してある角度をなす。渦流および混合の量は、開口のサイズおよび管の長さに沿った開口の軸方向位置に依存する。各管内の所定の位置で燃料/空気混合物の燃料成分を供給するため、一部の角度付きスロットの1つの側面に、その側面を貫通するコンパニオン燃料噴射通路ないしポートが形成される。気体燃料は、2本の中空円筒間の輪環状空間内へ供給され、その後、ピンホール型の小さな複数の燃料噴射ポートを使用して空気流経路内へ噴射され、そこでこの燃料は、スロットを通して混合管の外側から中心へ流れている空気と結合する。したがって、複数の角度付きスロットは、管のある所定の長さに沿って、等間隔に配置された円周方向の一連の開口列一般に6列未満を形成し、それらのスロットのうち一部のスロットだけが、同心円筒によって画定された環状空間に燃料噴射ポートを有する。この正確に制御された燃料噴射は、燃料が噴射された直後に、空気と燃料を非常に高速に、かつ効率的に混合する。この設計はさらに、先行技術のノズル設計内での燃料噴射で遭遇するプロセス制御問題の多くを軽減するのに役立つ。本発明は、名目上ブラッフボディbluffbody火炎安定化および渦流駆動swirldrivenの火炎安定化と識別される、基本的な2つのタイプの火炎安定化flamestabilizationで使用することができることが分かっている。改善された燃焼を保証するためには、燃焼点の近くの燃料/空気混合物の速度を低下させ、それによって燃焼器へ流入する流れを安定させる必要がある。従来のブラッフボディは一般に、主気体経路内に、速度を低減させる役目を果たし、燃焼器の上流の気体再循環recirculationを刺激する幾何学的障害物を含む。一方、渦流駆動の火炎安定化は、流れ経路内に幾何学的障害物を必要としない空気/燃料混合物安定化の一型を指す。後に詳述するが、角度付きスロットおよび噴射ポートの使用は、燃焼器の上流に追加のブラッフボディを配置し、または配置せずに、渦流駆動の火炎安定化を達成する。以上の概説に留意してまとめると、以下のプロセス変量が、本発明に基づく燃料/空気混合管設計およびノズル設計の動作に影響を及ぼすことが分かっている。すなわち、1各混合管のアパーチャスロットの合計有効開面積これは、各管の角度付きスロットの総数に直接に関係する、2個々の角度付きスロットの物理サイズ寸法、3各管のスロット列の数、4各列のスロットの相対的な軸方向位置、5混合管の長手方向軸に対するスロットの角度、6選択された角度付きスロット列にある燃料噴射ポート例えばピンホールのサイズこれは、1つには、燃焼器の上流のさまざまな位置における所望の燃料/空気比に基づく、7一部の角度付きスロットにある燃料噴射ポートの正確な位置、8燃料ノズル内の1つまたは複数の混合管内での追加の液体燃料噴射霧化された燃料の使用、9ノズル内で使用される液体および/または気体燃料ストリーム例えば天然ガス、ディーゼル燃料などの正確な化学量論的組成。図1を参照すると、燃焼器に結合された燃料ノズルを有する例示的なタービンシステム10のブロック図が示されており、この燃料ノズルは、本発明に基づく複数の混合管を使用して、改善された空気と燃料の混合を提供するように構成されている。このブロック流れ図は、燃料ノズル19、燃料源18および燃焼器21を含む。示されているように、燃料源18は、タービンシステム10に対する液体炭化水素燃料および/または天然ガスなどの気体燃料を、燃料ノズル19を通して燃焼器21内へ送る。燃料ノズル19は、燃焼効率を向上させ、燃焼器主導の振動を最小限に抑える前述の方法で、燃料と圧縮空気を混合し、次いで噴射するように構成されている。燃焼器21は、この燃料-空気混合物に点火し、燃焼させ、次いで加圧された高温の排出ガスをタービン22内へ送る。この排出ガスは、タービン22内のタービン翼の間を通り抜け、タービンを回転させる。タービン22内の翼とシャフト17とが結合されていることにより、シャフト17の回転は、示されているように、タービンシステム10内の他の構成要素に結合される。最終的に、この燃焼過程の排出物は排出口23から放出される。図1はさらに、シャフト14を介して圧縮器に結合された負荷11を示し、このシステムには、空気取入口12を通して周囲空気13が供給される。入口空気は、出口16を備えた圧縮器15内へ供給され、燃料と結合されて、燃焼器供給ライン20を形成する。圧縮器15の構成要素として含まれる圧縮器羽根ないし圧縮器翼はシャフト17に直接に結合されており、シャフト17がタービン22によって駆動されて回転すると回転する。負荷11は、発電設備または外部機械負荷、例えば発電機など、タービンシステム10の回転出力によって発電する適当な任意の装置とすることができる。図1に示すように、空気取入口12は、冷空気取入口などの適当な機構を介して空気13をタービンシステム10内へ引き入れ、それにより、空気と燃料源18からの燃料とを燃料ノズル19によって混合する。空気13は、圧縮器15内の翼を回転させることによって圧縮することができ、次いで、矢印16によって示されているように燃料ノズル19内へ供給することができる。燃料ノズル19は、加圧された空気と燃料を20に示されているように混合して、燃焼に適した混合比を与える。図2は、本発明に基づく複数の燃料/空気混合管をより詳細に示す燃料ノズルアセンブリの第1の実施形態の透視図であり、空気/燃料混合管はそれぞれ、示されているように、等間隔に配置されたスロットを有する構成を有する。全体が25で示された燃料ノズルアセンブリは、複数の混合管この例では5本。それぞれ品目28として識別されるを含み、これらの混合管は全て、32で示された対応する個々の取付けフランジflangeによって、燃料ノズルアセンブリのエンドプレートendplate31に固定されている。この実施形態では、混合管がエンドプレートに固定され、エンドプレート31の中心から等距離にある角度位置に配置されており、したがって、共通の長手方向軸に沿って互いに平行に固定されている。図2に示すように、燃料ノズルアセンブリ25内の混合管28はそれぞれ、いくつかの例を27で示し、後により詳細に説明する、等間隔に配置された複数の燃料/空気噴射スロットを含む。燃料ノズルアセンブリ25内の個々の各混合管の中心体/拡散先端29は、エンドキャップアセンブリ26の中に格納されており、エンドキャップアセンブリ26は、ノズル内の全ての混合管からの燃料/空気混合物を放出して、直接に共通の燃焼器供給ストリームとする。ある動作条件下では、これらの混合管をそれぞれ、図5に関して後に説明する、図2では全体が29で示されたタイプの液体燃料噴射器と組み合わせることができる。しかしながら、このような追加の液体燃料噴射システムを使用せずに本発明を使用することもできる。いずれの実施形態でも、各混合管内で形成された燃料/空気混合物は、エンドキャップアセンブリ26から、30に示すように放出される。例示的なエンドキャップアセンブリ26は一般に、複数の混合管を示されているように取り囲むハウジングを含み、個々の燃料/空気出口30はアセンブリ内の各混合管に対応する。図2の実施形態の燃料/空気噴射スロット27のうちの一部のスロットだけが、関連する噴射ポートを通して燃料を噴射することができる。燃料噴射の上流の位置で燃料は追加せずに空気だけを追加することは、噴射された燃料との混合が実際に行われる下流の噴射点における空気速度を増大させるのに役立つことが分かっている。下流の噴射点における空気速度の増大および混合の改善は、最終的な燃料/空気混合物が燃焼器に接近したときに混合物が早期に発火するのを防ぐのに役立つ。このノズル構成のこの渦流駆動火炎安定化特性は、燃焼器へ向かう燃料/空気混合物の全体的な流れのパターンを改善し、各混合管の出口のところまで流れが滑らかで均一であることを保証する。複数の混合管を備えた各ノズル内へ供給される空気および燃料の例示的な全体流量は、それぞれ約60ポンド/秒および1.85ポンド/秒である。図3は、本発明に基づく例示的な燃料ノズルアセンブリ40の透視図であり、ここでは、燃料ノズルアセンブリ40が、前述のとおりに対応する個々の取付けフランジ43に取り付けられ、エンドキャップアセンブリ図示せずに結合された個々の混合管41を取り囲むハウジングまたはライナ44に結合されている。個々の混合管41はそれぞれ、同心管を接続する空気流通路を画定する等間隔に配置された複数の空気分配スロットを含み、前述のとおり、これらのアパーチャの一部は燃料噴射ポートを含む。この場合も、ハウジングを含む燃料ノズルアセンブリ40の全体が、ガスタービンエンジン内の燃焼器の上流に設置され、結合された燃料と空気の放出が45に示されている。同心中空円筒および相互接続アパーチャを使用する図2および3に示したノズル構成は、燃料/空気混合を改善することに加えて、プロセス制御上および環境上のさまざまな利点を有する。例えば、この新規の設計は、対称形の燃料/空気噴射スロット、すなわち円周方向およびノズルに沿った縦方向の所定の位置に配置された角度の付いた燃料/空気スロットを使用することによって、燃焼振動combustionoscillationを低減させる傾向を有するこれは時に波減衰wavedampingと呼ばれる。図4Aは、混合管の不可欠な一部分を構成する同心管の幾何学的形状および向きを示すために部分的に断面図として示された、本発明に基づく例示的な燃料/空気混合管構成の側面図である。混合管は全体が50で示されている。管の放出端61における静圧をわずかに増大させるため、2本の同心中空円筒51および52の放出端は、60で示されているように、わずかなテーパ一般にわずかに1度または2度を有することができる。このケースでは、等間隔の列として、接線方向の角度で、混合管の所定の長さに沿って配置された複数の角度付きスロットが、6つの一連の列53、54、55、56、57および58として示されている。前述のとおり、下流での所望の燃焼条件に応じて、角度付きスロットの正確なサイズ、スロットの総数、および同心管に対するスロットの正確な角度向きを変更することができる。図4Aはさらに、選択された角度付きスロット列、この実施形態では、混合管の左入口側から流れる流れの方向に3番目、4番目および5番目の列において同心管を流体接続する、矢印55A、55B、56A、56B、57Aおよび57Bによって識別される燃料噴射ポートの使用を示す。この場合も、燃焼器の上流の特定の位置における所望の正確な燃料/空気混合物に応じて、燃料噴射ポートを含む空気分配スロットの列の選択および向きを変更することができる。したがって、円周方向の角度付きスロットの正確な数および特定の位置と、混合管の長さに沿った角度付きスロットの正確な数および特定の位置の両方を変更することができる。燃料噴射ポートも、やはり異なる噴射位置における所望の特定の燃料/空気混合物および混合効率に応じて選択されたあるスロット列でだけ使用される。例えば、図4Aに示した例示的な実施形態では、3番目、4番目および5番目の円周方向列のスロットだけが燃料噴射ポートを有し、これらのスロットの上流および下流の残りのスロットは、ノズル内へ空気を噴射するためだけに使用される。上流の空気分配スロットは、最初の燃料噴射が起こる直前に、ノズル内の空気に軸方向および接線方向の初期運動量を与える実際には初期渦流を生み出す傾向を有する。これらの上流の点における管内の渦流は、結合した流れが燃焼器に接近したときに、管の全体的な混合効果および減衰効果を向上させる傾向を有する。図4Aはさらに、潜在的に、外部霧化空気63および64に示した液体燃料噴射が、前述の例示的な混合管設計と組み合わせて使用されることを示す。このような任意選択の液体燃料噴射の使用については、図8に関してより詳細に説明する。図4Bは、図4Aの線4Bに沿って切った混合管設計の断面図である。上で示したとおり、中空同心管51および52は、全体が57で示された複数の角度付きスロットを含む。この実施形態では57Aおよび57Bで示された2つの燃料噴射ポートが、3番目、4番目および5番目の列の各角度付きスロット内に互いに等間隔に配置され、空気/燃料流は左から右へ燃焼器に向かって移動する。したがって、圧縮空気が各混合管の外側からスロット内へ流入し、各混合管の中心へ移動するときに、2本の円筒間の環状空間内に燃料を噴射し、その後、選択されたスロットの噴射ポートを通して燃料を噴射することができ、したがって、燃料は、燃料が噴射されたときに空気流と混合する。図4Cは、図4Bの均等に配置された角度付きスロットの追加の詳細を示す、図4Bに示した燃料/空気ノズル設計の一部分の断面図であり、この図にもやはり、同心管51および52、ならびに外側からの圧縮空気が混合管に入ることを可能にする複数のスロット一例が57で示されているが示されており、選択された接線方向スロット内の気体燃料噴射ポートは、燃料が、58で示された2本の同心管間の環状空間からスロット内へ流入することを可能にする。この実施形態では、同心円筒によって画定された環状空間を通過する予測される特定の量の気体燃料を、噴射ポート57Aで示された噴射ポート一般に各スロット内に2つ以上配置されるを通して角度付きスロット内へ噴射することができる。図4Cは、ノズルから燃焼ゾーンに向かって下流方向を見たときに反時計回りに形成されたスロットを示しているが、混合管が達成すべき所望の渦流効果および燃料/空気混合によっては、一部のスロットを時計回りに形成することもできる。このように、角度付きスロットの向きを変更する、おそらくは一部の列を時計回りにし、その他の列を反時計回りにすることによって、燃料/空気流を変更することができることが分かっている。管内における反時計回り流または時計回り流の所望のレベルに応じて、スロットの角度を変える異なる角度の接線を有するようにすることもできる。例えば、一部のスロットの向きを実質的にまっすぐににし、混合管の長手方向軸に対して垂直にすることができ、他のスロットを、管の外面に対してより鋭角に配置することができる。ある動作条件では、ノズルの異なるスロット列のスロットの傾きが反対であることに起因する反対方向の流れが、空気/燃料混合物の不必要な振動を減衰するのに役立つことがあり、それでも、燃焼ゾーンの上流の高いレベルの混合は達成される。所望の最終結果に応じて、スロット設計および長手方向軸に対するスロット向きの他の変更も可能である。図4Dは、各混合管に対する同心中空円筒71および72と、これらの円筒を流体接続する等間隔に配置された複数のスロット73とを使用する、例示的な混合管設計70の他の透視図である。この混合管は、取付けフランジ74によって所定の位置に固定されている。図4A、4B、4Cおよび4Dに示された燃料噴射ポートは、管の長さに沿って所定の軸方向距離のところにある一部のスロット列でだけ、一般に3番目、4番目および5番目の列でのみ使用されることが好ましい。したがって、ノズルの長さに沿った異なる位置で空気が均一に分配されるだけでなく、燃料も、それらの特定の軸方向位置にある小さな噴射点を通して均一に分配される。その結果、対流時間convectiontime、すなわち燃料/空気混合物が燃焼器の火炎ゾーンに到達するまでの時間は、管の長手方向軸に沿った異なる位置ごとにわずかに異なる。本発明のこの態様は、燃料が1箇所だけから追加されるため単一の対流時間しか持たない先行技術の多くの設計とは異なる。対照的に、長手方向軸に沿った異なる位置にあるスロットおよび燃料噴射ポートの使用は、異なる対流時間を与え、より均一な燃料/空気混合物を生み出し、燃焼振動をより小さくする傾向を有する。最終結果は、燃焼ゾーン内へのより安定した燃料/空気供給、および燃焼振動が少ない火炎の揺らぎflamewobblingが小さいより均一で効率的な燃焼である。図2から4Dに示した設計の追加の1つの利点は、燃焼の上流でより良好でより均一な燃料/空気混合を達成するのに必要なノズルの数を減らすことができることであり、その結果、システム内での総圧力損失がより小さくなり、このことは、ガスタービンエンジンの他の段から供給される圧縮空気を使用するシステムにおいて特に有益である。中空円筒/角度付きスロットの比較的に単純で簡単な幾何学的構成はさらに、ノズルおよび燃焼器の全体コストを低減させる傾向を有する。図2から4Dに示した設計の他の利点は、燃焼ゾーンの上流の選択された位置での保炎flame-holding/逆火flashbackの危険が低下することである。すなわち、結果として生じる渦を巻く空気流渦流数は渦流数の限界値よりも大きいによって、スロットの下流にコンパクトな再循環ゾーンが形成されることが分かっており、この場合も、燃焼前の燃料と空気の非常に効率的な混合を指示する。噴射ポートの下流に形成されるこのコンパクトな再循環ゾーン再循環バブルrecirculationbubbleは、全体的な火炎安定性を向上させる傾向を有する。さらに、角度付きスロットおよび選択された噴射ポートを使用する図2から4Dの実施形態の最終結果は、管内の噴射点における回転乱流の改善であり、その結果、不必要な圧力変動が低減し、火炎安定性がより良好となり火炎の揺らぎが低減し、燃料/空気比が改善される。燃焼ゾーン内へ進入するときの燃料/空気混合物の当量比、すなわち理論上の化学量論的燃料/空気比を実際の燃料/空気比で割ったものも改善する。図2から4Dの混合管構成はさらに、速度変動がより少なく、混合物が燃焼器に到達したときの燃焼振動がより小さく、燃焼後の不必要な放出物がより少ない、燃料/空気混合物のより良好な制御を提供する。燃焼の間際の混合が不均一である場合には、燃焼温度が変動し、燃焼温度がわずかに高くなることがあり、その場合にも、不必要な放出物および/または汚染物質が生成される。図5は、本発明に基づく他の例示的な燃料/空気混合管設計と組み合わせて使用することができる液体噴射システム、このケースでは、角度付きスロットおよび噴射ポートによって提供される1次燃料空気混合物の補足として、角度付きスロットの上流での従来の燃料噴射の使用と組み合わせる液体噴射システムの断面図である。本発明と一緒に使用すると有用な1つの知られている液体噴射システムは、一般に拡散気体燃料噴射器と液体噴射器の組合せを含む図5に全体が80として示された中心体型の液体噴射器を含む。したがって、噴射器80は、中心に配置された拡散ベースの液体/気体燃料噴射器を備えることができる。図5に示すように、この噴射器の放出端は、角度付きスロット全体が83AからEで示されているの最後の列をわずかに超えて延びており、燃料/空気混合物は左から右へ流れて燃焼ゾーン87に入る。前述の同心管/接線方向スロット配置を使用して生成された混合物と結合させるため、補足液体燃料噴射器は86で燃料を霧化する。補足燃料噴射器の使用は、燃焼器の上流の所望の正確な燃料/空気混合条件に応じて任意に選択することができる。図6は、本発明に基づく例示的な空気/燃料混合管設計を使用した燃料/空気混合物の速度の相対変化および燃料/空気流パターンを示す速度ベクトル図130である。同心中空円筒131および132は、同じ複数の角度付きスロットないし開口133を含み、これらの開口のうちの選択された開口は、空気ストリーム中への効率的な燃料噴射および燃焼器の上流の混合管内での燃料と空気の最終的な均一な混合を可能にする134および135で示された燃料噴射ポートを有する。図6はさらに、混合管の周囲に円周方向列として等間隔に配置された複数のアパーチャを使用することによって達成される利点を図式で示す。空気と燃料噴射ポートからの燃料が均一に混合されると、管内において前述の渦流駆動の火炎安定化が達成され、したがって、均一な混合は、早過ぎる燃焼による保炎/逆火の危険を低下させる傾向を有する。分かりやすくするため、図6では、管内において混合物を形成する2つの成分のさまざまな予測軸方向速度が着色されて示されており、対応する当量比の凡例が図の中央に示されている。例えば図4Aから4Cに示された個々の噴射ポートを通して各角度付きスロット列内に流入する燃料の流れは、特定の列の噴射ポートについては全て実質的に同じだが、異なるスロット列については、燃料のタイプおよび燃焼器の上流の所望の動作条件によってわずかに異なることがあることが分かった。さらに、図6に示すように、混合管に入る空気流が全体に反時計回り方向に流れ、それによって負の再循環ベクトルを生み出すように、空気噴射スロットを配置することができる。したがって、混合管の外側から角度付きスロットを通して流入した圧縮空気は、選択された噴射ポートを通して噴射された燃料と結合し、燃焼ゾーンに入る前に、均一で安定した燃料/空気混合物となる。混合物が燃焼ゾーンに接近するにつれて軸方向速度はよりたくなり、このことは、保炎/逆火およびさもなければより上流の混合ゾーンの近くで起こる可能性がある早過ぎる燃焼を防ぐのに役立つ。図7は、本発明によって達成される相対的な混合度および再循環による火炎安定性を示す混合管142内の燃料/空気速度プロファイル140を示す図であり、わずかに傾いた再循環ゾーンが識別される。図の右上の部分に、対応するカラーコードが示されている。したがって、図7は、前述の渦流駆動の火炎安定化によって達成されるおおよその再循環ゾーンまたは再循環バブル141を示す。すなわち、速度ベクトルはバルクフローとは反対の方向を指す。再循環ゾーンは、この図ではわずかに内側に傾いた領域として現れ、管内で改善された混合が達成されることによって発生し、改善された混合は、下流でのより滑らかな燃焼を保証する。図7はさらに、同心中空円筒、複数の角度付きスロット列および噴射ポートを使用する本発明の他の利点、すなわち、燃料/空気混合物が燃焼ゾーンに接近したときの混合管出口の直ぐ下流の領域における燃料/空気圧力回復を示すのに役立つ。したがって、図7は、混合管に沿った異なる位置での静圧の回復を示し、このこともやはり、上記の混合管構成を使用して達成される渦流駆動の火炎安定化の利点を示す。ノズル出口の直ぐ下流の再循環ゾーンの形成を含む改善された混合は、燃料/空気混合物が燃焼器に向かって移動するときに混合管内のさまざまな軸方向の平面で起こる。生じている燃料/空気混合は、再循環ゾーンが形成される前に約99完了することが分かっている。図8は、圧縮器の放出空気を、図4Aから4Cの実施形態で説明した混合管の概ね上流に配置された液体燃料噴射システム、すなわち同心中空円筒151および152ならびに最初のスロット列の燃料は導入せず空気だけを導入することができる複数の角度付きスロット153および159を使用する設計と組み合わせて使用することを示す、本発明の代替実施形態の断面図である。この実施形態の違いは、別個の霧化空気圧縮器段の1つから抽出した空気などによって、あるいは圧縮器の放出空気もしくは燃焼入口空気またはその両方を使用することによって霧化された所定量の補足液体燃料を使用することである。この実施形態では、本発明が、新規の中空円筒/角度付きスロット設計と、最初の角度付きスロット列の上流のエンドプレートの近くに混合/燃焼ゾーンから離れて位置する中心に置かれた液体噴射器とを組み合わせる。ある場合には、補足液体噴射および圧縮空気を使用してノズルの中心付近で液体燃料を霧化することが、混合効率および燃焼熱力学の点で全体的な燃焼力学を改善する傾向を有する。したがって、図8は、液体噴射器を使用して、同心管および角度付きスロットだけを使用して達成される混合を補うことを示す。この組合せでは、さまざまな設計の液体噴射器を使用することができ、それらの設計は全て、混合管だけによって生成される空気/燃料混合物の接線方向の速度プロファイルを、噴射器のタイプ、設計および正確な位置に応じてわずかに変化させる傾向を有する。図8はさらに、追加の液体燃料156が液体燃料噴射器150内へ移動して左から右へ流れて、一例を163で示す、ノズルヘッドの円周方向の非常に小さな複数のアパーチャを通して加圧下で噴射される様子を示し、液体燃料の一部は、霧化ベローズbellows154の内面に衝突して、その位置に液体燃料の膜を形成する。一般に周囲温度よりも高い温度の圧縮された霧化空気が、霧化空気回路157を通って燃料噴射器に入り、霧化ベローズ154によって画定された混合ゾーン内へ比較的に速い速度で流入する。この例では、混合管の最初のスロット列の角度付きスロットのうちの1つまたは複数のスロット153または159を使用して、追加の霧化空気161を噴射することができる。この補足空気流は、円周方向の開口163を通して噴射されている液体燃料を霧化する役目を果たす。逆流防止壁164が、最初の角度付きスロット列からの空気流が逆流することを防ぐ。図8の結合され霧化された燃料/空気混合物は、燃料/空気開口155を通って噴射器を出て、基本の混合管設計を使用して前述のとおりに形成されている別の燃料/空気混合物と結合される。このときも、最初のスロット列の角度付きスロット153を通って流入した空気流は、空気通路161を通って下流へ流れるときに、液体燃料を霧化する役目を果たす。この空気は、霧化ベローズ154の内面の燃料と接触する。使用している全ての混合管の角度付きスロットを通過する空気の量は、ノズルを通過する全空気流の約15を超えるべきではないことが分かっている。この実施形態の霧化空気回路157内の霧化空気は、ガスタービンまたはおそらくは圧縮器のある段から供給することができ、中心の気体流チャネル158を通り、示されているように出口155の直ぐ上流で噴射することを可能にする噴射器ヘッドの等間隔に配置された円周方向の開口を使用して混合領域内へ直接に導入された追加の気体燃料を使用することを企図する。図9Aは、図8の代替実施形態に示した液体燃料/圧縮空気噴射システムの正面図であり、この図は、噴射ノズルのベローズ154上に液体膜を形成し、それによって前述のように圧縮空気流を使用して液体燃料を霧化することを可能にする円周方向の複数の開口163を示す。図9Aはさらに逆流防止壁164の使用を示す。図9Bは、図8の代替実施形態に示した圧縮器放出空気駆動の液体燃料/空気噴射システムを示す透視図であり、噴射ヘッドの周りには円周方向の開口163が配置されている。図10は、空気/液体燃料噴射器を、以前の図で説明した混合管実施形態の複数の燃料/空気スロットおよび同心管と組み合わせて使用することを示す、本発明の他の実施形態170の断面図である。この実施形態は、前述のとおり、同心管171および172と、角度付きスロット173および182の等間隔に配置された複数の列とを含む。混合管内の最初の角度付きスロット列は、通路178を下流へ流れる周囲温度よりも高温の所定量の補足空気を供給し、この補足空気は、ノズルの中心の液体燃料通路174を通ってノズルに入る固定量の液体燃料を霧化する役目を果たす。この液体燃料は、加圧下で、噴射ヘッドのごく小さなピンホール型の複数の開口噴射ポート176Aおよび176B参照を通過する。この場合も、液体燃料の一部が霧化ベローズ180の内壁に衝突し、残りの液体燃料は噴射器を出て、混合管によって形成された混合ゾーンに入る。図11は、図8および10に関して上で説明したとおりに霧化した液体燃料を混合物中へ放出する1列または数列のピンホール噴射ポート176Aおよび176Bの使用を示す、図10に示した補助圧縮空気/液体燃料ノズルの正面図である。最後に、図12は、同心管/接線方向空気分配スロットを取り囲む均一に穴があけられたスクリーンscreenふるい状のエンクロージャenclosureを含む、本発明に基づく混合管設計の他の実施形態190の透視図である。混合管192は、フランジ191に接続され、スクリーン193によって取り囲まれている。有孔のスクリーン193の使用は、角度付きスロット内への均一な空気の流入を維持するのを助け、それによって管内での空気と燃料の均一な混合をさらに保証することが分かっている。図12はさらに、混合管を出た後に燃焼器に接近する最終混合物の不均一性をさらに低減させる傾向を有する、従来のバーナ管/キャップアセンブリ194の使用を示す。空気がスクリーンを通過して混合管に到達するときに許容しうる圧力降下の量を含む、関係する正確な動作条件に応じて、有孔のスクリーンの穴のサイズ、およびスクリーンと混合管の外面との間の円周方向の空隙の寸法を、わずかに変更することができる。上記の全ての実施形態では、本発明が、燃料/空気混合物と組み合わせて、さまざまな液体炭化水素燃料を使用することを企図する。例えば、小型のノズルを通して噴射するドライオイルdryoilを使用することができ、この液体は、一般に角度付きスロットの上流の点で噴射される。このようなドライオイル燃焼の使用は、最終的な燃料/空気混合物の最終的な燃焼温度を制御し、NOx汚染物質を形成する可能性を低減させるのに役立つ。ドライオイルをも含むさまざまな液体燃料を、燃焼をサポートするための水または水蒸気を追加することなく、ノズル内へ噴射することができることも分かった。したがって、本発明は、燃料と一緒に水蒸気または水を噴射する必要なしに、クリーンな燃焼を達成する。一般に、システムに追加された液体燃料は、ガスタービンに対するある負荷条件下で使用するため、ノズルで霧化され、次いで燃料/空気混合物と結合される。タービンに対する低負荷条件は通常、角度付きスロットだけを使用する燃料/空気実施形態を使用し、高負荷条件は、前述のスロットとともに、追加の液体燃料を含むことができる。現時点で最も実用的で好ましい実施形態であると考えられるものに関して本発明を説明したが、本発明は、開示された実施形態に限定されず、反対に、添付の特許請求項の趣旨および範囲に含まれるさまざまな変更および等価の配置をカバーすることが意図されていることを理解されたい。