ガスタービン燃焼システム受動空気-燃料混合プレチャンバ10であって、その各々が上流部分を備えかつ少なくとも1つの下流燃料噴射オリフィス22をさらに備えた1つ又はそれ以上の燃料通路20と、その各々が上流燃料通路を1つ又はそれ以上の空気通路18と連結した断面積を備えた1つ又はそれ以上の流体導管14と、を含み、前記流体導管断面積が、前記対応する燃料及び空気通路20、18の断面積に基づいておりかつ該対応する燃料及び空気通路20、18の断面積と比較して十分に大きくて、該燃料通路20を通って流れる広範囲かつ可変範囲の発熱量及び従って体積流量を有する燃料を前記1つ又はそれ以上の連結流体導管14を通って流れる空気と混合させながら対応する空気通路圧力降下と受動的にほぼ自動均等化された各連結燃料噴射オリフィス22にわたる圧力降下を発生させる、ガスタービン燃焼システムプレチャンバ10。前記燃料通路20、空気通路18、流体導管14及び燃料噴射オリフィス22が、燃焼システムにおける音響摂動がほぼ比例した量で空気及び燃料流量の両方に影響を与えるように共に構成されて、燃料対空気流量比がほぼ一定に保持されるようになる、請求項1記載のガスタービン燃焼システムプレチャンバ10。各連結燃料噴射オリフィス22にわたる前記圧力降下が、前記燃料通路20を通って流れる燃料を前記1つ又はそれ以上の連結流体導管14を通って流れる空気と混合させて、各燃料噴射オリフィス22を通る空気-燃料混合気ストリームの運動量フラックスを空気ストリームの運動量フラックスにほぼ一致した状態に維持しながら前記対応する空気通路18圧力降下と受動的にほぼ自動均等化される、請求項1記載のガスタービン燃焼システムプレチャンバ10。燃料混合気が、空気スワーラ58の下流に設置された燃料ペグ内に設置された燃料噴射オリフィス64を介して該プレチャンバ10から流出する、請求項1記載のガスタービン燃焼システムプレチャンバ10。燃料混合気が、空気スワーラ66の後端縁部上に設置された燃料噴射オリフィス64を介して該プレチャンバ10から流出する、請求項1記載のガスタービン燃焼システムプレチャンバ10。燃料混合気が、空気スワーラ78の下流で予混合器の中心本体74上に設置された燃料噴射オリフィス75を介して該プレチャンバ10から流出する、請求項1記載のガスタービン燃焼システムプレチャンバ10。燃料混合気が、空気スワーラ78の下流で予混合器76の外周表面上に設置された燃料噴射オリフィスを介して該プレチャンバ10から流出する、請求項1記載のガスタービン燃焼システムプレチャンバ10。前記燃料通路が、2つ又はそれ以上の燃料プレナム82、84に連結され、また各プレナム連結が、圧力降下を発生させかつガスタービン燃焼システムにおける複数の燃料予混合ノズル86、88に均等燃料分配を生じさせるようになった適当寸法のオリフィスを有する、請求項1記載のガスタービン燃焼システムプレチャンバ10。バッフルが、前記流体導管に隣接して該プレチャンバ内に設置されて、燃料が該流体導管を通ってその対応する空気通路内に流れるのをほぼ防止するようになる、請求項1記載のガスタービン燃焼システムプレチャンバ10。前記流体導管92、94が、流入空気流れに向けて上流に面した状態で対応する空気通路のよどみ領域内に設置されて、前記燃料通路内の圧力がほぼ該流入空気流れのよどみ点圧力であるようになる、請求項1記載のガスタービン燃焼システムプレチャンバ10。以上の説明に鑑みて、ガスタービン燃焼システムにおいて広範な燃料自由度を可能にし、従って単体構造の燃焼器ハードウェア内においてより広範囲の燃料能力をもたらして、希薄予混合広範燃料自由度ガスタービンに近付けるのを可能にする受動空気-燃料混合プレチャンバを提供することは利点があると言える。本プレチャンバは、1予混合器内で受動補正されて、燃料体積流量における変化に合わせて圧力降下を調整しかつ制御すべきであり、2燃料LHVにおける変動に対する燃料予混合プロセスの感度を低下させるべきであり、また3広範囲の燃料にわたって適用する時に予混合器燃料噴射設計を最適化することができるようにすべきである。つまり、本発明の1つの態様によると、ガスタービン燃焼システムにおいて広範な燃料自由度を可能にする受動空気-燃料混合プレチャンバを提供する。本プレチャンバは、その各々が上流部分を備えかつ少なくとも1つの燃料噴射オリフィスを有する下流部分をさらに備えた1つ又はそれ以上の燃料通路と、その各々が上流部分燃料通路を1つ又はそれ以上の空気通路と連結した1つ又はそれ以上の流体導管とを含み、各燃料噴射オリフィスにわたる圧力降下が、1つ又はそれ以上の対応する流体導管を通って流れる空気と混合しながら該燃料通路を通って流れる燃料の約150Btu/scf~約900Btu/scfの広範囲の燃料低位発熱量LVHにわたって対応する空気通路圧力降下と自動均等化されるようになる。本発明のこれらの及びその他の特徴、態様並びに利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様の部品を表している添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより一層良好に理解されるようになるであろう。上記の図面の図は、幾つかの代替的な実施形態を表しているが、以下の説明において述べるように本発明のその他の実施形態もまた考えられる。全てのケースにおいて、本開示は、本発明の例示した実施形態を限定としてではなく説明として提示している。当業者には、多くのその他の変更形態及び実施形態を案出することができるが、それらもまた、本発明の原理の技術的範囲及び技術思想の範囲内に属する。本明細書で説明する実施形態は、燃料噴射及び予混合プロセスが大きな範囲の燃料LHV及び従って燃料体積流量にわたってより一貫しているのを可能にすることによってガスタービン燃焼システムにおける燃料自由度予混合の課題を解決するように機能する。ほぼ全てのガスタービン燃焼システム予混合器設計において、圧力降下が、空気流れ通路内で、一般的には1つ又はそれ以上のスワーラ、ベーン又はオリフィスにわたって発生する。1つの設計法では、燃料噴射オリフィスにわたる圧力降下は、空気側における圧力降下とおおまかに一致するように設計される。このようにして、燃焼システムにおけるあらゆる音響摂動が、空気及び燃料流れの両方に同様に影響を与え、従って燃料/空気比が、音響圧力変動にも拘わらず、幾分一定に保持される。しかしながら、強力発散LVHを有する新規燃料が導入される場合には、その他の効果のうちでも燃料噴射圧力降下における変化により、このシステムは、最早バランス状態ではなくなることになる。図1は、1つの実施形態による、空気-燃料混合プレチャンバ12を備えた燃料自由度予混合器10を示す簡略図である。プレチャンバ12は、空気通路18の上流で燃料通路20と連結して、空気及び燃料流れ19、21における圧力を自動均等化させる1つ又はそれ以上の流体導管14を含む。1つの実施形態によると、流体導管14は、1つ又はそれ以上のバッフル15を含むことができる。このプロセスは、受動的に行なわれる。例えば、圧力がバランスしている時に低いLHVの値で開始して、LHVが増大するにつれて、必要な燃料流れがより少なくなる。燃料オリフィス22にわたる圧力降下が、減少し始める。このポイントにおいて、上流空気圧力は、燃料圧力よりも高くなり、また空気が流体導管14を介してプレチャンバ12内に流入し始めて、圧力降下が今一度均等化されるまでその流量が増大するようになる。流体相互連結部14における有効面積並びに空気スワーラ24、26及び燃料オリフィス22の有効面積に応じて、このプロセスは、対応する空気スワーラ24、26及び互いに比較的近接しかつ非常に広範囲の燃料LHVにわたっている対応する燃料オリフィス22にわたる圧力降下を維持して、例えばLHVが約150Btu/scfから約900Btu/scfまで変化した時に僅か約20だけ異なるようにすることができる。各流体相互連結部における有効面積は、対応する燃料及び空気通路の特定の寸法、形状及び幾何学的特徴、並びに燃料LHVの所望の作動範囲を考慮することによって設計される。1つの実施形態によると、燃料オリフィス22にわたる実圧力降下は、僅かに変化するだけであり、一般的な予混合器でのこの燃料範囲にわたる燃料圧力降下におけるほとんど100倍の変化に比較して、同一の燃料範囲にわたり公称値の約4~約40だけ変化する。図2は、従来型の燃料-空気予混合器に対して本明細書で説明する原理を用いた1つの実施形態による燃料自由度予混合器を使用した場合における、燃料噴射器を通って流れる燃料の燃料LHVにおける変化に応答した空気-燃料混合プレチャンバ燃料噴射オリフィスにわたる予測圧力降下を示すグラフである。それらの原理は、図1及び図5~図9を参照して本明細書で説明する構造のような種々の燃料-空気混合器幾何学的寸法形状において正に容易に適応することができる。本明細書で説明する燃料通路20及び対応する空気通路18間における流体連通は、燃料の受動修正を行なって、少なくとも燃料噴射及び混合の観点から該燃料を本明細書で述べたような広範囲の燃料LHVにわたり強制的に一貫して挙動させる。このことは、必要に応じて幾らかの空気を燃料と受動的に混合して、噴射オリフィス22にわたる体積燃料混合気流量をほとんど一定に保つことによって達成される。噴射される燃料混合気は、時には純粋燃料低LHV燃料であり、またある時にはリッチ燃料-空気混合気高LHV燃料である。多くの低LHV燃料は、それらのN2及び/又はCO含有量のために空気に似た分子量を有する。従って、体積流量が安定して保たれるだけでなく、実際には燃料噴射オリフィス22を通る質量流量及び従って運動量フラックスもまた、小さい変動の範囲内に保たれる。図3は、従来型の燃料-空気予混合器に対して図1を参照して説明したような本明細書で説明する原理を用いた1つの実施形態による燃料自由度予混合器10を使用した場合における、燃料噴射器を通って流れる燃料の燃料LHVにおける変化に応答した燃料噴射オリフィス22を通る運動量フラックス比率空気ストリームの運動量フラックスに対する燃料ストリームの運動量フラックスにおける変化を示すグラフである。図4は、図1を参照して説明したような本明細書で説明する原理を用いた1つの実施形態による燃料自由度予混合器10を使用した実験データによる、燃料/空気混合の円周方向平均軸方向プロフィールを示すグラフである。燃料対空気の局所的質量比は、バルク平均燃料対空気比によって正規化されて、1.0の値が完全な混合を生じさせるようになる。この設計における燃料圧力降下及び運動量フラックス比率は、図2及び図3に示すように挙動する。LHVが約150Btu/scf~約900Btu/scfであるような広範囲の燃料が同様の混合性能を達成することは、明らかである。この混合は、図に示すように燃料噴射オリフィス圧力降下における変化が限られている状態で達成される。図5、図6、図7、図8及び図9は、本明細書で説明する原理を用いた燃料自由度予混合器の他の実施形態である。より具体的には、図5は、別の実施形態による空気-燃料混合プレチャンバ52を備えた燃料自由度予混合器50を示す簡略図であり、この予混合器50では、空気スワーラベーン58の下流に設置された個別のペグ56を通して燃料混合気54が噴射される。図6は、さらに別の実施形態による空気-燃料混合プレチャンバ62を備えた燃料自由度予混合器60を示す簡略図であり、この予混合器60では、空気スワーラベーン66の後端縁部における燃料オリフィス64から燃料混合気54が噴射される。図7は、さらに別の実施形態による空気-燃料混合プレチャンバ72を備えた燃料自由度予混合器70を示す簡略図であり、この予混合器70では、空気スワーラベーン78の下流で複数の燃料オリフィス75を介して中心本体74及び/又はバーナチューブ表面76から燃料混合気54が噴射される。図8は、さらに別の実施形態による燃料自由度予混合器80を示す図である。燃料自由度予混合器80は、受動空気-燃料混合プレチャンバ87に連結されかつその各々が燃焼システム内の複数の燃料-空気予混合ノズルに対して均等な燃料分配を生じさせるようになった適当寸法のプレオリフィス86、88を有する1つよりも多い燃料プレナム82、84を含む。図9は、さらに別の実施形態による燃料自由度予混合器90を示す図である。燃料自由度予混合器90は、空気流れ通路96のよどみ領域内に設置された流体導管92、94を含む。本明細書では、本発明の一部の特徴のみを例示しかつ説明してきたが、当業者には多くの修正及び変更が想起されるであろう。従って、特許請求の範囲は、全てのそのような修正及び変更を本発明の技術思想の範囲内に属するものとして保護することを意図していることを理解されたい。