CH707770A2

CH707770A2 - System for air conditioning to pipe level in a Mehrrohrbrennstoffdüse.

Info

Publication number: CH707770A2
Application number: CH00371/14A
Authority: CH
Inventors: Patrick Benedict Melton; Ronald James Chila; Gregory Allen Boardman; James Harold Westmoreland
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2014-09-15
Also published as: US20140338340A1; DE102014103083A1; JP2014238254A

Abstract

Ein System beinhaltet eine Mehrrohrbrennstoffdüse. Die Mehrrohrbrennstoffdüse beinhaltet mehrere Rohre. Jedes Rohr hat ein erstes Ende (94), ein zweites Ende (96) und eine um einen zentralen Durchgang (98) angeordnete ringförmige Wand. Das erste Ende (94) ist zur Anordnung um einen Brennstoffinjektor (24) konfiguriert. Jedes Rohr beinhaltet auch eine Luftkonditioniereinrichtung (27) mit mehreren Luftdurchlassöffnungen (28), die benachbart zu dem ersten Ende (94) angeordnet sind. Die mehreren Luftdurchlassöffnungen (28) verlaufen durch die Wand in den zentralen Durchgang (98).One system includes a multi-tube fuel nozzle. The multi-tube fuel nozzle includes several tubes. Each tube has a first end (94), a second end (96), and an annular wall disposed about a central passageway (98). The first end (94) is configured to be disposed about a fuel injector (24). Each tube also includes an air conditioning device (27) having a plurality of air passage openings (28) disposed adjacent to the first end (94). The plurality of air passage openings (28) extend through the wall into the central passage (98).

Description

Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art

[0001] Der hierin offenbarte Gegenstand betrifft die Luftkonditionierung auf Rohrniveau für Turbinensysteme. [0001] The subject matter disclosed herein relates to tube-level air conditioning for turbine systems.

[0002] Gasturbinensysteme beinhalten allgemein eine oder mehrere Brennkammern, die ein Gemisch aus verdichteter Luft und Brennstoff verbrennen, um heisse Verbrennungsgase zu erzeugen. Leider können vorhandene Brennkammern Brennstoff und Luft mit Drücken und/oder Volumenströmen erhalten, die aufgrund verschiedener Einschränkungen der Brennkammern, Brennstoff düsen und zugehöriger Ausrüstung schwanken. Diese Luft-und Brennstoffschwankungen können im Verhältnis von Brennstoff zu Luft Schwankungen fördern oder verursachen, wodurch die Möglichkeit von Flammenhalten, Flammenrückschlag und/oder erhöhten Emissionen (z.B. Stickoxiden) erhöht wird. Konventionelle Systeme können auch beim Erreichen der Vermischung langsamer sein, wodurch die Effizienz des Systems insgesamt verringert wird. Es besteht daher ein Bedarf an einem System, das eine schnellere und gleichmässigere Brennstoff-Luft-Vermischung erreichen kann, während es gleichzeitig auch dauerhaft und leicht zu warten ist. Gas turbine systems generally include one or more combustors that burn a mixture of compressed air and fuel to produce hot combustion gases. Unfortunately, existing combustors may receive fuel and air with pressures and / or volumetric flows that vary due to various limitations of the combustors, fuel nozzles, and associated equipment. These variations in air and fuel may promote or cause fluctuations in the ratio of fuel to air, thereby increasing the chances of flame arrest, flashback, and / or increased emissions (e.g., oxides of nitrogen). Conventional systems may also be slower to achieve mixing, thereby reducing overall system efficiency. There is therefore a need for a system that can achieve faster and more uniform fuel-air mixing while at the same time being durable and easy to maintain.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

[0003] Nachstehend werden gewisse Ausführungsformen zusammengefasst, deren Umfang dem der ursprünglich beanspruchten Erfindung entspricht. Es ist nicht vorgesehen, dass diese Ausführungsformen den Umfang der beanspruchten Erfindung beschränken, vielmehr sollen diese Ausführungsformen nur eine Kurzdarstellung möglicher Formen der Erfindung bereitstellen. Tatsächlich kann die Erfindung mehrere verschiedene Formen umfassen, die den unten dargelegten Ausführungsformen ähnlich sein können oder sich von ihnen unterscheiden können. Hereinafter, certain embodiments are summarized, the scope of which corresponds to the originally claimed invention. It is not intended that these embodiments limit the scope of the claimed invention, but rather these embodiments are intended to provide only a brief summary of possible forms of the invention. Indeed, the invention may encompass several different forms, which may be similar or different from the embodiments set forth below.

[0004] Gemäss einer ersten Ausführungsform beinhaltet ein System eine Mehrrohrbrennstoffdüse. Die Mehrrohrbrennstoffdüse beinhaltet mehrere Rohre. Jedes Rohr hat ein erstes Ende, ein zweites Ende und eine um einen zentralen Durchgang angeordnete ringförmige Wand. Das erste Ende ist zur Anordnung um einen Brennstoffinjektor konfiguriert. Jedes Rohr beinhaltet auch eine Luftkonditioniereinrichtung mit mehreren Luftdurchlassöffnungen, die benachbart zu dem ersten Ende angeordnet sind. Die mehreren Luftdurchlassöffnungen verlaufen durch die Wand hindurch in den zentralen Durchgang hinein. According to a first embodiment, a system includes a multi-tube fuel nozzle. The multi-tube fuel nozzle includes several tubes. Each tube has a first end, a second end, and an annular wall disposed about a central passage. The first end is configured to be arranged around a fuel injector. Each tube also includes an air conditioning device having a plurality of air passage openings disposed adjacent to the first end. The plurality of air passage openings extend through the wall into the central passage.

[0005] Die mehreren Luftdurchlassöffnungen des Systems können in Umfangsrichtung um die ringförmige Wand angeordnet sein. The plurality of air passage openings of the system may be arranged circumferentially around the annular wall.

[0006] Die mehreren Luftdurchlassöffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems können einen ersten Satz Luftdurchlassöffnungen und einen zweiten Satz Luftdurchlassöffnungen umfassen, wobei der zweite Satz Luftdurchlassöffnungen sich relativ zu dem ersten Ende stromabwärts des ersten Satzes Luftdurchlassöffnungen befindet. The plurality of air passage openings of any of the aforementioned systems may include a first set of air passage openings and a second set of air passage openings, the second set of air passage openings being located downstream of the first set of air passage openings relative to the first end.

[0007] Ein erster Gesamtquerschnitt jeder Luftdurchlassöffnung des ersten Satzes Luftdurchlassöffnungen eines oben erwähnten Systems kann grösser als ein zweiter Gesamtquerschnitt jeder Luftdurchlassöffnung des zweiten Satzes Luftdurchlassöffnungen sein. A first overall cross section of each air passage opening of the first set of air passage openings of a system mentioned above may be larger than a second total cross section of each air passage opening of the second set of air passage openings.

[0008] Der erste Satz Luftdurchlassöffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems kann eine erste Reihe und eine zweite Reihe von Luftdurchlassöffnungen umfassen, die in Umfangs-richtung um die ringförmige Wand angeordnet sind, und die erste Reihe von Luftdurchlassöffnungen ist in einer Umfangs-richtung zu der zweiten Reihe von Luftdurchlassöffnungen versetzt. The first set of air passage openings of any of the aforementioned systems may include a first row and a second row of air passage openings arranged circumferentially around the annular wall, and the first row of air passage openings is in a circumferential direction to the first second row of air passage openings offset.

[0009] Der zweite Satz Luftdurchlassöffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems kann eine dritte Reihe und eine vierte Reihe von Luftdurchlassöffnungen umfassen, die in Umfangsrichtung um die ringförmige Wand angeordnet sind, und die dritte Reihe von Luftdurchlassöffnungen ist in der Umfangsrichtung zu der vierten Reihe von Luftdurchlassöffnungen versetzt. The second set of air passage openings of any of the aforementioned systems may include a third row and a fourth row of air passage openings arranged circumferentially around the annular wall, and the third row of air passage openings is in the circumferential direction to the fourth row of air passage openings added.

[0010] Der erste Satz Luftdurchlassöffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems kann zum Führen des Luftstroms in einer radialen Richtung in den zentralen Durchgang konfiguriert sein. The first set of air vents of any of the systems mentioned above may be configured to direct the air flow in a radial direction into the central passage.

[0011] Der zweite Satz Luftdurchlassöffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems kann konfiguriert sein, um die Luft mit einer Drallbewegung um eine zentrale Achse des zentralen Durchgangs zu führen. The second set of air passage openings of any of the above-mentioned systems may be configured to guide the air with a swirling motion about a central axis of the central passage.

[0012] Die mehreren Luftdurchlassöffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems können mehrere Grössen, Formen, Winkel, Abstände oder eine beliebige Kombination davon aufweisen. The plurality of air vents of any of the aforementioned systems may have multiple sizes, shapes, angles, spacings, or any combination thereof.

[0013] Jedes Rohr der mehreren Rohre eines beliebigen oben erwähnten Systems kann konfiguriert sein, um eine gleiche Verteilung des Luftstroms über der Luftkonditioniereinrichtung zu erhalten. Each tube of the plurality of tubes of any of the aforementioned systems may be configured to obtain an equal distribution of air flow over the air conditioning device.

[0014] Das System eines beliebigen oben erwähnten Typs kann eine Gasturbine oder eine Brennkammer mit der Mehrrohrbrennstoffdüse aufweisen. The system of any type mentioned above may comprise a gas turbine or combustor with the multi-tube fuel nozzle.

[0015] Gemäss einer zweiten Ausführungsform beinhaltet ein System eine Brennkammerendabdeckungsbaugruppe und eine mit der Endabdeckungsbaugruppe der Brennkammer gekoppelte Mehrrohrbrennstoffdüse. Die Mehrrohrbrennstoffdüse beinhaltet eine Halteplatte und mehrere Rohre, die zwischen der Endabdeckungsbaugruppe und der Halteplatte angeordnet sind. Jedes Rohr enthält ein erstes Ende benachbart zu der Endabdeckungsbaugruppe, ein zweites Ende benachbart zu der Halteplatte und eine um einen zentralen Durchgang angeordnete ringförmige Wand. Das erste Ende ist zur Anordnung um einen Brennstoffinjektor konfiguriert. Jedes Rohr beinhaltet auch eine Luftkonditioniereinrichtung mit mehreren Luftdurchlassöffnungen, die benachbart zu dem ersten Ende angeordnet sind. Die mehreren Luftdurchlassöffnungen verlaufen durch die Wand hindurch in den zentralen Durchgang hinein. According to a second embodiment, a system includes a combustor end cover assembly and a multi-tube fuel nozzle coupled to the endcap assembly of the combustor. The multi-tube fuel nozzle includes a retainer plate and a plurality of tubes disposed between the end cover assembly and the retainer plate. Each tube includes a first end adjacent the end cover assembly, a second end adjacent to the support plate, and an annular wall disposed about a central passage. The first end is configured to be arranged around a fuel injector. Each tube also includes an air conditioning device having a plurality of air passage openings disposed adjacent to the first end. The plurality of air passage openings extend through the wall into the central passage.

[0016] Jedes Rohr der mehreren Rohre eines beliebigen oben erwähnten Systems kann so konfiguriert sein, dass es einzeln von der Endabdeckungsbaugruppe und der Halteplatte entfernt oder dazwischen eingebaut werden kann. Each tube of the plurality of tubes of any of the above-mentioned systems may be configured to be individually removed from or interposed between the end cover assembly and the retainer plate.

[0017] Die Halteplatte eines beliebigen oben erwähnten Systems kann so konfiguriert sein, dass sie nach Entfernen der Endabdeckungsbaugruppe von der Mehrrohrbrennstoffdüse entfernt werden kann, indem die Halteplatte an den mehreren Rohren entlang von dem ersten Ende zu dem zweiten Ende jedes Rohrs verschoben wird. The retainer plate of any of the above-mentioned systems may be configured to be removable from the multi-tube fuel nozzle after removal of the end cover assembly by sliding the retainer plate on the plurality of tubes from the first end to the second end of each tube.

[0018] Die mehreren Luftdurchlassöffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems können in Umfangsrichtung um die ringförmige Wand angeordnet sein. The plurality of air passage openings of any of the above-mentioned systems may be circumferentially arranged around the annular wall.

[0019] Die mehreren Luftdurchlassöffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems können einen ersten Satz Luftdurchlassöffnungen und einen zweiten Satz Luftdurchlassöffnungen aufweisen, wobei der zweite Satz Luftdurchlassöffnungen sich stromabwärts des ersten Satzes Luftdurchlassöffnungen relativ zu dem ersten Ende befindet. The plurality of air passage openings of any of the above-mentioned systems may include a first set of air passage openings and a second set of air passage openings, the second set of air passage openings being located downstream of the first set of air passage openings relative to the first end.

[0020] Ein erster Gesamtquerschnitt jeder Luftdurchlassöffnung des ersten Satzes Luftdurchlassöffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems kann grösser als ein zweiter Gesamtquerschnitt jeder Luftdurchlassöffnung des zweiten Satzes Luftdurchlassöffnungen sein. A first overall cross-section of each air passage opening of the first set of air passage openings of any of the above-mentioned systems may be larger than a second total cross section of each air passage opening of the second set of air passage openings.

[0021] Der erste Satz Luftdurchlassöffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems kann zum Führen des Luftstroms in einer radialen Richtung in den zentralen Durchgang konfiguriert sein. The first set of air passages of any of the systems mentioned above may be configured to direct the air flow in a radial direction into the central passage.

[0022] Der zweite Satz Öffnungen eines beliebigen oben erwähnten Systems kann konfiguriert sein, um die Luft mit einer Drallbewegung um eine zentrale Achse des zentralen Durchgangs zu lenken. The second set of ports of any of the aforementioned systems may be configured to direct the air with a swirling motion about a central axis of the central passage.

[0023] Gemäss einer dritten Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zum Entfernen von Rohren aus einer Mehrrohrbrennstoffdüse ein Entfernen der Mehrrohrbrennstoffdüse, die mehrere Rohre aufweist, die zwischen einer Halteplatte und einer Endabdeckung angeordnet sind, von einer Gasturbine. Jedes Rohr enthält ein benachbart zu der Endabdeckung und um einen Brennstoffinjektor angeordnetes erstes Ende, ein benachbart zu der Halteplatte angeordnetes zweites Ende und eine um einen zentralen Durchgang angeordnete ringförmige Wand. Das Verfahren beinhaltet auch ein Entfernen der Endabdeckung von der Mehrrohrbrennstoffdüse, Entfernen der Halteplatte von der Mehrrohrbrennstoffdüse, indem die Halteplatte an den mehreren Rohren entlang vom zweiten Ende zum ersten Ende jedes Rohrs verschoben wird, und Entfernen von wenigstens einem Rohr aus der Mehrrohrbrennstoffdüse. According to a third embodiment, a method for removing pipes from a multi-tube fuel nozzle includes removing the multi-tube fuel nozzle having a plurality of tubes disposed between a retainer plate and an end cover from a gas turbine. Each tube includes a first end disposed adjacent to the end cap and about a fuel injector, a second end disposed adjacent the plate, and an annular wall disposed about a central passage. The method also includes removing the end cap from the multi-tube fuel nozzle, removing the retainer plate from the multi-tube fuel nozzle by sliding the retainer plate along the plurality of tubes from the second end to the first end of each tube, and removing at least one tube from the multi-tube fuel nozzle.

[0024] Dementsprechend kann das System umfassen: eine Endabdeckungsbaugruppe einer Brennkammer, eine mit der Endabdeckungsbaugruppe der Brennkammer gekoppelte Mehrrohrbrennstoffdüse, umfassend: eine Halteplatte und ein Rohr, das zwischen der Endabdeckungsbaugruppe und der Halteplatte angeordnet sind, wobei das Rohr aufweist: ein erstes Ende benachbart zu der Endabdeckungsbaugruppe, ein zweites Ende benachbart zu der Halteplatte, eine um einen zentralen Durchgang angeordnete ringförmige Wand, wobei das erste Ende zur Anordnung um einen Brennstoffinjektor konfiguriert ist, und eine Luftkonditioniereinrichtung mit mehreren Luftdurchlassöffnungen, die benachbart zu dem ersten Ende angeordnet sind, wobei die mehreren Luftdurchlassöffnungen durch die Wand hindurch in den zentralen Durchgang hinein verlaufen. Accordingly, the system may include: an end cap assembly of a combustor, a multi-tube fuel nozzle coupled to the end cap assembly of the combustor, comprising: a retainer plate and a tube disposed between the end cap assembly and the retainer plate, the tube having a first end adjacent thereto to the end cover assembly, a second end adjacent the support plate, an annular wall disposed about a central passage, the first end configured to be disposed about a fuel injector, and an air conditioning device having a plurality of air passage openings disposed adjacent the first end the plurality of air passage openings extend through the wall into the central passage.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

[0025] Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung mit Bezug auf die Begleitzeichnungen besser verständlich, wobei in den Zeichnungen durchgehend gleiche Bezugszeichen gleiche Teile darstellen. Es zeigt: <tb>Fig. 1<SEP>ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Gasturbinensystems, das eine Mehrrohrbrennstoffdüse innerhalb einer Brennkammer hat, wobei die Rohre zur gleichmässigen Luftverteilung konfiguriert sind, <tb>Fig. 2<SEP>eine ausgeschnittene Seitenansicht der Ausführungsform eines Gasturbinensystems von Fig. 1 , <tb>Fig. 3<SEP>eine ausgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform der Brennkammer von Fig. 2 innerhalb der Linie 3–3, die eine Mehrrohrbrennstoffdüse veranschaulicht, die mit einer Endabdeckungsbaugruppe der Brennkammer gekoppelt ist, <tb>Fig. 4<SEP>eine perspektivische Explosivdarstellung der Mehrrohrbrennstoffdüse und Endabdeckungsbaugruppe nach Fig. 3 , <tb>Fig. 5<SEP>eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, der Brennkammer von Fig. 3 , die mehrere Rohre und Brennstoffinjektoren der Mehrrohrbrennstoffdüse veranschaulicht, <tb>Fig. 6<SEP>eine seitliche Querschnittansicht einer Ausführungsform des ersten und zweiten Endes eines einzelnen Rohrs und jeweiligen Brennstoffinjektors der Mehrrohrbrennstoffdüse von Fig. 5 , <tb>Fig. 7<SEP>eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines einzelnen Mischrohrs, die eine Luftkonditioniereinrichtung mit Luftdurchlassöffnungen im Mischrohr veranschaulicht, <tb>Fig. 8<SEP>eine teilweise perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Mischrohrs von Fig. 7 innerhalb Linie 8–8, die Details einer Luftkonditioniereinrichtung mit Luftdurchlassöffnungen an dem ersten Ende des Mischrohrs entlang veranschaulicht, <tb>Fig. 9<SEP>eine teilweise Seitenansicht einer Ausführungsform des ersten Endes des Mischrohrs von Fig. 7 , die eine Luftkonditioniereinrichtung mit Luftdurchlassöffnungen veranschaulicht, <tb>Fig. 10<SEP>eine Querschnittansicht einer Ausführungsform des Mischrohrs von Fig. 9 entlang Linie 10–10 durch Luftdurchlassöffnungen der Luftkonditioniereinrichtung, <tb>Fig. 11<SEP>eine seitliche Querschnittansicht einer Ausführungsform des Mischrohrs von Fig. 9 entlang Linie 11–11 durch Luftdurchlassöffnungen der Luftkonditioniereinrichtung, <tb>Fig. 12<SEP>eine seitliche Querschnittansicht einer Ausführungsform des Mischrohrs von Fig. 9 entlang Linie 12–12 durch Luftdurchlassöffnungen der Luftkonditioniereinrichtung und <tb>Fig. 13 – 16<SEP>eine Reihe von Ansichten einer Ausführungsform einer Mehrrohrbrennstoffdüse und einer Brennkammerendabdeckung, die ein Verfahren zum Entfernen von Rohren der Mehrrohrbrennstoffdüse veranschaulichen.These and other features, aspects and advantages of the present invention will become more apparent upon reading the following detailed description with reference to the accompanying drawings in which like reference characters represent like parts throughout the drawings. It shows: <Tb> FIG. 1 <SEP> is a block diagram of one embodiment of a gas turbine system having a multi-tube fuel nozzle within a combustor, with the tubes configured for uniform air distribution. <Tb> FIG. 2 <SEP> is a cutaway side view of the embodiment of a gas turbine system of FIG. 1, <Tb> FIG. FIG. 3 is a side cutaway view of one embodiment of the combustor of FIG. 2 taken along line 3--3 illustrating a multi-tube fuel nozzle coupled to an end cover assembly of the combustor. FIG. <Tb> FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view of the multi-tube fuel nozzle and end cover assembly of FIG. 3; FIG. <Tb> FIG. FIG. 5 is a side elevational view, partially in cross section, of the combustor of FIG. 3 illustrating a plurality of tubes and fuel injectors of the multi-tube fuel nozzle. FIG. <Tb> FIG. FIG. 6 is a side cross-sectional view of one embodiment of the first and second ends of a single tube and respective fuel injector of the multi-tube fuel nozzle of FIG. 5; FIG. <Tb> FIG. 7 is a perspective view of one embodiment of a single mixing tube illustrating an air conditioning device with air passage openings in the mixing tube. <Tb> FIG. Fig. 8 is a partial perspective view of one embodiment of the mixing tube of Fig. 7 taken along line 8-8 illustrating details of an air conditioning device having air passage openings at the first end of the mixing tube; <Tb> FIG. FIG. 9 is a partial side view of one embodiment of the first end of the mixing tube of FIG. 7 illustrating an air conditioning device with air vents. FIG. <Tb> FIG. FIG. 10 is a cross-sectional view of one embodiment of the mixing tube of FIG. 9 taken along line 10-10 through air passage openings of the air conditioning device. FIG. <Tb> FIG. FIG. 11 is a side cross-sectional view of an embodiment of the mixing tube of FIG. 9 taken along line 11-11 through air passages of the air conditioner; FIG. <Tb> FIG. FIG. 12 is a side cross-sectional view of one embodiment of the mixing tube of FIG. 9 taken along line 12-12 through air passages of the air conditioning device and FIG <Tb> FIG. FIGS. 13-16 show a series of views of one embodiment of a multi-tube fuel nozzle and combustor end cover illustrating a method of removing tubes from the multi-tube fuel nozzle.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

[0026] Im Folgenden werden eine oder mehrere spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Im Bemühen, eine prägnante Beschreibung dieser Ausführungsformen zu geben, werden in der Patentbeschreibung eventuell nicht alle Merkmale einer tatsächlichen Implementierung beschrieben. Es ist zu beachten, dass bei der Entwicklung einer derartigen tatsächlichen Implementierung wie bei jedem Bau- oder Planungsprojekt zahlreiche implementierungsspezifische Entscheidungen getroffen werden müssen, um die spezifischen Zielsetzungen der Entwickler zu erzielen, wie z.B. die Einhaltung systembezogener und geschäftsbezogener Beschränkungen, die bei jeder Implementierung verschieden sein können. Es ist daher zu beachten, dass ein derartiges Entwicklungsvorhaben komplex und zeitraubend sein kann, trotzdem aber für den von dieser Offenbarung profitierenden Durchschnittsfachmann bezüglich Entwurf, Fertigung und Herstellung eine Routineangelegenheit wäre. In the following, one or more specific embodiments of the present invention will be described. In an effort to provide a concise description of these embodiments, the specification may not describe all features of an actual implementation. It should be noted that in the development of such an actual implementation, as with any construction or design project, numerous implementation-specific decisions must be made in order to achieve the specific objectives of the designers, e.g. adherence to systemic and business-related constraints, which may vary with each implementation. It should be understood, therefore, that such a developmental project may be complex and time consuming, but would be a matter of routine for the person skilled in the art of this disclosure as to design, manufacture, and manufacture.

[0027] Beim Vorstellen von Elementen der diversen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist beabsichtigt, dass die Artikel «ein», «eine», «der/die/das» und «genannte» bedeuten, dass es eines oder mehrere der Elemente gibt. Es ist vorgesehen, dass die Begriffe «aufweisen», «beinhalten» und «haben» einschliesslich sind und bedeuten, dass es ausser den angeführten Elementen noch zusätzliche Elemente geben kann. When introducing elements of the various embodiments of the present invention, it is intended that the articles "a," "an," "the" and "the" mean that there are one or more of the elements. It is intended that the terms "comprising", "including" and "having" are inclusive and mean that there may be additional elements besides the elements listed.

[0028] Die vorliegende Offenbarung richtet sich auf Systeme zur Luftkonditionierung innerhalb einer Mehrrohrbrennstoffdüse eines Turbinensystems. Das Turbinensystem kann eine oder mehrere Mehrrohrbrennstoffdüsen beinhalten. Jede Mehrrohrbrennstoff düse beinhaltet mehrere Rohre (z.B. Vormischrohre), wobei jedes Rohr eine Luftkonditioniereinrichtung und einen Brennstoffinjektor hat. In der Mehrrohrbrennstoffdüse kann Druckluft durch eine Luftkonditioniereinrichtung, die mehrere Luftdurchlassöffnungen beinhalten kann, die durch eine ringförmige Wand des Mischrohrs verlaufen, in jedes Mischrohr eintreten. Die ringförmige Wand jedes Rohrs ist um einen zentralen Durchgang angeordnet. Die einzelnen Mischrohre sind jeweils zur Anordnung um einen Brennstoffinjektor konfiguriert, der Brennstoff in den zentralen Durchgang des Mischrohrs zerstreut, so dass das Luft-Brennstoff-Gemisch geschaffen wird. Die Luftdurchlassöffnungen der Luftkonditioniereinrichtungen sind zur Konditionierung der in die Mischrohre eintretenden Luft konfiguriert, um die in die Mischrohre eintretende Luft auf spezifische Druckabfälle abzielend zu konditionieren und Luft und Brennstoff gleichmässiger zu vermischen, bevor sie anschliessend in die Brennregion geleitet werden. Die Luftdurchlassöffnungen jeder Luftkonditioniereinrichtung können mit verschiedenen Merkmalen ausgebildet sein, um luftseitige Systemdruckabfälle zu optimieren und einen gleichmässigen Luftstrom am besten bereitzustellen. Dementsprechend können die Luftdurchlassöffnungen jeder Luftkonditioniereinrichtung in Umfangsrichtung um die ringförmige Wand angeordnet sein, um ein Luftdruckprofil auszunutzen, das in Umfangsrichtung im Wesentlichen gleichmässig ist. Die Luftkonditioniereinrichtung an jedem Mischrohr kann einen ersten Satz und einen zweiten Satz Luftdurchlassöffnungen beinhalten, wobei der zweite Satz Luftdurchlassöffnungen stromabwärts des ersten Satzes Luftdurchlassöffnungen liegt. Der zweite Satz Luftdurchlassöffnungen kann einen Gesamtquerschnitt haben, der grösser als der Querschnitt des ersten Satzes Luftdurchlassöffnungen ist, um für eine Region mit einem Querschnitt für niedrigeren Luftdruck stromabwärts im Brennstoffdüsenlufträum zu kompensieren. Die Luftdurchlassöffnungssätze jeder Luftkonditioniereinrichtung können mehrere Reihen beinhalten, die in einer Umfangsrichtung voneinander versetzt sind, um bei der Stromabwärtsbewegung der verdichteten Luft den Luftdruck gleichmässiger zu verteilen. Die Luftdurchlassöffnungen jeder Luftkonditioniereinrichtung können konfiguriert sein, um den Luftstrom in einer im Wesentlichen radialen Richtung in die Mischrohre zu führen, in anderen Ausführungsformen könnten sie aber konfiguriert sein, um den Luftstrom in einer Richtung zu führen, die verschiedene Richtungskomponenten hat (z.B. radial, abgewinkelt axial stromaufwärts, abgewinkelt axial stromabwärts, abgewinkelt in Umfangsrichtung im Uhrzeigersinn, abgewinkelt in Umfangsrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn oder ein beliebige Kombination davon). Diese abgewinkelten Luftdurchlassöffnungen (z.B. in Umfangsrichtung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn abgewinkelt) können die in den zentralen Durchgang der Mischrohre gerichtete Luft Drall verleihen, was die Gleichmässigkeit des Brennstoff-Luft-Gemischs erhöhen kann. Die Rohre können jeweils auf Basis ihrer Lage innerhalb der Mehrrohrbrennstoffdüse zur Aufnahme einer im Wesentlichen gleichen Luftstromverteilung konfiguriert sein. [0028] The present disclosure is directed to air conditioning systems within a multi-tube fuel nozzle of a turbine system. The turbine system may include one or more multi-tube fuel nozzles. Each multi-tube fuel nozzle includes a plurality of tubes (e.g., premix tubes), each tube having an air conditioner and a fuel injector. In the multi-tube fuel nozzle, compressed air may enter each mixing tube through an air conditioning device, which may include a plurality of air passage openings passing through an annular wall of the mixing tube. The annular wall of each tube is arranged around a central passage. The individual mixing tubes are each configured to be arranged around a fuel injector which disperses fuel into the central passage of the mixing tube to provide the air-fuel mixture. The air passages of the air conditioners are configured to condition the air entering the mixing tubes to condition the air entering the mixing tubes for specific pressure drops and to more uniformly mix the air and fuel before passing them into the burning region. The air passage openings of each air conditioning device may be configured with various features to optimize airside system pressure drops and to best provide a uniform airflow. Accordingly, the air passage openings of each air conditioning device may be arranged circumferentially around the annular wall to take advantage of an air pressure profile that is substantially uniform in the circumferential direction. The air conditioning device on each mixing tube may include a first set and a second set of air passage openings, the second set of air passage openings being downstream of the first set of air passage openings. The second set of air vents may have an overall cross-section greater than the cross-section of the first set of air vents to compensate for a region having a lower air-pressure cross-section downstream in the fuel nozzle air space. The air passage opening sets of each air conditioning device may include a plurality of rows offset from each other in a circumferential direction to more evenly distribute the air pressure as the compressed air moves downstream. The air passage openings of each air conditioning device may be configured to guide the airflow in a substantially radial direction into the mixing tubes, but in other embodiments, they could be configured to guide the airflow in a direction having different directional components (eg, radial, angled axially upstream, angled axially downstream, angled circumferentially clockwise, angled circumferentially counterclockwise, or any combination thereof). These angled air ports (e.g., angled circumferentially clockwise or counterclockwise) can impart swirl to the air directed into the central passage of the mixing tubes, which can increase the uniformity of the fuel-air mixture. The tubes may each be configured based on their location within the multi-tube fuel nozzle to receive a substantially similar airflow distribution.

[0029] Jetzt Bezug auf die Zeichnungen nehmend und zunächst in Bezug auf Fig. 1 wird ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Gasturbinensystems 10 veranschaulicht. Das Gasturbinensystem 10 beinhaltet eine oder mehrere Brennstoffdüsen 12 (z.B. Mehrrohrbrennstoffdüsen), eine Brennstoffzufuhr 14 und eine Brennkammer 16. Die Brennstoffdüse 12 erhält an 18 verdichtete Luft von einem Luftverdichter 20 und Brennstoff 22 von einer Brennstoffzufuhr 14. Die vorliegenden Ausführungsformen werden zwar im Zusammenhang von Luft als ein Oxidationsmittel besprochen, die vorliegenden Ausführungsformen können aber auch Sauerstoff, Sauerstoffangereicherte Luft, Sauerstoffreduzierte Luft, Sauerstoffgemische oder eine beliebige Kombination davon verwenden. Wie unten ausführlicher besprochen wird, beinhaltet die Brennstoffdüse 12 mehrere Brennstoffinjektoren 24 (z.B. 10 bis 1000) und zugeordnete Mischrohre 26 (z.B. 10 bis 1000), wobei jedes Mischrohr 26 eine Luftkonditioniereinrichtung 27 mit Luftdurchlassöffnungen 28 (z.B. 1 bis 100) zum Leiten und Konditionieren eines Luftstroms in das jeweilige Rohr 26 hat und jedes Mischrohr 26 einen jeweiligen Brennstoffinjektor 24 (z.B. in einer koaxialen oder konzentrischen Anordnung) zur Injektion von Brennstoff in das jeweilige Rohr 26 hat. Jedes Mischrohr 26 mischt die Luft und den Brennstoff entlang seiner Länge und gibt dann ein Luft-Brennstoff-Gemisch 30 in die Brennkammer 16 aus. In gewissen Ausführungsformen können die Mischrohre 26 als Mikromischrohre beschrieben werden, die Durchmesser zwischen etwa 0,5 bis 2, 0,75 bis 1,75 oder 1 bis 1,5 Zentimeter haben. Die Mischrohre 26 können in einem oder mehreren Bündeln (z.B. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 oder mehr) von eng beabstandeten Rohren allgemein in einer parallelen Anordnung relativ zueinander angeordnet sein. In dieser Konfiguration ist jedes Mischrohr 26 zum Mischen (z.B. Mikromischen) in relativ kleinem Massstab innerhalb jedes Mischrohrs 26 konfiguriert, das dann ein Brennstoff-Luft-Gemisch 30 in den Brennraum ausgibt. Die Luftkonditioniereinrichtung 27 (z.B. mit Durchlassöffnungen 28) der offenbarten Ausführungsformen sieht die Luftkonditionierung auf Rohrniveau vor (d.h. für jedes einzelne Mischrohr 26), so dass der Strom und/oder Druck von Luft in jedes Rohr 26 und unter den mehreren Rohren 26 geregelt werden kann, um eine bessere Vermischung von Brennstoff und Luft zu ergeben. Referring now to the drawings and initially with reference to FIG. 1, a block diagram of one embodiment of a gas turbine system 10 is illustrated. The gas turbine system 10 includes one or more fuel nozzles 12 (eg, multi-tube fuel nozzles), a fuel supply 14, and a combustor 16. The fuel nozzle 12 receives pressurized air from an air compressor 20 and fuel 22 from a fuel supply 14. The present embodiments, while in the context of FIGS However, the present embodiments may also use oxygen, oxygen-enriched air, oxygen-reduced air, oxygen mixtures or any combination thereof. As will be discussed in more detail below, the fuel nozzle 12 includes a plurality of fuel injectors 24 (eg, 10 to 1000) and associated mixing tubes 26 (eg, 10 to 1000), with each mixing tube 26 having an air conditioning device 27 with air passage openings 28 (eg, 1 to 100) for conducting and conditioning has an air flow into the respective tube 26 and each mixing tube 26 has a respective fuel injector 24 (eg, in a coaxial or concentric arrangement) for injecting fuel into the respective tube 26. Each mixing tube 26 mixes the air and fuel along its length and then outputs an air-fuel mixture 30 into the combustion chamber 16. In certain embodiments, the mixing tubes 26 may be described as micromixing tubes having diameters between about 0.5 to 2, 0.75 to 1.75, or 1 to 1.5 centimeters. The mixing tubes 26 may be arranged in one or more bundles (e.g., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, or more) of closely spaced tubes generally in a parallel arrangement relative to each other. In this configuration, each mixing tube 26 is configured for mixing (e.g., micromixing) on a relatively small scale within each mixing tube 26, which then discharges a fuel-air mixture 30 into the combustion chamber. The air conditioner 27 (eg, with ports 28) of the disclosed embodiments provides air conditioning at pipe level (ie, for each individual mixing tube 26) so that the flow and / or pressure of air into each tube 26 and among the plurality of tubes 26 can be regulated to give better mixing of fuel and air.

[0030] Die Brennkammer 16 entzündet das Brennstoff-Luft-Gemisch 30, wodurch unter Druck stehende Abgase 32 erzeugt werden, die in eine Turbine 34 strömen. Die unter Druck stehenden Abgase 32 strömen gegen die und zwischen den Schaufeln in der Turbine 34, wobei sie die Turbine 34 zum Drehen antreiben. Die Turbinenschaufeln sind mit einer Welle 36 gekoppelt, die sich beim Entweichen der Abgase 32 in die Brennkammer 16 wiederum ebenfalls dreht. Das Abgas 32 des Verbrennungsprozesses verlässt das Turbinensystem 10 schliesslich über einen Abgasauslass 38. Schaufeln innerhalb des Verdichters 20 sind zusätzlich mit der Welle 36 gekoppelt und drehen sich, während die Welle 36 von der Turbine 34 zum Drehen angetrieben wird. Die Drehung der Schaufeln innerhalb des Verdichters 20 verdichtet Luft 40, die von einem Lufteintritt 42 in den Verdichter 20 gezogen wurde. Die resultierende verdichtete Luft 18 wird dann in die Mehrrohrbrennstoffdüse 12 der Brennkammern 16 gespeist, wie oben besprochen, wo sie mit Brennstoff 22 vermischt und entzündet wird, was einen im Wesentlichen selbsterhaltenden Prozess entstehen lässt. Ferner kann die Welle 36 mit der Last 44 gekoppelt sein. Wie erkennbar ist, kann die Last 44 eine beliebige geeignete Vorrichtung sein, die über den Rotationsausgang eines Turbinensystems 10 Energie erzeugen kann, wie eine Stromerzeugungsanlage oder eine externe mechanische Last. Die Beziehung zwischen der Zusammensetzung des Brennstoff-Luft-Gemischs 30 und dem effizienten Betrieb des Gasturbinensystems lässt sich daher erkennen. Die Ausformung der mehreren Mischrohre 26, die jeweils eine Luftkonditioniereinrichtung 27 mit mehreren Luftdurchlassöffnungen 28 zur Konditionierung von Luft 18 haben, wird unten ausführlicher besprochen. The combustor 16 ignites the fuel-air mixture 30, thereby producing pressurized exhaust gases 32 which flow into a turbine 34. The pressurized exhaust gases 32 flow against and between the blades in the turbine 34, driving the turbine 34 to rotate. The turbine blades are coupled to a shaft 36 which in turn also rotates upon the escape of the exhaust gases 32 into the combustion chamber 16. The exhaust 32 of the combustion process ultimately exits the turbine system 10 via an exhaust outlet 38. Blades within the compressor 20 are additionally coupled to the shaft 36 and rotate while the shaft 36 is driven by the turbine 34 to rotate. The rotation of the blades within the compressor 20 compresses air 40 drawn from an air inlet 42 into the compressor 20. The resulting compressed air 18 is then fed into the multi-tube fuel nozzle 12 of the combustors 16, as discussed above, where it is mixed with fuel 22 and ignited, creating a substantially self-sustaining process. Further, the shaft 36 may be coupled to the load 44. As can be appreciated, the load 44 may be any suitable device capable of generating power via the rotary output of a turbine system 10, such as a power plant or an external mechanical load. The relationship between the composition of the fuel-air mixture 30 and the efficient operation of the gas turbine system can therefore be seen. The configuration of the plurality of mixing tubes 26, each having an air conditioner 27 having a plurality of air passages 28 for conditioning air 18, will be discussed in greater detail below.

[0031] Fig. 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht der Ausführungsform des Gasturbinensystems 10 von Fig. 1 . Wie abgebildet, beinhaltet die Ausführungsform einen Verdichter 20, der mit einer ringförmigen Anordnung von Brennkammern 16 gekoppelt ist. Jede Brennkammer 16 beinhaltet wenigstens eine Brennstoffdüse 12 (z.B. eine Mehrrohrbrennstoffdüse), die das Brennstoff-Luft-Gemisch 30 einem in jeder Brennkammer 16 befindlichen Brennraum 46 zuführt. Wie unten ausführlich beschrieben wird, beinhalten gewisse Ausführungsformen der Mischrohre 26 der Brennstoffdüse 12 einzigartige Merkmale, um die verdichtete Luft 18 gleichmässiger zu verteilen, was ein gleichmässigeres Brennstoff-Luft-Gemisch 30 entstehen lässt. Die Gleichmässigkeit des Brennstoff-Luft-Gemischs 30 sorgt für eine effizientere Verbrennung, wodurch die Leistung gesteigert wird und Emissionen reduziert werden. Die Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemischs 30 in den Brennkammern 16, wie oben in Bezug auf Fig. 1 erwähnt, veranlasst, dass die Laufschaufeln oder Schaufeln innerhalb der Turbine 24 sich beim Durchströmen von Abgasen 22 (z.B. Verbrennungsgasen) zu einem Abgasauslass 38 hin drehen. Während der Besprechung wird durchgehend auf einen Satz Achsen Bezug genommen. Diese Achsen basieren auf einem zylindrischen Koordinatensystem und zeigen in eine axiale Richtung 48, eine radiale Richtung 50 und eine Umfangsrichtung 52. Zum Beispiel verläuft die axiale Richtung 48 an einer Längen- oder Längsachse 54 der Brennstoffdüse 12 entlang, die radiale Richtung 50 erstreckt sich von der Längsachse 54 weg und die Umfangsrichtung 53 verläuft um die Längsachse 54. FIG. 2 is a side sectional view of the embodiment of the gas turbine system 10 of FIG. 1. FIG. As illustrated, the embodiment includes a compressor 20 coupled to an annular array of combustors 16. Each combustion chamber 16 includes at least one fuel nozzle 12 (e.g., a multi-tube fuel nozzle) that supplies the fuel-air mixture 30 to a combustion chamber 46 located in each combustion chamber 16. As will be described in detail below, certain embodiments of the mixing tubes 26 of the fuel nozzle 12 include unique features to more evenly distribute the compressed air 18, resulting in a more uniform fuel-air mixture 30. The uniformity of the fuel-air mixture 30 provides for more efficient combustion, thereby increasing performance and reducing emissions. Combustion of the fuel-air mixture 30 in the combustion chambers 16, as mentioned above with respect to FIG. 1, causes the blades or vanes within the turbine 24 to flow toward an exhaust outlet 38 as exhaust gases 22 (eg, combustion gases) flow through rotate. Throughout the discussion, reference is made to a set of axes throughout. These axes are based on a cylindrical coordinate system and point in an axial direction 48, a radial direction 50 and a circumferential direction 52. For example, the axial direction 48 extends along a longitudinal or longitudinal axis 54 of the fuel nozzle 12, the radial direction 50 extends from the longitudinal axis 54 away and the circumferential direction 53 extends about the longitudinal axis 54th

[0032] Fig. 3 ist eine ausgeschnittene Seitenansicht der Brennkammer 16 des Gasturbinensystems 10 von Fig. 2 und innerhalb Linie 3–3 von Fig. 2 entnommen. Wie gezeigt, beinhaltet die Brennkammer 16 ein Kopfende 56 und einen Brennraum 46. Die Brennstoffdüse 12 ist innerhalb des Kopfendes 56 der Brennkammer 16 positioniert. Innerhalb der Brennstoffdüse 12 sind die mehreren Mischrohre 26 (z.B. Luft-Brennstoff-Vormischrohre) aufgehängt. Veranschaulicht wird eine Ausführungsform der Mischrohre 26 mit Luftkonditioniereinrichtungen 27 mit Luftdurchlassöffnungen 28, die verdichtete Luft 18 eintreten und sich mit Brennstoff 22 vermischen lassen. Die Mischrohre 26 verlaufen allgemein axial zwischen einer Endabdeckungsbaugruppe 58 der Brennkammer 16 und einer Kappenseitenbaugruppe 60 der Brennstoffdüse 12. Die Mischrohre 26 können mit der Endabdeckungsbaugruppe 58 und der Kappenseitenbaugruppe 60 gekoppelt sein, wie unten weiter beschrieben wird. Die Endabdeckungsbaugruppe 58 kann einen Brennstoffeinlass 62 und einen Brennstoffräum 64 zum Versorgen von mehreren Brennstoffinjektoren 24 mit Brennstoff 22 beinhalten. Wie oben besprochen, ist jeder einzelne Brennstoffinjektor 24 mit einem einzelnen Mischrohr 26 gekoppelt. Während des Verbrennungsprozesses bewegt sich der Brennstoff 22 axial durch jedes der Mischrohre 26 von der Endabdeckungsbaugruppe 58 (durch die Brennstoffinjektoren 24) durch die Kappenseitenbaugruppe 60 und zum Brennraum 46. Die Richtung dieser Bewegung an der Längsachse 54 der Brennstoffdüse 12 entlang wird als die Stromabwärtsrichtung 66 bezeichnet. Die entgegengesetzte Richtung wird als die Stromaufwärtsrichtung 68 bezeichnet. FIG. 3 is a cutaway side view of the combustor 16 of the gas turbine system 10 of FIG. 2 and taken within line 3-3 of FIG. 2. As shown, combustor 16 includes a head end 56 and a combustion chamber 46. Fuel nozzle 12 is positioned within head end 56 of combustor 16. Within the fuel nozzle 12, the plurality of mixing tubes 26 (e.g., air-fuel premix tubes) are suspended. Illustrated is an embodiment of the mixing tubes 26 with air conditioners 27 having air passage openings 28 that enter compressed air 18 and mix with fuel 22. The mixing tubes 26 generally extend axially between an end cap assembly 58 of the combustor 16 and a cap side assembly 60 of the fuel nozzle 12. The mixing tubes 26 may be coupled to the end cap assembly 58 and the cap side assembly 60, as further described below. The end cover assembly 58 may include a fuel inlet 62 and a fuel chamber 64 for supplying fuel injectors 24 to a plurality of fuel injectors 24. As discussed above, each individual fuel injector 24 is coupled to a single mixing tube 26. During the combustion process, the fuel 22 moves axially through each of the mixing tubes 26 from the end cover assembly 58 (through the fuel injectors 24) through the cap side assembly 60 and to the combustion chamber 46. The direction of this movement along the longitudinal axis 54 of the fuel nozzle 12 is considered to be the downstream direction 66 designated. The opposite direction is referred to as the upstream direction 68.

[0033] Wie oben beschrieben, verdichtet der Verdichter 20 aus dem Lufteintritt 42 erhaltene Luft 40. Der resultierende Strom von verdichteter Druckluft 18 wird den im Kopfende 56 der Brennkammer 16 liegenden Brennstoffdüsen 12 zugeführt. Die Luft tritt durch Lufteinlässe 70 in die Brennstoffdüsen 12 ein, um im Verbrennungsprozess verwendet zu werden. Spezieller strömt die Druckluft 18 vom Verdichter 20 in einer Stromaufwärtsrichtung 68 durch einen Ringraum 72, der zwischen einer Auskleidung 74 (z.B. einer ringförmigen Auskleidung) und einer Strömungshülle 76 (z.B. einer ringförmigen Strömungshülle) der Brennkammer 16 ausgebildet ist. Am Ende dieses Ringraums 72 wird die verdichtete Luft 18 in die Lufteinlässe 70 der Brennstoffdüse 12 gezwungen und füllt einen Luftraum 78 innerhalb der Brennstoffdüse 12. Die Druckluft 18 im Luftraum 78 tritt dann durch die Luftdurchlassöffnungen 28 der Luftkonditioniereinrichtung 27 in die mehreren Mischrohre 26 ein. Zusätzlich dazu, dass sie die Luft 18 in die Mischrohre 26 eintreten lassen, können die Luftdurchlassöffnungen 28 der Luftkonditioniereinrichtung 27 die Luft auf verschiedene Weisen konditionieren, wie unten weiter besprochen wird. Im Inneren der Mischrohre 26 wird die Luft 18 dann mit dem von den Brennstoffinjektoren 24 bereitgestellten Brennstoff 22 vermischt. Das Brennstoff-Luft-Gemisch 30 strömt in einer Stromabwärtsrichtung 66 von den Mischrohren 26 in den Brennraum 46, wo es entzündet und zum Bilden der Verbrennungsgase 22 (z.B. Abgase) verbrannt wird. Die Verbrennungsgase 32 strömen vom Brennraum 46 in der Stromabwärtsrichtung 66 zu einem Übergangsstück 80. Die Verbrennungsgase 22 strömen dann vom Übergangsstück 80 zur Turbine 34, wo die Verbrennungsgase 22 die Drehung der Schaufeln innerhalb der Turbine 34 antreiben. As described above, the compressor 20 compresses air 40 obtained from the air inlet 42. The resulting stream of compressed compressed air 18 is supplied to the fuel nozzles 12 located in the head end 56 of the combustion chamber 16. The air enters the fuel nozzles 12 through air inlets 70 to be used in the combustion process. More specifically, the pressurized air 18 flows from the compressor 20 in an upstream direction 68 through an annulus 72 formed between a liner 74 (e.g., an annular liner) and a flow envelope 76 (e.g., an annular flow envelope) of the combustor 16. At the end of this annular space 72, the compressed air 18 is forced into the air inlets 70 of the fuel nozzle 12 and fills an air space 78 within the fuel nozzle 12. The compressed air 18 in the air space 78 then enters the plurality of mixing tubes 26 through the air passage openings 28 of the air conditioning device 27. In addition to allowing the air 18 to enter the mixing tubes 26, the air passage openings 28 of the air conditioning device 27 may condition the air in various ways, as discussed further below. Inside the mixing tubes 26, the air 18 is then mixed with the fuel 22 provided by the fuel injectors 24. The fuel-air mixture 30 flows in a downstream direction 66 from the mixing tubes 26 into the combustion chamber 46 where it is ignited and burned to form the combustion gases 22 (e.g., exhaust gases). The combustion gases 32 flow from the combustion chamber 46 in the downstream direction 66 to a transition piece 80. The combustion gases 22 then flow from the transition piece 80 to the turbine 34 where the combustion gases 22 drive the rotation of the blades within the turbine 34.

[0034] Fig. 4 veranschaulicht eine perspektivische Explosivdarstellung der Mehrrohrbrennstoffdüse 12 innerhalb Linie 4–4 von Fig. 3 . Diese Figur veranschaulicht ferner die einigen Ausführungsformen gemässe Anordnung der mehreren Brennstoffinjektoren 24 an der Endabdeckung 58 und ihre Beziehung zu den mehreren Mischrohren 26. Die Brennstoffräume 64 verteilen den Brennstoff 22 an die Brennstoffinjektoren 24. Wie oben beschrieben, sind die Mischrohre 26 so angeordnet, dass sie zwischen der Endabdeckungsbaugruppe 58 und der Kappenseitenbaugruppe 60 angeordnet sind. Die einzelnen Mischrohre 26 sind jeweils mit einem einzelnen Brennstoffinjektor 24 gepaart und zur Anordnung um diesen Brennstoffinjektor 24 (z.B. in einer koaxialen oder konzentrischen Anordnung) konfiguriert. Die Luftdurchlassöffnungen 28 befinden sich auf dieser stromaufwärtigen 68 Seite der Mischrohre 26 am nächsten zu den Brennstoffinjektoren 24. In gewissen Ausführungsformen können die Brennstoffinjektoren 24 entfernbar mit der Endabdeckungsbaugruppe 58 gekoppelt sein. FIG. 4 illustrates an exploded perspective view of the multi-tube fuel nozzle 12 within line 4-4 of FIG. 3. FIG. This figure further illustrates the arrangement of the plurality of fuel injectors 24 on the end cap 58 and their relationship to the plurality of mixing tubes 26, as in some embodiments. The fuel chambers 64 distribute the fuel 22 to the fuel injectors 24. As described above, the mixing tubes 26 are arranged such that they are disposed between the end cover assembly 58 and the cap side assembly 60. The individual mixing tubes 26 are each paired with a single fuel injector 24 and configured to be disposed around this fuel injector 24 (e.g., in a coaxial or concentric arrangement). The air passage openings 28 are located on this upstream 68 side of the mixing tubes 26 closest to the fuel injectors 24. In certain embodiments, the fuel injectors 24 may be removably coupled to the end cover assembly 58.

[0035] Ausserdem veranschaulicht Fig. 4 eine Stützkonstruktion 82 (z.B. ringförmige Trommel, Brennstoffdüsenkappe) der Brennstoffdüse 12, welche die Mischrohre 26 und andere Gebilde innerhalb der Brennstoffdüse 12 umgibt. Die Stützkonstruktion 82 verläuft von der Endabdeckungsbaugruppe 58 zur Kappenseitenbaugruppe 60, schützt und stützt die innerhalb der Brennstoffdüse 12 positionierten Gebilde allgemein und definiert den Luftraum 78 innerhalb der Brennstoffdüse 12. Die Lufteinlässe 70 befinden sich an der Stützkonstruktion 82 und leiten die verdichtete Luft 18 radial in den Luftraum 78 am Inneren der Brennstoffdüse 12. Stromaufwärts 68 und am nächsten zur entfernbaren Kappenseitenbaugruppe 60 befindet sich eine Halteplatte 84. In gewissen Ausführungsformen beinhaltet die Düse 12 einen die Lufteinlässe 70 umgebenden ringförmigen Luftstromkonditionierungsdiffusor 86. In addition, Figure 4 illustrates a support structure 82 (e.g., annular drum, fuel nozzle cap) of the fuel nozzle 12 surrounding the mixing tubes 26 and other structures within the fuel nozzle 12. The support structure 82 extends from the end cover assembly 58 to the cap side assembly 60, generally protecting and supporting the structures positioned within the fuel nozzle 12 and defining the air space 78 within the fuel nozzle 12. The air inlets 70 are located on the support structure 82 and direct the compressed air 18 radially in Upstream 68 and closest to the removable cap side assembly 60 is a retainer plate 84. In certain embodiments, the nozzle 12 includes an annular airflow conditioning diffuser 86 surrounding the air inlets 70.

[0036] Fig. 5 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, der Brennkammer 16 innerhalb Linie 5–5 von Fig. 3 . Das Kopfende 56 der Brennkammer 16 enthält einen Teil der Mehrrohrbrennstoffdüse 12. Die Stützkonstruktion 82 umgibt die Mehrrohrbrennstoffdüse 12 und die mehreren Mischrohre 26. Wie oben besprochen kann in einigen Ausführungsformen jedes Mischrohr 26 axial zwischen der Endabdeckungsbaugruppe 58 und der Kappenseitenbaugruppe 60 verlaufen. Die Mischrohre 26 können sich ferner durch die Kappenseitenbaugruppe 60 erstrecken, um das Brennstoff-Luft-Gemisch direkt dem Brennraum 46 zuzuführen. Jedes Mischrohr 26 ist so positioniert, dass es einen Brennstoffinjektor 24 umgibt (z.B. koaxiale oder konzentrische Anordnung), so dass der Injektor 24 Brennstoff 22 aus dem Brennstoff räum 64 erhält und den Brennstoff in das Rohr 26 leitet. Der Brennstoff räum 64 wird mit in den Brennstoffeinlass 62, der sich an der Endabdeckungsbaugruppe 58 befindet, eintretendem Brennstoff gespeist. FIG. 5 is a side view, partially in cross-section, of the combustor 16 within line 5-5 of FIG. 3. FIG. The head end 56 of the combustion chamber 16 includes a portion of the multi-tube fuel nozzle 12. The support structure 82 surrounds the multi-tube fuel nozzle 12 and the plurality of mixing tubes 26. As discussed above, in some embodiments, each mixing tube 26 may extend axially between the end cover assembly 58 and the cap side assembly 60. The mixing tubes 26 may also extend through the cap side assembly 60 to supply the fuel-air mixture directly to the combustion chamber 46. Each mixing tube 26 is positioned to surround a fuel injector 24 (e.g., coaxial or concentric arrangement) such that the injector 24 receives fuel 22 from the fuel cavity 64 and directs the fuel into the tube 26. The fuel cavity 64 is fed with fuel entering the fuel inlet 62 located on the end cover assembly 58.

[0037] Wie oben beschrieben, tritt verdichtete Luft 18 durch die Lufteinlässe 70, die von einem Diffusor 86 umgeben sein können, in die Brennstoff düse 12 ein. Der Diffusor 86 kann ringförmig und zur Vorkonditionierung und Verteilung der Druckluft über die Mischrohre 26 in verschiedenen Richtungen in die Brennstoffdüse 12 konfiguriert sein. Die Richtung des Luftstroms innerhalb der Brennstoffdüse 12 ist im Wesentlichen radial einwärts 88, kann aber eine stromaufwärtige 68 Komponente oder eine stromabwärtige 66 Komponente haben. Der Luftstrom variiert über die Mischrohre 26, die sich an radial weiter aussen 90 gelegenen Stellen innerhalb der Brennstoffdüse 12, näher an den Lufteinlässen 70, befinden. Nach dem Eintreten in die Brennstoffdüse 12 durch den Lufteinlass 70 und dem Bewegen über die Mischrohre 26 tritt die Druckluft 18 durch einen oder mehrere Luftdurchlassöffnungen 28 einer Luftkonditioniereinrichtung 27 in jedes Mischrohr 26 ein. In gewissen Ausführungsformen ist die Konfiguration von Luftdurchlassöffnungen 28 der Luftkonditioniereinrichtung 27 unter einzelnen Mischrohren 26 auf Basis ihrer radialen 50 Lage innerhalb des Luftraums 78 der Brennstoffdüse verschieden. Diese spezifische Anpassung kann die Schwankungen von Luftdruck und -bewegung über die Mischrohre 26, nämlich den Druckabfall, der in der radial einwärts gehenden 88 Richtung stattfindet, ausgleichen. In gewissen Ausführungsformen können die axialen 48 Positionen der Luftdurchlassöffnungen 28 entlang der Mischrohre 26 unterschiedlich sein, um axiale 48 Luftdruckschwankungen auszugleichen. Zur zusätzlichen Regulierung des Druckluftstroms 18 können die Luftdurchlassöffnungen 28 der Luftkonditioniereinrichtung 27 so konfiguriert sein, dass sie verschiedene Formen, Grössen und Anordnungen haben, wie unten weiter besprochen wird. In einigen Ausführungsformen, wie ebenfalls in Fig. 5 gezeigt, können die Halteplatte 84 und/oder eine Prallplatte 92 innerhalb der Brennstoffdüse 12 positioniert sein, die das stromabwärtige 66 Ende der Mischrohre 26 allgemein am nächsten zur Kappenseitenbaugruppe 60 umgibt. Die Prallplatte 92 kann mehrere Prallkühlungsaussparungen beinhalten, die Luftstrahlen zum Aufprallen auf eine hintere Oberfläche der Kappenseitenbaugruppe 60 lenken können, um für Prallkühlung zu sorgen. As described above, compressed air 18 enters the fuel nozzle 12 through the air inlets 70, which may be surrounded by a diffuser 86. The diffuser 86 may be configured in a ring shape and configured for preconditioning and distribution of the compressed air via the mixing tubes 26 in different directions into the fuel nozzle 12. The direction of the airflow within the fuel nozzle 12 is substantially radially inward 88, but may have an upstream 68 component or a downstream 66 component. The air flow varies across the mixing tubes 26 located at radially outward 90 locations within the fuel nozzle 12, closer to the air inlets 70. After entering the fuel nozzle 12 through the air inlet 70 and moving over the mixing tubes 26, the compressed air 18 enters each mixing tube 26 through one or more air passage openings 28 of an air conditioning device 27. In certain embodiments, the configuration of air passage openings 28 of the air conditioner 27 is different among individual mixing tubes 26 based on their radial location within the air space 78 of the fuel nozzle. This specific adaptation can compensate for the variations in air pressure and movement across the mixing tubes 26, namely the pressure drop that takes place in the radially inward 88 direction. In certain embodiments, the axial 48 positions of the air passage openings 28 along the mixing tubes 26 may be different to compensate for axial air pressure fluctuations. For additional regulation of the compressed air flow 18, the air passage openings 28 of the air conditioning device 27 may be configured to have various shapes, sizes, and configurations, as discussed further below. In some embodiments, as also shown in FIG. 5, the retainer plate 84 and / or baffle 92 may be positioned within the fuel nozzle 12 surrounding the downstream 66 end of the mixing tubes 26 generally closest to the cap side assembly 60. The baffle 92 may include a plurality of impingement cooling recesses that may direct air jets to impinge on a rear surface of the cap side assembly 60 to provide impingement cooling.

[0038] In Fig. 6 ist eine Querschnittansicht eines einzelnen Mischrohrs 26 und Brennstoffinjektors 24 innerhalb Linie 6–6 von Fig. 5 veranschaulicht. Der zentrale Teil des Rohrs 26 wurde weggelassen, um mehr Details des ersten und des zweiten Endes 94 und 96 zu zeigen. Der Brennstoffinjektor 24 kann allgemein innerhalb eines zentralen Durchgangs 98 am ersten Ende 94 (z.B. stromaufwärtigen 68 Ende) jedes Mischrohrs 26 positioniert sein. Dieses erste Ende 94 befindet sich auf der stromaufwärtigen 68 Seite der Mehrrohrbrennstoffdüse 12 benachbart zu der Endabdeckungsbaugruppe 58. In gewissen Ausführungsformen befinden sich die Luftdurchlassöffnungen 28 der Luftkonditioniereinrichtung 27 an oder nahe diesem ersten Ende 94 allgemein am nächsten zum Brennstoffinjektor 24. In anderen Ausführungsformen liegen die Luftdurchlassöffnungen 28 der Luftkonditioniereinrichtung 27 an Stellen weiter stromaufwärts 68 oder stromabwärts 66 vom Brennstoffinjektor 24. Die Lage der Luftdurchlassöffnungen 28 kann konfiguriert sein, um die Luft 28 selektiv in verschiedene Wege zu leiten, je nach dem Strom von Brennstoff 22 und Druckluft 28 an einer spezifischen Stelle innerhalb der Brennstoffdüse 12. In einigen Ausführungsformen kann die Halteplatte 84 ein zweites Ende 96 der Mischrohre 26 abstützen, das sich auf der stromabwärtigen 66 Seite befindet. In gewissen Ausführungsformen kann die Halteplatte 84 ausserdem zur Befestigung des zweiten Endes 96 der Mischrohre 26 an der Prallplatte 82 beitragen. FIG. 6 illustrates a cross-sectional view of a single mixing tube 26 and fuel injector 24 within line 6-6 of FIG. 5. The central portion of the tube 26 has been omitted to show more details of the first and second ends 94 and 96. The fuel injector 24 may be generally positioned within a central passage 98 at the first end 94 (e.g., upstream 68 end) of each mixing tube 26. This first end 94 is located on the upstream 68 side of the multi-tube fuel nozzle 12 adjacent the end cover assembly 58. In certain embodiments, the air passage openings 28 of the air conditioner 27 are generally closest to the fuel injector 24 at or near this first end 94 Air passage openings 28 of the air conditioner 27 at locations further upstream 68 or downstream 66 of the fuel injector 24. The location of the air passage openings 28 may be configured to selectively direct the air 28 into different paths, depending on the flow of fuel 22 and compressed air 28 at a specific one Location within the fuel nozzle 12. In some embodiments, the retainer plate 84 may support a second end 96 of the mixing tubes 26 located on the downstream 66 side. In certain embodiments, the support plate 84 may also assist in securing the second end 96 of the mixing tubes 26 to the baffle 82.

[0039] Fig. 6 veranschaulicht auch eine Ausführungsform der räumlichen Beziehung unter den Mischrohren 26, der Kappenseitenbaugruppe 60 und/oder der Endabdeckungsanordnung 58. In einigen Ausführungsformen können die Mischrohre 26 mit verschiedenen Befestigungselementen oder Verbindungen, wie Schweissung, Hartlötverbindungen, Halterungen, Gewindebefestigungsteilen, Schnappverbindungen, Verbindungsstücken oder anderen Verbindungen, an Bauteilen innerhalb des Kopfendes 56 der Brennkammer 16 angebracht werden, wie der Kappenseitenbaugruppe 60, der Halteplatte 84 und/oder der Prallplatte 92. In anderen Ausführungsformen werden die Mischrohre 26 in einer schwimmenden Konfiguration gehalten und werden lediglich von einer oder mehreren der Kappenseitenbaugruppe 60, der Halteplatte 84, der Prallplatte 92, verschiedenen Federn oder anderen Stützkonstruktionen getragen. Derartige schwimmende Konfigurationen können vorteilhaft eine Wärmeausdehnung der Mischrohre 18 und anderer Bauteile der Brennkammer 14 aufnehmen. Schwimmende Konfigurationen ermöglichen auch die leichtere Durchführung von spezifischer Anpassung und Konfiguration von Mischrohren 26 mit diversen Konfigurationen von Luftdurchlassöffnungen 28. Wenn festgestellt wird, dass Brennstoff-Luft-Gemische 20 nicht gleichmässig sind, können leicht einzelne Rohre 26 entfernt und durch Rohre 26 ersetzt werden, die andere Konfigurationen der Luftdurchlassöffnungen 28 (z.B. Luftkonditioniereinrichtung 27) haben, die Luftdruckschwankungen in der Brennstoffdüse 12 besser ausgleichen. Die schwimmenden Konfigurationen können ausserdem durch den Einbau einer axialen Feder 100 implementiert werden, um federnde axiale 48 Unterstützung und Einschränkung der Bewegung der Mischrohre 26 bereitzustellen. Gemäss der veranschaulichten Ausführungsform kann die axiale Feder 100 zwischen einer Halteplatte 84 und einer Prallplatte 92 positioniert sein. Ferner kann eine radiale Feder 102 zwischen dem Brennstoffinjektor 24 und dem ersten Ende 94 des Mischrohrs 26 liegen und kann eine federnde radiale 50 Einschränkung der Bewegung und Wärmeausdehnung des Mischrohrs 26 bereitstellen. Es kann ferner Merkmale wie zusätzliche Federn, Kanäle und/oder Führungen zum Sperren einer Bewegung der Mischrohre 26 in Umfangs-richtung 52 geben. 6 also illustrates one embodiment of the spatial relationship among the mixing tubes 26, the cap side assembly 60, and / or the end cover assembly 58. In some embodiments, the mixing tubes 26 may be provided with various fasteners or joints, such as welds, braze joints, brackets, threaded fasteners, Snap connectors, connectors, or other connections are attached to components within the head end 56 of the combustor 16, such as the cap side assembly 60, the retainer plate 84, and / or the baffle plate 92. In other embodiments, the mixing tubes 26 are maintained in a floating configuration and are used only by one or more of the cap side assembly 60, the support plate 84, the baffle plate 92, various springs or other support structures supported. Such floating configurations may advantageously accommodate thermal expansion of the mixing tubes 18 and other components of the combustion chamber 14. Floating configurations also allow for easier customization and configuration of mixing tubes 26 with various configurations of air passage openings 28. If it is determined that fuel-air mixtures 20 are not uniform, individual tubes 26 can easily be removed and replaced with tubes 26, have the other configurations of the air passage openings 28 (eg, air conditioner 27), the air pressure fluctuations in the fuel nozzle 12 better compensate. The floating configurations may also be implemented by the incorporation of an axial spring 100 to provide resilient axial support and restriction of movement of the mixing tubes 26. According to the illustrated embodiment, the axial spring 100 may be positioned between a retainer plate 84 and a baffle plate 92. Further, a radial spring 102 may lie between the fuel injector 24 and the first end 94 of the mixing tube 26 and may provide a resilient radial restriction of movement and thermal expansion of the mixing tube 26. There may also be features such as additional springs, channels and / or guides for blocking movement of the mixing tubes 26 in the circumferential direction 52.

[0040] Wie ferner in Fig. 6 veranschaulicht, hat der Brennstoffinjektor 24 eine ringförmige Wand 103 um einen inneren Brennstoffdurchgang 104, der zu einer oder mehreren Brennstoffdurchlassöffnungen 106 in einem abgeschrägten Teil 108 des Brennstoffinjektors 24 führt, der im Inneren des Mischrohrs 26 angeordnet ist (z.B. in einer koaxialen oder konzentrischen Anordnung). Im Betrieb lässt der Brennstoffinjektor 24 Brennstoff 22 aus dem Brennstoffräum 64 über den einen oder die mehreren Brennstoffdurchlassöffnungen 106 stromabwärts 66 zu einer Region im Inneren des Mischrohrs 26 strömen. In gewissen Ausführungsformen können die Brennstoffdurchlassöffnungen 106 relativ zu den Luftdurchlassöffnungen(n) 28 axial stromaufwärts 69, axial stromabwärts 66, axial fluchtend mit oder in einer Kombination davon positioniert sein. In der veranschaulichten Ausführungsform befinden sich die Brennstoffdurchlassöffnungen 106 am abgeschrägten Teil 108, der eine lineare oder gekrümmte Abschrägung in der Stromabwärtsrichtung 66 haben kann. Zum Beispiel kann der abgeschrägte Teil 108 als eine konische Wand, eine einwärts gekrümmte ringförmige Wand (z.B. einwärts in Richtung auf die Achse des Injektors 24 gekrümmt), eine nach aussen gekrümmte ringförmige Wand (z.B. von der Achse des Injektors 24 weg nach aussen gekrümmt) oder eine Kombination davon ausgebildet sein. In der veranschaulichten Ausführungsform verläuft der abgeschrägte Teil 108 von einer ersten Position stromaufwärts 68 der Luftdurchlassöffnungen 28 zu einer zweiten Position stromabwärts 66 der Luftdurchlassöffnungen 28 des Mischrohrs 26. Wie veranschaulicht, nimmt der Durchmesser des abgeschrägten Teils 108 des Brennstoffinjektors 24 in der Stromabwärtsrichtung 66 allmählich ab (d.h. er konvergiert), wodurch die Querschnittsfläche zwischen dem Brennstoffinjektor 24 und dem Mischrohr 26 in der Stromabwärtsrichtung 66 allmählich vergrössert wird. Auf diese Weise ergibt die veranschaulichte Ausführungsform einen allmählichen Druckabfall zwischen dem Brennstoffinjektor 24 und dem Mischrohr 26, wodurch zur Verbesserung der Strömung und Vermischung von Brennstoff und Luft beigetragen wird. In der veranschaulichten Ausführungsform sind die Luftkonditioniereinrichtung 27 (z.B. Luftdurchlassöffnungen 28) am Mischrohr 26 entlang und die Brennstoffdurchlassöffnungen 106 am Brennstoffinjektor 24 (z.B. abgeschrägten Teil 108) beide stromaufwärts einer Spitze 109 des Brennstoffinjektors 24 angeordnet, so dass die Luft und der Brennstoff sich an der abnehmenden Querschnittsfläche zwischen dem Brennstoffinjektor 24 und dem Mischrohr 26 wenigstens teilweise vermischen. Des Weiteren sind die veranschaulichten Luftdurchlassöffnungen 28 stromaufwärts der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 angeordnet, um den Druck stromaufwärts der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 zu erhöhen. As further illustrated in FIG. 6, the fuel injector 24 has an annular wall 103 around an internal fuel passage 104 leading to one or more fuel passage openings 106 in a chamfered portion 108 of the fuel injector 24 disposed within the mixing tube 26 (eg in a coaxial or concentric arrangement). In operation, the fuel injector 24 allows fuel 22 to flow from the fuel chamber 64 via the one or more fuel ports 106 downstream to a region within the mixing tube 26. In certain embodiments, the fuel passage openings 106 may be positioned axially upstream relative to the air passage openings (s) 28, axially downstream 69, axially downstream 66, axially aligned with or in a combination thereof. In the illustrated embodiment, the fuel ports 106 are located on the chamfered portion 108, which may have a linear or curved chamfer in the downstream direction 66. For example, beveled portion 108 may be curved as a conical wall, an inwardly curved annular wall (eg, curved inwardly toward the axis of injector 24), an outwardly curved annular wall (eg, outwardly curved away from the axis of injector 24). or a combination thereof. In the illustrated embodiment, the tapered portion 108 extends from a first position 68 upstream of the air passage openings 28 to a second position downstream 66 of the air passage openings 28 of the mixing tube 26. As illustrated, the diameter of the tapered portion 108 of the fuel injector 24 gradually decreases in the downstream direction 66 (ie, it converges), whereby the cross-sectional area between the fuel injector 24 and the mixing tube 26 in the downstream direction 66 is gradually increased. In this way, the illustrated embodiment provides a gradual pressure drop between the fuel injector 24 and the mixing tube 26, thereby contributing to improving the flow and mixing of fuel and air. In the illustrated embodiment, the air conditioner 27 (eg, air passage openings 28) are disposed along the mixing tube 26 and the fuel passage openings 106 on the fuel injector 24 (eg, sloped portion 108) are both located upstream of a tip 109 of the fuel injector 24 such that the air and fuel are at the fuel injector 24 decreasing cross-sectional area between the fuel injector 24 and the mixing tube 26 at least partially. Further, the illustrated air passage openings 28 are arranged upstream of the fuel passage openings 106 to increase the pressure upstream of the fuel passage openings 106.

[0041] In gewissen Ausführungsformen können die Brennstoffdurchlassöffnungen 106 und die Luftdurchlassöffnungen 28 (z.B. Achsen der Öffnungen) in der radialen Richtung 50, der axialen Richtung 48, einem axial stromaufwärtigen Winkel, einem axial stromabwärtigen Winkel, der Umfangsrichtung 52 (z.B. im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn) oder einer Kombination davon ausgerichtet sein. Des Weiteren können die Brennstoff- und Luftdurchlassöffnungen 106 und 28 in derselben Richtung und/oder in verschiedenen Richtungen ausgerichtet sein. Zum Beispiel können die Brennstoffdurchlassöffnungen 106 radial nach aussen ausgerichtet sein, während die Luftdurchlassöffnungen 28 radial nach aussen ausgerichtet sein können, und die Brennstoffdurchlassöffnungen 106 können in derselben und/oder entgegengesetzten Umfangsrichtung 52 wie die Luftdurchlassöffnungen 28 ausgerichtet sein. Die Umfangsrichtung der Öffnungen 28 und 106 kann verwendet werden, um einen Drallstrom zu ermöglichen. Die Ausrichtung der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 und Luftdurchlassöffnungen 28 können auch in Umfangsrichtung 52 um jedes Rohr 26, axial an jedem Rohr 26 entlang oder in einer Kombination davon variieren. Des Weiteren kann auch die Ausrichtung der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 und der Luftdurchlassöffnungen 28 unter den mehreren Mischrohren 26 von einem Rohr 26 zu einem anderen Rohr 26 verschieden sein. Auf diese Weise kann die Ausrichtung der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 und der Luftdurchlassöffnungen 28 verwendet werden, um die Brennstoff-Luft-Vermischung in jedem Rohr 26 zu verbessern, während Durchfluss- und Druckschwankungen innerhalb der Mehrrohrbrennstoff düse 12 ausgeglichen werden. Diese Fähigkeit, die Ausrichtung von Öffnungen 28 und 106, speziell der Luftdurchlassöffnungen 28, zu verändern, ermöglicht die Luftkonditionierung auf Rohrbasis unter den mehreren Mischrohren 26. In certain embodiments, the fuel passage openings 106 and the air passage openings 28 (eg, axes of the openings) in the radial direction 50, the axial direction 48, an axially upstream angle, an axially downstream angle, the circumferential direction 52 (eg, clockwise or counterclockwise clockwise) or a combination thereof. Furthermore, the fuel and air passage openings 106 and 28 may be aligned in the same direction and / or in different directions. For example, the fuel passage openings 106 may be radially outwardly aligned while the air passage openings 28 may be radially outwardly aligned, and the fuel passage openings 106 may be aligned in the same and / or opposite circumferential direction 52 as the air passage openings 28. The circumferential direction of the openings 28 and 106 can be used to allow a swirl flow. The orientation of the fuel ports 106 and air ports 28 may also vary circumferentially 52 about each tube 26, axially along each tube 26, or in a combination thereof. Furthermore, the orientation of the fuel passage openings 106 and the air passage openings 28 under the plurality of mixing tubes 26 may be different from one tube 26 to another tube 26. In this way, the orientation of the fuel passage openings 106 and the air passage openings 28 can be used to improve the fuel-air mixing in each tube 26, while flow and pressure fluctuations within the multi-tube fuel nozzle 12 are compensated. This ability to change the orientation of openings 28 and 106, specifically the air passage openings 28, enables tube-based air conditioning among the plurality of mixing tubes 26.

[0042] Die Zahl, Grösse und/oder Form der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 und der Luftdurchlassöffnungen 27 können dieselbe und/oder voneinander verschieden sein. In gewissen Ausführungsformen können die Luftdurchlassöffnungen 28 Lochdurchmesser haben, die so gross wie, grösser als und/oder kleiner als Lochdurchmesser der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 sind. Zum Beispiel können die Luftdurchlassöffnungen 28 einen Durchmesser mit dem 0,1- bis 10-fachen, 0,2 bis 5-fachen, 0,3- bis 4-fachen, 0,4- bis 3-fachen oder 0,5- bis 2-fachen des Durchmessers der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 haben. In gewissen Ausführungsformen kann die Zahl der Luftdurchlassöffnungen 28 so gross wie, grösser als und/oder kleiner als die Zahl der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 sein. Als Beispiel kann die Zahl der Luftdurchlassöffnungen etwa das 0,5- bis 50-fache, 0,5 bis 25-fache, 1- bis 10-fache oder 2- bis 5-fache der Zahl der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 sein. Als Beispiel kann die Luftkonditioniereinrichtung 27 jedes Mischrohrs 265 bis 500, 10 bis 100 oder 15 bis 50 Luftdurchlassöffnungen 28 haben. In gewissen Ausführungsformen kann die Form der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 und der Luftdurchlassöffnungen 28 kreisförmige Öffnungen, rechteckige Öffnungen, ovale Öffnungen, dreieckige Öffnungen, mehreckige Öffnungen oder eine beliebige Kombination davon beinhalten. Zusammen mit der Variation der Ausrichtung, Zahl, Grösse und/oder Form können die Brennstoffdurchlassöffnungen 106 und Luftdurchlassöffnungen 28 auch in Umfangsrichtung 52 um jedes Rohr 26, axial an jedem Rohr 26 entlang oder in einer Kombination davon verschieden sein. Des Weiteren kann die Zahl, Grösse und/oder Form der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 oder Luftdurchlassöffnungen 28 auch von einem Rohr 26 zu einem anderen Rohr 26 unter den mehreren Mischrohren 26 verschieden sein. Auf diese Weise kann die Zahl, Grösse und/oder Form der Brennstoffdurchlassöffnungen 106 und der Luftdurchlassöffnungen 28 verwendet werden, um die Brennstoff-Luft-Vermischung in jedem Rohr 26 zu verbessern, während Durchfluss- und Druckschwankungen innerhalb der Mehrrohrbrennstoffdüse 12 ausgeglichen werden. Diese Fähigkeit, die Zahl, Grösse und/oder Form der Öffnungen 28 und 106, speziell der Luftdurchlassöffnungen 28, zu verändern, ermöglicht die Luftkonditionierung auf Rohrbasis unter den mehreren Mischrohren 26. The number, size and / or shape of the fuel passage openings 106 and the air passage openings 27 may be the same and / or different from each other. In certain embodiments, the air passage openings 28 may have hole diameters that are as large as, greater than, and / or smaller than the hole diameter of the fuel passage openings 106. For example, the air passage openings 28 may have a diameter of 0.1 to 10 times, 0.2 to 5 times, 0.3 to 4 times, 0.4 to 3 times or 0.5 to 2 times the diameter of the fuel passage openings 106 have. In certain embodiments, the number of air passage openings 28 may be as large as, greater than, and / or less than the number of fuel passage openings 106. As an example, the number of air passage openings may be about 0.5 to 50 times, 0.5 to 25 times, 1 to 10 times, or 2 to 5 times the number of fuel passage openings 106. As an example, the air conditioning device 27 of each mixing tube may have 265 to 500, 10 to 100 or 15 to 50 air passage openings 28. In certain embodiments, the shape of the fuel passage openings 106 and the air passage openings 28 may include circular openings, rectangular openings, oval openings, triangular openings, polygonal openings, or any combination thereof. Along with the variation in orientation, number, size and / or shape, the fuel ports 106 and air ports 28 may also be circumferentially 52 about each tube 26, axially along each tube 26, or in a combination thereof. Further, the number, size and / or shape of the fuel ports 106 or air ports 28 may also be different from one pipe 26 to another pipe 26 among the plurality of mixing tubes 26. In this way, the number, size, and / or shape of the fuel ports 106 and the air ports 28 may be used to enhance fuel-air mixing in each tube 26 while compensating for flow and pressure variations within the multi-tube fuel nozzle 12. This ability to change the number, size and / or shape of the openings 28 and 106, especially the air passage openings 28, enables tube-based air conditioning among the plurality of mixing tubes 26.

[0043] Fig. 7 ist eine Veranschaulichung eines einzelnen, von der Brennstoffdüse 12 getrennten Mischrohrs 26. In gewissen Ausführungsformen können die Mischrohre 26 zur Reparatur, zur Überprüfung oder zum Auswechseln aus der Brennstoffdüse 12 ausbaubar sein. Wie oben besprochen, können die Mischrohre 26 innerhalb von Mischrohren, die andere Konfigurationen von Luftdurchlassöffnungen 28 haben, die Druckabfälle innerhalb der Brennstoffdüse 12 möglicherweise besser ausgleichen, selektiv entfernt und ersetzt werden. Ein Verfahren zum Entfernen und Ersetzen der Mischrohre 26 wird unten ausführlicher besprochen. Fig. 7 veranschaulicht ausserdem ein vollständiges Mischrohr 26 mit einem ersten Ende 94, in dem in einigen Ausführungsformen allgemein die Luftdurchlassöffnungen 28 liegen, und einem zweiten Ende 96, an dem das Mischrohr 26 mit der Kappenseitenbaugruppe 60, einer Halteplatte 84 und/oder einer Prallplatte 92 gekoppelt ist. Jedes Mischrohr 26 kann ferner eine beliebige verschiedener Formen und Grössen haben. In einigen Ausführungsformen kann jedes Mischrohr 26 eine allgemein zylindrische Form haben und kann beispielsweise einen allgemein kreisförmigen Querschnitt haben. Ausserdem kann das Mischrohr 26 in einigen Ausführungsformen einen Durchmesser von etwa 5 bis 20 mm, 5 bis 10 mm, 10 bis 15 mm und allen Untergruppen dazwischen haben. Zum Beispiel kann ein Mischrohr 26 einen Durchmesser von 5, 10, 15 oder 20 Millimetern oder einen anderen Durchmesser haben. In gewissen Ausführungsformen kann das Mischrohr 26 einen Durchmesser von etwa 6,35 Millimetern haben. Es ist zu beachten, dass alle Mischrohre 26 innerhalb der Brennkammer 16 einen im Wesentlichen ähnlichen Durchmesser haben können, dass es aber in gewissen Ausführungsformen vorteilhaft sein kann, wenn die Mischrohre 26 verschiedene Durchmesser haben. Des Weiteren kann jedes Mischrohr 26 eine axiale Länge von etwa 10 bis 300 cm, 20 bis 200 cm, 30 bis 150 cm oder eine(n) beliebige (n) inkrementelle(n) Länge oder Bereich innerhalb dieser Bereiche haben. Zum Beispiel kann jedes Mischrohr 26 eine axiale Länge von 10, 15, 20, 35, 30, 75, 80, 85, 90 oder 150 cm oder eine beliebige andere Länge haben. In gewissen Ausführungsformen können die Mischrohre 26 innerhalb der Brennkammer 16 im Wesentlichen ähnliche Längen haben, obwohl die Mischrohre 26 in einigen Ausführungsformen zwei oder mehr verschiedene Längen haben können. Des Weiteren kann die Luftkonditioniereinrichtung 27 (z.B. Luftdurchlassöffnungen 28) an einem beliebigen axialen Teil jedes Rohrs 26 entlang liegen, wie innerhalb von 0 bis 10, 0 bis 20, 0 bis 30, 0 bis 40 oder 0 bis 50 Prozent der Länge jedes Rohrs 26, gemessen vom stromaufwärtigen Ende 94 des Rohres 26. Die Luftkonditioniereinrichtung 27 kann auch eine oder mehrere Gruppen von eng beabstandeten Luftdurchlassöffnungen 28 an einer oder mehreren axialen Regionen an jedem Rohr 26 entlang beinhalten. Fig. 7 is an illustration of a single mixing tube 26 separate from the fuel nozzle 12. In certain embodiments, the mixing tubes 26 may be removable from the fuel nozzle 12 for repair, inspection or replacement. As discussed above, the mixing tubes 26 within mixing tubes having other configurations of air passage openings 28 that may possibly better balance pressure drops within the fuel nozzle 12 may be selectively removed and replaced. A method of removing and replacing the mixing tubes 26 will be discussed in more detail below. 7 further illustrates a complete mixing tube 26 having a first end 94, in some embodiments of which the air passage openings 28 are generally located, and a second end 96 having the mixing tube 26 with the cap side assembly 60, a retainer plate 84, and / or a baffle plate 92 is coupled. Each mixing tube 26 may further have any of various shapes and sizes. In some embodiments, each mixing tube 26 may have a generally cylindrical shape and, for example, may have a generally circular cross-section. In addition, in some embodiments, the mixing tube 26 may have a diameter of about 5 to 20 mm, 5 to 10 mm, 10 to 15 mm, and all subgroups therebetween. For example, a mixing tube 26 may have a diameter of 5, 10, 15 or 20 millimeters or another diameter. In certain embodiments, the mixing tube 26 may have a diameter of about 6.35 millimeters. It should be noted that all of the mixing tubes 26 within the combustion chamber 16 may have a substantially similar diameter, but in certain embodiments, it may be advantageous if the mixing tubes 26 have different diameters. Furthermore, each mixing tube 26 may have an axial length of about 10 to 300 cm, 20 to 200 cm, 30 to 150 cm, or any incremental length or area within these regions. For example, each mixing tube 26 may have an axial length of 10, 15, 20, 35, 30, 75, 80, 85, 90 or 150 cm, or any other length. In certain embodiments, the mixing tubes 26 within the combustion chamber 16 may have substantially similar lengths, although in some embodiments the mixing tubes 26 may have two or more different lengths. Further, the air conditioner 27 (eg, air passage openings 28) may be located along any axial portion of each tube 26, such as within 0 to 10, 0 to 20, 0 to 30, 0 to 40, or 0 to 50 percent of the length of each tube 26 measured from the upstream end 94 of the tube 26. The air conditioning device 27 may also include one or more sets of closely spaced air passage openings 28 at one or more axial regions along each tube 26.

[0044] Fig. 8 ist eine ausführliche Ansicht des ersten Endes 94 des Mischrohrs 26 von Fig. 7 , die eine Ausführungsform der Luftkonditioniereinrichtung 27 (z.B. Luftdurchlassöffnungen 28) an einem Mischrohr 26 veranschaulicht. Wie unten besprochen, können die Luftdurchlassöffnungen 28 verschiedene Formen, Grössen, Ausrichtungen, Zahlen und Konfigurationen haben. Fig. 8 veranschaulicht eine Konfiguration mit zwei Sätzen 110 und 112 elliptischer Luftdurchlassöffnungen 28, die in Umfangsrichtung 52 um das Mischrohr 26 angeordnet sind, wobei der erste Satz 110 Luftdurchlassöffnungen 28 axial stromaufwärts 68 des zweiten Satzes 112 Luftdurchlassöffnungen 28 liegt. In dieser Ausführungsform haben die einzelnen Luftdurchlassöffnungen 28 des ersten Satzes 110 eine Querschnittsfläche 114, die im Wesentlichen grösser als die Querschnittsfläche 114 der Luftdurchlassöffnungen 28 des zweiten Satzes 112 ist. Der grössere Querschnitt 114 der weiter stromabwärts befindlichen Luftdurchlassöffnungen 28 kann den stromabwärtigen Druckabfall ausgleichen, der über die Rohre 26 innerhalb des Luftraums 78 erfahren wird. In anderen Ausführungsformen können die Luftdurchlassöffnungen 28 eine kreisförmige, tropfenförmige oder rechteckige Querschnittsform oder eine beliebige andere Form haben. Jeder veranschaulichte Satz 110 und 112 Luftdurchlassöffnungen 28 beinhaltet mehrere Reihen 116 und 118 (z.B. zwei Reihen) von Luftdurchlassöffnungen 28, die in Umfangsrichtung 52 um das Mischrohr 26 gleichmässig voneinander beabstandet angeordnet sind, wobei die Luftdurchlassöffnungen 28 der ersten Reihe 116 in der axialen Richtung 48 und der Umfangsrichtung 52 von den Luftdurchlassöffnungen 28 in der zweiten Reihe 118 versetzt (z.B. gestaffelt) sind. In einigen Ausführungsformen können nachfolgende Reihen 118 nicht in Umfangsrichtung 52 versetzt (z.B. gestaffelt) sein, sondern können stattdessen in Umfangsrichtung mit vorhergehenden Reihen 116 von Luftdurchlassöffnungen 28 fluchten (z.B. in einer axialen Linie). In anderen Ausführungsformen können nachfolgende Reihen 118 teilweise voneinander versetzt sein. In einigen Ausführungsformen können die Luftdurchlassöffnungen 28 einen Querschnitt 114 in einem Bereich von etwa 1 mm2 bis 100 mm2, 10 mm2 bis 50 mm2, 25 mm2 bis 75 mm2 oder einer beliebigen Untergruppe dazwischen haben. Zum Beispiel können die einzelnen Luftdurchlassöffnungen 28 einen Querschnitt von 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 75, 80, 85, 90, 95 oder 100 Quadratmillimeter (n) oder einen beliebigen anderen Querschnitt haben. In der veranschaulichten Ausführungsform beinhaltet die Luftkonditioniereinrichtung 27 zwei Reihen 116 und 118 von Luftdurchlassöffnungen 28 in zwei Sätzen 110 und 112 Luftdurchlassöffnungen 28. In anderen Ausführungsformen kann die Luftkonditioniereinrichtung 271 bis 1000, 2 bis 500, 3 bis 250, 4 bis 100 oder 5 bis 25 oder mehr Sätze und Reihen von Luftdurchlassöffnungen 28 mit verschiedenen Grössen, Formen, Ausrichtungen, Mustern oder einer Kombination davon beinhalten. Zum Beispiel kann die Luftkonditioniereinrichtung 271 bis 100 Sätze verschieden grosser Luftdurchlassöffnungen 28 beinhalten, wobei jeder Satz 1 bis 100 Reihen gleich oder verschieden beabstandeter, abgewinkelter oder geformter Luftdurchlassöffnungen 28 hat. Weiter kann beispielsweise die Grösse, die Zahl und/oder der Winkel der Luftdurchlassöffnungen 28 der gleiche sein, in der axialen Richtung 48 und/oder der Umfangsrichtung 52 an jedem Mischrohr 26 entlang zunehmen und/oder abnehmen. In gewissen Ausführungsformen kann der Durchmesser der Luftdurchlassöffnungen 28 allmählich von einer Reihe zu einer weiteren am Mischrohr 26 entlang zunehmen oder abnehmen (oder abwechseln). Fig. 8 is a detailed view of the first end 94 of the mixing tube 26 of Fig. 7, illustrating an embodiment of the air conditioning device 27 (e.g., air passages 28) on a mixing tube 26. As discussed below, the air passage openings 28 may have various shapes, sizes, orientations, numbers, and configurations. 8 illustrates a configuration with two sets 110 and 112 of elliptical air passage openings 28 circumferentially disposed about the mixing tube 26, the first set of 110 air passage openings being axially upstream of the second set of 112 air passage openings. In this embodiment, the individual air passage openings 28 of the first set 110 have a cross-sectional area 114 which is substantially larger than the cross-sectional area 114 of the air passage openings 28 of the second set 112. The larger cross-section 114 of the downstream air passage openings 28 may compensate for the downstream pressure drop experienced via the tubes 26 within the air space 78. In other embodiments, the air passage openings 28 may have a circular, teardrop or rectangular cross-sectional shape or any other shape. Each illustrated set 110 and 112 air passage openings 28 includes a plurality of rows 116 and 118 (eg, two rows) of air passage openings 28 spaced circumferentially 52 about the mixing tube 26 equidistantly, with the air passage openings 28 of the first row 116 in the axial direction 48 and the circumferential direction 52 are offset (eg staggered) from the air passage openings 28 in the second row 118. In some embodiments, subsequent rows 118 may not be offset (e.g., staggered) in the circumferential direction 52, but instead may be circumferentially aligned with previous rows 116 of air passage openings 28 (e.g., in an axial line). In other embodiments, subsequent rows 118 may be partially offset from each other. In some embodiments, the air passage openings 28 may have a cross-section 114 in a range of about 1 mm 2 to 100 mm 2, 10 mm 2 to 50 mm 2, 25 mm 2 to 75 mm 2, or any subgroup therebetween. For example, the individual air passage openings 28 may have a cross section of 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 75, 80, 85, 90, 95 or 100 square millimeters or any other cross section. In the illustrated embodiment, the air conditioner 27 includes two rows 116 and 118 of air passage openings 28 in two sets 110 and 112 air passage openings 28. In other embodiments, the air conditioner 271 to 1000, 2 to 500, 3 to 250, 4 to 100 or 5 to 25 or include more sets and rows of air passage openings 28 having different sizes, shapes, orientations, patterns, or a combination thereof. For example, the air conditioning device 271 may include up to 100 sets of different sized air passage openings 28, each set having 1 to 100 rows of equally or differently spaced, angled or formed air passage openings 28. Further, for example, the size, number and / or angle of the air passage openings 28 may be the same, increase and / or decrease in the axial direction 48 and / or the circumferential direction 52 along each mixing tube 26. In certain embodiments, the diameter of the air passage openings 28 may gradually increase or decrease (or alternate) from one row to another at the mixing tube 26.

[0045] Fig. 9 ist eine Ausführungsform der Luftkonditioniereinrichtung 27 (z.B. Luftdurchlassöffnungen 28) am ersten Ende 94 eines Mischrohrs 26, wobei die Luftdurchlassöffnungen 28 im Wesentlichen die gleiche Form und Querschnittsfläche 114 haben. Eine Ausführungsform von Luftdurchlassöffnungen 28 wie diese kann einen Querschnitt ausnutzen, bei dem in der axialen 48 oder Umfangsrichtung 52 ein unerheblicher Druckabfall erwartet wird. Die Luftdurchlassöffnungen 28 dieser Ausführungsform sind in sechs Reihen 116 angeordnet. Der axiale 48 Abstand zwischen den Reihen 116 ist jeweils gleich und die Luftdurchlassöffnungen 28 jeder Reihe 116 sind in Umfangs-richtung 52 um das Mischrohr 26 gleichmässig voneinander beabstandet. Ausserdem ist jede Reihe 116 in der Umfangsrichtung 52 von der nächsten Reihe 118 vollständig versetzt, d.h. gestaffelt. 9 is an embodiment of the air conditioner 27 (e.g., air passages 28) at the first end 94 of a mixing tube 26, wherein the air passage openings 28 have substantially the same shape and cross-sectional area 114. An embodiment of air passage openings 28 such as this may exploit a cross-section in which an insignificant pressure drop is expected in the axial 48 or circumferential direction 52. The air passage openings 28 of this embodiment are arranged in six rows 116. The axial spacing between the rows 116 is the same and the air passage openings 28 of each row 116 are circumferentially spaced about the mixing tube 26 in the circumferential direction 52. In addition, each row 116 in the circumferential direction 52 is completely offset from the next row 118, i. staggered.

[0046] Fig. 10 ist ein Querschnitt des Mischrohrs 26 von Fig. 9 durch Linie 10–10 von Fig. 9 . Wie veranschaulicht, sind die Luftdurchlassöffnungen 28 direkt einwärts in Richtung auf eine zentrale Achse 119 des Mischrohrs 26 ausgerichtet, wodurch eine Luftinjektion radial einwärts in das Mischrohr 26 ermöglicht wird, wie durch die Pfeile angezeigt. Wie oben besprochen, tritt die verdichtete Luft 18 über den Luftraum 78 der Brennstoff düse 12 in die Mischrohre 26 ein. Die Luft 18 wird von einem Diffusor 86 und einem Lufteinlass 70 in einer im Wesentlichen radialen Einwärtsrichtung 74 in den Luftraum 78 geleitet. Beim Eintreten der Luft 18 in die Mischrohre 26 tragen die Luftdurchlassöffnungen 28 der Luftkonditioniereinrichtung 27 zum Leiten, Verteilen und allgemeinen Konditionieren des Luftstroms in das Mischrohr 26 zur Verbesserung der Vermischung mit dem Brennstoff 22 vom Brennstoffinjektor 24 bei. In dieser Ausführungsform sind die Luftdurchlassöffnungen 28 zur radialen Achse 48 parallel und verleihen so der in die Mischrohre 26 eintretenden Luft 18 keine Drallbewegung. FIG. 10 is a cross-section of the mixing tube 26 of FIG. 9 through line 10-10 of FIG. 9. FIG. As illustrated, the air ports 28 are aligned directly inwardly toward a central axis 119 of the mixing tube 26, thereby allowing air injection radially inwardly into the mixing tube 26, as indicated by the arrows. As discussed above, the compressed air 18 enters the mixing tubes 26 via the air space 78 of the fuel nozzle 12. The air 18 is directed into the headspace 78 by a diffuser 86 and an air inlet 70 in a substantially radial inward direction 74. As the air 18 enters the mixing tubes 26, the air passage openings 28 of the air conditioning device 27 for conducting, distributing, and generally conditioning the air flow into the mixing tube 26 to enhance mixing with the fuel 22 from the fuel injector 24. In this embodiment, the air passage openings 28 are parallel to the radial axis 48 and thus impart no swirling motion to the air 18 entering the mixing tubes 26.

[0047] Fig. 11 ist ein Querschnitt des Mischrohrs 26 von Fig. 9 durch Linie 11–11 von Fig. 9 . Die Luftdurchlassöffnungen 28 sind, wie von den Pfeilen veranschaulicht, radial einwärts hin zur zentralen Achse 119 des Mischrohrs 26, aber davon versetzt, ausgerichtet. Das heisst, die Luftdurchlassöffnungen 28 sind allgemein relativ zur radialen Achse 50 abgewinkelt, wie von einem Winkel 120 angedeutet wird, so dass die Luftdurchlassöffnungen 28 in der Umfangsrichtung 52 um die zentrale Achse 119 des Rohrs 26 einen Drallstrom verleihen. Wie veranschaulicht, ist der Winkel 120 der Luftdurchlassöffnung 28 in Bezug auf die radiale Achse 50 grösser als null. Der Winkel 120 einzelner Luftdurchlassöffnungen 28 kann im Bereich zwischen etwa 0 und 45 Grad, 0 und 30 Grad, 15 und 45 Grad, 15 und 30 Grad oder in einer beliebigen Untergruppe dazwischen liegen. Zum Beispiel kann der Winkel 120 einiger Luftdurchlassöffnungen 285, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40 oder 45 Grad betragen oder ein beliebiger anderer Winkel sein und der Winkel 120 anderer Luftdurchlassöffnungen 28 kann 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40 oder 45 Grad betragen oder ein beliebiger anderer Winkel sein. In einigen Ausführungsformen können die Luftdurchlassöffnungen 28 konfiguriert sein, um der Luft im Uhrzeigersinn Drall zu verleihen, während andere Luftdurchlassöffnungen 28 konfiguriert sein können, um die Luft entgegen dem Uhrzeigersinn Drall zu verleihen. Diese Variation kann auf der Basis der Umfangslage des einzelnen Mischrohrs 26 in Bezug auf den Lufteinlass 70 der Brennstoffdüse 12 erfolgen, um den Strom verdichteter Luft 18 im Luftraum 78 der Brennstoffdüse 12 besser zu erfassen. FIG. 11 is a cross-section of the mixing tube 26 of FIG. 9 through line 11-11 of FIG. 9. FIG. The air passage openings 28 are, as illustrated by the arrows, radially inwardly toward the central axis 119 of the mixing tube 26, but offset from it. That is, the air passage openings 28 are generally angled relative to the radial axis 50, as indicated by an angle 120, so that the air passage openings 28 in the circumferential direction 52 around the central axis 119 of the tube 26 impart a swirling current. As illustrated, the angle 120 of the air passage opening 28 with respect to the radial axis 50 is greater than zero. The angle 120 of individual air passages 28 may be in the range of between about 0 and 45 degrees, 0 and 30 degrees, 15 and 45 degrees, 15 and 30 degrees, or any subgroup therebetween. For example, the angle 120 of some air passage openings 285, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, or 45 degrees may be any other angle, and the angle 120 of other air passage openings 28 may be 5, 10, 15, 20, 25 , 30, 40 or 45 degrees or be any other angle. In some embodiments, the air passage openings 28 may be configured to impart clockwise twist to the air, while other air passage openings 28 may be configured to impart counter-clockwise air to the air. This variation may be based on the circumferential location of the individual mixing tube 26 with respect to the air inlet 70 of the fuel nozzle 12 to better detect the flow of compressed air 18 in the air space 78 of the fuel nozzle 12.

[0048] Fig. 12 ist ein Querschnitt des Mischrohrs 26 von Fig. 9 durch Linie 12–12 von Fig. 9 . Wie von den Pfeilen veranschaulicht, sind die Luftdurchlassöffnungen 28 radial einwärts hin zur zentralen Achse 119 des Mischrohrs 26, aber davon versetzt, ausgerichtet. Das heisst, die Luftdurchlassöffnungen 28 sind allgemein relativ zur radialen Achse 50 abgewinkelt, wie von dem Winkel 120 angedeutet wird, so dass die Luftdurchlassöffnungen 28 in der Umfangsrichtung 52 um die zentrale Achse 119 des Rohrs 26 einen Drallstrom verleihen. Im Gegensatz zu Fig. 11 ist der Winkel 120 der Luftdurchlassöffnungen 28 in Fig. 12 grösser, um einen stärkeren Drallstrom bereitzustellen. Das heisst, der Winkel 120 der Luftdurchlassöffnung 28 in Bezug auf eine radiale Achse 50 ist ein grösserer Wert als der Winkel 120 in Fig. 11 . Zum Beispiel kann der Winkel 120 der Luftdurchlassöffnungen 28 im Bereich zwischen etwa 45 und 90 Grad, 60 und 90 Grad, 45 und 75 Grad oder 60 und 75 Grad oder in einer beliebigen Untergruppe dazwischen liegen. Es wird auch erörtert, dass einzelne Luftdurchlassöffnungen 28 innerhalb eines Satzes Luftdurchlassöffnungen 28 mit verschiedenen Winkeln 120 konfiguriert sein können, um den Strom verdichteter Luft 18 innerhalb der Brennstoffdüse 12 spezifisch anzupassen. Zum Beispiel können Mischrohre 26, die in einigen Ausführungsformen innerhalb der Brennstoffdüse 12 an Stellen eingebaut sind, die radial weiter aussen und näher am Lufteinlass 70 liegen, konfiguriert sein, so dass sie Luftdurchlassöffnungen 28 haben, die grössere Winkel 120 als die Luftdurchlassöffnungen an Mischrohren 26 haben, die innerhalb der radial weiter einwärts liegenden Stellen innerhalb der Brennstoffdüse 12, weiter vom Lufteinlass 70 weg, liegen. In einigen Ausführungsformen können Luftdurchlassöffnungen 28 an den Mischrohren 26 abgewinkelt sein, so dass sie die Luft in Richtungen mit einer axialen 48 Komponente leiten. Das heisst, die Luftdurchlassöffnung 28 kann für noch grössere Kontrolle über den Strom verdichteter Luft 18 innerhalb der Mischrohre 26 so konfiguriert sein, dass sie die verdichtete Luft in einer Richtung mit einer stromabwärtigen 66 oder stromaufwärtigen 68 Komponente leitet. Diese Variationen in der Winkelkonfiguration der Luftdurchlassöffnungen 28 kann Schwankungen des Flusses verdichteter Luft innerhalb des Mischrohrs 26, Schwankungen der Feinverteilung von eingespritztem Brennstoff 22 von den Brennstoffinjektoren 24 oder andere variierende Bedingungen der Umgebung innerhalb der Brennstoffdüse 12 ausgleichen, welche die Gleichmässigkeit des Brennstoff-Luft-Gemischs 30 beeinträchtigen können. FIG. 12 is a cross-section of the mixing tube 26 of FIG. 9 through line 12-12 of FIG. 9. FIG. As illustrated by the arrows, the air passage openings 28 are aligned radially inwardly toward the central axis 119 of the mixing tube 26 but offset therefrom. That is, the air passage openings 28 are generally angled relative to the radial axis 50, as indicated by the angle 120, so that the air passage openings 28 in the circumferential direction 52 around the central axis 119 of the tube 26 impart a swirling current. In contrast to FIG. 11, the angle 120 of the air passage openings 28 in FIG. 12 is larger in order to provide a stronger swirl flow. That is, the angle 120 of the air passage opening 28 with respect to a radial axis 50 is greater than the angle 120 in FIG. 11. For example, the angle 120 of the air passage openings 28 may range between about 45 and 90 degrees, 60 and 90 degrees, 45 and 75 degrees, or 60 and 75 degrees or any subgroup therebetween. It is also discussed that individual air passage openings 28 may be configured within a set of air passage openings 28 having different angles 120 to specifically adjust the flow of compressed air 18 within the fuel nozzle 12. For example, mixing tubes 26, which in some embodiments are incorporated within the fuel nozzle 12 at locations that are radially farther and closer to the air inlet 70, may be configured to have air passages 28 that are greater in angle 120 than the air passages on mixing tubes 26 that are within the radially inward locations within the fuel nozzle 12, farther away from the air inlet 70. In some embodiments, air passage openings 28 may be angled at the mixing tubes 26 to direct the air in directions having an axial component 48. That is, for even greater control over the flow of compressed air 18 within the mixing tubes 26, the air passage opening 28 may be configured to direct the compressed air in one direction with a downstream 66 or upstream 68 component. These variations in the angular configuration of the air passages 28 may compensate for variations in the flow of compressed air within the mixing tube 26, variations in the distribution of injected fuel 22 from the fuel injectors 24, or other varying conditions of the environment within the fuel nozzle 12 which may affect the uniformity of the fuel-air flow. Mixture 30 can affect.

[0049] Die Figuren 13 – 16 sind Perspektivansichten der Brennstoffdüse 12, die eine Reihe von Schritten eines Verfahrens zum Entfernen von wenigstens einem Mischrohr 26 gemäss gewissen Ausführungsformen veranschaulichen. Wie in Fig. 13 veranschaulicht, ist die Mehrrohrbrennstoffdüse 12 vom Kopfende 56 der Brennkammer 16 entfernt und mit der Endabdeckungsbaugruppe 58 gekoppelt. Die Endabdeckungsbaugruppe 58 mit Brennstoffeinlass 62 ist mit der Stützkonstruktion 82 und der Kappenseitenbaugruppe 60 gekoppelt veranschaulicht. Um die Mischrohre 26 freizulegen, wie in Fig. 14 gezeigt, wird die Endabdeckungsbaugruppe 58 von der Stützkonstruktion 82 und der Kappenseitenbaugruppe 60 getrennt. Fig. 14 zeigt die Brennstoffinjektoren 24 auf, die mit der Endabdeckungsbaugruppe 58 der Brennstoffdüse 12 gekoppelt sind. Als nächstes wird, wie in Fig. 15 gezeigt, die Halteplatte 84 von der Kappenseitenbaugruppe 60 entfernt, indem die Halteplatte 84 in einer Stromaufwärtsrichtung 68 vom zweiten Ende 96 zum ersten Ende 94 der Mischrohre 26 an den Mischrohren 26 entlang geschoben wird. Wie in Fig. 16 gezeigt, können dann die Mischrohre 26 aus ihrer Lage an der Kappenseitenbaugruppe 60 entfernt werden. Das Entfernen von einem oder mehreren Mischrohren 26 kann die Überprüfung, das Ersetzen, die Reparatur oder beliebige andere Zwecke ermöglichen, die sich im Verlauf der Herstellung, der Montage und des Betriebs der Brennstoffdüse 12 zeigen. Der Einbau von Mischrohren 26 wird durch Befolgen der in den Fig. 13 bis 16 veranschaulichten Schritte in umgekehrter Reihenfolge erreicht. Das eine oder die mehreren Mischrohre 26 können nämlich an der Kappenseitenbaugruppe 60 (Fig. 16 ) in ihre Sollage eingesetzt werden, dann kann die Halteplatte 84 durch Aufschieben über die Mischrohre 26 vom ersten Ende 94 zum zweiten Ende 96, bis die Rohre 26 mit der Kappenseitenbaugruppe 60 und/oder der Prallplatte 92 (Fig. 15 ) bündig sind, eingebaut werden. Die Stützkonstruktion 82 wird dann mit der Endabdeckungsbaugruppe 58 gekoppelt, indem die Mischrohre 26 auf ihre jeweiligen Brennstoffinjektoren 24 (Fig. 14 ) ausgerichtet werden. Die zusammengebaute Brennstoffdüse 12 (Fig. 13 ) kann dann in das Kopfende 56 der Brennkammer 12 eingebaut werden. FIGS. 13-16 are perspective views of the fuel nozzle 12 illustrating a series of steps of a method of removing at least one mixing tube 26 according to certain embodiments. As illustrated in FIG. 13, the multi-tube fuel nozzle 12 is removed from the head end 56 of the combustor 16 and coupled to the end cover assembly 58. The fuel inlet end cap assembly 58 is illustrated coupled to the support structure 82 and the cap side assembly 60. To expose the mixing tubes 26, as shown in FIG. 14, the end cap assembly 58 is separated from the support structure 82 and the cap side assembly 60. FIG. 14 shows the fuel injectors 24 coupled to the end cover assembly 58 of the fuel nozzle 12. Next, as shown in FIG. 15, the holding plate 84 is removed from the cap side assembly 60 by sliding the holding plate 84 in an upstream direction 68 from the second end 96 to the first end 94 of the mixing tubes 26 along the mixing tubes 26. As shown in FIG. 16, the mixing tubes 26 may then be removed from their location on the cap side assembly 60. The removal of one or more mixing tubes 26 may facilitate inspection, replacement, repair, or any other purpose that may be exhibited during the manufacture, assembly, and operation of the fuel nozzle 12. The installation of mixing tubes 26 is accomplished by following the steps illustrated in Figs. 13-16 in reverse order. Namely, the one or more mixing tubes 26 can be inserted into the cap side assembly 60 (FIG. 16) in its desired position, then the holding plate 84 by sliding over the mixing tubes 26 from the first end 94 to the second end 96 until the tubes 26 with the Cap side assembly 60 and / or the baffle plate 92 (Fig. 15) are flush mounted. The support structure 82 is then coupled to the end cover assembly 58 by aligning the mixing tubes 26 with their respective fuel injectors 24 (Figure 14). The assembled fuel nozzle 12 (FIG. 13) may then be installed in the head end 56 of the combustor 12.

[0050] Technische Ergebnisse der offenbarten Ausführungsformen beinhalten Systeme und Verfahren zum Verbessern der Vermischung der Luft und des Brennstoffs innerhalb von Mehrrohrbrennstoffdüsen 12 eines Gasturbinensystems. Speziell ist die Brennstoffdüse 12 mit mehreren Mischrohren 26 bestückt, die Luftdurchlassöffnungen 28 (z.B. Luftkonditioniereinrichtung 27) haben, durch welche verdichtete Druckluft 18, die in die Brennstoffdüse 12 eintritt, geleitet wird und sich mit Brennstoff 22 vermischt, der von mehreren Brennstoffinjektoren 24 eingespritzt wird. Die Luftdurchlassöffnungen 28 können mit verschiedenen Formen, Grössen, räumlichen Anordnungen konfiguriert sein und konfiguriert sein, um die Luft in verschiedenen Winkeln zu leiten. Die schwankenden Drücke von Luft 18 und Brennstoff 22 unter den mehreren Brennstoffinjektoren 24 in der Mehrrohrbrennstoffdüse 12 ausgleichend, erhöht diese spezifische Anpassung die Vermischung und Gleichmässigkeit. Die erhöhte Vermischung der Luft 18 und des Brennstoffs 22 erhöht die Flammenstabilität innerhalb der Brennkammer 16 und reduziert die Menge unerwünschter Benachbart zuprodukte der Verbrennung. Das Verfahren zum Entfernen und Einbauen der einzelnen Mischrohre 26 ermöglicht die kosteneffektive und -effiziente Reparatur der Brennstoffdüse 12. Technical results of the disclosed embodiments include systems and methods for improving the mixing of air and fuel within multi-tube fuel nozzles 12 of a gas turbine system. Specifically, the fuel nozzle 12 is equipped with a plurality of mixing tubes 26 having air passage openings 28 (eg, air conditioner 27) through which compressed compressed air 18 entering the fuel nozzle 12 is directed and mixed with fuel 22 injected from a plurality of fuel injectors 24 , The air passage openings 28 may be configured with various shapes, sizes, spatial arrangements, and configured to direct the air at various angles. Balancing the fluctuating pressures of air 18 and fuel 22 among the plurality of fuel injectors 24 in the multi-tube fuel nozzle 12, this specific adjustment increases mixing and uniformity. The increased mixing of the air 18 and the fuel 22 increases the flame stability within the combustion chamber 16 and reduces the amount of undesirable adjacent combustion products. The method of removing and installing the individual mixing tubes 26 enables cost-effective and efficient repair of the fuel nozzle 12.

[0051] In der vorliegenden Offenbarung werden oben zwar einige typische Grössen und Abmessungen vorgesehen, es ist aber zu beachten, dass die verschiedenen Bauteile der beschriebenen Brennkammer massstäblich vergrössert oder verkleinert werden können und auch individuell auf diverse Brennkammertypen und diverse Anwendungen angepasst werden können. Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele zur Offenbarung von Ausführungsformen der Erfindung, einschliesslich der besten Art der Ausführung, und auch, um einer Fachperson die Ausübung der Erfindung zu ermöglichen, einschliesslich der Herstellung und Benutzung jedweder Vorrichtungen oder Systeme und der Durchführung eingebundener Verfahren. Der patentfähige Umfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele beinhalten, die fachkundigen Personen einfallen werden. Es ist vorgesehen, dass derartige weitere Beispiele in den Umfang der Ansprüche fallen, wenn sie strukturelle Elemente haben, die sich nicht von der wörtlichen Sprache der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden von den wörtlichen Sprachen der Ansprüche beinhalten. In the present disclosure, although some typical sizes and dimensions are provided above, it should be noted that the various components of the combustion chamber described can be scaled up or down and also individually adapted to various types of combustors and various applications. This written description uses examples to disclose embodiments of the invention, including the best mode of execution, and also to enable any person skilled in the art to practice the invention, including making and using any devices or systems and performing integrated methods. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that will occur to those skilled in the art. It is intended that such further examples fall within the scope of the claims if they have structural elements that do not differ from the literal language of the claims, or if they include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal languages of the claims.

[0052] Ein System beinhaltet eine Mehrrohrbrennstoffdüse. Die Mehrrohrbrennstoffdüse beinhaltet mehrere Rohre. Jedes Rohr hat ein erstes Ende, ein zweites Ende und eine um einen zentralen Durchgang angeordnete ringförmige Wand. Das erste Ende ist zur Anordnung um einen Brennstoffinjektor konfiguriert. Jedes Rohr beinhaltet auch eine Luftkonditioniereinrichtung mit mehreren Luftdurchlassöffnungen, die benachbart zu dem ersten Ende angeordnet sind. Die mehreren Luftdurchlassöffnungen verlaufen durch die Wand in den zentralen Durchgang. A system includes a multi-tube fuel nozzle. The multi-tube fuel nozzle includes several tubes. Each tube has a first end, a second end, and an annular wall disposed about a central passage. The first end is configured to be arranged around a fuel injector. Each tube also includes an air conditioning device having a plurality of air passage openings disposed adjacent to the first end. The plurality of air passage openings pass through the wall into the central passage.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

[0053] <tb>10<SEP>Gasturbinensystem <tb>12<SEP>Brennstoffdüse <tb>14<SEP>Brennstoffzufuhr <tb>16<SEP>Brennkammer <tb>18<SEP>verdichtete Luft <tb>20<SEP>Verdichter <tb>22<SEP>Brennstoff <tb>24<SEP>Brennstoffinjektor <tb>26<SEP>Mischrohre <tb>27<SEP>Luftkonditioniereinrichtung <tb>28<SEP>Luftdurchlassöffnung <tb>30<SEP>Brennstoff-Luft-Gemisch <tb>32<SEP>unter Druck stehende Abgase <tb>34<SEP>Turbine <tb>36<SEP>Welle <tb>38<SEP>Abgasauslass <tb>40<SEP>Luft <tb>42<SEP>Lufteintritt <tb>44<SEP>Last <tb>46<SEP>Brennraum <tb>48<SEP>axial <tb>50<SEP>radial <tb>52<SEP>in Umfangsrichtung <tb>54<SEP>Längsachse <tb>56<SEP>Kopfende <tb>58<SEP>Endabdeckungsbaugruppe <tb>60<SEP>Kappenseitenbaugruppe <tb>62<SEP>Brennstoffeinlass in der Endabdeckung <tb>64<SEP>Brennstoffräum in der Endabdeckung <tb>66<SEP>Stromabwärtsrichtung <tb>68<SEP>Stromaufwärtsrichtung <tb>70<SEP>Lufteinlass <tb>72<SEP>Ringraum <tb>74<SEP>Auskleidung <tb>76<SEP>Strömungshülle <tb>78<SEP>Luftraum <tb>80<SEP>Übergangsstück <tb>82<SEP>Stützkonstruktion <tb>84<SEP>Halteplatte <tb>86<SEP>Diffusor <tb>88<SEP>radial einwärts gehende Richtung <tb>90<SEP>radial nach aussen <tb>92<SEP>Prallplatte <tb>94<SEP>erstes Ende des Mischrohrs <tb>96<SEP>zweites Ende des Mischrohrs <tb>98<SEP>zentraler Mischrohrdurchgang <tb>100<SEP>axiale Feder <tb>102<SEP>radiale Feder <tb>103<SEP>ringförmige Wand des Brennstoffinjektors <tb>104<SEP>innerer Brennstoffdurchgang des Brennstoffinjektors <tb>106<SEP>Brennstoffdurchlassöffnungen am Brennstoffinjektor <tb>108<SEP>abgeschrägter Teil <tb>109<SEP>Spitze des Brennstoffinjektors <tb>110<SEP>erster Satz Luftdurchlassöffnungen <tb>112<SEP>zweiter Satz Luftdurchlassöffnungen <tb>114<SEP>Luftdurchlassöffnungsquerschnitt <tb>116<SEP>erste Reihe von Luftdurchlassöffnungen <tb>118<SEP>zweite Reihe von Luftdurchlassöffnungen <tb>120<SEP>Winkel[0053] <Tb> 10 <September> Gas Turbine System <Tb> 12 <September> fuel <Tb> 14 <September> fuel supply <Tb> 16 <September> combustion chamber <tb> 18 <SEP> compressed air <Tb> 20 <September> compressor <Tb> 22 <September> Fuel <Tb> 24 <September> fuel injector <Tb> 26 <September> mixing tubes <Tb> 27 <September> type air conditioner <Tb> 28 <September> air passage opening <Tb> 30 <September> fuel-air mixture <tb> 32 <SEP> pressurized exhaust gases <Tb> 34 <September> Turbine <Tb> 36 <September> wave <Tb> 38 <September> exhaust outlet <Tb> 40 <September> Air <Tb> 42 <September> Air Intake <Tb> 44 <September> Last <Tb> 46 <September> combustion chamber <Tb> 48 <September> axial <Tb> 50 <September> radially <tb> 52 <SEP> in the circumferential direction <Tb> 54 <September> longitudinal axis <Tb> 56 <September> headboard <Tb> 58 <September> end cover assembly <Tb> 60 <September> cap side assembly <tb> 62 <SEP> Fuel inlet in the end cover <tb> 64 <SEP> Fuel space in the end cap <Tb> 66 <September> downstream direction <Tb> 68 <September> upstream direction <Tb> 70 <September> air intake <Tb> 72 <September> annulus <Tb> 74 <September> lining <Tb> 76 <September> flow envelope <Tb> 78 <September> airspace <Tb> 80 <September> transition piece <Tb> 82 <September> support structure <Tb> 84 <September> retaining plate <Tb> 86 <September> diffuser <tb> 88 <SEP> radially inward direction <tb> 90 <SEP> radially outward <Tb> 92 <September> Flapper <tb> 94 <SEP> first end of the mixing tube <tb> 96 <SEP> second end of the mixing tube <tb> 98 <SEP> central mixing tube passage <tb> 100 <SEP> axial spring <tb> 102 <SEP> radial spring <tb> 103 <SEP> annular wall of the fuel injector <tb> 104 <SEP> Inner fuel passage of the fuel injector <tb> 106 <SEP> Fuel passage openings on the fuel injector <tb> 108 <SEP> beveled part <tb> 109 <SEP> Tip of the fuel injector <tb> 110 <SEP> first set of air vents <tb> 112 <SEP> second set of air vents <Tb> 114 <September> air passage opening cross-section <tb> 116 <SEP> first row of air vents <tb> 118 <SEP> second row of air vents <Tb> 120 <September> Angle

Claims

A system comprising: a multi-tube fuel nozzle, comprising: a plurality of tubes, each tube having a first end, a second end, an annular wall disposed about a central passage, the first end configured to be disposed about a fuel injector, and an air conditioning device having a plurality of air passage openings disposed adjacent to the first end, the plurality of air passage openings extending through the wall into the central passage.

2. The system of claim 1, wherein the plurality of air passage openings are circumferentially arranged around the annular wall and / or wherein the plurality of air passage openings comprises a first set of air passage openings and a second set of air passage openings, the second set of air passage openings being located relative to the first end downstream of the first set of air passage openings.

3. The system of claim 2, wherein a first total cross section of each air passage opening of the first set of air passage openings is larger than a second total cross section of each air passage opening of the second set of air passage openings.

4. The system of claim 1, wherein the first set of air passage openings comprises a first row and a second row of air passage openings arranged circumferentially around the annular wall and the first row of air passage openings in a circumferential direction to the second row of Air outlet openings is offset, and / or wherein the first set of air passage openings is configured to guide the air flow in a radial direction into the central passage.

5. The system of claim 1, wherein the second set of air passage openings comprises a third row and a fourth row of air passage openings arranged circumferentially around the annular wall and the third row of air passage openings in the circumferential direction to the fourth row of Air outlet openings is offset, and / or wherein the second set of air passage openings is configured to guide the air with a swirling motion about a central axis of the central passage.

The system of claim 1, wherein the plurality of air vents have multiple sizes, shapes, angles, pitches, or any combination thereof.

7. The system of claim 1, wherein each tube of the plurality of tubes is configured to obtain an equal distribution of airflow over the air conditioning device.

8. The system of claim 1, comprising a gas turbine or combustor with the multi-tube fuel nozzle.

9. System comprising: a combustor end cover assembly, a multi-tube fuel nozzle coupled to the combustor end cover assembly, comprising: a holding plate and a plurality of tubes disposed between the end cover assembly and the support plate, each tube having: a first end adjacent to the end cover assembly, a second end adjacent to the retaining plate, an annular wall disposed about a central passage, the first end configured to be disposed about a fuel injector, and an air conditioning device having a plurality of air passage openings disposed adjacent to the first end, the plurality of air passage openings extending through the wall into the central passage.

10. The system of claim 9, wherein each tube of the plurality of tubes is configured to be individually removed from or installed between the end cover assembly and the retainer plate, and / or wherein the retainer plate is configured to be removed from the multi-tube fuel nozzle after removal of the end cover assembly by sliding the retainer plate on the plurality of tubes from the first end to the second end of each tube.