JP2001317371A - タービンエンジンに冷却空気を供給する方法及び装置 - Google Patents

タービンエンジンに冷却空気を供給する方法及び装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービンエンジンの作動中、冷却システ
ム内部における燃料ガム付着物を減少させるため、選択
的に作動可能な冷却空気冷却システム（４０）。 【解決手段】 冷却システムは、再循環ループと流体連
通する少なくとも３つの熱交換器（５０、５２、５４）
を含む再循環ループ（４６）を含む。第１の熱交換器は
ガスタービンエンジンに供給される冷却空気（４２）を
冷却する。第２の熱交換器は、第１の熱交換器から出た
流体が第３の熱交換器に入る前にファン排気（４３）に
よって流体を冷却する。第３の熱交換器は燃焼器の主燃
料流れ（４４）を使用して、再循環ループ内を循環して
いる流体を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、ター
ビンエンジンに関し、特にタービンエンジンの冷却シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジンは、通常、多段軸
流圧縮機と燃焼器とタービンとを含む。圧縮機に入った
気流は圧縮され、燃焼器へ導かれ、そこで燃料と混合・
点火され、タービンの駆動に使用される高温燃焼ガスを
生成する。高温燃焼ガスがタービンに流入すると、通
常、圧縮空気はタービンの冷却回路を通過するように流
れ、タービンを冷却するために使用される。
【０００３】圧縮機の抽気はタービン冷却回路の冷却空
気の供給源として使用される場合が多い。しかし、圧縮
機から冷却空気を取り出すことにより、ガスタービンエ
ンジン全体の性能に影響が出ることもある。エンジン性
能の低下をできる限り少なくするため、冷却システムは
熱交換器を通って流れる燃料を利用して、圧縮機の抽気
から熱を吸収する。燃料が圧縮機の抽気から熱を吸収す
るにつれて、抽気の温度は低下し、エンジン冷却気流に
課される要求が軽減されるので、エンジン性能の損失は
減少する。
【０００４】しかし、燃料が加熱されると、熱交換器を
通して燃料を搬送するために使用されている配管類の内
部に多くは炭素、ガム状物質及びコークスの付着物が形
成される。時が経つにつれて、そのような付着物は凝集
して個々の配管の流通を阻害し、その結果、熱交換器に
おける燃料圧力の損失を増加させ、熱伝導性能を低下さ
せる。熱伝導性能が低下すると、圧縮機の抽気から吸収
されるべき熱の量は少なくなり、圧縮機の抽気を受け入
れるタービンの構成要素の冷却効率は悪化する。その結
果、それらの構成要素は低サイクル疲れ（ＬＣＦ）、応
力及び熱応力を受けやすくなる。更に、タービンの構成
要素は有効に冷却されなくなるので、エンジン全体の寿
命も短くなってしまう。
【０００５】
【発明の概要】一実施形態では、ガスタービンエンジン
の作動中、冷却システムは冷却システム内部における燃
料ガム付着物を減少させ、冷却空気をガスタービンエン
ジンに供給する。冷却システムは、再循環ループと流体
連通する複数の熱交換器を含む再循環ループを含む。第
１の熱交換器は、ガスタービンエンジンにより使用され
る冷却空気を冷却するために熱伝導流体を使用する空気
／蒸気熱交換器である。第２の熱交換器は、エンジンフ
ァン空気を使用して、再循環ループ内を循環している熱
伝導流体を冷却する空気／蒸気熱交換器である。第３の
熱交換器は、燃焼器の主燃料流れをヒートシンクとして
使用して、再循環ループ内を循環している熱伝導流体を
冷却する蒸気／燃料熱交換器である。冷却システムは、
ガスタービンエンジンが作動しているときに燃料ガム付
着物を減少させ且つガスタービンエンジンに冷却空気を
供給するために選択的に作動可能である。熱伝導流体か
ら燃料流れへの熱の伝導を制御して、燃料ガム付着物を
減少させるために、第３の熱交換器を通る熱伝導流体の
流れはバイパスラインと弁により変更される。
【０００６】ガスタービンエンジンの作動中、冷却シス
テムは作動中の３つの熱交換器の全てと共に、燃料流れ
又はファン排気流のいずれかをヒートシンクとして使用
して作動されれば良い。あるいは、冷却システムは、第
３の熱交換器をバイパスし、ファン排気流をヒートシン
クとして使用して作動されても良い。第３の熱交換器の
内部で十分な付着物消散力を利用できる場合、又は温度
が燃料ガム付着物の形成に至る温度より低いままである
ように燃料の最高温度を制御することができる場合に
は、燃料をヒートシンクとして使用する。第３の熱交換
器を通過する燃料は、熱伝導流体から燃料への熱伝導を
増加させるような経路を流れる。この燃料経路を燃料が
流れた結果、燃料の流れは大きな流体乱流力及び流体せ
ん断力を発生させ、それらの力が第３の熱交換器内部に
おける燃料付着物を減少させる。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、低圧圧縮機１２と、高圧
圧縮機１４と、燃焼器１６とを含むガスタービンエンジ
ン１０の概略図である。エンジン１０は高圧タービン１
８と、低圧タービン２０とを更に含む。低圧圧縮機１２
と低圧タービン２０とは第１の軸２１により結合され、
高圧圧縮機１４と高圧タービン１８とは第２の軸により
結合されている。一実施形態では、ガスタービンエンジ
ン１０は、Ｇｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ａｉｒ
ｃｒａｆｔ Ｅｎｇｉｎｅｓ社（米国オハイオ州シンシ
ナティ）より市販されているＦ１１０である。
【０００８】作動する際には、空気は低圧圧縮機１２を
通って流れ、圧縮された空気は低圧圧縮機１２から高圧
圧縮機１４に供給される。高圧に圧縮された空気は燃焼
器１６へ送られる。燃焼器１６からの気流はタービン１
８及び２０を駆動し、ノズル２４を経てガスタービンエ
ンジン１０から排出される。
【０００９】図２は、ガスタービンエンジン１０と共に
使用される冷却システム４０の概略図である。冷却シス
テム４０は、選択的に作動可能な間接冷却システム（Ｉ
ＣＳ）である。圧縮機の抽気４２は冷却システム４０に
より高圧圧縮機１４の中間段４１から取り出される。あ
るいは、圧縮機の抽気４２は冷却システム４０により圧
縮機１４の高圧圧縮機排気口（図示せず）から取り出さ
れる。冷却システム４０はファン排気４３と燃焼器の燃
料流れ４４をヒートシンクとして使用して、加熱された
燃料の流れを燃焼器１６に供給すると共に、低圧タービ
ン２０及びそれに関連するタービン構成要素（図示せ
ず）を冷却するために冷却された段間圧縮機抽気４２を
供給する。別の実施形態では、冷却システム４０は圧縮
機から排出される抽気４２を高圧タービン１８及びそれ
に関連するタービン構成要素（図示せず）を冷却するた
めに供給する。
【００１０】再循環ループ４６は閉ループであり、第１
の熱交換器５０と、第２の熱交換器５２と、第３の熱交
換器５４とを含む。再循環ループ４６は閉ループである
ので、補給水を使用しない。第１の熱交換器５０は空気
／蒸気熱交換器であり、圧縮機抽気４２から再循環ルー
プ４６内を循環する適切な熱伝導流体へ熱を伝達する。
一実施形態では、熱伝導流体は水とメタノールの混合物
であり、その水は実験室品質の脱イオン純水であり、メ
タノールは、ガスタービンエンジン１０が作動しておら
ず、熱伝導流体が循環していないときに熱伝導流体が凍
結するのを防止する。水の化学的性質を調整し且つ再循
環ループ４６内における腐食を防止するために、再循環
ループ４６には緩衝化合物が添加されている。別の実施
形態では、腐食を防止するために、再循環ループ４６は
金属酸化物の蒸着によって被覆されている。
【００１１】第１の熱交換器５０から出た蒸気は第２の
熱交換器５２へ直接導かれる。ここで使用する一般的な
用語「蒸気」は、温度がシステム圧力に対して飽和温度を
越えたときに起こる２相液体／蒸気系の蒸気相、流体圧
力が熱伝導流体の臨界圧力を越え、相変化が存在しない
ときの単相超臨界流体、又は再循環ループ４６の全体又
は一部における指定圧力で飽和温度以下の液体を指す。
第２の熱交換器５２は、熱伝導流体からガスタービンエ
ンジンのファン排気４３へ熱を伝達する空気／蒸気熱交
換器である。ガスタービンエンジンのファン排気４３は
第２の熱交換器５２を通過し、熱伝導流体が第１の熱交
換器５０において圧縮機抽気４２から熱を取り出した結
果として生成された熱伝導流体から熱を取り出す。第２
の熱交換器５２は熱伝導流体からファン排気４３へ熱を
伝達するので、循環している熱伝導流体から主燃焼器燃
料流れ４４へ伝達される可能性のある熱の量は減少す
る。更に、温度が高くなれば燃料付着物の形成範囲は広
がるため、第３の熱交換器５４内部における熱伝導流体
の温度を下げることによって、燃料付着物の形成も少な
くなる。
【００１２】第２の熱交換器５２を出た蒸気は第３の熱
交換器５４へ導かれる。第３の熱交換器５４は、熱伝導
流体から燃焼器１６に供給される主燃焼器燃料流れ４４
へ熱を伝達する蒸気／燃料熱交換器である。主燃焼器燃
料流れ４４は、第３の熱交換器５４内部で使用されて、
熱伝導流体に加えられる残留熱を取り出す、すなわち、
第１の熱交換器５０からの、第２の熱交換器５２により
ファン排気４３に伝達されなかった熱を取り出すヒート
シンクである。従って、第３の熱交換器５４は再循環ル
ープ４６の内部に全体的な熱均衡を成立させる。第３の
熱交換器５４は第１の流路（図示せず）と、第２の流路
（図示せず）とを含む。第１の流路は、熱伝導流体を第
２の熱交換器５２から第３の熱交換器５４を通して流す
複数の管（図示せず）を含む。第２の流路は、主燃焼器
燃料流れ４４を第３の熱交換器５４を通過させ、熱伝導
流体を搬送している第１の流路の複数の流体管を通過す
るように流す。一実施形態では、第３の熱交換器の第２
の流路に入る燃料流れ４４の量を変化させるために、制
御弁５８を使用する。第３の熱交換器５４及び制御弁５
８を通過する燃料流れの総量は、燃焼器１６に供給され
る総燃料流れ４４に等しい。
【００１３】第１の流路の複数の管は互いに密接するよ
うに配置されており、第２の流路を貫通する複数の燃料
路を規定する。主燃焼器燃料流れ４４がそれらの燃料路
を通って管の周囲を流れるにつれて、密接して配置され
た流路は流体乱流力及び流体せん断力を発生させる。更
に、流体乱流力及び流体せん断力によって熱伝導流体の
レイノルズ数は増加する。レイノルズ数の増加と、流体
の乱流力及びせん断力が原因となって、流体は管の外面
（図示せず）で付着物断片が形成されにくくする共に、
付着物を管から剥ぎ取る。管から離れた付着物は主燃焼
器燃料流れ４４と混合されて、燃焼器１６で燃焼する。
従って、管内部における付着物の凝集や閉塞は軽減され
る。
【００１４】再循環ループ４６は蓄圧器６０と、ポンプ
６２とを更に含む。一実施形態では、蓄圧器６０は、再
循環ループ４６のシステム圧力を維持する気体窒素充填
蓄圧器であっても良い。別の実施形態では、再循環ルー
プ４６は、再循環ループ４６のシステム圧力を維持する
ために、蓄圧器６０の内部に気体窒素の代わりにばねな
どの機械的装置（図示せず）を含む。蓄圧器６０は以下
に更に詳細に説明するように再循環ループ４６から熱エ
ネルギーを取り出す。ポンプ６２は、再循環ループ４６
内部のシステム圧力を調整できる可変速度再循環ポンプ
である。一実施形態では、モータ６４は電動機である。
別の実施形態では、モータ６４とポンプ６２は電動機６
４及びポンプ６２の代わりに燃料流れ４４により駆動さ
れ、燃料流れの圧力はガスタービンエンジン１０の内部
に配設された主燃料ポンプ６６により与えられる。
【００１５】冷却システム４０は、エンジン制御システ
ム（図示せず）に電気的に結合する冷却システム電子制
御部（図示せず）に結合している。一実施形態では、エ
ンジン制御システムは、Ｌｏｃｋｈｅｅｄ Ｍａｒｔｉ
ｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ社（米国ニューヨ
ーク州ジョンソンシティ）から入手可能なフルオーソリ
ティデジタル電子制御装置（ＦＡＤＥＣ）として知られ
ている。冷却システム電子制御部はポンプ６２の駆動を
制御すると共に、バイパス部６８を通る熱伝導流体の流
れを制御するバイパス弁６７と、第３の熱交換器５４を
避ける燃料流れ４４のバイパスを制御する制御弁５８の
作動を制御する。バイパス部６８は、第３の熱交換器５
４から出る燃料の流出温度を制限することが望ましいと
きに、再循環ループ４６内を流れている熱伝導流体の一
部又は全てに第３の熱交換器５４をバイパスさせる。す
なわち、冷却システム電子制御部はバイパス部６８によ
って再循環ループ４６の圧力と冷却用量を調整する。第
３の熱交換器５４をバイパスしても、第２の熱交換器５
２は依然として熱伝導流体の熱伝導の大半を受け持って
いる。
【００１６】ガスタービンエンジン１０は外面７２を有
するエンジンコアケーシング７０と、内面７６及び外面
７８を有するファンバイパスケーシング７４とを含む。
エンジンコアケーシング７０はガスタービンエンジン１
０の周囲に沿って延在すると共に、圧縮機１４、燃焼器
１６並びにタービン１８及び２０から延在している。フ
ァンバイパスケーシング７４はエンジンコアケーシング
７０の周囲に沿って延在し、コアケーシング７０とファ
ンバイパスケーシング７４との間に空洞部８０を規定し
ている。エンジンファン排気流れ４３は空洞部８０を通
って排気ノズル２４へ導かれる。第１の熱交換器５０は
エンジンコアケーシングの外面７２に装着され、空洞部
８０の中へ延在して、空洞部８０の内部に配設された複
数本の冷却空気管８２に結合している。従って、第１の
熱交換器５０は、第１の熱交換器へ空気を導入するため
の空気ダクトを含んでいない。第１の熱交換器５０を通
過する冷却空気の圧力降下は相対的に小さいため、エン
ジン性能が第１の熱交換器５０によって低下することは
ない。第２の熱交換器５２はファンバイパスケーシング
の内面７６に装着され、空洞部８０を横切るように延在
しているので、エンジンファン排気流れ４３は第２の熱
交換器５２を通過できる。第３の熱交換器５４はファン
バイパスケーシングの外面７８に装着されている。
【００１７】空気と燃料に対して別個の熱交換器５２及
び５４を使用しているので、第３の熱交換器５４は付着
物消散速度を高めるように最適化され、また、第２の熱
交換器５２は、第３の熱交換器５４が作動していないと
きに冷却システム４０に大きなヒートシンク容量を与え
る一方で冷却空気の圧力降下を小さく抑えるように最適
化されている。すなわち、第３の熱交換器５４は、主燃
焼器燃料流れ４４に対して燃料のせん断応力を増加させ
るために燃料のレイノルズ数を大きくするように最適化
されている。燃料の流量が多い状態でエンジンが作動し
ている間、燃料のせん断応力は第３の熱交換器の管の外
面に付着したガム状付着物を減少させる。
【００１８】ガスタービンエンジン１０の始動中及び低
電力作動中、燃料スケジュール（図示せず）に従って燃
焼器１６に供給される燃料流れ４４に対して十分な燃料
付着物消散力が存在していないと考えられる場合、冷却
システム４０は第２の熱交換器５２とファン排気流れ４
３をヒートシンクとして使用して作動されるであろう。
そのような作動条件の下では、再循環ループ４６内部の
熱伝導流体が循環されるとき、第３の熱交換器５４内部
における燃料ガム付着物の形成を防止するために、バイ
パス弁６７及びバイパス部６８を使用して流体は第３の
熱交換器５４をバイパスするように流れる。第３の熱交
換器５４に流入する主燃焼器燃料流れ４４の入口温度に
応じて、ヒートシンク容量は依然として保ったままで燃
料流れ４４の出口温度が燃料ガム付着物の形成をもたら
す温度まで上昇するのを阻止するためにバイパス弁６７
を使用してバイパス部６８を変形することができる。す
なわち、第３の熱交換器５４における燃料ガム付着物の
形成を阻止する一方で、圧縮機抽気４２の冷却を最適化
するように、熱交換器５２及び５４の作動を変化させる
ことができる。
【００１９】当初、蓄圧器６０は相対的に低い圧力に充
填される。一実施形態では、蓄圧器６０は、当初、約２
７５ｐｓｉａまで充填される。冷却システム４０が稼動
状態になると、第１の熱交換器５０内部の熱伝導流体は
初め沸騰する。蓄圧器６０は熱伝導流体の密度の更なる
変化を利用して加圧を行う。すなわち、蓄圧器６０は自
己加圧方式で作動する。やがて、再循環ループの圧力は
熱伝導流体の超臨界圧力を越えるので、定常状態作動
中、再循環ループ４６内部には単相流体が維持されるこ
とになる。始動作動中、ポンプ６２は再循環ループの圧
力と流体流れを維持する。
【００２０】冷却システム４０の作動中、再循環ループ
４６を循環している熱伝導流体は調整された圧力で循環
される。熱伝導流体の流れが調整されることで、第１、
第２及び第３の熱交換器５０、５２及び５４のそれぞれ
で適切な熱伝導が起こる。すなわち、ガスタービンエン
ジン１０が広範囲にわたる作動パワーレベルで作動して
いるとき、熱伝導流体の流量の調整と、流体バイパス部
６８を使用することによる出口燃料温度の制御と、燃料
の流量が多いときの作動中に第３の熱交換器５４内部で
発生する流体力との組み合わせが第３の熱交換器５４の
内部における燃料ガム付着物を減少させる。更に、流体
の流量が多いときに発生する流体乱流力と流体せん断力
によって、第３の熱交換器５４の管の外面（図示せず）
に形成された付着物断面は容易に管の外面から剥ぎ取ら
れ、主燃焼器燃料流れ４４と混合される。別の実施形態
では、そのような付着物が燃料ノズル（図示せず）に侵
入するのを防止するために、第３の熱交換器５４の下流
側に配設される燃料フィルタ（図示せず）を使用して付
着物を濾過しても良い。
【００２１】長い時間にわたる高パワー作動の後にエン
ジン１０が低パワー作動に戻っても、冷却システム４０
は作動したままであり、熱伝導流体はバイパス部６８を
通って第３の熱交換器５４をバイパスする。そこで、圧
縮機抽気４２は第２の熱交換器５２を通過するファン排
気４３によって冷却される。主燃焼器燃料流れ４４は第
３の熱交換器５４を流れ、冷却し続ける。従って、高温
ソークバックの問題は最小限に抑えられる。
【００２２】再循環ループ４６の圧力は、冷却システム
４０の再循環ループ４６内部で熱伝導流体の漏れが発生
した場合に、それ以上の漏れが起こり得ないほどのレベ
ルにシステム圧力が低下するまでにごく限られた量の熱
伝導流体しか漏れ出さないように調整される。エンジン
制御部は、再循環ループの圧力の損失を感知すると、タ
ービン冷却空気の事前冷却が必要でないパワー方式でエ
ンジン１０を作動させることができるようにスロットル
限界を規定する。更に、メタノールと水の混合物は通常
のエンジン作動条件の下では可燃性を示さず、また、第
３の熱交換器５４はエンジンケーシング７４の外側に装
着されているので、再循環ループ４６と関連する引火の
危険は少なくなる。その結果、燃料の漏れが発生して
も、燃料はエンジン１０の内部には導入されず、エンジ
ン１０の外にとどまる。
【００２３】図３は、エンジン１０に装着された第１の
熱交換器５０の側横断面図である。図４は、図３に示す
第１の熱交換器５０の線４−４に沿った部分横断面図で
ある。エンジンコアケーシング７０は第１の部分９０
と、それとほぼ同様の第２の部分（図示せず）とから形
成され、それら２つの部分はコアケーシング７０が周囲
方向に延在するようにスプリットラインフランジ（図示
せず）によって互いに接合されている。第１の熱交換器
５０はエンジンコアケーシングの外面７２に装着されて
おり、第１の部分９４と、それと同形の第２の部分（図
示せず）とを含む。熱交換器の第２の部分と第１の部分
は同一の構成であり、互いに結合されると、第１の熱交
換器５０はエンジンコアケーシング７０の周囲に沿って
延在する。
【００２４】第１の熱交換器５０は、エンジンコアケー
シング７０の周囲に沿って配設された熱交換器外カバー
９６を含む。熱交換器外カバー９６は複数のファスナ１
００によってエンジンコアケーシング７０に装着されて
いる。熱交換器外カバー９６と、コアケーシングの外面
７２との間に配設されているシール（図示せず）は、第
１の熱交換器５０を流れる冷却空気４２の漏れを最小限
に抑える。第１の熱交換器５０は複数の第１の開口１０
２及び複数の第２の開口１０４と流れ連通している。第
１の開口１０２は、抽気４２を第１の熱交換器５０に流
入させるように、エンジンコアケーシング７０の周囲に
沿って配設されている。第２の開口１０４は、抽気４２
を第１の熱交換器５０から流出させて、冷却空気管８２
に侵入させ、タービン２０（図１及び図２に示す）へ導
くように、熱交換器外カバー９６の周囲に沿って配設さ
れている。
【００２５】第１の熱交換器５０は、１つのスプリット
ラインに配設された第１のマニホルド１１０と、同じス
プリットラインに配設された第２のマニホルド１１２と
を更に含む。第１のマニホルド１１０と第２のマニホル
ド１１２との間には、複数の配管１１４が２路交差流パ
ターン（図示せず）を描いて延在している。
【００２６】冷却システム４０の作動中、熱伝導流体は
第１のマニホルド１１０を経て第１の熱交換器５０に入
り、配管１１４を通過し、第２のマニホルド１１２を経
て第１の熱交換器５０から出る。
【００２７】上述の冷却システムはコストの面で効果的
であり且つ信頼性も高い。ガスタービンエンジンが作動
しているとき、冷却システム内部の燃料ガム付着物を減
少させ且つガスタービンエンジンに冷却空気を供給する
ために、冷却システムは選択的に作動可能である。燃焼
器主燃料流れをヒートシンクとして使用するが、冷却シ
ステムは熱交換器の内部で有害な高温の燃料付着物が形
成されるのを防止する。
【００２８】本発明を様々な特定の実施形態に関して説
明したが、特許請求の範囲の趣旨の範囲内で変形を伴っ
て本発明を実施できることは当業者には認められるであ
ろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 ガスタービンエンジンの概略図。
【図２】 図１に示すガスタービンエンジンと共に使用
される冷却システムの概略図。
【図３】 図２に示す冷却システムと共に使用される熱
交換器の側横断面図。
【図４】 図３に示す熱交換器の線４−４に沿った部分
横断面図。
【符号の説明】
１０ ガスタービンエンジン １２ 低圧圧縮機 １４ 高圧圧縮機 １６ 燃焼器 １８ 高圧タービン ２０ 低圧タービン ４０ 冷却システム ４２ 圧縮機抽気 ４３ ファン排気 ４４ 燃料流れ ４６ 再循環ループ ５０ 第１の熱交換器 ５２ 第２の熱交換器 ５４ 第３の熱交換器 ６０ 蓄圧器 ７０ エンジンコアケーシング ７４ ファンバイパスケーシング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミッシェル・ドナルド・スミス アメリカ合衆国、オハイオ州、モロウ、ロ ーチェスター−オセオラ・ロード、5410番 (72)発明者 ジェームズ・ウィリアム・バートス アメリカ合衆国、オハイオ州、ウィルミン トン、ステート・ルート・73・ウエスト、 2440番

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 流体連通する少なくとも３つの熱交換器
    （５０、５２、５４）を含む再循環ループ（４６）を含
    み、ガスタービンエンジン（１０）と流体連通する冷却
    システム（４０）を使用してガスタービンエンジン（１
    ０）に冷却空気（４２）を供給する方法であって、 燃料（４４）が前記ガスタービンエンジン内へ噴射され
    る前に加熱され、前記ガスタービンエンジンの作動中
    に、前記熱交換器の少なくとも１つの内部で燃料ガム付
    着物が減少するように、前記再循環ループを通して流体
    を循環させる工程と、前記再循環ループ内部を循環して
    いる流体を冷却するために、前記熱交換器の少なくとも
    １つに空気を流通させる工程と、 空気が前記ガスタービンエンジンへ導かれる前に空気を
    冷却するために、前記熱交換器の少なくとも１つに空気
    を流通させる工程とから成る方法。
  2. 【請求項２】 前記複数の熱交換器（５０、５２、５
    ４）は３つの熱交換器を含み、空気を冷却するために前
    記複数の熱交換器の少なくとも１つに空気（４２）を流
    通させる工程は、前記ガスタービンエンジン（１０）に
    供給される空気を冷却するために、空気／蒸気熱交換器
    に空気を流通させる工程を更に含む請求項１記載の方
    法。
  3. 【請求項３】 前記複数の熱交換器（５０、５２、５
    ４）は３つの熱交換器を含み、前記流体を循環させる工
    程は、前記再循環ループ内部を循環している流体を冷却
    し且つ前記ガスタービンエンジン（１０）内部に配設さ
    れている燃焼器（１６）に供給される燃料を加熱するた
    めに蒸気／燃料熱交換器に燃料（４４）を流通させる工
    程を更に含む請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記ガスタービンエンジン（１０）はエ
    ンジンファンバイパスケーシング（７４）と、エンジン
    コアケーシング（７０）とを含み、前記複数の熱交換器
    （５０、５２、５４）の少なくとも１つは前記エンジン
    コアケーシングの外面（７２）に装着され、前記複数の
    熱交換器の少なくとも１つは前記エンジンファンバイパ
    スケーシングの外面（７８）に装着され、前記再循環ル
    ープ（４６）に流体を循環させる工程は、 前記エンジンファンバイパスケーシングの内部に装着さ
    れた少なくとも１つの熱交換器を通して流体を循環させ
    る工程と、 前記エンジンコアケーシングの外部に装着された少なく
    とも１つの熱交換器を通して流体を循環させる工程とを
    更に含む請求項１記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記複数の熱交換器（５０、５２、５
    ４）は３つの熱交換器を含み、前記流体を循環させる工
    程は、前記ガスタービンエンジン（１０）内へ噴射され
    る燃料（４４）の温度を少なくとも１つの熱交換器をバ
    イパスさせることにより制御する工程を更に含む請求項
    １記載の方法。
  6. 【請求項６】 ガスタービンエンジン（１０）の冷却シ
    ステム（４０）であって、前記冷却システムは、流体連
    通している少なくとも３つの熱交換器（５０、５２、５
    ４）を具備する再循環ループ（４６）を具備し、前記ガ
    スタービンエンジンが作動しているときの前記複数の熱
    交換器の少なくとも１つの内部における燃料ガム付着物
    を減少させるように構成されている冷却システム（４
    ０）。
  7. 【請求項７】 前記少なくとも３つの熱交換器（５０、
    ５２、５４）は第１の熱交換器と、第２の熱交換器と、
    第３の熱交換器とを含み、前記第１の熱交換器は空気／
    蒸気熱交換器であり、前記第２の熱交換器は空気／蒸気
    熱交換器であり、且つ前記第３の熱交換器は蒸気／燃料
    熱交換器である請求項６記載の冷却システム（４０）。
  8. 【請求項８】 前記ガスタービンエンジン（１０）は外
    面（７２）を有するエンジンコアケーシング（７０）
    と、外面（７８）を有するファンバイパスケーシング
    （７４）とを含み、前記第１の熱交換器は前記エンジン
    コアケーシングの外面に装着され、且つ前記第３の熱交
    換器は前記ガスタービンエンジンの前記ファンバイパス
    ケーシングの外面に装着されている請求項７記載の冷却
    システム（４０）。
  9. 【請求項９】 前記再循環ループ（４６）の内部では水
    とメタノールの混合物が循環されている請求項７記載の
    冷却システム（４０）。
  10. 【請求項１０】 前記再循環ループ（４６）は、加圧す
    るために前記再循環ループから熱エネルギーを取り出す
    ように構成された加圧蓄圧器（６０）を更に具備する請
    求項７記載の冷却システム（４０）。
  11. 【請求項１１】 前記再循環ループ（４６）は可変速度
    再循環ポンプ（６２）を更に具備する請求項７記載の冷
    却システム（４０）。
  12. 【請求項１２】 前記再循環ループ（４６）は前記ガス
    タービンエンジンの作動中に選択的に作動可能である請
    求項７記載の冷却システム（４０）。
  13. 【請求項１３】 前記第３の熱交換器（５４）は第１の
    流路と、第２の流路とを含み、前記第１の流路は、蒸気
    を前記第２の熱交換器（５２）から前記第３の熱交換器
    を通して流すように構成され、且つ前記第２の流路は、
    燃料を前記第１の流路の周囲を経て前記ガスタービンエ
    ンジン（１０）内部へ流すように構成されている請求項
    ７記載の冷却システム（４０）。
  14. 【請求項１４】 燃焼器（１６）と、 圧縮機（１４）と、 前記燃焼器及び前記圧縮機の下流側に配置され且つ前記
    燃焼器及び前記圧縮機と流体連通するタービン（２０）
    と、 前記燃焼器、前記圧縮機及び前記タービンと流体連通
    し、流体連通している少なくとも３つの熱交換器（５
    ０、５２、５４）を具備する再循環ループ（４６）を具
    備し、且つガスタービンエンジンが作動しているときの
    前記少なくとも３つの熱交換器の少なくとも１つの内部
    における燃料ガム付着物を減少させるように構成されて
    いる冷却システム（４０）とを具備するガスタービンエ
    ンジン（１０）。
  15. 【請求項１５】 前記冷却システムの複数の熱交換器
    （５０、５２、５４）は第１の熱交換器と、第２の熱交
    換器と、第３の熱交換器とを含み、前記第１の熱交換器
    は前記タービン（２０）と流体連通し、且つ前記第３の
    熱交換器は前記燃焼器（１６）と流体連通している請求
    項１４記載のガスタービンエンジン（１０）。
  16. 【請求項１６】 前記第１の熱交換器（５０）は、前記
    タービン（２０）に供給される空気（４２）を冷却する
    ように構成された空気／蒸気熱交換器であり、前記第２
    の熱交換器（５２）は、前記第１の熱交換器から出て、
    前記第３の熱交換器（５４）へ循環される流体を冷却す
    るように構成された空気／蒸気熱交換器であり、前記第
    ３の熱交換器は、前記再循環ループ内を循環する流体を
    冷却し且つ前記燃焼器（１６）に供給される燃料（４
    ４）を加熱するように構成された蒸気／燃料熱交換器で
    ある請求項１５記載のガスタービンエンジン（１０）。
  17. 【請求項１７】 前記冷却システムの再循環ループ（４
    ６）は可変速度再循環ポンプ（６２）を更に具備する請
    求項１５記載のガスタービンエンジン（１０）。
  18. 【請求項１８】 前記冷却システムの再循環ループ（４
    ６）は、加圧するために前記再循環ループから熱エネル
    ギーを取り出すように構成された加圧蓄圧器（６０）を
    更に具備する請求項１５記載のガスタービンエンジン
    （１０）。
  19. 【請求項１９】 前記再循環ループ（４６）の内部では
    水とメタノールの混合物が循環されている請求項１４記
    載のガスタービンエンジン（１０）。
  20. 【請求項２０】 前記再循環ループ（４６）は前記ガス
    タービンエンジンの作動中に選択的に作動可能である請
    求項１４記載のガスタービンエンジン（１０）。
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