JP2008185253A - System having reverse flow injection mechanism, and method of injecting fuel and air - Google Patents
System having reverse flow injection mechanism, and method of injecting fuel and air Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008185253A JP2008185253A JP2007018736A JP2007018736A JP2008185253A JP 2008185253 A JP2008185253 A JP 2008185253A JP 2007018736 A JP2007018736 A JP 2007018736A JP 2007018736 A JP2007018736 A JP 2007018736A JP 2008185253 A JP2008185253 A JP 2008185253A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- air
- flow
- combustor
- air injection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、逆流噴射機構を有するガスタービン燃焼器に関する。 The present invention relates to a gas turbine combustor having a backflow injection mechanism.
この節は、以下において説明し及び/又は特許請求する本発明の態様に関連すると思われる様々な技術態様を読者に紹介することを意図している。この説明は、本発明の様々な態様のより良好な理解を可能にするための背景情報を読者に提供する助けになると信じている。従って、これらの記述は、先行技術の紹介としてではなく、この観点から読むべきであることを理解されたい。 This section is intended to introduce the reader to various technical aspects that may be related to the aspects of the invention described and / or claimed below. This description is believed to help provide the reader with background information to enable a better understanding of the various aspects of the present invention. Accordingly, it should be understood that these descriptions should be read from this perspective and not as an introduction to the prior art.
ガスタービンエンジンのような燃焼エンジンは、様々な汚染排出物を発生する。例えば、汚染排出物には一般的に、炭素酸化物(COx)、窒素酸化物(NOx)、硫黄酸化物(SOx)及び粒子状物質(PM)が含まれる。これらの汚染排出物は、アメリカ合衆国及びその他の国々で厳しく規制されている。ガスタービンエンジンからのNOx排出物は、燃料及び空気を予混合することによって低減することができる。残念ながら、予混合は、定着させることが難しい不安定な火炎を生じる可能性があり、今日の最良の予混合システムでもNOx排出目標に到達することができない。これとは別の取組みは、アンモニア噴射によるNOxの選択的触媒還元(SCR)法である。残念ながら、SCR法は比較的高価である。
従って、ガスタービン燃焼器からのNOx排出物のような汚染排出物を低減するための方法の改善が必要とされている。 Accordingly, there is a need for improved methods for reducing pollutant emissions, such as NOx emissions from gas turbine combustors.
最初に特許請求した発明とその範囲が一致している幾つかの態様について以下に説明する。これらの態様は、本発明が採り得る幾つかの形態の簡単な概要を単に読者に示すためだけに提示したものであり、これらの態様は、本発明の技術的範囲を限定しようとするものではないことを理解されたい。実際には、本発明は、以下に記載しない場合もある多様な態様を包含することができる。 Several embodiments whose scope is consistent with the originally claimed invention are described below. These aspects are presented merely to give the reader a brief overview of some of the forms that the invention can take, and these aspects are not intended to limit the scope of the invention. I want you to understand. Indeed, the invention may encompass a variety of aspects that may not be set forth below.
特定の実施形態によると、本システムは、逆流噴射機構を含む。逆流噴射機構は、燃料及び空気噴射開口に至る燃料及び空気通路を含む燃料−空気噴射機構を有し、燃料及び空気噴射開口は、ガスタービン燃焼器のほぼ長手方向流れ軸線に対してオフセンタ位置にかつほぼ逆流方向に配置される。 According to certain embodiments, the system includes a back-flow injection mechanism. The reverse flow injection mechanism includes a fuel-air injection mechanism that includes a fuel and air passage leading to a fuel and air injection opening, the fuel and air injection opening being in an off-center position with respect to a substantially longitudinal flow axis of the gas turbine combustor. And it arrange | positions in a substantially reverse flow direction.
他の実施形態によると、本システムは、燃焼ライナを有するガスタービン燃焼器を含む。燃焼ライナは、加圧空気入口を有する外側ケーシング、燃焼出口を有する内側ケーシング、内側及び外側ケーシング間でかつ該内側及び外側ケーシングに沿って延びる空気循環通路、並びに滞留域から燃焼出口まで延びるほぼ長手方向流れ軸線を含む。ガスタービン燃焼器はまた、ほぼ長手方向の流れ軸線に対してほぼオフセンタ逆流構成で滞留域の下流の燃焼ライナ内に配置された逆流噴射機構を含む。逆流噴射機構は、燃焼ライナを貫通して複数の燃料噴射開口まで延びる1つ又はそれ以上の燃料通路と、内側ケーシングを貫通して空気循環通路から複数の空気噴射開口まで延びる1つ又はそれ以上の空気通路とを含む。 According to another embodiment, the system includes a gas turbine combustor having a combustion liner. The combustion liner includes an outer casing having a pressurized air inlet, an inner casing having a combustion outlet, an air circulation passage extending between and along the inner and outer casings, and a generally longitudinal extension extending from the residence zone to the combustion outlet. Includes directional flow axis. The gas turbine combustor also includes a back-flow injection mechanism disposed in the combustion liner downstream of the residence zone in a generally off-center back-flow configuration with respect to the generally longitudinal flow axis. The reverse flow injection mechanism includes one or more fuel passages extending through the combustion liner to a plurality of fuel injection openings, and one or more extending through the inner casing from the air circulation passages to the plurality of air injection openings. Air passage.
別の実施形態によると、本方法は、ガスタービン燃焼器のほぼ長手方向流れ軸線に対してオフセンタ位置においてかつほぼ逆流方向に燃料及び空気を噴射する段階を含む。 According to another embodiment, the method includes injecting fuel and air at an off-center position and in a generally counterflow direction relative to a generally longitudinal flow axis of the gas turbine combustor.
本発明の様々な態様に関連して、上記の特徴の様々な改良形態が存在する。さらに別の特徴もまた、これら様々な態様に同様に組み込むことができる。これらの改良形態及び付加的な特徴は、個々に又はあらゆる組合せとして存在することができる。例えば、図示した実施形態の1つ又はそれ以上と関連して以下に述べる様々な特徴は、単独で又はあらゆる組合せとして本発明の上記の態様に組み込むことができる。ここでもまた、上に提示した簡単な概要は、本発明の特定の態様及び内容についての読者の理解を得るためのものであって、特許請求した主題を限定することを意図するものではない。 In connection with various aspects of the present invention, there are various improvements of the above features. Still other features can be incorporated into these various aspects as well. These refinements and additional features may exist individually or in any combination. For example, the various features described below in connection with one or more of the illustrated embodiments can be incorporated into the above aspects of the invention either alone or in any combination. Again, the brief summary presented above is for the reader's understanding of certain aspects and contents of the invention and is not intended to limit the claimed subject matter.
本発明のこれらの及びその他の特徴、態様及び利点は、図面全体を通して同じ参照符号が同様な部分を表している添付図面を参照しながら以下の詳細な説明を読む時、より良好に理解されるようになるであろう。 These and other features, aspects and advantages of the present invention will be better understood when the following detailed description is read with reference to the accompanying drawings in which like reference characters represent like parts throughout the drawings, wherein: It will be like that.
本発明の1つ又はそれ以上の具体的な実施形態を以下に説明する。これらの実施形態についての簡潔な説明を行うために、本明細書においては実際の装置の全ての特徴については記載しない。あらゆる技術又は設計プロジェクトにおいてそうであるようにあらゆるそのような実際の装置の開発においても、それぞれの装置毎に変化するシステム関連及びビジネス関連の制約条件への適合のような開発者の固有の目標を達成するために、装置に特有な数多くの決定を行わなければならないことを理解されたい。さらに、そのような開発努力は、複雑でありかつ時間がかかる場合があるが、それでもなお本開示の恩恵を受ける当業者にとっては設計、製作及び製造の通常作業といえることを理解されたい。 One or more specific embodiments of the present invention are described below. In order to provide a concise description of these embodiments, not all features of the actual apparatus are described herein. As with any technology or design project, the development of any such actual device, including developer specific goals such as meeting system-related and business-related constraints that vary from device to device. It should be understood that a number of decisions specific to the device must be made to achieve this. Further, it should be understood that such development efforts may be complex and time consuming, but may still be a routine task of design, fabrication and manufacture for those skilled in the art who benefit from the present disclosure.
図1は、用途装置14に結合されたガスタービンエンジン12を含む、本技術の特定の実施形態による例示的なシステム10のブロック図である。この特定の実施形態では、システム10には、航空機、水上乗物、機関車、発電システム又はその組合せを含むことができる。従って、用途装置14には、発電機、プロペラ又はその組合せを含むことができる。図示したガスタービンエンジン12は、吸気セクション16、圧縮機18、燃焼器セクション20、タービン22及び排気セクション24を含む。タービン22は、シャフト26を介して圧縮機18に駆動結合される。以下で一層詳しく述べるように、燃焼器セクション20の開示した実施形態は、燃焼器セクション内において燃料、空気及び高温燃焼生成物を混合するのを促進する多様な逆流燃料−空気噴射機構を含む。より具体的には、開示した逆流燃料−空気噴射機構は、ガスタービンエンジン12、特に燃焼器セクション20を通る全体流れにほぼ抗したすなわち対抗した1つ又はそれ以上の方向に燃料及び空気の両方を噴射する。
FIG. 1 is a block diagram of an
矢印で示すように、空気は、吸気セクション16を通って圧縮機18内に流入し、圧縮機18は、空気が燃焼器セクション20内に流入するのに先立って空気を加圧する。図示した燃焼器セクション20は、圧縮機18とタービン22との間でシャフト26の周りに同心に又は環状に配置された燃焼器ハウジング28を含む。燃焼器ハウジング28の内側において、燃焼器セクション20は、シャフト26の周りの円形又は環状構成として複数の半径方向位置に配置された複数の燃焼器30を含む。以下で一層詳しく述べるように、圧縮機18からの加圧空気は、燃焼器30の各々に流入し、次にそれぞれの燃焼器30内で燃料と混合されかつ燃焼されてタービン22を駆動する。
As indicated by the arrows, air flows through the
特定の実施形態では、燃焼器30は、燃料噴射器がそれぞれの燃焼器30の長さに沿った異なる段に配置された多段燃焼器として構成することができる。それに代えて、燃焼器30は、燃料噴射器が単一の燃焼段又は燃焼域に対して配置された単段燃焼器として構成することができる。以下の記載においては、燃焼器30は単段燃焼器として説明するが、開示した実施形態は、本技術の技術的範囲内で単段又は多段燃焼器のいずれかで利用できる。
In certain embodiments, the
燃焼器30の開示した実施形態は、燃焼器30内の流れにほぼ抗した1つ又はそれ以上の方向に空気及び燃料を指向させた多様な逆流燃料−空気噴射機構を含むことができる。例えば、逆流燃料−空気噴射機構は、複数の長手方向指向の燃料−空気噴射器、横断方向指向の燃料−空気噴射器、又は長手方向及び横断方向成分の両方を有する斜めの燃料−空気噴射器を含むことができる。長手方向指向の燃料−空気噴射器は、燃焼器30に沿って長手方向にほぼ整列させることができ、他方、横断方向指向の燃料−空気噴射器は、燃焼器30に沿った長手方向流れ又は軸線に対して横断方向、横方向又は半径方向にほぼ整列させることができる。斜めの燃料−空気噴射器は、燃焼器30の長手方向流れ軸線又は内表面に対して鋭角の斜め方向に配向することができる。鋭角の斜め方向は一般的に、長手方向かつ横断方向成分を含むか、或いは長手方向成分と横断方向成分とに分解することができる。これら長手方向、横断方向及び鋭角斜め方向の各々は、逆流方向と定義することができる。
The disclosed embodiments of the
以下に一層詳しく述べるように、逆流燃料−空気噴射機構は、タービン22から離れるように燃焼器30の反対側端部に向うその逆流方向に燃料及び空気を噴射して、滞留域内で燃料及び空気が混合しかつ燃焼するようにする。燃焼器30の反対側端部における滞留域は一般的に、燃焼器30内部における火炎の安定性及び定着(アンカリング)性を増大させる。高温燃焼生成物は次に、逆流燃料−空気噴射機構を通り過ぎて、タービン22に向って移動する。ここでもまた、逆流燃料−空気噴射機構は、燃料及び空気の高温燃焼生成物との混合を促進する。高温燃焼生成物は次に、ノズル32を通って流れてタービン22に至る。これらの高温燃焼生成物は、タービン22を駆動し、それによってシャフト26を介して圧縮機18及び用途装置14の負荷34を駆動する。次に高温燃焼生成物は、排気セクション24を通して排気される。
As will be described in more detail below, the backflow fuel-air injection mechanism injects fuel and air in its backflow direction toward the opposite end of the
図2は、図1に示すような燃焼器30の例示的な実施形態の長手方向概略図であり、この実施形態では、燃焼器30は、本技術の特定の実施形態による、燃焼ライナ54の内周の周りで異なる半径方向位置に配置された複数の燃料−空気噴射ローブ52を含む逆流噴射機構50を含む。図示した燃焼ライナ54は、有孔外側ケーシング58によって囲まれた無孔内側ケーシング56を含む。言い換えると、燃焼ライナ54は、内側及び外側ケーシング56及び58間にほぼ連続したギャップを有する中空の壁構造を有する。燃焼ライナ54は、セラミック、サーメット又は別の適当な金属を含むことができる。燃料−空気噴射ローブ52は一般的に、無孔内側ケーシング56で形成されるか又は該無孔内側ケーシング56に結合される。この図示した実施形態では、燃料−空気噴射ローブ52は、燃焼器30に沿った中心長手方向軸線62に対しての1つの長手方向位置60において、無孔内側ケーシング56の周りの複数の半径方向位置に配置される。従って、図示した燃焼器30は、単段燃焼器として構成されている。しかしながら、燃焼器30の他の実施形態は、軸線62に対しての複数の長手方向位置に配置された燃料−空気噴射ローブ52を有することができる。
FIG. 2 is a longitudinal schematic view of an exemplary embodiment of a
図示した逆流噴射機構50は、空気噴射組立体66に隣接して配置された燃料噴射組立体64を含む。特定の実施形態では、燃料及び空気噴射組立体64及び66は、互いに近接して配置される。燃料噴射組立体64は、細長い噴射器先端部70を有する複数の燃料噴射器68を含む。空気噴射組立体66は、無孔内側ケーシング56の内周の周りの様々な半径方向位置に配置された複数の鋭角の斜め空気通路72を含む。特定の実施形態では、細長い噴射器先端部70は、空気通路72に近接して配置することができる。例えば、図2に示す実施形態では、細長い噴射器先端部70は、空気通路72とほぼ同軸又は同心である。細長い噴射器先端部70及び空気通路72は両方とも、無孔内側ケーシング56の内周の周りの複数の半径方向位置においてローブ構造体74を貫通して延びる。言い換えると、燃料−空気噴射ローブ52の各々は、ローブ構造体74のうちの1つ内に配置された細長い噴射器先端部70のうちの1つと空気通路72のうちの1つとを含む。図示するように、ローブ構造体74は、位置60の長手方向両側に突出部76と凹部78とを含む。特定の実施形態では、ローブ構造体74は各々、ほぼ円形又は環状構成(例えば、ドーナツ状の形状)を有し、突出部76と凹部78との間でその幾何学形状が徐々に変化する。
The illustrated reverse
図2に示す実施形態では、それぞれの燃料−空気噴射ローブ52の細長い噴射器先端部70及び空気通路72は、図1に関して上述したように、ガスタービンエンジン12を通る全体流れに対してほぼ反対方向又は逆流方向に配向される。例えば、細長い噴射器先端部70及び空気通路72は、燃焼器30の軸線62に対してそれぞれの角度82及び84で配置することができる。角度82及び84は、互いに実質的に同一の又は異なる角度とすることができる。角度82及び84はまた、燃焼ライナ54の長さ及びその他の要素に応じて、0°〜90°の範囲で変化させることができる。例えば、角度82及び84は、軸線62又は無孔内側ケーシング56の内表面に対して約5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°又は85°とすることができる。さらに、燃料−空気噴射ローブ52の細長い噴射器先端部70及び空気通路72は、無孔内側ケーシング56の閉鎖背面部分88内の滞留域86に向かって全体的に収束するように指向させることができる。滞留域86は一般的に、燃焼器30の閉鎖背面部分88付近での火炎の安定性及び定着性を向上させる。
In the embodiment shown in FIG. 2, the
作動中に、図2に示すような燃焼器30は、矢印92で示すように、有孔外側ケーシング58内の開口90を通して圧縮機18からの加圧空気を受ける。有孔外側ケーシング58を貫通して燃焼ライナ54に流入すると、加圧空気は、無孔内側ケーシング56と有孔外側ケーシング58との間の環状空間内に留まる。言い換えると、燃焼ライナ54は、内側及び外側ケーシング56及び58によって形成された中空壁、例えば中空環状又は缶状の壁を有する。燃焼ライナ54は、矢印94で示すように、加圧空気を複数の燃料−空気噴射ローブ52に向かって無孔内側ケーシング56に沿って流れるように方向付ける利点がある。このようにして、空気流94は、空気通路72を介して燃焼器30の内部に噴射されるのに先立って、無孔内側ケーシング56の冷却を促進する。
During operation, the
燃料−空気噴射ローブ52において、細長い噴射器先端部70は、燃料流96を噴射し、この燃料流96は、空気通路72からの空気流98を同伴する。この図示した実施形態では、燃料及び空気流96及び98は、互いに同軸又は同心である。具体的には、空気通路72内における細長い噴射器先端部70の同心又は同軸構成の結果として、空気流98は、燃料流96の周りに同心に配置される。ここでもまた、細長い噴射器先端部70及び空気通路72は、それぞれの角度82及び84で配置され、それによって燃料及び空気流96及び98を、軸線62及び滞留域86に向かって収束するように少なくとも初めは角度82及び84で移動させる。従って、燃料−空気噴射ローブ52の同軸又は同心構成及びその結果得られた同軸又は同心流れ96及び98は、予混合ではなく燃焼器30内での燃料−空気の混合を促進する。加えて、燃料−空気噴射ローブ52の収束関係により、流れ/混合矢印100で示すように、滞留域86内での燃料及び空気の混合が促進される。図示するように、流れ100は、内向きに軸線62に向うU字状の流れと、外向きに無孔内側ケーシング56の壁に向うU字状の流れとを含む。言い換えると、流れ100が燃料−空気噴射ローブ52から閉鎖背面部分88に向けて逆流方向に移動する時、流れ100は、軸線62及び無孔内側ケーシング56の壁の両方に向ってほぼU字状に反転する。後述するその他の実施形態の場合にも、同様な流れパターンが発生する。燃料−空気混合気100は、閉鎖背面部分88の近傍の滞留域86内で燃焼し、このことは、火炎を保持又は定着させて、燃焼器30内での火炎安定性を向上させる利点がある。
In the fuel-
その後、高温燃焼生成物は、矢印102で示すように、滞留域86からノズル32に向かって燃焼器30に沿って長手方向に移動する。従って、高温燃焼生成物102は、ガスタービンエンジン12内の流れと同一の全体流れ方向80に流れ、他方、燃料−空気噴射ローブ52から噴射された燃料及び空気流96及び98は、ほぼ逆流する。ここでもまた、逆流は、滞留域86に向けて長手方向に、或いは軸線62又は無孔内側ケーシング56に対して横断方向に、或いは長手方向及び横断方向成分を有する鋭角斜め方向に、或いはその組合せの方向に指向させることができる。このようにして、逆流噴射機構50は、燃焼器30内での燃料及び空気並びに高温燃焼生成物の混合を改善し、それによって燃焼を向上させかつ燃焼器30からの汚染排出物(例えば、NOx排出物)を低減する。また、ローブ構造体74は、無孔内側ケーシング56の内周に対して細長い噴射器先端部70及び空気通路72を僅かにオフセットさせ、それによって燃料及び空気流96及び98の噴射を内周から僅かに離れるように位置決させて、燃料、空気及び高温燃焼生成物の混合を改善する。
Thereafter, the hot combustion product moves in the longitudinal direction along the combustor 30 from the
図3は、図2に示すような燃焼器30の実施形態の横断方向概略図であり、本技術の特定の実施形態による、無孔内側ケーシング56の周りの複数の半径方向位置110、112、114、116、118、120、122及び124における逆流噴射機構50の燃料−空気噴射ローブ52の半径方向構成をさらに示している。図2に関して上述したように、複数の燃料−空気噴射ローブ52の燃料及び空気流96及び98は、滞留域86内で軸線62に向かって全体的に収束する。特定の実施形態では、燃料及び空気流96及び98は、点線110、112、114、116、118、120、122及び124で示すように軸線62を有する中心部に全体的に収束することができる。
FIG. 3 is a transverse schematic view of an embodiment of a
他の実施形態では、燃料−空気噴射ローブ52は、点線矢印126で示すように軸線62に対して少なくとも僅かにオフセンタさせた状態で、軸線62に向けて収束するように滞留域86に向けて配向することができる。燃料−空気噴射ローブ52のこのオフセンタした収束方向の結果として、燃料及び空気流96及び98は、点線矢印128で示すようにスワール流を形成することができる。いずれの構成においても、燃料−空気噴射ローブ52間の収束関係により、滞留域86内での燃料及び空気の混合(また、さらに高温燃焼生成物との混合)が促進される。しかしながら、滞留域86内にスワール流128を加えることは、燃焼器30内での燃料−空気の混合及び燃焼をさらに向上させることができる。幾つかの実施形態では、燃料−空気噴射ローブ52全ては、時計方向スワール流又は反時計方向スワール流を形成するように配向することができる。それに代えて、燃料−空気噴射ローブ52は、時計方向及び反時計方向スワール流の両方を形成するように千鳥配置とすることができる。例えば、奇数番の燃料−空気噴射ローブ52(例えば、半径方向位置110、114、118及び122における)は、時計方向スワール流を形成するように配向することができ、他方、偶数番の燃料−空気噴射ローブ52(例えば、半径方向位置112、116、120及び124における)は、反時計方向スワール流を形成ように構成することができる。ここでもまた、図示した燃焼器30の特定の実施形態は、上述した多段燃焼器30におけるような、軸線62に沿った複数の長手方向位置において図3に示すような燃料−空気噴射ローブ52の環状列を含むことができる。
In other embodiments, the fuel-
図4は、図1〜図3に示すような燃焼器30の別の実施形態の長手方向概略図であり、この実施形態では、逆流噴射機構50は、本技術の特定の実施形態によるフラッシュ燃料−空気噴射領域140の半径方向列又は配列を含む。図示するように、燃料及び空気噴射組立体64及び68の細長い噴射器先端部70及び空気通路72は、燃焼ライナ54の無孔内側ケーシング56と実質的に同一面(フラッシュ)になる位置まで延びる。言い換えると、細長い噴射器先端部70及び空気通路72は、無孔内側ケーシング56の内表面142から全体的に凹設されているが、内側ケーシング56は、細長い噴射器先端部70及び空気通路72の近傍において突出してはいない。従って、図2及び図3に示すような燃料−空気噴射ローブ52とは対照的に、図4に示すようなフラッシュ燃料−空気噴射領域140の半径方向列は、無孔内側ケーシング56を超えて燃焼器30の内部に突出しない。しかしながら、特定の実施形態では、細長い噴射器先端部70は、無孔内側ケーシング56の内表面142から部分的に突出するように配向することができる。それに代えて、細長い噴射器先端部70は、図12に図示しかつ図12に関して以下に一層詳しく説明するように、空気通路72内に後退させることができる。ここでもまた、図4に示すような逆流噴射機構50は、ガスタービンエンジン12を通る全体流れ80に抗して滞留域86に向けて全体的に収束するように燃料及び空気流96及び98を指向させるように構成される。その後、高温燃焼生成物は、滞留域86から、フラッシュ燃料−空気噴射領域140の半径方向列を通り過ぎ、ノズル32を介して燃焼器30から外に移動する。
FIG. 4 is a longitudinal schematic view of another embodiment of a
図5は、図1に示すような燃焼器30のさらに別の実施形態の長手方向概略図であり、この実施形態では、燃焼器30は、本技術の特定の実施形態による、無孔内側ケーシング56の内部に沿って配置された内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材152の半径方向列を有する逆流噴射機構50を含む。この図示した実施形態では、燃料−空気噴射部材152は、燃焼ライナ54の無孔内側ケーシング56から燃焼器30の中心長手方向軸線62に向けて該中心長手方向軸線62には達しないように内向きに突出する。言い換えると、燃料−空気噴射部材152は、片持ち支持され、また軸線62からオフセンタしている。
FIG. 5 is a longitudinal schematic view of yet another embodiment of a
図示した燃料−空気噴射部材152は、滞留域86に面する縁部158に沿って配置された同軸燃料−空気ポート156及び157を備えた並行流本体154を有する。この図示した実施形態では、同軸燃料−空気ポート156は、軸線62とほぼ平行な3つのポート156を含み、他方、同軸燃料−空気ポート157は、滞留域86に向けて逆流方向に軸線62に向かって斜め内向きに(すなわち、軸線62上に収束するように)なった単一のポート157を含む。別の実施形態では、燃料−空気ポート156及び157は、並行流本体154に沿った所望の間隔で配置されたあらゆる数又は配置のポートを含むことができる。同軸燃料−空気ポート156は、燃料ポンプ又は噴射器160と、燃焼ライナ54の無孔内側ケーシング56及び有孔外側ケーシング58間の空間まで延びる空気通路162とに結合される。
The illustrated fuel-
従って、燃料−空気噴射部材152は、並行流本体154を通して燃料及び空気の両方を受け、次に矢印164及び165で示すように、滞留域86に向けてほぼ長手方向に同軸燃料−空気ポート156及び157から燃焼器30内に燃料及び空気の並行流を噴射する。この図示した実施形態では、燃料及び空気の長手方向流れ164は、燃焼器40の軸線62とほぼ平行であり、他方、流れ165は、軸線62に向かって全体的に収束する。しかしながら、他の実施形態では、同軸燃料−空気ポート156は、軸線62に対して全体的に収束又は発散する角度に配向することができる。さらに、同軸燃料−空気ポート156及び157は、図3に関して上述したように、燃焼器30内にスワール流を形成することができるような、軸線62の周りでのほぼ時計方向又は反時計方向角度で指向させることができる。
Accordingly, the fuel-
作動中に、図2の実施形態と同様に、燃焼器30は、矢印92及び94で示すように、有孔外側ケーシング58を貫通してかつ無孔内側ケーシング56に沿って逆流噴射機構150に向う加圧空気を受ける。逆流噴射機構150に達すると、加圧空気は、空気通路72を通って並行流本体154内に流入し、他方、燃料は、燃料ポンプ又は噴射器160から受けられる。次に、燃料−空気噴射部材152は、矢印164及び165で示すように、燃料及び空気の両方の並行流をポート156及び157から無孔内側ケーシング56の内部に噴射する。ここでもまた、これらの並行流164及び165は、軸線62からオフセットした複数の周辺方向−半径方向位置に配置される。加えて、並行流164及び165は、ガスタービンエンジン12を通る全体流れ80に対してほぼ対向するすなわち逆流方向に滞留域86に向けて配向される。このようにして、燃料−空気並行流164及び165は、燃料−空気の混合を促進し、それによって燃焼器40内での燃焼を改善し、かつ汚染排出物を低減する。滞留域86において、燃料−空気混合気100は燃焼し、次に高温燃焼生成物は、矢印102で示すように元に戻るように逆流噴射機構150を通り過ぎ、ノズル32に向かって移動する。ここでもまた、燃料−空気並行流164及び165は、高温燃焼生成物の流れ102に対してほぼ逆流方向である。従って、この逆流により、上に詳しく述べたように、燃焼器30内での燃料−空気並びに高温燃焼生成物の混合がさらに改善される。
During operation, similar to the embodiment of FIG. 2, the combustor 30 passes through the perforated
図6は、図5に示すような燃焼器30の横断方向概略図であり、本技術の特定の実施形態による逆流噴射機構150の内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材152の半径方向列をさらに示している。図6の実施形態は、図5の実施形態とは僅かに異なる。具体的には、ポート156の数は、3つではなく4つであり、並行流本体154の長さは、図5の実施形態よりも比較的短い。しかしながら、ポート156及び157の数は、特定の燃焼器30に対する所望に応じて増加又は減少させることができる。さらに、本体154の長さは、軸線62のより近くまで延びるように増大させることができる。さらに、ポート156及び157の各々は、軸線62に向かって内向きに斜めにすることができる。
FIG. 6 is a cross-sectional schematic view of the
この図示した実施形態では、燃料−空気噴射部材152は、点線矢印166、168、170、172、174、176、178及び180で示すように、無孔内側ケーシング56の内周又は周辺部の周りの複数の半径方向位置に配置される。加えて、燃料−空気噴射部材152は、軸線62とほぼ整列する、すなわち軸線62を中心にして配置される。しかしながら、内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材152の内側すなわち自由端部は、矢印182で示すように、全体的に軸線62からオフセットすなわちオフセンタしている。特定の実施形態では、燃料−空気噴射部材152は、軸線62に対して斜めにし、それによって滞留域86の下流に反時計方向又は時計方向のスワール流を生成することができる。例えば、燃料−空気噴射部材152は、無孔内側ケーシング56の内表面に対して実質的に垂直ではなく、鋭角に傾けることができる。この図示した実施形態では、逆流噴射機構150は、図5及び図6に示すような円周方向−半径方向構成で8つの燃料−空気噴射部材152を含む。しかしながら、逆流噴射機構150のその他の実施形態は、別の適当な数の燃料−空気噴射部材152を含むことができる。
In the illustrated embodiment, the fuel-
図7は、図5及び図6に示すような燃料−空気噴射部材152の例示的な実施形態の断面図であり、本技術の特定の実施形態による並行流本体154の内部の並行流通路をさらに示している。図示するように、並行流本体154は、全体的に空気力学的な幾何学形状すなわち翼形構造を有する。加えて、並行流本体154は、該並行流本体154の長手方向軸線(例えば、図面に対して垂直な)に相当する長手方向又は共通の燃料供給通路186から延びる複数の側方燃料噴射通路184を含む。一般的に、これらの通路184及び186は、上方及び下方支持部材118及び190と通路184を有する1つ又はそれ以上の側方支持構造体192とによって支持される。並行流本体154はまた、1つ又はそれ以上の空気通路194、196及び198を含む。図示した燃料噴射通路184並びに空気通路194、196及び198は、上述したような縁部158に沿った同軸燃料−空気ポート156及び157に至る。具体的には、図7に示すように、同軸燃料−空気ポート156及び157は、側方燃料噴射通路184からの中央燃料ポート200と、空気通路194、196及び198からの同心又は環状空気ポート202とを含む。従って、作動中に、燃料は、矢印204で示すように燃料−空気噴射部材152を通って流れ、他方、空気は、矢印206で示すように燃料−空気噴射部材152を通って流れる。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an exemplary embodiment of a fuel-
図8〜図10は、図5〜図7に示すような燃焼器30の別の実施形態を示しており、この実施形態では、内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材152の半径方向列は、本技術の特定の実施形態による並行流本体154の上部及び底部側に沿った付加的な同軸燃料−空気ポート210及び211を含む。先ず始めに図8を参照すると、この図は、燃焼器30の長手方向概略図であり、縁部158に沿った一連の同軸燃料−空気ポート156及び157と、並行流本体154の面に沿った一連の同軸燃料−空気ポート210及び211とを示している。図5に関して上述したように、同軸燃料−空気ポート156は、燃焼器30の軸線62に対してほぼ長手方向に配向され、それによって矢印164で示すように燃料及び空気の同軸流れを形成する。ここでもまた、これらの同軸流れ164は、全体的に軸線62と平行に、又は軸線62に対して収束するように、又は軸線62に対して発散するように整列させることができる。しかしながら、これらの同軸流れ164は、全体的に燃焼器30に沿って滞留域86に向かって長手方向に指向させる。同様に、同軸燃料−空気ポート157(及び流れ165)は、燃焼器30の長さに沿って滞留域86に向かって配向される。しかしながら、上述したように、同軸燃料−空気ポート157(及び流れ165)は、全体的に滞留域86に向けて逆流方向に軸線62に向かって収束する。
8-10 illustrate another embodiment of the
対照的に、同軸燃料−空気ポート210は、軸線62に対して或る距離を置いて横断方向に指向させる。言い換えると、同軸燃料−空気ポート210は、図8の紙面に対してほぼ垂直な流れを形成するように配向される。同軸燃料−空気ポート211もまた、軸線62に対して横断方向に指向させる。しかしながら、同軸燃料−空気ポート210とは対照的に、同軸燃料−空気ポート211は、矢印167で示すように、軸線62に向かって直接収束するように半径方向内向きに指向させる。言い換えると、同軸燃料−空気ポート211は全て、車輪のスポーク又は太陽光線のように軸線62に向かって真っ直ぐに向いている。このようにして、燃料−空気噴射部材152は、長手方向流れ及び横断方向流れの両方を形成して、燃焼器30内における燃料及び空気の混合を促進する。
In contrast, coaxial fuel-
図9は、図8に示すような燃焼器30の横断方向概略図であり、本技術の特定の実施形態による並行流本体154の対向する面212及び218上に配置された同軸燃料−空気ポート210からの燃料及び空気の横断方向流れ214及び216をさらに示している。ここでもまた、図9の実施形態は、図8の実施形態と僅かに異なっている。具体的には、ポート156及び210の数は、3つではなく4つであり、並行流本体154の長さは、図8の実施形態よりも比較的短い。しかしながら、ポート156、157、210及び211の数は、特定の燃焼器30に対する所望に応じて増加又は減少させることができる。さらに、本体154の長さは、軸線62のより近くまで延びるように増大させることができる。さらに、ポート156、157、210及び211の各々は、軸線62に向けて内向きに斜めにすることができる。
FIG. 9 is a transverse schematic view of the
図9に示すように、同軸流れ214及び216は、並行流本体154の自由端部から燃焼ライナ54の無孔内側ケーシング56までの漸増する距離だけ軸線62から全体的にオフセットされる。加えて、並行流214は、全体的に軸線62の周りで時計方向に配向され、他方、並行流216は、全体的に軸線62の周りで反時計方向に配向される。このようにして、並行流214及び216は、それぞれ矢印220及び222で示すような二重反転流すなわち対向スワール流を形成することができる。加えて、同軸流れ165及び167は、全体的に軸線62に向かって収束して、同軸流れ165及び167が、同軸流れ214及び216に対してほぼ横方向又は横断方向になるようにする。
As shown in FIG. 9, the
図10は、図8及び図9に示すような燃料−空気噴射部材152の断面図であり、本技術の特定の実施形態による、面212及び218上に配置された同軸燃料−空気ポート210及び211に至る内部通路をさらに示している。ここでもまた、図7の実施形態と同様に、並行流本体154は、全体的に空気力学的な幾何学形状すなわち翼形構造と、該並行流本体154の長手方向軸線(例えば、図面に対して垂直な)に相当する長手方向又は共通の燃料供給通路186の第1の1つから延びる複数の側方燃料噴射通路184とを含む。並行流本体154はまた、1つ又はそれ以上の空気通路194、196及び198を含む。図示した燃料噴射通路184並びに空気通路194、196及び198は、上述したような縁部158に沿った同軸燃料−空気ポート156及び157に至る。具体的には、図7示すように、同軸燃料−空気ポート156及び157は、側方燃料噴射通路184からの中央燃料ポート200と、空気通路194、196及び198からの同心又は環状空気ポート202とを含む。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a fuel-
図7の実施形態の特徴に加えて、図10の上方及び下方支持部材118及び190は、長手方向又は共通の燃料噴射通路186の第2の1つからそれぞれ対向する面212及び218上の燃料噴射ポ−ト234及び236に至る上方及び下方燃料噴射通路230及び232を含む。言い換えると、この図示した実施形態は、ポート156及び157がポート210及び211から独立して燃料を供給されるように、2つの独立した燃料供給通路186を含む。別の実施形態では、ポート156、157、210及び211の全てに対して、単一の燃料供給通路186を使用することができる。さらに別の別形実施形態では、ポート156、157、210及び211の各組に対して、独立した燃料供給通路186を使用することができる。同軸燃料−空気ポート210及び211はまた、それぞれ燃料噴射ポ−ト234及び236の周りに同心又は環状に配置された空気噴射ポ−ト238及び240を含む。従って、作動中に、燃料及び空気は、矢印204及び206で示すように、燃料−空気噴射部材152を通って流れる。
In addition to the features of the embodiment of FIG. 7, the upper and
図11は、図5に示すような燃焼器30の別の実施形態の長手方向概略図であり、この実施形態では、逆流噴射機構150は、ノズル32に、又はノズル32の近傍に、又はノズル32の内側に配置された本技術の特定の実施形態による単一の内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材152を有する。図示するように、単一の片持ち支持燃料−空気噴射部材152の並行流本体154は、無孔内側ケーシング56の1つの側面から突出し、ノズル32における直径の大部分にわたって延びる。従って、この実施形態では、並行流本体154は、ノズル32において燃焼器30の中心長手方向軸線62を横切って延びる。同軸燃料−空気ポート156は、燃料−空気噴射部材152が軸線62に対してのオフセンタ又はオフセット位置において燃料及び空気の同軸流れ164を供給するように、軸線62の両側にわたって配置される。この図示した実施形態では、同軸燃料−空気ポート156の1つは、軸線62に沿ってほぼ整列し又は軸線62に沿って中心を持ち、それによって軸線62上に中心を持つ燃料及び空気の1つの同軸流れ164を形成する。幾つかの実施形態では、燃料−空気噴射部材152はさらに、図8〜図10の実施形態に示す同軸燃料−空気ポートのような同軸燃料−空気ポート210を含むことができる。さらに、逆流噴射機構150が、閉鎖端部88と燃焼器30のノズル32との間の中間位置ではなくノズル32に又はノズル32の近傍に配置されるので、燃焼器30は、図2、図4、図5及び図8の実施形態と比べて比較的より短い長さを有することができることに注目されたい。
FIG. 11 is a longitudinal schematic view of another embodiment of the
図12〜図15は、図2〜図11に関して詳しく上述したような燃料−空気噴射ローブ52、フラッシュ燃料−空気噴射領域140及び内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材152のような燃料−空気噴射機構の様々な別の実施形態を示す概略図である。始めに図12の実施形態を参照すると、この図は、本技術の特定の実施形態による同軸燃料−空気噴射機構260を示している。図示するように、同軸燃料−空気噴射機構260は、軸線62に沿った中央燃料通路262と、中央燃料通路262の周りに同心に配置された同心又は外側環状空気通路266とを含む。この図示した実施形態では、中央燃料通路262の端部268は、同心又は外側環状空気通路266の端部272に対してオフセット距離270で配置されている。具体的には、中央燃料通路262の端部268は、同心又は外側環状空気通路266の端部272に対して凹設される。しかしながら、同軸燃料−空気噴射機構260の他の実施形態では、端部268及び272は、互いに実質的に同一面とすることができ、或いは中央燃料通路262の端部268は、同心又は外側環状空気通路266の端部272から外側に突出させることができる。作動中に、同軸燃料−空気噴射機構260は、環状空気流276によって囲まれた中央燃料流274を形成し、これにより、燃焼器30内における燃料及び空気の混合が促進される。
FIGS. 12-15 illustrate fuel-air such as the fuel-
図13は、本技術の特定の実施形態による、互いに衝突して燃料−空気の混合を促進する半径方向流れ及び軸方向流れの両方を有する例示的な半径方向−軸方向燃料−空気噴射機構280の概略図である。この図示した実施形態では、半径方向−軸方向燃料−空気噴射機構280は、軸線284に沿った中央燃料通路282と、中央燃料通路282の周りに配置された同心又は外側環状空気通路286とを含む。加えて、中央燃料通路282は、軸線284に対してほぼ垂直になった1つ又はそれ以上の半径方向ポート288を含む。中央燃料通路282はまた、半径方向ポート288の下流にテーパ付き部分又は端部290を有する。作動中に、空気は、矢印292で示すように、中央燃料通路282の周りの同心又は外側環状空気通路266を通って軸線284に沿って軸方向に移動する。加えて、燃料は、矢印294で示すように、中央燃料通路282を通って軸線284に沿ってほぼ軸方向に流れる。半径方向ポート288に達すると、燃料は、矢印296で示すように、軸線284から空気流292内に半径方向外向きに移動する。従って、空気流292及び燃料流296は、互いにほぼ交差するすなわち垂直であって、燃焼器30内への噴射の直前に半径方向−軸方向燃料−空気噴射機構280内での燃料及び空気の混合を促進する。加えて、半径方向−軸方向燃料−空気噴射機構280は、燃料及び空気を予混合するのではなく、燃焼器30内での燃料及び空気の混合を促進する。
FIG. 13 illustrates an exemplary radial-axial fuel-
図14は、本技術の特定の実施形態による別の半径方向−軸方向燃料−空気噴射機構280の概略図である。図示するように、燃料噴射機構302は、中央空気通路306の外壁304に結合されている。図示した燃料噴射機構302は、外壁304を貫通して延びる複数の半径方向燃料ポート308を含む。作動中に、空気は、中央空気通路306を通って軸線312に沿ってほぼ軸方向310に流れる。対照的に、燃料は、半径方向燃料ポート308を通って軸線312に対してほぼ半径方向又は横断方向314に流れる。このようにして、空気流310及び燃料流314は、半径方向−軸方向燃料−空気噴射機構300内で互いに衝突する。空気流310と燃料流314との衝突により、噴射機構300内での燃料及び空気の混合が促進される。加えて、半径方向−軸方向燃料−空気噴射機構300は、燃料及び空気を予混合するのではなく、燃焼器30内での燃料及び空気の混合を促進する。
FIG. 14 is a schematic diagram of another radial-axial fuel-
図15は、本技術の特定の実施形態による別の同軸燃料−空気スワール噴射機構320の概略図である。図示するように、スワール噴射機構320は、軸線324に沿って延びる中央燃料通路322と、中央燃料通路322の周りに配置された同心又は外側環状空気通路326とを含む。加えて、中央燃料通路322は、燃料出口又はポート330に又は燃料出口又はポート330の近傍に配置された燃料スワール機構328を含む。同心又は外側環状空気通路326もまた、燃料出口又はポート330の上流に配置された1つ又はそれ以上の空気スワール機構332を含む。作動中に、燃料は、中央通路322を通って軸線324に沿ってほぼ軸方向334に移動する。燃料スワール機構328に達すると、燃料流は、矢印336で示すような時計方向又は反時計方向の回転すなわちスワールを獲得する。同様に、空気は、矢印338で示すように、同心又は外側環状空気通路326を通ってほぼ軸方向に流れる。空気スワール機構332に達すると、空気流は、矢印340で示すような時計方向又は反時計方向の回転を獲得する。このようにして、回転する又はスワールする燃料流336と空気流340とにより、スワール噴射機構320内での燃料及び空気の混合が促進される。
FIG. 15 is a schematic diagram of another coaxial fuel-air
特定の実施形態では、回転又はスワール燃料流336及び空気流340は、時計方向又は反時計方向のような共通の回転方向を有する。しかしながら、他の実施形態では、回転又はスワール燃料流336及び回転又はスワール空気流340は、時計方向及び反時計方向或いはその逆のような対向する回転方向を有することができる。さらに、スワール噴射機構320の幾つかの実施形態は、燃料スワール機構328がない状態で空気スワール機構332のみを含むか、或いは空気スワール機構332がない状態で燃料スワール機構328のみを含むことができる。その他の実施形態は、互いに直列に又は並列に配置された付加的な燃料スワール機構328及び空気スワール機構332を含むことができる。ここでもまた、これらのスワール機構328及び332は、スワール噴射機構320内での燃料及び空気の混合を促進する。加えて、同軸燃料−空気スワール噴射機構320は、燃料及び空気を予混合するのではなく、燃焼器30内での燃料及び空気の混合を促進する。
In certain embodiments, the rotating or swirl
本発明では様々な変更形態及び別の形態を容易に考えることができるが、特定の実施形態を単に一例として図面に示し、また本明細書において詳しく説明してきた。しかしながら、本発明は、開示した特定の形態に限定しようとするものではないことを理解されたい。それどころか、本発明は、特許請求の範囲によって定まる本発明の技術思想及び技術的範囲内に属する全ての変更形態、均等物及び変形形態を保護しようとするものである。 While various modifications and alternative forms can readily be envisaged in the present invention, particular embodiments have been shown by way of example in the drawings and have been described in detail herein. However, it should be understood that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed. On the contrary, the invention is intended to protect all modifications, equivalents, and variations that fall within the spirit and scope of the invention as defined by the claims.
10 システム
12 ガスタービンエンジン
14 用途装置
16 吸気セクション
18 圧縮機
20 燃焼器セクション
22 タービン
24 排気セクション
26 シャフト
28 燃焼器ハウジング
30 燃焼器
32 ノズル
34 負荷
40 燃焼器
50 逆流噴射機構
52 燃料−空気噴射ローブ
54 燃焼ライナ
56 無孔内側ケーシング
58 有孔外側ケーシング
60 長手方向位置
62 中心長手方向軸線
64 燃料噴射組立体
66 空気噴射組立体
68 燃料噴射器
70 噴射器先端部
72 鋭角の斜め空気通路
74 ローブ構造体
76 突出部
78 凹部
80 全体流れ
82 角度
84 角度
86 滞留域
88 閉鎖背面部分
90 開口
92 矢印
94 矢印
96 燃料流
98 空気流
100 流れ/混合矢印
102 矢印
110 半径方向位置
112 半径方向位置
114 半径方向位置
116 半径方向位置
118 半径方向位置
120 半径方向位置
122 半径方向位置
124 半径方向位置
126 点線矢印
128 点線矢印
140 フラッシュ燃料−空気噴射領域
142 内表面
150 噴射機構
152 燃料−空気噴射部材
154 並行流本体
156 ポート
157 ポート
158 縁部
160 燃料ポンプ又は噴射器
162 空気通路
164 矢印
165 矢印
166 点線
167 矢印
168 点線
170 点線
172 点線
174 点線
176 点線
178 点線
180 点線
182 矢印
184 燃料噴射通路
186 燃料供給通路
188 支持部材
190 支持部材
192 支持部材
194 空気通路
196 空気通路
198 空気通路
200 中央燃料ポート
202 空気ポート
204 矢印
206 矢印
210 同軸燃料−空気ポート
211 同軸燃料−空気ポート
212 面
214 同軸流れ
216 同軸流れ
218 面
220 矢印
222 矢印
230 燃料噴射通路
232 燃料噴射通路
234 燃料噴射ポ−ト
236 燃料噴射ポ−ト
238 空気噴射ポ−ト
240 空気噴射ポ−ト
260 同軸燃料−空気噴射機構
262 中央燃料通路
264 軸線
266 環状空気通路
268 端部
270 オフセット距離
272 端部
274 燃料流
276 空気流
280 半径方向−軸方向燃料−空気噴射機構
282 燃料通路
284 燃料通路
286 空気通路
288 半径方向ポート
290 テーパ付き部分又は端部
292 矢印
294 矢印
296 矢印
300 半径方向−軸方向燃料−空気噴射機構
302 燃料噴射機構
304 外壁
306 中央空気通路
308 半径方向燃料ポート
310 軸方向
312 軸線
314 半径方向又は横断方向
320 同軸燃料−空気スワール噴射機構
322 中央燃料通路
324 軸線
326 空気通路
328 燃料スワール機構
330 燃料出口又ポート
332 空気スワール機構
334 軸方向
336 矢印
338 矢印
340 矢印
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 System 12 Gas turbine engine 14 Application apparatus 16 Intake section 18 Compressor 20 Combustor section 22 Turbine 24 Exhaust section 26 Shaft 28 Combustor housing 30 Combustor 32 Nozzle 34 Load 40 Combustor 50 Backflow injection mechanism 52 Fuel-air injection lobe 54 Combustion liner 56 Non-perforated inner casing 58 Perforated outer casing 60 Longitudinal position 62 Central longitudinal axis 64 Fuel injection assembly 66 Air injection assembly 68 Fuel injector 70 Injector tip 72 Sharp angled air passage 74 Lobe structure Body 76 Projection 78 Recess 80 Overall Flow 82 Angle 84 Angle 86 Retention Area 88 Closed Back Section 90 Open 92 Arrow 94 Arrow 96 Fuel Flow 98 Air Flow 100 Flow / Mixing Arrow 102 Arrow 110 Radial Position 112 Radial Directional position 114 Radial position 116 Radial position 118 Radial position 120 Radial position 120 Radial position 122 Radial position 124 Radial position 126 Dotted arrow 128 Dotted arrow 140 Flash fuel-air injection region 142 Inner surface 150 Injection mechanism 152 Fuel-air injection Member 154 Parallel flow body 156 Port 157 Port 158 Edge 160 Fuel pump or injector 162 Air passage 164 Arrow 165 Arrow 166 Dotted line 167 Arrow 168 Dotted line 170 Dotted line 172 Dotted line 174 Dotted line 176 Dotted line 18 Dotted line 18 Dotted line 18 Dotted line 18 Fuel supply passage 188 Support member 190 Support member 192 Support member 194 Air passage 196 Air passage 198 Air passage 200 Central fuel port 202 Air port 204 Arrow 206 Arrow 210 Coaxial fuel-air port 211 Coaxial fuel-air port 212 surface 214 Coaxial flow 216 Coaxial flow 218 surface 220 Arrow 222 Arrow 230 Fuel injection passage 232 Fuel injection passage 234 Fuel injection port 236 Fuel injection port 238 Air injection port -To 240 air injection port 260 Coaxial fuel-air injection mechanism 262 Central fuel passage 264 Axis 266 Annular air passage 268 End 270 Offset distance 272 End 274 Fuel flow 276 Air flow 280 Radial-Axial fuel-air injection Mechanism 282 Fuel passage 284 Fuel passage 286 Air passage 288 Radial port 290 Tapered portion or end 292 Arrow 294 Arrow 296 Arrow 300 Radial-axial fuel-air injection mechanism 302 Fuel injection mechanism 304 Outer wall 306 Central air passage 08 Radial fuel port 310 Axial 312 Axis 314 Radial or transverse 320 Coaxial fuel-air swirl injection mechanism 322 Central fuel passage 324 Axis 326 Air passage 328 Fuel swirl mechanism 330 Fuel outlet or port 332 Air swirl mechanism 334 Axial 336 Arrow 338 arrow 340 arrow
Claims (10)
燃料及び空気噴射開口(70、72、156、157、210、211)に至る燃料及び空気通路を有する燃料−空気噴射機構(50、150)を含み、
前記燃料及び空気噴射開口(70、72、156、157、210、211)が、ガスタービン燃焼器(30)のほぼ長手方向流れ軸線に対してオフセンタ位置にかつほぼ逆流方向に配置される、
システム。 A reverse flow injection mechanism (50, 150), the reverse flow injection mechanism,
A fuel-air injection mechanism (50, 150) having fuel and air passages leading to fuel and air injection openings (70, 72, 156, 157, 210, 211);
The fuel and air injection openings (70, 72, 156, 157, 210, 211) are disposed in an off-center position and in a substantially counterflow direction with respect to a substantially longitudinal flow axis of the gas turbine combustor (30);
system.
加圧空気入口(90)を有する外側ケーシング(58)、燃焼出口(32)を有する内側ケーシング(56)、前記内側及び外側ケーシング(56、58)間でかつ該内側及び外側ケーシングに沿って延びる空気循環通路(94)、並びに滞留域(86)から前記燃焼出口(32)まで延びるほぼ長手方向流れ軸線を含む燃焼ライナ(54)と、
前記ほぼ長手方向の流れ軸線に対してほぼオフセンタ逆流構成で前記滞留域(86)の下流の前記燃焼ライナ(54)内に配置された逆流噴射機構(50、150)と、を含み、
前記逆流噴射機構(50、150)が、前記燃焼ライナ(54)を貫通して複数の燃料噴射開口(70、156、210)まで延びる1つ又はそれ以上の燃料通路と、前記内側ケーシング(56)を貫通して前記空気循環通路(94)から複数の空気噴射開口(72、157、211)まで延びる1つ又はそれ以上の空気通路とを含む、
システム。 A gas turbine combustor (30), the gas turbine combustor comprising:
An outer casing (58) having a pressurized air inlet (90), an inner casing (56) having a combustion outlet (32), extending between and along the inner and outer casings (56, 58). A combustion liner (54) including an air circulation passage (94) and a substantially longitudinal flow axis extending from the residence zone (86) to the combustion outlet (32);
A back-flow injection mechanism (50, 150) disposed in the combustion liner (54) downstream of the residence zone (86) in a substantially off-center back-flow configuration relative to the substantially longitudinal flow axis;
One or more fuel passages extending through the combustion liner (54) to a plurality of fuel injection openings (70, 156, 210), and the inner casing (56); ) Through one or more air passages extending from the air circulation passage (94) to a plurality of air injection openings (72, 157, 211).
system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007018736A JP5296320B2 (en) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | System having backflow injection mechanism and method for injecting fuel and air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007018736A JP5296320B2 (en) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | System having backflow injection mechanism and method for injecting fuel and air |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008185253A true JP2008185253A (en) | 2008-08-14 |
JP5296320B2 JP5296320B2 (en) | 2013-09-25 |
Family
ID=39728421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007018736A Expired - Fee Related JP5296320B2 (en) | 2007-01-30 | 2007-01-30 | System having backflow injection mechanism and method for injecting fuel and air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5296320B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010209912A (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | General Electric Co <Ge> | Combustor liner cooling system |
JP2014524561A (en) * | 2011-08-22 | 2014-09-22 | トクァン,マジェド | Annular and flameless annular combustor for use in gas turbine engines |
JP2014181897A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-29 | General Electric Co <Ge> | Systems and apparatus relating to downstream fuel and air injection in gas turbines |
JP2014181898A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-29 | General Electric Co <Ge> | Systems and apparatus relating to downstream fuel and air injection in gas turbines |
JP2019082313A (en) * | 2017-09-01 | 2019-05-30 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Premixing fuel injectors and methods of use in gas turbine combustor |
Citations (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2869629A (en) * | 1955-12-08 | 1959-01-20 | Gen Electric | Burner assembly |
FR2203023A1 (en) * | 1972-10-13 | 1974-05-10 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | |
JPS5013809U (en) * | 1973-06-05 | 1975-02-13 | ||
US4549402A (en) * | 1982-05-26 | 1985-10-29 | Pratt & Whitney Aircraft Of Canada Limited | Combustor for a gas turbine engine |
JPS6229834A (en) * | 1985-06-07 | 1987-02-07 | ラストン ガヤス タ−ビンズ リミテツド | Combustion chamber for gas turbine engine |
JPS6325418A (en) * | 1986-07-08 | 1988-02-02 | ベ−・ベ−・ツエ−・ブラウン・ボヴエリ・アクチエンゲゼルシヤフト | Combustion chamber device with precombustion chamber for combustion in quantity lower than stoichiometric quantity |
US4928481A (en) * | 1988-07-13 | 1990-05-29 | Prutech Ii | Staged low NOx premix gas turbine combustor |
US4967563A (en) * | 1988-12-12 | 1990-11-06 | Sundstrand Corporation | Turbine engine with high efficiency fuel atomization |
US5277022A (en) * | 1990-06-22 | 1994-01-11 | Sundstrand Corporation | Air blast fuel injecton system |
JPH06265146A (en) * | 1990-03-05 | 1994-09-20 | Rolf Jan Mowill | Gas-turbine engine combustion apparatus |
US5628182A (en) * | 1993-07-07 | 1997-05-13 | Mowill; R. Jan | Star combustor with dilution ports in can portions |
JPH1163500A (en) * | 1997-08-26 | 1999-03-05 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Combustor |
JP2001227359A (en) * | 1999-12-01 | 2001-08-24 | Alstom Power Uk Ltd | Combustion chamber for gas turbine engine |
US20050277074A1 (en) * | 2004-06-10 | 2005-12-15 | Zinn Ben T | Stagnation point reverse flow combustor |
WO2006085922A2 (en) * | 2004-06-10 | 2006-08-17 | Georgia Tech Research Corporation | Stagnation point reverse flow combustor for a combustion system |
-
2007
- 2007-01-30 JP JP2007018736A patent/JP5296320B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2869629A (en) * | 1955-12-08 | 1959-01-20 | Gen Electric | Burner assembly |
FR2203023A1 (en) * | 1972-10-13 | 1974-05-10 | Onera (Off Nat Aerospatiale) | |
JPS5013809U (en) * | 1973-06-05 | 1975-02-13 | ||
US4549402A (en) * | 1982-05-26 | 1985-10-29 | Pratt & Whitney Aircraft Of Canada Limited | Combustor for a gas turbine engine |
JPS6229834A (en) * | 1985-06-07 | 1987-02-07 | ラストン ガヤス タ−ビンズ リミテツド | Combustion chamber for gas turbine engine |
JPS6325418A (en) * | 1986-07-08 | 1988-02-02 | ベ−・ベ−・ツエ−・ブラウン・ボヴエリ・アクチエンゲゼルシヤフト | Combustion chamber device with precombustion chamber for combustion in quantity lower than stoichiometric quantity |
US4894005A (en) * | 1986-07-08 | 1990-01-16 | Bbc Brown Boveri Ag | Combustion chamber arrangement with a pre-combustion chamber for substoichiometric combustion |
US4928481A (en) * | 1988-07-13 | 1990-05-29 | Prutech Ii | Staged low NOx premix gas turbine combustor |
US4967563A (en) * | 1988-12-12 | 1990-11-06 | Sundstrand Corporation | Turbine engine with high efficiency fuel atomization |
JPH06265146A (en) * | 1990-03-05 | 1994-09-20 | Rolf Jan Mowill | Gas-turbine engine combustion apparatus |
US5277022A (en) * | 1990-06-22 | 1994-01-11 | Sundstrand Corporation | Air blast fuel injecton system |
US5628182A (en) * | 1993-07-07 | 1997-05-13 | Mowill; R. Jan | Star combustor with dilution ports in can portions |
JPH1163500A (en) * | 1997-08-26 | 1999-03-05 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | Combustor |
JP2001227359A (en) * | 1999-12-01 | 2001-08-24 | Alstom Power Uk Ltd | Combustion chamber for gas turbine engine |
US20050277074A1 (en) * | 2004-06-10 | 2005-12-15 | Zinn Ben T | Stagnation point reverse flow combustor |
WO2006085922A2 (en) * | 2004-06-10 | 2006-08-17 | Georgia Tech Research Corporation | Stagnation point reverse flow combustor for a combustion system |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010209912A (en) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | General Electric Co <Ge> | Combustor liner cooling system |
JP2014524561A (en) * | 2011-08-22 | 2014-09-22 | トクァン,マジェド | Annular and flameless annular combustor for use in gas turbine engines |
JP2014181897A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-29 | General Electric Co <Ge> | Systems and apparatus relating to downstream fuel and air injection in gas turbines |
JP2014181898A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-29 | General Electric Co <Ge> | Systems and apparatus relating to downstream fuel and air injection in gas turbines |
JP2019082313A (en) * | 2017-09-01 | 2019-05-30 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Premixing fuel injectors and methods of use in gas turbine combustor |
JP7297415B2 (en) | 2017-09-01 | 2023-06-26 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | METHODS FOR USE IN PREMIXED FUEL INJECTORS AND GAS TURBINE COMBUSTORS |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5296320B2 (en) | 2013-09-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8789375B2 (en) | Gas turbine combustor having counterflow injection mechanism and method of use | |
US7685823B2 (en) | Airflow distribution to a low emissions combustor | |
US20070151251A1 (en) | Counterflow injection mechanism having coaxial fuel-air passages | |
JP5172468B2 (en) | Combustion device and control method of combustion device | |
JP2006300448A (en) | Combustor for gas turbine | |
KR102563661B1 (en) | Fuel-air premixer for a gas turbine | |
CN1707163A (en) | Burner tube and method for mixing air and gas in a gas turbine engine | |
JP2003014232A (en) | Combustor for gas turbine | |
US6729141B2 (en) | Microturbine with auxiliary air tubes for NOx emission reduction | |
JP5296320B2 (en) | System having backflow injection mechanism and method for injecting fuel and air | |
RU2690598C2 (en) | Swirler, burner and combustion system for gas turbine engine | |
CN108700299B (en) | Burner assembly, combustor, and gas turbine | |
JP2017053618A (en) | System and method having annular flow path architecture | |
RU2193686C2 (en) | Injector with two-flow tangential entry and separated flame | |
US7469543B2 (en) | Rich catalytic injection | |
KR102566073B1 (en) | Burner and combustor and gas turbine equipped with the same | |
JP3901629B2 (en) | Annular swirl diffusion flame combustor | |
KR102512583B1 (en) | Gas turbine combustor and gas turbine equipped with the same | |
RU2713228C1 (en) | Starting igniter assembly with central fuel pre-injection for combustion chamber of gas turbine engine | |
AU2007200350B2 (en) | Gas turbine combustor having counterflow injection mechanism | |
US9291102B2 (en) | Interface ring for gas turbine fuel nozzle assemblies | |
JP2008185254A (en) | Reverse-flow injection mechanism having coaxial fuel-air passage | |
AU2007200351B2 (en) | Counterflow injection mechanism having coaxial fuel-air passages | |
JP3888229B2 (en) | Swivel type low NOx combustor | |
RU2189478C2 (en) | Fuel nozzle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100122 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20100122 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110610 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110621 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20110920 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20110929 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111220 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120424 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20120723 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20120726 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130514 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130613 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 5296320 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |