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 PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine combustor having a reverse flow injection mechanism. <P>SOLUTION: According to a specific embodiment, this system includes the reverse flow injection mechanism. The reverse flow injection mechanism includes fuel-air injection mechanisms 50, 150 having fuel and air passages to fuel and air injection openings 70, 72, 156, 157, 210, 211, and the fuel and air injection openings 70, 72, 156, 157, 210, 211 are disposed at off-center positions to the approximately longitudinal flow axis of a gas turbine combustor 30 approximately in the reverse flow direction. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

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。
米国特許第4,813,227号公報 米国特許第5,577,386号公報 米国特許第6,315,552号公報 米国特許第6,371,754号公報 米国特許第6,439,881号公報 米国特許第6,439,882号公報 米国特許第6,619,026号公報 米国特許第6,735,949号公報 米国特許第6,868,676号公報 米国特許第6,935,328号公報 米国特許第6,951,108号公報 米国特許出願公開第2005/0058959A1号公報 米国特許出願公開第11/201,497号公報 米国特許出願公開第11/291,677号公報 米国特許出願公開第11/325,643号公報 米国特許第4,866,884号公報 米国特許第4,877,396号公報 米国特許第5,154,599号公報 米国特許第5,259,184号公報 米国特許第5,274,991号公報 米国特許第5,304,434号公報 米国特許第5,570,679号公報 米国特許第6,047,550号公報 欧州特許第1355111 A2号公報 国際特許出願第03/091626A1号公報 欧州特許第1431543 A2号公報 米国特許第6,192,688号公報 米国特許出願公開第2002/0069648号公報 米国特許出願公開第2004/0091830号公報 DR. -ING. K KUSTERER; Article entitled "FLOXCOM - WP7, Modelling and Optimisation of Wall Cooling - Wall Temperature and Stress Analysis; B&B AGEMA; Meeting, Bari, 21st November 2003; 16 pages,. YESHAYAHOU LEVY; Article entitled "CHEMICAL ASPECTS OF THE FLAMELESS OXIDATION APPLIED FOR GAS TURBINE COMBUSTOR; 2 pages. A. MILANI; Article entitled "DILUTED COMBUSTION TECHNOLOGIES"; IFRF Combustion Journal; Article Number 200101, February 2001; ISSN 1562-479X; 32 pages. M. J. MELO; Article entitled "FLOXCOM - LOW NOx FLOX COMBUSTOR FOR HIGH EFFICIENCY GAS TURBINES; Mechanical Engineering Department; Technical University of Lisbon; 50 pages Article entitled "FLOXCOM PROJECT WP5 36 MONTH REPORT"; Polish Academy of Sciences; Institute of Fundamental Technological Research; Warsaw Poland; http://www.jppt.gov.pl; 93 pages. IYIOLA AWOSOPE; Article entitled "Low NOx Flameless Oxidation combustor for High Efficiency Gas Turbines"; Imperial College, London; November 19, 2003; 65 pages. JOACHIM G. WUNNIG; Article entitled "Flameless Combustion and its Applications"; Noordwijkerhout. May 2004; 40 pages. DR. N. H.KANDAMBY; Article entitled "LOW NOx COMBUSTOR FOR HIGH EFFICIENCY GAS TURBINES; CINAR Ltd; FLOXCOM Final Meeting; November 21. 2003; 29 pages.
Combustion engines, such as gas turbine engines, produce a variety of polluting emissions. For example, contaminated emissions typically include carbon oxides (COx), nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), and particulate matter (PM). These polluting emissions are strictly regulated in the United States and other countries. NOx emissions from gas turbine engines can be reduced by premixing fuel and air. Unfortunately, premixing can result in unstable flames that are difficult to establish and even today's best premixing systems cannot reach the NOx emission target. Another approach is the selective catalytic reduction (SCR) method of NOx by ammonia injection. Unfortunately, the SCR method is relatively expensive.
U.S. Pat. No. 4,813,227 US Pat. No. 5,577,386 US Pat. No. 6,315,552 US Pat. No. 6,371,754 US Pat. No. 6,439,881 US Pat. No. 6,439,882 US Pat. No. 6,619,026 US Pat. No. 6,735,949 US Pat. No. 6,868,676 US Pat. No. 6,935,328 US Pat. No. 6,951,108 US Patent Application Publication No. 2005 / 0058959A1 US Patent Application Publication No. 11 / 201,497 US Patent Application Publication No. 11 / 291,677 US Patent Application Publication No. 11 / 325,643 U.S. Pat. No. 4,866,884 U.S. Pat. No. 4,877,396 US Pat. No. 5,154,599 US Pat. No. 5,259,184 US Pat. No. 5,274,991 US Pat. No. 5,304,434 US Pat. No. 5,570,679 US Pat. No. 6,047,550 European Patent No. 1355111 A2 International Patent Application No. 03 / 091626A1 European Patent No. 1431543 A2 US Pat. No. 6,192,688 US Patent Application Publication No. 2002/0069648 US Patent Application Publication No. 2004/0091830 DR. -ING. K KUSTERER; Article entitled "FLOXCOM-WP7, Modeling and Optimization of Wall Cooling-Wall Temperature and Stress Analysis; B & B AGEMA; Meeting, Bari, 21st November 2003; 16 pages ,. YESHAYAHOU LEVY; Article entitled "CHEMICAL ASPECTS OF THE FLAMELESS OXIDATION APPLIED FOR GAS TURBINE COMBUSTOR; 2 pages. A. MILANI; Article entitled "DILUTED COMBUSTION TECHNOLOGIES"; IFRF Combustion Journal; Article Number 200101, February 2001; ISSN 1562-479X; 32 pages. MJ MELO; Article entitled "FLOXCOM-LOW NOx FLOX COMBUSTOR FOR HIGH EFFICIENCY GAS TURBINES; Mechanical Engineering Department; Technical University of Lisbon; 50 pages Article entitled "FLOXCOM PROJECT WP5 36 MONTH REPORT"; Polish Academy of Sciences; Institute of Fundamental Technological Research; Warsaw Poland; http://www.jppt.gov.pl; 93 pages. IYIOLA AWOSOPE; Article entitled "Low NOx Flameless Oxidation combustor for High Efficiency Gas Turbines"; Imperial College, London; November 19, 2003; 65 pages. JOACHIM G. WUNNIG; Article entitled "Flameless Combustion and its Applications"; Noordwijkerhout. May 2004; 40 pages. DR. NHKANDAMBY; Article entitled "LOW NOx COMBUSTOR FOR HIGH EFFICIENCY GAS TURBINES; CINAR Ltd; FLOXCOM Final Meeting; November 21. 2003; 29 pages.

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 exemplary system 10 according to a particular embodiment of the present technology, including a gas turbine engine 12 coupled to an application device 14. In this particular embodiment, system 10 can include an aircraft, a water vehicle, a locomotive, a power generation system, or a combination thereof. Accordingly, the application device 14 can include a generator, a propeller, or a combination thereof. The illustrated gas turbine engine 12 includes an intake section 16, a compressor 18, a combustor section 20, a turbine 22 and an exhaust section 24. The turbine 22 is drivingly coupled to the compressor 18 via a shaft 26. As described in more detail below, the disclosed embodiments of combustor section 20 include a variety of backflow fuel-air injection mechanisms that facilitate mixing fuel, air, and hot combustion products within the combustor section. More specifically, the disclosed reverse flow fuel-air injection mechanism provides both fuel and air in one or more directions that generally resist or oppose the overall flow through the gas turbine engine 12, particularly the combustor section 20. Inject.

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 intake section 16 into the compressor 18, which compresses the air prior to the air entering the combustor section 20. The illustrated combustor section 20 includes a combustor housing 28 disposed concentrically or annularly about a shaft 26 between the compressor 18 and the turbine 22. Inside the combustor housing 28, the combustor section 20 includes a plurality of combustors 30 disposed in a plurality of radial locations as a circular or annular configuration around the shaft 26. As will be described in more detail below, the pressurized air from the compressor 18 flows into each of the combustors 30, and then mixed with fuel and combusted in each combustor 30 to drive the turbine 22.

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 combustor 30 may be configured as a multi-stage combustor in which the fuel injectors are arranged in different stages along the length of each combustor 30. Alternatively, the combustor 30 can be configured as a single stage combustor with fuel injectors arranged for a single combustion stage or combustion zone. In the following description, combustor 30 will be described as a single stage combustor, but the disclosed embodiments may be utilized with either a single stage or multi-stage combustor within the scope of the present technology.

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 combustor 30 may include a variety of backflow fuel-air injection mechanisms that direct air and fuel in one or more directions generally against the flow in the combustor 30. For example, the reverse flow fuel-air injection mechanism may include a plurality of longitudinally oriented fuel-air injectors, a transversely oriented fuel-air injector, or an oblique fuel-air injector having both longitudinal and transverse components. Can be included. The longitudinally oriented fuel-air injector can be substantially aligned longitudinally along the combustor 30, while the transversely oriented fuel-air injector can be longitudinally flowed along the combustor 30 or It can be substantially aligned transverse, transverse or radial with respect to the axis. The angled fuel-air injector can be oriented in an oblique direction with an acute angle with respect to the longitudinal flow axis or inner surface of the combustor 30. The acute diagonal direction generally includes a longitudinal and transverse component or can be broken down into a longitudinal component and a transverse component. Each of the longitudinal direction, the transverse direction, and the acute angle oblique direction can be defined as a backflow direction.

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 combustor 30 away from the turbine 22 and fuel and air within the residence zone. To mix and burn. The residence zone at the opposite end of the combustor 30 generally increases the stability and anchoring of the flame within the combustor 30. The hot combustion product then travels past the backflow fuel-air injection mechanism and toward the turbine 22. Again, the reverse flow fuel-air injection mechanism facilitates mixing of fuel and air with hot combustion products. The hot combustion products then flow through nozzle 32 to turbine 22. These hot combustion products drive the turbine 22, thereby driving the compressor 18 and the load 34 of the application device 14 via the shaft 26. The hot combustion products are then exhausted through the exhaust section 24.

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 combustor 30 as shown in FIG. 1, in which the combustor 30 includes a combustion liner 54 according to a particular embodiment of the present technology. It includes a back-flow injection mechanism 50 that includes a plurality of fuel-air injection lobes 52 disposed at different radial locations around the inner circumference. The illustrated combustion liner 54 includes a non-perforated inner casing 56 surrounded by a perforated outer casing 58. In other words, the combustion liner 54 has a hollow wall structure with a generally continuous gap between the inner and outer casings 56 and 58. The combustion liner 54 can include ceramic, cermet, or another suitable metal. The fuel-air injection lobe 52 is typically formed by or coupled to the non-porous inner casing 56. In this illustrated embodiment, the fuel-air injection lobes 52 are arranged in a plurality of radial directions around the perforated inner casing 56 at one longitudinal position 60 relative to the central longitudinal axis 62 along the combustor 30. Placed in position. Accordingly, the illustrated combustor 30 is configured as a single-stage combustor. However, other embodiments of the combustor 30 may have fuel-air injection lobes 52 disposed at a plurality of longitudinal positions relative to the axis 62.

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 flow injection mechanism 50 includes a fuel injection assembly 64 disposed adjacent to an air injection assembly 66. In certain embodiments, the fuel and air injection assemblies 64 and 66 are positioned in close proximity to each other. The fuel injection assembly 64 includes a plurality of fuel injectors 68 having an elongated injector tip 70. The air injection assembly 66 includes a plurality of acutely angled oblique air passages 72 disposed at various radial locations around the inner periphery of the non-perforated inner casing 56. In certain embodiments, the elongated injector tip 70 can be positioned proximate to the air passage 72. For example, in the embodiment shown in FIG. 2, the elongated injector tip 70 is generally coaxial or concentric with the air passage 72. Both the elongated injector tip 70 and the air passage 72 extend through the lobe structure 74 at a plurality of radial locations around the inner circumference of the non-perforated inner casing 56. In other words, each of the fuel-air injection lobes 52 includes one of the elongated injector tips 70 and one of the air passages 72 disposed within one of the lobe structures 74. As illustrated, the lobe structure 74 includes a protrusion 76 and a recess 78 on both sides of the position 60 in the longitudinal direction. In certain embodiments, each lobe structure 74 has a generally circular or annular configuration (eg, a donut shape), and its geometric shape gradually changes between the protrusions 76 and the recesses 78.

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 elongated injector tip 70 and air passage 72 of each fuel-air injection lobe 52 are substantially opposite to the overall flow through the gas turbine engine 12, as described above with respect to FIG. Oriented in the direction or counterflow direction. For example, the elongated injector tip 70 and the air passage 72 can be disposed at respective angles 82 and 84 with respect to the axis 62 of the combustor 30. Angles 82 and 84 may be substantially the same or different from each other. Angles 82 and 84 can also vary from 0 ° to 90 ° depending on the length of combustion liner 54 and other factors. For example, the angles 82 and 84 are about 5 °, 10 °, 15 °, 20 °, 25 °, 30 °, 35 °, 40 °, 45 ° with respect to the axis 62 or the inner surface of the non-porous inner casing 56. It can be 50 °, 55 °, 60 °, 65 °, 70 °, 75 °, 80 ° or 85 °. Further, the elongated injector tip 70 and the air passage 72 of the fuel-air injection lobe 52 may be oriented to converge generally toward a residence area 86 in the closed back portion 88 of the non-porous inner casing 56. it can. The residence zone 86 generally improves the stability and fixability of the flame near the closed back portion 88 of the combustor 30.

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 combustor 30 as shown in FIG. 2 receives pressurized air from the compressor 18 through an opening 90 in the perforated outer casing 58 as indicated by arrow 92. When passing through the perforated outer casing 58 and into the combustion liner 54, the pressurized air remains in the annular space between the non-perforated inner casing 56 and the perforated outer casing 58. In other words, the combustion liner 54 has a hollow wall formed by the inner and outer casings 56 and 58, such as a hollow annular or can-like wall. The combustion liner 54 has the advantage of directing pressurized air to flow along the non-porous inner casing 56 toward the plurality of fuel-air injection lobes 52, as indicated by arrows 94. In this way, the air flow 94 facilitates cooling of the non-porous inner casing 56 prior to being injected into the combustor 30 via the air passage 72.

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-air injection lobe 52, the elongated injector tip 70 injects a fuel stream 96 that entrains an air stream 98 from the air passage 72. In the illustrated embodiment, the fuel and air streams 96 and 98 are coaxial or concentric with each other. Specifically, as a result of the concentric or coaxial configuration of the elongated injector tip 70 within the air passage 72, the air stream 98 is disposed concentrically around the fuel stream 96. Again, the elongated injector tip 70 and the air passage 72 are arranged at respective angles 82 and 84 so that the fuel and air streams 96 and 98 converge toward the axis 62 and the residence zone 86. At least initially move at angles 82 and 84. Thus, the coaxial or concentric configuration of the fuel-air injection lobes 52 and the resulting coaxial or concentric flows 96 and 98 facilitate fuel-air mixing within the combustor 30 rather than premixing. In addition, the convergence relationship of the fuel-air injection lobes 52 facilitates fuel and air mixing within the residence zone 86 as indicated by the flow / mixing arrow 100. As shown, the flow 100 includes a U-shaped flow inwardly toward the axis 62 and a U-shaped flow outwardly toward the wall of the non-porous inner casing 56. In other words, when the flow 100 moves in the counterflow direction from the fuel-air injection lobe 52 toward the closed back portion 88, the flow 100 is generally U-shaped toward both the axis 62 and the wall of the non-porous inner casing 56. Invert. Similar flow patterns occur in other embodiments described later. The fuel-air mixture 100 burns in a residence zone 86 in the vicinity of the closed back portion 88, which has the advantage of holding or fixing the flame and improving flame stability in the combustor 30. .

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 residence zone 86 toward the nozzle 32 as indicated by the arrow 102. Accordingly, the hot combustion product 102 flows in the same general flow direction 80 as in the gas turbine engine 12, while the fuel and air streams 96 and 98 injected from the fuel-air injection lobe 52 are substantially backflowed. . Again, the backflow is longitudinally toward the residence zone 86, transversely to the axis 62 or the non-porous inner casing 56, or in an acute oblique direction having longitudinal and transverse components, or a combination thereof. Can be directed in the direction. In this way, the reverse injection mechanism 50 improves the mixing of fuel and air and hot combustion products within the combustor 30, thereby improving combustion and polluting emissions from the combustor 30 (eg, NOx). Emissions). The lobe structure 74 also slightly offsets the elongated injector tip 70 and air passage 72 relative to the inner periphery of the non-porous inner casing 56, thereby directing fuel and air flow 96 and 98 injection from the inner periphery. Position slightly apart to improve mixing of fuel, air and hot combustion products.

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 combustor 30 as shown in FIG. 2, and a plurality of radial locations 110, 112, around a non-perforated inner casing 56, according to certain embodiments of the technology. Further shown is the radial configuration of the fuel-air injection lobe 52 of the backflow injection mechanism 50 at 114, 116, 118, 120, 122 and 124. As described above with respect to FIG. 2, the fuel and air streams 96 and 98 of the plurality of fuel-air injection lobes 52 converge generally toward the axis 62 within the residence zone 86. In certain embodiments, the fuel and air streams 96 and 98 can converge entirely to a center having an axis 62 as shown by dotted lines 110, 112, 114, 116, 118, 120, 122 and 124. .

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-air injection lobe 52 is directed toward the retention zone 86 so as to converge toward the axis 62 while being at least slightly off-centered relative to the axis 62 as indicated by the dotted arrow 126. Can be oriented. As a result of this off-centered convergence direction of the fuel-air injection lobe 52, the fuel and air streams 96 and 98 can form a swirl flow as indicated by the dotted arrow 128. In any configuration, the convergence relationship between the fuel-air injection lobes 52 promotes mixing of fuel and air (and further mixing with high-temperature combustion products) in the residence region 86. However, adding the swirl flow 128 within the residence zone 86 can further improve fuel-air mixing and combustion within the combustor 30. In some embodiments, all of the fuel-air injection lobes 52 can be oriented to form a clockwise swirl flow or a counterclockwise swirl flow. Alternatively, the fuel-air injection lobes 52 can be staggered to form both a clockwise and counterclockwise swirl flow. For example, odd numbered fuel-air injection lobes 52 (eg, at radial positions 110, 114, 118 and 122) can be oriented to form a clockwise swirl flow, while even numbered fuel- The air injection lobes 52 (eg, at radial locations 112, 116, 120, and 124) can be configured to form a counterclockwise swirl flow. Again, the particular embodiment of the combustor 30 shown is for the fuel-air injection lobe 52 as shown in FIG. 3 at a plurality of longitudinal positions along the axis 62, as in the multi-stage combustor 30 described above. An annular row can be included.

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 combustor 30 as shown in FIGS. 1-3, in which the back-flow injection mechanism 50 is a flash fuel according to certain embodiments of the present technology. -Include a radial row or array of air injection regions 140; As shown, the elongated injector tip 70 and air passage 72 of the fuel and air injection assemblies 64 and 68 extend to a position that is substantially flush with the non-porous inner casing 56 of the combustion liner 54. . In other words, the elongate injector tip 70 and air passage 72 are generally recessed from the inner surface 142 of the non-porous inner casing 56, while the inner casing 56 is elongate injector tip 70 and air passage 72. It does not protrude in the vicinity of. Thus, in contrast to the fuel-air injection lobe 52 as shown in FIGS. 2 and 3, the radial row of flash fuel-air injection regions 140 as shown in FIG. It does not protrude into the combustor 30. However, in certain embodiments, the elongated injector tip 70 can be oriented to partially protrude from the inner surface 142 of the non-porous inner casing 56. Alternatively, the elongated injector tip 70 can be retracted into the air passage 72 as shown in FIG. 12 and described in more detail below with respect to FIG. Again, the backflow mechanism 50 as shown in FIG. 4 directs the fuel and air streams 96 and 98 to generally converge toward the residence zone 86 against the overall flow 80 through the gas turbine engine 12. Configured to be oriented. Thereafter, the hot combustion products travel out of the combustor 30 through the nozzle 32 through the radial region of the flash fuel-air injection region 140 from the residence region 86.

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 combustor 30 as shown in FIG. 1, in which the combustor 30 is a perforated inner casing according to a particular embodiment of the present technology. 56 includes a back-flow injection mechanism 50 having a radial array of inward cantilevered support fuel-air injection members 152 disposed along the interior of 56. In this illustrated embodiment, the fuel-air injection member 152 is positioned so that it does not reach the central longitudinal axis 62 from the non-porous inner casing 56 of the combustion liner 54 toward the central longitudinal axis 62 of the combustor 30. Protruding in the direction. In other words, the fuel-air injection member 152 is cantilevered and is off-center from the axis 62.

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-air injection member 152 has a parallel flow body 154 with coaxial fuel-air ports 156 and 157 disposed along an edge 158 facing the residence zone 86. In this illustrated embodiment, the coaxial fuel-air port 156 includes three ports 156 that are substantially parallel to the axis 62, while the coaxial fuel-air port 157 is in the axis 62 in the reverse flow direction toward the residence zone 86. It includes a single port 157 that is slanted inwardly toward the end (ie, converges on axis 62). In other embodiments, the fuel-air ports 156 and 157 can include any number or arrangement of ports arranged at a desired spacing along the parallel flow body 154. A coaxial fuel-air port 156 is coupled to the fuel pump or injector 160 and an air passage 162 extending to the space between the non-porous inner casing 56 and the perforated outer casing 58 of the combustion liner 54.

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-air injection member 152 receives both fuel and air through the parallel flow body 154 and then substantially coaxially in the longitudinal direction toward the residence zone 86 as indicated by arrows 164 and 165. And 157 inject a parallel flow of fuel and air into the combustor 30. In the illustrated embodiment, the fuel and air longitudinal flow 164 is substantially parallel to the axis 62 of the combustor 40, while the flow 165 converges generally toward the axis 62. However, in other embodiments, the coaxial fuel-air port 156 can be oriented at an angle that generally converges or diverges relative to the axis 62. Further, the coaxial fuel-air ports 156 and 157 may be substantially clockwise or counterclockwise about the axis 62 such that a swirl flow can be formed in the combustor 30 as described above with respect to FIG. Can be oriented.

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 outer casing 58 and along the non-porous inner casing 56 to the back-flow injection mechanism 150 as indicated by arrows 92 and 94. Receive pressurized air. When reaching the back-flow injection mechanism 150, the pressurized air flows through the air passage 72 into the parallel flow body 154 while fuel is received from the fuel pump or injector 160. Next, as shown by arrows 164 and 165, the fuel-air injection member 152 injects a parallel flow of both fuel and air from the ports 156 and 157 into the non-porous inner casing 56. Again, these parallel flows 164 and 165 are arranged at a plurality of peripheral-radial positions offset from the axis 62. In addition, the parallel flows 164 and 165 are directed toward the residence zone 86 in a generally opposite or counterflow direction to the overall flow 80 through the gas turbine engine 12. In this way, the fuel-air parallel flows 164 and 165 facilitate fuel-air mixing, thereby improving combustion in the combustor 40 and reducing pollutant emissions. In the residence zone 86, the fuel-air mixture 100 burns, and then the hot combustion products pass through the back-flow injection mechanism 150 and move toward the nozzle 32 so as to return as indicated by arrow 102. Again, the fuel-air parallel flows 164 and 165 are generally in the reverse flow direction with respect to the hot combustion product stream 102. This reverse flow thus further improves the mixing of fuel-air and hot combustion products in the combustor 30 as detailed above.

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 combustor 30 as shown in FIG. Further shows. The embodiment of FIG. 6 is slightly different from the embodiment of FIG. Specifically, the number of ports 156 is four instead of three, and the length of the parallel flow body 154 is relatively shorter than the embodiment of FIG. However, the number of ports 156 and 157 can be increased or decreased as desired for a particular combustor 30. Further, the length of the body 154 can be increased to extend closer to the axis 62. Further, each of the ports 156 and 157 can be angled inwardly toward the axis 62.

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-air injection member 152 is around the inner or peripheral portion of the non-porous inner casing 56 as indicated by dotted arrows 166, 168, 170, 172, 174, 176, 178 and 180. Are arranged at a plurality of radial positions. In addition, the fuel-air injection member 152 is substantially aligned with the axis 62, i.e., centered about the axis 62. However, the inside or free end of the inward cantilevered support fuel-air injection member 152 is generally offset or off-center from the axis 62 as indicated by arrow 182. In certain embodiments, the fuel-air injection member 152 can be angled with respect to the axis 62, thereby creating a counterclockwise or clockwise swirl flow downstream of the residence zone 86. For example, the fuel-air injection member 152 can be tilted at an acute angle rather than being substantially perpendicular to the inner surface of the non-porous inner casing 56. In the illustrated embodiment, the backflow injection mechanism 150 includes eight fuel-air injection members 152 in a circumferential-radial configuration as shown in FIGS. However, other embodiments of the reverse flow injection mechanism 150 can include another suitable number of fuel-air injection members 152.

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-air injection member 152 as shown in FIGS. 5 and 6, illustrating the parallel flow passages inside the parallel flow body 154 according to certain embodiments of the present technology. Further shows. As shown, the parallel flow body 154 has a generally aerodynamic geometry or airfoil structure. In addition, the parallel flow body 154 includes a plurality of lateral fuel injection passages 184 extending from a longitudinal or common fuel supply passage 186 corresponding to a longitudinal axis of the parallel flow body 154 (eg, perpendicular to the drawing). including. Generally, these passages 184 and 186 are supported by upper and lower support members 118 and 190 and one or more side support structures 192 having passages 184. The parallel flow body 154 also includes one or more air passages 194, 196 and 198. The illustrated fuel injection passage 184 and air passages 194, 196 and 198 lead to coaxial fuel-air ports 156 and 157 along the edge 158 as described above. Specifically, as shown in FIG. 7, coaxial fuel-air ports 156 and 157 include a central fuel port 200 from side fuel injection passage 184 and concentric or annular air ports from air passages 194, 196 and 198. 202. Thus, during operation, fuel flows through the fuel-air injection member 152 as indicated by arrow 204, while air flows through the fuel-air injection member 152 as indicated by arrow 206.

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 combustor 30 as shown in FIGS. 5-7, in which the radial row of inwardly cantilevered support fuel-air injection members 152 is , Including additional coaxial fuel-air ports 210 and 211 along the top and bottom sides of the parallel flow body 154 according to certain embodiments of the present technology. Reference is first made to FIG. 8, which is a longitudinal schematic view of the combustor 30, along a series of coaxial fuel-air ports 156 and 157 along the edge 158 and the face of the parallel flow body 154. A series of coaxial fuel-air ports 210 and 211 are shown. As described above with respect to FIG. 5, the coaxial fuel-air port 156 is oriented generally longitudinally with respect to the axis 62 of the combustor 30, thereby forming a coaxial fuel and air flow as indicated by arrow 164. Again, these coaxial flows 164 can be aligned to be generally parallel to the axis 62, converge to the axis 62, or diverge with respect to the axis 62. However, these coaxial flows 164 are generally directed longitudinally along the combustor 30 toward the residence zone 86. Similarly, the coaxial fuel-air port 157 (and stream 165) is oriented along the length of the combustor 30 toward the residence zone 86. However, as described above, the coaxial fuel-air port 157 (and flow 165) converges toward the axis 62 in the counterflow direction toward the residence region 86 as a whole.

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-air port 210 is oriented transversely at a distance from axis 62. In other words, the coaxial fuel-air port 210 is oriented to form a flow that is substantially perpendicular to the page of FIG. A coaxial fuel-air port 211 is also oriented transverse to the axis 62. However, in contrast to the coaxial fuel-air port 210, the coaxial fuel-air port 211 is directed radially inward to converge directly toward the axis 62, as indicated by arrow 167. In other words, all of the coaxial fuel-air ports 211 point straight toward the axis 62, like wheel spokes or solar rays. In this manner, the fuel-air injection member 152 forms both a longitudinal flow and a transverse flow to facilitate fuel and air mixing within the combustor 30.

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 combustor 30 as shown in FIG. 8, and coaxial fuel-air ports disposed on opposing surfaces 212 and 218 of the parallel flow body 154 according to certain embodiments of the present technology. Further illustrated are fuel and air transverse flows 214 and 216 from 210. Again, the embodiment of FIG. 9 is slightly different from the embodiment of FIG. Specifically, the number of ports 156 and 210 is four instead of three, and the length of the parallel flow body 154 is relatively shorter than the embodiment of FIG. However, the number of ports 156, 157, 210, and 211 can be increased or decreased as desired for a particular combustor 30. Further, the length of the body 154 can be increased to extend closer to the axis 62. Further, each of the ports 156, 157, 210 and 211 can be slanted inwardly toward the axis 62.

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 coaxial flows 214 and 216 are generally offset from the axis 62 by an incremental distance from the free end of the parallel flow body 154 to the non-porous inner casing 56 of the combustion liner 54. In addition, parallel flow 214 is generally oriented clockwise around axis 62, while parallel flow 216 is generally oriented counterclockwise around axis 62. In this way, parallel flows 214 and 216 can form a counter-inverted or opposed swirl flow as indicated by arrows 220 and 222, respectively. In addition, the coaxial flows 165 and 167 generally converge toward the axis 62 such that the coaxial flows 165 and 167 are generally transverse or transverse to the coaxial flows 214 and 216.

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-air injection member 152 as shown in FIGS. 8 and 9, and coaxial fuel-air ports 210 and 210 disposed on surfaces 212 and 218 according to certain embodiments of the technology. An internal passage leading to 211 is further shown. Again, similar to the embodiment of FIG. 7, the parallel flow body 154 has a generally aerodynamic geometry or airfoil structure and a longitudinal axis of the parallel flow body 154 (eg, relative to the drawing). A plurality of lateral fuel injection passages 184 extending from a first one of the longitudinal or common fuel supply passages 186 corresponding to The parallel flow body 154 also includes one or more air passages 194, 196 and 198. The illustrated fuel injection passage 184 and air passages 194, 196 and 198 lead to coaxial fuel-air ports 156 and 157 along the edge 158 as described above. Specifically, as shown in FIG. 7, coaxial fuel-air ports 156 and 157 include a central fuel port 200 from side fuel injection passage 184 and concentric or annular air ports 202 from air passages 194, 196 and 198. Including.

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 lower support members 118 and 190 of FIG. 10 are fuels on surfaces 212 and 218, respectively, that are opposite from the second one of the longitudinal or common fuel injection passages 186, respectively. Upper and lower fuel injection passages 230 and 232 leading to injection ports 234 and 236 are included. In other words, the illustrated embodiment includes two independent fuel supply passages 186 such that ports 156 and 157 are supplied with fuel independently from ports 210 and 211. In another embodiment, a single fuel supply passage 186 can be used for all of the ports 156, 157, 210 and 211. In yet another alternative embodiment, an independent fuel supply passage 186 can be used for each set of ports 156, 157, 210 and 211. Coaxial fuel-air ports 210 and 211 also include air injection ports 238 and 240 disposed concentrically or annularly around fuel injection ports 234 and 236, respectively. Thus, during operation, fuel and air flow through the fuel-air injection member 152 as indicated by arrows 204 and 206.

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 combustor 30 as shown in FIG. 5, in which the back-flow injection mechanism 150 is at or near the nozzle 32 or at the nozzle. 32 has a single inwardly cantilevered support fuel-air injection member 152 according to certain embodiments of the present technology disposed inside. As shown, the parallel flow body 154 of a single cantilevered fuel-air injection member 152 projects from one side of the non-porous inner casing 56 and extends over most of the diameter at the nozzle 32. Thus, in this embodiment, the parallel flow body 154 extends across the central longitudinal axis 62 of the combustor 30 at the nozzle 32. The coaxial fuel-air port 156 is disposed across the sides of the axis 62 such that the fuel-air injection member 152 supplies a coaxial flow 164 of fuel and air at an off-center or offset position relative to the axis 62. In the illustrated embodiment, one of the coaxial fuel-air ports 156 is substantially aligned along axis 62 or centered along axis 62, thereby providing a fuel and air 1 centered on axis 62. Two coaxial streams 164 are formed. In some embodiments, the fuel-air injection member 152 can further include a coaxial fuel-air port 210, such as the coaxial fuel-air port shown in the embodiments of FIGS. Further, since the back-flow injection mechanism 150 is disposed at or near the nozzle 32 rather than at an intermediate position between the closed end 88 and the nozzle 32 of the combustor 30, the combustor 30 is shown in FIG. Note that it may have a relatively shorter length compared to the embodiments of FIGS.

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-air injection lobe 52, the flash fuel-air injection region 140 and the inward cantilevered support fuel-air injection member 152 as described in detail above with respect to FIGS. FIG. 6 is a schematic view showing various other embodiments of an injection mechanism. Referring initially to the embodiment of FIG. 12, this figure illustrates a coaxial fuel-air injection mechanism 260 according to a particular embodiment of the present technology. As shown, the coaxial fuel-air injection mechanism 260 includes a central fuel passage 262 along the axis 62 and a concentric or outer annular air passage 266 disposed concentrically around the central fuel passage 262. In the illustrated embodiment, the end 268 of the central fuel passage 262 is disposed at an offset distance 270 with respect to the end 272 of the concentric or outer annular air passage 266. Specifically, the end 268 of the central fuel passage 262 is recessed with respect to the end 272 of the concentric or outer annular air passage 266. However, in other embodiments of the coaxial fuel-air injection mechanism 260, the ends 268 and 272 can be substantially flush with each other, or the end 268 of the central fuel passage 262 can be concentric or outer annular. The air passage 266 can protrude outward from the end 272. During operation, the coaxial fuel-air injection mechanism 260 forms a central fuel stream 274 surrounded by an annular air stream 276 that facilitates fuel and air mixing within the combustor 30.

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-air injection mechanism 280 having both radial and axial flow that collide with each other to promote fuel-air mixing in accordance with certain embodiments of the present technology. FIG. In the illustrated embodiment, the radial-axial fuel-air injection mechanism 280 includes a central fuel passage 282 along the axis 284 and a concentric or outer annular air passage 286 disposed about the central fuel passage 282. Including. In addition, the central fuel passage 282 includes one or more radial ports 288 that are substantially perpendicular to the axis 284. The central fuel passage 282 also has a tapered portion or end 290 downstream of the radial port 288. In operation, air travels axially along axis 284 through a concentric or outer annular air passage 266 around the central fuel passage 282 as indicated by arrow 292. In addition, the fuel flows substantially axially along the axis 284 through the central fuel passage 282 as indicated by arrow 294. Upon reaching the radial port 288, the fuel moves radially outward from the axis 284 into the air stream 292, as indicated by arrow 296. Thus, the air flow 292 and the fuel flow 296 are substantially intersecting or perpendicular to each other, and the fuel and air mixing within the radial-axial fuel-air injection mechanism 280 immediately prior to injection into the combustor 30. Promote. In addition, the radial-axial fuel-air injection mechanism 280 facilitates fuel and air mixing within the combustor 30 rather than premixing fuel and air.

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-air injection mechanism 280 in accordance with certain embodiments of the present technology. As shown, the fuel injection mechanism 302 is coupled to the outer wall 304 of the central air passage 306. The illustrated fuel injection mechanism 302 includes a plurality of radial fuel ports 308 extending through the outer wall 304. In operation, air flows through the central air passage 306 along the axis 312 in a generally axial direction 310. In contrast, fuel flows in a radial or transverse direction 314 with respect to the axis 312 through the radial fuel port 308. In this way, the air flow 310 and the fuel flow 314 collide with each other within the radial-axial fuel-air injection mechanism 300. The collision between the air flow 310 and the fuel flow 314 facilitates the mixing of fuel and air within the injection mechanism 300. In addition, the radial-axial fuel-air injection mechanism 300 facilitates fuel and air mixing within the combustor 30 rather than premixing fuel and air.

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 swirl injection mechanism 320 in accordance with certain embodiments of the present technology. As shown, the swirl injection mechanism 320 includes a central fuel passage 322 extending along the axis 324 and a concentric or outer annular air passage 326 disposed around the central fuel passage 322. In addition, the central fuel passage 322 includes a fuel swirl mechanism 328 disposed at or near the fuel outlet or port 330. The concentric or outer annular air passage 326 also includes one or more air swirl mechanisms 332 disposed upstream of the fuel outlet or port 330. In operation, fuel travels in a generally axial direction 334 along the axis 324 through the central passage 322. Upon reaching the fuel swirl mechanism 328, the fuel flow acquires a clockwise or counterclockwise rotation or swirl as indicated by arrow 336. Similarly, air flows generally axially through concentric or outer annular air passages 326 as indicated by arrows 338. Upon reaching the air swirl mechanism 332, the airflow acquires a clockwise or counterclockwise rotation as indicated by arrow 340. In this manner, the rotating or swirling fuel flow 336 and the air flow 340 facilitate fuel and air mixing within the swirl injection mechanism 320.

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 fuel flow 336 and the air flow 340 have a common direction of rotation, such as clockwise or counterclockwise. However, in other embodiments, the rotating or swirl fuel stream 336 and the rotating or swirl air stream 340 can have opposing rotational directions, such as clockwise and counterclockwise or vice versa. Further, some embodiments of the swirl injection mechanism 320 can include only the air swirl mechanism 332 without the fuel swirl mechanism 328 or include only the fuel swirl mechanism 328 without the air swirl mechanism 332. . Other embodiments may include additional fuel swirl mechanism 328 and air swirl mechanism 332 arranged in series or in parallel with each other. Again, these swirl mechanisms 328 and 332 facilitate fuel and air mixing within the swirl injection mechanism 320. In addition, the coaxial fuel-air swirl injection mechanism 320 facilitates fuel and air mixing within the combustor 30 rather than premixing fuel and air.

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.

本技術の特定の実施形態による、負荷に結合されたガスタービンエンジンを有する例示的なシステムのブロック図。1 is a block diagram of an exemplary system having a gas turbine engine coupled to a load, according to certain embodiments of the technology. FIG. 本技術の特定の実施形態による、燃焼器の無孔内側ケーシングに沿って円周方向に配置された複数の燃料−空気噴射ローブを有する逆流噴射機構をさらに示している、図1に示すようなガスタービンエンジンの例示的な燃焼器の長手方向概略図。As shown in FIG. 1, further illustrating a back-flow injection mechanism having a plurality of fuel-air injection lobes circumferentially disposed along a non-porous inner casing of a combustor, according to certain embodiments of the present technology. 1 is a longitudinal schematic view of an exemplary combustor of a gas turbine engine. FIG. 無孔内側ケーシングの円周に沿った複数の半径方向位置に配置された複数の燃料−空気噴射ローブをさらに示している、図2に示すような燃焼器の実施形態の横断方向概略図。FIG. 3 is a transverse schematic view of an embodiment of the combustor as shown in FIG. 2 further illustrating a plurality of fuel-air injection lobes disposed at a plurality of radial locations along the circumference of the non-porous inner casing. 燃焼器の無孔内側ケーシングに沿って円周方向に配置されたフラッシュ燃料−空気噴射領域の半径方向列を有する逆流噴射機構をさらに示している、図1及び図2に示すような燃焼器の別の実施形態の長手方向概略図。A combustor as shown in FIGS. 1 and 2 further illustrating a back-flow injection mechanism having a radial array of flash fuel-air injection regions circumferentially disposed along the non-porous inner casing of the combustor. FIG. 3 is a longitudinal schematic view of another embodiment. 燃焼器の無孔内側ケーシングに沿って円周方向に配置された内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材の半径方向列を有し、該内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材の各々が燃焼器の長手方向流れ軸線に対してほぼ長手方向にかつ逆流方向に配向された複数の同軸燃料−空気ポートを有する逆流噴射機構をさらに示している、図1及び図2に示すような燃焼器の別の実施形態の長手方向概略図。A radial array of inward cantilevered support fuel-air injection members circumferentially disposed along a non-perforated inner casing of the combustor, each of the inward cantilevered support fuel-air injection members burning A combustor as shown in FIGS. 1 and 2 further illustrating a back-flow injection mechanism having a plurality of coaxial fuel-air ports oriented substantially longitudinally and in a back-flow direction relative to the longitudinal flow axis of the combustor. FIG. 3 is a longitudinal schematic view of another embodiment. 無孔内側ケーシングの円周に沿った複数の半径方向位置に配置された内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材の半径方向列をさらに示している、図5に示すような燃焼器の実施形態の横断方向概略図。An embodiment of a combustor as shown in FIG. 5 further illustrating a radial row of inward cantilevered support fuel-air injection members disposed at a plurality of radial locations along the circumference of the non-porous inner casing FIG. 燃焼器の長手方向軸線に対してほぼ長手方向かつ逆流方向への燃料及び空気の同軸流をさらに示している、図5に示すような内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材のうちの1つの実施形態の断面図。One of the inward cantilevered fuel-air injection members as shown in FIG. 5, further illustrating a coaxial flow of fuel and air in a substantially longitudinal and counterflow direction relative to the longitudinal axis of the combustor. Sectional drawing of embodiment. 内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材の各々が、燃焼器の長手方向軸線に対してほぼ横断方向に及び逆流方向に配向された複数の同軸燃料−空気ポートをさらに含んでいる、図5に示すような燃焼器の別の実施形態の長手方向概略図。In FIG. 5, each of the inwardly cantilevered support fuel-air injection members further includes a plurality of coaxial fuel-air ports oriented generally transversely and in a reverse flow direction with respect to the longitudinal axis of the combustor. FIG. 3 is a longitudinal schematic view of another embodiment of a combustor as shown. 無孔内側ケーシングの円周に沿った複数の半径方向位置に配置された内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材の半径方向列をさらに示している、図8に示すような燃焼器の実施形態の横断方向概略図。An embodiment of a combustor as shown in FIG. 8 further illustrating a radial row of inwardly cantilevered support fuel-air injection members disposed at a plurality of radial locations along the circumference of the non-porous inner casing FIG. 燃焼器の長手方向流れ軸線に対してほぼ長手方向かつ逆流方向への燃料及び空気の同軸流をさらに示しまた燃焼器の長手方向流れ軸線に対してほぼ横断方向かつ逆流方向の2つの対向する方向への燃料及び空気の同軸流も示している、図8に示すような内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材のうちの1つの実施形態の断面図。Further shown is a coaxial flow of fuel and air in a substantially longitudinal and counter-flow direction relative to the combustor longitudinal flow axis, and two opposing directions that are generally transverse and counter-flow to the combustor longitudinal flow axis. FIG. 9 is a cross-sectional view of one embodiment of an inward cantilevered fuel-air injection member as shown in FIG. タービンノズルにおいて又は該タービンノズルの近傍において燃焼器の無孔内側ケーシング上に配置された単一の内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材を有し、該内向き片持ち支持燃料−空気噴射部材が燃焼器の長手方向流れ軸線に対してほぼ長手方向にかつ逆流方向に配向された複数の同軸燃料−空気ポートを有する逆流噴射機構をさらに示している、図1に示すような燃焼器の別の実施形態の長手方向概略図。A single inward cantilevered support fuel-air injection member disposed on a non-porous inner casing of a combustor at or near the turbine nozzle, the inward cantilevered support fuel-air injection member 1 further illustrates a back-flow injection mechanism having a plurality of coaxial fuel-air ports oriented substantially longitudinally and back-flow with respect to the combustor longitudinal flow axis. The longitudinal direction schematic of embodiment of this. 本技術の特定の実施形態による、同一の長手方向又は軸方向への同軸燃料及び空気流を有する例示的な燃料−空気噴射器の線図。1 is a diagram of an exemplary fuel-air injector with coaxial fuel and air flow in the same longitudinal or axial direction, according to certain embodiments of the technology. FIG. 同軸燃料及び空気流を有し、その燃料流が空気流に対して横断方向又は外向き半径方向に指向し直される燃料−空気噴射器の別の実施形態の線図。FIG. 4 is a diagram of another embodiment of a fuel-air injector having a coaxial fuel and an air flow, the fuel flow being redirected transversely or outwardly to the air flow. 中央軸方向空気流と、該空気流に対して横断方向又は内向き半径方向に指向させた外側燃料流とを有する燃料−空気噴射器のさらに別の実施形態の線図。FIG. 6 is a diagram of yet another embodiment of a fuel-air injector having a central axial air flow and an outer fuel flow directed transversely or inwardly radially with respect to the air flow. 同軸燃料及び空気流を有し、該燃料及び空気流の両方のためのスワール機構を含む燃料−空気噴射器のさらに別の実施形態の線図。FIG. 6 is a diagram of yet another embodiment of a fuel-air injector having coaxial fuel and air flow and including a swirl mechanism for both the fuel and air flow.

符号の説明Explanation of symbols

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)

逆流噴射機構(50、150)を含み、前記逆流噴射機構が、
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.
前記燃料及び空気噴射開口(70、72、156、157、210、211)が、ローブ構造体(74)内に配置される、請求項1記載のシステム。   The system of any preceding claim, wherein the fuel and air injection openings (70, 72, 156, 157, 210, 211) are disposed in a lobe structure (74). 前記燃料及び空気噴射開口(70、72、156、157、210、211)が、フラッシュ壁部分(140)内に配置される、請求項1記載のシステム。   The system of any preceding claim, wherein the fuel and air injection apertures (70, 72, 156, 157, 210, 211) are disposed within a flash wall portion (140). 前記燃料及び空気噴射開口(70、72、156、157、210、211)が、片持ち支持部材(152)内に配置される、請求項1記載のシステム。   The system of any preceding claim, wherein the fuel and air injection openings (70, 72, 156, 157, 210, 211) are disposed within a cantilevered support member (152). 前記片持ち支持部材(152)が、翼形構造(154)を含む、請求項4記載のシステム。   The system of claim 4, wherein the cantilevered support member (152) comprises an airfoil structure (154). 前記燃料及び空気噴射開口(70、72、156、157、210、211)が、互いに近接して配置される、請求項1記載のシステム。   The system according to claim 1, wherein the fuel and air injection openings (70, 72, 156, 157, 210, 211) are arranged close to each other. 前記逆流噴射機構(50、150)が、円周方向配列で配置された前記燃料−空気噴射機構(50、150)を含む複数の燃料−空気噴射機構を含む、請求項1記載のシステム。   The system of claim 1, wherein the back-flow injection mechanism (50, 150) comprises a plurality of fuel-air injection mechanisms including the fuel-air injection mechanisms (50, 150) arranged in a circumferential array. 前記複数の燃料−空気噴射機構が、複数のローブ構造体(74)、フラッシュ壁部分(140)、片持ち支持部材(152)、翼形構造体(154)又はその組合せ内に配置される、請求項7記載のシステム。   The plurality of fuel-air injection mechanisms are disposed within a plurality of lobe structures (74), flash wall portions (140), cantilevered support members (152), airfoil structures (154), or combinations thereof. The system of claim 7. ガスタービン燃焼器(30)を含み、前記ガスタービン燃焼器が、
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.
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おいてほぼ逆流方向に燃料及び空気を噴射する(70、72、156、157、210、211)段階を含む、方法。   Injecting fuel and air (70, 72, 156, 157, 210, 211) in a generally counter-flow direction at an off-center position relative to a substantially longitudinal flow axis of the gas turbine combustor (30).
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