JP2010175242A - ターボ機械における燃焼不安定性を抑制するためのシステム及び方法 - Google Patents

ターボ機械における燃焼不安定性を抑制するためのシステム及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2010175242A
JP2010175242A JP2010013722A JP2010013722A JP2010175242A JP 2010175242 A JP2010175242 A JP 2010175242A JP 2010013722 A JP2010013722 A JP 2010013722A JP 2010013722 A JP2010013722 A JP 2010013722A JP 2010175242 A JP2010175242 A JP 2010175242A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
combustor
premixer
turbomachine
combustion chamber
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
Application number
JP2010013722A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5537170B2 (ja
Inventor
Kapil Kumar Singh
カピル・クマール・シンハ
Fei Han
フェイ・ハン
Keith Robert Mcmanus
キース・ロバート・マクマナス
Shivakumar Srinivasan
シヴァクマール・スリニヴァサン
Kwanwoo Kim
クワンウー・キム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2010175242A publication Critical patent/JP2010175242A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5537170B2 publication Critical patent/JP5537170B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04Air inlet arrangements
    • F23R3/10Air inlet arrangements for primary air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

【課題】ターボ機械における燃焼不安定性を抑制するシステムを提供する。
【解決手段】本システムは、ターボ機械(2)に動作上接続された少なくとも1つの燃焼室(48)と、該少なくとも1つの燃焼室(48)に取付けられた少なくとも1つの予混合器(80〜85)とを含む。該少なくとも1つの予混合器(80〜85)は、組み合わせて前記少なくとも1つの燃焼室(48)へ放出するための所定量の燃料及び所定量の空気を受け取るように構成されている。更に、ターボ機械(2)は前記少なくとも1つの予混合器(80〜85)に動作上関連した燃焼不安定性抑制システム(90)を含む。燃焼不安定性抑制システム(90)は、燃焼非対称性を生成するように構成されている。燃焼非対称性はターボ機械(2)における燃焼不安定性抑制を容易にする。
【選択図】図2

Description

本発明は、ターボ機械の技術に関し、より具体的には、ターボ機械における燃焼不安定性/動態を抑制するためのシステム及び方法に関するものである。
燃焼不安定性/動態は、希薄予混合燃焼を利用するターボ機械における現象である。燃焼室励起モードの性質の依存して、燃焼不安定性は低/高周波数になることがある。低周波燃焼動的場が軸方向モードの励起によって惹起されるのに対し、高周波動的場は一般に、旋回する火炎による燃焼室の半径方向及び方位方向モードの励起によって惹起され、通常「スクリーチ(screech) 」と称されている。生成される動的場は燃焼場成分及び音響成分を含み、これらの成分は燃焼中に燃焼器に沿って進行する。或る特定の動作状態では、燃焼成分及び音響成分は結合して高及び/又は低周波動的場を生成し、このような動的場は様々なターボ機械構成部品に悪影響を与えて、ハードウエアを損傷させる可能性がある。燃焼器から進行する動的場は、壊滅的な損傷を招く虞のあるような下流の様々なターボ機械構成部品のモードを励起することがある。
この問題に対処するために、ターボ機械は最適なレベルよりも低いレベルで作動される。燃焼不安定性を招く環境を避けるために或る特定の動作状態が回避される。このような動作状態を回避することは、燃焼不安定性を抑制するのに有効であるが、ターボ機械の全動作範囲を減縮する。
燃焼不安定性の問題に対する別の方策は、燃焼器入力状態を修正することである。より詳しく述べると、燃料空気混合比の変動が燃焼不安定性を招く燃焼動態を惹起することが知られている。燃料流量を変えることによって燃料空気混合物に摂動を生じさせると、燃焼場を音響場から切り離して燃焼不安定性を抑制することができる。上記の両方の方策は燃焼不安定性を抑制するのに有効であるが、様々な動作状態を回避することはターボ機械の全動作範囲を減縮し、他方、燃料空気混合比を操作することは複雑な制御方式を必要とし、効率の良い燃焼を行えなくなることがある。
日本国特許第57155008号
従って、ターボ機械における燃焼不安定性を抑制するシステムを提供することが求められる。
本発明の一面によれば、ターボ機械における燃焼不安定性を抑制するシステムを提供し、本システムは、ターボ機械に動作上接続された燃焼室を持つ少なくとも1つの燃焼器と、該燃焼室に取付けられた少なくとも1つの予混合器とを含む。前記少なくとも1つの予混合器は、組み合わせて前記燃焼室に放出するための所定量の燃料及び所定量の空気を受け取るように構成されている。更に、ターボ機械は前記少なくとも1つの予混合器に動作上関連した燃焼不安定性抑制システムを含む。該燃焼不安定性抑制システムは、燃焼非対称性を生成するように構成されている。燃焼非対称性はターボ機械における燃焼不安定性抑制を容易にする。
本発明の別の面によれば、ターボ機械における燃焼不安定性を抑制する方法を提供し、該方法は、少なくとも1つの予混合器を介して少なくとも1つの燃焼室の中へ燃料空気混合物を差し向ける段階と、ターボ機械において燃焼混合物非対称性を形成する段階とを含む。燃焼非対称性は、ターボ機械における燃焼不安定性を抑制する。
これらの及び他の利点及び特徴は、図面を参照した以下の説明から一層明らかになろう。
発明と見なされる主題は、「特許請求の範囲」に具体的に指摘され且つ明瞭に主張されている。本発明の前述の及び他の特徴及び利点は、添付の図面を参照した以下の詳しい説明から明らかである。
図1は、本発明の模範的な実施形態に従った燃焼不安定性を抑制するためのシステムを含むターボ機械の断面図である。 図2は、図1のターボ機械の燃焼器部分の断面図である。 図3は、本発明の模範的な実施形態に従って構成されたターボ機械の燃焼器部分の概略断面図である。 図4は、本発明の模範的な実施形態に従って構成された複数の燃焼器部分の概略断面図である。 図5は、本発明の模範的な実施形態に従って構成された一燃焼器の斜視図である。 図6は、本発明の模範的な実施形態に従って構成された燃焼器ノズルの概略断面図である。
以下の詳しい説明では、例として図面を参照して、利点及び特徴と共に、本発明の様々な実施形態を説明する。
図1について説明すると、本発明の模範的な実施形態に従って構成されたターボ機械が全体的に参照数字2で示されている。ターボ機械2は、圧縮器4と、複数の燃焼器(その1つを参照数字6で示す)を持つ燃焼器アセンブリ5を含む。図示の模範的な実施形態では、燃焼器6には燃料ノズル又は噴射器アセンブリ・ハウジング8が設けられている。ターボ機械2はまた、タービン10及び共通の圧縮器/タービン・シャフト12を含む。一実施形態では、ターボ機械2は、米国サウス・カロライナ州グリーンビル所在のゼネラル・エレクトリック・カンパニイから商業上入手可能であるPG9371−9FBA高荷重ガスタービン・エンジンである。明らかに、本発明はいずれかの1つの特定のエンジンに限定されず、他のガスタービン・エンジンに関連して用いることができる。
図2に示されているように、燃焼器6は圧縮器4及びタービン10と流通関係に結合される。圧縮器4は、互いに流通関係に結合されているディフューザ22及び圧縮器放出プレナム24を含む。燃焼器6はまた、その第1の端部に位置決めされた端部カバー30、及びキャップ部材34を含む。燃焼器6は更に、燃焼器ケーシング44及び燃焼器ライナー46を含む。図示されているように、燃焼器ライナー46は、燃焼室48を画成するように燃焼器ケーシング44の半径方向内側に位置決めされる。燃焼器ケーシング44と燃焼器ライナー46との間には環状の燃焼室冷却通路49が画成される。遷移部材55が燃焼器6をタービン10に結合する。遷移部材55は、燃焼室48内で発生された燃焼ガスを第1段タービン・ノズル62へ向けて下流へ導く。その端部へ向けて、遷移部材55は内壁64及び外壁65を含む。外壁65は、内壁64と外壁65との間に画成された環状通路68に通じる複数の開口66を含む。内壁64は、燃焼室48とタービン10との間に延在する案内空洞72を画成する。
以下に一層詳しく説明するように、燃焼器6は、可燃性混合物を燃焼室48に差し向ける複数の予混合器又は噴射ノズル・アセンブリ80〜85(図3も参照されたい)を含む。より詳しく述べると、動作中、空気が圧縮器4を通って流れ、圧縮空気が燃焼器6に供給される。噴射ノズル・アセンブリ80〜85において燃料が圧縮空気と混合されて可燃性混合物を形成する。可燃性混合物は噴射ノズル・アセンブリ80〜85から燃焼室48の中へ放出され、次いで点火されて燃焼ガスを形成する。燃焼ガスは次いでタービン10へ導かれる。タービン10は燃焼ガスからの熱エネルギを機械的回転エネルギへ変換し、その機械的回転エネルギはシャフト12を駆動するために用いられる。
より詳しく述べると、タービン10はシャフト12(図1に示す)を介して圧縮器4を駆動する。圧縮器4が回転しているとき、圧縮空気が矢印で示されているようにディフューザ22の中へ放出される。模範的な実施形態では、圧縮器4から放出された圧縮空気の大部分は圧縮器放出プレナム24を通って燃焼器6へ導かれる。任意の残りの圧縮空気はエンジン部品を冷却するのに使用するために導かれる。放出プレナム24内の圧縮空気は外壁開口66を介して遷移部材55の中へ及び環状通路68の中へ導かれる。次いで、空気は環状通路68から環状燃焼室冷却通路49を通って噴射ノズル・アセンブリ80〜85へ導かれる。燃料及び空気が混合されて可燃性混合物を形成し、可燃性混合物は点火されて燃焼室48内で燃焼ガスを生成する。燃焼器ケーシング44は、燃焼室48及びその関連した燃焼プロセスを、例えば、周囲のタービン部品のような外部環境から遮蔽するのに役立つ。燃焼ガスは燃焼室48から案内空洞72を通って第1段タービン・ノズル62へ導かれる。高温のガスが第1段タービン・ノズル62に突き当たって回転力を生じ、回転力は最終的にターボ機械2から仕事をさせる。
ここで、上記の構成は燃焼不安定性抑制システム90を対象とする本発明の模範的な実施形態のより完全な理解を得るために提示したものであることを理解されたい。以下より完全に明らかになるように、燃焼不安定性抑制システム90は、ターボ機械2に関連した燃焼器の少なくとも1つに非対称性を生じさせるように構成される。模範的な一実施形態によれば、燃焼不安定性抑制システム90は、各噴射ノズル・アセンブリ80〜85からの可燃性混合物の出口形状を変えることによって燃焼室48内に非対称性を生じさせる。
図3に最も良く示されているように、各噴射ノズル・アセンブリ80〜85は、関連した方向性部品114〜119を持つ対応する出口部材104〜109を含む。各噴射ノズル・アセンブリ80〜85を出る可燃性混合物は、燃焼室48に入る前に関連した方向性部品114〜119を通り過ぎる。このようにして、各ノズル80〜85から出る可燃性混合物には旋回又は回転が与えられる。ノズル80〜85を様々な配向で配列することによって、例えばノズル80の方向性部品114がノズル81の方向性部品115とは反対向きの旋回又は回転を与えるように配列することによって、干渉が生じる。この干渉は、燃焼場成分を動的場の音響成分から切り離して、燃焼器48内の燃焼不安定性を最小にする。
次に図4を参照して、本発明の別の模範的な実施形態に従って構成された燃焼不安定性抑制システム140を以下に説明する。図示の模範的な実施形態では、ターボ機械2は環状多筒形配列に配置された複数の燃焼器を含む。より詳しく述べると、ターボ機械2は、少なくとも、燃焼室48を持つ第1の燃焼器6と、燃焼室(別個にラベル付けしていない)を持つ第2の燃焼器141と、燃焼室(これも別個にラベル付けしていない)を持つ第3の燃焼器142とを含む。例示された3個の燃焼器に加えて、ターボ機械2は複数の追加の燃焼器を含み、その数は、例えば、8個から、例えば、12個までの範囲にすることができる。燃焼器6は複数の予混合器又は噴射ノズル・アセンブリ145〜150を含む。各ノズル・アセンブリ145〜150は、特定の特性を持つ可燃性混合物を放出するように構成される。すなわち、例えば、噴射ノズル・アセンブリ146は第1の形状構成を持つ可燃性混合物を放出し、また噴射ノズル・アセンブリ147は第2の形状構成を持つ可燃性混合物を放出し、また噴射ノズル・アセンブリ149は第3の形状構成を持つ可燃性混合物を放出する。各形状構成は、例えば、特定の空気燃料混合物、特定の希釈剤を含む可燃性混合物、及び類似物を構成することができる。同様に、燃焼器141は複数の予混合器又は噴射ノズル・アセンブリ155〜160を含み、それらの各々は特定の形状構成を持つ可燃性混合物を放出するように構成される。また同様に、燃焼器142は複数の予混合器又は噴射ノズル・アセンブリ165〜170を含み、それらの各々もまた特定の形状構成を持つ可燃性混合物を放出するように構成される。
図示の模範的な実施形態では、燃焼器6は、第1の端部186及び第2の端部187を持つ火炎伝播管又は導管185により燃焼器141に連結される。より詳しく述べると、第1の端部186が燃焼器6に流体接続されると共に、第2の端部187が第2の燃焼器141に流体接続される。同様に、第2の燃焼器141は、第1の端部196を持ち且つ第2の端部197まで延在する火炎伝播管又は導管195により、第3の燃焼器142に流体連結される。第1の端部196が燃焼器141に流体連結されると共に、第2の端部197が燃焼器142に流体連結される。この配置構成では、例えば、燃焼器6内の可燃性混合物が点火されたと、関連した火炎前面は導管185及び195の中を進行して、隣接の燃焼器141及び142内の可燃性混合物に点火する。
更に図示の模範的な実施形態によれば、各々の燃焼器6、141及び142内の噴射ノズル・アセンブリの特定の配向は、燃焼器間に燃焼非対称性を生じさせるために特殊性をもって定められる。より詳しく述べると、燃焼器6内の噴射ノズル・アセンブリ146は、第1の形状構成で可燃性混合物を放出するように構成され且つ導管185の第1の端部186に隣接して配置される。逆に、噴射ノズル・アセンブリ159は、第1の形状構成とは異なる第2の形状構成で燃料空気混合物を放出するように構成され且つ導管185の第2の端部187に隣接して配置される。この構成では、燃焼不安定性抑制システム140は燃焼器6及び141の間に非対称性を生じさせる。燃焼器6及び141の間に非対称性を生じさせることによって、燃焼場成分が動的場の音響成分から切り離されて、ターボ機械2によって発生される燃焼不安定性を抑制する。
また更に図示の模範的な実施形態によれば、燃焼不安定性抑制システム140は燃焼器141と燃焼器142との間に非対称性を生成させる。より詳しく述べると、噴射ノズル・アセンブリ156は、第3の形状構成を持つ可燃性混合物を放出するように構成され且つ導管195の第1の端部196に隣接して配置される。逆に、噴射ノズル・アセンブリ169は第1の形状構成を持つ可燃性混合物を放出するように構成され且つ導管195の第2の端部197に隣接して配置される。導管195の両端で異なる形状構成の可燃性混合物を放出するように構成された噴射ノズル・アセンブリを配列することによって、燃焼不安定性抑制システム140は燃焼器141及び142の間に追加の非対称性を生じさせて、燃焼不安定性を更に低減するために燃焼場成分を音響成分から切り離す。
次に図5及び図6を参照して、本発明の別の模範的な実施形態に従って構成された燃焼不安定性抑制システム205を以下に説明する。図示のように、燃焼不安定性抑制システム205はキャップ部材210を含み、このキャップ部材210は、中心軸線Aに対して第1の角度で配置された第1のセグメント212と、中心軸線Aに対して第2の角度で配置された第2のセグメント213と、中心軸線Aに対して第3の角度で配置された第3のセグメント214と、中心軸線Aに対して第4の角度で配置された第4のセグメント215と、中心軸線Aに対して第5の角度で配置された第5のセグメント216と、中心軸線Aに対して第6の角度で配置された第6のセグメント217と、中心軸線Aに対して第7の角度で配置された第7のセグメント218とを持つ。
図5に更に示されているように、第1のセグメント212内に第1の噴射ノズル・アセンブリ229が配置され、第2のセグメント213内に第2の噴射ノズル・アセンブリ230が配置され、第3のセグメント214内に第3の噴射ノズル・アセンブリ231が配置され、第4のセグメント215内に第4の噴射ノズル・アセンブリ232が配置され、第5のセグメント216内に第5の噴射ノズル・アセンブリ233が配置され、第6のセグメント217内に第6の噴射ノズル・アセンブリ234が配置され、第7のセグメント218内に7の噴射ノズル235が配置される。
本発明の模範的な実施形態によれば、第7の噴射ノズル・アセンブリ235は中心軸線Aに沿って可燃性混合物を放出するように構成されるが、噴射ノズル・アセンブリ229〜234は互いに対して且つ中心軸線Aに対して角度を成して可燃性混合物を放出するように構成される。この配置構成では、燃焼不安定性抑制システム205は、燃焼場成分を音響成分から切り離して燃焼不安定性を最小にするか又は実質的に排除するように燃焼室48内に非対称性を生じさせる。
各噴射ノズル・アセンブリ229〜235は実質的に同様に構成されるので、噴射ノズル・アセンブリ229について以下に詳しい説明を行うが、残りの噴射ノズル・アセンブリ230〜235は対応する構造を含むことが理解されよう。図6に示されているように、噴射ノズル・アセンブリ229は、第1の中心軸線Xを持つ第1の出口部分239と、中心軸線Yを持つ第2の出口部分240とを含む。この模範的な実施形態によれば、第2の出口部分240は燃焼室48内での燃焼非対称性を容易にするために中心軸線Xに対してずらして配置されている。更に、第1の出口部分239は第1の傾斜断面242を含み、他方、第2の出口部分240は第2の傾斜断面243を含む。各傾斜断面242,243は第1のセグメント212の角度に対応する。
ここで、本発明の模範的な実施形態が、ターボ機械内の燃焼不安定性を抑制するように燃焼場成分を音響成分から切り離すためにターボ機械燃焼器内に燃焼非対称性を生じさせ及び/又は隣接する燃焼器間で燃焼非対称性を生じさせることを理解されたい。その下流ではなく、発生源において、すなわち、予混合器及び燃焼器において燃焼不安定性を抑制することによって、動的場はターボ機械の様々な構成部品を介して成長し伝播する機会が与えられない。
本発明を限られた数の実施形態のみについて詳しく説明したが、本発明がこのような開示した実施形態に限定されないことが容易に理解されよう。むしろ、本発明は、これまで記載されていないが、本発明の精神及び範囲に相応している任意の数の変形、変更、置換又は等価な構成を取り入れるように修正することができる。更に、本発明の様々な実施形態を記述したが、本発明の様々な面はこれらの記述した実施形態の内の幾分かのみを含むことができることを理解されたい。従って、本発明は以上の説明によって制限されるものと見なすべきでなく、特許請求の範囲によって限定されるものである。
2 ターボ機械
4 圧縮器
5 燃焼器アセンブリ
6 燃焼器
8 燃料ノズル/噴射器アセンブリ・ハウジング
10 タービン
12 圧縮器/タービン・シャフト
22 ディフューザ
24 圧縮器放出プレナム
30 端部カバー
34 キャップ部材
44 燃焼器ケーシング
46 燃焼器ライナー
48 燃焼室
55 遷移部材
62 第1段タービン・ノズル
64 内壁
65 外壁
66 開口
68 環状通路
72 案内空洞
80 噴射ノズル・アセンブリ
81 噴射ノズル・アセンブリ
82 噴射ノズル・アセンブリ
83 噴射ノズル・アセンブリ
84 噴射ノズル・アセンブリ
85 噴射ノズル・アセンブリ
90 燃焼不安定性抑制システム
104 出口部材
105 出口部材
106 出口部材
107 出口部材
108 出口部材
109 出口部材
114 方向性部品
115 方向性部品
116 方向性部品
117 方向性部品
118 方向性部品
119 方向性部品
140 燃焼不安定性抑制システム
141 燃焼器
142 燃焼器
145 予混合器又は噴射ノズル・アセンブリ
146 予混合器又は噴射ノズル・アセンブリ
147 予混合器又は噴射ノズル・アセンブリ
148 予混合器又は噴射ノズル・アセンブリ
149 予混合器又は噴射ノズル・アセンブリ
150 予混合器又は噴射ノズル・アセンブリ
155 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
156 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
157 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
158 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
159 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
160 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
165 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
166 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
167 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
168 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
169 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
170 予混合器/噴射ノズル・アセンブリ
185 導管
186 第1の端部
187 第2の端部
195 導管
196 第1の端部
197 第2の端部
205 燃焼不安定性抑制システム
210 キャップ部材
212 第1のセグメント
213 第2のセグメント
214 第3のセグメント
215 第4のセグメント
216 第5のセグメント
217 第6のセグメント
218 第7のセグメント
229 第1の噴射ノズル・アセンブリ
230 第2の噴射ノズル・アセンブリ
231 第3の噴射ノズル・アセンブリ
232 第4の噴射ノズル・アセンブリ
233 第5の噴射ノズル・アセンブリ
234 第6の噴射ノズル・アセンブリ
235 第7の噴射ノズル・アセンブリ
239 第1の出口部分
240 第2の出口部分
242 第1の傾斜断面
243 第2の傾斜断面

Claims (10)

  1. ターボ機械(2)に動作上接続された燃焼室(48)を持つ少なくとも1つの燃焼器(6)と、
    前記少なくとも1つの燃焼室(48)に取付けられた少なくとも1つの予混合器(80〜85)であって、組み合わせて前記少なくとも1つの燃焼室(48)に放出するために所定量の燃料及び所定量の空気を受け取るように構成されている少なくとも1つの予混合器(80〜85)と、
    前記少なくとも1つの予混合器(80〜85)に動作上関連した燃焼不安定性抑制システム(90)であって、ターボ機械における燃焼不安定性抑制を容易にする燃焼非対称性を生成するように構成されている燃焼不安定性抑制システム(90)と、
    を有する、ターボ機械(2)における燃焼不安定性を抑制するためのシステム。
  2. 前記燃焼不安定性抑制システム(90)は前記燃焼室(48)内に燃焼非対称性を生じさせる、請求項1記載のシステム。
  3. 前記少なくとも1つの燃焼器(6)は複数の燃焼器(6,141,142)を有し、それらの各燃焼器が関連した燃焼室を持っており、前記燃焼不安定性抑制システム(90)は前記関連した燃焼室内に前記複数の燃焼器(6,141,142)の隣接した燃焼器間で燃焼非対称性を生じさせる、請求項1記載のシステム。
  4. 前記燃焼不安定性抑制システム(90)は前記少なくとも1つの予混合器(80〜85)上に設けられた出口部材(104,109)を含み、前記出口部材(104〜109)は、前記燃焼室(48)の中に放出する燃料空気混合物に角度を与える方向性部品(114〜119)を含んでおり、燃料空気混合物の前記角度は前記ターボ機械(2)内の燃焼不安定性を抑制する燃焼非対称性を生じさせる、請求項1記載のシステム。
  5. 前記少なくとも1つの予混合器(80〜85)は、第1の方向性部品(114)を含む第1の出口部材(104)を持つ第1の予混合器(80)と、第2の方向性部品(115)を含む第2の出口部材(105)を持つ第2の予混合器(81)とを含んでおり、前記第1の方向性部品(114)は、燃料空気混合物を第1の角度に方向付けするように配置されており、また前記第2の方向性部品(115)は、燃料空気混合物を第2の角度に方向付けするように配置されており、前記第1の角度は前記第2の角度とは異なっている、請求項4記載のシステム。
  6. 前記少なくとも1つの燃焼器(6,141,142)は第1の燃焼器(6)及び第2の燃焼器(141)を含み、前記第1及び第2の燃焼器(6,141)は、前記第1の燃焼器(6)に開放している第1の端部(186)及び前記第2の燃焼器(141)に開放している第2の端部(187)を持つ導管(185)によって流体接続されており、前記第1の燃焼器(6)は、第1の燃料空気混合物を放出する第1の予混合器(145)を含み、前記第2の燃焼器(141)は、第2の燃料空気混合物を放出する第2の予混合器(155)を含み、前記第1の予混合器(145)は前記導管(185)の前記第1の端部(186)に対して第1の配向で配置され、また前記第2の予混合器(155)は前記導管(185)の前記第2の端部(187)に対して第2の配向で配置されており、前記第1の配向は前記第2の配向とは異なっている、請求項1記載のシステム。
  7. 前記燃焼不安定性抑制システム(90)は、第1の角度で形成された少なくとも1つのセグメント(212)を持つキャップ部材(210)と、前記少なくとも1つのセグメントに配置された少なくとも1つの予混合器とを含んでおり、前記少なくとも1つの予混合器(229)は、第1の縦軸線を持つ第1の出口部分(239)と、第2の縦軸線を持つ第2の出口部分(240)とを含み、前記第1の縦軸線は前記第2の縦軸線からずれている、請求項1記載のシステム。
  8. 前記第1の出口部分(229)は第1の傾斜断面(242)を含んでいる、請求項7記載のシステム。
  9. 前記第1の傾斜断面(242)は前記第1の角度に対応している、請求項8記載のシステム。
  10. 前記第2の出口部分(240)は第2の傾斜断面(243)を含んでいる、請求項8記載のシステム。
JP2010013722A 2009-01-30 2010-01-26 ターボ機械における燃焼不安定性を抑制するためのシステム及び方法 Expired - Fee Related JP5537170B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/363,018 US20100192578A1 (en) 2009-01-30 2009-01-30 System and method for suppressing combustion instability in a turbomachine
US12/363,018 2009-01-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2010175242A true JP2010175242A (ja) 2010-08-12
JP5537170B2 JP5537170B2 (ja) 2014-07-02

Family

ID=42111691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010013722A Expired - Fee Related JP5537170B2 (ja) 2009-01-30 2010-01-26 ターボ機械における燃焼不安定性を抑制するためのシステム及び方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100192578A1 (ja)
EP (1) EP2213942A2 (ja)
JP (1) JP5537170B2 (ja)
CN (1) CN101818907B (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011099444A (ja) * 2009-11-09 2011-05-19 General Electric Co <Ge> 逆回転ガス・タービン燃料ノズル
JP2014215036A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 アルストム テクノロジー リミテッドALSTOM Technology Ltd ガスタービンにおける缶型環状燃焼器配列用の缶型燃焼器
JP2015200495A (ja) * 2014-04-09 2015-11-12 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 燃焼システムの中の燃焼ダイナミックスの制御のためのシステムおよび方法
JP2015224866A (ja) * 2014-05-28 2015-12-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 燃焼システムにおいてコヒーレンスを低減するための噴射装置変更システム及び方法
JP2015224867A (ja) * 2014-05-28 2015-12-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 燃焼システムにおけるコヒーレンス低減のためのシステム及び方法

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8875516B2 (en) * 2011-02-04 2014-11-04 General Electric Company Turbine combustor configured for high-frequency dynamics mitigation and related method
CN102788367B (zh) * 2011-05-18 2015-04-22 中国科学院工程热物理研究所 燃气轮机柔和燃烧室及实现方法
US8826667B2 (en) 2011-05-24 2014-09-09 General Electric Company System and method for flow control in gas turbine engine
EP2644997A1 (en) * 2012-03-26 2013-10-02 Alstom Technology Ltd Mixing arrangement for mixing fuel with a stream of oxygen containing gas
US20140083103A1 (en) * 2012-09-25 2014-03-27 United Technologies Corporation Gas turbine asymmetric nozzle guide vanes
US9546601B2 (en) * 2012-11-20 2017-01-17 General Electric Company Clocked combustor can array
US10088165B2 (en) 2015-04-07 2018-10-02 General Electric Company System and method for tuning resonators
US20140345287A1 (en) * 2013-05-21 2014-11-27 General Electric Company Method and system for combustion control between multiple combustors of gas turbine engine
US9689574B2 (en) 2014-02-03 2017-06-27 General Electric Company System and method for reducing modal coupling of combustion dynamics
US9644845B2 (en) 2014-02-03 2017-05-09 General Electric Company System and method for reducing modal coupling of combustion dynamics
US9964045B2 (en) 2014-02-03 2018-05-08 General Electric Company Methods and systems for detecting lean blowout in gas turbine systems
US9709279B2 (en) 2014-02-27 2017-07-18 General Electric Company System and method for control of combustion dynamics in combustion system
US9709278B2 (en) 2014-03-12 2017-07-18 General Electric Company System and method for control of combustion dynamics in combustion system
US9644846B2 (en) 2014-04-08 2017-05-09 General Electric Company Systems and methods for control of combustion dynamics and modal coupling in gas turbine engine
KR101889638B1 (ko) * 2014-05-23 2018-08-17 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 가스 터빈 연소기 및 가스 터빈
US9551283B2 (en) 2014-06-26 2017-01-24 General Electric Company Systems and methods for a fuel pressure oscillation device for reduction of coherence
JP6325930B2 (ja) * 2014-07-24 2018-05-16 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器
US9982604B2 (en) 2015-01-20 2018-05-29 United Technologies Corporation Multi-stage inter shaft ring seal
US10113747B2 (en) 2015-04-15 2018-10-30 General Electric Company Systems and methods for control of combustion dynamics in combustion system
JP6822868B2 (ja) * 2017-02-21 2021-01-27 三菱重工業株式会社 燃焼器及びガスタービン

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4365477A (en) * 1979-05-18 1982-12-28 Rolls-Royce Limited Combustion apparatus for gas turbine engines
US4539811A (en) * 1982-01-27 1985-09-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multi-port dump combustor
US4563875A (en) * 1974-07-24 1986-01-14 Howald Werner E Combustion apparatus including an air-fuel premixing chamber
JPH08303779A (ja) * 1995-05-12 1996-11-22 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器
US5596873A (en) * 1994-09-14 1997-01-28 General Electric Company Gas turbine combustor with a plurality of circumferentially spaced pre-mixers
US5647215A (en) * 1995-11-07 1997-07-15 Westinghouse Electric Corporation Gas turbine combustor with turbulence enhanced mixing fuel injectors
US5687571A (en) * 1995-02-20 1997-11-18 Asea Brown Boveri Ag Combustion chamber with two-stage combustion
US5791137A (en) * 1995-11-13 1998-08-11 United Technologies Corporation Radial inflow dual fuel injector
US5943866A (en) * 1994-10-03 1999-08-31 General Electric Company Dynamically uncoupled low NOx combustor having multiple premixers with axial staging
US5983643A (en) * 1996-04-22 1999-11-16 Asea Brown Boveri Ag Burner arrangement with interference burners for preventing pressure pulsations
US20020162336A1 (en) * 2001-05-01 2002-11-07 Wolfgang Weisenstein Vibration reduction in a combustion chamber
US20030106321A1 (en) * 2001-12-12 2003-06-12 Von Der Bank Ralf Sebastian Lean premix burner for a gas turbine and operating method for a lean premix burner
US20080053097A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Fei Han Injection assembly for a combustor
JP2008096066A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼器

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4991398A (en) * 1989-01-12 1991-02-12 United Technologies Corporation Combustor fuel nozzle arrangement
US5722230A (en) * 1995-08-08 1998-03-03 General Electric Co. Center burner in a multi-burner combustor
SE9802707L (sv) * 1998-08-11 2000-02-12 Abb Ab Brännkammaranordning och förfarande för att reducera inverkan av akustiska trycksvängningar i en brännkammaranordning
US20020157400A1 (en) * 2001-04-27 2002-10-31 Siemens Aktiengesellschaft Gas turbine with combined can-type and annular combustor and method of operating a gas turbine
US20090061369A1 (en) * 2007-08-28 2009-03-05 Gas Technology Institute Multi-response time burner system for controlling combustion driven pulsation
GB2454247A (en) * 2007-11-02 2009-05-06 Siemens Ag A Combustor for a Gas-Turbine Engine Has a Burner Head with Fuel Delivered at a Compound Angle

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4563875A (en) * 1974-07-24 1986-01-14 Howald Werner E Combustion apparatus including an air-fuel premixing chamber
US4365477A (en) * 1979-05-18 1982-12-28 Rolls-Royce Limited Combustion apparatus for gas turbine engines
US4539811A (en) * 1982-01-27 1985-09-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multi-port dump combustor
US5596873A (en) * 1994-09-14 1997-01-28 General Electric Company Gas turbine combustor with a plurality of circumferentially spaced pre-mixers
US5943866A (en) * 1994-10-03 1999-08-31 General Electric Company Dynamically uncoupled low NOx combustor having multiple premixers with axial staging
US5687571A (en) * 1995-02-20 1997-11-18 Asea Brown Boveri Ag Combustion chamber with two-stage combustion
JPH08303779A (ja) * 1995-05-12 1996-11-22 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器
US5647215A (en) * 1995-11-07 1997-07-15 Westinghouse Electric Corporation Gas turbine combustor with turbulence enhanced mixing fuel injectors
US5791137A (en) * 1995-11-13 1998-08-11 United Technologies Corporation Radial inflow dual fuel injector
US5983643A (en) * 1996-04-22 1999-11-16 Asea Brown Boveri Ag Burner arrangement with interference burners for preventing pressure pulsations
US20020162336A1 (en) * 2001-05-01 2002-11-07 Wolfgang Weisenstein Vibration reduction in a combustion chamber
US20030106321A1 (en) * 2001-12-12 2003-06-12 Von Der Bank Ralf Sebastian Lean premix burner for a gas turbine and operating method for a lean premix burner
US20080053097A1 (en) * 2006-09-05 2008-03-06 Fei Han Injection assembly for a combustor
JP2008064449A (ja) * 2006-09-05 2008-03-21 General Electric Co <Ge> 燃焼器用の噴射組立体
JP2008096066A (ja) * 2006-10-13 2008-04-24 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼器

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011099444A (ja) * 2009-11-09 2011-05-19 General Electric Co <Ge> 逆回転ガス・タービン燃料ノズル
JP2014215036A (ja) * 2013-04-26 2014-11-17 アルストム テクノロジー リミテッドALSTOM Technology Ltd ガスタービンにおける缶型環状燃焼器配列用の缶型燃焼器
US10422535B2 (en) 2013-04-26 2019-09-24 Ansaldo Energia Switzerland AG Can combustor for a can-annular combustor arrangement in a gas turbine
JP2015200495A (ja) * 2014-04-09 2015-11-12 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 燃焼システムの中の燃焼ダイナミックスの制御のためのシステムおよび方法
JP2015224866A (ja) * 2014-05-28 2015-12-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 燃焼システムにおいてコヒーレンスを低減するための噴射装置変更システム及び方法
JP2015224867A (ja) * 2014-05-28 2015-12-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 燃焼システムにおけるコヒーレンス低減のためのシステム及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2213942A2 (en) 2010-08-04
CN101818907B (zh) 2014-06-18
US20100192578A1 (en) 2010-08-05
CN101818907A (zh) 2010-09-01
JP5537170B2 (ja) 2014-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5537170B2 (ja) ターボ機械における燃焼不安定性を抑制するためのシステム及び方法
JP4958709B2 (ja) 燃焼器音響作用の低減を促進する装置
JP5379655B2 (ja) ターボ機械の結束多管ノズル
JP4818895B2 (ja) 燃料混合気の噴射装置と、このような装置を備えた燃焼室およびタービンエンジン
US20110107769A1 (en) Impingement insert for a turbomachine injector
JP5236769B2 (ja) 燃料ステージングによる燃焼器出口温度プロファイル制御及び関連方法
JP5265585B2 (ja) ターボ機械用の燃料ノズル
JP5052783B2 (ja) ガスタービンエンジンおよび燃料供給装置
US20110120132A1 (en) Dual walled combustors with impingement cooled igniters
US20080276622A1 (en) Fuel nozzle and method of fabricating the same
JP2010175243A (ja) ターボ機械における燃焼ダイナミックスを低減するためのシステム及び方法
JP2010223577A (ja) スワーラ、少なくとも1つのスワーラを備えたバーナにおける逆火の防止方法およびバーナ
JP2010223577A6 (ja) スワーラ、少なくとも1つのスワーラを備えたバーナにおける逆火の防止方法およびバーナ
US10215415B2 (en) Premix fuel nozzle assembly cartridge
JP2006112776A (ja) 低コスト二元燃料燃焼器及び関連する方法
JP2008064449A (ja) 燃焼器用の噴射組立体
JP2010223577A5 (ja)
JP4997018B2 (ja) 一次燃料噴射器及び複数の二次燃料噴射ポートを有するガスタービンエンジン燃焼器のミキサ組立体のためのパイロットミキサ
JP2012017971A5 (ja)
US9958162B2 (en) Combustor assembly for a turbine engine
US20210278085A1 (en) Fuel Injector Flow Device
JP2011237167A (ja) ガスターボ機械用の流体冷却噴射ノズル組立体
JP2011141111A (ja) ターボ機械ノズル
WO2023140180A1 (ja) 燃焼器及びガスタービン
US11692711B2 (en) Pilot burner for combustor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130115

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131008

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20140108

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20140114

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140311

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: 20140408

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140425

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5537170

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees