JP2013160497A - タービンエンジンで使用するための燃料噴射アセンブリ及びその組立方法 - Google Patents

タービンエンジンで使用するための燃料噴射アセンブリ及びその組立方法 Download PDF

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Abstract

【課題】タービンエンジンで使用するための燃料噴射アセンブリを提供すること。
【解決手段】タービンエンジン(100)で使用するための燃料噴射アセンブリ(126)が提供される。燃料噴射アセンブリは、複数の管アセンブリ(202)を含み、該複数の管アセンブリの各々が複数の管体(204)を含む。1以上の噴射システム(206)が、複数の管アセンブリのうちの1以上の管アセンブリに結合する。噴射システムが、燃料送給パイプ(208)と、該燃料送給パイプに結合した流体供給部材(210)とを含み、流体供給部材が、管アセンブリから上流側の所定の距離(220)に位置付けられて且つ環状末端部分(216)を有する1以上の第1の部分(211)を含む。環状末端部分は、管アセンブリに向けて流体を送給してタービンエンジンの作動中に燃焼器内の動的圧力振動の低減及び/又は温度の低下を行うための1以上の開口(302)を含む。
【選択図】 図1

Description

本明細書で開示される主題は、全体的に、タービンエンジンに関し、より詳細には、タービンエンジンで使用するための燃料噴射アセンブリに関する。
少なくとも一部のタービンエンジンは、コジェネレーション施設及び発電プラントにおいて使用されている。このようなエンジンは、単位質量流量当たりの高い比仕事及び出力要件を有することができる。このようなタービンエンジンは、燃焼器内に結合できる複数のノズルを有する1以上の燃焼器を含むことができる。加圧空気は、ノズルを通過して流れ、燃焼器内の燃焼ゾーンに到達する。空気が燃料ノズルを通過して移動すると、燃料が空気流内に噴射され、空気と燃料が混合して燃料空気混合気を生成し、これが燃焼器の燃焼ゾーン内で点火される。動作効率を高めるために、ガスタービンエンジンのような少なくとも一部の公知のタービンエンジンは、高い燃焼温度で作動する。少なくとも一部のガスタービンエンジンにおいて、燃焼ガス温度が高くなるほど、エンジン効率は高くなる。
しかしながら、高温での動作はまた、窒素酸化物(NOx)などの汚染エミッションの生成も増大させるおそれがある。このようなエミッションの生成を低減する試みとして、少なくとも一部の公知のタービンエンジンは、改善された燃焼システム設計を含む。例えば、多くの燃焼システムは、希釈剤、ガス及び/又は空気などの物質を燃料と混合して燃焼用の燃料混合気を生成することのできる管アセンブリ又はマイクロ混合器を含む予混合技術を利用することができる。予混合技術はまた、水素ドーピングとして知られるプロセスを含むことができる。水素ドーピングプロセスにおいて、水素ガス(H2)は、燃料と混合され、燃料及び水素ガス混合気が燃料ノズルに送られる。水素ドーピングは、エミッションレベルを低下させることが証明されており、燃焼器リーンブローアウトを低減する助けとなる。
しかしながら、燃焼器内に対称的に設置され及び/又は高い水素ガスレベルで動作するマイクロ混合器は、燃料がマイクロ混合器内で均一に分散されたときに、1kHzよりも高いスクリーチトーン周波数を誘起するおそれがある。
更に、1kHzよりも高いスクリーチ周波数は、隣接するノズル間の火炎相互作用により生じるおそれがある。スクリーチ励起は、燃焼アセンブリ及び関連するハードウェア部品全体にわたる機械的振動を誘起する。更に、燃焼システムに誘起される振動は、燃焼器及び関連の部品の摩耗を増大させ及び/又は燃焼システムの有効寿命を短くする可能性がある。
米国特許第7900457号明細書
一実施形態では、タービンエンジンで使用するための燃料噴射アセンブリが提供される。燃料噴射アセンブリは、複数の管アセンブリを含み、該複数の管アセンブリの各々が複数の管体を含む。1以上の噴射システムが、複数の管アセンブリのうちの1以上の管アセンブリに結合する。噴射システムは、燃料送給パイプと、該燃料送給パイプに結合した流体供給部材とを含み、流体供給部材が、管アセンブリから上流側の所定の距離に位置付けられて且つ環状末端部分を有する1以上の第1の部分を含む。環状末端部分は、管アセンブリに向けて流体を送給してタービンエンジンの作動中に燃焼器内の動的圧力及び/又は温度を低下させるための1以上の開口を含む。
別の実施形態では、タービンエンジンが提供される。タービンエンジンは、圧縮機と、該圧縮機から上流側で結合した燃焼アセンブリとを含む。燃焼アセンブリは、1以上の燃料噴射アセンブリを有する1以上の燃焼器を含む。燃料噴射アセンブリは、複数の管アセンブリを含み、該複数の管アセンブリの各々が複数の管体を含む。1以上の噴射システムは、複数の管アセンブリのうちの1以上の管アセンブリに結合する。噴射システムは、燃料送給パイプと、該燃料送給パイプに結合した流体供給部材とを含み、流体供給部材が、1以上の管アセンブリから上流側の所定の距離に位置付けられて且つ環状末端部分を有する1以上の第1の部分を含む。環状末端部分は、1以上の管アセンブリに向けて流体を送給してタービンエンジンの作動中に燃焼器内の動的圧力振動及び温度のうちの少なくとも1つを低減するための1以上の開口を含む。
更に別の実施形態では、タービンエンジンと共に使用するための燃料噴射アセンブリを組み立てる方法が提供される。複数の管アセンブリが提供される。複数の管アセンブリの各々が複数の管体を含む。噴射システムは、燃料送給パイプと、該燃料送給パイプに結合した流体供給部材とを含み、流体供給部材が、環状末端部分を有する1以上の第1の部分を含み、環状末端部分が、1以上の管アセンブリに向けて流体を送給してタービンエンジンの作動中に燃焼器内の動的圧力振動及び/又は温度を低減するための1以上の開口を含む。流体供給部材は、管アセンブリから上流側のある距離に位置付けられる。
例示的なタービンエンジンの概略断面図。 区域2に沿った、図1に示すタービンエンジンと共に用いることができる例示的な燃料噴射アセンブリの一部の概略断面図。 線3−3に沿った、図2に示す燃料噴射アセンブリと共に用いることができる例示的な噴射システムの一部の上流側拡大概略図。 線4−4に沿った、図3に示す噴射システムと共に用いることができる例示的な流体供給部材の一部の拡大概略断面図。 線4−4に沿った、図3に示す噴射システムと共に用いることができる代替の流体供給部材の一部の拡大概略断面図。 線4−4に沿った、図3に示す噴射システムと共に用いることができる代替の流体供給部材の一部の拡大概略断面図。
本明細書で記載される例示的な装置、システム及び方法は、内部に振動エネルギーを誘起し及び/又は高温で作動するタービンエンジンの少なくとも一部の公知の燃焼システムに関連する少なくとも一部の既知の欠点に対処する。本明細書で記載される実施形態は、タービンエンジンと共に用いて燃焼器内の動的圧力振動及び/又は局所的ピーク温度を実質的に低下させることができる燃料噴射アセンブリを提供する。燃料噴射アセンブリは、複数の管アセンブリを含み、該複数の管アセンブリの各々は、複数の管体を含む。1以上の噴射システムが、複数の管アセンブリの1以上の管アセンブリに結合する。噴射システムは、燃料送給パイプと、該燃料送給パイプに結合した流体供給部材とを含み、流体供給部材は、管アセンブリから上流側のある距離に位置付けられる。流体供給部材は、1以上の第1の部分を含み、該第1の部分は、タービンエンジンの作動中に燃焼器内の動的圧力振動及び/又は局所的ピーク温度を低減するために、管アセンブリに向けて流体を送給する1以上の開口を有する。管アセンブリの少なくとも1つに向けて流体を送給することによって、管アセンブリ内及び/又は隣接する管アセンブリ間の火炎相互作用は、燃料分配を均一にして管アセンブリ内の燃料の一部を希釈することにより防ぐことができ、また、動的圧力振動及び/又は局所的ピーク温度を低下させることができる。
図1は、例示的なタービンエンジン100の概略断面図である。より具体的には、タービンエンジン100は、ガスタービンエンジンである。例示的な実施形態はガスタービンエンジンを含むが、本発明は、どのような特定のエンジンにも限定されず、本発明は、他のタービンエンジンと共に用いることができることは、当業者であれば理解されるであろう。
更に、例示的な実施形態では、タービンエンジン100は、吸気セクション112、該吸気セクションから下流側で結合した圧縮機セクション114、該圧縮機セクション114から下流側で結合した燃焼器セクション116、該燃焼器セクション116から下流側で結合したタービンセクション118及び排気セクション120を含む。タービンセクション118は、ロータシャフト122を介して圧縮機セクション114に結合する。例示的な実施形態では、燃焼器セクション116は、複数の燃焼器124を含む。燃焼器セクション116は、各燃焼器124が圧縮機セクション114と流体連通して位置付けられるように圧縮機セクション114に結合する。燃料噴射アセンブリ126は、各燃焼器124内で結合する。タービンセクション118は、圧縮機セクション114に結合し、また、限定ではないが、発電機及び/又は機械的駆動用途などの負荷128に結合する。例示的な実施形態では、各圧縮機セクション114及びタービンセクション118は、ロータシャフト122に結合してロータアセンブリ132を形成する1以上のロータディスクアセンブリ130を含む。
作動中、吸気セクション112は、空気を圧縮機セクション114に向けて送り、ここで空気が高圧高温にまで加圧された後、燃焼器セクション116に向けて吐出される。加圧空気は、各燃料噴射アセンブリ126によって提供される燃料及び他の流体と混合され、点火されて燃焼ガスを生成し、これら燃焼ガスは、タービンセクション118に向けて送られる。より具体的には、各燃料噴射アセンブリ126は、天然ガス及び/又は燃料油などの燃料、希釈剤及び/又は窒素ガス(N2)などの不活性ガスをそれぞれの燃焼器124及び空気流に噴射する。燃料混合気は点火され、高温燃焼ガスを生成し、これら燃焼ガスがタービンセクション118に向けて送られる。タービンセクション118は、燃焼ガスがタービンセクション118に及びロータアセンブリ132に回転エネルギーを与えると、ガスストリームからの熱エネルギーを機械回転エネルギーに変換する。以下でより詳細に説明するように、各燃料噴射システム126に空気、希釈剤及び/又は不活性ガスと共に燃料をそれぞれの燃焼器124内に噴射させることによって、動的圧力振動及び局所的ピーク温度を各燃焼器124内で低減することができる。
図2は、区域2(図1に示す)に沿った燃料噴射アセンブリ126の一部の断面図である。例示的な実施形態では、燃料噴射アセンブリ126は、燃焼器124(図1に示す)の端部カバー140から延びる。例示的な実施形態では、端部カバー140は、上流側部分142と下流側部分144とを含み、燃料噴射アセンブリ126は、上流側部分142から下流側部分144を通って延びる。複数の管アセンブリ202は、燃焼器124内で結合し、各管アセンブリ202は、上流側部分156及び下流側部分158を含む。例示的な実施形態では、管アセンブリ202は、燃焼器124内で各々が実質的に軸方向に結合する燃料噴射ノズルである。管アセンブリ202は、燃焼器124内で一体に形成してもよいし、燃焼器124に結合してもよい。例示的な実施形態では、各管アセンブリ202は、上流側部分156から下流側部分158に延びる複数の管体204を含む。例示的な実施形態では、各管体204は、燃料、空気及び他の流体の混合気を吐出し、これらは各管体204内の通路(図示せず)を通って送られる。
燃料噴射アセンブリ126はまた、1以上の噴射システム206を含む。より具体的には、例示的な実施形態では、各管アセンブリ202は、1つの噴射システム206に結合し、図2は、3つの異なる管アセンブリに結合した3つの噴射システム206を示している。噴射システム206は、例示的な実施形態では、燃料送給パイプ208と、燃料送給パイプ208に結合した流体供給部材210とを含み、該流体供給部材210の少なくとも一部が燃料送給パイプ208の少なくとも一部を実質的に囲むようにされる。或いは、流体供給部材210は、燃料送給パイプ208に隣接するような、該燃料送給パイプ208に対して他の何れかの位置に位置付けることができ、燃料噴射アセンブリ126及び/又はタービンエンジン100(図1に示す)が本明細書で記載されるように機能することができるようにされる。
例示的な実施形態では、流体供給部材210は、第2の部分212から延びる1以上の第1の部分211を含む。流体源215は、流体供給部材210に結合する。より具体的には、例示的な実施形態では、流体源215は、第2の部分212に結合する。流体源215は、不活性ガス、空気及び/又は流体供給部材210において保炎の可能性を低減するのに使用できる窒素ガス(N2)、二酸化炭素(CO2)、燃料及び/又は蒸気などの希釈剤を含むことができる。流体源はまた、流体供給部材210において低反応性燃料などの燃料を含むことができる。例示的な実施形態では、流体供給部材の第2の部分212は、該第2の部分212が燃料送給パイプの一部を実質的に囲んで且つ端部カバー140を通って延びるように実質的に円筒形状を有する。代替として、流体供給部材の第2の部分212は、燃料噴射アセンブリ126及び/又はタービンエンジン100が本明細書で記載されるように機能することができる他のあらゆる形状を有することができる。
流体供給部材の第2の部分212は、端部カバー140から下流側に流体供給部材の第1の部分211まで延びる。例示的な実施形態では、各流体供給部材の第1の部分211の第1の末端部分216は、流体供給部材の第2の部分212から延びる。各流体供給部材の第1の部分211の第2の末端部分217は、流体供給部材の第1の末端部分211の第1の末端部216から実質的に半径方向外向きに延びる。例示的な実施形態では、流体供給部材210は、管アセンブリ202から上流側の距離220に位置付けられる。その上、例示的な実施形態では、各流体供給部材210とそれぞれの管アセンブリ202との間の距離220は互いに実質的に異なる。或いは、各流体供給部材210とそれぞれの管アセンブリ202との間の距離220は、実質的に同じか又は他の何れかの好適な配列で変わることができる。より具体的には、各第1の末端部分216及び第2の末端部分217は、管アセンブリから上流側の距離220に位置付けられる。例示的な実施形態では、第1の部分211はまた、管アセンブリ202に向けて流体を送給するための1以上の開口(図2には図示せず)を含む。より具体的には、第1の部分211の第2の末端部分217は、管アセンブリ202に向けて流体を送給するための開口を含む。以下でより詳細に記載するように、第1の部分211及び/又は第2の末端部分217のサイズ及び形状は、流体を管アセンブリ202に向けて送給することができ且つ管アセンブリ202の環状リング部分(図示せず)に分配できるように変えることができる。例えば、例示的な実施形態では、各管アセンブリ202は実質的に円形である。従って、第2の末端部分217は、流体を管アセンブリ202に向けて送給できるような環状リングである。或いは、管アセンブリ202は、方形又は三角形のような他の何れかの好適な形状とすることができ、この場合、第2の末端部分217は、管アセンブリ202の形状に向けた流体の送給を調整するために異なる形状を有することができる。流体を管アセンブリ202に送給させることにより、管体の列間及び隣接する管アセンブリ間の火炎相互作用を実質的に低減することができる。
例示的な実施形態における燃料送給パイプ208は、管アセンブリ202に結合した第1の末端部分221と、中間部分222と、燃料源(図示せず)に結合した第2の末端部分223とを含む。例示的な実施形態では、燃料送給パイプ208は、実質的に円筒形状を有する。或いは、燃料送給パイプ208は、燃料噴射アセンブリ126及び/又はタービンエンジン100が本明細書で記載されるように機能することができる他の何れかの形状及び/又はサイズを有することができる。
図3は、線3−3(図2に示す)に沿った、噴射システム206の一部の上流側の拡大概略図である。図4は、線4−4(図3に示す)に沿った、第1の部分211の一部の拡大断面図である。流体供給部材の第1の部分211は、第1の末端部分216と第2の末端部分217とを含み、該第2の末端部分217は、管アセンブリ202(図2に示す)と実質的に同様の直径サイズのような形状及びサイズを有する中空環状リングである。或いは、第2の末端部分217は、噴射システム206が本明細書で記載されるように機能することができる他の何れかの形状及び/又はサイズとすることができる。例示的な実施形態では、第2の末端部分217は、パイプ支持体218に接続されて、第2の末端部分217において流路を定める中空内部343を通って流体を送り、その結果、第2の末端部分217内に定められる1以上の開口302を通って流体を送ることができるようにする。より具体的には、第2の末端部分217は、管アセンブリ202(図2に示す)に向けて流体を送給するための開口302を含む。
例示的な実施形態では、第2の末端部分217は、外側表面306と、対向する内側表面307とを含み、開口302が外側表面306から内側表面307に延びて、管アセンブリ202に向けて流体を送給するようにする。例示的な実施形態では、開口302は、矢印310で示すように、流体供給部材210から外向き方向で流体を送り、開口302はまた、矢印312で示すように、流体供給部材210に向けて流体を送ることができる。代替として、開口302は、燃料噴射アセンブリ126(図1及び図2に示す)及び/又はタービンエンジン100(図1に示す)が本明細書で記載されるように機能することができるあらゆる他の方向で流体を送ることができる。図4に示すように、第2の部分217の中空内部343は実質的に円形である。或いは、中空内部343は、燃料噴射アセンブリ126及び/又はタービンエンジン100が本明細書で記載されるように機能することができる他の何れかの形状又はサイズを有することができる。
作動中、燃料は、燃料送給パイプ208(図2に示す)を通って送られて管アセンブリ202(図2に示す)に供給され、ここで燃料は空気と混合されて燃焼可能混合気を形成する。管アセンブリ202から上流側に位置付けられることにより、流体供給部材210及び開口302を通って送られる流体は、管アセンブリ202上に流体を分配し、1つの管アセンブリ及び全ての管アセンブリ202内で均一に分散させることができるようにすることができる。管アセンブリ202を通じた熱放出分配を回避することができる。例えば、燃料が管アセンブリ202に供給されるときに、流体、空気、不活性ガス及び/又はN2、CO2及び/又は蒸気などの希釈剤が流体供給部材210内に送られる。より具体的には、流体は、流体源215(図2に示す)から流体供給部材の第2の部分212(図2に示す)に送られる。流体は、第2の部分212から第1の部分211に流れる。より具体的には、流体は、第2の部分212から各流体供給部材の第1の部分211の第1の末端部216に流れる。次いで、流体は、第1の末端部分216から各流体供給部材の第1の部分211の第2の末端部217に流れ、ここで各開口302を通って流体が送られる。流体は、流体供給部材210から離れて又は流体供給部材210に向かって流れ、次いで、管アセンブリ202に向けて流れる。流体が管アセンブリ202に向かって流れると、該流体は、均一な燃料分配を可能にし、燃料の一部を管アセンブリ202内で希釈する。管アセンブリ202におけるこのような均一な燃料分布及び燃料希釈は、1つの管アセンブリ202における管体204間及び隣接する管アセンブリ202間の火炎相互作用を阻害することができる。例えば、流体は、隣接する管アセンブリ202の間での火炎間の結合相互作用を阻害することができる。このような火炎相互作用を実質的に低減することによって、管アセンブリ202の温度が低下し、燃焼器124(図1に示す)の全体の温度が低下する。更に、管アセンブリ202間の火炎相互作用を阻害することにより、流体は、隣接する管アセンブリ202間の障壁をもたらす。流体によって生成される障壁は、流体が供給される各管アセンブリ202に対する音響バッフルとして機能し、燃焼器124内の動的圧力振動が低減される。
図5は、線4−4(図3に示す)に沿った、流体供給部材210(図2、図3及び図4に示す)の代わりである、噴射システム206(図2及び図3)と共に用いることができる代替の流体供給部材502の一部の拡大概略断面図である。図6は、線4−4(図3に示す)に沿った、流体供給部材210の代わりである、噴射システム206(図2及び図3)と共に用いることができる代替の流体供給部材602の一部の拡大概略断面図である。図5を参照すると、流体供給部材210と同様に、流体供給部材502は、第1の末端部分(図示せず)及び第2の末端部分504を有する1以上の第1の部分503を含む。
例示的な実施形態では、第2の末端部分504は、外側表面508と、対向する内側表面510とを有し、1以上の開口512は、外側表面508から内側表面510まで延びて、流体を管アセンブリ202(図2に示す)に向けて送給するようにする。第2の末端部分504は、パイプ支持体218(図3に示す)と接続された中空環状リングであり、第2の末端部分504において流路を定める中空内部543を通って流体を送り、その結果、開口512を通って流体を送ることができるようにする。例示的な実施形態では、中空内部543は、実質的に完全流線形状を有する。
図6を参照すると、流体供給部材210と同様に、流体供給部材602は、第1の末端部分(図示せず)及び第2の末端部分604を有する1以上の第1の部分603を含む。例示的な実施形態では、第2の末端部分604は、外側表面608と、対向する内側表面610とを有し、1以上の開口612は、外側表面608から内側表面610まで延びて、流体を管アセンブリ202(図2に示す)に向けて送給するようにする。第2の末端部分604は、パイプ支持体218(図3に示す)と接続された中空環状リングであり、第2の末端部分604において流路を定める中空内部643を通って流体を送り、その結果、開口612を通って流体を送ることができるようにする。例示的な実施形態では、中空内部643は、実質的に半流線形状を有する。
タービンエンジンと共に使用される公知の装置及びシステムと比べて、上述の燃料噴射アセンブリは、タービンエンジンと共に用いて、燃焼器内での動的圧力振動の低減及び/又は局所的ピーク温度のような局所的ピーク温度の低減を実質的に可能にすることができる。燃料噴射アセンブリは、複数の管アセンブリを含み、該複数の管アセンブリの各々は複数の管体を含む。1以上の噴射システムが複数の管アセンブリの1以上の管アセンブリに結合する。噴射システムは、燃料送給パイプと、該燃料送給パイプに結合した流体供給部材とを含み、流体供給部材は、管アセンブリから上流側のある距離に位置付けられる。流体供給部材は、1以上の第1の部分を含み、該第1の部分は、タービンエンジンの作動中に燃焼器内の動的圧力振動及び/又は局所的ピーク温度を低減するために、管アセンブリに向けて流体を送給する1以上の開口を有する。管アセンブリの少なくとも1つに向けて流体を送給することによって、管アセンブリ内及び/又は隣接する管アセンブリ間の火炎相互作用は、燃料分配を均一にして管アセンブリ内の燃料の一部を希釈することにより防ぐことができ、また、動的圧力振動及び/又は局所的ピーク温度を低下させることができる。
燃料噴射アセンブリ及びこれを組み立てる方法の例示的な実施形態を上記で詳細に説明した。燃料噴射アセンブリ及びこれを組み立てる方法は、本明細書で記載される特定の実施形態に限定されず、むしろ、燃料噴射アセンブリの部品及び/又は噴射アセンブリのステップは、本明細書で記載される他の部品及び/又はステップと独立して別個に利用することができる。例えば、燃料噴射アセンブリはまた、他の機械及び方法と組み合わせて用いることができ、本明細書で記載されるタービンエンジンとのみ実施することに限定されるものではない。むしろ、例示的な実施形態は、他の多くのシステムと関連して実施及び利用することができる。
本発明の種々の実施形態の特定の特徴は、一部の図面において図示され、他の図面では図示されていない場合があるが、これは便宜上のことに過ぎない。本発明の原理によれば、図面のあらゆる特徴は、あらゆる他の図面のあらゆる特徴と組み合わせて参照し及び/又は特許請求することができる。
本明細書は、最良の形態を含む実施例を用いて本発明を開示し、更に、あらゆる当業者があらゆるデバイス又はシステムを実施及び利用すること並びにあらゆる包含の方法を実施することを含む本発明を実施することができる。本発明の特許保護される範囲は、請求項によって定義され、当業者であれば想起される他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、請求項の文言と差違のない構造要素を有する場合、或いは、請求項の文言と僅かな差違を有する均等な構造要素を含む場合には、本発明の範囲内にあるものとする。
100 タービンエンジン
112 吸気セクション
114 圧縮機セクション
116 燃焼器)セクション
118 タービンセクション
120 排気セクション
122 ロータシャフト
124 燃焼器
126 燃料噴射アセンブリ
128 負荷
130 ディスクアセンブリ
132 ロータアセンブリ
140 端部カバー
142 上流側部分
144 下流側部分
156 下流側部分
158 下流側部分
202 管アセンブリ
204 管体
206 噴射システム
208 燃料送給パイプ
210 流体供給部材
211 第1の部分
212 第2の部分
215 流体源
216 第1の末端部分
217 第2の末端部分
218 パイプ支持体
220 距離
221 第1の末端部分
222 中間部分
223 第2の末端部分
302 開口
306 外側表面
307 内側表面
310 矢印
312 矢印
343 中空内部
502 流体供給部材
503 第1の部分
504 第2の末端部分
508 外側表面
510 内側表面
512 開口
543 中空内部
602 流体供給部材
603 第1の部分
604 第2の末端部分
608 外側表面
610 内側表面
612 開口
643 中空内部

Claims (10)

  1. タービンエンジン(100)で使用するための燃料噴射アセンブリ(126)であって、
    複数の管体(204)を各々が含む複数の管アセンブリ(202)と、
    前記複数の管アセンブリのうちの1以上の管アセンブリに結合した1以上の噴射システム(206)と
    を備えており、前記1以上の噴射システムが、燃料送給パイプ(208)と、該燃料送給パイプ(208)に結合した流体供給部材(210)とを含み、前記流体供給部材が、前記1以上の管アセンブリから上流側の所定の距離(220)に位置付けられて且つ環状末端部分(216)を有する1以上の第1の部分(211)を含み、前記環状末端部分(217)が、前記1以上の管アセンブリに向けて流体を送給して前記タービンエンジンの作動中に燃焼器(214)内の動的圧力振動及び温度のうちの少なくとも1つを低減するための1以上の開口(302)を含む、燃料噴射アセンブリ(126)。
  2. 前記燃料送給パイプ(208)が、前記1以上の管アセンブリ(202)内で結合した第1の末端部分(221)を含む、請求項1記載の燃料噴射アセンブリ(126)。
  3. 前記流体供給部材(210)が、前記燃料送給パイプ(208)の少なくとも一部を実質的に囲み、前記1以上の第1の部分(211)が、前記燃料送給パイプから実質的に半径方向外向きに延びる、請求項1記載の燃料噴射アセンブリ(126)。
  4. 前記1以上の噴射システム(206)が、
    第1の管アセンブリ(202)に結合され且つ前記第1の管アセンブリから上流側の所定の第1の距離(220)に位置付けられる第1の流体供給部材(210)を有する第1の噴射システム(206)と、
    第2の管アセンブリ(202)に結合され且つ前記第2の管アセンブリから上流側の所定の第2の距離(220)に位置付けられる第2の流体供給部材(210)を有する第2の噴射システム(206)と、
    第3の管アセンブリ(202)に結合され且つ前記第3の管アセンブリから上流側の所定の第3の距離(220)に位置付けられる第3の流体供給部材(210)を有する第3の噴射システム(206)と
    を含む、請求項1記載の燃料噴射アセンブリ(126)。
  5. 前記環状末端部分(216)が、外側表面(306)と、対向する内側表面(307)とを含み、前記1以上の開口(302)が、前記外側表面から前記内側表面に延び、前記環状末端部分が、実質的に円形形状及び実質的に流線形状のうちの少なくとも1つを有する、請求項1記載の燃料噴射アセンブリ(126)。
  6. 前記複数の管アセンブリ(202)の各々が、燃料ノズルである、請求項1記載の燃料噴射アセンブリ(126)。
  7. 前記流体供給部材(210)に結合した流体源(215)を更に備え、前記流体源が、前記1以上の管アセンブリ(202)に向けて送給される燃料、空気、不活性ガス及び希釈剤の少なくとも1つを含有する、請求項1記載の燃料噴射アセンブリ(126)。
  8. 圧縮機(114)と、
    前記圧縮機から上流側で結合され且つ燃料噴射アセンブリ(126)を有する1以上の燃焼器(124)を含む燃焼アセンブリ(116)と
    を備えるタービンエンジン(100)であって、前記燃焼アセンブリ(116)が、
    複数の管体(204)を各々が含む複数の管アセンブリ(202)と、
    前記複数の管アセンブリのうちの1以上の管アセンブリに結合した1以上の噴射システム(206)と
    を含んでおり、前記1以上の噴射システムが、燃料送給パイプ(208)と、該燃料送給パイプ(208)に結合した流体供給部材(210)とを含み、前記流体供給部材が、前記1以上の管アセンブリから上流側の所定の距離(220)に位置付けられて且つ環状末端部分(216)を有する1以上の第1の部分(211)を含み、前記環状末端部分が、前記1以上の管アセンブリに向けて流体を送給して前記タービンエンジンの作動中に燃焼器内の動的圧力振動及び温度のうちの少なくとも1つを低減するための1以上の開口(302)を含む、タービンエンジン(100)。
  9. 前記燃料送給パイプ(208)が、前記1以上の管アセンブリ(202)内に結合した第1の末端部分(211)を含む、請求項8記載のタービンエンジン(100)。
  10. 前記流体供給部材(210)が、前記燃料送給パイプ(208)の少なくとも一部を実質的に囲む、請求項8記載のタービンエンジン(100)。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8984888B2 (en) * 2011-10-26 2015-03-24 General Electric Company Fuel injection assembly for use in turbine engines and method of assembling same
US9677766B2 (en) * 2012-11-28 2017-06-13 General Electric Company Fuel nozzle for use in a turbine engine and method of assembly
CN112404971B (zh) * 2020-10-23 2021-08-31 宁波亿诺焊接科技有限公司 一种焊枪喷嘴加工设备及工艺

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2950535A1 (de) * 1979-11-23 1981-06-11 BBC AG Brown, Boveri & Cie., Baden, Aargau Brennkammer einer gasturbine mit vormisch/vorverdampf-elementen
DE3361535D1 (en) * 1982-05-28 1986-01-30 Bbc Brown Boveri & Cie Gas turbine combustion chamber and method of operating it
US5361586A (en) * 1993-04-15 1994-11-08 Westinghouse Electric Corporation Gas turbine ultra low NOx combustor
US5590529A (en) * 1994-09-26 1997-01-07 General Electric Company Air fuel mixer for gas turbine combustor
US5943866A (en) * 1994-10-03 1999-08-31 General Electric Company Dynamically uncoupled low NOx combustor having multiple premixers with axial staging
US5987875A (en) * 1997-07-14 1999-11-23 Siemens Westinghouse Power Corporation Pilot nozzle steam injection for reduced NOx emissions, and method
DE59810033D1 (de) * 1998-09-16 2003-12-04 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zum Minimieren thermoakustischer Schwingungen in Gasturbinenbrennkammern
US6446439B1 (en) * 1999-11-19 2002-09-10 Power Systems Mfg., Llc Pre-mix nozzle and full ring fuel distribution system for a gas turbine combustor
JP2002039533A (ja) * 2000-07-21 2002-02-06 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼器、ガスタービン及びジェットエンジン
EP1277920A1 (de) * 2001-07-19 2003-01-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Brenners einer Gasturbine sowie Kraftwerksanlage
US7165405B2 (en) * 2002-07-15 2007-01-23 Power Systems Mfg. Llc Fully premixed secondary fuel nozzle with dual fuel capability
WO2004065763A2 (en) * 2003-01-22 2004-08-05 Vast Power Systems Inc. Thermodynamic cycles using thermal diluent
JP2005233574A (ja) * 2004-02-23 2005-09-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼器
FR2901349B1 (fr) * 2006-05-19 2008-09-05 Snecma Sa Chambre de combustion d'une turbomachine
US20090165435A1 (en) * 2008-01-02 2009-07-02 Michal Koranek Dual fuel can combustor with automatic liquid fuel purge
US8661779B2 (en) * 2008-09-26 2014-03-04 Siemens Energy, Inc. Flex-fuel injector for gas turbines
US20100089065A1 (en) * 2008-10-15 2010-04-15 Tuthill Richard S Fuel delivery system for a turbine engine
US9140454B2 (en) * 2009-01-23 2015-09-22 General Electric Company Bundled multi-tube nozzle for a turbomachine
US8424311B2 (en) * 2009-02-27 2013-04-23 General Electric Company Premixed direct injection disk
US20110000215A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 General Electric Company Combustor Can Flow Conditioner
AU2009352301B2 (en) * 2009-09-13 2015-07-30 Lean Flame, Inc. Inlet premixer for combustion apparatus

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