JP2013545959A - ガスタービン用の低発熱量燃料燃焼器 - Google Patents
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Abstract
Description
のV/Qで構成されうる。このような用途における定格出力での燃料質量流量は約0.387kg/秒であり、燃焼領域容量は約0.021m3である。
Claims (20)
- 低発熱量の燃料を燃焼させるための缶型燃焼器であって、
内部と、長手方向軸線と、一方の長手方向のハウジング端部が閉鎖されている状態で他方の長手方向のハウジング端部で圧縮空気を受け入れる環状の入口と、を有するほぼ円筒状のハウジングと、
前記ハウジングの内部に同軸上に配置されたほぼ円筒状の燃焼器ライナであって、前記ライナ及び前記ハウジングが、前記ハウジングの入口を通じて受け入れた前記圧縮空気のためのほぼ環状の流路を画定し、前記ライナの内部が、前記閉鎖されたハウジング端部に隣接した燃焼領域と、前記閉鎖されたハウジング端部の遠位にある希釈領域とを画定する、ほぼ円筒状の燃焼器ライナと、
前記閉鎖された端部に配置された燃料ノズルアセンブリであって、約25MJ/kg未満の発熱量を有する燃料供給源から供給される、燃料ノズルアセンブリと、
前記燃焼領域を画定する前記ライナの一部を取り囲む前記圧縮空気のための流路内に配置された衝突冷却スリーブであって、前記ハウジングの入口で受け入れられる前記圧縮空気のほぼすべてが前記スリーブを通過する状態で前記ライナの一部の外部表面を衝突冷却するためのサイズを有する複数のオリフィスを有する、衝突冷却スリーブと、
前記ライナの周方向に配置された複数の主要孔であって、前記圧縮空気の第1部分を前記衝突冷却スリーブの下流側の領域から前記燃焼領域に導入する複数の主要孔と、
前記ライナの周方向に配置された複数の希釈開口部であって、前記圧縮空気の第2部分を前記衝突冷却スリーブの下流側の前記領域から前記希釈領域に導入する複数の希釈開口部と、を備え、
前記衝突冷却スクリーンの下流側の前記領域からの前記圧縮空気の残りの部分の少なくとも一部が、前記供給される燃料との混合のために前記燃料ノズルアセンブリを通じて導かれて、前記燃焼領域に案内される燃料/空気混合物を提供し、
前記ライナが、1.00≦L/D≦4.00の範囲のL/D比を有するサイズに形成され、Lはライナ長さ、Dはライナ直径であり、定格出力で、0.0026≦V/Q≦0.018の範囲の、m3単位での燃焼領域容量VとMJ/秒単位での熱エネルギー流量Qとの比率を提供するサイズに形成される、缶型燃焼器。 - 圧縮空気の前記第1部分が総圧縮空気質量流量の5〜15%である、請求項1に記載の缶型燃焼器。
- 圧縮空気の前記第2部分が総圧縮空気質量流量の60〜70%である、請求項1に記載の缶型燃焼器。
- 前記燃料ノズルアセンブリが空気ブラストノズルを含み、前記ノズルアセンブリは、前記衝突冷却スリーブの下流側の前記領域と前記燃焼領域との間の圧縮空気圧力差を使用して前記燃料/空気混合物を前記燃焼領域に案内するために、前記圧縮空気の前記残りの空気部分の一部分を使用する、請求項1に記載の缶型燃焼器。
- 前記燃料ノズルアセンブリが前記ライナと同軸上に配置されており、前記燃料ノズルアセンブリは、前記残りの部分の空気の別の部分を使用して前記案内された燃料/空気混合物に渦流を誘起するため、前記ノズルアセンブリの出口の周りに周方向に分配された旋回ベーンを含む、請求項5に記載の缶型燃焼器。
- 前記燃料ノズルアセンブリ及び前記ライナが、液体熱分解油を噴射して燃焼させるためのサイズを有する、請求項1に記載の缶型燃焼器。
- 前記燃料供給源が、定格出力の約60%未満の燃焼器動作のため、前記熱分解油と混合される軽量アルコールを含む、請求項7に記載の缶型燃焼器。
- 前記主要孔が前記燃焼領域へのスパウト形の壁延在部を有する、請求項1に記載の缶型燃焼器。
- 前記内部の表面温度を増加させるために前記ライナの表面がTBCで被覆されている、請求項1に記載の缶型燃焼器。
- 前記ライナが、前記燃料ノズルアセンブリの出口に隣接したテーパ状の入口部を含み、前記ライナが、前記テーパ状の入口ライナ部内に同軸上に配置されて前記テーパ状の入口ライナ部から離間している入口シールド部材をさらに含み、複数の衝突冷却オリフィスが前記テーパ状のライナ部に設けられ、前記複数の衝突冷却オリフィスは、前記スリーブの下流側領域からの圧縮空気を使用して前記入口シールド部材を衝突冷却するためのサイズに形成されて前記入口シールド部材を衝突冷却するために向けられる、請求項1に記載の缶型燃焼器。
- 前記ライナが、前記燃焼領域と前記希釈領域との間に配置されたテーパ状の移行部を含み、前記ライナが、前記テーパ状の移行ライナ部内に同軸上に配置されて前記テーパ状の移行ライナ部から離間している移行シールド部材をさらに含み、複数の衝突冷却オリフィスが前記テーパ状の移行ライナ部に設けられ、前記複数の衝突冷却オリフィスは、前記スリーブ下流側領域からの圧縮空気を使用して前記移行シールド部材を衝突冷却するためのサイズに形成されて前記移行シールド部材を衝突冷却するために向けられる、請求項1に記載の缶型燃焼器。
- 前記衝突冷却スリーブが、燃焼ガスの流れの向きに対して、前記希釈ポートの下流側の前記ライナ上の位置から、前記燃焼領域の上流側の前記ハウジング上の位置まで延びている、請求項1に記載の缶型燃焼器。
- 空気圧縮機とガスタービンとの間で作動的に相互連結されている、請求項1に記載の缶型燃焼器を有するガスタービンエンジン。
- 低発熱量の液体燃料を燃焼させるための缶型燃焼器であって、
内部と、長手方向軸線と、一方の長手方向のハウジング端部が閉鎖されている状態で他方の長手方向のハウジング端部で圧縮空気を受け入れる角度のある入口と、を有するほぼ円筒状のハウジングと、
ほぼ円筒状の燃焼器ライナであって、前記ハウジングが、前記ハウジングの入口を通じて受け入れた前記圧縮空気のためのほぼ環状の流路を画定し、前記ライナの内部が、前記閉鎖されたハウジング端部に隣接した燃焼領域と、前記閉鎖されたハウジング端部の遠位にある希釈領域とを画定する、ほぼ円筒状の燃焼器ライナと、
前記閉鎖された端部に配置された燃料ノズルアセンブリであって、約25MJ/kg未満の発熱量を有する液体燃料の供給源から供給され、燃料噴霧を供給する燃料ノズルアセンブリと、
前記燃焼領域を画定する前記ライナの一部を取り囲む前記圧縮空気のための流路内に配置された衝突冷却スリーブであって、前記スリーブが、前記ハウジングの入口で受け入れられた前記圧縮空気のほぼすべてが前記スリーブを通過する状態で前記ライナの一部の外部表面を衝突冷却するためのサイズを有する複数のオリフィスを有する、衝突冷却スリーブと、
前記ライナの周方向に配置された複数の主要孔であって、前記圧縮空気の第1部分を前記衝突冷却スリーブの下流側の領域から前記燃焼領域に導入するための複数の主要孔と、
前記ライナの周方向に配置された複数の希釈開口部であって、前記圧縮空気の第2部分を前記衝突冷却スリーブの下流側の前記領域から前記希釈領域に導入するための複数の希釈開口部と、を備え、
前記衝突冷却スクリーンの下流側の前記領域からの前記圧縮空気の残り部分の少なくとも一部が、前記燃料噴霧との混合のために前記燃料ノズルアセンブリを通じて導かれて、前記燃焼領域に案内される燃料/空気混合物を提供し、
前記燃料ノズルアセンブリが空気ブラストノズルを含み、前記ノズルアセンブリが、前記衝突冷却スリーブの下流側の前記領域と前記燃焼領域との間の圧縮空気圧力差を使用して前記燃料/空気混合物を前記燃焼領域に案内するために前記圧縮空気の前記残りの空気部分の一部を使用し、
前記燃料ノズルアセンブリが前記ライナと同軸上に配置されており、前記燃料ノズルアセンブリは、前記残りの空気部分の別の部分を使用して、前記案内された燃料/空気混合物の渦流を誘起するために、前記ノズルアセンブリの出口の周りに周方向に分配された旋回ベーンを含み、
前記ライナが、1.5≦L/D≦2.5の範囲のL/D比を有するサイズに形成され、Lはライナ長さ、Dはライナ直径であり、定格出力で、
の範囲の、m3単位での燃焼領域容量VとMJ/秒単位での熱エネルギー流量Qとの比率を提供するサイズに形成される、缶型燃焼器。 - 圧縮空気の前記第1部分が総圧縮空気質量流量の5〜15%である、請求項16に記載の缶型燃焼器。
- 圧縮空気の前記第2部分が総圧縮空気質量流量の60〜70%である、請求項16に記載の缶型燃焼器。
- 空気圧縮機とガスタービンとの間で作動的に相互連結されている、請求項16に記載の缶型燃焼器を有するガスタービンエンジン。
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