JP2015210075A - 燃料送出システム - Google Patents
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Abstract
【課題】燃料ラインをセグメント化する必要なしに遅延希薄噴射器に燃料を送出し得る燃料送出システムを提供する。【解決手段】ガスタービン燃焼器用の燃料送出システムが提供される。燃料送出システムは、燃料管および取付けアセンブリを含む。燃料管は、下流噴射器（例えば遅延希薄噴射器）から燃焼器の装着リングに向けて延び、取付けアセンブリを用いて装着リングに移動可能に取り付けられる。従って、例示的な燃料送出システムは、燃焼器の軸線方向に沿う燃料管の熱膨張または収縮を吸収しながら、下流噴射器に燃料を提供し得る。【選択図】図１
Description
本開示は、概して、ガスタービン用の燃焼器に関し、特に、ガスタービン用の燃焼器の下流噴射器のための燃料送出システムに関する。
タービンは、工業運転および営業運転において広範に使用されている。ガスタービンの燃焼セクションは、圧縮器排出ケーシング等の外側ケーシングの周りに環状配列で配置される複数の燃焼器を一般に含む。加圧空気は、圧縮器から圧縮器排出ケーシングまで流れ、各燃焼器に進ませられる。燃料ノズルからの燃料は、各燃焼器で加圧空気と混ざり合って、燃焼器の主燃焼区域内に燃焼性混合物を形成する。燃焼性混合物は、燃やされて高圧高速の高温燃焼ガスを生成する。
典型的な燃焼器において、燃焼ガスは、高温ガス路を通ってガスタービンのタービンの入口に向けて進ませられ、高温ガス路は、環状燃焼ライナおよび環状遷移ダクトによって少なくとも部分的に画定され、環状遷移ダクトは、燃焼ライナから下流に延び、タービンへの入口で終端する。熱および運動エネルギーは、燃焼ガスからタービンまで伝達されて、タービンを回転させ、それにより機械的仕事を生成する。例えば、タービンは、電気を生成するために発電機を駆動するシャフトに連結され得る。
特定の燃焼器において、概ね希薄な燃料空気混合物を主燃焼区域の下流の高温ガス路内に噴射するために、下流燃焼モジュールが利用される。燃焼モジュールは、環状燃料分配マニホールドおよび燃料噴射アセンブリを一般に含む。燃料分配マニホールドは、燃料ノズルを部分的に取り囲むキャップアセンブリの一部を円周方向に取り囲む。環状燃料分配マニホールドは、燃焼器を圧縮器排出ケーシングに装着しており、それぞれの燃焼器の少なくとも一部を取り囲む高圧プレナムを形成し得る。加えて、環状燃料分配マニホールドは、高圧プレナムの後方側に複数の燃料出口を含む。
下流燃焼モジュールの燃料噴射アセンブリは、希薄な燃料空気混合物を主燃焼区域の下流の高温ガス路内に噴射する、遅延希薄燃料噴射器としても知られる、半径方向に延びる複数の燃料噴射器を含む。遅延希薄燃料噴射器によって、燃焼ガス温度が高められ、窒素酸化物（ＮＯX）等の不要な排出物の生成量の対応する増加なしに、燃焼器の熱力学的な効率が向上する。
下流燃焼モジュールは、加えて、遅延希薄燃料噴射器から環状燃料分配マニホールドの燃料出口まで延びる燃料ラインを含む。ガスタービンの動作中の熱条件の変化によって、燃料ラインは、ガスタービンの動作中に膨張または収縮し得る。従って、現在の燃料ラインは、膨張および収縮を吸収するために、高圧プレナムにおいて燃料分配マニホールドの後方に複数のセグメントおよびそれぞれの接続点を一般に含み得る。しかし、そのような構成には、幾つかの問題が存在し得る。例えば、セグメント化された構成は、燃料ラインの据付け中の複雑さを増し得る。加えて、燃料接続部は、燃料分配マニホールドの後方の接続部において燃料漏れの機会を許容し得る。従って、燃料ラインがセグメント化される必要なしに遅延希薄噴射器に燃料を送出し得る燃料送出システムが有益である。
本発明の態様および利点は、以下の説明に後述されており、または説明から自明であり得、または本発明の実践を通して習得され得る。
例示的な一実施形態において、ガスタービン用の燃焼器が提供され、燃焼器は、軸線方向を規定しており、燃焼器をガスタービンのケーシングに装着するための装着リングを含む。燃焼器は、軸線方向に沿って装着リングの後方に配置され、燃焼器の高温ガス路内に燃料を噴射するための噴射器も含む。加えて、燃焼器は、噴射器から装着リングに向けて延びる燃料管と、取付けアセンブリとを含む。燃料管は、取付けアセンブリを用いて装着リングに移動可能に取り付けられて、軸線方向に沿う燃料管の熱膨張または収縮を吸収する。
例示的な別の実施形態において、ガスタービンが提供される。ガスタービンは、圧縮器部分と、圧縮器部分と連通する燃焼器アセンブリと、燃焼器アセンブリと連通するタービン部分とを備える。燃焼器アセンブリは、燃焼器を含み、燃焼器は、軸線方向を規定しており、燃焼器をガスタービンのケーシングに装着するための装着リングを含む。燃焼器は、軸線方向に沿って装着リングの後方に配置され、燃焼器の高温ガス路内に燃料を噴射するための噴射器も含む。加えて、燃焼器は、噴射器から装着リングに向けて連続して延びる燃料管と、取付けアセンブリとを含む。燃料管は、取付けアセンブリを用いて装着リングに移動可能に取り付けられて、軸線方向に沿う燃料管の熱膨張または収縮を吸収する。
本開示のこれらおよび他の特徴、態様および利点は、以下の説明および添付の請求項を参照して、より良く理解されるであろう。この明細書に組み込まれ明細書の一部を成す添付図面は、本開示の実施形態を図示しており、説明と共に本開示の原理を説明するのに役立つ。
本発明の完全かつ実施可能な開示は、当業者にとってのそのベストモードを含めて、添付図面の参照を含めて、特に本明細書の残りの部分で論述される。
次に本発明の本実施形態が詳しく参照されており、そのうちの１つ以上の例が添付図面に図示されている。詳細な説明は、図中の特徴を参照するために数標示および文字標示を使用している。本発明の同一または類似の部品を参照するために、図中および説明中において同一または類似の標示が使用されている。本稿において、用語「第１」、「第２」および「第３」は、ある構成要素を別の構成要素から区別するために相互交換可能に使用され得、個々の構成要素の位置または重要性を知らせることを意図していない。加えて、用語「上流」および「下流」は、流体経路内の流体流に対する相対方向を参照している。例えば、「上流」は、流体流が流れて来る方向を参照しており、「下流」は、流体流が流れて行く方向を参照している。同様に、「前方」は、一般にガスタービンの上流方向またはガスタービンの上流部分を参照する一方、「後方」は、一般にガスタービンの下流方向またはガスタービンの下流部分を参照している。また、用語「半径方向」は、特定の構成要素の軸方向中心線と略垂直な相対方向を参照しており、用語「軸線方向」は、特定の構成要素の軸方向中心線と略平行な相対方向を参照している。
各例は、本発明を限定するためではなく、本発明を説明するために提示される。実際に、本発明の範囲または主旨から逸脱せずに、本発明に修正および変形を施し得ることは当業者にとって明らかであろう。例えば、一実施形態の部分として図示または記述する特徴は、さらなる実施形態を生み出すために別の実施形態に使用され得る。よって、本発明は、添付の請求項およびそれらの均等物の範囲内に属するような修正および変形をカバーすることを意図している。本発明の例示的な実施形態は、図示を目的としてガスタービン内に組み込まれる燃焼器の文脈において概ね記述されるであろうが、本発明の実施形態は、任意のターボ機械内に組み込まれる任意の燃焼器に適用され得、請求項に具体的に記載されない限りガスタービン燃焼器に限定されないことは、本稿の教示から容易に理解されるであろう。
本開示の例示的な幾つかの実施形態は、ガスタービン燃焼器用の燃料送出システムを含む。例示的な燃料送出システムは、燃料管および取付けアセンブリを含む。燃料管は、下流噴射器（例えば遅延希薄噴射器）から燃焼器の装着リングに向けて延び、取付けアセンブリを用いて装着リングに移動可能に取り付けられる。従って、例示的な燃料送出システムは、燃焼器の軸線方向に沿う燃料管の熱膨張または収縮を吸収しながら、燃料を下流噴射器に提供し得る。
図を通して同一の数字が同一の要素を指している図を次に参照すると、図１は、本発明の各種の実施形態を組み込み得る例示的なガスタービン１０の機能ブロック図を提示している。図示するように、ガスタービン１０は、ガスタービン１０に進入する作用流体（例えば空気）１４を浄化および調整するために一連のフィルタ、冷却コイル、湿分分離器および／または他のデバイスを含み得る、入口セクション１２を一般に含む。作用流体１４は、圧縮器１６が運動エネルギーを作用流体１４に順次に付与して、高い付勢状態の圧縮作用流体１８を生成する、圧縮器部分に流れる。
圧縮作用流体１８は、燃料供給源２２からの燃料２０と混ざり合って、燃焼器アセンブリ２４内の１つ以上の燃焼器５０内で燃焼性混合物を形成する。燃焼性混合物は、燃やされて高温高圧の燃焼ガス２６を生成する。燃焼ガス２６は、タービンセクションのタービン２８を通って流れて仕事を生成する。例えば、タービン２８は、タービン２８の回転が圧縮器１６を駆動して圧縮作用流体１８を生成するように、シャフト３０に接続され得る。代わりにまたは加えて、シャフト３０は、電気を生成するための発電機３２にタービン２８を接続し得る。タービン２８からの排気ガス３４は、タービン２８の下流の排気スタック３８にタービン２８を接続する排気セクション３６を通って流れる。排気セクション３６は、例えば、環境への放出前に排気ガス３４を清浄し、排気ガスから追加の熱を抽出するための熱回収蒸気発生器（不図示）を含み得る。
次に図２を参照すると、例示的な燃焼器５０を含む例示的なガスタービン１０の一部の側断面図が提示されている。図示するように、燃焼器５０は、圧縮器排出ケーシング５４等、圧縮器１６の下流に配される外側ケーシング５２によって少なくとも部分的に取り囲まれる。外側ケーシング５２は、圧縮器１６と流体連通しており、燃焼器５０の少なくとも一部を取り囲む高圧プレナム５８を少なくとも部分的に画定する。端部カバー６０は、燃焼器５０の前方端部６１で燃焼器５０の前方ケーシング５６に連結される。
図２に示すように、燃焼器５０は、端部カバー６０の下流に配置され、燃焼器５０の軸線方向Ａ（図６を参照）に沿って延びる、少なくとも１つの燃料ノズル６２を一般に含む。端部カバー６０の下流の外側ケーシング５２内で半径方向および軸線方向に延びる環状キャップアセンブリ６４も含まれる。加えて、環状高温ガス路ダクトまたは燃焼ライナ６６は、キャップアセンブリ６４の下流に延び、環状流れスリーブ６８は、燃焼ライナ６６の少なくとも一部を取り囲む。燃焼ライナ６６は、燃焼ガス２６を燃焼器５０を通ってタービン２８に向けて進ませる（図１を参照）ための高温ガス路７０を画定する。
さらに、例示的な燃焼器５０は、燃料源２２（図１を参照）から、軸方向に延びる１つ以上の燃料ノズル６２まで燃料２０を送出するための主燃料フランジ９０を含む。軸方向に延びる燃料ノズル６２は、主に燃料２０と圧縮器１６からの圧縮作用流体１８とを含む第１の燃焼性混合物を提供するために、少なくとも部分的にキャップアセンブリ６４を通って延び、圧縮器１６から、キャップアセンブリ６４の下流の燃焼ライナ６６内に画定される主燃焼区域８２まで延びる。
加えて、燃焼器５０をガスタービン１０の外側ケーシング５２に装着するための装着リング９２が設けられる。図２の例示的な実施形態の場合、装着リング９２は、前方側で燃焼器５０の前方ケーシング５６に取り付けられ、後方側でガスタービン１０の外側ケーシング５２に取り付けられた環状装着フランジ（先行技術の実施形態において「燃料分配マニホールド」として参照されたものと類似する。）である。しかし、本開示の例示的な他の実施形態において、装着リング９２は、代わりにまたは組合せて、燃焼器５０の前方ケーシング５６の延長部、または燃焼器５０の前方ケーシング５６に対する任意の他の取付け部であり得ることを理解されたい。
なお図２を参照すると、燃焼器５０は、流れスリーブ６８および燃焼ライナ６６を通って軸方向に延びる燃料ノズル６２の下流であり、装着リング９２の下流または後方である箇所に、遅延希薄燃料噴射器としても知られる、１つ以上の下流燃料噴射器８４をさらに含む。そのような例示的な実施形態において、燃焼ライナ６６は、燃料噴射器８４に近接し、主燃焼区域８２の下流である、副燃焼区域８８をさらに画定する。加えて、図２の例示的な実施形態の場合、装着リング９２の前方に配置され、燃料源２２（図１を参照）からの燃料２０を提供するための、副燃料フランジ９４または遅延希薄噴射器燃料フランジが含まれる。さらに、前方ケーシング５６に取り付けられ、副燃料フランジ９４の周りに少なくとも部分的に延びるマニホールドカバー９８が設けられる。図３〜図６を参照して以下で議論するように、燃料送出システム１００は、副燃料フランジ９４から下流噴射器８４まで装着リング９２を通って燃料を送出するように含まれ得る。
しかし、図１および図２を参照して本稿に記述する例示的な燃焼器５０およびガスタービン１０は、例示のために過ぎず、例示的な他の実施形態において、任意の他の適した構成を有し得ることを理解されたい。例えば、燃焼ライナ６６および流れスリーブ６８は、それぞれ図２に単一ユニットとして描写されているが、他の実施形態において、燃焼ライナ６６および／または流れスリーブ６８は、任意の適した方法で接合された２つ以上の部分で代わりに構成され得る。加えて、例示的な他の実施形態において、燃焼器５０および／またはガスタービン１０は、燃料フランジ９０、副燃料フランジ９４、ノズル６２、前方ケーシング５６、外側ケーシング５２等の任意の適した構成を含み得る。
次に図３〜図６を参照すると、装着リング９２の前方の副燃料フランジ９４から、装着リング９２の後方の１つ以上の下流燃料噴射器８４まで燃料２０を送出するための例示的な燃料送出システム１００が提示されている。例示的な燃料送出システム１００は、噴射器８４から装着リング９２に向けて延びる燃料管１３０を一般に含む（図６を参照）。燃料管１３０は、取付けアセンブリ１０１を用いて装着リング９２に移動可能に取り付けられる。そのような構成は、例えば燃料管１３０を含む、例示的な燃料送出システム１００が、ガスタービン１０の動作中に燃焼器５０の軸線方向Ａに沿う熱膨張または収縮を吸収することを可能にし得る。
図示するように、燃料管１３０は、後方端部１３４と前方端部１３２の間に連続して延び、後方端部１３４で噴射器８４に取り付けられる。燃料管１３０は、任意の適した方法で、後方端部１３４で噴射器８４に取り付けられ得る。例えば、後方端部１３４は、噴射器８４に直接溶接され得、代替的に中間接続部材を用いて取り付けられ得る。前方端部１３２に近接して、燃料管１３０は、取付けアセンブリ１０１を用いて装着リング９２に移動可能に取り付けられる。図３〜図６の例示的な取付けアセンブリ１０１は、後方管取付具１２８、蛇腹アセンブリ１１６、フランジ１０４および前方管取付具１０２を一般に含む。燃料管１３０の前方端部１３２は、後方管取付具１２８を通って、蛇腹アセンブリ１１６を通って、フランジ１０４を通って延びる。
蛇腹アセンブリ１１６は、図３〜図６の例示的な実施形態の場合の前方端部および後方端部にそれぞれ対応する第１の端部１１８および第２の端部１２０を画定する。蛇腹アセンブリ１１６は、後方管取付具１２８を用いて第２の端部１２０で燃料管１３０に取り付けられる。図３〜図６の例示的な後方管取付具１２８は、摩擦嵌め部分１２９を用いて燃料管１３０に取り付けられ、ネジ接続部を用いて蛇腹アセンブリ１１６の第２の端部１２０に取り付けられる。同様に、蛇腹アセンブリ１１６は、フランジ１０４を用いて第１の端部１１８で装着リング９２に取り付けられる。特に、蛇腹アセンブリ１１６の第１の端部１１８は、ネジ接続部を用いてフランジ１０４の後方端部１１４に取り付く。フランジ１０４は、フランジ１０４を装着リング９２に取り付けるための複数の取付け点１０８を含む。加えて、図３〜図６の例示的な実施形態の場合、フランジ１０４は、フランジ１０４と装着リング９２の間に適当なシール部材（不図示）を配置するためのシール溝１０６を含んで、フランジ１０４と装着リング９２の間に適当なシールが形成されることをさらに確実にする。
しかし、図３〜図６には、ネジ接続部を用いてフランジ１０４および後方管取付具１２８に取り付けられるように、例示的な蛇腹アセンブリ１１６が描写されているが、例示的な他の実施形態において、任意の適した接続手段が設けられ得ることを理解されたい。例えば、蛇腹アセンブリ１１６は、フランジ１０４および／または後方管取付具１２８に恒久的に（例えば、溶接によって、または互いに一体に作られる）、または取外し可能に（例えば、急速解除接続部、ボルト止め接続部、圧縮嵌め接続部、摩擦嵌め接続部または任意の他の適した接続部を用いて）取り付けられ得る。加えて、例示的な他の実施形態において、管取付具１２８を燃料管１３０に取り付けるため、またはフランジ１０４を装着リング９２に取り付けるために、任意の他の適した手段が設けられ得る。例えば、例示的な他の実施形態において、フランジ１０４は、装着リング９２と一体に作られ得る。
具体的に図５を参照すると、例示的な蛇腹アセンブリ１１６は、加えて、軸線長Ｌを規定しており、内側ライナ１２４と外側ライナ１２６の間に半径方向に配置された複数の環状蛇腹１２２を含む。内側ライナ１２４は、燃料管１３０の半径方向Ｒに沿う断面形状と相補的な、半径方向Ｒに沿う断面形状を有する内側チャネル１２１を画定する。蛇腹１２２は、蛇腹アセンブリ１１６に柔軟性を提供する一方、内側ライナ１２４および／または外側ライナ１２６は、半径方向Ｒに沿う略一定の断面形状を可能にする。特に、蛇腹アセンブリ１１６は、第１および第２の端部１１８、１２０での接続ならびに半径方向Ｒに沿う略一定の断面形状を維持しながら、アセンブリ１１６の軸線長Ｌが増加または減少することを可能にする。例えば、蛇腹アセンブリ１１６の軸線長Ｌは、例示的な幾つかの実施形態において、静止時の軸線長Ｌから約２％よりも大きく、約５％よりも大きく、約７％よりも大きくまたはそれよりも大きく拡張しまたは引っ込むように設計され得る。しかし、例示的な他の実施形態において、蛇腹アセンブリは、代わりに静止時の軸線長Ｌから約２％よりも小さく拡張または収縮するように設計され得る。従って、蛇腹アセンブリ１１６の軸線長Ｌは、可変長である。
図５を続けて参照すると、例示的なフランジ１０４は、燃料管１３０の形状に対応する内部チャネル１１１を画定する円筒状拡張部１１０を含む。燃料管１３０は、燃料管の前方端部１３２がフランジ１０４の円筒状拡張部１１０の前方端部１１２に近接するように、拡張部１１０の内部チャネル１１１内に延び得る。
図示する例示的な実施形態の場合、円筒状拡張部１１０の前方端部１１２は、ネジ接続部を用いて前方管取付具１０２に取り付けられる。前方管取付具１０２は、次いで、摩擦嵌め部分１０３を用いて直接または燃料接続管９５（図６を参照）を介して副燃料フランジに９４に接続し得る。例示的なシステム１００は、軸線方向Ａに沿うギャップ１１３が、燃料管１３０の前方端部１３２と前方管取付具１０２との間に存在して燃料管１３０の膨張および収縮を可能にするように、構成される。しかし、本開示の例示的な他の実施形態において、フランジ１０４は、拡張部１１０を完全に欠いてもよく、前方管取付具１０２は、代わりにフランジ１０４の前方で燃料管１３０に直接取り付き得ることを理解されたい。
次に図６の断面図を具体的に参照すると、例示的な燃焼器５０に据付けて、例示的な燃料送出システム１００を描写している。上述したように、装着リング９２は、燃焼器５０をガスタービン１０の外側ケーシング５２に取り付けており、燃焼器５０の少なくとも一部を取り囲む高圧プレナム５８を可能にするシールを形成する。燃料２０は、燃料送出システム１００によって、副燃料フランジ９４から下流の燃料噴射器８４に送出される（図２参照）。燃料送出システム１００は、装着リング９２によって画定された貫通孔９６を通って延びる。貫通孔９６は、概ね軸線方向Ａに沿って装着リング９２を通って延びる。本稿において、「概ね軸線方向に沿って」とは、装着リング９２の前方側から装着リング９２の後方側まで延びる任意の方向を参照しており、一方の側から他方の側まで真直ぐ延びる孔に限定されない。
副燃料フランジ９４は、中間燃料ライン９５を介して燃料管１３０の前方端部１３２に流体的に接続される。図示するように、図６の例示的な燃料管１３０は、後方端部１３４（噴射器８４に取り付けられる）から装着リング９２の貫通孔９６内まで連続して延びる。取付けアセンブリ１０１は、燃料管１３０を装着リング９２に移動可能に取り付け、特に摺動可能に取り付けて、軸線方向Ａに沿う燃料管１３０の熱膨張または収縮を吸収する。言及したように、取付けアセンブリ１０１は、装着リング９２に対して（フランジ１０４を介して）固定された位置で、第１の端部１１８が装着リング９２に取り付けられた蛇腹アセンブリ１１６を含む。蛇腹アセンブリ１１６の第２の端部１２０は、燃料管１３０に取り付けられ、装着リング９２に対して軸線方向Ａに沿って移動可能である。そのような構成は、噴射器８４から装着リング９２までの燃料管１３０の連続的な拡張（すなわち接続点がない。）を可能にする。特に、図６の例示的な実施形態の場合、燃料管１３０は、噴射器８４から装着リング９２の貫通孔９６内まで貫通孔９６を通って連続して延び、装着リング９２の前方の副燃料フランジ９４に流体的に接続される。上記構成は、噴射器８４と装着リング９２の間の燃料管１３０における接続点の必要性を排除することによって、装着リング９２の後方で燃焼器５０の外側への燃料漏れのリスクを減少させ得る。
次に図７および図８を参照すると、本開示の燃料送出システム１００の例示的な別の実施形態を提示している。図３〜図６の例示的なシステム１００と同様に、図７および図８の例示的なシステム１００は、噴射器８４（不図示）から装着リング９２に向けて延びる燃料管１３０と、取付けアセンブリ１０１とを一般に含む。図７および図８の例示的な取付けアセンブリ１０１は、円筒状スリーブ１４０、フランジ１４２および摺動シール１４６を含む。描写するように、円筒状スリーブ１４０は、燃料管１３０の周りに延びる。燃料管１３０およびスリーブ１４０の少なくとも一部は、フランジ１４２および摺動シール１４６を通って、装着リング９２によって画定される貫通孔９６内に延びる。図７および図８の例示的な実施形態の場合、管１３０は、貫通孔９６を通ってさらに延び、前方管取付具１０２に直接取り付く。
フランジ１４２は、複数の取付け点１４４を用いて装着リング９２の後方側に取り付けられており、シール部材（不図示）を受容するように構成された環状シール溝１５０を画定して、フランジ１４２と装着リング９２の間のシールをさらに生じさせる。摺動シール１４６は、装着リング９２の対応するように形作られた溝１４８に配置され、フランジ１４２によって所定位置に保持される。フランジ１４２は、加えて、摺動シール１４６を装着リング９２にシールするように作用する。摺動シール１４６は、装着リング９２に対して軸線方向Ａに沿って燃料管１３０を移動可能にしながら、スリーブ１４０および／または燃料管１３０とのシールを提供する。摺動シール１４６は、軸線方向Ａに沿う移動を可能にしながら、燃料管および／またはスリーブ１４０とのシールを維持するのに適した任意のシールであり得る。例えば、摺動シール１４６は、リップシールであり得る。従って、燃料管１３０は、取付けアセンブリ１０１および摺動シール１４６を用いて装着リング９２に移動可能に取り付けられる。そのような構成は、噴射器８４から装着リング９２までまたは装着リング９２を通って、または特に、取付けアセンブリ１０１および摺動シール１４６を通って、燃料管１３０が連続的に延びる（すなわち、中間接続点なしに）ことを可能にし得る。従って、そのような構成は、装着リング９２の後方で燃焼器５０の外側への燃料漏れのリスクを低減しながら、ガスタービン１０の動作中に燃料管１３０の熱膨張または収縮を吸収し得る。
図７および図８に描写するように、燃料管１３０は、中間燃料ライン９５および前方管取付具１０２を介して、前方端部１３２で副燃料フランジ９４に取り付けられる。加えて、図７および図８の例示的な実施形態の場合、装着リング９２は、燃焼器５０の前方ケーシング５６の拡張部である。
しかし、図７および図８の例示的な実施形態は、例示のためのみに提示されており、例示的な他の実施形態において、取付けアセンブリ１０１は、任意の他の適した構成を有し得ることを理解されたい。例えば、例示的な他の実施形態において、取付けアセンブリ１０１は、円筒状スリーブ１４０を含み得ず、代わりに摺動シール１４６は、燃料管１３０に摺動して直接取り付き得る。また、例示的な他の実施形態において、装着リング９２は、フランジ１４２（またはフランジ１０４）が装着リング９２内に座繰りするように、フランジ１４２（またはフランジ１０４）の受容のための窪みを画定し得る。
この明細書は、ベストモードを含めて本発明を開示するために、また、任意のデバイスもしくはシステムの製作および使用、組み込まれた任意の方法の実施を含めて本発明を実践することを任意の当業者に可能にさせるために、例を使用している。本発明の特許可能な範囲は、請求項によって規定され、当業者が思い付く他の例を含み得る。そのような他の例は、請求項の文言とは相違しない構成要素を有する場合、または、請求項の文言とは実質的に相違しない均等な構成要素を含む場合、請求項の範囲内であることが意図される。
１０ ガスタービン
１２ 入口セクション
１４ 作用流体
１６ 圧縮器
１８ 圧縮作用流体
２０ 燃料
２２ 燃料供給源、燃料源
２４ 燃焼器アセンブリ
２６ 燃焼ガス
２８ タービン
３０ シャフト
３２ 発電機
３４ 排気ガス
３６ 排気セクション
３８ 排気スタック
５０ 燃焼器
５２ 外側ケーシング
５４ 圧縮器排出ケーシング
５６ 前方ケーシング
５８ 高圧プレナム
６０ 端部カバー
６１ 前方端部
６２ 燃料ノズル、ノズル
６４ 環状キャップアセンブリ、キャップアセンブリ
６６ 燃焼ライナ
６８ 環状流れスリーブ、流れスリーブ
７０ 高温ガス路
８２ 主燃焼区域
８４ 燃料噴射器、下流噴射器、噴射器
８８ 副燃焼区域
９０ 主燃料フランジ、燃料フランジ
９２ 装着リング
９４ 副燃料フランジ
９５ 燃料接続管、中間燃料ライン
９６ 貫通孔
９８ マニホールドカバー
１００ 燃料送出システム、システム
１０１ 取付けアセンブリ
１０２ 前方管取付具
１０３ 摩擦嵌め部分
１０４ フランジ
１０６ シール溝
１０８ 取付け点
１１０ 円筒状拡張部、拡張部
１１１ 内部チャネル
１１２ 前方端部
１１３ ギャップ
１１４ 後方端部
１１６ 蛇腹アセンブリ、アセンブリ
１１８ 第１の端部
１２０ 第２の端部
１２１ 内側チャネル
１２２ 環状蛇腹、蛇腹
１２４ 内側ライナ
１２６ 外側ライナ
１２８ 後方管取付具、管取付具
１２９ 摩擦嵌め部分
１３０ 燃料管、管
１３２ 前方端部
１３４ 後方端部
１４０ 円筒状スリーブ、スリーブ
１４２ フランジ
１４４ 取付け点
１４６ 摺動シール
１４８ 溝
１５０ 環状シール溝
Ａ 軸線方向
Ｌ 軸線長
Ｒ 半径方向
１２ 入口セクション
１４ 作用流体
１６ 圧縮器
１８ 圧縮作用流体
２０ 燃料
２２ 燃料供給源、燃料源
２４ 燃焼器アセンブリ
２６ 燃焼ガス
２８ タービン
３０ シャフト
３２ 発電機
３４ 排気ガス
３６ 排気セクション
３８ 排気スタック
５０ 燃焼器
５２ 外側ケーシング
５４ 圧縮器排出ケーシング
５６ 前方ケーシング
５８ 高圧プレナム
６０ 端部カバー
６１ 前方端部
６２ 燃料ノズル、ノズル
６４ 環状キャップアセンブリ、キャップアセンブリ
６６ 燃焼ライナ
６８ 環状流れスリーブ、流れスリーブ
７０ 高温ガス路
８２ 主燃焼区域
８４ 燃料噴射器、下流噴射器、噴射器
８８ 副燃焼区域
９０ 主燃料フランジ、燃料フランジ
９２ 装着リング
９４ 副燃料フランジ
９５ 燃料接続管、中間燃料ライン
９６ 貫通孔
９８ マニホールドカバー
１００ 燃料送出システム、システム
１０１ 取付けアセンブリ
１０２ 前方管取付具
１０３ 摩擦嵌め部分
１０４ フランジ
１０６ シール溝
１０８ 取付け点
１１０ 円筒状拡張部、拡張部
１１１ 内部チャネル
１１２ 前方端部
１１３ ギャップ
１１４ 後方端部
１１６ 蛇腹アセンブリ、アセンブリ
１１８ 第１の端部
１２０ 第２の端部
１２１ 内側チャネル
１２２ 環状蛇腹、蛇腹
１２４ 内側ライナ
１２６ 外側ライナ
１２８ 後方管取付具、管取付具
１２９ 摩擦嵌め部分
１３０ 燃料管、管
１３２ 前方端部
１３４ 後方端部
１４０ 円筒状スリーブ、スリーブ
１４２ フランジ
１４４ 取付け点
１４６ 摺動シール
１４８ 溝
１５０ 環状シール溝
Ａ 軸線方向
Ｌ 軸線長
Ｒ 半径方向
Claims (20)
- ガスタービン（１０）用の燃焼器（５０）であって、前記燃焼器（５０）が、軸線方向（Ａ）を規定しており、
前記燃焼器（５０）を前記ガスタービン（１０）のケーシング（５２、５４）に装着するための装着リング（９２）と、
前記軸線方向（Ａ）において前記装着リング（９２）の後方に配置され、前記燃焼器（５０）の高温ガス路（７０）内に燃料（２０）を噴射するための噴射器（８４）と、
前記噴射器（８４）から前記装着リング（９２）に向けて延びる燃料管（１３０）と、
前記燃料管（１３０）を前記装着リング（９２）に移動可能に取り付けて、前記軸線方向（Ａ）に沿う前記燃料管（１３０）の熱膨張または収縮を吸収する取付けアセンブリ（１０１）と、
を備える、燃焼器（５０）。 - 前記装着リング（９２）が、前記装着リング（９２）を通って概ね前記軸線方向（Ａ）に延びる貫通孔（９６）を画定し、前記燃料管（１３０）が、前記噴射器（８４）から、前記装着リング（９２）によって画定された前記貫通孔（９６）まで連続して延びる、請求項１に記載の燃焼器（５０）。
- 前記燃料管（１３０）が、前記噴射器（８４）から、前記装着リング（９２）によって画定された前記貫通孔（９６）を通って連続して延びる、請求項２に記載の燃焼器（５０）。
- 前記取付けアセンブリ（１０１）が、前記燃料管（１３０）に取り付けられるとともに前記装着リング（９２）に取り付けられた蛇腹アセンブリ（１１６）を備え、前記蛇腹アセンブリ（１１６）が、前記軸線方向（Ａ）に沿う可変長を規定する、請求項１に記載の燃焼器（５０）。
- 前記蛇腹アセンブリ（１１６）が、管取付具（１２８）を用いて第２の端部（１２０）で前記燃料管（１３０）に取り付けられる、請求項４に記載の燃焼器（５０）。
- 前記取付けアセンブリ（１０１）が燃料管フランジ（１０４）をさらに備え、前記蛇腹アセンブリ（１１６）が、前記燃料管フランジ（１０４）を用いて第１の端部（１１８）で前記装着リング（９２）に取り付けられる、請求項４に記載の燃焼器（５０）。
- 前記装着リング（９２）が、前記装着リング（９２）を通って概ね前記軸線方向（Ａ）に沿って延びる貫通孔（９６）を画定し、前記燃料管フランジ（１０４）が、前記装着リング（９２）によって画定された前記貫通孔（９６）を通って延びる、請求項６に記載の燃焼器（５０）。
- 前記装着リング（９２）が、前記燃焼器（５０）の前方ケーシング（５６）に取り付けられ、または前記前方ケーシング（５６）と一体に作られる、請求項１に記載の燃焼器（５０）。
- 前記取付けアセンブリ（１０１）が、前記装着リング（９２）によって画定された貫通孔（９６）に隣接して配置された摺動シール（１４６）を備え、前記燃料管（１３０）が、前記摺動シール（１４６）を用いて前記装着リング（９２）に移動可能に取り付けられる、請求項１に記載の燃焼器（５０）。
- 前記摺動シール（１４６）がリップシールである、請求項９に記載の燃焼器（５０）。
- 前記燃料管（１３０）が、前記噴射器（８４）から前記摺動シール（１４６）を通って連続して延びる、請求項９に記載の燃焼器（５０）。
- 前記装着リング（９２）が、前記燃焼器（５０）を前記ガスタービン（１０）の圧縮器排出ケーシング（５４）に装着する、請求項１に記載の燃焼器（５０）。
- 前記燃焼器（５０）が燃焼ライナ（６６）を備え、前記噴射器（８４）が、前記燃焼ライナ（６６）を通って少なくとも部分的に延びる遅延希薄噴射器である、請求項１に記載の燃焼器（５０）。
- 圧縮器部分（１６）と、
前記圧縮器部分（１６）と連通する燃焼器アセンブリ（２４）と、
前記燃焼器アセンブリ（２４）と連通するタービン部分（２８）であり、前記燃焼器アセンブリ（２４）が燃焼器（５０）を備え、前記燃焼器（５０）が、軸線方向（Ａ）を規定しており、
前記燃焼器（５０）を前記ガスタービン（１０）のケーシング（５２、５４）に装着するための装着リング（９２）と、
前記軸線方向（Ａ）において前記装着リング（９２）の後方に配置され、前記燃焼器（５０）の高温ガス路（７０）内に燃料（２０）を噴射するための噴射器（８４）と、
前記噴射器（８４）から前記装着リング（９２）に向けて延びる燃料管（１３０）と、
前記燃料管（１３０）を前記装着リング（９２）に移動可能に取り付けて、前記軸線方向（Ａ）に沿う前記燃料管（１３０）の熱膨張または収縮を吸収する取付けアセンブリ（１０１）と、
を備える、タービン部分（２８）と、
を備えるガスタービン（１０）。 - 前記装着リング（９２）が、前記装着リング（９２）を通って概ね前記軸線方向（Ａ）に延びる貫通孔（９６）を画定し、前記燃料管（１３０）が、前記噴射器（８４）から、前記装着リング（９２）によって画定された前記貫通孔（９６）まで連続して延びる、請求項１４に記載のガスタービン（１０）。
- 前記燃料管（１３０）が、前記噴射器（８４）から、前記装着リング（９２）によって画定された前記貫通孔（９６）を通って連続して延びる、請求項１５に記載のガスタービン（１０）。
- 前記取付けアセンブリ（１０１）が、前記燃料管（１３０）および前記装着リング（９２）に取り付けられた蛇腹アセンブリ（１１６）を備え、前記蛇腹アセンブリ（１１６）が、前記軸線方向（Ａ）に沿う可変長を規定する、請求項１４に記載のガスタービン（１０）。
- 前記取付けアセンブリ（１０１）が燃料管フランジ（１０４）をさらに備え、前記蛇腹アセンブリ（１１６）が、前記燃料管フランジ（１０４）を通って前記装着リング（９２）に取り付けられる、請求項１７に記載のガスタービン（１０）。
- 前記装着リング（９２）が、前記燃焼器（５０）の前方ケーシング（５６）に取り付けられ、または前記前方ケーシング（５６）と一体に作られる、請求項１４に記載のガスタービン（１０）。
- 前記取付けアセンブリ（１０１）が、前記装着リング（９２）によって画定された貫通孔（９６）に隣接して配置された摺動シール（１４６）を備え、前記燃料管（１３０）が、前記摺動シール（１４６）を用いて前記装着リング（９２）に摺動して取り付けられ、前記燃料管（１３０）が、前記噴射器（８４）から前記摺動シール（１４６）を通って連続して延びる、請求項１４に記載のガスタービン（１０）。
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| US14/259,443 US9803555B2 (en) | 2014-04-23 | 2014-04-23 | Fuel delivery system with moveably attached fuel tube |
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