JP2016105035A - ガスタービン燃焼器用のローブランス - Google Patents

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Abstract

【課題】燃焼器内の混合品質を向上させ、かつ圧力損失を減じる。【解決手段】ガスタービン燃焼器用のローブランス２１であって、複数Ｎ（Ｎ≧４）のローブフィンガ２２ａ〜２２ｄを有していて、空気と混合された気体かつ／又は液体の燃料を噴射するための複数のノズル２７が、後縁２４に沿って分布されている。混合は、各ローブフィンガのローブ２８によって改善され、ローブは、流れ方向３２に関して逆向きの２つの方向付け（Ｒ、Ｌ）のうちの１つを有することができ、全てのローブフィンガのローブは、ローブフィンガにわたって、予め決められた方向付けのパターンに従っており、少なくとも一対の隣接するローブフィンガは同じローブ方向付けを有しており、その結果、ローブフィンガの下流でローブの形状によって発生させられる渦のうち少なくとも２つが結合するような、グループ化されたローブ配置（．．．ＬＬ．．．又は．．．ＲＲ．．．）となる。【選択図】図２

Description

本発明は、ガスタービンの技術に関する。その技術は、請求項１の上位概念に記載の形式の、ガスタービン燃焼器用のローブランス（lobe lance）に言及するものである。
高効率を達成するために、標準的なガスタービンでは、高温のタービン入口温度が所望されている。結果として、高いＮＯｘエミッションレベルが発生し、ライフサイクルコストは高くなる。この問題は、シーケンシャル燃焼（sequential combustion、２段燃焼）サイクルにより軽減することができ、シーケンシャル燃焼サイクルでは、圧縮機は、従来の約２倍の圧力比を実現する。主流は、（例えば、ＥＶ燃焼器（ＥＶは環境を意味する）とも呼ばれる米国特許公開第４９３２８６１号明細書に開示されたような一般的な形式のバーナを使用する）第１の燃焼室を通過し、この場合、燃料の一部が燃焼される。高圧タービン段で膨張した後、残っている燃料が追加され、（例えば、ＳＥＶ燃焼器（Ｓはシーケンシャルを意味する）とも呼ばれる米国特許公開第５４３１０１８号明細書又は米国特許公開第５６２６０１７号明細書又は米国特許公開第２００２／０１８７４４８号明細書に開示されたような形式のバーナを使用して）燃焼される。低いＮＯｘエミッションには、燃料と酸化剤との高い混合品質を要するので、両燃焼器とも予備混合バーナを有している。
シーケンシャル燃焼を行う、ＧＴ２６として公知の、出願人によるガスタービンの例が図１に示されている。
図１のガスタービン１０は、機械軸線２０を中心として回転する複数のブレードを備え、ケーシング１２によって取り囲まれたロータ１１を有している。空気は空気入口１３から取り込まれ、圧縮機１４によって圧縮される。圧縮された空気は、第１の（環状型）燃焼器１５内での第１の燃料の燃焼に使用され、これにより高温ガスが発生する。高温ガスは、第１の高圧（ＨＰ）タービン１６を駆動し、次いで第２の（環状型、シーケンシャル）燃焼器１７内で再加熱され、第２の低圧（ＬＰ）タービン１８を駆動し、排ガス出口１９からガスタービン１０を出て行く。
第２の燃焼器１７には、第１の燃焼器１５の膨張した排ガスが供給されるので、運転状態により、燃料空気混合物に付加的なエネルギを供給することなく、この混合物は自己着火（自然発火）することができる。混合領域における燃料空気混合物の着火を防止するために、そこでの滞留時間は、自己着火遅れ時間を超過してはならない。この基準はバーナ内での無炎区域を確保する。この基準は、バーナ出口領域にわたる燃料の適切な分布を得ることに関して課題をもたらすものである。ＳＥＶバーナは現在、天然ガス又は天然油における運転のためにだけ設計されている。従って、燃料の運動量フラックスは、渦を貫通するように、主流の運動量フラックスに対して調整される。混合区域の出口における燃料と酸化剤との後続的な混合は、低ＮＯｘエミッション（混合品質）を可能とし、フラッシュバック（滞留時間）を回避するのに十分である。フラッシュバックは、混合区域において燃料空気混合物が自然着火することにより生じる場合がある。現在のＳＥＶ燃料噴射装置（ＳＥＶ燃料ランス）で使用されている直交流噴射コンセプトは、高圧のキャリア空気の供給を必要とし、これにより、パワープラント全体の効率が減じられてしまう。
二次バーナにおける燃料・空気混合を向上させる様々な手段が、従来技術において提案されている。
欧州特許第２５２２９１２号明細書の文献は、組み合わせられた整流器と混合器、並びにこのような混合装置を備えたガスタービンの燃焼室用のバーナに関する。整流と混合の組み合わせられた機能のために、少なくとも２つの流線形ボディが、混合器の側壁を有する構造体内に配置されている。各流線形ボディの前縁領域は、前縁位置において主に存在している主流れ方向に対して平行に向けられたプロフィールを有していて、後縁には、流線形ボディの中央平面に関して逆の横方向に向けられた少なくとも２つのローブ（lobe）が設けられている。２つの隣接する流線形ボディのローブを形成する周期的な変向は位相がずれている。この開示はさらに、このような整流器と混合器を備えたガスタービンの燃焼室用のバーナ、並びに、流線形ボディの後縁に、又は後縁内部に出口オリフィスを有した少なくとも１つのノズルに関する。さらにこの開示は、このようなバーナの運転に関する。
欧州特許第２７２５３０１号明細書の文献は、混合及び噴射装置を備えたガスタービンの燃焼室用のバーナに関し、この場合、混合及び噴射装置は、ガス流チャネルを規定する制限壁と、前記ガス流チャネル内へ第１の横方向にそれぞれ延びている少なくとも２つの流線形ボディとを有している。各流線形ボディは、主流れ方向に対して実質的に平行に配置された２つの側面を有し、これらの側面は、ボディの前縁を形成するようにそれらの上流側において互いに接合されており、かつボディの後縁を形成するようにそれらの下流側において接合されている。各流線形ボディは、流線形輪郭として成形された、前記第１の横方向に対して垂直な断面を有している。前記流線形ボディのうちの少なくとも１つには、混合構造と、少なくとも１つの燃料を実質的に前記主流れ方向に対して平行に前記流れチャネル内へ導入するための、前記後縁に配置された少なくとも１つの燃料ノズルとが設けられていて、前記流線形ボディのうちの少なくとも２つは、前記第１の横方向に沿ってそれぞれ異なる長さを有していて、缶型燃焼器のために使用されるようになっている。
欧州特許第２７２５３０３号明細書の文献には、再熱バーナ配列が開示されていて、この再熱バーナ配列は、センタボディと、所定の横断面積を有する環状型ダクトと、該センタボディに沿って配置されていて、前記環状型ダクトの前記横断面積にアクティブに接続されている中間の燃料噴射平面とを有しており、前記センタボディが、燃焼室の上流側に配置されており、再熱バーナ配列の構造は、様々なパラメータによって規定されており、再熱バーナ配列の構造は、様々な相互関係によって規定されている。
図１のガスタービン１０の態様の第２の燃焼器１７は環状型設計であるが、その他の二次燃焼器は方形設計である。
国際公開第２０１１／０５４７６６号の文献には、（特に図６に）ガスタービンの燃焼器用の方形設計のバーナが開示されていて、少なくとも１種の気体及び／又は液体燃料をバーナに導入するための噴射装置を有しており、該噴射装置はバーナ内に配置された少なくとも１つのボディを有していて、該ボディは、前記バーナ内に少なくとも１種の燃料を導入するための少なくとも１つのノズルを備え、前記少なくとも１つのボディは、流線形の横断面プロフィールを有する流線形ボディとして形成されていて、該流線形ボディはその長手方向で、バーナ内における主流れ方向に対して垂直に又は傾斜して延在しており、前記少なくとも１つのノズルは、流線形ボディの後縁で、又は後縁内に出口オリフィスを有しており、前記後縁には、前記流線形ボディの中央平面に関して互いに逆の横方向に向けられた少なくとも２つのローブが設けられている。
米国特許公開第４９３２８６１号明細書 米国特許公開第５４３１０１８号明細書 米国特許公開第５６２６０１７号明細書 米国特許公開第２００２／０１８７４４８号明細書 欧州特許第２５２２９１２号明細書 欧州特許第２７２５３０１号明細書 欧州特許第２７２５３０３号明細書 国際公開第２０１１／０５４７６６号 国際公開第２０１２／１３６７８７号公報
本発明の課題は、ローブランスを備えた（好適には方形の）バーナであって、前記ローブランスは少なくとも４つの平行なフィンガを備え、これらのフィンガは、個々のフィンガのローブの最適にされた方向付けを有している、バーナを提供することである。
この課題は、請求項１記載のローブランスにより解決される。
本発明による、ガスタービン燃焼器用のローブランスは、複数Ｎ（Ｎ≧４）のローブフィンガを有していて、前記ローブフィンガはそれぞれ、流線形の横断面プロフィールを有する流線形ボディとして形成されており、前記ボディは、高温ガス流の方向に対してほぼ平行な２つの側面を有しており、前記側面は、その上流側では前縁によって接合されていて、その下流側では後縁を形成するように接合されており、空気と混合された気体かつ／又は液体の燃料を噴射するための複数のノズルが、前記後縁に沿って分布されており、前記ノズルの間に延在するローブが、前記燃焼器内の混合品質を向上させ、かつ圧力損失を減じるために前記後縁に設けられている。
本発明は、各ローブフィンガの前記ローブが、前記流れ方向に関して逆向きの２つの方向付けのうちの１つを有することができ、全てのローブフィンガの前記ローブは、前記ローブフィンガにわたって、予め決められた方向付けのパターンに従っており、少なくとも一対の隣接するローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）は同じローブ方向付けを有しており、その結果、前記ローブフィンガの下流で前記ローブの形状によって発生させられる渦のうち少なくとも２つが結合するような、グループ化されたローブ配置（．．．ＬＬ．．．又は．．．ＲＲ．．．）となることを特徴とする。
本発明の態様によれば、ＮRが、第１のローブ方向付けを有するローブフィンガの数であり、ＮLが、前記第１のローブの方向付けとは逆の第２のローブ方向付けを有するローブフィンガの数である場合に、Ｎ＝ＮR＋ＮLである。好適には、ＮRとＮLとが両方とも少なくとも１である。好適には、ＮRとＮLとが等しい、又はほぼ等しい。
特に、少なくとも一対の隣接するローブフィンガは同じローブ方向付けを有しており、その結果、前記ローブフィンガの下流で前記ローブの形状によって発生させられる渦のうちのいくつかが結合して単一の渦となることを可能にする、グループ化されたローブ配置となり、これにより混合は向上される。結合した単一の渦は、主流れ方向に対して垂直な平面において、ローブフィンガを出た個々の渦よりも大きな横断面を有することができ、これによりバーナにわたって混合は向上される。
特に、前記予め決められた方向付けのパターンは、以下のパターンのうちの１つであって：
１．ＲＲ．．．ＲＲＬＬ．．．ＬＬ、
２．ＬＬ．．．ＬＬＲＲ．．．ＲＲ、
３．ＲＲ．．．ＲＲＬＬ．．．ＬＬＲＲ（．．．ＲＲＬＬ．．．ＬＬ）、
４．ＬＬ．．．ＬＬＲＲ．．．ＲＲ（ＬＬ．．．ＬＬＲＲ．．．ＲＲ）、
５．ＲＲＬＬ．．．ＬＬＲＲ（．．．ＲＲＬＬ）、
６．ＬＬＲＲ．．．ＲＲＬＬ（．．．ＲＲＬＬ）、
この場合、Ｎが偶数の場合Ｎ／２＝ＮR＝ＮLであって、又はＮが奇数の場合Ｎ／２＝ＮR＋０．５＝ＮL−０．５又はＮ／２＝ＮR−０．５＝ＮL＋０．５である。
特に、Ｎ＝８であり、前記予め決められた方向付けのパターンは、以下のパターンのうちの１つである：
１．ＲＲＲＲＬＬＬＬ、
２．ＬＬＬＬＲＲＲＲ、
３．ＲＲＬＬＲＲＬＬ、
４．ＬＬＲＲＬＬＲＲ、
５．ＲＲＬＬＬＬＲＲ、
６．ＬＬＲＲＲＲＬＬ。
本発明の別の態様によれば、Ｎ＝４である。
特に、前記予め決められた方向付けのパターンが、ＲＲＬＬ又はＬＬＲＲである。
特に、前記予め決められた方向付けのパターンは、ＲＬＬＲ又はＬＲＲＬである。
特に、前記予め決められた方向付けのパターンは、以下のパターンのうちの１つである：
・ＲＲＲＬ、ＲＬＬＬ、
・ＬＬＬＲ、ＬＲＲＲ、
・ＲＲＲＲ、ＬＬＬＬ。
本発明のさらなる態様によれば、前記ローブフィンガは、左側壁と右側壁との間に配置されていて、前記側壁に隣接する２つの前記ローブフィンガは、以下の形式のうちの１つに従って予め決められたローブ方向付けを有している、
・（左壁）Ｒ．．．Ｌ（右壁）、
・（左壁）Ｌ．．．Ｒ（右壁）。
特に、前記ローブフィンガのそれぞれは偶数のノズルを有しており、前記側壁に隣接する２つの前記ローブフィンガは、（左壁）Ｒ．．．Ｌ（右壁）の形式に従って予め決められたローブ方向付けを有している。
特に、各ローブフィンガは、前記前縁から前記後縁まで前記ローブフィンガを二分するローブフィンガ弦を有していて、前記ローブフィンガのうちの２つのローブフィンガの前記ローブフィンガ弦は、前記後縁において前記前縁よりも互いに接近している。
別の態様は、上述したローブランスを有するガスタービンを有している。
例えば、ＧＴ２６のような、シーケンシャル燃焼を行うガスタービンの第２のバーナは、上述したようなローブランスを有することができる。このローブランスを、第１の燃焼器と第２の燃焼器との間に高圧タービンを有していない、シーケンシャル燃焼を行うガスタービンの第２のバーナに設けることもできる。このようなガスタービン構造は、例えば国際公開第２０１２／１３６７８７号公報に示されている。
図示した様々な実施態様につき、以下に本発明をさらに詳しく説明する。
ＧＴ２６型のシーケンシャル燃焼を行うガスタービンの一例を示す斜視図である。 本発明の実施態様による方形に設計された二次燃焼器用のローブランスを示す図である。 図２のローブランスのローブの方向付けの４つの異なる可能性を、高温ガス流方向に対向して示した図である。
本発明によるグループ化された隣接ローブフィンガ又は互い違いの隣接ローブフィンガにより、局所的に結合された渦（グループ化配置）又は結合されない渦（互い違い配置）が生じる。従って、これにより、燃料、冷却空気及び高温ガスの混合規模のレベルが決定される。この配置は、バーナのサイズ及びローブフィンガの可能な数に基づき規定される。現在の方形のシーケンシャルバーナでは、４つのフィンガの配置が適正である。しかしながら、この配置は４つのフィンガ配置に限定されるものではない。
再熱バーナ内では、３つのローブフィンガの配置は、４つ以上のフィンガを有する配置とは異なる形態となる。このような配置のために、グループ化されたローブにより渦を互いに結合させることができ（２つ以上の渦が単一の渦となるように結合することができる）、これにより、混合を向上させ、従ってＮＯｘ、ＣＯ及び全体の温度分布係数（ＯＴＤＦ）にとって有益である大規模な構造が形成される。
図２には、本発明の一例によるローブランスが示されている。図２のローブランス２１は、好適には方形のバーナと共に使用され、４つの分離されたフィンガ２２ａ〜２２ｄを有しており、これらのフィンガは、上側プレート２５と下側プレート２６との間で平行に延在している。各フィンガ２２は、（翼のように）流線形の横断面プロフィールを有する流線形ボディとして形成されている。このボディは、上側プレート２５と下側プレート２６との間でランスを通過する流れ方向３２を有した軸方向の高温ガス流に対してほぼ平行な２つの側面を有している。側面は、その上流側では前縁２３によって接合されていて、その下流側では後縁２４を形成するように接合されている。
空気と混合された気体かつ／又は液体の燃料を噴射するための複数のノズル２７が、後縁２４に沿って分布されている。前記フィンガ２２はそれぞれ、空気供給用の空気プレナム３０と、気体燃料供給用のガスプレナム３１と、液体燃料供給部２９とを有している。前記二次燃焼器内における混合品質を改善し、圧力損失を減じる手段が、後縁２４におけるノズル２７の間に延在するローブ２８の形で、前記のボディの後縁領域に設けられている。
各フィンガ２２のローブ２８は、燃料空気混合物の下流において渦を発生させ、これにより異なるフィンガ２２の渦流は相互作用する。混合作用を向上させることができるこのような相互作用は、各フィンガにおけるローブ２８の方向付けに依存したものである。
図２に示されたローブランス２１から判るように、異なるフィンガ２２ａ〜２２ｄのローブ２８は２つの異なる方向付けを有することができる。この場合、左側の２つのフィンガ２２ａと２２ｂのローブ２８は同じ方向付けを有しており、この方向付けは、右側の２つのフィンガ２２ｃと２２ｄのローブ２８の方向付けとは逆である。フィンガ２２ａと２２ｂのローブの方向付けはＲ（右）と言われ、フィンガ２２ｃと２２ｄのローブの方向付けはＬ（左）と言われる。
ローブフィンガの数Ｎが４以上であると仮定する（図２に示した態様ではＮ＝４である）。ＮRは、Ｒのローブ方向付けを有したローブフィンガの数であり（ＮR＜Ｎ）、即ち、下流方向で見たとき、右方向を指す後縁ローブを有するフィンガの数である。ＮLは、Ｌのローブ方向付けを有したローブフィンガの数であり（ＮL＝Ｎ−ＮR）、即ち、下流方向で見たとき、左方向を指す後縁ローブを有するフィンガの数である。
従って、方向又は方向付けの２つの逆のタイプ（ＲとＬ）が存在する。２つの隣接するフィンガのローブが同じ後縁方向又は方向付けを有している場合は、「グループ化されたローブ配置」（...ＬＬ...又は...ＲＲ...）と言われ、２つの隣接するフィンガのローブが逆の後縁方向又は方向付けを有している場合は、「互い違いのローブ配置」（...ＬＲ...又は...ＲＬ...）と言われる。
隣接するローブがそれぞれ同じ方向、逆の方向を有している、これらのグループ化されたローブ配置及び互い違いのローブ配置が本発明の対象である。
これは、全てのローブが同種の方向付け（ＮL＝Ｎ又はＮR＝Ｎ）を有している場合、又は方向付けが任意に混合している場合（ＮL＋ＮR＝Ｎであって、ＮL＞０かつＮR＞０）を含む。
Ｎ≧４のローブフィンガ２２を有するローブランスの場合、次のような状態である：
ローブの形状及び２つのローブフィンガ間の距離が適切に設計又は調整されている場合、グループ化されたローブ配置によって、ローブ形状によって発生する流れ方向の複数の渦は同じ方向であって、これらの渦は、結合してより大きな渦となることが観察される。
互い違いのローブ配置によっては、後縁における流れ方向の複数の渦は異なる方向であって、従ってこれらの渦は結合しない。
従って、結合された流れ方向の渦により、横方向で大規模な混合を得ることができるが、互い違いの配置の結合されない渦によっては小規模な混合しか得られない。
さらに、流れが非対称とならないために、以下のようにするのが好適である、
ＮR≒ＮL（好適にはＮR＝ＮL）。
一般的に、好ましい組み合わせは以下のようなものである：
１．ＲＲ．．．ＲＲＬＬ．．．ＬＬ、
２．ＬＬ．．．ＬＬＲＲ．．．ＲＲ、
３．ＲＲ．．．ＲＲＬＬ．．．ＬＬＲＲ（．．．ＲＲＬＬ．．．ＬＬ）、
４．ＬＬ．．．ＬＬＲＲ．．．ＲＲ（ＬＬ．．．ＬＬＲＲ．．．ＲＲ）、
５．ＲＲＬＬ．．．ＬＬＲＲ（．．．ＲＲＬＬ）、
６．ＬＬＲＲ．．．ＲＲＬＬ（．．．ＲＲＬＬ）。
この場合、Ｎが偶数の場合Ｎ／２＝ＮR＝ＮLであり、又はＮが奇数の場合Ｎ／２＝ＮR＋０．５＝ＮL−０．５又はＮ／２＝ＮR−０．５＝ＮL＋０．５である。
Ｎ＝８である上述した配置の例として、以下のような配置を使用することができる：
１．ＲＲＲＲＬＬＬＬ、
２．ＬＬＬＬＲＲＲＲ、
３．ＲＲＬＬＲＲＬＬ、
４．ＬＬＲＲＬＬＲＲ、
５．ＲＲＬＬＬＬＲＲ、
６．ＬＬＲＲＲＲＬＬ。
側壁を有するバーナでは特に、全てのローブが同じタイプである配置又は完全に非対称である配置は好ましいものではない：
・ＲＲ．．．ＲＲ(全てが同じタイプ)、
・ＬＬ．．．ＬＬ(全てが同じタイプ)、
・ＲＬＲＲＬＬＬＲＬ(非対称の場合の例)。
Ｎ＝４であるローブフィンガ２２を有するローブランスの特別な場合、次のような状態である：
Ｎ＝４の場合、ローブの方向付けの好適な例は：
・ＲＲＬＬ（図２及び図３（ａ）参照）、
・ＬＬＲＲ（図３（ｂ）参照）。
これらの例は、複数の渦が結合して大きな構造となり、流れの対称性が得られることを保証している。これを考えると、ＲＲＬＬの例は、現在、ガスタービンでの適用に好ましい。
限定的ではあるが有効な渦の組み合わせは以下の例であり、流れの対称性はなお有効である程度に保たれている。これらの組み合わせは以下の通りである：
・ＲＬＬＲ、
・ＬＲＲＬ。
同じタイプの３つのローブフィンガ（又は４つのフィンガ）が並んでいて、１つの（又は０の）互い違いのローブフィンガを有する例は好ましくない。即ち以下のものである：
・ＲＲＲＬ、ＲＬＬＬ、
・ＬＬＬＲ、ＬＲＲＲ、
・ＲＲＲＲ、ＬＬＬＬ。
これらの例は、流れに非対称性を発生させ、従って好ましくない。
以下のものは、渦の結合を有さない混合区域を発生させる：
・ＲＬＲＬ（図３（ｄ）参照）、
・ＬＲＬＲ(図３（ｃ）参照）。
２つの中間ローブフィンガのうちの一方だけが、その他３つのフィンガと異なる例は、対称性が得られず、かつ渦が、流れの半分にわたって適切に結合され得ないので、好ましくない。即ち以下のものである：
・ＲＲＬＲ、
・ＲＬＲＲ、
・ＬＬＲＬ、
・ＬＲＬＬ。
ローブフィンガ２２ａ〜２２ｄが側壁の間に配置されている場合、２つのタイプの側方フィンガ方向付けがある。左側壁及び右側壁に面したローブ後縁の第１の列を使用して、以下の通り例を示す：
・（左壁）Ｒ．．．Ｌ（右壁）、
・（左壁）Ｌ．．．Ｒ（右壁）。
１つのローブフィンガにおける噴射ノズルの数が偶数の場合、混合特性という意味では、第１の例であるＲ．．．Ｌが好ましい。
好適には、２つ以上のローブフィンガが、その後縁が、その前縁よりも互いに接近しているように配置されている（例えば図２）。好適には、同じ方向付け（ＬＬ、ＲＲ）を有する２つ以上のローブフィンガが、その後縁が、その前縁よりも互いに接近しているように配置されている。各ローブフィンガは、その前縁から後縁まで延在する弦を有している。この弦は、通常、高温ガス流に対してほぼ平行であって、通常、ローブフィンガの横断面を二分する。特に４つのローブフィンガが設けられている場合、ローブランスが有する全てのローブフィンガはこの構成にある。後縁が前縁よりも互いに接近している場合、渦は既に、ローブフィンガ後縁で互いに向かって動いており、即ちこれは、渦を結合させるのが容易になることを意味している。
図２に示した例は、シーケンシャル燃焼タービンにおける二次燃焼器におけるものである。単一燃焼器タービンのようないくつかの例では、本発明を第１段の燃焼器に組み込むことができる。３つ以上の燃焼器が設けられている場合には、本発明を第３段以降に組み込むことができる。
１０ ガスタービン（ＧＴ、例えばＧＴ２６）
１１ ロータ
１２ ケーシング
１３ 空気入口
１４ 圧縮機
１５ 燃焼器（環状型、例えばＥＶ）
１６ 高圧（ＨＰ）タービン
１７ 燃焼器（環状型、例えば、二次、例えばＳＥＶ）
１８ 低圧（ＬＰ）タービン
１９ 排ガス出口
２０ 機械軸線
２１ ローブランス
２２ フィンガ
２２ａ〜２２ｄ フィンガ
２３ 前縁
２４ 後縁
２５ 上側プレート
２６ 下側プレート
２７ ノズル
２８ ローブ
２９ 液体燃料供給部
３０ 空気プレナム
３１ ガスプレナム
３２ （高温ガス流の）方向

Claims (14)

  1. ガスタービン燃焼器用のローブランス（２１）であって、複数Ｎ（Ｎ≧４）のローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）を有していて、前記ローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）はそれぞれ、流線形の横断面プロフィールを有する流線形ボディとして形成されており、前記ボディは、高温ガス流の方向（３２）に対してほぼ平行な２つの側面を有しており、前記側面は、その上流側では前縁（２３）によって接合されていて、その下流側では後縁（２４）を形成するように接合されており、空気と混合された気体かつ／又は液体の燃料を噴射するための複数のノズル（２７）が、前記後縁（２４）に沿って分布されており、前記ノズル（２７）の間に延在するローブ（２８）が、前記燃焼器内の混合品質を向上させ、かつ圧力損失を減じるために前記後縁（２４）に設けられている、ガスタービン燃焼器用のローブランスにおいて、
    各ローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）の前記ローブ（２８）は、前記流れ方向（３２）に関して逆向きの２つの方向付け（Ｒ、Ｌ）のうちの１つを有することができ、全てのローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）の前記ローブ（２８）は、前記ローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）にわたって、予め決められた方向付けのパターンに従っており、少なくとも一対の隣接するローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）は同じローブ方向付けを有しており、その結果、前記ローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）の下流で前記ローブの形状によって発生させられる渦のうち少なくとも２つが結合するような、グループ化されたローブ配置（．．．ＬＬ．．．又は．．．ＲＲ．．．）となることを特徴とする、ガスタービン燃焼器用のローブランス。
  2. ＮRが、第１のローブ方向付け（Ｒ）を有するローブフィンガの数であり、ＮLが、前記第１のローブの方向付けとは逆の第２のローブ方向付け（Ｌ）を有するローブフィンガの数である場合に、Ｎ＝ＮR＋ＮLであることを特徴とする、請求項１記載のローブランス。
  3. ＮRとＮLとが両方とも少なくとも１であることを特徴とする、請求項２記載のローブランス。
  4. ＮRとＮLとがほぼ等しい、又は等しいことを特徴とする、請求項３記載のローブランス。
  5. 前記予め決められた方向付けのパターンは、以下のパターンのうちの１つであって：
    ・ＲＲ．．．ＲＲＬＬ．．．ＬＬ、
    ・ＬＬ．．．ＬＬＲＲ．．．ＲＲ、
    ・ＲＲ．．．ＲＲＬＬ．．．ＬＬＲＲ（．．．ＲＲＬＬ．．．ＬＬ）、
    ・ＬＬ．．．ＬＬＲＲ．．．ＲＲ（ＬＬ．．．ＬＬＲＲ．．．ＲＲ）、
    ・ＲＲＬＬ．．．ＬＬＲＲ（．．．ＲＲＬＬ）、
    ・ＬＬＲＲ．．．ＲＲＬＬ（．．．ＲＲＬＬ）、
    この場合、Ｎが偶数の場合Ｎ／２＝ＮR＝ＮLであって、又はＮが奇数の場合Ｎ／２＝ＮR＋０．５＝ＮL−０．５又はＮ／２＝ＮR−０．５＝ＮL＋０．５であることを特徴とする、請求項１記載のローブランス。
  6. Ｎ＝８であり、前記予め決められた方向付けのパターンは、以下のパターンのうちの１つである：
    ・ＲＲＲＲＬＬＬＬ、
    ・ＬＬＬＬＲＲＲＲ、
    ・ＲＲＬＬＲＲＬＬ、
    ・ＬＬＲＲＬＬＲＲ、
    ・ＲＲＬＬＬＬＲＲ、
    ・ＬＬＲＲＲＲＬＬ、
    ことを特徴とする、請求項５記載のローブランス。
  7. Ｎ＝４であることを特徴とする、請求項１記載のローブランス。
  8. 前記予め決められた方向付けのパターンは、ＲＲＬＬ又はＬＬＲＲであることを特徴とする、請求項７記載のローブランス。
  9. 前記予め決められた方向付けのパターンは、ＲＬＬＲ又はＬＲＲＬであることを特徴とする、請求項７記載のローブランス。
  10. 前記予め決められた方向付けのパターンは、以下のパターンのうちの１つである：
    ・ＲＲＲＬ、ＲＬＬＬ、
    ・ＬＬＬＲ、ＬＲＲＲ、
    ・ＲＲＲＲ、ＬＬＬＬ、
    ことを特徴とする、請求項７記載のローブランス。
  11. 前記ローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）は左側壁と右側壁との間に配置されていて、前記側壁に隣接する２つの前記ローブフィンガは、以下の形式のうちの１つに従って予め決められたローブ方向付けを有している、
    ・（左壁）Ｒ．．．Ｌ（右壁）、
    ・（左壁）Ｌ．．．Ｒ（右壁）、
    ことを特徴とする、請求項１記載のローブランス。
  12. 前記ローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）のそれぞれは偶数のノズル（２７）を有しており、前記側壁に隣接する２つの前記ローブフィンガは、（左壁）Ｒ．．．Ｌ（右壁）の形式に従って予め決められたローブ方向付けを有していることを特徴とする、請求項１１記載のローブランス。
  13. 各ローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）は、前記前縁から前記後縁まで前記ローブフィンガを二分するローブフィンガ弦を有していて、前記ローブフィンガ（２２ａ〜２２ｄ）のうちの２つのローブフィンガの前記ローブフィンガ弦は、前記後縁（２３）において前記前縁（２４）よりも互いに接近していることを特徴とする、請求項１記載のローブランス。
  14. 請求項１から１３までのいずれか１項記載のローブランス（２１）を備えたガスタービン。
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