JP2016166729A - 燃焼器の燃料噴射装置用のエアシールド - Google Patents

Abstract

【課題】燃料噴射装置への空気流を制御するエアシールドを提供すること。【解決手段】燃焼器（２０）の噴射装置（３２）用のエアシールド（１００）は、第１の端部（１０１）から第２の端部（１０３）まで軸方向に延びる第１のセクション（１０２）を含む。第１のセクションは、少なくとも１つの側壁（１０５）と上壁（１０７）とを含む。少なくとも１つの側壁及び上壁は、チャンネル空気流を噴射装置に分配するように構成されたチャンネル（１１２）を少なくとも部分的に定める。エアシールドはまた、少なくとも１つの側壁を通って定められた少なくとも１つの第１の入口（１２０）と、上壁を通って定められた少なくとも１つの第２の入口（１２２）と、を含む。少なくとも１つの第１の入口及び少なくとも１つの第２の入口が、周囲の空気流の一部を受け取って、チャンネル空気流を少なくとも部分的に形成するよう構成されている。【選択図】 図１

Description

本開示の分野は、全体的に、回転機械の燃焼器のための燃料噴射装置に関し、より詳細には、燃料噴射装置への空気流を制御するエアシールドに関する。

ガスタービンのような回転機械と共に使用される少なくとも一部の公知の燃焼器は、一次燃料ノズルから下流側に配置され、「遅延希薄噴射装置」と呼ばれることが多い少なくとも１つの二次燃料噴射装置を含む。少なくとも一部の公知の遅延希薄噴射装置は、圧縮機吐出ケーシングからのような供給空気と供給燃料とを混合する。しかしながら、供給空気が低速度又は再循環ゾーンを有する場合には、結果として遅延希薄噴射装置にて意図しない保炎が生じる可能性がある。

米国特許第８，６０１，８２０号明細書

１つの態様において、燃焼器の噴射装置用のエアシールドが提供される。エアシールドは、第１の端部から第２の端部まで軸方向に延びる第１のセクションを含む。第１のセクションは、少なくとも１つの側壁と上壁とを含む。少なくとも１つの側壁及び上壁は、チャンネル空気流を噴射装置に分配するように構成されたチャンネルを少なくとも部分的に定める。エアシールドはまた、少なくとも１つの側壁を通って定められた少なくとも１つの第１の入口と、上壁を通って定められた少なくとも１つの第２の入口と、を含む。少なくとも１つの第１の入口及び少なくとも１つの第２の入口が、周囲の空気流の一部を受け取って、チャンネル空気流を少なくとも部分的に形成するよう構成されている。

別の態様において、ガスタービン用の燃焼器が提供される。燃焼器は、一次燃焼ゾーンを定めるライナと、ライナを実質的に囲むスリーブと、一次燃焼ゾーンから下流側にあり流れ連通した二次燃焼ゾーンと、二次燃焼ゾーンから上流側でスリーブに結合された噴射装置とを含む。噴射装置は、一次燃焼ゾーンと流れ連通した少なくとも１つの移送管を含む。燃焼器はまた、スリー部に結合されたエアシールドを含む。エアシールドは、第１の端部から第２の端部まで軸方向に延びる第１のセクションを含む。第１のセクションは、少なくとも１つの側壁と上壁とを含む。少なくとも１つの側壁及び上壁は、チャンネル空気流を噴射装置に分配するように構成されたチャンネルを少なくとも部分的に定める。エアシールドはまた、少なくとも１つの側壁を通って定められた少なくとも１つの第１の入口と、上壁を通って定められた少なくとも１つの第２の入口と、を含む。少なくとも１つの第１の入口及び少なくとも１つの第２の入口が、周囲の空気流の一部を受け取って、チャンネル空気流を少なくとも部分的に形成するよう構成されている。

例示的なガスタービンの概略図。 図１の例示的なガスタービンと共に用いることができる例示的な燃焼器の概略断面図。 図２の例示的な燃焼器に結合されたエアシールドの第１の例示的な実施形態の斜視図。 図３の第１の例示的なエアシールドによって覆われる噴射装置の例示的な実施形態の概略断面図。 図３及び４に示される第１の例示的なエアシールドの別の斜視図。 図２に示す燃焼器に結合され、図４に示す例示的な噴射装置を覆うエアシールドの第２の例示的な実施形態の斜視図。 図２に示す燃焼器に結合され、図４に示す例示的な噴射装置を覆うエアシールドの第３の例示的な実施形態の斜視図。 図１に示す例示的なガスタービンのようなガスタービン用の燃焼器を組み立てる例示的な方法のフロー図。

本明細書で記載される例示的なシステム及び方法は、回転機械の燃焼器用の公知の遅延希薄噴射装置に関連する欠点の少なくとも一部を解消する。本明細書で記載される実施形態は、遅延希薄噴射装置を覆うよう構成されたエアシールドを含む。エアシールドは、遅延希薄噴射装置に空気流を提供するチャンネルを定める。空気流は、エアシールドの側壁内に定められた少なくとも１つの第１の入口を通り、エアシールドの上壁内に定められた少なくとも１つの第２の入口を通ってチャンネルに流入する。第１及び第２の入口が協働して、低速及び／又は再循環ゾーンを低減し、遅延希薄噴射装置を通る流れの均一性を改善する。その上、エアシールドは、遅延希薄噴射装置への燃料供給ラインの少なくとも一部を密閉することができる。

別途指定のない限り、用語「第１の」、「第２の」などは、単に標識として本明細書で使用されているに過ぎず、これらの用語が言及する要素に対して順序、位置、又は階層上の要件を加えることを意図するものではない。更に、例えば、「第２の」要素への言及は、例えば、「第１の」又はより小さい数字の要素及び／又は例えば「第３の」又はより大きな数字の要素の存在を必ずしも必要とせず、又は妨げるものではない。

図１は、本開示のエアシールドの実施形態を用いることができる例示的なガスタービン１０の概略図である。例示的な１つの実施形態において、ガスタービン１０は、吸気セクション１２と、吸気セクション１２から下流側に結合された圧縮機セクション１４と、圧縮機セクション１４から下流側に結合された燃焼器セクション１６と、燃焼器セクション１６から下流側に結合されたタービンセクション１８とを含む。

タービンセクション１８は、ロータシャフト１７を介して圧縮機セクション１４に結合される。本明細書で使用される場合、用語「結合する」は、構成要素間の直接的な機械、電気、及び／又は通信接続に限定されず、複数の構成要素間の間接的な機械、電気、及び／又は通信接続をも含むことができる点に留意されたい。ガスタービン１０の作動中、吸気セクション１２は、圧縮機セクション１４に向けて空気を送る。圧縮機セクション１４は、空気を圧縮して高圧高温にし、圧縮した空気を燃焼器セクション１６に向けて吐出する。燃焼器セクション１６において、圧縮空気が燃料と混合及び点火されて、燃焼ガスを発生し、この燃焼ガスは、タービンセクション１８に向けて送られる。より具体的には、燃焼器セクション１６は、少なくとも１つの燃焼器２０を含み、この燃焼器２０において、燃料（例えば、天然ガス及び／又は燃料オイル）が空気流に噴射され、燃料空気混合気が点火されて高温の燃焼ガスが発生し、この燃焼ガスがタービンセクション１８に向けて送られる。

燃焼ガスがタービンセクション１８内のロータシャフト１７に結合された少なくとも１つのロータブレード１９に回転エネルギーを与えると、タービンセクション１８は、燃焼ガスストリームからの熱エネルギーを機械的回転エネルギーに変換する。ロータシャフト１７は、限定ではないが、発電機及び／又は機械駆動装置用途などの負荷（図示せず）に結合することができる。排出燃焼ガスは、タービンセクション１８から流出する。

図２は、ガスタービン１０と共に用いることができる燃焼器２０の例示的な実施形態の概略断面図である。本開示の実施形態は、燃焼器２０に関して説明されるが、代替の実施形態では、燃焼器２０は、本開示の実施形態が本明細書で記載されるように機能することを可能にする何らかの好適な燃焼器とすることができる。例示の実施形態において、燃焼器２０は、ヘッド端部２２を含む。ライナ２４は、ヘッド端部２２から反対側の後方端部４６まで燃焼器２０の長手方向軸線４０に対して軸方向に延びる。ライナ２４は、スリーブ２６によって実質的に囲まれる。加えて、ヘッド端部２２に近接したスリーブ２６の前方部分４５は、スリーブハウジング３０により囲まれる。ライナ２４はまた、長手方向軸線４０の周りに円周方向に延びて、一次燃焼ゾーン２３をほぼ定める。二次燃焼ゾーン３３は、一次燃焼ゾーン２３から下流側に延びて流れ連通している。

ヘッド端部２２は、一次燃焼ゾーン２３内での燃焼において何らかの好適な方式で燃料と空気を混合するよう構成された複数の一次燃料ノズル２１を含む。一次燃焼ゾーン２３における燃料及び空気の混合気の燃焼により燃焼ガスが生成され、該燃焼ガスは、二次燃焼ゾーン３３に流入し、タービンセクション１８（図１に示す）に向けて送られる。

燃焼器２０はまた、少なくとも１つの二次又は遅延希薄噴射装置３２を含む。例示の実施形態において、各少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２は、二次燃焼ゾーン３３から上流側でスリーブ２６に結合される。特定の実施形態において、少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２は、ライナ２４の周りに円周方向に離間して配置された複数の遅延希薄噴射装置３２である。各少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２は、対応する燃料供給ライン２９から燃料を受け取る。１つの実施形態において、各燃料供給ライン２９は、スリーブハウジング３０の半径方向外面及びスリーブ２６の半径方向外面に沿って対応する遅延希薄噴射装置３２までほぼ軸方向に延びる。代替の実施形態において、燃料供給ライン２９は、スリーブハウジング３０及びスリーブ２６のうちの少なくとも一方内に少なくとも部分的に定めることができる。加えて又は代替として、燃料供給ライン２９は、スリーブハウジング３０及びスリーブ２６のうちの少なくとも一方から半径方向外向きに少なくとも部分的にオフセットすることができる。

各少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２は、燃料供給ライン２９から送給された燃料と、燃焼器２０を囲む空気流４４から吸い込まれた空気とを混合するよう構成される。特定の実施形態において、周囲の空気流４４は、圧縮機セクション１４（図１に示す）から供給される圧縮空気流である。その上、各少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２は、一次燃焼ゾーン２３と流れ連通した少なくとも１つの移送管３４を含む。少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２は、混合した燃料及び空気を少なくとも１つの移送管３４を通じて一次燃焼ゾーン２３に噴射するよう構成される。少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２によって噴射される燃料は、二次燃焼ゾーン３３において燃焼する。

各少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２は、燃焼器２０が本明細書で記載されるように機能することを可能にするあらゆる好適な設計のものとすることができる。例えば、限定ではないが、少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２は、ベルマウス形噴射装置、チューブインチューブ式噴射装置、スワール噴射装置、触媒リッチ噴射装置、及びシャワーヘッド型複数管噴射装置のうちの少なくとも１つとすることができる。

図３は、燃焼器２０に結合されたエアシールド１００の第１の例示的な実施形態の斜視図である。燃焼器２０の例示した特定の実施形態は、単に例証の目的で使用されており、エアシールド１００は、あらゆる好適な代替の燃焼器と共に用いることができる点を理解されたい。例示の実施形態において、少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２は、複数の４つの円周方向に離間した遅延希薄噴射装置３２であり、対応する複数の４つの円周方向に離間したエアシールド１００は、各エアシールド１００が対応する遅延希薄噴射装置３２を覆うように燃焼器２０に結合される。代替の実施形態では、少なくとも１つの遅延希薄噴射装置３２は、あらゆる好適な数の円周方向に離間した遅延希薄噴射装置３２であり、対応する複数の円周方向に離間したエアシールド１００は、各エアシールド１００が対応する遅延希薄噴射装置３２を覆うように燃焼器２０に結合される。例示の実施形態において、各エアシールド１００は複数の透過性プラスチック材料から形成される。代替の実施形態では、エアシールド１００は、あらゆる好適な材料から形成することができる。

各エアシールド１００は、対応する遅延希薄噴射装置３２に近接して配置されるよう構成された第１の端部１０１から、スリーブハウジング３０に近接して配置されるよう構成された第２の端部１０３まで軸方向に延びる第１のセクション１０２を含む。特定の実施形態において、各エアシールド１００は、対応する遅延希薄噴射装置３２の直径の約１倍〜約３倍である最大距離を燃焼器２０に沿って円周方向に延びる。特定の実施形態において、各エアシールド１００は、対応する遅延希薄噴射装置３２の直径の約２倍である最大距離を燃焼器２０に沿って円周方向に延びる。代替の実施形態において、各エアシールド１００は、対応する遅延希薄噴射装置３２の直径の約３倍よりも大きい最大距離を燃焼器２０に沿って円周方向に延びる。

エアシールド１００は、燃焼器２０にエアシールド１００が結合されたときにチャンネル１１２を定める。チャンネル１１２は、周囲の空気流４４の一部であるチャンネル空気流１４４を受け取り、該チャンネル空気流１４４を遅延希薄噴射装置３２に分散するよう構成される。

例示の実施形態において、第１のセクション１０２は、スリーブ２６に結合され、エアシールド１００はまた、スリーブハウジング３０に結合された第２のセクション１０４を含む。第２のセクション１０４は、第１のセクション１０２と流れ連通している。代替の実施形態において、第２のセクション１０４は省略してもよい。また、例示の実施形態において、第１のセクション１０２は、第２の端部１０３に近接したネック部１０６と、ネック部１０６から延びるショルダー領域１０８のペアとを含む。第１のセクション１０２はまた、第１の端部１０１に近接した環状ドーム領域１１０を含み、該環状ドーム領域１１０は、遅延希薄噴射装置３２から半径方向外向きに配置されるように構成される。第１のセクション１０２のネック部１０６、ショルダー領域１０８のペア、環状ドーム領域１１０、及び他の部分は、チャンネル１１２が遅延希薄噴射装置３２に所定のチャンネル空気流１４４を分配できるようにする何らかの好適な形態の形状にされる。

図４は、図３に示すようなエアシールド１００により覆われた遅延希薄噴射装置３２の第１の特定の実施形態の概略断面図である。例示の実施形態において、遅延希薄噴射装置３２は、中心スピンドル入口１４６に加えて、ベルマルス形空気入口１１４を含む。チャンネル空気流１４４は、第２の端部１０３からチャンネル１１２内のベルマルス形空気入口１１４に接近する。エアシールド１００は、何らかの好適な遅延希薄噴射装置３２と共に用いることができ、図４に示す遅延希薄噴射装置３２の特定の実施形態と共に使用することに限定されない点は理解されたい。例えば、入口１１４のリム１１８の外周は、例示の実施形態ではほぼ円形であるが、他の好適な形状であってもよい点は理解されたい。別の実施例において、遅延希薄噴射装置３２は例示の実施形態においてはスピンドル入口１４６を含むが、遅延希薄噴射装置３２の特定の他の実施形態は、スピンドル入口１４６を含まない。

図５は、エアシールド１００の別の斜視図である。図３及び５を参照すると、エアシールド１００は、燃焼器２０のスリーブ２６から長手方向軸線４０に対してほぼ半径方向外向きに延びる少なくとも１つの側壁１０５を含む。例示の実施形態において、少なくとも１つの側壁１０５は、各々が第２の端部１０３から第１の端部１０１まで延び且つチャンネル１１２の端壁１１１によって第１の端部１０１にて接続される対向する側壁１０５のペアを含む。代替の実施形態では、少なくとも１つの側壁１０５は、エアシールド１００が本明細書で記載されるように機能することを可能にする何らかの好適な構成を有するあらゆる好適な数の側壁１０５を含む。

エアシールド１００はまた、少なくとも１つの側壁１０５から長手方向軸線４０に対してほぼ円周方向に延びる上壁１０７を含む。例示の実施形態において、上壁１０７は、対向する側壁１０５のペア間を延びて、チャンネル１１２の上壁を定め、スリーブ２６は、チャンネル１１２の底壁を定める。代替の実施形態では、上壁１０７は、エアシールド１００が本明細書で記載されるように機能することを可能にする何らかの好適な構成を有する。

エアシールド１００は更に、第１のセクション１０２の側壁１０５を通って定められる少なくとも１つの第１の入口１２０と、第１のセクション１０２の上壁１０７を通って定められる少なくとも１つの第２の入口１２２とを含む。少なくとも１つの第１の入口１２０及び少なくとも１つの第２の入口１２２は各々、燃焼器２０の周囲の空気流４４の一部を受け取ってチャンネル空気流１４４を少なくとも部分的に形成するよう構成される。特定の実施形態において、各第１の入口１２０及び第２の入口１２２は、第２の端部１０３にほぼ近接して配置される。例えば、例示の実施形態において、各第１の入口１２０及び第２の入口１２２は、ネック部１０６及びショルダー領域１０８のうちの少なくとも一方に配置される。代替の実施形態では、少なくとも１つの第１の入口１２０及び／又は第２の入口１２２は、第２の端部１０３にほぼ近接せずに配置される。

例示的な実施形態において、少なくとも１つの第１の入口１２０は、ショルダー領域１０８のペアのうちの１つに沿って各々定められた第１の入口１２０の対向するペアを含む。対向するショルダー領域１０８上の第１の入口１２０のペアのサイズ及び位置は、第１のセクション１０２の第２の端部１０３から第１の端部１０１に向かって定められるほぼ軸方向にチャンネル空気流１４４を配向するよう構成される。代替の実施形態では、少なくとも１つの第１の入口１２０は、エアシールド１００が本明細書で記載されるように機能することを可能にする側壁１０５上の何れかの好適な位置に各々位置付けられる何れかの好適な数の第１の入口１２０を含む。

しかしながら、特定の実施形態においては、周囲の空気流４４の供給源に対する燃焼器２０上のエアシールド１００の位置により、第１の入口１２０が好適なチャンネル空気流１４４を提供するのが阻止される。例えば、限定ではないが、図３に示す斜視図に関して用語「下方」、「下向き」及び「上向き」を用いると、周囲の空気流４４の供給源は、燃焼器２０の下方に位置する。特定の動作条件下では、２つの最上のエアシールド１００の各々の下向きのショルダー領域１０８は、２つの最上のエアシールド１００の各々のそれぞれ上向きのショルダー領域１０８と比べて異なる圧力に晒される。従って、２つの最上のエアシールドでは、他の何れかの入口が無い特定の動作条件下で対向する第１の入口１２０の各々を通る固有の空気流は、チャンネル１１２内に再循環ゾーン及び／又は低速をもたらす可能性がある。

特定の実施形態において、少なくとも１つの第１の入口１２０は、エアシールド１００のチャンネル１１２内での再循環ゾーン及び／又は低速度の可能性を低減又は排除するよう構成される。特定の実施形態において、少なくとも１つの第２の入口１２２は、第１のセクション１０２のネック部１０６に沿って上壁１０７内に定められた少なくとも１つの上部ウィンドウ１２４を含む。少なくとも１つの上部ウィンドウ１２４のサイズ及び／又は位置のうちの少なくとも１つは、第１のセクション１０２の第２の端部１０３から第１の端部１０１に向けて定められる軸方向で流れるチャンネル空気流１４４の成分を強化するよう構成される。例えば、図５に示す例示的な実施形態において、少なくとも１つの第２の入口１２２は、第１のセクション１０２のネック部１０６に沿って上壁１０７に定められた単一の上部ウィンドウ１２４を含み、単一の上部ウィンドウ１２４は、対向するショルダー領域１０８に対して中心に位置し、対向する第１の入口１２０間のチャンネル１１２内の可能性のある圧力差を平衡にする。別の実施例では、少なくとも１つの第１の入口１２０のサイズに対する上部ウィンドウ１２４のサイズは、チャンネル空気流１４４が遅延希薄噴射装置３２に接近したときのチャンネル空気流１４４の非軸方向成分を低減するように選ばれる。

図３及び図５を更に参照すると、例示の実施形態において、各エアシールド１００は、対応する燃料供給ライン２９の少なくとも一部を密閉するよう構成される。特定の実施形態において、エアシールド１００は、燃焼器の配送、設置、及び保守整備のうちの少なくとも１つの間の損傷から燃料供給ライン２９を保護するよう構成される。例えば、エアシールド１００は、他の場合では燃料供給ライン２９を損傷させる可能性がある偶発的衝撃を吸収するのに好適な強度及び剛性を有することができる。代替の実施形態では、エアシールド１００は、対応する燃料供給ライン２９の少なくとも一部を密閉するよう構成されていない。

特に、図５の例示的な実施形態における上部ウィンドウ１２４の構成は、チャンネル１１２内の燃料ライン２９の一部を露出している。図６は、ほとんどの点で図５の実施形態と実質的に同様のエアシールド１００の第２の例示的な実施形態の斜視図であり、同様の特徴要素には同じ参照符号が与えられる。しかしながら、第２の例示的な実施形態において、少なくとも１つの第２の入口１２２は、第１のセクション１０２のネック部１０６に沿って上壁１０７に定められた上部ウィンドウ１２４のペアを含む。図５の実施形態と同様に、ネック部１０６に沿った上壁１０７上の上部ウィンドウ１２４のペアのサイズ及び位置は、例えば、第１のセクション１０２の第２の端部１０３から第１の端部１０１に向かって定められた軸方向に流れるチャンネル空気流１４４の成分を増強するよう構成される。例えば、上部ウィンドウ１２４のペアは、対向するショルダー領域１０８に対して中心に位置し、対向する第１の入口１２０間のチャンネル１１２内の可能性のある圧力差を平衡にする。別の実施例では、少なくとも１つの第１の入口１２０のサイズに対する上部ウィンドウ１２４のサイズは、チャンネル空気流１４４が遅延希薄噴射装置３２に接近したときのチャンネル空気流１４４の非軸方向成分を低減するように選ばれる。しかしながら、図５に示す実施形態とは対照的に、上部ウィンドウ１２４のペア間の上壁１０７の中心部分１０９は、損傷を受けない状態のままであり、燃料ライン２９の保護を向上させることができる。

図７は、ほとんどの点で図５の実施形態と実質的に同様のエアシールド１００の第３の例示的な実施形態の斜視図であり、同様の特徴要素には同じ参照符号が与えられる。しかしながら、第３の例示的な実施形態において、少なくとも１つの第２の入口１２２は、第１のセクション１０２のネック部１０６に沿って上壁１０７に定められたネックアパーチャ１２８のペアを含む。図５の実施形態と同様に、ネック部１０６に沿った上壁１０７上の複数のネックアパーチャ１２８のサイズ及び位置のうちの少なくとも一方は、例えば、第１のセクション１０２の第２の端部１０３から第１の端部１０１に向かって定められた軸方向に流れるチャンネル空気流１４４の成分を増強するよう構成される。例えば、複数のネックアパーチャ１２８は、対向するショルダー領域１０８に対して中心に位置し、対向する第１の入口１２０間のチャンネル１１２内の可能性のある圧力差を平衡にする。別の実施例では、少なくとも１つの第１の入口１２０のサイズに対する複数のネックアパーチャ１２８のサイズは、チャンネル空気流１４４が遅延希薄噴射装置３２に接近したときのチャンネル空気流１４４の非軸方向成分を低減するように選ばれる。この場合も同様に、複数のネックアパーチャ１２８の各々の間の上壁１０７の中心部分１０９は、損傷を受けない状態のままであり、燃料ライン２９の保護を向上させることができる。

図５〜７を参照すると、特定の実施形態において、少なくとも１つの第２の入口１２２は更に、第１のセクション１０２のショルダー領域１０８に近接した上壁１０７に定められた複数のショルダーアパーチャ１２６を含む。例示の実施形態において、複数のショルダーアパーチャ１２６は、対応するショルダー領域上に各々定められたショルダーアパーチャ１２６のペアを含む。ショルダーアパーチャ１２６のサイズ及び位置の少なくとも一方は、ショルダー領域１０８付近でチャンネル１１２に流入するチャンネル空気流１４４の一部を受け取って、チャンネル空気流１４４がショルダー領域１０８付近で分離される傾向が低減又は排除されるように構成される。代替の実施形態では、少なくとも１つの第２の入口１２２は、ショルダーアパーチャ１２６を含まない。

代替の実施形態では、少なくとも１つの第２の入口１２２は、限定ではないが、あらゆる好適な数の上部ウィンドウ１２４、ショルダーアパーチャ１２６、及び／又はネックアパーチャ１２８などのあらゆる好適な数の第２の入口１２２を含み、これら各々は、エアシールド１００が本明細書で記載されるように機能することを可能にする何らかの好適な位置に位置付けられる。

例示の実施形態において、第１のセクション１０２は、第２の端部１０３において、第２のセクション１０４の上を少なくとも部分的に延びるよう構成された入れ子部分１３４を含む。より具体的には、入れ子部分１３４は、燃焼器２０の長手方向軸線４０にほぼ平行な方向で第２のセクション１０４にわたって滑動するように構成され、その結果、エアシールド１００が、スリーブ２６とスリーブハウジング３０との間の長手方向軸線４０に平行な相対移動に適応するようになる。例えば、特定の実施形態において、ガスタービン１０の作動が開始すると、スリーブ２６は、スリーブハウジング３０に対してヘッド端部２２に向かって軸方向に拡張する。第１のセクション１０２はスリーブ２６に結合されているので、第１のセクション１０２は、第２のセクション１０４に向かって移動する。入れ子部分１３４は、チャンネル１１２の保全性を維持するため、第２のセクション１０４の上をヘッド端部２２に向けて滑動する。ガスタービン１０の作動が停止すると、スリーブ２６は、スリーブハウジング３０から軸方向に後退し、入れ子部分１３４は、チャンネル１１２の保全性を維持するため、第２のセクション１０４の上をヘッド端部２２から離れて滑動する。代替の実施形態では、第１のセクション１０２は、入れ子部分１３４を含まない。

例示の実施形態において、第２のセクション１０４は、燃料ライン２９を受けるように構成されたアパーチャ１３０を含む。特定の実施形態において、アパーチャ１３０はまた、チャンネル１１２に流入する周囲の空気流４４の一部を受け取り、チャンネル空気流１４４を少なくとも部分的に形成するよう構成されている。代替の実施形態では、アパーチャ１３０は、燃料ライン２９を受けて、アパーチャ１３０を通って僅かなチャンネル空気流１４４が受け取られるか、又は受け取らないようにする。他の代替の実施形態では、第２のセクション１０４は、アパーチャ１３０を含まない。

図８には、ガスタービン（ガスタービン１０など）用の燃焼器（燃焼器２０など）を組み立てる例示的な方法８００が示される。図１〜７を参照すると、方法８００は、エアシールドの第１のセクション（エアシールド１００の第１のセクション１０２など）の第１の端部（第１の端部１０１など）を噴射装置（遅延希薄噴射装置３２など）に近接して配置するステップ８０２を含む。方法８００はまた、エアシールドの第２の端部（第２の端部１０３など）を第１の端部の上流側に配置するステップ８０４を含む。方法８００は更に、チャンネル（チャンネル１１２など）が定められるようにエアシールドをスリーブ（スリーブ２６など）に結合するステップ８０６を含む。チャンネルは、チャンネル空気流（チャンネル空気流１４４など）を噴射装置に分配するよう構成される。チャンネルは、第１のセクションの少なくとも１つの側壁（少なくとも１つの側壁１０５など）を通って定められた少なくとも１つの第１の入口（少なくとも１つの第１の入口１２０など）と、第１のセクションの上壁（上壁１０７など）を通って定められた少なくとも１つの第２の入口（少なくとも１つの第２の入口１２２など）とを含む。少なくとも１つの第１の入口及び少なくとも１つの第２の入口は、燃焼器の周囲の空気流の一部を受け取り、チャンネル空気流を少なくとも部分的に形成するよう構成される。

燃焼器の遅延希薄噴射装置を覆うように構成されたエアシールドの例示的な実施形態について、上記で詳細に説明した。本実施形態は、低速度及び／又は再循環ゾーンを低減し、また、遅延希薄噴射装置を通る流れの均一性を改善する利点を提供する。例えば、エアシールドの実施形態は、エアシールドの側壁に定められた少なくとも１つの第１の入口と、エアシールドの上壁に定められた少なくとも１つの第２の入口とを含み、これらが協働してエアシールドを通るチャンネル空気流の軸方向成分を増強し、遅延希薄噴射装置での意図しない保炎の可能性を低減する。本実施形態はまた、エアシールドが燃料供給ラインの少なくとも一部を密閉して、例えば、燃焼器の配送、設置、及び保守整備の間に燃料供給ラインを保護することができる利点を提供する。

本明細書で記載される方法及びシステムは、本明細書で記載される特定の実施形態に限定されない。例えば、各システムの構成要素及び／又は各方法のステップは、本明細書で記載される他の構成要素及び／又はステップから独立して別個に使用及び／又は実施することができる。加えて、各構成要素及び／又はステップはまた、他の組立体及び方法と共に使用及び／又は実施することができる。

様々な特定の実施形態に関して本開示を説明してきたが、本開示の技術的思想から逸脱することなく、種々の変更を実施することができることは、当業者出あれば理解されるであろう。本発明の種々の実施形態の特定の特徴は一部の図面で示され、他の図面では示されない場合があるが、これは便宜上のことに過ぎない。更に、本明細書における「１つの実施形態」という表現は、記載された特徴要素が同様に組み込まれた追加の実施形態の存在を排除するものとして解釈することを意図したものではない。本開示の原理によれば、図面の何れかの特徴は、他の何れかの図面のあらゆる特徴と組み合わせて言及し及び／又は特許請求することができる。

２０ 燃焼器
３２ 遅延希薄噴射装置
４４ 周囲の空気流
１００ エアシールド
１０１ 第１の端部
１０２ 第１のセクション
１０３ 第２の端部
１０５ 側壁
１０６ ネック部
１０７ 上壁
１０８ ショルダー領域
１１２ チャンネル
１２０ 少なくとも１つの第１の入口
１２２ 少なくとも１つの第２の入口
１２４ 上部ウィンドウ
１２６ ショルダーアパーチャ
１２８ ネックアパーチャ
１４４ チャンネル空気流

Claims (10)

1. 燃焼器（２０）の噴射装置（３２）用のエアシールド（１００）であって、
   第１の端部（１０１）から第２の端部（１０３）まで軸方向に延び、少なくとも１つの側壁（１０５）と上壁（１０７）とを含む第１のセクション（１０２）を備え、
   前記少なくとも１つの側壁（１０５）及び前記上壁（１０７）が、チャンネル空気流（１４４）を前記噴射装置に分配するように構成されたチャンネル（１１２）を少なくとも部分的に定め、
   前記エアシールド（１００）が更に、
   前記少なくとも１つの側壁を通って定められた少なくとも１つの第１の入口（１２０）と、前記上壁を通って定められた少なくとも１つの第２の入口（１２２）と、を備え、
   前記少なくとも１つの第１の入口及び前記少なくとも１つの第２の入口が、周囲の空気流（４４）の一部を受け取って、前記チャンネル空気流を少なくとも部分的に形成するよう構成されている、エアシールド（１００）。
2. 前記第１の端部（１０１）が、前記噴射装置に近接して配置されるように構成され、前記少なくとも１つの第１の入口及び前記少なくとも１つの第２の入口が、前記第２の端部（１０３）にほぼ近接して配置される、請求項１に記載のエアシールド。
3. 前記第１のセクション（１０２）が、前記第２の端部（１０３）に近接したネック部（１０６）と、前記ネック部から延びるショルダー領域（１０８）のペアとを含み、前記少なくとも１つの第１の入口（１２０）及び前記少なくとも１つの第２の入口が、前記ネック部及び前記ショルダー領域のうちの少なくとも一方上に配置される、請求項１に記載のエアシールド。
4. 前記第１のセクション（１０２）が、前記第２の端部（１０３）に近接したネック部（１０６）と、前記ネック部から延びるショルダー領域（１０８）のペアとを含み、前記少なくとも１つの第１の入口が、前記ショルダー領域のペアのうちの一方に沿って各々定められた第１の入口（１２０）の対向するペアを含む、請求項１に記載のエアシールド。
5. 前記第１のセクションが、前記第２の端部（１０３）に近接したネック部（１０６）を含み、前記少なくとも１つの第２の入口（１２２）が、前記ネック部に沿って前記上壁に定められた少なくとも１つの上部ウィンドウ（１２４）を含む、請求項１に記載のエアシールド。
6. 前記少なくとも１つの上部ウィンドウ（１２４）が、上部ウィンドウ（１２４）のペアを含む、請求項５に記載のエアシールド。
7. 前記第１のセクションが、前記第２の端部（１０３）に近接したネック部（１０６）を含み、前記少なくとも１つの第２の入口（１２２）が、前記ネック部に沿って前記上壁に定められた複数のネックアパーチャ（１２８）を含む、請求項１に記載のエアシールド。
8. 前記第１のセクション（１０２）が、前記第２の端部（１０３）に近接したネック部（１０６）と、前記ネック部から延びるショルダー領域（１０８）のペアとを含み、前記少なくとも１つの第２の入口（１２２）が、前記ショルダー領域のペアに近接して前記上壁に定められる複数のショルダーアパーチャ（１２６）を含む、請求項１に記載のエアシールド。
9. 前記複数のショルダーアパーチャ（１２６）のサイズ及び位置のうちの少なくとも１つは、前記チャンネル空気流の前記ショルダー領域付近で分離される傾向が低減又は排除されるように前記ショルダー領域（１０８）付近で前記チャンネルに流入する前記チャンネル空気流の一部を受け取るように構成される、請求項８に記載のエアシールド。
10. 前記少なくとも１つの第２の入口のサイズ及び位置のうちの少なくとも１つは、前記チャンネル空気流の軸方向成分を増強するよう構成される、請求項１に記載のエアシールド。