JP2017053618A - 環状の流路構成体を有するシステムおよび方法 - Google Patents

環状の流路構成体を有するシステムおよび方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2017053618A
JP2017053618A JP2016168700A JP2016168700A JP2017053618A JP 2017053618 A JP2017053618 A JP 2017053618A JP 2016168700 A JP2016168700 A JP 2016168700A JP 2016168700 A JP2016168700 A JP 2016168700A JP 2017053618 A JP2017053618 A JP 2017053618A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow
fluid flow
combustor
diffuser
disposed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016168700A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6266718B2 (ja
Inventor
ナン・ツォン
Zong Nan
アハメド・モスタファ・エルカディ
Mostafa Elkady Ahmed
マーク・アンソニー・ミューラー
Mark A Mueller
プラディープ・ナイク
Naik Pradeep
ジェラルド・アントニオ・サラザール・ロイス
Antonio Salazar Lois Gerardo
リシケーシュ・プラカーシュ・カランデ
Prakash Karande Rishikesh
ジェフリー・マイケル・マティーニ
Michael Martini Jeffrey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of JP2017053618A publication Critical patent/JP2017053618A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6266718B2 publication Critical patent/JP6266718B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/52—Toroidal combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002—Wall structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/40—Casings; Connections of working fluid
    • F04D29/52—Casings; Connections of working fluid for axial pumps
    • F04D29/54—Fluid-guiding means, e.g. diffusers
    • F04D29/541—Specially adapted for elastic fluid pumps
    • F04D29/542—Bladed diffusers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/44—Combustion chambers comprising a single tubular flame tube within a tubular casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/46—Combustion chambers comprising an annular arrangement of several essentially tubular flame tubes within a common annular casing or within individual casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/50—Combustion chambers comprising an annular flame tube within an annular casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F23R3/54—Reverse-flow combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/35—Combustors or associated equipment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03043—Convection cooled combustion chamber walls with means for guiding the cooling air flow
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

【課題】空気流の少なくとも１つのパラメータを制御および／または調整するように構成された流路構成体を含むガスタービンシステムを提供する。
【解決手段】軸の周りを周方向に配置された第１のライナ壁５８、第１のライナ壁５８の周りを周方向に配置された燃焼室２２、および燃焼室２２の周りを周方向に配置された第２のライナ壁６０を有する環状燃焼器１２を含むシステム１０。環状燃焼器１２は、燃焼ガス流を、燃焼室２２を通してヘッド端部５６から離れてタービン２８に向けて下流方向に導くように構成される。システム１０はまた、圧縮機３４からの流体流れを燃焼室２２に供給するように構成された供給通路を含む。供給通路は、流体流れを圧縮機吐出方向から、燃焼ガス流の下流方向とは概ね反対の上流方向に曲げる曲がり部分を有する流路構成体を有する。
【選択図】図１

Description

本明細書で開示する主題はガスタービンシステムに関し、より詳細には、環状燃焼器の流路構成体システムに関する。
ガスタービンシステムは一般に、圧縮機セクション、燃焼器セクション、およびタービンセクションを有するガスタービンエンジンを含む。燃焼器セクションは、酸化剤（例えば、空気）とともに燃料を受け入れて、それらを燃焼させて高温燃焼ガスを発生させ、それがタービンセクションの１つまたは複数のタービン段を流れて駆動する。残念ながら、酸化剤、燃料、および／または酸化剤と燃料との混合物の流路は、燃焼器入口に沿って曲がって、剥離し、かつ流れ断面積が変化することよって圧力損失を受ける場合がある。これらの圧力損失はガスタービンエンジンの効率を下げる場合がある。
米国特許第８４７９５１９号明細書
本来、特許請求される開示の範囲に相応する特定の実施形態を以下に要約する。これらの実施形態は、特許請求する本開示の範囲を限定することを意図するものではなく、むしろ、これらの実施形態は、本開示の可能な形態の簡潔な概要を提供することだけを意図する。実際、本開示は、下記に説明する実施形態と同様であるか、または異なる様々な形態を含むことができる。
第１の実施形態では、システムは、軸の周りを周方向に配置された第１のライナ壁、第１のライナ壁の周りを周方向に配置された燃焼室、および燃焼室の周りを周方向に配置された第２のライナ壁を有する環状燃焼器を含む。環状燃焼器は、燃焼ガス流を、燃焼室を通してヘッド端部から離れてタービンに向けて下流方向に導くように構成される。システムはまた、圧縮機からの流体流れを燃焼室に供給するように構成された供給通路を含む。供給通路は、流体流れを圧縮機吐出方向から、燃焼ガス流の下流方向とは概ね反対の上流方向に曲げる曲がり部分を有する流路構成体を有する。
第２の実施形態では、システムは、軸の周りを周方向に配置された燃焼室を有する燃焼器を含む。燃焼器は、燃焼ガス流を、燃焼室を通してヘッド端部から離れてタービンに向けて下流方向に導くように構成される。システムはまた、圧縮機からの流体流れを燃焼室に供給するように構成された供給通路を含む。供給通路は、流体流れを圧縮機吐出方向から、燃焼ガス流の下流方向とは概ね反対の上流方向に曲げる曲がり部分を有する流路構成体を有する。さらに、システムは、バッフル、多段ディフューザ、またはこれらの任意の組合せのうちの少なくとも１つを含む。バッフルは、窓に隣接するスクープを含む。スクープは供給通路内に延在し、窓は第１のライナ壁に沿って配置された第１の通路と流体連通し、バッフルは、流体流れの一部分を第１の通路を通って下流方向に向きを変えるように構成される。多段ディフューザは、曲がり部分の上流に配置された第１のディフューザ、および曲がり部分の下流に配置された第２のディフューザを含む。
第３の実施形態では、方法は、燃焼ガス流を、環状燃焼器の燃焼室を通してヘッド端部から離れてタービンに向けて下流方向に送ることを含む。方法はまた、圧縮機からの流体流れを、曲がり部分を有する流路構成体を有する供給通路を経て燃焼室に送ることを含む。流体流れを送ることは、流体流れを圧縮機吐出方向から、燃焼ガス流の下流方向とは概ね反対の上流方向に曲がり部分で曲げることを含む。
本開示のこれらのおよび他の特徴、態様、および利点は、図面全体を通して同様な符号が同様な部品を示す添付の図面を参照して以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解できるであろう。
流路構成体システムを有する燃焼器（例えば、環状燃焼器）を有するガスタービンシステムの実施形態の概略図である。 図１の流路構成体システムに流体結合された燃焼器（例えば、環状燃焼器）の実施形態の概略断面図である。 図２の線３−３で切り取ったグースネックセクションの実施形態の概略断面図である。 図２の線４−４で切り取った環状バッフルの実施形態の概略断面図である。 図４の環状バッフルの実施形態の部分斜視図である。 図２の流路構成体システムのセトリングチャンバの実施形態の概略断面図である。 軸方向の予混合器が燃料ノズルおよび燃焼器ハウジングに結合される図１の軸方向の予混合器の実施形態の部分斜視図である。 図７の軸方向の予混合器の実施形態の概略上面図である。 図２の流路構成体システムの流れ分離器の実施形態の部分斜視図である。 図１のガスタービンシステムの作動の方法の実施形態の流れ図である。 図７の軸方向の予混合器を取り付ける方法の実施形態の流れ図である。
本開示の１つまたは複数の特定の実施形態を下記で説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するために、実際の実施態様のすべての特徴を本明細書で説明するわけではない。いかなるこうした実際の実施態様の開発に際しても、あらゆるエンジニアリングプロジェクトまたは設計プロジェクトにおけるように、システム関連およびビジネス関連の制約を遵守することなど、実施態様ごとに変わり得る開発者の特定の目標を達成するために、実施態様特有の多くの決定を行われなければならないことを理解されたい。さらに、このような開発の取り組みは、複雑であり時間を要する場合があるが、それにもかかわらず、この開示の恩恵を受ける当業者にとっては、設計、製作、および製造の定常作業であることを理解されたい。さらに、頂部、底部、上向きの、下向きの、上の、下のなどは、文脈において、本開示の様々な構成部品の姿勢、位置、または場所に関する相対的な用語として解釈することができる。実際、本開示の実施形態は、上記で説明し、下記で詳細に説明する、同じまたは異なる構成および／または姿勢を有する任意のガスタービンシステムに適用可能である。
本開示の様々な実施形態の要素を導入するときに、冠詞「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、「その（ｔｈｅ）」、および「前記（ｓａｉｄ）」は、それらの要素のうちの１つまたは複数があることを意味することを意図する。用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包括的であることを意図し、列挙した要素以外に追加の要素があり得ることを意味する。
本開示の実施形態は、空気流を燃焼器の燃料ノズルに導くための流れ構成体を対象とする。特定の実施形態では、流れ構成体は、空気流の少なくとも１つのパラメータ（例えば、圧力、速度、流れの剥離）を制御および／または調整するように構成された多段ディフューザを含む。例えば、多段ディフューザは、空気流の圧力降下を減じることができ、空気流の速度を下げることができ、流れが分散／剥離する可能性を減らすことができ、かつ／またはこれらを任意に組み合わせることができる。特定の実施形態では、多段ディフューザは、その流れ断面積が実質的に等しい、または狭まる（例えば、周囲の長さが流れ方向に沿って実質的に等しい）グースネックセクションを含むことができる。第１のディフューザは空気流をグースネックセクションに向けて導くことができる。特定の実施形態では、流れ断面積は第１のディフューザの長さに沿って変化する（例えば、周囲の長さが流れ方向に沿って変化する）。作動中、グースネックセクションは空気流の向きを変えて実質的に空気流の方向を変えることができる。しかしながら、流れ断面積が実質的に等しいため、空気流の圧力は実質的に一定に保つことができる。流れ断面積が狭まる実施形態では、空気流の圧力を下げることができる。特定の実施形態では、流れ構成体は第２のディフューザの下流にセトリングチャンバを含む。セトリングチャンバは、空気流が保持具（例えば、軸方向の予混合器）および／または予混合器に入る前に、空気流を混合させる、かつ／または空気流を安定させるように構成することができる。特定の実施形態では、保持具はセトリングチャンバ内に配置され、燃料ノズルに結合することができる。例えば、保持具は燃料ノズルから燃焼器ハウジングに延在して燃焼器ハウジングに結合することができる。さらに、特定の実施形態では、保持具は、燃料ノズルおよび／または予混合器に向けて空気流を導くように構成された空気力学的なステム（例えば、エーロフォイル形状の断面を有するステム）を含むことができる。したがって、軸方向の予混合器を流れ構成体と組み合わせて使用して、圧力が降下する、かつ／または流れが剥離する可能性を減らすと同時に燃料ノズルおよび／または予混合器に向けて空気流を導くことができる。
前記を踏まえて、図１は、燃焼器セクションの１つまたは複数の燃焼器１２（例えば、環状燃焼器、燃焼缶、環状多筒形燃焼器）を有するガスタービンシステム１０の実施形態の概略図である。下記で説明するように、燃焼器１２は、燃焼器１２のヘッド端部セクション１６に結合した流れ構成体１４を含んで、酸化剤（例えば、空気）、可燃性物質（例えば、気体燃料および／または液体燃料）、および／または酸化剤と可燃物質との混合物を燃焼セクション１８に向けて導くことができる。例えば、流れ構成体１４は、酸化剤用の通路および燃料用の別々の通路を含んで、１つまたは複数の燃料ノズル２０（例えば、主燃料ノズル、１つまたは複数の４次噴射器またはペグ、ならびに／あるいは１つまたは複数の遅延希薄噴射器）で混合を促進して、燃焼セクション１８内で燃焼させることができる。例えば、酸化剤流路は燃料ノズル２０の上流にすることができ、一方、燃料流路は燃料を予混合器に向けて、かつ／または燃料ノズル２０内に導く。しかしながら、他の実施形態では、空気／燃料混合物は、燃料ノズル２０の上流の流れ構成体１４で形成することができる。したがって、空気／燃料混合物を、燃焼器１２の燃焼室２２内に導くことができる。
燃焼器１２は、タービンシステム１０の回転軸の周りを周方向に延在する単一の環状燃焼器を示すことができる。さらなる例として、燃焼器１２は、タービンシステム１０の回転軸の周りを周方向に間隔を置いて配置された複数の燃焼器（例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０個以上）を示すことができる。特定の実施形態では、任意の数の燃焼器１２（例えば、１から２０個以上）をタービンシステム１０に設けることができる。さらに、特定の実施形態では、燃焼器１２は、軸の周りを周方向に配置された複数の燃焼室２２を示す環状多筒形燃焼器とすることができる。すなわち、各環状多筒形燃焼器はそれぞれ燃焼室を含むことができる。以下の説明は、単一の環状燃焼器または複数の燃焼器を有する任意の実施形態を含むことを意図している。
タービンシステム１０は、液体燃料、あるいは天然ガスおよび／または合成ガスなどの気体燃料を使用してタービンシステム１０を駆動することができる。図示の実施形態では、１つまたは複数の燃料ノズル２０は、燃料供給２４（例えば、液体燃料供給、気体燃料供給、液体／気体燃料供給）を吸い込む。１つまたは複数の燃焼器１２のそれぞれは、１つまたは複数（例えば、１、２、３、４、５、または６個以上）の燃料ノズル２０を含む。燃料２４の例としては、限定するものではないが、ディーゼル燃料、ジェット燃料、ガソリン、ナフサ、燃料油、液化石油ガスなどの液体燃料ベースの炭化水素が含まれる。さらに、燃料２４は、天然ガス、合成ガスなどの炭化水素ベースの気体燃料を含むことができる。図示の実施形態では、タービンシステム１０は、燃料ノズル２０の上流の燃料経路２６に沿って燃料２４を送ることができる。特定の実施形態では、燃料ノズル２０は、予混合燃料ノズルおよび／または拡散火炎燃料ノズルを含むことができる。例えば、燃料ノズル２０は、燃料２４を酸化剤（例えば、空気）と予混合して（例えば、流れ構成体１４内で予混合して、燃料ノズル２０の上流で予混合して）予混合火炎を発生させる、かつ／または、燃料２４と酸化剤を別々に燃焼器１２に流して拡散火炎を発生させることができる。例えば、上記で説明したように、流れ構成体１４は別々の通路を含んで、燃料２４を燃料ノズル２０に向けて導くことができる。
燃料２４は、各燃焼器１２内の燃焼室２２で酸化剤（例えば、空気）とともに燃焼し、それによって高温の加圧排気ガスを生成する。燃焼器１２は排気ガスを導いて、タービンまたはタービンセクション２８を通して排気出口３０に向ける。タービンセクション２８は、１つまたは複数のタービン段（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０段以上）を含むことができ、各段は、タービンロータおよびシャフト３２に結合した複数のタービンブレードを有する。排気ガスがタービン２８を通過すると、ガスはタービンブレードを押してシャフト３２をタービンシステム１０の回転軸の周りに回転させる。図示のように、シャフト３２は、圧縮機または圧縮機セクション３４を含むタービンシステム１０の様々な構成部品に接続される。圧縮機セクション３４は、１つまたは複数の圧縮機段（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０段以上）を含むことができ、各段は、圧縮機ロータおよびシャフト（例えば、シャフト３２）に結合した複数の圧縮機ブレードを有する。シャフト３２が回転すると、圧縮機３４内のブレードもまた回転し、それによって、酸化剤取り入れ口（例えば、吸気口３６）からの酸化剤（例えば、空気）が圧縮機３４を通って圧縮され、燃料ノズル２０および／または燃焼器１２内に送られる。シャフト３２はまた負荷３８に接続することができ、負荷３８は、例えば、発電所の発電機または航空機のプロペラなどの乗り物または定置負荷とすることができる。負荷３８としては、タービンシステム１０の回転出力によって動力を得ることができる任意の適切な装置を含むことができる。
以下の説明では、燃焼器１２の軸方向または軸５０（例えば、長手方向軸）、燃焼器１２の軸５０に対して半径方向に延在する半径方向または軸５２、および燃焼器１２の軸５０の周りを周方向に延在する周方向または軸５４について参照することができる。下記で詳細に論じるように、特定の実施形態では、１つまたは複数の燃焼器１２は、長手方向軸５０に対して斜めにする、または角度を付けることができる。例えば、単一の環状燃焼器１２、または複数の環状多筒形燃焼器１２では、各燃焼器１２の長手方向軸は、長手方向軸５０に対してある角度で配置することができる。角度を付けて燃焼器１２を配置すると、燃焼室２２内での空気／燃料混合物の滞留時間を長くすることができる。さらに、燃焼の滞留時間が長くなると、斜めになった環状多筒形燃焼器はＣＯを燃やし尽くし、それによってエミッションを低減することができる。下記で論じるように、燃焼器１２は、空気および／または燃料を燃焼室２２に向けて導くために流れ構成体１４に結合することができる。例えば、流れ構成体１４は、ヘッド端部室５６（例えば、環状ヘッド端部室）および圧縮機３４からの圧縮機吐出室と流体連通することができ、それによって、圧縮ガス流れ（例えば、空気などの圧縮酸化剤）は（例えば、冷却のために）燃焼器１２に沿って流れ構成体１４を通って、さらにヘッド端部室５６を通って、（例えば、燃料ノズル２０を通って）燃焼室２２内に送られて燃焼することができる。特定の実施形態では、流れ構成体１４および（例えば、燃料ノズル２０の上流の）ヘッド端部室５６を通る流体流れは、任意の１つまたは複数の酸化剤（例えば、空気、酸素、酸素富化空気、酸素低減空気など）、排気ガス再循環（ＥＧＲ：ｅｘｈａｕｓｔ ｇａｓ ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）ガス、蒸気、不活性ガス（例えば、窒素）、および／または若干の燃料（例えば、燃料ノズル２０の上流での二次燃料噴射）のうちの任意の１つまたは複数を含む、または除くことができる。
１つまたは複数の燃焼器１２が環状多筒形燃焼器である実施形態では、流れ構成体１４は、燃焼器１２の境界を定める少なくとも１つの壁、例えば、燃焼室２２および／またはヘッド端部室５６の少なくとも一部分の周りを周方向に配置された第１の壁５８（例えば、燃焼ライナ、環状の第１の壁）の辺りに周方向に配置することができる。流れ構成体１４はまた、第１の壁５８の周りを周方向に配置された第２の壁６０（例えば、フロースリーブ、環状の第２の壁）と境を接することができる。第２の壁６０はまた、ヘッド端部セクション１６のヘッド端部室５６の周りを周方向に配置することができる。
しかしながら、１つまたは複数の燃焼器１２が環状燃焼器である実施形態では、内側の第１の壁５８ａ（例えば、内側の環状の第１の壁）および外側の第１の壁５８ｂ（例えば、外側の環状の第１の壁）は、燃焼室２２および／またはヘッド端部室５６の少なくとも一部分の周りを周方向に配置することができる。さらに、内側の第２の壁６０ａ（例えば、内側の環状の第２の壁）および外側の第２の壁６０ｂ（例えば、外側の環状の第２の壁）は内側の第１の壁５８ａおよび外側の第１の壁５８ｂの周りを周方向に配置することができる。その結果、流れ構成体１４は、燃焼器１２の境界を定める少なくとも１つの壁（例えば、内側の第１の壁５８ａ、外側の第１の壁５８ｂ、内側の第２の壁６０ａ、外側の第２の壁６０ｂ）の辺りに周方向に配置することができる。
例えば、図示の実施形態では、燃焼器１２は、タービンシステム１０の回転軸５０の周りを周方向に延在する環状燃焼器であり、したがって、燃焼器１２の図示の構造体のそれぞれは軸５０に対して環状の形状を有することができる。例えば、ヘッド端部室５６、壁５８（例えば、燃焼ライナ）、壁６０（例えば、フロースリーブ）、燃焼室２２、ならびに他の関連する構造体および流路は概ね、回転軸５０の周りを周方向に延在し、環状の形状を有することができる。図示の実施形態では、燃焼ライナまたは壁５８は、回転軸５０の周りを周方向に延在する内側の壁部分５８ａ（例えば、内側の環状のライナ）、ならびに回転軸５０、燃焼室２２、および内側の壁部分５８ａの周りを周方向に延在する外側の壁部分５８ｂ（例えば、外側の環状のライナ）を含む。同様に、図示の実施形態では、フロースリーブまたは壁６０は、回転軸５０の周りを周方向に延在する内側の壁部分６０ａ（例えば、内側の環状のフロースリーブ）、ならびに回転軸５０、燃焼室２２、および内側の壁部分６０ａの周りを周方向に延在する外側の壁部分６０ｂ（例えば、外側の環状のフロースリーブ）を含む。
図示の実施形態では、流れ構成体１４は、燃焼器１２の境界を定める壁（例えば、第１の壁５８または第２の壁６０）の少なくとも１つに結合される。例えば、流れ構成体１４はヘッド端部室５６の辺りに、および／またはそれに近接して配置される。しかしながら、他の実施形態では、流れ構成体１４は、燃焼セクション１８の辺りに周方向に配置することができる。例えば、流れ構成体１４は、吸気口３６からの空気を、燃焼（例えば、燃焼流路）の下流方向６４とは反対の上流方向６２に向けて、燃焼セクション１８の冷却を促進することができる。さらに、他の実施形態では、流れ構成体１４は、空気を第１の壁５８および／または第２の壁６０の周りに、かつ燃焼の方向６４に向けるためにポートおよび／または凹部を含むことができ、それによって燃焼セクション１８の冷却をさらに促進することができる。さらに、流れ構成体１４は、燃焼器１２の第１の軸方向端部６６（例えば、上流）に近接して配置され、第２の軸方向端部７２（例えば、下流）に向けて燃焼器１２の燃焼器軸方向長さ７０のうちの第１の軸方向長さ６８だけ延在することができる。
タービンシステム１０はまた、燃焼器１２、流れ構成体１４などと関係する様々な監視および制御機器を有することができる。図示の実施形態では、タービンシステム１０は、１つまたは複数のセンサ７４を含んで、燃焼過程、酸化剤の流れ、燃料の流れ、タービン速度、圧縮機供給状態、燃焼器温度、燃焼動力学、音響ノイズ、振動、ガス成分、および／または排気エミッション（例えば、一酸化炭素（ＣＯ）などの炭素酸化物、窒素酸化物（ＮＯｘ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、未燃燃料、残留酸素など）、あるいはタービンシステム１０の様々な他の作動パラメータを監視することができる。センサ７４は、信号をコントローラ７６（例えば、電子コントローラ）に送信するように構成することができる。図示の実施形態では、コントローラ７６はメモリ７８およびプロセッサ８０を含む。メモリ７８は、大容量記憶装置、フラッシュメモリ装置、リムーバルメモリ、または任意の他の非一時的なコンピュータ読取可能な媒体（例えば、信号だけではない）とすることができる。これに加えて、かつ／またはこれに代えて、追加の適切な製造物に命令を記憶することができ、この製造物は、上記で説明したメモリ７８と同じように、これらの命令またはルーチンを少なくともまとめて記憶する少なくとも１つの有形で非一時的なコンピュータ読取可能な媒体を含む。コントローラ７６は、ガスタービンシステム１０の作動パラメータ（例えば、温度、圧力、燃空比、音響、振動）を示すセンサ７４からの信号を受信するように構成することができる。信号は、メモリ７８に記憶された命令を使用してプロセッサ８０で評価することができる。さらに、コントローラ７６は、ガスタービンシステム１０の様々な構成部品（例えば、吸気口３６、燃焼器１２、燃料弁、燃料ポンプ、燃料ノズルなど）に信号を送信して、センサ７４からの受信された信号に基づいてガスタービンシステム１０の作動状態を調節することができる。
図２は、流れ構成体１４が第１の軸方向端部６６に近接して配置された燃焼器１２の実施形態の概略断面図である。図示のように、図示の実施形態の燃焼器１２は、燃焼器軸９２と長手方向軸５０との間で第１の角度９０をもって配置される。例えば、第１の角度９０は、約１０度、約２０度、約３０度、約４０度、約５０度、約６０度、約７０度、約８０度、または任意の他の合理的な角度とすることができる。さらに、第１の角度９０は、１０度と３０度との間、３０度と５０度との間、５０度と７０度との間、または任意の他の合理的な範囲とすることができる。図示の実施形態では、第１の角度９０は鋭角である。上記で説明したように、燃焼器１２を斜め位置９４に配置することによって、燃焼の共鳴時間が延び、それによって燃焼器１２の効率が改善される（例えば、燃え尽きるＣＯが増える、かつ／またはＣＯが燃え尽きることを改善する）。
図示の実施形態では、圧縮機３４からの空気はプレディフューザ９６（例えば、環状のプレディフューザ）に向けて導かれる。例えば、プレディフューザ９６は、空気を第１のディフューザ１００内に導くように構成された入口ポート９８を含む。特定の実施形態では、第１のディフューザ１００は、徐々に拡がる環状通路で形成される。すなわち、第１のディフューザ１００の周囲の長さ（例えば、流れ断面積）は、空気流の方向に増大することができる。例えば、第１のディフューザ１００の出口の流れ断面積は、第１のディフューザ１００の入口の流れ断面積より５０パーセント大きく、第１のディフューザ１００の入口の流れ断面積より１００パーセント大きく、第１のディフューザ１００の入口の流路断面積より２００パーセント大きく、または第１のディフューザ１００の入口の流れ断面積より任意の適切なパーセント大きくすることができる。したがって、第１のディフューザ１００は、プレディフーザ９６に入る空気の少なくとも１つのパラメータ（例えば、圧力、速度、混合）を変更、調節、および／または制御するように構成することができる。例えば、第１のディフューザ１００は、空気流の速度を下げる、流れが剥離する可能性を減らすことなどができる。さらに、第１のディフューザ１００の少なくとも一部分は第１のディフューザ長さ１０２によって定められる。特定の実施形態では、第１のディフューザ１００は長手方向軸５０に対して斜めにされる（例えば、角度が付けられる）。すなわち、第１のディフューザ軸１０４は、長手方向軸５０に対して第２の角度１０６で配置される。第２の角度１０６は、約５度、約１０度、約１５度、約２０度、または任意の適切な角度とすることができる。特定の実施形態では、第１のディフューザ１００を第２の角度１０６で配置すると、流れが剥離する可能性を減らすことができる。その結果、空気流が燃料ノズル２０に導かれるとき、空気流の少なくとも１つのパラメータを制御することができる。
図示の実施形態では、第１のディフューザ１００は、入口ポート９８に近接して配置された第１の端部１０８、および第１のディフューザ長さ１０２に沿って第１の端部１０８の反対側に第２の端部１１０を含む。図２に示すように、第１の端部１０８は第１の流れ断面積１１２（例えば、第１の環状の流れ断面積）を含み、第２の端部１１０は第２の流れ断面積１１４（例えば、第２の環状の流れ断面積）を含む。流れ断面領域１１２、１１４は、環状、卵形、多角形などとすることができる。図示の実施形態では、第１の流れ断面積１１２は第２の流れ断面積１１４より小さい。その結果、空気流が第１のディフューザ長さ１０２に沿って移動すると空気の速度を下げることができる。図示の実施形態では、第１の流れ断面積１１２は第２の流れ断面積１１４より小さいが、他の実施形態では、第１の流れ断面積１１２は第２の流れ断面積１１４と実質的に等しくすることができる。さらに、図示の実施形態では、第１のディフューザ１００は、第１のディフューザ軸１０４に対して実質的に対称であるが、他の実施形態では、第１のディフューザ１００は第１のディフューザ軸１０４に対して偏心させることができる。
上記で説明したように、流れ構成体１４は環状燃焼器１２とともに使用することができる。特定の実施形態では、第１のディフューザ１００は、内側の構成体環状壁１１６（例えば、内側の構成体壁）および外側の構成体環状壁１１８（例えば、外側の構成体壁）を含むことができる。内側の構成体環状壁１１６と外側の構成体環状壁１１８とは、第１のディフューザ１００の環状通路を形成して空気流を燃焼室２２に向けて導くことができる。さらに、特定の実施形態では、内側の構成体環状壁１１６および外側の構成体環状壁１１８は燃焼器軸９２の周りを周方向に延在することができる。内側の構成体環状壁１１６および外側の構成体環状壁１１８は、入口ポート９８から燃料ノズル２０まで流れ構成体１４の長さに沿って延在することができることは理解される。
空気流が入口ポート９８に入って第１のディフューザ１００を通って流れると、空気流は、第２の端部１１０で第１のディフューザ１００を出て、第２の端部１１０に近接して配置されて第２の端部１１０と流体結合した第１のグースネック端部１２２でグースネックセクション１２０（例えば、環状のグースネックセクション、全体として曲がった流路）に入るように構成される。上記で説明したように、燃焼器１２が環状燃焼器１２である実施形態では、グースネックセクション１２０は、内側の構成体壁１１６と外側の構成体壁１１８とで形成することができる。図示のように、グースネックセクション１２０の湾曲部分１２４は、空気流の少なくとも一部分を第２のグースネック端部１２６への方向６２（例えば、燃焼の方向６４と実質的に反対の方向）に向きに変えるように構成される。すなわち、グースネックセクション１２０は、空気流の少なくとも一部分の流れの方向を、約１８０度、約１７０度、約１６０度、約１５０度、約１４０度、約１３０度、約１２０度、約１１０度、約１００度、約９０度、または任意の他の適切な角度に変えるように構成される。したがって、空気流が燃料ノズル２０に向けて導かれると、グースネックセクション１２０は空気流を燃焼セクション１８に沿って導くので、流れ構成体１４を通る空気流は燃焼室２２を冷却することができる。図示の実施形態では、グースネックセクション１２０の湾曲部分１２４は、実質的に一定の第３の流れ断面積１２８を有する。言い換えれば、第３の流れ断面積１２８は、グースネックセクション１２０の長さ１２９に沿って実質的に一定である。その結果、空気流が湾曲部分１２４を通って流れるとき、空気流の速度は実質的に一定に保つことができる。しかしながら、他の実施形態では、第３の流れ断面積１２８は、湾曲部分１２４に沿って増大または減少させることができる。言い換えれば、第３の流れ断面積１２８は、第１のグースネック端部１２２から第２のグースネック端部１２６へ狭める（例えば、減少させる）ことができる。さらに、第３の流れ断面積１２８は、第１のグースネック端部１２２から第２のグースネック端部１２６へ拡げる（例えば、増大させる）ことができる。
図示の実施形態では、第２のグースネック端部１２６は、第２のディフューザ１３０（例えば、第２の環状ディフューザ）に近接して配置されて第２のディフューザ１３０に流体結合される。燃焼器１２が環状燃焼器である実施形態では、第２のディフューザ１３０は、内側の構成体環状壁１１６と外側の構成体環状壁１１８とで形成される。第２のディフューザ１３０は、グースネックセクション１２０から空気流を受け入れ、実質的に上流方向６２に空気流を膨張および／または混合することができるように構成される。図示のように、第２のディフューザ１３０は、燃焼器１２のヘッド端部セクション１６の辺りに周方向に配置される。言い換えれば、第２のディフューザ１３０は、ヘッド端部セクション１６の辺りに環状の空洞を備えて空気流を膨張することができる。これに伴い、空気流が上流方向６２に導かれて膨張することによって空気流の混合を促進することができる。さらに、他の実施形態では、第２のディフューザ１３０は、空気流の速度を（例えば、流れ断面積を拡げていくことによって）下げることができる。さらに、第２のディフューザ１３０は、空気流を上流方向６２に膨張させることを可能にすることによって、流れが剥離する可能性を減らすことができる。理解されるように、特定の実施形態では、第１および第２のディフューザ１００、１３０はプレディフューザ９６に一体化することができる。すなわち、プレディフューザ９６は、流れが剥離する可能性を減らし、燃料ノズル２０で燃料と混合するための空気流を用意するように、第１のディフューザ１００、グースネックセクション１２０、および第２のディフューザ１３０を含むことができる。しかしながら、他の実施形態では、プレディフューザ９６は、第１のディフューザ１００およびグースネックセクション１２０だけを含むことができる。
図２に示すように、環状バッフル１３２は、ヘッド端部セクション１６に近接して燃焼室２２の周りを周方向に配置される。例えば、環状バッフル１３２は燃焼セクション１８の燃焼器軸９２の周りを周方向に延在する。図示の実施形態では、環状バッフル１３２は、第２の壁６０および第１の壁５８と位置合わせされて、空気流の少なくとも一部分を第１の壁５８と第２の壁６０との間の隙間１３４（例えば、環状隙間）内に導くように構成される。下記で説明するように、環状バッフル１３２は、空気流の少なくとも一部分を隙間１３４内に導いて、第１および第２の壁５８、６０を冷却するように構成することができる。例えば、第２のディフューザ１３０および／またはグースネックセクション１２０内に延在して、空気流の少なくとも一部分を、窓１３８を経て隙間１３４に向けて向きを変えるように構成されたスクープ１３６を環状バッフル１３２は含むことができる。例えば、スクープ１３６は、スクープ１３６と第２の壁６０との間に空洞または隙間を形成することができる。図示の実施形態に示すように、スクープ１３６は、空気流が上流方向６２に流れるときに空気流を受け入れるように概ね上流方向６２に配置される。その結果、スクープ１３６は、空気流を窓１３８に向けて曲げる、かつ／または導くように構成される。図示の実施形態では、環状バッフル１３２はグースネックセクション１２０の第２のグースネック端部１２６に近接して配置されているが、他の実施形態では、環状バッフル１３２は、湾曲部分１２４に近接して、第２のディフューザ１３０内に、または任意の他の適切な位置に配置して、燃焼室２２の冷却を促進することができる。
図示の実施形態では、セトリングチャンバ１４０は第２のディフューザ１３０からの空気流を受け入れる。図示のように、セトリングチャンバ１４０は方向６２に第１の軸方向距離１４２だけ延在する。第１の軸方向距離１４２は、セトリングチャンバ１４０を第２のディフューザ１３０よりも燃料ノズル２０からより遠くの距離に配置するように構成される。したがって、セトリングチャンバ１４０によって燃焼器軸方向長さ７０を延ばすことができる。セトリングチャンバ１４０は、空気流が燃料ノズル２０に入る前に空気流の混合および安定を促進することによって流れが剥離する可能性を減らすように構成される。例えば、空気流は、燃料ノズル２０に向けて導かれる前にセトリングチャンバ１４０に入ることができる。すなわち、空気流は上流方向６２に流れてから曲がって、燃焼器軸９２に実質的に垂直に（例えば、燃焼器軸９２に対して半径方向に）横方向に流れることができる。さらに、空気流を曲げて、燃焼の下流方向６４に流れるように導くことができる。本明細書で使用するとき、曲げるは、空気流の方向を５度と１８０度との間の角度だけ変えることを指すために使用することができる。図示の実施形態では、セトリングチャンバ１４０は、燃料ノズル２０に結合された保持具１４４（例えば、燃料ノズル保持具）の周りを周方向に延在する環状の空洞である。さらに、特定の実施形態では、燃料ノズル２０は保持具１４４と一体で形成することができる。さらに、他の実施形態では、セトリングチャンバ１４０は、燃焼器軸９２または長手方向軸５０の周りを周方向に延在する環状の空洞である。下記で説明するように、特定の実施形態では、セトリングチャンバ１４０は空気流を保持具１４４に向けて導いて、空気流を燃料２４と混合させることを促進する。さらに、特定の実施形態では、１、２、３、４、５、１０、２０、３０個、または任意の適切な数の保持具１４４が燃焼器１２の周り（例えば、長手方向軸５０の周り、燃焼器軸９２の周り）を周方向に間隔を置いて配置されて空気および／または燃料２４を燃料ノズル２０に向けて導くことができる。
さらに、図２に示すように、第２の壁６０、６０ｂは、燃焼の下流方向６４に配置されたアーム１４６を含むことができる。例えば、燃焼器１２が環状燃焼器である実施形態では、アーム１４６は外側の第２の壁６０ｂ（例えば、外側の流路のスリーブ）に結合することができる。その結果、アーム１４６は、第１および第２の外側の壁５８ｂ、６０ｂの冷却を促進するように、空気流の一部分１４８を外側の第１の壁５８ｂと外側の第２の壁６０ｂとの間の隙間１３４に向けて導くように構成することができる。しかしながら、燃焼器１２が環状多筒形燃焼器である実施形態では、アーム１４６は第２の壁６０に結合することができる。その結果、アーム１４６は、第１および第２の壁５８、６０の冷却を促進するように、空気流のその部分１４８を第１の壁５８と第２の壁６０との間の隙間１３４に向けて導くように構成することができる。図示の実施形態では、アーム１４６は、環状バッフル１３２に近接して配置された外側の第２の壁６０ｂの延長部である。特定の実施形態では、アーム１４６は長手方向軸５０の周りを周方向に延在することができる。しかしながら、他の実施形態では、アーム１４６は燃焼器軸９２の周りを周方向に延在することができ、それによって空気流を隙間１３４内に導くように環状通路を形成することができる。さらに、特定の実施形態では、スクープ１３６は、アーム１４６と外側の第１の壁５８ｂとによって形成された環状通路内に配置することができる。
図３は、図２の線３−３で切り取ったグースネックセクション１２０の概略断面図である。上記で説明したように、湾曲部分１２４は実質的に等しい（例えば、流れ方向に実質的に一定の周囲の長さの）第３の流れ断面積１２８を有して、空気流が燃料ノズル２０に向けて導かれるときに圧力が降下する可能性を減らす。図示の実施形態では、湾曲部分１２４は、燃焼室２２の辺りに周方向に配置されたチャンバ１５２（例えば、環状のチャンバ）に流体結合した１つまたは複数の通路１５０を含む。特定の実施形態では、１つまたは複数の通路１５０は、環状の湾曲部分１２４の周りを周方向に（例えば、燃焼器軸９２の周りを周方向に、長手方向軸５０の周りを周方向に）間隔を置いて配置することができる。通路１５０は、矢印１５４で示されるように、空気流の少なくとも一部分を受け入れ、一方、矢印１５６で示された空気流の残りの部分は第２のディフューザ１３０に向かって流れるように構成される。チャンバ１５２の空気流１５６は、境界層を活性化させる（例えば、第２の壁６０の低圧側を流れる空気を活性化させる）ことができる、かつ／または湾曲部分１２４の圧力の増大を軽減して、それによって、空気流が燃料ノズル２０に流れることができるようにする。特定の実施形態では、通路１５０は、湾曲部分１２４の環状通路に沿って延在する環状の開口とすることができる。さらに、他の実施形態では、１つまたは複数の通路１５０は、湾曲部分１２４に沿って等間隔に配置することができる。理解されるように、通路１５０は概ね円形とすることができる。さらに、他の実施形態では、通路１５０は、空気流１５４がチャンバ１５２に入ることができるように長方形、卵形、弓形、または任意の他の適切な形状とすることができる。
図４は、図２の線４−４内を切り取った環状バッフル１３２の概略断面図である。上記で説明したように、スクープ１３６は、環状バッフル１３２から半径方向外向きにグースネックセクション１２０内に突出するように構成される。その結果、スクープ１３６は、矢印１５８で示すように空気流１５６の少なくとも一部分を捉え、かつ／またはその向きを変える。空気流１５８は、窓１３８に向けて導かれて隙間１３４に入る。さらに、空気流１５８が隙間１３４に入ると、空気流１５８は燃焼の方向６４に導かれる。言い換えれば、隙間１３４の中の冷却空気流は、燃料ノズル２０に向けて流れる空気流１５６の方向とは実質的に反対方向である。
図示の実施形態では、スクープ１３６は、空洞１６２（例えば、環状の空洞）を形成するように本体部分１６０（例えば、環状の本体部分）から半径方向に間隔を置いて配置されて、空気流１５８を受け入れてから、空気流１５８を窓１３８に向けて導いて隙間１３４に入れる。図示の実施形態では、スクープ１３６は壁６０に実質的に平行であるが、他の実施形態では、スクープ１３６は壁６０に対して角度を付けることができる。さらに、本体部分１６０は、スクープ１３６および空洞１６２の下流に配置された隆起部１６４（例えば、環状の隆起部）を含む。隆起部１６４は第１の壁５８に当接し、本体部分１６０を第１の壁５８から半径方向に離すように構成される。したがって、隆起部１６４は、第１の壁５８に対して実質的に流体密閉シールを形成して、空気流１５８を壁５８および６０に沿って（かつ壁５８と６０との間を）燃焼の下流方向６４に向けるように構成される。さらに、図４に示すように、環状バッフル１３２は、隆起部１６４の下流に配置されたフランジまたは締結体１６６（例えば、環状の締結体）を含むことができる。締結体１６６は、（例えば、複数の締結具、接着剤、溶接、ロウ付けなどによって）第１の壁５８の対応する面に結合して、環状バッフル１３２を第２の壁６０に堅固に結合するように構成される。さらに、環状バッフル１３２は、隆起部１６４の反対側に配置された内向きに湾曲した窪み１６８を含む。窪み１６８は、空気流１５６を第２のディフューザ１３０に導く（例えば、曲げる）ように構成される。言い換えれば、窪み１６８の湾曲面によって、空気流１５６は第２のディフューザ１３０に流れやすくなる。
図４に示すように、スクープ１３６は、第２の壁６０の少なくとも一部分と重なる、かつ／またはその周りに延在するように構成される。例えば、スクープ１３６は、隆起部１６４から燃焼の下流方向６４に延在することができる。さらに、図示の実施形態では、スクープ１３６は窓１３８と重なるように燃焼の下流方向６４に延在する。その結果、空洞１６２に向けて導かれた空気流１５８は、窓１３８に向かって曲がり、かつ／または流れて隙間１３４に入るように構成される。
図５は環状バッフル１３２の部分斜視図である。上記で説明したように、窓１３８は空気流１５８を隙間１３４内に導くように構成される。図示の実施形態では、環状バッフル１３２は、燃焼器軸９２の周りを周方向に間隔を置いて配置された複数の窓１３８を含む。しかしながら、燃焼器１２が環状燃焼器である実施形態では、複数の窓１３８は、長手方向軸５０の周りを周方向に間隔を置いて配置することができる。特定の実施形態では、（例えば、壁６０の）窓１３８は、環状バッフル１３２に沿って等間隔に配置することができる。しかしながら、他の実施形態では、隙間１３４の特に選ばれた部分により多くの空気流１５８が導かれるように窓１３８を配置することができる。例えば、燃焼室２２の下流部分により多くの窓１３８を配置することができる。さらに、図示の実施形態では、窓１３８は縁を丸めた実質的に長方形とすることができる。しかしながら、他の実施形態では、窓１３８は、円形、楕円、弓形、多角形、または任意の他の適切な形状とすることができる。さらに、特定の実施形態では、窓１３８はすべてが同じ形状にしなくてもよい。例えば、特定の実施形態では、窓１３８の一部分は実質的に長方形とすることができるが、窓１３８の別の部分は実質的に弓形である。したがって、空気流１５８を隙間１３４に向けて導くために利用する窓１３８のサイズ、形状、間隔、および数は、ガスタービンシステム１０の作動条件に適応するように詳細に選ぶことができる。
図６は、図２の線６−６内を切り取ったセトリングチャンバ１４０の概略断面図である。上記で説明したように、セトリングチャンバ１４０は燃焼器１２のヘッド端部室５６に近接して配置された環状の空洞とすることができる。さらに、セトリングチャンバ１４０は、空気流が燃料ノズル２０に入る前に空気流を混合および／または集合させることができるように構成することができる。すなわち、セトリングチャンバ１４０は、空気流が均一に分布することができるように、空気流が燃料ノズル２０および／または予混合器に入る前に、第２のディフューザ１３０からの空気流１５６を受け入れるように構成された細長いチャンバとすることができる。したがって、空気流１５６が燃料ノズル２０および／または予混合器に入る前に流れ構成体１４内にある時間を長くすることによって、流れが剥離する、かつ／または圧力が降下する可能性を減らすことができる。図示の形態では、保持具１４４は、セトリングチャンバ１４０内に配置され、燃焼器軸９２と実質的に位置が合っている。特定の実施形態では、保持具１４４は燃焼器軸９２と同軸としないことができる。さらに、他の実施形態では、保持具１４４は燃焼器軸９２と同軸とすることができる。図示のように、保持具１４４は燃料ノズル２０および／または予混合器に結合され、かつ流れ分離器１８０を通って延在する。下記で説明するように、流れ分離器１８０は、保持具１４４が流れ分離器１８０を通って延在することができる開口を有する環状板である。しかしながら、他の実施形態では、流れ分離器１８０が含まれず、保持具１４４が燃料ノズル２０および／または予混合器に直接結合することができる。さらに、特定の実施形態では、燃料ノズル２０は保持具１４４と一体で形成することができる。さらに、他の実施形態では、保持具１４４は、流れ分離器１８０および燃料ノズル２０の両方に直接結合することができる。下記で説明するように、保持具１４４は、流れ分離器１８０の開口を通って延在して燃料ノズル２０に結合することができる。
図示の実施形態では、保持具１４４は、燃焼器ハウジング１８４に（例えば、締結具によって）結合される第１の端部１８２（例えば、取付フランジ、コネクタ、継手、拡大端部など）を含む。特定の実施形態では、第１の端部１８２は、第１の端部１８２が燃料ノズル２０および／または予混合器を受け入れることを可能にする開口を有する本体部分を含む。さらに、燃焼器ハウジング１８４は、保持具１４４を受け入れるように構成された開口１８６を含むことができる。これに伴い、保持具１４４は取り外し可能、および／または交換可能とすることができる。すなわち、保持具１４４は、燃料ノズル２０および／または予混合器を取り外し可能に受け入れる、かつ／または取り付けるように構成することができる。しかしながら、上記で説明したように、他の実施形態では、保持具１４４は、燃料ノズル２０および／または予混合器と一体で形成することができる。特定の実施形態では、作業者は、第１の端部１８２を燃焼器ハウジング１８４から分離して、保持具１４４の第２の端部１８８（例えば、受口、燃料ノズルコネクタ、拡大端部）を、開口１８６を通して持ち上げることによって、保持具１４４をセトリングチャンバ１４０から取り外すことができる。開口１８６は、第１の開口寸法または長さ１９２（例えば、紙面を貫いて、または垂直に延在している）、および第２の開口寸法または幅１９４によって形成された開口領域１９０を備えることができる。第１の開口寸法１９２は第２の開口寸法１９４より大きくすることができ、例えば、第２の開口寸法１９４の１．５から１０倍、２から８倍、または３から５倍にすることができる。第１の端部１８２を燃焼器ハウジング１８４に結合しやすくするために、第１の端部領域１９６は開口領域１９０より大きくすることができる。言い換えれば、第１の端部寸法または幅１９８（例えば、紙面を貫いて、または垂直に延在している）および第１の端部寸法または長さ２００は、第１の開口寸法１９２および第２の開口寸法１９４より大きくすることができ、その結果、第１の端部１８２は、保持具１４４が取付位置２０２にあるときには燃焼器ハウジング１８４と接触する。さらに、開口領域１９０は第２の端部領域２０４より大きくすることができる。すなわち、第２の端部領域２０４を構成する第２の端部寸法または長さ２０６（例えば、紙面を貫いて、または垂直に延在している）および第２の端部長さまたは幅２０８は、取付時に保持具１４４の第２の端部１８８が開口１８６を通過することができるように、開口領域１９０より小さくする（例えば、第１の開口寸法１９２および第２の開口寸法１９４より小さくする）ことができる。したがって、保持具１４４は、ガスタービンシステム１０の作動条件に基づいて交換することができる取り外し可能な構成部品とすることができる。例えば、下記で説明するように、保持具１４４は、様々な燃料タイプ、様々な空気／燃料混合物などに適応するために変えることができる。
図６に示すように、保持具１４４は、第１の端部１８２を第２の端部１８８に結合する首部２１０を含む。したがって、保持具１４４は実質的にＨ字形またはＩ字形とすることができる。第１の首寸法または幅２１２（図８参照）および第２の首寸法または長さ２１４は第１の端部寸法１９８および第１の端部寸法２００より小さくなるように構成されて、開口１８６を通して保持具１４４を取り付けることができる。さらに、図示の実施形態では、第２の首寸法２１４は第２の端部寸法２０８より小さい。例えば、第２の首寸法２１４は、第１の端部寸法１９８および／または第２の端部寸法２０８より、１．１から１０、１．２から５、１．３から３、または１．５から２倍小さくすることができる。その結果、保持具１４４は、開口１８６を通して取り付け、および取り外しができる。さらに、特定の実施形態では、第１および第２の首寸法２１２、２１４は、保持具１４４を開口１８６から取り外すことを可能にする、かつ／または妨げるように特に選択することができる。例えば、保持具１４４は開口１８６を通して挿入されてから回転（例えば約９０度）することができ、その結果、保持具１４４が再び回転されるまで、保持具１４４を開口１８６から取り外すことが妨げられる。
上記で説明したように、保持具１４４は、燃料２４を燃料ノズル２０に導き、空気流と燃料２４との混合を促進するように構成される。例えば、図示の実施形態では、保持具１４４は、第１の端部１８２から首部２１０を通って第２の端部１８８に延在して燃料ノズル２０および／または予混合器内に入る燃料通路２１６を含む。特定の実施形態では、燃料経路２６を燃料通路２１６に結合して、燃料２４を燃料ノズル２０および／または予混合器内に注入して燃焼室２２内で燃焼させることができる。下記で説明するように、燃料２４と空気流とが燃料ノズル２０に入る前に混合することができるように、燃料通路２１６は燃料２４を予混合領域２１８（例えば、環状の予混合領域）に導くことができる。
図示の実施形態では、流れ分離器１８０はセトリングチャンバ１４０内に配置される。さらに、流れ分離器１８０は、保持器１４４が流れ分離器１８０を通って延在し、燃料ノズル２０および／または予混合器に結合することができるように開口２２０を含むことができる。さらに、流れ分離器１８０は、保持器１４４に直接結合することができ、それによって、保持器１４４を燃料ノズル２０および／または予混合器に固定することができる。例えば、流れ分離器１８０は、第１の端部１８２、首部２１０、および／または第２の端部１８８に結合するラッチ継手を含むことができる。
図７は、燃料ノズル２０および／または予混合器に結合する保持器１４４の部分斜視図である。上記で説明したように、保持器１４４は、燃焼器ハウジング１８４に結合される第１の端部１８２を含む。さらに、首部２１０は第１の端部１８２から第２の端部１８８に延在する。図示のように、第２の端部１８８は燃料ノズル２０に結合され、燃料ノズル２０および／または予混合器を実質的に取り囲む。図示の実施形態では、燃料通路２１６は第１の端部１８２から第２の端部１８８に延在し、それによって燃料２４は燃料ノズル２０および／または予混合器に入ることができる。特定の実施形態では、燃料通路２１６は、同じまたは異なるタイプの燃料（例えば、液体燃料および／または気体燃料）を燃料ノズル２０および／または予混合器に導くことができる。図示の実施形態では、４本の燃料通路２１６を含んでいるが、他の実施形態では、これより多い、または少ない燃料通路２１６を含むことができる。例えば、１、２、３、５、６、７、８、９、１０本、または任意の適切な数の燃料通路２１６を含むことができる。
作動中、保持具１４４は、燃料２４を燃料ノズル２０に導いて空気流１５６の少なくとも一部分と混合するように構成される。特定の実施形態では、保持具１４４は、空気流１５６を燃料ノズル２０の流路２３０に導くことによって燃料２４と空気流１５６との混合を促進することができる。例えば、首部２１０は、隙間または空間２３４（例えば、中間通路）によって中心から外れた、または分離されたステム２３２を含むことができる。言い換えれば、ステム２３２は互いから間隔を置いて配置され、互いに対して平行となる、狭まる、または拡がることができる。特定の実施形態では、ステム２３２は、反りをもった形状（例えば、湾曲した、弓なりの、角度をもった形状）、または空気力学的な形状にして空気流１５６が流路２３０に流れやすくすることができる。例えば、各ステム２３２は、端部１８２と端部１８８との間を延在するエーロフォイル形状の断面（例えば、湾曲した外周）を有することができる。したがって、セトリングチャンッバ１４０に入った空気流１５６を、空気流１５６がステム２３２まで来たとき、流路２３０に向けて導くことができる。さらに、図示の実施形態は２本のステム２３２を含んでいるが、他の実施形態では、首部２１０を形成する１、３、４、５、６、７、８、９、１０本、または任意の適切な数のステム２３２を含むことができる。
図示の実施形態では、第２の端部１８８は、保持具１４４を燃料ノズル２０に結合するために燃料ノズルコネクタ２３６を含む。図示のように、燃料ノズルコネクタ２３６は、燃料ノズル２０を受け入れるために開口２４０（円筒状の穴、受口）を有する外殻２３８を含む。特定の実施形態では、外殻２３８および／または開口２４０は、第２の端部１８８を燃料ノズル２０に堅固に結合するために係止機構を含むことができる。例えば、係止機構は、さね継ぎコネクタ、締まり嵌めコネクタ、ねじ付き締結具などとすることができる。したがって、保持具１４４は開口１８６を通して取り付けて、燃料ノズルコネクタ２３６によって燃料ノズル２０に結合することができる。
図８は保持器１４４の実施形態の概略上面図である。上記で説明したように、第１の端部１８２は、首部２１０によって第２の端部１８８に結合される。図示の実施形態では、首部２１０は、反りをもった形状または空気力学的な形状（例えば、エーロフォイル形状の断面）を有するステム２３２を含む。言い換えれば、ステム２３２は、空間２３４を通って燃料ノズル２０および／または予混合器に流れやすくするように構成された湾曲した縁２４２（例えば、エーロフォイル形状の断面の外周）を含む。特定の実施形態では、空気力学的な形状は、両側に縁を有する湾曲した外周および両側の湾曲した側面を含むことができる。その結果、空気流１５６は、湾曲した縁２４２と相互作用し、燃料ノズル２０および／または予混合器に導くことができる。さらに、図示の形態では、燃料通路２１６は、第１の端部１８２から第２の端部１８８に、さらに開口２４０に配置された出口２４４まで延在する。出口２４４は、燃料２４を燃料ノズル２０および／または予混合器内に注入して燃焼室２２内で燃焼を可能とするように構成することができる。
上記で説明したように、図示の実施形態では、第１の端部寸法１９８（図７）は、第２の端部寸法２０６（図７）および第１の首寸法２１２（図７）より大きい。したがって、第２の端部１８８および首部２１０が開口１８６を通って延在して保持具１４４を燃料ノズル２０に結合することを可能にすると同時に、第１の端部１８２は燃焼器ハウジング１８４に結合するように構成することができる。さらに、図示の実施形態は、第１の首寸法２１２に実質的に等しい第２の端部幅２０６を含むが、他の実施形態では、第２の端部寸法２０６は第１の首寸法２１２より大きくすることができる、または第２の端部寸法２０６は第１の首寸法２１２より小さくすることができる。さらに、図示の実施形態では、ステム２３２は実質的に平行である。しかしながら、他の実施形態では、ステム２３２は拡がる、または狭まることができる。さらに、燃料通路２１６は第２の端部１８８に向かって拡がる、または狭まることができる。
図９は、流れ分離器１８０の実施形態の部分斜視図である。上記で説明したように、流れ分離器１８０は、燃焼器ハウジング１８４に取り付けて、燃焼器軸９２の周りを周方向に延在するように構成される。特定の実施形態では、流れ分離器１８０は、長手方向軸５０の周りを周方向に延在することができる。さらに、特定の実施形態では、流れ分離器１８０はセトリングチャンバ１４０内に配置することができる。図示の実施形態では、流れ分離器１８０は、燃焼器軸９２の周りを周方向に間隔を置いて配置されたスロット２６０を含む。しかしながら、上記で説明したように、特定の実施形態では、燃焼器１２は環状燃焼器とすることができ、そこでは、スロット２６０は長手方向軸５０の周りを周方向に間隔を置いて配置される。スロット２６０は、結合スリーブ２６４（例えば、環状の結合スリーブ）およびハブ２６６（例えば、環状のハブ）を含む流れ分離器ハウジング２６２に形成することができる。スロット２６０はハブ２６６に形成され、軸方向の流路２７０から分離器ハウジング２６２に半径方向に延在するアーム２６８によって分離される。特定の実施形態では、軸方向の流路２７０は、流れを燃料ノズル２０および／または予混合器の流路２３０に向けて導く。特定の実施形態では、軸方向の予混合器１４４は、スロット２６０を通って延在して燃料ノズル２０に結合するように構成することができる。例えば、ステム２３２は、隙間がステム２３２の周りに配置されるように、スロット２６０を通って延在することができる。特定の実施形態では、スロット２６０は、軸方向の予混合器１４４への流れが共通に、および／または均一になりやすくするように構成することができる。すなわち、スロット２６０は、セトリングチャンバ１４０の空気流１５６を軸方向の予混合器１４４に向けて向きを変えることができる。図示の実施形態では、燃焼器ハウジング１８４に係合して、流れ分離器１８０をセトリングチャンバ１４０内に配置するように構成された第１のリップ２７２（例えば、第１の環状リップ）および第２のリップ２７４（例えば、第２の環状リップ）を結合スリーブ２６４は含む。図示のように、第１および第２のリップ２７２、２７４は、セトリングチャンバ１４０内の空気流１５６の圧力に対応して撓む、かつ／または変形するように構成された湾曲した縁を含む。さらに、第１および第２のリップ２７２、２７４は、流れ分離器１８０と燃焼器ハウジング１８４との間に実質的に流体密閉シールを形成するように構成することができ、それによって、空気流１５６を、スロット２６０を通るように、かつ／または軸方向の流路２７０に沿うように導くことができる。
図１０は、流れ構成体１４を使用したガスタービンシステム１０の作動の方法２８０の実施形態の流れ図である。空気流１５６を第１のディフューザ１００内に注入することができる（ブロック２８２）。上記で説明したように、第１のディフューザ１００の流れ断面積は、第１のディフューザ長さ１０２に沿って増大することができ、それによって、空気流１５６の少なくとも１つのパラメータ（例えば、速度、圧力、混合）を制御することができる。例えば、第１のディフューザ１００は、空気流１５６の速度を下げることができる、かつ／または空気流１５６の圧力を制御することができる。特定の実施形態では、空気流１５６はこれに続いて、グースネックセクション１２０に入る（ブロック２８４）。例えば、グースネックセクション１２０は空気流１５６の向きを変える（例えば、流れの方向を変える）ように構成された湾曲部分１２４を含むことができる。空気流１５６の向きを変えることによって、空気流１５６は、燃焼の方向６４に実質的に反対の方向６２に流れることができて、燃焼室２２を向流冷却することが可能となる。さらに、空気流１５６をこれに続いて、第２のディフューザ１３０内に注入することができる（ブロック２８６）。特定の実施形態では、第２のディフューザ１３０は空気流１５６の流れが剥離する可能性を減らすように構成される。例えば、第２のディフューザ１３０は湾曲部分１２４より大きな流れ断面積を有することができ、それによって、空気流１５６の速度を下げ、空気流１５６の少なくとも１つのパラメータを制御することができる。しかしながら、他の実施形態では、第２のディフューザ１３０は、空気流１５６の他のパラメータ（例えば、圧力または混合）を制御することができる。
特定の実施形態では、空気流１５６の少なくとも一部分は、燃焼室２２を冷却するために向きを変えられる（ブロック２８８）。例えば、環状バッフル１３２（例えば、スクープ１３６）は、空気流１５８を、窓１３８を経て隙間１３４内へ向きを変えるように第２のディフューザ１３０内に延在することができる。理解されるように、隙間１３４は、燃焼の方向６４に流れて壁５８、６０の並行流冷却を促進するように、空気流１５８を導くことができる。空気流１５６の残りの部分は、セトリングチャンバ１４０の方へ導かれる（ブロック２９０）。特定の実施形態では、セトリングチャンバ１４０は、燃料ノズル２０および／または予混合器の上流に配置され、空気流１５６が、燃料ノズル２０および／または予混合器の方へ導かれる前に混合して実質的に均一な速度を得ることを可能にする（ブロック２９２）。燃料ノズル２０は、空気流１５６を受け入れて、空気流１５６と燃料２４との混合を促進して燃焼室２２内での燃焼が可能となるように構成することができる。したがって、流れ構成体１４をガスタービンシステム１０の作動中に使用して、空気流１５６を吸気口３６から複数の段階で拡散させて、空気流１５６が燃料ノズル２０および／または予混合器の方へ導かれるときに、実質的に圧力降下を減じ、速度を下げることなどができる。
図１１は、保持具１４４を取り付けるための方法３００の実施形態の流れ図である。保持具１４４は、燃焼器ハウジング１８４の開口１８６を通して挿入される（ブロック３０２）。上記で説明したように、保持具１４４の第２の端部１８８は開口１８６より小さい（例えば、第２の端部１８８は、第２の端部１８８が開口１８６を通過できるような寸法にされている）。したがって、保持具１４４は、燃焼器ハウジング１８４を分解することなく燃焼器ハウジング１８４に取り付ける、かつ／または燃焼器ハウジング１８４から取り外すことができる。特定の実施形態では、保持具１４４の第２の端部１８８は、流れ分離器１８０のスロット２６０を通って延在する（ブロック３０４）。例えば、流れ分離器１８０はセトリングチャンバ１４０内に配置することができ、その結果、スロット２６０は燃料ノズル２０および／または予混合器と実質的に位置が合わされる。保持器１４４の第２の端部８８は、燃料ノズル２０および／または予混合器に結合される（ブロック３０６）。特定の実施形態では、第２の端部１８８は、第２の端部１８８を燃料ノズル２０および／または予混合器に堅固に結合するためにラッチ機構を含むことができる。第２の端部１８８を燃料ノズル２０および／または予混合器に結合させることによって、保持具１４４を通って延在する燃料通路２１６は燃料ノズル２０に流体結合することができ、それによって、燃料は燃焼室２２に入ることができる。保持具１４４の第１の端部１８２は、燃焼器ハウジング１８４に結合される（ブロック３０８）。上記で説明したように、第１の端部１８２は開口１８６より大きな面積を有することができ、それによって、第１の端部１８２は燃焼器ハウジング１８４に堅固に結合することができる。保持具１４４は開口１８６から取り外すことができる（ブロック３１０）。例えば、第１の端部１８２は、第２の端部１８８が燃料ノズル２０から切り離されると、燃焼器ハウジング１８４から切り離すことができる。その後、保持具１４４は開口１８６から取り外すことができる。その結果、保持具１４４は、燃焼器１２を分解することなく、燃焼器ハウジング１８４に取り付ける、かつ／または、燃焼器ハウジング１８４から取り外すことができる。
上記で詳細に説明したように、流れ構成体１４を使用して、空気流１５６を燃料ノズル２０および／または予混合器に導くことができる。空気流１５６は、第１のディフューザ１００に入って少なくとも１つの流れパラメータを調整および／または制御することができる。さらに、空気流１５６はグースネックセクション１２０を通って向きを変えることができる。特定の実施形態では、空気流１５６は第２のディフューザ１３０に入って少なくとも１つの流れパラメータをさらに調整する。さらに、空気流１５６の少なくとも一部分は、環状バッフル１３２の窓１３８を経て隙間１３４の方へ向きを変えることができる。隙間１３４内の空気流１５８を使用して壁５８、６０を冷却することができる。空気流１５６は第２のディフューザ１３０を通ってセトリングチャンバ１４０に流れることができる。特定の実施形態では、セトリングチャンバ１４０は、流れ構成体１４に沿う圧力降下を減じる、かつ／または燃料ノズル２０に均一な流れを供給するように空気流１５６の少なくとも１つの流れパラメータを調整するように構成される。さらに、上記で説明したように、保持具１４４はセトリングチャンバ１４０内に配置することができる。特定の実施形態では、保持具１４４は、燃料２４を燃料ノズル２０および／または予混合器の方へ導くための燃料通路２１６を含むことができる。さらに、保持具１４４は湾曲した縁２４２を有するステム２３２を含んで、空気流１５６を燃料ノズル２０の方へ導くことができる。したがって、空気流１５６を、実質的に均一な圧力、速度、および／または成分を有して、燃料ノズル２０および／または予混合器に導くことができる。
ここで書かれる本明細書では、最良の態様を含む例を用いて本開示を開示し、また、任意の装置またはシステムの作製および使用、ならびに任意の組み入れられた方法の実施を含め、当業者が本開示を実施できるようにする。本開示の特許性を有する範囲は、特許請求の範囲によって規定され、当業者が想到する他の例を含むことができる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と相違ない構成要素を含む場合、または特許請求の範囲の文言と実質的に相違ない等価の構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図されている。
１０ ガスタービンシステム
１２ 燃焼器
１４ 流路構成体
１６ ヘッド端部セクション
１８ 燃焼セクション
２０ 燃料ノズル
２２ 燃焼室
２４ 燃料
２６ 燃料経路
２８ タービンセクション
３０ 排気出口
３２ シャフト
３４ 圧縮機セクション
３６ 吸気口
３８ 負荷
５０ 軸方向または軸、長手方向軸
５２ 半径方向または軸
５４ 周方向または軸
５６ ヘッド端部室
５８ 第１の壁
５８ａ 内側の第１の壁
５８ｂ 外側の第１の壁
６０ 第２の壁
６０ａ 内側の第２の壁
６０ｂ 外側の第２の壁
６２ 上流方向
６４ 燃焼の下流方向
６６ 第１の軸方向端部
６８ 第１の軸方向長さ
７０ 燃焼器軸方向長さ
７２ 第２の軸方向端部
７４ センサ
７６ コントローラ
７８ メモリ
８０ プロセッサ
９０ 第１の角度
９２ 燃焼器軸
９４ 斜め位置
９６ プレディフューザ
９８ 入口ポート
１００ 第１のディフューザ
１０２ 第１のディフューザ長さ
１０４ 第１のディフューザ軸
１０６ 第２の角度
１０８ 第１の端部
１１０ 第２の端部
１１２ 第１の流れ断面積
１１４ 第２の流れ断面積
１１６ 内側の構成体環状壁
１１８ 外側の構成体環状壁
１２０ グースネックセクション
１２２ 第１のグースネック端部
１２４ 湾曲部分
１２６ 第２のグースネック端部
１２８ 第３の流れ断面積
１２９ グースネックセクションの長さ
１３０ 第２のディフューザ
１３２ 環状バッフル
１３４ 隙間
１３６ スクープ
１３８ 窓
１４０ セトリングチャンバ
１４２ 第１の軸方向距離
１４４ 保持具
１４６ アーム
１４８ 空気流の一部分
１５０ 通路
１５２ チャンバ
１５４ 空気流
１５６ 空気流
１５８ 空気流
１６０ 本体部分
１６２ 空洞
１６４ 隆起部
１６６ 締結体
１６８ 窪み
１８０ 流れ分離器
１８２ 第１の端部
１８４ 燃焼器ハウジング
１８６ 開口
１８８ 第２の端部
１９０ 開口領域
１９２ 第１の開口寸法または長さ
１９４ 第２の開口寸法または幅
１９６ 第１の端部領域
１９８ 第１の端部寸法または幅
２００ 第１の端部寸法または長さ
２０２ 取付位置
２０４ 第２の端部領域
２０６ 第２の端部寸法または長さ
２０８ 第２の端部長さまたは幅
２１０ 首部
２１２ 第１の首寸法または幅
２１４ 第２の首寸法または長さ
２１６ 燃料通路
２１８ 予混合領域
２２０ 開口
２３０ 流路
２３２ ステム
２３４ 隙間または空間
２３６ 燃料ノズルコネクタ
２３８ 外殻
２４０ 開口
２４２ 湾曲した縁
２４４ 出口
２６０ スロット
２６２ 流れ分離器ハウジング
２６４ 結合スリーブ
２６６ ハブ
２６８ アーム
２７０ 軸方向の流路
２７２ 第１のリップ
２７４ 第２のリップ
２８０ 方法
２８２ ブロック
２８４ ブロック
２８６ ブロック
２８８ ブロック
２９０ ブロック
２９２ ブロック
３００ 方法
３０２ ブロック
３０４ ブロック
３０６ ブロック
３０８ ブロック
３１０ ブロック

Claims (20)

  1. 軸（５０）の周りを周方向に配置された第１のライナ壁（５８ａ）、前記第１のライナ壁（５８ａ）の周りを周方向に配置された燃焼室（２２）、および前記燃焼室（２２）の周りを周方向に配置された第２のライナ壁（５８ｂ）を有する環状燃焼器（１２）であって、燃焼ガス流を、前記燃焼室（２２）を通してヘッド端部（１６）から離れてタービン（２８）に向けて下流方向（６４）に導くように構成された環状燃焼器（１２）と、
    圧縮機（３４）からの流体流れを前記燃焼室（２２）に供給するように構成された供給通路であって、前記流体流れを圧縮機吐出方向から、燃焼ガス流の前記下流方向（６４）とは概ね反対の上流方向（６２）に曲げる曲がり部分を有する流路構成体（１４）を有する供給通路と
    を備えるシステム（１０）。
  2. 前記曲がり部分がグースネック部分（１２０）を備える、請求項１記載のシステム（１０）。
  3. 前記曲がり部分が、前記流体流れの流れ方向の距離に対して実質的に一定の流れ断面積（１２８）を有する、請求項１記載のシステム（１０）。
  4. 前記曲がり部分が、前記流体流れの流れ方向の距離に対して拡がる、または狭まる流れ断面積（１２８）を有する、請求項１記載のシステム（１０）。
  5. 前記供給通路に沿った壁に配置され、前記流体流れの一部分を前記環状燃焼器（１２）の辺りのチャンバ（１５２）に送るように構成されたバイパス開口を前記曲がり部分が備える、請求項１記載のシステム（１０）。
  6. 前記第１のライナ壁（５８ａ）に沿って配置された第１のフロースリーブ（６０ａ）、および前記第２のライナ壁（５８ｂ）に沿って配置された第２のフロースリーブ（６０ｂ）を備え、第１の通路が前記第１のライナ壁（５８ａ）と前記第１のフロースリーブ（６０ａ）との間を延在し、第２の通路が前記第２のライナ壁（５８ｂ）と前記第２のフロースリーブ（６０ｂ）との間を延在する、請求項１記載のシステム（１０）。
  7. 窓（１３８）に隣接するスクープ（１３６）を有するバッフル（１３２）を備え、前記スクープ（１３６）が前記供給通路内に延在し、前記窓（１３８）が前記第１の通路と流体連通し、前記流体流れの一部分が前記第１の通路を通って前記下流方向（６４）に向きを変えるように前記バッフル（１３２）が構成される、請求項６記載のシステム（１０）。
  8. 前記曲がり部分の上流に配置された第１のディフューザ（１００）であって、前記流体流れの流れ方向に増大する第１の流れ断面積を有する第１のディフューザ（１００）、または
    前記曲がり部分の下流に配置された第２のディフューザ（１３０）であって、前記流体流れの流れ方向に増大する第２の流れ断面積を有する第２のディフューザ（１３０）
    のうちの少なくとも１つを備える請求項１記載のシステム（１０）。
  9. 前記第１および第２のディフューザ（１００、１３０）を備える請求項８記載のシステム（１０）。
  10. 前記環状燃焼器（１２）の燃料ノズル（２０）の上流にセトリングチャンバ（１４０）を備え、前記セトリングチャンバ（１４０）が前記流体流れを受け入れ、前記流体流れを前記燃料ノズル（２０）に導く前に前記流体流れの少なくとも１つのパラメータを制御するように構成される、請求項１記載のシステム（１０）。
  11. 前記セトリングチャンバ（１４０）内に配置された流れ分離器（１８０）を備え、前記流れ分離器（１８０）が前記流体流れを前記燃料ノズル（２０）に導くように構成されたスロット（２６０）を備える、請求項１０記載のシステム（１０）。
  12. 軸（５０、９２）の周りを周方向に配置された燃焼室（２２）を有する燃焼器（１２）であって、燃焼ガス流を、前記燃焼室（２２）を通してヘッド端部（１６）から離れてタービン（２８）に向けて下流方向（６４）に導くように構成された燃焼器（１２）と、
    圧縮機（３４）からの流体流れを前記燃焼室（２２）に供給するように構成された供給通路であって、前記流体流れを圧縮機吐出方向から、燃焼ガス流の前記下流方向（６４）とは概ね反対の上流方向（６２）に曲げる曲がり部分を有する流路構成体（１４）を有する供給通路と、
    窓（１３８）に隣接するスクープ（１３６）を有するバッフル（１３２）であって、前記スクープ（１３６）が前記供給通路内に延在し、前記窓（１３８）が第１のライナ壁（５８、５８ａ）に沿って配置された第１の通路と流体連通する、バッフル（１３２）であって、前記流体流れの一部分が前記第１の通路を通って前記下流方向（６４）に向きを変えるように構成されたバッフル（１３２）、
    前記曲がり部分の上流に配置された第１のディフューザ（１００）、および前記曲がり部分の下流に配置された第２のディフューザ（１３０）を有する多段ディフューザ、または
    これらの任意の組合せ
    のうちの少なくとも１つと
    を備えるシステム（１０）。
  13. 前記曲がり部分が、前記流体流れの流れ方向の距離に対して実質的に一定の流れ断面積（１２８）を有するグースネック部分（１２０）を備える、請求項１２記載のシステム（１０）。
  14. 前記曲がり部分が、前記流体流れの流れ方向の距離に対して拡がる流れ断面積（１２８）を有するグースネック部分（１２０）を備える、請求項１２記載のシステム（１０）。
  15. 前記燃焼器（１２）の燃料ノズル（２０）の上流にセトリングチャンバ（１４０）を備え、前記セトリングチャンバ（１４０）が前記流体流れを受け入れ、前記流体流れを前記燃料ノズル（２０）に導く前に前記流体流れの少なくとも１つのパラメータを制御するように構成される、請求項１２記載のシステム（１０）。
  16. 前記供給通路に沿った壁に配置され、前記流体流れの一部分を前記燃焼器（１２）の辺りのチャンバ（１５２）に送るように構成されたバイパス開口を前記曲がり部分が備える、請求項１２記載のシステム（１０）。
  17. 燃焼ガス流を、環状燃焼器（１２）の燃焼室（２２）を通してヘッド端部（１６）から離れてタービン（２８）に向けて下流方向（６４）に送ることと、
    圧縮機（３４）からの流体流れを、曲がり部分を有する流路構成体（１４）を有する供給通路を経て前記燃焼室（２２）に送ることであって、前記流体流れを圧縮機吐出方向から、燃焼ガス流の前記下流方向（６４）とは概ね反対の上流方向（６２）に前記曲がり部分で曲げることを含む前記流体流れを送ることと
    を含む作動の方法。
  18. 前記曲がり部分の上流の第１のディフューザ（１００）において、前記曲がり部分の下流の第２のディフューザ（１３０）において、またはそれらを組み合わせて、前記流体流れを拡散させることを含む請求項１７記載の方法。
  19. 前記流体流れの一部分をすくい取り、向きを変えて、前記環状燃焼器（１２）の燃焼ライナ（５８ａ、５８ｂ）とフロースリーブ（６０ａ、６０ｂ）との間を前記下流方向（６４）に導くことを含む請求項１７記載の方法。
  20. 前記燃焼室（２２）および１つまたは複数の燃料ノズル（２０）の上流にある前記環状燃焼器（１２）のヘッド端部（１６）のセトリングチャンバ（１４０）において前記流体流れを調整することを含む請求項１７記載の方法。
JP2016168700A 2015-09-09 2016-08-31 環状の流路構成体を有するシステムおよび方法 Active JP6266718B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/849,552 2015-09-09
US14/849,552 US10465907B2 (en) 2015-09-09 2015-09-09 System and method having annular flow path architecture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017053618A true JP2017053618A (ja) 2017-03-16
JP6266718B2 JP6266718B2 (ja) 2018-01-24

Family

ID=56883657

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016168700A Active JP6266718B2 (ja) 2015-09-09 2016-08-31 環状の流路構成体を有するシステムおよび方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10465907B2 (ja)
EP (1) EP3150917B1 (ja)
JP (1) JP6266718B2 (ja)
KR (1) KR102543858B1 (ja)
CN (1) CN106524224B (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11732892B2 (en) * 2013-08-14 2023-08-22 General Electric Company Gas turbomachine diffuser assembly with radial flow splitters
US10598380B2 (en) 2017-09-21 2020-03-24 General Electric Company Canted combustor for gas turbine engine
US10976052B2 (en) * 2017-10-25 2021-04-13 General Electric Company Volute trapped vortex combustor assembly
US11053848B2 (en) * 2018-01-24 2021-07-06 General Electric Company Additively manufactured booster splitter with integral heating passageways
WO2020106431A2 (en) 2018-11-02 2020-05-28 Chromalloy Gas Turbine Llc Diffuser guide vane
US11021977B2 (en) * 2018-11-02 2021-06-01 Chromalloy Gas Turbine Llc Diffuser guide vane with deflector panel having curved profile
US11480337B2 (en) 2019-11-26 2022-10-25 Collins Engine Nozzles, Inc. Fuel injection for integral combustor and turbine vane
GB202019222D0 (en) * 2020-12-07 2021-01-20 Rolls Royce Plc Lean burn combustor
GB202019219D0 (en) 2020-12-07 2021-01-20 Rolls Royce Plc Lean burn combustor
US20230228221A1 (en) * 2022-01-04 2023-07-20 General Electric Company Systems and methods for providing output products to a combustion chamber of a gas turbine engine
CN114963237B (zh) * 2022-06-28 2023-06-23 重庆科技学院 一种对冲式带环形喷嘴的高压燃烧室

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2658338A (en) * 1946-09-06 1953-11-10 Leduc Rene Gas turbine housing
JPH08219445A (ja) * 1994-11-19 1996-08-30 Abb Manag Ag 多段燃焼式燃焼室及びその運転法
US5557918A (en) * 1994-06-03 1996-09-24 Abb Research Ltd. Gas turbine and method of operating it
JPH09196379A (ja) * 1995-12-29 1997-07-29 Abb Res Ltd ガスタービンの環状燃焼室並びにガスタービンの環状燃焼室を作動させる方法
EP1507120A1 (de) * 2003-08-13 2005-02-16 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbine
US20090133401A1 (en) * 2004-12-01 2009-05-28 Suciu Gabriel L Combustor for turbine engine

Family Cites Families (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB586556A (en) * 1942-01-12 1947-03-24 Karl Baumann Improvements in internal combustion turbine plant for propulsion
US3169367A (en) * 1963-07-18 1965-02-16 Westinghouse Electric Corp Combustion apparatus
US3623318A (en) * 1970-06-29 1971-11-30 Avco Corp Turbine nozzle cooling
US4912922A (en) * 1972-12-19 1990-04-03 General Electric Company Combustion chamber construction
US4896510A (en) * 1987-02-06 1990-01-30 General Electric Company Combustor liner cooling arrangement
EP0402693B1 (de) 1989-06-10 1996-03-20 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Gasturbinentriebwerk mit Diagonal-Verdichter
US5566542A (en) * 1994-08-24 1996-10-22 Westinghouse Electric Corporation Method for regulating and augmenting the power output of a gas turbine
US5737915A (en) 1996-02-09 1998-04-14 General Electric Co. Tri-passage diffuser for a gas turbine
US6494044B1 (en) 1999-11-19 2002-12-17 General Electric Company Aerodynamic devices for enhancing sidepanel cooling on an impingement cooled transition duct and related method
DE50107283D1 (de) 2001-06-18 2005-10-06 Siemens Ag Gasturbine mit einem Verdichter für Luft
EP1312865A1 (de) * 2001-11-15 2003-05-21 Siemens Aktiengesellschaft Ringbrennkammer für eine Gasturbine
DE10233805B4 (de) 2002-07-25 2013-08-22 Alstom Technology Ltd. Ringförmige Brennkammer für eine Gasturbine
EP1441180A1 (de) 2003-01-27 2004-07-28 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildelement, Brennkammer sowie Gasturbine
US7093440B2 (en) * 2003-06-11 2006-08-22 General Electric Company Floating liner combustor
US7152411B2 (en) * 2003-06-27 2006-12-26 General Electric Company Rabbet mounted combuster
EP1508680A1 (de) 2003-08-18 2005-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Diffusor zwischen Verdichter und Brennkammer einer Gasturbine angeordnet
KR100586556B1 (ko) * 2005-04-01 2006-06-08 주식회사 하이닉스반도체 반도체 장치의 프리차지 전압공급회로
US7707835B2 (en) * 2005-06-15 2010-05-04 General Electric Company Axial flow sleeve for a turbine combustor and methods of introducing flow sleeve air
GB2434437B (en) 2006-01-19 2011-01-26 Siemens Ag Improvements in or relating to combustion apparatus
US7827801B2 (en) * 2006-02-09 2010-11-09 Siemens Energy, Inc. Gas turbine engine transitions comprising closed cooled transition cooling channels
EP1985926B1 (en) * 2007-04-26 2018-09-05 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Combustion equipment and combustion method
US7874157B2 (en) * 2008-06-05 2011-01-25 General Electric Company Coanda pilot nozzle for low emission combustors
US8438855B2 (en) 2008-07-24 2013-05-14 General Electric Company Slotted compressor diffuser and related method
US20100037620A1 (en) * 2008-08-15 2010-02-18 General Electric Company, Schenectady Impingement and effusion cooled combustor component
US7874138B2 (en) 2008-09-11 2011-01-25 Siemens Energy, Inc. Segmented annular combustor
US8479519B2 (en) 2009-01-07 2013-07-09 General Electric Company Method and apparatus to facilitate cooling of a diffusion tip within a gas turbine engine
US8646277B2 (en) * 2010-02-19 2014-02-11 General Electric Company Combustor liner for a turbine engine with venturi and air deflector
JP5558168B2 (ja) * 2010-03-30 2014-07-23 三菱重工業株式会社 燃焼器及びガスタービン
US20120198855A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-09 General Electric Company Method and apparatus for cooling combustor liner in combustor
US8887508B2 (en) 2011-03-15 2014-11-18 General Electric Company Impingement sleeve and methods for designing and forming impingement sleeve
US8955330B2 (en) * 2011-03-29 2015-02-17 Siemens Energy, Inc. Turbine combustion system liner
US8701419B2 (en) * 2012-05-10 2014-04-22 General Electric Company Multi-tube fuel nozzle with mixing features
US9212823B2 (en) 2012-09-06 2015-12-15 General Electric Company Systems and methods for suppressing combustion driven pressure fluctuations with a premix combustor having multiple premix times
US9574496B2 (en) * 2012-12-28 2017-02-21 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US9376961B2 (en) 2013-03-18 2016-06-28 General Electric Company System for controlling a flow rate of a compressed working fluid to a combustor fuel injector
US20170067639A1 (en) 2015-09-09 2017-03-09 General Electric Company System and method having annular flow path architecture
US9938903B2 (en) * 2015-12-22 2018-04-10 General Electric Company Staged fuel and air injection in combustion systems of gas turbines

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2658338A (en) * 1946-09-06 1953-11-10 Leduc Rene Gas turbine housing
US5557918A (en) * 1994-06-03 1996-09-24 Abb Research Ltd. Gas turbine and method of operating it
JPH08219445A (ja) * 1994-11-19 1996-08-30 Abb Manag Ag 多段燃焼式燃焼室及びその運転法
JPH09196379A (ja) * 1995-12-29 1997-07-29 Abb Res Ltd ガスタービンの環状燃焼室並びにガスタービンの環状燃焼室を作動させる方法
EP1507120A1 (de) * 2003-08-13 2005-02-16 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbine
US20090133401A1 (en) * 2004-12-01 2009-05-28 Suciu Gabriel L Combustor for turbine engine

Also Published As

Publication number Publication date
EP3150917B1 (en) 2020-10-28
US10465907B2 (en) 2019-11-05
JP6266718B2 (ja) 2018-01-24
EP3150917A2 (en) 2017-04-05
EP3150917A3 (en) 2017-07-12
KR20170030447A (ko) 2017-03-17
US20170067635A1 (en) 2017-03-09
CN106524224B (zh) 2020-07-14
KR102543858B1 (ko) 2023-06-14
CN106524224A (zh) 2017-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6266718B2 (ja) 環状の流路構成体を有するシステムおよび方法
US11965466B2 (en) Second stage combustion for igniter
JP6659343B2 (ja) ガスタービン燃焼器におけるパイロットノズル
US9671112B2 (en) Air diffuser for a head end of a combustor
US9534787B2 (en) Micromixing cap assembly
US8925323B2 (en) Fuel/air premixing system for turbine engine
RU2621566C2 (ru) Топливовоздушная форсунка (варианты ), камера сгорания для газотурбинного двигателя (варианты ) и способ работы топливовоздушной форсунки (варианты )
US9310078B2 (en) Fuel injection assemblies in combustion turbine engines
JP4658471B2 (ja) ガスタービンエンジンの燃焼器エミッションを減少させる方法及び装置
US8176739B2 (en) Coanda injection system for axially staged low emission combustors
US8607575B2 (en) Method and apparatus for actively controlling fuel flow to a mixer assembly of a gas turbine engine combustor
US20090056336A1 (en) Gas turbine premixer with radially staged flow passages and method for mixing air and gas in a gas turbine
US11371710B2 (en) Gas turbine combustor assembly with a trapped vortex feature
CA2528808C (en) Method and apparatus for decreasing combustor acoustics
JP2017150806A (ja) ガスタービン燃焼器におけるパイロットノズル
EP2653783B1 (en) Turbine combustor system having aerodynamic feed cap
US20160061452A1 (en) Corrugated cyclone mixer assembly to facilitate reduced nox emissions and improve operability in a combustor system
JPH10311539A (ja) ガスタービンエンジン用低エミッション燃焼システム
US10458655B2 (en) Fuel nozzle assembly
JPS5950887B2 (ja) ガスタ−ビン機関用燃料噴射装置
EP2527744B1 (en) System and method for turbine combustor mounting assembly
US20170067639A1 (en) System and method having annular flow path architecture
EP3586062B1 (en) Combustion system with axially staged fuel injection
JP4995657B2 (ja) ガスタービンエンジン燃焼器のミキサ組立体への燃料流量を能動的に制御するための装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170829

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171124

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171205

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6266718

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250