JP2017110902A - 軸方向に燃料を多段化するためのスロット型噴射器 - Google Patents
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Abstract
Description
[実施態様1]
ガスタービン(10)用の軸方向燃料多段化噴射器(70)であって、
上流端部(172)および下流端部(174)を備える本体(170)を備え、前記本体(170)は、圧縮空気が中を通って、圧縮空気源(61)からガスタービン燃焼器(16)の移行ダクト(54)に流れる一次圧縮空気流路(82)を画定し、前記本体(170)は、その内部面(80)上に配置された複数の出口(86)を含み、前記複数の出口(86)の各出口(86)は、
二次燃料源(60)と流体連通する二次燃料導管(112)であって、二次燃料路(114)を画定する第1の壁(148)を含む二次燃流導管(112)と、
前記二次燃料導管(112)の半径方向に外側に配置され、前記圧縮空気源(61)と流体連通する二次圧縮空気導管(122)であって、実質的な共軸環状配置で前記第1の壁(148)周りに配置された第2の壁(156)を含み、前記第1の壁(148)および前記第2の壁(156)は、二次圧縮空気流路(124)を画定する、二次圧縮空気導管(122)とを含み、
各出口(86)は、二次燃料と圧縮空気を、前記一次圧縮空気流路(82)を横断する方向で前記一次圧縮空気流路(82)の中に噴射し、それによって、燃料と空気の混合物を形成するように構成される、本体(170)を備える、
ガスタービン(10)用の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
[実施態様2]
前記噴射器(70)が、前記燃料と空気の混合物を前記ガスタービン(10)の燃焼器(16)の前記移行ダクト(54)に送るように構成される、実施態様1記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
[実施態様3]
前記二次燃料が、天然ガス、液化天然ガス(LNG)、合成ガス、メタン、エタン、ブタンプロパン、バイオガス、消化ガス、埋立ガス、石炭坑内ガス、ガソリン、ディーゼル、ナフサ、灯油、メタノール、バイオ燃料、またはそれらの組合せである、実施態様1記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
[実施態様4]
前記第1の壁(148)が、約2.667mm(0.105インチ)の内径(150)および約3.175mm(0.125インチ)の外径(152)を有する、実施態様1記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
[実施態様5]
前記第2の壁(156)が、約4.445mm(0.175インチ)の内径(158)および約4.953mm(0.195インチ)の外径(160)を有する、実施態様1記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
[実施態様6]
前記本体(74)の前記内部面(80)が、実質的な楕円形状を有し、前記二次圧縮空気導管(122)が、前記二次燃料導管(112)と同心である、実施態様1記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
[実施態様7]
前記本体(74)の前記内部面(80)の前記実質的な楕円形状が、前方側部(88)および後方側部(90)を含み、前記前方側部および後方側部(88、90)が、弓形の端部壁によって結合されており、前記複数の出口(86)が、前記本体(74)の前記前方側部(88)および前記後方側部(90)に沿って均等に間隔をあけて配置されている、実施態様6記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
[実施態様8]
ガスタービン(10)であって、
空気を圧縮するように構成される圧縮機(26)と、
前記圧縮機(26)から圧縮空気を受け取り、一次燃料源(12)から一次燃料を受け取り、かつ前記圧縮空気と一次燃料との混合物を燃焼して、結果的に燃焼流体が生じるように構成される燃焼器(16)とを備え、前記燃焼器(16)が、
前記燃焼器(16)をタービン(10)に流体連結しており、前記燃焼流体を前記タービン(10)の方へ送るように構成される移行ダクト(54)と、
前記移行ダクト(54)に連結された軸方向燃料多段化噴射器(70)とを備え、前記軸方向燃料多段化噴射器(70)は、
上流端部(116)と、下流端部(118)とを含む本体(74)であって、圧縮空気が中を通って、圧縮空気源(61)からガスタービン燃焼器(16)の移行ダクト(54)へ流れる一次圧縮空気流路(82)を画定する本体(74)と、
前記本体(74)の内部面(80)上に配置された複数の出口(86)とを備え、前記複数の出口(86)の各出口(86)が、
二次燃料源(60)と流体連通する二次燃料導管(112)であって、前記二次燃料路(114)を画定する第1の壁(148)を含む二次燃料導管(112)と、
前記二次燃料導管(112)の半径方向に外側に配置され、前記圧縮空気源(61)と流体連通する二次圧縮空気導管(122)であって、実質的な共軸環状配置で前記第1の壁(148)周りに配置された第2の壁(156)を含み、前記第1の壁(148)および前記第2の壁(156)が、二次圧縮空気流路(124)を画定する、二次圧縮空気導管(122)とを含み、
各出口(86)が、二次燃料と圧縮空気を、前記一次圧縮空気流路(82)を横断する方向で前記一次圧縮空気流路(82)の中に噴射して、それによって、燃料と空気の混合物を形成するように構成される、
ガスタービン(10)。
[実施態様9]
前記複数の出口(86)が、前記本体(170)の前記上流端部(172)の前記内部面(80)上に配置される、実施態様8記載のガスタービン(10)。
[実施態様10]
複数の軸方向燃料多段化噴射器(70)が、前記移行ダクト(54)の周囲で円周方向および軸方向に配置される、実施態様8記載のガスタービン(10)。
[実施態様11]
前記二次燃料および前記一次燃料が、同じである、実施態様8記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様12]
前記本体(170)の前記内部(80)面が、実質的な楕円形状を有し、前方側部(88)および後方側部(90)を含み、前記前方側部および後方側部(88、90)が、弓形の端部壁によって結合されており、前記複数の出口(86)が、前記本体(170)の前記前方側部(88)および前記後方側部(90)に沿って均等に間隔をあけて配置されている、実施態様8記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様13]
前記第1の壁(148)が、約2.667mm(0.105インチ)の内径(150)および約3.175mm(0.125インチ)の外径(152)を有する、実施態様8記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様14]
前記第2の壁(156)が、約4.445mm(0.175インチ)の内径(150)および約4.953mm(0.195インチ)の外径(152)を有する、実施態様8記載のガスタービンエンジン(10)。
[実施態様15]
軸方向に燃料を多段化する(AFS)方法(200)であって、
二次燃料源(60)から二次燃料流を受け取ることと、
圧縮空気源(61)から一次圧縮気流を受け取ることと、
二次圧縮空気流を前記一次圧縮空気流から逸らすことと、
前記二次圧縮気流を実質的な共軸環状配置で前記二次燃料流周りに送ることと、
前記二次燃料流と前記二次圧縮空気流を、オリフィスの共軸環状配置(86)を通して前記一次圧縮空気流を実質的に横断する方向で前記一次圧縮空気流の中に噴射して、燃料と空気の混合物を形成することと、
前記燃料と空気の混合物を前記燃焼器(16)の先端領域(50)から下流のガスタービン(10)の燃焼器(16)に送ることとを含む方法。
[実施態様16]
前記燃料と空気の混合物を前記燃焼器(16)の移行ダクト(54)の中に送ることを含む、実施態様15記載のAFS方法(200)。
[実施態様17]
前記圧縮空気源(61)が、前記燃焼器(16)の前記先端領域(50)である、実施態様16記載のAFS方法(200)。
[実施態様18]
前記圧縮空気源(61)は、圧縮機(26)である、実施態様15記載のAFS方法(200)。
[実施態様19]
前記二次燃料流を二次燃料導管(112)を通して送ることを含む、実施態様15記載のAFS方法(200)。
[実施態様20]
前記二次空気流を、実質的に共軸環状配置で前記二次燃料導管(112)周りに配置されている二次圧縮空気導管(122)を通して送ることを含む、実施態様19記載のAFS方法(200)。
12 燃料供給部
14 燃焼器区分
16 燃焼器
18 シャフト
20 タービン
22 段
24 排気出口
26 圧縮機
28 段
30 酸化剤取入口
32 酸化剤供給部
34 負荷
36 軸方向
38 半径方向
40 円周方向
50 先端部
52 第1の燃焼帯
54 移行ダクト
56 第2の燃焼帯
58 燃料多段化噴射器(AFS)
60 二次燃料供給部、供給源
61 圧縮空気源
62 主流方向、主流路
70 軸方向燃料多段化噴射器
72 外に面する部分
74 本体
76 長さ
78 深さ
80 内部面
82 一次圧縮空気流路
84 噴射システム
86 共軸環状出口
88 前方側部
90 後方側部
92 二次燃料オリフィス
94 二次圧縮空気オリフィス
110 二次燃料マニホルド
112 二次燃料導管
114 二次燃料路
116 上流端部
118 下流端部
120 二次圧縮空気マニホルド
122 二次圧縮空気導管
124 二次圧縮空気流路
148 第1の壁
150 内径
152 外径
156 第2の壁
158 内径
160 外径
170 本体
172 上流端部
174 下流端部
Claims (13)
- ガスタービン(10)用の軸方向燃料多段化噴射器(70)であって、
上流端部(172)および下流端部(174)を備える本体(170)を備え、
前記本体(170)は、圧縮空気が中を通って、圧縮空気源(61)からガスタービン燃焼器(16)の移行ダクト(54)に流れる一次圧縮空気流路(82)を画定し、前記本体(170)は、その内部面(80)上に配置された複数の出口(86)を含み、前記複数の出口(86)の各出口(86)は、
二次燃料源(60)と流体連通する二次燃料導管(112)であって、二次燃料路(114)を画定する第1の壁(148)を含む二次燃流導管(112)と、
前記二次燃料導管(112)の半径方向に外側に配置され、前記圧縮空気源(61)と流体連通する二次圧縮空気導管(122)であって、実質的な共軸環状配置で前記第1の壁(148)周りに配置された第2の壁(156)を含み、前記第1の壁(148)および前記第2の壁(156)は、二次圧縮空気流路(124)を画定する、二次圧縮空気導管(122)とを含み、
各出口(86)は、二次燃料と圧縮空気を、前記一次圧縮空気流路(82)を横断する方向で前記一次圧縮空気流路(82)の中に噴射し、それによって、燃料と空気の混合物を形成するように構成される、本体(170)を備える、軸方向燃料多段化噴射器(70)。 - 前記噴射器(70)が、前記燃料と空気の混合物を前記ガスタービン(10)の燃焼器(16)の前記移行ダクト(54)に送るように構成される、請求項1記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
- 前記二次燃料が、天然ガス、液化天然ガス(LNG)、合成ガス、メタン、エタン、ブタンプロパン、バイオガス、消化ガス、埋立ガス、石炭坑内ガス、ガソリン、ディーゼル、ナフサ、灯油、メタノール、バイオ燃料、またはそれらの組合せである、請求項1記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
- 前記第1の壁(148)が、約2.667mm(0.105インチ)の内径(150)および約3.175mm(0.125インチ)の外径(152)を有する、請求項1記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
- 前記第2の壁(156)が、約4.445mm(0.175インチ)の内径(158)および約4.953mm(0.195インチ)の外径(160)を有する、請求項1記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
- 前記本体(74)の前記内部面(80)が、実質的な楕円形状を有し、前記二次圧縮空気導管(122)が、前記二次燃料導管(112)と同心である、請求項1記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
- 前記本体(74)の前記内部面(80)の前記実質的な楕円形状が、前方側部(88)および後方側部(90)を含み、前記前方側部および後方側部(88、90)が、弓形の端部壁によって結合されており、前記複数の出口(86)が、前記本体(74)の前記前方側部(88)および前記後方側部(90)に沿って均等に間隔をあけて配置されている、請求項6記載の軸方向燃料多段化噴射器(70)。
- 軸方向に燃料を多段化する(AFS)方法(200)であって、
二次燃料源(60)から二次燃料流を受け取ることと、
圧縮空気源(61)から一次圧縮気流を受け取ることと、
二次圧縮空気流を前記一次圧縮空気流から逸らすことと、
前記二次圧縮気流を実質的な共軸環状配置で前記二次燃料流周りに送ることと、
前記二次燃料流と前記二次圧縮空気流を、オリフィスの共軸環状配置(86)を通して前記一次圧縮空気流を実質的に横断する方向で前記一次圧縮空気流の中に噴射して、燃料と空気の混合物を形成することと、
前記燃料と空気の混合物を前記燃焼器(16)の先端領域(50)から下流のガスタービン(10)の燃焼器(16)に送ることとを含む方法。 - 前記燃料と空気の混合物を前記燃焼器(16)の移行ダクト(54)の中に送ることを含む、請求項8記載のAFS方法(200)。
- 前記圧縮空気源(61)が、前記燃焼器(16)の前記先端領域(50)である、請求項9記載のAFS方法(200)。
- 前記圧縮空気源(61)は、圧縮機(26)である、請求項8記載のAFS方法(200)。
- 前記二次燃料流を二次燃料導管(112)を通して送ることを含む、請求項8記載のAFS方法(200)。
- 前記二次空気流を、実質的に共軸環状配置で前記二次燃料導管(112)周りに配置されている二次圧縮空気導管(122)を通して送ることを含む、請求項12記載のAFS方法(200)。
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