JP2017525924A - 噴霧器配列を備える多機能燃料ノズル - Google Patents

噴霧器配列を備える多機能燃料ノズル Download PDF

Info

Publication number
JP2017525924A
JP2017525924A JP2017508497A JP2017508497A JP2017525924A JP 2017525924 A JP2017525924 A JP 2017525924A JP 2017508497 A JP2017508497 A JP 2017508497A JP 2017508497 A JP2017508497 A JP 2017508497A JP 2017525924 A JP2017525924 A JP 2017525924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
array
nozzle
sprayed
fuel
sprayer
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
JP2017508497A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6400181B2 (ja
Inventor
エイ. レイミア スティーヴン
エイ. レイミア スティーヴン
ヴィ. バルヴェ ヴィナヤク
ヴィ. バルヴェ ヴィナヤク
エル. サックウェイ リチャード
エル. サックウェイ リチャード
ポリゾポウロス チャラランボス
ポリゾポウロス チャラランボス
ファリド アブ−ジャウジ ハリール
ファリド アブ−ジャウジ ハリール
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JP2017525924A publication Critical patent/JP2017525924A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6400181B2 publication Critical patent/JP6400181B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C1/00Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air
    • F23C1/08Combustion apparatus specially adapted for combustion of two or more kinds of fuel simultaneously or alternately, at least one kind of fuel being either a fluid fuel or a solid fuel suspended in a carrier gas or air liquid and gaseous fuel
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L7/00Supplying non-combustible liquids or gases, other than air, to the fire, e.g. oxygen, steam
    • F23L7/002Supplying water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23LSUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L2900/00Special arrangements for supplying or treating air or oxidant for combustion; Injecting inert gas, water or steam into the combustion chamber
    • F23L2900/07008Injection of water into the combustion chamber

Abstract

ノズルキャップ(82)は、ノズルの下流端部に配置されている。ノズルキャップは、ノズルの長手方向軸線(18)に沿って延びる流体噴射ランスの下流部分を収容するように配置されたボアを有することができる。流体噴射ランスの下流部分は、第1の噴霧された排出円錐を形成するために、中央に配置された噴霧器(80)を有する。噴霧器(84)の配列はノズルキャップに配置されている。噴霧器の配列は、ランスの長手方向軸線の周りに周方向に配置されている。噴霧器の配列は、それぞれの第2の噴霧された排出円錐の配列を形成するように、中央に配置された噴霧器に対して半径方向外側に配置されていてもよい。

Description

開示された実施の形態は、ガスタービンエンジンなどの燃焼タービンエンジン用の燃料ノズルに関する。より詳細には、開示された実施の形態は、噴霧器配列を備える改良された多機能燃料ノズルに関する。
ガスタービンエンジンは、圧縮空気内で燃料を燃焼させることによって高温の作動ガスを発生するように構成された1つまたは複数の燃焼器を有する。燃料を各燃焼器に導入するために、燃料噴射アセンブリまたはノズルが使用される。ユーザに柔軟性を提供するために、このような燃料ノズルは、液体燃料または気体燃料のいずれか、または両方を同時に燃焼させることができるマルチ燃料タイプであってもよい。
ガスタービン燃焼器における燃焼の結果、燃焼されたガスに窒素酸化物(NOx)の形成が生じ、これは望ましくないと考えられている。NOxの形成を低減する1つの技術は、燃料噴射ノズルを介して燃焼器内に燃料とともに水を噴射することを含む。米国特許出願第13/163,826号は、液体水噴射とともに、気体燃料または液体燃料のいずれか、または両方を燃焼させることができる燃料ノズルアセンブリを開示している。
本発明の複数の態様を具体化する多機能燃料ノズルの1つの限定でない実施の形態の断面側面図である。 本発明の複数の態様を具体化する多機能燃料ノズルの下流端部に配置された噴霧器の1つの限定でない例の詳細を示す、等角の断片的な断面図である。 図1に示された多機能燃料ノズルの、後方からの等角図である。 図1に示された多機能燃料ノズルの、前方からの等角図である。 本発明の複数の態様を具体化する多機能燃料ノズルの下流端部に配置されたノズルキャップの1つの限定でない例の詳細を示す、等角の断片的な断面図である。 図5に示されたノズルキャップと、ノズルキャップの前面に取り付けられた熱シールドとの断片的な側面図である。 熱シールドを示し、ノズルキャップ内の中央に配置されたボアをさらに示す、前方からの等角図である。 ノズルキャップ内の気体燃料チャネルの概略図である。 熱シールドを示し、ノズルキャップのボアに取り付けられた噴霧器アセンブリの1つの限定でない例をさらに示す、前方からの等角図である。 本発明の別の態様を具体化する多機能燃料ノズルの下流端部に配置された噴霧器の環状の配列を有するノズルキャップの別の限定でない例の詳細を示す、前方からの、断片的な等角図である。 噴霧器の配列内の1つの噴霧器の詳細を示す、断片的な断面等角図である。 噴霧器の環状の配列を具体化する多機能燃料ノズルの1つの限定でない実施の形態の、断面側面図である。 配列内の異なる数の噴霧器と、このような噴霧器配列を備えて形成された排出円錐の異なる拡開角度とを含む、それぞれの限定でない実施の形態を示している。 配列内の異なる数の噴霧器と、このような噴霧器配列を備えて形成された排出円錐の異なる拡開角度とを含む、それぞれの限定でない実施の形態を示している。
本発明の発明者らは、従来のマルチ燃料ノズルに関連して生ずる恐れのある幾つかの問題を認識した。例えば、NOxエミッションを低減するために、これらのマルチ燃料ノズルは、燃焼器バスケット内に水を噴射することが知られている。この噴射は、通常、バスケット内の内壁ライナに衝突しうる噴霧されていない(例えばまとまった)水ジェットまたは水流の形式である。これらの水ジェットまたは水流は、ライナ壁に実質的な熱的問題を課す恐れがあり、いずれは、このようなライナ壁の寿命を短縮することにつながる恐れがある。
少なくともこのような認識を考慮して、中央に配置された噴霧器と組み合わされた噴霧器配列を費用対効果よくかつ確実に有する革新的な多機能燃料ノズルを提案する。この組合せは、微細に噴霧された水の1つまたは複数の円錐の形式で水を噴射するために有効である。1つまたは複数の噴霧された円錐は、水の消費を低減し、かつ燃焼ダイナミクス、ライナ壁温度などを含んでもよい関連する燃焼性能要求を満たしながら、NOxエミッションを低減するように構成されていてもよい。提案された燃料ノズルは、複数の作動的機能性を通じて、作動多様性を高めることができる。この複数の作動的機能性は、選択的に、任意の用途の必要性に応じて相互に交換することができる。提案された多機能燃料ノズルの別の態様を以下の開示において説明する。
図1は、本発明の複数の態様を具体化する多機能燃料ノズル10の1つの限定でない実施の形態の断面側面図である。この実施の形態では、多機能燃料ノズル10は、第1の流体回路14および第2の流体回路16を含む環状の燃料噴射ランス12を有する。第1の流体回路14は、燃料噴射ランス12内の中央に配置されている。第1の流体回路14は、第1の流体(矢印20によって概略的に表されている)をランス12の下流端部22へ搬送するためにランス12の長手方向軸線18に沿って延びている。
第2の流体回路16は、第2の流体(矢印24によって概略的に表されている)をランス12の下流端部22へ搬送するために、第1の流体回路14の周囲に環状に配置されている。図3に認められるように、中央に配置された第1の入口15は、第1の流体20を第1の流体回路14へ導入するために使用されてもよい。同様に、第2の入口17は、第2の流体24を第2の流体回路16へ導入するために使用されてもよい。
以下でさらに詳細に説明するように、1つの限定でない実施の形態では、第1または第2の流体20,24のうちの一方は、燃焼タービンエンジンの液体燃料作動モードの間に第1および第2の流体回路14,16のうちの一方によって搬送される、留出油などの液体燃料を含んでもよい。第1および第2の流体回路14,16のうちの他方によって搬送される第1および第2の流体20,24のうちの他方は、空気または水などの選択可能な非燃料流体を含んでもよい。
噴霧器30は、ランス12の下流端部22に配置されている。図2に認められるように、1つの限定でない実施の形態では、噴霧器30は、第1の噴霧された排出円錐(線34(図1)によって概略的に表されている)を形成するように第1の流体回路14に応答する第1の排出オリフィス32を有している。噴霧器30は、第2の噴霧された排出円錐(線38(図1)によって概略的に表されている)を形成するように第2の流体回路16に応答する第2の排出オリフィス36をさらに有している。つまり、この実施の形態では、噴霧器30はデュアルオリフィス噴霧器を含むことが認められるであろう。
1つの限定でない実施の形態では、噴霧器30のオリフィス32,36はそれぞれ、噴霧器30によって形成される第1および第2の排出円錐34,38が、所定の角度範囲にわたって互いに交差する円錐などの同心状パターンを含むように構成されている。限定でなく、このようなパターンは、中実円錐、半中実円錐、中空円錐、微細スプレー円錐、空気のシート、または個々の液滴(スプレー)を含んでもよい。
1つの限定でない実施の形態では、第1の噴霧された排出円錐34の角度範囲(θ1(図1))は、約80度から約120度まで延びている。別の限定でない実施の形態では、第1の噴霧された排出円錐34の角度範囲θ1は、約90度から約115度まで延びている。さらに別の限定でない実施の形態では、第1の噴霧された排出円錐34の角度範囲θ1は、約104度から約110度まで延びている。
1つの限定でない実施の形態では、第2の噴霧された排出円錐38の角度範囲(θ2)は、約40度から約90度まで延びている。別の限定でない実施の形態では、第2の噴霧された排出円錐38の角度範囲θ2は、約60度から約80度まで延びている。
第1および第2の噴霧された排出円錐34,38の比較的大きな角度差は、液体燃料の点火中、強化された噴霧を提供する傾向があると考えられる。逆に、第1および第2の噴霧された排出円錐34,38の比較的小さな角度差は、気体燃料作動中、より強化されたNOx低減能力を提供する傾向がある。例えば、第1の噴霧された排出円錐34の角度範囲θ1が約110度であり、第2の噴霧された排出円錐38の角度範囲θ2が約40度である限定でない組合せは、例えば、第1の噴霧された排出円錐34の角度範囲θ1が約110度であり、第2の噴霧された排出円錐38の角度範囲θ2が約80度である別の限定でない組合せと比較して、液体燃料の点火中、強化された噴霧を提供しやすい。上述のように、後者の例の組合せは、気体燃料作動中、強化されたNOx低減能力を提供しやすい。広くは、第1および第2の噴霧された円錐の交差の所定の角度範囲は、液体燃料の点火中の噴霧性能、NOx減少性能などの、エンジンの所望の作動特性を最適化するように調整されてもよい。
開示された実施の形態の複数の態様によれば、第1および第2の流体回路14,16によってそれぞれ提供される作動的機能性と、噴霧器30によって形成される第1および第2の排出円錐34,38とは、選択的に、任意の用途の必要性に基づいて相互に交換されてもよい。つまり、第1および第2の流体回路14,16によってそれぞれ搬送される流体のタイプは、選択的に、任意の用途の必要性に基づいて相互に交換されてもよい。
例えば、1つの限定でない実施の形態では、液体燃料の点火中、選択可能な非燃料流体は、1つの例の場合に第1の流体回路14によって搬送される空気を含んでもよい。この場合、第1の噴霧された排出円錐38は空気の円錐を含み、液体燃料は、第2の流体回路16によって搬送されるオイル燃料を含む。この場合、第2の噴霧された排出円錐34は、噴霧されたオイル燃料の円錐を含む。この実施の形態では、液体燃料の点火後、選択可能な非燃料流体は、第1の流体回路14によって搬送される(空気の代わりの)水を含み、第1の噴霧された排出円錐34は、噴霧された水の円錐を含む。
1つの代替的な限定でない実施の形態では、液体燃料の点火中、液体燃料は、この代替的な実施の形態では第2の回路16の代わりに第1の回路14によって搬送され、ひいては、この場合、第1の噴霧された排出円錐34は、噴霧されたオイル燃料の円錐を含む。選択可能な非燃料流体は、この場合、第1の回路14の代わりに第2の回路16によって搬送される空気を含み、ひいては、第2の噴霧された排出円錐38は、空気の円錐を含む。液体燃料の点火後、選択可能な非燃料流体は、(空気の代わりに)水を含む。この水は、この代替的な実施の形態では第2の流体回路16によって搬送され、ひいては、第2の噴霧された排出円錐38は、噴霧された水から形成された円錐を含む。
1つの限定でない実施の形態では、複数の気体燃料チャネル40は、燃料ランス12の長手方向軸線18の周りに周方向に配置されている。気体燃料チャネル40は、燃料ランス12に対して周方向外側に配置されている。ガス入口42は、気体燃料チャネル40に(矢印43によって概略的に表された)気体燃料を導入するために使用されてもよい。1つの限定でない実施の形態では、エンジンの気体燃料作動モードの間、選択可能な非燃料流体は水を含み、この水は、第1および第2の流体回路14,16のうちの少なくとも一方によって搬送され、ひいては、第1および第2の排出円錐38,34のうちの少なくとも一方は、噴霧された水から形成されたそれぞれの円錐を含む。選択的に、エンジンの気体燃料作動モードの間、複数の気体燃料チャネル40は、気体燃料と混合された水を、単独で、または第1および第2の流体回路14,16のうちの少なくとも一方と組み合わせて搬送するように構成されていてもよい。1つの限定でない実施の形態では、(矢印45によって概略的に表された)水は、ドーナツ型入口44(図1)によって複数の気体燃料チャネル40に導入されてもよい。
図5は、多機能燃料ノズル10の下流端部22に配置されたノズルキャップ50の1つの限定でない実施の形態の詳細を示す、等角の断片的な断面図である。図6および図7に認められるように、熱シールド60がノズルキャップ50に取り付けられている。複数の冷却チャネル62(図示を簡略にするため、空気(矢印63(図6)によって概略的に表されている)などの冷却媒体を搬送するための1つの冷却チャネルのみが図6に示されている)は、ノズルキャップの前面52と、熱シールドの対応する後側64との間に配置されている。
1つの限定でない実施の形態では、ノズルキャップ50は、ノズルキャップ50の前面52に周方向に配置された複数のキャスタレーション53(図5)を有する。隣接するキャスタレーションの相互に対面する側面54は、ノズルキャップ50の前面52におけるそれぞれの凹所を画定している。熱シールド60の後側64の第1の部分は、ノズルキャップ50の前面52におけるキャスタレーション53のそれぞれの上面55に対して当接する。熱シールド60の後側64の第2の部分(キャスタレーション53のそれぞれの上面55に対して当接しない部分)は、ノズルキャップ50の前面52における凹所の対応する上側領域を閉鎖するように配置され、複数の冷却チャネル62を形成する。
1つの限定でない実施の形態では、熱シールド60は、ノズル10の長手方向軸線18の周りに周方向に配置された複数のスロット66を有する環状のリップ65(図7、図9)を有する。スロット66は、冷却空気を冷却チャネル62に供給するように配置されている。ノズルキャップ50は、ノズル10の燃料ランス12の下流部分を収容するように構成された、中央に配置されたボア56(図7)を有する。燃料ランス12の下流部分は、噴霧器30などを含んでもよい噴霧器アセンブリ58(図9)を有する。
1つの限定でない実施の形態では、冷却チャネル62は、冷却媒体を噴霧器アセンブリ58の前面に排出するために、中央に配置されたボア56に向かう方向へ冷却媒体を搬送するように構成されている。
ノズルキャップ50は、さらに、ノズル10の長手方向軸線18の周りに周方向に配置された複数の気体燃料チャネル68(図8)を有する。気体燃料チャネル68は、キャスタレーション53のそれぞれの上面55に配置された出口70(図5)を有する。熱シールド60は、同様に、キャスタレーションのそれぞれの上面に配置された出口70に対応する複数の開口72を有する。
1つの限定でない実施の形態では、熱シールド60は、熱シールド60の内径から所定の距離だけ半径方向に延びる複数のスリット74を有している。スリット74は、熱シールド60において複数の開口72の少なくとも幾つかの隣接する対の間に配置されていてもよい。当業者によって認められるように、スリット74は、熱シールド60に応力緩和機能を提供する。
図10から図12に示すように、1つの限定でない実施の形態では、中央に配置された噴霧器80(例えば、単一オリフィス噴霧器)は、線83(図12)によって概略的に表された第1の噴霧された排出円錐を形成するように、ノズルキャップ82の、中央に配置されたボアに配置されていてもよい。この実施の形態では、噴霧器84の配列は、それぞれの第2の噴霧された排出円錐の配列を形成するようにノズルキャップ82に取り付けられていてもよい(配列内の1つの円錐が、線85(図12)によって概略的に表されている)。噴霧器配列84は、ランスの長手方向軸線18の周りに周方向に配置されていてもよい。噴霧器配列84は、それぞれの第2の噴霧された排出円錐の配列を形成するように、中央に配置された噴霧器80に対して半径方向外側に配置されていてもよい。1つの限定でない実施の形態では、噴霧器配列84は環状の配列を含み、ノズルキャップ82は、ノズルキャップ82の前面に配置された噴霧器出口86の環状の配列を含む。
1つの限定でない実施の形態では、エンジンの液体燃料作動モードの間、中央に配置された噴霧器80は、液体燃料の噴霧された円錐を形成するように、液体燃料を搬送する第1の流体回路86(図12)に接続され、周方向に配置された噴霧器84の配列は、水円錐の噴霧された配列を形成するように、水を搬送する第2の流体回路88に接続される。
1つの代替的な実施の形態では、エンジンの液体燃料作動モードの間、中央に配置された噴霧器80は、水の噴霧された円錐を形成するように、この代替的な実施の形態では水を搬送する第1の流体回路86に接続され、周方向に配置された噴霧器84の配列は、液体燃料円錐の噴霧された配列を形成するように、この代替的な実施の形態では液体燃料を搬送する第2の流体回路88に接続される。
ノズルキャップ82は、さらに、長手方向軸線18の周りに周方向に配置された複数の気体燃料チャネル90を有している。複数の気体燃料チャネル90は、噴霧器84の配列に対して半径方向外側に配置されている。
1つの限定でない実施の形態では、エンジンの気体燃料作動モードの間、噴霧器84の配列は、水円錐の噴霧された配列を形成するように、水を搬送する第1の流体回路86に接続される。1つの代替的な実施の形態では、エンジンの気体燃料作動モードの間、中央に配置された噴霧器80は、水の噴霧された円錐を形成するように、この代替的な実施の形態においては水を搬送する第2の流体回路88に接続される。
図13および図14において概念的に認められるように、配列内の噴霧器の数および/またはそれぞれの第2の噴霧された排出円錐の拡開角度は、燃焼器バスケット92における所望のゾーンを目標にするように配置されてもよい。図13は、配列内の噴霧器の数が12であり、各円錐の拡開角度が約50度であるような限定でない実施の形態を示している。図14は、配列内の噴霧器の数が6であり、各円錐の拡開角度が約70度であるような限定でない実施の形態を示している。
1つの限定でない実施の形態では、噴霧器84の配列は、それぞれのねじ山付き接続部94(図11)によってノズルキャップ82に固定されてもよい。これは、噴霧器の配列内のそれぞれの噴霧器の取外しおよび交換を容易にする。1つの選択的な実施の形態では、配列84における噴霧器の数は、噴霧器のうちの少なくとも幾つかを取り外し、取り外された噴霧器によってそれまで占められていた出口をそれぞれの適切なプラグ94で塞ぐことを含んでもよい(図10は、塞がれた出口の一例を示している)。
作動中、開示された多機能燃料ノズルの複数の態様は、適切なマージン内でNOx目標レベルを満たすことを事実上許容し、さらに、燃焼器バスケットのライナ壁への水衝突を事実上排除することを許容する。これは、ライナ耐久性を高め、かつタービンエンジンのこれらの構成部材に関連した所定の整備間隔を適切に満たすことにつながる。
本開示の実施の形態が例示的な形式で開示されているが、以下の請求項に示されるように、発明およびその均等物の思想および範囲から逸脱することなく、本開示の実施の形態において多くの変更、付加および削除をなすことができることは当業者に明らかになるであろう。

Claims (20)

  1. 燃焼タービンエンジン用の多機能燃料ノズルであって、
    ノズルの下流端部に配置されたノズルキャップを備え、該ノズルキャップは、前記ノズルの長手方向軸線に沿って延びる流体噴射ランスの下流部分を収容するように構成されたボアを有し、前記流体噴射ランスの前記下流部分は、第1の噴霧された排出円錐を形成するように、中央に配置された噴霧器を有し、
    前記ノズルキャップに噴霧器の配列を備え、該噴霧器の配列は、前記ランスの長手方向軸線の周りに周方向に配置されており、前記噴霧器の配列は、それぞれの第2の噴霧された排出円錐の配列を形成するように、中央に配置された噴霧器に対して半径方向外側に配置されていることを特徴とする、燃焼タービンエンジン用の多機能燃料ノズル。
  2. 前記噴霧器の配列は、環状の配列を含み、さらに、前記ノズルキャップは、該ノズルキャップの前面に配置された噴霧器出口の環状の配列を含む、請求項1記載の多機能燃料ノズル。
  3. 前記エンジンの液体燃料作動モードの間、前記中央に配置された噴霧器は、液体燃料の噴霧された円錐を形成するように、液体燃料を搬送する第1の流体回路に接続され、周方向に配置された噴霧器の配列は、水円錐の噴霧された配列を形成するように、水を搬送する第2の流体回路に接続されている、請求項1記載の多機能燃料ノズル。
  4. 前記エンジンの液体燃料作動モードの間、前記中央に配置された噴霧器は、水の噴霧された円錐を形成するように、水を搬送する第1の流体回路に接続され、周方向に配置された噴霧器の配列は、液体燃料円錐の噴霧された配列を形成するように、液体燃料を搬送する第2の流体回路に接続されている、請求項1記載の多機能燃料ノズル。
  5. 前記ノズルキャップは、前記ノズルの長手方向軸線の周りに周方向に配置された複数の気体燃料チャネルをさらに備え、該複数の気体燃料チャネルは、前記噴霧器の配列に対して半径方向外側に配置されている、請求項1から4までのいずれか1項記載の多機能燃料ノズル。
  6. 前記ノズルキャップは、該ノズルキャップの前記前面に周方向に配置された複数のキャスタレーションを有する、請求項5記載の多機能燃料ノズル。
  7. 前記気体燃料チャネルは、前記キャスタレーションのそれぞれの前記上面に配置されたそれぞれの出口を有する、請求項6記載の多機能燃料ノズル。
  8. 前記エンジンの気体燃料作動モードの間、前記噴霧器の配列は、水円錐の噴霧された配列を形成するように、水を搬送する第1の流体回路に接続されている、請求項1または5記載の多機能燃料ノズル。
  9. 前記エンジンの気体燃料作動モードの間、前記中央に配置された噴霧器は、水の噴霧された円錐を形成するように、水を搬送する第2の流体回路に接続されている、請求項1または5記載の多機能燃料ノズル。
  10. 前記配列内の前記噴霧器の数および/またはそれぞれの前記第2の噴霧された排出円錐の拡開角度は、燃焼バスケット内の所望のゾーンを目標にするように構成されている、請求項1記載の多機能燃料ノズル。
  11. 前記噴霧器の配列は、それぞれのねじ山付き接続部によって前記ノズルキャップに固定されている、請求項1記載の多機能燃料ノズル。
  12. 前記ノズルキャップに取り付けられた熱シールドをさらに備え、該熱シールドは、前記噴霧器の配列のそれぞれの出口に対応した複数の開口を有する、請求項1記載の多機能燃料ノズル。
  13. 燃焼タービンエンジン用の多機能燃料ノズルに関する方法であって、
    ノズルの下流端部にノズルキャップを配置し、該ノズルキャップはボアを有しており、
    前記ノズルの長手方向軸線に沿って延びる流体噴射ランスの下流部分を前記ノズルキャップの前記ボアに配置し、
    前記流体噴射ランスの前記下流部分に中央に配置された噴霧器によって、第1の噴霧された排出円錐を形成し、
    噴霧器の配列を前記ランスの前記長手方向軸線の周りに周方向に配置し、
    前記噴霧器の配列によってそれぞれの第2の噴霧された排出円錐の配列を形成する
    ことを含む方法。
  14. 前記エンジンの液体燃料作動モードの間、前記中央に配置された噴霧器による形成は、液体燃料の噴霧された円錐を形成することを含み、前記噴霧器の配列による形成は、水円錐の噴霧された配列を形成することを含む、請求項14記載の方法。
  15. 前記エンジンの液体燃料作動モードの間、前記中央に配置された噴霧器による形成は、水の噴霧された円錐を形成することを含み、前記噴霧器の配列による形成は、液体燃料円錐の噴霧された配列を形成することを含む、請求項13記載の方法。
  16. 前記エンジンの気体燃料作動モードの間、前記噴霧器の配列による形成は、水の噴霧された円錐を形成することを含む、請求項13から15までのいずれか1項記載の方法。
  17. 前記エンジンの気体燃料作動モードの間、前記中央に配置された噴霧器による形成は、水の噴霧された円錐を形成することを含む、請求項13から15までのいずれか1項記載の方法。
  18. それぞれのねじ山付き接続部によって前記噴霧器の配列を前記ノズルキャップに固定することをさらに含む、請求項13記載の方法。
  19. 燃焼バスケットにおける所望のゾーンを目標にするように、前記配列内の前記噴霧器の数を選択することおよび/またはそれぞれの前記第2の噴霧された排出円錐の拡開角度を選択することをさらに含む、請求項13記載の方法。
  20. 前記配列内の前記噴霧器の数の選択は、前記噴霧器のうちの少なくとも幾つかを取り外し、取り外された噴霧器によってそれまで占められていたそれぞれの空間を塞ぐことを含む、請求項19記載の方法。
JP2017508497A 2014-08-14 2014-08-14 噴霧器配列を備える多機能燃料ノズル Active JP6400181B2 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2014/051077 WO2016024977A1 (en) 2014-08-14 2014-08-14 Multi-functional fuel nozzle with an atomizer array

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017525924A true JP2017525924A (ja) 2017-09-07
JP6400181B2 JP6400181B2 (ja) 2018-10-03

Family

ID=51453864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017508497A Active JP6400181B2 (ja) 2014-08-14 2014-08-14 噴霧器配列を備える多機能燃料ノズル

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9958152B2 (ja)
EP (1) EP3180566B1 (ja)
JP (1) JP6400181B2 (ja)
CN (1) CN106574774A (ja)
WO (1) WO2016024977A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11767977B2 (en) 2019-04-05 2023-09-26 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combustor and gas turbine

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015112385A1 (en) * 2014-01-24 2015-07-30 United Technologies Corporation Thermally compliant additively manufactured fuel injector
JP6429994B2 (ja) * 2014-08-14 2018-11-28 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft 熱シールドを備える多機能燃料ノズル
CN106574775B (zh) * 2014-08-14 2019-10-18 西门子公司 具有双孔口雾化器的多功能燃料喷嘴
US20170082024A1 (en) * 2015-09-17 2017-03-23 Siemens Energy, Inc. Independently controlled three stage water injection in a diffusion burner
KR20190046219A (ko) * 2017-10-25 2019-05-07 한화에어로스페이스 주식회사 스월러 어셈블리
WO2020180294A1 (en) * 2019-03-04 2020-09-10 Siemens Energy, Inc. Fuel injection nozzle including a heat shield
US20220205637A1 (en) * 2020-12-30 2022-06-30 General Electric Company Mitigating combustion dynamics using varying liquid fuel cartridges
EP4279812A1 (en) * 2022-05-18 2023-11-22 Ansaldo Energia Switzerland AG Fuel oil injector with shielding air supply

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001254631A (ja) * 2000-03-10 2001-09-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 多機能付加型水噴射マニホールド及びその操作方法
JP2006071275A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 General Electric Co <Ge> ガスタービンエンジンの排出を低減する方法および装置
US20100095677A1 (en) * 2006-05-11 2010-04-22 Siemens Power Generation, Inc. Pilot nozzle heat shield having internal turbulators
EP2196733A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Brennerlanze
JP2013530371A (ja) * 2010-06-23 2013-07-25 シーメンス エナジー インコーポレイテッド 拡散燃焼システム用の第2の水噴射

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB613984A (en) * 1944-05-19 1948-12-08 Power Jets Res & Dev Ltd Improvements relating to fuel burners and combustion arrangements
US2884758A (en) 1956-09-10 1959-05-05 Bbc Brown Boveri & Cie Regulating device for burner operating with simultaneous combustion of gaseous and liquid fuel
US3013732A (en) 1959-09-01 1961-12-19 Parker Hannifin Corp Fuel injection nozzle
US3777983A (en) 1971-12-16 1973-12-11 Gen Electric Gas cooled dual fuel air atomized fuel nozzle
JPS5549162A (en) * 1978-10-03 1980-04-09 Ikeuchi:Kk Mist producting device
US4311277A (en) 1979-06-20 1982-01-19 Lucas Industries Limited Fuel injector
IT1263683B (it) * 1992-08-21 1996-08-27 Westinghouse Electric Corp Complesso di ugello per combustibile per una turbina a gas
US5423173A (en) 1993-07-29 1995-06-13 United Technologies Corporation Fuel injector and method of operating the fuel injector
DE4422532A1 (de) 1994-06-28 1996-01-04 Abb Management Ag Brennstoffdüse
US6021635A (en) 1996-12-23 2000-02-08 Parker-Hannifin Corporation Dual orifice liquid fuel and aqueous flow atomizing nozzle having an internal mixing chamber
US5873237A (en) 1997-01-24 1999-02-23 Westinghouse Electric Corporation Atomizing dual fuel nozzle for a combustion turbine
EP0902233B1 (de) 1997-09-15 2003-03-12 ALSTOM (Switzerland) Ltd Kombinierte Druckzerstäuberdüse
DE19803879C1 (de) 1998-01-31 1999-08-26 Mtu Muenchen Gmbh Zweistoffbrenner
DE19905995A1 (de) 1999-02-15 2000-08-17 Asea Brown Boveri Brennstofflanze zum Eindüsen von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen in eine Brennkammer sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Brennstofflanze
US6547163B1 (en) 1999-10-01 2003-04-15 Parker-Hannifin Corporation Hybrid atomizing fuel nozzle
JP2002156115A (ja) 2000-11-17 2002-05-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼器
US6622944B1 (en) * 2001-04-20 2003-09-23 Combustion Components Associates, Inc. Fuel oil atomizer and method for discharging atomized fuel oil
US6935117B2 (en) * 2003-10-23 2005-08-30 United Technologies Corporation Turbine engine fuel injector
US7200997B2 (en) 2004-02-09 2007-04-10 Siemens Power Generation, Inc. Water augmented regeneration (WAR) turbine system and cycle
DE102004041272B4 (de) 2004-08-23 2017-07-13 General Electric Technology Gmbh Hybridbrennerlanze
US7509809B2 (en) 2005-06-10 2009-03-31 Pratt & Whitney Canada Corp. Gas turbine engine combustor with improved cooling
US8220269B2 (en) 2008-09-30 2012-07-17 Alstom Technology Ltd. Combustor for a gas turbine engine with effusion cooled baffle
US20100263382A1 (en) 2009-04-16 2010-10-21 Alfred Albert Mancini Dual orifice pilot fuel injector
US8313046B2 (en) * 2009-08-04 2012-11-20 Delavan Inc Multi-point injector ring
US20110091829A1 (en) * 2009-10-20 2011-04-21 Vinayak Barve Multi-fuel combustion system
US8671691B2 (en) * 2010-05-26 2014-03-18 General Electric Company Hybrid prefilming airblast, prevaporizing, lean-premixing dual-fuel nozzle for gas turbine combustor
US8726668B2 (en) 2010-12-17 2014-05-20 General Electric Company Fuel atomization dual orifice fuel nozzle
US9133767B2 (en) * 2011-08-02 2015-09-15 Siemens Energy, Inc Fuel injecting assembly for gas turbine engine including cooling gap between supply structures
US20130036740A1 (en) * 2011-08-09 2013-02-14 Ulrich Woerz Multi-fuel injection nozzle

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001254631A (ja) * 2000-03-10 2001-09-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 多機能付加型水噴射マニホールド及びその操作方法
JP2006071275A (ja) * 2004-09-01 2006-03-16 General Electric Co <Ge> ガスタービンエンジンの排出を低減する方法および装置
US20100095677A1 (en) * 2006-05-11 2010-04-22 Siemens Power Generation, Inc. Pilot nozzle heat shield having internal turbulators
EP2196733A1 (de) * 2008-12-12 2010-06-16 Siemens Aktiengesellschaft Brennerlanze
JP2013530371A (ja) * 2010-06-23 2013-07-25 シーメンス エナジー インコーポレイテッド 拡散燃焼システム用の第2の水噴射

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11767977B2 (en) 2019-04-05 2023-09-26 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Combustor and gas turbine

Also Published As

Publication number Publication date
JP6400181B2 (ja) 2018-10-03
EP3180566B1 (en) 2020-04-01
WO2016024977A1 (en) 2016-02-18
US9958152B2 (en) 2018-05-01
US20170211805A1 (en) 2017-07-27
CN106574774A (zh) 2017-04-19
EP3180566A1 (en) 2017-06-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6400181B2 (ja) 噴霧器配列を備える多機能燃料ノズル
JP6429994B2 (ja) 熱シールドを備える多機能燃料ノズル
JP6410924B2 (ja) デュアルオリフィス噴霧器を備える多機能燃料ノズル
US7926744B2 (en) Radially outward flowing air-blast fuel injector for gas turbine engine
EP2772690B1 (en) Fuel nozzle with discrete jet inner air swirler
TWI576509B (zh) 噴嘴、燃燒器、及燃氣渦輪機
EP2592351B1 (en) Staged pilots in pure airblast injectors for gas turbine engines
JP5606628B2 (ja) バーナ装置
JP2005106411A (ja) プレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズル
JP2002156115A (ja) 燃焼器
JP2002517700A (ja) 燃料噴射ノズル
JP2010127518A (ja) バーナチップ
US11421602B2 (en) Continuous ignition device exhaust manifold
US20150198095A1 (en) Offset stem fuel distributor
JP2006029677A (ja) 複数のバーナを備えた燃焼器
WO2018056994A1 (en) Atomizer fuel nozzle for oil operation in a turbine engine

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180502

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: 20180806

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180904

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6400181

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