JP2021110532A - 高圧流体流および低圧流体流を使用する流体混合装置 - Google Patents
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Abstract
Description
12 入口セクション
14 圧縮機
16 燃焼セクション
17 缶型環状燃焼器
18 タービンセクション、タービン
20 排気セクション
21 発電機
22 ガスタービンシャフト
24 空気
26 圧縮空気
28 燃料
30 燃焼ガス、燃焼生成物
32 エネルギーが枯渇した燃焼ガス
34 外側ケーシング、圧縮機吐出ケーシング
36 高圧空気プレナム
38 軸方向中心線
40 燃焼器ライナ、缶型環状燃焼器
42 環状部
44 上流燃焼ゾーン、第1の燃焼ゾーン
46 二次燃焼ゾーン
50 燃料ノズル
52 燃料供給ライン
54 エンドカバー
60 燃焼器フロースリーブ
62 環状部
64 開口部
68 後方フレーム
70 セグメント化環状燃焼器、セグメント化環状燃焼システム
100 流体混合装置
110 第1の環状壁
112 主通路
115 低圧流体源
116 低圧流体
117 入口
118 出口
120 第2の環状壁
121 開口
122 プレナム
125 高圧流体源
126 高圧流体
130 第3の環状壁
132 第1のプレナム
135 第3の流体源
136 第3の流体
142 第2のプレナム
145 第4の流体源
146 第4の流体
150 混合導管
151 入口
152 通路
153 出口
154 注入孔
166 混合流体流
200 流体混合装置
210 第1の環状壁
212 主通路
215 低圧流体源
216 低圧流体、低圧空気、低圧空気流
217 入口
218 出口
220 第2の環状壁
222 プレナム
225 高圧流体源
226 高圧流体、高圧空気、高圧空気流、高圧流体源
230 第3の環状壁
232 プレナム
235 第3の流体源
236 第3の流体、燃料
250 混合導管
251 入口
252 通路
253 出口
254 注入孔
266 混合流体流、燃料−空気混合物
300 一体型燃焼器ノズル
302 半径方向内側ライナセグメント
304 半径方向外側ライナセグメント
309 インピンジメントパネル
310 燃料注入パネル
320 燃料注入モジュール、タービンノズル部分
330 タービンノズル
340 注入平面
344 二次燃焼ゾーン
376 正圧側壁、正圧側
378 負圧側壁、負圧側
380 注入出口、開口部
400 流体混合装置
402 低圧プレナム
404 低圧プレナム
410 第1の環状壁
412 主プレナム、主通路
416 低圧流体
417 入口、入口端
418 出口、出口端
420 第2の環状壁
421 半径方向高さ
422 高圧プレナム
424 第1の壁セグメント
425 第2の壁セグメント
426 高圧流体
427 第3の壁セグメント
428 第4の壁セグメント
430 第3の環状壁
432 流体プレナム、第1の燃料プレナム
435 第3の流体源
436 第3の流体
437 流体送達導管、第3の流体導管
438 仕切り
439 流体マニホルド
442 第2の燃料プレナム
446 第4の流体
447 流体送達導管、第4の流体導管
449 流体マニホルド
450 混合導管、混合チャネル
451 入口、入口端
452 通路
453 導管出口
454 注入孔
466 混合流体流
476 正圧側パネル、C字型パネル
478 負圧側パネル、C字型パネル
480 壁開口部
484 第1の端壁セグメント
486 第2の端壁セグメント
494 第3の端壁セグメント
496 第4の端壁セグメント
500 流体混合装置、流体混合アセンブリ
502 第1の部分
504 第2の部分
700 流体混合装置
702 低圧プレナム
704 低圧プレナム
710 第1の環状壁
712 主通路
715 低圧流体源
716 低圧流体
717 入口
718 出口
720 第2の環状壁
721 開口
722 プレナム
725 高圧流体源
726 高圧流体、第3の壁セグメント
728 第4の壁セグメント
730 第3の環状壁
732 第3のプレナム
735 第3の流体源
736 第3の流体
740 絶縁管または能動的冷却管
742 内側管
743 環状部
744 開口部
745 第4の流体源、液体燃料
746 第4の流体
748 外側管
750 混合導管、混合チャネル
751 入口
752 通路
753 出口
754 注入孔
766 混合流体流
776 正圧側パネル、C字型パネル
778 負圧側パネル、C字型パネル
784 第1の端壁セグメント
786 第2の端壁セグメント
794 第3の端壁セグメント
796 第4の端壁セグメント
798 シール
799 ピン、リベット
800 流体混合アセンブリ
802 第1の部分
804 第2の部分
900 流体混合装置
910 第1の環状壁
912 主通路
915 低圧流体源
916 低圧流体
917 入口
918 出口
920 第2の環状壁
921 開口
922 プレナム
925 高圧流体源
926 高圧流体
930 第3の環状壁
932 プレナム
935 第3の流体源
936 第3の流体
945 第4の流体源
946 第4の流体
950 混合導管
951 入口
952 通路
953 出口
954 注入孔
966 混合流体流
1000 流体混合装置
1010 第1の環状壁
1011 タービュレータ
1012 主通路
1015 低圧流体源
1016 低圧流体
1017 入口
1018 出口
1020 第2の環状壁
1021 開口
1022 プレナム
1025 高圧流体源
1026 高圧流体
1030 第3の環状壁
1032 プレナム
1035 第3の流体源
1036 第3の流体
1045 第4の流体源
1046 第4の流体
1050 混合導管
1051 入口
1052 通路
1053 出口
1054 注入孔
1066 混合流体流
A 軸
C 軸
R 軸
CL 中心線
Claims (14)
- 第1の圧力で第1の流体(116)の流体源(115)と流体連通する第1の通路(112)を画定する第1の環状壁(110)と、
第2の圧力で第2の流体(126)の流体源(125)と流体連通する第1のプレナム(122)を画定する第2の壁(120)であって、前記第1の圧力は、前記第2の圧力よりも小さい第2の壁(120)と、
第3の流体(136)の供給源(135)と流体連通する第2のプレナム(132)を画定する第3の壁(130)であって、前記第3の壁(130)は、前記第2の壁(120)によって少なくとも部分的に囲まれる第3の壁(130)と、
前記第2のプレナム(132)を通って延び、前記第1のプレナム(122)と前記第1の通路(112)を流体接続する混合導管(150)であって、前記混合導管(150)は、前記第2のプレナム(132)と流体連通する少なくとも1つの注入孔(154)を画定する混合導管(150)と
を備え、
前記混合導管(150)を通る前記第2の流体(126)の流れは、前記少なくとも1つの注入孔(154)からの前記第3の流体(136)の流れを同伴して前記第2の流体(126)と前記第3の流体(136)の予混合物を発生し、前記混合導管(150)は、前記予混合物を前記第1の通路(112)に搬送し、前記第1の通路(112)内で、前記予混合物は、前記第1の流体(116)の流れを前記第1の通路(112)に引き込み、かつ前記第1の通路(112)から引き出し、前記第1の流体(116)、前記第2の流体(126)、および前記第3の流体(136)の混合物を発生する、
流体混合装置(100)。 - 前記第1の通路(112)を画定する前記第1の環状壁(110)は、前記流体混合装置(100)の中心線に沿って配向され、前記第1のプレナム(122)を画定する前記第2の壁(120)は、前記第1の通路(112)を画定する前記第1の環状壁(110)に外接する、請求項1に記載の流体混合装置(100)。
- 前記第2の壁(120)は、一対の伸縮式C字型壁(476、478)を備え、各C字型壁(476、478)は、第1の端壁セグメント(484、494)、前記第1の端壁セグメント(484、494)の反対側の第2の端壁セグメント(486、496)、および前記第1の端壁セグメント(484、494)と前記第2の端壁セグメント(486、496)との間に延びる第3の壁セグメント(427、428)を有する、請求項1に記載の流体混合装置(100)。
- 前記一対のC字形壁(476、478)は、第1のC字型壁(476)と、前記第1のC字形壁(476)とスライド可能に係合している第2のC字型壁(478)とを備え、前記第1のC字型壁(476)の前記第1の端壁セグメント(484)は、前記第2のC字型壁(478)の前記第1の端壁セグメント(494)の外側に配置され、前記第1のC字型壁(476)の前記第2の端壁セグメント(486)は、前記第2のC字型壁(478)の前記第2の端壁セグメント(496)の外側に配置される、請求項3に記載の流体混合装置(100)。
- 前記第1の環状壁(110)は、前記流体混合装置(100)の中心線と一致する第1の中心線を画定し、前記混合導管(150)は、第2の中心線を画定し、前記第1の中心線と前記第2の中心線は、交差してそれらの間に鋭角を画定し、前記鋭角は、第2の通路を通る前記第2の流体(126)の流れ方向に画定される、請求項1に記載の流体混合装置(100)。
- 前記第1の環状壁(110)は、第1の通路入口(117)と、第1の通路出口(118)とを備え、前記第1の環状壁(110)によって画定された前記第1の通路(112)は、前記第1の通路入口(117)から前記第1の通路出口(118)まで均一な断面形状を有する、請求項1に記載の流体混合装置(100)。
- 前記混合導管(150)は、複数の混合導管(150)のうちの1つである、請求項1に記載の流体混合装置(100)。
- 前記混合導管(150)は、第2の通路入口(151)と、第2の通路出口(153)とを備え、前記混合導管(150)によって画定された第2の通路(152)は、前記第2の通路入口(151)から前記第2の通路出口(153)まで均一な断面形状を有する、請求項1に記載の流体混合装置(100)。
- 前記少なくとも1つの注入孔(154)は、複数の注入孔(154)である、請求項1に記載の流体混合装置(100)。
- 前記第2の壁(120)および前記第3の壁(130)は、前記第1の環状壁(110)の半径方向上流に配置され、前記少なくとも1つの注入孔(154)は、前記混合導管(150)を通る前記第2の流体(126)の流れに対して下流方向に配向される、請求項1に記載の流体混合装置(100)。
- 前記第1の流体(116)および前記第2の流体(126)は、同じ流体である、請求項1に記載の流体混合装置(100)。
- 前記第1の流体(116)および前記第2の流体(126)は、それぞれ高圧空気および低圧空気であり、前記第3の流体(136)は、燃料である、請求項11に記載の流体混合装置(100)。
- セグメント化環状燃焼器(70)用の一体型燃焼器ノズル(300)であって、前記一体型燃焼器ノズル(300)は、
内側ライナセグメント(302)と、
前記内側ライナセグメント(302)から半径方向に間隔を置いて配置された外側ライナセグメント(304)と、
前記内側ライナセグメント(302)と前記外側ライナセグメント(304)との間に半径方向に延びる燃料注入パネル(310)であって、前記燃料注入パネル(310)は、正圧側壁(376)および負圧側壁(378)を備え、前記正圧側壁(376)および前記負圧側壁(378)は、それらの間に空洞を画定し、前記燃料注入パネル(310)の下流端で交差してタービンノズル部分(320)を画定する燃料注入パネル(310)と、
前記正圧側壁(376)と前記負圧側壁(378)との間の前記空洞に配置された流体混合アセンブリ(500)であって、前記流体混合アセンブリ(500)は、流体混合装置(100)の第1の半径方向に配向されたアレイを備え、各流体混合装置(100)は、請求項1乃至12のいずれか1項に記載のものである流体混合アセンブリ(500)と
を備え、
第1の流体(116)、第2の流体(126)、および第3の流体(136)の混合物は、前記セグメント化環状燃焼器(70)の中心線に対して実質的に円周方向に導かれる、
一体型燃焼器ノズル(300)。 - 前記流体混合装置(100、400)の第1の半径方向に配向されたアレイは、前記正圧側壁(376)内の開口部(480)を通して前記混合物を導き、前記流体混合アセンブリ(500)は、流体混合装置(100、400)の第2の半径方向アレイを備え、前記流体混合装置(100、400)の第2の半径方向アレイは、前記負圧側壁(378)内の開口部(480)を通して前記第1の流体(116)、前記第2の流体(126)、および前記第3の流体(136)の混合物を導く、請求項13に記載の一体型燃焼器ノズル(300)。
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