JP3477274B2 - ガスタービン用の燃焼器を運転する方法 - Google Patents
ガスタービン用の燃焼器を運転する方法Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
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- 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
- F23R3/34—Feeding into different combustion zones
- F23R3/346—Feeding into different combustion zones for staged combustion
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、気体及び液体燃料が供
給されるタービンに関し、特に、拡散モードでの運転と
予混合モードでの運転との間でノズルを段切り換え（ス
テージング）するような、多数のノズルを有しているタ
ービン用の燃焼器を運転する方法に関する。
給されるタービンに関し、特に、拡散モードでの運転と
予混合モードでの運転との間でノズルを段切り換え（ス
テージング）するような、多数のノズルを有しているタ
ービン用の燃焼器を運転する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】タービンは一般に、圧縮機セクション
と、１つ以上の燃焼器と、燃料噴射システムと、タービ
ン・セクションとを含んでいる。典型的には、圧縮機セ
クションは入口空気を加圧し、次にこの圧縮空気は順方
向又は反対方向に燃焼器へ送られ、そこで圧縮空気は、
燃焼器を冷却すると共に燃焼過程に空気を供給するため
に用いられる。多重燃焼器タービンでは、複数の燃焼器
が通常、タービンの周りに環状に配列されており、移行
ダクトが各燃焼器の出口端をタービン・セクションの入
口端に連結して、燃焼過程からの高熱燃焼生成物をター
ビンに送る。
と、１つ以上の燃焼器と、燃料噴射システムと、タービ
ン・セクションとを含んでいる。典型的には、圧縮機セ
クションは入口空気を加圧し、次にこの圧縮空気は順方
向又は反対方向に燃焼器へ送られ、そこで圧縮空気は、
燃焼器を冷却すると共に燃焼過程に空気を供給するため
に用いられる。多重燃焼器タービンでは、複数の燃焼器
が通常、タービンの周りに環状に配列されており、移行
ダクトが各燃焼器の出口端をタービン・セクションの入
口端に連結して、燃焼過程からの高熱燃焼生成物をター
ビンに送る。
【０００３】ＮＯｘ放出物及びＣＯ放出物のような放出
物（エミッション）を減少させる努力を続けた結果とし
て、燃焼器の設計では様々な開発が行われている。過去
には、例えば米国特許番号第４２９２８０１号及び同第
４９８２５７０号に記載されているような二段燃焼器が
設計された。更に、本出願人に譲渡された米国特許番号
第５２５９１８４号には、単段、即ち単一燃焼室又は燃
焼区域の二重モード（拡散及び予混合モード）燃焼器が
開示されており、この燃焼器は、低いタービン負荷では
拡散モードで、高いタービン負荷では予混合モードで動
作する。この燃焼器では、複数のノズルが燃焼器の軸線
の周りに環状に配列されている。各ノズルは、拡散燃料
セクション又は管を含んでいるので、拡散燃料をノズル
の下流の燃焼区域に供給することができ、又、専用の予
混合セクション又は管を含んでいるので、予混合モード
で、単一燃焼区域で燃焼させる前に燃料を空気と予混合
することができる。更に具体的には、上述の特許には、
環状に配列された拡散／予混合燃料ノズルが開示されて
おり、この燃料ノズルは、燃焼器端部カバー・アセンブ
リに装着されており、ノズル内の同心環状通路を通して
燃料をノズルチップ及びチップの上流のスワラに供給
し、拡散及び予混合モードの燃料流れをそれぞれ与え
る。
物（エミッション）を減少させる努力を続けた結果とし
て、燃焼器の設計では様々な開発が行われている。過去
には、例えば米国特許番号第４２９２８０１号及び同第
４９８２５７０号に記載されているような二段燃焼器が
設計された。更に、本出願人に譲渡された米国特許番号
第５２５９１８４号には、単段、即ち単一燃焼室又は燃
焼区域の二重モード（拡散及び予混合モード）燃焼器が
開示されており、この燃焼器は、低いタービン負荷では
拡散モードで、高いタービン負荷では予混合モードで動
作する。この燃焼器では、複数のノズルが燃焼器の軸線
の周りに環状に配列されている。各ノズルは、拡散燃料
セクション又は管を含んでいるので、拡散燃料をノズル
の下流の燃焼区域に供給することができ、又、専用の予
混合セクション又は管を含んでいるので、予混合モード
で、単一燃焼区域で燃焼させる前に燃料を空気と予混合
することができる。更に具体的には、上述の特許には、
環状に配列された拡散／予混合燃料ノズルが開示されて
おり、この燃料ノズルは、燃焼器端部カバー・アセンブ
リに装着されており、ノズル内の同心環状通路を通して
燃料をノズルチップ及びチップの上流のスワラに供給
し、拡散及び予混合モードの燃料流れをそれぞれ与え
る。
【０００４】しかしながら、拡散モードから予混合モー
ドへの移行期に、燃焼器は不安定になる傾向を示し、大
きな振幅の燃焼騒音を発生することを見出した。その
上、タービンの運転サイクルによる必要に応じて燃焼器
への空気流と燃料流とを変化させるにつれて、燃焼器の
安定性と騒音レベルとが悪影響を受けるおそれがある。
燃焼器の安定性が不十分であると、結果として燃焼器の
ターンダウンが制限される。燃焼器の騒音レベルが受け
入れられないほど高いと、結果として燃焼器の構造要素
の早期摩耗又は高サイクル疲労亀裂が生じる。ドライ低
ＮＯｘ燃焼器を設計するためには、ＮＯｘ放出量、ＣＯ
放出量、燃焼動力学及び燃焼安定性が、空気力学的観点
から考慮しなければならない因子である。燃焼過程の性
質から、これらの因子は相互に依存する。
ドへの移行期に、燃焼器は不安定になる傾向を示し、大
きな振幅の燃焼騒音を発生することを見出した。その
上、タービンの運転サイクルによる必要に応じて燃焼器
への空気流と燃料流とを変化させるにつれて、燃焼器の
安定性と騒音レベルとが悪影響を受けるおそれがある。
燃焼器の安定性が不十分であると、結果として燃焼器の
ターンダウンが制限される。燃焼器の騒音レベルが受け
入れられないほど高いと、結果として燃焼器の構造要素
の早期摩耗又は高サイクル疲労亀裂が生じる。ドライ低
ＮＯｘ燃焼器を設計するためには、ＮＯｘ放出量、ＣＯ
放出量、燃焼動力学及び燃焼安定性が、空気力学的観点
から考慮しなければならない因子である。燃焼過程の性
質から、これらの因子は相互に依存する。
【０００５】前掲の米国特許番号第５２５９１８４号に
開示された燃焼器の設計では、拡散モードから予混合モ
ードへの燃料切り換え（トランスファ）を同時に行う。
即ち、燃料をすべての拡散ノズルから同時にすべての予
混合ノズルに切り換える。このために、燃料を拡散供給
マニホールドから予混合供給マニホールドに向け直すだ
けで、燃料切り換えを行う。燃料ノズル端部カバーの内
部を、５つの予混合ノズルのうち４つの予混合ノズルへ
の内部マニホールドに燃料を供給する燃料供給フランジ
と、５番目の予混合ノズルへの内部マニホールドに燃料
を供給する燃料供給フランジとで分岐しているが、この
マニホールド配置は、予混合モードで動作している間の
発電機トリップ事故に対処するためにのみ設けられてい
る。すべての予混合ノズルは、等しい流量の燃料を燃焼
器に流すようになっている。従って、燃焼安定性と燃焼
動力学とから、この単段型燃焼器を使用する上で、特に
拡散モードから予混合モードへの移行期に困難が生じて
いる。
開示された燃焼器の設計では、拡散モードから予混合モ
ードへの燃料切り換え（トランスファ）を同時に行う。
即ち、燃料をすべての拡散ノズルから同時にすべての予
混合ノズルに切り換える。このために、燃料を拡散供給
マニホールドから予混合供給マニホールドに向け直すだ
けで、燃料切り換えを行う。燃料ノズル端部カバーの内
部を、５つの予混合ノズルのうち４つの予混合ノズルへ
の内部マニホールドに燃料を供給する燃料供給フランジ
と、５番目の予混合ノズルへの内部マニホールドに燃料
を供給する燃料供給フランジとで分岐しているが、この
マニホールド配置は、予混合モードで動作している間の
発電機トリップ事故に対処するためにのみ設けられてい
る。すべての予混合ノズルは、等しい流量の燃料を燃焼
器に流すようになっている。従って、燃焼安定性と燃焼
動力学とから、この単段型燃焼器を使用する上で、特に
拡散モードから予混合モードへの移行期に困難が生じて
いる。
【０００６】
【発明の概要】本発明は、タービン燃焼器内の燃料ノズ
ルへの燃料の段切り換え（ステージング）を利用して、
ドライ低ＮＯｘ燃焼システムにおいて拡散モードの運転
から予混合モードの運転への燃料切り換えを安定に且つ
静かに行うことができるようにする。本発明は又、従来
可能であったものよりも広範なタービン負荷範囲にわた
って予混合モードで運転している間に、燃焼器の安定で
静かな運転を実現する。これを達成するために、拡散モ
ードから予混合モードへの移行期の燃料供給及び予混合
モードでの定常状態運転中の燃料供給を段切り換え（ス
テージング）する。基本的には、本発明によれば、移行
期の間に、及び予混合モードの運転の一部の間に、ノズ
ルの下流の燃焼区域へのノズルを経た燃料の流れを可変
制御して、燃焼器を横切る非対称な燃料の流れを与え
る。即ち、本発明によれば、燃焼器を横切る燃料をアン
バランスにして、即ち、環状配列のノズルを経ての燃料
の流れを不均等にして、これにより、複数のノズルの間
の燃料／空気比を互いに異ならせる。このことが、移行
の開始時の拡散モードの運転中にも、移行中にも、そし
てフルパワー未満での予混合モードの運転中にも生じ
る。燃料を予混合ノズルの間で不均等に分割することに
より、低ＮＯｘ及びＣＯ排出性能を成すように設計され
ているが、安定性と燃焼動特性とが望ましいレベルに達
しない予混合ノズルを用いることができる。拡散モード
から予混合モードの運転への移行期に及び／又は予混合
モードでの定常状態運転中に、１つ以上の予混合ノズル
への予混合燃料の割合（％）を増加させることにより、
その１つ以上の予混合ノズルの出口での局所当量比が、
残りのノズルの出口での局所当量比よりも高くなり、そ
の結果、その１つ以上のノズルでの火炎が一層安定にな
る。このことは、燃焼器のヘッド端に非対称な熱放出を
もたらし、これにより、燃焼器に強い動圧振動が始まる
のを阻止する。ひとたび予混合モードの定常状態が確立
されたら、予混合ノズルの間での燃料分割を均等化させ
ることができ、こうして、ＮＯｘ放出及びＣＯ放出を改
善する。
ルへの燃料の段切り換え（ステージング）を利用して、
ドライ低ＮＯｘ燃焼システムにおいて拡散モードの運転
から予混合モードの運転への燃料切り換えを安定に且つ
静かに行うことができるようにする。本発明は又、従来
可能であったものよりも広範なタービン負荷範囲にわた
って予混合モードで運転している間に、燃焼器の安定で
静かな運転を実現する。これを達成するために、拡散モ
ードから予混合モードへの移行期の燃料供給及び予混合
モードでの定常状態運転中の燃料供給を段切り換え（ス
テージング）する。基本的には、本発明によれば、移行
期の間に、及び予混合モードの運転の一部の間に、ノズ
ルの下流の燃焼区域へのノズルを経た燃料の流れを可変
制御して、燃焼器を横切る非対称な燃料の流れを与え
る。即ち、本発明によれば、燃焼器を横切る燃料をアン
バランスにして、即ち、環状配列のノズルを経ての燃料
の流れを不均等にして、これにより、複数のノズルの間
の燃料／空気比を互いに異ならせる。このことが、移行
の開始時の拡散モードの運転中にも、移行中にも、そし
てフルパワー未満での予混合モードの運転中にも生じ
る。燃料を予混合ノズルの間で不均等に分割することに
より、低ＮＯｘ及びＣＯ排出性能を成すように設計され
ているが、安定性と燃焼動特性とが望ましいレベルに達
しない予混合ノズルを用いることができる。拡散モード
から予混合モードの運転への移行期に及び／又は予混合
モードでの定常状態運転中に、１つ以上の予混合ノズル
への予混合燃料の割合（％）を増加させることにより、
その１つ以上の予混合ノズルの出口での局所当量比が、
残りのノズルの出口での局所当量比よりも高くなり、そ
の結果、その１つ以上のノズルでの火炎が一層安定にな
る。このことは、燃焼器のヘッド端に非対称な熱放出を
もたらし、これにより、燃焼器に強い動圧振動が始まる
のを阻止する。ひとたび予混合モードの定常状態が確立
されたら、予混合ノズルの間での燃料分割を均等化させ
ることができ、こうして、ＮＯｘ放出及びＣＯ放出を改
善する。
【０００７】本発明の代表的な例では、米国特許番号第
５２５９１８４号に開示されているように、燃焼器に、
例えば５つのノズルを燃焼器の中心軸線の周りに環状に
配列されている。各ノズルを拡散モードで作動させ、１
つの共通マニホールドから燃料を供給する。各ノズルに
は又、予混合燃料供給マニホールドからの燃料が供給さ
れる。予混合ノズルのうちの４つのノズルへの燃料供給
は、単一の予混合燃料供給マニホールドを介して行われ
ており、５番目の予混合ノズルへの燃料供給は、第２の
予混合燃料供給マニホールドを介して行われている。先
に説明したように、これら２つの予混合供給マニホール
ドを設けたのは、予混合モードで運転している間の発電
機トリップ事故に対処するためであり、種々の予混合ノ
ズルに気体燃料を等しい流量で流すことを目的としてい
た。
５２５９１８４号に開示されているように、燃焼器に、
例えば５つのノズルを燃焼器の中心軸線の周りに環状に
配列されている。各ノズルを拡散モードで作動させ、１
つの共通マニホールドから燃料を供給する。各ノズルに
は又、予混合燃料供給マニホールドからの燃料が供給さ
れる。予混合ノズルのうちの４つのノズルへの燃料供給
は、単一の予混合燃料供給マニホールドを介して行われ
ており、５番目の予混合ノズルへの燃料供給は、第２の
予混合燃料供給マニホールドを介して行われている。先
に説明したように、これら２つの予混合供給マニホール
ドを設けたのは、予混合モードで運転している間の発電
機トリップ事故に対処するためであり、種々の予混合ノ
ズルに気体燃料を等しい流量で流すことを目的としてい
た。
【０００８】しかしながら、本発明によれば、拡散モー
ドから予混合モードへの移行期に種々のノズルへの燃料
を段切り換え（ステージング）する。例えば、始動時に
は、燃料を拡散マニホールドから５つのノズルのうちの
４つ以下のノズルに供給して拡散モードで作動させ、こ
うして燃焼器に沿って非対称な燃料パターンを生成す
る。所望に応じて、燃料を同じ拡散マニホールドから拡
散モードにある５番目のノズルにも供給して、燃焼器に
沿って対称な燃料流れを生成してもよい。しかしなが
ら、負荷を掛けている間には、５番目のノズルを拡散マ
ニホールドからの燃料流れから切り離し（、又は始動時
に拡散燃料マニホールドからの燃料を全く供給せず）、
そして予混合モードへの移行前に、５番目のノズルに単
一予混合マニホールドから予混合燃料を供給する。従っ
て、低負荷での始動の間には、４つのノズルに拡散燃料
を供給すると共に、５番目のノズルに予混合燃料を供給
し、この間、燃焼器の動作は拡散モードで継続する。５
番目のノズルによって燃焼区域に供給される燃料の全燃
料に対する割合（％）は、拡散ノズルのいずれか１つに
よって供給される燃料の全燃料に対する割合よりも大き
く、こうして燃焼器を横切る非対称な燃料装填を実現す
る。負荷がそれよりも高いとき、例えば５０％〜９０％
のときには、拡散マニホールドからの燃料を停止し、燃
料を予混合マニホールドから残りの４つの予混合ノズル
に供給する。この移行を行う際に、５番目のノズルの燃
料／空気比は、残りの４つの予混合ノズルのいずれより
も高い。従って、５番目のノズルはリッチ（濃厚）且つ
安定になり、残りの４つのノズルを安定化させる。これ
により、タービンは、この非対称な燃料装填がない場合
のタービン負荷よりも低いタービン負荷で、予混合モー
ド（低エミッション・モード）に入ることが可能にな
る。全負荷時には、予混合モードでの種々のノズルの間
での燃料分割は均等である。従って、移行中及び予混合
運転中にノズルに不均等に燃料を供給することにより、
燃焼器を横切る燃料のアンバランスの結果として、過酷
な燃焼動力学、即ち大きな音響ノイズと共鳴とが発生す
るのを防止する。
ドから予混合モードへの移行期に種々のノズルへの燃料
を段切り換え（ステージング）する。例えば、始動時に
は、燃料を拡散マニホールドから５つのノズルのうちの
４つ以下のノズルに供給して拡散モードで作動させ、こ
うして燃焼器に沿って非対称な燃料パターンを生成す
る。所望に応じて、燃料を同じ拡散マニホールドから拡
散モードにある５番目のノズルにも供給して、燃焼器に
沿って対称な燃料流れを生成してもよい。しかしなが
ら、負荷を掛けている間には、５番目のノズルを拡散マ
ニホールドからの燃料流れから切り離し（、又は始動時
に拡散燃料マニホールドからの燃料を全く供給せず）、
そして予混合モードへの移行前に、５番目のノズルに単
一予混合マニホールドから予混合燃料を供給する。従っ
て、低負荷での始動の間には、４つのノズルに拡散燃料
を供給すると共に、５番目のノズルに予混合燃料を供給
し、この間、燃焼器の動作は拡散モードで継続する。５
番目のノズルによって燃焼区域に供給される燃料の全燃
料に対する割合（％）は、拡散ノズルのいずれか１つに
よって供給される燃料の全燃料に対する割合よりも大き
く、こうして燃焼器を横切る非対称な燃料装填を実現す
る。負荷がそれよりも高いとき、例えば５０％〜９０％
のときには、拡散マニホールドからの燃料を停止し、燃
料を予混合マニホールドから残りの４つの予混合ノズル
に供給する。この移行を行う際に、５番目のノズルの燃
料／空気比は、残りの４つの予混合ノズルのいずれより
も高い。従って、５番目のノズルはリッチ（濃厚）且つ
安定になり、残りの４つのノズルを安定化させる。これ
により、タービンは、この非対称な燃料装填がない場合
のタービン負荷よりも低いタービン負荷で、予混合モー
ド（低エミッション・モード）に入ることが可能にな
る。全負荷時には、予混合モードでの種々のノズルの間
での燃料分割は均等である。従って、移行中及び予混合
運転中にノズルに不均等に燃料を供給することにより、
燃焼器を横切る燃料のアンバランスの結果として、過酷
な燃焼動力学、即ち大きな音響ノイズと共鳴とが発生す
るのを防止する。
【０００９】本発明の好適な実施例によれば、ガスター
ビン用の燃焼器を運転する方法であって、燃焼器は、複
数の燃料ノズルを有しており、燃焼器を横切る燃料の非
対称な流れを生成するように、ノズルを経てノズルの下
流の燃焼区域への燃料の流れを可変制御する工程を含ん
でいるガスタービン用の燃焼器を運転する方法が提供さ
れる。
ビン用の燃焼器を運転する方法であって、燃焼器は、複
数の燃料ノズルを有しており、燃焼器を横切る燃料の非
対称な流れを生成するように、ノズルを経てノズルの下
流の燃焼区域への燃料の流れを可変制御する工程を含ん
でいるガスタービン用の燃焼器を運転する方法が提供さ
れる。
【００１０】本発明の他の好適な実施例によれば、ガス
タービン用の燃焼器を運転する方法であって、燃焼器
は、燃焼器の周りに環状に配列された複数の燃料ノズル
を有しており、ノズルの下流の燃焼区域に燃焼器を横切
る燃料の非対称な流れを生成する工程を含んでいるガス
タービン用の燃焼器を運転する方法が提供される。本発
明の更に他の好適な実施例によれば、ガスタービン用の
燃焼器を運転する方法であって、燃焼器は、複数の燃料
ノズルを有しており、拡散モードで動作している複数の
ノズルのうちの少なくとも数本のノズルを通して燃料を
これらのノズルの下流の単一燃焼区域に流す工程と、拡
散モードでの運転から予混合モードでの運転への移行期
に、予混合モードで動作している複数のノズルのうちの
少なくとも１つのノズルを通して燃料を燃焼区域に流
し、この際に拡散モードで動作している数本のノズルを
維持する工程とを含んでいるガスタービン用の燃焼器を
運転する方法が提供される。
タービン用の燃焼器を運転する方法であって、燃焼器
は、燃焼器の周りに環状に配列された複数の燃料ノズル
を有しており、ノズルの下流の燃焼区域に燃焼器を横切
る燃料の非対称な流れを生成する工程を含んでいるガス
タービン用の燃焼器を運転する方法が提供される。本発
明の更に他の好適な実施例によれば、ガスタービン用の
燃焼器を運転する方法であって、燃焼器は、複数の燃料
ノズルを有しており、拡散モードで動作している複数の
ノズルのうちの少なくとも数本のノズルを通して燃料を
これらのノズルの下流の単一燃焼区域に流す工程と、拡
散モードでの運転から予混合モードでの運転への移行期
に、予混合モードで動作している複数のノズルのうちの
少なくとも１つのノズルを通して燃料を燃焼区域に流
し、この際に拡散モードで動作している数本のノズルを
維持する工程とを含んでいるガスタービン用の燃焼器を
運転する方法が提供される。
【００１１】従って、本発明の主要な目的は、タービン
用の燃焼器において、拡散モードの運転から予混合モー
ドの運転への燃料切り換えが静かに且つ安定になるよう
に、燃焼器の燃料ノズルへの燃料を段切り換え（ステー
ジング）する方法を提供すると共に、予混合モードで動
作している燃焼器について、広範なタービン負荷範囲に
わたって、安定で静かな運転を実現することにある。
用の燃焼器において、拡散モードの運転から予混合モー
ドの運転への燃料切り換えが静かに且つ安定になるよう
に、燃焼器の燃料ノズルへの燃料を段切り換え（ステー
ジング）する方法を提供すると共に、予混合モードで動
作している燃焼器について、広範なタービン負荷範囲に
わたって、安定で静かな運転を実現することにある。
【００１２】
【実施例】図１において、ガスタービン１０は、圧縮機
１２（一部のみを図示）と、複数の燃焼器１４（１つの
みを図示）と、タービン（図面では単一のブレード１６
で代表させている）とを含んでいる。特に図示していな
いが、タービンは共通軸線に沿って、圧縮機１２に駆動
連結されている。圧縮機１２は入口空気を加圧し、次い
でその圧縮空気を方向転換させて燃焼器１４に流し、こ
うして圧縮空気を用いて燃焼器１４を冷却すると共に、
燃焼過程に空気を供給する。
１２（一部のみを図示）と、複数の燃焼器１４（１つの
みを図示）と、タービン（図面では単一のブレード１６
で代表させている）とを含んでいる。特に図示していな
いが、タービンは共通軸線に沿って、圧縮機１２に駆動
連結されている。圧縮機１２は入口空気を加圧し、次い
でその圧縮空気を方向転換させて燃焼器１４に流し、こ
うして圧縮空気を用いて燃焼器１４を冷却すると共に、
燃焼過程に空気を供給する。
【００１３】前述したように、ガスタービンは、ガスタ
ービンの周囲に配置されている複数の燃焼器１４を含ん
でいる。二重壁移行ダクト１８が各燃焼器の出口端をタ
ービンの入口端に連結しており、高熱の燃焼生成物をタ
ービンに送り出す。クロス・ファイア管２２（１つのみ
を図示）と組み合わされたスパーク・プラグ２０によっ
て、通常の態様で種々の燃焼器１４での点火を行う。
ービンの周囲に配置されている複数の燃焼器１４を含ん
でいる。二重壁移行ダクト１８が各燃焼器の出口端をタ
ービンの入口端に連結しており、高熱の燃焼生成物をタ
ービンに送り出す。クロス・ファイア管２２（１つのみ
を図示）と組み合わされたスパーク・プラグ２０によっ
て、通常の態様で種々の燃焼器１４での点火を行う。
【００１４】各燃焼器１４は、実質的に円筒形の燃焼器
ケーシング２４を含んでいる。燃焼器ケーシング２４
は、開口した前端の位置でタービン・ケーシング２６に
ボルト２８によって固定されている。燃焼器ケーシング
２４の後端は、端部カバー・アセンブリ３０によって閉
じられている。端部カバー・アセンブリ３０は、後で詳
しく説明するように気体、液体燃料及び空気（そして、
所望により水）を燃焼器１４に供給するための通常の供
給管、マニホールド及び関連した弁等を含んでいる。端
部カバー・アセンブリ３０は、複数（例えば、５つ）の
燃料ノズル・アセンブリ３２（便宜上、１つのみを図
示）を受け入れており、これらの燃料ノズル・アセンブ
リは、燃焼器１４の長さ方向軸線の周りに対称に円形配
列を成して設けられている（図５を参照）。
ケーシング２４を含んでいる。燃焼器ケーシング２４
は、開口した前端の位置でタービン・ケーシング２６に
ボルト２８によって固定されている。燃焼器ケーシング
２４の後端は、端部カバー・アセンブリ３０によって閉
じられている。端部カバー・アセンブリ３０は、後で詳
しく説明するように気体、液体燃料及び空気（そして、
所望により水）を燃焼器１４に供給するための通常の供
給管、マニホールド及び関連した弁等を含んでいる。端
部カバー・アセンブリ３０は、複数（例えば、５つ）の
燃料ノズル・アセンブリ３２（便宜上、１つのみを図
示）を受け入れており、これらの燃料ノズル・アセンブ
リは、燃焼器１４の長さ方向軸線の周りに対称に円形配
列を成して設けられている（図５を参照）。
【００１５】燃焼器ケーシング２４内には、実質的に円
筒形の流れスリーブ３４が実質的に同心関係にて装着さ
れている。流れスリーブ３４の前端は、二重壁移行ダク
ト１８の外壁３６に連結されている。流れスリーブ３４
の後端は半径方向フランジ３５によって、燃焼器ケーシ
ング２４の前方部分と後方部分を接合している突き合わ
せ継手３７の位置で、燃焼器ケーシング２４に連結され
ている。
筒形の流れスリーブ３４が実質的に同心関係にて装着さ
れている。流れスリーブ３４の前端は、二重壁移行ダク
ト１８の外壁３６に連結されている。流れスリーブ３４
の後端は半径方向フランジ３５によって、燃焼器ケーシ
ング２４の前方部分と後方部分を接合している突き合わ
せ継手３７の位置で、燃焼器ケーシング２４に連結され
ている。
【００１６】流れスリーブ３４内には、燃焼ライナ３８
が同心に配設されている。燃焼ライナ３８の前端は、移
行ダクト１８の内壁４０に連結されている。燃焼ライナ
３８の後端は、燃焼ライナ・キャップ・アセンブリ４２
によって支持されており、一方、燃焼ライナ・キャップ
・アセンブリ４２は、複数の支柱３９及び関連した装着
用フランジ・アセンブリ４１によって燃焼器ケーシング
２４内に支持されている（これは図５に明示されてい
る。）。移行ダクト１８の外壁３６、及び燃焼器ケーシ
ング２４をタービン・ケーシング２６にボルト２８によ
ってボルト締めしている位置の前方に延在している流れ
スリーブ３４の部分には、それぞれの外周面にわたって
配列した透孔（アパーチャ）４４が形成されており、こ
れにより空気が、（図１に流れ矢印で示すように）圧縮
機１２からこれらの透孔４４を通って、流れスリーブ３
４とライナ３８との間の環状空間内へ、燃焼器１４の上
流端又は後端に向かって反対方向に流れる。
が同心に配設されている。燃焼ライナ３８の前端は、移
行ダクト１８の内壁４０に連結されている。燃焼ライナ
３８の後端は、燃焼ライナ・キャップ・アセンブリ４２
によって支持されており、一方、燃焼ライナ・キャップ
・アセンブリ４２は、複数の支柱３９及び関連した装着
用フランジ・アセンブリ４１によって燃焼器ケーシング
２４内に支持されている（これは図５に明示されてい
る。）。移行ダクト１８の外壁３６、及び燃焼器ケーシ
ング２４をタービン・ケーシング２６にボルト２８によ
ってボルト締めしている位置の前方に延在している流れ
スリーブ３４の部分には、それぞれの外周面にわたって
配列した透孔（アパーチャ）４４が形成されており、こ
れにより空気が、（図１に流れ矢印で示すように）圧縮
機１２からこれらの透孔４４を通って、流れスリーブ３
４とライナ３８との間の環状空間内へ、燃焼器１４の上
流端又は後端に向かって反対方向に流れる。
【００１７】燃焼ライナ・キャップ・アセンブリ４２
は、各燃料ノズル・アセンブリ３２当たり１つずつの複
数の予混合管４６を支持している。具体的には、各予混
合管４６は、その前端及び後端で前部プレート４７及び
後部プレート４９によって燃焼ライナ・キャップ・アセ
ンブリ４２内に支持されており、前部プレート４７及び
後部プレート４９の各々には、端部の開口した予混合管
４６と心合わせされた開口が設けられている。この配置
は図５に明示されており、開口４３が前部プレート４７
に設けられていることがわかる。前部プレート４７（所
定の配列の冷却孔が設けられた衝突板）をシールド板４
５によって燃焼器火炎の熱輻射から遮蔽することがよ
い。
は、各燃料ノズル・アセンブリ３２当たり１つずつの複
数の予混合管４６を支持している。具体的には、各予混
合管４６は、その前端及び後端で前部プレート４７及び
後部プレート４９によって燃焼ライナ・キャップ・アセ
ンブリ４２内に支持されており、前部プレート４７及び
後部プレート４９の各々には、端部の開口した予混合管
４６と心合わせされた開口が設けられている。この配置
は図５に明示されており、開口４３が前部プレート４７
に設けられていることがわかる。前部プレート４７（所
定の配列の冷却孔が設けられた衝突板）をシールド板４
５によって燃焼器火炎の熱輻射から遮蔽することがよ
い。
【００１８】後部プレート４９には、後方に延在してい
る複数の浮遊カラー４８（各予混合管４６について１
つ）が、後部プレート４９の開口と実質的に心合わせ関
係に配列されて装着されている。浮遊カラー４８の各々
は、空気スワラ５０を包囲関係で燃料ノズル・アセンブ
リ３２の半径方向最外側の管に支持している。これらの
要素は、空気が以下の順路で流れるように構成されてい
る。ライナ３８と流れスリーブ３４との間の環状空間に
流れる空気は、再度反対方向に（端部キャップ・アセン
ブリ３０とスリーブ・キャップ・アセンブリ４２との間
で）燃焼器１４の後端に押し込まれ、次いで、スワラ５
０及び予混合管４６に流れ、その後、予混合管４６の下
流のライナ３８内の燃焼区域に入る。
る複数の浮遊カラー４８（各予混合管４６について１
つ）が、後部プレート４９の開口と実質的に心合わせ関
係に配列されて装着されている。浮遊カラー４８の各々
は、空気スワラ５０を包囲関係で燃料ノズル・アセンブ
リ３２の半径方向最外側の管に支持している。これらの
要素は、空気が以下の順路で流れるように構成されてい
る。ライナ３８と流れスリーブ３４との間の環状空間に
流れる空気は、再度反対方向に（端部キャップ・アセン
ブリ３０とスリーブ・キャップ・アセンブリ４２との間
で）燃焼器１４の後端に押し込まれ、次いで、スワラ５
０及び予混合管４６に流れ、その後、予混合管４６の下
流のライナ３８内の燃焼区域に入る。
【００１９】ここで図２、図３及び図４に移ると、各燃
料ノズル・アセンブリ３２は、後方供給部５２と、前方
送り出し部５４とを含んでいる。後方供給部５２は、液
体燃料、噴霧用空気、拡散気体燃料及び予混合気体燃料
を受け取る複数の入口を有していると共に、後述するよ
うに、これらの流体の各々を前方送り出し部５４内の対
応する通路に供給する適当な連結通路を有している。
料ノズル・アセンブリ３２は、後方供給部５２と、前方
送り出し部５４とを含んでいる。後方供給部５２は、液
体燃料、噴霧用空気、拡散気体燃料及び予混合気体燃料
を受け取る複数の入口を有していると共に、後述するよ
うに、これらの流体の各々を前方送り出し部５４内の対
応する通路に供給する適当な連結通路を有している。
【００２０】燃料ノズル・アセンブリ３２の前方送り出
し部５４は、一連の同心管５６及び５８から構成されて
いる。管５６及び５８は、配管６４によって通路６０に
連結されている入口６２から予混合気体燃料を受け取る
予混合気体通路６０を画定している。予混合気体通路６
０は、複数の（例えば、１１個の）放射状燃料インジェ
クタ６６とも連通している。燃料インジェクタ６６の各
々には、予混合管４６内に配置されている予混合区域６
９に気体燃料を排出するための複数の燃料噴射ポート又
は孔６８が設けられている。噴射された燃料は、圧縮機
１２から反対方向に流れてきた空気と混ざり合って、放
射状インジェクタ６６の上流で燃料ノズル・アセンブリ
３２を取り囲んでいる環状スワラ５０によって渦流とさ
れる。
し部５４は、一連の同心管５６及び５８から構成されて
いる。管５６及び５８は、配管６４によって通路６０に
連結されている入口６２から予混合気体燃料を受け取る
予混合気体通路６０を画定している。予混合気体通路６
０は、複数の（例えば、１１個の）放射状燃料インジェ
クタ６６とも連通している。燃料インジェクタ６６の各
々には、予混合管４６内に配置されている予混合区域６
９に気体燃料を排出するための複数の燃料噴射ポート又
は孔６８が設けられている。噴射された燃料は、圧縮機
１２から反対方向に流れてきた空気と混ざり合って、放
射状インジェクタ６６の上流で燃料ノズル・アセンブリ
３２を取り囲んでいる環状スワラ５０によって渦流とさ
れる。
【００２１】予混合通路６０は、燃料ノズル・アセンブ
リ３２の前端又は吐き出し端でＯ（オー）リング７２に
よって密封されているので（図３）、予混合燃料は放射
状燃料インジェクタ６６を通してしか外に出ることがで
きない。次に隣接する通路７４は、同心管５８と同心管
７６との間に形成されており、燃料ノズル・アセンブリ
３２の最前端のオリフィス７８を通して拡散気体を燃焼
器の燃焼区域７０に供給する。ノズルの最前端又は吐き
出し端は、予混合管４６内に位置しているが、その前端
に比較的近接している。拡散気体通路７４は入口８０か
ら配管８２を通して拡散気体を受け取る。
リ３２の前端又は吐き出し端でＯ（オー）リング７２に
よって密封されているので（図３）、予混合燃料は放射
状燃料インジェクタ６６を通してしか外に出ることがで
きない。次に隣接する通路７４は、同心管５８と同心管
７６との間に形成されており、燃料ノズル・アセンブリ
３２の最前端のオリフィス７８を通して拡散気体を燃焼
器の燃焼区域７０に供給する。ノズルの最前端又は吐き
出し端は、予混合管４６内に位置しているが、その前端
に比較的近接している。拡散気体通路７４は入口８０か
ら配管８２を通して拡散気体を受け取る。
【００２２】第３の通路８４は、同心管７６と同心管８
６との間に画定されており、噴霧用空気をオリフィス８
８を通して燃焼器の燃焼区域７０に供給し、ここで噴霧
用空気は、オリフィス７８から出てくる拡散燃料と混ざ
り合う。噴霧用空気は入口９０から配管９２を通して通
路８４に供給される。燃料ノズル・アセンブリ３２には
又、当業者に理解され得る態様でＮＯｘの低減を達成す
るために、（所望に応じて）水を燃焼区域７０に供給す
る通路９４が設けられている。水通路９４は、管８６
と、隣接した同心管９６との間に画定されている。水
は、噴霧用空気オリフィス８８より半径方向内側のオリ
フィス９８を通してノズルから出る。
６との間に画定されており、噴霧用空気をオリフィス８
８を通して燃焼器の燃焼区域７０に供給し、ここで噴霧
用空気は、オリフィス７８から出てくる拡散燃料と混ざ
り合う。噴霧用空気は入口９０から配管９２を通して通
路８４に供給される。燃料ノズル・アセンブリ３２には
又、当業者に理解され得る態様でＮＯｘの低減を達成す
るために、（所望に応じて）水を燃焼区域７０に供給す
る通路９４が設けられている。水通路９４は、管８６
と、隣接した同心管９６との間に画定されている。水
は、噴霧用空気オリフィス８８より半径方向内側のオリ
フィス９８を通してノズルから出る。
【００２３】燃料インジェクタ・ノズルを形成している
一連の同心管のうち最も内側の管である管９６自身は、
液体燃料用の中心通路１００を形成している。液体燃料
は入口１０２から通路１００に入る。液体燃料は、ノズ
ルの中心の吐き出しオリフィス１０４を通してノズルか
ら外に出る。当業者には理解され得るように、液体燃料
供給機構は、バックアップ・システムとして設けられて
おり、そしてタービンが平常の気体燃料モードにあると
きには、通路１００を通常、圧縮機吐き出し空気でパー
ジする。
一連の同心管のうち最も内側の管である管９６自身は、
液体燃料用の中心通路１００を形成している。液体燃料
は入口１０２から通路１００に入る。液体燃料は、ノズ
ルの中心の吐き出しオリフィス１０４を通してノズルか
ら外に出る。当業者には理解され得るように、液体燃料
供給機構は、バックアップ・システムとして設けられて
おり、そしてタービンが平常の気体燃料モードにあると
きには、通路１００を通常、圧縮機吐き出し空気でパー
ジする。
【００２４】上述した燃焼器は、米国特許番号第５２５
９１８４号に詳細に記載されており、その運転もこの特
許に説明されている。同特許の運転に関する説明によれ
ば、拡散モードの運転では、拡散気体燃料を入口８０、
配管８２及び通路７４を通して供給し、オリフィス７８
を介して燃焼区域７０に排出し、そこで拡散気体燃料を
噴霧用空気と混合し、スパーク・プラグ２０で点火し
て、ライナ３８内の燃焼区域７０で燃焼させる。負荷が
もっと大きい場合には、予混合気体燃料を入口６２及び
配管６４から通路６０に供給し、下流の放射状インジェ
クタ６６のオリフィス６８を通して排出する。予混合燃
料は、スワラ５０を通して予混合管４６に入ってくる空
気と混ざり合い、得られた混合気は、拡散モードの運転
時から予め存在している火炎によって、ライナ３８内の
燃焼区域７０で点火される。予混合運転中、拡散通路７
４への燃料を停止する。
９１８４号に詳細に記載されており、その運転もこの特
許に説明されている。同特許の運転に関する説明によれ
ば、拡散モードの運転では、拡散気体燃料を入口８０、
配管８２及び通路７４を通して供給し、オリフィス７８
を介して燃焼区域７０に排出し、そこで拡散気体燃料を
噴霧用空気と混合し、スパーク・プラグ２０で点火し
て、ライナ３８内の燃焼区域７０で燃焼させる。負荷が
もっと大きい場合には、予混合気体燃料を入口６２及び
配管６４から通路６０に供給し、下流の放射状インジェ
クタ６６のオリフィス６８を通して排出する。予混合燃
料は、スワラ５０を通して予混合管４６に入ってくる空
気と混ざり合い、得られた混合気は、拡散モードの運転
時から予め存在している火炎によって、ライナ３８内の
燃焼区域７０で点火される。予混合運転中、拡散通路７
４への燃料を停止する。
【００２５】前述したように、拡散モードと予混合モー
ドの運転との移行期に、不安定性と高振幅燃焼ノイズと
を生じる傾向が発現する。本発明は、以下に説明する態
様で、燃料ノズルへの燃料を段切り換え（ステージン
グ）して、上述の傾向を抑制するか又はなくし、そし
て、従来可能と考えられていたものよりも広いタービン
の負荷範囲にわたって予混合モードでの運転を可能にす
る。
ドの運転との移行期に、不安定性と高振幅燃焼ノイズと
を生じる傾向が発現する。本発明は、以下に説明する態
様で、燃料ノズルへの燃料を段切り換え（ステージン
グ）して、上述の傾向を抑制するか又はなくし、そし
て、従来可能と考えられていたものよりも広いタービン
の負荷範囲にわたって予混合モードでの運転を可能にす
る。
【００２６】ここで図６に移ると、種々のノズル３２の
拡散燃料入口通路８０に拡散燃料を供給する拡散燃料マ
ニホールド１１０が線図的に図示されている。弁１１２
をマニホールド１１０に配置して、マニホールド１１０
からノズルへの燃料の供給を開閉することができる。更
に、弁１１４を１つ以上の拡散燃料ノズルへの拡散燃料
ラインに配設することができる。図６には更に、予混合
燃料を数本のノズルに供給するための第１の予混合マニ
ホールド１１６と、燃料を残りの１つ以上のノズルに供
給する第２の予混合マニホールド１１８とが示されてい
る。下流予混合マニホールド１１６及び１１８の各々
は、弁１２０及び１２２をそれぞれ有しており、これら
の弁は、燃料を連結されたノズルに供給する開位置と燃
料をノズルに供給しない閉位置との間で移動することが
できる。個別の弁を所望に応じて個別の供給ラインに配
置することができる。尚、マニホールド弁及び燃料供給
ラインに配設された弁はいずれも、通常の態様で操作さ
れる。
拡散燃料入口通路８０に拡散燃料を供給する拡散燃料マ
ニホールド１１０が線図的に図示されている。弁１１２
をマニホールド１１０に配置して、マニホールド１１０
からノズルへの燃料の供給を開閉することができる。更
に、弁１１４を１つ以上の拡散燃料ノズルへの拡散燃料
ラインに配設することができる。図６には更に、予混合
燃料を数本のノズルに供給するための第１の予混合マニ
ホールド１１６と、燃料を残りの１つ以上のノズルに供
給する第２の予混合マニホールド１１８とが示されてい
る。下流予混合マニホールド１１６及び１１８の各々
は、弁１２０及び１２２をそれぞれ有しており、これら
の弁は、燃料を連結されたノズルに供給する開位置と燃
料をノズルに供給しない閉位置との間で移動することが
できる。個別の弁を所望に応じて個別の供給ラインに配
置することができる。尚、マニホールド弁及び燃料供給
ラインに配設された弁はいずれも、通常の態様で操作さ
れる。
【００２７】燃焼器の動作中に燃料の段切り換え（ステ
ージング）を行うために、始動時に、弁１１２を開いて
マニホールド１１０からの拡散燃料を、ノズル３２の各
々に供給するか、又は例えば、弁１１４を閉じることに
より若しくは１つ以上のノズルへの拡散燃料供給ライン
を完全に除外することにより、全部よりも少ない数のノ
ズルに供給する。今、すべてのノズル又は全部よりも少
ない数のノズルに拡散燃料を供給した状態で、タービン
燃焼器が拡散モードで動作しているので、タービンに負
荷を掛ける。好適な運転形態では、図示のように、拡散
燃料を５つのノズルのうち４つのノズルのみに供給し、
５番目のノズルを拡散燃料マニホールドから完全に切り
離し、始動時に５番目のノズルには空気のみを供給す
る。負荷を掛けるにつれて、例えばフルパワーの３０％
〜５０％の範囲内で負荷を掛けるにつれて、燃焼器は、
拡散モードでの動作から予混合モードでの動作に移行す
る。移行の始まりでは、第２の予混合マニホールド弁１
２２を開いて予混合燃料を５番目のノズルに供給し、こ
れにより拡散モードの動作が継続するが、５番目のノズ
ルは予混合燃料／空気を単一の燃焼区域に与える。負荷
が増加するにつれて、残りの４つのノズルへの拡散燃料
の供給を止め、第１の予混合マニホールド１１６の弁１
２０を開いて予混合燃料を４つのノズルに供給する。こ
の段階で（移行前の拡散運転中及び移行後の予混合運転
中に）、ノズルへの燃料供給が不均等であることが明ら
かである。５番目のノズルは高い燃料／空気比を有して
おり、従って、リッチ（濃厚）且つ安定に動作すること
が好ましい。このことにより、拡散モードから予混合モ
ードに移行するときに、他の４つのノズルは安定化し、
又、そうしない場合よりも低いタービン負荷で予混合モ
ードに入ることが可能になる。このようなノズルへの不
均等な燃料供給により、過酷な燃焼動力学が移行期に発
生するのを防止し、燃焼過程の安定性を高める。
ージング）を行うために、始動時に、弁１１２を開いて
マニホールド１１０からの拡散燃料を、ノズル３２の各
々に供給するか、又は例えば、弁１１４を閉じることに
より若しくは１つ以上のノズルへの拡散燃料供給ライン
を完全に除外することにより、全部よりも少ない数のノ
ズルに供給する。今、すべてのノズル又は全部よりも少
ない数のノズルに拡散燃料を供給した状態で、タービン
燃焼器が拡散モードで動作しているので、タービンに負
荷を掛ける。好適な運転形態では、図示のように、拡散
燃料を５つのノズルのうち４つのノズルのみに供給し、
５番目のノズルを拡散燃料マニホールドから完全に切り
離し、始動時に５番目のノズルには空気のみを供給す
る。負荷を掛けるにつれて、例えばフルパワーの３０％
〜５０％の範囲内で負荷を掛けるにつれて、燃焼器は、
拡散モードでの動作から予混合モードでの動作に移行す
る。移行の始まりでは、第２の予混合マニホールド弁１
２２を開いて予混合燃料を５番目のノズルに供給し、こ
れにより拡散モードの動作が継続するが、５番目のノズ
ルは予混合燃料／空気を単一の燃焼区域に与える。負荷
が増加するにつれて、残りの４つのノズルへの拡散燃料
の供給を止め、第１の予混合マニホールド１１６の弁１
２０を開いて予混合燃料を４つのノズルに供給する。こ
の段階で（移行前の拡散運転中及び移行後の予混合運転
中に）、ノズルへの燃料供給が不均等であることが明ら
かである。５番目のノズルは高い燃料／空気比を有して
おり、従って、リッチ（濃厚）且つ安定に動作すること
が好ましい。このことにより、拡散モードから予混合モ
ードに移行するときに、他の４つのノズルは安定化し、
又、そうしない場合よりも低いタービン負荷で予混合モ
ードに入ることが可能になる。このようなノズルへの不
均等な燃料供給により、過酷な燃焼動力学が移行期に発
生するのを防止し、燃焼過程の安定性を高める。
【００２８】更に、全負荷近く、即ち９０％では、予混
合ノズルの間での燃料分割を調節して、実質的に等しい
燃料流れを各予混合ノズルに与える。従って、燃料分割
を変化させることができるので、低ＮＯｘ及びＣＯ排気
性能となるよう設計された、望ましい安定性と燃焼動特
性とを呈する予混合ノズルを利用することが可能にな
る。尚、移行前及び移行中に、並びにより高い負荷時
に、５番目のノズルに供給する燃料を（全燃料に対する
割合として）増加させることにより、５番目のノズルの
出口での局所的当量比を他の４つのノズルの出口での局
所的当量比よりも高くすることが可能になり、その結
果、５番目のノズルの火炎はより安定になる。更に、５
番目のノズルは燃焼器のヘッド端に非対称な熱放出を生
成し、これにより、燃焼器内で強い動圧振動が始まるの
を阻止する。
合ノズルの間での燃料分割を調節して、実質的に等しい
燃料流れを各予混合ノズルに与える。従って、燃料分割
を変化させることができるので、低ＮＯｘ及びＣＯ排気
性能となるよう設計された、望ましい安定性と燃焼動特
性とを呈する予混合ノズルを利用することが可能にな
る。尚、移行前及び移行中に、並びにより高い負荷時
に、５番目のノズルに供給する燃料を（全燃料に対する
割合として）増加させることにより、５番目のノズルの
出口での局所的当量比を他の４つのノズルの出口での局
所的当量比よりも高くすることが可能になり、その結
果、５番目のノズルの火炎はより安定になる。更に、５
番目のノズルは燃焼器のヘッド端に非対称な熱放出を生
成し、これにより、燃焼器内で強い動圧振動が始まるの
を阻止する。
【００２９】尚、上述したノズルの数、即ち５つのノズ
ルは例示に過ぎず、使用するノズルの数は、それよりも
多くても又は少なくてもよい。又、燃料を種々のノズル
の間で分割する仕方は、マニホールドを介する必要はな
く、種々のノズルへの燃料供給ラインの各々に設けられ
た個別の弁を介して燃料分割を達成することができる。
ルは例示に過ぎず、使用するノズルの数は、それよりも
多くても又は少なくてもよい。又、燃料を種々のノズル
の間で分割する仕方は、マニホールドを介する必要はな
く、種々のノズルへの燃料供給ラインの各々に設けられ
た個別の弁を介して燃料分割を達成することができる。
【００３０】以上、本発明を現在のところ最も実用的且
つ好適と考えられる実施例について説明したが、本発明
は、開示した実施例に限定されず、本発明の要旨の範囲
内に含まれる種々の変更及び均等構成を包含する。
つ好適と考えられる実施例について説明したが、本発明
は、開示した実施例に限定されず、本発明の要旨の範囲
内に含まれる種々の変更及び均等構成を包含する。
【図１】本発明の好適な実施例によるタービンの燃焼器
の１つを示す断面図である。
の１つを示す断面図である。
【図２】上述の燃焼器の燃料噴射ノズルの断面図であ
る。
る。
【図３】ノズルの前方端の拡大断面図である。
【図４】ノズルを前方から見た図である。
【図５】燃焼ライナ・キャップ・アセンブリを前方から
見た図である。
見た図である。
【図６】予混合燃料供給マニホールド及び拡散燃料供給
マニホールドと組み合わせたノズルの配置を示す説明図
である。
マニホールドと組み合わせたノズルの配置を示す説明図
である。
１０ ガスタービン
１４ 燃焼器
３２ 燃料ノズル・アセンブリ
４６ 予混合管
５０ スワラ
６６ 下流インジェクタ
１０５ 上流インジェクタ
１０６ マニホールド
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 デイヴィッド・オーラス・フィッツ
アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ボー
ルストン・スパ、スゥイートマン・ロー
ド、286番
(72)発明者 ウォーレン・ジェイ・ミック
アメリカ合衆国、ニューヨーク州、アル
タモント、ボックス371エム、アールデ
ィー・ナンバー２ （番地なし)
(72)発明者 マイケル・ブルース・サイアチェッティ
アメリカ合衆国、ニューヨーク州、スケ
ネクタデイ、レノックス・ロード、1754
番
(72)発明者 ミッチェル・アール・コウヘン
アメリカ合衆国、ニューヨーク州、トロ
イ、サーティーンス・ストリート、64番
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F02C 3/00 - 9/00
F23R 3/28 - 3/36
Claims (8)
- 【請求項１】 ガスタービン用の複数の燃料ノズルを有
する燃焼器を運転する方法であって、 前記燃焼器を横切る燃料の非対称な流れを生成するよう
に、拡散モードでの運転と予混合モードでの運転との移
行期に、前記ノズルを経て該ノズルの下流の燃焼区域へ
の燃料の流れを可変制御する工程を備えたガスタービン
用の燃焼器を運転する方法。 - 【請求項２】拡散モードでの運転中に燃料の非対称な流
れを生成する工程を更に含んでいる請求項１に記載の方
法。 - 【請求項３】 予混合モードでの運転中に燃料の非対称
な流れを生成する工程を更に含んでいる請求項１に記載
の方法。 - 【請求項４】 ガスタービン用の複数のノズルを有する
燃焼器を運転する方法であって、 拡散モードで動作している前記複数のノズルのうちの少
なくとも数本のノズルを通して燃料を該ノズルの下流の
単一燃焼区域に流す工程と、 拡散モードでの運転から予混合モードでの運転への移行
期に、予混合モードで動作している前記複数のノズルの
うちの少なくとも１つのノズルを通して燃料を前記燃焼
区域に流し、この際に前記拡散モードで動作している前
記数本のノズルを維持する工程とを備えたガスタービン
用の燃焼器を運転する方法。 - 【請求項５】 前記ノズルは、前記燃焼器の周りに環状
に配列されており、前記燃焼器を横切る燃料の非対称な
流れを前記ノズルの下流の燃焼区域に生成するように、
前記ノズルを通る燃料の流れを可変制御する工程を更に
含んでいる請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 前記移行期の後に、すべてのノズルを予
混合モードで動作させる工程を含んでいる請求項４に記
載の方法。 - 【請求項７】 前記ノズルは、前記燃焼器の周りに環状
に配列されており、前記移行期の後に、すべてのノズル
を予混合モードで動作させる工程と、前記すべてのノズ
ルが予混合モードで動作している間、前記燃焼器を横切
る燃料の非対称な流れを生成するように、前記すべての
ノズルを通る燃料の流れを可変制御する工程を更に含ん
でいる請求項４に記載の方法。 - 【請求項８】 前記ノズルの下流の燃焼区域に前記燃焼
器を横切る燃料の非対称な流れを生成する工程を更に含
んでいる請求項４に記載の方法。
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