JP6458838B2 - 燃焼器ノズル組立体及びこれを含むガスタービン - Google Patents

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Description

本発明は、燃焼器ノズル組立体及びこれを含むガスタービンに関し、さらに詳しくは、クォータナリーノズル(quaternary nozzle)を省略し、予混合(premixing)効果を向上させた構造を持つ燃焼器ノズル組立体及びこれを含むガスタービンに関する。
一般に、ガスタービンは、圧縮機、燃焼器及びタービンから構成されている。空気導入口を介して流入した空気が圧縮機で圧縮されることにより、高温、高圧の圧縮空気となり、この圧縮空気に対して燃焼器で燃料を供給して燃焼させることにより、高温・高圧の燃焼ガス(作動流体)を得、この燃焼ガスによってタービンを駆動し、このタービンに連結された発電機を駆動する。
従来のガスタービンの燃焼器12は、図1及び図2に示すように、パイロット燃焼バーナー44の周りを取り囲むように複数のメイン燃焼バーナー45が配置されており、パイロット燃焼バーナー44にはパイロットノズルが、メイン燃焼バーナー45にはメインノズルがそれぞれ内蔵されており、パイロット燃焼バーナー44及び複数のメイン燃焼バーナー45は、燃焼室43を向くように配置されている。
図3は従来技術による燃焼器ノズル組立体を示す部分断面図である。
図3を参照すると、従来技術による燃焼器ノズル組立体を構成する燃焼器ノズルケーシング10は、平らな(flat)構造の内部形状を持っており、燃焼器燃料ノズル(fuel nozzle)に流入する圧縮空気流動が一様(uniform)に流れない。
また、従来技術による燃焼器ノズルケーシング10は、内部に予混合(premixing)のための別途のクォータナリーノズル(quarternary nozzle)11が適用され、別途の溶接による結合が要求される。
さらに、従来技術による燃焼器ノズルケーシング10は、クォータナリーノズル(quarternary nozzle)11に連通した構造の燃料チャンバー(fuel chamber)12により、体積が大きくなるとともに厚くなる。
したがって、上述した従来技術による問題点を解決することができる燃焼器ノズル組立体に関する技術が求められている。
韓国登録特許1,579,122号公報(2015年12月15日登録)
本発明の目的は、ノズルケーシングの体積を減少させ、圧縮空気の流動ユニフォーミティー(uniformity)を改善し、クォータナリーノズル(quaternary nozzle)を省略して製作費用を削減し、予混合(premixing)効果を向上させた構造を持つ燃焼器ノズル組立体、及びこれを含むガスタービンを提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明の一態様による燃焼器ノズル組立体は、圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含む燃焼器ノズル組立体であって、前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面から連続するコーナー部位に形成された曲面構造と;前記曲面構造に形成された燃料噴射口と;前記曲面構造の内部に所定の体積で形成され、燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーと;を含んでなることができる。
本発明の一実施形態において、前記曲面構造は、コーナー部位に所定の曲率半径で形成されたラウンド構造であり得る。
この場合、前記ラウンド構造の曲率半径は、ノズルケーシングの内径の10〜50%に相当する長さであり得る。
また、前記燃料噴射口の形成方向は、ラウンド構造の曲率半径の中心を向くことができる。
本発明の一実施形態において、前記燃料噴射口は曲面構造に沿って2つ以上形成されており、前記燃料噴射口は1つ以上の列を形成することができる。
本発明の一実施形態において、前記曲面構造には、それぞれ互いに異なる内径に形成された2つ以上の燃料噴射口が一定のパターンで配置できる。
この場合、前記燃料噴射口は、側断面視で曲面構造の中央部に形成される第1燃料噴射口と;前記第1燃料噴射口に隣接して配置され、第1燃料噴射口の内径の10〜50%に相当する内径で形成された第2燃料噴射口と;を含むことができる。
本発明の一実施形態において、前記ノズルケーシングの内部側面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出して第1渦流形成突起が2つ以上形成できる。
この場合、前記第1渦流形成突起は、ノズルケーシングの内部側面の周りに沿って一定の角度だけ離隔して配置できる。
本発明の一実施形態において、前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出して第2渦流形成突起が形成できる。
この場合、前記第2渦流形成突起は、平面視において、中心に向かって螺旋状を描く渦巻き構造であり得る。
本発明の一実施形態において、前記ノズルケーシングの内部側面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出し且つ圧縮空気の引き込み方向に螺旋状を描く渦巻き構造の第3渦流形成突起が1つ以上形成できる。
また、本発明は、前記燃焼器ノズル組立体を含むガスタービンを提供することができるが、本発明の一態様によるガスタービンは、圧縮機、燃焼器ノズル組立体及びタービンを含むガスタービンであって、前記燃焼器ノズル組立体は、前記圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含み、前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面から連続するコーナー部位には、所定の曲率半径で形成されたラウンド構造の曲面構造が形成されており、前記曲面構造の内部には、曲面構造の外面に形成された燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーが設けられた構成であり得る。
本発明の一実施形態において、前記燃料噴射口の形成方向は、ラウンド構造の曲率半径の中心を向くことができる。
本発明の一実施形態において、前記燃料噴射口は、ノズルケーシングが内周面に沿って2つ以上形成されており、前記燃料噴射口は、1つ以上の列を形成することができる。
本発明の一実施形態において、前記曲面構造には、それぞれ互いに異なる内径で形成された2つ以上の燃料噴射口が一定のパターンで配置できる。
上述したように、本発明の燃焼器ノズル組立体によれば、特定の構造のノズルケーシング、燃料噴射口及び燃料チャンバーを備えることにより、ノズルケーシングの体積を減少させ、圧縮空気の流動ユニフォーミティー(uniformity)を改善し、クォータナリーノズル(quaternary nozzle)を省略して製作費用を削減し、予混合(premixing)効果を向上させた構造を持つ燃焼器ノズル組立体、及びこれを含むガスタービンを提供することができる。
また、本発明の燃焼器ノズル組立体によれば、ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面から連続するコーナー部位に曲面構造と燃料噴射口を形成し、曲面構造の内部に燃料チャンバーを備えることにより、圧縮空気の流動ユニフォーミティー(uniformity)を改善することができるとともに、クォータナリーノズル(quaternary nozzle)を省略することができて燃焼器の製作費用を削減することができるうえ、予混合(premixing)効果を向上させることができる構造の燃焼器ノズル組立体を提供することができる。
また、本発明の燃焼器ノズル組立体によれば、曲面構造に形成された燃料噴射口の形成方向を特定の方向に限定し、一定のパターンで多数配置することにより、予混合(premixing)効果を向上させることができる構造の燃焼器ノズル組立体を提供することができる。
また、本発明の燃焼器ノズル組立体によれば、特定の構造の第1燃料噴射口、第2燃料噴射口を特定の位置に配置することにより、予混合(premixing)効果を向上させることができる構造の燃焼器ノズル組立体を提供することができる。
また、本発明の燃焼器ノズル組立体によれば、特定の構造の第1渦流形成突起、第2渦流形成突起及び第3渦流形成突起を備えることにより、予混合(premixing)効果を向上させることができる構造の燃焼器ノズル組立体を提供することができる。
また、本発明のガスタービンによれば、特定の構成の燃焼器ノズル組立体を備えることにより、製作コストを削減し、運用効率を向上させることができるガスタービンを提供することができる。
従来技術によるガスタービンを示す正面図である。 図1に示された燃焼器部分を示す部分断面図である。 従来技術による燃焼器ノズル組立体を示す部分断面図である。 本発明の一実施形態による燃焼器ノズル組立体を示す部分断面図である。 図4のA−A'線に沿った断面図である。 図5の他の実施形態である。 本発明の他の実施形態による燃焼器ノズル組立体のノズルケーシングの内周面を示す断面図である。 本発明の一実施形態による燃焼器ノズル組立体の一部分を示す透視図である。 本発明の他の実施形態による燃焼器ノズル組立体の一部分を示す透視図である。 図4のB部分の拡大図である。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。これに先立ち、本明細書及び特許請求の範囲で使用された用語や単語は通常的かつ辞典的な意味に限定して解釈されてはならず、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されるべきである。
本明細書全体において、ある部材が他の部材「上」に位置しているとするとき、これはある部材が他の部材に接している場合だけでなく、両部材の間に別の部材が介在する場合も含む。本明細書全体において、ある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特に反対される記載がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
図4は本発明の一実施形態による燃焼器ノズル組立体100を示す部分断面図である。
本実施形態による燃焼器ノズル組立体100は、特定の構造の曲面構造112、燃料噴射口120及び燃料チャンバー130が形成されたノズルケーシング110を備えることにより、ノズルケーシング110の体積を減少させ、圧縮空気の流動ユニフォーミティー(uniformity)を改善し、従来のクォータナリーノズル(quaternary nozzle)を省略して製作費用を削減し、予混合(premixing)効果を向上させた構造を持つ燃焼器ノズル組立体100、及びこれを含むガスタービンを提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本実施形態による燃焼器ノズル組立体100を構成する各構成について詳細に説明する。
本実施形態によるノズルケーシング110は、その内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面111から連続するコーナー部位に、緩やかな構造の曲面構造112が形成されている。
このような構造により、引き込まれた圧縮空気がスムーズに方向を転換するように誘導することができ、燃料との混合をさらに効果的に誘導することができる。
具体的には、曲面構造112は、コーナー部位に所定の曲率半径Rに形成されたラウンド構造であることが好ましい。
このとき、ラウンド構造の曲率半径Rは、設計者の意図に応じて適切に変更可能であり、例えば、ノズルケーシング110の内径IDの10〜50%に相当する長さであることが好ましい。
本実施形態による燃料噴射口120は、図4及び図8〜図10に示すように、曲面構造112上に形成されることが好ましい。
このとき、曲面構造112の内部には、所定の体積を持つ燃料チャンバー130が形成できる。このとき、燃料チャンバー130は、燃料噴射口120を介してノズルケーシング110の内部へ供給される燃料を一定量貯蔵する空間を形成する。
曲面構造112上に形成された燃料噴射口120の方向は、圧縮空気との混合を適切に誘導することができる方向であれば、特に限定されるものではないが、図10に示すように、ラウンド構造の曲率半径の中心Cを向くようにすることが好ましい。これは、曲面構造112からリターンする圧縮空気の流動上に、ほぼ直角をなすように燃料を噴射する効果をもたらすことにより、圧縮空気と燃料との混合を促進する上で有利であるからである。
本実施形態による燃料噴射口120は、図8及び図9に示すように、曲面構造112に沿って2つ以上形成できる。このとき、燃料噴射口120は、図9に示すように、1つ以上の列L1、L2、L3を形成することが好ましい。
場合によって、曲面構造112には、それぞれ互いに異なる内径で形成された2つ以上の燃料噴射口120が一定のパターンで配置できる。
燃料噴射口120の形成パターンは、引き込まれた圧縮空気と燃料との混合を効果的に行うことができるパターンであれば特に限定されるものではなく、設計者の意図に応じて適切に変更可能である。
具体的には、図8に示されているように、本実施形態による燃料噴射口120は、第1燃料噴射口121及び第2燃料噴射口122を含む構成であり得る。
第1燃料噴射口121は、側断面視で曲面構造112の中央部に形成される。また、第2燃料噴射口122は、第1燃料噴射口121に隣接して配置され、第1燃料噴射口121の内径の10〜50%に相当する内径で形成される。これは、方向を転換する圧縮空気の流動が最も盛んな曲面構造112の中央部で最も多くの燃料を噴射するようにし、その周辺にはこれより少ない量の燃料を分配して噴射するようにすることにより、燃料と空気との混合の均一性を向上させる。
一方、本実施形態による燃焼器ノズル組立体100は、図6に示されているように、ノズルケーシング110の内部側面に第1渦流形成突起141をさらに含むことができる。
具体的には、第1渦流形成突起141は、図6に示されているように、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、ノズルケーシング110の内部側面に所定の長さだけ突出して2つ以上形成できる。
好ましくは、第1渦流形成突起141は、ノズルケーシング110の内部側面の周りに沿って一定の角度だけ離隔して配置できる。
この場合、引き込まれた圧縮空気は、第1渦流形成突起141によって回転流動を発生させて燃料との混合をさらに効果的に誘導することができる。
他の実施形態によれば、図6に示されているように、ノズルケーシング110の内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面に第2渦流形成突起142を形成することができる。
具体的には、第2渦流形成突起142は、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、ノズルケーシング110の内面に所定の長さだけ突設できる。
このとき、第2渦流形成突起142は、図6に示されているように、平面視において、中心に向かって螺旋状を描く渦巻き構造であり得る。
第2渦流形成突起142は、ノズルケーシング110の内部に引き込まれた圧縮空気と垂直に触れ合う場合、圧縮空気が回転流動することができるように効果的に誘導することができ、その結果として燃料との混合を簡単に誘導することができる。
場合によって、図7に示されているように、ノズルケーシング110の内部側面に第3渦流形成突起143を突設することができる。
具体的には、第3渦流形成突起143は、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出し且つ圧縮空気の引き込み方向に螺旋状を描く渦巻き構造であることが好ましい。
上述したように、本発明の燃焼器ノズル組立体によれば、特定の構造のノズルケーシング、燃料噴射口及び燃料チャンバーを備えることにより、ノズルケーシングの体積を減少させ、圧縮空気の流動ユニフォーミティー(uniformity)を改善し、クォータナリーノズル(quaternary nozzle)を省略して製作費用を削減し、予混合(premixing)効果を向上させた構造を持つ燃焼器ノズル組立体、及びこれを含むガスタービンを提供することができる。
また、本発明の燃焼器ノズル組立体によれば、ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面から連続するコーナー部位に曲面構造及び燃料噴射口を形成し、曲面構造の内部に燃料チャンバーを備えることにより、圧縮空気の流動ユニフォーミティー(uniformity)を改善することができるとともに、クォータナリーノズル(quaternary nozzle)を省略することができて燃焼器の製作費用を削減することができるうえ、予混合(premixing)効果を向上させることができる構造の燃焼器ノズル組立体を提供することができる。
また、本発明の燃焼器ノズル組立体によれば、曲面構造に形成された燃料噴射口の形成方向を特定の方向に限定し、一定のパターンで多数配置することにより、予混合(premixing)効果を向上させることができる構造の燃焼器ノズル組立体を提供することができる。
また、本発明の燃焼器ノズル組立体によれば、特定の構造の第1燃料噴射口、第2燃料噴射口を特定の位置に配置することにより、予混合(premixing)効果を向上させることができる構造の燃焼器ノズル組立体を提供することができる。
また、本発明の燃焼器ノズル組立体によれば、特定の構造の第1渦流形成突起、第2渦流形成突起及び第3渦流形成突起を備えることにより、予混合(premixing)効果を向上させることができる構造の燃焼器ノズル組立体を提供することができる。
本発明は、また、前記燃焼器ノズル組立体100を含むガスタービンを提供することができる。したがって、本発明のガスタービンによれば、特定の構成の燃焼器ノズル組立体100を備えることにより、製作コストを削減し、運用効率を向上させることができるガスタービンを提供することができる。
以上、本発明の詳細な説明では、それによる特別な実施形態についてのみ記述した。ところが、本発明は、詳細な説明で言及される特別な形態に限定されるものではないと理解されるべきであり、むしろ添付された特許請求の範囲によって定義される本発明の精神と範囲内にあるすべての変形物、均等物及び代替物を含むものと理解されるべきである。
すなわち、本発明は、上述した特定の実施形態及び説明に限定されず、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば誰でも様々な変形実施が可能であり、それらの変形実施も本発明の保護範囲内に属する。
10 従来技術による燃焼器ノズルケーシング
11 クォータナリーノズル(quaternary nozzle)
12 燃料チャンバー(fuel chamber)
100 燃焼器ノズル組立体
110 ノズルケーシング
111 ノズルケーシングの内部に引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面
112 曲面構造
120 燃料噴射口
121 第1燃料噴射口
122 第2燃料噴射口
130 燃料チャンバー
141 第1渦流形成突起
142 第2渦流形成突起
143 第3渦流形成突起
C ラウンド構造の曲率半径の中心
ID ノズルケーシングの内径
R ラウンド構造の曲率半径
L1、L2、L3 燃料噴射口が形成する列

Claims (34)

  1. 圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含む燃焼器ノズル組立体であって、
    前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面から連続するコーナー部位に形成された曲面構造と、
    前記曲面構造に形成された燃料噴射口と、
    前記曲面構造の内部に所定の体積で形成され、燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーとを含み、
    前記燃料噴射口は、曲面構造に沿って2つ以上形成されており、
    前記燃料噴射口は1つ以上の列を形成する、燃焼器ノズル組立体。
  2. 圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含む燃焼器ノズル組立体であって、
    前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面から連続するコーナー部位に形成された曲面構造と、
    前記曲面構造に形成された燃料噴射口と、
    前記曲面構造の内部に所定の体積で形成され、燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーとを含み、
    前記曲面構造には、それぞれ互いに異なる内径で形成された2つ以上の燃料噴射口が一定のパターンで配置されており、
    前記燃料噴射口は、
    側断面視で曲面構造の中央部に形成される第1燃料噴射口と、
    前記第1燃料噴射口に隣接して配置され、第1燃料噴射口の内径の10〜50%に相当する内径で形成された第2燃料噴射口とを含む、燃焼器ノズル組立体。
  3. 圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含む燃焼器ノズル組立体であって、
    前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面から連続するコーナー部位に形成された曲面構造と、
    前記曲面構造に形成された燃料噴射口と、
    前記曲面構造の内部に所定の体積で形成され、燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーとを含み、
    前記ノズルケーシングの内部側面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出して第1渦流形成突起が2つ以上形成されている、燃焼器ノズル組立体。
  4. 前記第1渦流形成突起は、ノズルケーシングの内部側面の周りに沿って一定の角度だけ離隔して配置される、請求項3に記載の燃焼器ノズル組立体。
  5. 圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含む燃焼器ノズル組立体であって、
    前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面から連続するコーナー部位に形成された曲面構造と、
    前記曲面構造に形成された燃料噴射口と、
    前記曲面構造の内部に所定の体積で形成され、燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーとを含み、
    前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出して第2渦流形成突起が形成されている、燃焼器ノズル組立体。
  6. 前記第2渦流形成突起は、平面視で中心に向かって螺旋状を描く渦巻き構造である、請求項5に記載の燃焼器ノズル組立体。
  7. 圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含む燃焼器ノズル組立体であって、
    前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面から連続するコーナー部位に形成された曲面構造と、
    前記曲面構造に形成された燃料噴射口と、
    前記曲面構造の内部に所定の体積で形成され、燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーとを含み、
    前記ノズルケーシングの内部側面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出し且つ圧縮空気の引き込み方向に螺旋状を描く渦巻き構造の第3渦流形成突起が1つ以上形成されている、燃焼器ノズル組立体。
  8. 圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含む燃焼器ノズル組立体であって、
    前記ノズルケーシングの内周面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面から連続するコーナー部位に形成された曲面構造と、
    前記曲面構造に形成された燃料噴射口と、
    前記曲面構造の内部に所定の体積で形成され、燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーとを含んでなる、燃焼器ノズル組立体。
  9. 前記燃料噴射口は、曲面構造に沿って2つ以上形成されており、
    前記燃料噴射口は1つ以上の列を形成する、請求項に記載の燃焼器ノズル組立体。
  10. 前記曲面構造には、それぞれ互いに異なる内径で形成された2つ以上の燃料噴射口が一定のパターンで配置されている、請求項8または9に記載の燃焼器ノズル組立体。
  11. 前記燃料噴射口は、
    側断面視で曲面構造の中央部に形成される第1燃料噴射口と、
    前記第1燃料噴射口に隣接して配置され、第1燃料噴射口の内径の10〜50%に相当する内径で形成された第2燃料噴射口とを含む、請求項10に記載の燃焼器ノズル組立体。
  12. 前記ノズルケーシングの内部側面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出して第1渦流形成突起が2つ以上形成されている、請求項から11のいずれか一項に記載の燃焼器ノズル組立体。
  13. 前記第1渦流形成突起は、ノズルケーシングの内部側面の周りに沿って一定の角度だけ離隔して配置される、請求項12に記載の燃焼器ノズル組立体。
  14. 前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出して第2渦流形成突起が形成されている、請求項から13のいずれか一項に記載の燃焼器ノズル組立体。
  15. 前記第2渦流形成突起は、平面視で中心に向かって螺旋状を描く渦巻き構造である、請求項14に記載の燃焼器ノズル組立体。
  16. 前記ノズルケーシングの内部側面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出し且つ圧縮空気の引き込み方向に螺旋状を描く渦巻き構造の第3渦流形成突起が1つ以上形成されている、請求項から15のいずれか一項に記載の燃焼器ノズル組立体。
  17. 前記曲面構造は、コーナー部位に所定の曲率半径で形成されたラウンド構造である、請求項1から16のいずれか一項に記載の燃焼器ノズル組立体。
  18. 前記ラウンド構造の曲率半径は、ノズルケーシングの内径の10〜50%に相当する長さである、請求項17に記載の燃焼器ノズル組立体。
  19. 前記燃料噴射口の形成方向はラウンド構造の曲率半径の中心を向く、請求項17または18に記載の燃焼器ノズル組立体。
  20. 圧縮機、燃焼器ノズル組立体及びタービンを含むガスタービンであって、
    前記燃焼器ノズル組立体は、前記圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含み、
    前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面を取り囲むコーナー部位には、所定の曲率半径で形成されたラウンド構造の曲面構造が形成されており、
    前記曲面構造の内部には、曲面構造の外面に形成された燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーが設けられており、
    前記燃料噴射口は、ノズルケーシングが内周面に沿って2つ以上形成されており、
    前記燃料噴射口は1つ以上の列を形成する、ガスタービン。
  21. 圧縮機、燃焼器ノズル組立体及びタービンを含むガスタービンであって、
    前記燃焼器ノズル組立体は、前記圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含み、
    前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面を取り囲むコーナー部位には、所定の曲率半径で形成されたラウンド構造の曲面構造が形成されており、
    前記曲面構造の内部には、曲面構造の外面に形成された燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーが設けられており、
    前記ノズルケーシングの内部側面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出して第1渦流形成突起が2つ以上形成されている、ガスタービン。
  22. 前記第1渦流形成突起は、ノズルケーシングの内部側面の周りに沿って一定の角度だけ離隔して配置される、請求項21に記載のガスタービン。
  23. 前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出して第2渦流形成突起が形成されている、請求項21または22に記載のガスタービン。
  24. 前記第2渦流形成突起は、平面視で中心に向かって螺旋状を描く渦巻き構造である、請求項23に記載のガスタービン。
  25. 前記ノズルケーシングの内部側面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出し、圧縮空気の引き込み方向に螺旋状を描く渦巻き構造の第3渦流形成突起が1つ以上形成されている、請求項21から24のいずれか一項に記載のガスタービン。
  26. 圧縮機、燃焼器ノズル組立体及びタービンを含むガスタービンであって、
    前記燃焼器ノズル組立体は、前記圧縮機から供給される圧縮空気をその内部に導入するノズルケーシングを含み、
    前記ノズルケーシングの内周面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面を取り囲むコーナー部位には、所定の曲率半径で形成されたラウンド構造の曲面構造が形成されており、
    前記曲面構造の内部には、曲面構造の外面に形成された燃料噴射口を介してノズルケーシングの内部へ燃料を供給する燃料チャンバーが設けられている、ガスタービン。
  27. 前記燃料噴射口の形成方向はラウンド構造の曲率半径の中心を向く、請求項20から26のいずれか一項に記載のガスタービン。
  28. 前記曲面構造には、それぞれ互いに異なる内径で形成された2つ以上の燃料噴射口が一定のパターンで配置されている、請求項20から27のいずれか一項に記載のガスタービン。
  29. 前記燃料噴射口は、ノズルケーシングが内周面に沿って2つ以上形成されており、
    前記燃料噴射口は1つ以上の列を形成する、請求項26、または請求項26に従属する請求項27若しくは28に記載のガスタービン。
  30. 前記ノズルケーシングの内部側面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出して第1渦流形成突起が2つ以上形成されている、請求項26、または請求項26に従属する請求項27から29のいずれか一項に記載のガスタービン。
  31. 前記第1渦流形成突起は、ノズルケーシングの内部側面の周りに沿って一定の角度だけ離隔して配置される、請求項30に記載のガスタービン。
  32. 前記ノズルケーシングの内面のうち、引き込まれた圧縮空気が垂直に触れ合う面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出して第2渦流形成突起が形成されている、請求項30または31に記載のガスタービン。
  33. 前記第2渦流形成突起は、平面視で中心に向かって螺旋状を描く渦巻き構造である、請求項32に記載のガスタービン。
  34. 前記ノズルケーシングの内部側面には、ライナーを介して引き込まれた圧縮空気に渦流を形成することができるように、所定の長さだけ突出し、圧縮空気の引き込み方向に螺旋状を描く渦巻き構造の第3渦流形成突起が1つ以上形成されている、請求項30から33のいずれか一項に記載のガスタービン。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7118836B2 (ja) 2018-09-25 2022-08-16 フォルシアクラリオン・エレクトロニクス株式会社 区画線認識装置

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61208419A (ja) * 1985-03-12 1986-09-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタ−ビン燃焼器の予混合ノズル
DE3819898A1 (de) * 1988-06-11 1989-12-14 Daimler Benz Ag Brennkammer fuer eine thermische stroemungsmaschine
US5251447A (en) * 1992-10-01 1993-10-12 General Electric Company Air fuel mixer for gas turbine combustor
JPH06272862A (ja) * 1993-03-18 1994-09-27 Hitachi Ltd 燃料空気混合方法およびその混合装置
JP3192055B2 (ja) * 1994-11-08 2001-07-23 株式会社日立製作所 ガスタービン燃焼器
JPH09184629A (ja) * 1996-01-04 1997-07-15 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器の予混合器
US5899075A (en) * 1997-03-17 1999-05-04 General Electric Company Turbine engine combustor with fuel-air mixer
US6176087B1 (en) * 1997-12-15 2001-01-23 United Technologies Corporation Bluff body premixing fuel injector and method for premixing fuel and air
US8266911B2 (en) * 2005-11-14 2012-09-18 General Electric Company Premixing device for low emission combustion process
US7832212B2 (en) * 2006-11-10 2010-11-16 General Electric Company High expansion fuel injection slot jet and method for enhancing mixing in premixing devices
JP4918509B2 (ja) * 2008-02-15 2012-04-18 三菱重工業株式会社 燃焼器
US8161750B2 (en) * 2009-01-16 2012-04-24 General Electric Company Fuel nozzle for a turbomachine
EP2299091A1 (en) * 2009-09-07 2011-03-23 Alstom Technology Ltd Method for Switching over a Gas Turbine Burner Operation from Liquid to Gas Fuel and Vice-Versa
US20110131998A1 (en) * 2009-12-08 2011-06-09 Vaibhav Nadkarni Fuel injection in secondary fuel nozzle
US9423132B2 (en) * 2010-11-09 2016-08-23 Opra Technologies B.V. Ultra low emissions gas turbine combustor
JP5611450B2 (ja) 2011-03-30 2014-10-22 三菱重工業株式会社 ノズル及びガスタービン燃焼器、ガスタービン
US9188063B2 (en) * 2011-11-03 2015-11-17 Delavan Inc. Injectors for multipoint injection
JP6154988B2 (ja) * 2012-01-05 2017-06-28 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器
US20130180248A1 (en) * 2012-01-18 2013-07-18 Nishant Govindbhai Parsania Combustor Nozzle/Premixer with Curved Sections
US8943833B2 (en) * 2012-07-06 2015-02-03 United Technologies Corporation Fuel flexible fuel injector
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
US9217373B2 (en) * 2013-02-27 2015-12-22 General Electric Company Fuel nozzle for reducing modal coupling of combustion dynamics
KR101579122B1 (ko) 2014-01-15 2015-12-21 두산중공업 주식회사 가스터빈의 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈 및 이의 냉각방법
US9423133B2 (en) * 2014-05-08 2016-08-23 FGC Plasms Solutions LLC Method and apparatus for assisting with the combustion of fuel
EP3026347A1 (en) * 2014-11-25 2016-06-01 Alstom Technology Ltd Combustor with annular bluff body
JP6423760B2 (ja) 2015-06-24 2018-11-14 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器の燃料ノズル構造
JP6647924B2 (ja) * 2016-03-07 2020-02-14 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器及びガスタービン

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