JP7146442B2 - 二重燃料噴射器およびガスタービン燃焼器での使用方法 - Google Patents
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Landscapes
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Description
12 入口セクション
14 作動流体
16 圧縮機
18 圧縮された作動流体、圧縮された空気、圧縮されたガス、空気流
20 気体燃料
21 液体燃料
22 気体燃料供給システム、気体燃料供給源
23 液体燃料供給システム、液体燃料供給源
24 燃焼器、燃焼缶、燃焼器缶
26 燃焼ガス、燃焼生成物、複合高温ガス、複合燃焼ガス生成物流
28 タービン
30 シャフト
32 発電機
34 排気ガス
112 燃焼器ライナ、燃焼ライナ
114 外側スリーブ
118 後方端部燃料噴射ポート
120 ヘッド端部部分
122 燃料ノズル
124 燃料入口
126 エンドカバー
128 燃焼器キャップ
130 前方ケーシング
132 環状部
140 圧縮機吐出ケース
142 加圧空気プレナム
150 一次燃焼領域
156 第2の燃料/空気混合物
160 二次燃焼領域
170 長手方向軸
200 軸方向燃料ステージング(AFS)システム
201 マニホルド
202 気体燃料供給ライン
203 マニホルド
204 液体燃料供給ライン
206 保護カバー
210 チューブ内チューブアセンブリ
216 液体燃料供給ライン
218 水供給ライン、チューブ
254 燃料入口
300 AFS噴射器、燃料噴射器
300a 燃料噴射器
300b 燃料噴射器
300c 燃料噴射器
300d 燃料噴射器
300e 燃料噴射器
300f 燃料噴射器
300g 燃料噴射器
300h 燃料噴射器
302 取り付けフランジ
304 フレーム
306 開口
308 入口部分、入口部材
310 出口部材
312 噴射軸
318 近位端部、第1の端部
320 遠位端部、第2の端部
322 第1の端部
324 第2の端部
326 側壁、側面、側面セグメント
328 端部壁、端部セグメント
330 内部表面
332 気体燃料導管取付具
334 液体燃料混合物導管取付具
336 第1の端部
338 第2の端部
340 燃料噴射本体、フレーム
340a 燃料噴射器、燃料噴射本体
340b 燃料噴射器、燃料噴射本体
342 前縁
344 後縁
346 燃料噴射表面
348 燃料噴射表面
350 内側燃料チャンバ
352 流路
354 燃料噴射ポート
360 液体燃料混合物プレナム
362 第1の液体燃料混合物噴射ポート
364 第2の液体燃料混合物噴射ポート
366 第3の液体燃料混合物噴射ポート
370 水プレナム
372 流体噴射ポート、水噴射ポート
374 導管内導管取付具、導管内導管アセンブリ
376 液体燃料導管
378 水導管、取付具
380 液体燃料プレナム
382 液体燃料噴射ポート
390 混合プレナム
392 液体燃料混合物噴射ポート
394 流れ制限器
396 混合装置
398 湾曲部または肘部
410 内側表面
411 前縁、前縁壁
412 外側表面
414 底部表面
415 後縁、後縁壁
416 第1の出口側壁
418 第2の出口側壁
500 スワーラアセンブリ
502 中央ハブ
504 スワーラハウジング
506 スワールベーン
508 取り付けフランジ
1360 液体燃料混合物プレナム
1362 液体燃料混合物噴射ポート
1370 水プレナム
1372 流体噴射ポート
1380 液体燃料プレナム
1382 液体燃料噴射ポート
2362 液体燃料混合物噴射ポート
Claims (15)
- ガスタービン燃焼器(24)用の燃料噴射器(300)であって、当該燃料噴射器(300)が、
入口部分(308)を画定するフレーム(304)、及び前記フレーム(304)の下流に延在し、かつ出口部分を画定する出口部材(310)を備える本体であって、該本体が、前記入口部分(308)から前記出口部分を通る空気流路(352)を画定し、前記出口部材(310)がその内部に混合チャンバを画定し、前記フレーム(304)が、前記ガスタービン燃焼器(24)を通る燃焼生成物(26)の流れに対して、前端部壁(328)及び前記前端部壁(328)の反対側の後端部壁(328)を画定し、前記フレーム(304)がさらに、前記前端部壁(328)と前記後端部壁(328)との間に一対の側壁(326)を画定している、本体と、
前記前端部壁(328)から前記後端部壁(328)まで前記フレーム(304)を横断して延在する燃料噴射ベーン(340)であって、前記空気流路(352)が、前記燃料噴射ベーン(340)と前記フレーム(304)の前記一対の側壁(326)との間に延在する、燃料噴射ベーン(340)と、
前記燃料噴射ベーン(340)の内部に画定される燃料チャンバ(350)であって、前記燃料噴射ベーン(340)に画定される燃料噴射開口(354)を介して前記空気流路(352)と流れ連通する燃料チャンバ(350)と、
前記燃料チャンバ(350)を介して、気体燃料源と前記燃料噴射開口(354)との間を流れ連通する気体燃料供給導管(332)と、
前記出口部材(310)内に画定される燃料プレナム(360,380,390,1360,1380)と、
前記出口部材(310)を通って前記燃料プレナム(360,380,390,1360,1380)と流れ連通するように画定される燃料噴射ポート(362,382,392,1362,1382)と、
前記本体に固定された液体燃料供給導管(334,374)であって、前記燃料プレナム(360,380,390,1360,1380)を介して、液体燃料源と前記燃料噴射ポート(362,382,392,1362,1382)との間を流れ連通する液体燃料供給導管と
を備える、燃料噴射器(300)。 - 前記液体燃料供給導管(334,374)が、第1のチューブ(376)及び前記第1のチューブ(376)を取り囲む第2のチューブ(378)を含む同軸チューブを備え、前記第1のチューブ(376)が前記液体燃料源と流れ連通し、前記第2のチューブ(378)が水源と流れ連通する、請求項1に記載の燃料噴射器(300)。
- 前記第1のチューブ(376)及び前記第2のチューブ(378)が、前記燃料プレナム(380,390,1380)と流れ連通し、これにより液体燃料と水の混合物が、前記燃料噴射ポート(382,392,1382)を通って前記混合チャンバに運ばれる、請求項2に記載の燃料噴射器(300)。
- 当該燃料噴射器(300)が、前記燃料プレナム(380,1380)に近接して前記出口部材(310)内に画定される第2のプレナム(370,1370)と、前記燃料噴射ポート(382,1382)に対して軸方向に離間して前記出口部材(310)を通って画定される流体噴射ポート(372,1372)とをさらに備えており、前記流体噴射ポート(372,1372)が前記第2のプレナム(370,1370)と流れ連通し、前記第2のチューブ(378)が前記第2のプレナム(370,1370)と流れ連通し、前記流体噴射ポート(372,1372)が、前記本体を通る前記空気流路(352)に対して、前記燃料噴射ポート(382,1382)の上流に位置する、請求項2に記載の燃料噴射器(300)。
- 前記出口部材(310)が、前記ガスタービン燃焼器(24)を通る前記燃焼生成物(26)の流れに対して前縁(411)を画定し、前記燃料プレナム(360)が前記前縁(411)内に配置され、前記燃料噴射ポート(362)が前記前縁(411)に近接して位置する、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の燃料噴射器(300)。
- 前記燃料噴射ポート(362,382,392,1362,1382)が複数の燃料噴射ポートを備えており、前記複数の燃料噴射ポートの各ポートが前記燃料プレナム(360,380,390,1360,1380)と流れ連通する、請求項1に記載の燃料噴射器(300)。
- 前記複数の燃料噴射ポートが、前記本体を通る前記空気流路(352)に対して、軸方向に離間した形態で配置され、前記複数の燃料噴射ポートが、第1の直径を有する第1のポート(362)と、前記第1の直径より小さい第2の直径を有する第1のポート(364)と、前記第2の直径より小さい第3の直径を有する第1のポート(366)とを備えており、前記第1のポート(362)が前記第1のポート(364)の軸方向上流にあり、前記第1のポート(364)が前記第1のポート(366)の軸方向上流にある、請求項6に記載の燃料噴射器(300)。
- 前記燃料プレナム(1360)が、前記出口部材(310)の周囲の少なくとも一部を通って円周方向に延在し、前記複数の燃料噴射ポート(1362)が、前記出口部材(310)の前記周囲の少なくとも一部の周りに円周方向に配置され、前記複数の燃料噴射ポート(1362)の各々が、前記燃料プレナム(1360)と流れ連通する、請求項6に記載の燃料噴射器(300)。
- 前記出口部材(310)が、前記ガスタービン燃焼器(24)を通る前記燃焼生成物(26)の流れに対して前縁(411)を画定し、前記燃料プレナム(1360)が、前記出口部材(310)の全周にわたって円周方向に延在し、前記複数の燃料噴射ポート(1362)が、前記出口部材(310)の全周にわたって円周方向に配置される、請求項8に記載の燃料噴射器(300)。
- 前記出口部材(310)が、前記ガスタービン燃焼器(24)を通る前記燃焼生成物(26)の流れに対して、前縁(411)及び前記前縁(411)の反対側の後縁(415)を画定し、前記出口部材(310)がさらに、前記前縁(411)と前記後縁(415)との間に一対の側壁(416,418)を画定し、前記複数の燃料噴射ポート(1362)が、前記一対の側壁(416,418)及び前記後縁(415)に沿ってよりも前記前縁(411)の周りでより集中して分布する、請求項8に記載の燃料噴射器(300)。
- 前記燃料噴射ポート(362,382,392,1362,1382)が、前記出口部材(310)の内側表面(410)に対して傾斜している、請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の燃料噴射器(300)。
- 前記燃料噴射ベーン(340)が、前記前端部壁(328)から前記後端部壁(328)まで前記フレーム(304)を横断して互いに平行に延在する一対の燃料噴射ベーン(340a、340b)を含んでおり、前記一対の燃料噴射ベーン(340a、340b)の各々がその内部に前記気体燃料供給導管(332)と流れ連通するそれぞれの燃料チャンバ(350)を画定し、さらにそれぞれの燃料チャンバ(350)及び前記空気流路(352)と流れ連通するそれぞれの燃料噴射開口(354)を画定する、請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の燃料噴射器(300)。
- ガスタービン燃焼器(24)用の燃料噴射器(300)であって、当該燃料噴射器(300)が、
入口部分(308)を画定するフレーム(304)、及び前記フレーム(304)の下流に延在し、かつ出口部分を画定する出口部材(310)を備える本体であって、該本体が、前記入口部分(308)から前記出口部分を通る空気流路(352)を画定し、前記出口部材(310)がその内部に混合チャンバを画定し、前記フレーム(304)が、前記ガスタービン燃焼器(24)を通る燃焼生成物(26)の流れに対して、前端部壁(328)及び前記前端部壁(328)の反対側の後端部壁(328)を画定し、前記フレーム(304)がさらに、前記前端部壁(328)と前記後端部壁(328)との間に一対の側壁(326)を画定している、本体と、
前記前端部壁(328)から前記後端部壁(328)まで前記フレーム(304)を横断して延在する燃料噴射ベーン(340)であって、前記空気流路(352)が、前記燃料噴射ベーン(340)と前記フレーム(304)の前記一対の側壁(326)との間に延在する、燃料噴射ベーン(340)と、
前記燃料噴射ベーン(340)の内部に画定される燃料チャンバ(350)であって、前記燃料噴射ベーン(340)に画定される燃料噴射開口(354)を介して前記空気流路(352)と流れ連通する燃料チャンバ(350)と、
前記燃料チャンバ(350)を介して、気体燃料源と前記燃料噴射開口(354)との間を流れ連通する気体燃料供給導管(332)と、
前記出口部材(310)を通って前記混合チャンバと流れ連通するように画定される燃料噴射ポート(2362)と、
前記燃料噴射ポート(2362)と流れ連通して前記出口部材(310)の外側表面(412)に取り付けられたスワール誘導装置(500)と、
前記スワール誘導装置(500)に固定された燃料供給導管(334)であって、該燃料供給導管(334)が、前記燃料噴射ポート(2362)と、液体燃料と水の混合物の供給源との間を流れ連通することで、前記液体燃料と水の混合物が前記スワール誘導装置(500)を介して前記燃料噴射ポート(2362)を通り前記混合チャンバに供給される燃料供給導管(334)と
を備える、燃料噴射器(300)。 - 前記スワール誘導装置(500)が、中央ハブ(502)に接合された複数のスワールベーン(506)を備えていて、隣接するスワールベーン(506)の間に流路が画定される、請求項13に記載の燃料噴射器(300)。
- 前記出口部材(310)が、前縁(411)、前記前縁(411)の反対側の後縁(415)、及び前記前縁(411)と前記後縁(415)との間に延在する一対の側壁(326)を画定し、前記燃料噴射ポート(2362)が、前記前縁(411)に沿って位置し、前記スワール誘導装置(500)が、前記前縁(411)に近接して取り付けられる、請求項13又は請求項14に記載の燃料噴射器(300)。
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