JPH06229553A - ガスタービンエンジン - Google Patents
ガスタービンエンジンInfo
- Publication number
- JPH06229553A JPH06229553A JP5281229A JP28122993A JPH06229553A JP H06229553 A JPH06229553 A JP H06229553A JP 5281229 A JP5281229 A JP 5281229A JP 28122993 A JP28122993 A JP 28122993A JP H06229553 A JPH06229553 A JP H06229553A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustor
- fuel
- turbine engine
- gas turbine
- injection nozzle
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
- F23R2900/03342—Arrangement of silo-type combustion chambers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ガスタービンエンジンのＮＯx の排出を抑制
するため使用する希薄予混合燃焼方式燃焼器に関し、燃
焼圧力の変動と、頻繁な火炎消失を低減可能な装置を提
供する。 【構成】 燃焼器は、外部燃焼器ハウジング２６から半
径方向内側に間隔をおいて配置した、同筒形外筒４８を
有し、同ハウジングと外筒の間にエアギャラリー５０を
形成する。外筒の入口端部の入口開口に、噴射ノズル１
４を配置する。同ノズルの外側の入口開口中に、複数の
旋回根１０２を配置している。燃焼器は定常運転時に燃
料を供給する第１燃料供給手段２７０と、燃料噴射ノズ
ルへ燃料を供給する別の第２燃料供給手段２７２を備え
る。第２燃料供給手段は、主として、始動及び部分負荷
運転時に使用し、その場合噴射ノズルへ供給する燃料
は、設計点で供給する全燃料の約１０〜５０％であり、
定常運転時では、供給する全燃料の約１〜１５％であ
る。
するため使用する希薄予混合燃焼方式燃焼器に関し、燃
焼圧力の変動と、頻繁な火炎消失を低減可能な装置を提
供する。 【構成】 燃焼器は、外部燃焼器ハウジング２６から半
径方向内側に間隔をおいて配置した、同筒形外筒４８を
有し、同ハウジングと外筒の間にエアギャラリー５０を
形成する。外筒の入口端部の入口開口に、噴射ノズル１
４を配置する。同ノズルの外側の入口開口中に、複数の
旋回根１０２を配置している。燃焼器は定常運転時に燃
料を供給する第１燃料供給手段２７０と、燃料噴射ノズ
ルへ燃料を供給する別の第２燃料供給手段２７２を備え
る。第２燃料供給手段は、主として、始動及び部分負荷
運転時に使用し、その場合噴射ノズルへ供給する燃料
は、設計点で供給する全燃料の約１０〜５０％であり、
定常運転時では、供給する全燃料の約１〜１５％であ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般には、ガスタービ
ンエンジン、より詳細には、ＮＯX 排出物を抑制するた
めに使用される希薄予混合燃焼方式において、燃焼圧力
の変動振幅および火炎消失を抑制する装置に関するもの
である。
ンエンジン、より詳細には、ＮＯX 排出物を抑制するた
めに使用される希薄予混合燃焼方式において、燃焼圧力
の変動振幅および火炎消失を抑制する装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジンに化石燃料を使用
すると、二酸化炭素、水蒸気、窒素酸化物、一酸化炭
素、未燃焼炭化水素、硫黄酸化物、および粒子状物質か
ら成る燃焼生成物が生じる。これらの生成物の中で、一
般に、二酸化炭素と水蒸気は、正常なものであり、排除
すべきものとみなされない。行政機関が制定した規則
は、ガスタービンエンジンのほとんどの用途において、
上に挙げた種類の残りの物が排ガス中に放出されるのを
制限している。
すると、二酸化炭素、水蒸気、窒素酸化物、一酸化炭
素、未燃焼炭化水素、硫黄酸化物、および粒子状物質か
ら成る燃焼生成物が生じる。これらの生成物の中で、一
般に、二酸化炭素と水蒸気は、正常なものであり、排除
すべきものとみなされない。行政機関が制定した規則
は、ガスタービンエンジンのほとんどの用途において、
上に挙げた種類の残りの物が排ガス中に放出されるのを
制限している。
【０００３】排ガス中に放出される燃焼生成物の大部分
は、設計変更、排気ガスの浄化、および（または）使用
する燃料の品質管理によって抑制することが可能であ
る。例えば、排ガス中の粒子状物質は、燃焼器および燃
料噴射ノズルを設計変更することによって、あるいはト
ラップとフィルタで除去することによって抑制される。
硫黄酸化物は、通常、全硫黄含有量が少ない燃料を選択
することによって抑制される。これにより、ガスタービ
ンエンジンから放出される排ガス中の主要な排出物とし
て、窒素酸化物と未燃焼炭化水素が残る。
は、設計変更、排気ガスの浄化、および（または）使用
する燃料の品質管理によって抑制することが可能であ
る。例えば、排ガス中の粒子状物質は、燃焼器および燃
料噴射ノズルを設計変更することによって、あるいはト
ラップとフィルタで除去することによって抑制される。
硫黄酸化物は、通常、全硫黄含有量が少ない燃料を選択
することによって抑制される。これにより、ガスタービ
ンエンジンから放出される排ガス中の主要な排出物とし
て、窒素酸化物と未燃焼炭化水素が残る。
【０００４】窒素酸化物が生成される基本的メカニズム
は、大気中の窒素と酸素とが直接酸化することである。
このメカニズムによって窒素酸化物が生成される速度
は、大部分が火炎温度によって決まり、一部が反応体の
濃度によって決まる。従って、火炎温度を少し下げるこ
とによって、窒素酸化物を大きく低減させることが可能
である。
は、大気中の窒素と酸素とが直接酸化することである。
このメカニズムによって窒素酸化物が生成される速度
は、大部分が火炎温度によって決まり、一部が反応体の
濃度によって決まる。従って、火炎温度を少し下げるこ
とによって、窒素酸化物を大きく低減させることが可能
である。
【０００５】ガスタービン燃焼器の燃焼領域内の最大温
度を下げる手段を提供する過去および一部の現在の方式
として、一次燃焼領域に大量の空気を導入する方法、冷
却した排ガスを燃焼領域の中に再循環させる方法、およ
び水噴霧を燃焼領域に注入する方法がある。そのような
方式の一例が、米国特許第4,733,527 号 (1988年３月29
日発行) に開示されている。そこに開示されている方法
および装置は、あらゆる周囲条件において、無負荷から
全負荷までの燃料流量について、ＮＯX 排出物を自動的
にほぼ一定レベルに維持する。この方法は、与えられた
運転条件においてＮＯX 排出物をほぼ一定レベルに維持
する水／燃料比を計算し、ガスタービンへの実際の燃料
流量を知ることによって、必要な水計量弁の位置を表す
信号を発生し、燃焼器に適正な水量を噴射して所望の水
／燃料比を達成する。
度を下げる手段を提供する過去および一部の現在の方式
として、一次燃焼領域に大量の空気を導入する方法、冷
却した排ガスを燃焼領域の中に再循環させる方法、およ
び水噴霧を燃焼領域に注入する方法がある。そのような
方式の一例が、米国特許第4,733,527 号 (1988年３月29
日発行) に開示されている。そこに開示されている方法
および装置は、あらゆる周囲条件において、無負荷から
全負荷までの燃料流量について、ＮＯX 排出物を自動的
にほぼ一定レベルに維持する。この方法は、与えられた
運転条件においてＮＯX 排出物をほぼ一定レベルに維持
する水／燃料比を計算し、ガスタービンへの実際の燃料
流量を知ることによって、必要な水計量弁の位置を表す
信号を発生し、燃焼器に適正な水量を噴射して所望の水
／燃料比を達成する。
【０００６】このような水噴射方式のもう１つの例が、
米国特許第4,483,137 号 (1984年11月20日発行) に開示
されている。この特許明細書は、エンジンの燃焼器内に
冷却液を導入することを開示している。この冷却液の導
入により、燃焼器内の火炎温度が下がり、サーマルＮＯ
X の生成が抑制される。
米国特許第4,483,137 号 (1984年11月20日発行) に開示
されている。この特許明細書は、エンジンの燃焼器内に
冷却液を導入することを開示している。この冷却液の導
入により、燃焼器内の火炎温度が下がり、サーマルＮＯ
X の生成が抑制される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】水噴射による運転コス
トの増加を招かずにＮＯX 排出物を低減させる試みとし
て、ガスタービン燃焼装置は、希薄予混合方式を採用し
ている。しかし、この希薄予混合燃焼は、使用中、ガス
タービンの負荷範囲内で、大きな燃焼圧力の変動と頻繁
な火炎消失を起すことが実験によって判った。前者はエ
ンジンおよび燃焼器の耐久性を容認できないレベルまで
低下させる可能性があり、後者は部分負荷運転や負荷急
減のとき、エンジンを容認できないものにする可能性が
ある。
トの増加を招かずにＮＯX 排出物を低減させる試みとし
て、ガスタービン燃焼装置は、希薄予混合方式を採用し
ている。しかし、この希薄予混合燃焼は、使用中、ガス
タービンの負荷範囲内で、大きな燃焼圧力の変動と頻繁
な火炎消失を起すことが実験によって判った。前者はエ
ンジンおよび燃焼器の耐久性を容認できないレベルまで
低下させる可能性があり、後者は部分負荷運転や負荷急
減のとき、エンジンを容認できないものにする可能性が
ある。
【０００８】上に述べた諸装置は、窒素酸化物の排出を
低減させる試みの例である。しかし、水噴射の使用は、
高純度の水をエンジンへ供給する必要があるので、運転
コストが増加する。ある種の用途では、供給する水を手
に入れることが困難である。例えば、砂漠地帯では、水
供給源はもともと存在しないので、運転コストが非常に
増加する。また、水噴射のための管路、リザーバ、ポン
プなどの付属機器も運転コストを増加させる要因であ
る。
低減させる試みの例である。しかし、水噴射の使用は、
高純度の水をエンジンへ供給する必要があるので、運転
コストが増加する。ある種の用途では、供給する水を手
に入れることが困難である。例えば、砂漠地帯では、水
供給源はもともと存在しないので、運転コストが非常に
増加する。また、水噴射のための管路、リザーバ、ポン
プなどの付属機器も運転コストを増加させる要因であ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例におい
て、ガスタービンエンジンは、中心軸、圧縮機部、ター
ビン部、および圧縮機部とタービン部の間に配置された
燃焼器部から成っている。圧縮機部は、ガスタービンエ
ンジンの運転中、圧縮空気流を発生する。燃焼器部は、
燃焼器軸線、前記軸線と同心の外部燃焼器ハウジング、
および前記軸線と同心の燃焼器を有する。燃焼器は、外
部燃焼器ハウジングから半径方向内側に間隔おいて配置
された、前記軸線と同心の円筒形外筒を有し、外側燃焼
器ハウジングと外筒の間にエアギャラリーが形成されて
いる。外筒は出口端部と入口端部を有する。入口端部の
近くの入口開口の中に、燃焼噴射ノズルが配置されてい
る。また、燃料噴射ノズルの外側の入口開口の中に、複
数の旋回羽根が配置されており、それらの旋回羽根の間
に空間が形成されている。燃焼器は、エンジン定常運転
時に燃料を供給する手段と、燃焼器軸線に沿って燃料噴
射ノズルへ燃料を供給する別の燃料供給手段を備えてい
る。上記の別の燃料供給手段は、主として、エンジン始
動および部分負荷運転時に使用される。その場合、噴射
ノズルへ供給される燃料は、設計点で、エンジンへ供給
される全燃料の約１０〜５０％であり、エンジンの定常
運転時では、エンジンへ供給される全燃料の約１％足ら
ずから１５％ほどである。
て、ガスタービンエンジンは、中心軸、圧縮機部、ター
ビン部、および圧縮機部とタービン部の間に配置された
燃焼器部から成っている。圧縮機部は、ガスタービンエ
ンジンの運転中、圧縮空気流を発生する。燃焼器部は、
燃焼器軸線、前記軸線と同心の外部燃焼器ハウジング、
および前記軸線と同心の燃焼器を有する。燃焼器は、外
部燃焼器ハウジングから半径方向内側に間隔おいて配置
された、前記軸線と同心の円筒形外筒を有し、外側燃焼
器ハウジングと外筒の間にエアギャラリーが形成されて
いる。外筒は出口端部と入口端部を有する。入口端部の
近くの入口開口の中に、燃焼噴射ノズルが配置されてい
る。また、燃料噴射ノズルの外側の入口開口の中に、複
数の旋回羽根が配置されており、それらの旋回羽根の間
に空間が形成されている。燃焼器は、エンジン定常運転
時に燃料を供給する手段と、燃焼器軸線に沿って燃料噴
射ノズルへ燃料を供給する別の燃料供給手段を備えてい
る。上記の別の燃料供給手段は、主として、エンジン始
動および部分負荷運転時に使用される。その場合、噴射
ノズルへ供給される燃料は、設計点で、エンジンへ供給
される全燃料の約１０〜５０％であり、エンジンの定常
運転時では、エンジンへ供給される全燃料の約１％足ら
ずから１５％ほどである。
【００１０】
【実施例】図１に、燃料噴射ノズル１４を含むサイドマ
ウント形燃焼器部１２を有するガスタービンエンジン１
０を示す。サイドマウント形燃焼器の代わりに、本発明
の骨子を変更せずに、軸流直列環状燃焼器または複数筒
形燃焼器など、他の形式の燃焼器を組み入れることがで
きる。ガスタービンエンジン１０は、中心軸線１６と、
中心軸線１６と同心の外部ハウジング１８を有する。外
部ハウジング１８は、中心軸線１６と同心の圧縮機部２
０と、中心軸線１６と同心のタービン部２２の周囲を取
り囲んでいる。燃焼器部１２は、圧縮機部２０とタービ
ン部２２の間に配置されている。圧縮機部２０とタービ
ン部２２の中間の外部ハウジング１８に、開口２３が形
成されている。開口２３の周囲に、複数のねじ付き孔２
４が設けられている。開口２３の周囲に配置された外部
燃焼器ハウジング２６は、サイドマウント形燃焼器部１
２の一部であり、開口２３の周囲の複数のねじ付き孔２
４に対応する複数の孔を有する。外部燃焼器ハウジング
２６は、複数のボルト３０によって外部ハウジング１８
に取外し自在に結合されている。
ウント形燃焼器部１２を有するガスタービンエンジン１
０を示す。サイドマウント形燃焼器の代わりに、本発明
の骨子を変更せずに、軸流直列環状燃焼器または複数筒
形燃焼器など、他の形式の燃焼器を組み入れることがで
きる。ガスタービンエンジン１０は、中心軸線１６と、
中心軸線１６と同心の外部ハウジング１８を有する。外
部ハウジング１８は、中心軸線１６と同心の圧縮機部２
０と、中心軸線１６と同心のタービン部２２の周囲を取
り囲んでいる。燃焼器部１２は、圧縮機部２０とタービ
ン部２２の間に配置されている。圧縮機部２０とタービ
ン部２２の中間の外部ハウジング１８に、開口２３が形
成されている。開口２３の周囲に、複数のねじ付き孔２
４が設けられている。開口２３の周囲に配置された外部
燃焼器ハウジング２６は、サイドマウント形燃焼器部１
２の一部であり、開口２３の周囲の複数のねじ付き孔２
４に対応する複数の孔を有する。外部燃焼器ハウジング
２６は、複数のボルト３０によって外部ハウジング１８
に取外し自在に結合されている。
【００１１】タービン部２２は、発電機などの補機を駆
動する回転軸（図示せず）を有する出力タービン３２
と、圧縮機を駆動するための圧縮機タービン３４を有す
る。圧縮機部２０は、この実施例においては、複数のロ
ーターアセンブリ列３８（図１に１つだけを示す）をも
つ軸流多段圧縮機３６を有する。エンジンの運転中、圧
縮機３６は、燃焼および冷却に使用する圧縮空気の流れ
を発生する。圧縮空気は、通常のやり方でサイドマウン
ト形燃焼器部１２へダクトで導かれる。軸流多段圧縮機
の代わりに、遠心圧縮機または任意の圧縮空気発生源を
使用することができる。
動する回転軸（図示せず）を有する出力タービン３２
と、圧縮機を駆動するための圧縮機タービン３４を有す
る。圧縮機部２０は、この実施例においては、複数のロ
ーターアセンブリ列３８（図１に１つだけを示す）をも
つ軸流多段圧縮機３６を有する。エンジンの運転中、圧
縮機３６は、燃焼および冷却に使用する圧縮空気の流れ
を発生する。圧縮空気は、通常のやり方でサイドマウン
ト形燃焼器部１２へダクトで導かれる。軸流多段圧縮機
の代わりに、遠心圧縮機または任意の圧縮空気発生源を
使用することができる。
【００１２】この実施例においては、図２に示すよう
に、サイドマウント形燃焼器部１２は、複数のねじ付き
孔４２が周囲に配置された開口４０をもつ燃焼器ハウジ
ング２６を有する。燃焼器ハウジング２６は、中心軸線
１６に垂直な燃焼器軸線４４と同心である。燃焼器部１
２は、さらに、燃焼器軸線４４と同心の筒形燃焼器４６
を有する。筒形燃焼器４６は通常のやり方で外部燃焼器
ハウジング２６で支持されている。燃焼器４６は全体的
に円筒形の外筒４８を有する。外筒４８は燃焼器軸線４
４と同心で、外部燃焼器ハウジング２６から半径方向に
所定の距離だけ離して配置され、外部燃焼器ハウジング
２６との間にエアギャラリー５０を形成している。外筒
４８は入口端部５２と出口端部５４を有する。出口端部
５４の近くに、複数のチューブアセンブリ６０が配置さ
れている。各チューブアセンブリ６０の内部通路６２
を、エアギャラリー５０からの冷却用空気の流れが通過
する。この実施例においては、４個のチューブアセンブ
リ６０が使用されている。チューブアセンブリ６０の端
部は、出口端部５４へ向けられている。外筒４８の入口
端部５２と出口端部５４の中間に、一連の開口８０が設
けられている。この実施例においては、２０個の開口８
０が使用されている。一連の開口８０と出口端部５４と
の間に、第１室すなわち希釈領域８２が形成されてお
り、一連の開口８０と入口端部５２との間に、第２室す
なわち一次燃焼領域８４が形成されている。外筒４８の
半径方向内側に、短脚部材９０と長脚部材９２から成る
逆Ｌ形カウリング８８を含むプレートアセンブリ８６が
配置されている。短脚部材９０の一端は入口端部５２の
所で外筒４８に接合されており、他端は長脚部材９２の
一端に接合されている。長脚部材９２の他端はかさ形環
状部材９４の第１端９６に接合され、部材９４の第２端
は外筒４８に接合されている。このように、かさ形環状
部材９４は長脚部材９２から外側に出口端部５４の方へ
傾斜している。
に、サイドマウント形燃焼器部１２は、複数のねじ付き
孔４２が周囲に配置された開口４０をもつ燃焼器ハウジ
ング２６を有する。燃焼器ハウジング２６は、中心軸線
１６に垂直な燃焼器軸線４４と同心である。燃焼器部１
２は、さらに、燃焼器軸線４４と同心の筒形燃焼器４６
を有する。筒形燃焼器４６は通常のやり方で外部燃焼器
ハウジング２６で支持されている。燃焼器４６は全体的
に円筒形の外筒４８を有する。外筒４８は燃焼器軸線４
４と同心で、外部燃焼器ハウジング２６から半径方向に
所定の距離だけ離して配置され、外部燃焼器ハウジング
２６との間にエアギャラリー５０を形成している。外筒
４８は入口端部５２と出口端部５４を有する。出口端部
５４の近くに、複数のチューブアセンブリ６０が配置さ
れている。各チューブアセンブリ６０の内部通路６２
を、エアギャラリー５０からの冷却用空気の流れが通過
する。この実施例においては、４個のチューブアセンブ
リ６０が使用されている。チューブアセンブリ６０の端
部は、出口端部５４へ向けられている。外筒４８の入口
端部５２と出口端部５４の中間に、一連の開口８０が設
けられている。この実施例においては、２０個の開口８
０が使用されている。一連の開口８０と出口端部５４と
の間に、第１室すなわち希釈領域８２が形成されてお
り、一連の開口８０と入口端部５２との間に、第２室す
なわち一次燃焼領域８４が形成されている。外筒４８の
半径方向内側に、短脚部材９０と長脚部材９２から成る
逆Ｌ形カウリング８８を含むプレートアセンブリ８６が
配置されている。短脚部材９０の一端は入口端部５２の
所で外筒４８に接合されており、他端は長脚部材９２の
一端に接合されている。長脚部材９２の他端はかさ形環
状部材９４の第１端９６に接合され、部材９４の第２端
は外筒４８に接合されている。このように、かさ形環状
部材９４は長脚部材９２から外側に出口端部５４の方へ
傾斜している。
【００１３】短脚部材９０と円形端板１００の間に、入
口開口９９が放射状に開いている。円形端板１００は外
周の近くに外側部分１０１を有する。円形端板１００
は、燃焼器軸線４４と同心であり、外側部分１０１の所
で複数の旋回羽根１０２と接触している。複数の旋回羽
根１０２の間に、空間１０４が形成されている。複数の
旋回羽根１０２の半径方向内側に、燃料噴射ノズル１４
が配置されている。噴射ノズル１４は燃焼器軸線４４と
同心であり、噴射ノズル１４と長脚部材９２との間に、
軸方向空洞１１０が形成されている。噴射ノズル１４の
周囲に、端板１００の開口１２４がある。端板１００に
ある複数の孔１２６は、燃焼器軸線４４の周囲に円周方
向に等間隔で配置されており、複数の各旋回羽根１０２
の間の空間１０４に開いている。カップ形カバー１２８
は、端板１００に接合されたリップ部分１３０と、開口
１３４をもつボール部分１３２を有する。リップ部分１
３０は、端板１００の外側部分１０１の外周面に接合さ
れている。
口開口９９が放射状に開いている。円形端板１００は外
周の近くに外側部分１０１を有する。円形端板１００
は、燃焼器軸線４４と同心であり、外側部分１０１の所
で複数の旋回羽根１０２と接触している。複数の旋回羽
根１０２の間に、空間１０４が形成されている。複数の
旋回羽根１０２の半径方向内側に、燃料噴射ノズル１４
が配置されている。噴射ノズル１４は燃焼器軸線４４と
同心であり、噴射ノズル１４と長脚部材９２との間に、
軸方向空洞１１０が形成されている。噴射ノズル１４の
周囲に、端板１００の開口１２４がある。端板１００に
ある複数の孔１２６は、燃焼器軸線４４の周囲に円周方
向に等間隔で配置されており、複数の各旋回羽根１０２
の間の空間１０４に開いている。カップ形カバー１２８
は、端板１００に接合されたリップ部分１３０と、開口
１３４をもつボール部分１３２を有する。リップ部分１
３０は、端板１００の外側部分１０１の外周面に接合さ
れている。
【００１４】図３に示すように、燃料噴射ノズル１４
は、組み立てた位置で燃焼器軸線４４と同心のノズル軸
線１４０を有しており、後で説明するように、通常のや
り方で燃焼器ハウジング２６によって支持されている。
燃料噴射ノズル１４は、燃焼器端部１４１と閉じた入口
端部１４２を有する。入口端部１４２は、この実施例に
おいては、ノズル軸線１４０と同心の円筒形支持板１４
３を有する。支持板１４３は、段付き外形１４４を有
し、ノズル軸線１４０から半径方向に間隔をおいて、等
間隔で配置された複数の孔１４６を有する。この実施例
においては、直径約22.0 mm の孔が８個使用されてい
る。支持板１４３に、ノズル軸線１４０と同心の段付き
面１５０をもつ中央孔１４８が設けられている。第１端
部１５４、第２端部１５６、および内面１５８をもつ円
筒形ハウジング１５２は、第１端部１５４の所で支持板
１４３の段付き外形１４４に接合されている。厚さ約
1.5 mmの比較的薄い材料の第１部材１７０は、全体的に
カップ形の外形を有し、円筒形軸方向部分１７２と半径
方向端部１７３を有する。円筒形軸方向部分１７２の拡
大端部は、第１端部１５４と第２端部１５６の中間で、
円筒形ハウジング１５２の内面１５８に接合されてい
る。半径方向端部１７３は、この実施例においては、全
体的に球形であり、円筒形軸方向部分１７２の他端に接
合されている。半径方向端部１７３に、複数の孔１７４
が設けられている。第１部材１７０と円筒形ハウジング
の内面１５８と支持板１４３は、共同して冷却リザーバ
１７５を形成している。第１部材１７０より厚いが、比
較的薄い材料（厚さが約 3.0 mm ) の第２部材１７６
は、全体的にカップ形の外形を有し、円筒形軸方向部分
１７８と全体的に球形の半径方向端部１８０を有する。
円筒形軸方向部分１７８の拡大端部は、円筒形ハウジン
グ１５２の第２端部１５６と第１部材１７０の中間で、
円筒形ハウジング１５２の内面１５８に接合されてい
る。半径方向端部１８０は、円筒形軸方向部分１７８の
他端に接合されている。従って、第２部材１７６と円筒
形ハウジング１５２の内面１５８の一部に対する第１部
材１７０の位置は、それらとの間に所定の距離を有し、
冷却通路１８２を形成している。第１部材１７０の拡大
端部と第２部材１７６の拡大端部との間の円筒形ハウジ
ング１５２に、冷却通路１８２と軸方向空洞１１０とを
連絡する複数の通路１８８が設けられている。この実施
例においては、円筒形ハウジング１５２の周囲に、直径
約 6.68mm の１６個の通路１８８が等間隔で設けられ
ている。第１部材１７０の端部１７３と、第２部材１７
６の端部１８０の中央に、それぞれ開口１９０と１９１
が設けられている。開口１９０，１９１の中に配置され
た先端ブロック１９２は、ノズル軸線１４０と同心であ
り、第２部材１７６に接合され、第１部材１７０の開口
１９０に接触している。
は、組み立てた位置で燃焼器軸線４４と同心のノズル軸
線１４０を有しており、後で説明するように、通常のや
り方で燃焼器ハウジング２６によって支持されている。
燃料噴射ノズル１４は、燃焼器端部１４１と閉じた入口
端部１４２を有する。入口端部１４２は、この実施例に
おいては、ノズル軸線１４０と同心の円筒形支持板１４
３を有する。支持板１４３は、段付き外形１４４を有
し、ノズル軸線１４０から半径方向に間隔をおいて、等
間隔で配置された複数の孔１４６を有する。この実施例
においては、直径約22.0 mm の孔が８個使用されてい
る。支持板１４３に、ノズル軸線１４０と同心の段付き
面１５０をもつ中央孔１４８が設けられている。第１端
部１５４、第２端部１５６、および内面１５８をもつ円
筒形ハウジング１５２は、第１端部１５４の所で支持板
１４３の段付き外形１４４に接合されている。厚さ約
1.5 mmの比較的薄い材料の第１部材１７０は、全体的に
カップ形の外形を有し、円筒形軸方向部分１７２と半径
方向端部１７３を有する。円筒形軸方向部分１７２の拡
大端部は、第１端部１５４と第２端部１５６の中間で、
円筒形ハウジング１５２の内面１５８に接合されてい
る。半径方向端部１７３は、この実施例においては、全
体的に球形であり、円筒形軸方向部分１７２の他端に接
合されている。半径方向端部１７３に、複数の孔１７４
が設けられている。第１部材１７０と円筒形ハウジング
の内面１５８と支持板１４３は、共同して冷却リザーバ
１７５を形成している。第１部材１７０より厚いが、比
較的薄い材料（厚さが約 3.0 mm ) の第２部材１７６
は、全体的にカップ形の外形を有し、円筒形軸方向部分
１７８と全体的に球形の半径方向端部１８０を有する。
円筒形軸方向部分１７８の拡大端部は、円筒形ハウジン
グ１５２の第２端部１５６と第１部材１７０の中間で、
円筒形ハウジング１５２の内面１５８に接合されてい
る。半径方向端部１８０は、円筒形軸方向部分１７８の
他端に接合されている。従って、第２部材１７６と円筒
形ハウジング１５２の内面１５８の一部に対する第１部
材１７０の位置は、それらとの間に所定の距離を有し、
冷却通路１８２を形成している。第１部材１７０の拡大
端部と第２部材１７６の拡大端部との間の円筒形ハウジ
ング１５２に、冷却通路１８２と軸方向空洞１１０とを
連絡する複数の通路１８８が設けられている。この実施
例においては、円筒形ハウジング１５２の周囲に、直径
約 6.68mm の１６個の通路１８８が等間隔で設けられ
ている。第１部材１７０の端部１７３と、第２部材１７
６の端部１８０の中央に、それぞれ開口１９０と１９１
が設けられている。開口１９０，１９１の中に配置され
た先端ブロック１９２は、ノズル軸線１４０と同心であ
り、第２部材１７６に接合され、第１部材１７０の開口
１９０に接触している。
【００１５】図３、図４、および図５に示すように、先
端ブロック１９２は、全体的に円筒形であり、燃焼器面
１９４、裏面１９６、および円筒形外面１９８を有す
る。先端ブロック１９２に設けられた第１中央ボア２０
０は、裏面１９６から入り、その底は所定の深さに達し
ている。第１中央ボア２００より大きな第２中央ボア２
０２は、第１中央ボア２００と同心であり、その底は第
１中央ボア２００より浅い所定の深さに達している。第
１中央ボア２００に置かれた板２０４は、密閉室２０６
を形成している。先端ブロック１９２は、さらに、複数
の通路２０８を有する。複数の通路２０８は、裏面１９
６から入り、ノズル軸線１４０から半径方向に間隔おい
て配置され、その底は裏面１９６と燃焼器面１９４の間
の所定の深さに達している。複数の各通路２０８は、そ
れらと交差する半径方向ボア２１０によって第１中央ボ
ア２００と通じている。冷却通路１８２は、図５に示す
ように、複数の半径方向通路２１２によって先端ロック
１９２の室２０６と通じている。通路２１２は円筒形外
面１９８を貫通して、室２０６と交差している。この実
施例においては、複数の通路２０８は直径約 1.83 mm
の４つの通路から成り、複数の半径方向ボア２１０は直
径約 0.82 mm の４つのボア２１０から成っている。
端ブロック１９２は、全体的に円筒形であり、燃焼器面
１９４、裏面１９６、および円筒形外面１９８を有す
る。先端ブロック１９２に設けられた第１中央ボア２０
０は、裏面１９６から入り、その底は所定の深さに達し
ている。第１中央ボア２００より大きな第２中央ボア２
０２は、第１中央ボア２００と同心であり、その底は第
１中央ボア２００より浅い所定の深さに達している。第
１中央ボア２００に置かれた板２０４は、密閉室２０６
を形成している。先端ブロック１９２は、さらに、複数
の通路２０８を有する。複数の通路２０８は、裏面１９
６から入り、ノズル軸線１４０から半径方向に間隔おい
て配置され、その底は裏面１９６と燃焼器面１９４の間
の所定の深さに達している。複数の各通路２０８は、そ
れらと交差する半径方向ボア２１０によって第１中央ボ
ア２００と通じている。冷却通路１８２は、図５に示す
ように、複数の半径方向通路２１２によって先端ロック
１９２の室２０６と通じている。通路２１２は円筒形外
面１９８を貫通して、室２０６と交差している。この実
施例においては、複数の通路２０８は直径約 1.83 mm
の４つの通路から成り、複数の半径方向ボア２１０は直
径約 0.82 mm の４つのボア２１０から成っている。
【００１６】半径方向通路２１２は直径約 0.82 mm の
４つの通路２１２から成っている。このように、冷却リ
ザーバ１７５から先端ブロック１９２を通って冷却通路
１８２を結ぶ通路ができている。複数の傾斜通路２１４
は、燃焼器面１９４に沿って等間隔で配置されており、
円筒形外面１９８に近い燃焼器面１９４から第２中央ボ
ア２０２まで延びている。傾斜通路２１４は、この実施
例においては、ノズル軸線１４０に対し約３０°の角度
をなす８個の傾斜通路から成り、その直径は約1.81 mm
である。
４つの通路２１２から成っている。このように、冷却リ
ザーバ１７５から先端ブロック１９２を通って冷却通路
１８２を結ぶ通路ができている。複数の傾斜通路２１４
は、燃焼器面１９４に沿って等間隔で配置されており、
円筒形外面１９８に近い燃焼器面１９４から第２中央ボ
ア２０２まで延びている。傾斜通路２１４は、この実施
例においては、ノズル軸線１４０に対し約３０°の角度
をなす８個の傾斜通路から成り、その直径は約1.81 mm
である。
【００１７】冷却流体の流れを冷却通路１８２を通して
送る手段２１６は、支持板１４３の複数の孔１４６、冷
却リザーバ１７５、先端ブロック内の複数の通路２０
８、半径方向ボア２１０、室２０６、複数の半径方向通
路２１２、および円筒形ハウジング１５２の複数の通路
１８８を通る第１流路を有する。手段２１６は、さら
に、支持板１４３の複数の孔１４６、冷却リザーバ１７
５、第１部材１７０の端部１７３の複数の孔１７４、お
よび円筒形ハウジング１５２の複数の通路１８８を通る
第２流路を有する。
送る手段２１６は、支持板１４３の複数の孔１４６、冷
却リザーバ１７５、先端ブロック内の複数の通路２０
８、半径方向ボア２１０、室２０６、複数の半径方向通
路２１２、および円筒形ハウジング１５２の複数の通路
１８８を通る第１流路を有する。手段２１６は、さら
に、支持板１４３の複数の孔１４６、冷却リザーバ１７
５、第１部材１７０の端部１７３の複数の孔１７４、お
よび円筒形ハウジング１５２の複数の通路１８８を通る
第２流路を有する。
【００１８】図３に示すように、先端ブロック１９２の
第２中央ボア２０２および支持板１４３の中央孔１４８
に、内部通路２２２をもつ管状部材２２０が接合されて
いる。マニホルド２２４のノズル端部２２６は、支持板
１４３の中央孔１４８の段付き内面１５０の一部の中に
置かれ、封止して取り付けられている。マニホルド２２
４の供給端部２２８は、大径ボア２３０と小径ボア２３
２を有する。ノズル端部２２６と供給端部２２８の間の
マニホルド２２４の内部に、リザーバ２３４が形成され
ている。リザーバ２３４の周囲に、複数の開口２３６が
円周方向に等間隔で設けられている。
第２中央ボア２０２および支持板１４３の中央孔１４８
に、内部通路２２２をもつ管状部材２２０が接合されて
いる。マニホルド２２４のノズル端部２２６は、支持板
１４３の中央孔１４８の段付き内面１５０の一部の中に
置かれ、封止して取り付けられている。マニホルド２２
４の供給端部２２８は、大径ボア２３０と小径ボア２３
２を有する。ノズル端部２２６と供給端部２２８の間の
マニホルド２２４の内部に、リザーバ２３４が形成され
ている。リザーバ２３４の周囲に、複数の開口２３６が
円周方向に等間隔で設けられている。
【００１９】図２および図３に示すように、燃料噴射ノ
ズル１４は、内部通路２４２を有する外部管状部材２４
０を使用して通常のやり方で取り付けられる。外部管状
部材２４０は、入口端部２４４と、ボア２３０に封止し
て取り付けられた出口端部２４６を有する。外部管状部
材２４０は、外部燃焼器ハウジング２６の開口４０を通
って軸方向に延びており、一端に取付けフランジ２４８
を有する。複数の孔（図示せず）が取付けフランジ２４
８に設けられている。それらの孔に通された複数のボル
ト２５２は、外部燃焼器ハウジング２６のねじ付き孔４
２にねじ込まれ、取付けフランジ２４８を固定してい
る。このように、噴射ノズル１４は、外側燃焼器ハウジ
ング２６に取外し自在に取り付けられている。通路２４
２は燃料源（図示せず）に通じている。通路２４２の中
に同心軸上に配置されているのは、一端が通路２３２内
に取り付けられた内部管状部材２５４である。燃料源に
通じている内部管状部材２５４の内部通路２５６は、管
状部材２２０の内部通路２２２を介して先端ブロック１
９２内の複数の傾斜通路２１４に通じている。
ズル１４は、内部通路２４２を有する外部管状部材２４
０を使用して通常のやり方で取り付けられる。外部管状
部材２４０は、入口端部２４４と、ボア２３０に封止し
て取り付けられた出口端部２４６を有する。外部管状部
材２４０は、外部燃焼器ハウジング２６の開口４０を通
って軸方向に延びており、一端に取付けフランジ２４８
を有する。複数の孔（図示せず）が取付けフランジ２４
８に設けられている。それらの孔に通された複数のボル
ト２５２は、外部燃焼器ハウジング２６のねじ付き孔４
２にねじ込まれ、取付けフランジ２４８を固定してい
る。このように、噴射ノズル１４は、外側燃焼器ハウジ
ング２６に取外し自在に取り付けられている。通路２４
２は燃料源（図示せず）に通じている。通路２４２の中
に同心軸上に配置されているのは、一端が通路２３２内
に取り付けられた内部管状部材２５４である。燃料源に
通じている内部管状部材２５４の内部通路２５６は、管
状部材２２０の内部通路２２２を介して先端ブロック１
９２内の複数の傾斜通路２１４に通じている。
【００２０】内部通路２６２を有する複数の管２６０
は、第１端２６４が複数の開口２３６に取り付けられ、
第２端２６６が円形端板１００の複数のの孔１２６の１
つに取り付けられている。このように、管２６０は、旋
回羽根１０２の間に形成された空間１０４とリザーバ２
３４の間を連絡している。この実施例においては、全部
で２０個の旋回羽根１０２の間に、２０個の管２６０が
間隔をおいて配置されている。上記の代わりに、複数の
旋回羽根１０２の間の空間１０４に対し、管２６０の任
意の組合せを使用することができる。
は、第１端２６４が複数の開口２３６に取り付けられ、
第２端２６６が円形端板１００の複数のの孔１２６の１
つに取り付けられている。このように、管２６０は、旋
回羽根１０２の間に形成された空間１０４とリザーバ２
３４の間を連絡している。この実施例においては、全部
で２０個の旋回羽根１０２の間に、２０個の管２６０が
間隔をおいて配置されている。上記の代わりに、複数の
旋回羽根１０２の間の空間１０４に対し、管２６０の任
意の組合せを使用することができる。
【００２１】燃料噴射ノズル１４へ燃料を供給する手段
２６８は、２つの独立した通路、すなわち旋回羽根１０
２の間の各空間１０４に燃料を供給する第１供給手段２
７０と、燃焼器軸線１４０に沿って燃料を供給する第２
供給手段２７２から成っている。上記の代わりに、本発
明の骨子を変えずに、旋回羽根１０２の間の空間１０４
の一部のみに燃料を供給することもできるであろう。第
１供給手段２７０は、燃料源とポンプと制御機構（図示
せず）、外部管状部材２４０の内部通路２４２、複数の
各管２６０の内部通路２６２、および複数の孔１２６か
ら成っている。第２供給手段２７２は、通常の構造の燃
料源とポンプと制御機構（図示せず）、内部管状部材１
５４の内部通路２５６、管状部材２２０の内部通路２２
２、および先端ブロック１９２の複数の傾斜通路２１４
から成っている。
２６８は、２つの独立した通路、すなわち旋回羽根１０
２の間の各空間１０４に燃料を供給する第１供給手段２
７０と、燃焼器軸線１４０に沿って燃料を供給する第２
供給手段２７２から成っている。上記の代わりに、本発
明の骨子を変えずに、旋回羽根１０２の間の空間１０４
の一部のみに燃料を供給することもできるであろう。第
１供給手段２７０は、燃料源とポンプと制御機構（図示
せず）、外部管状部材２４０の内部通路２４２、複数の
各管２６０の内部通路２６２、および複数の孔１２６か
ら成っている。第２供給手段２７２は、通常の構造の燃
料源とポンプと制御機構（図示せず）、内部管状部材１
５４の内部通路２５６、管状部材２２０の内部通路２２
２、および先端ブロック１９２の複数の傾斜通路２１４
から成っている。
【００２２】
【作用】使用の際、ガスタービンエンジン１０は通常の
仕方で始動される。始動のとき、パイロット燃料として
使用される気体燃料（この実施例においては、全燃料の
約１０〜５０％）が管状部材２２０の通路２２２を通し
て一次燃焼領域８４へ導入される。さらに、外部環状部
材２４０の通路２４２を通して導入された燃料が、通路
２６２と孔１２６を通って複数の空間１０４に出る。圧
縮機部２０からの燃焼用空気は、入口開口９９を通して
複数の空間１０４に導入され、放射状空間１０４の中で
燃料と混合され、軸方向空洞１１０の中を混合しながら
通過した後、一次燃焼領域８４に出ていく。一次燃焼領
域８４では、空洞１１０からの混合気が、さらに通路２
２２からのパイロット燃料と混合し、燃焼が起きる。
仕方で始動される。始動のとき、パイロット燃料として
使用される気体燃料（この実施例においては、全燃料の
約１０〜５０％）が管状部材２２０の通路２２２を通し
て一次燃焼領域８４へ導入される。さらに、外部環状部
材２４０の通路２４２を通して導入された燃料が、通路
２６２と孔１２６を通って複数の空間１０４に出る。圧
縮機部２０からの燃焼用空気は、入口開口９９を通して
複数の空間１０４に導入され、放射状空間１０４の中で
燃料と混合され、軸方向空洞１１０の中を混合しながら
通過した後、一次燃焼領域８４に出ていく。一次燃焼領
域８４では、空洞１１０からの混合気が、さらに通路２
２２からのパイロット燃料と混合し、燃焼が起きる。
【００２３】エンジン１０が加速するにつれて、空間１
０４への燃料と空気が増加され、パイロット燃料の割合
が減少される。より多くの燃焼用空気が複数の旋回羽根
１０２の間の各空間１０４を通過し、そしてより多くの
燃料がその燃焼用空気へ追加される。例えば、追加燃料
は通路２４２を通してリザーバ２３４の中に導入され、
複数の通路２６２を通って孔１２６から出て、放射状の
入口開口９９に設置された各旋回羽根１０２の間の空間
１０４の中で燃焼用空気と混合し、次に下流の空洞１１
０に出る。この結果、燃焼室および一次燃焼領域８４に
入る前に、高均質度の混合気が生じる。多くの競合する
ガスタービンエンジンの運転では、始動後、パイロット
燃料が遮断される。一次燃焼領域８４内の温度は約 180
0 〜 2600 °F である。高温の反応ガスが一次燃焼領域
８４を出るとき、追加燃焼用空気が一連の開口８０を通
って入り、高温の反応ガスと混合して希釈領域８２内の
反応ガスの温度を下げる。このため、希釈領域８２内の
燃焼ガス温度は約 1500 〜2000 °F である。ガスター
ビンエンジン１０の要求を満たすように燃焼ガス温度を
確実に下げるため、チューブアセンブリ６０を通して追
加空気が導入される。例えば、圧縮機部２０からの空気
は、エアギャラリー５０を通って各チューブアセンブリ
６０の内部通路６２に入る。空気はチューブ端の近くで
通路６２を出て、出口端部５４へ向かい、タービン部２
２に入る前に、燃焼ガスと混合し、混合ガスをさらに冷
却する。このように、ガスタービンエンジン１０の要求
を満たすように混合ガスの温度が制御されるので、不必
要な低減や構成部品の早期故障が防止される。
０４への燃料と空気が増加され、パイロット燃料の割合
が減少される。より多くの燃焼用空気が複数の旋回羽根
１０２の間の各空間１０４を通過し、そしてより多くの
燃料がその燃焼用空気へ追加される。例えば、追加燃料
は通路２４２を通してリザーバ２３４の中に導入され、
複数の通路２６２を通って孔１２６から出て、放射状の
入口開口９９に設置された各旋回羽根１０２の間の空間
１０４の中で燃焼用空気と混合し、次に下流の空洞１１
０に出る。この結果、燃焼室および一次燃焼領域８４に
入る前に、高均質度の混合気が生じる。多くの競合する
ガスタービンエンジンの運転では、始動後、パイロット
燃料が遮断される。一次燃焼領域８４内の温度は約 180
0 〜 2600 °F である。高温の反応ガスが一次燃焼領域
８４を出るとき、追加燃焼用空気が一連の開口８０を通
って入り、高温の反応ガスと混合して希釈領域８２内の
反応ガスの温度を下げる。このため、希釈領域８２内の
燃焼ガス温度は約 1500 〜2000 °F である。ガスター
ビンエンジン１０の要求を満たすように燃焼ガス温度を
確実に下げるため、チューブアセンブリ６０を通して追
加空気が導入される。例えば、圧縮機部２０からの空気
は、エアギャラリー５０を通って各チューブアセンブリ
６０の内部通路６２に入る。空気はチューブ端の近くで
通路６２を出て、出口端部５４へ向かい、タービン部２
２に入る前に、燃焼ガスと混合し、混合ガスをさらに冷
却する。このように、ガスタービンエンジン１０の要求
を満たすように混合ガスの温度が制御されるので、不必
要な低減や構成部品の早期故障が防止される。
【００２４】ガスタービンエンジン１０の定常運転中
に、燃焼圧力の変動が生じることがある。この燃焼圧力
の変動は、構成部品の早期故障や、エンジン１０の停止
など予期しないエンジン保守の原因になることがある。
さらに、無負荷過渡期において、エンジンの過大速度を
抑制するため燃料流量を急減させる必要があるとき、エ
ンジンの火炎消失が発生することがある。この現象を解
決するため、手段２７２によって、エンジン１０が消費
する全燃料の約１％足らずから１５％のパイロット燃料
を燃焼器へ連続的に供給すれば、燃焼圧力の変動や火炎
消失の状態を許容レベルまで低減できることが判った。
当初、パイロット燃料の連続供給は、行政機関が制定し
たレベルを維持できないほど、エンジン排ガスから放出
される汚染度を増大させると考えられたが、その後の研
究と実験により、手段２７２によって供給されるパイロ
ット燃料の割合を増加させると、汚染物質（主として、
窒素酸化物）が増加することが判ったが、この増加は著
しくなく、設定された汚染度の中で窒素酸化物の全レベ
ルを達成することは可能である。従って、もしパイロッ
ト燃料の量を１％足らずから約１５％（この実施例にお
いては、より明示的に３％〜５％）の範囲内に維持すれ
ば、汚染度を設定されたレベル以下に保つことができ、
しかも火炎消失を許容レベルまで減らすことができる。
に、燃焼圧力の変動が生じることがある。この燃焼圧力
の変動は、構成部品の早期故障や、エンジン１０の停止
など予期しないエンジン保守の原因になることがある。
さらに、無負荷過渡期において、エンジンの過大速度を
抑制するため燃料流量を急減させる必要があるとき、エ
ンジンの火炎消失が発生することがある。この現象を解
決するため、手段２７２によって、エンジン１０が消費
する全燃料の約１％足らずから１５％のパイロット燃料
を燃焼器へ連続的に供給すれば、燃焼圧力の変動や火炎
消失の状態を許容レベルまで低減できることが判った。
当初、パイロット燃料の連続供給は、行政機関が制定し
たレベルを維持できないほど、エンジン排ガスから放出
される汚染度を増大させると考えられたが、その後の研
究と実験により、手段２７２によって供給されるパイロ
ット燃料の割合を増加させると、汚染物質（主として、
窒素酸化物）が増加することが判ったが、この増加は著
しくなく、設定された汚染度の中で窒素酸化物の全レベ
ルを達成することは可能である。従って、もしパイロッ
ト燃料の量を１％足らずから約１５％（この実施例にお
いては、より明示的に３％〜５％）の範囲内に維持すれ
ば、汚染度を設定されたレベル以下に保つことができ、
しかも火炎消失を許容レベルまで減らすことができる。
【００２５】前に指摘したように、一次燃焼領域８４内
の温度は約 1800 〜 2600 °F の範囲にある。従って、
燃焼ガスと接触している噴射ノズル１４の端部は、侵食
と早期故障を防止するため冷却しなければならない。例
えば、冷却用空気は複数の孔１４６を通って噴射ノズル
１４に入り、冷却リザーバ１７５を満たす。手段２１６
は、圧縮機部２０からの圧縮空気を使用して噴射ノズル
１４を内部冷却する。手段２１６は、さらに、二重通路
を備えており、冷却用空気はそこを通って冷却通路１８
２に出るとき、第２部材１７６の端部１８０と先端ブロ
ック１９２を冷却することができる。第１流路は、主と
して先端ブロック１９２を冷却し、さらに端部１８０を
冷却することが意図されているのに対し、第２流路は主
として端部１８０を冷却することが意図されている。第
１流路は、冷却用空気が、冷却リザーバ１７５から先端
ブロック１８２の複数の通路２０８および室２０６に入
り、室１０６から複数の放射状通路２１２を通って冷却
通路１８２に入り、複数の通路１８８を通って空洞１１
０に入ることを許す。第２流路は、冷却空気が、冷却リ
ザーバ１７５から複数の孔１７４を通って冷却通路１８
２に入り、複数の通路１８８を通って空洞１１０に入る
ことを許す。
の温度は約 1800 〜 2600 °F の範囲にある。従って、
燃焼ガスと接触している噴射ノズル１４の端部は、侵食
と早期故障を防止するため冷却しなければならない。例
えば、冷却用空気は複数の孔１４６を通って噴射ノズル
１４に入り、冷却リザーバ１７５を満たす。手段２１６
は、圧縮機部２０からの圧縮空気を使用して噴射ノズル
１４を内部冷却する。手段２１６は、さらに、二重通路
を備えており、冷却用空気はそこを通って冷却通路１８
２に出るとき、第２部材１７６の端部１８０と先端ブロ
ック１９２を冷却することができる。第１流路は、主と
して先端ブロック１９２を冷却し、さらに端部１８０を
冷却することが意図されているのに対し、第２流路は主
として端部１８０を冷却することが意図されている。第
１流路は、冷却用空気が、冷却リザーバ１７５から先端
ブロック１８２の複数の通路２０８および室２０６に入
り、室１０６から複数の放射状通路２１２を通って冷却
通路１８２に入り、複数の通路１８８を通って空洞１１
０に入ることを許す。第２流路は、冷却空気が、冷却リ
ザーバ１７５から複数の孔１７４を通って冷却通路１８
２に入り、複数の通路１８８を通って空洞１１０に入る
ことを許す。
【００２６】
【発明の効果】希薄予混合方式と一緒に本発明の噴射ノ
ズル１４を使用することによって、汚染の少ないガスタ
ービンエンジン１０が得られた。旋回羽根１０２の間に
形成された複数の空間のそれぞれに燃料を供給すること
によって、ＮＯx の排出物は低減した。さらに、あらゆ
る運転状態においてパイロット燃料を燃焼器へ連続的に
供給することによって、燃焼圧力の変動が使用可能なレ
ベルまで低減した。
ズル１４を使用することによって、汚染の少ないガスタ
ービンエンジン１０が得られた。旋回羽根１０２の間に
形成された複数の空間のそれぞれに燃料を供給すること
によって、ＮＯx の排出物は低減した。さらに、あらゆ
る運転状態においてパイロット燃料を燃焼器へ連続的に
供給することによって、燃焼圧力の変動が使用可能なレ
ベルまで低減した。
【００２７】燃料噴射ノズル１４の端部を冷却する本方
式すなわち構造は、燃焼炎に最も直かにさらされるノズ
ル１４の部分をスキン冷却する冷却通路１８２を設ける
ことによって得られた。燃料噴射ノズル１４の端部は、
酸化、割れ、および座屈による燃焼器の破損を防止する
程度の低温に維持された。
式すなわち構造は、燃焼炎に最も直かにさらされるノズ
ル１４の部分をスキン冷却する冷却通路１８２を設ける
ことによって得られた。燃料噴射ノズル１４の端部は、
酸化、割れ、および座屈による燃焼器の破損を防止する
程度の低温に維持された。
【００２８】本発明のその他の特徴、目的、および利点
は、発明の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付図
面を熟読すれば明らかになるであろう。
は、発明の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付図
面を熟読すれば明らかになるであろう。
【図１】本発明の実施例を組み入れたガスタービンエン
ジンの部分断面側面図である。
ジンの部分断面側面図である。
【図２】本発明の一実施例に使用した燃焼器の拡大断面
図である。
図である。
【図３】本発明の一実施例に使用した燃料噴射ノズルの
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図４】図３の点線４で囲んだ燃料噴射ノズルの端部の
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図５】図４の線５−５に沿った先端ブロックの拡大断
面図である。
面図である。
１０ ガスタービンエンジン １２ サイドマウント形燃焼器部 １４ 燃料噴射ノズル １６ 中心軸線 １８ 外部ハウジング ２０ 圧縮機部 ２２ タービン部 ２３ 開口 ２４ ねじ付き孔 ２６ 外部燃焼器ハウジング ２８ 孔 ３０ ボルト ３２ パワータービン ３４ 圧縮機タービン ３６ 軸流多段圧縮機 ３８ ローターアセンブリ列 ４０ 開口 ４２ ねじ付き孔 ４４ 燃焼器軸線 ４６ 筒形燃焼器 ４８ 外筒 ５０ エアギャラリー ５２ 入口端部 ５４ 出口端部 ６０ チューブアセンブリ ６２ 通路 ８０ 開口 ８２ 第１室（希釈領域） ８４ 第２室（一次燃焼領域） ８６ プレートアセンブリ ８８ 逆Ｌ形カウリング ９０ 短脚部材 ９２ 長脚部材 ９４ かさ形環状部材 ９６ 第１端 ９８ 第２端 ９９ 入口開口 １００ 円形端板 １０１ 外側部分 １０２ 旋回羽根 １０４ 空間 １１０ 軸方向空洞 １２４ 開口 １２６ 孔 １２８ カップ形カバー １３０ リップ部分 １３２ ボール部分 １３４ 開口 １４０ ノズル軸線 １４２ 閉じた入口端 １４３ 円筒形支持板 １４４ 段付き外形 １４６ 孔 １４８ 中央孔 １５０ 段付き面 １５２ 円筒形ハウジング １５４ 第１端部 １５６ 第２端部 １５８ 内面 １７０ 第１部材 １７２ 円筒形軸方向部分 １７３ 端部 １７４ 孔 １７５ 冷却リザーバ １７６ 第２部材 １７８ 円筒形軸方向部分 １８０ 端部 １８２ 冷却通路 １８８ 通路 １９０，１９１ 開口 １９２ 先端ブロック １９４ 燃焼器面 １９６ 後面 １９８ 外面 ２００ 第１中央ボア ２０２ 第２中央ボア ２０４ 板 ２０６ 室 ２０８ 通路 ２１０ 半径方向ボア ２１２ 半径方向通路 ２１４ 傾斜通路 ２１６ 冷却空気の流れを通す手段 ２２０ 管状部材 ２２２ 内部通路 ２２４ マニホルド ２２６ ノズル端部 ２２８ 供給端部 ２３０ 大きなボア ２３２ 小さいボア ２３４ リザーバ ２３６ 開口 ２４０ 外側管状部材 ２４２ 内部通路 ２４４ 入口端部 ２４６ 出口端部 ２４８ フランジ ２５２ ボルト ２５４ 内側管状部材 ２５６ 通路 ２６０ 管 ２６２ 通路 ２６４ 第１端 ２６６ 第２端 ２６８ 可燃性燃料供給手段 ２７０ 第１燃料供給手段 ２７２ 第２燃料供給手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ２３Ｒ 3/28 Ａ 7604−3Ｇ (72)発明者 ヴィレンドラ エム スード アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92024 エンシニタス スプリングウッド レーン 944 (72)発明者 ケニス エイチ マーデン アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92118 コロナード イザベラ アベニュ ー 1064
Claims (8)
- 【請求項１】 中心軸線、前記中心軸線と同心の圧縮機
部、前記中心軸線と同心のタービン部、および圧縮機部
とタービン部の間に配置された燃焼器部を有するガスタ
ービンエンジンであって、 前記燃焼器部が、燃焼器軸線、前記燃焼器軸線と同心の
外部燃焼器ハウジング、および前記外部燃焼器ハウジン
グ内に配置された、前記燃焼器軸線と同心の燃焼器を有
しており、 前記燃焼器が、前記外部燃焼器ハウジング内に間隔をお
いて配置され、前記外部燃焼器ハウジングとの間にエア
ギャラリーを形成している、前記燃焼器軸線と同心の円
筒形外筒を有しており、 前記外筒が、出口端部、入口開口をもつ入口端部、およ
び前記入口開口内に配置された燃料噴射ノズルを有して
おり、 複数の旋回羽根が、燃料噴射ノズルの外側に、前記入口
開口内に配置され、それらの間に空間が形成されてお
り、 前記空間内の少なくとも一部の旋回羽根の間に出口を有
し、燃焼器へ燃料を供給する手段と、 前記燃料噴射ノズルに通じていて、燃料噴射ノズルへ燃
料を供給する別の燃料供給手段、を備えていることを特
徴とするガスタービンエンジン。 - 【請求項２】 前記外筒が、その入口端部と出口端部の
中間に一連の開口を形成しており、前記一連の開口が出
口端部に近い希釈領域と、入口端部に近い一次燃焼領域
とを区分していることを特徴とする請求項１に記載のガ
スタービンエンジン。 - 【請求項３】 前記外筒が、さらに、その出口端部の近
くに複数の開口を形成しており、前記複数の各開口内に
チューブアセンブリが設置されていることを特徴とする
請求項２に記載のガスタービンエンジン。 - 【請求項４】 前記チューブアセンブリが、圧縮空気の
流れを通す内部通路を有し、その端部が前記外筒の出口
端部へ向けられていることを特徴とする請求項３に記載
のガスタービンエンジン。 - 【請求項５】 前記燃焼器へ燃料を供給する手段が、複
数の旋回羽根の間の各空間中に燃料を供給することを特
徴とする請求項１に記載のガスタービンエンジン。 - 【請求項６】 前記燃料噴射ノズルが、内部冷却される
部材をもつ端部を有することを特徴とする請求項１に記
載のガスタービンエンジン。 - 【請求項７】 前記圧縮機部が、ガスタービンエンジン
の運転中、圧縮空気の流れを発生すること、および内部
冷却が圧縮機部からの圧縮空気を使用して行われること
を特徴とする請求項６に記載のガスタービンエンジン。 - 【請求項８】 前記エンジンは、さらに、燃料噴射ノズ
ルと燃焼器との間に形成された空洞と、前記空洞内で、
前記端部を内部冷却した後の圧縮空気と、複数の旋回羽
根の間の空間を出た混合気とを混合させる手段を備えて
いることを特徴とする請求項７に記載のガスタービンエ
ンジン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/973,895 US5321947A (en) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | Lean premix combustion system having reduced combustion pressure oscillation |
| US07/973895 | 1992-11-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06229553A true JPH06229553A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=25521348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5281229A Pending JPH06229553A (ja) | 1992-11-10 | 1993-11-10 | ガスタービンエンジン |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5321947A (ja) |
| JP (1) | JPH06229553A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105829800A (zh) * | 2013-12-23 | 2016-08-03 | 通用电气公司 | 用于空气协助的燃料喷射的燃料喷嘴结构 |
| US10288293B2 (en) | 2013-11-27 | 2019-05-14 | General Electric Company | Fuel nozzle with fluid lock and purge apparatus |
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| US5706643A (en) * | 1995-11-14 | 1998-01-13 | United Technologies Corporation | Active gas turbine combustion control to minimize nitrous oxide emissions |
| US5937634A (en) * | 1997-05-30 | 1999-08-17 | Solar Turbines Inc | Emission control for a gas turbine engine |
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|---|---|---|---|---|
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| NL90479C (ja) * | 1947-01-09 | |||
| US3713588A (en) * | 1970-11-27 | 1973-01-30 | Gen Motors Corp | Liquid fuel spray nozzles with air atomization |
| JPS6122127A (ja) * | 1984-07-10 | 1986-01-30 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン燃焼器 |
| JPS61119920A (ja) * | 1984-07-11 | 1986-06-07 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン燃焼器 |
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-
1992
- 1992-11-10 US US07/973,895 patent/US5321947A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-11-10 JP JP5281229A patent/JPH06229553A/ja active Pending
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Also Published As
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|---|---|
| US5321947A (en) | 1994-06-21 |
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