KR102543858B1 - 환형 유동로 아키텍쳐를 갖는 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

시스템은 축선 둘레에 원주 방향으로 배치되는 제1 라이너 벽, 제1 라이너 벽 둘레에 원주 방향으로 배치되는 연소 챔버, 및 연소 챔버 둘레에 원주 방향으로 배치되는 제2 라이너 벽을 갖는 환형 연소기를 포함한다. 환형 연소기는 연소 가스 유동을 헤드 단부로부터 연소 챔버를 통해 하류 방향으로 터빈을 향해 지향시키도록 구성된다. 시스템은 또한 압축기로부터 연소 챔버로 유체 유동을 공급하도록 구성되는 공급 통로를 포함한다. 공급 통로는 선회부를 갖는 유동로 아키텍쳐를 구비하고, 상기 선회부는 유체 유동을 압축기 방출 방향으로부터 연소 가스 유동의 하류 방향에 대체로 대향되는 상류 방향으로 선회시킨다.

Description

환형 유동로 아키텍쳐를 갖는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD HAVING ANNULAR FLOW PATH ARCHITECTURE}
본 명세서에 개시된 주제는 가스 터빈 시스템, 및 보다 구체적으로 환형 연소기 유동로 아키텍쳐 시스템에 관한 것이다.
가스 터빈 시스템은 일반적으로 압축기 섹션, 연소기 섹션, 및 터빈 섹션을 갖는 가스 터빈 엔진을 포함한다. 연소기 섹션은 산화제(예컨대, 공기)와 함께 연료를 받아들이고 연소시켜 고온의 연소 가스를 발생시키는데, 이 연소 가스는 터빈 섹션에서의 하나 이상의 터빈 스테이지로 유동하여 터빈 스테이지를 구동시킨다. 불행하게도, 산화제, 연료, 및또는 산화제와 연료의 혼합물의 유동로는 선회, 분리, 및 연소기 입구를 따른 유동 단면적의 변화로 인해 압력 손실을 초래할 수 있다. 이들 압력 손실은 가스 터빈 엔진의 효율을 감소시킬 수 있다.
원청구된 개시와 범위면에서 상응하는 특정한 실시예가 아래에 요약되어 있다. 이들 실시예는 청구된 개시 범위를 제한하려는 의도는 없고, 오히려 이들 실시예는 오직 본 개시의 가능한 형태의 간략한 요약을 제공하고자 하는 것이다. 사실상, 본 개시는 아래에 기술된 실시예와 유사하거나 상이할 수 있는 다양한 형태를 포함할 수 있다.
제1 실시예에서, 시스템은 축선 둘레에 원주 방향으로 배치되는 제1 라이너 벽, 제1 라이너 벽 둘레에 원주 방향으로 배치되는 연소 챔버, 및 연소 챔버 둘레에 원주 방향으로 배치되는 제2 라이너 벽을 갖는 환형 연소기를 포함한다. 환형 연소기는 연소 가스 유동을 헤드 단부로부터 연소 챔버를 통해 하류 방향으로 터빈을 향해 지향시키도록 구성된다. 시스템은 또한 유체 유동을 압축기로부터 연소 챔버로 공급하도록 구성되는 공급 통로를 포함한다. 공급 통로는 선회부를 갖는 유동로 아키텍쳐를 구비하고, 상기 선회부는 유체 유동을 압축기 방출 방향으로부터 연소 가스 유동의 하류 방향에 대체로 대향되는 상류 방향으로 선회시킨다.
제2 실시예에서, 시스템은 축선 둘레에 원주 방향으로 배치되는 연소 챔버를 갖는 연소기를 포함한다. 연소기는 연소 가스 유동을 헤드 단부로부터 연소 챔버를 통해 하류 방향으로 터빈을 향해 지향시키도록 구성된다. 시스템은 또한 유체 유동을 압축기로부터 연소 챔버로 공급하도록 구성되는 공급 통로를 포함한다. 공급 통로는 선회부를 갖는 유동로 아키텍쳐를 구비하고, 상기 선회부는 유체 유동을 압축기 방출 방향으로부터 연소 가스 유동의 하류 방향에 대체로 대향되는 상류 방향으로 선회시킨다. 게다가, 시스템은 배플, 다단 확산기, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함한다. 배플은 윈도우에 인접한 스쿠프를 포함한다. 스쿠프는 공급 통로 내로 연장되며, 윈도우는 제1 라이너 벽을 따라 배치되는 제1 통로와 유체 연통하고, 배플은 유체 유동의 일부를 제1 통로를 통해 하류 방향으로 재지향시키도록 구성된다. 다단 확산기는 선회부의 상류측에 위치 설정되는 제1 확산기와 선회부의 하류측에 위치 설정되는 제2 확산기를 포함한다.
제3 실시예에서, 방법은 연소 가스 유동을 헤드 단부로부터 하류 방향으로 환형 연소기의 연소 챔버를 통해 터빈을 향해 보내는 단계를 포함한다. 방법은 또한 유체 유동을 압축기로부터 선회부가 있는 유동로 아키텍쳐를 갖는 공급 통로를 통해 연소 챔버로 보내는 단계를 포함한다. 상기 유체 유동을 연소 챔버로 보내는 단계는 선회부 내의 유체 유동을 압축기 방출 방향으로부터 연소 가스 유동의 하류 방향에 대체로 대향되는 상류 방향으로 선회시키는 것을 포함한다.
본 개시의 이러한 특징, 양태 및 장점 그리고 다른 특징, 양태 및 장점은, 도면 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호가 동일한 부분을 나타내는 것인 첨부 도면을 참조하여 후술하는 상세한 설명을 읽을 때 더욱 양호하게 이해될 것이다.
도 1은 유동로 아키텍쳐 시스템을 갖는 연소기(예컨대, 환형 연소기)를 구비하는 가스 터빈 시스템의 실시예의 개략도이다;
도 2는 도 1의 유동로 아키텍쳐 시스템에 유동적으로 커플링되는 연소기(예컨대, 환형 연소기)의 실시예의 개략적인 단면도이다;
도 3은 도 2의 선 3-3에서 취한, 거위목 섹션의 실시예의 개략적인 단면도이다;
도 4는 도 2의 선 4-4에서 취한, 환형 배플(annular baffle)의 실시예의 개략적인 단면도이다;
도 5는 도 4의 환형 배플의 실시예의 부분 사시도이다;
도 6은 도 2의 유동로 아키텍쳐 시스템의 침강 챔버의 실시예의 개략적인 단면도이다;
도 7은 도 1의 축방향 예혼합기의 실시예의 부분 사시도로서, 축방향 예혼합기는 유체 노즐 및 연소기 하우징에 커플링된다;
도 8은 도 7의 축방향 예혼합기의 실시예의 개략적인 평면도이다;
도 9는 도 2의 유동로 아키텍쳐 시스템의 유동 분리기의 실시예의 부분 사시도이다;
도 10은 도 1의 가스 터빈 시스템의 작동 방법의 실시예의 흐름도이다;
도 11은 도 7의 축방향 예혼합기의 설치 방법의 실시예의 흐름도이다.
본 개시의 하나 이상의 구체적인 실시예가 아래에서 설명될 것이다. 이들 실시예에 대해 축약된 설명을 제시하려는 노력의 일환으로, 실제 실시의 모든 특징이 본 명세서에서는 설명되지 않을 수도 있다. 임의의 공학 프로젝트 또는 설계 프로젝트와 같은, 이러한 임의의 실제적인 실시의 개발에 있어서, 시스템 관련 제약 및 사업 관련 제약에 순응하는 것과 같이 개발자의 특정한 목표를 달성하기 위해 실시에 맞춘 다수의 결정이 이루어져야만 한다는 것을 이해할 것이며, 상기 제약은 각각의 실시에 따라 서로 상이할 수 있다. 더욱이, 이러한 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시의 이익을 갖는 당업자에게는 설계, 제작 및 제조에서 이루어지는 통상적인 업무일 수 있다는 것을 이해할 것이다. 더욱이, 상단, 바닥, 상향, 하향, 상부, 하부 등은, 문맥에서 본 개시의 다양한 구성요소들의 배향, 위치, 또는 지점에 관한 상대적인 용어로서 해석될 수 있다. 사실상, 본 개시된 실시예는 위에서 그리고 아래에서 상세하게 설명되는 구성 및/또는 배향과 동일하거나 상이한 임의의 가스 터빈 시스템에 적용 가능할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예의 요소들을 도입할 때, 단수 표현 및 "상기"는 이러한 요소가 하나 이상 존재한다는 것을 의미하려는 의도이다. 용어 "구비하는", "포함하는", 및 "갖는"은 일체를 포함함을 나타내려는 의도이며, 나열된 요소들 이외에도 추가적인 요소가 존재할 수 있음을 의미하려는 의도이다.
본 개시의 실시예는 공기 유동을 연소기의 연료 노즐로 지향시키기 위한 유동로 아키텍쳐에 관한 것이다. 특정한 실시예에서, 유동로 아키텍쳐는 공기 유동의 적어도 하나의 파라미터(예컨대, 압력, 속도, 유동 분리)를 제어 및/또는 조절하도록 구성되는 다단 확산기를 포함한다. 예컨대, 다단 확산기는 공기 유동의 압력 강하를 감소시키고, 공기 유동의 속도를 감소시키며, 유동 분산/분리의 가능성을 감소시키고, 및/또는 이들의 임의의 조합을 행할 수 있다. 특정한 실시예에서, 다단 확산기는 실질적으로 동일하거나 수렴하는 유동 단면적(예컨대, 유동 방향을 따라 실질적으로 동일한 원주)을 갖는 거위목 섹션을 포함할 수 있다. 제1 확산기는 공기 유동을 거위목 섹션을 향해 지향시킬 수 있다. 특정한 실시예에서, 유동 단면적은 제1 확산기의 길이를 따라 변화한다(예컨대, 원주는 유동 방향을 따라 변화한다). 작동 중에, 거위목 섹션은 공기 유동을 재지향시키고 공기 유동 방향을 실질적으로 변화시킬 수 있다. 그러나, 실질적으로 동일한 유동 단면적으로 인해, 공기 유동 압력은 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 단면 유동이 수렴하는 실시예에서, 공기 유동 압력은 감소될 수 있다. 특정한 실시예에서, 유동로 아키텍쳐는 제2 확산기의 하류측에 있는 침강 챔버를 포함한다. 침강 챔버는 공기 유동의 혼합을 유도하고 및/또는 홀더(예컨대, 축방향 예혼합기) 및/또는 예혼합기에 진입하기 전에 공기 유동을 안정화시키도록 구성될 수 있다. 특정한 실시예에서, 홀더는 침강 챔버 내에 위치 설정되고 연료 노즐에 커플링될 수 있다. 예컨대, 홀더는 연료 노즐로부터 연소기 하우징으로 연장되고 연소기 하우징에 커플링될 수 있다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 홀더는 공기 유동을 연료 노즐 및/또는 예혼합기를 향해 지향시키도록 구성되는 공기 역학적 스템(예컨대, 날개형 단면을 갖는 스템)을 포함할 수 있다. 따라서, 축방향 예혼합기는, 압력 강하 및/또는 유동 분리의 가능성을 감소시키면서, 공기 유동을 연료 노즐 및/또는 예혼합기를 향해 지향시키도록 유동로 아키텍쳐와 조합하여 이용될 수 있다.
전술한 내용을 고려하면, 도 1은 연소기 섹션의 하나 이상의 연소기(12)(예컨대, 환형 연소기, 연소 캔, 캔-환형 연소기)를 갖는 가스 터빈 시스템(10)의 실시예의 개략도이다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 연소기(12)는 산화제(예컨대, 공기), 연소 물질(예컨대, 기체 및/또는 액체 연료), 및/또는 산화제와 연소 물질의 혼합물을 연소 섹션(18)을 향해 지향시키도록 연소기(12)의 헤드 단부 섹션(16)에 커플링된 유동로 아키텍쳐(14)를 포함할 수 있다. 예컨대, 유동로 아키텍쳐(14)는 연소 섹션(18) 내에서의 연소를 위해 하나 이상의 연료 노즐(20)(예컨대, 1차 연료 노즐, 하나 이상의 4차 인젝터 또는 페그, 및/또는 하나 이상의 늦은 희박 인젝터)에서의 혼합을 용이하게 하도록 산화제용 통로 및 별개의 연료용 통로를 포함할 수 있다. 예컨대, 산화제 유동로는 연료 노즐(20)의 상류측에 있을 수 있고, 연료 유동로는 연료를 예혼합기를 향해 및/또는 연료 노즐(20) 내로 지향시킨다. 그러나, 다른 실시예에서, 공기/연료 혼합물은 연료 노즐(20)의 상류측에 있는 유동로 아키텍쳐(14)에서 형성될 수 있다. 따라서, 공기/연료 혼합물은 연소기(12)의 연소 챔버(22) 내로 지향될 수 있다.
연소기(12)는 터빈 시스템(10)의 회전 축선 둘레에서 원주 방향으로 연장되는 단일 환형 연소기를 나타낼 수 있다. 다른 예에 의해, 연소기(12)는 터빈 시스템(10)의 회전 축선 둘레에 원주 방향으로 떨어져 있는 복수 개의 연소기들(예컨대, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 또는 그 이상)을 나타낼 수 있다. 특정한 실시예에서, 임의의 개수(예컨대, 1 내지 20개 또는 그 이상)의 연소기(12)가 터빈 시스템(10)에 제공될 수 있다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 연소기(12)는 축선 둘레에서 원주 방향으로 위치 설정되는 다수의 연소 챔버(22)를 나타내는 캔-환형 연소기일 수 있다. 즉, 각각의 캔-환형 연소기가 각각의 연소 챔버를 포함할 수 있다. 아래의 설명은 단일 환형 연소기 또는 다수의 연소기를 갖는 임의의 실시예를 포함하도록 의도된다.
터빈 시스템(10)은 터빈 시스템(10)을 구동시키기 위해 액체 또는 기체 연료, 예컨대 천연 가스 및/또는 합성 가스를 이용할 수 있다. 예시된 실시예에서, 하나 이상의 연료 노즐(20)이 연료(24)의 공급(예컨대, 액체 연료 공급, 기체 연료 공급, 액체/기체 혼합 연료 공급)을 받아들인다. 하나 이상의 연소기(12) 각각은 하나 이상의 연료 노즐(20)(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5, 6개, 또는 그 이상)을 포함한다. 연료(24)의 예로는, 제한하지 않지만, 디젤 연료, 제트 연료, 가솔린, 나프타, 연료유, 액화 석유 가스 등과 같이 탄화수소 기반 액체 연료를 포함한다. 더욱이, 연료(24)는 천연 가스, 합성 가스 등과 같이 탄화수소 기반 기체 연료를 포함할 수 있다. 예시된 실시예에서, 터빈 시스템(10)은 연료(24)를 연료 노즐(20)의 상류측에 있는 연료 경로를 따라 보낼 수 있다. 특정한 실시예에서, 연료 노즐(20)은 예혼합 연료 노즐 및/또는 확산 불꽃 연료 노즐을 포함할 수 있다. 예컨대, 연료 노즐(20)은 연료(24)를 산화제(예컨대, 공기)와 예혼합시켜 예혼합 불꽃[예컨대, 유동로 아키텍쳐(14) 내의 예혼합, 연료 노즐(20)의 상류측에 있는 예혼합]을 발생시키고 및/또는 연료와 산화제를 연소기(12) 내로 별개로 유동시켜 확산 불꽃을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 전술한 바와 같이, 유동로 아키텍쳐(14)는 연료(24)를 연료 노즐(20)을 향해 지향시키도록 별개의 통로들을 포함할 수 있다.
연료(24)는 각각의 연소기(12) 내의 연소 챔버(22)에서 산화제(예컨대, 공기)와 연속됨으로써, 고온 압축의 배기 가스를 생성한다. 연소기(12)는 배기 가스를 터빈 또는 터빈 섹션(28)을 통해 배기구(30)를 향해 지향시킨다. 터빈 섹션(28)은 하나 이상의 터빈 스테이지(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 또는 그 이상)을 포함할 수 있고, 각각의 터빈 스테이지는 터빈 로터 및 샤프트(32)에 커플링되는 복수 개의 터빈 블레이드를 갖는다. 배기 가스가 터빈(28)을 통과할 때에, 가스는 터빈 블레이드가 터빈 시스템(10)의 회전 축선을 따라 샤프트(32)를 회전시키게 한다. 예시된 바와 같이, 샤프트(32)는 압축기 또는 압축기 섹션(34)을 비롯하여 터빈 시스템910)의 다양한 구성요소에 연결된다. 압축기 섹션(34)은 하나 이상의 압축기 스테이지(예컨대, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 또는 그 이상)을 포함할 수 있고, 각각의 압축기 스테이지는 압축기 로터 및 샤프트[예컨대, 샤프트(32)]에 커플링되는 복수 개의 압축기 블레이드를 갖는다. 샤프트(32)가 회전할 때에, 압축기(34) 내의 블레이드가 또한 회전됨으로써, 산화제(예컨대, 공기)를 산화제 흡입구[예컨대, 공기 흡입구(36)]로부터 압축기(34)를 통해 그리고 연료 노즐(20) 및/또는 연소기(12) 내로 압축시킨다. 샤프트(32)는 또한 부하(38)에 연결될 수 있고, 부하는, 예컨대 발전소의 발전기 또는 항공기의 프로펠러와 같이 운송 수단 또는 고정식 부하일 수 있다. 부하(38)는 터빈 시스템(10)의 회전 출력에 의해 통전될 수 있는 임의의 적절한 장치를 포함할 수 있다.
아래의 설명에서는, 연소기(12)의 축방향 또는 축선(50)(예컨대, 종축), 연소기(12)의 축선(50)에 대해 반경 방향으로 연장되는 반경 방향 또는 축선(52), 및 연소기(12)의 축선(50) 둘레에서 원주 방향으로 연장되는 원주 방향 또는 축선(54)에 대해 참조가 이루어질 수 있다. 아래에 상세하게 설명되는 바와 같이, 특정한 실시예에서, 하나 이상의 연소기(12)는 종축(50)에 대해 경사지거나 각도를 이룰 수 있다. 예컨대, 단일 환형 연소기(12) 또는 복수 개의 캔-환형 연소기(12)의 경우, 각 연소기(12)의 종축은 종축(50)에 관하여 소정 각도로 위치 설정될 수 있다. 연소기(12)를 소정 각도로 위치 설정하면, 연소 챔버(22) 내에서 공기/연료 혼합물의 체류 시간이 증가될 수 있다. 더욱이, 연소 중에 더 긴 체류 시간은 경사형 캔-환형 연소기가 CO를 번아웃시킬 수 있게 함으로써, 배출물을 감소시킬 수 있다. 아래에 설명되는 바와 같이, 연소기(12)는 공기 및/또는 연료를 연소 챔버(22)를 향해 지향시키도록 유동로 아키텍쳐(14)에 커플링될 수 있다. 예컨대, 유동로 아키텍쳐(14)는 헤드 단부 챔버(56)(예컨대, 환형 헤드 단부 챔버) 및 압축기(34)로부터의 압축기 방출 챔버와 유체 연통됨으로써, 압축된 가스 유동(예컨대, 공기 등의 압축된 산화제)를 연소를 위해 연소기(12)를 따라 유동로 아키텍쳐(14)를 통해(예컨대, 냉각을 위해), 헤드 단부 챔버(56)를 통해, 그리고 연소 챔버(22) 내로[예컨대, 연소 노즐(20)을 통해] 보낼 수 있다. 특정한 실시예에서, 유동로 아키텍쳐(14)와 헤드 단부 챔버(56)[예컨대, 연료 노즐(16)의 상류측]를 통한 유체 유동은 산화제(예컨대, 공기, 산소, 산소-농후 공기, 산소-희박 공기 등), 배기 가스 재순환(EGR; exhaust gas recirculation) 가스, 증기, 불활성 가스(예컨대, 질소), 및/또는 소량의 연료[예컨대, 연료 노즐(20) 상류측의 이차 연료 분사] 중 임의의 하나 이상을 포함하거나 배제할 수 있다.
하나 이상의 연소기(12)가 캔-환형 연소기인 실시예에서, 유동로 아키텍쳐(14)는 연소 챔버(22) 및/또는 헤드 단부 챔버(56)의 적어도 일부 둘레에 원주 방향으로 배치되는 제1 벽(58; 예컨대, 연소 라이너, 환형 제1 벽)과 같이 연소기(12)의 경계를 획정하는 적어도 하나의 벽 둘레에 원주 방향으로 배치될 수 있다. 유동로 아키텍쳐(14)는 또한 제1 벽(58) 둘레에 원주 방향으로 배치되는 제2 벽(60; 예컨대, 유동 슬리브, 환형 제2 벽)에 의해 경계 설정될 수 있다. 제2 벽(60)은 또한 헤드 단부 섹션(16)의 헤드 단부 챔버(56) 둘레에 원주 방향으로 배치될 수 있다.
그러나, 하나 이상의 연소기(12)가 환형 연소기인 실시예에서는, 내부 제1 벽(58a; 예컨대, 내부 환형 제1 벽)과 외부 제1 벽(58b; 예컨대, 외부 환형 제1 벽)이 연소 챔버(22) 및/또는 헤드 챔버(56)의 적어도 일부 둘레에서 원주 방향으로 배치될 수 있다. 더욱이, 내부 제2 벽(60a; 예컨대, 내부 환형 제2 벽)과 외부 제2 벽(60b; 예컨대, 외부 환형 제2 벽)이 내부 제1 벽(58a)과 외부 제1 벽(58b) 둘레에서 원주 방향으로 배치될 수 있다. 그 결과, 유동로 아키텍쳐(14)는 연소기(12)의 경계를 획정하는 적어도 하나의 벽[예컨대, 내부 제1 벽(58a), 외부 제1 벽(58b), 내부 제2 벽(60a), 내부 제2 벽(60b)] 둘레에서 원주 방향으로 배치될 수 있다.
예컨대, 예시된 실시예에서, 연소기(12)는 터빈 시스템(10)의 회전 축선(50) 둘레에서 원주 방향으로 연장되는 환형 연소기이고, 이에 따라 연소기(12)의 예시된 구조 각각은 축선(50)에 대해 환형 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 헤드 단부 챔버(56), 벽(58)(예컨대, 연소 라이너), 벽(60)(예컨대, 유동 슬리브), 연소 챔버(22), 및 기타 관련된 구조 및 유동로는 대체로 회전 축선(50) 둘레에서 원주 방향으로 연장되고, 환형 형상을 가질 수 있다. 예시된 실시예에서, 연소 라이너 또는 벽(58)은 회전 축선(50) 둘레에서 원주 방향으로 연장되는 내부 벽부(58a)(예컨대, 내부 환형 라이너)와, 회전 축선(50), 연소 챔버(22), 및 내부 벽부(58a) 둘레에서 원주 방향으로 연장되는 외부 벽부(58b)(예컨대, 외부 환형 라이너)를 포함한다. 마찬가지로, 예시된 실시예에서, 유동 라이너 또는 벽(60)은 회전 축선(50) 둘레에서 원주 방향으로 연장되는 내부 벽부(60a)(예컨대, 내부 환형 라이너)와, 회전 축선(50), 연소 챔버(22), 및 내부 벽부(60a) 둘레에서 원주 방향으로 연장되는 외부 벽부(60b)(예컨대, 외부 환형 유동 슬리브)를 포함한다.
예시된 실시예에서, 유동로 아키텍쳐(14)는 연소기(12)의 경계를 획정하는 벽들[예컨대, 제1 벽(58) 또는 제2 벽(60)] 중 적어도 하나에 커플링된다. 예컨대, 유동로 아키텍쳐(14)는 헤드 단부 챔버(56) 둘레에 및/또는 근처에 배치된다. 그러나, 다른 실시예에서, 유동로 아키텍쳐(14)는 연소 섹션(18) 둘레에서 원주 방향으로 위치 설정될 수 있다. 예컨대, 유동로 아키텍쳐(14)는 연소 섹션(18)의 냉각을 용이하게 하도록 공기 흡입구(36)로부터의 공기를 하류 연소 방향(64)(예컨대, 연소 유동로)에 대향하는 상류 방향(62)으로 지향시킬 수 있다. 더욱이, 다른 실시예에서, 유동로 아키텍쳐(14)는 공기를 제1 벽(58) 및/또는 제2 벽(60) 둘레에서 그리고 연소 방향(64)으로 지향시킴으로써, 연소 섹션(18)의 냉각을 더욱 용이하게 하도록 포트 및/또는 리세스를 포함할 수 있다. 더욱이, 유동로 아키텍쳐(14)는 연소기(12)의 제1 축방향 단부(66; 예컨대, 상류측) 근처에 위치 설정되고, 제2 축방향 단부(72; 예컨대, 하류측)를 향해 연소기(12)의 연소기 축방향 길이(70)의 제1 축방향 길이(68) 만큼 연장될 수 있다.
터빈 시스템(10)은 또한 연소기(12), 유동로 아키텍쳐(14) 등과 관련된 다양한 모니터링 및 제어 장비를 가질 수 있다. 예시된 실시예에서, 터빈 시스템(10)은 연소 프로세스, 산화제 유동, 연료 유동, 터빈 속도, 압축기 급송물, 연소기 온도, 연소 동역학, 음향 노이즈, 진동, 가스 조성, 및/또는 배기 배출물(예컨대, 일산화탄소(CO) 등의 탄소 산화물, 질소 산화물(NOx), 황 산화물(SOx), 미연소 연료, 잔류 산소 등) 또는 터빈 시스템(10)의 다양한 다른 파라미터를 모니터하도록 하나 이상의 센서(74)를 포함할 수 있다. 센서(74)는 신호를 제어기(76)(예컨대, 전자 제어기)에 전송하도록 구성될 수 있다. 예시된 실시예에서, 제어기(76)는 메모리(78)와 프로세서(80)를 포함한다. 메모리(78)는 대용량 저장 장치, FLASH 메모리 장치, 착탈형 메모리, 또는 임의의 다른 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체(예컨대, 신호 뿐만 아니라)일 수 있다. 추가적으로 및/또는 대안으로, 명령어가 적어도 하나의 유형의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함하는 추가의 적절한 제조 물품에 저장될 수 있고, 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 이들 명령어 또는 루틴을 전술한 바와 같은 메모리(78)와 유사한 방식으로 적어도 집합적으로 저장한다. 제어기(76)는 가스 터빈 시스템(10)의 작동 파라미터(예컨대, 온도, 압력, 연료/공기비, 음향, 진동)을 나타내는 신호를 센서(74)로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 신호는 메모리(78)에 저장된 명령어를 이용하는 프로세서(80)에 의해 평가될 수 있다. 게다가, 제어기(76)는 센서(74)로부터 수신된 신호를 기초로 하여 가스 터빈 시스템(10)의 작동 조건을 조절하도록 가스 터빈 시스템(10)의 다양한 구성요소[예컨대, 공기 흡입구(36), 연소기(12), 연료 밸브, 연료 펌프, 연료 노즐 등]에 신호를 전송할 수 있다.
도 2는 유동로 아키텍쳐(14)가 제1 축방향 단부(66) 근처에 위치 설정되는 연소기(12)의 실시예의 개략적인 단면도이다. 도시된 바와 같이, 예시된 실시예의 연소기(12)는 연소기 축선(92)과 종축(50) 사이에서 제1 각도(90)로 위치 설정된다. 예컨대, 제1 각도(90)는 대략 10도, 대략 20도, 대략 30도, 대략 40도, 대략 50도, 대략 60도, 대략 70도, 대략 80도, 또는 임의의 다른 적당한 각도일 수 있다. 더욱이, 제1 각도(90)는 10도 내지 30도, 30도 내지 50도, 50도 내지 70도, 또는 임의의 다른 적당한 범위일 수 있다. 예시된 실시예에서, 제1 각도(90)는 예각이다. 전술한 바와 같이, 연소기(12)를 경사진 위치(94)에 위치 설정함으로써, 연소 공진 시간이 증가되어, 연소기(12)의 효율을 향상(예컨대, CO 번아웃을 증가 및/또는 향상)시킬 수 있다.
예시된 실시예에서, 압축기(34)로부터의 공기는 예확산기(96)(예컨대, 환형 예확산기)를 향해 지향된다. 예컨대, 예확산기(96)는 공기를 제1 확산기(100)에 지향시키도록 구성되는 입구 포트(98)를 포함한다. 특정한 실시예에서, 제1 확산기(100)는 점진적으로 발산하는 환형 통로에 의해 형성된다. 즉, 제1 확산기(100)의 원주(예컨대, 유동 단면적)는 공기 유동 방향으로 증가될 수 있다. 예컨대, 제1 확산기(100)의 출구에서의 유동 단면적은 제1 확산기(100)의 입구의 유동 단면적보다 50% 크거나, 제1 확산기(100)의 입구의 유동 단면적보다 100% 크거나, 제1 확산기(100)의 입구의 유동 단면적보다 200% 크거나, 또는 제1 확산기(100)의 입구의 유동 단면적보다 임의의 적절한 비율 만큼 클 수 있다. 따라서, 제1 확산기(100)는 예확산기(96)에 진입하는 공기의 적어도 하나의 파라미터(예컨대, 압력, 속도, 혼합)을 수정, 조절, 및/또는 제어하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 제1 확산기(100)는 공기 유동 속도를 감소시키는 것, 유동 분리 가능성을 감소시키는 것 등을 행할 수 있다. 게다가, 제1 확산기(100)의 적어도 일부는 제1 확산기 길이(102)에 의해 획정된다. 특정한 실시예에서, 제1 확산기(100)는 종축(50)에 대해 경사진다(예컨대, 각도를 이룬다). 즉, 제1 확산기 축선(104)은 종축(50)에 대해 제2 각도(106)로 위치 설정된다. 제2 각도(106)는 대략 5도, 대략 10도, 대략 15도, 대략 20도, 또는 임의의 적절한 각도일 수 있다. 특정한 실시예에서, 제1 확산기(100)를 제2 각도(106)로 위치 설정하면 유동 분리 가능성이 감소될 수 있다. 그 결과, 공기 유동의 적어도 하나의 파라미터는 공기 유동이 연료 노즐(20)로 지향될 때에 제어될 수 있다.
예시된 실시예에서, 제1 확산기(100)는 입구 포트(98) 근처에 위치 설정되는 제1 단부(108)와, 제1 단부(108)에 대향되고 제1 확산기 길이(102)를 따라 있는 제2 단부(110)를 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 단부(108)는 제1 유동 단면적(112; 예컨대, 제1 환형 유동 단면적)을 포함하고, 제2 단부(110)는 제2 유동 단면적(114; 예컨대, 제2 환형 유동 단면적)을 포함한다. 유동 단면적(112, 114)은 환형, 달걀형 등일 수 있다. 예시된 실시예에서, 제1 유동 단면적(112)은 제2 유동 단면적(114)보다 작다. 그 결과, 공기 속도는 공기 유동이 제1 확산기 길이(102)를 따라 이동할 때에 감소될 수 있다. 제1 유동 단면적(112)은 예시된 실시예에서 제2 유동 단면적(114)보다 작고, 다른 실시예에서 제1 유동 단면적(112)은 제2 유동 단면적(114)과 실질적으로 동일할 수 있다. 더욱이, 제1 확산기(100)는 예시된 실시예에서 제1 확산기 축선(104) 둘레에서 실질적으로 대칭형이고, 다른 실시예에서 제1 확산기(100)는 제1 확산기 축선(104) 둘레에서 편심형일 수 있다.
전술한 바와 같이, 유동로 아키텍쳐(14)는 환형 연소기(12)와 함께 이용될 수 있다. 특정한 실시예에서, 제1 확산기(100)는 내부 아키텍쳐 환형 벽(116; 예컨대, 내부 아키텍쳐 벽)과 외부 아키텍쳐 환형 벽(118; 예컨대, 외부 아키텍쳐 벽)을 포함할 수 있다. 내부 아키텍쳐 환형 벽(116)과 외부 아키텍쳐 환형 벽(118)은 제1 확산기(100)의 환형 통로를 형성하고 공기 유동을 연소 챔버(22)를 향해 지향시킬 수 있다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 내부 아키텍쳐 환형 벽(116)과 외부 아키텍쳐 환형 벽(118)은 연소기 축선(92) 둘레에서 원주 방향으로 연장될 수 있다. 내부 아키텍쳐 환형 벽(116)과 외부 아키텍쳐 환형 벽(118)은 입구 포트(98)로부터 연료 노즐(20)까지 유동로 아키텍쳐(14)의 길이를 따라 연장될 수 있다.
공기 유동이 입구 포트(98)에 진입하고 제1 확산기(100)를 통해 유동할 때에, 공기 유동은 제1 확산기(100)를 제2 단부(110)에서 빠져나가고 제2 단부(110) 근처에서 제2 단부와 유동적으로 커플링되는 제1 거위목 단부(122)에서 거위목 섹션(120; 예컨대, 환형 거위목 섹션, 대체로 선회하는 유동로)에 진입한다. 전술한 바와 같이, 연소기(12)가 환형 연소기(12)인 실시예에서, 거위목 섹션(120)은 내부 아키텍쳐 벽(116)과 외부 아키텍쳐 벽(118)에 의해 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 거위목 섹션(120)의 만곡부(124)는 공기 유동의 적어도 일부를 [연소 방향(64)에 실질적으로 대향하는] 방향(62)으로 재지향시키도록 구성된다. 즉, 거위목 섹션(120)은 공기 유동의 적어도 일부의 유동 방향을 대략 180도, 대략 170도, 대략 160도, 대략 150도, 대략 140도, 대략 130도, 대략 120도, 대략 110도, 대략 100도, 대략 90도, 또는 임의의 다른 적절한 각도 만큼 변화시키도록 구성된다. 따라서, 유동로 아키텍쳐(14)를 통과하는 공기 유동은 공기 유동이 연료 노즐(20)을 향해 지향될 때에 연소 챔버(22)를 냉각시킬 수 있는데, 그 이유는 거위목 섹션(120)이 공기 유동을 연소 섹션(18)을 따라 지향시키기 때문이다. 예시된 실시예에서, 거위목 섹션(120)의 만곡부(124)는 실질적으로 일정한 제3 유동 단면적(128)을 갖는다. 바꿔 말해서, 제3 유동 단면적(128)은 거위목 섹션(120)의 길이(129)를 따라 실질적으로 일정하다. 그 결과, 공기 유동 속도는 공기 유동이 만곡부(124)를 통해 유동할 때에 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 제3 유동 단면적(128)은 만곡부(124)를 따라 증가 또는 감소될 수 있다. 바꿔 말해서, 제3 유동 단면적(128)은 제1 거위목 단부(122)로부터 제2 거위목 단부(126)로 수렴(예컨대, 감소)될 수 있다. 게다가, 제3 유동 단면적(128)은 제1 거위목 단부(122)로부터 제2 거위목 단부(126)로 발산(예컨대, 증가)될 수 있다.
예시된 실시예에서, 제2 거위목 단부(126)는 제2 확산기(130; 예컨대, 제2 환형 확산기) 근처에 위치 설정되어 제2 확산기에 유동적으로 커플링된다. 연소기(12)가 환형 연소기(12)인 실시예에서, 제2 확산기(130)는 내부 아키텍쳐 환형 벽(116)과 외부 아키텍쳐 환형 벽(118)에 의해 형성된다. 제2 확산기(130)는 거위목 섹션(120)으로부터 공기 유동을 수신하고 실질적으로 상류 방향(62)에서 공기 유동의 확장 및/또는 혼합을 가능하게 하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 제2 확산기(130)는 연소기(12)의 헤드 단부 섹션(16) 둘레에서 원주 방향으로 배치된다. 바꿔 말해서, 제2 확산기(130)는 공기 유동의 확장을 가능하게 하도록 헤드 단부 섹션(16) 둘레에 환형 공동을 포함할 수 있다. 이를 위해, 확장은 공기 유동이 상류 방향(62)으로 지향될 때에 공기 유동의 혼합을 용이하게 할 수 있다. 더욱이, 다른 실시예에서, 제2 확산기(130)는 (예컨대, 유동 단면적을 증가시킴으로써) 공기 유동 속도를 감소시킬 수 있다. 게다가, 제2 확산기(130)는 공기 유동의 확장을 상류 방향(62)에서 가능하게 함으로써 유동 분리 가능성을 감소시킬 수 있다. 인지되는 바와 같이, 특정한 실시예에서, 제1 및 제2 확산기(100, 130)는 예확산기(96)에 통합될 수 있다. 즉, 예확산기(96)는 유동 분리 가능성을 감소시키고 연료 노즐(20)에서 연료와의 혼합을 위해 공기 유동을 준비시키도록 제1 확산기(100), 거위목 섹션(120), 및 제2 확산기(130)를 포함할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 예확산기(96)는 제1 확산기(100)와 거위목 섹션(120)만을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 환형 배플(132; annular baffle)이 헤드 단부 섹션(16) 근처의 연소 챔버(22) 둘레에서 원주 방향으로 위치 설정된다. 예컨대, 환형 배플(132)은 연소 섹션(18)의 연소기 축선(92) 둘레에서 원주 방향으로 연장된다. 예시된 실시예에서, 환형 배플(132)은 공기 유동의 적어로 일부를 제1 벽(58)과 제2 벽(60) 사이의 간극(134; 예컨대, 환형 간극) 내로 지향시키기 위해 제2 벽(60) 및 제1 벽(58)과 정려하도록 구성된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 환형 배플(132)은 공기 유동의 적어도 일부를 간극(134) 내로 지향시켜 제1 및 제2 벽(58, 60)을 냉각시키도록 구성될 수 있다. 예컨대, 환형 배플(132)은 공기 유동의 적어도 일부를 윈도우(138)를 통해 간극(134) 내로 재지향시키기 위해 제2 배플(130) 및/또는 거위목 섹션(120)으로 연장하도록 구성되는 스쿠프(136; scoop)를 포함할 수 있다. 예컨대, 스쿠프(136)는 스쿠프(136)와 제2 벽(60) 사이에 공동 또는 간극을 형성할 수 있다. 예시된 실시예에 도시된 바와 같이, 스쿠프(136)는 공기 유동이 상류 방향(62)으로 이동할 때에 공기 유동을 수신하도록 대체로 상류 방향(62)으로 위치 설정된다. 그 결과, 스쿠프(136)는 공기 유동을 윈도우(138)를 향해 선회 및/또는 지향시키도록 구성된다. 환형 배플(132)은 예시된 실시예에서 거위목 섹션(120)의 제2 거위목 단부(126) 근처에 위치 설정되어 있지만, 다른 실시예에서, 환형 배플(132)은 연소 챔버(22)의 냉각을 용이하게 하도록 만곡부(124) 근처에, 제2 확산기(130) 내에, 또는 임의의 다른 적절한 지점에 위치 설정될 수 있다.
예시된 실시예에서, 침강 챔버(140)가 제2 확산기(130)로부터의 공기 유동을 수신한다. 도시된 바와 같이, 침강 챔버(140)는 제1 축방향 거리(142)를 방향(62)으로 연장시킨다. 제1 축방향 거리(142)는 침강 챔버(140)를 연료 노즐(20)로부터 제2 배플(130)보다 더 먼 거리에 위치 설정하도록 구성된다. 따라서, 연소기의 축방향 길이(70)는 침강 챔버(140) 때문에 연장될 수 있다. 침강 챔버(140)는 공기 유동이 연료 노즐(20)에 진입하기 전에 공기 유동의 혼합 및 안정화를 촉진시킴으로써 공기 분리 가능성을 감소시키도록 구성된다. 예컨대, 공기 유동은 연료 노즐(20)을 향해 지향되기 전에 침강 챔버(140)에 진입할 수 있다. 즉, 공기 유동은 상류 방향(62)으로 유동하고 가로 방향에서 연소기 축선(92)에 대해 실질적으로 직교하게[예컨대, 연소기 축선(92)에 대해 반경 방향으로] 유동하도록 선회할 수 있다. 더욱이, 공기 유동은 하류 연소 방향(64)으로 선회하여 유동하도록 지향될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 선회는 5도 내지 180도 만큼 공기 유동 방향을 변화시키는 것을 가리키도록 사용될 수 있다. 예시된 실시예에서, 침강 챔버(140)는 연료 노즐(20)에 커플링되는 홀더(144; 예컨대 연료 노즐 홀더) 둘레에서 원주 방향으로 연장되는 환형 공동이다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 연료 노즐(20)은 홀더(144)와 일체형으로 형성될 수 있다. 게다가, 다른 실시예에서, 침강 챔버(140)는 연소기 축선(92) 또는 종축(50) 둘레에서 원주 방향으로 연장되는 환형 공동이다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 특정한 실시예에서, 침강 챔버(140)는 연료(24)와 공기 유동의 혼합을 용이하게 하도록 공기 유동을 홀더(144)를 향해 지향시킨다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 공기 및/또는 연료(24)를 연료 노즐(20)을 향해 지향시키도록 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30 또는 임의의 적절한 개수의 연료 노즐(144)이 연소기(12) 둘레에서[예컨대, 종축(50) 둘레에서, 연소기 축선(92) 둘레에서] 원주 방향으로 떨어져 있을 수 있다.
더욱이, 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 벽(60, 60b)은 하류 연소 방향(64)으로 위치 설정되는 아암(146)을 포함할 수 있다. 예컨대, 연소기(12)가 환형 연소기인 실시예에서, 아암(146)은 외부 제2 벽(60b; 예컨대, 외부 유동로 슬리브)에 커플링될 수 있다. 그 결과, 아암(146)은 제1 및 제2 외부 벽(58b, 60b)의 냉각을 용이하게 하도록 공기 유동 부분(148)을 외부 제1 벽(58b)과 외부 제2 벽(60b) 사이의 간극(134)을 향해 지향시키도록 구성될 수 있다. 그러나, 연소기(12)가 캔-환형 연소기인 실시예에서, 아암(146)은 제2 벽(60)에 커플링될 수 있다. 그 결과, 아암(146)은 제1 및 제2 벽(58, 60)의 냉각을 용이하게 하도록 공기 유동 부분(148)을 제1 벽(58)과 제2 벽(60) 사이의 간극(134)을 향해 지향시키도록 구성될 수 있다. 예시된 실시예에서, 아암(146)은 환형 배플(132) 근처에 위치 설정되는 외부 제2 벽(60b)의 연장부이다. 특정한 실시예에서, 아암(146)은 종축(50) 둘레에서 원주 방향으로 연장될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 아암(146)은 연소기 축선(92) 둘레에서 원주 방향으로 연장됨으로써, 공기 유동을 간극(134) 내로 지향시키도록 환형 통로를 형성할 수 있다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 스쿠프(136)는 아암(146)과 외부 제1 벽(58b)에 의해 형성되는 환형 통로 내에 위치 설정될 수 있다.
도 3은 도 2의 선 3-3에서 취한, 거위목 섹션의 실시예의 개략적인 단면도이다. 전술한 바와 같이, 만곡부(124)는 공기 유동이 연료 노즐(20)을 향해 지향될 때에 압력 강하 가능성을 감소시키도록 실질적으로 동일한 제3 유동 단면적(128)(예컨대, 유동 방향에서 실질적으로 일정한 원주)를 갖는다. 예시된 실시예에서, 만곡부(124)는 연소 챔버(22) 둘레에서 원주 방향으로 위치 설정되는 챔버(152; 예컨대, 환형 챔버)에 유동적으로 커플링되는 하나 이상의 바이패스 개구(150)를 포함한다. 특정한 실시예에서, 하나 이상의 바이패스 개구(150)는 환형 만곡부(124) 둘레에서 원주 방향으로[예컨대, 연소기 축선(92) 둘레에 원주 방향으로, 또는 종축(50) 둘레에서 원주 방향으로] 떨어져 있을 수 있다. 바이패스 개구(150)는 화살표(154)에 의해 나타내는 공기 유동의 적어도 일부를 수신하도록 구성되고, 화살표(156)에 의해 나타내는 공기 유동의 나머지는 제2 확산기(130)를 향해 유동한다. 챔버(152) 내에서의 공기 유동(156)은 경계층을 활성화시키고[예컨대, 제2 벽(60)의 저압측 위에서 유동하는 공기를 활성화시키고] 및/또는 만곡부(124)에서 압력 생성을 완화시킴으로서, 연료 노즐(20)을 향한 공기 유동의 흐름을 가능하게 할 수 있다. 특정한 실시예에서, 바이패스 개구(150)는 만곡부(124)의 환형 경로를 따라 연장되는 환형 개구일 수 있다. 더욱이, 다른 실시예에서, 하나 이상의 바이패스 개구(150)는 만곡부(124)를 따라 동일하게 떨어져 있을 수 있다. 인지되는 바와 같이, 바이패스 개구(150)는 형상이 대체로 원형일 수 있다. 더욱이, 다른 실시예에서, 바이패스 개구(150)는 공기 유동(154)이 챔버(152)에 진입할 수 있게 하도록 직사각형, 달걀형, 아치형, 또는 임의의 다른 적절한 형상일 수 있다.
도 4는 도 2의 선 4-4에서 취한, 환형 배플(132)의 개략적인 단면도이다. 전술한 바와 같이, 스쿠프(136)는 환형 배플(132)로부터 외측을 향해 반경 방향으로 그리고 거위목 섹션(120)으로 돌출하도록 구성된다. 그 결과, 스쿠프(136)는 화살표(158)로 나타낸 바와 같이 공기 유동(156)의 적어도 일부를 캡쳐 및/또는 재지향시킨다. 공기 유동(158)은 윈도우(138)를 향해 그리고 간극(134) 내로 지향된다. 더욱이, 공기 유동9158)이 간극(134)에 진입할 때에, 공기 유동(158)은 연소 방향(64)으로 지향된다. 바꿔 말해서, 간극(134) 내의 냉각용 공기 유동은 연료 노즐(20)을 향해 유동하는 공기 유동(156)의 방향에 실질적으로 대향한다.
예시된 실시예에서, 스쿠프(136)는 공기 유동(158)을 윈도우(138)를 향해 그리고 간극(134) 내로 지향시키기 전에 공기 유동(158)을 수신하는 공동(162; 예컨대, 환형 공동)을 형성하도록 본체부(160; 예컨대, 환형 본체부)로부터 반경 방향으로 떨어져 있다. 스쿠프(136)는 예시된 실시예에서 벽(60)에 실질적으로 평행하지만, 다른 실시예에서 스쿠프(136)는 벽(60)에 대해 경사질 수 있다. 더욱이, 본체부(160)는 스쿠프(136)와 공동(162)의 하류측에 위치 설정되는 릿지(164; 예컨대, 환형 릿지)를 포함한다. 릿지(164)는 제1 벽(58)에 맞닿아서 본체부(160)를 제1 벽(58)로부터 반경 방향으로 분리시키도록 구성된다. 따라서, 릿지(164)는 공기 유동(158)을 벽들(58, 60)을 따라(그리고 그 사이에서) 하류 연소 방향(64)으로 지향시키도록 제1 벽(58)에 대해 실질적으로 유밀식 시일을 형성하도록 구성될 수 있다. 더욱이, 도 4에 도시된 바와 같이, 환형 배플(132)은 릿지(164)의 하류측에 위치 설정되는 플랜지 또는 체결체(166; 예컨대, 환형 체결체)를 포함할 수 있다. 체결체(166)는 환형 배플(132)을 제2 벽(60)에 견고하게 커플링시키도록 (예컨대, 복수 개의 파스너, 접착제, 용접, 브레이징 등을 통해) 제1 벽(58)의 대응하는 표면에 커플링되도록 구성된다. 더욱이, 환형 배플(132)은 릿지(164)에 대향하게 위치 설정되는 내측을 향해 만곡된 함입부(168)를 포함한다. 함입부(168)는 공기 유동(156)을 제2 확산기(130)로 지향(예컨대, 선회)시키도록 구성된다. 바꿔 말해서, 함입부(168)의 만곡된 표면은 제2 확산기(130)를 향한 공기 유동(156)의 흐름을 촉진시킨다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스쿠프(136)는 제2 벽(60)의 적어도 일부와 오버랩하고 및/또는 그 둘레에서 연장하도록 구성된다. 예컨대, 스쿠프(136)는 릿지(164)로부터 하류 연소 방향(64)으로 연장될 수 있다. 더욱이, 스쿠프(136)는, 예시된 실시예에서, 스쿠프(136)가 윈도우(138)와 오버랩하도록 하류 연소 방향으로 연장된다. 그 결과, 공동(162)을 향해 지향되는 공기 유동(158)은 윈도우(138)를 향해 그리고 간극(134) 내로 선회 및/또는 유동하도록 구성된다.
도 5는 환형 배플(132)의 부분 사시도이다. 전술한 바와 같이, 윈도우(138)는 공기 유동(158)을 간극(134) 내로 지향시키도록 구성된다. 예시된 실시예에서, 환형 배플(132)은 연소기 축선(92) 둘레에서 원주 방향으로 떨어져 있는 복수 개의 윈도우(138)를 포함한다. 그러나, 연소기(12)가 환형 연소기인 실시예에서, 복수 개의 윈도우(138)는 종축(50) 둘레에서 원주 방향으로 떨어져 있을 수 있다. 특정한 실시예에서, 윈도우(138)[예컨대, 벽(60)에 있는]는 환형 배플(132)을 따라 동일하게 떨어져 있을 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 윈도우(138)는 더 많은 공기 유동(158)이 간극(134)의 특히 선택된 부분을 향해 지향되도록 위치 설정될 수 있다. 예컨대, 연소 챔버(22)의 하류 부분에 더 많은 윈도우(138)가 위치 설정될 수 있다. 더욱이, 예시된 실시예에서, 윈도우(138)는 둥근 에지를 갖는 실질적으로 직사각형이다. 그러나, 다른 실시예에서, 윈도우(138)는 원형, 달걀형, 아치형, 다각형, 또는 임의의 다른 적절한 형상일 수 있다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 윈도우(138)는 모두 동일한 형상이 아닐 수 있다. 예컨대, 윈도우(138)의 일부는 실질적으로 직사각형일 수 있고, 윈도우(138)의 다른 부분은 실질적으로 아치형이다. 따라서, 공기 유동(158)을 간극(134)을 향해 지향시키도록 이용되는 윈도우(138)의 크기, 형상, 간격, 및 개수는 특히 가스 터빈 시스템(10)의 작동 조건에 맞추도록 선택될 수 있다.
도 6은 도 2의 선 6-6에서 취한, 침강 챔버(140)의 개략적인 단면도이다. 전술한 바와 같이, 침강 챔버(140)는 연소기(12)의 헤드 단부 챔버(56) 근처에 위치 설정되는 환형 공동일 수 있다. 더욱이, 침강 챔버(140)는 연료 노즐(20)에 진입하기 전에 공기 유동의 혼합 및/또는 침강을 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 즉, 침강 챔버(140)는 공기 유동이 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 진입하기 전에 제2 확산기(130)로부터 공기 유동(156)을 수신하여 공기 유동의 균일한 분배를 가능하게 하도록 구성되는 세장형 챔버일 수 있다. 따라서, 유동 분리 및/또는 압력 강하의 가능성은 공기 유동(156)이 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 진입하기 전에 유동로 아키텍쳐(14) 내에 있는 지속 시간을 증가시킴으로써 감소될 수 있다. 예시된 실시예에서, 홀더(144)는 침강 챔버(140) 내에 위치 설정되고 연소기 축선(92)과 실질적으로 정렬된다. 특정한 실시예에서, 홀더(144)는 연소기 축선(92)과 동축이 아닐 수 있다. 더욱이, 다른 실시예에서, 홀더(144)는 연소기 축선(92)과 동축일 수 있다. 도시된 바와 같이, 홀더(144)는 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 커플링되고 유동 분리기(180)를 통해 연장된다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 유동 분리기(180)는 홀더(144)가 유동 분리기(180)를 통해 연장되게 할 수 있는 개구를 갖는 환형 플레이트이다. 그러나, 다른 실시예에서, 유동 분리기(180)가 포함되지 않을 수 있고, 홀더(144)가 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 직접 커플링될 수 있다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 연료 노즐(20)은 홀더(144)와 일체형으로 형성된다. 더욱이, 다른 실시예에서, 홀더(144)는 유동 분리기(180) 및 연료 노즐(20) 양자에 직접 커플링될 수 있다. 아래에 설명되는 바와 같이, 홀더(144)는 연료 노즐(20)에 커플링하도록 유동 분리기(180)의 개구를 통해 연장될 수 있다.
예시된 실시예에서, 홀더(144)는 연소기 하우징(184)에 (예컨대, 파스너를 통해) 커플링되는 제1 단부(182; 예컨대, 장착 플랜지, 커넥터, 커플링, 확장 단부 등)을 포함한다. 특정한 실시예에서, 제1 단부(182)는 제1 단부(182)가 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기를 수용하게 할 수 있는 개구를 갖는 본체부를 포함한다. 더욱이, 연소기 하우징(184)은 홀더(144)를 수용하도록 구성되는 개구(186)를 포함할 수 있다. 이를 위해, 홀더(144)는 착탈형 및/또는 교체형일 수 있다. 즉, 홀더(144)는 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기를 착탈 가능하게 수용 및/또는 장착시키도록 구성될 수 있다. 그러나, 전술한 바와 같이, 다른 실시예에서, 홀더(144)는 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기와 일체형으로 형성될 수 있다. 특정한 실시예에서, 조작자는 제1 단부(182)를 연소기 하우징(184)으로부터 분리시키고 홀더(144)의 제2 단부(188; 리셉터클, 연료 노즐 커넥터, 확장 단부)를 개구(186)를 통해 상승시킴으로서 홀더(144)를 침강 챔버(140)로부터 제거할 수 있다. 개구(186)는 제1 개구 치수 또는 길이(192; 예컨대, 지면 내로 또는 지면에 직교하게 연장되는)와 제2 개구 치수 또는 폭(194)에 의해 형성되는 개구 영역(190)을 포함할 수 있다. 제1 개구 치수(192)는 제2 개구 치수(194)의 1.5 내지 10, 2 내지 8, 또는 3 내지 5배와 같이 제2 개구 치수(194)보다 클 수 있다. 연소기 하우징(184)에 대한 제1 단부(182)의 커플링을 용이하게 하도록, 제1 단부 영역(196)은 개구 영역(190)보다 클 수 있다. 바꿔 말해서, 제1 단부 치수 또는 폭(198; 예컨대, 지면 내로 또는 지면에 직교하게 연장되는)과 제1 단부 치수 또는 길이(200)는, 홀더(144)가 장착된 위치(202)에 있는 동안에 제1 단부(182)가 연소기 하우징(184)과 접촉하도록 제1 개구 치수(192)와 제2 개구 치수(194)보다 클 수 있다. 더욱이, 개구 영역(190)은 제2 단부 영역(204)보다 클 수 있다. 즉, 제2 단부 영역(204)을 포함하는 제2 단부 치수 또는 길이(206; 예컨대, 지면 내로 또는 지면에 직교하게 연장되는) 및 제2 단부 치수 또는 폭(208)은 홀더(144)의 제2 단부가 설치 중에 개구(186)를 통과하게 할 수 있도록 [예컨대, 제1 개구 치수(192)와 제2 개구 치수(194)보다 작은] 개구 영역(190)보다 작을 수 있다. 따라서, 홀더(144)는 가스 터빈 시스템(10)의 작동 조건을 기초로 하여 교체될 수 있는 착탈형 구성요소일 수 있다. 예컨대, 아래에서 설명되는 바와 같이, 홀더(144)는 상이한 연료 타입, 상이한 공기/연료 혼합 등에 맞추도록 변경될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 홀더(144)는 제1 단부(182)를 제2 단부(188)에 커플링시키는 목부(210)를 포함한다. 따라서, 홀더(144)는 실질적으로 H형 또는 I형일 수 있다. 제1 목 치수 또는 폭(212; 도 8 참조)과 제2 목 치수 또는 길이(214)는 개구(186)를 통한 홀더(144)의 설치를 가능하게 하도록 제1 단부 치수(198)와 제1 단부 치수(200)보다 작게 되도록 구성된다. 게다가, 예시된 실시예에서, 제2 목 치수(214)는 제2 단부 치수(208)보다 작다. 예컨대, 제2 목 치수(214)는 제1 단부 치수(198) 및/또는 제2 단부 치수(208)보다 1.1 내지 10, 1.2 내지 5, 1.3 내지 3, 또는 1.5 내지 2배 작을 수 있다. 그 결과, 홀더(144)의 설치 및 제거는 개구(186)를 통해 행해질 수 있다. 더욱이, 특정한 실시예에서, 제1 및 제2 목 치수(212, 214)는 특히 개구(186)로부터 홀더(144)의 제거를 가능하게 하고 및/또는 차단하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 홀더(144)는, 홀더(144)가 다시 회전될 때까지 개구(186)로부터 홀더(144)의 제거가 차단되도록 개구(186)를 통해 삽입된 다음 (예컨대, 대략 90도) 회전될 수 있다.
전술한 바와 같이, 홀더(144)는 연료(24)를 연료 노즐(20)을 향해 지향시키고 공기 유동과 연료(24)의 혼합을 용이하게 하도록 구성된다. 예컨대, 예시된 실시예에서, 홀더(144)는 제1 단부(182)를 통해, 목부(210)를 통해, 제2 단부(188)로, 그리고 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기 내로 연장되는 연료 통로(216)를 포함한다. 특정한 실시예에서, 연료 경로(26)는 연료 챔버(22) 내에서의 연소를 위해 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기 내로의 연료(24)의 주입을 가능하게 하도록 연료 통로(216)에 커플링될 수 있다. 아래에서 설명되는 바와 같이, 연료 통로(216)는 연료(24)와 공기 유동이 연료 노즐(20)에 진입하기 전에 결합될 수 있게 하도록 연료(24)를 예혼합 영역(218; 예컨대, 환형 예혼합 영역)으로 지향시킬 수 있다.
예시된 실시예에서, 유동 분리기(180)는 침강 챔버(140) 내에 위치 설정된다. 더욱이, 유동 분리기(180)는 홀더(144)가 유동 분리기(180)를 통해 연장하여 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 커플링하게 할 수 있는 구멍(220)을 포함할 수 있다. 게다가, 유동 분리기(180)는 홀더(144)에 직접 커플링됨으로써, 홀더(144)를 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 고정시킬 수 있다. 예컨대, 유동 분리기(180)는 제1 단부(182), 목부(210), 및/또는 제2 단부(188)에 커플링하는 래칭 커플링을 포함할 수 있다.
도 7은 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 커플링되는 홀더(144)의 부분 사시도이다. 전술한 바와 같이, 홀더(144)는 연소 하우징(184)에 커플링되는 제1 단부(182)를 포함한다. 더욱이, 목부(210)는 제1 단부(182)로부터 제2 단부(188)로 연장된다. 도시된 바와 같이, 제2 단부(188)는 연료 노즐(20)에 커플링되고 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기를 실질적으로 둘러싼다. 예시된 실시예에서, 연료 통로(216)는 제1 단부(182)로부터 제2 단부(188)로 연장됨으로써, 연(24)가 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 진입하게 할 수 있다. 특정한 실시예에서, 연료 통로(216)는 동일한 또는 상이한 타입의 연료(예컨대, 액체 및/또는 기체 연료)를 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기로 지향시킬 수 있다. 예시된 실시예는 4개의 연료 통로(216)를 포함하지만, 다른 실시예에서 더 많거나 적은 연료 통로(216)가 존재할 수 있다. 예컨대, 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 또는 임의의 적절한 개수의 연료 통로(216)가 존재할 수 있다.
작동 중에, 홀더(144)는 공기 유동(156)의 적어도 일부와 혼합하기 위해 연료(24)를 연료 노즐(20)로 지향시키도록 구성된다. 특정한 실시예에서, 홀더(144)는 공기 유동(156)을 연료 노즐(20) 상의 유동 통로(230)로 지향시킴으로써 연료(24)와 공기 유동(156)의 혼합을 용이하게 할 수 있다. 예컨대, 목부(210)는 간극 또는 공극(234; 예컨대, 중간 통로)에 의해 오프셋되거나 분리되는 스템(232)을 포함할 수 있다. 바꿔 말해서, 스템(232)은 서로 떨어져 있고, 서로에 대해 평행, 수렴, 또는 발산할 수 있다. 특정한 실시예에서, 스템(232)은 유동 통로(230)를 향한 공기 유동(156)의 흐름을 용이하게 하도록 캠버형(예컨대, 곡선형, 보우형, 각형)이거나 또는 공기 역학적으로 형성될 수 있다. 예컨대, 각각의 스템(232)은 단부들(182, 188) 사이에서 연장되는 날개형 단면(예컨대, 만곡된 외부 둘레)를 가질 수 있다. 따라서, 침강 챔버(140)에 진입하는 공기 유동(156)은 공기 유동(156)이 스템(232)과 만날 때에 유동 통로(230)를 향해 지향될 수 있다. 더욱이, 예시된 실시예는 2개의 스템(232)을 포함하지만, 다른 실시예에서, 목부(210)를 형성하는 스템(232)의 개수는 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10개 또는 임의의 적절한 개수일 수 있다.
예시된 실시예에서, 제2 단부(188)는 홀더(144)를 연료 노즐(20)에 커플링시키는 연료 노즐 커넥터(236)를 포함한다. 도시된 바와 같이, 연료 노즐 커넥터(236)는 연료 노즐(20)을 수용하는 구멍(240; 예컨대, 원통형 보어, 리셉터클)을 갖는 쉘(238)을 포함한다. 특정한 실시예에서, 쉘(238) 및/또는 구멍(240)은 제2 단부(188)를 연료 노즐(20)에 견고하게 커플링하는 잠금 메카니즘을 포함할 수 있다. 예컨대, 잠금 메카니즘은 설부와 홈 커넥터, 간섭 커넥터, 나사형 파스너 등일 수 있다. 따라서, 홀더(44)는 개구(186)를 통해 설치되고 연료 노즐 커넥터(236)를 통해 연료 노즐(20)에 커플링될 수 있다.
도 8은 홀더(144)의 실시예의 개략적인 평면도이다; 전술한 바와 같이, 제1 단부(182)는 목부(210)를 통해 제2 단부(188)에 커플링된다. 예시된 실시예에서, 목부(210)는 캠버형 또는 공기 역학적 형상(예컨대, 날개형 단면)을 갖는 스템(232)을 포함한다. 바꿔 말해서, 스템(232)은 공극(234)을 통해 그리고 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기로의 유동을 용이하게 하도록 구성되는 곡선형 에지(242; 예컨대, 날개형 단면의 둘레)를 포함한다. 특정한 실시예에서, 공기 역학적 형상은 대향 에지들과 대향 곡선형 측면들을 갖는 곡선형 둘레를 포함할 수 있다. 그 결과, 공기 유동(156)은 곡선형 에지(242)와 상호 작용하여 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기로 지향될 수 있다. 더욱이, 예시된 실시예에서, 연료 통로(216)는 제1 단부(182)로부터 제2 단부(188)로 그리고 구멍(240)에 위치 설정된 출구(244)로 연장된다. 출구(244)는 연소 챔버(22) 내에서의 연소를 가능하게 하도록 연료를 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기로 주입하도록 구성될 수 있다.
전술한 바와 같이, 제1 단부 치수(198; 도 7)는, 예시된 실시예에서, 제2 단부 치수(206; 도 7) 및 제1 목 치수(212; 도 7)보다 크다. 따라서, 제1 단부(182)는 연소기 하우징(184)에 커플링하도록 구성될 수 있고, 제2 단부(188)와 목부(210)는 홀더(144)를 연료 노즐(20)에 커플링시킬 수 있도록 개구(186)를 통해 연장된다. 더욱이, 예시된 실시예는 제1 목 치수(212)와 실질적으로 동일한 제2 단부 폭(206)을 포함하지만, 다른 실시예에서, 제2 단부 치수(206)는 제1 목 치수(212)보다 클 수 있거나, 또는 제2 단부 치수(206)는 제1 목 치수(212)보다 작을 수 있다. 더욱이, 예시된 실시예에서, 스템(232)은 실질적으로 평행하다. 그러나, 다른 실시예에서, 스템(232)은 발산되거나 수렴될 수 있다. 더욱이, 연료 통로(216)는 제2 단부(188)를 향해 발산되거나 수렴될 수 있다.
도 9는 유동 분리기(180)의 실시예의 부분 사시도이다. 전술한 바와 같이, 유동 분리기(180)는 연소기 하우징(184)에 장착되고 연소기 축선(92) 둘레에서 원주 방향으로 연장하도록 구성된다. 특정한 실시예에서, 유동 분리기(180)는 종축(50) 둘레에서 원주 방향으로 연장될 수 있다. 더욱이, 다른 실시예에서, 유동 분리기(180)는 침강 챔버(140) 내에 위치 설정될 수 있다. 예시된 실시예에서, 유동 분리기(180)는 연소기 축선(92) 둘레에서 원주 방향으로 떨어져 있는 슬롯(260)을 포함한다. 그러나, 전술한 바와 같이, 특정한 실시예에서, 연소기(12)는 슬롯(260)이 종축(50) 둘레에서 원주 방향으로 떨어져 있는 환형 연소기일 수 있다. 슬롯(260)은 유동 분리기 하우징(262) 내에 형성될 수 있고, 유동 분리기 하우징은 커플링 슬리브(264; 예컨대, 환형 커플링 슬리브)와 허브(266; 예컨대, 환형 허브)를 포함한다. 슬롯(260)은 허브(266) 내에 형성되고 축방향 유동로(270)로부터 분리기 하우징(262)으로 반경 방향으로 연장되는 아암(268)에 의해 분리된다. 특정한 실시예에서, 축방향 유동로(270)는 유동을 연료 노즐(20)의 유동 통로(230) 및/또는 예혼합기를 향해 지향시킨다. 특정한 실시예에서, 축방향 예혼합기(144)는 슬롯(260)을 통해 연장되어 연료 노즐(20)에 커플링하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 스템(232)은 간극이 스템(232) 둘레에 위치 설정되도록 슬롯(260)을 통해 연장될 수 있다. 특정한 실시예에서, 슬롯(260)은 축방향 예혼합기(144)를 향해 일상적인 및/또는 균일한 유동을 촉진시키도록 구성될 수 있다. 즉, 슬롯(260)은 침강 챔버(140) 내의 공기 유동(156)을 축방향 예혼합기(144)를 향해 재지향시킬 수 있다. 예시된 실시예에서, 커플링 슬리브(264)는 연소기 하우징(184)과 맞물려 유동 분리기(180)를 침강 챔버(140) 내에 위치 설정하도록 구성되는 제1 립(272; 예컨대, 제1 환형 립)과 제2 립(274; 예컨대, 제2 환형 립)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 립(272, 274)은 침강 챔버(140) 내에 공기 유동(156)의 압력에 응답하여 휘어지고 및/또는 변형하도록 구성되는 곡선형 에지를 포함한다. 더욱이, 제1 및 제2 립(272, 274)은 유동 분리기(180)와 연소기 하우징(184) 사이에 실질적으로 유밀식 시일을 형성함으로써, 공기 유동(156)을 슬롯(260)을 통해 및/또는 축방향 유동로(270)를 따라 지향시키도록 구성될 수 있다.
도 10은 유동로 아키텍쳐(14)를 이용하는 가스 터빈 시스템(10)의 작동 방법(280)의 실시예의 흐름도이다; 공기 유동(156)은 제1 확산기(100) 내로 주입될 수 있다.(블럭 282) 전술한 바와 같이, 제1 확산기(100)의 유동 단면적은 제1 확산기 길이(102)를 따라 증가함으로써, 공기 유동(156)의 적어도 하나의 파라미터(예컨대, 속도, 압력, 혼합)을 제어할 수 있다. 예컨대, 제1 확산기(100)는 공기 유동(156)의 속도를 감소시키고 및/또는 공기 유동(156)의 압력을 제어할 수 있다. 특정한 실시예에서, 공기 유동(156)은 이후에 거위목 섹션(120)에 진입한다(블럭 284). 예컨대, 거위목 섹션(120)은 공기 유동(156)을 재지향시키도록(예컨대, 유동 방향을 변화시키도록) 구성되는 만곡부(124)를 포함할 수 있다. 공기 유동(156)을 재지향시킴으로써, 공기 유동(156)은 연소 방향(64)에 실질적으로 대향하는 방향(62)으로 유동하여 연소 챔버(22)의 역류 냉각을 가능하게 할 수 있다. 더욱이, 공기 유동(156)은 이어서 제2 확산기(130) 내로 주입될 수 있다.(블럭 286) 특정한 실시예에서, 제2 확산기(130)는 공기 유동(156)에서 유동 분리 가능성을 감소시키도록 구성된다. 예컨대, 제2 확산기(130)는 만곡부(124)보다 큰 유동 단면적을 가짐으로써, 공기 유동(156)의 속도를 감소시키고 공기 유동(156)의 적어도 하나의 파라미터를 제어할 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 제2 확산기(130)는 공기 유동(156)의 다른 파라미터(예컨대, 압력 또는 혼합)를 제어할 수 있다.
특정한 실시예에서, 공기 유동(156)의 적어도 일부는 연소 챔버(22)를 냉각시키도록 재지향된다(블럭 288). 예컨대, 환형 배플(132)[예컨대, 스쿠프(136)]는 공기 유동(158)을 윈도우(138)를 통해 간극(134) 내로 재지향시키도록 제2 확산기(130) 내로 연장될 수 있다. 인지되는 바와 같이, 간극(134)은 연소 방향(64)으로 유동하도록 공기 유동(158)을 지향시켜 벽(58, 60)의 병류(co-current flow)를 용이하게 할 수 있다. 공기 유동(156)의 나머지는 침강 챔버(140)를 향해 지향된다(블럭 290). 특정한 실시예에서, 침강 챔버(140)는 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기의 상류측에 위치 설정되고 공기 유동(156)이 혼합하여 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기를 향해 지향되기 전에 실질적으로 균일한 속도를 얻게 할 수 있다. 연료 노즐(20)은 공기 유동(156)을 수신하고 연소 챔버(22) 내에서의 연소를 가능하게 하도록 연료(24)와 공기 유동(156)의 혼합을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 따라서, 유동로 아키텍쳐(14)는 공기 유동(156)이 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기를 향해 지향될 때에 공기 흡입구(36)로부터의 공기 유동(156)의 다수의 확산 스테이지가 압력 강하를 실질적으로 감소시키는 것, 속도를 감소시키는 것 등을 행할 수 있도록 가스 터빈 시스템(10)의 작동 중에 이용될 수 있다.
도 11은 홀더(144)의 설치를 위한 방법(300)의 실시예의 흐름도이다. 홀더(144)는 연소기 하우징(184)의 개구(186)를 통해 삽입된다(블럭 302). 전술한 바와 같이, 홀더(144)의 제2 단부(188)는 개구(186)보다 작다[예컨대, 제2 단부(188)는 제2 단부(188)가 개구(186)를 통과할 수 있도록 크기 설정된다]. 따라서, 홀더(144)는 연소기 하우징(184)을 분해하지 않으면서 연소기 하우징(184)에 설치되고 및/또는 연소기 하우징으로부터 제거될 수 있다. 특정한 실시예에서, 홀더(144)의 제2 단부(188)는 유동 분리기(180)의 슬롯(260)을 통해 연장된다(블럭 304). 예컨대, 유동 분리기(180)는, 슬롯(260)이 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기와 실질적으로 정렬되도록 침강 챔버(140) 내에 위치 설정될 수 있다. 홀더(144)의 제2 단부(188)는 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 커플링된다(블럭 306). 특정한 실시예에서, 제2 단부(188)는 제2 단부(188)를 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 견고하게 커플링시키는 래칭 메카니즘을 포함할 수 있다. 제2 단부(188)를 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기에 커플링시킴으로써, 홀더(144)를 통해 연장되는 연료 통로(216)는 연료 노즐(20)에 유동적으로 커플링됨으로써, 연료가 연소 챔버(22) 내에 진입하게 할 수 있다. 홀더(144)의 제1 단부(182)는 연소기 하우징(184)에 커플링된다(블럭 308). 전술한 바와 같이, 제1 단부(182)는 개구(186)보다 큰 면적을 가짐으로써, 제1 단부(182)가 연소기 하우징(184)에 견고하게 커플링 가능하게 할 수 있다. 홀더(144)는 개구(186)로부터 제거될 수 있다(블럭 310). 예컨대, 제1 단부(182)는 제2 단부(188)가 연료 노즐(20)로부터 분리되어 있는 동안에 연소기 하우징(184)으로부터 분리될 수 있다. 그 후에, 홀더(144)는 개구(186)로부터 제거될 수 있다(블럭 310). 그 결과, 홀더(144)는 연소기(12)를 분해하지 않으면서 연소기 하우징(184)에 설치되고 및/또는 연소기 하우징으로부터 제거될 수 있다.
위에서 상세하게 설명한 바와 같이, 유동로 아키텍쳐(14)는 공기 유동을 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기로 지향시키도록 이용될 수 있다. 공기 유동(156)은 적어도 하나의 유동 파라미터의 컨디셔닝 및/또는 제어를 위해 제1 확산기(100)에 진입할 수 있다. 더욱이, 공기 유동(156)은 거위목 섹션(120)을 통해 재지향될 수 있다. 특정한 실시예에서, 공기 유동(156)은 제2 확산기(130)에 진입하여 적어도 하나의 유동 파라미터를 추가 컨디셔닝한다. 더욱이, 공기 유동(156)의 적어도 일부는 환형 배플(132)의 윈도우(138)를 통해 간극(134)으로 재지향될 수 있다. 간극(134) 내에서의 공기 유동(158)은 벽(58, 60)을 냉각시키는 데에 사용될 수 있다. 공기 유동(156)은 제2 확산기(130)를 통해 침강 챔버(140)로 흐를 수 있다. 특정한 실시예에서, 침강 챔버(140)는 공기 유동(156)의 적어도 하나의 유동 파라미터를 컨디셔닝하여 유동로 아키텍쳐(14)를 따른 압력 강하를 감소시키고 및/또는 연료 노즐(20)에 균일한 유동을 제공하도록 구성된다. 더욱이, 전술한 바와 같이, 홀더(144)는 침강 챔버(140) 내에 위치 설정될 수 있다. 특정한 실시예에서, 홀더(144)는 연료(24)를 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기로 지향시키는 연료 통로(216)를 포함할 수 있다. 더욱이, 홀더(144)는 공기 유동(156)을 연료 노즐(20)을 향해 지향시키는 곡선형 에지(242)를 갖는 스템(232)을 포함할 수 있다. 따라서, 공기 유동(156)은 실질적으로 균일한 압력, 속도, 및/또는 조성으로 연료 노즐(20) 및/또는 예혼합기로 지향될 수 있다.
이상 기술된 설명은, 예를 이용하여 최선의 방식을 비롯한 본 개시를 개시하고 있으며, 또한 당업자가, 임의의 장치 또는 시스템을 제조 및 이용하도록 하는 것 그리고 임의의 통합된 방법을 수행하도록 하는 것을 비롯하여 본 개시를 실시할 수 있도록 한다. 본 개시의 특허 가능한 범위는 청구범위에 의해 한정되며, 당업자가 착안 가능한 다른 예를 포함할 수 있다. 이러한 다른 예는, 이들 예에서 본원 청구범위의 문어적 어구와 상이하지 않은 구조 요소가 마련된다면, 또는 이들 예에서 청구범위의 문어적 어구와 미미한 차이를 갖는 등가의 구조 요소가 마련된다면, 본원의 청구범위에 속하도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 시스템으로서,
    축선 둘레에 원주 방향으로 배치되는 제1 라이너 벽, 제1 라이너 벽 둘레에 원주 방향으로 배치되는 연소 챔버, 및 연소 챔버 둘레에 원주 방향으로 배치되는 제2 라이너 벽을 갖는 환형 연소기로서, 환형 연소기는 연소 가스 유동을 헤드 단부로부터 연소 챔버를 통해 하류 방향으로 터빈을 향해 지향시키도록 구성되는 것인 환형 연소기; 및
    유체 유동을 압축기로부터 연소 챔버로 공급하도록 구성되는 공급 통로
    를 포함하고, 상기 공급 통로는 선회부를 갖는 유동로 아키텍쳐를 구비하고, 상기 선회부는 유체 유동을 압축기 방출 방향으로부터 연소 가스 유동의 하류 방향에 대향되는 상류 방향으로 선회시키며,
    상기 선회부는 공급 통로를 따라 벽에 배치되는 바이패스 개구를 포함하고, 상기 바이패스 개구는 유체 유동의 일부를 환형 연소기 둘레의 챔버로 보내도록 구성되는 것인 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 선회부는 거위목 부분을 포함하는 것인 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 선회부는 유체 유동의 유동 방향에서 일정 거리 동안에 일정한 유동 단면적을 갖는 것인 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 선회부는 유체 유동의 유동 방향에서 일정 거리 동안에 발산 또는 수렴하는 유동 단면적을 갖는 것인 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 제1 라이너 벽을 따라 배치되는 제1 유동 슬리브와, 제2 라이너 벽을 따라 배치되는 제2 유동 슬리브를 포함하고, 상기 제1 라이너 벽과 제1 유동 슬리브 사이에서 제1 통로가 연장되며, 상기 제2 라이너 벽과 제2 유동 슬리브 사이에서 제2 통로가 연장되는 것인 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 윈도우에 인접한 스쿠프(scoop)를 갖는 배플(baffle)을 포함하고, 상기 스쿠프는 공급 통로 내로 연장되며, 윈도우는 제1 통로와 유체 연통하고, 배플은 유체 유동의 일부를 제1 통로를 통해 하류 방향으로 재지향시키도록 구성되는 것인 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 선회부의 상류측에 위치 설정되는 제1 확산기로서, 제1 확산기는 유체 유동의 유동 방향으로 증가하는 제1 유동 단면적을 갖는 것인 제1 확산기; 또는
    상기 선회부의 하류측에 위치 설정되는 제2 확산기로서, 제2 확산기는 유체 유동의 유동 방향으로 증가하는 제2 유동 단면적을 갖는 것인 제2 확산기
    중 적어도 하나를 포함하는 것인 시스템.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 환형 연소기의 연료 노즐의 상류측에 있는 침강 챔버를 포함하고, 상기 침강 챔버는 유체 유동을 수신하고 유체 유동을 연료 노즐로 지향시키기 전에 유체 유동의 적어도 하나의 파라미터를 제어하도록 구성되는 것인 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 침강 챔버 내에 위치 설정되는 유동 분리기를 포함하고, 상기 유동 분리기는 유체 유동을 연료 노즐로 지향시키도록 구성되는 슬롯을 포함하는 것인 시스템.
  12. 시스템으로서,
    축선 둘레에 원주 방향으로 배치되는 연소 챔버를 갖는 연소기로서, 상기 연소기는 연소 가스 유동을 헤드 단부로부터 연소 챔버를 통해 하류 방향으로 터빈을 향해 지향시키도록 구성되는 것인 연소기;
    유체 유동을 압축기로부터 연소 챔버로 공급하도록 구성되는 공급 통로로서, 상기 공급 통로는 선회부를 갖는 유동로 아키텍쳐를 구비하고, 상기 선회부는 유체 유동을 압축기 방출 방향으로부터 연소 가스 유동의 하류 방향에 대향되는 상류 방향으로 선회시키는 것인 공급 통로를 포함하고,
    윈도우에 인접한 스쿠프를 갖는 배플로서, 상기 스쿠프는 공급 통로 내로 연장되며, 윈도우는 제1 라이너 벽을 따라 배치되는 제1 통로와 유체 연통하고, 배플은 유체 유동의 일부를 제1 통로를 통해 하류 방향으로 재지향시키도록 구성되는 것인 배플;
    상기 선회부의 상류측에 위치 설정되는 제1 확산기와 상기 선회부의 하류측에 위치 설정되는 제2 확산기를 갖는 다단 확산기; 또는
    이들의 조합
    중 하나를 더 포함하며,
    상기 선회부는 공급 통로를 따라 벽에 배치되는 바이패스 개구를 포함하고, 상기 바이패스 개구는 유체 유동의 일부를 연소기 둘레의 챔버로 보내도록 구성되는 것인 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 상기 선회부는 유체 유동의 유동 방향에서 일정 거리 동안에 일정한 유동 단면적을 갖는 거위목 부분을 포함하는 것인 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 상기 선회부는 유체 유동의 유동 방향에서 일정 거리 동안에 발산하는 유동 단면적을 갖는 거위목 부분을 포함하는 것인 시스템.
  15. 제12항에 있어서, 상기 연소기의 연료 노즐의 상류측에 있는 침강 챔버를 포함하고, 상기 침강 챔버는 유체 유동을 수신하고 유체 유동을 연료 노즐로 지향시키기 전에 유체 유동의 적어도 하나의 파라미터를 제어하도록 구성되는 것인 시스템.
  16. 삭제
  17. 작동 방법으로서,
    연소 가스 유동을 헤드 단부로부터 하류 방향으로 환형 연소기의 연소 챔버를 통해 터빈을 향해 보내는 단계;
    유체 유동을 압축기로부터 선회부가 있는 유동로 아키텍쳐를 갖는 공급 통로를 통해 연소 챔버로 보내는 단계로서, 상기 선회부 내의 유체 유동을 압축기 방출 방향으로부터 연소 가스 유동의 하류 방향에 대향되는 상류 방향으로 선회시키는 것을 포함하는 단계; 및
    상기 유체 유동의 일부를 상기 선회부로부터 상기 연소기 둘레의 챔버로 보내는 단계
    를 포함하는 것인 작동 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 유체 유동을 상기 선회부의 상류측에 있는 제1 확산기 내에서, 선회부로부터 하류측에 있는 제2 확산기 내에서, 또는 이들의 조합을 통해 확산시키는 단계를 포함하는 것인 작동 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 유체 유동의 일부를 환형 연소기의 유동 슬리브와 연소 라이너 사이에서 하류 방향으로 유도하고 재지향시키는 단계를 포함하는 것인 작동 방법.
  20. 제17항에 있어서, 연소 챔버와 하나 이상의 연료 노즐의 상류측에 있는 환형 연소기의 헤드 단부의 침강 챔버 내에서 유체 유동을 침강시키는 단계를 포함하는 것인 작동 방법.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11732892B2 (en) * 2013-08-14 2023-08-22 General Electric Company Gas turbomachine diffuser assembly with radial flow splitters
US10598380B2 (en) 2017-09-21 2020-03-24 General Electric Company Canted combustor for gas turbine engine
US10976052B2 (en) * 2017-10-25 2021-04-13 General Electric Company Volute trapped vortex combustor assembly
US11053848B2 (en) * 2018-01-24 2021-07-06 General Electric Company Additively manufactured booster splitter with integral heating passageways
US11021977B2 (en) * 2018-11-02 2021-06-01 Chromalloy Gas Turbine Llc Diffuser guide vane with deflector panel having curved profile
EP3874130A4 (en) * 2018-11-02 2022-09-21 Chromalloy Gas Turbine LLC DIFFUSER GUIDE VANE
US11480337B2 (en) 2019-11-26 2022-10-25 Collins Engine Nozzles, Inc. Fuel injection for integral combustor and turbine vane
GB202019219D0 (en) 2020-12-07 2021-01-20 Rolls Royce Plc Lean burn combustor
GB202019222D0 (en) * 2020-12-07 2021-01-20 Rolls Royce Plc Lean burn combustor
US20230228221A1 (en) * 2022-01-04 2023-07-20 General Electric Company Systems and methods for providing output products to a combustion chamber of a gas turbine engine
CN114963237B (zh) * 2022-06-28 2023-06-23 重庆科技学院 一种对冲式带环形喷嘴的高压燃烧室

Family Cites Families (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB586556A (en) * 1942-01-12 1947-03-24 Karl Baumann Improvements in internal combustion turbine plant for propulsion
FR1002314A (fr) * 1946-09-06 1952-03-05 Turbo-moteur
US3169367A (en) * 1963-07-18 1965-02-16 Westinghouse Electric Corp Combustion apparatus
US3623318A (en) * 1970-06-29 1971-11-30 Avco Corp Turbine nozzle cooling
US4912922A (en) * 1972-12-19 1990-04-03 General Electric Company Combustion chamber construction
US4896510A (en) * 1987-02-06 1990-01-30 General Electric Company Combustor liner cooling arrangement
EP0402693B1 (de) 1989-06-10 1996-03-20 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Gasturbinentriebwerk mit Diagonal-Verdichter
DE4419338A1 (de) 1994-06-03 1995-12-07 Abb Research Ltd Gasturbine und Verfahren zu ihrem Betrieb
US5566542A (en) * 1994-08-24 1996-10-22 Westinghouse Electric Corporation Method for regulating and augmenting the power output of a gas turbine
DE4441235A1 (de) 1994-11-19 1996-05-23 Abb Management Ag Brennkammer mit Mehrstufenverbrennung
DE19549143A1 (de) 1995-12-29 1997-07-03 Abb Research Ltd Gasturbinenringbrennkammer
US5737915A (en) 1996-02-09 1998-04-14 General Electric Co. Tri-passage diffuser for a gas turbine
US6494044B1 (en) 1999-11-19 2002-12-17 General Electric Company Aerodynamic devices for enhancing sidepanel cooling on an impingement cooled transition duct and related method
EP1270874B1 (de) 2001-06-18 2005-08-31 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbine mit einem Verdichter für Luft
EP1312865A1 (de) * 2001-11-15 2003-05-21 Siemens Aktiengesellschaft Ringbrennkammer für eine Gasturbine
DE10233805B4 (de) 2002-07-25 2013-08-22 Alstom Technology Ltd. Ringförmige Brennkammer für eine Gasturbine
EP1441180A1 (de) 2003-01-27 2004-07-28 Siemens Aktiengesellschaft Hitzeschildelement, Brennkammer sowie Gasturbine
US7093440B2 (en) * 2003-06-11 2006-08-22 General Electric Company Floating liner combustor
US7152411B2 (en) * 2003-06-27 2006-12-26 General Electric Company Rabbet mounted combuster
EP1507120A1 (de) 2003-08-13 2005-02-16 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbine
EP1508680A1 (de) 2003-08-18 2005-02-23 Siemens Aktiengesellschaft Diffusor zwischen Verdichter und Brennkammer einer Gasturbine angeordnet
US8024931B2 (en) * 2004-12-01 2011-09-27 United Technologies Corporation Combustor for turbine engine
KR100586556B1 (ko) * 2005-04-01 2006-06-08 주식회사 하이닉스반도체 반도체 장치의 프리차지 전압공급회로
US7707835B2 (en) * 2005-06-15 2010-05-04 General Electric Company Axial flow sleeve for a turbine combustor and methods of introducing flow sleeve air
GB2434437B (en) 2006-01-19 2011-01-26 Siemens Ag Improvements in or relating to combustion apparatus
US7827801B2 (en) * 2006-02-09 2010-11-09 Siemens Energy, Inc. Gas turbine engine transitions comprising closed cooled transition cooling channels
EP1985926B1 (en) * 2007-04-26 2018-09-05 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Combustion equipment and combustion method
US7874157B2 (en) * 2008-06-05 2011-01-25 General Electric Company Coanda pilot nozzle for low emission combustors
US8438855B2 (en) 2008-07-24 2013-05-14 General Electric Company Slotted compressor diffuser and related method
US20100037620A1 (en) * 2008-08-15 2010-02-18 General Electric Company, Schenectady Impingement and effusion cooled combustor component
US7874138B2 (en) 2008-09-11 2011-01-25 Siemens Energy, Inc. Segmented annular combustor
US8479519B2 (en) 2009-01-07 2013-07-09 General Electric Company Method and apparatus to facilitate cooling of a diffusion tip within a gas turbine engine
US8646277B2 (en) * 2010-02-19 2014-02-11 General Electric Company Combustor liner for a turbine engine with venturi and air deflector
JP5558168B2 (ja) * 2010-03-30 2014-07-23 三菱重工業株式会社 燃焼器及びガスタービン
US20120198855A1 (en) * 2011-02-03 2012-08-09 General Electric Company Method and apparatus for cooling combustor liner in combustor
US8887508B2 (en) 2011-03-15 2014-11-18 General Electric Company Impingement sleeve and methods for designing and forming impingement sleeve
US8955330B2 (en) * 2011-03-29 2015-02-17 Siemens Energy, Inc. Turbine combustion system liner
US8701419B2 (en) * 2012-05-10 2014-04-22 General Electric Company Multi-tube fuel nozzle with mixing features
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
US9574496B2 (en) * 2012-12-28 2017-02-21 General Electric Company System and method for a turbine combustor
US9376961B2 (en) 2013-03-18 2016-06-28 General Electric Company System for controlling a flow rate of a compressed working fluid to a combustor fuel injector
US20170067639A1 (en) 2015-09-09 2017-03-09 General Electric Company System and method having annular flow path architecture
US9938903B2 (en) * 2015-12-22 2018-04-10 General Electric Company Staged fuel and air injection in combustion systems of gas turbines

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
영국특허공보 586556(1947.03.24.) 1부.*

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Publication number Publication date
JP2017053618A (ja) 2017-03-16
US10465907B2 (en) 2019-11-05
EP3150917B1 (en) 2020-10-28
JP6266718B2 (ja) 2018-01-24
EP3150917A2 (en) 2017-04-05
KR20170030447A (ko) 2017-03-17
US20170067635A1 (en) 2017-03-09
CN106524224A (zh) 2017-03-22
EP3150917A3 (en) 2017-07-12
CN106524224B (zh) 2020-07-14

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