特許 6203528 燃焼器への燃料供給システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6203528

(24)【登録日】2017年9月8日

(45)【発行日】2017年9月27日

(54)【発明の名称】燃焼器への燃料供給システム

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/16 20060101AFI20170914BHJP

   F23R 3/30 20060101ALI20170914BHJP

   F23R 3/36 20060101ALI20170914BHJP

   F02C 7/22 20060101ALI20170914BHJP

【ＦＩ】

   F23R3/16

   F23R3/30

   F23R3/36

   F02C7/22 A

【請求項の数】11

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-91859(P2013-91859)

(22)【出願日】2013年4月25日

(65)【公開番号】特開2013-231580(P2013-231580A)

(43)【公開日】2013年11月14日

【審査請求日】2016年4月13日

(31)【優先権主張番号】13/457,726

(32)【優先日】2012年4月27日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】ブライアン・レスリー・ロミグ

(72)【発明者】

【氏名】ルーカス・ジョン・ストイア

(72)【発明者】

【氏名】パトリック・ベネディクト・メルトン

(72)【発明者】

【氏名】トーマス・エドワード・ジョンソン

(72)【発明者】

【氏名】グレゴリー・アレン・ボードマン

【審査官】 佐藤 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０８−０１４５６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６１−０４３６３７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特表２００２−５２３７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４７４５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１５６７３４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０５２３５８１３（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５７４９２１９（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／００２２７５８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０８−１４５３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−３０００５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２１０６４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０５２０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｃ ７／２２

Ｆ２３Ｒ ３／１６、２８、３０、３４、３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼器（１４）に燃料を供給するためのシステムであって、
ａ．燃焼室（３８）と、
ｂ．前記燃焼室（３８）内と流体連通する燃料ノズル（３４）と、
ｃ．前記燃焼室（３８）の周囲に円周方向に配置され、前記燃焼室（３８）内と半径方向に流体連通する複数の通路（５０）と、
ｄ．前記複数の通路（５０）と流体連通する液体燃料プレナム（６０）と、
ｅ．前記複数の通路（５０）の内部で前記液体燃料プレナム（６０）の少なくとも一部を円周方向に包囲するバッフル（８０）であって、前記液体燃料プレナム（６０）の周囲に複数のローブ（９０）を形成するバッフル（８０）と、
ｆ．前記複数の通路（５０）の内部で前記バッフル（８０）を円周方向に包囲する複数の気体燃料ポート（６６）と
を備えるシステム。

【請求項2】

前記液体燃料プレナム（６０）の少なくとも一部が前記燃焼室（３８）を円周方向に包囲する、請求項１記載のシステム。

【請求項3】

燃焼器（１４）に燃料を供給するためのシステムであって、
ａ．燃焼室（３８）と、
ｂ．前記燃焼室（３８）の少なくとも一部を円周方向に包囲するライナ（５２）と、
ｃ．前記ライナ（５２）を貫通して前記燃焼室（３８）内に延びる複数の通路（５０）と、
ｄ．前記複数の通路（５０）の各々の内部に延びる液体燃料プレナム（６０）と、
ｅ．前記複数の通路（５０）の内部で前記液体燃料プレナム（６０）の少なくとも一部を円周方向に包囲するバッフル（８０）であって、前記液体燃料プレナム（６０）の周囲に複数のローブ（９０）を形成するバッフル（８０）と、
ｆ．前記複数の通路（５０）の内部で前記バッフル（８０）を円周方向に包囲する複数の気体燃料ポート（６６）と
を備えるシステム。

【請求項4】

燃焼器（１４）に燃料を供給するためのシステムであって、
ａ．燃焼室（３８）と、
ｂ．前記燃焼室（３８）の少なくとも一部を円周方向に包囲するライナ（５２）と、
ｃ．前記燃焼室（３８）の周囲に円周方向に配置され、前記ライナ（５２）を貫通して前記燃焼室（３８）内と流体連通する複数の通路（５０）と、
ｄ．前記複数の通路（５０）の少なくともいくつかの内部で中心に位置合わせされている液体燃料プレナム（６０）と、
ｅ．前記複数の通路（５０）の前記少なくともいくつかの内部で前記液体燃料プレナム（６０）の少なくとも一部を円周方向に包囲するバッフル（８０）であって、前記液体燃料プレナム（６０）の周囲に複数のローブ（９０）を形成するバッフル（８０）と、
ｆ．前記複数の通路（５０）の内部で前記バッフル（８０）を円周方向に包囲する複数の気体燃料ポート（６６）と
を備えるシステム。

【請求項5】

前記複数の通路（５０）の少なくとも１つが前記燃焼室（３８）の内部に延びる、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のシステム。

【請求項6】

前記燃焼室（３８）の少なくとも一部を円周方向に包囲するスリーブ（５４）を更に備え、前記複数の通路（５０）が前記スリーブ（５４）を貫通して流体連通する、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のシステム。

【請求項7】

前記バッフル（８０）が前記ライナ（５２）又は前記液体燃料プレナム（６０）の少なくとも一方に接続されている、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のシステム。

【請求項8】

前記複数の通路（５０）が遅延希薄インジェクタとして構成される、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のシステム。

【請求項9】

前記液体燃料プレナム（６０）が前記複数のローブ（９０）と半径方向に位置合わせされた複数の液体燃料ポート（６２）を終端としている、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のシステム。

【請求項10】

前記液体燃料プレナム（６０）が前記複数のローブ（９０）間で半径方向に位置合わせされた液体燃料ポート（６２）を終端としている、請求項１乃至請求項９のいずれかに記載のシステム。

【請求項11】

前記バッフル（８０）は、前記液体燃料プレナム（６０）と前記バッフル（８０）との間の第１の流体通路（８２）、及び前記バッフル（８０）と前記複数の通路（５０）との間の第２の流体通路（８４）を画定する、請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に、燃料を燃焼器に供給するためのシステムに関する。特定の実施形態では、燃焼器の周囲に円周方向に配置された１つまたは複数のインジェクタが、液体燃料、気体燃料および／または作動流体の希薄混合物を燃焼器に供給することが可能である。

【背景技術】

【0002】

燃焼器を、燃料に点火して高温および高圧を有する燃焼ガスを生じさせるために、産業上の業務および発電業務で用いられることは一般的である。例えば、ガスタービンは、通常、電力または推力を生じさせる１つまたは複数の燃焼器を含んでいる。発電に用いられる通常のガスタービンは、前部に軸流コンプレッサを、中間部の周囲に１つまたは複数の燃焼器を、後部にタービンを含む。周囲の空気がコンプレッサに供給され得、コンプレッサにおける回転羽根と静翼が徐々に運動エネルギーを作動流体（空気）に伝えて、高くエネルギーを与えられた状態にある圧縮作動流体が生じる。圧縮作動流体は、コンプレッサを出て、１つまたは複数のノズルを通過して流れ、そこで燃料と混合し燃焼室で点火して、高温および高圧を有する燃焼ガスを生じさせる。燃焼ガスは、遷移ピースを通過してタービンへと流れ、タービンで膨張して仕事をもたらす。例えば、タービンでの燃焼ガスの膨張により、発電機に接続されたシャフトが回転して、電気が生じ得る。

【0003】

タービンから排出される燃焼ガスには、変動量の窒素酸化物、一酸化炭素、未燃炭化水素およびそれ以外の望ましくない排出物が含まれるが、それぞれの排出物の実際の量は、燃焼器の設計および動作パラメータに依存する。例えば、燃料空気混合物が燃焼室の中に留まる時間が長いほど窒素酸化物のレベルを上昇させるのが一般的であるが、他方で、燃料空気混合物が燃焼室の中に留まる時間が短いほど一酸化炭素と未燃炭化水素のレベルを上昇させるのが一般的である。同様に、より高い電力運転に伴うより高い燃焼ガスの温度は、窒素酸化物のレベルを上昇させるのが一般的であるが、他方で、より低い燃料空気混合物および／またはターンダウン運転に伴うより低い燃焼ガスの温度は、一酸化炭素と未燃炭化水素のレベルを上昇させるのが一般的である。

【0004】

ある特定の燃焼器設計では、１つまたは複数の遅延希薄インジェクタ（レイトリーン・インジェクタ（late lean injector））、通路または管が、燃料ノズルの下流にある燃焼室の周囲に円周方向に配置されることがある。コンプレッサから出る圧縮作動流体の一部は、インジェクタを通過して流れ、燃料と混合し希薄な燃料空気混合物を生じるように、方向を変更され得る。この希薄な燃料空気混合物は、次に、燃焼室の中に流れ込むことができ、そこで点火して燃焼ガスの温度を上昇させ、燃焼器の熱力学的効率を高める。円周方向に配置された遅延希薄インジェクタは、燃焼ガスの温度を効果的に上昇させながら、それに対応して望ましくない排出物を増加させることはないのであるが、遅延希薄インジェクタに供給される液体燃料は、結果的に、過剰なコーキングを燃料通路に生じさせることが多い。更に、希薄な燃料空気混合物を円周方向に燃焼室に送達することの結果として、液体燃料も燃焼室および遷移ピースの内側に沿って流れることになり、これらの成分に対する低サイクル疲労の限度を低下させる可能性がある局在的な高温ストリークを生じさせこともある。結果的に、燃焼室および遷移ピースの内側に沿って局在的な高温ストリークを生じさせずに、遅延希薄燃焼のために液体および／または気体燃料を供給するためのシステムがあれば、有用であろう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】米国特許第５，２０７，０６４号公報

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の態様および利点は下記の説明において記述されている、あるいは下記の説明から明らかになり得、または本発明の実施を通じて知ることができよう。

【0007】

本発明の一実施形態は、燃焼室と、燃焼室の中への流体連通を提供する燃料ノズルとを含む、燃料を燃焼器に供給するためのシステムである。燃焼室の周囲に円周方向に配置された複数の通路が、燃焼室の中への流体連通を提供する。液体燃料プレナムが、複数の通路への流体連通を提供する。バッフルが、複数の通路の内部で液体燃料プレナムの少なくとも一部を円周方向に包囲し、液体燃料プレナムの周囲に複数のローブを形成する。

【0008】

本発明の別の実施形態は、燃焼室と、燃焼室の少なくとも一部を円周方向に包囲するライナとを含む、燃料を燃焼器に供給するためのシステムである。複数の通路が、ライナを通過して燃焼室の中に延びる。液体燃料プレナムが、複数の通路のそれぞれの内部に延びる。バッフルが、複数の通路の内部で液体燃料プレナムの少なくとも一部を円周方向に包囲し、液体燃料プレナムの周囲に複数のローブを形成する。

【0009】

本発明の更に別の実施形態では、燃料を燃焼器に供給するためのシステムは、燃焼室と、燃焼室の少なくとも一部を円周方向に包囲するライナとを含む。燃焼室の周囲に円周方向に配置された複数のインジェクタが、ライナを通過して燃焼室の中への流体連通を提供する。液体燃料プレナムが、複数のインジェクタの少なくともいくつかの内部で中心に位置合わせされている。複数のインジェクタの少なくともいくつかの内部で液体燃料プレナムの少なくとも一部を円周方向に包囲するバッフルが、液体燃料プレナムの周囲に複数のローブを形成する。

【0010】

当業者であれば、本明細書を検討することにより、これらの実施形態ならびに他の実施形態の特徴および態様をよりよく理解するはずである。

【0011】

当業者に対する本発明の最良の形態を含んだ本発明の完全で、かつ実施を可能にする開示を、添付の図面の参照を含んだ本明細書の残りの部分でより具体的に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】例示的なガスタービンの簡略化された側面横断面図である。

【図2】本発明の第１の実施形態による、図１に示されている燃焼室の一部の部分斜視側面横断面図である。

【図3】本発明の第２の実施形態による、図１に示されている燃焼室の一部の側面横断面図である。

【図4】本発明の特定の実施形態による、図２に示されているインジェクタの側面横断面図である。

【図5】図４に示されているインジェクタの半径方向の平面図である。

【図6】代替の実施形態による、図４に示されているインジェクタの半径方向の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

次に、本発明の実施形態を示すために詳細に参照がなされ、これらの実施形態の１つまたは複数の例が添付の図面に示される。この詳細な説明では、図面における特徴を示すため、数字および文字による指定が用いられる。図面および説明における同様のまたは類似の指定は、本発明の同様のまたは類似の部品を示すために用いられている。本明細書において使用する「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」および「第３の（ｔｈｉｒｄ）」という用語は、ある構成要素を別の構成要素と区別するために相互に交換可能に用いられることがあり、個々の構成要素の位置または重要性を意味することは意図していない。更に、「上流（ｕｐｓｔｒｅａｍ）」および「下流（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）」という用語は、流体の経路における構成要素の相対的な位置を示す。例えば、流体が構成要素Ａから構成要素Ｂに流れる場合に、構成要素Ａは構成要素Ｂの上流にある。逆に、構成要素Ｂが構成要素Ａから流体フローを受け取る場合は、構成要素Ｂは構成要素Ａの下流にある。

【0014】

それぞれの例は、本発明を説明するために提供されており、本発明を限定するために提供されているのではない。実際、当業者にとって、その範囲または精神から逸脱せずに本発明に対して修正および変更を行うことが可能であるのは、明らかである。例えば、一実施形態の一部として図示または記載されている特徴を別の実施形態で用いることにより、更に別の実施形態が生じる場合があり得る。このように、本発明は、そのような修正形態や変更形態を、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲に属するものとして含むことが意図されている。

【0015】

本発明の様々な実施形態は、燃料を燃焼器に供給するためのシステムを含む。概して、燃焼器は、燃焼室を含み、燃焼室は、燃焼室の少なくとも一部を円周方向に包囲するライナによって、少なくとも部分的に画定される。システムは、燃焼室の中への流体連通を提供するために燃焼室の周囲に円周方向に配置された１つまたは複数の通路あるいはインジェクタを含み、液体燃料プレナムが通路またはインジェクタへの流体連通を提供する。更に、バッフルが、液体燃料プレナムの少なくとも一部を円周方向に包囲し、液体燃料プレナムの周囲に複数のローブを形成する。このようにして、バッフルは、バッフルの内部および外部に流体フローの通路を画定し、ローブは、燃焼室に注入される前に液体燃料の噴霧化、気化および／または混合を促進するために、通路間の液体フローを混合する。説明のためにガスタービンに組み込まれた燃焼器という文脈の中で本発明の例示的な実施形態を概括的に説明するが、当業者であれば容易に理解するように、本発明の実施形態はどのような燃焼器にも適用可能であり、特許請求の範囲に特別な記載のない限りガスタービンの燃焼器に限定されない。

【0016】

図１は、本発明の様々な実施形態を組み込むことができる例示的なガスタービン１０の簡略化された横断面図を提供している。図示のように、ガスタービン１０は、概して、前部のコンプレッサ１２と、中間部の周囲に半径方向に配置された１つまたは複数の燃焼器１４と、後部のタービン１６とを含み得る。コンプレッサ１２とタービン１６は、電気を生じる発電機２０に接続された共通のロータ１８を共有し得る。

【0017】

コンプレッサ１２は、周囲の空気などの作動流体２２がコンプレッサ１２の中に入り静翼２４と回転羽根２６との交互段を通過する軸流コンプレッサとすることができ。コンプレッサ外筒２８は作動流体２２を含んでおり、静翼２４と回転羽根２６が加速するにつれて、作動流体２２の方向を変更して圧縮作動流体２２の連続フローを生じさせる。圧縮作動流体２２の大部分は、コンプレッサの放出プレナム３０を通過して燃焼器１４に流れる。

【0018】

燃焼器１４は、当技術において知られている任意のタイプの燃焼器であってもよい。例えば、図１に示されているように、燃焼器外筒３２は、燃焼器１４の一部または全体を円周方向に包囲して、コンプレッサ１２から流れる圧縮作動流体２２を含むことができる。１つまたは複数の燃料ノズル３４を、燃料ノズル３４の下流にある燃焼室３８に燃料を供給するため、エンドカバー３６において半径方向に配置することができる。可能性のある燃料には、例えば、高炉ガス、コークス炉ガス、天然ガス、気化された液化天然ガス（ＬＮＧ）、水素およびプロパンのうちの１つまたは複数が含まれる。圧縮作動流体２２は、コンプレッサの放出通路３０から燃焼室３８の外部に沿って流れてエンドカバー３６に至り、方向を変更し、燃料ノズル３４を通過して流れて、燃料と混合することができる。燃料と圧縮作動流体２２との混合物は、燃焼室３８の中に流れ、そこで点火して、高温および高圧を有する燃焼ガスを生成する。燃焼ガスは、遷移ピース４０を通過してタービン１６に流れる。

【0019】

タービン１６は、ステータ４２と回転バケット４４の交互段を含み得る。ステータ４２の第１段は、燃焼ガスの方向を変更してタービンバケット４４の第１段上に集中させる。燃焼ガスは、タービンバケット４４の第１段の上を通過するときに、膨張し、タービンバケット４４とロータ１８とを回転させる。次に、燃焼ガスは、ステータ４２の次の段まで流れ、ステータによって、回転しているタービンバケット４４の次の段に向けて方向を変更され、このプロセスは、これ以降の段に対して反復される。

【0020】

本明細書で説明される様々な実施形態は、１つまたは複数のインジェクタ、通路または管５０を含み、これらは、燃料ノズル３４の下流にある燃焼室３８の周囲に円周方向に配置されている。コンプレッサ１２から出る圧縮作動流体２２の一部は、インジェクタ５０を通過して流れ、同一のまたは燃料ノズル３４に供給されるものとは異なる液体および／または気体燃料と混合して希薄な燃料空気混合物を生じるように、方向を変更され得る。希薄な燃料空気混合物は、次に、燃焼室３８の中に流れ、そこで点火して燃焼ガスの温度を上昇させ、燃焼器１４の熱力学的効率を高める。

【0021】

図２は、本発明の第１の実施形態による、図１に示された燃焼室３８の一部の部分斜視側面横断面図を提供している。この特定の実施形態では、ライナ５２が燃焼室３８の少なくとも一部を円周方向に包囲し、フロースリーブ５４がライナ５２の少なくとも一部を円周方向に包囲して、ライナ５２とフロースリーブ５４との間の環状通路５６を作る。このようにして、圧縮作動流体２２の一部は、環状通路５６を通過して流れてライナ５２から熱を除去した後で、エンドカバー３６に達し、方向を逆転して燃料ノズル３４を通過して流れることができるが、これは、図１との関係で上述した通りである。

【0022】

図２に示されているように、インジェクタ、通路または管５０は、燃焼室３８、ライナ５２およびフロースリーブ５４の周囲に円周方向に配置されていて、フロースリーブ５４とライナ５２を通過して燃焼室３８の中への流体連通を提供する。更に、液体および／または気体燃料がインジェクタ５０に供給され、インジェクタ５０を通過して燃焼室３８の中に流れる圧縮作動流体２２の一部と混合し得る。例えば、液体燃料プレナム６０は燃焼室３８を円周方向に包囲することができ、液体燃料プレナム６０の一部はインジェクタ５０の１つまたは複数の内部に延びて、液体燃料がインジェクタ５０の中に流れ込むための流体連通を提供し得る。液体燃料プレナム６０は、液体燃料がインジェクタ５０の中に流れ込み、圧縮作動流体２２と混合した後に燃焼室３８に到達するための流体連通を提供する１つまたは複数の流体燃料ポート６２を含むことができる。あるいは、または、加えて、フロースリーブ５４が内部燃料通路６４を含んでもよく、それぞれのインジェクタ５０がインジェクタ５０の周囲に円周方向配置されている１つまたは複数の気体燃料ポート６６を含んでもよい。気体燃料ポート６６は、従って、気体燃料がインジェクタ５０の中に流れ込み圧縮作動流体２２と混合した後に燃焼室３８に到達するための流体連通を提供することができる。このようにして、インジェクタ５０は、燃焼器１４の温度と更には効率とを上げるための追加的な燃焼のために、液体および／または気体燃料の希薄な混合物を供給することができる。

【0023】

図３は、本発明の第２の実施形態による、図１に示されている燃焼室３８の一部の側面横断面図を提供している。この特定の実施形態では、衝突スリーブ６８が、遷移ピース４０の少なくとも一部を円周方向に包囲することにより、遷移ピース４０と衝突スリーブ６８との間の環状通路７０を作る。衝突スリーブ６８は、圧縮作動流体２２の一部が環状通路７０を通過して流れて遷移ピース４０から熱を除去することを可能にする複数の開口７２を含でもよい。

【0024】

図３に示されているように、インジェクタ、通路または管５０は、燃焼室３８、遷移ピース４０および衝突スリーブ６８の周囲に円周方向に配置され、衝突スリーブ６８と遷移ピース４０を通過して燃焼室３８の中への流体連通を提供する。更に、液体燃料プレナム６０が、外筒３２を通過してインジェクタ５０の１つまたは複数の内部に延びて、液体燃料がインジェクタ５０に流れ込むための流体連通を提供し得る。あるいあ、または、加えて、図２に示されている実施形態との関係で上述したように、気体燃料プレナム７４が、同様に外筒３２を通過して延びて、気体燃料がインジェクタ５０の周囲に円周方向に配置された気体燃料ポート６６を通過して流れるための流体連通を提供し得る。このようにして、液体および／または気体燃料プレナム６０、７４は、インジェクタ５０を通過して燃焼室３８の中に液体および／または気体燃料を更なる燃焼のために供給し得る。

【0025】

図４は、本発明の特定の実施形態による、図２に示されているインジェクタ５０の側面横断面図を提供している。示されているように、インジェクタ５０は、フロースリーブ５４およびライナ５２を通過して燃焼室３８の中への流体連通を提供するための通路、管またはそれ以外の構造を含むことができる。図４に示されている特定の実施形態では、インジェクタ５０の一部が燃焼室３８の内部まで延びて、燃焼室３８を通過して流れる燃焼ガスと混合する前に、液体および／または気体燃料と圧縮作動流体２２との混合を促進する。

【0026】

上述したように、液体燃料プレナム６０は、少なくとも部分的にはインジェクタ５０の内部まで延びてもよく、インジェクタ５０の周囲に円周方向に配置された気体燃料ポート６６は、気体燃料がフロースリーブ５４における内部燃料通路６４からインジェクタ５０の中に流れ込むための流体連通を提供することができる。更に、インジェクタ５０、ライナ５２および／または液体燃料プレナム６０に接続されたバッフル８０が、インジェクタ５０の内部で液体燃料プレナム６０の少なくとも一部を円周方向に包囲することができる。バッフル８０は、液体燃料プレナム６０とバッフル８０との間の第１の流体通路８２、およびバッフル８０とインジェクタ５０との間の第２の流体通路８４を画定し得る。特定の実施形態では、バッフル８０は、より多くの圧縮作動流体２２を第１の流体通路８２の中に優先的に迂回させるように、図４に示されているようなインジェクタ５０へのフレア状すなわち鐘状の開口８６を入口に含んでもよい。

【0027】

図５および図６は、図４に示されているインジェクタ５０の半径方向の平面図を提供しているが、これは、本発明の様々な実施形態によるバッフル８０の特定の特徴をより明瞭に示すために、燃焼室３８の内部から見た場合の図である。図５および図６に示されているように、１つまたは複数の支柱８８が、バッフル８０とインジェクタ５０、ライナ５２および／または液体燃料プレナム６０との間に延びて、バッフル８０を然るべき位置に保持することが可能である。圧縮作動流体２２の一部は、液体燃料プレナム６０とバッフル８０との間の第１の流体通路８２を通過して流れ、液体燃料ポート６２から流れ出る液体燃料と混合することができる。圧縮作動流体２２の別の一部はまた、バッフル８０とインジェクタ５０との間の第２の流体通路８４を通過して流れ、気体燃料ポート６６から流れ出る気体燃料と混合することができる。

【0028】

図５および図６において最も明瞭に見られるように、バッフル８０の下流部分は、液体燃料プレナム６０と液体燃料ポート６２とを円周方向に包囲する交互の複数のローブ９０と複数の頂点９２とを含み得る。図５に示されている特定の実施形態においては、液体燃料ポート６２は、頂点９２と一致しながら、隣接するローブ９０間に、半径方向に位置合わせされている。対照的に、図６では、液体燃料ポート６２は、ローブ９０と一致しながら、隣接する頂点９２間に、半径方向に位置合わせされている。バッフル８０において交互に配置されているローブ９０と頂点９２とは、流体フローを第１の流体通路８２を通過して外向きの半径方向に押し、他方で、流体フローを第２の流体通路８４を通過して内向きの半径方向に引きつける。結果的に、バッフル８０におけるローブ９０と頂点９２とは、第１および第２の流体通路８２および８４を通過して流れる流体の間に剪断を生じさせ、液体燃料と気体燃料および／または圧縮作動流体２２との気化、噴霧化および／または混合を促進する。

【0029】

当業者であれば、図１〜図６との関係で示され説明された様々な実施形態は既存の燃焼器の設計に対して１つまたは複数の利点を提供し得ることを本明細書の教示から容易に理解するはずである。例えば、燃焼室３８に供給される希薄な燃料空気混合物は、燃焼ガスの温度を上昇させ、結果的に、対応するＮＯ_Xの排出量を増加させることなく、燃料器１４の効率を向上させることができる。更に、本明細書に記載されている様々な実施形態により、これらの構成要素に対する低サイクル疲労の限度を低下させる可能性がある燃焼室３８と遷移ピース４０との内部に沿って局在的な高温ストリークを生じさせることなく、液体燃料を、インジェクタ５０を通過して供給することが可能になる。

【0030】

この明細書では、最良の形態を含めて本発明を開示するために、また、任意の装置または燃焼器を作製し用いること、および、任意の組み込まれた方法を実行することを含めて当業者が本発明を実施することを可能にするために、例を用いている。本発明の特許可能な範囲は特許請求の範囲によって定義されるが、当業者にとって想到可能なそれ以外の例も含み得る。そのようなそれ以外の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を含む場合には、または、特許請求の範囲の文言との差異が非実質的である均等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲に属することが意図されている。

【符号の説明】

【0031】

１０ ガスタービン
１２ コンプレッサ
１４ 燃焼器
１６ タービン
１８ ロータ
２０ 発電機
２２ 作動流体
２４ 静翼（コンプレッサ）
２６ 回転羽根
２８ コンプレッサ外筒
３０ コンプレッサ放出プレナム
３２ 燃焼器外筒
３４ 燃料ノズル
３６ エンドカバー
３８ 燃焼室
４０ 遷移ピース
４２ ステータ
４４ バケット
５０ インジェクタ、通路または管
５２ ライナ
５４ フロースリーブ
５６ 環状通路
６０ 液体燃料プレナム
６２ 液体燃料ポート
６４ 内部燃料通路
６６ 気体燃料ポート
６８ 衝突スリーブ
７０ 環状通路
７２ 開口
７４ 気体燃料プレナム
８０ バッフル
８２ 第１の流体通路
８４ 第２の流体通路
８６ 鐘型開口
８８ 支柱
９０ ローブ（膨出部／突出部）
９２ 頂点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】