JP7202084B2

JP7202084B2 - 気体燃料および液体燃料の機能を有する二重燃料燃料ノズル

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Publication number: JP7202084B2
Application number: JP2018113234A
Authority: JP
Inventors: ケイトリン・マリー・グラハム; トーマス・エドワード・ジョンソン; ジェフリー・デヴィッド・マイヤーズ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2023-01-11
Anticipated expiration: 2038-06-14
Also published as: CN109140503B; US20180363911A1; JP2019049254A; CN109140503A; DE102018114523A1; US10955141B2

Description

本明細書に開示する主題は、燃焼システム用の燃料ノズルに関する。より詳細には、本開示は、二重燃料燃料ノズルに関する。

ガスタービンは、一般に、１つまたは複数の燃焼器で燃料と空気の混合物を燃焼させてタービンを通過する高エネルギーの燃焼ガスを生成することによって動作し、それによりタービンロータシャフトを回転させる。ロータシャフトの回転エネルギーは、ロータシャフトに連結された発電機を介して電気エネルギーに変換することができる。各燃焼器は、一般に、窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出を低く保つ手段として燃料と空気の予混合を使用して、燃焼ゾーンの上流で燃料と空気の供給を行う燃料ノズルを含む。

天然ガスなどの気体燃料は、発電に使用されるガスタービンエンジンでは可燃性流体として使用されることが多い。場合によっては、燃焼システムが、留出油などの液体燃料を燃焼させることができることが望ましい場合がある。気体燃料と液体燃料の両方の機能を有する構成は、「二重燃料」燃焼システムと呼ばれる。特定の燃焼システムは、中心燃料ノズルの周りに環状に配置された複数の二重燃料外側ノズルを使用して動作する。従来のシステムでは、二次燃料または液体燃料が外側二重燃料ノズルにのみ供給され、拡散炎を提供する。外側二重燃料ノズルの各々によって提供される拡散炎は、燃焼ダイナミクス音を低くまたは所望の範囲内に保つのに役立つ。しかし、外側燃料ノズルが拡散モードから予混合モードに移行すると、燃焼ダイナミクスを制御および／または緩和するためのアンカー炎を有することが必要である。

米国特許第９５４６６００号明細書

態様および利点は、以下の説明に記載されているか、以下の説明から明らかになり得るか、または実践により学ぶことができる。

一実施形態では、本開示は燃料ノズルに関する。燃料ノズルは、管状の中心体と、中心体の後端部に配置されたリングマニホールドと、を含む。燃料ノズルはまた、リングマニホールドを軸方向に貫通して延在し、かつ中心体内に配置された内側管を含む。内側管は、希釈剤供給源と流体連通する。燃料ノズルは、内側管の一部の周りに螺旋状に延在する燃料管をさらに含む。燃料管は、リングマニホールドの燃料プレナムを液体燃料供給源に流体結合する。さらに、燃料ノズルは、リングマニホールドの外側バンド内に円周方向に離間され、燃料プレナムと流体連通する複数の燃料噴射器を含む。複数の燃料噴射器の各燃料噴射器は、霧化された液体燃料の流れを中心体から半径方向外側に導くように配向されている。リングマニホールドおよび内側管は、熱的に分離されている。

別の実施形態では、本開示は燃焼器に関する。燃焼器は、エンドカバーと、エンドカバーに接続され、中心燃料ノズルの周りに環状に配置された複数の二重燃料一次燃料ノズルと、を含む。中心燃料ノズルは、管状の中心体と、中心体の後端部に配置されたリングマニホールドと、を含む。中心燃料ノズルはまた、リングマニホールドを軸方向に貫通して延在し、かつ中心体内に配置された内側管を含む。内側管は、希釈剤供給源と流体連通する。中心燃料ノズルは、内側管の一部の周りに螺旋状に延在する燃料管をさらに含む。燃料管は、リングマニホールドの燃料プレナムを液体燃料供給源に流体結合する。さらに、中心燃料ノズルは、リングマニホールドの外側バンド内に円周方向に離間され、燃料プレナムと流体連通する複数の燃料噴射器を含む。複数の燃料噴射器の各燃料噴射器は、霧化された液体燃料の流れを中心体から半径方向外側に導くように配向されている。リングマニホールドおよび内側管は、熱的に分離されている。

当業者であれば、本明細書を検討することで、このような実施形態の特徴および態様などを、よりよく理解できるであろう。

様々な実施形態の完全かつ実施可能な開示は、様々な実施形態を実施する最良の形態を含めて、以下の添付の図面の参照を含む、本明細書の以降の部分でより詳細に述べられる。

本開示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の機能ブロック図である。本開示の様々な実施形態を組み込むことができる例示的な燃焼器の簡略化した断面側面図である。本開示の様々な実施形態を組み込むことができる例示的キャップアセンブリの上流側を示す図である。本開示の１つまたは複数の実施形態を組み込むことができる例示的な中心燃料ノズルの断面側面図である。図４に示す例示的な中心燃料ノズルの一部の拡大した断面側面図である。本開示の少なくとも１つの実施形態による、図４に示す中心燃料ノズルの一部の拡大した断面斜視図である。本開示の少なくとも１つの実施形態による、図４に示す中心燃料ノズルの一部の拡大した断面側面図である。

次に、本開示の実施形態を提示するために詳細に参照し、その１つまたは複数の例を添付の図面に示す。詳細な説明は、図面中の特徴を参照するために、数字および文字による符号を用いる。図面中および説明中の同様または類似の符号は、本開示の同様または類似の部品を参照するために使用されている。

本明細書において、「第１の」、「第２の」、および「第３の」という用語は、１つの構成要素と別の構成要素とを区別するために交換可能に用いることができ、個々の構成要素の位置または重要性を示すことを意図しない。「上流」および「下流」という用語は、流体経路における流体の流れに対する相対的な方向を指す。例えば、「上流側」は流体が流れてくる方向を指し、「下流側」は流体が流れていく方向を指す。「半径方向に」という用語は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に垂直な相対方向を指し、「軸方向に」という用語は、特定の構成要素の軸方向中心線に実質的に平行および／または同軸に整列した相対方向を指す。

本明細書で使用される専門用語は、特定の実施形態のみを説明するためのものであり、限定を意図するものではない。本明細書で使用する場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「この（ｔｈｅ）」は、特に明示しない限り、複数形も含むことが意図される。「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素が存在することを明示するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらの組が存在することまたは追加することを除外しないことがさらに理解されよう。

各例は、限定ではなく、説明のために提供される。実際、本発明の範囲または趣旨から逸脱することなく、修正および変形が可能であることは当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明された特徴を別の実施形態で使用し、さらに別の実施形態を得ることができる。このように、本開示は、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲に含まれるような修正および変形を包含するように意図される。本開示の例示的実施形態は、説明のために概して陸上発電用ガスタービン燃焼器の燃料ノズルとの関連で説明されるが、当業者であれば、本開示の実施形態がターボ機械用の任意のスタイルまたはタイプの燃焼器に適用可能であり、請求項に具体的に記載されていない限り、陸上発電用ガスタービンの燃焼器または燃焼システムに限定されないことは容易に理解するであろう。

ここで図面を参照すると、図１は、例示的なガスタービン１０の概略図を示す。ガスタービン１０は、一般的に、吸気部１２、吸気部１２の下流に配置された圧縮機１４、圧縮機１４の下流に配置された少なくとも１つの燃焼器１８を含む燃焼システム１６、燃焼器１８の下流に配置されたタービン２０、およびタービン２０の下流に配置された排気部２２を含む。さらに、ガスタービン１０は、圧縮機１４をタービン２０に結合する１つまたは複数のシャフト２４を含んでもよい。

動作中に、空気２６は吸気部１２を通って圧縮機１４に流れ、そこで空気２６が次第に圧縮され、これにより圧縮空気２８が燃焼器１８に供給される。燃料供給源３２からの燃料３０が燃焼器１８内に噴射され、圧縮空気２８の一部と混合されて、燃焼して燃焼ガス３４を生成する。燃焼ガス３４は、燃焼器１８からタービン２０内に流れ、そこで（運動および／または熱）エネルギーが燃焼ガス３４からロータブレード（図示せず）に伝達されて、シャフト２４が回転する。機械的回転エネルギーは、その後に、圧縮機１４への動力の供給、および／または発電などの様々な目的のために使用されてもよい。次いで、タービン２０を出る燃焼ガス３４は、排気部２２を介してガスタービン１０から排気されてもよい。

図２は、本開示の様々な実施形態を組み込むことができる例示的な燃焼器１８の断面概略図である。図２に示すように、燃焼器１８は、圧縮機吐出ケーシングなどの外側ケーシング３６によって少なくとも部分的に囲まれてもよい。外側ケーシング３６は、燃焼器１８の様々な構成要素を少なくとも部分的に囲む高圧プレナム３８を少なくとも部分的に画定することができる。高圧プレナム３８は、圧縮機１４（図１）と流体連通し、圧縮空気２８の少なくとも一部をそこから受け取ることができる。

エンドカバー４０は、外側ケーシング３６に連結されてもよい。特定の実施形態では、外側ケーシング３６およびエンドカバー４０は、燃焼器１８のヘッドエンド容積部またはチャンバ４２を少なくとも部分的に画定することができる。特定の実施形態では、ヘッドエンド容積部４２は、高圧プレナム３８および圧縮機１４と流体連通している。１つまたは複数のライナーまたはダクト４４は、燃料空気混合気を燃焼させるための燃焼室または燃焼ゾーン４６を少なくとも部分的に画定することができ、燃焼ガス３４をタービン２０の入口に向けて導くための、燃焼器１８を通る高温ガス経路４８を少なくとも部分的に画定することができる。

図３は、図２に示す燃焼器１８の一部の上流側を示す図である。様々な実施形態では、図２および図３にまとめて示すように、燃焼器１８は、上流端がエンドカバー４０に結合され、燃焼室４６に向かって延在する複数の燃料ノズル（例えば、符号１００）を含む。燃料ノズル（例えば、符号１００）の下流端は、キャップアセンブリ４１内のそれぞれの開口（図示せず）と位置合わせされ、燃料ノズル（例えば、符号１００）が燃料をキャップアセンブリ４１を介して燃焼室４６に供給する。

燃焼器１８の様々な実施形態は、異なる数および配置の燃料ノズルを含むことができ、本明細書で説明する実施形態は、特許請求の範囲において別段の指定がない限り、特定の数の燃料ノズルに限定されない。例えば、図３に示す特定の構成では、１つまたは複数の燃料ノズルは、中心（または中央）燃料ノズル２００の周りに環状に配置された複数の一次（または外側）燃料ノズル１００を含む。燃料ノズル（例えば、符号１００）の下流端は、キャップアセンブリ４１内のそれぞれの開口（図示せず）と位置合わせされ、燃料ノズル（例えば、符号１００）が燃料をキャップアセンブリ４１を介して燃焼室４６に供給する。

特定の実施形態では、中心燃料ノズル２００は、予混合の二重燃料（液体燃料および気体燃料）タイプの燃料ノズルである。特定の実施形態では、各外側燃料ノズルもまた、予混合の二重燃料タイプの燃料ノズルである。各予混合の二重燃料燃料ノズル１００、２００は、気体燃料および／または液体燃料を、燃焼ゾーン４６の上流のヘッドエンド容積部４２からの圧縮空気２８の一部の流れに噴射し予混合するように構成される。必要に応じて、外側燃料ノズル１００または中心燃料ノズル２００の代わりに、他のタイプの燃料ノズルを使用してもよい。

図４は、本開示の少なくとも１つの実施形態による予混合および二重燃料機能を有する例示的な中心燃料ノズル２００の断面側面図である。図５は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、図３に示す中心燃料ノズルの一部の拡大した断面図である。図６は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、図４に示す中心燃料ノズル２００の一部の拡大した断面斜視図である。

図４、図５および図６にまとめて示すように、中心燃料ノズル２００は、環状または管状の中心体２０２を含む。特定の実施形態では、中心燃料ノズル２００は、中心体２０２の少なくとも一部の周りに円周方向に延在するバーナー管２０４と、中心体２０２とバーナー管２０４との間に延在する複数のターニングベーン２０６を含むことができる。ターニングベーン２０６は、中心体２０２とバーナー管２０４との間に半径方向に画定される環状通路または予混合通路２０８内に配置される。特定の実施形態では、１つまたは複数のターニングベーン２０６は、中心体２０２内に画定される気体燃料プレナム２１２と流体連通する、それぞれの燃料ポート２１０を含む。気体燃料プレナム２１２は、気体燃料供給源５０（図４）に流体結合され、そこから気体燃料５２を受け取る。

中心体２０２は、中心燃料ノズル２００の長手方向軸線または軸方向中心線２１６と同軸に整列した１つまたは複数のスリーブまたは管２１４から形成されてもよい。中心燃料ノズル２００の軸方向中心線２１６は、エンドカバー４０を通る軸方向中心線と一致している。中心燃料ノズル２００は、機械的締結具または他の接続手段（図示せず）を介してエンドカバー４０の内面に接続されてもよい。特定の実施形態では、図４に示すように、バーナー管２０４の上流端部分２１８は、予混合通路２０８への入口２２０を少なくとも部分的に画定することができ、バーナー管２０４の下流端部分２２２は、予混合通路２０８の出口２２４を少なくとも部分的に画定することができる。少なくとも１つの実施形態では、入口２２０は、燃焼器１８のヘッドエンド容積部４２（図２）と流体連通している。

様々な実施形態では、図４～図６にまとめて示すように、中心燃料ノズル２００は、リングマニホールド２２６と、中心線２１６に対してリングマニホールド２２６を軸方向および／または同軸に貫通する内側管２２８と、を含む。気体燃料プレナム２１２は、内側管２２８と中心体２０２の１つまたは複数の管２１４との間で半径方向に画定される。

図５および図６に示すように、リングマニホールド２２６は、軸方向中心線２１６に対して後方側壁２３２から軸方向に離間した前方側壁２３０を含む。リングマニホールド２２６は、軸方向中心線２１６に対して外側バンド２３６から半径方向に離間した内側バンド２３４を含む。燃料プレナム２３８は、内側バンド２３４と、外側バンド２３６と、前方側壁２３０と、後方側壁２３２との間のリングマニホールド２２６内に画定される。

リングマニホールド２２６の内側バンド２３４は、内側管２２８から取り外されている。むしろ、リングマニホールド２２６の外側バンド２３６は、本明細書でさらに説明するように、中心体２０２および外側スリーブ２５０に取り付けられる。したがって、特定の実施形態では、内側管２２８は、リングマニホールド２２６から熱的に分離されるので、内側管２２８の熱膨張またはリングマニホールド２２６を通る移動が制限されない。

特定の実施形態では、図４～図６にまとめて示すように、燃料プレナム２３８は、燃料管２４０を介して液体燃料供給源５４に流体結合される。燃料管２４０は、リングマニホールド２２６の前方側壁２３０の上流の中心体２０２内で螺旋状に延在し、気体燃料プレナム２１２内に配置される。特定の実施形態では、燃料管２４０は、リングマニホールド２２６の前方側壁２３０の上流の内側管２２８の一部の周りに螺旋状に延在する。燃料管２４０の後端部２４２は、前方側壁２３０に接続され、リングマニホールド２２６の燃料プレナム２３８に流体結合されてもよい。

図７は、本開示の少なくとも１つの実施形態による、中心体２０２の一部の拡大した断面側面図である。特定の実施形態では、図４、図５および図７にまとめて示すように、複数の燃料噴射器２４４は、外側バンド２３６の周りまたはその中に円周方向に離間して配置され、燃料噴射器２４４の各々は燃料プレナム２３８と流体連通する。複数の燃料噴射器２４４の各燃料噴射器２４４は、ターニングベーン２０６および／または燃料ポート２１０の下流の位置で液体燃料の霧化されたジェットを予混合通路２０８内に噴射するように半径方向に配向されている。液体燃料の霧化されたジェットは、軸方向中心線２１６に対して、燃料噴射器２４４からほぼ半径方向に導かれる。

特定の実施形態では、図７に詳述するように、１つまたは複数の半径方向燃料噴射器２４４を、リングマニホールド２２６の対応する開口２４６内に回してはめ込むか、ねじ込むか、別の方法で取り外し可能に取り付けることができる。燃料管２４０は、液体燃料５６を液体燃料供給源５４から燃料プレナム２３８に通すための流体通路２４８を提供するか、または画定する。

特定の実施形態では、図４、図５および図６に示すように、中心体は、外側スリーブ２５０をさらに含む。外側スリーブ２５０は、リングマニホールド２２６の外側バンド２３６に接続することができ、リングマニホールド２２６の後方側壁２３２の後方に延在する。特定の実施形態では、図４、図５および図６に示すように、可撓性シール２５２（例えば、ベローズシールなど）は、外側スリーブ２５０内の後方側壁２３２の後方に配置された内側管２２８の一部を円周方向に囲む。可撓性シール２５２は、内側管２２８の後端部２５４をリングマニホールド２２６の後方側壁２３２に接続する。可撓性シール２５２は、内側管２２８の後端部２５４とリングマニホールド２２６の後方側壁２３２との間の内側管２２８の一部の周囲に封止を形成する。

特定の実施形態では、図５および図６に示すように、ノズル本体またはディスク２５６が、内側管２２８の後端部２５４の下流の外側スリーブ２５０内に配置される。ノズル本体２５６は、軸方向中心線２１６に対して外側スリーブ２５０内で半径方向および円周方向に延在する。ノズル本体２５６は、複数の開口部２５８を画定する。リングマニホールド２２６の後方側壁２３２、外側スリーブ２５０、可撓性シール２５２、およびノズル本体２５６は、外側スリーブ２５０内の流体チャンバ２６０を集合的に画定する。複数の開口部２５８は、流体チャンバ２６０と流体連通している。特定の実施形態では、ノズル本体２５６の後面２６２は、外側スリーブ２５０の後端部２６４から軸方向に（軸方向内側に）オフセットされてもよい。

予混合気体燃料動作モードでは、図４、図５および図６にまとめて示すように、気体燃料５２が気体燃料供給源５０から気体燃料プレナム２１２内に流れる。気体燃料５２は、燃料ポート２１０を介して気体燃料プレナム２１２を出て、ヘッドエンド容積部４２から始まり予混合通路２０８を通って流れる圧縮空気２８の流れの中に噴射され、予混合された気体燃料空気混合物を形成する。希釈剤供給源６０（図４）からの空気または他の希釈剤５８は、内側管２２８を通って流体チャンバ２６０内に、およびノズル本体２５６の開口部２５８を通って送られる。希釈剤供給源６０は、ヘッドエンドチャンバ４２からの圧縮空気５８であってもよく、または別の供給源からの圧縮流体であってもよい。空気５８（または他の希釈剤）は、燃焼室４６内の燃焼ダイナミクスを緩和／安定化すると共に、ノズル本体２５６に冷却を提供する。

予混合液体燃料動作時には、液体燃料供給源５４からの液体燃料５６は、燃料管２４０を介してリングマニホールド２２６の燃料プレナム２３８に供給される。燃料噴射器２４４は、ターニングベーン２０６の下流の予混合通路２０８内に液体燃料を霧化し、予混合通路２０８を流れる圧縮空気２８の流れの中に液体燃料を導く。希釈剤供給源６０（図４）からの空気または他の希釈剤５８は、内側管２２８を通って流体チャンバ２６０内に、およびノズル本体２５６の開口部２５８を通って送られる。空気５８（または他の希釈剤）は、燃焼室４６内の燃焼ダイナミクスを緩和／安定化すると共に、ノズル本体２５６に冷却を提供する。

予混合液体燃料動作および予混合気体燃料動作の両方において、可撓性シール２５２および螺旋状の燃料管２４０は、内側管２２８、リングマニホールド２２６、および中心体２０２などの、中心体２０２の様々なハードウェア構成要素間の相対的な熱成長を可能にする。

本明細書は、最良の形態を含めて、本発明を開示するために実施例を用いており、また、任意の装置またはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、いかなる当業者も本発明を実施することが可能となるように実施例を用いている。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、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。そのような他の実施例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造要素を含む場合、あるいは特許請求の範囲の文言との実質的な相違がない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあるものとする。
［実施態様１］
燃料ノズル（２００）であって、
管状の中心体（２０２）と、
前記中心体（２０２）の後端部（２６４）に配置されたリングマニホールド（２２６）と、
前記リングマニホールド（２２６）を軸方向に貫通し、かつ前記中心体（２０２）内に配置され、希釈剤供給源（６０）と流体連通する内側管（２２８）と、
前記内側管（２２８）の一部の周りに螺旋状に延在し、前記リングマニホールド（２２６）の燃料プレナム（２３８）を液体燃料供給源（５４）に流体結合する燃料管（２４０）と、
前記リングマニホールド（２２６）の外側バンド（２３６）内に円周方向に離間され、前記燃料プレナム（２３８）と流体連通する複数の燃料噴射器（２４４）であって、前記複数の燃料噴射器（２４４）の各燃料噴射器（２４４）は、霧化された液体燃料（５６）の流れを前記中心体（２０２）から半径方向外側に導くように配向されている、複数の燃料噴射器（２４４）と、を含み、
前記リングマニホールド（２２６）および前記内側管（２２８）は熱的に分離されている、燃料ノズル（２００）。
［実施態様２］
前記複数の燃料噴射器（２４４）のうちの１つまたは複数の燃料噴射器（２４４）は、前記リングマニホールド（２２６）内に取り外し可能に挿入される、実施態様１に記載の燃料ノズル（２００）。
［実施態様３］
前記中心体（２０２）内に画定された気体燃料プレナム（２１２）をさらに含み、前記内側管（２２８）および前記リングマニホールド（２２６）は、前記気体燃料プレナム（２１２）を少なくとも部分的に画定する、実施態様１に記載の燃料ノズル（２００）。
［実施態様４］
前記中心体（２０２）から半径方向外側に延在する複数のターニングベーン（２０６）をさらに含み、各ターニングベーン（２０６）は少なくとも１つの燃料ポート（２１０）を含み、前記気体燃料プレナム（２１２）は気体燃料供給源（５０）と流体連通し、各燃料ポート（２１０）は前記気体燃料プレナム（２１２）と流体連通する、実施態様３に記載の燃料ノズル（２００）。
［実施態様５］
前記燃料管（２４０）の後端部（２４２）は、前記リングマニホールド（２２６）の前方側壁（２３０）に接続される、実施態様１に記載の燃料ノズル（２００）。
［実施態様６］
前記リングマニホールド（２２６）に接続された外側スリーブ（２５０）をさらに含み、前記内側管（２２８）の後端部（２５４）は、前記外側スリーブ（２５０）内に配置される、実施態様１に記載の燃料ノズル（２００）。
［実施態様７］
前記内側管（２２８）の前記後端部（２５４）の下流で前記外側スリーブ（２５０）内に配置されたノズル本体（２５６）をさらに含み、前記ノズル本体（２５６）は、複数の開口部（２５８）を画定する、実施態様６に記載の燃料ノズル（２００）。
［実施態様８］
前記ノズル本体（２５６）および前記外側スリーブ（２５０）は、前記内側管（２２８）と流体連通する流体チャンバ（２６０）を形成する、実施態様７に記載の燃料ノズル（２００）。
［実施態様９］
前記複数の開口部（２５８）は、前記流体チャンバ（２６０）と流体連通する、実施態様７に記載の燃料ノズル（２００）。
［実施態様１０］
前記外側スリーブ（２５０）内に配置され、前記内側管（２２８）の一部を円周方向に取り囲む可撓性シール（２５２）をさらに含み、前記可撓性シール（２５２）は、前記リングマニホールド（２２６）の前記後方側壁（２３２）と前記内側管（２２８）との間に封止を形成する、実施態様１に記載の燃料ノズル（２００）。
［実施態様１１］
前記可撓性シール（２５２）はベローズである、実施態様１０に記載の燃料ノズル（２００）。
［実施態様１２］
燃焼器（１８）であって、
エンドカバー（４０）と、
前記エンドカバー（４０）の軸方向中心線に沿って配置された中心燃料ノズル（２００）と、を含み、前記中心燃料ノズル（２００）は、
管状の中心体（２０２）と、
前記中心体（２０２）の後端部（２６４）に配置されたリングマニホールド（２２６）と、
前記リングマニホールド（２２６）を軸方向に貫通し、かつ前記中心体（２０２）内に配置され、希釈剤供給源（６０）と流体連通する内側管（２２８）と、
前記内側管（２２８）の一部の周りに螺旋状に延在し、前記リングマニホールド（２２６）の燃料プレナム（２３８）を液体燃料供給源（５４）に流体結合する燃料管（２４０）と、
前記リングマニホールド（２２６）の外側バンド（２３６）内に円周方向に離間され、前記燃料プレナム（２３８）と流体連通する複数の燃料噴射器（２４４）であって、前記複数の燃料噴射器（２４４）の各燃料噴射器（２４４）は、霧化された液体燃料（５６）の流れを前記中心体（２０２）から半径方向外側に導くように配向されている、複数の燃料噴射器（２４４）と、を含み、
前記リングマニホールド（２２６）および前記内側管（２２８）は熱的に分離されている、燃焼器（１８）。
［実施態様１３］
前記複数の燃料噴射器（２４４）のうちの１つまたは複数の燃料噴射器（２４４）は、前記リングマニホールド（２２６）内に取り外し可能に挿入される、実施態様１２に記載の燃焼器（１８）。
［実施態様１４］
前記中心体（２０２）内に画定された気体燃料プレナム（２１２）をさらに含み、前記内側管（２２８）および前記リングマニホールド（２２６）は、前記気体燃料プレナム（２１２）を少なくとも部分的に画定する、実施態様１２に記載の燃焼器（１８）。
［実施態様１５］
前記中心体（２０２）から半径方向外側に延在する複数のターニングベーン（２０６）をさらに含み、各ターニングベーン（２０６）は少なくとも１つの燃料ポート（２１０）を含み、前記気体燃料プレナム（２１２）は気体燃料供給源（５０）と流体連通し、各燃料ポート（２１０）は前記気体燃料プレナム（２１２）と流体連通する、実施態様１４に記載の燃焼器（１８）。
［実施態様１６］
前記燃料管（２４０）の後端部（２４２）は、前記リングマニホールド（２２６）の前方側壁（２３０）に接続される、実施態様１２に記載の燃焼器（１８）。
［実施態様１７］
前記リングマニホールド（２２６）に接続された外側スリーブ（２５０）をさらに含み、前記内側管（２２８）の後端部（２５４）は、前記外側スリーブ（２５０）内に配置される、実施態様１２に記載の燃焼器（１８）。
［実施態様１８］
前記内側管（２２８）の前記後端部（２５４）の下流で前記外側スリーブ（２５０）内に配置されたノズル本体（２５６）をさらに含み、前記ノズル本体（２５６）は、複数の開口部（２５８）を画定する、実施態様１７に記載の燃焼器（１８）。
［実施態様１９］
前記ノズル本体（２５６）および前記外側スリーブ（２５０）は、前記内側管（２２８）と流体連通する流体チャンバ（２６０）を形成する、実施態様１８に記載の燃焼器（１８）。
［実施態様２０］
前記複数の開口部（２５８）は、前記流体チャンバ（２６０）と流体連通する、実施態様１８に記載の燃焼器（１８）。

１０ガスタービン
１２吸気部
１４圧縮機
１６燃焼システム
１８燃焼器
２０タービン
２２排気部
２４シャフト
２６空気
２８圧縮空気
３０燃料
３２燃料供給源
３４燃焼ガス
３６外側ケーシング
３８高圧プレナム
４０エンドカバー
４１キャップアセンブリ
４２ヘッドエンド容積部／ヘッドエンドチャンバ
４４ライナー／ダクト
４６燃焼ゾーン／燃焼室
４８高温ガス経路
５０気体燃料供給源
５２気体燃料
５４液体燃料供給源
５６液体燃料
５８希釈剤／圧縮空気
６０希釈剤供給源
１００一次燃料ノズル／外側燃料ノズル／二重燃料燃料ノズル
２００中心燃料ノズル／中央燃料ノズル／二重燃料燃料ノズル
２０２中心体
２０４バーナー管
２０６ターニングベーン
２０８予混合通路
２１０燃料ポート
２１２気体燃料プレナム
２１４管
２１６長手方向軸線／軸方向中心線
２１８上流端部分
２２０入口
２２２下流端部分
２２４出口
２２６リングマニホールド
２２８内側管
２３０前方側壁
２３２後方側壁
２３４内側バンド
２３６外側バンド
２３８燃料プレナム
２４０燃料管
２４２後端部
２４４半径方向燃料噴射器
２４６開口
２４８流体通路
２５０外側スリーブ
２５２可撓性シール
２５４後端部
２５６ノズル本体／ディスク
２５８開口部
２６０流体チャンバ
２６２後面
２６４後端部

Claims

燃料ノズル（２００）であって、
管状の中心体（２０２）と、
前記中心体（２０２）の後端部（２６４）に配置されたリングマニホールド（２２６）と、
前記リングマニホールド（２２６）を軸方向に貫通し、かつ前記中心体（２０２）内に配置され、希釈剤供給源（６０）と流体連通する内側管（２２８）であって、前記内側管（２２８）および前記リングマニホールド（２２６）は、前記中心体（２０２）内の気体燃料プレナム（２１２）を少なくとも部分的に画定する、前記内側管（２２８）と、
前記リングマニホールド（２２６）に接続され、前記リングマニホールド（２２６）から後端まで軸方向に延びる外側スリーブ（２５０）と、
前記外側スリーブ（２５０）内に配置されたノズル本体（２５６）であって、前記ノズル本体（２５６）は、前記外側スリーブ（２５０）の前記後端から軸方向内側に配置された後面を備え、前記内側管（２２８）の後端が、前記外側スリーブ（２５０）内に、前記ノズル本体（２５６）から離れて配置され、その間に軸方向のギャップが画定される前記ノズル本体（２５６）と、
前記内側管（２２８）の一部の周りに螺旋状に延在し、前記リングマニホールド（２２６）の燃料プレナム（２３８）を液体燃料供給源（５４）に流体結合する燃料管（２４０）と、
前記リングマニホールド（２２６）の外側バンド（２３６）内に円周方向に離間され、前記燃料プレナム（２３８）と流体連通する複数の燃料噴射器（２４４）であって、前記複数の燃料噴射器（２４４）の各燃料噴射器（２４４）は、霧化された液体燃料（５６）の流れを前記中心体（２０２）から半径方向外側に導くように配向されている、複数の燃料噴射器（２４４）と、
前記外側スリーブ（２５０）内に配置され、前記内側管（２２８）の一部を円周方向に取り囲む可撓性シール（２５２）であって、前記可撓性シール（２５２）は、前記リングマニホールド（２２６）の後方側壁（２３２）と前記内側管（２２８）との間に延びる、前記可撓性シール（２５２）と、
前記リングマニホールド（２２６）の前記後方側壁（２３２）、前記外側スリーブ（２５０）、前記可撓性シール（２５２）、および前記ノズル本体（２５６）によって集合的に画定され、前記内側管（２２８）から希釈剤を受け取る流体チャンバ（２６０）と、
を含み、
前記リングマニホールド（２２６）は前記内側管（２２８）に拘束されていない、燃料ノズル（２００）。
燃料ノズル（２００）であって、
管状の中心体（２０２）と、
前記中心体（２０２）の後端部（２６４）に配置されたリングマニホールド（２２６）と、
前記リングマニホールド（２２６）を軸方向に貫通し、かつ前記中心体（２０２）内に配置され、希釈剤供給源（６０）と流体連通する内側管（２２８）と、
前記内側管（２２８）の一部の周りに螺旋状に延在し、前記リングマニホールド（２２６）の燃料プレナム（２３８）を液体燃料供給源（５４）に流体結合する燃料管（２４０）と、
前記リングマニホールド（２２６）の外側バンド（２３６）内に円周方向に離間され、前記燃料プレナム（２３８）と流体連通する複数の燃料噴射器（２４４）であって、前記複数の燃料噴射器（２４４）の各燃料噴射器（２４４）は、霧化された液体燃料（５６）の流れを前記中心体（２０２）から半径方向外側に導くように配向されている、複数の燃料噴射器（２４４）と、
前記リングマニホールド（２２６）に接続された外側スリーブ（２５０）と、
前記外側スリーブ（２５０）内に配置され、前記内側管（２２８）の一部を円周方向に取り囲む可撓性シール（２５２）とを含み、
前記内側管（２２８）の後端部（２５４）は、前記外側スリーブ（２５０）内に配置され、
前記可撓性シール（２５２）は、前記リングマニホールド（２２６）の後方側壁（２３２）と前記内側管（２２８）との間に封止を形成し、
前記リングマニホールド（２２６）および前記内側管（２２８）は熱的に分離されている、燃料ノズル（２００）。
前記複数の燃料噴射器（２４４）のうちの１つまたは複数の燃料噴射器（２４４）は、前記リングマニホールド（２２６）内に取り外し可能に挿入される、請求項１または２に記載の燃料ノズル（２００）。
前記中心体（２０２）から半径方向外側に延在する複数のターニングベーン（２０６）をさらに含み、各ターニングベーン（２０６）は少なくとも１つの燃料ポート（２１０）を含み、前記気体燃料プレナム（２１２）は気体燃料供給源（５０）と流体連通し、各燃料ポート（２１０）は前記気体燃料プレナム（２１２）と流体連通する、請求項１乃至３のいずれかに記載の燃料ノズル（２００）。
前記燃料管（２４０）の後端部（２４２）は、前記リングマニホールド（２２６）の前方側壁（２３０）に接続される、請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料ノズル（２００）。
前記ノズル本体（２５６）は、前記内側管（２２８）の前記後端部（２５４）の下流で前記外側スリーブ（２５０）内に配置され、前記ノズル本体（２５６）は、複数の開口部（２５８）を画定し、
前記複数の開口部（２５８）は、前記流体チャンバ（２６０）と流体連通する、請求項１乃至５のいずれかに記載の燃料ノズル（２００）。
前記可撓性シール（２５２）は、前記流体チャンバ（２６０）が前記外側スリーブ（２５０）内の前記可撓性シール（２５２）を取り囲むように、前記ノズル本体（２５６）から軸方向と半径方向に離れている、請求項１乃至６のいずれかに記載の燃料ノズル（２００）。
前記可撓性シール（２５２）はベローズである、請求項７に記載の燃料ノズル（２００）。
燃焼器（１８）であって、
エンドカバー（４０）と、
前記エンドカバー（４０）の軸方向中心線に沿って配置された中心燃料ノズル（２００）と、を含み、前記中心燃料ノズル（２００）は、請求項１乃至８のいずれかに記載の燃料ノズル（２００）である、燃焼器（１８）。