JPH10311539A - ガスタービンエンジン用低エミッション燃焼システム - Google Patents

ガスタービンエンジン用低エミッション燃焼システム

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JPH10311539A
JPH10311539A JP10107642A JP10764298A JPH10311539A JP H10311539 A JPH10311539 A JP H10311539A JP 10107642 A JP10107642 A JP 10107642A JP 10764298 A JP10764298 A JP 10764298A JP H10311539 A JPH10311539 A JP H10311539A
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injector
tube
combustor
air
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Application number
JP10107642A
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English (en)
Inventor
W Wills Jeffrey
ダブリュ.ウィリス ジェフリー
Pont Gilliermo
ポント ギリェルモ
L Older Bruce Jr
エル.オールダー,ジュニア ブルース
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Capstone Green Energy Corp
Original Assignee
Capstone Turbine Corp
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Publication date
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
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    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料/空気混合物を導入するための複数の接
線方向燃料インジェクタを有する略環状の燃焼器を含む
ガスタービンエンジン用低エミッション燃焼システムを
提供する。 【解決手段】 環状燃焼器22は、内側ライナー46か
らのスカート状流動制御バッフルと、流動制御バッフル
の下側で内側ライナーに、さらに円筒状外側ライナーに
設けられた空気希釈孔51,52を含む。燃料インジェ
クタは、レキュペレータハウジング40を貫通し、傾斜
管58を通って燃焼器内へ延在し、次いで燃焼器ハウジ
ング39の円筒状外側ライナーに設けた接線ガイドを通
って延在している。燃料インジェクタは、おもに伸長イ
ンジェクタ管69を備え、その外端部は、少なくとも1
つの燃料流入管64を有するカプラー62を含んでい
る。圧縮燃焼空気は、伸長インジェクタ管の内部に、そ
こに設けた孔やスリットのいずれかから供給される。こ
れらの孔やスリットは、レキュペレータハウジングと燃
焼器の間の空間に開口した燃料インジェクタの回りの傾
斜管から圧縮空気を受け入れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼システムの分
野に関し、特に、改良されたガスタービンエンジン用低
エミッション燃焼システムに関する。
【0002】
【従来の技術】ガスタービンエンジンにおいて、流入空
気は、連続的に圧縮され、可燃比率で燃料と混合され、
次いで、点火源と接触させて混合物に点火し、燃焼を続
けさせる。このようにして放出された熱エネルギーは、
次に燃焼ガスとしてガスタービンへ流れ、ここで発電機
などの駆動装置用の回転エネルギーに変換される。次
に、燃焼ガスは、その残留熱の一部を、圧縮機から供給
される到来空気に渡した後、大気中に排出される。
【0003】理論空気量を大幅に上回る量の空気は通常
圧縮され、燃焼器ライナーを低温に保ち、燃焼器排気ガ
スを希釈するために利用される。これにより、タービン
ノズルおよびブレードに対する損傷を避けることができ
る。一般に、燃焼器の一次セクションは、ほぼ理論的状
態で作動し、華氏約4000度までの燃焼ガス温度を発
生する。さらに燃焼器に沿って二次空気を入れて空気燃
料比を上げ、ガス温度を下げる。そこで、燃焼器から出
るガスの温度は華氏2000度の範囲内となる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】NOxの形成が高温に
おいて熱力学的に促進されることは十分に立証されてい
る。NOx形成反応は、温度依存性が非常に高いため、
最高燃焼温度を減少させることは、燃焼ゾーンにおける
燃焼生成物の滞留時間を制限することと同じく、ガスタ
ービンエンジンからのNOx放出を減少させる効果的な
手段を提供することができる。非常に希薄な状態(すな
わち、極めて過剰な空気)において燃焼プロセスを作動
させることは、低温ひいては低NOx放出を達成する最
も簡単な方法の一つである。しかしながら、非常に希薄
な状態での点火および燃焼では、不完全燃焼を避けるこ
とができず、それに付随したエミッションを生じる。さ
らに、このように極めて希薄な動作状態においては燃焼
プロセスを持続させることができない。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の低エミッション
燃焼システムは、円筒状外側ライナーおよびテーパ状内
側ライナーから構成される略環状の燃焼器と、燃焼器ド
ームを含んでいる。複数の接線方向燃料インジェクタ
は、環状燃焼室の燃焼器ドーム端において、燃料/空気
混合物を導入する。略スカート状の流動制御バッフル
が、テーパ状内側ライナーから環状燃焼室内に延在して
いる。流動制御バッフルの下側でテーパ状内側ライナー
内に設けられた複数の空気希釈孔は、希釈空気を環状燃
焼室内に導入する。さらに、円筒状外側ライナーに設け
られた複数の空気希釈孔は、流動制御バッフルの下流側
でさらなる希釈空気を導入する。
【0006】燃料インジェクタは、レキュペレータ(伝
熱式熱交換器)ハウジングを通り、外側レキュペレータ
壁と内側レキュペレータ壁との間に延在する傾斜(angle
d)管を通って燃焼器内に入り、次いで、燃焼器ハウジン
グの円筒状外側ライナー内のガイドを通って環状燃焼室
の内部まで延在する。燃料インジェクタは、伸長インジ
ェクタ管を備え、その外側端部には少なくとも一つの燃
料流入管を有するカプラーが設けられている。圧縮され
た燃焼空気は、伸長インジェクタ管に設けられた孔やス
リットのいずれかからその内部に供給される。これらの
孔やスリットは、レキュペレータハウジングと燃焼器の
間の空間に開口した燃料インジェクタの回りの傾斜管か
らの圧縮空気を受入れる。
【0007】燃焼インジェクタは、伸長インジェクタ管
内に同心状内側管を含んでいてもよく、また、複数の孔
を含むセンタリングリングを、同心状内側インジェクタ
管と伸長インジェクタ管間の空間に配置してもよい。中
心リングおよび外側インジェクタ管の孔やスリットにつ
いては、様々な配置が可能である。外側インジェクタ管
の排出端には、パイロット火炎ホルダーや過流器を設け
てもよい。
【0008】具体的に述べると、本発明によれば、外側
ライナーと、内側ライナーと、閉鎖上流端と、開放排出
端とを有する環状燃焼器と、上記燃焼器の上記閉鎖端の
外周のまわりに間隔を置いて設けた複数の接線方向燃料
インジェクタと、上記内側ライナーと上記外側ライナー
の間で上記内側ライナーから下流側に環状燃焼器内に延
在する屈曲略スカート状流動制御バッフルであって、上
記内側ライナーと上記外側ライナー間の距離の約3分の
1から3分の2まで突出している屈曲略スカート状流動
制御バッフルと、上記屈曲略スカート状流動制御バッフ
ルの下側で上記内側ライナーに間隔を置いて設けた複数
の空気希釈開口であって、上記屈曲略スカート状流動制
御バッフルが上記間隔を置いて設けた複数の空気希釈開
口から下流方向に空気を導くように構成された空気希釈
開口と、上記環状燃焼器内にさらなる希釈空気を注入す
るために上記環状燃焼器の上記外側ライナーに間隔を置
いて設けた複数の空気希釈開口とを備えることを特徴と
するガスタービンエンジン用低エミッション燃焼システ
ムが得られる。
【0009】また本発明によれば、圧縮機と、上記圧縮
機を駆動するタービンと、上記タービンから排気ガスを
受け入れて、燃焼空気を加熱するハウジングを含む環状
レキュペレータとを有するガスタービンエンジン用低エ
ミッション燃焼システムにおいて、上記タービンを駆動
するための高温燃焼ガスを発生させる環状燃焼器であっ
て、上記環状燃焼器は上記環状レキュペレータハウジン
グ内に同心状に配置され、その間の環状空間には上記レ
キュペレータからの加熱圧縮空気が供給され、上記環状
燃焼器は、外側ライナーと、内側ライナーと、略ドーム
状閉鎖上流端と、開放排出端とを備え、上記外側ライナ
ーが上記外側ライナーを貫通して接線方向に延在する複
数の傾斜燃料インジェクタガイドを含むように構成され
た環状燃焼器を含み、上記レキュペレータハウジング
は、内部に延在するとともに上記レキュペレータハウジ
ングと上記燃焼器の間の環状空間に開口した間隔を置い
て設けた複数の傾斜管を含み、さらに、上記複数の傾斜
管内で上記レキュペレータハウジングを通過しかつ上記
環状燃焼器の上記外側ライナー内で上記複数の傾斜燃料
インジェクタガイドを経て上記環状燃焼器の閉鎖端まで
延在する複数の接線方向燃料インジェクタであって、1
つの燃料インジェクタは1つの傾斜管と1つの傾斜ガイ
ドを通って延在する接線方向燃料インジェクタと、上記
内側ライナーと上記外側ライナーの間で上記内側ライナ
ーから下流側に環状燃焼器内に延在する屈曲略スカート
状流動制御バッフルであって、上記内側ライナーと上記
外側ライナー間の距離の約3分の1から3分の2まで突
出している屈曲略スカート状流動制御バッフルと、上記
屈曲略スカート状流動制御バッフルの下側で上記内側ラ
イナーに間隔を置いて設けた複数の空気希釈開口であっ
て、上記屈曲略スカート状流動制御バッフルが、上記間
隔を置いて設けた複数の空気希釈開口から下流方向に空
気を導くように構成された空気希釈開口と、上記環状燃
焼器内にさらなる希釈空気を注入するために上記環状燃
焼器の上記外側ライナーに間隔を置いて設けた複数の空
気希釈開口とを備えることを特徴とする低エミッション
燃焼システムが得られる。
【0010】また本発明によれば、外側端および排出端
を有する伸長インジェクタ管と、燃料流入管と、上記伸
長インジェクタ管の外側端を上記燃料流入管に結合する
カプラーとを備え、上記伸長インジェクタ管の内部には
上記カプラーと上記排出端の中間に複数の開口が設けら
れ、上記開口は、圧縮空気を導入して上記伸長インジェ
クタ管内で上記燃料流入管からの燃料と混合させるため
のものであることを特徴とするガスタービンエンジン燃
焼器用燃料インジェクタが得られる。
【0011】また本発明によれば、外側端および排出端
を有する伸長インジェクタ管と、気体燃料流入管と、液
体燃料流入管と、上記伸長インジェクタ管の外側端を上
記気体燃料流入管および上記液体燃料流入管に結合する
カプラーとを備え、上記気体燃料流入管は上記伸長イン
ジェクタ管に対して垂直であり、上記液体燃料流入管は
上記伸長インジェクタ管と同心であり、上記伸長インジ
ェクタ管は上記カプラーと上記排出端の中間に設けた複
数の開口を有し、上記複数の開口は、上記傾斜管から上
記伸長インジェクタ管の内部に圧縮空気を導入して上記
気体燃料流入口からの気体燃料あるいは上記液体燃料流
入口からの液体燃料と混合するためのものであることを
特徴とするガスタービンエンジン燃焼器用燃料インジェ
クタが得られる。
【0012】また本発明によれば、最大出力動作におい
て燃料インジェクタ管の排出端において燃焼室内に燃焼
火炎を形成するステップと、燃料インジェクタ管の排出
端内に上記燃焼火炎をフラッシュバックし低出力動作に
おいて上記燃料インジェクタ管内において火炎を安定さ
せるステップとを備えたことを特徴とするガスタービン
エンジン用燃料注入方法が得られる。
【0013】また本発明によれば、燃焼器と、上記燃焼
器を駆動するためのタービンと、上記タービンから排気
ガスを受け入れて燃焼空気を加熱する、ハウジングを含
む環状レキュペレータとを有するガスタービンエンジン
のための燃焼方法において、上記タービンを駆動するた
めに高温燃焼ガスを発生させる環状燃焼器であって、上
記環状レキュペレータハウジング内に環状空間をはさん
で同心状に配置され、外側ライナーと、内側ライナー
と、略ドーム状閉鎖上流端と、開放排出端とを有し、上
記外側ライナーは、それを通過して接線方向に延在する
複数の傾斜燃料インジェクタガイドを含むように構成さ
れた環状燃焼器を用意するステップと、上記レキュペレ
ータハウジングを通って延在し、上記環状燃焼器の上記
外側ライナーの上記傾斜燃料インジェクタガイドと一直
線上に並び且つ上記レキュペレータハウジングと上記燃
焼器の間の環状空間に開口した、間隔を置いて設けた複
数の傾斜管を用意するステップと、上記複数の傾斜管内
で上記レキュペレータハウジングを通ってかつ上記環状
燃焼器の上記外側ライナー内で上記複数の傾斜燃料イン
ジェクタガイドを経て上記環状燃焼器の閉鎖端まで延在
する複数の接線方向燃料インジェクタであって、1つの
燃料インジェクタが1つの傾斜管と一直線上に並んだ1
つの傾斜ガイドとを通って延在する接線方向燃料インジ
ェクタを用意するステップとを有し、上記接線方向燃料
インジェクタの各々は、外側端および排出端を有する伸
長インジェクタ管と、上記外側端と上記排出端の間に設
けた燃料分散中央リングとを有し、上記中央リングは、
燃料を通過させるための間隔を置いて設けた複数の開口
と、燃料流入管と、上記伸長インジェクタ管の外側端を
上記燃料流入管に結合するカプラーとを含み、上記伸長
インジェクタ管は、上記燃料分散中央リングの下流側に
設けた複数の開口を有しており、さらに、上記レキュペ
レータから上記燃料分散中心リングの下流側で上記伸長
インジェクタ管に設けた開口に加熱圧縮空気を供給する
ステップと、燃料を燃料流入管に供給して上記燃料分散
中心リングの下流側で上記伸長管内において圧縮空気と
混合するステップと、最大出力動作において上記燃焼室
内の上記接線方向燃料インジェクタの上記伸長インジェ
クタ管の排出端において燃焼火炎を形成するステップ
と、上記伸長インジェクタ管の排出端内に上記火炎をフ
ラッシュバックし最小出力動作において上記接線方向燃
料インジェクタの上記燃料インジェクタ管内で火炎を安
定させるステップとを有することを特徴とする燃焼方法
が得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の低エミッション燃焼シス
テムを利用したターボ発電機12を図1に示す。ターボ
発電機12は、永久磁石発電機20と、パワーヘッド2
1と、燃焼器22と、レキュペレータ(すなわち熱交換
器)23を備えている。
【0015】永久磁石発電機20は、永久磁石ロータま
たはスリーブ26を含み、この永久磁石ロータ26は、
その内部に配置された永久磁石を備え、一対の離間した
ジャーナルベアリングにより永久磁石ステータ27内部
に回転可能に支持されている。放射状(径方向)永久磁
石ステータ冷却フィン28が外側円筒スリーブ29内に
収容され、環状空気流通路を構成している。この空気流
通路は、永久磁石ステータ27を冷却し、これにより、
パワーヘッド21へ向かう途中で通過する空気を予熱す
る。
【0016】ターボ発電機12のパワーヘッド21は、
圧縮機30と、タービン31と、ベアリングロータ32
とを備え、このベアリングロータ32を、永久磁石ロー
タ26に至るタイロッド33が通過している。圧縮機3
0は、永久磁石ステータ27の回りの円筒スリーブ29
内の環状空気流通路から予熱された空気を受ける圧縮機
インペラまたはホイール34を備え、タービン31によ
り駆動される。このタービン31は、レキュペレータ2
3から予熱された空気を供給される燃焼器22からの加
熱された排気ガスを受けるタービンホイール35を有し
ている。圧縮機ホイール34およびタービンホイール3
5は、放射状に延在するベアリングロータスラストディ
スク36を有するベアリングシャフトまたはロータ32
上に支持されている。ベアリングロータ32は、中央ベ
アリングハウジング37内の一つのジャーナルベアリン
グにより回転可能に支持され、ベアリングロータ32の
圧縮機端のベアリングロータスラストディスク36は、
バイラテラルスラストベアリングにより回転可能に支持
されている。
【0017】取入空気は、圧縮機30により永久磁石発
電機20を介して吸引され、圧縮機30は空気の圧力を
増加させ、レキュペレータ23内に空気を送り込む。レ
キュペレータ23は、熱伝達部41と、排気ガスドーム
42と、燃焼器ドーム43を有する環状ハウジング40
を備えている。タービン31からの排出熱は、燃焼器2
2に空気が進入する前に空気を予熱するために用いら
れ、燃焼器22では、予熱された空気を燃料と混合して
燃焼させる。燃焼ガスは、次いで、タービン31内で膨
張され、タービン31により、圧縮機30およびタービ
ン31と同軸上に搭載されている永久磁石発電機20の
永久磁石ロータ26を駆動する。膨張させたタービン排
気ガスは、次いで、ターボ発電機12から排出する前に
レキュペレータ23を通過させられる。
【0018】図2〜図4に示す燃焼器22の燃焼器ハウ
ジング39は、円筒状外側ライナー44およびテーパ状
内側ライナー46を備え、これらは燃焼器ドーム43と
ともに、燃焼器ドーム43からタービン31に至る略拡
張形環状燃焼ハウジングまたはチャンバ39を構成す
る。複数の燃料インジェクタガイド49(図では3つ)
が、燃料インジェクタ14を位置づけ、燃料インジェク
タ軸すなわち中心線47に沿って環状燃焼ハウジング3
9の燃焼器ドーム43端において燃料/空気混合物を接
線方向に導入する。この同じ中心線47は、燃焼ハウジ
ング39内で点火装置(図示せず)を位置決めするため
の点火装置キャップを含んでいる。燃焼器ドーム43は
丸みづけられ、燃料インジェクタ14からの過流パター
ンが十分に発達することを可能にするとともに、燃焼器
内の構造応力負荷を減少させている。
【0019】流動制御バッフル48が、テーパ状内側ラ
イナー46から環状燃焼ハウジング39内に延在してい
る。バッフル48は、略スカート状であり、テーパ状内
側ライナー46と円筒状外側ライナー44間の距離の3
分の1から2分の1の範囲に延在している。流動制御バ
ッフル48の下側でテーパ状内側ライナー46に設けら
れた複数の間隔を置いて設けたオフセット空気希釈孔5
2、53、54からそれぞれなる3列の希釈孔は、希釈
空気を環状燃焼ハウジング39内に導入する。最初の2
列の空気希釈孔52および53(燃料インジェクタ中心
線47に最も近い)は、同じサイズでもよいが、両方と
も3列めの空気希釈孔54よりは小さくする。
【0020】さらに、円筒状外側ライナー44に設けた
複数の間隔を置いて設けた空間空気希釈孔50および5
1からそれぞれなる2列の希釈孔は、流動制御バッフル
48から下流側でさらなる希釈空気を導入する。流動制
御バッフル48に最も近い複数の孔50は、二列めの孔
51より大きく、数が少なくてもよい。
【0021】図5に示す別の燃焼ハウジング39´は、
流動制御バッフル48´がテーパ状内側ライナー46お
よび円筒状外側ライナー44間の距離の2分の1から3
分の2の範囲に延在していることを除いて、図2〜図4
の燃焼ハウジング39と概ね同様である。
【0022】本発明の低エミッション燃焼器システム
は、天然ガスやプロパンなどの気体燃料と、ガソリンや
ディーゼルオイルなどの液体燃料に対して作動でき、あ
るいは、気体またはガス状または液体燃料のどちらかに
対応するよう設計することもできる。図6〜図18の燃
料インジェクタは一種類の燃料に対して作動するように
設計されている。図19〜図24の燃料インジェクタに
は、気体燃料および液体燃料の両方について個々の入口
が設けられ、どちらの燃料が利用できる場合にも作動で
きる。
【0023】燃料は、各燃料インジェクタ14に対して
個別に供給することができる。あるいは、図1に示すよ
うに、燃料マニホールド15を用いて、3つの燃料イン
ジェクタ14すべてに燃料を供給することもできる。燃
料マニホールド15は、燃料源(図示せず)からの燃料
を受け入れるための燃料入口16を備えている。流動制
御バルブ17が、マニホールド15から燃料インジェク
タ14への燃料ラインのそれぞれに設けられている。低
電力動作を持続させ、燃料節約および低エミッションを
維持するため、これらの流動制御バルブ17は、オン/
オフ位置に個別に制御することができ(燃料インジェク
タのいかなる結合をも個別に独立して使用するため)、
あるいは、一緒に調節することもできる。流動制御バル
ブ17は、燃料圧力により開放することができ、あるい
は、これらの動作をソレノイドを用いて制御または増大
することもできる。
【0024】図6に示す燃料インジェクタ14は、レキ
ュペレータハウジング40を通って、次いで燃料インジ
ェクタガイド49を通って燃焼器ハウジング39内まで
延在する。燃料インジェクタフランジ55が外側レキュ
ペレータ壁57上のボス56に取りつけられ、外側レキ
ュペレータ壁57と内側レキュペレータ壁59との間の
傾斜管58を通って延在している。燃料インジェクタ1
4は、燃焼器ハウジング39の円筒状外側ライナー44
内の燃焼インジェクタガイド49を通って環状燃焼ハウ
ジング39の内部まで延在している。
【0025】燃料インジェクタ14は、インジェクタ管
61を備えており、このインジェクタ管61は流入端お
よび排出端を有している。インジェクタ管61の流入端
は、燃料流入管64を有するカプラー62を含んでお
り、この燃料流入管64により燃料をインジェクタ管6
1に供給する。燃料を通過させるための、間隔を置いて
設けた複数の開口66を有する中心リング65により、
燃料がインジェクタ管61内に分散される。これらの開
口66は、燃料インジェクタ管61内の燃料の分散を良
好にする役割を果たす。
【0026】傾斜管58と外側インジェクタ管61との
間の空間が、内側レキュペレータ壁59と燃焼器ハウジ
ング39の円筒状外側ライナー44との間の空間に開口
している。レキュペレータ23からの加熱された圧縮空
気が、内側レキュペレータ壁59と燃焼器ハウジング3
9の円筒状外側ライナー44との間の空間に供給され、
したがって、傾斜管58の内部で利用可能となる。
【0027】中心リング65の下流側でインジェクタ管
61内に設けられた複数の伸長スリット67は、傾斜管
58から、中心リング65の下流側のインジェクタ管6
1内の燃料に、圧縮空気を供給する。これらの伸長スリ
ットは傾斜管58からの圧縮空気を受け入れ、傾斜管5
8は、内側レキュペレータ壁59と燃焼器ハウジング3
9の円筒状外側ライナー44との間の空間から圧縮空気
を受け入れる。中心リング65の下流面は、インジェク
タ管61に入る圧縮空気を下流方向に導くために傾斜さ
せてもよい。
【0028】伸長スリット67を図8および図9に詳細
に示す。スリット67はインジェクタ管61の軸すなわ
ち中心線に概ね平行に延在しているが、放射方向に傾斜
させてある。すなわち、スリット67の側壁は放射状で
なく傾斜されている。この傾斜角度により、インジェク
タ管61に流入する圧縮空気は略接線方向に導かれ、イ
ンジェクタ管61内の燃料分散中心リング65から流出
する燃料とより良好に混合し燃料をかきまぜる。あるい
は、図10に示すように、インジェクタ管69に、イン
ジェクタ管69の軸すなわち中心線から傾斜させた伸長
スリット70を設けてもよい。これはやはり、インジェ
クタ管61内の燃料分散中心リング65から流出する燃
料を混合しかきまぜる作用を有する。
【0029】最大出力において、燃料インジェクタ14
からの火炎71は、図6に示すように、燃焼器ハウジン
グ39の内側にある。高度に予混合された燃料空気混合
物は、非常に低いNOxレベルをもたらす。しかしなが
ら、出力が削減され、燃料が減少するにつれて、火炎7
1はインジェクタ管61内に戻り、図7に示すようにイ
ンジェクタ管61内で安定する。インジェクタ管61
と、燃料分散中心リング65と、過流スリット67は共
働して、インジェクタ管61内でフレームを安定させ
る。
【0030】インジェクタ管61内で安定した火炎71
は、インジェクタ管61の外側の火炎70に比べるとい
くぶん高いNOxレベルを生じるが、このことは、高い
ターンダウン比の達成によりじゅうぶん埋め合わせられ
る。本発明の低エミッション燃焼システムについての通
常のターンダウン比は4程度であるのに対し、インジェ
クタ61内で火炎71を安定させると20を越えるター
ンダウン比が達成される。この大きさのターンダウン比
では、燃焼システムの制御は非常に簡素化され、複数の
燃料インジェクタ14のステージング(staging) を省く
ことができる。燃焼システムのコストがかなり削減され
るだけでなく、燃焼システムの寿命および安定性もかな
り向上する。
【0031】別の傾斜管58´を図7に示す。傾斜管5
8´は外側レキュペレータ壁57と内側レキュペレータ
壁59との間に延在しベローズ部68を含んでいる。こ
のベローズ部68は、傾斜管58´とそれが延在するレ
キュペレータハウジング40の間の熱膨脹差を吸収する
ことができる。
【0032】図11の燃料インジェクタ74において、
インジェクタ管75は燃料分散中心リング65の下流側
に設けた1列の孔79を含んでいる。燃料インジェクタ
管75の排出端は、面過流器77を含み、これにより、
燃焼器ハウジング39内に燃料空気混合物を排出する前
の燃料と空気の混合、および、インジェクタ出口と燃焼
器39内における火炎安定化を促進する。面過流器77
は、複数の翼78を有し、図25〜図27に詳細が示さ
れている。
【0033】図12を参照して、燃料インジェクタ81
は燃料インジェクタ管82を含んでいる。燃料インジェ
クタ管82は、複数の孔79および燃料分散中心リング
65の下流側に配置された複数の伸長スリット67を有
している。孔79およびスリット67の位置は、図13
の燃料インジェクタ83の燃料インジェクタ管84内に
おいては逆転されている。
【0034】図14〜図17の燃料インジェクタ85、
86、87、88はそれぞれ、図6、図11、図12、
図13の燃料インジェクタ14、74、81、83に概
ね対応している。但し、燃料インジェクタ85、86、
87、88には、燃料インジェクタ14、17、81、
83の燃料分散中心リング65は含まれていない。その
他の唯一の相違は、燃料インジェクタ86の燃料インジ
ェクタ管89が、燃料インジェクタ74の燃料インジェ
クタ管75のような1列の孔79ではなく、2列に配し
た複数のオフセット孔79および80を含んでいること
である。
【0035】さらに異なる燃料インジェクタ90を図1
8に示す。燃料インジェクタ90は、外側インジェクタ
管75内に同心状に配置された内側インジェクタ管91
を備えている。外側インジェクタ管75の流入端は、主
燃料流入管93を有するカプラー92を含んでいる。カ
プラー92の外側の内側インジェクタ管91の延長部9
4は、二次すなわちパイロット燃料流入口を提供してい
る。燃料流入管93は、内側インジェクタ管91と外側
インジェクタ管75との間の環状空間へ燃料を供給す
る。一方、内側インジェクタ管91の延長部94は、内
側インジェクタ管91の排出端において、パイロット火
炎ホルダー95へ燃料を供給する。内側インジェクタ管
91は、燃料分散中心リング65により、外側インジェ
クタ管75内に同心状に保持されている。燃料分散中心
リング65は、カプラー92とパイロット火炎ホルダー
95との間の略中央に配置されている。
【0036】既に述べたように、図6〜図18の燃料イ
ンジェクタは、特に気体燃料を使用するために設計され
ており、気体燃料とともに用いることがもっとも好適で
ある。しかしながら、ある状況においては、これらの同
じ燃料インジェクタは、気体燃料の代わりに液体燃料を
使用することができる。しかしながら、図19〜図24
に示すように、これら燃料インジェクタは、燃料の利用
可能性に応じて、気体および液体燃料のいずれをも収容
できるように特別に設計されている。
【0037】図19〜図24の燃料インジェクタ101
〜105は、それぞれ、燃料インジェクタ管82(図1
9および図22)と、燃料インジェクタ管61(図20
および24)と、燃料インジェクタ管89(図21)
と、燃料インジェクタ管84(図23)とを含んでい
る。これら燃料インジェクタ管の各々は、カプラー92
から延在している。カプラー92は、気体燃料用の垂直
燃料流入管97および液体燃料用の同心状燃料流入管9
8を含んでいる。燃料インジェクタ100および101
は、燃料分散中心リング65からカプラー92の同心状
燃料流入管98に延在する同心状内側インジェクタ管9
9を含んでいる。燃料インジェクタ100の燃料インジ
ェクタ管82は、オフセット孔79および伸長スリット
67の両方を含んでおり、燃料インジェクタ101の燃
料インジェクタ管61は、伸長スリット67のみを含ん
でいる。
【0038】燃料インジェクタ102の燃料インジェク
タ管89は、それぞれ複数のオフセット孔からなる2列
の穴79および80と、翼78を有する過流器77を含
んでいる。燃料インジェクタ103および104の燃料
インジェクタ管82および84内にはそれぞれ、1列の
孔79および1列の伸長スリット67が含まれ、燃料イ
ンジェクタ管82では孔79の下流側にスリット67が
配置され、燃料インジェクタ管84ではその逆に配置さ
れている。燃料インジェクタ105の燃料インジェクタ
管61は、複数の伸長スリット67のみを含んでいる。
【0039】過流器77を図25〜図27に示す。通過
する燃料/空気混合物に過流運動を与えるための6つの
翼78が図示されているが、過流器は、より多数または
より少数の翼で構成されてもよい。図28の過流器10
7は、図25〜図27に示した過流器の別の図である。
【0040】本発明の改良された低エミッション燃焼シ
ステムは、一貫して、稀薄状態の予混合燃焼ゾーンを用
いている。本発明は、一次ゾーンにおける燃料/空気混
合物の接線方向注入に続いて二次ゾーンにおける希釈空
気の注入を行う環状燃焼器を利用している。燃焼器は、
非常に大きく、与えられた出力レベルに対応する標準サ
イズと比べて、少なくともマグニチュード(magunitude)
のオーダーである。高度な混合および低い当量比によ
り、一次ゾーンにおけるNOx形成は非常に低レベルと
なる。
【0041】稀薄な二次ゾーンは、流動制御バッフルの
下の二次孔から流動制御バッフルのさらに下流側に空気
を流すことにより形成される。流動制御バッフルは、燃
焼器内に別の急冷(quench)ゾーンが構成されることを防
ぐ。過流/衝突噴射は、高度な乱流を形成し、局部的混
合を促進するために利用される。接線方向入射型の特大
型燃焼器の使用により一次ゾーンにおける低速および高
滞留時間が得られるため、低レベルのCOが得られる。
大型燃焼器は、燃焼器と燃焼器ケーシングの間に高速を
生じ、燃焼器壁に対する対流冷却を増加させるため、し
ばしばCOおよびHCの形成を招く膜冷却の必要性がな
くなる。
【0042】本発明の燃焼システムの使用は、比較的簡
単な設計および構造でありながら、低エミッションを達
成できる。本発明の要素の可能な組み合わせはいくつも
ある。燃料インジェクタのいくつかは、気体燃料に対し
て作動するように設計されており、他の燃料インジェク
タは、液体燃料に対して作動するように設計されてい
る。また、いくつかの燃料インジェクタは、気体でも液
体でも利用できる燃料に対して作動できる。
【0043】翼つきの過流器は、特に、燃焼システムの
動作範囲全体でエミッションレベルを非常に低く抑える
ことに有利である。しかしながら、過流器の代わりにパ
イロット火炎を用いると、低出力動作においてはNOx
はやや高くなる。一方、パイロット火炎は、低出力動作
においてインジェクタ管内の火炎を安定させることと同
様、かなり良好なターンダウンを有する。燃料インジェ
クタのステージングまたはシーケンシング(sequencing)
によっても幅広い動作状態が得られ、オフローディング
中のパターンファクターを大きく増加させる。
【0044】本発明の低エミッション燃焼システムは、
設計点における天然ガスに対して15%O2の場合、9
ppmV未満のNMOG,COおよびNOxを達成する
ことができる。燃料と空気の高度の混合が燃料インジェ
クタ内において、また、燃焼器内に空気が注入される途
中で得られる。従って、比較的簡単な構造で低エミッシ
ョンを得ることができ、ガスタービン燃焼器において低
エミッションを得るために通常必要とされる多数の問題
を避けることができる。
【0045】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、これらは単に例示のためのものであり、本発明が
これらに限定されるものではないことは言うまでもな
い。
【0046】本発明は以下に列挙した様々な態様で実施
され得る。
【0047】1.外側ライナーと、内側ライナーと、閉
鎖上流端と、開放排出端とを有する環状燃焼器と、上記
燃焼器の上記閉鎖端の外周のまわりに間隔を置いて設け
た複数の接線方向燃料インジェクタと、上記内側ライナ
ーと上記外側ライナーの間で上記内側ライナーから下流
側に環状燃焼器内に延在する屈曲略スカート状流動制御
バッフルであって、上記内側ライナーと上記外側ライナ
ー間の距離の約3分の1から3分の2まで突出している
屈曲略スカート状流動制御バッフルと、上記屈曲略スカ
ート状流動制御バッフルの下側で上記内側ライナーに間
隔を置いて設けた複数の空気希釈開口であって、上記屈
曲略スカート状流動制御バッフルが上記間隔を置いて設
けた複数の空気希釈開口から下流方向に空気を導くよう
に構成された空気希釈開口と、上記環状燃焼器内にさら
なる希釈空気を注入するために上記環状燃焼器の上記外
側ライナーに間隔を置いて設けた複数の空気希釈開口と
を備えることを特徴とするガスタービンエンジン用低エ
ミッション燃焼システム。
【0048】2.上記環状燃焼器の外側ライナーに間隔
を置いて設けた上記複数の空気希釈開口は、上記屈曲略
スカート状流動制御バッフルの略下流側にあることを特
徴とする上記1記載の低エミッション燃焼システム。
【0049】3.上記環状燃焼器は、環状領域がその開
放排出端まで概ね拡張していることを特徴とする上記1
記載の低エミッション燃焼システム。
【0050】4.上記外側ライナーは、上記環状燃焼器
の上記排出端まで概ね一定の直径をもち、上記内側ライ
ナーは、上記環状燃焼器の上記閉鎖上流端から上記環状
燃焼器の上記排出端まで減少する直径を有することを特
徴とする上記3記載の低エミッション燃焼システム。
【0051】5.上記環状燃焼器の上記閉鎖端は、略ド
ーム状であることを特徴とする上記1記載の低エミッシ
ョン燃焼システム。
【0052】6.上記環状燃焼器の上記外側ライナー
は、上記外側ライナーを通って延在し上記複数の燃料イ
ンジェクタを接線方向に位置づける複数の傾斜燃料イン
ジェクタガイドを含むことを特徴とする上記1記載の低
エミッション燃焼システム。
【0053】7.上記屈曲略スカート状流動制御バッフ
ルは、上記内側ライナーと上記外側ライナー間の距離の
約3分の1から2分の1まで突出していることを特徴と
する上記1記載の低エミッション燃焼システム。
【0054】8.上記屈曲略スカート状流動制御バッフ
ルは、上記内側ライナーと上記外側ライナー間の距離の
約2分の1から3分の2まで突出していることを特徴と
する上記1記載の低エミッション燃焼システム。
【0055】9.上記屈曲略スカート状流動制御バッフ
ルの下側で上記内側ライナーに間隔を置いて設けた上記
複数の空気希釈開口は、複数列のオフセット孔を含むこ
とを特徴とする上記1記載の低エミッション燃焼システ
ム。
【0056】10.上記内側ライナーに設けた上記複数
列のオフセット孔は3列であることを特徴とする上記9
記載の低エミッション燃焼システム。
【0057】11.上記内側ライナーに設けた上流側の
2列の孔は、同じ大きさで互いにずれた位置にあり、上
記内側ライナーに設けた下流側の3列目の孔は、上記内
側ライナーに設けた上流側の2列の孔よりも大きいこと
を特徴とする上記10記載の低エミッション燃焼システ
ム。
【0058】12.上記外側ライナーに間隔を置いて設
けた上記複数の空気希釈開口は、複数列のオフセット孔
を含むことを特徴とする上記1記載の低エミッション燃
焼システム。
【0059】13.上記外側ライナーに設けた上記複数
列のオフセット孔は、2列であることを特徴とする上記
12記載の低エミッション燃焼システム。
【0060】14.上記外側ライナーに設けた上流側の
列のオフセット孔は、上記外側ライナーに設けた下流側
の列のオフセット孔よりも大きいことを特徴とする上記
13記載の低エミッション燃焼システム。
【0061】15.上記屈曲略スカート状流動制御バッ
フルの下側で上記内側ライナーに間隔を置いて設けた上
記複数の空気希釈開口は、複数列のオフセット孔を含
み、上記外側ライナーに間隔を置いて設けた上記複数の
空気希釈開口は、複数列のオフセット孔を含むことを特
徴とする上記1記載の低エミッション燃焼システム。
【0062】16.上記内側ライナーに設けた上記複数
列のオフセット孔は3列であり、上記外側ライナーに設
けた上記複数列のオフセット孔は2列であることを特徴
とする上記15記載の低エミッション燃焼システム。
【0063】17.上記内側ライナーに設けた上流側の
2列の孔は同じ大きさで互いにずれた位置にあり、上記
内側ライナーに設けた下流側の3列目の孔は、上記上流
側の2列の孔よりも大きく、上記外側ライナーに設けた
上流側の列のオフセット孔は、上記外側ライナーに設け
た下流側の列のオフセット孔よりも大きいことを特徴と
する上記16記載の低エミッション燃焼システム。
【0064】18.圧縮機と、上記圧縮機を駆動するタ
ービンと、上記タービンから排気ガスを受け入れて、燃
焼空気を加熱するハウジングを含む環状レキュペレータ
とを有するガスタービンエンジン用低エミッション燃焼
システムにおいて、上記タービンを駆動するための高温
燃焼ガスを発生させる環状燃焼器であって、上記環状燃
焼器は上記環状レキュペレータハウジング内に同心状に
配置され、その間の環状空間には上記レキュペレータか
らの加熱圧縮空気が供給され、上記環状燃焼器は、外側
ライナーと、内側ライナーと、略ドーム状閉鎖上流端
と、開放排出端とを備え、上記外側ライナーが上記外側
ライナーを貫通して接線方向に延在する複数の傾斜燃料
インジェクタガイドを含むように構成された環状燃焼器
を含み、上記レキュペレータハウジングは、内部に延在
するとともに上記レキュペレータハウジングと上記燃焼
器の間の環状空間に開口した間隔を置いて設けた複数の
傾斜管を含み、さらに、上記複数の傾斜管内で上記レキ
ュペレータハウジングを通過しかつ上記環状燃焼器の上
記外側ライナー内で上記複数の傾斜燃料インジェクタガ
イドを経て上記環状燃焼器の閉鎖端まで延在する複数の
接線方向燃料インジェクタであって、1つの燃料インジ
ェクタは1つの傾斜管と1つの傾斜ガイドを通って延在
する接線方向燃料インジェクタと、上記内側ライナーと
上記外側ライナーの間で上記内側ライナーから下流側に
環状燃焼器内に延在する屈曲略スカート状流動制御バッ
フルであって、上記内側ライナーと上記外側ライナー間
の距離の約3分の1から3分の2まで突出している屈曲
略スカート状流動制御バッフルと、上記屈曲略スカート
状流動制御バッフルの下側で上記内側ライナーに間隔を
置いて設けた複数の空気希釈開口であって、上記屈曲略
スカート状流動制御バッフルが、上記間隔を置いて設け
た複数の空気希釈開口から下流方向に空気を導くように
構成された空気希釈開口と、上記環状燃焼器内にさらな
る希釈空気を注入するために上記環状燃焼器の上記外側
ライナーに間隔を置いて設けた複数の空気希釈開口とを
備えることを特徴とする低エミッション燃焼システム。
【0065】19.上記環状燃焼器の上記外側ライナー
に間隔を置いて設けた上記複数の空気希釈開口は、上記
屈曲略スカート状流動制御バッフルの下流側にあること
を特徴とする上記18記載の低エミッション燃焼システ
ム。
【0066】20.上記複数の接線方向燃料インジェク
タの各々は、外側端および排出端を有する伸長インジェ
クタ管と、燃料流入管と、上記伸長インジェクタ管の上
記外側端を上記燃料流入管に結合するカプラーとを備
え、上記伸長インジェクタ管には、上記カプラーと上記
排出端の中間に複数の開口が設けられ、上記開口は、上
記傾斜管から上記伸長インジェクタ管内へ圧縮空気を導
入して上記伸長インジェクタ管内で上記燃料流入管から
の燃料と混合するためのものであることを特徴とする上
記18記載の低エミッション燃焼システム。
【0067】21.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、伸長スリットを含むことを特徴とする
上記20記載の低エミッション燃焼システム。
【0068】22.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有していることを特徴とする上記2
1記載の低エミッション燃焼システム。
【0069】23.上記伸長スリットは、上記伸長イン
ジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられていること
を特徴とする上記21記載の低エミッション燃焼システ
ム。
【0070】24.上記伸長スリットは、上記伸長イン
ジェクタ管の軸に関して角度をもって方向づけられてい
ることを特徴とする上記21記載の低エミッション燃焼
システム。
【0071】25.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有し、上記伸長スリットは上記伸長
インジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられている
ことを特徴とする上記21記載の低エミッション燃焼シ
ステム。
【0072】26.上記伸長インジェクタ管に設けられ
た上記複数の開口は、少なくとも1列の孔を含むことを
特徴とする上記20記載の低エミッション燃焼システ
ム。
【0073】27.複数の孔の列の数は2列であり、隣
接する列の孔はずれた位置にあることを特徴とする上記
26記載の低エミッション燃焼システム。
【0074】28.複数の孔の列の数は3列であり、隣
接する列の孔はずれた位置にあることを特徴とする上記
26記載の低エミッション燃焼システム。
【0075】29.複数の孔の列の数は5列であり、隣
接する列の孔はずれた位置にあることを特徴とする上記
26記載の低エミッション燃焼システム。
【0076】30.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、1列の孔および1列の伸長スリットを
含むことを特徴とする上記20記載の低エミッション燃
焼システム。
【0077】31.上記1列の孔は、上記1列の伸長ス
リットの上流側にあることを特徴とする上記30記載の
低エミッション燃焼システム。
【0078】32.上記1列の孔は、上記1列の伸長ス
リットの下流側にあることを特徴とする上記30記載の
低エミッション燃焼システム。
【0079】33.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有していることを特徴とする上記3
0記載の低エミッション燃焼システム。
【0080】34.上記伸長スリットは、上記伸長イン
ジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられていること
を特徴とする上記30記載の低エミッション燃焼システ
ム。
【0081】35.上記伸長スリットは、上記伸長イン
ジェクタ管の軸に関して角度をもって方向づけられてい
ることを特徴とする上記30記載の低エミッション燃焼
システム。
【0082】36.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有し、上記伸長スリットは上記伸長
インジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられている
ことを特徴とする上記30記載の低エミッション燃焼シ
ステム。
【0083】37.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、少なくとも1列の孔を含み、さらに、
上記伸長インジェクタ管の排出端は翼形過流器を含むこ
とを特徴とする上記20記載の低エミッション燃焼シス
テム。
【0084】38.上記複数の接線方向燃料インジェク
タの各々は、上記インジェクタ管に設けた上記複数の開
口の上流側で上記インジェクタ管内に設けた燃料分散中
心リングを含み、上記中心リングは、傾斜下流面を有
し、燃料を通過させるための複数の間隔を置いて設けた
開口を含むことを特徴とする上記20記載の低エミッシ
ョン燃焼システム。
【0085】39.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、少なくとも1列の孔を含むことを特徴
とする上記38記載の低エミッション燃焼システム。
【0086】40.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は伸長スリットを含み、上記伸長スリット
は、上記インジェクタ管内に圧縮空気を接線方向に導入
するために径方向に傾斜させた側壁を有し、上記伸長ス
リットは、上記伸長インジェクタ管の軸に対して平行に
方向づけられていることを特徴とする上記38記載の低
エミッション燃焼システム。
【0087】41.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、1列の孔および1列の伸長スリットを
含み、上記1列の孔は、上記燃料分散中心リングの上記
傾斜下流面の略上方に配置され、上記1列の伸長スリッ
トは、上記1列の孔の下流側にあることを特徴とする上
記38記載の低エミッション燃焼システム。
【0088】42.上記複数の燃料インジェクタへの燃
料流を調整するための複数の燃料制御弁であって、1つ
の燃料制御弁を上記複数の燃料インジェクタの各々に組
合せた燃料制御弁をさらに備えることを特徴とする上記
18記載の低エミッション燃焼システム。
【0089】43.上記複数の燃料インジェクタへの燃
料流を順序づけるための複数の燃料制御制御弁であっ
て、1つの燃料制御弁を上記複数の燃料インジェクタの
各々に組合せた燃料制御弁をさらに備えることを特徴と
する上記18記載の低エミッション燃焼システム。
【0090】44.上記複数の燃料インジェクタへの燃
料流を制御するための燃料制御弁をさらに備えることを
特徴とする上記18記載の低エミッション燃焼システ
ム。
【0091】45.上記複数の接線方向燃料インジェク
タの各々は、上記外側インジェクタ管内に設けられ上記
カプラーから上記伸長インジェクタ管の排出端に延在す
る同心状内側インジェクタ管と、上記同心状内側インジ
ェクタ管と上記伸長インジェクタ管の間に設けられ上記
カプラーと上記伸長インジェクタ管の排出端の間に配置
された燃料分散中心リングとを含み、上記中心リング
は、燃料を通過させるための間隔を置いて設けた複数の
開口を含み、上記伸長インジェクタ管に設けた上記複数
の開口は、上記中心リングの下流側にあることを特徴と
する上記18記載の低エミッション燃焼システム。
【0092】46.上記燃料分散中心リングの下流面
は、傾斜していることを特徴とする上記45記載の低エ
ミッション燃焼システム。
【0093】47.上記伸長インジェクタ管の排出端
は、過流器を含むことを特徴とする上記45記載の低エ
ミッション燃焼システム。
【0094】48.上記過流器は、複数の翼を含むこと
を特徴とする上記47記載の低エミッション燃焼システ
ム。
【0095】49.上記カプラーは、上記内側インジェ
クタ管へのパイロット燃料流入口を含み、上記内側イン
ジェクタ管の排出端は、パイロット火炎ホルダーを含む
ことを特徴とする上記45記載の低エミッション燃焼シ
ステム。
【0096】50.上記複数の接線方向燃料インジェク
タの各々は、外側端および排出端を有する伸長インジェ
クタ管と、気体燃料流入管と、液体燃料流入管と、上記
伸長インジェクタ管の外側端を上記気体燃料流入管およ
び上記液体燃料流入管に結合するカプラーとを含み、上
記気体燃料流入管は、上記伸長インジェクタ管に直交
し、上記液体燃料流入管は、上記伸長インジェクタ管と
同心であり、上記伸長インジェクタ管は、上記カプラー
と上記排出端の中間に設けた複数の開口を有し、上記複
数の開口は、上記傾斜管から上記伸長インジェクタ管内
へ圧縮空気を導入して上記気体燃料流入口からの気体燃
料あるいは上記液体燃料流入口からの液体燃料と混合す
るためものであることを特徴とする上記18記載の低エ
ミッション燃焼システム。
【0097】51.上記伸長インジェクタ管の排出端
は、過流器を含むことを特徴とする上記50記載の低エ
ミッション燃焼システム。
【0098】52.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、少なくとも1列の複数の孔を含むこと
を特徴とする上記50記載の低エミッション燃焼システ
ム。
【0099】53.上記複数列のオフセット孔は2列で
あり、隣接する列の孔はずれた位置であることを特徴と
する上記52記載の低エミッション燃焼システム。
【0100】54.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、伸長スリットを含むことを特徴とする
上記50記載の低エミッション燃焼システム。
【0101】55.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有し、上記伸長スリットは、上記伸
長インジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられてい
ることを特徴とする上記51記載の低エミッション燃焼
システム。
【0102】56.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、1列の孔および1列の伸長スリットを
含むことを特徴とする上記50記載の低エミッション燃
焼システム。
【0103】57.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有し、上記伸長スリットは、上記伸
長インジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられてい
ることを特徴とする上記55記載の低エミッション燃焼
システム。
【0104】58.上記1列の孔は、上記1列の伸長ス
リットの上流側にあることを特徴とする上記56記載の
低エミッション燃焼システム。
【0105】59.上記1列の孔は、上記1列の伸長ス
リットの下流側にあることを特徴とする上記56記載の
低エミッション燃焼システム。
【0106】60.上記複数の接線方向燃料インジェク
タの各々は、上記伸長インジェクタ管内に設けられ上記
カプラーと上記伸長インジェクタ管の排出端の間に配置
された燃料分散中心リングであって、傾斜下流面を有
し、燃料を通過させるための複数の間隔を置いて設けた
開口を含む中心リングと、上記外側インジェクタ管内に
配置され上記カプラーの液体燃料流入口から上記燃料分
散中心リングまで延在する同心状内側インジェクタ管と
を含み、上記伸長インジェクタ管に設けた上記複数の開
口は、上記燃料分散中心リングの下流側にあることを特
徴とする上記50記載の低エミッション燃焼システム。
【0107】61.外側端および排出端を有する伸長イ
ンジェクタ管と、燃料流入管と、上記伸長インジェクタ
管の外側端を上記燃料流入管に結合するカプラーとを備
え、上記伸長インジェクタ管の内部には上記カプラーと
上記排出端の中間に複数の開口が設けられ、上記開口
は、圧縮空気を導入して上記伸長インジェクタ管内で上
記燃料流入管からの燃料と混合させるためのものである
ことを特徴とするガスタービンエンジン燃焼器用燃料イ
ンジェクタ。
【0108】62.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、伸長スリットを含むことを特徴とする
上記61記載の燃料インジェクタ。
【0109】63.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有することを特徴とする上記62記
載の燃料インジェクタ。
【0110】64.上記伸長スリットは、上記伸長イン
ジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられていること
を特徴とする上記62記載の燃料インジェクタ。
【0111】65.上記伸長スリットは、上記伸長イン
ジェクタ管の軸に対して角度をもって方向づけられてい
ることを特徴とする上記62記載の燃料インジェクタ。
【0112】66.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有し、上記伸長スリットは、上記伸
長インジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられてい
ることを特徴とする上記62記載の燃料インジェクタ。
【0113】67.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、少なくとも1列の孔を含むことを特徴
とする上記61記載の燃料インジェクタ。
【0114】68.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、1列の孔および1列の伸長スリットを
含むことを特徴とする上記61記載の燃料インジェク
タ。
【0115】69.上記1列の孔は、上記1列の伸長ス
リットの上流側にあることを特徴とする上記68記載の
燃料インジェクタ。
【0116】70.上記1列の孔は、上記1列の伸長ス
リットの下流側にあることを特徴とする上記68記載の
燃料インジェクタ。
【0117】71.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有し、上記伸長スリットは、上記伸
長インジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられてい
ることを特徴とする上記68記載の燃料インジェクタ。
【0118】72.上記伸長インジェクタ管に設けられ
た上記複数の開口は、少なくとも1列の孔を含み、さら
に、上記伸長インジェクタ管の排出端は、翼形過流器を
含むことを特徴とする上記61記載の燃料インジェク
タ。
【0119】73.上記複数の接線方向燃料インジェク
タの各々は、上記インジェクタ管に設けた上記複数の開
口の上流側で上記インジェクタ管内に設けた燃料分散中
心リングを含み、上記中心リングは、燃料を通過させる
ための複数の間隔を置いて設けた開口を含むことを特徴
とする上記61記載の燃料インジェクタ。
【0120】74.上記燃料分散中心リングの下流面は
傾斜していることを特徴とする上記73記載の燃料イン
ジェクタ。
【0121】75.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は伸長スリットを含み、上記伸長スリット
は、上記インジェクタ管内に圧縮空気を接線方向に導入
するために径方向に傾斜させた側壁を有し、上記伸長ス
リットは、上記伸長インジェクタ管の軸に対して平行に
方向づけられていることを特徴とする上記74記載の低
エミッション燃焼システム。
【0122】76.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、1列の孔および1列の伸長スリットを
含み、上記1列の孔は、上記燃料分散中心リングの傾斜
下流面の略上方に配置され、上記1列の伸長スリットは
上記1列の孔の下流側にあることを特徴とする上記74
記載の燃料インジェクタ。
【0123】77.上記複数の接線方向燃料インジェク
タの各々は、上記外側インジェクタ管内に設けられ上記
カプラーから上記伸長インジェクタ管の排出端まで延在
する同心状内側インジェクタ管と、上記同心状内側イン
ジェクタ管と上記伸長インジェクタ管の間に設けられの
上記カプラーと上記伸長インジェクタ管の排出端の間に
配置された燃料分散中心リングとを含み、上記中心リン
グは燃料を通過させるための複数の間隔を置いて設けた
開口を含み、上記伸長インジェクタ管に設けた上記複数
の開口は上記中心リングの下流側にあることを特徴とす
る上記61記載の燃料インジェクタ。
【0124】78.上記燃料分散中心リングの下流面は
傾斜していることを特徴とする上記77記載の燃料イン
ジェクタ。
【0125】79.上記伸長インジェクタ管の排出端は
翼形過流器を含むことを特徴とする上記77記載の燃料
インジェクタ。
【0126】80.上記カプラーは、上記内側インジェ
クタ管へのパイロット燃料流入口を含み、上記内側イン
ジェクタ管の排出端は、パイロット火炎ホルダーを含む
ことを特徴とする上記77記載の燃料インジェクタ。
【0127】81.外側端および排出端を有する伸長イ
ンジェクタ管と、気体燃料流入管と、液体燃料流入管
と、上記伸長インジェクタ管の外側端を上記気体燃料流
入管および上記液体燃料流入管に結合するカプラーとを
備え、上記気体燃料流入管は上記伸長インジェクタ管に
対して垂直であり、上記液体燃料流入管は上記伸長イン
ジェクタ管と同心であり、上記伸長インジェクタ管は上
記カプラーと上記排出端の中間に設けた複数の開口を有
し、上記複数の開口は、上記傾斜管から上記伸長インジ
ェクタ管の内部に圧縮空気を導入して上記気体燃料流入
口からの気体燃料あるいは上記液体燃料流入口からの液
体燃料と混合するためのものであることを特徴とするガ
スタービンエンジン燃焼器用燃料インジェクタ。
【0128】82.上記伸長インジェクタ管の排出端
は、翼形過流器を含むことを特徴とする上記81記載の
燃料インジェクタ。
【0129】83.上記伸長インジェクタ管に設けた複
数の開口は、少なくとも1列の複数の孔を含むことを特
徴とする上記81記載の燃料インジェクタ。
【0130】84.上記伸長インジェクタ管に設けた複
数の開口は、伸長スリットを含むことを特徴とする上記
81記載の燃料インジェクタ。
【0131】85.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有し、上記伸長スリットは、上記伸
長インジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられてい
ることを特徴とする上記84記載の燃料インジェクタ。
【0132】86.上記伸長インジェクタ管に設けた上
記複数の開口は、1列の孔および1列の伸長スリットを
含むことを特徴とする上記81記載の燃料インジェク
タ。
【0133】87.上記伸長スリットは、上記インジェ
クタ管内に圧縮空気を接線方向に導入するために径方向
に傾斜させた側壁を有し、上記伸長スリットは上記伸長
インジェクタ管の軸に対して平行に方向づけられている
ことを特徴とする上記86記載の燃料インジェクタ。
【0134】88.上記1列の孔は、上記1列の伸長ス
リットの上流側にあることを特徴とする上記86記載の
燃料インジェクタ。
【0135】89.上記1列の孔は、上記1列の伸長ス
リットの下流側にあることを特徴とする上記86記載の
燃料インジェクタ。
【0136】90.上記複数の接線方向燃料インジェク
タの各々が、上記伸長インジェクタ管内に設けられ上記
カプラーと上記伸長インジェクタ管の排出端の間に配置
された燃料分散中心リングであって、傾斜下流面を有
し、燃料を通過させるための複数の間隔を置いて設けた
開口を含む中心リングと、上記外側インジェクタ管内に
配置され上記カプラーの液体燃料流入口から上記燃料分
散中心リングまで延在する同心状内側インジェクタ管と
を含み、上記伸長インジェクタ管に設けた上記複数の開
口は上記燃料分散中心リングの下流側にあることを特徴
とする上記81記載の燃料インジェクタ。
【0137】91.最大出力動作において燃料インジェ
クタ管の排出端において燃焼室内に燃焼火炎を形成する
ステップと、燃料インジェクタ管の排出端内に上記燃焼
火炎をフラッシュバックし低出力動作において上記燃料
インジェクタ管内において火炎を安定させるステップと
を備えたことを特徴とするガスタービンエンジン用燃料
注入方法。
【0138】92.燃焼器と、上記燃焼器を駆動するた
めのタービンと、上記タービンから排気ガスを受け入れ
て燃焼空気を加熱する、ハウジングを含む環状レキュペ
レータとを有するガスタービンエンジンのための燃焼方
法において、上記タービンを駆動するために高温燃焼ガ
スを発生させる環状燃焼器であって、上記環状レキュペ
レータハウジング内に環状空間をはさんで同心状に配置
され、外側ライナーと、内側ライナーと、略ドーム状閉
鎖上流端と、開放排出端とを有し、上記外側ライナー
は、それを通過して接線方向に延在する複数の傾斜燃料
インジェクタガイドを含むように構成された環状燃焼器
を用意するステップと、上記レキュペレータハウジング
を通って延在し、上記環状燃焼器の上記外側ライナーの
上記傾斜燃料インジェクタガイドと一直線上に並び且つ
上記レキュペレータハウジングと上記燃焼器の間の環状
空間に開口した、間隔を置いて設けた複数の傾斜管を用
意するステップと、上記複数の傾斜管内で上記レキュペ
レータハウジングを通ってかつ上記環状燃焼器の上記外
側ライナー内で上記複数の傾斜燃料インジェクタガイド
を経て上記環状燃焼器の閉鎖端まで延在する複数の接線
方向燃料インジェクタであって、1つの燃料インジェク
タが1つの傾斜管と一直線上に並んだ1つの傾斜ガイド
とを通って延在する接線方向燃料インジェクタを用意す
るステップとを有し、上記接線方向燃料インジェクタの
各々は、外側端および排出端を有する伸長インジェクタ
管と、上記外側端と上記排出端の間に設けた燃料分散中
央リングとを有し、上記中央リングは、燃料を通過させ
るための間隔を置いて設けた複数の開口と、燃料流入管
と、上記伸長インジェクタ管の外側端を上記燃料流入管
に結合するカプラーとを含み、上記伸長インジェクタ管
は、上記燃料分散中央リングの下流側に設けた複数の開
口を有しており、さらに、上記レキュペレータから上記
燃料分散中心リングの下流側で上記伸長インジェクタ管
に設けた開口に加熱圧縮空気を供給するステップと、燃
料を燃料流入管に供給して上記燃料分散中心リングの下
流側で上記伸長管内において圧縮空気と混合するステッ
プと、最大出力動作において上記燃焼室内の上記接線方
向燃料インジェクタの上記伸長インジェクタ管の排出端
において燃焼火炎を形成するステップと、上記伸長イン
ジェクタ管の排出端内に上記火炎をフラッシュバックし
最小出力動作において上記接線方向燃料インジェクタの
上記燃料インジェクタ管内で火炎を安定させるステップ
とを有することを特徴とする燃焼方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の低エミッション燃焼システムを用いた
ターボ発電機の一部破断斜視図である。
【図2】本発明の低エミッション燃焼システムのための
燃焼器ハウジングの平面図である。
【図3】図2の3−3線に沿った燃焼器ハウジングの断
面図である。
【図4】図3の4−4線に沿った燃焼器ハウジングの断
面図である。
【図5】本発明の低エミッション燃焼システムのための
別の燃焼器ハウジングの一部概略拡大断面図である。
【図6】本発明の低エミッション燃焼システムのための
最大出力における燃料インジェクタの拡大断面図であ
り、ガスタービンエンジンのレキュペレータハウジング
を通過し燃焼器ハウジング内に至る燃料インジェクタの
通路を示す図である。
【図7】本発明の低エミッション燃焼システムのための
低出力における燃料インジェクタの拡大断面図であり、
ガスタービンエンジンのレキュペレータハウジングを通
過し燃焼器ハウジング内に至る燃料インジェクタの通路
を示す図である。
【図8】伸長スリットを有する燃料インジェクタ管の部
分拡大図である。
【図9】図8の9−9線に沿った燃料インジェクタ管の
断面図である。
【図10】伸長スリットを有する別の燃料インジェクタ
管の部分拡大図である。
【図11】本発明の低エミッション燃焼システムのため
の別の燃料インジェクタの断面図である。
【図12】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の燃料インジェクタの断面図である。
【図13】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の燃料インジェクタの断面図である。
【図14】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の燃料インジェクタの断面図である。
【図15】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の燃料インジェクタの断面図である。
【図16】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の燃料インジェクタの断面図である。
【図17】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の燃料インジェクタの断面図である。
【図18】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の燃料インジェクタの断面図である。
【図19】本発明の低エミッション燃焼システムのため
の二種燃料インジェクタの断面図である。
【図20】本発明の低エミッション燃焼システムのため
の別の二種燃料インジェクタの断面図である。
【図21】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の二種燃料インジェクタの断面図である。
【図22】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の二種燃料インジェクタの断面図である。
【図23】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の二種燃料インジェクタの断面図である。
【図24】本発明の低エミッション燃焼システムのため
のさらに別の二種燃料インジェクタの断面図である。
【図25】図11、図15、図21の燃料インジェクタ
の過流器の端面図である。
【図26】図25の過流器の側面図である。
【図27】図26の27−27線に沿った過流器の断面
図である。
【図28】図25〜図27の過流器の拡大斜視図であ
る。
【符号の説明】
12 ターボ発電機 14、74、81、83、85、86、87、88、9
0、101、102、103、104、105 燃料
インジェクタ 15 燃料マニホールド 16 燃料入口 17 流動制御バルブ 20 永久磁石発電機 21 パワーヘッド 22 燃焼器 23 レキュペレータ 26 永久磁石ロータ 27 永久磁石ステータ 28 放射状永久磁石ステータ冷却フィン 29 円筒スリーブ 30 圧縮機 31 タービン 32 ベアリングロータ 33 タイロッド 34 圧縮機ホイール 35 タービンホイール 36 ベアリングロータスラストディスク 37 中央ベアリングハウジング 39、39´ 環状燃焼器ハウジング 40 レキュペレータハウジング 41 熱伝達部 42 排気ガスドーム 43 燃焼器ドーム 44 円筒状外側ライナー 46 テーパ状内側ライナー 47 燃料インジェクタ中心線 48、48´ 流動制御バッフル 49 燃料インジェクタガイド 50、51 空気希釈孔 52、53、54 オフセット空気希釈孔 55 燃料インジェクタフランジ 56 ボス 57 外側レキュペレータ壁 58、58´ 傾斜管 59 内側レキュペレータ壁 62 カプラー 64 燃料流入管 65 中心リング 66 開口 67、70 伸長スリット 68 ベローズ部 69 インジェクタ管 71 火炎 61、75、82、84、89 燃料インジェクタ管 77 面過流器 79 孔 91 内側インジェクタ管 92 カプラー 93 主燃料流入管 94 延長部 95 パイロット火炎ホルダー 97 垂直燃料流入管 98 同心状燃料流入管
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI F23R 3/28 F23R 3/28 D (71)出願人 596065186 6025 Yolanda Avenue,T arzana,California 91356 U.S.A. (72)発明者 ギリェルモ ポント アメリカ合衆国,カリフォルニア 90036, ロサンゼルス,スポールディング アヴェ ニュー,359 エヌ. (72)発明者 ブルース エル.オールダー,ジュニア アメリカ合衆国,カリフォルニア 91301, アゴラ,#293,ディアー ラン レーン 773

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外側ライナーと、内側ライナーと、閉鎖
    上流端と、開放排出端とを有する環状燃焼器と、 上記燃焼器の上記閉鎖端の外周のまわりに間隔を置いて
    設けた複数の接線方向燃料インジェクタと、 上記内側ライナーと上記外側ライナーの間で上記内側ラ
    イナーから下流側に環状燃焼器内に延在する屈曲略スカ
    ート状流動制御バッフルであって、上記内側ライナーと
    上記外側ライナー間の距離の約3分の1から3分の2ま
    で突出している屈曲略スカート状流動制御バッフルと、 上記屈曲略スカート状流動制御バッフルの下側で上記内
    側ライナーに間隔を置いて設けた複数の空気希釈開口で
    あって、上記屈曲略スカート状流動制御バッフルが上記
    間隔を置いて設けた複数の空気希釈開口から下流方向に
    空気を導くように構成された空気希釈開口と、 上記環状燃焼器内にさらなる希釈空気を注入するために
    上記環状燃焼器の上記外側ライナーに間隔を置いて設け
    た複数の空気希釈開口とを備えることを特徴とするガス
    タービンエンジン用低エミッション燃焼システム。
  2. 【請求項2】 圧縮機と、上記圧縮機を駆動するタービ
    ンと、上記タービンから排気ガスを受け入れて、燃焼空
    気を加熱するハウジングを含む環状レキュペレータとを
    有するガスタービンエンジン用低エミッション燃焼シス
    テムにおいて、 上記タービンを駆動するための高温燃焼ガスを発生させ
    る環状燃焼器であって、上記環状燃焼器は上記環状レキ
    ュペレータハウジング内に同心状に配置され、その間の
    環状空間には上記レキュペレータからの加熱圧縮空気が
    供給され、上記環状燃焼器は、外側ライナーと、内側ラ
    イナーと、略ドーム状閉鎖上流端と、開放排出端とを備
    え、上記外側ライナーが上記外側ライナーを貫通して接
    線方向に延在する複数の傾斜燃料インジェクタガイドを
    含むように構成された環状燃焼器を含み、 上記レキュペレータハウジングは、内部に延在するとと
    もに上記レキュペレータハウジングと上記燃焼器の間の
    環状空間に開口した間隔を置いて設けた複数の傾斜管を
    含み、 さらに、上記複数の傾斜管内で上記レキュペレータハウ
    ジングを通過しかつ上記環状燃焼器の上記外側ライナー
    内で上記複数の傾斜燃料インジェクタガイドを経て上記
    環状燃焼器の閉鎖端まで延在する複数の接線方向燃料イ
    ンジェクタであって、1つの燃料インジェクタは1つの
    傾斜管と1つの傾斜ガイドを通って延在する接線方向燃
    料インジェクタと、 上記内側ライナーと上記外側ライナーの間で上記内側ラ
    イナーから下流側に環状燃焼器内に延在する屈曲略スカ
    ート状流動制御バッフルであって、上記内側ライナーと
    上記外側ライナー間の距離の約3分の1から3分の2ま
    で突出している屈曲略スカート状流動制御バッフルと、 上記屈曲略スカート状流動制御バッフルの下側で上記内
    側ライナーに間隔を置いて設けた複数の空気希釈開口で
    あって、上記屈曲略スカート状流動制御バッフルが、上
    記間隔を置いて設けた複数の空気希釈開口から下流方向
    に空気を導くように構成された空気希釈開口と、 上記環状燃焼器内にさらなる希釈空気を注入するために
    上記環状燃焼器の上記外側ライナーに間隔を置いて設け
    た複数の空気希釈開口とを備えることを特徴とする低エ
    ミッション燃焼システム。
  3. 【請求項3】 外側端および排出端を有する伸長インジ
    ェクタ管と、燃料流入管と、上記伸長インジェクタ管の
    外側端を上記燃料流入管に結合するカプラーとを備え、
    上記伸長インジェクタ管の内部には上記カプラーと上記
    排出端の中間に複数の開口が設けられ、上記開口は、圧
    縮空気を導入して上記伸長インジェクタ管内で上記燃料
    流入管からの燃料と混合させるためのものであることを
    特徴とするガスタービンエンジン燃焼器用燃料インジェ
    クタ。
  4. 【請求項4】 外側端および排出端を有する伸長インジ
    ェクタ管と、気体燃料流入管と、液体燃料流入管と、上
    記伸長インジェクタ管の外側端を上記気体燃料流入管お
    よび上記液体燃料流入管に結合するカプラーとを備え、
    上記気体燃料流入管は上記伸長インジェクタ管に対して
    垂直であり、上記液体燃料流入管は上記伸長インジェク
    タ管と同心であり、上記伸長インジェクタ管は上記カプ
    ラーと上記排出端の中間に設けた複数の開口を有し、上
    記複数の開口は、上記傾斜管から上記伸長インジェクタ
    管の内部に圧縮空気を導入して上記気体燃料流入口から
    の気体燃料あるいは上記液体燃料流入口からの液体燃料
    と混合するためのものであることを特徴とするガスター
    ビンエンジン燃焼器用燃料インジェクタ。
  5. 【請求項5】 最大出力動作において燃料インジェクタ
    管の排出端において燃焼室内に燃焼火炎を形成するステ
    ップと、燃料インジェクタ管の排出端内に上記燃焼火炎
    をフラッシュバックし低出力動作において上記燃料イン
    ジェクタ管内において火炎を安定させるステップとを備
    えたことを特徴とするガスタービンエンジン用燃料注入
    方法。
  6. 【請求項6】 燃焼器と、上記燃焼器を駆動するための
    タービンと、上記タービンから排気ガスを受け入れて燃
    焼空気を加熱する、ハウジングを含む環状レキュペレー
    タとを有するガスタービンエンジンのための燃焼方法に
    おいて、 上記タービンを駆動するために高温燃焼ガスを発生させ
    る環状燃焼器であって、上記環状レキュペレータハウジ
    ング内に環状空間をはさんで同心状に配置され、外側ラ
    イナーと、内側ライナーと、略ドーム状閉鎖上流端と、
    開放排出端とを有し、上記外側ライナーは、それを通過
    して接線方向に延在する複数の傾斜燃料インジェクタガ
    イドを含むように構成された環状燃焼器を用意するステ
    ップと、 上記レキュペレータハウジングを通って延在し、上記環
    状燃焼器の上記外側ライナーの上記傾斜燃料インジェク
    タガイドと一直線上に並び且つ上記レキュペレータハウ
    ジングと上記燃焼器の間の環状空間に開口した、間隔を
    置いて設けた複数の傾斜管を用意するステップと、 上記複数の傾斜管内で上記レキュペレータハウジングを
    通ってかつ上記環状燃焼器の上記外側ライナー内で上記
    複数の傾斜燃料インジェクタガイドを経て上記環状燃焼
    器の閉鎖端まで延在する複数の接線方向燃料インジェク
    タであって、1つの燃料インジェクタが1つの傾斜管と
    一直線上に並んだ1つの傾斜ガイドとを通って延在する
    接線方向燃料インジェクタを用意するステップとを有
    し、 上記接線方向燃料インジェクタの各々は、外側端および
    排出端を有する伸長インジェクタ管と、上記外側端と上
    記排出端の間に設けた燃料分散中央リングとを有し、上
    記中央リングは、燃料を通過させるための間隔を置いて
    設けた複数の開口と、燃料流入管と、上記伸長インジェ
    クタ管の外側端を上記燃料流入管に結合するカプラーと
    を含み、上記伸長インジェクタ管は、上記燃料分散中央
    リングの下流側に設けた複数の開口を有しており、 さらに、上記レキュペレータから上記燃料分散中心リン
    グの下流側で上記伸長インジェクタ管に設けた開口に加
    熱圧縮空気を供給するステップと、 燃料を燃料流入管に供給して上記燃料分散中心リングの
    下流側で上記伸長管内において圧縮空気と混合するステ
    ップと、 最大出力動作において上記燃焼室内の上記接線方向燃料
    インジェクタの上記伸長インジェクタ管の排出端におい
    て燃焼火炎を形成するステップと、 上記伸長インジェクタ管の排出端内に上記火炎をフラッ
    シュバックし最小出力動作において上記接線方向燃料イ
    ンジェクタの上記燃料インジェクタ管内で火炎を安定さ
    せるステップとを有することを特徴とする燃焼方法。
JP10107642A 1997-05-13 1998-04-17 ガスタービンエンジン用低エミッション燃焼システム Pending JPH10311539A (ja)

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