JP3117995B2 - Low emission combustion system for gas turbine engine - Google Patents

Low emission combustion system for gas turbine engine

Info

Publication number
JP3117995B2
JP3117995B2 JP04509316A JP50931692A JP3117995B2 JP 3117995 B2 JP3117995 B2 JP 3117995B2 JP 04509316 A JP04509316 A JP 04509316A JP 50931692 A JP50931692 A JP 50931692A JP 3117995 B2 JP3117995 B2 JP 3117995B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustor
fuel
gas turbine
turbine engine
control system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP04509316A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06504362A (en
Inventor
コリン ジョン エザーリッジ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solar Turbines Inc
Original Assignee
Solar Turbines Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solar Turbines Inc filed Critical Solar Turbines Inc
Priority claimed from PCT/US1991/009553 external-priority patent/WO1993013358A1/en
Publication of JPH06504362A publication Critical patent/JPH06504362A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3117995B2 publication Critical patent/JP3117995B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/36Supply of different fuels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C7/00Combustion apparatus characterised by arrangements for air supply
    • F23C7/008Flow control devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F23D14/24Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other at least one of the fluids being submitted to a swirling motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D17/00Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel
    • F23D17/002Burners for combustion conjointly or alternatively of gaseous or liquid or pulverulent fuel gaseous or liquid fuel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、ガスタービンの窒素酸化物(NOx)、一酸
化炭素(CO)及び未燃焼炭化水素(UHC)排出物を無負
荷から全負荷運転パラメータに対し全ての周囲条件に於
いて特定の容積ppmレベル以下に自動的に維持するシス
テムに関する。更に詳しくは、本発明は、空燃比を制御
するために燃料と混合する燃焼用空気を調節するシステ
ムに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for reducing nitrogen oxide (NOx), carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbon (UHC) emissions of gas turbines from no load to full load operating parameters. A system that automatically maintains below a specified volume ppm level at ambient conditions. More particularly, the present invention relates to a system for regulating combustion air that mixes with fuel to control the air-fuel ratio.

背景技術 ガスタービン・エンジン中に燃料として化石燃料を使
用する場合は、一酸化炭素、二酸化炭素、水蒸気、煤煙
及びパーティキュレート、未燃焼炭化水素、窒素酸化物
及び硫黄酸化物の燃焼生成物が生じる。これらの生成物
のうち二酸化炭素と水蒸気は正常でかつ問題とはならな
い。殆どの分野に於いて政府の規制がありそして排出ガ
ス中の汚染物の量がより一層厳しく規制される。
BACKGROUND OF THE INVENTION The use of fossil fuels as fuels in gas turbine engines produces combustion products of carbon monoxide, carbon dioxide, water vapor, soot and particulates, unburned hydrocarbons, nitrogen oxides and sulfur oxides. . Of these products, carbon dioxide and water vapor are normal and not problematic. There are government regulations in most areas and the amount of pollutants in the exhaust gas is even more stringent.

従来燃焼生成物の大部分は設計の改善により制御され
てきた。例えば、煤煙は通常燃焼機の設計改善により制
御され、パーティキュレートはトラップ及びフィルタに
より、そして硫黄酸化物は通常全硫黄の低い燃料を選ぶ
ことにより制御される。これは、ガスタービンエンジン
から排出される排出ガス中に於いて第1に問題である排
出物として一酸化炭素、未燃焼炭化水素および窒素酸化
物の問題を残す。
Traditionally, most of the combustion products have been controlled by design improvements. For example, soot is usually controlled by combustor design improvements, particulates are controlled by traps and filters, and sulfur oxides are usually controlled by choosing fuels with lower total sulfur. This leaves the problem of carbon monoxide, unburned hydrocarbons and oxides of nitrogen as the primary emissions in the exhaust gases discharged from gas turbine engines.

窒素酸化物は通常の燃焼システムに於いては2つの経
路で生成される。例えば、大気中の窒素と酸素との燃焼
ゾーンで生じる高温度における直接結合および燃料中の
有機窒素の存在が窒素酸化物の生成を引き起こす。窒素
酸化物が形成する割合は炎の温度に依存し、その結果炎
の温度の僅かな低下が窒素酸化物の大幅な低下をもたら
す。
Nitrogen oxides are produced in two paths in conventional combustion systems. For example, the direct bonding at high temperatures that occurs in the combustion zone of atmospheric nitrogen and oxygen and the presence of organic nitrogen in the fuel causes the formation of nitrogen oxides. The rate at which nitrogen oxides form depends on the temperature of the flame, so that a small decrease in flame temperature results in a large decrease in nitrogen oxides.

過去及び現在のシステムがガスタービン燃焼機の燃焼
ゾーン中の最高温度を下げる方法を提供し、それは第1
の燃焼ゾーンに於いてより多くの空気を導入し、冷却さ
れた排出生成物を燃焼ゾーンに再循環しそして燃焼ゾー
ンに水を噴射する計画を含んだ。このシステムの1例
は、1988年3月29日付与のHarry A.Kiddに対する米国
特許第4,733,527号に開示される。ここに開示される方
法と装置は、全ての周囲条件に於いて、無負荷から全負
荷の燃料供給に対しNOxの排出を実質的に一定の水準に
自動的に保持する。水/燃料比は与えられた運転条件に
於いてNOxの排出を実質的に一定の水準にするように計
算され、ガス・タービンへの実際の燃料流量を知り望ま
しい水/燃料比を達成するために適当な水の流れを燃焼
機に噴射するのに必要な水計測バルブの位置を示すシグ
ナルが示される。
Past and present systems provide a way to reduce the maximum temperature in the combustion zone of a gas turbine combustor,
Included a plan to introduce more air in the combustion zone, recirculate the cooled exhaust products to the combustion zone and inject water into the combustion zone. One example of this system is disclosed in U.S. Patent No. 4,733,527 to Harry A. Kidd, issued March 29, 1988. The method and apparatus disclosed herein automatically maintain NOx emissions at a substantially constant level from no load to full load fuel supply at all ambient conditions. The water / fuel ratio is calculated to provide a substantially constant level of NOx emissions for a given operating condition, to determine the actual fuel flow to the gas turbine and to achieve the desired water / fuel ratio. A signal is provided indicating the position of the water metering valve required to inject the appropriate flow of water into the combustor.

NOx排出量を低減するための方法と装置の別の例が198
0年8月5日付与のGeorge D.Lewisに対する米国特許第
4,215,535号に開示される。この特許に於いて、装置は
燃焼機の半径方向に外側の面積に向かい排出する蛇状の
燃料混合チューブと燃焼機の中心近くの軸方向を向いた
燃料混合チューブとの組み合わせを有し、それは燃焼機
内に強い遠心力の場を作るのに適合する。中心に近いチ
ューブは収斂セクションと発散セクションとを有する。
燃料供給手段は燃料を収斂セクションに排出し、そこで
液体燃料の蒸発がチューブの全長にわたる微分軸方向速
度により助けられる。力場は燃焼室内部の急速な混合と
燃焼を促進し、燃焼機温度を下げそしてその温度に媒体
ガスを暴露する時間を少なくし、その結果NOxの形成を
減じる。
Another example of a method and apparatus for reducing NOx emissions is 198
U.S. Patent to George D. Lewis, issued August 5, 0
No. 4,215,535. In this patent, the device has a combination of a serpentine fuel mixing tube discharging towards the area radially outside the combustor and an axially oriented fuel mixing tube near the center of the combustor, which comprises: Suitable for creating a strong centrifugal force field in the combustor. The tube near the center has a converging section and a diverging section.
The fuel supply discharges the fuel to a converging section, where evaporation of the liquid fuel is assisted by the differential axial velocity over the length of the tube. The force field promotes rapid mixing and combustion inside the combustion chamber, lowering the combustor temperature and reducing the time that the medium gas is exposed to that temperature, thereby reducing NOx formation.

NOxの形成と排出を低下するもう1つの方法は1974年1
0月22日付与のFrederic Franklin Ehrichに対する米
国特許第3,842,597号に開示される。この特許は圧縮機
により加圧された空気の流れの1部を逃がしそして冷却
し、次いで炎の温度を下げるために燃焼機の第1燃焼ゾ
ーンに導き、それにより窒素酸化物の形成速度を低下さ
せる。
Another way to reduce NOx formation and emissions is 1974
No. 3,842,597 to Frederic Franklin Ehrich, issued on 22.02. This patent escapes and cools a portion of the air stream pressurized by the compressor and then directs it to the first combustion zone of the combustor to reduce the temperature of the flame, thereby reducing the rate of nitrogen oxide formation. Let it.

上記システムは窒素酸化物の排出を低減させる試みの
数例である。この試みの多くは追加費用を生じた。例え
ば、Kiddの考案は水源、制御弁、制御及び監視システ
ム、及び水を燃焼室に噴射する装置を含む燃焼室への追
加の水噴射手段を要する。Lewisの考案は複数の燃料混
合チューブまたは噴射器、各チューブに対する制御シス
テムとそれぞれ個々のチューブの制御のためのフィード
バックを有する監視システムを要する。Ehrichの考案は
圧縮機により加圧された空気流の1部を逃がしそして冷
却するための付加要素と、冷却空気を燃焼機に再導入す
るためのハードウエアを要する。
The above systems are just a few examples of attempts to reduce nitrogen oxide emissions. Many of these attempts have resulted in additional costs. For example, Kidd's invention requires a water source, a control valve, a control and monitoring system, and an additional means of water injection into the combustion chamber, including a device for injecting water into the combustion chamber. Lewis' invention requires multiple fuel mixing tubes or injectors, a control system for each tube and a monitoring system with feedback for control of each individual tube. Ehrich's invention requires additional elements to escape and cool a portion of the air stream pressurized by the compressor, and hardware to reintroduce the cooling air to the combustor.

発明の開示 本発明の1つの態様に於いて、ガスタービン・エンジ
ンの運転中の排出物の形成を低下するための制御システ
ムが開示される。エンジンは圧縮空気源、燃焼機及びタ
ービンを直配列で含む。エンジンは更に燃料と圧縮空気
を燃焼機に注入するために複数個の燃料噴射ノズルを含
む。制御システムは、適当な量の燃料を加えることによ
って定格時にガスタービン・エンジンのフル燃料運転を
支えるのに十分な量の空気を、圧縮空気源から噴射ノズ
ルを通して燃焼機へ向かわせるための手段を含む。制御
システムには更に燃焼機に向かう空気の量を低く制御す
るための手段を含む。制御システムはエンジンがフル燃
料または定格未満で運転される時、空気の1部を噴射ノ
ズルから逃がす。このために、燃料噴射ノズルの各々に
連通するマニホルドと、該マニホルドに連通して、エン
ジンが最大燃料すなわち定格速度よりも低い状態で作動
するとき、空気の一部を燃料噴射ノズルからマニホルド
を通して逃がすバルブを設ける。
DISCLOSURE OF THE INVENTION In one aspect of the present invention, a control system for reducing emissions formation during operation of a gas turbine engine is disclosed. The engine includes a source of compressed air, a combustor, and a turbine in a series arrangement. The engine further includes a plurality of fuel injection nozzles for injecting fuel and compressed air into the combustor. The control system provides a means for directing a sufficient amount of air from the compressed air source through the injection nozzle to the combustor to support full gas operation of the gas turbine engine at a rated time by adding an appropriate amount of fuel. Including. The control system further includes means for controlling the amount of air going to the combustor low. The control system allows some of the air to escape from the injection nozzle when the engine is running at full fuel or below rating. To this end, a manifold communicates with each of the fuel injection nozzles and, in communication therewith, allows a portion of the air to escape from the fuel injection nozzles through the manifold when the engine operates at a maximum fuel or below rated speed. Provide a valve.

本発明の1つの態様に於いて、ガスタービン・エンジ
ンはガスタービン・エンジンの運転中排出物の形成を減
らす制御システムを有する。エンジンは圧縮空気源、燃
焼機およびタービンを直配列で含む。
In one aspect of the invention, a gas turbine engine has a control system that reduces emissions formation during operation of the gas turbine engine. The engine includes a source of compressed air, a combustor, and a turbine in a direct array.

本発明の別の態様に於いて、燃焼機は1つのエンジン
における使用に適合する。エンジンは1つの外側ハウジ
ング、エンジンの運転中圧縮機から出る圧縮空気の流れ
を有する外側ハウジングの中にある圧縮機を有する。タ
ービンは外側ハウジングの中にあり圧縮機を駆動するよ
うに結ばれる。燃焼機は外側ハウジングの中にある外側
シェル、外側シェルの内側にある内側シェル、圧縮機に
結ばれる入口末端とタービンと結ばれる出口末端をによ
って構成される。燃焼機は更に、一般的に入口末端の中
にあり外側ハウジングから支えられている少なくとも1
個の噴射ノズルを含む。噴射ノズルは燃焼機末端部分、
外部末端部分と両末端の間に延びる通路を有する。通路
は圧縮空気の1部がそこを通って流れる予め確定された
面積を有し、そして噴射ノズルは更に通路と連通する予
め確定された面積をもつオリフィスを有する。噴射ノズ
ルは更に通路と結ばれる燃料源と、圧縮空気の一部をオ
リフィスを通して逃がすことにより燃焼機に入る圧縮空
気の流量を減少させる手段を含む。
In another aspect of the invention, the combustor is adapted for use in one engine. The engine has one outer housing, the compressor located within the outer housing having a flow of compressed air exiting the compressor during operation of the engine. The turbine is in the outer housing and is tied to drive the compressor. The combustor comprises an outer shell in an outer housing, an inner shell inside the outer shell, an inlet end connected to the compressor, and an outlet end connected to the turbine. The combustor further comprises at least one generally within the inlet end and supported from the outer housing.
Including a number of spray nozzles. The injection nozzle is at the end of the combustor,
It has a passage extending between the outer end portion and both ends. The passage has a predetermined area through which a portion of the compressed air flows, and the injection nozzle further has an orifice with a predetermined area communicating with the passage. The injection nozzle further includes a fuel source connected to the passage and means for reducing the flow of compressed air entering the combustor by escaping a portion of the compressed air through the orifice.

本発明のもう1つの態様に於いて、環状の燃焼機セク
ションは外側シェルを有する燃焼機、外側シェルの内側
にある内側シェル、外側シェルと内側シェルに結ばれる
入口末端、外側末端と内側末端で区画される出口末端を
含む。入口末端はそのなかに複数の開口部を有する。環
状燃焼機セクションは更に複数の開口のなかにある複数
の噴射ノズルを含む。噴射ノズルは燃焼機末端部分、外
部末端部分および両末端の間に延びる通路を有する。そ
の通路はそれを通して圧縮空気の一部が流れる予め確定
された面積を有する。環状燃焼機セクションは更に通路
に通じる予め確定された面積を有するオリフィスを含
み、そして燃料源は通路に結ばれる。
In another aspect of the invention, an annular combustor section includes a combustor having an outer shell, an inner shell inside the outer shell, an inlet end tied to the outer shell and the inner shell, and outer and inner ends. Includes an exit end that is defined. The inlet end has a plurality of openings therein. The annular combustor section further includes a plurality of injection nozzles within the plurality of openings. The injection nozzle has a combustor end portion, an outer end portion and a passage extending between the ends. The passage has a predetermined area through which a portion of the compressed air flows. The annular combustor section further includes an orifice having a predetermined area leading to the passage, and a fuel source is coupled to the passage.

窒素酸化物、一酸化炭素および未燃焼炭化水素排出物
を減らすためのシステムの操作は、排出物を減らすため
に簡単で費用がかからずそして信頼性のあるシステムを
提供する。そのシステムは窒素酸化物が形成される速度
が炎の温度により、その結果僅かな炎の温度の低下が窒
素酸化物の大幅な低下をもたらすということ実に基ず
く。そのシステムはあらゆる周囲条件に於いて無負荷か
ら全負荷または高負荷運転パラメータに対し、ガスター
ビンの窒素酸化物、一酸化炭素及び未燃焼炭化水素の排
出を自動的に特定の排出水準に維持する。
Operating the system to reduce nitrogen oxides, carbon monoxide and unburned hydrocarbon emissions provides a simple, inexpensive and reliable system for reducing emissions. The system is based on the fact that the rate at which nitrogen oxides are formed depends on the temperature of the flame, so that a slight reduction in flame temperature results in a significant reduction in nitrogen oxides. The system automatically maintains gas turbine nitrogen oxides, carbon monoxide and unburned hydrocarbon emissions at specified emission levels for no-load to full-load or high-load operating parameters at all ambient conditions .

図面の簡単な説明 第1図は、本発明の実施態様を有するガスタービン・
エンジンおよび制御システムの外面図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a gas turbine having an embodiment of the present invention.
It is an external view of an engine and a control system.

第2図は、本発明の実施態様を有するガスタービン・
エンジンの部分断面図である。
FIG. 2 shows a gas turbine having an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial sectional view of the engine.

第3図は、第2図の線3−3を通る端部の部分断面図
ある。
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the end taken along line 3-3 of FIG.

第4図は、本発明の1つの実施態様で使われる2液体
噴射器の拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged sectional view of a two-liquid ejector used in one embodiment of the present invention.

第5図は、本発明の1つの実施態様で使われる1液体
噴射器の別の実施態様の拡大断面図である。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of another embodiment of the one liquid injector used in one embodiment of the present invention.

第6図は、本発明の1つの実施態様で使われる別の液
体噴射器の拡大断面図である。
FIG. 6 is an enlarged sectional view of another liquid ejector used in one embodiment of the present invention.

発明を実施するための最良の形態 第1図と第2図は、それから排出される窒素酸化物、
一酸化炭素および未燃焼炭化水素を減らすための制御シ
ステム12をもつガスタービン・エンジン10を示す。ガス
タービン・エンジン10は外側ハウジング14を有し、それ
はそのなかに相互に関係を有する予め確定された位置に
複数の開口16を、そして複数の16開口と関係する位置に
ネジ孔18を有する。この出願に於いてはハウジング14は
更に中心軸20を含み、そして軸20を中心に配置される圧
縮機セクション22、軸20を中心に配置されるタービンセ
クション24、そして圧縮機セクション22とタービンセク
ション24との間に配置される燃焼器セクション26の周り
に位置する。機能的には、圧縮機セクションまたは燃焼
器セクションに入る圧縮空気源22は燃料と混合され、燃
焼してタービン・セクションに出て出力を生み出すの
で、それらは直列の関係になければならない。エンジン
10は、軸20の周りに同軸に配列され燃焼機26の半径方向
内側に配置される内側ケース28を有する。タービン・セ
クション24は、発電機のような補機を駆動するために結
ばれる図示されない出力軸をもつ出力タービン30を有す
る。タービン・セクション24の別の部分は圧縮機セクシ
ョン22を駆動するように結ばれたガス発生タービン32を
有する。この出願に於いて圧縮機セクション22は軸流多
段圧縮機36を含み、それは1個だけが示されている複数
列の回転子組立体38を有する。エンジン10の運転中は圧
縮空気の流れは矢印40で示されるように圧縮機セクショ
ンを有する。これに代えて圧縮機セクションがラジアル
圧縮機またはいずれか好適な圧縮空気製造源を有するこ
とができる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION FIGS. 1 and 2 show nitrogen oxides discharged therefrom,
1 shows a gas turbine engine 10 having a control system 12 for reducing carbon monoxide and unburned hydrocarbons. Gas turbine engine 10 has an outer housing 14 having a plurality of openings 16 therein at predetermined interrelated locations and a threaded hole 18 at a location associated with the plurality of 16 openings. In this application, the housing 14 further includes a central shaft 20 and a compressor section 22 disposed about the shaft 20, a turbine section 24 disposed about the shaft 20, and the compressor section 22 and the turbine section. 24 and is located around a combustor section 26 disposed between the combustor sections 26. Functionally, the compressed air source 22 entering the compressor or combustor section must be in a serial relationship as it is mixed with fuel and burns out to the turbine section to produce power. engine
10 has an inner case 28 arranged coaxially about axis 20 and located radially inward of combustor 26. Turbine section 24 has an output turbine 30 having an output shaft (not shown) tied to drive an accessory, such as a generator. Another portion of the turbine section 24 has a gas generating turbine 32 tied to drive the compressor section 22. In this application, compressor section 22 includes an axial multi-stage compressor 36, which has a plurality of rows of rotor assemblies 38, only one of which is shown. During operation of the engine 10, the flow of compressed air has a compressor section, as indicated by arrow 40. Alternatively, the compressor section may have a radial compressor or any suitable source of compressed air production.

燃焼機セクション26はハウジング14から半径方向に予
め確定された間隔で配置され、ハウジング14から支えら
れた環状燃焼機42を有する。燃焼機42は中心軸20の周り
に配置された環状外側シェル44、外側シェル44の半径方
向内側に位置し、中心軸の周りに同軸に配列された環状
内側シェル46、通常均等な間隔を有する複数の開口50を
その中にもつ入口端部分48と出口端部分52を有する。外
側シェル44は外側表面54を、そして内側シェルは外側表
面56を有し、それらは一般的に入口端48と出口端52の間
に延びる。開口50のそれぞれは中心軸62を有する注入ノ
ズル60を有し、それは一般的に燃焼機42の入口端48と連
通するように配置される。外側ハウジング14と内側ケー
ス28との間の環状燃焼機42より小さい面積が予め確定さ
れた冷却面積64を形成し、そこを通って圧縮空気の一部
が流れる。この出願に於いてはほぼ20−50%の圧縮空気
が冷却に使われる。環状燃焼機42に代えて、複数の缶式
燃焼機または側面缶式(Side canular)燃焼機を本発
明の要旨を変えることなく取り込むことができる。
The combustor section 26 is radially spaced from the housing 14 and has an annular combustor 42 supported from the housing 14. The combustor 42 has an annular outer shell 44 disposed about the center axis 20, a radially inner side of the outer shell 44, and an annular inner shell 46 coaxially arranged about the center axis, typically having a uniform spacing. An inlet end portion 48 having a plurality of openings 50 therein and an outlet end portion 52 are provided. The outer shell 44 has an outer surface 54 and the inner shell has an outer surface 56, which generally extends between an inlet end 48 and an outlet end 52. Each of the openings 50 has an injection nozzle 60 having a central axis 62, which is generally arranged to communicate with an inlet end 48 of the combustor 42. The smaller area between the annular combustor 42 between the outer housing 14 and the inner case 28 forms a predetermined cooling area 64 through which a portion of the compressed air flows. In this application approximately 20-50% of the compressed air is used for cooling. Instead of the annular combustor 42, a plurality of can-combustors or side can-combustors can be incorporated without changing the gist of the present invention.

この出願に於いて第4図に最も良く示されているよう
に、噴射ノズル60は2燃料型でハウジングから通常の方
法で支えられている。例えば各ノズル60はその中に管通
路72を有する外側管メンバ70を有する。管メンバ70はハ
ウジング14中の複数の開口16の1つを通って半径方向に
延び、それから延びる取り付けフランジ74を有する。フ
ランジ74は1対の孔76をその中に有しその孔はハウジン
グ14のネジ孔16にねじ込み取り付けられる1対のボルト
を受ける。このようにノズル60はハウジング14に着脱自
在である。管メンバ70はさらに燃焼機末端部分80と外側
末端部分82とを有する。ノズル60は更に、内側表面90、
外側表面92、内面96を有する噴射器末端壁94と、少なく
とも1部が管メンバ70の燃焼機末端部分の中にある入口
端98とを有する、円筒メイン・ボディー88を一般的に有
する。予め確定された長さを有する複数のスポーク100
は一般的にメイン・ボディー88の周りに均等に配置さ
れ、そしてメイン・ボディー88と管メンバ70に固く取り
付けられる。このように圧縮空気の1部が流れる予め確
定された面積を有するオリフィス102はメイン・ボディ
ー88と管メンバ70との間に形成される。オリフィス102
中の圧縮空気は管メンバ中の管通路72と連通する。メイ
ン・ボディー88の入口末端98は一般的にその中の中心に
作られる比較的大きな孔104を有し、噴射器末端壁94
は、液体パイロット燃料のための中央通路106を中心軸6
2と同軸に、そしてガス状パイロット燃料のための複数
の角度付き通路108を中央通路106の周りに半径方向に間
隔を於いて有する。メイン・ボディー88の末端94と98と
の間に、低排出物ガス燃料噴射モードのための孔110の
第1のセットが内面90と外面92との間に半径方向に開け
られ、そして低排出物液体燃料噴射モードのための孔11
2の第2のセットもまた第一セットの孔110から軸方向に
離れて内面90と外面92との間に半径方向に開けられる。
孔110の第1のセットの中にメイン・ボディー88の外面
から半径方向に延ばして複数の中空スポーク・メンバ11
4をおく。各スポーク・メンバ114は予め確定された長さ
と、閉じられた第一の末端116と開かれ第二の末端118と
を有する。複数の通路120は各スポーク・メンバに沿っ
て軸方向に間隔をおいてあり、各スポーク・メンバ114
の中空部分と連通している。複数の通路120はメイン・
ボディー88の噴射器末端壁94に対するように向けられ、
第1の閉じられた末端116はメイン・ボディー88の外面9
2から半径方向に離れて置かれる。メイン・ボディー88
の周りに半径方向に間隔を置いて、そしてスポーク・メ
ンバ114の第1の閉鎖端116から間隔をおいて、外開きの
空気入口端124と燃焼器末端126を有する外側円筒メンバ
122がある。空気入口端124は一般的に管メンバ70の燃焼
器末端部分80の周りに同軸に位置し、メイン・ボディー
88から複数のスワラ128により支えられる。主空気通路1
30は外側円筒メンバ122とメイン・ボディー88の外面92
との間に形成される。主空気通路130は入口端124から燃
焼機末端126まで延びそれを通して圧縮空気の1部が流
れることができる予め確定された面積を有する。この出
願に於いては、圧縮空気のほぼ50〜80%が外側円筒メン
バ122とメインボディー88の外側表面92との間の予め確
定された面積に入る。主空気通路130を通り燃焼機40へ
入る圧縮空気の流れはガスタービン・エンジン10の全負
荷運転を支える適当量の燃料を加え十分な量である。更
に、この出願に於いて主空気通路130と連通するオリフ
ィス102の予め確定された断面積は外側円筒メンバ122と
メイン・ボディー88との間の予め確定された区域の断面
積のほぼ15〜35%に等しい。
As best shown in FIG. 4 in this application, the injection nozzle 60 is of the dual fuel type and is supported from the housing in a conventional manner. For example, each nozzle 60 has an outer tube member 70 having a tube passage 72 therein. The tube member 70 has a mounting flange 74 extending radially through one of the plurality of openings 16 in the housing 14 and extending therefrom. Flange 74 has a pair of holes 76 therein for receiving a pair of bolts threadably mounted in threaded holes 16 in housing 14. Thus, the nozzle 60 is detachable from the housing 14. The tube member 70 further has a combustor end portion 80 and an outer end portion 82. The nozzle 60 further comprises an inner surface 90,
It generally has a cylindrical main body 88 having an injector end wall 94 having an outer surface 92, an inner surface 96, and an inlet end 98 at least partially within the combustor end portion of the tube member 70. A plurality of spokes 100 having a predetermined length
Are generally evenly distributed around main body 88 and are rigidly attached to main body 88 and tube member 70. Thus, an orifice 102 having a predetermined area through which a portion of the compressed air flows is formed between the main body 88 and the pipe member 70. Orifice 102
The compressed air therein communicates with a tube passage 72 in the tube member. The inlet end 98 of the main body 88 has a relatively large hole 104, generally made in the center thereof, and an injector end wall 94.
Center axis 106 for liquid pilot fuel
Coaxial with 2 and having a plurality of angled passages 108 for gaseous pilot fuel spaced radially about central passage 106. Between the ends 94 and 98 of the main body 88, a first set of holes 110 for a low emission gas fuel injection mode is drilled radially between the inner surface 90 and the outer surface 92 and a low emission. Hole 11 for liquid fuel injection mode
A second set of two is also drilled radially between the inner surface 90 and the outer surface 92 axially away from the first set of holes 110.
A plurality of hollow spoke members 11 extend radially from the outer surface of main body 88 into a first set of holes 110.
Put 4. Each spoke member 114 has a predetermined length, a closed first end 116 and an open second end 118. A plurality of passages 120 are axially spaced along each spoke member and each spoke member 114
Communicates with the hollow part of Multiple passages 120 are main
Oriented against the injector end wall 94 of the body 88,
The first closed end 116 is the outer surface 9 of the main body 88
Located radially away from two. Main body 88
An outer cylindrical member having an open air inlet end 124 and a combustor end 126 radially spaced about and spaced from a first closed end 116 of the spoke member 114;
There are 122. The air inlet end 124 is generally coaxially located around the combustor end portion 80 of the tube member 70 and is
Supported by a plurality of swirlers 128 from 88. Main air passage 1
30 is the outer cylindrical member 122 and the outer surface 92 of the main body 88
Is formed between The main air passage 130 extends from the inlet end 124 to the combustor end 126 and has a predetermined area through which a portion of the compressed air can flow. In this application, approximately 50-80% of the compressed air falls within a predetermined area between the outer cylindrical member 122 and the outer surface 92 of the main body 88. The flow of compressed air entering the combustor 40 through the main air passage 130 is sufficient to add the appropriate amount of fuel to support full load operation of the gas turbine engine 10. Further, in this application, the predetermined cross-sectional area of the orifice 102 communicating with the main air passage 130 is approximately 15-35 of the cross-sectional area of the predetermined area between the outer cylindrical member 122 and the main body 88. %be equivalent to.

噴射ノズル60は更にメイン・ボディー88内部に形成さ
れる液体パイロット受器140を有する。一般的にカップ
形のメンバ142は噴射機末端壁94の内面96に漏れないよ
うに取り付けられそして開口144をその中に有する。液
体パイロット燃料チューブ146は開口144に漏れないよう
に取り付けられた一端を有し図示されない液体燃料源と
連通する。液体パイロット燃料チューブ146の1部は管
メンバ70中の管通路72を通して延び、液体燃料源と連通
するためにハウジング(14)の外側で管メンバ70を漏れ
ないように出る。パイロット燃料チューブ146中の液体
燃料は液体燃料受け器140および中心通路106と連通す
る。さらに、メイン・ボディー88の内部にあるのは内側
表面90に漏れないように取り付けられ噴射器末端壁94の
内面96から軸方向に離れていて、内面96と孔110の第1
セットの間に挿入されてガス体ピロット燃料受け器150
を形成する第1プレート148である。1対の開口152は第
1プレート148の中に作られる。開口152の1つはそこを
通して漏れないように延びる液体パイロット燃料チュー
ブ146を有する。別の開口152はそれに漏れないように取
り付けられるガス体パイロット燃料チューブ154の一端
を有する。メイン・ボディー88内のガス体パイロット受
け器150は一般的にメイン・ボディー88の内部表面90、
噴射機末端壁94の内面96、カップ形メンバ142の周辺お
よび第1プレート148で区画される。ガス体パイロット
燃料チューブ154の1部は管メンバ70の管通路72を通し
て延びハウジング14の外側で管メンバ70を出、ガス燃料
源と連通する。ガス体パイロット燃料チューブ154内の
ガス燃料は図示されないガス燃料源と連通し、ガス体パ
イロット燃料受け器150およびメイン・ボディー88の噴
射器末端壁94内の角度の付いた複数の通路108と連通す
る。更にメイン・ボディー88の中にあるのは、メイン・
ボディー88の内部表面に漏れないように取り付けられ第
1セットの孔110と第2セットの孔112の間に軸方向に挿
入された第2プレート156で、主ガス燃料受け器158を形
成する。第2プレート156は複数の開口160をその中に作
る。複数の開口160の1つはそれを通して漏れないよう
に延びる液体パイロット燃料チューブ146を有し、複数
の開口160の他の1つはそれを通して漏れないように延
びるガス体パイロット燃料チューブ154を有する。複数
の開口160のもう1つはそれに漏れないように取り付け
られる主ガス燃料チューブ162の1端を有する。主ガス
燃料受け器158は一般的にメイン・ボディー88の内側表
面90、第1プレート148及び第2プレート156で区画され
る。主ガス燃料チューブ162の1部は管メンバ70の内部
の管通路72の中にあり、そしてハウジング14の外で管通
路72を漏れないように出てガス燃料源と連通する。主ガ
ス燃焼チューブ162の中のガス燃料はガス燃料源、主ガ
ス燃料受け器158および複数の中空スポーク・メンバ114
の中の複数の通路120と連通する。更にメイン・ボディ
ー88の内部にあるのは第2プレート156から軸方向に離
れそして第2セットの孔112とメイン・ボディー88の入
口端98との間に挿入されて液体燃料受け器166を形成す
る第3プレート164である。第3プレート164は複数の開
口168をその中に作る。複数の開口168の1つは漏れない
ようにそれを通して延びる液体パイロット燃料チューブ
146を有し複数の開口168の他の一つはそれを通して漏れ
ないように延びるガス体パイロット燃料チューブ154を
有する。複数の開口168のもう一つは漏れないようにそ
れを通して延びる主ガス燃料チューブ162を有し、複数
の開口168の他のもう一つはそれに取り付けられる主液
体燃料チューブ170の1端を有する。液体燃料受け器166
は一般的にメイン・ボディー88の内側表面90、第2プレ
ート156及び第3レート164で区画される。主液体燃料チ
ューブ170の1部は管メンバ70の内部の管通路72を通し
て延びそしてハウジング14の外で管メンバ70を漏れない
ように出て液体燃料源と連通する。主液体燃料チューブ
170中の液体燃料は液体燃料源、液体燃料受け器166及び
メイン・ボディー88の内部の孔112の第2セットと連通
する。別のも良い態様として第5図に示されるように、
1燃料型ガス噴射ノズル180は2燃料噴射ノズル60の代
わりに使うことができる。適切であれば1燃料型噴射ノ
ズルを示すのに使われている名称を2燃料型噴射ノズル
60に使われているものと同じにするが、番号は別にす
る。各ノズル180はハウジング14から通常の方法で支持
される。例えば、各ノズル180は管通路184をその中に有
する外側管メンバ182を有する。管メンバ182はハウジン
グ14の中の複数の開口16の1つを通して半径方向に延
び、そしてそれから延びる図示されない取り付けフラン
ジを有する。そのフランジはその中に1対の孔を有しハ
ウジング14中のねじ穴16にねじ込んで取り付けられるよ
うに1対のボルト78を受け、それは2燃料噴射ノズル60
用の取り付けフランジと同じである。このようにノズル
180はハウジング14に取り外し自在に取り付けられる。
管メンバ182は更に燃焼器末端部190と外部末端部191を
有する。ノズル180は更に一般的に内側表面194、外側表
面196、内面200を有する燃焼器末端壁198及び少なくと
も部分的に管メンバ182の燃焼器末端部190の中にある入
口末端202をもつ円筒メイン・ボディー192を有する。予
め確定された長さを有する複数のスポーク204は一般的
にメイン・ボディー192の周りに均等に間隔を有し、メ
イン・ボディー192および管メンバ182に固定的に取り付
けられる。このように、予め確定された面積を有しそれ
を通して圧縮空気の1部が流れえるオリフィス206はメ
イン・ボディー192と管メンバ182との間に形成される。
オリフィス206の内部の圧縮空気は管メンバ182中の管通
路184と連通する。メイン・ボディー192の入口末端202
は一般的に比較的大きい孔208をその中心に有しそして
燃焼器末端壁198は複数の角度を有する通路212を円形配
列でその中に有する。メイン・ボディー192の末端198と
202との中間にあるのは内側表面194から外側表面196に
延びる孔214のセットである。孔214のセットの中にあり
メイン・ボディー192の外側表面196から半径方向に延び
るのは複数の中空スポーク・メンバ218である。各複数
の中空スポーク・メンバ218は予め確定された長さ、閉
じられた第1末端220および開かれた第2末端222を有す
る。複数の通路224は各スポーク・メンバ218に沿って軸
方向に間隔をおいてあり、各スポーク・メンバ218の中
空部分と連通する。複数の通路224はメイン・ボディー1
92の燃焼器末端壁198に対面するように向けられメイン
・ボディー192の外側表面196から離れた位置に第1閉鎖
端220を有する。メイン・ボディー192の周りに半径方向
に間隔をおき、且つスポーク・メンバ218の第1閉鎖末
端220から間隔を置いてあるのは、開いた空気入口入末
端228と燃焼器末端230とを有する外側円筒メンバ226で
ある。空気入口末端228は一般的に管メンバ182の燃焼器
端部190の周りに同軸に位置しメイン・ボディー192から
複数のスワラ232により支持される。主空気通路240は外
側円筒メンバ226とメイン・ボディー192の外側表面196
との間に形成される。主空気通路240は燃焼器末端230か
ら開いた空気入口末端228まで軸方向に延びそしてそれ
を通して圧縮空気の一部が流れることができるように予
め確定された面積を有する。この出願に於いては、圧縮
空気のほぼ50〜80%が外側円筒メンバー226とメイン・
ボディー192の外側表面196との間の予め確定された面積
へ入る。主空気通路240を通って燃焼器40へ入る圧縮空
気の流れはガスタービン・エンジン10の全負荷運転を支
えるために適当量の燃料を加えて十分な量である。更
に、この出願に於いては予め確定された面積を有する主
空気通路240と連通するオリフィス206の予め確定された
断面積が、外側円筒メンバ226とメイン・ボディー192と
の間の予め確定された区域の断面積のほぼ15〜35%に等
しい。
The injection nozzle 60 further has a liquid pilot receiver 140 formed inside the main body 88. A generally cup-shaped member 142 is sealingly mounted to the inner surface 96 of the injector end wall 94 and has an opening 144 therein. The liquid pilot fuel tube 146 has one end attached to the opening 144 so as not to leak, and communicates with a liquid fuel source (not shown). A portion of the liquid pilot fuel tube 146 extends through the tube passage 72 in the tube member 70 and exits the tube member 70 outside the housing (14) for communication with a source of liquid fuel. The liquid fuel in the pilot fuel tube 146 communicates with the liquid fuel receiver 140 and the center passage 106. Further, inside the main body 88 is a leak-tightly mounted inner surface 90 axially spaced from the inner surface 96 of the injector end wall 94 and the first surface of the inner surface 96 and the bore 110.
Gas body pilot receiver 150 inserted between sets
Is a first plate 148 that forms A pair of openings 152 are made in the first plate 148. One of the openings 152 has a liquid pilot fuel tube 146 extending therethrough without leakage. Another opening 152 has one end of a gas pilot fuel tube 154 that is sealingly attached thereto. The gas body pilot receiver 150 in the main body 88 generally comprises an inner surface 90 of the main body 88,
The inner surface 96 of the injector end wall 94, the periphery of the cup-shaped member 142 and the first plate 148. A portion of the gas pilot fuel tube 154 extends through the tube passage 72 of the tube member 70 and exits the tube member 70 outside of the housing 14 and communicates with a gas fuel source. Gas fuel in the gas pilot fuel tube 154 communicates with a gas fuel source (not shown) and communicates with the gas pilot fuel receiver 150 and the angled passages 108 in the injector end wall 94 of the main body 88. I do. Furthermore, in the main body 88, the main body
A main gas fuel receiver 158 is formed by a second plate 156 that is tightly attached to the interior surface of the body 88 and is axially inserted between the first set of holes 110 and the second set of holes 112. The second plate 156 creates a plurality of openings 160 therein. One of the plurality of openings 160 has a liquid pilot fuel tube 146 extending therethrough and the other one of the plurality of openings 160 has a gaseous pilot fuel tube 154 extending therethrough. Another one of the plurality of openings 160 has one end of a main gas fuel tube 162 that is sealingly attached thereto. Main gas fuel receiver 158 is generally defined by inner surface 90 of main body 88, first plate 148, and second plate 156. A portion of the main gas fuel tube 162 is within the tube passage 72 inside the tube member 70 and leaks out of the tube passage 72 outside the housing 14 to communicate with a gas fuel source. The gas fuel in the main gas combustion tube 162 is a gas fuel source, a main gas fuel receiver 158 and a plurality of hollow spoke members 114.
Communicates with the plurality of passages 120 in the inside. Further within the main body 88 is axially spaced from the second plate 156 and inserted between the second set of holes 112 and the inlet end 98 of the main body 88 to form a liquid fuel receiver 166. This is the third plate 164. Third plate 164 creates a plurality of openings 168 therein. One of the plurality of openings 168 is a liquid pilot fuel tube extending therethrough to prevent leakage
Another one of the plurality of openings 168 having a 146 has a gas body pilot fuel tube 154 extending therethrough without leakage. Another of the plurality of openings 168 has a main gas fuel tube 162 extending therethrough in a leaktight manner, and the other one of the plurality of openings 168 has one end of a main liquid fuel tube 170 attached thereto. Liquid fuel receiver 166
Is generally defined by the inner surface 90 of the main body 88, the second plate 156 and the third plate 164. A portion of the main liquid fuel tube 170 extends through a tube passage 72 inside the tube member 70 and leaks out of the tube member 70 outside the housing 14 to communicate with a liquid fuel source. Main liquid fuel tube
The liquid fuel in 170 is in communication with a liquid fuel source, a liquid fuel receiver 166 and a second set of holes 112 in the main body 88. As another good embodiment, as shown in FIG.
The one fuel type gas injection nozzle 180 can be used in place of the two fuel injection nozzles 60. The name used to denote 1 fuel type injection nozzle, if appropriate, is 2 fuel type injection nozzle.
Same as used for 60, but numbered separately. Each nozzle 180 is supported from housing 14 in a conventional manner. For example, each nozzle 180 has an outer tube member 182 having a tube passage 184 therein. Tube member 182 extends radially through one of a plurality of openings 16 in housing 14 and has a mounting flange (not shown) extending therefrom. The flange has a pair of holes therein and receives a pair of bolts 78 for screwing into threaded holes 16 in the housing 14, which receive two fuel injection nozzles 60.
Same as mounting flange. Like this nozzle
180 is removably attached to the housing 14.
The tube member 182 further has a combustor end 190 and an outer end 191. Nozzle 180 is also generally a cylindrical main body having an inner surface 194, an outer surface 196, a combustor end wall 198 having an inner surface 200, and an inlet end 202 at least partially within the combustor end 190 of tube member 182. It has a body 192. A plurality of spokes 204 having a predetermined length are generally evenly spaced around main body 192 and are fixedly attached to main body 192 and tube member 182. Thus, an orifice 206 having a predetermined area through which a portion of the compressed air can flow is formed between the main body 192 and the tube member 182.
The compressed air inside the orifice 206 communicates with the pipe passage 184 in the pipe member 182. Entrance end 202 of main body 192
Generally has a relatively large hole 208 at its center and combustor end wall 198 has a plurality of angled passages 212 therein in a circular arrangement. With the end 198 of the main body 192
Intermediate to 202 is a set of holes 214 extending from inner surface 194 to outer surface 196. Extending radially from the outer surface 196 of the main body 192 within the set of holes 214 are a plurality of hollow spoke members 218. Each of the plurality of hollow spoke members 218 has a predetermined length, a closed first end 220 and an open second end 222. A plurality of passages 224 are axially spaced along each spoke member 218 and communicate with a hollow portion of each spoke member 218. Multiple passages 224 in main body 1
A first closed end 220 is positioned facing the combustor end wall 198 of the 92 and remote from the outer surface 196 of the main body 192. Radially spaced around main body 192 and spaced from first closed end 220 of spoke member 218 is an outer side having an open air inlet inlet end 228 and a combustor end 230. It is a cylindrical member 226. The air inlet end 228 is generally coaxial about the combustor end 190 of the tube member 182 and is supported from the main body 192 by a plurality of swirlers 232. The main air passage 240 has an outer cylindrical member 226 and an outer surface 196 of the main body 192.
Is formed between Main air passage 240 extends axially from combustor end 230 to open air inlet end 228 and has a predetermined area through which a portion of the compressed air can flow. In this application, approximately 50-80% of the compressed air is comprised of the outer cylindrical member 226 and the main cylinder.
A predetermined area between the outer surface 196 of the body 192 is entered. The flow of compressed air entering combustor 40 through main air passage 240 is sufficient to add the appropriate amount of fuel to support full load operation of gas turbine engine 10. Further, in this application, a predetermined cross-sectional area of the orifice 206 communicating with the main air passage 240 having a predetermined area is defined between the outer cylindrical member 226 and the main body 192. Equal to approximately 15-35% of the cross-sectional area of the area.

噴射ノズル180は更に、内側表面194に漏れないように
取り付けられ燃焼機末端壁198の内面200から軸方向に離
れ内面200と孔214のセットとの間に挿入され、その結果
ガス体パイロット燃料受け器244を形成する第1プレー
ト242を有する。開口246は第1プレート242の中に作ら
れ、そしてそれに漏れないように取り付けられるガス体
パイロット燃料チューブ246の一端を有する。メイン・
ボディー192の内部のガス体パイロット燃料受け器244は
一般的にメイン・ボディー192の内側表面194、燃料機末
端壁198の内側表面200及び第1プレート242により区画
される。ガス体パイロット燃料チューブ246の1部は管
メンバ182中の管通路184を通って延び、ハウジング14の
外側で管メンバ182を漏れないように出、ガス燃料源と
連通する。ガス体パイロット燃料チューブ246中のガス
燃料はガス燃料源と連通しそしてガス体パイロット燃料
受け器244及びメイン・ボディー192の燃料機末端壁198
の中の複数の角度を有する通路212に通じる。更にメイ
ン・ボディー192の中にあるのは、メイン・ボディー192
の内部表面194に漏れないように取り付けられ、孔214の
セットと第1プレート242との間に軸方向に挿入された
第2プレート248である。第2プレート248はそれを通し
てガス体パイロット燃料チューブ246が漏れないように
延びる開口250を作る。更にメイン・ボディー192の中に
あるのは、第2プレート248から軸方向に離れてあり、
孔214のセットとメイン・ボディー192の入口端202との
間に挿入され、ガス燃料受け器254を形成する第3プレ
ート252である。第3プレート252は1対の開口256をそ
の中に作る。1対の開口256の1つはそれを通し漏れな
いように延びるガス体パイロット燃料チューブを有し、
そして開口256の他の1つははそれに取り付けられる主
ガス燃料チューブ258の1端を有する。主ガス燃料受け
器254は一般的にメイン・ボディー192の内側表面194、
第2プレート248及び第3プレート252により区画され
る。主ガス燃料チューブ258の1部は管メンバ182の管通
路184とシーリングを通って延びそして管メンバ182を漏
れないように出る。主ガス燃料チューブ258内部のガス
燃料はガス燃料源、主ガス燃料受け器254およびメイン
・ボディー192の内部の孔214のセットと連通する。
The injection nozzle 180 is further leak tightly mounted to the inner surface 194 and is axially spaced from the inner surface 200 of the combustor end wall 198 and inserted between the inner surface 200 and the set of holes 214 so that the gaseous pilot fuel receiver It has a first plate 242 forming a vessel 244. An opening 246 has one end of a gas pilot fuel tube 246 made in the first plate 242 and tightly attached thereto. Maine·
The gas pilot fuel receiver 244 inside the body 192 is generally defined by an inner surface 194 of the main body 192, an inner surface 200 of the fuel machine end wall 198, and a first plate 242. A portion of the gaseous pilot fuel tube 246 extends through a tube passage 184 in the tube member 182 and leaks out of the tube member 182 outside the housing 14 to communicate with a gas fuel source. The gaseous fuel in the gaseous pilot fuel tube 246 communicates with a gaseous fuel source and the gaseous pilot fuel receiver 244 and the fuel machine end wall 198 of the main body 192.
Through a passageway 212 having a plurality of angles. Further inside the main body 192 is the main body 192
A second plate 248 that is leak tightly attached to the inner surface 194 of the first plate 242 and is axially inserted between the set of holes 214 and the first plate 242. The second plate 248 creates an opening 250 through which the gas pilot fuel tube 246 leaks. Further within the main body 192 is axially separated from the second plate 248,
A third plate 252 inserted between the set of holes 214 and the inlet end 202 of the main body 192 to form a gas fuel receiver 254. Third plate 252 creates a pair of openings 256 therein. One of the pair of openings 256 has a gaseous pilot fuel tube extending therethrough without leaking therethrough;
And the other one of the openings 256 has one end of a main gas fuel tube 258 attached thereto. The main gas fuel receiver 254 is generally the inner surface 194 of the main body 192,
It is partitioned by the second plate 248 and the third plate 252. A portion of the main gas fuel tube 258 extends through the tube passage 184 and sealing of the tube member 182 and exits the tube member 182 in a leaktight manner. Gas fuel within main gas fuel tube 258 communicates with a gas fuel source, a main gas fuel receiver 254 and a set of holes 214 within main body 192.

ガスタービン・エンジン10からの窒素酸化物、一酸化
炭素および未燃焼炭化水素排出を減らす制御システム12
は噴射ノズル60,180を通して圧縮機セクション22を出る
圧縮空気の流れの1部を燃焼機42の入口末端48へ向ける
手段260を有する。圧縮空気の流れの1部を向ける手段2
60は燃焼器セクション26の外側ハウジング14、外側シェ
ル44、入口末端48および内側シェル46を有する。燃焼機
42の外側及び内側シェル44,46と外側ハウジング14との
間の予め確定された空間的関係、及び燃焼機42と外側ハ
ウジング14及び内側ケース26との間に予め確定された流
れ面積を形成する内側ケース28もまた、この手段260の
一部であ。
Control system 12 that reduces nitrogen oxides, carbon monoxide and unburned hydrocarbon emissions from gas turbine engine 10
Has means 260 for directing a portion of the flow of compressed air exiting the compressor section 22 through the injection nozzles 60, 180 to the inlet end 48 of the combustor 42. Means for directing part of the flow of compressed air 2
60 has outer housing 14, outer shell 44, inlet end 48 and inner shell 46 of combustor section 26. Combustion machine
Form a predetermined spatial relationship between the outer and inner shells 44, 46 of the 42 and the outer housing 14, and a predetermined flow area between the combustor 42 and the outer housing 14 and the inner case 26. The inner case 28 is also part of this means 260.

第1図、第2図、及び第3図に示される最も良い態様
のように、ガスタービン・エンジン10からの窒素酸化
物、一酸化炭素および未燃焼炭化水素排出物を減らす制
御システム12は更にその中に通路264を有するマニホー
ルド262を有する。マニホールド262は外側ハウジング14
の外部に位置し外側ハウジング14を取り囲む。マニホー
ルド中の複数の開口266の位置は管メンバ70,182のそれ
ぞれの位置に対応する。管メンバ70,182は導管するため
の手段268の1部を形成し、マニホールド262中の複数の
開口266と連通するように取り付けられる。このように
マニホールド262中の通路264は管メンバ70,182の管通路
72,184の内部の圧縮空気と連通する。導管するための手
段268は複数のエルボ、フランジおよび継ぎ手270を有す
る。マニホールド262は更にそれに取り付けられるダク
ト274を有する出口開口272を有する。ダクト274はマニ
ホールド262の通路264と連通する通路276をその中に有
する。バルブ278がダクト274に取り付けられる。この出
願に於いてはバルブ278は通常のバタフライ形であるが
通常の設計のいずれも採用できる。バルブ278はその中
に通路282をもつハウジング280を有する。更にハウジン
グ280に含まれるのは貫通孔284で図示されない1対のベ
アリングが孔284の中に確保される。軸286がベアリング
の中に回転自在に置かれ、その中に取り付けられ通路28
2の内部に位置する絞り機構288を有する。軸286はハウ
ジング280の外側に延びる第1末端290を有する。レバー
292が軸286の第1末端290に取り付けられレバー292の動
きが絞り機構288を閉鎖位置294から開位置296まで動か
す。
As in the best mode shown in FIGS. 1, 2 and 3, the control system 12 for reducing nitrogen oxides, carbon monoxide and unburned hydrocarbon emissions from the gas turbine engine 10 further includes It has a manifold 262 with a passage 264 therein. Manifold 262 is outer housing 14
And surrounds the outer housing 14. The position of the plurality of openings 266 in the manifold corresponds to the position of each of the tube members 70,182. The tube members 70,182 form part of the means for conduit 268 and are mounted in communication with the plurality of openings 266 in the manifold 262. As described above, the passage 264 in the manifold 262 is the pipe passage of the pipe members 70 and 182.
It communicates with the compressed air inside 72,184. The means for conduit 268 has a plurality of elbows, flanges and joints 270. The manifold 262 further has an outlet opening 272 having a duct 274 attached thereto. Duct 274 has a passage 276 therein that communicates with passage 264 of manifold 262. A valve 278 is attached to the duct 274. In this application, the valve 278 is of a conventional butterfly type, but any conventional design can be employed. Valve 278 has a housing 280 with a passage 282 therein. Further included in the housing 280 is a through hole 284 in which a pair of bearings (not shown) are secured. A shaft 286 is rotatably placed in the bearing and is mounted therein and the passage 28
2 has a diaphragm mechanism 288 located inside. Shaft 286 has a first end 290 that extends outside housing 280. lever
A 292 is attached to the first end 290 of the shaft 286 and movement of the lever 292 moves the throttle mechanism 288 from a closed position 294 to an open position 296.

窒素酸化物、一酸化炭素および未燃焼炭化水素排出物
を減らす制御システム12に更に含まれるものは、燃焼機
40に向かう空気の量を制御的に減らすための手段298で
ある。エンジン10が低負荷レベルで運転されている時噴
射ノズル60,180から空気が逃がされる。減らすための手
段298は: 外側円筒メンバ122,226と各噴射器60,180のメイン・
ボディー88,192との間に形成される予め確定された面積
を有し主空気通路130,240;予め確定された面積をもち、
メイン・ボディー88,180と噴射器60,180の管メンバ70,1
82との間に形成される管メンバ70,182;管メンバ70,182
の内部の貫通路72,184;及びマニホールド262中の通路26
4の部品を含みこれらもまた制御システム12の1部であ
る。
Further included in the control system 12 to reduce nitrogen oxides, carbon monoxide and unburned hydrocarbon emissions are combustors
Means 298 for controllably reducing the amount of air going to 40. When the engine 10 is operating at a low load level, air is released from the injection nozzles 60,180. Means for reducing 298 are: the main cylinder of the outer cylindrical members 122,226 and each injector 60,180
Main air passages 130, 240 having a predetermined area formed between the bodies 88, 192; having a predetermined area,
Pipe members 70,1 of main body 88,180 and injectors 60,180
Pipe members 70 and 182 formed between the pipe members 70 and 182;
Passages 72, 184 in the interior of the
It contains four parts, which are also part of the control system 12.

ダクト274中の通路276及びハウジング280中の通路28
2、更に通路282中の絞り機構288が逃がすための手段298
の中に含まれる。この出願に於いては、通路282はエン
ジン10からの排気出口に継ぎ手300により結ばれ排気に
導かれる。
Passageway 276 in duct 274 and passageway 28 in housing 280
2. Means 298 for the throttle mechanism 288 in the passage 282 to escape
Included in In this application, passage 282 is connected by a joint 300 to an exhaust outlet from engine 10 and directed to exhaust.

窒素酸化物、一酸化炭素および未燃焼炭化水素の排出
を減らす制御システム12に更に含まれるものは、噴射ノ
ズル60,180から逃げる圧縮空気の流れの1部を監視し制
御するための手段310である。その監視し制御するため
の手段310は出力タービン30の入口温度を監視するエン
ジン10の中にあるセンサ312を有する。あるいは、負荷
または速度のような多くのエンジンのパラメータを監視
パラメータとして使うことができる。センサ312は複数
の線により制御ボックスまたはコンピュータ314に結ば
れ、そこでセンサ312からの信号は通訳されそして第2
信号が複数の線318を通してパワー・シリンダ320におく
られる。この出願に於いては、パワー・シリンダ320は
水力電気シリンダであるが、代わりとして電気ソレノイ
ドとすることができる。パワー・シリンダ320はレバー2
92とそれに対応して絞り機構288を開位置296から閉鎖位
置294まで動かす。出力タービン30の入口温度が約2700
〜3140゜F(1482〜1726℃)の範囲の燃焼温度に相当す
る予め確定された温度に達した時はバルブ278は噴射器6
0,180から逃がす圧縮空気の量を増加する。この出願に
於いては、絞り機構288の動きは開位置296から閉鎖位置
294まで無段階に変えられる。しかし、任意にその絞り
機構288の動きは閉鎖位置294から開位置296まで複数の
予め確定された段階的位置を通して動かすことができ
る。
Also included in the control system 12 for reducing emissions of nitrogen oxides, carbon monoxide and unburned hydrocarbons is a means 310 for monitoring and controlling a portion of the compressed air flow escaping from the injection nozzles 60,180. The means 310 for monitoring and controlling comprises a sensor 312 in the engine 10 that monitors the inlet temperature of the power turbine 30. Alternatively, many engine parameters, such as load or speed, can be used as monitoring parameters. The sensor 312 is connected by a plurality of wires to a control box or computer 314 where the signal from the sensor 312 is interpreted and
A signal is sent to the power cylinder 320 through a plurality of wires 318. In this application, power cylinder 320 is a hydraulic cylinder, but could alternatively be an electric solenoid. Power cylinder 320 is lever 2
92 and correspondingly move the aperture mechanism 288 from the open position 296 to the closed position 294. The inlet temperature of the power turbine 30 is about 2700
When a predetermined temperature corresponding to a combustion temperature in the range of 33140 ° F. (1482-1726 ° C.) is reached, valve 278 turns injector 6
Increase the amount of compressed air that escapes from 0,180. In this application, the movement of the throttle mechanism 288 is from the open position 296 to the closed position.
You can change up to 294 steplessly. However, optionally, the movement of the throttle mechanism 288 can be moved through a plurality of predetermined stepped positions from a closed position 294 to an open position 296.

第6図の最良の態様のように、別の噴射ノズル330が
示される。この噴射ノズル330はその中に管通路334を有
する外側管メンバ332を有する。管メンバ332はハウジン
グ14中の複数の開口16の1つを通し半径方向に延びそし
て図示されないそれから延びる取り付けフランジを有す
る。そのフランジは1対のボルトを受ける1対の孔をそ
の中に有し、ハウジング14のネジ孔16にねじ込み取り付
けられる。このように、ノズル330はハウジング14に取
り外し自在に取り付けられる。管メンバ332は一般的に
更に燃焼機末端部分336と外部末端部分338を有する。ノ
ズル330は更に一般的に、内側表面344と外側表面346と
を有する内側壁342、内側表面350と外側表面352とを有
する外側壁348、燃焼機末端部分354および圧縮機末端部
分358を有する円筒形中空メイン・ボディー340を有す
る。チャンネル形メンバ360はベース364から延びる入口
部分362を有する。入口部分362はメイン・ボディー340
の外側壁348の外側表面352に圧縮機末端部分358の近く
で取り付けられ、そこに作られる開口366を有する。入
口部分362はメイン・ボディー340の内側壁342の内側表
面344に空間的の関係を置いて位置し、そこを通って圧
縮空気の1部が流れことができる予め確定された面積を
有するオリフィス370をその間に形成する。オリフィス3
70はメイン・ボディー340と入口部分362との間に形成さ
れる。外側管メンバ332の燃焼機末端部分336は開口336
と同軸に配列されチャンネル・メンバ360に固く取り付
けられる。管通路334はオリフィス370と連通する。予め
確定された長さと形態を有する複数のスワラ羽根372は
一般的に内側壁342の内側表面344の周りに均等に間隔を
置いてあり、それに固く取り付けられた1端を有する。
反射器メンバ374は半径方向で内側、同軸にメイン・ボ
ディー340の内部に位置し、複数のスワラ羽根372のそれ
ぞれの他端に固く取り付けられる。主燃料ギャラリ380
はメイン・ボディー340の内部に形成される。例えば、
主燃料ギャラリ380は内側壁342の外側表面346、燃焼機
末端部分358、外側壁348の内側表面350及び圧縮機末端
部分358により区画される。メイン・ボディー340の内側
壁342の末端354,358の中間部にあるのは、内側表面334
から外側表面346の間に半径方向に延びる1セットの孔3
82である。孔382のセットの中に位置し内側壁342の内側
表面344から半径方向に延びるのは複数の中空スポーク
・メンバ384である。各スポーク・メンバ384は予め確定
された長さ、閉じられた第1末端386及び開かれた第2
末端388を有する。複数の通路390は各スポーク・メンバ
384に沿って軸方向に間隔を置いてあり、各スポーク・
メンバ384の中空部分と連通する。複数の通路390は予め
確定された方法で空気の流れの中に燃料を噴射するよう
に置かれ、そして第1閉鎖末端386は内側壁342の内側表
面344から半径方向内側に向けて置かれる。噴射ノズル3
30は更に燃料源と主燃料ギャラリ380との間を連通させ
るための手段392を有する。連通するための手段392は主
燃料ギャラリ380と燃料源との間を連通するチューブ394
を有する。チューブ394の1端は主燃料ギャラリ380に取
り付けられ、チューブ394の別の1端はハウジング14を
漏れないように出て燃料源と連通する。
As in the best mode of FIG. 6, another injection nozzle 330 is shown. The injection nozzle 330 has an outer tube member 332 having a tube passage 334 therein. The tube member 332 has a mounting flange extending radially through one of the plurality of openings 16 in the housing 14 and extending therefrom, not shown. The flange has a pair of holes therein for receiving a pair of bolts and is threadably mounted in a threaded hole 16 in the housing 14. Thus, the nozzle 330 is removably attached to the housing 14. The tube member 332 generally further has a combustor end portion 336 and an outer end portion 338. Nozzle 330 is further generally a cylinder having an inner wall 342 having an inner surface 344 and an outer surface 346, an outer wall 348 having an inner surface 350 and an outer surface 352, a combustor end portion 354 and a compressor end portion 358. It has a shaped hollow main body 340. Channel shaped member 360 has an inlet portion 362 extending from base 364. Entrance part 362 is main body 340
Attached to the outer surface 352 of the outer wall 348 near the compressor end portion 358 and having an opening 366 formed therein. The inlet portion 362 is located in a spatial relationship with the inner surface 344 of the inner wall 342 of the main body 340 and has an orifice 370 having a predetermined area through which a portion of the compressed air can flow. Is formed in between. Orifice 3
70 is formed between the main body 340 and the inlet portion 362. The combustor end portion 336 of the outer pipe member 332 has an opening 336.
And is fixedly attached to the channel member 360. Pipe passage 334 communicates with orifice 370. A plurality of swirler vanes 372 having a predetermined length and configuration are generally evenly spaced around the inner surface 344 of the inner wall 342 and have one end rigidly attached thereto.
The reflector member 374 is located radially inward, coaxially within the main body 340, and is rigidly attached to the other end of each of the plurality of swirler blades 372. Main fuel gallery 380
Is formed inside the main body 340. For example,
The main fuel gallery 380 is defined by an outer surface 346 of the inner wall 342, a combustor end portion 358, an inner surface 350 of the outer wall 348, and a compressor end portion 358. Intermediate between the ends 354, 358 of the inner wall 342 of the main body 340 is an inner surface 334.
A set of holes 3 extending radially between the outer surface 346 and the
82. Extending radially from the inner surface 344 of the inner wall 342 within the set of holes 382 are a plurality of hollow spoke members 384. Each spoke member 384 has a predetermined length, a closed first end 386 and an open second end 386.
It has a terminal 388. Multiple aisles 390 for each spoke member
384 axially spaced along each spoke
It communicates with the hollow portion of the member 384. A plurality of passages 390 are positioned to inject fuel into the airflow in a predetermined manner, and the first closed end 386 is positioned radially inward from the inner surface 344 of the inner wall 342. Injection nozzle 3
30 further includes means 392 for communicating between the fuel source and the main fuel gallery 380. The means for communication 392 comprises a tube 394 for communication between the main fuel gallery 380 and the fuel source.
Having. One end of tube 394 is attached to main fuel gallery 380 and another end of tube 394 leaks out of housing 14 and communicates with a fuel source.

予め確定された面積を有する主空気通路400はメイン
・ボディー340の内側の壁342の内側の表面344の内側に
形成され、燃焼機末端部分354から圧縮機末端部分358に
わたり軸方向に延びる。反射器メンバ374は主空気通路4
00の内部にありそれを通って流れる圧縮空気の量を制限
し、予め確定された面積を有する2次空気通路402を形
成する。2次空気通路402は内側表面344と反射器メンバ
374との間に位置する。この出願に於いては、圧縮空気
のほぼ50〜80%が主空気通路400の予め確定された面積
に入る。2次空気通路402を通り燃焼機40に入る圧縮空
気の流れは、ガスタービン・エンジン10の全負荷運転を
支えるための適当な量の燃料を加えて十分な量である。
更に、この出願に於いては主空気通路400と連通するオ
リフィス370の予め確定された断面積は、メイン・ボデ
ィー340と反射器メンバ374との間の予め確定された断面
積のほぼ5〜35%に等しい。
A main air passage 400 having a predetermined area is formed inside the inner surface 344 of the inner wall 342 of the main body 340 and extends axially from a combustor end portion 354 to a compressor end portion 358. Reflector member 374 is main air passage 4
00 to limit the amount of compressed air flowing therethrough to form a secondary air passage 402 having a predetermined area. The secondary air passage 402 has an inner surface 344 and a reflector member
Located between 374. In this application, approximately 50-80% of the compressed air falls into a predetermined area of the main air passage 400. The flow of compressed air through the secondary air passage 402 and into the combustor 40 is sufficient to add the appropriate amount of fuel to support full load operation of the gas turbine engine 10.
Further, in this application, the predetermined cross-sectional area of the orifice 370 in communication with the main air passage 400 is approximately 5-35 of the predetermined cross-sectional area between the main body 340 and the reflector member 374. %be equivalent to.

実用に於いてガスタービンエンジン10は起動し暖機
し、そして電力の生産、ガスの汲み上げ、機械の駆動ユ
ニットの運転またはその他の応用に使われる。発電機に
よりつくられる負荷または電力に対する要求が増すにつ
れて、エンジン10の負荷が増加し、窒素酸化物、一酸化
炭素および未燃焼炭化水素排出物低減のための制御シス
テム12が活動する。起動及び暖機条件に於いては、バル
ブ278の絞り機構288は一部開または閉296位置のいずれ
かをとりそして最小量の圧縮空気が噴射ノズル60,180か
ら逃れ最大量の圧縮空気が燃焼機40に入る。起動及び暖
機条件の間エンジンは高排出物モードにありパイロット
だけの燃料を使う。例えば、圧縮機セクション26からの
圧縮空気は外側ハウジング14と内側ケース28との間を燃
焼機40の入口末端48に向かって流れそこで圧縮空気の1
部は燃焼機40の面積より小さい、ハウジング14と内側ケ
ース28との間に形成される予め確定された冷却面積64を
通して流れる。空気の残りは、外側円筒メンバ122,226
とメイン・ボディー88,192、または反射器メンバ374と
メイン・ボディー340との間に形成される予め確定され
た面積を有する主空気通路130,240または2次空気通路4
02を通って流れる。全開位置294にある絞り機構288で最
大許容流量の圧縮空気が最小抵抗の経路を通ってオリフ
ィス102,206,370の通路により排気に向かう。これは主
空気通路130,240または2次空気通路402の予め確定され
た面積を通って燃焼機40に向かう空気の量を最小にす
る。このように、燃焼機40の中の燃料/空気比及び温度
は制御され窒素酸化物、一酸化炭素および未燃焼炭化水
素の形成が最低になる。エンジン10の負荷が増加するに
つれて燃焼機40への燃料の注入量が増加し、燃料/空気
比が変化しそして燃焼機セクション26内の燃焼温度が上
昇する。燃焼温度上昇の結果出力タービン30の入口のガ
スの温度が上がる。センサ312は複数の線316を通して信
号をコンピュータ314に送り、それが出力タービン30の
入口の温度の上昇を示すために翻訳され、そして複数の
線316を通して第2信号がパワー・シリンダ320に送られ
レバー292および絞り機構288を閉鎖位置294の方へ動か
す。これはノズルから逃げまたは抜かれる空気の量を減
らし燃焼機40へ向かう空気の量を増やす。センサ312に
よる連続監視とコンピュータによる変換が空気/燃料比
を比較的一定に保つ。加速のためには空気/燃料比は変
えなければならない。空気/燃料比の中で、燃料の量が
増加するのに対し空気は一定に保たれる。しかし、燃焼
温度を制御することは、一般的に約2700〜3140゜F(148
2〜1726℃)の燃焼温度の間は窒素酸化物、一酸化炭素
および無燃焼炭化水素の排出の増加を来す。タービン・
セクション24に入るガスの温度は頻繁に監視され、もし
温度が約2700〜3140゜F(1482〜1726℃)の範囲に達す
ると短時間のみこの温度に保たれる。このように、排出
は高温度燃焼をもたらす空気/燃料比を変量または変化
させることにより制御される。エンジン10が加速する時
は、高燃料位置296に達しそこではバルブ278は完全に閉
じたレバー292と制御機構288とを有し、通路276を通る
空気の流れを止める。このように、オリフィス102,206,
370を通る圧縮空気の流れは防がれる。
In service, the gas turbine engine 10 is started and warmed up, and is used to produce electricity, pump gas, operate a drive unit of a machine, or other applications. As the demand on the load or power generated by the generator increases, the load on the engine 10 increases and the control system 12 for reducing nitrogen oxides, carbon monoxide and unburned hydrocarbon emissions becomes active. Under start-up and warm-up conditions, the throttle mechanism 288 of the valve 278 is partially open or closed 296 and a minimum amount of compressed air escapes from the injection nozzles 60, 180 and a maximum amount of compressed air is discharged from the combustor 40. to go into. During start-up and warm-up conditions, the engine is in high emission mode and uses only pilot fuel. For example, compressed air from compressor section 26 flows between outer housing 14 and inner case 28 toward inlet end 48 of combustor 40, where one of the compressed air flows.
The portion flows through a predetermined cooling area 64 formed between the housing 14 and the inner case 28, which is smaller than the area of the combustor 40. The rest of the air is the outer cylindrical members 122,226
And a main air passage 130, 240 or a secondary air passage 4 having a predetermined area formed between the main body 88, 192 or the reflector member 374 and the main body 340.
Flow through 02. In the throttle mechanism 288 at the fully open position 294, the compressed air having the maximum allowable flow rate flows through the path of the minimum resistance to the exhaust through the passages of the orifices 102, 206, and 370. This minimizes the amount of air going to the combustor 40 through a predetermined area of the main air passage 130, 240 or the secondary air passage 402. Thus, the fuel / air ratio and temperature in combustor 40 are controlled to minimize the formation of nitrogen oxides, carbon monoxide and unburned hydrocarbons. As the load on engine 10 increases, the amount of fuel injected into combustor 40 increases, the fuel / air ratio changes, and the combustion temperature in combustor section 26 increases. As a result of the increase in the combustion temperature, the temperature of the gas at the inlet of the output turbine 30 increases. Sensor 312 sends a signal to computer 314 over a plurality of lines 316, which is translated to indicate an increase in the temperature at the inlet of power turbine 30, and a second signal is sent over a plurality of lines 316 to power cylinder 320. The lever 292 and the throttle mechanism 288 are moved toward the closed position 294. This reduces the amount of air that escapes or escapes from the nozzle and increases the amount of air that goes to combustor 40. Continuous monitoring by the sensor 312 and conversion by the computer keep the air / fuel ratio relatively constant. The air / fuel ratio must be changed for acceleration. In the air / fuel ratio, the air remains constant while the amount of fuel increases. However, controlling the combustion temperature generally requires about 2700-3140 ° F (148
Combustion temperatures between 2 and 1726 ° C) result in increased emissions of nitrogen oxides, carbon monoxide and unburned hydrocarbons. Turbine
The temperature of the gas entering section 24 is monitored frequently and is maintained at this temperature only for a short time if the temperature reaches a range of about 2700-3140 ° F (1482-1726 ° C). Thus, emissions are controlled by varying or varying the air / fuel ratio that results in high temperature combustion. When the engine 10 accelerates, it reaches a high fuel position 296 where the valve 278 has a fully closed lever 292 and a control mechanism 288 to stop the flow of air through the passageway 276. Thus, the orifices 102,206,
The flow of compressed air through 370 is prevented.

本発明のその他の態様、目的および利益は図面、開示
および前述の特許請求の範囲を検討することにより得る
ことができる。
Other aspects, objects, and advantages of the present invention can be obtained from a study of the drawings, the disclosure, and the appended claims.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−175524(JP,A) 特開 昭61−66019(JP,A) 米国特許3720058(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23R 3/26 F02C 9/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-175524 (JP, A) JP-A-61-66019 (JP, A) US Patent 3720058 (US, A) (58) Fields investigated (Int .Cl. 7 , DB name) F23R 3/26 F02C 9/00

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】圧縮空気源(22)と、燃焼機(40)と、タ
ービン(30)とが順に直列に配列され、可燃性燃料と圧
縮空気を前記燃焼機(40)に向ける複数の燃料噴射ノズ
ル(60、180)が設けられたガスタービンエンジン(1
0)の作動システム(12)であって、 適切な量の燃料を加えて、定格速度で前記ガスタービン
エンジン(10)の最大燃料作動を維持するのに十分な量
の空気を前記圧縮空気源(22)から前記燃料噴射ノズル
(60、180)を通して前記燃焼機(40)に向けるための
手段(260)と、 前記燃料噴射ノズル(60、180)の各々に連通するマニ
ホルド(262)と、前記マニホルド(262)に連通して、
前記エンジン(10)が最大燃料すなわち定格速度よりも
低い状態で作動するとき、空気の一部を前記燃料噴射ノ
ズル(60、180)から前記マニホルド(262)を通して逃
がすバルブ(278)を設けることにより、前記燃焼機(4
0)に送られる空気の量を制御しながら減少させるため
の手段(298)と、が設けられた制御システム(12)。
1. A compressed air source (22), a combustor (40), and a turbine (30) are sequentially arranged in series, and a plurality of fuels for directing combustible fuel and compressed air to the combustor (40). Gas turbine engine with injection nozzles (60, 180) (1
0) The operating system (12) of claim 1 wherein an appropriate amount of fuel is added to the compressed air source to provide a sufficient amount of air to maintain maximum fuel operation of the gas turbine engine (10) at a rated speed. Means (260) for directing from (22) through the fuel injection nozzles (60, 180) to the combustor (40); and a manifold (262) communicating with each of the fuel injection nozzles (60, 180). In communication with the manifold (262),
By providing a valve (278) that allows a portion of the air to escape from the fuel injection nozzles (60, 180) through the manifold (262) when the engine (10) operates at less than maximum fuel or rated speed. , The combustion machine (4
Means (298) for controlling and reducing the amount of air sent to 0).
【請求項2】前記燃焼機(40)に送られる空気の量を減
少させるための前記手段(298)は、所定の面積を有す
る、前記噴射ノズル(60、180、330)の中に配置された
オリフィス(102、206、370)を含むことを特徴とする
請求項1に記載のガスタービンエンジン(10)からの排
気エミッションを減少させるための制御システム(1
2)。
2. The means (298) for reducing the amount of air sent to the combustor (40) is arranged in the injection nozzle (60, 180, 330) having a predetermined area. The control system (1) for reducing exhaust emissions from a gas turbine engine (10) according to any of the preceding claims, comprising an orifice (102, 206, 370).
2).
【請求項3】前記オリフィス(102、206、370)の前記
所定の面積は、前記噴射ノズル(60、180、330)に入る
圧縮空気の約25パーセントが該噴射ノズルから出ること
ができるような寸法であることを特徴とする請求項2に
記載のガスタービンエンジン(10)からの排気エミッシ
ョンを減少させるための制御システム(12)。
3. The predetermined area of the orifice (102, 206, 370) is such that about 25 percent of the compressed air entering the injection nozzle (60, 180, 330) can exit the injection nozzle. The control system (12) for reducing exhaust emissions from a gas turbine engine (10) according to claim 2, characterized in that it is sized.
【請求項4】前記噴射ノズル(60、180、330)から逃さ
れた前記圧縮空気が排気ガスの中に捨てられることを特
徴とする請求項3に記載のガスタービンエンジン(10)
からの排気エミッションを減少させるための制御システ
ム(12)。
4. The gas turbine engine (10) according to claim 3, wherein the compressed air escaping from the injection nozzle (60, 180, 330) is discarded into exhaust gas.
Control system to reduce exhaust emissions from the (12).
【請求項5】前記バルブ(278)が前記マニホルドから
分岐した複数の通路(72、264、276、334、184、264、2
76)により前記噴射ノズル(60、180、330)に接続され
ていることを特徴とする請求項1に記載のガスタービン
エンジン(10)からの排気エミッションを減少させるた
めの制御システム(12)。
5. A plurality of passages (72, 264, 276, 334, 184, 264, 2) branched from the manifold by the valve (278).
The control system (12) for reducing exhaust emissions from a gas turbine engine (10) according to claim 1, wherein the injection nozzle (60, 180, 330) is connected by 76).
【請求項6】前記バルブ(278)がハウジング(280)
と、該ハウジング(280)の外側に配置された制御レバ
ー(292)とを含むことを特徴とする請求項1に記載の
ガスタービンエンジン(10)からの排気エミッションを
減少させるための制御システム(12)。
6. The valve (278) includes a housing (280).
The control system (10) for reducing exhaust emissions from a gas turbine engine (10) according to any of the preceding claims, comprising a control lever (292) disposed outside the housing (280). 12).
【請求項7】前記バルブ(278)は、複数の所定の段階
的位置を通し、開位置(294)と閉位置(296)との間を
可動である絞り機構(288)を有することを特徴とする
請求項6に記載のガスタービンエンジン(10)からの排
気エミッションを減少させるための制御システム(1
2)。
7. The valve (278) has a throttle mechanism (288) that passes between a plurality of predetermined stepped positions and is movable between an open position (294) and a closed position (296). A control system (1) for reducing exhaust emissions from a gas turbine engine (10) according to claim 6, wherein
2).
【請求項8】前記バルブ(278)が、閉位置(296)と開
位置(294)との間を可動な絞り機構(288)を有してお
り、該絞り機構(288)は前記開位置(294)と前記閉位
置(296)との間を無段階に可動であることを特徴とす
る請求項5に記載のガスタービンエンジン(10)からの
排気エミッションを減少させるための制御システム(1
2)。
8. The valve (278) has a diaphragm mechanism (288) movable between a closed position (296) and an open position (294), the diaphragm mechanism (288) being in the open position. The control system (1) for reducing exhaust emissions from a gas turbine engine (10) according to claim 5, characterized in that it is steplessly movable between (294) and the closed position (296).
2).
【請求項9】空気を前記圧縮空気源(22)から前記噴射
ノズル(60、180、330)を介し前記燃焼機(40)に送る
ための前記手段(260)は、前記外側ハウジング(14)
内に配置された燃焼機(40)と、前記外側ハウジング
(14)と前記内側ケース(28)との間に、前記燃焼機
(40)の面積よりも小さく形成された所定の冷却面積
(64)を含むことを特徴とする請求項1に記載のガスタ
ービンエンジン(10)からの排気エミッションを減少さ
せるための制御システム(12)。
9. The means (260) for sending air from the compressed air source (22) through the injection nozzles (60, 180, 330) to the combustor (40) comprises the outer housing (14).
A predetermined cooling area (64) formed to be smaller than the area of the combustor (40) between the combustor (40) disposed therein and the outer housing (14) and the inner case (28). The control system (12) for reducing exhaust emissions from a gas turbine engine (10) according to any of the preceding claims, comprising:
【請求項10】前記ハウジング(14)内の前記所定の冷
却面積(64)は、前記圧縮空気の20パーセントから50パ
ーセントを流すことができることを特徴とする請求項9
に記載のガスタービンエンジン(10)からの排気エミッ
ションを減少させるための制御システム(12)。
10. The cooling area (64) in the housing (14) is capable of flowing 20 to 50 percent of the compressed air.
A control system (12) for reducing exhaust emissions from a gas turbine engine (10) according to (1).
【請求項11】前記燃焼機(40)は、外側シェル(44)
と内側シェル(46)とを含んでおり、該外側および内側
シェル(44、46)の各々が外側表面(54、56)をそれぞ
れ有し、前記所定の冷却面積(64)を通って流れる空気
が前記外側表面上を通って前記燃焼機(40)を冷却する
ようになっていることを特徴とする請求項10に記載のガ
スタービンエンジン(10)からの排気エミッションを減
少させるための制御システム(12)。
11. The combustor (40) includes an outer shell (44).
And an inner shell (46), each of the outer and inner shells (44, 46) having an outer surface (54, 56), respectively, and air flowing through the predetermined cooling area (64). Control system for reducing exhaust emissions from a gas turbine engine (10) according to claim 10, wherein the system is adapted to cool the combustor (40) over the outer surface. (12).
JP04509316A 1991-12-26 1991-12-26 Low emission combustion system for gas turbine engine Expired - Fee Related JP3117995B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US1991/009553 WO1993013358A1 (en) 1991-12-26 1991-12-26 Low emission combustion system for a gas turbine engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06504362A JPH06504362A (en) 1994-05-19
JP3117995B2 true JP3117995B2 (en) 2000-12-18

Family

ID=22226060

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04509316A Expired - Fee Related JP3117995B2 (en) 1991-12-26 1991-12-26 Low emission combustion system for gas turbine engine

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP3117995B2 (en)
DE (1) DE69128798T2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8090134B2 (en) 2008-09-11 2012-01-03 Yamaha Corporation Earphone device, sound tube forming a part of earphone device and sound generating apparatus
US8295505B2 (en) 2006-01-30 2012-10-23 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Earphone with controllable leakage of surrounding sound and device therefor

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0663646B2 (en) * 1985-10-11 1994-08-22 株式会社日立製作所 Combustor for gas turbine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8295505B2 (en) 2006-01-30 2012-10-23 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Earphone with controllable leakage of surrounding sound and device therefor
US8090134B2 (en) 2008-09-11 2012-01-03 Yamaha Corporation Earphone device, sound tube forming a part of earphone device and sound generating apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
DE69128798D1 (en) 1998-02-26
JPH06504362A (en) 1994-05-19
DE69128798T2 (en) 1998-05-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5218824A (en) Low emission combustion nozzle for use with a gas turbine engine
US5309709A (en) Low emission combustion system for a gas turbine engine
US5365738A (en) Low emission combustion nozzle for use with a gas turbine engine
KR100372907B1 (en) A method for staging fuel in a turbine between diffusion and premixed operations
EP0071419B1 (en) Combustion apparatus with reduced nitrogen oxide emission
US3826080A (en) System for reducing nitrogen-oxygen compound in the exhaust of a gas turbine
JP4681113B2 (en) Fuel system configuration and method for phased use of gas turbine fuel using both gaseous and liquid fuels
US5813232A (en) Dry low emission combustor for gas turbine engines
US3982392A (en) Combustion apparatus
US3958413A (en) Combustion method and apparatus
US3925002A (en) Air preheating combustion apparatus
US6220034B1 (en) Convectively cooled, single stage, fully premixed controllable fuel/air combustor
US4177637A (en) Inlet for annular gas turbine combustor
US5896741A (en) Low emission combustion system for a gas turbine engine
US4463568A (en) Fuel injector for gas turbine engines
KR20050029676A (en) Method and apparatus for reducing gas turbine engine emissions
US3952503A (en) Gas turbine engine combustion equipment
US5321947A (en) Lean premix combustion system having reduced combustion pressure oscillation
JPH06213453A (en) Combustor for superthin premixture
EP0071420B1 (en) Dual fuel injection nozzles
EP0572575B1 (en) Low emission combustion system for a gas turbine engine
JP3117995B2 (en) Low emission combustion system for gas turbine engine
WO1993013358A1 (en) Low emission combustion system for a gas turbine engine
RU2818739C2 (en) Nozzle with low emissions, combustion chamber for two-component fuel with low emissions and gas turbine generator unit
WO1993022601A1 (en) Premix liquid and gaseous combustion nozzle for use with a gas turbine engine

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees