JP5606776B2 - 燃焼システムにおいて燃料ノズルを熱的に保護するための方法及びシステム - Google Patents
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Description
12 吸気セクション
14 圧縮機
16 燃焼器セクション
18 タービンセクション
20 排気セクション
22 負荷
24 燃焼器
25 実施形態
26 燃料ノズル組立体
28 燃料ノズル
50 燃料
52 空気
54 冷却剤
100 燃料ノズル
110 バーナー管
111 バーナー外周壁
112 中央本体
114 燃料/空気予混合器
115 空気入口
116 燃料入口
117 ベーン通路
118 熱障壁コーティング
119 内側表面
121 予混合通路
122 スワールベーン
123 冷却剤通路
124 中間壁
125 複数の噴射ポート
126 チャンバ
127 外側表面
131 冷却剤入口
132 燃料通路
133 端壁
134 逆流通路
135 複数の環状リブ
136 内側円周壁
137 外側円周壁
138 外部表面
139 外側表面
142 チャンバ
143 環状キャビティ
144 内側バーナー壁
145 複数のオリフィス
147 外側表面
160 後方部分
162 前方部分
164 金属ボンドコーティング
165 セラミックコーティング
166 厚み
200 燃料ノズル
212 中央本体
214 燃料/空気予混合器
215 空気入口
216 燃料入口
217 ベーン通路
221 予混合通路
222 スワールベーン
223 燃料通路
224 中間壁
225 噴射ポート
226 チャンバ
231 冷却剤入口
232 冷却剤通路
233 端壁
234 逆流通路
235 リブ
236 内側壁
237 半径方向外側壁
242 チャンバ
260 後方部分
262 前方部分
Claims (13)
- ガスタービンエンジン(10)を組み立てる方法であって、当該方法が、
燃焼器(24)が圧縮機(14)により排出される空気の少なくとも一部を受け取るように、前記燃焼器(24)を前記圧縮機(14)と流れ連通して結合する段階と、
燃料ノズル組立体(26)を前記燃焼器(24)に結合する段階と
を含んでおり、前記燃料ノズル組立体(24)が少なくとも1つの燃料ノズル(200)を備えており、前記燃料ノズル(200)が、
外周壁(111)と内側バーナー壁(144)とそれらの間に画成される環状冷却剤通路(143)とを含むバーナー管(110)と、
前記バーナー管(110)の内部に配置されたノズル中央本体(212)であって、前記内側バーナー壁(144)とノズル中央本体(212)との間に、オリフィス(145)を通して前記環状冷却剤通路(143)と流れ連通する予混合通路(221)を画成するノズル中央本体(212)と、
前記ノズル中央本体(212)の内部に画成されるノズル冷却剤通路(232)であって、冷却剤が前記ノズル冷却剤通路(232)から前記環状冷却剤通路(143)へと運ばれる、ノズル冷却剤通路(232)と、
外側表面(127)を有する燃料/空気予混合器(214)であって、前記ノズル中央本体(212)の近位側端部の周りに配置された燃料/空気予混合器(214)と、
燃料ノズル(200)の内部表面に施工された熱障壁コーティングであって、前記燃料/空気予混合器(214)の外側表面(127)、バーナー管(110)及びノズル中央本体(212)を燃焼ガスからシールドするために前記燃料/空気予混合器(214)の外側表面(127)、バーナー管(110)及びノズル中央本体(212)の少なくとも一部に施工された熱障壁コーティングと
を含む、方法。 - 当該方法が更に、前記バーナー管の内側バーナー壁(144)の少なくとも一部に熱障壁コーティングを施工する段階を含む、請求項1記載の方法。
- 前記ノズル中央本体(212)が外側表面を有していて、当該方法が更に、前記ノズル中央本体(212)の外側表面の少なくとも一部に熱障壁コーティングを施工する段階を含む、請求項1又は請求項2記載の方法。
- 前記燃料ノズル組立体(26)を前記燃焼器(24)に結合する段階が更に、前記燃料/空気予混合器(214)の外側表面(127)、バーナー管(110)及びノズル中央本体(212)の少なくとも一部に金属ボンドコーティングを施工する段階と、前記金属ボンドコーティングの少なくとも一部にセラミック熱コーティングを施工する段階とを含む、請求項1乃至請求項3のいずれか1項記載の方法。
- ガスタービンエンジン(10)で使用するための燃料ノズル(200)であって、
外周壁(111)と内側バーナー壁(144)とそれらの間に画成される環状冷却剤通路(143)とを含むバーナー管(110)と、
前記バーナー管(110)の内部に配置されたノズル中央本体(212)であって、前記内側バーナー壁(144)とノズル中央本体(212)との間に、オリフィス(145)を通して前記環状冷却剤通路(143)と流れ連通する予混合通路(221)を画成するノズル中央本体(212)と、
前記ノズル中央本体(212)の内部に画成されるノズル冷却剤通路(232)であって、冷却剤が前記ノズル冷却剤通路(232)から前記環状冷却剤通路(143)へと運ばれる、ノズル冷却剤通路(232)と、
外側表面(127)を有する燃料/空気予混合器(214)であって、前記ノズル中央本体(212)の近位側端部の周りに配置された燃料/空気予混合器(214)と、
燃料ノズル(200)の内部表面に施工された熱障壁コーティングであって、前記燃料/空気予混合器(214)の外側表面(127)、バーナー管(110)及びノズル中央本体(212)の少なくとも一部に施工された熱障壁コーティングと
を備えていて、前記熱障壁コーティングが、前記燃料/空気予混合器(214)の外側表面(127)、バーナー管(110)及びノズル中央本体(212)を燃焼ガスからシールドするよう構成される、燃料ノズル。 - 前記熱障壁コーティングが、前記バーナー管の内側バーナー壁(144)の少なくとも一部に施工される、請求項5記載の燃料ノズル。
- 前記ノズル中央本体(212)が外側表面を有していて、前記熱障壁コーティングが、前記中央本体の外側表面の少なくとも一部に施工される、請求項5又は請求項6記載の燃料ノズル。
- 前記熱障壁コーティングが、前記燃料/空気予混合器(214)の外側表面(127)、バーナー管(110)及びノズル中央本体(212)の少なくとも一部に施工された金属ボンドコーティングと、前記金属ボンドコーティングの少なくとも一部に施工されたセラミック熱コーティングとを含む、請求項5乃至請求項7のいずれか1項記載の燃料ノズル。
- 前記熱障壁コーティングの厚みが、0.004インチ(0.1mm)〜0.100インチ(2.5mm)である、請求項5乃至請求項8のいずれか1項記載の燃料ノズル。
- 前記バーナー管(110)が前記燃料/空気予混合器(214)に結合され、前記ノズル中央本体(212)が前記バーナー管(110)の内部で延びるように前記燃料/空気予混合器(214)に結合されている、請求項5乃至請求項9のいずれか1項記載の燃料ノズル。
- 前記燃料/空気予混合器(214)が更に、内部冷却剤通路(226)を定める複数のスワールベーンを更に備える、請求項5乃至請求項10のいずれか1項記載の燃料ノズル。
- 前記ノズル中央本体(212)が、内側壁(236)と、外側壁(237)と、前記内側壁(236)内に画成される冷却剤通路(232)と、前記内側壁(236)と前記外側壁(237)の間に定められる逆流通路(234)とを備える、請求項5乃至請求項11のいずれか1項記載の燃料ノズル。
- 圧縮機(14)と、
前記圧縮機(14)により排出される空気の少なくとも一部を受け取るために前記圧縮機と流れ連通した燃焼器(24)であって、請求項5乃至請求項12のいずれか1項記載の少なくとも1つの燃料ノズルを含む燃焼器(24)と
を備えるガスタービンシステム(10)。
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