ターボ機械の冷却及びシール空気システム用のミキサ
【課題】圧縮機の複数のポートから空気を導いて関連するタービン部位に冷却及び／又はシール空気を供給するためのシステムを提供する。
【解決手段】圧縮機１０２の加圧段からの第１の流れ１２２は、第１の圧力及び温度を有する。圧縮機１０２の別の加圧段からの第２の流れ１３２は、第２の圧力及び温度を有する。第１及び第２の圧力／温度には、差異がある。エジェクタ１５０は、第１及び第２の流れを受ける２つの入口と第１及び第２の流れを混合して第３の流れ１５８にした出力とを有する。バイパス管路は、第１の流れ及び第３の流れ間に接続されかつバイパス流れ１４２を供給する。ミキサは、バイパス流れ１４２及び第３の流れ１５８を混合して第４の流れ１６５にする。第４の流れ１６５は、バイパス流れ１４２及び第３の流れ１５８の圧力及び温度の中間の圧力及び温度を有する。
【解決手段】圧縮機１０２の加圧段からの第１の流れ１２２は、第１の圧力及び温度を有する。圧縮機１０２の別の加圧段からの第２の流れ１３２は、第２の圧力及び温度を有する。第１及び第２の圧力／温度には、差異がある。エジェクタ１５０は、第１及び第２の流れを受ける２つの入口と第１及び第２の流れを混合して第３の流れ１５８にした出力とを有する。バイパス管路は、第１の流れ及び第３の流れ間に接続されかつバイパス流れ１４２を供給する。ミキサは、バイパス流れ１４２及び第３の流れ１５８を混合して第４の流れ１６５にする。第４の流れ１６５は、バイパス流れ１４２及び第３の流れ１５８の圧力及び温度の中間の圧力及び温度を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはターボ機械における冷却及びシール空気システムに関する。具体的には、本発明は、ターボ機械における冷却及びシール空気システムで使用するミキサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械（例えば、タービン）における冷却及びシール空気システムは、圧縮機（例えば、軸流圧縮機）からの空気を利用して、（１）ガスタービンの内部部品を冷却し、（２）タービン外側シェル及び排気フレームを冷却し、（３）タービン軸受をシールし、（４）圧縮機脈動を防止し、また（５）空気作動弁に対する空気供給を行う。
【０００３】
以下の実施例は、例示的なガスタービンにおける冷却及びシール空気システムの機能の幾つかをについて説明しているが、本発明の技術的範囲を決して限定することを意図したものではない。ガスタービンの始動シーケンス時に、空気は、軸流圧縮機の第９段及び第１３段から抽出されて大気中に排出される。これらの第９段及び第１３段からの抽出は、閉じ位置にある入口案内ベーンと共に、圧縮機を通過する空気流量を制限し、圧縮機脈動を防止する。
【０００４】
ガスタービンの通常運転時には、第９段及び第１３段からの空気は、ガスタービンの第２段及び第３段を冷却しかつシールするために使用される。このことは、ガスタービンの最悪の場合の運転要件、すなわち一般的には寒冷デイ（ｄａｙ）（日）及び高温デイの運転条件を満たすような寸法にされた外部配管及び流れ制御オリフィスによって達成される。第２段及び第３段ケーシングマニホルドに流入する加圧空気は、第２段及び第３段ホイールスペース空洞から高温タービン空気をパージする。
【０００５】
タービンが無負荷又は停止している間には、冷却及びシール空気システムは、タービンホイールスペース空洞及び内部タービン構成部品を冷却及びシールし続ける。圧縮機の第９段及び第１３段からの空気は、この場合にも排気プレナムを通して排出される。これにより、タービン減速期間の間における圧縮機脈動が防止される。
【０００６】
軸流圧縮機からの迂回空気は、圧縮機を通る全空気流量の大きな割合、例えば２０％ほどをも消費させることになる。このような寄生流量の管理及び制御は、タービンの性能を劇的に高めることができる。抽出ポートは、冷却空気流を高過ぎる圧力及び／又は温度で供給する場合が多く、一般的にはその流れは絞られて、その結果、正味エネルギー損失が生じることになる。エジェクタを採り入れることによって、低圧力／低温度流（例えば、第９圧縮機段からの）は、高圧力／高温度流（例えば、第１３圧縮機段からの）と混合して、タービン構成部品を冷却するのに必要な圧力及び温度にほぼ適合した中間圧力及び温度の流れを供給すると同時に、そうでなければ廃エネルギーとして消散させられることになった低圧力及び低温度空気を使用するようにすることができる。
【０００７】
ガスタービンの冷却及びシール空気システムにおけるエジェクタは、高価な（すなわち、消費した仕事量の観点で）高圧空気を比較的安価な低圧空気に置き換えることによって該高圧空気の使用を低減するのに役立つ。エジェクタによって圧送される低圧空気の高圧空気の消費ポンド数との質量流量比率は、同伴率と呼ばれる。エジェクタシステムの最大利点としては、ガスタービンの全運転条件にわたって、高い同伴率が期待される。タービンの冷却流量要件に応じて、幾つかの運転条件においてバイパス流れが必要とされる。高同伴率により、ガスタービン全体性能（効率及び出力の両方）が改善される。
【０００８】
しかしながら、エジェクタは、如何なる可動部品も有さずかつＩＳＯデイ（ｄａｙ）条件に基づいた特定の設計ポイントで作動するように設計されている。ＩＳＯ標準デイ条件は、５９°Ｆ及び１４．７ｐｓｉａで６０％の相対湿度、又は１５°Ｃ（２８８°Ｋ）及び１０１．３キロパスカルで６０％の相対湿度である。タービン用途の場合には、エジェクタに対するタービン入口条件は、その中でターボ機械が作動している周囲デイ条件の関数となる。ガスタービンで見られる周囲デイ変動は、例えば−２０°Ｆ〜＋１２０°Ｆの範囲で変動する可能性があり、このことはエジェクタに対する入口／出口条件に約５０％の温度変動及び約５０％の圧力変動をもたらす。こうした変動は、多くの周囲デイ条件において、エジェクタが適切な冷却及び／又はパージ流れをもたらさないことになるという点でエジェクタの作動特性に対して強い影響を有する。つまり、エジェクタは、異なるデイにおいて及び各デイの間における異なる時点において異なった状態で作用し、また特定のデイにおいては、エジェクタは充分な利点をもたらさないことになる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様では、タービン性能を最大にするために圧縮機内の複数ポートから空気を導いて関連するタービン部位に冷却及び／又はシール空気を導くためのシステムを提供する。圧縮機の加圧段からの第１の流れは、第１の圧力及び第１の温度を有し、圧縮機の別の加圧段からの第２の流れは、第２の圧力及び第２の温度を有する。第１の圧力及び温度は、第２の圧力及び温度とは異なる。エジェクタは、第１の流れを受ける第１の入口及び第２の流れを受ける第２の入口を有すると共に第１及び第２の流れを混合して第３の流れにした出力を有する。第３の流れは、第１及び第２の圧力及び温度とは異なる第３の圧力及び第３の温度を有する。２つの円筒形セクションを含むミキサは、第１の流れ及び第３の流れを混合して第４の流れを供給する。内側円筒形セクション内には、複数の孔が形成される。第４の流れは、第１及び第３の流れの圧力及び温度の中間の圧力及び温度を有する。ミキサは、第３の流れを受けた第１の混合入力と第１の流れを受けた第２の混合入力とを有する。第１の流れ及び第３の流れの方向間の角度は、２つの流れが出会った時に、約９０度よりも小さくなる。
【００１０】
本発明の別の態様では、圧縮機からの流れを混合するためのシステムを提供する。エジェクタは、圧縮機から第１の流れ及び第２の流れを受けまた第１及び第２の流れを混合して第３の流れにする。第１の流れは第１の圧力及び第１の温度を有し、また第２の流れは第２の圧力及び第２の温度を有する。第１及び第２の圧力には差異がありまた第１及び第２の温度には差異がある。第１の同心部材及び第２の同心部材を含むミキサは、第１及び第３の流れを混合して第４の流れを供給する。第１の同心部材の一部分は、第２の同心部材内部に含まれる。第４の流れは、第１及び第３の流れの圧力及び温度の中間の圧力及び温度を有する。
【００１１】
本発明のさらに別の態様では、圧縮機からの流れを混合するためのシステムを提供する。エジェクタは、圧縮機からの第１の流れ及び第２の流れを受けまた第１及び第２の流れを混合して第３の流れにする。ミキサは、第１の流れ及び第３の流れを混合して第４の流れにする。ミキサは、第１の内側部材及び第２の外側部材を含む。第１の内側部材の一部分は、第２の外側部材内部に設置される。さらに、第１の内側部材は、第１の流れを第３の流れと混合するために使用する複数の孔を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面、特に図１を参照すると、その全体を参照符号１００で示した例示的なターボ機械を示しており、ターボ機械１００は、圧縮機１０２及びタービン１０４を含む。圧縮機１０２は、周囲空気を受ける入口１０６を有し、この周囲空気は次に、圧縮機１０２の多数の異なる段を通して加圧され、各段はこの空気をより高い圧力及び温度に加圧する。加圧空気は主として、燃焼器１０８に送給するためのものであり、燃焼器においてこの加圧空気は、燃料と混合しかつ燃焼してタービン１０４の様々な段への高温燃焼ガスを形成する。抽気は一般的に、タービン１０４における冷却／パージ空気流として使用するために圧縮機の様々な段から取り出される。従って、圧縮機１０２空気流の一部分は、それらの他の目的のために燃焼器１０８を通る流れから迂回される。例えば、冷却空気は、タービン１０４のノズルに供給されることが多い。図１において及び代表的な実施例として、高圧空気抽出は、圧縮機１０２の第１３段１２０で行われ、流路１２２を介してタービン１０４の第１の部位１２４、例えば第２段ノズルに冷却空気流として供給される。同様に、抽気は、圧縮機１０２の早期段、例えば第９段から抽出され、流路１３２を介してタービンの第２の部位１３４、例えば第３段ノズルに冷却用空気として供給される。下記で説明する目的のために、バイパス流路１４２内に絞り弁１４０を設けている。
【００１３】
流路１２２内にエジェクタ１５０を採用しており、このエジェクタ１５０は、流路１３２内のオリフィス又は同様な装置における抽気圧力を消散させる必要性を事実上排除しかつ流路１２２及び１３２からの抽気を混合することにより機械性能を最適化するように抽出流れを調整するのを可能にする。エジェクタ１５０は、運動量移動に基づいて２つの流体ストリームを混合する如何なる回動部品も有さず又は外部エネルギー入力も必要としない機械装置である。エジェクタ１５０は、管路１２２を介して受ける高圧駆動流体用の入口１５２と、流路１３２、１３６を介して受ける低圧又は負圧流体用の入口１５４とを有する。
【００１４】
流路１２２内にエジェクタ１５０を設置することによって、圧縮機１０２の第１１段１２０からの高圧抽出流れは、入口１５２における駆動流れとして働く。流路１３２を介しての低圧かつ低温流れは、クロスオーバ流路１３６を介してエジェクタ１５０に流れ、入口１５４を介しての負圧流れとして働く。従って、２つの流れは、互いに混合されかつエジェクタ１５０の出口１５６を通って流れてそれぞれの駆動及び負圧流れの圧力及び温度の中間の圧力及び温度での第３の流れ１５８を形成する。従って、エジェクタは、如何なる回動部品も有さず、ＩＳＯデイ条件に基づいた特定の設計ポイントで作動するように設計されることが分かるであろう。入口条件、従ってエジェクタに供給される流れの特性は、周囲デイ条件の関数であるので、エジェクタの作動特性は影響を受けかつエジェクタは時点及び大気条件の関数として様々な挙動を示す。
【００１５】
固定ノズルエジェクタの性能は、一定セットの作動条件（すなわち、入口及び出口圧力及び温度）において最適となる。しかしながら、ガスタービン圧縮機１０２の抽出圧力（すなわち、エジェクタ１５０の駆動圧力及び負圧圧力）並びにタービン１０４の必要な冷却流れ供給圧力（すなわち、エジェクタ１５０の吐出圧力）は、周囲温度及び運転負荷につれて変化する。エジェクタ１５０の最適作動条件は、周囲温度が７０°Ｆ以上でありかつ部分負荷（例えば、タービン１０４の５０％以下の負荷）の時に生じる。従って、低温デイ作動条件（すなわち、７０°Ｆ以下の周囲温度）においては、エジェクタ１５０と平行にバイパス管路１４２を設けて、タービン１０４が必要とするがエジェクタ１５０が単独では供給することができない付加的冷却流れを供給することが必要である。
【００１６】
エジェクタ出力（出口流れ）１５８及びバイパス流れ１４２を混合する従来の方法は、標準的なＴ接合部を使用する。図１及び図２では、Ｔ接合部を参照符号１６０で示している。図２を参照すると、Ｔ接合部１６０は、直角度でエジェクタ出力１５８及びバイパス流れ１４２を混合する。図１及び図２では、Ｔ接合部１６０の出力を参照符号１６５で示している。２つの流れが、９０°の角度で混合されると、混合出力流れの全体速度は低下する。このことは、エジェクタ１５０上により高い背圧をもたらす。エジェクタ１５０の性能は、エジェクタ吐出圧力の強力な関数であり、従来の方法では、低温デイ作動条件において少ないか又は全く同伴を生じない。本明細書では、より低いエジェクタ吐出圧力をもたらすようにエジェクタ出力１５８及びバイパス流れ１４２を混合して低温デイ条件及び部分負荷運転条件時により高い性能上の利点を生じさせる、本発明によって具現化したより優れた方法及び装置について説明する。
【００１７】
図３は、標準的Ｔ構成部品１６０を使用する代わりにエジェクタ流れ及びバイパス流れを混合する、本発明によって具現化した改良型の混合接合部３００を示している。エジェクタの出力は参照符号１５８で示しており、またバイパス流れは参照符号１４２で示している。混合したエジェクタ及びバイパス流れは、参照符号１６５において混合接合部３００から流出する。１つの実施例では、混合接合部３００は、２つの同心円筒形管部材３０２及び３０４を含む。内側管セクション３０２は、参照符号１５８で示したエジェクタからの流れ出力を受け、参照符号１６５において混合エジェクタ流れ及びバイパス流れを出力する。外側管セクション３０４は、端部セクション３０５と共に、内側管セクション３０２の周りにチャンバ３１０を形成する。バイパス流１４２は、入力継手３２０を介してこのチャンバ３１０内に出力される。
【００１８】
内側管セクション３０２の壁内には、複数の傾斜孔３１５が形成されている。孔３１５は、チャンバ３１０と内側管セクション３０２の内部との間のチャネルを形成する。図３で示した断面図には、２つの孔のみを示しているが、管３０２内にはあらゆる数の孔を配置することができる。対向する流れストリーム間での相互作用を軽減するためには、管の円周部の周りに等しく分散配置された奇数の孔を有するのが好ましく、また管の寸法に応じて３〜２５個又はそれ以上の孔を利用することができる。しかしながら、孔３１５はまた、ランダムに間隔を置いて配置することもできる。孔の好ましい断面形状は、丸形又は円形であるが、矩形、長円形などのような他のあらゆる形状もまた、使用することができる。孔の寸法は変化させることができ、また異なる寸法の孔を同時に使用してミキサ３００の流れ特性を向上させることができる。傾斜孔３１０は、管セクション３０２の内壁に対して形成され、好ましくは約０度〜約５０度であり、或いはより好ましくは約１０度〜約４５度である。バイパス管路１４２からの高圧／高温流れは、チャンバ３１０に流入し、次に傾斜孔３１５を通して強制的に流される。傾斜孔３１５は、エジェクタ流れ１５８及びバイパス流れ１４２がそのそれぞれの流れ方向に対して小さな角度で混合されるのを可能にする。バイパス流れ１４２は、主エジェクタ流れを減速させないので、バイパス管路１４２内で利用可能な全ての圧力を効果的に利用して、エジェクタ背圧を減少させ、次に全体にわたって同伴率を高めるようにすることができる。傾斜孔３１５を通って流れるバイパス流れ１４２の高速度はまた、ミキサ３００を横切るエジェクタ流れの圧力低下を減少させるのを助ける。このことは、吐出圧力を下げることと同等であり、エジェクタ１５０の性能を高める。
【００１９】
本発明の別の態様では、内側管３０２は、外側管３０４よりも厚く製作することができ又はその逆にすることもできる。外側管３０４内部での内側管３０２の配置もまた、変化させることができる。図４は、実施例を断面で示しており、ここでは、内側管３０２は、外側管３０４内部で中心に置かれている（すなわち、中心配置状態である）。この実施形態では、３つの孔３１５を示しているが、これは明瞭にするためだけのものであり、管３０２内にはあらゆる数の孔を配置することができることを理解されたい。さらに、孔の間隔は、均一又は不均一とすることができ、さらに管３０２の軸方向線に沿って千鳥状配置にすることができる。１列のみの孔３１５を示しているが、複数列の孔もまた、採用することができる。複数列の孔３１５は、管３０２の長手方向に沿って軸方向に間隔を置いて配置することができる。
【００２０】
図５は、別の実施例を断面で示しており、ここでは、内側管３０２は、外側管３０４内部で偏心して設置されている（すなわち、偏心配置状態である）。この設計は、チャンバ３１０内部での圧力不均一性を軽減するために使用することができる。幾つかの用途では、各それぞれの孔３１５における圧力は、チャンバ３１０内での高圧バイパス流れ１４２の流れパターンによって異なっている可能性がある。内側管３０２の位置を変えること（例えば、内側管３０２を外側管３０４内部で偏心して設置すること）によって、各孔３１５で受ける圧力（従って、流量）は、一層均一にすることができる。
【００２１】
ミキサ３００は、異なる圧力及び温度を有する２つの流体流れを極めて最小の圧力低下でもって混合することができる。圧力低下は、ターボ機械システム１００の最終性能を得る上での重要な観点である。幾つかの場合では、高圧流体流れは、チャンバ３１０に流入し、チャンバ３１０の内部形状により、逆流（例えば、幾らかの流れがその方向を変えかつ流れ自体に抗して作用する）が発生する場合がある。この流れの変化は、流れの渦流と呼ばれ、これらの渦流は円滑な流れの障害となるおそれがある。この渦流の問題を軽減するために、チャンバ３１０内に流れ制限装置（図面には図示せず）を取付けることができる。本発明の１つの実施形態では、流れ制限装置は、チャンバ３１０の内面に取付けた（溶接、ねじ込み、締結又は接着剤によって）小さい金属タブとすることができる。流れ制限装置は、渦流を妨げ、チャンバ３１０内部での円滑な流れをもたらす。
【００２２】
全体として、この構成は、２つのストリーム混合による圧力低下を最小にしかつ利用可能な高速バイパス流れの利用の改善をもたらしてエジェクタ吐出における圧力を低下させる。
【００２３】
現時点で１つの好ましい実施形態であると考えられるものに関して本発明を説明してきたが、本発明は開示した実施形態に限定されるものでなく、逆に、特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる様々な変更及び均等な構成を保護しようとするものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】例示的なターボ機械の圧縮機及びタービンセクション並びに冷却及びシール空気システムの概略図。
【図２】図１に示す例示的なターボ機械の冷却及びシール空気システムで使用するＴ接合ミキサの拡大断面図。
【図３】図１に示す例示的なターボ機械の冷却及びシール空気システムで使用する改良型の混合接合部の１つの実施形態の断面図。
【図４】図３に示す混合接合部で使用することができるノズル先端の１つの例示的な実施形態の斜視図。
【図５】図４に示すノズル先端から吐出される冷却流れストリームの斜視図。
【符号の説明】
【００２５】
１００ ターボ機械
１０２ 圧縮機
１０４ タービン
１０６ 入口
１０８ 燃焼器
１２０ 第１３段
１２２ 流路（第１の流れ）
１２４ 第１の部位
１３０ 第９段
１３２ 流路（第２の流れ）
１３６ 流路
１４０ 絞り弁
１４２ バイパス流れ
１５０ エジェクタ
１５２ 入口
１５４ 入口
１５６ エジェクタ出力（出口）
１５８ 第３の流れ
１６０ Ｔ接合部
１６５ 出力（第４の流れ）
３００ 混合接合部、ミキサ
３０２ 第１の構成部品（内側管セクション）
３０４ 第２の構成部品（外側管セクション）
３０５ 端部セクション
３１５ 傾斜孔
３２０ 入力継手
【技術分野】
【０００１】
本発明は、総括的にはターボ機械における冷却及びシール空気システムに関する。具体的には、本発明は、ターボ機械における冷却及びシール空気システムで使用するミキサに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ機械（例えば、タービン）における冷却及びシール空気システムは、圧縮機（例えば、軸流圧縮機）からの空気を利用して、（１）ガスタービンの内部部品を冷却し、（２）タービン外側シェル及び排気フレームを冷却し、（３）タービン軸受をシールし、（４）圧縮機脈動を防止し、また（５）空気作動弁に対する空気供給を行う。
【０００３】
以下の実施例は、例示的なガスタービンにおける冷却及びシール空気システムの機能の幾つかをについて説明しているが、本発明の技術的範囲を決して限定することを意図したものではない。ガスタービンの始動シーケンス時に、空気は、軸流圧縮機の第９段及び第１３段から抽出されて大気中に排出される。これらの第９段及び第１３段からの抽出は、閉じ位置にある入口案内ベーンと共に、圧縮機を通過する空気流量を制限し、圧縮機脈動を防止する。
【０００４】
ガスタービンの通常運転時には、第９段及び第１３段からの空気は、ガスタービンの第２段及び第３段を冷却しかつシールするために使用される。このことは、ガスタービンの最悪の場合の運転要件、すなわち一般的には寒冷デイ（ｄａｙ）（日）及び高温デイの運転条件を満たすような寸法にされた外部配管及び流れ制御オリフィスによって達成される。第２段及び第３段ケーシングマニホルドに流入する加圧空気は、第２段及び第３段ホイールスペース空洞から高温タービン空気をパージする。
【０００５】
タービンが無負荷又は停止している間には、冷却及びシール空気システムは、タービンホイールスペース空洞及び内部タービン構成部品を冷却及びシールし続ける。圧縮機の第９段及び第１３段からの空気は、この場合にも排気プレナムを通して排出される。これにより、タービン減速期間の間における圧縮機脈動が防止される。
【０００６】
軸流圧縮機からの迂回空気は、圧縮機を通る全空気流量の大きな割合、例えば２０％ほどをも消費させることになる。このような寄生流量の管理及び制御は、タービンの性能を劇的に高めることができる。抽出ポートは、冷却空気流を高過ぎる圧力及び／又は温度で供給する場合が多く、一般的にはその流れは絞られて、その結果、正味エネルギー損失が生じることになる。エジェクタを採り入れることによって、低圧力／低温度流（例えば、第９圧縮機段からの）は、高圧力／高温度流（例えば、第１３圧縮機段からの）と混合して、タービン構成部品を冷却するのに必要な圧力及び温度にほぼ適合した中間圧力及び温度の流れを供給すると同時に、そうでなければ廃エネルギーとして消散させられることになった低圧力及び低温度空気を使用するようにすることができる。
【０００７】
ガスタービンの冷却及びシール空気システムにおけるエジェクタは、高価な（すなわち、消費した仕事量の観点で）高圧空気を比較的安価な低圧空気に置き換えることによって該高圧空気の使用を低減するのに役立つ。エジェクタによって圧送される低圧空気の高圧空気の消費ポンド数との質量流量比率は、同伴率と呼ばれる。エジェクタシステムの最大利点としては、ガスタービンの全運転条件にわたって、高い同伴率が期待される。タービンの冷却流量要件に応じて、幾つかの運転条件においてバイパス流れが必要とされる。高同伴率により、ガスタービン全体性能（効率及び出力の両方）が改善される。
【０００８】
しかしながら、エジェクタは、如何なる可動部品も有さずかつＩＳＯデイ（ｄａｙ）条件に基づいた特定の設計ポイントで作動するように設計されている。ＩＳＯ標準デイ条件は、５９°Ｆ及び１４．７ｐｓｉａで６０％の相対湿度、又は１５°Ｃ（２８８°Ｋ）及び１０１．３キロパスカルで６０％の相対湿度である。タービン用途の場合には、エジェクタに対するタービン入口条件は、その中でターボ機械が作動している周囲デイ条件の関数となる。ガスタービンで見られる周囲デイ変動は、例えば−２０°Ｆ〜＋１２０°Ｆの範囲で変動する可能性があり、このことはエジェクタに対する入口／出口条件に約５０％の温度変動及び約５０％の圧力変動をもたらす。こうした変動は、多くの周囲デイ条件において、エジェクタが適切な冷却及び／又はパージ流れをもたらさないことになるという点でエジェクタの作動特性に対して強い影響を有する。つまり、エジェクタは、異なるデイにおいて及び各デイの間における異なる時点において異なった状態で作用し、また特定のデイにおいては、エジェクタは充分な利点をもたらさないことになる。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様では、タービン性能を最大にするために圧縮機内の複数ポートから空気を導いて関連するタービン部位に冷却及び／又はシール空気を導くためのシステムを提供する。圧縮機の加圧段からの第１の流れは、第１の圧力及び第１の温度を有し、圧縮機の別の加圧段からの第２の流れは、第２の圧力及び第２の温度を有する。第１の圧力及び温度は、第２の圧力及び温度とは異なる。エジェクタは、第１の流れを受ける第１の入口及び第２の流れを受ける第２の入口を有すると共に第１及び第２の流れを混合して第３の流れにした出力を有する。第３の流れは、第１及び第２の圧力及び温度とは異なる第３の圧力及び第３の温度を有する。２つの円筒形セクションを含むミキサは、第１の流れ及び第３の流れを混合して第４の流れを供給する。内側円筒形セクション内には、複数の孔が形成される。第４の流れは、第１及び第３の流れの圧力及び温度の中間の圧力及び温度を有する。ミキサは、第３の流れを受けた第１の混合入力と第１の流れを受けた第２の混合入力とを有する。第１の流れ及び第３の流れの方向間の角度は、２つの流れが出会った時に、約９０度よりも小さくなる。
【００１０】
本発明の別の態様では、圧縮機からの流れを混合するためのシステムを提供する。エジェクタは、圧縮機から第１の流れ及び第２の流れを受けまた第１及び第２の流れを混合して第３の流れにする。第１の流れは第１の圧力及び第１の温度を有し、また第２の流れは第２の圧力及び第２の温度を有する。第１及び第２の圧力には差異がありまた第１及び第２の温度には差異がある。第１の同心部材及び第２の同心部材を含むミキサは、第１及び第３の流れを混合して第４の流れを供給する。第１の同心部材の一部分は、第２の同心部材内部に含まれる。第４の流れは、第１及び第３の流れの圧力及び温度の中間の圧力及び温度を有する。
【００１１】
本発明のさらに別の態様では、圧縮機からの流れを混合するためのシステムを提供する。エジェクタは、圧縮機からの第１の流れ及び第２の流れを受けまた第１及び第２の流れを混合して第３の流れにする。ミキサは、第１の流れ及び第３の流れを混合して第４の流れにする。ミキサは、第１の内側部材及び第２の外側部材を含む。第１の内側部材の一部分は、第２の外側部材内部に設置される。さらに、第１の内側部材は、第１の流れを第３の流れと混合するために使用する複数の孔を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、図面、特に図１を参照すると、その全体を参照符号１００で示した例示的なターボ機械を示しており、ターボ機械１００は、圧縮機１０２及びタービン１０４を含む。圧縮機１０２は、周囲空気を受ける入口１０６を有し、この周囲空気は次に、圧縮機１０２の多数の異なる段を通して加圧され、各段はこの空気をより高い圧力及び温度に加圧する。加圧空気は主として、燃焼器１０８に送給するためのものであり、燃焼器においてこの加圧空気は、燃料と混合しかつ燃焼してタービン１０４の様々な段への高温燃焼ガスを形成する。抽気は一般的に、タービン１０４における冷却／パージ空気流として使用するために圧縮機の様々な段から取り出される。従って、圧縮機１０２空気流の一部分は、それらの他の目的のために燃焼器１０８を通る流れから迂回される。例えば、冷却空気は、タービン１０４のノズルに供給されることが多い。図１において及び代表的な実施例として、高圧空気抽出は、圧縮機１０２の第１３段１２０で行われ、流路１２２を介してタービン１０４の第１の部位１２４、例えば第２段ノズルに冷却空気流として供給される。同様に、抽気は、圧縮機１０２の早期段、例えば第９段から抽出され、流路１３２を介してタービンの第２の部位１３４、例えば第３段ノズルに冷却用空気として供給される。下記で説明する目的のために、バイパス流路１４２内に絞り弁１４０を設けている。
【００１３】
流路１２２内にエジェクタ１５０を採用しており、このエジェクタ１５０は、流路１３２内のオリフィス又は同様な装置における抽気圧力を消散させる必要性を事実上排除しかつ流路１２２及び１３２からの抽気を混合することにより機械性能を最適化するように抽出流れを調整するのを可能にする。エジェクタ１５０は、運動量移動に基づいて２つの流体ストリームを混合する如何なる回動部品も有さず又は外部エネルギー入力も必要としない機械装置である。エジェクタ１５０は、管路１２２を介して受ける高圧駆動流体用の入口１５２と、流路１３２、１３６を介して受ける低圧又は負圧流体用の入口１５４とを有する。
【００１４】
流路１２２内にエジェクタ１５０を設置することによって、圧縮機１０２の第１１段１２０からの高圧抽出流れは、入口１５２における駆動流れとして働く。流路１３２を介しての低圧かつ低温流れは、クロスオーバ流路１３６を介してエジェクタ１５０に流れ、入口１５４を介しての負圧流れとして働く。従って、２つの流れは、互いに混合されかつエジェクタ１５０の出口１５６を通って流れてそれぞれの駆動及び負圧流れの圧力及び温度の中間の圧力及び温度での第３の流れ１５８を形成する。従って、エジェクタは、如何なる回動部品も有さず、ＩＳＯデイ条件に基づいた特定の設計ポイントで作動するように設計されることが分かるであろう。入口条件、従ってエジェクタに供給される流れの特性は、周囲デイ条件の関数であるので、エジェクタの作動特性は影響を受けかつエジェクタは時点及び大気条件の関数として様々な挙動を示す。
【００１５】
固定ノズルエジェクタの性能は、一定セットの作動条件（すなわち、入口及び出口圧力及び温度）において最適となる。しかしながら、ガスタービン圧縮機１０２の抽出圧力（すなわち、エジェクタ１５０の駆動圧力及び負圧圧力）並びにタービン１０４の必要な冷却流れ供給圧力（すなわち、エジェクタ１５０の吐出圧力）は、周囲温度及び運転負荷につれて変化する。エジェクタ１５０の最適作動条件は、周囲温度が７０°Ｆ以上でありかつ部分負荷（例えば、タービン１０４の５０％以下の負荷）の時に生じる。従って、低温デイ作動条件（すなわち、７０°Ｆ以下の周囲温度）においては、エジェクタ１５０と平行にバイパス管路１４２を設けて、タービン１０４が必要とするがエジェクタ１５０が単独では供給することができない付加的冷却流れを供給することが必要である。
【００１６】
エジェクタ出力（出口流れ）１５８及びバイパス流れ１４２を混合する従来の方法は、標準的なＴ接合部を使用する。図１及び図２では、Ｔ接合部を参照符号１６０で示している。図２を参照すると、Ｔ接合部１６０は、直角度でエジェクタ出力１５８及びバイパス流れ１４２を混合する。図１及び図２では、Ｔ接合部１６０の出力を参照符号１６５で示している。２つの流れが、９０°の角度で混合されると、混合出力流れの全体速度は低下する。このことは、エジェクタ１５０上により高い背圧をもたらす。エジェクタ１５０の性能は、エジェクタ吐出圧力の強力な関数であり、従来の方法では、低温デイ作動条件において少ないか又は全く同伴を生じない。本明細書では、より低いエジェクタ吐出圧力をもたらすようにエジェクタ出力１５８及びバイパス流れ１４２を混合して低温デイ条件及び部分負荷運転条件時により高い性能上の利点を生じさせる、本発明によって具現化したより優れた方法及び装置について説明する。
【００１７】
図３は、標準的Ｔ構成部品１６０を使用する代わりにエジェクタ流れ及びバイパス流れを混合する、本発明によって具現化した改良型の混合接合部３００を示している。エジェクタの出力は参照符号１５８で示しており、またバイパス流れは参照符号１４２で示している。混合したエジェクタ及びバイパス流れは、参照符号１６５において混合接合部３００から流出する。１つの実施例では、混合接合部３００は、２つの同心円筒形管部材３０２及び３０４を含む。内側管セクション３０２は、参照符号１５８で示したエジェクタからの流れ出力を受け、参照符号１６５において混合エジェクタ流れ及びバイパス流れを出力する。外側管セクション３０４は、端部セクション３０５と共に、内側管セクション３０２の周りにチャンバ３１０を形成する。バイパス流１４２は、入力継手３２０を介してこのチャンバ３１０内に出力される。
【００１８】
内側管セクション３０２の壁内には、複数の傾斜孔３１５が形成されている。孔３１５は、チャンバ３１０と内側管セクション３０２の内部との間のチャネルを形成する。図３で示した断面図には、２つの孔のみを示しているが、管３０２内にはあらゆる数の孔を配置することができる。対向する流れストリーム間での相互作用を軽減するためには、管の円周部の周りに等しく分散配置された奇数の孔を有するのが好ましく、また管の寸法に応じて３〜２５個又はそれ以上の孔を利用することができる。しかしながら、孔３１５はまた、ランダムに間隔を置いて配置することもできる。孔の好ましい断面形状は、丸形又は円形であるが、矩形、長円形などのような他のあらゆる形状もまた、使用することができる。孔の寸法は変化させることができ、また異なる寸法の孔を同時に使用してミキサ３００の流れ特性を向上させることができる。傾斜孔３１０は、管セクション３０２の内壁に対して形成され、好ましくは約０度〜約５０度であり、或いはより好ましくは約１０度〜約４５度である。バイパス管路１４２からの高圧／高温流れは、チャンバ３１０に流入し、次に傾斜孔３１５を通して強制的に流される。傾斜孔３１５は、エジェクタ流れ１５８及びバイパス流れ１４２がそのそれぞれの流れ方向に対して小さな角度で混合されるのを可能にする。バイパス流れ１４２は、主エジェクタ流れを減速させないので、バイパス管路１４２内で利用可能な全ての圧力を効果的に利用して、エジェクタ背圧を減少させ、次に全体にわたって同伴率を高めるようにすることができる。傾斜孔３１５を通って流れるバイパス流れ１４２の高速度はまた、ミキサ３００を横切るエジェクタ流れの圧力低下を減少させるのを助ける。このことは、吐出圧力を下げることと同等であり、エジェクタ１５０の性能を高める。
【００１９】
本発明の別の態様では、内側管３０２は、外側管３０４よりも厚く製作することができ又はその逆にすることもできる。外側管３０４内部での内側管３０２の配置もまた、変化させることができる。図４は、実施例を断面で示しており、ここでは、内側管３０２は、外側管３０４内部で中心に置かれている（すなわち、中心配置状態である）。この実施形態では、３つの孔３１５を示しているが、これは明瞭にするためだけのものであり、管３０２内にはあらゆる数の孔を配置することができることを理解されたい。さらに、孔の間隔は、均一又は不均一とすることができ、さらに管３０２の軸方向線に沿って千鳥状配置にすることができる。１列のみの孔３１５を示しているが、複数列の孔もまた、採用することができる。複数列の孔３１５は、管３０２の長手方向に沿って軸方向に間隔を置いて配置することができる。
【００２０】
図５は、別の実施例を断面で示しており、ここでは、内側管３０２は、外側管３０４内部で偏心して設置されている（すなわち、偏心配置状態である）。この設計は、チャンバ３１０内部での圧力不均一性を軽減するために使用することができる。幾つかの用途では、各それぞれの孔３１５における圧力は、チャンバ３１０内での高圧バイパス流れ１４２の流れパターンによって異なっている可能性がある。内側管３０２の位置を変えること（例えば、内側管３０２を外側管３０４内部で偏心して設置すること）によって、各孔３１５で受ける圧力（従って、流量）は、一層均一にすることができる。
【００２１】
ミキサ３００は、異なる圧力及び温度を有する２つの流体流れを極めて最小の圧力低下でもって混合することができる。圧力低下は、ターボ機械システム１００の最終性能を得る上での重要な観点である。幾つかの場合では、高圧流体流れは、チャンバ３１０に流入し、チャンバ３１０の内部形状により、逆流（例えば、幾らかの流れがその方向を変えかつ流れ自体に抗して作用する）が発生する場合がある。この流れの変化は、流れの渦流と呼ばれ、これらの渦流は円滑な流れの障害となるおそれがある。この渦流の問題を軽減するために、チャンバ３１０内に流れ制限装置（図面には図示せず）を取付けることができる。本発明の１つの実施形態では、流れ制限装置は、チャンバ３１０の内面に取付けた（溶接、ねじ込み、締結又は接着剤によって）小さい金属タブとすることができる。流れ制限装置は、渦流を妨げ、チャンバ３１０内部での円滑な流れをもたらす。
【００２２】
全体として、この構成は、２つのストリーム混合による圧力低下を最小にしかつ利用可能な高速バイパス流れの利用の改善をもたらしてエジェクタ吐出における圧力を低下させる。
【００２３】
現時点で１つの好ましい実施形態であると考えられるものに関して本発明を説明してきたが、本発明は開示した実施形態に限定されるものでなく、逆に、特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内に含まれる様々な変更及び均等な構成を保護しようとするものであることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】例示的なターボ機械の圧縮機及びタービンセクション並びに冷却及びシール空気システムの概略図。
【図２】図１に示す例示的なターボ機械の冷却及びシール空気システムで使用するＴ接合ミキサの拡大断面図。
【図３】図１に示す例示的なターボ機械の冷却及びシール空気システムで使用する改良型の混合接合部の１つの実施形態の断面図。
【図４】図３に示す混合接合部で使用することができるノズル先端の１つの例示的な実施形態の斜視図。
【図５】図４に示すノズル先端から吐出される冷却流れストリームの斜視図。
【符号の説明】
【００２５】
１００ ターボ機械
１０２ 圧縮機
１０４ タービン
１０６ 入口
１０８ 燃焼器
１２０ 第１３段
１２２ 流路（第１の流れ）
１２４ 第１の部位
１３０ 第９段
１３２ 流路（第２の流れ）
１３６ 流路
１４０ 絞り弁
１４２ バイパス流れ
１５０ エジェクタ
１５２ 入口
１５４ 入口
１５６ エジェクタ出力（出口）
１５８ 第３の流れ
１６０ Ｔ接合部
１６５ 出力（第４の流れ）
３００ 混合接合部、ミキサ
３０２ 第１の構成部品（内側管セクション）
３０４ 第２の構成部品（外側管セクション）
３０５ 端部セクション
３１５ 傾斜孔
３２０ 入力継手
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機（１０２）内の複数ポートから空気を導いて関連するタービン（１０４）部位に冷却及び／又はシール空気を供給するためのシステムであって、
前記圧縮機（１０２）の加圧段からの第１の圧力及び第１の温度を有する第１の流れ（１２２）と、
前記圧縮機（１０２）の別の加圧段からの前記第１の圧力及び温度とは異なる第２の圧力及び第２の温度を有する第２の流れ（１３２）と、
前記第１の流れ（１２２）を受ける第１の入口（１５２）及び前記第２の流れ（１３２）を受ける第２の入口（１５４）を有すると共に前記第１及び第２の流れを混合して前記第１及び第２の圧力及び温度とは異なる第３の圧力及び第３の温度を有する第３の流れ（１５８）にしたエジェクタ出力（１５６）を有するエジェクタ（１５０）と、
前記第１の流れ（１２２）及び第３の流れ（１５８）間に接続されかつバイパス流れ（１４２）を供給するバイパス管路と、
前記バイパス流れ（１４２）及び第３の流れ（１５８）を混合して第４の流れ（１６５）を供給するミキサ（３００）と、を含み、
前記ミキサ（３００）が、第１の構成部品（３０２）及び第２の構成部品（３０４）を含み、
前記第１の構成部品（３０２）が、その断面がほぼ円筒形でありかつその中に複数の孔（３１５）を有し、
前記第４の流れ（１６５）が、前記バイパス流れ（１４２）及び第３の流れ（１５８）の圧力及び温度の中間の圧力及び温度を有し、
前記ミキサ（３００）が、前記第３の流れ（１５８）を受けた第１の混合入力と前記バイパス流れ（１４２）を受けた第２の混合入力とを有し、
前記バイパス流れ（１４２）の方向と前記第３の流れ（１５８）の方向との間の角度が、該バイパス流れ（１４２）が前記ミキサ（３００）内で該第３の流れ（１５８）と出会った時に、約９０度よりも小さくなっている、
システム。
【請求項２】
圧縮機（１０２）からの流れを混合するためのシステムであって、
前記圧縮機（１０２）から第１の流れ（１２２）及び第２の流れ（１３２）を受けまた前記第１及び第２の流れを混合して第３の流れ（１５８）にしたエジェクタ出力（１５６）を有し、前記第１の流れ（１２２）が第１の圧力及び第１の温度を有しまた前記第２の流れ（１３２）が第２の圧力及び第２の温度を有し、前記第１及び第２の圧力には差異がありまた前記第１及び第２の温度には差異があるエジェクタ（１５０）と、
前記第１の流れ（１２２）及び第３の流れ（１５８）間に接続されかつバイパス流れ（１４２）を供給するバイパスと、
前記バイパス流れ（１４２）及び第３の流れ（１５８）を混合して第４の流れ（１６５）を供給するミキサ（３００）と、を含み、
前記第４の流れ（１６５）が、前記バイパス流れ（１４２）及び第３の流れ（１５８）の圧力及び温度の中間の圧力及び温度を有し、
前記ミキサ（３００）が、第１の構成部品（３０２）及び第２の構成部品（３０４）を含み、
前記第１の構成部品（３０２）が、その中に複数の孔（３１５）を有し、
前記第１の構成部品（３０２）の一部分が、前記第２の構成部品（３０４）内部に含まれる、
システム。
【請求項３】
圧縮機（１０２）からの流れを混合するためのシステムであって、
前記圧縮機（１０２）から第１の流れ（１２２）及び第２の流れ（１３２）を受けまた前記第１及び第２の流れを混合して第３の流れ（１５８）にしたエジェクタ出力（１５６）を有するエジェクタ（１５０）と、
前記第１の流れ（１２２）及び第３の流れ（１５８）間に接続されかつバイパス流れ（１４２）を供給するバイパスと、
前記バイパス流れ（１４２）及び第３の流れ（１５８）を混合して第４の流れ（１６５）を供給するミキサ（３００）と、を含み、
前記ミキサ（３００）が、第１の構成部品（３０２）及び第２の構成部品（３０４）を含み、
前記第１の構成部品（３０２）の一部分が、前記第２の構成部品（３０４）内部に設置され、
前記第１の構成部品（３０２）が、その中に複数の孔（３１５）を有し、
前記複数の孔（３１５）が、前記第２の構成部品（３０４）内部に存在する前記バイパス流れ（１４２）を前記第１の構成部品（３０２）内部に存在する前記第３の流れ（１５８）と混合するのを可能にする、
システム。
【請求項４】
前記バイパス流れ（１４２）の方向と前記第３の流れ（１５８）の方向との間の角度が、該バイパス流れ（１４２）が前記ミキサ（３００）内で該第３の流れ（１５８）と出会った時に、約１０度〜約４５度の範囲にある、請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項５】
前記ミキサ（３００）が、前記第１の構成部品（３０２）内に奇数の孔（３１５）を含む、請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の孔（３１５）が、前記第１の構成部品（３０２）の外表面から該第１の構成部品（３０２）の内表面まで貫通するように構成され、
前記複数の孔（３１５）が孔軸方向を有しまた前記第１の構成部品（３０２）が第１の軸方向を有し、
前記第１の軸方向及び孔軸方向間の角度が、約５０度よりも小さくなっている、
請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の構成部品（３０２）が、前記第２の構成部品（３０４）内部で中心に配置される、請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載の流れを混合するためのシステム。
【請求項８】
前記第１の構成部品（３０２）が、前記第２の構成部品内部で偏心して配置される、請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載の流れを混合するためのシステム。
【請求項９】
少なくとも２つの流れを混合するためのミキサ（３００）であって、
その断面がほぼ円筒形であり、一次流れ（１５８）を含み、かつその中に形成された複数の孔（３１５）を有する第１の構成部品（３０２）と、
二次流れ（１４２）を含む第２の構成部品（３０４）と、を含み、
前記第１の構成部品（３０２）の一部分が、前記第２の構成部品（３０４）内部に含まれ、
前記複数の孔（３１５）が孔軸方向を有しまた前記第１の構成部品（３０２）が第１の軸方向を有し、
前記孔軸方向及び第１の軸方向間の角度が、約４５度よりも小さくなっている、
ミキサ（３００）。
【請求項１０】
前記第１の構成部品（３０２）が、前記第２の構成部品（３０４）内部で中心に又は偏心して配置される、請求項９記載のミキサ。
【請求項１】
圧縮機（１０２）内の複数ポートから空気を導いて関連するタービン（１０４）部位に冷却及び／又はシール空気を供給するためのシステムであって、
前記圧縮機（１０２）の加圧段からの第１の圧力及び第１の温度を有する第１の流れ（１２２）と、
前記圧縮機（１０２）の別の加圧段からの前記第１の圧力及び温度とは異なる第２の圧力及び第２の温度を有する第２の流れ（１３２）と、
前記第１の流れ（１２２）を受ける第１の入口（１５２）及び前記第２の流れ（１３２）を受ける第２の入口（１５４）を有すると共に前記第１及び第２の流れを混合して前記第１及び第２の圧力及び温度とは異なる第３の圧力及び第３の温度を有する第３の流れ（１５８）にしたエジェクタ出力（１５６）を有するエジェクタ（１５０）と、
前記第１の流れ（１２２）及び第３の流れ（１５８）間に接続されかつバイパス流れ（１４２）を供給するバイパス管路と、
前記バイパス流れ（１４２）及び第３の流れ（１５８）を混合して第４の流れ（１６５）を供給するミキサ（３００）と、を含み、
前記ミキサ（３００）が、第１の構成部品（３０２）及び第２の構成部品（３０４）を含み、
前記第１の構成部品（３０２）が、その断面がほぼ円筒形でありかつその中に複数の孔（３１５）を有し、
前記第４の流れ（１６５）が、前記バイパス流れ（１４２）及び第３の流れ（１５８）の圧力及び温度の中間の圧力及び温度を有し、
前記ミキサ（３００）が、前記第３の流れ（１５８）を受けた第１の混合入力と前記バイパス流れ（１４２）を受けた第２の混合入力とを有し、
前記バイパス流れ（１４２）の方向と前記第３の流れ（１５８）の方向との間の角度が、該バイパス流れ（１４２）が前記ミキサ（３００）内で該第３の流れ（１５８）と出会った時に、約９０度よりも小さくなっている、
システム。
【請求項２】
圧縮機（１０２）からの流れを混合するためのシステムであって、
前記圧縮機（１０２）から第１の流れ（１２２）及び第２の流れ（１３２）を受けまた前記第１及び第２の流れを混合して第３の流れ（１５８）にしたエジェクタ出力（１５６）を有し、前記第１の流れ（１２２）が第１の圧力及び第１の温度を有しまた前記第２の流れ（１３２）が第２の圧力及び第２の温度を有し、前記第１及び第２の圧力には差異がありまた前記第１及び第２の温度には差異があるエジェクタ（１５０）と、
前記第１の流れ（１２２）及び第３の流れ（１５８）間に接続されかつバイパス流れ（１４２）を供給するバイパスと、
前記バイパス流れ（１４２）及び第３の流れ（１５８）を混合して第４の流れ（１６５）を供給するミキサ（３００）と、を含み、
前記第４の流れ（１６５）が、前記バイパス流れ（１４２）及び第３の流れ（１５８）の圧力及び温度の中間の圧力及び温度を有し、
前記ミキサ（３００）が、第１の構成部品（３０２）及び第２の構成部品（３０４）を含み、
前記第１の構成部品（３０２）が、その中に複数の孔（３１５）を有し、
前記第１の構成部品（３０２）の一部分が、前記第２の構成部品（３０４）内部に含まれる、
システム。
【請求項３】
圧縮機（１０２）からの流れを混合するためのシステムであって、
前記圧縮機（１０２）から第１の流れ（１２２）及び第２の流れ（１３２）を受けまた前記第１及び第２の流れを混合して第３の流れ（１５８）にしたエジェクタ出力（１５６）を有するエジェクタ（１５０）と、
前記第１の流れ（１２２）及び第３の流れ（１５８）間に接続されかつバイパス流れ（１４２）を供給するバイパスと、
前記バイパス流れ（１４２）及び第３の流れ（１５８）を混合して第４の流れ（１６５）を供給するミキサ（３００）と、を含み、
前記ミキサ（３００）が、第１の構成部品（３０２）及び第２の構成部品（３０４）を含み、
前記第１の構成部品（３０２）の一部分が、前記第２の構成部品（３０４）内部に設置され、
前記第１の構成部品（３０２）が、その中に複数の孔（３１５）を有し、
前記複数の孔（３１５）が、前記第２の構成部品（３０４）内部に存在する前記バイパス流れ（１４２）を前記第１の構成部品（３０２）内部に存在する前記第３の流れ（１５８）と混合するのを可能にする、
システム。
【請求項４】
前記バイパス流れ（１４２）の方向と前記第３の流れ（１５８）の方向との間の角度が、該バイパス流れ（１４２）が前記ミキサ（３００）内で該第３の流れ（１５８）と出会った時に、約１０度〜約４５度の範囲にある、請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項５】
前記ミキサ（３００）が、前記第１の構成部品（３０２）内に奇数の孔（３１５）を含む、請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の孔（３１５）が、前記第１の構成部品（３０２）の外表面から該第１の構成部品（３０２）の内表面まで貫通するように構成され、
前記複数の孔（３１５）が孔軸方向を有しまた前記第１の構成部品（３０２）が第１の軸方向を有し、
前記第１の軸方向及び孔軸方向間の角度が、約５０度よりも小さくなっている、
請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の構成部品（３０２）が、前記第２の構成部品（３０４）内部で中心に配置される、請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載の流れを混合するためのシステム。
【請求項８】
前記第１の構成部品（３０２）が、前記第２の構成部品内部で偏心して配置される、請求項１、請求項２又は請求項３のいずれか１項記載の流れを混合するためのシステム。
【請求項９】
少なくとも２つの流れを混合するためのミキサ（３００）であって、
その断面がほぼ円筒形であり、一次流れ（１５８）を含み、かつその中に形成された複数の孔（３１５）を有する第１の構成部品（３０２）と、
二次流れ（１４２）を含む第２の構成部品（３０４）と、を含み、
前記第１の構成部品（３０２）の一部分が、前記第２の構成部品（３０４）内部に含まれ、
前記複数の孔（３１５）が孔軸方向を有しまた前記第１の構成部品（３０２）が第１の軸方向を有し、
前記孔軸方向及び第１の軸方向間の角度が、約４５度よりも小さくなっている、
ミキサ（３００）。
【請求項１０】
前記第１の構成部品（３０２）が、前記第２の構成部品（３０４）内部で中心に又は偏心して配置される、請求項９記載のミキサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２０８８３３（Ｐ２００８−２０８８３３Ａ）
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４３６８３（Ｐ２００８−４３６８３）
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１１日（２００８．９．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２６日（２００８．２．２６）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]