燃料ノズル振動数調整のための装置及び方法

【課題】燃料ノズル振動数調整。
【解決手段】燃焼ライナキャップ組立体（３０）は中心燃料ノズル開口部及び該中心燃料ノズル開口部の周りに間隔を置いて配置された複数の外側燃料ノズル開口部（２６）を備えた円筒形外側スリーブ（２８）を含む。取付けフランジ組立体（４）が円筒形外側スリーブを同心に囲む。円筒形外側スリーブの外表面上に配置された複数のストラット（２４）が、取付けフランジ組立体を支持する。複数のフランジ（３２）が円筒形外側スリーブの外表面上に配置され、第1の端部（３４）を有する複数の支持ロッド（２０）が、フランジによって調整可能に支持される。ガスタービン用の燃焼器は、燃焼ライナキャップ組立体と、複数の外側燃料ノズル開口部内に支持された複数の外側燃料ノズルと、中心燃料ノズル開口部内に支持された中心燃料ノズルとを含む。複数の支持ロッド（２０）の第２の端部（３６）が中心燃料ノズル（２）に調整可能に接触する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料ノズル振動数調整のための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃料ノズルの固有振動数は、燃焼システムにおける振動問題である。全ての燃焼及びロータ音調以上への振動数の調整が望ましい。しかしながら、この領域内における利用可能なスペースに制限があるため、これ迄の設計では、ハードウェアを十分に振動減衰させることができていなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７，２８４，３７８号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
実例としての実施形態によると、燃焼ライナキャップ組立体は、中心燃料ノズル開口部及び該中心燃料ノズル開口部の周りに間隔を置いて配置された複数の外側燃料ノズル開口部を備えた円筒形外側スリーブと、円筒形外側スリーブを同心に囲んだ取付けフランジ組立体と、円筒形外側スリーブの外表面上に配置されかつ取付けフランジ組立体を支持した複数のストラットと、円筒形外側スリーブの外表面上に配置された複数のフランジと、それぞれのフランジによって調整可能に支持された第1の端部を有する複数の支持ロッドとを含む。
【０００５】
別の実例としての実施形態によると、ガスタービン用の燃焼器は、前述のパラグラフに記載したような燃焼ライナキャップ組立体と、複数の外側燃料ノズル開口部内に支持された複数の外側燃料ノズルと、中心燃料ノズル開口部内に支持された中心燃料ノズルとを含み、複数の支持ロッドの第２の端部が、中心燃料ノズルに調整可能に接触する。
【０００６】
さらに別の実例としての実施形態によると、前述のパラグラフによるガスタービンの燃焼器内において複数の燃料ノズルの振動数を調整する方法は、支持ロッドの第２の端部と中心燃料ノズルとの間の接触を調整するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態による燃料ノズル支持体を概略的に示す図。
【図２】本発明の実施形態による燃焼ライナキャップ組立体を概略的に示す図。
【図３】支持ロッドを含む、図２の燃焼ライナキャップ組立体の一部分を概略的に示す図。
【図４】支持ロッドを含む、図１の燃料ノズル支持体の一部分を概略的に示す図。
【図５】支持ロッドを含む、図２の燃焼ライナキャップ組立体の一部分を概略的に示す図。
【図６】支持ロッド及びスリーブを含む、図２の燃焼ライナキャップ組立体の一部分を概略的に示す図。
【図７】実例としての実施形態による燃焼ライナキャップ組立体のスリーブを概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１を参照すると、燃焼器は、中心燃料ノズル２を含む。中心燃料ノズル２は、フランジ組立体によってその一端で支持された同心チューブ組立体６を含む。中心燃料ノズル２はさらに、例えば金属薄板スクリーンのような吸気流調整装置８を含む。同心チューブ組立体６の周りには、シュラウド１０が設けられる。
【０００９】
同心チューブ組立体６は、燃料ノズル後方チップ１６に拡散調量孔１４を有するハブ１２を含む。同心チューブ組立体６の周りのシュラウド１０内に、１つ又は複数の旋回ベーン１８（つまり、スウォズル）が設けられる。
【００１０】
中心燃料ノズル２の同心チューブ組立体６は、円筒形外側スリーブ２８とシュラウド１０の外表面との間に設けられた複数の支持ロッド２０によって支持される。支持ロッド２０は、中心燃料ノズルに接触する。
【００１１】
図２及び図３を参照すると、燃焼器の燃焼ライナキャップ組立体３０は、円筒形外側スリーブ２８を同心に囲んだ取付けフランジ組立体２２を含む。複数のストラット２４が、円筒形外側スリーブの周りに取付けフランジ組立体２２を支持する。円筒形外側スリーブ２８は、中心燃料ノズルの周りに同心に間隔を置いて配置された複数の外側燃料ノズル開口部２６を含む。
【００１２】
円筒形外側スリーブ２８は、複数のネジ付きフランジ３２を含み、ネジ付きフランジ３２は、該ネジ付きフランジ３２とネジ係合した支持ロッド第１の端部３４を受ける。
【００１３】
図４〜図７を参照すると、支持ロッド２０は、中心燃料ノズル２に接触した第２の端部３６を含む。図５に示すように、燃焼器はさらに、スリーブ４０を支持した支持プレート３８を含む。スリーブ４０は、支持ロッド２０の第２の端部を受ける複数の支持ロッドアパーチャ４２を含む。
【００１４】
燃料ノズルに対して付加的剛性を与えるために、キャップ組立体３０に対して支持つまり剛性付与（補強）ロッド２０を付加しかつ該ロッド２０により燃料ノズルのバーナチューブを同調させる。支持ロッド２０の付加は、燃料ノズルの固有振動数をあらゆる燃焼又はロータ音調以上に高めるのに十分な振動減衰をもたらしかつ振動減衰の増大により振幅応答を減少させる。ロッド２０は、キャップ上の付加フランジ内にネジ嵌合されて、燃料ノズルの同調を可能にする。燃料ノズル２に接触するロッド２０の先端部には、作動条件に応じて決まる複数設計、つまり地金、ワイヤメッシュ、摩耗皮膜などを取付けることができる。
【００１５】
補強ロッド２０は、燃料ノズルの固有振動数をあらゆる燃焼又はロータ音調以上に高めるのに十分な剛性をもたらしかつ振動減衰の増大により振幅応答を減少させる。この剛性の増大により、現在のハードウェア性能を越えることができる一層堅牢なかつ耐久性がある燃料設計が可能になる。
【００１６】
補強ロッド２０は、燃料ノズルに対して全く設計変更を必要とせずにかつキャップに対して僅かな修正を加えた状態で、あらゆる燃焼システムに対して改造取付けして、実使用中のハードウェアの再生利用を可能にすることができる。既存のハードウェアの使用は、部品寿命が消滅するまで、顧客がその作動を継続させるのを可能にする。
【００１７】
現時点で最も実用的かつ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べきものではなく、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。
【符号の説明】
【００１８】
２中心燃料ノズル
４フランジ組立体
６同心チューブ組立体
８吸気流調整装置（金属薄板スクリーン）
１０シュラウド
１２ハブ
１４拡散調量孔
１６燃料ノズル後方チップ
１８旋回ベーン（スウォズル）
２０支持ロッド
２２取付けフランジ組立体
２４ストラット
２６外側燃料ノズル開口部
２８円筒形外側スリーブ
３０燃焼ライナキャップ組立体
３２ネジ付きフランジ
３４支持ロッド第１の端部
３６支持ロッド第２の端部
３８支持プレート
４０スリーブ
４２支持ロッドアパーチャ

【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ライナキャップ組立体（３０）であって、
中心燃料ノズル開口部及び該中心燃料ノズル開口部の周りに間隔を置いて配置された複数の外側燃料ノズル開口部を備えた円筒形外側スリーブ（２８）と、
前記円筒形外側スリーブを同心に囲んだ取付けフランジ組立体（４）と、
前記円筒形外側スリーブの外表面上に配置されかつ前記取付けフランジ組立体を支持した複数のストラット（２４）と、
前記円筒形外側スリーブの外表面上に配置された複数のフランジ（３２）と、
それぞれの前記フランジによって調整可能に支持された第1の端部（３４）を有する複数の支持ロッド（２０）と、を含む、
燃焼ライナキャップ組立体。
【請求項２】
前記フランジ（３２）が、ネジ付きであり、
前記支持ロッドの第1の端部（３４）が、前記フランジ内にネジ嵌合される、
請求項１記載の燃焼ライナキャップ組立体。
【請求項３】
前記中心燃料ノズル開口部内に設けられたスリーブ（４０）をさらに含み、
前記スリーブが、その外表面内に設けられた複数のアパーチャ（４２）を含み、
前記アパーチャの各々が、前記複数の支持ロッドの１つのそれぞれの第２の端部（３６）を受けるように構成される、
請求項１記載の燃焼ライナキャップ組立体。
【請求項４】
前記円筒形外側スリーブ上に前記スリーブを支持するように構成された複数の支持プレート（３８）をさらに含む、請求項３記載の燃焼ライナキャップ組立体。
【請求項５】
前記支持ロッド（２０）の第２の端部（３６）が、地金、ワイヤメッシュ又は摩耗皮膜の少なくとも１つを含む、請求項３記載の燃焼ライナキャップ組立体。
【請求項６】
ガスタービン用の燃焼器であって、
燃焼ライナキャップ組立体（３０）、
を含み、前記燃焼ライナキャップ組立体が、
中心燃料ノズル開口部及び該中心燃料ノズル開口部の周りに間隔を置いて配置された複数の外側燃料ノズル開口部（２６）を備えた円筒形外側スリーブ（２８）と、
前記円筒形外側スリーブを同心に囲んだ取付けフランジ組立体（４）と、
前記円筒形外側スリーブの外表面上に配置されかつ前記取付けフランジ組立体を支持した複数のストラット（２４）と、
前記円筒形外側スリーブの外表面上に配置された複数のフランジ（３２）と、
それぞれの前記フランジによって調整可能に支持された第1の端部（３４）を有する複数の支持ロッド（２０）と、
を含み、該ガスタービン用の燃焼器が、
前記複数の外側燃料ノズル開口部（２６）内に支持された複数の外側燃料ノズルと、
前記中心燃料ノズル開口部内に支持された中心燃料ノズル（２）と、をさらに含み、
前記複数の支持ロッドの第２の端部（３６）が、前記中心燃料ノズルに調整可能に接触する、
燃焼器。
【請求項７】
前記中心燃料ノズル開口部内に設けられたスリーブ（４０）をさらに含み、
前記スリーブが、その外表面内に設けられた複数のアパーチャ（４２）を含み、
前記アパーチャの各々が、前記複数の支持ロッド（２０）の１つのそれぞれの第２の端部（３６）を受けるように構成される、
請求項６記載の燃焼器。
【請求項８】
前記中心燃料ノズル（２）が、少なくとも１つの旋回ベーン（１８）を含み、
前記複数の支持ロッド（２０）の第２の端部（３６）が、前記少なくとも１つの旋回ベーン（１８）に隣接して前記中心燃料ノズル（２）に調整可能に接触する、
請求項６記載の燃焼器。
【請求項９】
ガスタービンの燃焼器内において複数の燃料ノズルの振動数を調整する方法であって、
前記燃焼器が、燃焼ライナキャップ組立体（３０）を含み、前記燃焼ライナキャップ組立体が、中心燃料ノズル開口部及び該中心燃料ノズル開口部の周りに間隔を置いて配置された複数の外側燃料ノズル開口部（２６）を備えた円筒形外側スリーブ（２８）と、前記円筒形外側スリーブを同心に囲んだ取付けフランジ組立体（４）と、前記円筒形外側スリーブの外表面上に配置されかつ前記取付けフランジ組立体を支持した複数のストラット（２４）と、前記円筒形外側スリーブの外表面上に配置された複数のフランジ（３２）と、それぞれの前記フランジによって調整可能に支持された第1の端部（３４）を有する複数の支持ロッド（２０）とを含み、前記燃焼器が、前記複数の外側燃料ノズル開口部（２６）内に支持された複数の外側燃料ノズルと、前記中心燃料ノズル開口部内に支持された中心燃料ノズル（２）とをさらに含み、
該方法が、前記支持ロッド（２０）の第２の端部（３６）と前記中心燃料ノズル（２）との間の接触を調整するステップを含む、
方法。
【請求項１０】
前記フランジ（３２）が、ネジ付きであり、前記支持ロッドの第1の端部（３４）が、前記フランジ内にネジ嵌合される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記燃焼器が、前記中心燃料ノズル開口部内に設けられたスリーブ（４０）をさらに含み、前記スリーブが、その外表面内に設けられかつ前記支持ロッド（２０）のそれぞれの第２の端部（３６）を受けるように構成された複数のアパーチャ（４２）を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記燃焼器が、前記円筒形外側スリーブ上に前記スリーブを支持するように構成された複数の支持プレート（３８）をさらに含む、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記支持ロッド（２０）の第２の端部（３６）が、地金、ワイヤメッシュ又は摩耗皮膜を含む、請求項９記載の方法。
【請求項１４】
前記中心燃料ノズル（２）が、少なくとも１つの旋回ベーン（１８）を含み、前記複数の支持ロッド（２０）の第２の端部（３６）が、前記少なくとも１つの旋回ベーン（１８）に隣接して前記中心燃料ノズル（２）に調整可能に接触する、請求項９記載の方法。
【請求項１５】
前記支持ロッド（２０）の第２の端部（３６）と前記中心燃料ノズル（２）との間の接触を調整するステップが、該中心燃料ノズルの振動数が全ての燃焼及びロータ音調以上になりかつその振幅応答が十分に減衰されるように該接触を調整するステップを含む、請求項９記載の方法。

【図１】