JP2003056365A - Burner device and gas-turbine engine provided with this - Google Patents

Burner device and gas-turbine engine provided with this

Info

Publication number
JP2003056365A
JP2003056365A JP2001249179A JP2001249179A JP2003056365A JP 2003056365 A JP2003056365 A JP 2003056365A JP 2001249179 A JP2001249179 A JP 2001249179A JP 2001249179 A JP2001249179 A JP 2001249179A JP 2003056365 A JP2003056365 A JP 2003056365A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
combustion
temperature
supply
flow rate
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.)
Granted
Application number
JP2001249179A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4671556B2 (en
Inventor
Tsutomu Wakabayashi
努 若林
Koji Moriya
浩二 守家
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.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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 Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2001249179A priority Critical patent/JP4671556B2/en
Publication of JP2003056365A publication Critical patent/JP2003056365A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4671556B2 publication Critical patent/JP4671556B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/14—Combined heat and power generation [CHP]

Landscapes

  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a burner device capable of constantly maintaining a combustion state at a preferable state in regard to a burner device provided with a plurality of combustion passages supplying an air-fuel mixture to a combustion part to burn it, respectively provided in each combustion passage with a supply part supplying fuel, provided between each combustion passage with a supply passage for receiving a part of the fuel supplied from the supply part in one combustion passage and supplying it to a supply part of a next step combustion passage, and having the supply part and the supply passage of one combustion passage composed as a fluid control device structure increasing a distribution ratio of the fuel to a supply passage side following an increase of a total supply flow rate of the fuel and reducing the distribution ratio of the fuel to the supply passage side following a reduction of the total supply flow rate. SOLUTION: A fuel temperature control means is provided for controlling a temperature of the fuel supplied to the fluid control device structure so that the distribution ratio determined by the total supply flow rate in the fluid control device structure remains within a certain range to a predetermined set distribution ratio.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内部に流通する酸
素含有ガスに燃料が供給され、燃焼部に混合気を供給し
て燃焼させる複数の燃焼用流路を備え、前記各燃焼用流
路に、前記燃料を供給する供給部を夫々備え、一の前記
燃焼用流路に前記供給部から供給された前記燃料の一部
を受け入れて、次段の前記燃焼用流路の前記供給部に供
給する供給路を、前記各燃焼用流路間に備え、前記一の
燃焼用流路の前記供給部と前記供給路とが、前記燃料の
総供給流量の増加に伴い前記供給路側への前記燃料の分
配比率が増加し、逆に、前記総供給流量の減少に伴い前
記供給路側への前記燃料の分配比率が減少する流体素子
構造として構成されているバーナ装置、及びそのバーナ
装置を備えたガスタービンエンジンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is provided with a plurality of combustion flow passages in which a fuel is supplied to an oxygen-containing gas flowing inside and a mixture is supplied to a combustion section for combustion. And a supply unit for supplying the fuel, respectively, wherein a part of the fuel supplied from the supply unit is received in one combustion flow passage, and the fuel is supplied to the supply unit of the combustion flow passage in the next stage. A supply path for supply is provided between the combustion flow paths, and the supply section and the supply path of the one combustion flow path are connected to the supply path side with an increase in the total supply flow rate of the fuel. The burner device is configured as a fluid element structure in which the fuel distribution ratio increases, and conversely, the fuel distribution ratio to the supply passage side decreases as the total supply flow rate decreases, and a burner device thereof. Gas turbine engine.

【０００２】[0002]

【従来の技術】上記のバーナ装置は、コジェネレーショ
ンシステムにおけるガスタービンエンジンのバーナ装置
や、焼却炉のバーナ装置等として利用されるものであ
る。また、このように構成されたバーナ装置は、燃焼部
における燃焼負荷の増減に応じて、メイン燃焼用流路
（前記次段の燃焼用流路の一例）及びパイロット燃焼用
流路（前記一の燃焼用流路の一例）に供給される燃料の
総供給流量が、夫々の燃焼用流路から燃焼部に供給され
る夫々の混合気の当量比を適正に保って良好な燃焼を維
持するように調整され、さらに、夫々の燃焼用流路に供
給する空気（酸素含有ガスの一例）の流量も調整され
る。2. Description of the Related Art The above burner device is used as a burner device for a gas turbine engine in a cogeneration system, a burner device for an incinerator, and the like. Further, the burner device configured as described above is configured such that the main combustion flow channel (an example of the next-stage combustion flow channel) and the pilot combustion flow channel (the one of the first combustion flow channel) according to the increase or decrease of the combustion load in the combustion unit. The total supply flow rate of the fuel supplied to the combustion flow path (for example) is appropriately maintained to maintain good combustion by appropriately maintaining the equivalence ratio of each air-fuel mixture supplied from each combustion flow path to the combustion section. And the flow rate of air (an example of oxygen-containing gas) supplied to each combustion flow path is also adjusted.

【０００３】また、近年、燃焼負荷等に基づくメイン燃
焼用流路及びパイロット燃焼用流路への燃料ガスの供給
流量調整を容易に行え、しかも、供給流量の減少に伴い
パイロット燃焼流路への供給流量の分配比率を大きくで
きるバーナ装置が提案されている（特開２０００−２４
２２号公報）。Further, in recent years, the supply flow rate of the fuel gas to the main combustion flow path and the pilot combustion flow path can be easily adjusted based on the combustion load, and moreover, as the supply flow rate decreases, the flow rate to the pilot combustion flow path increases. A burner device that can increase the distribution ratio of the supply flow rate has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-24).
No. 22).

【０００４】このバーナ装置は、定格燃焼負荷に対する
燃焼負荷の減少に伴って、メイン燃焼用流路及びパイロ
ット燃焼用流路への燃料ガスの供給流量を減少させるの
であるが、その供給流量の減少に伴いパイロット燃焼用
流路への供給流量を増やし、安定したパイロット燃焼を
維持することができる。This burner device reduces the supply flow rate of the fuel gas to the main combustion flow path and the pilot combustion flow path as the combustion load with respect to the rated combustion load decreases, but the supply flow rate decreases. Accordingly, the supply flow rate to the pilot combustion flow path can be increased and stable pilot combustion can be maintained.

【０００５】即ち、上記のバーナ装置は、パイロット燃
焼を行なうためのパイロット燃焼用流路と、その周囲を
円筒状に囲んで予混合希薄燃焼であるメイン燃焼を行な
うためのメイン燃焼用流路とを備えており、パイロット
燃焼用流路とメイン燃焼用流路とには、燃料を供給する
供給口が夫々設けられ、さらに、両燃焼用流路間には、
パイロット燃焼用流路の供給口から供給される燃料の一
部を受け入れてメイン燃焼用流路の供給口に供給するた
めの供給路が形成されている。従って、パイロット燃焼
用流路には、供給口と供給路のパイロット燃焼用流路に
開口する受入口との間に、パイロット燃焼用流路に開放
されるスリット状の開放部が形成されることになる。そ
して、この開放部及び供給路が、パイロット燃焼用流路
の空気の流れにより燃料の運動を制御する流体素子構造
とされる。That is, the above burner device has a pilot combustion flow passage for performing pilot combustion, and a main combustion flow passage for surrounding the periphery thereof in a cylindrical shape and performing main combustion which is a premixed lean combustion. The pilot combustion flow path and the main combustion flow path are each provided with a supply port for supplying fuel, and further, between the combustion flow paths,
A supply path is formed for receiving a part of the fuel supplied from the supply port of the pilot combustion flow path and supplying the fuel to the supply port of the main combustion flow path. Therefore, in the pilot combustion flow passage, a slit-shaped opening that is opened to the pilot combustion flow passage is formed between the supply port and the receiving opening of the supply passage that opens to the pilot combustion flow passage. become. The open portion and the supply passage form a fluid element structure that controls the movement of fuel by the flow of air in the pilot combustion passage.

【０００６】このような流体素子構造により、バーナ装
置は、高燃焼負荷運転を行なうときは、燃料の総供給流
量を大きめに設定して運転を行なう。そして、このとき
の燃料の総供給流量は、パイロット燃焼用流路におい
て、供給口から開放部に供給された燃料の大部分が、受
入口から供給路に受け入れられてメイン燃焼用流路の供
給口に供給される程度とされる。With such a fluid element structure, the burner device is operated by setting the total supply flow rate of fuel to a large value when performing a high combustion load operation. At this time, the total supply flow rate of fuel is such that most of the fuel supplied from the supply port to the open part in the pilot combustion flow path is received from the receiving port to the supply path and is supplied to the main combustion flow path. It is supposed to be supplied to the mouth.

【０００７】一方、バーナ装置は、中燃焼負荷運転若し
くは低燃焼負荷運転を行なうときは、燃料の総供給流量
を小さめに設定して運転を行なう。そして、このときの
燃料の総供給流量は、パイロット燃焼用流路において、
開放部に供給された燃料の多く又は全部が、受入口から
供給路に受け入れられずにパイロット燃焼用流路に供給
される程度とされる。On the other hand, when performing a medium combustion load operation or a low combustion load operation, the burner device operates by setting the total supply flow rate of fuel to a small value. And, the total supply flow rate of fuel at this time is, in the pilot combustion flow path,
Most or all of the fuel supplied to the open portion is supplied to the pilot combustion flow path without being received in the supply path from the inlet.

【０００８】即ち、上記流体素子構造は、パイロット燃
焼用流路に供給される燃料の総供給流量の増加に伴い、
供給路及びメイン燃焼用流路側への燃料の分配比率を増
加させ、逆に、総供給流量の減少に伴い、供給路及びメ
イン燃焼用流路側への前記燃料の分配比率を減少させる
のである。That is, the above fluid element structure has a structure in which the total supply flow rate of the fuel supplied to the pilot combustion passage increases,
The distribution ratio of fuel to the supply passage and the main combustion flow passage side is increased, and conversely, the distribution ratio of fuel to the supply passage and the main combustion flow passage side is decreased as the total supply flow rate decreases.

【０００９】尚、当量比とは、燃料と燃焼用の空気とを
混合させた混合気の濃度上の性質を表す量であり、以下
のように定義する。 当量比＝（燃料濃度／空気濃度）／（燃料濃度／空気濃
度）ｓｔ 各濃度はモル数で表したものであり、（燃料濃度／空気
濃度）ｓｔは、理論燃空比であり、理論燃空比とは、燃
料と、その燃料が完全に酸化するのに必要な空気との濃
度比である。The equivalence ratio is an amount representing the property in terms of concentration of the air-fuel mixture in which the fuel and the air for combustion are mixed, and is defined as follows. Equivalent ratio = (fuel concentration / air concentration) / (fuel concentration / air concentration) st Each concentration is expressed in the number of moles, and (fuel concentration / air concentration) st is the theoretical fuel-air ratio, The air ratio is the concentration ratio between the fuel and the air required for the fuel to be completely oxidized.

【００１０】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上記のような流体素子
構造を有するバーナ装置は、設計基準となる環境下にお
いて、その流体素子構造における燃料のメイン燃焼用流
路及びパイロット燃焼用流路への分配状態が、最も低Ｎ
Ｏｘ且つ高燃焼効率化が望める目標分配状態になるよう
に設計される。The burner device having the above-described fluid element structure has a main combustion flow passage and a pilot combustion flow passage for the fuel in the fluid element structure under the environment of the design standard. Distribution state is the lowest N
It is designed to reach a target distribution state in which Ox and high combustion efficiency can be expected.

【００１１】しかし、上記のようなバーナ装置が設計基
準の環境と異なる環境に設置された場合には、基準とし
た燃料の体積及び密度等の状態が変化してしまう。そし
て、このような燃料の状態変化により、上記流体素子構
造における燃料の分配状態と目標分配状態との差が生じ
てしまい、燃焼部における燃焼状態を好ましいものに維
持できなくなる場合がある。However, when the burner device as described above is installed in an environment different from the environment of the design standard, the conditions such as the volume and density of the standard fuel change. Due to such a change in the fuel state, a difference may occur between the fuel distribution state and the target distribution state in the fluid element structure, and it may not be possible to maintain a favorable combustion state in the combustion section.

【００１２】また、燃焼部における燃焼負荷又は燃焼温
度等の燃焼状態、燃料流路における燃料流量、燃料流路
に温度影響を与える空気の流量又は温度等の変化によっ
て、上記流体素子構造における分配状態と目標分配状態
との差が生じてしまうことがあり、このような場合に
も、燃焼状態が好ましいものに維持できなくなる場合が
ある。Further, the distribution state in the fluid element structure is changed by the combustion state such as the combustion load or the combustion temperature in the combustion section, the fuel flow rate in the fuel flow path, the flow rate or the temperature of the air which influences the temperature of the fuel flow path. May differ from the target distribution state, and even in such a case, the combustion state may not be maintained in a preferable state.

【００１３】具体的には、流体素子構造における燃料の
メイン燃焼用流路への分配比率が目標よりも過剰に大き
くなると、中燃焼負荷運転時においては、パイロット燃
焼用流路への燃料の供給流量が不足して、パイロット燃
焼が不安定となり、燃焼効率が低下し、一方、高燃焼負
荷運転時においてもＮＯｘが増加する場合がある。Specifically, when the distribution ratio of fuel to the main combustion flow passage in the fluid element structure becomes excessively larger than the target, fuel is supplied to the pilot combustion flow passage during medium combustion load operation. There is a case where the flow rate becomes insufficient, pilot combustion becomes unstable, combustion efficiency decreases, and NOx increases even during high combustion load operation.

【００１４】また、分配比率が目標よりも小さくなる
と、メイン燃焼用流路への燃料の供給量が不足し、その
結果、中及び高燃焼負荷運転時におけるパイロット燃焼
用流路への燃料の過剰供給によりＮＯｘが増加する。Further, if the distribution ratio becomes smaller than the target, the amount of fuel supplied to the main combustion flow passage becomes insufficient, and as a result, excess fuel is supplied to the pilot combustion flow passage during medium and high combustion load operation. The supply increases NOx.

【００１５】このような流体素子構造において、上記分
配状態と目標分配状態との差を小さくするには、燃焼負
荷や環境温度に応じて流体素子構造の各部寸法を調整す
るための可変機構を設けることが考えられるが、このよ
うな可変機構はコスト高及び耐久性の低下の原因となる
ので好ましくない。そのため、流体素子構造において、
そのような可変機構を設けなくても、あらゆる燃焼負荷
又は環境温度等の運転条件において、良好な燃焼状態を
実現できる技術が求められている。In such a fluid element structure, in order to reduce the difference between the above-mentioned distribution state and the target distribution state, a variable mechanism for adjusting the size of each part of the fluid element structure according to the combustion load and the environmental temperature is provided. However, such a variable mechanism is not preferable because it causes high cost and reduced durability. Therefore, in the fluid element structure,
There is a demand for a technique capable of realizing a good combustion state under any operating condition such as combustion load or environmental temperature without providing such a variable mechanism.

【００１６】従って、本発明は、上記の事情に鑑みて、
流体素子構造を有するバーナ装置であって、常に燃焼状
態を好ましいものに維持できるバーナ装置を提供するこ
とを目的とする。Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances.
An object of the present invention is to provide a burner device having a fluid element structure, which can always maintain a preferable combustion state.

【００１７】[0017]

【課題を解決するための手段】〔構成１〕本発明に係る
バーナ装置は、請求項１に記載したごとく、前記流体素
子構造における前記総供給流量によって定まる前記分配
比率が、所定の設定分配比率に対して一定の範囲内に収
まるように、前記流体素子構造に供給される前記燃料の
温度を制御する燃料温度制御手段を備えたことを特徴と
する。[Configuration 1] In the burner device according to the present invention, as described in claim 1, the distribution ratio determined by the total supply flow rate in the fluid element structure is a predetermined distribution ratio. The fuel temperature control means for controlling the temperature of the fuel supplied to the fluid element structure is provided so that the temperature falls within a certain range.

【００１８】〔作用効果〕即ち、本構成のバーナ装置
は、上記従来技術の欄で説明したように、流体素子構造
において、パイロット燃焼用流路等である前記一の燃焼
用流路に供給される燃料の総供給流量の増加に伴い、供
給路及びメイン燃焼用流路等である前記次段の燃焼用流
路への燃料の分配比率を増加させ、逆に、総供給流量の
減少に伴い、供給路及びメイン燃焼用流路側への前記燃
料の分配比率を減少させることができる。また、このよ
うな分配比率は、前記総供給流量によって定められるも
のであり、本願において分配比率は、流体素子構造に供
給される燃料流量である総供給流量に対する次段の燃焼
用流路に供給される燃料流量の割合とする。[Effects] That is, the burner device of the present configuration is, as described in the above-mentioned section of the prior art, supplied to the one combustion flow passage, which is the pilot combustion flow passage, etc., in the fluid element structure. Along with the increase in the total supply flow rate of fuel, the distribution ratio of fuel to the next-stage combustion flow path such as the supply path and the main combustion flow path is increased, and conversely, the total supply flow rate is decreased. The distribution ratio of the fuel to the supply passage and the main combustion passage side can be reduced. Further, such a distribution ratio is determined by the total supply flow rate, and in the present application, the distribution ratio is supplied to the combustion flow passage of the next stage with respect to the total supply flow rate which is the fuel flow rate supplied to the fluid element structure. It is defined as the ratio of the fuel flow rate.

【００１９】そして、上記燃料温度制御手段により、上
記流体素子構造における燃料の分配比率が、好ましい燃
焼状態を維持できる設定分配比率に対して一定の範囲内
に収まるように、燃料の温度を制御することができる。
従って、例えば、外部環境温度等の環境条件や燃焼負荷
等が変化しても、流体素子構造において、燃料の総供給
流量に対して常に好ましい分配比率で燃料を前記一の燃
焼用流路及び前記次段の燃焼用流路に分配して、燃焼部
において好ましい燃焼状態を維持できるバーナ装置を実
現することができる。Then, the fuel temperature control means controls the temperature of the fuel so that the distribution ratio of the fuel in the fluid element structure falls within a certain range with respect to the set distribution ratio capable of maintaining a preferable combustion state. be able to.
Therefore, for example, even when the environmental conditions such as the external environmental temperature and the combustion load change, the fuel is always provided in the fluid element structure at a preferable distribution ratio with respect to the total supply flow rate of the fuel. It is possible to realize a burner device which can be distributed to the combustion flow passage of the next stage and can maintain a preferable combustion state in the combustion section.

【００２０】また、上記のような所定の設定分配比率
は、予め実験等により求めることができ、その値は、燃
焼負荷の設定範囲内における夫々の総供給流量におい
て、低ＮＯｘ且つ高燃焼効率である好ましい燃焼状態を
維持することができるように求められた値である。さら
に、このようなバーナ装置は、その所定の設定分配比率
に基づいて、上記流体素子構造の寸法や、空気流量等が
決定されている。Further, the predetermined set distribution ratio as described above can be obtained in advance by experiments or the like, and its value is low NOx and high combustion efficiency at each total supply flow rate within the set range of the combustion load. It is a value obtained so that a certain preferable combustion state can be maintained. Further, in such a burner device, the dimensions of the fluid element structure, the air flow rate, and the like are determined based on the predetermined set distribution ratio.

【００２１】〔構成２〕本発明に係るバーナ装置は、請
求項２に記載したごとく、上記構成１のバーナ装置の構
成に加えて、前記燃料温度制御手段が、前記燃料の温度
が所定の温度範囲内となるように、前記燃料の温度を制
御する手段であることを特徴とする。[Structure 2] In the burner device according to the present invention, as described in claim 2, in addition to the structure of the burner device of structure 1, the fuel temperature control means controls the temperature of the fuel to a predetermined temperature. It is a means for controlling the temperature of the fuel so as to be within the range.

【００２２】〔作用効果〕本構成のごとく、上記燃料温
度制御手段により、流体素子構造に供給される燃料の温
度が所定の温度範囲内となるように燃料の温度を制御す
ることで、外部環境条件又は燃焼負荷等の変化に起因す
る燃料の体積変化及び密度変化を所定の範囲内に収める
ことができ、結果、上記総供給流量によって定められる
分配比率を、所定の設定分配比率に対して一定の範囲内
に収めることができる。[Operation and Effect] As in the present configuration, the fuel temperature control means controls the temperature of the fuel supplied to the fluid element structure so that the temperature of the fuel is within a predetermined temperature range. The volume change and the density change of the fuel caused by the change of the condition or the combustion load can be kept within a predetermined range, and as a result, the distribution ratio determined by the above total supply flow rate is kept constant with respect to the predetermined set distribution ratio. Can be within the range of.

【００２３】よって、流体素子構造において、燃料を、
燃料の総供給流量に対して常に好ましい所定の分配比率
で複数の燃焼用流路に分配して、燃焼部において好まし
い燃焼状態を維持することができる本発明のバーナ装置
を実現することができる。Therefore, in the fluid element structure, the fuel is
It is possible to realize the burner device of the present invention that can always maintain a preferable combustion state in the combustion section by distributing the fuel to the plurality of combustion flow paths at a predetermined distribution ratio with respect to the total supply flow rate of fuel.

【００２４】〔構成３〕本発明に係るバーナ装置は、請
求項３に記載したごとく、上記構成１又は２のバーナ装
置の構成に加えて、前記燃料の温度に影響を与える環境
温度を検出可能な温度検出手段を備え、前記燃料の温度
を調整可能な温度調整手段を備え、前記燃料温度制御手
段が、前記温度検出手段の検出結果に基づいて前記温度
調整手段を働かせて前記燃料の温度を制御する手段であ
ることを特徴とする。[Structure 3] In the burner device according to the present invention, as described in claim 3, in addition to the structure of the burner device of structure 1 or 2, it is possible to detect the environmental temperature that affects the temperature of the fuel. A temperature adjusting means capable of adjusting the temperature of the fuel, and the fuel temperature controlling means operates the temperature adjusting means based on the detection result of the temperature detecting means to adjust the temperature of the fuel. It is a means for controlling.

【００２５】〔作用効果〕本構成のごとく、上記温度検
出手段により、燃料の温度に影響を与える環境温度とし
て、燃焼用流路に供給される空気の温度、燃料流路を流
通する燃料の温度、一の燃焼用流路に燃料を供給するた
めの供給口付近の温度、又はバーナ装置の外気温度等の
外部環境温度等を検出し、さらに、上記温度調整手段に
より、燃料の加熱又は冷却又はそれらの組み合わせによ
って、燃料の温度を調整することができる。[Operation and Effect] As in the present configuration, the temperature detecting means causes the temperature of the air supplied to the combustion flow path and the temperature of the fuel flowing through the fuel flow path to be the environmental temperature that affects the temperature of the fuel. The temperature of the vicinity of the supply port for supplying the fuel to the one combustion flow path, or the external environment temperature such as the outside air temperature of the burner device is detected, and the temperature adjusting means further heats or cools the fuel. The temperature of the fuel can be adjusted by the combination thereof.

【００２６】そして、上記燃料温度制御手段により、上
記温度検出手段で検出された温度に基づいて、上記温度
調整手段を働かせ、流体素子構造において流体素子構造
に供給される燃料の温度が所定の温度範囲内となり、上
記総供給流量によって定まる分配比率が所定の設定分配
比率に対して一定の範囲内に収まるように、燃料の温度
を制御して、燃焼部における燃焼状態を好ましいものと
することができる。The fuel temperature control means causes the temperature adjusting means to operate based on the temperature detected by the temperature detecting means so that the temperature of the fuel supplied to the fluid element structure in the fluid element structure is a predetermined temperature. Within the range, the temperature of the fuel is controlled so that the distribution ratio determined by the total supply flow rate is within a certain range with respect to the predetermined set distribution ratio, and the combustion state in the combustion unit is made preferable. it can.

【００２７】〔構成４〕本発明に係るバーナ装置は、請
求項４に記載したごとく、上記構成３のバーナ装置の構
成に加えて、前記温度調整手段が、前記燃料を加熱する
加熱手段と、前記加熱手段における前記燃料の加熱量を
調整する加熱量調整手段とにより構成されていることを
特徴とする。[Structure 4] In the burner device according to the present invention, as described in claim 4, in addition to the structure of the burner device of structure 3, the temperature adjusting means includes a heating means for heating the fuel, And a heating amount adjusting device for adjusting the heating amount of the fuel in the heating device.

【００２８】〔作用効果〕本構成のごとく、上記温度調
整手段を、上記加熱手段と上記加熱量調整手段とにより
構成することができ、このような温度調整手段を設ける
ことで、簡単且つ安価に上記燃料温度制御手段を構成し
て、常に好ましい燃焼状態を維持できる流体素子構造を
有するバーナ装置を実現することができる。[Operation and Effect] As in the present configuration, the temperature adjusting means can be configured by the heating means and the heating amount adjusting means. By providing such temperature adjusting means, the temperature adjusting means is simple and inexpensive. By configuring the fuel temperature control means, it is possible to realize a burner device having a fluid element structure capable of always maintaining a preferable combustion state.

【００２９】〔構成５〕本発明に係るバーナ装置は、請
求項５に記載したごとく、上記構成４のバーナ装置の構
成に加えて、前記加熱手段が、前記燃焼部における燃焼
により発生する熱を利用して、前記燃料流路を流通する
前記燃料を加熱する手段であることができる。[Structure 5] In the burner device according to the present invention, as described in claim 5, in addition to the structure of the burner device of structure 4, the heating means generates heat generated by combustion in the combustion section. It may be a means for utilizing the fuel to heat the fuel flowing through the fuel flow path.

【００３０】〔作用効果〕上記燃料温度調整手段を、上
記加熱量調整手段と共に構成する上記加熱手段を、本構
成のごとく構成することができ、特に外部の熱源等を利
用することなく、バーナ装置の排熱を利用して燃料を加
熱し、燃料の温度をこれまで説明してきたように制御し
て、常に分配比率を所定の設定分配比率に対して一定の
範囲内に収めて、良好な燃焼状態を維持することができ
るバーナ装置を、簡単且つ安価に構成することができ
る。[Operation and Effect] The fuel temperature adjusting means and the heating amount adjusting means together with the heating means can be configured as in this configuration, and the burner device can be used without using an external heat source or the like. The exhaust heat of the fuel is used to heat the fuel, and the temperature of the fuel is controlled as described above so that the distribution ratio is always kept within a certain range with respect to the predetermined set distribution ratio, and good combustion is achieved. A burner device that can maintain the state can be configured easily and inexpensively.

【００３１】〔構成６〕本発明に係るバーナ装置は、請
求項６に記載したごとく、上記構成１から５の何れかの
バーナ装置の構成に加えて、前記流体素子構造における
前記総供給流量と前記燃料の設定温度との相関データが
格納された記憶手段を備え、前記燃料温度制御手段が、
前記記憶手段に格納された相関データに基づいて、前記
燃料の温度を制御する手段であることを特徴とする。[Structure 6] In the burner device according to the present invention, as described in claim 6, in addition to the structure of the burner device according to any one of structures 1 to 5, the total supply flow rate in the fluid element structure is The fuel temperature control means includes storage means for storing correlation data with the set temperature of the fuel,
It is a means for controlling the temperature of the fuel based on the correlation data stored in the storage means.

【００３２】〔作用効果〕燃料の総供給流量又はそれに
よって決定される燃焼負荷の変動範囲に渡って、燃料の
分配比率が上記設定分配比率に対して所定の範囲内とな
るような燃料の設定温度は、予め実験又は計算等で求め
ることができる。そして、本構成のバーナ装置によれ
ば、このようにして求めた燃料の総供給流量と燃料の設
定温度との相関データを格納した上記記憶手段を設け
て、上記温度制御手段により、その記憶手段に格納され
た相関データに基づいて、燃料温度を、現時点での燃料
の総供給流量に対して適切な燃料の設定温度となるよう
に制御して、燃料の分配比率を所定の設定分配比率に対
して所定の許容範囲内に収めることができる。[Operation and Effect] The fuel is set such that the distribution ratio of the fuel is within a predetermined range with respect to the set distribution ratio over the range of fluctuation of the combustion load determined by the total supply flow rate of the fuel or the flow rate of the fuel. The temperature can be obtained in advance by experiments or calculations. Further, according to the burner device of this configuration, the storage means for storing the correlation data between the total supply flow rate of the fuel thus obtained and the set temperature of the fuel is provided, and the storage means is stored by the temperature control means. Based on the correlation data stored in, the fuel temperature is controlled so as to be the appropriate fuel set temperature with respect to the total fuel supply flow rate at the present time, and the fuel distribution ratio is set to the predetermined set distribution ratio. On the other hand, it can be set within a predetermined allowable range.

【００３３】また、燃料の総供給流量に対して適切な燃
料の設定温度は、環境温度によっても異なるので、上記
記憶手段に格納する相関データを、環境温度と燃料の総
供給流量と燃料の設定温度との相関データとして、環境
温度検出手段により検出された環境温度、及び燃料の総
供給流量に対して、適切な燃料の設定温度となるように
燃料温度を制御することもできる。Further, since the set temperature of the fuel appropriate for the total supply flow rate of fuel varies depending on the environmental temperature, the correlation data stored in the storage means is set to the environmental temperature, the total supply flow rate of the fuel and the fuel setting. As the correlation data with the temperature, the fuel temperature can be controlled so that the set temperature of the fuel is appropriate with respect to the ambient temperature detected by the ambient temperature detecting means and the total supply flow rate of the fuel.

【００３４】〔構成７〕本発明に係るバーナ装置は、請
求項７に記載したごとく、前記流体素子構造に供給され
る前記燃料を前記燃焼部における燃焼により発生する熱
を利用して加熱する加熱手段を備えたことを特徴とす
る。[Structure 7] As described in claim 7, the burner device according to the present invention heats the fuel supplied to the fluid element structure by using heat generated by combustion in the combustion section. It is characterized by having means.

【００３５】〔作用効果〕即ち、本構成のバーナ装置に
よれば、流体素子構造を有すると共に、上記加熱手段を
設けることで、流体素子構造へ供給される燃料を、燃焼
により発生する熱を利用して、例えば所定の温度範囲内
の温度となるように加熱することができ、流体素子構造
においては、常に所定の温度範囲内の燃料が供給される
ことになるので、次段の燃焼用流路への燃料の分配比率
を、燃焼部における燃焼状態が好ましいものとなる所定
の設定分配比率に対して所定の許容範囲内に収めること
ができる。従って、例えば、外部環境温度等が変化して
も、燃料を、燃料の総供給流量に対して、常に好ましい
分配比率で複数の燃焼用流路に分配して、燃焼部におけ
る燃焼状態を好ましいものに維持することができるバー
ナ装置を実現することができる。[Effects] That is, according to the burner device of the present configuration, by having the fluid element structure and by providing the heating means, the fuel supplied to the fluid element structure uses the heat generated by combustion. Then, for example, the fluid can be heated to a temperature within a predetermined temperature range, and in the fluid element structure, the fuel within the predetermined temperature range is always supplied. The distribution ratio of the fuel to the passage can be kept within a predetermined allowable range with respect to a predetermined set distribution ratio at which the combustion state in the combustion section becomes favorable. Therefore, for example, even if the external environment temperature or the like changes, the fuel is always distributed to the plurality of combustion flow paths at a preferable distribution ratio with respect to the total supply flow rate of the fuel, and the combustion state in the combustion section is preferable. A burner device that can be maintained at

【００３６】〔構成８〕本発明に係るバーナ装置は、請
求項８に記載したごとく、上記構成７のバーナ装置の構
成に加えて、前記燃料の温度に影響を与える環境温度を
検出可能な温度検出手段を備え、前記温度検出手段の検
出結果に基づいて、前記加熱手段における前記燃料の加
熱量を調整する加熱量調整手段を備えたことを特徴とす
る。[Structure 8] As described in claim 8, the burner device according to the present invention has, in addition to the structure of the burner device of the above structure 7, a temperature at which an environmental temperature affecting the temperature of the fuel can be detected. It is characterized in that it comprises a detection means, and a heating amount adjusting means for adjusting the heating amount of the fuel in the heating means based on the detection result of the temperature detecting means.

【００３７】〔作用効果〕本構成のごとく、上記温度検
出手段により、燃料の温度に影響を与える環境温度とし
て、燃焼用流路に供給される空気の温度、燃料流路を流
通する燃料の温度、一の燃焼用流路に燃料を供給するた
めのる供給口付近の温度、又はバーナ装置の外気温度等
の外部環境温度等を検出し、上記温度調整手段により、
流体素子構造へ供給する燃料を、例えば所定の温度範囲
内となるように加熱することができる。よって、流体素
子構造において、常に所定の温度範囲内である燃料を供
給して、次段の燃焼用流路への燃料の分配比率を燃焼状
態が好ましいものとなる所定の設定分配比率に対して所
定の許容範囲内に収めることができる。[Operation and Effect] As in the present configuration, the temperature detecting means causes the temperature of the air supplied to the combustion flow path and the temperature of the fuel flowing through the fuel flow path to be the environmental temperature affecting the temperature of the fuel. The temperature of the vicinity of the supply port for supplying the fuel to one combustion flow passage, or the external environment temperature such as the outside air temperature of the burner device is detected, and by the temperature adjusting means,
The fuel supplied to the fluid element structure can be heated, for example, within a predetermined temperature range. Therefore, in the fluid element structure, the fuel which is always within the predetermined temperature range is supplied, and the distribution ratio of the fuel to the combustion passage of the next stage is set to the predetermined set distribution ratio at which the combustion state becomes preferable. It can be set within a predetermined allowable range.

【００３８】〔構成９〕本発明に係るガスタービンエン
ジンは、請求項９に記載したごとく、上記構成１から８
の何れかのバーナ装置を備え、前記バーナ装置から排出
される燃焼排ガスの運動エネルギによりタービンを回転
させることを特徴とする。[Structure 9] The gas turbine engine according to the present invention has the structures 1 to 8 as described in claim 9.
The burner device according to any one of 1 to 4 is provided, and the turbine is rotated by the kinetic energy of the combustion exhaust gas discharged from the burner device.

【００３９】〔作用効果〕即ち、これまで説明してき
た、外部環境温度又は燃焼負荷等が変化しても、燃焼
を、燃料の総供給流量に対して常に好ましい分配比率で
複数の燃焼用流路に分配し、燃焼部における燃焼状態を
好ましいものに維持できるバーナ装置は、単独で焼却炉
用などのバーナ装置として利用することができるが、特
に、本構成のごとく、ガスタービンエンジンのバーナ装
置として利用することが有効であり、このようなガスタ
ービンエンジンは、外部環境温度又は燃焼負荷が変化し
ても、安定した運転状態を維持することができる。[Effects] That is, as described above, even if the external environmental temperature, the combustion load, or the like changes, the combustion is always performed with a plurality of combustion flow paths at a preferable distribution ratio with respect to the total fuel supply flow rate. The burner device capable of maintaining a favorable combustion state in the combustion section can be used alone as a burner device for an incinerator or the like. Utilization is effective, and such a gas turbine engine can maintain a stable operating state even when the external environmental temperature or the combustion load changes.

【００４０】[0040]

【発明の実施の形態】本発明に係るバーナ装置の実施形
態について以下に説明する。特に、ガスタービンエンジ
ンに利用されるバーナ装置２０は、図１に示すように、
後述する流量調整手段４６等を介して燃料流路１９に供
給される天然ガス系都市ガスである燃料ガスＧ（燃料の
一例）を、空気流路２６から圧縮機２１により供給され
る空気Ａ（酸素含有ガスの一例）と混合して混合気を形
成し、その混合気を燃焼室１５（燃焼部の一例）におい
て燃焼させて、燃焼排ガスをタービン２３が設けられた
排ガス流路２７に排出するように構成されている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a burner device according to the present invention will be described below. In particular, a burner device 20 used in a gas turbine engine, as shown in FIG.
A fuel gas G (an example of fuel), which is a natural gas-based city gas, which is supplied to the fuel flow path 19 via a flow rate adjusting means 46 and the like, which will be described later, is supplied with air A ( The mixture gas is mixed with an oxygen-containing gas to form an air-fuel mixture, the air-fuel mixture is burned in the combustion chamber 15 (an example of a combustion section), and the combustion exhaust gas is discharged to the exhaust gas passage 27 in which the turbine 23 is provided. Is configured.

【００４１】詳しくは、このバーナ装置２０は、燃料ガ
スＧが供給される燃料流路１９を規定するガス筒１と、
このガス筒１を外囲するパイロット燃焼用流路である第
２流路Ａ２（一の燃焼用流路の一例）を規定する内筒２
と、この内筒２を外囲するメイン燃焼用流路である第１
流路Ａ１（次段の燃焼用流路の一例）を規定する外筒３
とを備えており、圧縮機２１により圧縮された空気Ａ
は、この第１流路Ａ１と第２流路Ａ２の夫々に供給され
る。More specifically, the burner device 20 includes a gas cylinder 1 which defines a fuel flow path 19 to which the fuel gas G is supplied,
An inner cylinder 2 that defines a second flow path A2 (one example of one combustion flow path) that is a pilot combustion flow path that surrounds the gas cylinder 1
And a first combustion flow passage that surrounds the inner cylinder 2
Outer cylinder 3 that defines the flow path A1 (an example of the combustion flow path in the next stage)
And the air A compressed by the compressor 21.
Is supplied to each of the first flow path A1 and the second flow path A2.

【００４２】そして、これらの第１流路Ａ１及び第２流
路Ａ２に対して燃料ガスＧ及び燃焼用の空気Ａが供給さ
れ、両者は夫々の流路Ａ１，Ａ２内において混合されて
混合気となり、その混合気が燃焼室１５で燃焼すること
になる。また、ガスタービンエンジンは、このバーナ装
置２０と、このバーナ装置２０の燃焼室１５から排ガス
流路２７に排出された燃焼排ガスの運動エネルギを利用
して回転するタービン２３とを備えて構成され、タービ
ン２３の回転動力は発電機等の動力等として利用され
る。さらに、排ガス流路２８には、このタービン２３に
より消費されなかった排ガスの廃熱を水との熱交換によ
り回収し、蒸気又は温水を生成する廃熱回収熱交換器５
７等が設けられている。The fuel gas G and the combustion air A are supplied to the first flow passage A1 and the second flow passage A2, and both are mixed in the respective flow passages A1 and A2 to form a mixture. Therefore, the air-fuel mixture is burned in the combustion chamber 15. Further, the gas turbine engine includes the burner device 20 and a turbine 23 that rotates by utilizing the kinetic energy of the combustion exhaust gas discharged from the combustion chamber 15 of the burner device 20 to the exhaust gas passage 27, The rotational power of the turbine 23 is used as power for a generator or the like. Further, in the exhaust gas passage 28, the waste heat of the exhaust gas not consumed by the turbine 23 is recovered by heat exchange with water to generate steam or hot water.
7 etc. are provided.

【００４３】このバーナ装置２０において、上記のガス
筒１と内筒２と外筒３とは、図２に示すように、同心状
に配置されている。つまり、第１流路Ａ１、第２流路Ａ
２、燃料流路１９は並設されている。In the burner device 20, the gas cylinder 1, the inner cylinder 2 and the outer cylinder 3 are concentrically arranged as shown in FIG. That is, the first flow path A1 and the second flow path A
2. The fuel flow paths 19 are arranged in parallel.

【００４４】バーナ装置２０には、燃料流路１９に供給
された燃料ガスＧを、第１流路Ａ１及び第２流路Ａ２に
分配供給する燃料供給手段１０が設けられている。この
燃料供給手段１０は、図２及び図３に示すように、第１
流路Ａ１と第２流路Ａ２と燃料流路１９との３者の間に
渡って、燃料流路１９内の燃料ガスＧを第１流路Ａ１と
第２流路Ａ２とに分配供給するように構成されている。The burner device 20 is provided with fuel supply means 10 for distributing and supplying the fuel gas G supplied to the fuel flow path 19 to the first flow path A1 and the second flow path A2. As shown in FIGS. 2 and 3, this fuel supply means 10 has a first
The fuel gas G in the fuel flow path 19 is distributed and supplied to the first flow path A1 and the second flow path A2 across the three parts of the flow path A1, the second flow path A2, and the fuel flow path 19. Is configured.

【００４５】即ち、燃料供給手段１０は、燃料流路１９
の燃料ガスＧを、燃焼用流路の一つである第２流路Ａ２
の開放部９に供給するための第２供給口７（供給部の一
例）と、第２供給口７から開放部９に供給される燃料ガ
スＧの総供給流量が、所定の臨界流量以上のときのみ
に、開放部９に供給された燃料ガスＧの一部を受け入れ
る受入口８を一方の端部に有する供給路６とからなる。
さらに、供給路６の他方の端部は、第１流路Ａ１に開口
する第１供給口５（供給部の一例）として形成されてい
る。そして、これら第２供給口７及び供給路６は、第１
流路Ａ１及び第２流路Ａ２の軸心を中心とした周方向に
沿って８個所に分散配置されている。That is, the fuel supply means 10 has the fuel flow path 19
The fuel gas G of the second flow path A2 which is one of the combustion flow paths.
The second supply port 7 (an example of a supply unit) for supplying the open portion 9 with the fuel gas G supplied from the second supply port 7 to the open portion 9 has a total supply flow rate of not less than a predetermined critical flow rate. Only then, the supply passage 6 has a receiving port 8 at one end for receiving a part of the fuel gas G supplied to the opening 9.
Further, the other end of the supply path 6 is formed as a first supply port 5 (an example of a supply section) that opens to the first flow path A1. The second supply port 7 and the supply path 6 are
It is distributed and arranged at eight locations along the circumferential direction centering on the axial center of the flow path A1 and the second flow path A2.

【００４６】このような燃料供給手段１０において、燃
料流路１９から第２供給口７を介して開放部９に供給さ
れる燃料ガスＧの総供給流量が所定の臨界流量以上であ
る場合には、開放部９に供給された燃料ガスＧの一部
が、供給路６に受け入れられて、第１供給口５を介して
次段の第１流路Ａ１に供給され、一方、上記燃料ガスＧ
の総供給流量が所定の臨界流量未満である場合において
は、開放部９に供給された燃料ガスＧの全てが第２流路
Ａ２に供給されるように第２供給口７及び供給路６が構
成されており、このような構成を所謂流体素子構造と呼
ぶ。尚、上記の所定の臨界流量とは、その臨界流量の燃
料ガスＧの全てを第２流路Ａ２に供給しても、第２流路
Ａ２に形成される混合気が燃焼上限界当量比以上になら
ない程度の流量である。In such a fuel supply means 10, when the total supply flow rate of the fuel gas G supplied from the fuel flow path 19 to the opening portion 9 through the second supply port 7 is equal to or higher than a predetermined critical flow rate. A part of the fuel gas G supplied to the opening portion 9 is received by the supply path 6 and supplied to the first flow path A1 of the next stage through the first supply port 5, while the fuel gas G is supplied.
Is less than a predetermined critical flow rate, the second supply port 7 and the supply path 6 are arranged so that all of the fuel gas G supplied to the opening 9 is supplied to the second flow path A2. It is configured, and such a configuration is called a so-called fluid element structure. It should be noted that the above-mentioned predetermined critical flow rate means that even if all of the fuel gas G having the critical flow rate is supplied to the second flow path A2, the air-fuel mixture formed in the second flow path A2 has a combustion upper limit equivalence ratio or more. The flow rate is not so high.

【００４７】即ち、この流体素子構造において、燃料ガ
スＧを第２流路Ａ２に供給する第２供給口７と、第２供
給口７に対向して設けられた供給路６の受入口８との間
には、上記開放部９が形成され、さらに、この開放部９
において、第２供給口７から受入口８側への燃料ガスＧ
の供給方向が、第２流路Ａ２における空気Ａの流れ方向
の直交方向となっている。That is, in this fluid element structure, the second supply port 7 for supplying the fuel gas G to the second flow path A2 and the receiving port 8 of the supply path 6 provided opposite to the second supply port 7 are provided. The open portion 9 is formed between the two, and the open portion 9 is further formed.
At the fuel gas G from the second supply port 7 to the receiving port 8 side
Is in a direction orthogonal to the flow direction of the air A in the second flow path A2.

【００４８】そして、この第２流路Ａ２に晒されたスリ
ット状の開放部９において、燃料ガスＧは、第２供給口
７から受入口８側に向かう方向で供給されることにな
る。このように燃焼ガスＧを供給することで、第２流路
Ａ２の開放部９に流出した燃料ガスＧは、開放部９を通
過する第２流路Ａ２の空気Ａの流れに影響される。そし
て、この開放部９に流出した燃料ガスＧの総供給流量が
上記臨界流量未満である場合は、開放部９に流出した全
ての燃料ガスＧが、受入口８に到達することなく、空気
Ａの流れにさらわれて第２流路Ａ２の下流側に供給さ
れ、一方、燃料ガスＧの総供給流量が上記臨界流量以上
である場合は、開放部９に流出した燃料ガスＧの一部が
第２流路Ａ２の下流側に供給されるものの、燃料ガスＧ
の一部が受入口８に到達して、第１供給口５から第１流
路Ａ１に供給されることになるのである。尚、ここでい
う総供給流量は質量流量であり、例えば、その単位を、
ｍ3（Ｎｏｒｍａｌ）／ｈで示したり、また、投入する
空気量に対する割合である当量比で示すことができる。The fuel gas G is supplied from the second supply port 7 to the receiving port 8 side in the slit-shaped opening 9 exposed to the second flow path A2. By supplying the combustion gas G in this way, the fuel gas G flowing out to the opening 9 of the second flow path A2 is affected by the flow of the air A in the second flow path A2 passing through the opening 9. When the total supply flow rate of the fuel gas G flowing out to the opening 9 is less than the critical flow rate, all the fuel gas G flowing out to the opening 9 does not reach the inlet 8 and the air A Is supplied to the downstream side of the second flow path A2 while the total supply flow rate of the fuel gas G is equal to or higher than the critical flow rate, a part of the fuel gas G flowing out to the open portion 9 is discharged. Although supplied to the downstream side of the second flow path A2, the fuel gas G
That is, a part of it reaches the receiving port 8 and is supplied from the first supply port 5 to the first flow path A1. The total supply flow rate here is a mass flow rate, and for example, the unit is
It can be represented by m 3 (Normal) / h, or can be represented by an equivalent ratio which is a ratio with respect to the amount of introduced air.

【００４９】さらに、バーナ装置２０には、流量調整手
段４６によって、燃料流路１９への燃料ガスＧの総供給
流量を調整し、燃焼部１５における混合気の当量比で示
される燃焼負荷の調整及び設定を行なう燃焼負荷設定手
段３３を有する制御装置３０が設けられている。Further, in the burner device 20, the total flow rate of the fuel gas G supplied to the fuel flow path 19 is adjusted by the flow rate adjusting means 46, and the combustion load indicated by the equivalence ratio of the air-fuel mixture in the combustion section 15 is adjusted. Also, a control device 30 having a combustion load setting means 33 for performing setting is provided.

【００５０】この燃焼負荷調整手段３３は、低燃焼負荷
運転を行なうときは、第２供給口７から開放部９に供給
される燃料ガスＧの流量が上記所定の臨界流量未満とな
るように燃料ガスＧの総供給流量を設定することで、第
２流路Ａ２のみに燃料ガスＧを供給して、燃焼室１５に
おいてパイロット燃焼のみを行ない、一方、高燃焼負荷
運転を行なうときは、第２供給口７から開放部９に供給
される燃料ガスＧの流量が上記所定の臨界流量以上とな
るように燃料ガスＧの総供給流量を設定することで、第
２流路Ａ２と第１流路Ａ１の両方に燃料ガスＧを供給し
て、燃焼室１５においてメイン燃焼及びパイロット燃焼
の両方を行なうように構成されている。When the low combustion load operation is performed, the combustion load adjusting means 33 controls the fuel gas G supplied from the second supply port 7 to the opening 9 so that the flow rate of the fuel gas G is less than the predetermined critical flow rate. By setting the total supply flow rate of the gas G, the fuel gas G is supplied only to the second flow path A2, and only the pilot combustion is performed in the combustion chamber 15. On the other hand, when performing the high combustion load operation, the second By setting the total supply flow rate of the fuel gas G so that the flow rate of the fuel gas G supplied from the supply port 7 to the opening portion 9 becomes equal to or higher than the predetermined critical flow rate, the second flow path A2 and the first flow path are provided. The fuel gas G is supplied to both A1 to perform both main combustion and pilot combustion in the combustion chamber 15.

【００５１】これまで説明してきた流体素子構造を有す
る燃料供給手段１０により、低燃焼負荷運転において
は、第１流路Ａ１に過剰希薄混合気が形成されないの
で、未燃成分の発生を抑制することができ、高燃焼負荷
運転においては、第２供給口７から開放部９に流出する
燃料ガスＧの総供給流量を増加させると、言換えれば燃
焼負荷が定格に近づけると、開放部９を通過して第１供
給口５側即ち第１流路Ａ１側に供給される燃料ガスＧが
増加し、その結果、燃料ガスＧの総供給流量を増加させ
るほど、第１流路Ａ１側への燃料ガスＧの分配比率を増
加させることができるのである。By the fuel supply means 10 having the fluid element structure described so far, an excessive lean air-fuel mixture is not formed in the first flow path A1 in the low combustion load operation, so that the generation of unburned components is suppressed. In high-combustion load operation, the total supply flow rate of the fuel gas G flowing from the second supply port 7 to the open part 9 is increased, in other words, when the combustion load approaches the rated value, the open part 9 is passed. As the fuel gas G supplied to the first supply port 5 side, that is, the first flow path A1 side increases, and as a result, the total supply flow rate of the fuel gas G increases, the fuel flow to the first flow path A1 side increases. The distribution ratio of the gas G can be increased.

【００５２】よって、本実施形態のバーナ装置２０は、
燃料ガスＧの総供給流量の増加に伴い、言換えれば燃焼
負荷の増加に伴い、第２流路Ａ２に対する第１流路Ａ１
への燃料ガスＧの分配比率を増加させることができる。
そして、高燃焼負荷運転において比較的燃焼負荷が低い
ときは、パイロット燃焼を安定したものとし、一方、比
較的燃焼負荷が高く定格に近いときは、第１流路Ａ１及
び第２流路Ａ２両方に燃料ガスＧを供給して、当量比を
適切且つ全体的に均一にすることで、低ＮＯｘ燃焼を実
現できるのである。Therefore, the burner device 20 of this embodiment is
With the increase of the total supply flow rate of the fuel gas G, in other words, with the increase of the combustion load, the first passage A1 with respect to the second passage A2.
The distribution ratio of the fuel gas G to the can be increased.
Then, in the high combustion load operation, when the combustion load is relatively low, the pilot combustion is made stable, while when the combustion load is relatively high and close to the rating, both the first flow passage A1 and the second flow passage A2. The low NOx combustion can be realized by supplying the fuel gas G to and making the equivalence ratio appropriate and entirely uniform.

【００５３】しかし、このように構成された流体素子構
造を有する燃料供給手段１０においては、上記従来の技
術及び発明が解決しようとする課題の欄で説明したよう
に、外部環境温度が変化したときや、燃焼室１５におけ
る燃焼負荷又は燃焼温度等の燃焼状態、燃料流路１９に
おける燃料ガスＧの総供給流量、燃料流路１９の外側を
流通する空気Ａの流量又は温度等の変化により、可変機
構等を持たない流体素子構造においては、そのままで
は、燃料ガスＧの総供給流量に対する第１流路Ａ１への
供給流量の割合である分配比率を、好ましい設定分配比
率に対して所定の範囲に収めることができず、あらゆる
運転条件をカバーできない場合がある。そして、このよ
うに何らかの原因で、分配比率が、設定分配比率に対し
てずれてしまうと、燃焼部１５の燃焼状態を好ましいも
のに維持できなくなる場合がある。However, in the fuel supply means 10 having the fluid element structure configured as described above, when the external environmental temperature changes, as described in the section of the problem to be solved by the above-mentioned conventional technique and invention. And the combustion state such as the combustion load or the combustion temperature in the combustion chamber 15, the total supply flow rate of the fuel gas G in the fuel flow path 19, the flow rate or temperature of the air A flowing outside the fuel flow path 19, and the like. In the fluid element structure having no mechanism or the like, the distribution ratio, which is the ratio of the supply flow rate to the first flow path A1 to the total supply flow rate of the fuel gas G, falls within a predetermined range with respect to the preferable set distribution ratio. It may not fit and may not cover all operating conditions. If the distribution ratio deviates from the set distribution ratio for some reason as described above, the combustion state of the combustion unit 15 may not be maintained in a preferable state.

【００５４】そこで、本実施形態のバーナ装置２０にお
いては、常に燃焼室１５の燃焼状態をそのときの燃焼負
荷にあった好ましいものに維持することができるように
構成されており、その特徴構成について以下に説明す
る。Therefore, the burner device 20 of the present embodiment is constructed so that the combustion state of the combustion chamber 15 can always be maintained at a preferable condition suitable for the combustion load at that time. This will be described below.

【００５５】バーナ装置２０の燃焼流路１９において、
流量調整手段４６の下流側には、その燃料ガスＧの温度
を調整する温度調整手段４０が設けられており、その温
度調整手段４０は、制御装置３０に設けられている燃料
温度制御手段３１により調整される。In the combustion passage 19 of the burner device 20,
A temperature adjusting means 40 for adjusting the temperature of the fuel gas G is provided on the downstream side of the flow rate adjusting means 46. The temperature adjusting means 40 is controlled by the fuel temperature control means 31 provided in the control device 30. Adjusted.

【００５６】詳しくは、この温度調整手段４０は、燃料
供給手段１０に供給される燃料ガスＧを、排ガス流路２
８を流通する排ガスとの熱交換若しくは電気ヒータ等に
より加熱可能、冷却水又は外気との熱交換等により冷却
可能、それらの組合わせにより加熱及び冷却可能に構成
されている。また、燃料温度制御手段３１は、温度調整
手段４０における燃料ガスＧの加熱量又は冷却量を調整
して、上記流体素子構造における総供給流量によって定
められる分配比率が、所定の設定分配比率に対して一定
の範囲内に収まるように、第２供給口７に供給される燃
料ガスＧの温度を制御するように構成されている。More specifically, the temperature adjusting means 40 transfers the fuel gas G supplied to the fuel supply means 10 to the exhaust gas passage 2
8 can be heated by exchanging heat with the exhaust gas flowing through 8 or can be heated by an electric heater or the like, can be cooled by exchanging heat with cooling water or the outside air, and can be heated and cooled by a combination thereof. Further, the fuel temperature control means 31 adjusts the heating amount or cooling amount of the fuel gas G in the temperature adjusting means 40 so that the distribution ratio determined by the total supply flow rate in the fluid element structure is set to a predetermined set distribution ratio. The temperature of the fuel gas G supplied to the second supply port 7 is controlled so that it falls within a certain range.

【００５７】即ち、燃料温度制御手段３１は、温度調整
手段４０を働かせて、燃料ガスＧの総供給流量に対する
第１流路Ａ１への供給流量の割合である分配比率を増加
させたい場合には、燃料ガスＧの温度を増加させること
で、燃料ガスＧの体積及び流速を増加させて、流体素子
構造において燃料ガスＧが第１流路Ａ１へ供給されやす
くする。逆に、分配比率を低下させたい場合には、燃料
ガスＧの温度を低下させることで、燃料ガスＧの体積及
び流速を減少させて、流体素子構造において燃料ガスＧ
が第１流路Ａ１へ供給され難くする。このようにして、
燃料温度制御手段３１による燃料ガスＧの温度制御によ
り、燃料ガスＧの分配比率を調整することができる。That is, when the fuel temperature control means 31 operates the temperature adjusting means 40 to increase the distribution ratio, which is the ratio of the supply flow rate to the first flow path A1 to the total supply flow rate of the fuel gas G, By increasing the temperature of the fuel gas G, the volume and flow velocity of the fuel gas G are increased, and the fuel gas G is easily supplied to the first flow path A1 in the fluid element structure. On the contrary, when it is desired to reduce the distribution ratio, the temperature and the flow velocity of the fuel gas G are reduced to reduce the volume and the flow velocity of the fuel gas G, and the fuel gas G in the fluid element structure is reduced.
Is difficult to be supplied to the first flow path A1. In this way
By controlling the temperature of the fuel gas G by the fuel temperature control means 31, the distribution ratio of the fuel gas G can be adjusted.

【００５８】また、バーナ装置２０の空気流路２６にお
いて、圧縮機２１の上流側には、バーナ装置２０の夫々
の流路Ａ１，Ａ２に供給される空気Ａの温度を検出する
ために、熱電対式の温度センサ５２（温度検出手段の一
例）が設けられており、制御装置３０は、この空気Ａの
温度を、燃料ガスＧの温度に影響を与える環境温度とし
て検出することができる。Further, in the air flow passage 26 of the burner device 20, a thermoelectric converter is provided upstream of the compressor 21 in order to detect the temperature of the air A supplied to the respective flow passages A1, A2 of the burner device 20. A pair type temperature sensor 52 (an example of a temperature detecting means) is provided, and the control device 30 can detect the temperature of the air A as an environmental temperature that affects the temperature of the fuel gas G.

【００５９】これまで説明してきた流体素子構造を有す
るバーナ装置２０において、温度制御手段３１により燃
料ガスＧの温度を制御することなく燃料ガスＧをそのま
ま供給したとき（以下、無制御時と呼ぶ。）における、
燃料ガスＧの総供給流量の変動範囲における第１流路Ａ
１への供給流量の変化状態、即ち分配状態と、予め実験
又は計算等で求めることができる、燃焼室１５において
低ＮＯｘ且つ高燃焼効率のための好ましい目標分配状態
との差の状態と、それに対する前述の燃料ガスＧの温度
制御方法の具体例について以下に説明する。In the burner device 20 having the fluid element structure described above, when the fuel gas G is supplied as it is without controlling the temperature of the fuel gas G by the temperature control means 31 (hereinafter, referred to as uncontrolled). ),
First flow path A in the range of fluctuation of the total supply flow rate of the fuel gas G
1, the state of difference between the change state of the supply flow rate to 1, i.e., the distribution state and the desired target distribution state for low NOx and high combustion efficiency in the combustion chamber 15, which can be obtained in advance by experiments or calculations, and the like. A specific example of the method for controlling the temperature of the fuel gas G described above will be described below.

【００６０】尚、本実施形態において、環境温度として
の空気Ａの温度がＴHであるときには、無制御時の分配
状態が、図４のグラフ図のｆH0に示すような状態である
と仮定すると共に、そのときの目標分配状態が、図４の
グラフ図のｆHに示す状態であると仮定し、一方、環境
温度としての空気Ａの温度がＴHよりも低いＴLであると
きには、上記無制御時の分配状態が、図４のグラフ図の
ｆL0に示すような状態であると仮定すると共に、そのと
きの目標分配状態が、図４のグラフ図のｆLに示す状態
であると仮定する。In the present embodiment, when the temperature of the air A as the environmental temperature is T H, it is assumed that the distribution state during non-control is the state shown by f H0 in the graph of FIG. At the same time, it is assumed that the target distribution state at that time is the state shown by f H in the graph of FIG. 4, and when the temperature of the air A as the environmental temperature is T L lower than T H , It is assumed that the distribution state at the time of the non-control is the state shown by f L0 in the graph of FIG. 4, and the target distribution state at that time is the state shown by f L of the graph of FIG. Suppose

【００６１】即ち、この場合は、この無制御時の分配状
態ｆH0において、低燃焼負荷運転から高燃焼負荷運転に
切り換わる時点における燃料ガスＧの総供給流量である
境界値が、目標分配状態ｆHの境界値φHCよりも大き
く、さらに、高燃焼負荷運転時の燃焼ガスＧの総供給流
量が比較的小さい領域における第１流路Ａ１への燃料ガ
スＧの供給流量が、目標分配状態ｆHよりも小さいの
で、そのときの第２流路Ａ２へ燃料ガスＧの供給流量が
過剰となり、ＮＯｘ増加が懸念される。また、高燃焼負
荷運転時の燃焼ガスＧの総供給流量が比較的大きい領域
における第１流路Ａ１への燃料ガスＧの供給流量が、目
標分配状態ｆHよりも大きいので、第１流路Ａ１へ燃料
ガスＧが過剰に供給されて、メイン燃焼におけるＮＯｘ
増加及びパイロット燃焼における保炎性の低下が懸念さ
れる。That is, in this case, in this uncontrolled distribution state f H0 , the boundary value, which is the total supply flow rate of the fuel gas G at the time of switching from the low combustion load operation to the high combustion load operation, is the target distribution state. The supply flow rate of the fuel gas G to the first flow path A1 in the region where the total supply flow rate of the combustion gas G during the high combustion load operation is relatively small is larger than the boundary value φ HC of f H , and the target distribution state is Since it is smaller than f H , the flow rate of the fuel gas G supplied to the second flow path A2 at that time becomes excessive, and there is a concern that NOx may increase. Further, since the supply flow rate of the fuel gas G to the first flow passage A1 in the region where the total supply flow rate of the combustion gas G during the high combustion load operation is relatively large is larger than the target distribution state f H , the first flow passage Excessive supply of fuel gas G to A1 causes NOx in main combustion
It is feared that the flame retardancy may increase due to the increase and the pilot combustion.

【００６２】一方、環境温度としての空気Ａの温度が、
上記ＴHよりも低いＴLである場合にも、分配状態は、図
４のグラフ図のｆL0に示すような状態となり、この分配
状態ｆL0も、目標分配状態ｆLに対してずれており、Ｎ
Ｏｘの増加又は燃焼効率の悪化等が懸念される。On the other hand, the temperature of the air A as the environmental temperature is
Even when T L is lower than T H , the distribution state becomes a state as indicated by f L0 in the graph of FIG. 4, and this distribution state f L0 also deviates from the target distribution state f L. Cage, N
There is concern about an increase in Ox or deterioration of combustion efficiency.

【００６３】尚、環境温度がＴHからＴLへと低くなった
場合に、燃料ガスＧの総供給流量の最大値が、φHMから
φLMへと高くなるのは、本構成のバーナ装置２０におい
て燃焼室１５の下流側に設置する図示しないタービン入
口部の温度が所定の許容温度となるように、燃料ガスＧ
の総供給流量の最大値を決定しているからである。The maximum value of the total supply flow rate of the fuel gas G increases from φ HM to φ LM when the ambient temperature decreases from T H to T L. In order to set the temperature of a turbine inlet (not shown) installed downstream of the combustion chamber 15 in FIG.
This is because the maximum value of the total supply flow rate of is determined.

【００６４】また、環境温度がＴHからＴLへと低くなっ
た場合に、メイン燃焼用流路である第１流路Ａ１への燃
料ガスＧの供給流量の最大値が高くなるのは、環境温度
（空気温度）が低下した場合に、同程度のＮＯｘ特性及
び燃焼効率特性を得るためには、全体的に当量比をより
高くする必要がある、即ちメイン燃焼用及びパイロット
燃焼用の両流路Ａ１，Ａ２の当量比を高くする必要があ
るからである。Further, when the environmental temperature decreases from T H to T L , the maximum value of the flow rate of the fuel gas G supplied to the first flow passage A1 which is the main combustion flow passage increases. When the ambient temperature (air temperature) drops, in order to obtain the same NOx characteristics and combustion efficiency characteristics, it is necessary to make the equivalence ratio higher overall, that is, for both main combustion and pilot combustion. This is because it is necessary to increase the equivalence ratio of the flow paths A1 and A2.

【００６５】また、環境温度がＴHからＴLへと低くなっ
た場合に、低燃焼負荷運転から高燃焼負荷運転に切り換
わる時点における燃料ガスＧの総供給流量である境界値
が、φHCからφLCへと高くなるのは、環境温度（空気温
度）の低下により、上記切り換わる時点付近の燃焼負荷
での燃焼性が悪化する虞があり、その燃焼性の悪化を抑
制するためには、上記切り換わる時点を高燃焼負荷側に
持っていき、パイロット燃焼用流路側への燃料ガスＧの
供給流量を大きくして、保炎性能を高める必要があるか
らである。When the environmental temperature is lowered from T H to T L , the boundary value which is the total supply flow rate of the fuel gas G at the time of switching from the low combustion load operation to the high combustion load operation is φ HC Is increased to φ LC because the environmental temperature (air temperature) may decrease and the combustibility under the combustion load near the switching time may deteriorate. To suppress the deterioration of the combustibility, This is because it is necessary to bring the above switching time point to the high combustion load side and increase the flow rate of the fuel gas G supplied to the pilot combustion flow path side to improve flame holding performance.

【００６６】そこで、バーナ装置２０は、燃料温度制御
手段３１により、燃料ガスＧの分配状態ｆH0，ｆL0が、
上記目標分配状態ｆH，ｆLに対して所定の範囲内に収ま
るように、温度調整手段４０を働かせて、燃料ガスＧの
温度を制御し、常に低ＮＯｘ且つ高燃焼効率を図ること
ができる。Therefore, in the burner device 20, the distribution states f H0 and f L0 of the fuel gas G are controlled by the fuel temperature control means 31.
The temperature adjusting means 40 is operated to control the temperature of the fuel gas G so that it falls within a predetermined range with respect to the target distribution states f H and f L , and low NOx and high combustion efficiency can always be achieved. .

【００６７】即ち、制御装置３０に設けられた記憶手段
３５には、図５のグラフ図に示すように、夫々の環境温
度としての空気Ａの温度ＴH，ＴLにおいて、燃料ガスＧ
の分配状態が上記目標分配状態に対して所定の範囲内に
収まるときの、燃焼負荷即ち燃料ガスＧの総供給流量
と、燃料ガスＧの設定温度との相関データが格納されて
いる。そして、燃料温度制御手段３１は、温度センサ５
２により検出される空気Ａの温度、燃料負荷設定手段３
３により設定される燃料ガスＧの総供給流量を用いて、
上記記憶手段３５から、その時点において適切な燃料ガ
スＧの設定温度を抽出する。そして、燃料温度制御手段
３１は、温度調整手段４０を働かせて、供給する燃料ガ
スＧの温度を設定温度に調整するので、常に低ＮＯｘ且
つ高燃焼効率を実現することができる。尚、ここでいう
上記燃焼ガスＧの設定温度とは、温度調整手段４０によ
り設定され、温度調整手段４０から流出する燃料ガスＧ
の温度である。また、このように温度調整手段４０から
流出した燃料ガスＧは、燃料流路１９を通って流体素子
構造における第２供給口７から第２流路Ａ２の開放部９
に供給されるのであるが、その間に、燃焼室１５からの
伝熱等により昇温し、その昇温量が燃焼負荷の変動によ
って変化する場合がある。That is, as shown in the graph of FIG. 5, the storage means 35 provided in the control device 30 stores the fuel gas G at the temperatures T H and T L of the air A as the respective environmental temperatures.
Correlation data of the combustion load, that is, the total supply flow rate of the fuel gas G and the set temperature of the fuel gas G when the distribution state of 1 is within a predetermined range with respect to the target distribution state are stored. Then, the fuel temperature control means 31 uses the temperature sensor 5
Temperature of air A detected by 2 and fuel load setting means 3
Using the total supply flow rate of the fuel gas G set by 3,
From the storage means 35, the appropriate set temperature of the fuel gas G at that time is extracted. Then, the fuel temperature control means 31 operates the temperature adjusting means 40 to adjust the temperature of the supplied fuel gas G to the set temperature, so that it is possible to always realize low NOx and high combustion efficiency. The set temperature of the combustion gas G referred to here is set by the temperature adjusting means 40 and the fuel gas G flowing out from the temperature adjusting means 40.
Is the temperature of. Further, the fuel gas G flowing out from the temperature adjusting means 40 in this way passes through the fuel flow passage 19 and from the second supply port 7 in the fluid element structure to the opening 9 of the second flow passage A2.
However, there is a case where the temperature rises due to heat transfer from the combustion chamber 15 or the like during that period, and the temperature rise amount changes due to fluctuations in the combustion load.

【００６８】具体的には、温度センサ５２により検出さ
れた空気Ａの温度がＴHである場合において、燃料ガス
Ｇの総供給流量がφHC以下であるときには、燃料ガスＧ
の設定温度を高めの一定温度に維持し、φHC以上である
ときには、燃焼ガス総供給流量の増加に伴って、燃焼ガ
スＧの設定温度を所定の割合で低下させる。また、温度
センサ５２により検出された空気Ａの温度がＴLである
場合において、燃料ガスＧの総供給流量がφLC以下であ
るときには、燃料ガスＧの設定温度を低めの一定温度に
維持し、φLC以上であるときには、燃焼ガスＧの総供給
流量の増加に伴って、燃焼ガスＧの設定温度を所定の割
合で上昇させるのである。従って、流体素子構造におい
て、燃料ガスＧの総供給流量に対して常に好ましい所定
の分配比率で燃料ガスＧが第１流路Ａ１及び第２流路Ａ
２に分配され、燃焼室１５において好ましい燃焼状態が
維持されるのである。尚、上記図４及び図５に示すグラ
フ図において、燃料ガスＧの供給流量は混合気の当量比
に換算して示されている。Specifically, when the temperature of the air A detected by the temperature sensor 52 is T H and the total supply flow rate of the fuel gas G is φ HC or less, the fuel gas G
The set temperature of the combustion gas G is maintained at a higher constant temperature, and when it is equal to or more than φ HC , the set temperature of the combustion gas G is decreased at a predetermined rate as the total supply flow rate of the combustion gas increases. When the temperature of the air A detected by the temperature sensor 52 is T L and the total supply flow rate of the fuel gas G is φ LC or less, the set temperature of the fuel gas G is maintained at a low constant temperature. , Φ LC or more, the set temperature of the combustion gas G is increased at a predetermined rate as the total supply flow rate of the combustion gas G increases. Therefore, in the fluid element structure, the fuel gas G is always supplied to the first flow path A1 and the second flow path A at a predetermined distribution ratio with respect to the total supply flow rate of the fuel gas G.
2, so that a preferable combustion state is maintained in the combustion chamber 15. In the graphs shown in FIGS. 4 and 5, the supply flow rate of the fuel gas G is shown in terms of the equivalence ratio of the air-fuel mixture.

【００６９】また、上記具体例において、低燃焼負荷運
転から高燃焼負荷運転に切り換わる時点における燃料ガ
スＧの総供給流量である境界値が、目標分配状態の境界
値に対してずれている場合について説明したが、この境
界値は目標分配状態に対してずれていないが、高燃焼負
荷運転における第１流路Ａ１への燃料ガスＧの供給流量
のみが目標分配状態に対してずれている場合にも、当
然、上記燃料ガスの温度制御を実施することで、そのず
れを所定の範囲内に収めて、好ましい燃焼状態を実現す
ることができる。Further, in the above specific example, when the boundary value which is the total supply flow rate of the fuel gas G at the time of switching from the low combustion load operation to the high combustion load operation is deviated from the boundary value of the target distribution state. In the case where the boundary value does not deviate from the target distribution state, only the supply flow rate of the fuel gas G to the first flow passage A1 in the high combustion load operation deviates from the target distribution state. Of course, by implementing the temperature control of the fuel gas, it is possible to keep the deviation within a predetermined range and realize a preferable combustion state.

【００７０】次に、燃料ガスＧの温度を調整するための
温度調整手段４０の具体的な実施の形態について図６に
基づいて説明する。温度調整手段４０は、廃熱回収熱交
換器５７から排出された排ガスと燃料ガスＧとの熱交換
を行なうことで、バーナ装置２０の燃焼室１５における
燃焼により発生する熱を利用して、燃料流路１９を流通
する燃料ガスＧを加熱する熱交換器４２（加熱手段の一
例）と、熱交換器４２から排出される燃料ガスＧの温度
を検出する熱電対式の温度センサ５１と、その熱交換器
４２に供給する排ガスの量を調整して、熱交換器４２に
おける燃料ガスＧの加熱量を調整する調整弁４４（加熱
量調整手段の一例）とを備えて構成されている。そし
て、制御装置３０の燃料温度制御手段３１は、温度セン
サ５１で燃料ガスＧの温度を検出しながら、調整弁４４
を調整することで、流体素子構造を有する燃料供給手段
１０へ供給する燃料ガスＧの温度を所望の値に設定する
ことができるのである。尚、温度センサ５１は、燃焼負
荷の変化、例えば燃焼室１５の温度変化等に対して温度
影響を受ける前の燃料ガスＧの温度を検出するように配
置されている。Next, a specific embodiment of the temperature adjusting means 40 for adjusting the temperature of the fuel gas G will be described with reference to FIG. The temperature adjusting means 40 performs heat exchange between the exhaust gas discharged from the waste heat recovery heat exchanger 57 and the fuel gas G to utilize the heat generated by the combustion in the combustion chamber 15 of the burner device 20 to generate the fuel. A heat exchanger 42 (an example of heating means) for heating the fuel gas G flowing through the flow path 19, a thermocouple type temperature sensor 51 for detecting the temperature of the fuel gas G discharged from the heat exchanger 42, and An adjusting valve 44 (an example of a heating amount adjusting means) that adjusts the amount of exhaust gas supplied to the heat exchanger 42 to adjust the heating amount of the fuel gas G in the heat exchanger 42 is configured. Then, the fuel temperature control means 31 of the control device 30 detects the temperature of the fuel gas G with the temperature sensor 51, and the adjustment valve 44.
The temperature of the fuel gas G supplied to the fuel supply means 10 having a fluid element structure can be set to a desired value by adjusting The temperature sensor 51 is arranged so as to detect the temperature of the fuel gas G before being affected by the change in the combustion load, for example, the change in the temperature of the combustion chamber 15.

【００７１】また、このような温度調整手段４０に設け
られた加熱手段としての熱交換器４２は、電気ヒータに
より燃料ガスＧを加熱するように構成することもでき、
この場合、その加熱量を調整するか加熱量調整手段は、
その電気ヒータの出力を調整するように構成される。Further, the heat exchanger 42 as heating means provided in the temperature adjusting means 40 may be constructed so as to heat the fuel gas G by an electric heater,
In this case, the heating amount is adjusted or the heating amount adjusting means is
It is configured to adjust the output of the electric heater.

【００７２】また、温度調整手段４０として、加熱手段
を設ける場合には、燃料ガスＧが加熱されないときの燃
料ガスＧの分配状態が、目標分配状態に対して、燃焼負
荷の変動範囲全体において、第１流路Ａ１への燃料ガス
Ｇの分配比率が若干小さくなるように、流体素子構造の
寸法等の構造が決定される。When the heating means is provided as the temperature adjusting means 40, the distribution state of the fuel gas G when the fuel gas G is not heated is different from the target distribution state in the entire variation range of the combustion load. Structures such as the dimensions of the fluid element structure are determined so that the distribution ratio of the fuel gas G to the first flow path A1 becomes slightly smaller.

【００７３】さらに、加熱手段の代わりに、燃料ガスを
冷却水等との熱交換により冷却する熱交換器等の冷却手
段を設けることもでき、この場合、制御装置３０の燃料
温度制御手段３１は、温度センサ５１で燃料ガスＧの温
度を検出しながら、その冷却手段としての熱交換器に供
給する冷却水の流量を調整して、流体素子構造を有する
燃料供給手段１０へ供給する燃料ガスＧの温度を所望の
値に設定することができる。また、加熱手段と冷却手段
との両方を設けて、燃料ガスを加熱又は冷却して、燃料
ガスの温度を所望の値に設定することもできる。Further, instead of the heating means, a cooling means such as a heat exchanger for cooling the fuel gas by heat exchange with cooling water or the like may be provided. In this case, the fuel temperature control means 31 of the control device 30 is While detecting the temperature of the fuel gas G with the temperature sensor 51, the flow rate of the cooling water supplied to the heat exchanger as the cooling means is adjusted to supply the fuel gas G to the fuel supply means 10 having the fluid element structure. The temperature of can be set to a desired value. It is also possible to provide both the heating means and the cooling means to heat or cool the fuel gas and set the temperature of the fuel gas to a desired value.

【００７４】また、このようなバーナ装置２０におい
て、第２供給口７から開放部９への燃料ガスＧの供給方
向を、開放部９の空気Ａの流れ方向に対して上流側に傾
斜する方向としても構わず、このように構成すれば、受
入口８へ燃料ガスＧが流入し難くすることができ、上記
臨界流量の値を高めに設定して、低燃焼負荷運転及び高
燃焼負荷運転の切換えを行なうことができる。Further, in such a burner device 20, the direction in which the fuel gas G is supplied from the second supply port 7 to the opening 9 is inclined toward the upstream side with respect to the flow direction of the air A in the opening 9. However, if configured in this way, it is possible to make it difficult for the fuel gas G to flow into the receiving port 8, and the value of the critical flow rate is set to a high value to achieve low combustion load operation and high combustion load operation. Switching can be done.

【００７５】また、バーナ装置２０において、第１供給
口５からの第１流路Ａ１への燃料ガスＧの供給方向は、
第１流路Ａ１における空気Ａの流れ方向の逆方向とされ
ており、さらに第１供給口５は、第１流路Ａ１の軸心に
向かう径方向において概略中央に設置されている。従っ
て、高燃焼負荷運転時において、第１供給口５から第１
流路Ａ１に空気Ａの流れに逆らって供給された燃料ガス
Ｇを、空気Ａに衝突させて、第１流路Ａ１の径方向及び
周方向に分散させることができる。Further, in the burner device 20, the supply direction of the fuel gas G from the first supply port 5 to the first flow path A1 is as follows.
The flow direction of the air A in the first flow path A1 is opposite to that of the first flow path A1. Further, the first supply port 5 is installed substantially at the center in the radial direction toward the axial center of the first flow path A1. Therefore, at the time of high combustion load operation, the first supply port 5
The fuel gas G supplied to the flow path A1 against the flow of the air A can collide with the air A and be dispersed in the radial direction and the circumferential direction of the first flow path A1.

【００７６】さらに、第１供給口５が、第１流路Ａ１の
空気Ａの流れ方向上流側に向かう方向に燃料ガスＧを供
給する姿勢で形成されているので、第１供給口５に対向
する空気Ａの流れによって、供給路６の第１供給口５か
ら受入口８の方向に適度な圧力が付与され、開放部９か
ら受入口８に流入する燃料ガスＧに適度な抵抗を与える
ことができ、低燃焼負荷運転における、高燃焼負荷運転
に切り換わる閾値である上記所定の臨界流量を、比較的
高く設定することができる。このように、開放部９から
受入口８に流入する燃料ガスＧに適度な抵抗を与えるこ
とで、低燃焼負荷運転時において、開放部９に流出した
燃料ガスＧが受入口８側に流入することを良好に阻止で
き、未燃成分の発生を良好に防止することができる。Further, since the first supply port 5 is formed so as to supply the fuel gas G in the direction toward the upstream side in the flow direction of the air A in the first flow path A1, it faces the first supply port 5. By the flow of the air A, an appropriate pressure is applied from the first supply port 5 of the supply path 6 to the receiving port 8, and an appropriate resistance is given to the fuel gas G flowing into the receiving port 8 from the opening 9. Therefore, in the low combustion load operation, the predetermined critical flow rate, which is the threshold value for switching to the high combustion load operation, can be set relatively high. In this way, by giving an appropriate resistance to the fuel gas G flowing from the opening 9 into the inlet 8, the fuel gas G flowing out into the opening 9 flows into the inlet 8 during the low combustion load operation. This can be favorably prevented, and the generation of unburned components can be favorably prevented.

【００７７】第１流路Ａ１の燃料供給手段１０よりも下
流側の部位には、空気Ａと燃料ガスＧとの混合気に、旋
回力を付与する第１スワラー１１が配置されている。ま
た、第２流路Ａ２の空気Ａの流れ方法における中間部位
には、この第２流路Ａ２内に流れてきた空気Ａと燃料ガ
スＧとの混合気に旋回力を付与する第２スワラー１２が
配置されている。A first swirler 11 which gives a swirling force to the air-fuel mixture of the air A and the fuel gas G is arranged at a portion of the first flow path A1 downstream of the fuel supply means 10. The second swirler 12 that imparts a swirling force to the mixture of the air A and the fuel gas G flowing in the second flow path A2 at an intermediate portion in the flow method of the air A in the second flow path A2. Are arranged.

【００７８】このスワラー１１，１２によって、パイロ
ット燃焼の火炎によるメイン燃焼の保炎性を向上するこ
とができる。即ち、第２スワラー１２で旋回力を付与さ
れると同時に混合された混合気に図示しない点火装置で
点火することにより、この混合気が着火燃焼して、パイ
ロット燃焼が起こり、このパイロット燃焼の炎が、第１
流路Ａ１を流れてきた混合気に火移りすることで混合気
が着火燃焼して、メイン燃焼が起こる。The swirlers 11 and 12 can improve the flame holding property of the main combustion caused by the pilot combustion flame. That is, when the swirling force is applied by the second swirler 12 and at the same time the mixed air is ignited by an ignition device (not shown), the air-fuel mixture is ignited and burned to cause pilot combustion, and the flame of the pilot combustion is generated. But the first
The air-fuel mixture is ignited and burned by transferring the air-fuel mixture flowing through the flow path A1, and main combustion occurs.

【００７９】さらに、内筒２の下流側端部近くには、第
１流路Ａ１を流れてきた混合気の一部を、第２流路Ａ２
を流れてきた混合気に合流混合させるエアステージリン
グ１３が配置されている。図中Ｓは、周方向に分散位置
して外筒３に内筒２を支持させるストラットである。Further, in the vicinity of the downstream end of the inner cylinder 2, a part of the air-fuel mixture flowing through the first flow path A1 is partially discharged into the second flow path A2.
An air stage ring 13 for merging and mixing the mixed air flowing in the air is arranged. In the figure, S is a strut that is dispersed in the circumferential direction to support the inner cylinder 2 on the outer cylinder 3.

【００８０】〔別実施形態〕本発明に係るバーナ装置の
別の実施形態を以下に説明する。[Another Embodiment] Another embodiment of the burner device according to the present invention will be described below.

【００８１】〈１〉 上記実施の形態において、一般的
な例として、燃料ガスＧの燃焼のための酸素含有ガスと
して空気Ａを利用したものを説明したが、空気の以外の
燃焼用酸素含有ガスとしては、例えば、酸素成分含有量
が空気に対して高い酸素富化ガス等を利用することが可
能である。<1> In the above-described embodiment, as a general example, the case where the air A is used as the oxygen-containing gas for the combustion of the fuel gas G has been described. For example, it is possible to use, for example, an oxygen-enriched gas whose oxygen component content is higher than that of air.

【００８２】〈２〉 上記実施の形態においては、燃料
ガスＧの質量流量を調整するための流量調整手段４６を
備えた構成を説明したが、別に、この流量調整手段４６
の代わりに、一般的な制御弁を設けても構わない。そし
て、このように構成する場合には、燃焼負荷設定手段３
３は、記憶手段３５に予め記憶している燃焼負荷と制御
弁の開度との関係に基づいて、制御弁の開度を調整し、
燃焼負荷を設定するのであるが、本発明に係るバーナ装
置２０においては、燃料ガスＧの温度が、燃料温度制御
手段３１により制御されるので、その燃料ガスＧの温度
をも考慮して、所望の燃焼負荷となるように制御弁を調
整することが好ましい。<2> In the above embodiment, the structure provided with the flow rate adjusting means 46 for adjusting the mass flow rate of the fuel gas G has been described, but the flow rate adjusting means 46 is separately provided.
Instead of, a general control valve may be provided. Then, in the case of such a configuration, the combustion load setting means 3
3 adjusts the opening degree of the control valve based on the relationship between the combustion load and the opening degree of the control valve stored in advance in the storage means 35,
Although the combustion load is set, in the burner device 20 according to the present invention, the temperature of the fuel gas G is controlled by the fuel temperature control means 31. It is preferable to adjust the control valve so that the combustion load becomes.

【００８３】〈３〉 上記の実施の形態において、熱交
換器４２として構成された加熱手段が、燃料供給手段１
０に供給される燃料ガスＧを一定の温度範囲内に収める
ように加熱可能である場合は、加熱量調整手段としての
調整弁４４等を省略することも可能であり、燃料供給手
段１０の流体素子構造において、上記分配比率を所定の
設定分配比率に対して一定の範囲内に収めることができ
る。<3> In the above embodiment, the heating means configured as the heat exchanger 42 is the fuel supply means 1
When it is possible to heat the fuel gas G supplied to 0 within a certain temperature range, it is possible to omit the adjusting valve 44 or the like as the heating amount adjusting means, and the fluid of the fuel supplying means 10 can be omitted. In the element structure, the distribution ratio can be set within a certain range with respect to a predetermined set distribution ratio.

【００８４】〈４〉 上記実施の形態において、加熱手
段として、燃料ガスＧと排ガスとの熱交換を行なう熱交
換器４２を利用したが、加熱手段を、燃料流路を構成す
る管材を例えば燃焼部の燃焼により高温となっているガ
スタービンエンジンの本体ケーシングの周囲、又は外筒
３の周囲等に渡って配設し、そこからの伝熱により加熱
された燃料流路１９に燃料ガスを流通させることで、燃
料ガスＧを加熱するように構成しても構わない。また、
このように加熱手段を構成した場合には、加熱量調整手
段は、その加熱される燃料流路における燃料ガスが流通
する距離を変更するように構成できる。<4> In the above-mentioned embodiment, the heat exchanger 42 for exchanging heat between the fuel gas G and the exhaust gas is used as the heating means. The fuel gas is circulated around the main casing of the gas turbine engine, which is heated to a high temperature due to the combustion of the other part, or around the outer cylinder 3, and the fuel gas is circulated in the fuel flow passage 19 heated by heat transfer from the main casing. By doing so, the fuel gas G may be heated. Also,
When the heating means is configured in this way, the heating amount adjusting means can be configured to change the distance that the fuel gas flows in the heated fuel passage.

【００８５】〈５〉 上記実施の形態において、混合気
を生成して燃焼部に供給し燃焼させるための燃焼用流路
として、第１流路Ａ１及び第２流路Ａ２のみを備えたバ
ーナ装置について説明したが、別に、本発明に係るバー
ナ装置は、上記燃焼用流路を３つ以上設け、さらに、そ
の夫々の燃焼用流路間に流体素子構造を備えたバーナ装
置として構成することもでき、その具体例について、図
面に基づいて説明する。<5> In the above embodiment, the burner device is provided with only the first flow passage A1 and the second flow passage A2 as the combustion flow passages for generating the air-fuel mixture, supplying it to the combustion section, and burning it. However, the burner device according to the present invention may also be configured as a burner device provided with three or more of the combustion flow passages and further having a fluid element structure between the respective combustion flow passages. This is possible, and a specific example thereof will be described with reference to the drawings.

【００８６】上記のように３つ以上の燃焼用流路を設け
たバーナ装置としては、図７（イ）に示すように、パイ
ロット燃焼用流路である第４流路Ａ４と、その周方向に
等間隔で配設された複数のメイン燃焼用流路である第１
流路Ａ１，第２流路Ａ２，第３流路Ａ３とを備えた所謂
マルチバーナがある。As shown in FIG. 7A, the burner device provided with three or more combustion flow passages as described above has a fourth flow passage A4 as a pilot combustion flow passage and its circumferential direction. A plurality of main combustion passages arranged at equal intervals in the first
There is a so-called multi-burner including a flow path A1, a second flow path A2, and a third flow path A3.

【００８７】このようなバーナ装置において、燃焼負荷
が最も低い運転状態では、第４流路Ａ４のみに燃料ガス
Ｇを供給して、図７（イ）に示すように、第４流路Ａ４
のみを燃焼状態とする運転を行なう。尚、図７では、ド
ットで塗りつぶされた燃料用流路が燃焼状態である。そ
して、このようなバーナ装置は、その運転から燃焼負荷
を増加させる場合に、燃料ガスＧを供給する燃焼用流路
の数を順次増加させて、図７（ロ）に示すように、第４
流路Ａ４に加えて、互いに点対称で配設された一対の第
３流路Ａ３を燃焼状態とする運転、及び、図７（ハ）に
示すように、第４流路Ａ４及び第３流路Ａ３に加えて、
互いに点対称で配設された一対の第２流路Ａ２を燃焼状
態とする運転を経て、図７（ニ）に示すように、第４流
路Ａ４、第３流路Ａ３及び第２流路Ａ２に加えて、互い
に点対称で配設された一対の第１流路Ａ１を燃焼用流路
を燃焼状態とする定格運転に移行する。In such a burner device, in the operating state in which the combustion load is the lowest, the fuel gas G is supplied only to the fourth passage A4, and as shown in FIG.
Only the combustion state is operated. In FIG. 7, the fuel flow path filled with dots is in a burning state. Then, in such a burner device, when the combustion load is increased from its operation, the number of combustion flow paths for supplying the fuel gas G is sequentially increased, and as shown in FIG.
In addition to the flow path A4, an operation in which a pair of third flow paths A3 arranged point-symmetrically to each other are set in a combustion state, and as shown in FIG. 7C, the fourth flow path A4 and the third flow path In addition to road A3,
As shown in FIG. 7D, the fourth flow path A4, the third flow path A3, and the second flow path are subjected to an operation in which the pair of second flow paths A2 arranged in point symmetry with each other are brought into a combustion state. In addition to A2, the pair of first flow paths A1 arranged in point symmetry with each other is shifted to a rated operation in which the combustion flow path is in a combustion state.

【００８８】また、このようなバーナ装置は、流体素子
構造を有する燃料供給手段１１０で実現することがで
き、その構造について図８に基づいて説明する。即ち、
図８に示す燃料供給手段１１０は、夫々の流路Ａ１，Ａ
２，Ａ３，Ａ４の上流側に燃料流路１１９の燃料ガスＧ
を分配供給して混合気を形成するように構成されてい
る。また、この燃料供給手段１１０における流体素子構
造は、図８において隣接する流路間に夫々設けられ、一
の流路に供給された燃料ガスＧの一部を次段の流路側に
分配するように構成されている。Further, such a burner device can be realized by the fuel supply means 110 having a fluid element structure, which structure will be described with reference to FIG. That is,
The fuel supply means 110 shown in FIG. 8 has the respective flow paths A1, A
2, A3, A4 upstream of the fuel gas 119 fuel gas G
Is distributed to form a mixture. Further, the fluid element structure in the fuel supply means 110 is provided between the adjacent flow paths in FIG. 8 so that a part of the fuel gas G supplied to one flow path is distributed to the flow path side of the next stage. Is configured.

【００８９】詳しくは、先ず燃料流路１１９の燃料ガス
Ｇは、２系統に分割されて、第４流路Ａ４の上流側に、
２つの供給口１０７ｃ（供給部の一例）を介して供給さ
れる。このときに、燃料流路１１９を２系統に分割する
のは、燃料ガスＧが分配供給される６つの流路Ａ１，Ａ
２，Ａ３の夫々が、互いに点対称で配設された２つの流
路からなり、その１つづつを含む２つのグループの夫々
に燃料ガスＧを分割して供給するためである。尚、上記
燃料流路１１９を２つに分割せずに、流体素子構造にお
いて燃料ガスＧが分配供給され形成された混合気を、２
つの流路に分割して供給することもできる。Specifically, first, the fuel gas G in the fuel passage 119 is divided into two systems, and is divided into the upstream side of the fourth passage A4.
It is supplied through two supply ports 107c (an example of a supply unit). At this time, the fuel flow passage 119 is divided into two systems because the six flow passages A1, A to which the fuel gas G is distributed and supplied.
This is because each of A2 and A3 is composed of two flow paths arranged point-symmetrically with respect to each other, and the fuel gas G is divided and supplied to each of two groups including one of the flow paths. It should be noted that, without dividing the fuel flow path 119 into two, the mixture gas formed by the fuel gas G being distributed and supplied in the fluid element structure is divided into two.
It can also be divided into two channels and supplied.

【００９０】また、燃料供給手段１１０は、３つの供給
路１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃが、第１流路Ａ１と第
２流路Ａ２との間、第２流路Ａ２と第３流路Ａ３との
間、及び第３流路Ａ３と第４流路Ａ４との間に夫々配設
され、供給路１０６ａの最端部は、第１流路Ａ１に開口
する供給口１０５として形成されている。Further, in the fuel supply means 110, the three supply passages 106a, 106b, 106c are arranged between the first passage A1 and the second passage A2, and the second passage A2 and the third passage A3. And the third flow path A3 and the fourth flow path A4, respectively, and the end of the supply path 106a is formed as a supply port 105 opening to the first flow path A1.

【００９１】即ち、第４流路Ａ４の上流側においては、
燃料流路１１９の燃料ガスＧを第４流路Ａ４の開放部１
０９ｃに供給するための供給口１０７ｃと、供給口１０
７ｃから開放部１０９ｃに供給される燃料ガスＧの流量
が、所定の臨界流量以上のときにのみ、開放部１０９ｃ
に供給された燃料ガスＧの一部を受け入れる供給路１０
６ｃの受入口１０８ｃとが設けられている。同様に、第
３流路Ａ３の上流側においては、供給路１０６ｃに受け
入れた燃料ガスＧを第３流路Ａ３の開放部１０９ｂに供
給するための供給口１０７ｂと、供給口１０７ｂから開
放部１０９ｂに供給される燃料ガスＧの流量が、所定の
臨界流量以上のときにのみ、開放部１０９ｂに供給され
た燃料ガスＧの一部を受け入れる供給路１０６ｂの受入
口１０８ｂとが設けられ、さらに同様に、第２流路Ａ２
の上流側においては、供給口１０７ａと、開放部１０９
ａと、燃料ガスＧの一部を受け入れる供給路１０６ａの
受入口１０８ａとが設けられている。このように構成さ
れた燃料供給手段１１０は、夫々の開放部１０９ａ，１
０９ｂ，１０９ｃと夫々の供給路１０６ａ，１０６ｂ，
１０６ｃとからなる複数の流体素子構造を直列的に配設
して有するものである。That is, on the upstream side of the fourth flow path A4,
The fuel gas G in the fuel flow passage 119 is supplied to the opening portion 1 of the fourth flow passage A4.
09c, a supply port 107c for supplying to 09c, and a supply port 10
Only when the flow rate of the fuel gas G supplied from 7c to the opening portion 109c is equal to or higher than a predetermined critical flow rate, the opening portion 109c
Supply path 10 for receiving a part of the fuel gas G supplied to the
A 6c receiving port 108c is provided. Similarly, on the upstream side of the third flow path A3, the supply port 107b for supplying the fuel gas G received in the supply path 106c to the opening 109b of the third flow path A3 and the opening 109b from the supply port 107b. The inlet 108b of the supply passage 106b for receiving a part of the fuel gas G supplied to the opening 109b is provided only when the flow rate of the fuel gas G supplied to the valve is equal to or higher than a predetermined critical flow rate. To the second channel A2
Upstream of the supply port 107a and the opening 109
a and a receiving port 108a of the supply path 106a that receives a part of the fuel gas G are provided. The fuel supply means 110 configured as described above is provided with the respective open parts 109a, 1a.
09b and 109c and the respective supply paths 106a and 106b,
And a plurality of fluid element structures each including 106c are arranged in series.

【００９２】そして、このように構成された燃料供給手
段１１０において、燃焼負荷設定手段が流量調整手段１
４６により、供給口７ｃから開放部９ｃに供給される燃
料ガスＧの流量が所定の第１臨界流量未満となるように
燃料ガスＧの総供給流量を調整すると、供給口１０７ｃ
から開放部１０９ｃに供給された燃料ガスＧの全てが第
４流路Ａ４に供給され、図７（イ）に示すように、第４
流路Ａ４のみが燃焼状態となる。In the fuel supply means 110 thus constructed, the combustion load setting means is the flow rate adjusting means 1
When the total supply flow rate of the fuel gas G is adjusted by 46 so that the flow rate of the fuel gas G supplied from the supply port 7c to the opening portion 9c becomes less than the predetermined first critical flow rate, the supply port 107c
All of the fuel gas G supplied from the opening portion 109c to the opening portion 109c is supplied to the fourth flow path A4, and as shown in FIG.
Only the flow path A4 is in the combustion state.

【００９３】また、上記燃料ガスＧの総供給流量を上記
第１臨界流量以上且つ第２臨界流量未満となるように調
整すると、開放部１０９ｃに供給された燃料ガスＧの一
部が受入口１０８ｃに流入して供給路１０６ｃに受け入
れられ、供給路１０６ｃに受け入れられた燃料ガスＧの
全てが供給口１０７ｂから第３流路Ａ３に供給され、図
７（ロ）に示すように、第４流路Ａ４及び第３流路Ａ３
のみが燃焼状態となる。Further, when the total supply flow rate of the fuel gas G is adjusted to be equal to or higher than the first critical flow rate and lower than the second critical flow rate, a part of the fuel gas G supplied to the opening portion 109c is received. Flow into the supply passage 106c, and all of the fuel gas G received in the supply passage 106c is supplied from the supply port 107b to the third flow passage A3, and as shown in FIG. Path A4 and third flow path A3
Only the burned state.

【００９４】さらに、上記燃料ガスＧの総供給流量を上
記第２臨界流量以上且つ第３臨界流量未満となるように
調整すると、開放部１０９ｂに供給された燃料ガスＧの
一部が受入口１０８ｂに流入して供給路１０６ｂに受け
入れられ、供給路１０６ｂに受け入れられた燃料ガスＧ
の全てが供給口１０７ａから第２流路Ａ２に供給され、
図７（ハ）に示すように、第４流路Ａ４及び第３流路Ａ
３及び第２流路Ａ２のみが燃焼状態となる。さらにま
た、上記燃料ガスＧの総供給流量を上記第３臨界流量以
上となるように調整すると、開放部１０９ａに供給され
た燃料ガスＧの一部が受入口１０８ａに流入して供給路
１０６ａに受け入れられ、供給路１０６ａに受け入れら
れた燃料ガスＧの全てが供給口１０５から第１流路Ａ１
に供給され、図７（ニ）に示すように、全ての流路が燃
焼状態となる。Further, when the total supply flow rate of the fuel gas G is adjusted to be equal to or higher than the second critical flow rate and lower than the third critical flow rate, a part of the fuel gas G supplied to the opening portion 109b is received at the inlet 108b. Gas G that has flowed into and is received by the supply path 106b and is received by the supply path 106b.
Is supplied to the second flow path A2 from the supply port 107a,
As shown in FIG. 7C, the fourth flow path A4 and the third flow path A4.
Only 3 and the second flow path A2 are in the combustion state. Furthermore, when the total supply flow rate of the fuel gas G is adjusted to be equal to or higher than the third critical flow rate, a part of the fuel gas G supplied to the opening portion 109a flows into the receiving port 108a and enters the supply path 106a. All of the fuel gas G that has been received and received in the supply path 106a is supplied from the supply port 105 to the first flow path A1.
And all the flow paths are in a combustion state, as shown in FIG.

【００９５】以上のように構成した燃料供給手段１１０
によって、低燃焼負荷運転においては、燃焼状態でない
流路に過剰希薄混合気が形成されないので、未燃成分の
発生を抑制することができる。さらに、燃焼負荷を増加
させるほど、燃焼状態とする流路の数を順次増加させる
ことで、燃焼負荷範囲全体に渡って安定した燃焼状態を
維持することができる。また、このような３つ以上の燃
焼用流路に燃料ガスＧを分配可能な流体素子構造を有す
るバーナ装置においても、前述の温度調整手段１４０を
設けて、上記流体素子構造における総供給流量によって
定められる夫々の流路への燃料ガスＧの分配比率が、所
定の設定分配比率に対して一定の範囲内に収まるよう
に、燃料ガスＧの温度を制御することができる。The fuel supply means 110 configured as described above
As a result, in the low combustion load operation, the excessive lean air-fuel mixture is not formed in the flow path which is not in the combustion state, so that the generation of unburned components can be suppressed. Furthermore, as the combustion load is increased, the number of flow paths that are in the combustion state is sequentially increased, so that the stable combustion state can be maintained over the entire combustion load range. Further, also in the burner device having the fluid element structure capable of distributing the fuel gas G to such three or more combustion flow paths, the above-mentioned temperature adjusting means 140 is provided and the total supply flow rate in the fluid element structure is adjusted. The temperature of the fuel gas G can be controlled so that the determined distribution ratio of the fuel gas G to each flow path is within a certain range with respect to a predetermined set distribution ratio.

【００９６】〈６〉 上記実施の形態及び別実施の形態
において、パイロット燃焼用流路及びメイン燃焼用流路
の複数の燃焼用流路を、半径方向又は周方向に配設した
構成を説明したが、夫々の燃焼用流路の配置状態を、保
炎性及び低ＮＯｘ性を考慮して適宜決定することができ
る。また、夫々の燃焼用流路間に設けられる流体素子構
造は、燃焼負荷増加に対する分配順序及び分配比率等を
考慮して、設計することができる。<6> In the above-described embodiment and other embodiments, the configuration in which the plurality of combustion flow passages of the pilot combustion flow passage and the main combustion flow passage are arranged in the radial direction or the circumferential direction has been described. However, the arrangement state of each combustion flow path can be appropriately determined in consideration of flame holding property and low NOx property. Further, the fluid element structure provided between the respective combustion flow passages can be designed in consideration of the distribution order and distribution ratio with respect to the increase in combustion load.

【００９７】〈７〉 燃料ガスＧの温度に影響を与える
環境温度を検出する温度検出手段として、上記温度セン
サ５２の代わりに、空気流路２６の圧縮機２１の下流側
の空気Ａの温度、バーナ装置２０の周囲等の外気の温
度、燃料流路１９を流通する燃料ガスＧの温度、又は第
２供給口７の付近の温度等を、環境温度として検出する
温度センサを設けても構わない。また、それらの温度の
複数を環境温度として検出しても構わない。<7> As temperature detecting means for detecting the environmental temperature that affects the temperature of the fuel gas G, the temperature of the air A on the downstream side of the compressor 21 in the air flow path 26, instead of the temperature sensor 52, A temperature sensor may be provided to detect the temperature of outside air around the burner device 20, the temperature of the fuel gas G flowing through the fuel flow path 19, the temperature near the second supply port 7, or the like as the environmental temperature. . Also, a plurality of these temperatures may be detected as the environmental temperature.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】バーナ装置及びガスタービンエンジンの実施形
態を示す側断面図FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of a burner device and a gas turbine engine.

【図２】図１に示すバーナ装置の横断正面図FIG. 2 is a cross-sectional front view of the burner device shown in FIG.

【図３】図１に示すバーナ装置の燃料供給手段部の拡大
図FIG. 3 is an enlarged view of a fuel supply section of the burner device shown in FIG.

【図４】燃料ガスの総供給流量とメイン燃焼用流路への
供給流量との関係を示すグラフ図FIG. 4 is a graph showing the relationship between the total supply flow rate of fuel gas and the supply flow rate to the main combustion flow path.

【図５】燃料ガスの総供給流量と燃料ガスの設定温度と
の関係を示すグラフ図FIG. 5 is a graph showing the relationship between the total supply flow rate of fuel gas and the set temperature of fuel gas.

【図６】バーナ装置の燃料温度調整手段の別実施形態を
示す側断面図FIG. 6 is a side sectional view showing another embodiment of the fuel temperature adjusting means of the burner device.

【図７】別実施形態のバーナ装置の流路配置を示す図FIG. 7 is a view showing a flow passage arrangement of a burner device according to another embodiment.

【図８】図７に示すバーナ装置の燃料供給手段の概略構
成を示す図8 is a diagram showing a schematic configuration of a fuel supply means of the burner device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ガス筒 ２ 内筒 ３ 外筒 ５ 第１供給口（供給部） ６ 供給路 ７ 第２供給口（供給部） ８ 受入口 ９ 開放部 １０ 燃料供給手段 １５ 燃焼室 １９ 燃料流路 ２０ バーナ装置 ２３ タービン ３１ 燃料温度制御手段 ３５ 記憶手段 ４０ 温度調整手段 ４２ 熱交換器（加熱手段） ４４ 調整弁（加熱量調整手段） ４６ 流量調整手段 ５１ 温度センサ ５２ 温度センサ（温度検出手段） Ａ１ メイン燃焼用流路 Ａ２ パイロット燃焼用流路 Ｇ 燃料ガス Ａ 空気 1 gas cylinder 2 inner cylinder 3 outer cylinder 5 First supply port (supply unit) 6 supply paths 7 Second supply port (supply unit) 8 entrance 9 Open section 10 Fuel supply means 15 Combustion chamber 19 Fuel flow path 20 burner equipment 23 turbine 31 Fuel temperature control means 35 storage means 40 Temperature control means 42 heat exchanger (heating means) 44 Adjusting valve (heating amount adjusting means) 46 Flow rate adjusting means 51 Temperature sensor 52 Temperature sensor (temperature detection means) A1 Main combustion flow path A2 Pilot combustion flow path G fuel gas A air

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 内部に流通する酸素含有ガスに燃料が供
給され、燃焼部に混合気を供給して燃焼させる複数の燃
焼用流路を備え、 前記各燃焼用流路に、前記燃料を供給する供給部を夫々
備え、 一の前記燃焼用流路に前記供給部から供給された前記燃
料の一部を受け入れて、次段の前記燃焼用流路の前記供
給部に供給する供給路を、前記各燃焼用流路間に備え、 前記一の燃焼用流路の前記供給部と前記供給路とが、前
記燃料の総供給流量の増加に伴い前記供給路側への前記
燃料の分配比率が増加し、逆に、前記総供給流量の減少
に伴い前記供給路側への前記燃料の分配比率が減少する
流体素子構造として構成されているバーナ装置であっ
て、 前記流体素子構造における前記総供給流量によって定ま
る前記分配比率が、所定の設定分配比率に対して一定の
範囲内に収まるように、前記流体素子構造に供給される
前記燃料の温度を制御する燃料温度制御手段を備えたバ
ーナ装置。1. A fuel is supplied to an oxygen-containing gas flowing inside, and a plurality of combustion channels are provided for supplying a mixture to a combustion section for combustion, and the fuel is supplied to each of the combustion channels. And a supply path for receiving a part of the fuel supplied from the supply section into one combustion flow path and supplying the fuel to the supply section of the combustion flow path in the next stage, Provided between the respective combustion flow passages, the supply unit and the supply passage of the one combustion flow passage increase in distribution ratio of the fuel to the supply passage side as the total supply flow rate of the fuel increases. On the contrary, in the burner device configured as a fluid element structure in which the distribution ratio of the fuel to the supply path side decreases with the decrease in the total supply flow rate, The above-mentioned distribution ratio that is determined corresponds to the specified distribution ratio. To fall within a certain range Te, burner apparatus having a fuel temperature control means for controlling the temperature of the fuel supplied to the fluid device structure. 【請求項２】 前記燃料温度制御手段が、前記燃料の温
度が所定の温度範囲内となるように、前記燃料の温度を
制御する手段である請求項１に記載のバーナ装置。2. The burner device according to claim 1, wherein the fuel temperature control means is a means for controlling the temperature of the fuel so that the temperature of the fuel falls within a predetermined temperature range. 【請求項３】 前記燃料の温度に影響を与える環境温度
を検出可能な温度検出手段を備え、 前記燃料の温度を調整可能な温度調整手段を備え、 前記燃料温度制御手段が、前記温度検出手段の検出結果
に基づいて前記温度調整手段を働かせて前記燃料の温度
を制御する手段である請求項１又は２に記載のバーナ装
置。3. A temperature detecting means capable of detecting an environmental temperature affecting the temperature of the fuel, a temperature adjusting means capable of adjusting the temperature of the fuel, and the fuel temperature control means having the temperature detecting means. 3. The burner device according to claim 1 or 2, which is a unit that controls the temperature of the fuel by operating the temperature adjusting unit based on the detection result of. 【請求項４】 前記温度調整手段が、前記燃料を加熱す
る加熱手段と、前記加熱手段における前記燃料の加熱量
を調整する加熱量調整手段とにより構成されている請求
項３に記載のバーナ装置。4. The burner device according to claim 3, wherein the temperature adjusting means includes a heating means for heating the fuel and a heating amount adjusting means for adjusting a heating amount of the fuel in the heating means. . 【請求項５】 前記加熱手段が、前記燃焼部における燃
焼により発生する熱を利用して、前記燃料流路を流通す
る前記燃料を加熱する手段である請求項４に記載のバー
ナ装置。5. The burner device according to claim 4, wherein the heating means is means for heating the fuel flowing through the fuel flow path by utilizing heat generated by combustion in the combustion section. 【請求項６】 前記流体素子構造における前記総供給流
量と前記燃料の設定温度との相関データが格納された記
憶手段を備え、前記燃料温度制御手段が、前記記憶手段
に格納された相関データに基づいて、前記燃料の温度を
制御する手段である請求項１から５の何れか１項に記載
のバーナ装置。6. A storage means for storing correlation data between the total supply flow rate and the set temperature of the fuel in the fluid element structure, wherein the fuel temperature control means stores the correlation data stored in the storage means. The burner device according to any one of claims 1 to 5, which is a means for controlling the temperature of the fuel based on the above. 【請求項７】 内部に流通する酸素含有ガスに燃料が供
給され、燃焼部に混合気を供給して燃焼させる複数の燃
焼用流路を備え、 前記各燃焼用流路に、前記燃料を供給する供給部を夫々
備え、 一の前記燃焼用流路に前記供給部から供給された前記燃
料の一部を受け入れて、次段の前記燃焼用流路の前記供
給部に供給する供給路を、前記各燃焼用流路間に備え、 前記一の燃焼用流路の前記供給部と前記供給路とが、前
記燃料の総供給流量の増加に伴い前記供給路側への前記
燃料の分配比率が増加し、逆に、前記総供給流量の減少
に伴い前記供給路側への前記燃料の分配比率が減少する
流体素子構造として構成されているバーナ装置であっ
て、 前記流体素子構造に供給される前記燃料を前記燃焼部に
おける燃焼により発生する熱を利用して加熱する加熱手
段を備えたバーナ装置。7. A fuel is supplied to an oxygen-containing gas flowing inside, and a plurality of combustion channels are provided to supply a mixture to a combustion section for combustion, and the fuel is supplied to each of the combustion channels. And a supply path for receiving a part of the fuel supplied from the supply section into one combustion flow path and supplying the fuel to the supply section of the combustion flow path in the next stage, Provided between the respective combustion flow passages, the supply unit and the supply passage of the one combustion flow passage increase in distribution ratio of the fuel to the supply passage side as the total supply flow rate of the fuel increases. On the contrary, a burner device configured as a fluid element structure in which a distribution ratio of the fuel to the supply path side decreases with a decrease in the total supply flow rate, the fuel being supplied to the fluid element structure Heating by using the heat generated by combustion in the combustion section Burner apparatus having a heating means that. 【請求項８】 前記燃料の温度に影響を与える環境温度
を検出可能な温度検出手段を備え、前記温度検出手段の
検出結果に基づいて、前記加熱手段における前記燃料の
加熱量を調整する加熱量調整手段を備えた請求項７に記
載のバーナ装置。8. A heating amount comprising a temperature detecting means capable of detecting an environmental temperature affecting the temperature of the fuel, and adjusting a heating amount of the fuel in the heating means based on a detection result of the temperature detecting means. 8. The burner device according to claim 7, further comprising adjusting means. 【請求項９】 請求項１から８の何れか１項に記載のバ
ーナ装置を備え、前記バーナ装置から排出される燃焼排
ガスの運動エネルギによりタービンを回転させるガスタ
ービンエンジン。9. A gas turbine engine comprising the burner device according to claim 1, wherein the turbine is rotated by the kinetic energy of the combustion exhaust gas discharged from the burner device.
JP2001249179A 2001-08-20 2001-08-20 BURNER DEVICE AND GAS TURBINE ENGINE HAVING THE SAME Expired - Fee Related JP4671556B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001249179A JP4671556B2 (en) 2001-08-20 2001-08-20 BURNER DEVICE AND GAS TURBINE ENGINE HAVING THE SAME

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001249179A JP4671556B2 (en) 2001-08-20 2001-08-20 BURNER DEVICE AND GAS TURBINE ENGINE HAVING THE SAME

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003056365A true JP2003056365A (en) 2003-02-26
JP4671556B2 JP4671556B2 (en) 2011-04-20

Family

ID=19078221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001249179A Expired - Fee Related JP4671556B2 (en) 2001-08-20 2001-08-20 BURNER DEVICE AND GAS TURBINE ENGINE HAVING THE SAME

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4671556B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010096368A (en) * 2008-10-14 2010-04-30 Japan Aerospace Exploration Agency Combustor equipped with air flow rate distribution control mechanism using fluid element
EP4411244A1 (en) * 2023-02-02 2024-08-07 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor with distributed air and fuel mixing
US12060997B1 (en) 2023-07-03 2024-08-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor with distributed air and fuel mixing

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11270850A (en) * 1998-03-24 1999-10-05 Toshiba Corp Fuel supplying device for gas turbine plant
WO2001044720A1 (en) * 1999-12-15 2001-06-21 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner device, gas turbine engine, and cogeneration system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11270850A (en) * 1998-03-24 1999-10-05 Toshiba Corp Fuel supplying device for gas turbine plant
WO2001044720A1 (en) * 1999-12-15 2001-06-21 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner device, gas turbine engine, and cogeneration system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010096368A (en) * 2008-10-14 2010-04-30 Japan Aerospace Exploration Agency Combustor equipped with air flow rate distribution control mechanism using fluid element
US8951039B2 (en) 2008-10-14 2015-02-10 Japan Aerospace Exploration Agency Combustor equipped with air flow rate distribution control mechanism using fluidic element
EP4411244A1 (en) * 2023-02-02 2024-08-07 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor with distributed air and fuel mixing
US12060997B1 (en) 2023-07-03 2024-08-13 Pratt & Whitney Canada Corp. Combustor with distributed air and fuel mixing

Also Published As

Publication number Publication date
JP4671556B2 (en) 2011-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5461816B2 (en) Method and system for operating a gas turbine engine
US20020043067A1 (en) Gas turbine combustion system and combustion control method therefor
JP5406460B2 (en) Method and system for enabling operation within a flame holding margin
CN110878947A (en) Gas turbine combustor
JP2007500815A (en) Recovered heat exchange gas turbine engine system and method employing catalytic combustion
US20050103023A1 (en) Ultra low Nox emissions combustions system for gas turbine engines
JPH04203808A (en) Method and apparatus for controlling gas turbine combustion device
JP2002333138A (en) Burner apparatus and gas turbine engine
US10539322B2 (en) Method for combusting a fuel, and combustion device
KR950006874B1 (en) Gas turbine apparatus with a tube-nested combustion chamber type combustor
JP2003056365A (en) Burner device and gas-turbine engine provided with this
JP4386195B2 (en) Low NOx combustor for two-fluid cycle and operation method thereof
JP2006144759A (en) Premixing combustor for gas turbine and its fuel supply control method
JP7307441B2 (en) combustor
JP3954566B2 (en) Combustor cycle air flow adjustment method
JP2004053144A (en) In-cylinder swirl combustor
JPH0115775B2 (en)
JP6740375B2 (en) A method for selective combustor control to reduce emissions.
JPH08261468A (en) Gas turbine combustor
JP4463220B2 (en) Exhaust reburning burner device
JPH08210640A (en) Gas turbine burner
JP4182414B2 (en) Combustion control method for steam injection gas turbine
JP3472424B2 (en) Gas turbine and method of operating gas turbine
JP2003130352A (en) LOW NOx COMBUSTOR FOR GAS TURBINE
JPH08303780A (en) Gas turbine combustor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080325

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100628

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100701

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100826

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110106

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110118

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140128

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees