JP2006078127A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明によるガスタービン燃焼器は,パイロットバーナ1と,パイロットバーナ1の周囲に,半径方向外側に設けられている複数のメインバーナ2とを備えている。メインバーナ2のそれぞれは,その下流側の端に設けられた延長管24Aを含む。延長管24Aの出口は,前記半径方向に平行な半径方向エッジ31,32を有するような形状に形成されている。
【選択図】 図8
Description
より具体的には,本発明の一の目的は,予混合気の流れの速度が遅い低速領域が発生することを防止し,これによってフラッシュバックの発生を防止することにある。
本発明の他の目的は,バーナ外筒と延長管との間に設けられるスペーサの下流側でのウェイクの発生を防止し,これによってフラッシュバックの発生を防止することにある。
本発明の更に他の目的は,メインノズルの先端の下流側におけるスワール流れの渦心に起因するフラッシュバックの発生を防止することにある。
L/g>2,
を満足させるように位置していることが好ましい。
本発明によるガスタービン燃焼器の実施の第1形態では,図8に示されているように,出口の形状が,楕円形ではなく,概略的に矩形である延長管24Aが使用されることによって,図6に示されている低速領域26の発生が防止される。詳細には,延長管24Aの出口は,燃焼器の半径方向に延伸する半径方向エッジ31,32と,半径方向エッジ31,32を連結する周方向エッジ33,34とを有している。周方向エッジ33,34は,曲がっている,より具体的には,同心円の一部であることが可能であり,また,両方が真っ直ぐであることも可能である。
実施の第2形態では,メインバーナ2のバーナ外筒21と延長管24とを離間するスペーサ25の下流で発生するウェイク(図7参照)に起因するフラッシュバックを抑制するための技術が提供される。
L/g>2, ・・・(1)
を満足するように位置することが好適である。ここでgは,先端部21bと延長管24との隙間の半径方向の幅であり,Lは,開口24dのうち最も下流に位置する開口の下流側の端から,先端部21bの先端までの,延長管24に沿った方向の距離である。開口24dを式(1)を満足させる位置に設けることは,膜冷却のための空気を充分に開口24dを介して取り入れるために有効である。
実施の第3形態では,メインノズルの先端の下流側にスワール流れ(即ち,予混合気の流れ)の渦心が発生することに起因するフラッシュバックを抑制するための技術が提供される。
2:メインバーナ
2a:空気
3:燃焼器内筒
4:基板
5:パイロットバーナ支持穴
6:メインバーナ支持穴
7:スイープ空気孔
11:バーナ外筒
12:パイロットスワラ
13:パイロットノズル
14:パイロットコーン
21:バーナ外筒
21a:外筒本体
21b,21c:先端部
22:メインスワラ
23:メインノズル
23a:ノズル竿
23b:ノズル翼
23c:燃料
24,24A,24B,24C:延長管
24a:流れ
24b:渦心
24c:長軸
24d:開口
24e:ガイド
24f:対向部分
24g:接合部分
25,25A,25B,25C:スペーサ
25a:ウェイク
26:低速領域
31,32:半径方向エッジ
33,34:周方向エッジ
35:角部
36:スイープ空気孔
37,38:破線
39:領域
40:矢印
41:孔
51:渦心阻害構造体
52:サポート板
53:先細構造体
54:サポート
55a:中間絞り
55b:拡大部
56:メインノズル
56a:ノズル竿
56b:ノズル翼
56c:垂直部分
56d:平行部分
56e:ノズル孔
57:ノズル翼
57a:ノズル孔
Claims (26)
- パイロットバーナと,
前記パイロットバーナの周囲に,半径方向外側に設けられている複数のメインバーナ
とを備え,
前記メインバーナのそれぞれは,その下流側の端に設けられた延長管を含み,
前記延長管の出口は,前記半径方向に平行な半径方向エッジを有するような形状に形成されている
ガスタービン燃焼器。 - 請求項1に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記延長管の前記出口は,前記半径方向エッジを2つ有し,且つ,前記半径方向エッジを連結する周方向エッジを有するような形状を有している
ガスタービン燃焼器。 - 請求項2に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記延長管の前記出口は,前記半径方向エッジと前記周方向エッジとを接続する角部が丸められた形状を有している
ガスタービン燃焼器。 - 請求項2に記載のガスタービン燃焼器であって,
更に,前記パイロットバーナと前記メインバーナとを支持する基板を備え,
前記延長管は,前記基板に対して下流側に位置し,
前記基板は,下流側にスイープ空気を流通させる開口を有しており,
前記基板の前記延長管の間の位置に対応する領域における前記開口の開口率は,他の領域における前記開口の開口率よりも大きい
ガスタービン燃焼器。 - 請求項4に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記基板の,隣接する前記延長管の間であり,且つ,前記延長管よりも半径方向内側の位置に対応する領域における前記開口の開口率は,他の領域における前記開口の開口率よりも大きい
ガスタービン燃焼器。 - パイロットバーナと,
前記パイロットバーナの周囲に,半径方向外側に設けられている複数のメインバーナ
と,
前記パイロットバーナと前記メインバーナとを支持する基板
とを備え,
前記メインバーナは,
下流側の端に設けられた延長管と,
予混合気を旋回させて前記延長管に供給するメインスワラ
とを含み,
前記延長管は,前記基板に対して下流側に位置し,
前記基板は,下流側にスイープ空気を流通させる開口を有しており,
前記開口は,前記スイープ空気が前記予混合気の旋回の方向と同一の方向に旋回するように形成されている
ガスタービン燃焼器。 - パイロットバーナと,
前記パイロットバーナの周囲に,半径方向外側に設けられている複数のメインバーナ
とを備え,
前記メインバーナのそれぞれは,その下流側の端に設けられた延長管を含み,
前記延長管の出口は,長手方向に長い形状を有し,
前記長手方向は,前記半径方向に対して斜めに向けられている
ガスタービン燃焼器。 - 請求項7に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記延長管の前記出口は,前記長手方向に平行な長軸を有する楕円形であり,
前記長軸は,前記半径方向と90°でない角をなす
ガスタービン燃焼器。 - 予混合燃焼を行うバーナを備え,
前記バーナは,
燃料を空気に噴射するノズルと,前記燃料と前記空気とを含む予混合気を旋回させるスワラとを収容するバーナ外筒と,
前記バーナ外筒の下流側の端に,前記バーナ外筒の外側に位置するように挿入された延長管と,
前記バーナ外筒の外側に,前記バーナ外筒と前記延長管との間に設けられ,且つ,互いに離間された複数のスペーサを備え,
前記スペーサは,下流側に先細な形状を有している
ガスタービン燃焼器。 - 予混合燃焼を行うバーナを備え,
前記バーナは,
燃料を空気に噴射するノズルと,前記燃料と前記空気とを含む予混合気を旋回させるスワラとを収容するバーナ外筒と,
前記バーナ外筒の下流側の端に,前記バーナ外筒の外側に位置するように挿入された延長管と,
前記バーナ外筒の外周側で,且つ,前記バーナ外筒と前記延長管との間に設けられ,且つ,互いに離間された複数のスペーサを備え,
前記スペーサは,下流側に向かって先細な形状を有している
ガスタービン燃焼器。 - 予混合燃焼を行うバーナを備え,
前記バーナは,
燃料を空気に噴射するノズルと,前記燃料と前記空気とを含む予混合気を旋回させるスワラとを収容するバーナ外筒と,
前記バーナ外筒の下流側の端に,前記バーナ外筒の外側に位置するように挿入された延長管と,
前記バーナ外筒の外側に,且つ,前記バーナ外筒と前記延長管との間に設けられたスペーサを備え,
前記スペーサは,下流側に向かって先広である開口を有している
ガスタービン燃焼器。 - 予混合燃焼を行うバーナを備え,
前記バーナは,
燃料を空気に噴射するノズルと,前記燃料と前記空気とを含む予混合気を旋回させるスワラとを収容するバーナ外筒と,
前記バーナ外筒の下流側の端に,前記バーナ外筒の外側に位置するように挿入された延長管と,
前記バーナ外筒の外側に,且つ,前記バーナ外筒と前記延長管との間に設けられたスペーサを備え,
前記スペーサは,多孔質体で形成されている
ガスタービン燃焼器。 - 請求項11又は請求項12に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記スペーサは,リング状であり,前記バーナ外筒を取り囲むように前記バーナ外筒の外側に接続されている
ガスタービン燃焼器。 - 予混合燃焼を行うバーナを備え,
前記バーナは,
燃料を空気に噴射するノズルと,前記燃料と前記空気とを含む気流を旋回させて予混合気を生成するスワラとを収容するバーナ外筒と,
前記バーナ外筒の下流側に,前記バーナ外筒の外側に位置するように挿入された延長管
とを含み,
前記バーナ外筒は,
外筒本体と,
前記外筒本体の下流側の端に設けられた,前記外筒本体よりも径が細い先端部
とを具備し,
前記延長管は,前記外筒本体に接触し,且つ,前記外筒本体の下流側において前記先端部に対向するように前記バーナ外筒に挿入され,且つ,前記先端部に対向する位置に開口を有している
ガスタービン燃焼器。 - 請求項14に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記開口は,前記先端部と前記延長管との隙間の半径方向の幅gと,前記開口の下流側の端から前記先端部の下流側の端までの,前記延長管に沿った方向の距離Lとを用いて記述される下記式:
L/g>2,
を満足させるように位置している
ガスタービン燃焼器。 - 請求項14に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記バーナは,更に,前記延長管の外側に設けられ,空気を前記開口に導入するガイドを含む
ガスタービン燃焼器。 - 請求項16に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記ガイドは,
前記開口の下流側において前記延長管に接続される接続部分と,
前記接続部分から上流側に延伸し,且つ,前記開口に対向するように位置する対向部分
とを具備する
ガスタービン燃焼器。 - 予混合燃焼を行うバーナを備え,
前記バーナは,
燃料を空気に噴射するノズルと,
前記燃料と前記空気とを含む予混合気を旋回させるスワラと,
前記ノズルと前記スワラとを収容するバーナ外筒と,
前記バーナ外筒の下流側の先端に接続された延長管と,
前記延長管の出口から前記スワラに到達し,且つ,前記バーナ外筒及び前記延長管の内表面から離れて位置している構造体
とを含む
ガスタービン燃焼器。 - 請求項18に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記ノズルは,
ノズル竿と,
前記ノズル竿の側面に接続され,前記燃料を噴射するノズル孔が設けられたノズル翼
とを具備し,
前記ノズル竿の下流側の先端は,前記構造体に近接して位置している
ガスタービン燃焼器。 - 請求項18に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記バーナは,更に,前記構造体と前記延長管との間に介設され,前記構造体を支持する支持部材を含む
ガスタービン燃焼器。 - 請求項20に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記支持部材は,サポート板を具備し,
前記サポート板は,旋回する前記予混合気の流れに平行に設けられた
ガスタービン燃焼器。 - 予混合燃焼を行うバーナを備え,
前記バーナは,
燃料を空気に噴射するノズルと,
前記燃料と前記空気とを含む予混合気を旋回させるスワラと,
前記ノズルと前記スワラとを収容するバーナ外筒と,
前記バーナ外筒の下流側の先端に接続された延長管と,
前記延長管の出口から上流側に向かって延伸し,且つ,上流側に向かって先細である先細構造体
とを含む
ガスタービン燃焼器。 - 予混合燃焼を行うバーナを備え,
前記バーナは,
燃料を空気に噴射するノズルと,
前記燃料と前記空気とを含む予混合気を旋回させるスワラと,
前記ノズルと前記スワラとを収容するバーナ外筒と,
前記バーナ外筒の下流側の先端に接続された延長管と,
とを含み,
前記延長管には,前記バーナ外筒と前記延長管の出口との間に位置する中間絞りが設けられている
ガスタービン燃焼器。 - 請求項23に記載のガスタービン燃焼器であって,
前記延長管は,前記中間絞りの下流側に位置する拡大部を有し,
前記バーナは,前記拡大部の内表面に沿ってフィルム空気を流すフィルム空気供給手段を備えている
ガスタービン燃焼器。 - 予混合燃焼を行うバーナを備え,
前記バーナは,
燃料を空気に噴射するノズルと,
前記燃料と前記空気とを含む予混合気を旋回させるスワラ
とを含み,
前記ノズルは,
ノズル竿と,
前記ノズル竿の側面に接続され,前記燃料を噴出するノズル孔を有するノズル翼
とを具備し,
前記ノズル翼は,
前記ノズル竿に接続され,且つ,前記ノズル竿が延伸する方向に垂直な方向に延伸する垂直部分と,
前記垂直部分から,前記ノズル竿に平行な方向に延伸する平行部分
とを備え,
前記ノズル孔は,前記平行部分に形成され,
前記ノズル竿の下流側の端は,前記平行部分の下流側の端よりも,上流側に位置している
ガスタービン燃焼器。 - 予混合燃焼を行うバーナを備え,
前記バーナは,
バーナ外筒と,
前記バーナ外筒の内面に接続され,燃料を空気に噴出するノズル孔を有するノズル翼と,
前記バーナ外筒の内部に,前記ノズル翼の下流側に設けられ,前記燃料と前記空気とを含む予混合気を旋回させるスワラ
とを含む
ガスタービン燃焼器。
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