JP2604933Y2 - ガスタービン用燃焼器 - Google Patents
ガスタービン用燃焼器Info
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- JP2604933Y2 JP2604933Y2 JP1991058716U JP5871691U JP2604933Y2 JP 2604933 Y2 JP2604933 Y2 JP 2604933Y2 JP 1991058716 U JP1991058716 U JP 1991058716U JP 5871691 U JP5871691 U JP 5871691U JP 2604933 Y2 JP2604933 Y2 JP 2604933Y2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本考案はガスタービン用燃焼器、
より詳しくは少なくとも二種以上の燃料を用いるととに
も窒素酸化物を低減させるようにしたガスタービン用燃
焼器に関するものである。
より詳しくは少なくとも二種以上の燃料を用いるととに
も窒素酸化物を低減させるようにしたガスタービン用燃
焼器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般、ガスタービンより発生する排気ガ
スの窒素酸化物(NOx)を低減する方法としては、
イ)燃焼過程でNOxの生成を抑制する方法と、ロ)排
煙脱硝装置により後処理する方法とがある。そして、前
者には、a)水もしくは蒸気噴射方式、b)希薄拡散燃
焼方式、c)予蒸発・予混合燃焼方式、d)二段燃焼方
式及びe)触媒燃焼方式などがある。
スの窒素酸化物(NOx)を低減する方法としては、
イ)燃焼過程でNOxの生成を抑制する方法と、ロ)排
煙脱硝装置により後処理する方法とがある。そして、前
者には、a)水もしくは蒸気噴射方式、b)希薄拡散燃
焼方式、c)予蒸発・予混合燃焼方式、d)二段燃焼方
式及びe)触媒燃焼方式などがある。
【0003】しかしながらかかる各種方式においては、
熱効率の低下やNOx低減率が低いものがあるなど、ま
た、火炎の安定性が悪かったり、機械的強度が低く信頼
性が低いなど実用上種々の問題がある。このような事情
で本考案者は燃焼器本体の内部に拡散燃焼領域と予混合
燃焼領域と主燃焼領域とを形成するような燃焼筒を収容
し、この燃焼筒の頂部にパイロット噴射弁を、またその
円周方向に等間隔に複数の予混合管を配置し、この予混
合管の排出口を前記予混合燃焼領域に向けて開口し、入
口側に燃料噴射ノズルを挿入したガスタービン用燃焼器
を提案している(特願平3−118603号)。
熱効率の低下やNOx低減率が低いものがあるなど、ま
た、火炎の安定性が悪かったり、機械的強度が低く信頼
性が低いなど実用上種々の問題がある。このような事情
で本考案者は燃焼器本体の内部に拡散燃焼領域と予混合
燃焼領域と主燃焼領域とを形成するような燃焼筒を収容
し、この燃焼筒の頂部にパイロット噴射弁を、またその
円周方向に等間隔に複数の予混合管を配置し、この予混
合管の排出口を前記予混合燃焼領域に向けて開口し、入
口側に燃料噴射ノズルを挿入したガスタービン用燃焼器
を提案している(特願平3−118603号)。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】ところで、前記したガ
スタービン用燃焼器においては、予混合器の入口側に挿
入された燃料噴射ノズルからA重油等の液体燃料を微細
粒化して噴射するものであり、燃料濃度分布の均一化に
よる低NOX燃焼は可能となるがDual Fuel を行なうこ
とができなかった。
スタービン用燃焼器においては、予混合器の入口側に挿
入された燃料噴射ノズルからA重油等の液体燃料を微細
粒化して噴射するものであり、燃料濃度分布の均一化に
よる低NOX燃焼は可能となるがDual Fuel を行なうこ
とができなかった。
【0005】本考案は、ガスタービンの同一エンジンに
おいて、液体燃料とガス体燃料の両方の燃料を効果的に
使用することができ、特に化学プラント等の運転条件に
対応して産出される液体燃料とガス体燃料を使用できる
ガスタービン燃焼器を提供するものである。本考案は、
従来の燃焼器を大きく改造することなく、液体燃料とガ
ス体燃料の2種類の燃料を使用することができ、これら
の燃料の濃度分布の均一化による低NOx燃焼が可能と
なるガスタービン用燃焼器を提供することを目的とする
ものである。
おいて、液体燃料とガス体燃料の両方の燃料を効果的に
使用することができ、特に化学プラント等の運転条件に
対応して産出される液体燃料とガス体燃料を使用できる
ガスタービン燃焼器を提供するものである。本考案は、
従来の燃焼器を大きく改造することなく、液体燃料とガ
ス体燃料の2種類の燃料を使用することができ、これら
の燃料の濃度分布の均一化による低NOx燃焼が可能と
なるガスタービン用燃焼器を提供することを目的とする
ものである。
【0006】前記目的を達成するための本考案に係るガ
スタービン用燃焼器は、燃焼室本体1の内部に燃焼筒2
を収容し、この燃焼筒2の頂部にパイロット噴射弁3を
設け、前記燃焼筒2は拡散燃焼領域Bと予混合気燃焼領
域Cと主燃焼領域Dとを形成するように構成し、前記燃
焼室本体1の円周方向に等間隔に複数の予混合気管6を
配置し、この予混合気管6の排出口6aを前記予混合気
燃焼領域Cに向けて開口した燃焼器において、前記予混
合気管6の内部中央部に燃料噴射ノズル7を延長してこ
の燃料噴射ノズル7と前記予混合気管6の内部との間に
円筒状の空気通路を形成し、前記燃料噴射ノズル7は、
第1の管8aと、この第1の管8aと同心状に外部に配
置された第2の管8bとで二重管構造に形成し、前記第
1の管8a先端に開口した第1の噴射口10aから液体
燃料である第1の燃料F1 を前記予混合気管6中に噴射
し、前記第2の管8bの側方に第2の噴射口10bを前
記予混合気管6の内面に向けて開口し、この第2の噴射
口10bから気体燃料である第2の燃焼F2 を、前記空
気通路内を流れる空気流に交差するように前記予混合気
管6の内壁に向けて噴射し、更に、前記第2の燃料F 2
と空気との混合によって形成された混合気中に、前記第
1の管8aの先端から噴射された第1の燃料F 1 を混合
して液体燃料を蒸発させた混合気を形成した後、前記予
混合気管6より予混合気燃焼領域C内に噴射するように
構成されている。
スタービン用燃焼器は、燃焼室本体1の内部に燃焼筒2
を収容し、この燃焼筒2の頂部にパイロット噴射弁3を
設け、前記燃焼筒2は拡散燃焼領域Bと予混合気燃焼領
域Cと主燃焼領域Dとを形成するように構成し、前記燃
焼室本体1の円周方向に等間隔に複数の予混合気管6を
配置し、この予混合気管6の排出口6aを前記予混合気
燃焼領域Cに向けて開口した燃焼器において、前記予混
合気管6の内部中央部に燃料噴射ノズル7を延長してこ
の燃料噴射ノズル7と前記予混合気管6の内部との間に
円筒状の空気通路を形成し、前記燃料噴射ノズル7は、
第1の管8aと、この第1の管8aと同心状に外部に配
置された第2の管8bとで二重管構造に形成し、前記第
1の管8a先端に開口した第1の噴射口10aから液体
燃料である第1の燃料F1 を前記予混合気管6中に噴射
し、前記第2の管8bの側方に第2の噴射口10bを前
記予混合気管6の内面に向けて開口し、この第2の噴射
口10bから気体燃料である第2の燃焼F2 を、前記空
気通路内を流れる空気流に交差するように前記予混合気
管6の内壁に向けて噴射し、更に、前記第2の燃料F 2
と空気との混合によって形成された混合気中に、前記第
1の管8aの先端から噴射された第1の燃料F 1 を混合
して液体燃料を蒸発させた混合気を形成した後、前記予
混合気管6より予混合気燃焼領域C内に噴射するように
構成されている。
【0007】前記のように構成された本考案に係るガス
タービン用燃焼器においては、予混合気管6内に設けた
燃料噴射ノズル7の先端から液体燃料である第1の燃料
F 1 を噴霧状に噴射し、更にこの燃料噴射ノズル7と予
混合気管6の内壁の間の円筒状の空気通路を流れる空気
流に交差するように前記燃料噴射ノズル7の周囲よりガ
ス体燃料である第2の燃料F 2 を噴射して混合し、更に
この混合気体の下流側において前記第1の燃料F 1 を混
合するようにしており、液体燃料は混合気体中に拡散さ
れて効果的に蒸発してガス状となる。 そして第1の燃料
F 1 と第2の燃料F 2 との混合されたガス状の燃料は、予
混合気管6の排出口6aより予混合気燃焼領域Cに供給
され、拡散燃焼領域Cの火焔によって均一に燃焼するの
で燃焼し易く、NOxを発生しないような低温燃焼が可
能となるである。
タービン用燃焼器においては、予混合気管6内に設けた
燃料噴射ノズル7の先端から液体燃料である第1の燃料
F 1 を噴霧状に噴射し、更にこの燃料噴射ノズル7と予
混合気管6の内壁の間の円筒状の空気通路を流れる空気
流に交差するように前記燃料噴射ノズル7の周囲よりガ
ス体燃料である第2の燃料F 2 を噴射して混合し、更に
この混合気体の下流側において前記第1の燃料F 1 を混
合するようにしており、液体燃料は混合気体中に拡散さ
れて効果的に蒸発してガス状となる。 そして第1の燃料
F 1 と第2の燃料F 2 との混合されたガス状の燃料は、予
混合気管6の排出口6aより予混合気燃焼領域Cに供給
され、拡散燃焼領域Cの火焔によって均一に燃焼するの
で燃焼し易く、NOxを発生しないような低温燃焼が可
能となるである。
【0008】
【実 施 例】以下、図1乃至図3に基づき、本考案に
よるガスタービン用燃焼器の一実施例を説明する。図1
はガスタービン用燃焼器の要部断面図、図2は図1のX
−X断面部、図3は図1のA部拡大断面図である。釣鐘
状の燃焼器本体1の中央部には、段付円筒形の燃焼筒2
が同心状に設けられており、燃焼器1の頂部中央には従
来のガスタービンに使用されている拡散型燃焼器並びに
パイロット噴射弁3およびスワラー4が設けられてい
る。燃焼筒2は、パイロット火炎を形成する部分、即ち
拡散燃焼領域Bを形成する小径部2aと、予混合気燃焼
領域Cを形成する中間円錐部2bと、主燃焼領域Dを形
成する大径部2cとより構成されている。
よるガスタービン用燃焼器の一実施例を説明する。図1
はガスタービン用燃焼器の要部断面図、図2は図1のX
−X断面部、図3は図1のA部拡大断面図である。釣鐘
状の燃焼器本体1の中央部には、段付円筒形の燃焼筒2
が同心状に設けられており、燃焼器1の頂部中央には従
来のガスタービンに使用されている拡散型燃焼器並びに
パイロット噴射弁3およびスワラー4が設けられてい
る。燃焼筒2は、パイロット火炎を形成する部分、即ち
拡散燃焼領域Bを形成する小径部2aと、予混合気燃焼
領域Cを形成する中間円錐部2bと、主燃焼領域Dを形
成する大径部2cとより構成されている。
【0009】燃焼筒2を構成する中間円錐部2bには予
混合気管6の一端が取付けられ、この予混合気管6は燃
焼器本体1の円周方向に等間隔を置いて複数配置される
とともにその排出口6aは予混合気燃焼領域Cに開口し
ている。そしてこの予混合気管6の入口側6bには、燃
料噴射ノズル7が挿入されている。燃料噴射ノズル7
は、図3にも示されるように第1の管8aと第2の管8
bとが同芯円に配置され、この第1の管8a内に形成さ
れた第1の通路9aと第2の管8bの内部と第1の管8
aの外部との間に形成された第2の通路9bとが同心状
に形成されている。そして第1の管8aの先端には予混
合気管6の長手方向に向けて燃料を噴射する第1の噴射
口10aが、また第2の管8bの側壁には予混合気管6
の内壁に向けて燃料を噴射する複数の第2の噴射口10
bが夫々設けられている。
混合気管6の一端が取付けられ、この予混合気管6は燃
焼器本体1の円周方向に等間隔を置いて複数配置される
とともにその排出口6aは予混合気燃焼領域Cに開口し
ている。そしてこの予混合気管6の入口側6bには、燃
料噴射ノズル7が挿入されている。燃料噴射ノズル7
は、図3にも示されるように第1の管8aと第2の管8
bとが同芯円に配置され、この第1の管8a内に形成さ
れた第1の通路9aと第2の管8bの内部と第1の管8
aの外部との間に形成された第2の通路9bとが同心状
に形成されている。そして第1の管8aの先端には予混
合気管6の長手方向に向けて燃料を噴射する第1の噴射
口10aが、また第2の管8bの側壁には予混合気管6
の内壁に向けて燃料を噴射する複数の第2の噴射口10
bが夫々設けられている。
【0010】第1の管路9aには入口9a'から例えばA
重油の如き液体燃料F1 が高圧(例えば100〜200
kg/cm2 )で供給され、一方、第2の管路9bには入口
9b'が、例えば水素やメタン等のガス等の燃料F2 が供
給される。この第1の管路9aに供給された燃料F1 は
第1の噴射口10aから、また第2の管路9bに供給さ
れた燃料F2 は第2の噴射口10bから夫々予混合気管
6内を流れる空気G中に噴射され、第2の管8bの先端
において燃料F2 が液体燃料F1 のミストを囲むように
噴射され、混合流G' となって、予混合気管6の排出口
6aから噴出して予混合気燃焼領域Dに供給されるよう
になっている。
重油の如き液体燃料F1 が高圧(例えば100〜200
kg/cm2 )で供給され、一方、第2の管路9bには入口
9b'が、例えば水素やメタン等のガス等の燃料F2 が供
給される。この第1の管路9aに供給された燃料F1 は
第1の噴射口10aから、また第2の管路9bに供給さ
れた燃料F2 は第2の噴射口10bから夫々予混合気管
6内を流れる空気G中に噴射され、第2の管8bの先端
において燃料F2 が液体燃料F1 のミストを囲むように
噴射され、混合流G' となって、予混合気管6の排出口
6aから噴出して予混合気燃焼領域Dに供給されるよう
になっている。
【0011】
【0012】
【考案の効果】本考案に係るガスタービン用燃焼器は前
記のように構成されているので、予混合気管6の中央部
に配置されている燃料噴射ノズル7の外側の第2の管8
bよりガス体燃料である第2の燃料F 2 が、この予混合
気管6と燃料噴射ノズル7との間の円筒状の空間を流れ
る燃焼用空気に交差する方向に噴射され、この噴射流に
よって空気が攪拌されながらガス状燃料と空気とが混合
される。 そしてこの攪拌混合された混合ガス流に向かっ
て、燃料噴射ノズル7の先端より液体燃料である第1の
燃料F 1 が噴射されるので、前記ガス体燃料である第2
の燃料F 2 と燃焼用空気と、更にこの第1の燃料F 1 と
が効果的に混合されながら予混合気管6中を流れるの
で、この第1の燃料F 1 は蒸発が促進されて混合拡散さ
れる。 そのため、液体燃料とガス体燃料とを併用しなが
ら燃焼させることができ、また、これらの燃料を燃焼用
空気中に効率よく拡散混合することができるので、良く
混合した混合ガスを予混合気燃焼領域C内に、燃焼筒2
の周囲より供給できるので、予混合気燃焼も効率よく行
うことができ、NOxの排出量が少ない燃焼を安定して
行うことができる。
記のように構成されているので、予混合気管6の中央部
に配置されている燃料噴射ノズル7の外側の第2の管8
bよりガス体燃料である第2の燃料F 2 が、この予混合
気管6と燃料噴射ノズル7との間の円筒状の空間を流れ
る燃焼用空気に交差する方向に噴射され、この噴射流に
よって空気が攪拌されながらガス状燃料と空気とが混合
される。 そしてこの攪拌混合された混合ガス流に向かっ
て、燃料噴射ノズル7の先端より液体燃料である第1の
燃料F 1 が噴射されるので、前記ガス体燃料である第2
の燃料F 2 と燃焼用空気と、更にこの第1の燃料F 1 と
が効果的に混合されながら予混合気管6中を流れるの
で、この第1の燃料F 1 は蒸発が促進されて混合拡散さ
れる。 そのため、液体燃料とガス体燃料とを併用しなが
ら燃焼させることができ、また、これらの燃料を燃焼用
空気中に効率よく拡散混合することができるので、良く
混合した混合ガスを予混合気燃焼領域C内に、燃焼筒2
の周囲より供給できるので、予混合気燃焼も効率よく行
うことができ、NOxの排出量が少ない燃焼を安定して
行うことができる。
【0013】従って、液体燃料とガス体燃料を用いた、
所謂Dual Fuel で低NOx燃焼が可能となるばかりでな
く、更に必要に応じて液体燃料とガス体燃料の切換えを
行うことができるので、経済的に燃料を選択して使用す
ることが可能であり、発電コストの低減が図れる。特
に、液体燃料を使用できることから、非常用発電との兼
用機としてもガスタービンを使用することができる。こ
れらの利点より、ガスタービンエンジンの市場を拡大す
ることができる。
所謂Dual Fuel で低NOx燃焼が可能となるばかりでな
く、更に必要に応じて液体燃料とガス体燃料の切換えを
行うことができるので、経済的に燃料を選択して使用す
ることが可能であり、発電コストの低減が図れる。特
に、液体燃料を使用できることから、非常用発電との兼
用機としてもガスタービンを使用することができる。こ
れらの利点より、ガスタービンエンジンの市場を拡大す
ることができる。
【図1】本考案の実施例に係るガスタービン用燃焼器の
一実施例のガスタービン用燃焼器の要部断面図である。
一実施例のガスタービン用燃焼器の要部断面図である。
【図2】図1のX−X断面図である。
【図3】図1のA部拡大図である。
1 燃焼器本体 2 燃焼筒 3 パイロット噴射弁 4 スワラー 6 予混合気管 7 燃料噴射ノズル 8a 第1の管 8b 第2の管 9a 第1の通路 9b 第2の通路 10a 第1の噴射口 10b 第2の噴射口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 嬉 一雄 岡山県玉野市玉3丁目1番1号 三井造 船株式会社玉野事業所内 (56)参考文献 特開 昭62−77520(JP,A) 特開 平1−310232(JP,A) 実公 昭42−17048(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F23R 3/36 F02C 7/232 F23C 11/00 309 F23R 3/28
Claims (1)
- 【請求項1】 燃焼室本体1の内部に燃焼筒2を収容
し、この燃焼筒2の頂部にパイロット噴射弁3を設け、
前記燃焼筒2は拡散燃焼領域Bと予混合気燃焼領域Cと
主燃焼領域Dとを形成するように構成し、前記燃焼室本
体1の円周方向に等間隔に複数の予混合気管6を配置
し、この予混合気管6の排出口6aを前記予混合気燃焼
領域Cに向けて開口した燃焼器において、 前記予混合気管6の内部中央部に燃料噴射ノズル7を延
長してこの燃料噴射ノズル7と前記予混合気管6の内部
との間に円筒状の空気通路を形成し、前記燃料噴射ノズ
ル7は、第1の管8aと、この第1の管8aと同心状に
外部に配置された第2の管8bとで二重管構造に形成
し、前記第1の管8a先端に開口した第1の噴射口10
aから液体燃料である第1の燃料F1 を前記予混合気管
6中に噴射し、前記第2の管8bの側方に第2の噴射口
10bを前記予混合気管6の内面に向けて開口し、この
第2の噴射口10bから気体燃料である第2の燃焼F2
を、前記空気通路内を流れる空気流に交差するように前
記予混合気管6の内壁に向けて噴射し、更に、前記第2
の燃料F 2 と空気との混合によって形成された混合気中
に、前記第1の管8aの先端から噴射された第1の燃料
F 1 を混合して液体燃料を蒸発させた混合気を形成した
後、前記予混合気管6より予混合気燃焼領域C内に噴射
するように構成したガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991058716U JP2604933Y2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | ガスタービン用燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991058716U JP2604933Y2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | ガスタービン用燃焼器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0517356U JPH0517356U (ja) | 1993-03-05 |
JP2604933Y2 true JP2604933Y2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=13092220
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1991058716U Expired - Fee Related JP2604933Y2 (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | ガスタービン用燃焼器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2604933Y2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010528206A (ja) * | 2007-05-24 | 2010-08-19 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | ガスタービン装置並びにその制御方法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5791137A (en) * | 1995-11-13 | 1998-08-11 | United Technologies Corporation | Radial inflow dual fuel injector |
JP7291090B2 (ja) * | 2020-02-14 | 2023-06-14 | 株式会社豊田中央研究所 | ガスタービンの燃焼器 |
GB2602936B (en) * | 2022-04-20 | 2023-02-15 | Derwent Tech Ltd | Propulsion system |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4217048Y1 (ja) * | 1965-09-01 | 1967-10-02 | ||
FR2570394B1 (fr) * | 1984-09-14 | 1986-12-05 | Labo Electronique Physique | Procede de realisation d'un monocristal d'arseniure de gallium et d'indium |
JPH0745935B2 (ja) * | 1985-09-30 | 1995-05-17 | 株式会社日立製作所 | 低NOxガスタ−ビン燃焼器 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP1991058716U patent/JP2604933Y2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010528206A (ja) * | 2007-05-24 | 2010-08-19 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | ガスタービン装置並びにその制御方法 |
US8689560B2 (en) | 2007-05-24 | 2014-04-08 | Siemens Aktiengesellschaft | Gas turbo set and method for controlling a gas turbo set |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0517356U (ja) | 1993-03-05 |
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