JP3337427B2 - ガスタービン用燃焼器 - Google Patents

ガスタービン用燃焼器

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン用燃焼
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン用燃焼器は、周知のよう
に、ノズル体を囲むように形成されたスワール流路から
吹き出されるスワール空気にノズル体の噴孔から噴出し
た燃料を混合せしめるように形成されている。特に、パ
イロット燃焼器のように、ノズル体が先端に壁面を有す
る円柱状に形成されていて噴孔が先端の壁面の中央部に
配置されている場合には、ノズル体の外表面に沿って流
れてきたスワール空気はノズル体の先端の壁面の外縁で
剥離して循環渦を発生し、噴孔から噴射された燃料がこ
の循環渦に巻き込まれて滞留して燃焼しスモークが発生
しやすいという問題がある（図２参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
み、ノズル体の周囲にスワール流路を形成し、スワール
流路から吹き出されるスワール空気に、ノズル体の先端
の壁面の中央部の噴孔から噴射される燃料を混合して成
るガスタービン用燃焼器において、噴孔から噴射された
燃料を滞留することなく燃焼せしめてスモークの発生を
防止することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、ノズル体の周囲にスワール流路を形成し、スワ
ール流路から吹き出されるスワール空気に、ノズル体の
先端の壁面の中央部の噴孔から噴射される燃料を混合し
て成るガスタービン用燃焼器であって、ノズル体の噴孔
から下流側に向かって略円錐状に広がるノズルキャップ
を具備し、ノズル体の先端の壁面に沿ってノズルキャッ
プの上流側端部に噴孔に向けて冷却空気を導入する通路
が設けられ、導入された冷却空気のノズルキャップに沿
う流れによりノズルキャップを冷却することを特徴とす
るガスタービン用燃焼器が提供される。この様に形成さ
れたガスタービン用燃焼器では、ノズル体の噴孔から噴
射された燃料はノズルキャップに沿って流れ滞留するこ
となく燃焼せしめられ、またノズルキャップの冷却もお
こなわれる。
【０００５】
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図１はガスタービン内に配設されて
いる本発明の燃焼器の構成を示す図であって、いわゆ
る、予混合されたメイン混合気を着火せしめる火種とな
るパイロット火炎を形成するための燃焼室である。
【０００７】ノズル体１は略円柱状の外形を有し先端面
２の中央部分に設けられた噴孔３（位置のみ示す）から
燃料を噴射する。ノズル体１の外周面４の外側には筒状
隔壁５が離間配置されノズル体１との間に第１副空気通
路６を形成している。筒状隔壁５の外側にはスワラ７を
介して外側筒体８が配設されていて、筒状隔壁５と外側
筒体８の間にスワール流路９が形成されている。図示し
ない上流側でスワール流路９に導入された空気はスワラ
７を通過して旋回力を有するスワール流とされＳで示さ
れる様に流れる。第１副空気通路６にも図示しない上流
側から空気が導入される。
【０００８】ノズル体１の後方の下流側にはノズルキャ
ップ１０が配設されていて、ノズルキャップ１０は外面
部分１１と内面部分１２とを有し、外面部分１１と内面
部分１２は上流側では後端面１３を介してつながり、下
流側では先端縁１４を境にしてつながっている。ノズル
キャップ１０の外面部分１１と筒状隔壁５の外表面は面
一にされ、ノズルキャップ１０の外面部分１１の前端１
５は筒状隔壁５の先端と結合されているが、ノズルキャ
ップ１０の後端面１３とノズル体１の先端面２との間に
は隙間が確保され環状の第２副空気通路１６が形成され
ている。この第２副空気通路１６は半径方向外側におい
て第１副空気通路６と連通している。
【０００９】ノズルキャップ１０の内面部分１２は下流
側にいくにつれて径が大きくなる円錐状の面とされてい
て、ノズル体１の噴孔３から噴射された燃料の噴流の円
柱状の外面に沿った燃料噴流ガイド１７を画成してい
る。燃料噴流ガイド１７は内面部分１２の後端縁１８で
画成される入口１９と、先端縁１４で画定される出口２
０を有する。ノズル体１の先端面２のノズル３から噴射
された燃料は、噴射通路１８内において破線の矢印Ｆで
示す方向に、ノズルキャップ１０の内面１２にそって進
み滞留することなく滑らかにスワール流Ｓに混入して燃
焼する。その結果、スモークの発生が防止される。
【００１０】一方、第１副空気通路６に図示しない上流
側で導入された空気は、実線の矢印Ｃで示される様に第
１副空気通路６と第２副空気通路１６を通って、燃料噴
流ガイド１７の入口１９に達し、そこからはノズルキャ
ップ１０の内面部分１２に沿って流れスワール流Ｓに合
流する。この空気は、ノズルキャップ１０の内面部分１
２を冷却するので冷却空気と呼ばれるが、冷却だけでは
なく、さらに、ノズル体１の先端面２のノズル３から噴
射された燃料が内面部分１２に付着し、そこで壁面着火
するのを防止する。
【００１１】一方、図２は従来技術のノズルキャップ１
０を有さないガスタービン用燃焼器の構成と、その場合
の燃料の流れを示す図であって、ノズル体１の後方に循
環渦Ｖが発生し、そこに燃料の一部が巻き込まれて滞留
し、スモークが発生するのである。
【００１２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明は、ノズル体の周
囲にスワール流路を形成し、スワール流路から吹き出さ
れるスワール空気に、ノズル体の先端の壁面の中央部の
噴孔から噴射される燃料を混合して成るガスタービン用
燃焼器であるが、ノズル体の噴孔から下流側に向かって
略円錐状に広がるノズルキャップを具備し、ノズル体の
先端の壁面に沿ってノズルキャップの上流側端部に噴孔
に向けて冷却空気を導入する通路が設けられ、導入され
た冷却空気のノズルキャップに沿う流れによりノズルキ
ャップが冷却するようにされている。したがって、ノズ
ル噴孔から噴射された燃料が滞留することなく燃焼せし
められスモークの発生が防止され、また、ノズルキャッ
プが冷却されるので燃料噴霧がノズルキャップに付着す
るのも防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガスタービン用燃焼器の実施の形
態の構造を示す図である。
【図２】ノズルキャップを有さない従来技術の燃焼器に
おける様子を示す図である。
【符号の説明】
１…ノズル体 ３…噴孔 ５…筒状隔壁 ６…第１副空気通路 ７…スワラ ８…外側筒体 ９…スワール流路 １０…ノズルキャップ １１…外面部 １２…内面部 １６…第２副空気通路 １７…燃料噴流ガイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 幸一 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂製作所内 (72)発明者 赤松 真児 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社 高砂製作所内 (72)発明者 鴨川 正博 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目８番19号 高菱エンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−182530（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−65750（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭45−41522（ＪＰ，Ｂ１) 米国特許3937011（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23R F23D

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ノズル体の周囲にスワール流路を形成
    し、スワール流路から吹き出されるスワール空気に、ノ
    ズル体の先端の壁面の中央部の噴孔から噴射される燃料
    を混合して成るガスタービン用燃焼器であって、 ノズル体の噴孔から下流側に向かって略円錐状に広がる
    ノズルキャップを具備し、ノズル体の先端の壁面に沿っ
    てノズルキャップの上流側端部に噴孔に向けて冷却空気
    を導入する通路を設け、導入された冷却空気のノズルキ
    ャップに沿う流れによりノズルキャップを冷却すること
    を特徴とするガスタービン用燃焼器。
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6895756B2 (en) * 2002-09-13 2005-05-24 The Boeing Company Compact swirl augmented afterburners for gas turbine engines
US6820411B2 (en) 2002-09-13 2004-11-23 The Boeing Company Compact, lightweight high-performance lift thruster incorporating swirl-augmented oxidizer/fuel injection, mixing and combustion
US6968695B2 (en) * 2002-09-13 2005-11-29 The Boeing Company Compact lightweight ramjet engines incorporating swirl augmented combustion with improved performance
US6907724B2 (en) * 2002-09-13 2005-06-21 The Boeing Company Combined cycle engines incorporating swirl augmented combustion for reduced volume and weight and improved performance
JP2005121322A (ja) * 2003-10-17 2005-05-12 Takashi Komatsu 火炎放射バーナ及び高温処理炉
US8266911B2 (en) * 2005-11-14 2012-09-18 General Electric Company Premixing device for low emission combustion process
US20080128547A1 (en) * 2006-12-05 2008-06-05 Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. Two-stage hypersonic vehicle featuring advanced swirl combustion
US7762077B2 (en) * 2006-12-05 2010-07-27 Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. Single-stage hypersonic vehicle featuring advanced swirl combustion
US7762058B2 (en) * 2007-04-17 2010-07-27 Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. Ultra-compact, high performance aerovortical rocket thruster
US7690192B2 (en) * 2007-04-17 2010-04-06 Pratt & Whitney Rocketdyne, Inc. Compact, high performance swirl combustion rocket engine
US7874157B2 (en) * 2008-06-05 2011-01-25 General Electric Company Coanda pilot nozzle for low emission combustors
US8161750B2 (en) * 2009-01-16 2012-04-24 General Electric Company Fuel nozzle for a turbomachine
US9429074B2 (en) * 2009-07-10 2016-08-30 Rolls-Royce Plc Aerodynamic swept vanes for fuel injectors
JP6012407B2 (ja) * 2012-10-31 2016-10-25 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器及びガスタービン
US9534788B2 (en) * 2014-04-03 2017-01-03 General Electric Company Air fuel premixer for low emissions gas turbine combustor
JP6413196B2 (ja) * 2014-09-22 2018-10-31 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器、及びこれを備えているガスタービン
US9863638B2 (en) * 2015-04-01 2018-01-09 Delavan Inc. Air shrouds with improved air wiping
DE102017101167A1 (de) 2017-01-23 2018-07-26 Man Diesel & Turbo Se Brennkammer einer Gasturbine, Gasturbine und Verfahren zum Betreiben derselben

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2483951A (en) 1944-12-13 1949-10-04 Lucas Ltd Joseph Liquid fuel nozzle
US3638865A (en) 1970-08-31 1972-02-01 Gen Electric Fuel spray nozzle
GB1377184A (en) 1971-02-02 1974-12-11 Secr Defence Gas turbine engine combustion apparatus
GB1421399A (en) 1972-11-13 1976-01-14 Snecma Fuel injectors
US4170108A (en) 1975-04-25 1979-10-09 Rolls-Royce Limited Fuel injectors for gas turbine engines
JPH0228923U (ja) 1988-08-04 1990-02-23
IT1263683B (it) 1992-08-21 1996-08-27 Westinghouse Electric Corp Complesso di ugello per combustibile per una turbina a gas
US5303554A (en) 1992-11-27 1994-04-19 Solar Turbines Incorporated Low NOx injector with central air swirling and angled fuel inlets
JPH0665750U (ja) 1993-01-12 1994-09-16 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器のパイロットノズル
JPH102558A (ja) * 1996-06-14 1998-01-06 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器用燃料ノズル

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