JP3454372B2 - クローズドサイクルガスタービンの燃焼方法及び装置 - Google Patents
クローズドサイクルガスタービンの燃焼方法及び装置Info
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- JP3454372B2 JP3454372B2 JP01203494A JP1203494A JP3454372B2 JP 3454372 B2 JP3454372 B2 JP 3454372B2 JP 01203494 A JP01203494 A JP 01203494A JP 1203494 A JP1203494 A JP 1203494A JP 3454372 B2 JP3454372 B2 JP 3454372B2
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- F01K21/04—Steam engine plants not otherwise provided for using mixtures of steam and gas; Plants generating or heating steam by bringing water or steam into direct contact with hot gas
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は燃料と作動流体、酸化剤
と作動流体を予め混合した後、燃焼するクローズドサイ
クルガスタービンの燃焼方法および装置に関する。
と作動流体を予め混合した後、燃焼するクローズドサイ
クルガスタービンの燃焼方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】炭化水素の燃料と空気を混合して燃焼
し、燃焼ガスでタービンを回転すると共に同軸に設けら
れた圧縮機で空気を圧縮して燃焼室に供給するオープサ
イクルガスタービンが一般に用いられている。炭化水素
系燃料を用いたオープンサイクルガスタービンの場合排
気ガスによる公害発生の恐れがあるので、最近燃料に水
素ガスを用い、排気ガスとして無公害の水蒸気を排出す
るガスタービンの研究が進められている。
し、燃焼ガスでタービンを回転すると共に同軸に設けら
れた圧縮機で空気を圧縮して燃焼室に供給するオープサ
イクルガスタービンが一般に用いられている。炭化水素
系燃料を用いたオープンサイクルガスタービンの場合排
気ガスによる公害発生の恐れがあるので、最近燃料に水
素ガスを用い、排気ガスとして無公害の水蒸気を排出す
るガスタービンの研究が進められている。
【０００３】図４はこのような水素ガスを燃料とし、酸
化剤を酸素ガスとし、作動流体を水蒸気としたクローズ
ドサイクルガスタービンの構成図である。燃焼器１には
水素ガスと酸素ガスが２対１の体積比で供給されると共
に作動流体として水蒸気が供給される。水素ガスＨ2 と
酸素ガスＯ2 は燃焼すると水蒸気Ｈ2 Ｏとなり、作動流
体と同じとなる。水素ガスは液体水素タンク１１の液体
水素を蒸発器１２で蒸発し、圧縮機１３で加圧して燃料
流量制御弁１４より供給され、酸素ガスは空気分離液化
装置１７で空気より分離して液化した酸素を蒸発器１８
で蒸発し、圧縮機１９で加圧して酸化剤流量制御弁２０
より供給される。燃焼によって発生する高温の水蒸気に
よって作動水蒸気を所定の温度に加熱し、この水蒸気に
より高圧タービン２および低圧タービン３を駆動し、発
電機４を回転して発電する。
化剤を酸素ガスとし、作動流体を水蒸気としたクローズ
ドサイクルガスタービンの構成図である。燃焼器１には
水素ガスと酸素ガスが２対１の体積比で供給されると共
に作動流体として水蒸気が供給される。水素ガスＨ2 と
酸素ガスＯ2 は燃焼すると水蒸気Ｈ2 Ｏとなり、作動流
体と同じとなる。水素ガスは液体水素タンク１１の液体
水素を蒸発器１２で蒸発し、圧縮機１３で加圧して燃料
流量制御弁１４より供給され、酸素ガスは空気分離液化
装置１７で空気より分離して液化した酸素を蒸発器１８
で蒸発し、圧縮機１９で加圧して酸化剤流量制御弁２０
より供給される。燃焼によって発生する高温の水蒸気に
よって作動水蒸気を所定の温度に加熱し、この水蒸気に
より高圧タービン２および低圧タービン３を駆動し、発
電機４を回転して発電する。
【０００４】低圧タービン３を出た水蒸気は復水器５で
凝縮して水となり復水排水ポンプ６で排水され、その一
部は放出制御弁７から放出され、残りは加圧ポンプ８に
より加圧され、低圧タービン３の排気水蒸気により加熱
される再生熱交換器９で水蒸気となり作動水蒸気として
作動流体ライン１０により燃焼器１へ戻る。放出制御弁
７より放出される水の量はタービンに供給する水蒸気の
量と供給される水素ガス、酸素ガスの流量によって決ま
り、タービンに供給される水蒸量を一定とするならば供
給された水素ガスと酸素ガスにより水蒸気となった量と
なる。
凝縮して水となり復水排水ポンプ６で排水され、その一
部は放出制御弁７から放出され、残りは加圧ポンプ８に
より加圧され、低圧タービン３の排気水蒸気により加熱
される再生熱交換器９で水蒸気となり作動水蒸気として
作動流体ライン１０により燃焼器１へ戻る。放出制御弁
７より放出される水の量はタービンに供給する水蒸気の
量と供給される水素ガス、酸素ガスの流量によって決ま
り、タービンに供給される水蒸量を一定とするならば供
給された水素ガスと酸素ガスにより水蒸気となった量と
なる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】燃焼器内で水素ガスと
酸素ガスが燃焼して水蒸気になるためには、体積比で水
素ガス２と酸素ガス１が反応しなくてはならない。水素
ガスと酸素ガスは重量比で２対３２と大きく異なるため
両者が均一に混合しない場合が多く、このような状態と
なると、反応しない水素ガスや酸素ガスが発生し燃焼効
率が低下する。また水素と酸素は反応が進行しやすいた
め、高温となり、燃焼器の耐久性が劣化する。また、酸
素と水素の反応を制御することが困難となり、エンジン
の負荷に対応したエンジン制御が困難となる。
酸素ガスが燃焼して水蒸気になるためには、体積比で水
素ガス２と酸素ガス１が反応しなくてはならない。水素
ガスと酸素ガスは重量比で２対３２と大きく異なるため
両者が均一に混合しない場合が多く、このような状態と
なると、反応しない水素ガスや酸素ガスが発生し燃焼効
率が低下する。また水素と酸素は反応が進行しやすいた
め、高温となり、燃焼器の耐久性が劣化する。また、酸
素と水素の反応を制御することが困難となり、エンジン
の負荷に対応したエンジン制御が困難となる。
【０００６】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、作動流体と燃料、作動流体と酸化剤を予め混合し
た後燃焼器に供給して燃焼させることにより密度の大き
く異なる燃料と酸化剤の反応が適切に行われるように
し、またエンジンの負荷に対応したエンジン制御を容易
にするクローズドサイクルガスタービンの燃焼方法およ
び装置を提供することを目的とする。
ので、作動流体と燃料、作動流体と酸化剤を予め混合し
た後燃焼器に供給して燃焼させることにより密度の大き
く異なる燃料と酸化剤の反応が適切に行われるように
し、またエンジンの負荷に対応したエンジン制御を容易
にするクローズドサイクルガスタービンの燃焼方法およ
び装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、燃焼器に作動流体、燃料、酸化剤を供給して燃焼さ
せ、燃焼ガスによりタービンを回転し、排出したガスか
ら一部を除去し残りを作動流体として循環するクローズ
ドサイクルガスタービンの燃焼方法において、作動流体
の一部と燃料とを混合すると共に作動流体の一部と酸化
剤とを混合し、作動流体の残りと共に燃焼器で燃焼する
ようにしたものである。
め、燃焼器に作動流体、燃料、酸化剤を供給して燃焼さ
せ、燃焼ガスによりタービンを回転し、排出したガスか
ら一部を除去し残りを作動流体として循環するクローズ
ドサイクルガスタービンの燃焼方法において、作動流体
の一部と燃料とを混合すると共に作動流体の一部と酸化
剤とを混合し、作動流体の残りと共に燃焼器で燃焼する
ようにしたものである。
【０００８】
【０００９】また、作動流体と燃料を混合した燃料混合
体、作動流体と酸化剤を混合した酸化剤混合体の少なく
とも一方の流量を、燃料と酸化剤とを燃焼反応に必要な
比率に保った状態で調整するようにしたものである。
体、作動流体と酸化剤を混合した酸化剤混合体の少なく
とも一方の流量を、燃料と酸化剤とを燃焼反応に必要な
比率に保った状態で調整するようにしたものである。
【００１０】また、作動流体と燃料の混合比、作動流体
と酸化剤の混合比の少なくとも一方を燃料と酸化剤とを
燃焼反応に必要な比率に保持した状態で、調整するよう
にしたものである。
と酸化剤の混合比の少なくとも一方を燃料と酸化剤とを
燃焼反応に必要な比率に保持した状態で、調整するよう
にしたものである。
【００１１】
【００１２】
【００１３】また、燃焼器に作動流体、燃料、酸化剤を
供給して燃焼させ発生した燃焼ガスによりタービンを回
転し、排出したガスから一部を除去し残りを作動流体と
して作動流体ラインにより前記燃焼室に供給するクロー
ズドサイクルガスタービンの燃焼装置において、燃料供
給装置から燃料流量制御弁を介して供給される燃料と作
動流体ラインから第１流量制御弁を介して供給される作
動流体とを混合する燃料混合器と、酸化剤供給装置から
酸化剤流量制御弁を介して供給される酸化剤と作動流体
ラインから第２流量制御弁を介して供給される作動流体
とを混合する酸化剤混合器と、前記燃料混合器からの混
合燃料と、前記酸化剤混合器からの混合酸化剤と前記作
動流体ラインからの作動流体とを供給され燃焼を行う燃
焼器とを備えたものである。
供給して燃焼させ発生した燃焼ガスによりタービンを回
転し、排出したガスから一部を除去し残りを作動流体と
して作動流体ラインにより前記燃焼室に供給するクロー
ズドサイクルガスタービンの燃焼装置において、燃料供
給装置から燃料流量制御弁を介して供給される燃料と作
動流体ラインから第１流量制御弁を介して供給される作
動流体とを混合する燃料混合器と、酸化剤供給装置から
酸化剤流量制御弁を介して供給される酸化剤と作動流体
ラインから第２流量制御弁を介して供給される作動流体
とを混合する酸化剤混合器と、前記燃料混合器からの混
合燃料と、前記酸化剤混合器からの混合酸化剤と前記作
動流体ラインからの作動流体とを供給され燃焼を行う燃
焼器とを備えたものである。
【００１４】
【作用】燃料と作動流体を予め混合し、酸化剤と作動流
体を予め混合した状態で燃焼器へ供給することにより燃
料と酸化剤は動作流体中にほぼ均一に混合されているの
で、燃料と酸化剤との燃焼が適切に行われている。燃料
と酸化剤の燃焼により発生したガスと燃焼により加熱さ
れた作動流体とがタービンを回転させる。
体を予め混合した状態で燃焼器へ供給することにより燃
料と酸化剤は動作流体中にほぼ均一に混合されているの
で、燃料と酸化剤との燃焼が適切に行われている。燃料
と酸化剤の燃焼により発生したガスと燃焼により加熱さ
れた作動流体とがタービンを回転させる。
【００１５】燃料混合体、酸化剤混合体の流量を調整す
ることにより、供給される燃料および酸化剤の流量は両
者の比率が燃焼反応をするのに必要な値に保持された状
態で調整されているので、適切な燃焼が行われると共
に、燃料濃度の調整が行われて燃焼速度を制御すること
ができる。
ることにより、供給される燃料および酸化剤の流量は両
者の比率が燃焼反応をするのに必要な値に保持された状
態で調整されているので、適切な燃焼が行われると共
に、燃料濃度の調整が行われて燃焼速度を制御すること
ができる。
【００１６】作動流体と燃料の混合比、作動流体と酸化
剤との混合比が燃料と酸化剤とを燃焼反応をするのに必
要な比率に保った状態で調整されるので適切な燃焼が行
われると共に、燃料濃度の調整が行われ、燃焼速度を制
御することができる。
剤との混合比が燃料と酸化剤とを燃焼反応をするのに必
要な比率に保った状態で調整されるので適切な燃焼が行
われると共に、燃料濃度の調整が行われ、燃焼速度を制
御することができる。
【００１７】作動流体を水蒸気とし、燃料を水素ガス、
酸化剤を酸素ガスとし、水素ガスと酸素ガスの燃焼によ
り水蒸気を発生し、作動流体の水蒸気と一体となりター
ビンを回転し、排出ガスの一部が除去され残りが作動流
体として循環する。
酸化剤を酸素ガスとし、水素ガスと酸素ガスの燃焼によ
り水蒸気を発生し、作動流体の水蒸気と一体となりター
ビンを回転し、排出ガスの一部が除去され残りが作動流
体として循環する。
【００１８】
【００１９】燃焼器へ燃料混合器より燃料と作動流体と
を混合した燃料混合体と、酸化剤混合器より酸化剤と作
動流体とを混合した酸化剤混合体とが供給され燃焼す
る。燃料流量制御弁と酸化剤流量制御弁は燃料と酸化剤
が燃焼に必要な比で増減するように制御し、第１流量制
御弁は燃料流量制御弁からの燃料に対する作動流体の流
量比を制御し、第２流量制御弁は酸化剤流量制御弁から
の酸化剤に対する作動流体の流量比を制御する。これに
より燃料および酸化剤の流量制御、燃料、酸化剤に対す
る作動流体の混合比の制御ができ、適切な燃焼を行うと
共に燃焼速度を制御することができる。
を混合した燃料混合体と、酸化剤混合器より酸化剤と作
動流体とを混合した酸化剤混合体とが供給され燃焼す
る。燃料流量制御弁と酸化剤流量制御弁は燃料と酸化剤
が燃焼に必要な比で増減するように制御し、第１流量制
御弁は燃料流量制御弁からの燃料に対する作動流体の流
量比を制御し、第２流量制御弁は酸化剤流量制御弁から
の酸化剤に対する作動流体の流量比を制御する。これに
より燃料および酸化剤の流量制御、燃料、酸化剤に対す
る作動流体の混合比の制御ができ、適切な燃焼を行うと
共に燃焼速度を制御することができる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１実施例の構成を示す図
である。第１実施例は図４に示した従来の燃焼方式に対
して燃料と作動流体、酸化剤と作動流体とをそれぞれ混
合して均一にした後、燃焼室へ供給するようにしたもの
である。作動流体は水蒸気Ｈ 2 Ｏ、燃料は水素ガス
Ｈ2 、酸化剤は酸素ガスＯ2 である。なお、図４と同一
符号は同一のものを表す。図４に対し図１で追加された
部品、装置について説明する。液体水素タンク１１には
液化水素が貯えられ、蒸発器１２は液化水素を蒸発して
水素ガスを発生する。水素ガスは圧縮機１３で加圧され
燃料流量制御弁１４により、流量を調整されて燃料混合
器１６に供給される。燃料混合器１６はこの水素ガスと
作動流体ライン１０より第１流量制御弁１５を介して供
給される水蒸気とを混合し、燃焼器１へ供給する。空気
分離液化装置１７は空気より酸素を分離して液化し、貯
える。蒸発器１８は液化酸素を蒸発させて酸素ガスを発
生する。酸素ガスは圧縮機１９で加圧されて酸化剤流量
制御弁２０で流量調整され酸化剤混合器２２に供給され
る。酸化剤混合器２２はこの酸素ガスと作動流体ライン
１０より第２流量制御弁２１を介して供給される水蒸気
とを混合し、燃焼器１へ供給する。
て説明する。図１は本発明の第１実施例の構成を示す図
である。第１実施例は図４に示した従来の燃焼方式に対
して燃料と作動流体、酸化剤と作動流体とをそれぞれ混
合して均一にした後、燃焼室へ供給するようにしたもの
である。作動流体は水蒸気Ｈ 2 Ｏ、燃料は水素ガス
Ｈ2 、酸化剤は酸素ガスＯ2 である。なお、図４と同一
符号は同一のものを表す。図４に対し図１で追加された
部品、装置について説明する。液体水素タンク１１には
液化水素が貯えられ、蒸発器１２は液化水素を蒸発して
水素ガスを発生する。水素ガスは圧縮機１３で加圧され
燃料流量制御弁１４により、流量を調整されて燃料混合
器１６に供給される。燃料混合器１６はこの水素ガスと
作動流体ライン１０より第１流量制御弁１５を介して供
給される水蒸気とを混合し、燃焼器１へ供給する。空気
分離液化装置１７は空気より酸素を分離して液化し、貯
える。蒸発器１８は液化酸素を蒸発させて酸素ガスを発
生する。酸素ガスは圧縮機１９で加圧されて酸化剤流量
制御弁２０で流量調整され酸化剤混合器２２に供給され
る。酸化剤混合器２２はこの酸素ガスと作動流体ライン
１０より第２流量制御弁２１を介して供給される水蒸気
とを混合し、燃焼器１へ供給する。
【００２１】次に燃料混合器１６における水蒸気と水素
ガスの混合、酸化剤混合器２２における水蒸気と酸素ガ
スの混合について説明する。圧縮機１３，１９の吐出圧
がほぼ同じ場合、燃料流量制御弁１４と酸化剤流量制御
弁２０は水素ガスと酸素ガスの流量比が２対１となるよ
うに調整する。第１流量制御弁１５は水素ガスに対して
第１混合比となるよう水蒸気を流し、第２流量制御弁２
１は酸素ガスに対して第２混合比となるよう水蒸気を流
すように調整する。第１および第２混合比を同じ比とす
るには、第１流量制御弁１５は第２流量制御弁２１に対
して２倍の水蒸気を流せばよい。第１および第２混合比
を一定とし、混合ガスの量を増加するように各制御弁１
４，１５，２０，２１を調整することにより、燃焼器１
内の燃焼速度を制御することができる。また、第１およ
び第２流量制御弁１５，２１を調整することにより水蒸
気に対する水素ガス、酸素ガスの混合比を変えることが
でき、同様に燃焼器１内の燃焼速度を制御することがで
きる。これによりエンジンの負荷に対応したエンジン制
御が可能となる。
ガスの混合、酸化剤混合器２２における水蒸気と酸素ガ
スの混合について説明する。圧縮機１３，１９の吐出圧
がほぼ同じ場合、燃料流量制御弁１４と酸化剤流量制御
弁２０は水素ガスと酸素ガスの流量比が２対１となるよ
うに調整する。第１流量制御弁１５は水素ガスに対して
第１混合比となるよう水蒸気を流し、第２流量制御弁２
１は酸素ガスに対して第２混合比となるよう水蒸気を流
すように調整する。第１および第２混合比を同じ比とす
るには、第１流量制御弁１５は第２流量制御弁２１に対
して２倍の水蒸気を流せばよい。第１および第２混合比
を一定とし、混合ガスの量を増加するように各制御弁１
４，１５，２０，２１を調整することにより、燃焼器１
内の燃焼速度を制御することができる。また、第１およ
び第２流量制御弁１５，２１を調整することにより水蒸
気に対する水素ガス、酸素ガスの混合比を変えることが
でき、同様に燃焼器１内の燃焼速度を制御することがで
きる。これによりエンジンの負荷に対応したエンジン制
御が可能となる。
【００２２】次に第２実施例を説明する。本実施例は第
１実施例がタービンからの排出ガスを全て復水したのに
対し、排出ガスの内、作動流体となる排出ガスは水蒸気
の状態で循環し、圧縮機で圧縮した後、燃焼器に供給す
るようにしている。図２は第２実施例の構成を示し、第
１図と同一符号は同一のものを表す。作動流体は水蒸
気、燃料は水素ガス、酸化剤は酸素ガスである。燃焼器
３１では燃料混合器１６、酸化剤混合器２２で混合され
た混合ガスを加熱された水蒸気と作動流体（水蒸気）内
で燃焼させ、タービン３２を回転し、タービン３２と同
軸の圧縮機３３と、発電機３４を回転する。タービン３
２からの排出ガスの１部を制御弁３５より取り出し、復
水器３６で復水した後、復水排出ポンプ３７で排出す
る。排出する量は作動流体の量によって決まり、定常運
転に入った後は供給される水素ガスと酸素ガスによって
生じる水蒸気量に相当する量である。これにより作動流
体として作動流体ライン３８を循環する水蒸気の量は一
定となる。
１実施例がタービンからの排出ガスを全て復水したのに
対し、排出ガスの内、作動流体となる排出ガスは水蒸気
の状態で循環し、圧縮機で圧縮した後、燃焼器に供給す
るようにしている。図２は第２実施例の構成を示し、第
１図と同一符号は同一のものを表す。作動流体は水蒸
気、燃料は水素ガス、酸化剤は酸素ガスである。燃焼器
３１では燃料混合器１６、酸化剤混合器２２で混合され
た混合ガスを加熱された水蒸気と作動流体（水蒸気）内
で燃焼させ、タービン３２を回転し、タービン３２と同
軸の圧縮機３３と、発電機３４を回転する。タービン３
２からの排出ガスの１部を制御弁３５より取り出し、復
水器３６で復水した後、復水排出ポンプ３７で排出す
る。排出する量は作動流体の量によって決まり、定常運
転に入った後は供給される水素ガスと酸素ガスによって
生じる水蒸気量に相当する量である。これにより作動流
体として作動流体ライン３８を循環する水蒸気の量は一
定となる。
【００２３】水蒸気は圧縮機３３により圧縮され作動流
体として燃焼器３１に供給される。また圧縮機３３によ
り圧縮された水蒸気の一部はタービン３２からの排出ガ
スにより再生熱交換器３９で加熱され、燃焼器３１で燃
料混合器１６、酸化剤混合器２２からの混合ガスと共に
噴射され熱回収を行う。燃料混合器１６における水蒸気
気と水素ガスの混合、酸化剤混合器２２における水蒸気
と酸素ガスの混合および燃焼器３１での燃焼および燃焼
制御およびエンジンの負荷に対応したエンジン制は第１
実施例と同じである。
体として燃焼器３１に供給される。また圧縮機３３によ
り圧縮された水蒸気の一部はタービン３２からの排出ガ
スにより再生熱交換器３９で加熱され、燃焼器３１で燃
料混合器１６、酸化剤混合器２２からの混合ガスと共に
噴射され熱回収を行う。燃料混合器１６における水蒸気
気と水素ガスの混合、酸化剤混合器２２における水蒸気
と酸素ガスの混合および燃焼器３１での燃焼および燃焼
制御およびエンジンの負荷に対応したエンジン制は第１
実施例と同じである。
【００２４】次に第３実施例を説明する。本実施例は作
動流体として不活性ガス、例えばヘリウムＨe,アルゴン
Ａr を使用し、燃料は水素ガス、酸化剤は酸素ガスを使
用する。図３は本実施例の構成図である。図１と同一符
号は同一の部材、装置を示す。
動流体として不活性ガス、例えばヘリウムＨe,アルゴン
Ａr を使用し、燃料は水素ガス、酸化剤は酸素ガスを使
用する。図３は本実施例の構成図である。図１と同一符
号は同一の部材、装置を示す。
【００２５】燃焼器４１では燃料混合器１６、酸化剤混
合器２２で混合された混合ガスを作動流体（Ｈe または
Ａr ）と混合して燃焼させ、タービン４２を回転し、タ
ービン４２と同軸の圧縮機４３と発電機４４を回転す
る。タービン４２からの排気ガスの内、水蒸気は凝縮器
４５で凝縮して除水装置４６で除去し、残りの不活性ガ
スを作動流体として作動流体ライン４７を循環する。燃
料混合器１６における不活性ガス（Ｈe ，Ａr 等）と水
素ガスの混合、酸化剤混合器２２における不活性ガスと
酸素ガスの混合及び燃焼器４１における燃焼および燃焼
制御およびエンジンの負荷に対応したエンジン制御は第
１実施例と同じである。
合器２２で混合された混合ガスを作動流体（Ｈe または
Ａr ）と混合して燃焼させ、タービン４２を回転し、タ
ービン４２と同軸の圧縮機４３と発電機４４を回転す
る。タービン４２からの排気ガスの内、水蒸気は凝縮器
４５で凝縮して除水装置４６で除去し、残りの不活性ガ
スを作動流体として作動流体ライン４７を循環する。燃
料混合器１６における不活性ガス（Ｈe ，Ａr 等）と水
素ガスの混合、酸化剤混合器２２における不活性ガスと
酸素ガスの混合及び燃焼器４１における燃焼および燃焼
制御およびエンジンの負荷に対応したエンジン制御は第
１実施例と同じである。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は作動流体と燃料、作動流体と酸化剤をそれぞれ混合器
で予め混合した後作動流体と共に燃焼器へ供給して燃焼
をさせるので、燃料と酸化剤との混合不良を減少させ燃
焼効率を向上させる。また、作動流体と燃料との混合
比、作動流体と酸化剤との混合比を調整することによ
り、燃焼速度の制御およびエンジンの負荷に対応したエ
ンジン制御を行うことができる。
は作動流体と燃料、作動流体と酸化剤をそれぞれ混合器
で予め混合した後作動流体と共に燃焼器へ供給して燃焼
をさせるので、燃料と酸化剤との混合不良を減少させ燃
焼効率を向上させる。また、作動流体と燃料との混合
比、作動流体と酸化剤との混合比を調整することによ
り、燃焼速度の制御およびエンジンの負荷に対応したエ
ンジン制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施例の構成を示す図である。
【図３】本発明の第３実施例の構成を示す図である。
【図４】従来例の構成を示す図である。
１，３１，４１ 燃焼器
２ 高圧タービン
３ 低圧タービン
４，３４，４４ 発電機
５，３６ 復水器
６，３７ 復水排水ポンプ
７，３５ 制御弁
８ 加圧ポンプ
９，３９ 再生熱交換器
１０，３８，４７ 作動流体ライン
１１ 液体水素タンク（燃料供給装置）
１２，１８ 蒸発器
１３，１９ 圧縮機
１４ 燃料流量制御弁
１５ 第１流量制御弁
１６ 燃料混合器
１７ 空気分離液化装置（酸化剤供給装置）
２０ 酸化剤流量制御弁
２１ 第２流量制御弁
２２ 酸化剤混合器
３２，４２ タービン
３３ 圧縮機
４５ 凝縮器
４６ 除水装置
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−296010（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−32110（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−158411（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−279729（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02C 3/00 - 3/36
F01K 25/00
Claims (4)
- 【請求項１】 燃焼器に作動流体、燃料、酸化剤を供給
して燃焼させ、燃焼ガスによりタービンを回転し、排出
したガスから一部を除去し残りを作動流体として循環す
るクローズドサイクルガスタービンの燃焼方法におい
て、 作動流体の一部と燃料とを混合すると共に作動流体の一
部と酸化剤とを混合し、作動流体の残りと共に燃焼器で
燃焼するようにしたことを特徴とするクローズドサイク
ルガスタービンの燃焼方法。 - 【請求項２】 作動流体と燃料を混合した燃料混合体、
作動流体と酸化剤を混合した酸化剤混合体の少なくとも
一方の流量を、燃料と酸化剤とを燃焼反応に必要な比率
に保った状態で調整するようにしたことを特徴とする請
求項１記載のクローズドサイクルガスタービンの燃焼方
法。 - 【請求項３】 作動流体と燃料の混合比、作動流体と酸
化剤の混合比の少なくとも一方を燃料と酸化剤とを燃焼
反応に必要な比率に保持した状態で、調整するようにし
たことを特徴とする請求項１記載のクローズドサイクル
ガスタービンの燃焼方法。 - 【請求項４】 燃焼器に作動流体、燃料、酸化剤を供給
して燃焼させ発生した燃焼ガスによりタービンを回転
し、排出したガスから一部を除去し残りを作動流体とし
て作動流体ラインにより前記燃焼室に供給するクローズ
ドサイクルガスタービンの燃焼装置において、 燃料供給装置から燃料流量制御弁を介して供給される燃
料と作動流体ラインから第１流量制御弁を介して供給さ
れる作動流体とを混合する燃料混合器と、 酸化剤供給装置から酸化剤流量制御弁を介して供給され
る酸化剤と作動流体ラインから第２流量制御弁を介して
供給される作動流体とを混合する酸化剤混合器と、 前記燃料混合器からの混合燃料と、前記酸化剤混合器か
らの混合酸化剤と前記作動流体ラインからの作動流体と
を供給され燃焼を行う燃焼器と、を備えたことを特徴と
するクローズドサイクルガスタービンの燃焼装置。
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