JP5372815B2 - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
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以下、本発明の第1の実施例を図面により説明する。本実施例のガスタービン燃焼器の全体断面図を図1に示す。圧縮機5で圧縮された圧縮空気10は、ディフューザー7を通って燃焼器に流入し、外筒2と燃焼器ライナ3の間を通過する。その圧縮空気10の一部は燃焼器ライナ3の冷却空気11として燃焼室1に流入する。また、その圧縮空気10の残りは燃焼空気12として空気ノズルプレート20に形成された空気ノズル21に流入し燃焼室1に噴出する。空気ノズルプレート20の軸中心側に配置された空気ノズル21は、噴出する燃焼空気12に燃焼室1の軸周りの旋回がかかるように適度な旋回角を付与している。燃焼空気12に旋回をあたえることで、循環領域100が形成され、火炎101を安定化することができる。
第2の実施例を図7に示す。本実施例では空気ノズルプレート20は、上流側端面は軸中心部が階段状に突き出し、下流側端面は半径方向外側が階段状に突き出す構造であって、各段に空気ノズルプレート20を配置する構造とする。
第3の実施例を図10に示す。本実施例は空気ノズルプレート20に設けた突き出し部25が軸中心部に向かうほど小さくなるように構成している。図10中の記号で表せば
〔式1〕
201>202>203
となるように構成している。
第4の実施例を図12に示す。本実施例は、空気ノズルプレート20の上流側端面と燃料ヘッダー23との間を流れる燃焼空気の通過面積204が、205で示した、通過面よりも軸中心側の空気ノズル21の開口面積の合計205Sよりも小さくなるように構成している。図13に空気ノズル21を上流側から見た図を示す。通過面よりも軸中心側の空気ノズル21の開口面積の合計205Sとは、図13中のハッチングで示した空気ノズルの開口面積の合計を意味する。式2に通過面積204、総開口面積205Sの関係を示す。
〔式2〕
204<205S
第5の実施例を図14に示す。本実施例は燃焼空気12が流通するための通気孔30を空気ノズルプレート20の突き出し部25に接するように設けている。
第6の実施例を図15に示す。本実施例は第5の実施例の別の実施形態であり、空気ノズルプレート20の突き出し部25から空気ノズル21へ貫通する通気孔30を設けている。
第7の実施例を図16に示す。本発明は複数の予混合器を備えたガスタービン燃焼器にも適用できる。
2 外筒
3 燃焼器ライナ
4 トランジションピース
5 圧縮機
6 タービン
7 ディフューザー
8 エンドカバー
10 圧縮空気
11 ライナ冷却空気
12 燃焼空気
14 燃料母管
15 パイロット燃料供給系統
16 メイン燃料供給系統
17 制御弁
18 遮断弁
20 空気ノズルプレート
21,21a,21b 空気ノズル
22 燃料ノズル
23 燃料ヘッダー
24 フロースリーブ
25 突き出し部(上流側)
26 突き出し部(下流側)
30 通気孔
31 予混合器
32 空気孔
33 予混合器プレート
34 予混合器プレート突き出し部
100 循環領域
101 火炎
102 よどみ域
103,103a,103b 燃料噴流
104 循環流
105 せん断領域
106 乱れ
200 空気ノズルプレート板厚
201,202,203 突き出し部高さ
204 空気ノズルプレート−燃料ヘッダー間通過面積
205 空気孔開口面積
Claims (4)
- 燃料と空気を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室の上流側に配置された複数の空気ノズルと、前記複数の空気ノズルに燃料を噴射する複数の燃料ノズルとを備え、前記燃焼室を形成する燃焼器ライナの外側を上流側に向かって通過した後に前記複数の空気ノズルを通じて前記燃焼室に空気が供給される燃焼器であって、
前記複数の空気ノズルのうち、燃焼器の径方向外側に配置された空気ノズルの入口部が、燃焼器の径方向内側に配置された空気ノズルの入口部よりも下流側にあり、
前記空気ノズルは前記燃焼室の上流側に設置した壁状部材に設けられた多数の孔であり、前記壁状部材の上流側端面は階段状に燃焼器の軸中心側に向かって突き出ており、各段差に前記空気ノズルが配置されていることを特徴とする燃焼器。 - 請求項1に記載の燃焼器において、
燃焼器の径方向外側に配置された空気ノズルの出口部は、燃焼器の径方向内側に配置された空気ノズルの出口部よりも下流側にあることを特徴とする燃焼器。 - 請求項1または請求項2に記載の燃焼器において、
前記壁状部材に段差を同心円状に複数設け、各段差は燃焼器の軸中心側の段差ほど低く
なるように構成したことを特徴とする燃焼器。 - 請求項3に記載の燃焼器において、
ある段での径方向の空気の通過面積が、前記段より径方向内側の段に設けられた空気ノ
ズルの開口面積の合計よりも小さいことを特徴とする燃焼器。
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