JP5653774B2 - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
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本発明に係るガスタービン燃焼器は、外筒と、前記外筒の内部に設けられる内筒と、前記内筒の内周面に沿って周方向に配置される複数の燃料ノズルとを備え、前記圧縮空気流路を流れる圧縮空気が、前記内筒の端部で流動方向が略反転されて前記複数の燃料ノズルに導入されるガスタービン燃焼器であって、前記外筒の内周面に周方向に沿って前記圧縮空気流路に設けられる複数のトップハットノズルと、前記内筒の端部で略反転される圧縮空気が流れる前記内筒の入口部に、前記複数の燃料ノズルの間に形成される空間を遮るように設けられる整流板とを有し、前記整流板には、当該整流板の板厚方向に貫通する多数の孔が設けられており、前記多数の孔の開口率は、前記整流板の半径方向内側から半径方向外側に向かって、漸次増加する。
これにより、燃焼混合箇所から180度ターニング箇所までの整流距離が、従来のように十分に取れないような場合でも、燃焼領域における流れ、および燃料濃度の均一化を図ることができ、NOxを増加させることなく、小型・軽量化、および製造コストの低廉化を図ることができる。
これにより、燃焼混合箇所から180度ターニング箇所までの整流距離が、従来のように十分に取れないような場合でも、燃焼領域における流れ、および燃料濃度の均一化を図ることができ、NOxを増加させることなく、小型・軽量化、および製造コストの低廉化を図ることができる。
これにより、燃焼混合箇所から180度ターニング箇所までの整流距離が、従来のように十分に取れないような場合でも、燃焼領域における流れ、および燃料濃度の均一化を図ることができ、NOxを増加させることなく、小型・軽量化、および製造コストの低廉化を図ることができる。
これにより、燃焼混合箇所から180度ターニング箇所までの整流距離が、従来のように十分に取れないような場合でも、燃焼領域における流れ、および燃料濃度の均一化を図ることができ、NOxを増加させることなく、小型・軽量化、および製造コストの低廉化を図ることができる。
以下、本発明の第1実施形態に係るガスタービン燃焼器について、図1から図4を参照しながら説明する。
図1は本発明に係るガスタービン燃焼器を具備したガスタービンの概略構成図、図2は本発明に係るガスタービン燃焼器の概略構成図、図3は本実施形態に係るガスタービン燃焼器の要部断面図、図4は図3に示す整流板を図3において右下から見た正面図である。
圧縮機11は、空気を取り込む空気取入口15を有し、圧縮機車室16内に複数の静翼17と動翼18とが交互に配設されており、その外側に抽気マニホールド19が設けられている。
タービン13は、タービン車室20内に複数の静翼21と動翼22とが交互に配設されている。
排気室14は、タービン13に連続する排気ディフューザ23を有している。また、圧縮機11、ガスタービン燃焼器12、タービン13、排気室14の中心部を貫通するようにロータ(タービン軸)24が位置しており、圧縮機11側の端部が軸受部25により回転自在に支持されるとともに、排気室14側の端部が軸受部26により回転自在に支持されている。そして、ロータ24には、複数のディスクプレートが固定され、ディスクプレートには、動翼18,22が連結されるとともに、ロータ24の空気取入口15側の端部には、図示しない発電機の駆動軸が連結されている。
整流板61は、図4に示すように、正面視(背面視)円形状を呈する板状の部材である。
整流板61の中央部には、正面視(背面視)円形状を呈するとともに、板厚方向に貫通してパイロットノズル34が挿通される第1の貫通穴62が一つ設けられている。貫通穴62の内周面63は、パイロットノズル34の外周面と合致する(接する)ようにして、すなわち、内周面63の内径と、パイロットノズル34の外周面の外径とが同じになるようにして形成されている。
これにより、燃焼混合箇所から180度ターニング箇所までの整流距離が、従来のように十分に取れないような場合でも、燃焼領域における流れ、および燃料濃度の均一化を図ることができ、NOxを増加させることなく、小型・軽量化、および製造コストの低廉化を図ることができる。
本発明の第2実施形態に係るガスタービン燃焼器について、図5を参照しながら説明する。図5は本実施形態に係るガスタービン燃焼器に適用される整流板の正面図である。
本実施形態に係るガスタービン燃焼器は、整流板61の代わりに整流板71が設けられているという点で上述した第1実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第1実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第1実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。
これにより、燃焼混合箇所から180度ターニング箇所までの整流距離が、従来のように十分に取れないような場合でも、燃焼領域における流れ、および燃料濃度の均一化を図ることができ、NOxを増加させることなく、小型・軽量化、および製造コストの低廉化を図ることができる。
例えば、上述した第1実施形態に係る技術的思想を、特開2010−181142号公報や特開2009−139084号公報に開示されているガスタービン燃焼器に適用する場合には、図6に示す整流板81が用いられ、上述した第2実施形態に係る技術的思想を、特開2010−181142号公報や特開2009−139084号公報に開示されているガスタービン燃焼器に適用する場合には、図7に示す整流板91が用いられることになる。
図6中の符号82および図7中の符号92はそれぞれ、図示しない燃料ノズルが挿通される貫通穴である。
なお、整流板81,91は、貫通穴82,92が複数(図6および図7に示すものでは五つ)の燃料ノズルに対して個別に設けられており、各貫通穴82,92の中心は、挿通される燃料ノズルの軸心と略同心とされている。
12 ガスタービン燃焼器
32 燃焼器内筒(内筒)
34 パイロットノズル(燃料ノズル)
35 メインノズル(燃料ノズル)
42 外筒蓋部(外筒)
44 圧縮空気流路
61 整流板
66 孔
71 整流板
76 孔
81 整流板
91 整流板
Claims (5)
- 外筒と、
前記外筒の内部に設けられる内筒と、
前記外筒と前記内筒との間に形成される圧縮空気流路と、
前記内筒の内周面に沿って周方向に配置される複数の燃料ノズルとを備え、
前記圧縮空気流路を流れる圧縮空気が、前記内筒の端部で流動方向が略反転されて前記複数の燃料ノズルに導入されるガスタービン燃焼器であって、
前記外筒の内周面に周方向に沿って前記圧縮空気流路に設けられる複数のトップハットノズルと、
前記内筒の端部で略反転される圧縮空気が流れる前記内筒の入口部に、前記複数の燃料ノズルの間に形成される空間を遮るように設けられる整流板とを有し、
前記整流板には、当該整流板の板厚方向に貫通する多数の孔が設けられており、
前記多数の孔は、その数が、前記整流板の半径方向内側から半径方向外側に向かって、漸次増加するようにして配置され、
前記多数の孔の開口率は、前記整流板の半径方向内側から半径方向外側に向かって、漸次増加することを特徴とするガスタービン燃焼器。 - 前記整流板に設けられている多数の孔は、その孔径が、前記整流板の半径方向内側から半径方向外側に向かって、漸次大きくなるようにして配置されていることを特徴とするガスタービン燃焼器を特徴とする請求項1に記載のガスタービン燃焼器。
- 前記複数の燃料ノズルは、
ガスタービン燃焼器の軸心に設置されて拡散燃焼を行うパイロットノズルと、
前記パイロットノズルの外周側で周方向に間隔を隔てて複数設置され、予混合燃焼を行うメインノズルであることを特徴とする請求項1または2に記載のガスタービン燃焼器。 - 前記整流板は、前記複数の燃料ノズルに対して個別に設けられており、前記燃料ノズルが挿通される貫通穴の中心は、挿通される燃料ノズルの軸心と略同心とされていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のガスタービン燃焼器。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載のガスタービン燃焼器を備えていることを特徴とするガスタービン。
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