JP6754595B2 - ガスタービン - Google Patents
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Description
このようなガスタービンに用いられる燃焼器の一例として、下記特許文献1に記載されたものが知られている。特許文献1に係る燃焼器は、燃焼ガスが流通する燃焼筒と、燃焼筒内で火炎を形成する複数のノズルと、を主に備えている。ノズルによって形成された火炎によって燃焼筒内で高温高圧の燃焼ガスが生じる。
近年では、ガスタービンの性能向上に伴って運転温度が従前に比べて上昇する傾向にあることから、上記のフラッシュバックがさらに生じやすくなっている。また、ガスタービンの運転温度の上昇に伴って、NOxの発生量が増大してしまう虞がある。
このため、高温の運転条件化でも、フラッシュバックの発生を十分に抑制することができるとともに、NOx発生量が低減されたガスタービンに対する要請が高まっている。
さらに、この構成によれば、ペグにペグ空気孔が設けられていることから、当該ペグの周囲に空気を供給することができる。特に、ペグの下流側(圧縮空気の流通方向における下流側)では、淀み点が形成されやすいことから、燃料を多量に含む空気が滞留してしまう虞がある。しかしながら、上記の構成によれば、ペグ空気孔から供給された空気によって、このような滞留や淀みを下流側に押し流すことができる。これにより、ペグの下流側でフラッシュバックが生じる可能性を低減することができる。
本発明の第一実施形態について、図1から図7を参照して説明する。図1に示すように、本実施形態に係るガスタービン1は、圧縮機2と、燃焼器3と、タービン4と、車室5と、燃焼器冷却系統6と、燃焼器空気導入系統7と、を備えている。
例えば、上記実施形態では、ペグ37を二重管構造とすることで、燃料と空気とを独立して噴射する構成とした。しかしながら、ペグ37の態様はこれに限定されず、図6と図7とに示す構成を採ることも可能である。
次に、本発明の第二実施形態について図8を参照して説明する。本実施形態は、以下の点で上記第一実施形態と異なっている。すなわち、本実施形態に係る燃焼器203では、第一ノズル34に対して燃焼器空気導入系統7から空気が供給される。
次に、本発明の第三実施形態について図9、図10を参照して説明する。本実施形態に係る燃焼器303では、第二ノズル35に対して、燃焼器空気導入系統7から圧縮空気が供給される。
2…圧縮機
3…燃焼器
4…タービン
5…車室
6…燃焼器冷却系統
7…燃焼器空気導入系統
8…圧縮機ロータ
9…圧縮機車室
10…タービンロータ
11…タービン車室
12…ガスタービンロータ
13…ジェネレータ
30…燃焼筒
31…冷却通路
32…スワラ支持筒
33…外筒
34…第一ノズル
35…第二ノズル
36…接続部材
37…ペグ
50…燃焼器挿通孔
60…第一ライン
61…熱交換器
62…サブ圧縮機
70…第二ライン
71…流量調整弁
203…燃焼器
303…燃焼器
334C…燃料流路
33A…ノズル台
33B…外筒本体
33C…嵌合凸部
34A…第一ノズル本体
34B…第一ノズル噴射孔
34C…燃料流路
34D…第一ノズル空気孔
34E…第一ノズル空気流路
35A…第二ノズル内側管
35B…第二ノズル外側管
35C…第二ノズル噴射孔
35D…隔壁
35E…スペーサ
35F…第二ノズル空気流路
35G…第二ノズル空気孔
PS…第二スワラ
38A…ペグ内管
38B…ペグ外管
38C…ペグ空気流路
38D…ペグ空気孔
38E…噴射孔
Ac…中心軸線
Am…主軸線
FC…空気流路
MS…第一スワラ
P…抽気位置
Claims (5)
- 外部空気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機と、
前記圧縮空気が導入される車室と、
前記車室内から導入された前記圧縮空気を燃料とともに混合して燃焼させて、燃焼ガスを生成するとともに、該燃焼ガスが内側を通過する筒体を有する燃焼器と、
前記燃焼ガスによって駆動されるタービンと、
前記圧縮機に対して独立に運転可能なサブ圧縮機を有し、前記車室内の空気を抽気して、前記サブ圧縮機で昇圧した空気を前記筒体の冷却通路に導入する燃焼器冷却系統と、
前記燃焼器冷却系統を流通する空気を抽気して、前記燃焼器内に導入する燃焼器空気導入系統と、
を備え、
前記燃焼器は、
前記筒体の外周側に設けられて、該筒体の外周面との間に前記圧縮空気が流通する空気流路を形成する外筒と、
前記空気流路中で、前記圧縮空気の流通方向と交差する方向に前記燃料を噴射する噴射孔が形成されたペグと、
を有し、
前記ペグには、前記燃焼器空気導入系統から供給された空気を前記圧縮空気の流通方向下流側に向かって噴射するペグ空気孔が形成されているガスタービン。 - 前記燃焼器冷却系統は、前記サブ圧縮機で昇圧する前に前記車室内から抽気した空気を熱交換する熱交換器をさらに有し、
前記燃焼器空気導入系統は、前記燃焼器冷却系統における前記熱交換器よりも前記車室側の抽気位置から抽気した空気を前記燃焼器内に導入する請求項1に記載のガスタービン。 - 前記燃焼器空気導入系統は、前記燃焼器冷却系統における前記熱交換器よりも前記冷却通路側の抽気位置から抽気した空気を前記燃焼器内に導入する請求項2に記載のガスタービン。
- 前記燃焼器は、
前記筒体内に前記燃料を供給し、前記圧縮空気と混合して燃焼させる第一ノズルと、
前記第一ノズルの外周側に設けられ、前記燃焼ガスにスワールを生じさせる第一スワラと、
を有し、
前記第一ノズルの先端には、前記スワールの渦中心に向かって前記燃焼器空気導入系統から供給された空気を噴射する第一ノズル空気孔が形成されている請求項1から3のいずれか一項に記載のガスタービン。 - 前記燃焼器は、
前記第一ノズルと平行に設けられて、該第一ノズルに着火するための燃料を噴射する第二ノズル噴射孔が形成された第二ノズルを有し、
前記第二ノズルには、前記第二ノズル噴射孔を外周側から囲むように形成され、前記燃焼器空気導入系統から供給された空気を噴射する第二ノズル空気孔が形成されている請求項4に記載のガスタービン。
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