JPH01118023A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
ガスタービン燃焼器Info
- Publication number
- JPH01118023A JPH01118023A JP27300087A JP27300087A JPH01118023A JP H01118023 A JPH01118023 A JP H01118023A JP 27300087 A JP27300087 A JP 27300087A JP 27300087 A JP27300087 A JP 27300087A JP H01118023 A JPH01118023 A JP H01118023A
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- Japan
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- air
- premixture
- flame
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
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- 238000005192 partition Methods 0.000 abstract description 10
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Landscapes
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はガスタービン燃焼器に係り、特に拡散燃焼型パ
イロット火炎により予混合火炎の安定化を図った、予混
合燃焼型低NOx燃焼器に関する。
イロット火炎により予混合火炎の安定化を図った、予混
合燃焼型低NOx燃焼器に関する。
従来の装置は、エイニスエムイーペーパー86−GT
−263(ASME Paper86−GT −263
)に示されているがその概略構造を第5図に示す。
−263(ASME Paper86−GT −263
)に示されているがその概略構造を第5図に示す。
図において主燃料はノズル2より噴出し環状流路3中で
空気と予混合され流出口から燃焼室10内に流出する。
空気と予混合され流出口から燃焼室10内に流出する。
一方パイロット火炎用燃料は環状流路3の内側の円形の
壁面5oに設けたスリット7より噴出し、この円形壁面
50の後流に形成される大きな循環流領域に拡散燃焼型
のパイロット火炎を形成する。環状流路3より流出した
予混合気はこのパイロット火炎により着火し予混合火炎
を形成する。
壁面5oに設けたスリット7より噴出し、この円形壁面
50の後流に形成される大きな循環流領域に拡散燃焼型
のパイロット火炎を形成する。環状流路3より流出した
予混合気はこのパイロット火炎により着火し予混合火炎
を形成する。
上記従来技術は拡散燃焼の安定性と予混合燃焼の低NO
x特性の良さを組み合わせて低NOx、燃焼器を実現し
ようとするものであるが、次のような問題点があった。
x特性の良さを組み合わせて低NOx、燃焼器を実現し
ようとするものであるが、次のような問題点があった。
即ち、パイロット火炎により予混合火炎を保炎する場合
、パイロット火炎で酸素が不足しがちとなりパイロット
火炎自身が不安定になりやすい。また、予混合火炎の安
定性や火炎の短小化の点でパイロット火炎と予混合気の
接触面は広くとる方が有利であるが、その場合第5図で
もわかるようにパイロット火炎の形成される燃料濃度の
高い高温の循環流領域が大きくなりこの領域で発生する
NOx量が増大し、予混合火炎の低NOx特性を十分に
生かすごとができない。
、パイロット火炎で酸素が不足しがちとなりパイロット
火炎自身が不安定になりやすい。また、予混合火炎の安
定性や火炎の短小化の点でパイロット火炎と予混合気の
接触面は広くとる方が有利であるが、その場合第5図で
もわかるようにパイロット火炎の形成される燃料濃度の
高い高温の循環流領域が大きくなりこの領域で発生する
NOx量が増大し、予混合火炎の低NOx特性を十分に
生かすごとができない。
本発明の目的は、予混合火炎を広範囲で安定に保炎し、
かつその低NOx特性を十分に活かすことのできる燃焼
器を提供することにある。
かつその低NOx特性を十分に活かすことのできる燃焼
器を提供することにある。
上記目的は、予混合気の流出する環状流路と同軸に空気
流路を設置し、2つの流路に狭まれた部分の後流に生ず
る循環流中にパイロット火炎用の燃料を流入することで
、この循環流部分にパイロット火炎を形成させることに
より達成される。
流路を設置し、2つの流路に狭まれた部分の後流に生ず
る循環流中にパイロット火炎用の燃料を流入することで
、この循環流部分にパイロット火炎を形成させることに
より達成される。
これを第6図により説明する。環状の予混合気流路3と
空気流路4を隔てる隔壁部5の後流には、両側に気流が
存在するために、安定なリング状の循環領域が形成され
る。この部分に隔壁部5の後流側端面のパイロット燃料
噴ロアから適当な量の燃料を流出させることによりこの
領域を適度な混合比に保つことができ、また片側が空気
流であるために乱流混合によって十分な量の酸素がこの
循環流領域へ供給される。このため、ここに形成される
リング状のパイコツ1〜火炎は安定性が極めて高く、予
混合気流への安定した着火源となり、広い予混合気濃度
範囲で予混合火炎を保炎できる。
空気流路4を隔てる隔壁部5の後流には、両側に気流が
存在するために、安定なリング状の循環領域が形成され
る。この部分に隔壁部5の後流側端面のパイロット燃料
噴ロアから適当な量の燃料を流出させることによりこの
領域を適度な混合比に保つことができ、また片側が空気
流であるために乱流混合によって十分な量の酸素がこの
循環流領域へ供給される。このため、ここに形成される
リング状のパイコツ1〜火炎は安定性が極めて高く、予
混合気流への安定した着火源となり、広い予混合気濃度
範囲で予混合火炎を保炎できる。
また、予混合気流量に対し保炎部の長さ(この場合リン
グ状パイロット火炎の周方向長さ)が小さいと予混合火
炎の長さが長くなりがちで、燃焼室長さを長くしなけれ
ばならないため保炎部長さは大きくとる必要がある。こ
の場合、従来例では高温領域がどうしても大きくなって
しまいNOx発生量も大きくなってしまうが本発明のよ
うな構成の場合高温領域は隔壁部後流の循環流に限られ
るため、パイロン1−火炎でのNOx発生量は十分に小
さく抑えられる。
グ状パイロット火炎の周方向長さ)が小さいと予混合火
炎の長さが長くなりがちで、燃焼室長さを長くしなけれ
ばならないため保炎部長さは大きくとる必要がある。こ
の場合、従来例では高温領域がどうしても大きくなって
しまいNOx発生量も大きくなってしまうが本発明のよ
うな構成の場合高温領域は隔壁部後流の循環流に限られ
るため、パイロン1−火炎でのNOx発生量は十分に小
さく抑えられる。
以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。外筒
92頭部カバー27及び燃焼器ケーシング20の内部に
は、燃焼室ライナ8.燃料フランジ26.燃料ノズル2
.空気キャップ25によって構成される燃焼器が収納さ
れている。
92頭部カバー27及び燃焼器ケーシング20の内部に
は、燃焼室ライナ8.燃料フランジ26.燃料ノズル2
.空気キャップ25によって構成される燃焼器が収納さ
れている。
圧縮機からの空気は燃焼器ケーシング20内に入って、
希釈空気孔28へ一部流入した後、燃焼室ライナ8と外
筒9の間を通って、その一部は予混合気流路人口1を経
て予混合気流路3に流入する。ここで燃料ノズル2より
噴出する燃料と混合し、理論混合比よりも燃料濃度の薄
い予混合気となって燃焼室10へ流入する。また、残り
の一部の空気は頭部カバ−27内部を通って、空気流路
4より燃焼室10へ流入する。隔壁部5の燃焼室側には
両側の流れる予混合気流及び空気流により小さくかつ安
定した循環流が形成される。隔壁部5内を貫通して設け
られたパイロット燃料流路6を通り、隔壁部5の燃焼室
側端面に設けたパイロット燃料噴ロアから流出した少量
のパイロット火炎用の燃料は前記循環流領域内にパイロ
ット火炎を形成する。この循環流領域内はパイロット燃
料流量を適当な量に設定することにより、予混合気流路
3から流出する予混合気に比べて、理論混合比に近い混
合比に設定でき空気流から酸素供給も十分にあるので燃
焼反応が活発に行われ安定なパイロット火炎が得られる
。予混合気流路3より流出した予混合気はこのパイロッ
ト火炎を着火源として広範囲な予混合気濃度において安
定した予混合火炎を形成する。第2図は燃焼室側からパ
イロット燃料噴口付近を見た図である。(a)はパイ。
希釈空気孔28へ一部流入した後、燃焼室ライナ8と外
筒9の間を通って、その一部は予混合気流路人口1を経
て予混合気流路3に流入する。ここで燃料ノズル2より
噴出する燃料と混合し、理論混合比よりも燃料濃度の薄
い予混合気となって燃焼室10へ流入する。また、残り
の一部の空気は頭部カバ−27内部を通って、空気流路
4より燃焼室10へ流入する。隔壁部5の燃焼室側には
両側の流れる予混合気流及び空気流により小さくかつ安
定した循環流が形成される。隔壁部5内を貫通して設け
られたパイロット燃料流路6を通り、隔壁部5の燃焼室
側端面に設けたパイロット燃料噴ロアから流出した少量
のパイロット火炎用の燃料は前記循環流領域内にパイロ
ット火炎を形成する。この循環流領域内はパイロット燃
料流量を適当な量に設定することにより、予混合気流路
3から流出する予混合気に比べて、理論混合比に近い混
合比に設定でき空気流から酸素供給も十分にあるので燃
焼反応が活発に行われ安定なパイロット火炎が得られる
。予混合気流路3より流出した予混合気はこのパイロッ
ト火炎を着火源として広範囲な予混合気濃度において安
定した予混合火炎を形成する。第2図は燃焼室側からパ
イロット燃料噴口付近を見た図である。(a)はパイ。
ロット燃料噴口をスリット状とした例である。この場合
、パイロット火炎が全周に形成されるためパイロット火
炎及び予混合火炎の安定性が良く。
、パイロット火炎が全周に形成されるためパイロット火
炎及び予混合火炎の安定性が良く。
また予混合火炎面積が大きくなるため火炎が短くなり燃
焼器全体の長を短くすることができる。
焼器全体の長を短くすることができる。
(b)はパイロット燃料噴口を周方向に点在する円孔と
した例である。この場合、スリット状に比べて噴口寸法
精度の点で加工が容易で製作コストを低くできる。
した例である。この場合、スリット状に比べて噴口寸法
精度の点で加工が容易で製作コストを低くできる。
本実施例によれば広い予混合気濃度範囲で予混合火炎を
安定に保炎でき、かつパイロット火炎の高温領域が小さ
いためこの部分で発生するNOx量も小さく、結果的に
良好な予混合燃焼型低NOx燃焼器を実現できる。
安定に保炎でき、かつパイロット火炎の高温領域が小さ
いためこの部分で発生するNOx量も小さく、結果的に
良好な予混合燃焼型低NOx燃焼器を実現できる。
他の実施例を第3図に示す。この例はパイロット燃料噴
ロアを隔壁の空気流路側の面に設けた例であり、その他
は第1図に示した実施例と同一である。この例の場合、
パイロット燃料噴ロアより流出した燃料が循環流領域に
達する以前に空気と混合されるため、パイロット火炎自
体が予混合燃焼に近づき、NOx排出量の点で有利であ
る。
ロアを隔壁の空気流路側の面に設けた例であり、その他
は第1図に示した実施例と同一である。この例の場合、
パイロット燃料噴ロアより流出した燃料が循環流領域に
達する以前に空気と混合されるため、パイロット火炎自
体が予混合燃焼に近づき、NOx排出量の点で有利であ
る。
さらに別の実施例を第4図に示す。図において第1図と
同一部分に対しては同一符号を付した。
同一部分に対しては同一符号を付した。
本実施例と第1図に示した実施例の違いは2段目燃焼用
予混合流路17,2段目燃料フランジ18゜2段目燃料
ノズル19からなる2段目予混合燃焼器を追加したこと
である。2段目の火炎は1段目の火炎を着火源として保
炎される。本実流、例によれば、ガスタービン負荷の小
さい場合には、2段目の燃料を止めて1段目のみ燃焼さ
せ、負荷が大きくなった場合に1段目、2段目とも燃焼
させることにより、1段だけの燃焼器に比べて広い負荷
範囲での運転が可能となる。
予混合流路17,2段目燃料フランジ18゜2段目燃料
ノズル19からなる2段目予混合燃焼器を追加したこと
である。2段目の火炎は1段目の火炎を着火源として保
炎される。本実流、例によれば、ガスタービン負荷の小
さい場合には、2段目の燃料を止めて1段目のみ燃焼さ
せ、負荷が大きくなった場合に1段目、2段目とも燃焼
させることにより、1段だけの燃焼器に比べて広い負荷
範囲での運転が可能となる。
本発明によれば、拡散燃焼型パイロット火炎を小さな空
間でかつ安定に形成させることができるので、予混合火
炎を広い混合気濃度範囲で安定化し、同時に予混合燃焼
の低NOx性という特徴を十分に活かしたガスタービン
燃焼器を構成できる。
間でかつ安定に形成させることができるので、予混合火
炎を広い混合気濃度範囲で安定化し、同時に予混合燃焼
の低NOx性という特徴を十分に活かしたガスタービン
燃焼器を構成できる。
第1図は本発明の一実施例の断面図、第2図は第1図の
パイロット燃料噴口部を燃焼室側から見た図、第3図は
別の実施例の隔壁部所面図、第4図は本発明の別の実施
例の断面図、第5図は従来例の概略断面図、第6図は本
発明の作用説明図。 2・・・燃料ノズル、3・・・予混合気流路、4・・・
空気流路、5・・・隔壁部、7・・・パイロット燃料噴
口、8・・・燃焼器ライす、25・・・空気キャップ、
10・・・燃焼室。 第2図 (α) Cl)) 第3図 第4図
パイロット燃料噴口部を燃焼室側から見た図、第3図は
別の実施例の隔壁部所面図、第4図は本発明の別の実施
例の断面図、第5図は従来例の概略断面図、第6図は本
発明の作用説明図。 2・・・燃料ノズル、3・・・予混合気流路、4・・・
空気流路、5・・・隔壁部、7・・・パイロット燃料噴
口、8・・・燃焼器ライす、25・・・空気キャップ、
10・・・燃焼室。 第2図 (α) Cl)) 第3図 第4図
Claims (1)
- 1、燃料と空気を予め混合して燃焼室へ送る環状予混合
気流路と、その流路出口近傍にパイロット火炎用燃料噴
口を備えた予混合燃焼型ガスタービン燃焼器において、
前記予混合気流路と同軸に環状空気流路を設け、両流路
を隔てる壁部材にパイロット火炎用の燃料噴口を設けた
ことを特徴とする予混合燃焼型ガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27300087A JPH01118023A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | ガスタービン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27300087A JPH01118023A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | ガスタービン燃焼器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01118023A true JPH01118023A (ja) | 1989-05-10 |
Family
ID=17521750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27300087A Pending JPH01118023A (ja) | 1987-10-30 | 1987-10-30 | ガスタービン燃焼器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01118023A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05264009A (ja) * | 1992-03-17 | 1993-10-12 | Hitachi Ltd | 燃焼装置 |
WO1994020793A1 (en) * | 1993-03-08 | 1994-09-15 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Premixed gas burning method and combustor |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP27300087A patent/JPH01118023A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05264009A (ja) * | 1992-03-17 | 1993-10-12 | Hitachi Ltd | 燃焼装置 |
WO1994020793A1 (en) * | 1993-03-08 | 1994-09-15 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Premixed gas burning method and combustor |
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