JPH02309123A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
ガスタービン燃焼器Info
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- JPH02309123A JPH02309123A JP12778589A JP12778589A JPH02309123A JP H02309123 A JPH02309123 A JP H02309123A JP 12778589 A JP12778589 A JP 12778589A JP 12778589 A JP12778589 A JP 12778589A JP H02309123 A JPH02309123 A JP H02309123A
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- duct
- premixing
- premixing duct
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- Granted
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Landscapes
- Air Supply (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】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は空気と燃11:1を予混合して燃焼さけるガス
タービン燃焼器に係り、特に低NOx化を図ったガスタ
ービン燃焼器に関する。
タービン燃焼器に係り、特に低NOx化を図ったガスタ
ービン燃焼器に関する。
〈従来の技術)
一般に、ガスタービン燃焼器におけるNOxの発生の主
要因は、燃料と空気との当R1比が1に近い燃焼領域が
燃焼ガス中に発生し、この燃焼領域において燃焼ガスが
局所的に高温化することにある。このような要因で発生
するNOxを抑制する手段としては希薄予混合燃焼方式
がある。
要因は、燃料と空気との当R1比が1に近い燃焼領域が
燃焼ガス中に発生し、この燃焼領域において燃焼ガスが
局所的に高温化することにある。このような要因で発生
するNOxを抑制する手段としては希薄予混合燃焼方式
がある。
上記燃焼方式を適用した従来の燃焼器としては、例えば
特開昭61−110817号公報等に開示したものがあ
る。この燃焼器は第10図に示すように、頭部にスワラ
101を備えたライナ102と、このライフ102の外
周部にあって二1円筒状に形成心れた予i!’2合掌1
03と、この予混合室103とライナ102とを連通す
る通気ガイド104とから構成されている。
特開昭61−110817号公報等に開示したものがあ
る。この燃焼器は第10図に示すように、頭部にスワラ
101を備えたライナ102と、このライフ102の外
周部にあって二1円筒状に形成心れた予i!’2合掌1
03と、この予混合室103とライナ102とを連通す
る通気ガイド104とから構成されている。
ライナ102の内部燃焼室105には第1段燃料106
aが供給され、ライナ101を通って供給される空気1
07と拡散混合しながら安定な拡散燃焼が行なわれる。
aが供給され、ライナ101を通って供給される空気1
07と拡散混合しながら安定な拡散燃焼が行なわれる。
一方、予混合室103のムロ1tt1ロ部からは第2段
燃料106bと空気107が取入れられて希薄、予混合
され、この予混合ガス゛108が通気ガイド104を通
って燃焼室105に供給されて希薄予混合燃焼を行なう
ようになっている。このように予混合気を複数の孔から
噴出させると、燃焼室の内部の流れが高乱流となり、燃
焼速度が速くなって良好な燃焼効率を得ながらNO8の
低減が図れるとともに、燃焼の均一化によるNOx低減
も図れる。
燃料106bと空気107が取入れられて希薄、予混合
され、この予混合ガス゛108が通気ガイド104を通
って燃焼室105に供給されて希薄予混合燃焼を行なう
ようになっている。このように予混合気を複数の孔から
噴出させると、燃焼室の内部の流れが高乱流となり、燃
焼速度が速くなって良好な燃焼効率を得ながらNO8の
低減が図れるとともに、燃焼の均一化によるNOx低減
も図れる。
しかし、上記従来例では第10図に示す逆流領kl 1
09 aや、第11図に示すように予混合ガス108の
主流方向に直交する断面の2つの通気ガイド104の中
間において予混合気の速度が遅い領1或109bが生じ
ろため、予混合室103や通気ガイド104内部に火炎
が入る、いわゆる逆火が発生し易い。すなわち、第10
図に示す燃焼器では予混合領域に低速域、逆流域等が生
じて圧力■失増加や逆火し易い問題点がある。
09 aや、第11図に示すように予混合ガス108の
主流方向に直交する断面の2つの通気ガイド104の中
間において予混合気の速度が遅い領1或109bが生じ
ろため、予混合室103や通気ガイド104内部に火炎
が入る、いわゆる逆火が発生し易い。すなわち、第10
図に示す燃焼器では予混合領域に低速域、逆流域等が生
じて圧力■失増加や逆火し易い問題点がある。
このような問題点を回避するために提案された従来のガ
スタービン燃焼器としては、特開or+62−2948
15舅公報等に開示されたものがある。
スタービン燃焼器としては、特開or+62−2948
15舅公報等に開示されたものがある。
この燃焼器は第12図に示す1ように燃焼室外1111
3の上流端がヘッドプレート114で閉塞され、外筒1
13内には上流端側にスワラ101を備えたライブ10
2を右し、このライナ102の内部の燃焼室105には
第1段燃料116aが供給されるようになっている。そ
して、この従来例は燃焼室105に予混合ガスを供給す
る供給孔110a、110bf′rJに甲−通路のダク
ト状の予混合室である予混合ダクt−111a、111
bを設けて、その入口部に第2段燃料す系統116b、
第2段燃斜a系統116aからの燃料を供給する第2「
9燃利ノズル112a、112bを設(プることで、予
混合領域内に特に流速の遅い低速領域、逆流域、よどみ
域を形成しないようにして圧力損失および逆火を防止し
ている。
3の上流端がヘッドプレート114で閉塞され、外筒1
13内には上流端側にスワラ101を備えたライブ10
2を右し、このライナ102の内部の燃焼室105には
第1段燃料116aが供給されるようになっている。そ
して、この従来例は燃焼室105に予混合ガスを供給す
る供給孔110a、110bf′rJに甲−通路のダク
ト状の予混合室である予混合ダクt−111a、111
bを設けて、その入口部に第2段燃料す系統116b、
第2段燃斜a系統116aからの燃料を供給する第2「
9燃利ノズル112a、112bを設(プることで、予
混合領域内に特に流速の遅い低速領域、逆流域、よどみ
域を形成しないようにして圧力損失および逆火を防止し
ている。
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら1.F記従来のガスタービン燃焼器では、
予混合ガスの供給孔毎に1つの予混合ダクトを設けてい
るため、予混合ダクトは供給孔と同数だけ必要となり、
また第2段燃料ノズルも少なくとも供給孔と同数以上必
要となる。その結果、部品点数が多くなり、燃焼器を大
型化してしまう問題点があった。
予混合ガスの供給孔毎に1つの予混合ダクトを設けてい
るため、予混合ダクトは供給孔と同数だけ必要となり、
また第2段燃料ノズルも少なくとも供給孔と同数以上必
要となる。その結果、部品点数が多くなり、燃焼器を大
型化してしまう問題点があった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、予混合ダ
クトの圧力損失の減少および逆火防止を図るとともに、
予混合ダクト等の部品点数を削減してコンバク]−にし
、かつ低NOx化を図ったガスタービン燃焼器を提供す
ることを目的とする。
クトの圧力損失の減少および逆火防止を図るとともに、
予混合ダクト等の部品点数を削減してコンバク]−にし
、かつ低NOx化を図ったガスタービン燃焼器を提供す
ることを目的とする。
(課題を解決するための手段)
本発明によるガスタービン燃焼器は、燃料と空気を予混
合させて燃焼室に予混合ガスを供給する予混合ダクトを
備えたガスタービン燃焼器において、上記予混合ダクト
の出口部分を複数の通路に分岐し、かつこの分岐部より
下流側の通路に絞り部を形成したことを特徴とする。
合させて燃焼室に予混合ガスを供給する予混合ダクトを
備えたガスタービン燃焼器において、上記予混合ダクト
の出口部分を複数の通路に分岐し、かつこの分岐部より
下流側の通路に絞り部を形成したことを特徴とする。
(杵用)
上記の構成を有する本発明においては、1つの予混合ダ
クトで複数の予混合ガス供給孔へ予混合ガスを供給でき
るので、予混合ダクト等の部品点数を削減し、コンバク
1〜にすることが可能である。一般に、予混合ガスの流
れを分岐した場合に1よその分岐部下流側に大きな乱れ
が生じろために、出口部分を分岐しただ1ノの予混合ダ
クトではその乱れの増大による燃焼速度増大および流速
の芹い領域の発生によって逆火してしまう危険があるが
、本発明では分岐部より下流側の通路に絞り部を形成し
ているため、予混合ガスの流速を増加させて流れを整流
させることができる。これににす、圧力111失が減少
し、また予混合ガスの流れを火炎伝播速度より速い均一
な速度分布の流れとすることができるので、逆火を防止
できる。
クトで複数の予混合ガス供給孔へ予混合ガスを供給でき
るので、予混合ダクト等の部品点数を削減し、コンバク
1〜にすることが可能である。一般に、予混合ガスの流
れを分岐した場合に1よその分岐部下流側に大きな乱れ
が生じろために、出口部分を分岐しただ1ノの予混合ダ
クトではその乱れの増大による燃焼速度増大および流速
の芹い領域の発生によって逆火してしまう危険があるが
、本発明では分岐部より下流側の通路に絞り部を形成し
ているため、予混合ガスの流速を増加させて流れを整流
させることができる。これににす、圧力111失が減少
し、また予混合ガスの流れを火炎伝播速度より速い均一
な速度分布の流れとすることができるので、逆火を防止
できる。
(実施例〉
以下、本発明によるガスタービン燃焼器の実施例につい
て添付図面を参照して説明する。
て添付図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第1実施例によるガスタービン燃焼器
を示し、この燃焼器は図示しない圧縮機とガスタービン
との間に複数個段りられ、圧縮機からの吐出ヂャンバ内
に収容される。そして、燃焼器外筒13の上流端はヘッ
ドプレート14で閉塞され、このヘッドプレー1・14
の中央部には第1段燃料系6aに接続される第1段燃料
取入口15aおよび第1段燃料ノズル15が設けられる
。
を示し、この燃焼器は図示しない圧縮機とガスタービン
との間に複数個段りられ、圧縮機からの吐出ヂャンバ内
に収容される。そして、燃焼器外筒13の上流端はヘッ
ドプレート14で閉塞され、このヘッドプレー1・14
の中央部には第1段燃料系6aに接続される第1段燃料
取入口15aおよび第1段燃料ノズル15が設けられる
。
ヘッドプレート14の内部には第2段燃料ヘッダ16が
設けられており、また外面に第2段燃料系6bと接続し
て燃料を取り入れる第2段燃料取入口17、その内部に
第2段燃石ノズル18(第2図)が設置される。そして
、その内径側には蒸気ヘッダ19、蒸気50を取り入れ
る蒸気取入口20 iJ3よび蒸気噴射ノズル21が設
置されている。
設けられており、また外面に第2段燃料系6bと接続し
て燃料を取り入れる第2段燃料取入口17、その内部に
第2段燃石ノズル18(第2図)が設置される。そして
、その内径側には蒸気ヘッダ19、蒸気50を取り入れ
る蒸気取入口20 iJ3よび蒸気噴射ノズル21が設
置されている。
燃焼器外筒13の内側には燃焼室5に圧縮機からの圧縮
空気を導くフロースリーブ22が設けられ、その内周側
に燃焼室5の外壁を形成するライナ2が設けられている
。ライナ2の上流端にはライナキャップ23が取り付け
られ、この中央部にスワラI J3よび第1段燃料ノズ
ル15が設置されている。そして、燃焼器外筒13の下
流端には燃焼器ラッパ52が設けられ、またライナ2の
後端部にはトランジションピース53が装着される。
空気を導くフロースリーブ22が設けられ、その内周側
に燃焼室5の外壁を形成するライナ2が設けられている
。ライナ2の上流端にはライナキャップ23が取り付け
られ、この中央部にスワラI J3よび第1段燃料ノズ
ル15が設置されている。そして、燃焼器外筒13の下
流端には燃焼器ラッパ52が設けられ、またライナ2の
後端部にはトランジションピース53が装着される。
ライナ2の胴部外周には例えば8組の予混合ダクト24
が配設され、この予混合ダクト24は上流側においてラ
イナキャップ23に取り付けられた支持具25によって
支持されており、下流側は予混合ダク]・24に固定さ
れた支持プレート26の外周側に支持リング27を巻回
することによって、8相の予混合ダク[・24をライナ
2に支持さUでいる。このライナ2はその上流端がライ
ブ支持具51を介してフロースリーブ22に支持されて
いる。
が配設され、この予混合ダクト24は上流側においてラ
イナキャップ23に取り付けられた支持具25によって
支持されており、下流側は予混合ダク]・24に固定さ
れた支持プレート26の外周側に支持リング27を巻回
することによって、8相の予混合ダク[・24をライナ
2に支持さUでいる。このライナ2はその上流端がライ
ブ支持具51を介してフロースリーブ22に支持されて
いる。
ここで、予混合ダクト24の出口部は三方に分岐され、
各々の出口端がライナ2に固定されたスリーブ28a、
28b、28cに挿入されており、このスリーブ28a
、28b、28cの外周端は予混合ダクト24の支持プ
レート26と接触している。また、予混合ダクト24の
#J後2箇所の支持部ではダクトの軸方向に対してスラ
イド可能となっており、支持リング27は弾性を有し、
半径方向に拡径・縮径可能となっている。
各々の出口端がライナ2に固定されたスリーブ28a、
28b、28cに挿入されており、このスリーブ28a
、28b、28cの外周端は予混合ダクト24の支持プ
レート26と接触している。また、予混合ダクト24の
#J後2箇所の支持部ではダクトの軸方向に対してスラ
イド可能となっており、支持リング27は弾性を有し、
半径方向に拡径・縮径可能となっている。
さらに、第2図に示すように8組の予混合ダクト24間
には、点火器29、火炎検知器(図示Uず)および火炎
伝播管31が設置されており、この火炎伝播管31は燃
焼器外fi13の周面に設【ブた火炎伝福管外筒54に
嵌着され、その内面を火炎仏間孔55としている。点火
器29ち同様に燃焼器外筒13の周面に取り付1ノられ
、この先端部がライナ2に形成した点火器挿入孔56に
臨んでいる。
には、点火器29、火炎検知器(図示Uず)および火炎
伝播管31が設置されており、この火炎伝播管31は燃
焼器外fi13の周面に設【ブた火炎伝福管外筒54に
嵌着され、その内面を火炎仏間孔55としている。点火
器29ち同様に燃焼器外筒13の周面に取り付1ノられ
、この先端部がライナ2に形成した点火器挿入孔56に
臨んでいる。
予混合ダクト24の入口開口部には、第1図に示すよう
に各々2組の第2段燃料ノズル18の先端が位置してお
り、このノズル先端部には予混合ダクト24内部に向い
て位置決めされた第2段燃料ノズル孔32が多数穿設さ
れている。また、予混合ダクト24は第3図に示すよう
に入口部に空気7を反転流入さ′Uるガイド33が設け
られるとともに、3つの分岐俊の通路に各々絞り部34
a。
に各々2組の第2段燃料ノズル18の先端が位置してお
り、このノズル先端部には予混合ダクト24内部に向い
て位置決めされた第2段燃料ノズル孔32が多数穿設さ
れている。また、予混合ダクト24は第3図に示すよう
に入口部に空気7を反転流入さ′Uるガイド33が設け
られるとともに、3つの分岐俊の通路に各々絞り部34
a。
34b、34Cが形成されている。これらの絞り部34
は例えば第4図<A)〜(C)に示すような形状であっ
て、つまり分岐直後の面積A1から出口部面積A2まで
の縮小流路であればよく、△1〉へ2の関係であればよ
い。
は例えば第4図<A)〜(C)に示すような形状であっ
て、つまり分岐直後の面積A1から出口部面積A2まで
の縮小流路であればよく、△1〉へ2の関係であればよ
い。
第5図は第1図のA部を拡大して示し、予混合ダク;・
24の出口端が挿入されたライナ2に固定されたスリー
ブ28bには予混合ダクi・出口端外周を空気で対流冷
却させるように多数の孔35が穿設されている。図示し
ないが他のスリーブ28a、28Gについても同様な構
造となっている。
24の出口端が挿入されたライナ2に固定されたスリー
ブ28bには予混合ダクi・出口端外周を空気で対流冷
却させるように多数の孔35が穿設されている。図示し
ないが他のスリーブ28a、28Gについても同様な構
造となっている。
そして、第5図においてスリーブ28bの外周方向にお
りるライナ2の内周にはライナ内リング57が設置ノら
れ、またスリーブ28bの外周にはスリーブ冷却フラン
ジ58が固定されている。
りるライナ2の内周にはライナ内リング57が設置ノら
れ、またスリーブ28bの外周にはスリーブ冷却フラン
ジ58が固定されている。
次に、本実施例の作用を説明する。
図示しない圧縮機から吐出される空気7(よ、)ロース
リーブ22とライナ2との間を燃焼器上端側に向けて流
入し、その一部はライナ冷却孔36(第5図)等からラ
イナ冷却用空気として流れ、また他の一部はスワラ1v
から一次燃焼空気として、さらに一部は予混合ダクト2
4に予混合ガス生成用として、さらに他の一部は希釈空
気孔37より希釈空気として燃焼室5内に流入する。
リーブ22とライナ2との間を燃焼器上端側に向けて流
入し、その一部はライナ冷却孔36(第5図)等からラ
イナ冷却用空気として流れ、また他の一部はスワラ1v
から一次燃焼空気として、さらに一部は予混合ダクト2
4に予混合ガス生成用として、さらに他の一部は希釈空
気孔37より希釈空気として燃焼室5内に流入する。
一方、?151段燃料系6aの燃料は第1段燃料ノズル
本体先端部に設けた第1段燃料ノズル孔38(第1図)
からスワラ1を介して燃焼室5内に流入して上記−火燃
焼空気と主に拡散混合して拡散燃焼する。
本体先端部に設けた第1段燃料ノズル孔38(第1図)
からスワラ1を介して燃焼室5内に流入して上記−火燃
焼空気と主に拡散混合して拡散燃焼する。
他方、第2段燃料系6bの燃料は第2段燃料取入口17
、第2段燃料ヘッダ16を通り、第2段燃料ノズル18
を介して予混合ダクト24内に噴射され、空気と予混合
して予混合ガス8となって燃焼器5内に流入して予混合
燃焼を行なう。そして、燃焼器5内で燃焼に供され、高
温の燃焼ガスとなった燃焼ガス60はトランジションピ
ース53内に形成された案内路を通って図示しないガス
タービンに導かれる。燃焼ガスがガスタービンを通過す
る際に膨張して仕事をし、発電機を回転駆動さUる。
、第2段燃料ヘッダ16を通り、第2段燃料ノズル18
を介して予混合ダクト24内に噴射され、空気と予混合
して予混合ガス8となって燃焼器5内に流入して予混合
燃焼を行なう。そして、燃焼器5内で燃焼に供され、高
温の燃焼ガスとなった燃焼ガス60はトランジションピ
ース53内に形成された案内路を通って図示しないガス
タービンに導かれる。燃焼ガスがガスタービンを通過す
る際に膨張して仕事をし、発電機を回転駆動さUる。
本実施例において予混合ガス供給孔は例えば24個ある
が、3個の孔に対して1つの予混合ダクトが対応するの
で、全体では予混合ダクト8本、第2段燃料ノズル16
個によって構成されている。
が、3個の孔に対して1つの予混合ダクトが対応するの
で、全体では予混合ダクト8本、第2段燃料ノズル16
個によって構成されている。
また、予混合ダクト入口から分岐前までの予混合ガスの
流速を30〜50m/seaとして、分岐後の絞り部3
4以降では60 m /sec以上に増速させているた
め、火炎伝播速度より速くなってガスタービンの実用運
転条件において逆火せず、かつ圧力IQ失が少ないこと
が実験によって確認された。
流速を30〜50m/seaとして、分岐後の絞り部3
4以降では60 m /sec以上に増速させているた
め、火炎伝播速度より速くなってガスタービンの実用運
転条件において逆火せず、かつ圧力IQ失が少ないこと
が実験によって確認された。
また、予混合ダクト24は入口部に空気導入用のガイド
33を有しているため、流入する空気の流れを乱ずこと
がなく、加えて予混合ダクト24人口から出口までの形
状を滑かで連続的に変化する形状としたので、予混合ダ
クト24内部で発生する乱れも少なく、これにより一段
と圧力損失が減少するとともに耐逆火性能を向上させて
いる。
33を有しているため、流入する空気の流れを乱ずこと
がなく、加えて予混合ダクト24人口から出口までの形
状を滑かで連続的に変化する形状としたので、予混合ダ
クト24内部で発生する乱れも少なく、これにより一段
と圧力損失が減少するとともに耐逆火性能を向上させて
いる。
さらに、各予混合ダクト出口端のライナ2内にIlB入
されている部分をスリーブ28a、28b。
されている部分をスリーブ28a、28b。
28cに穿設した多数の孔35から流入する空気によっ
て対流冷却しているために、予混合ダクト出口端壁面を
湯度上昇させることがない。その結果、予混合ダクト表
面を高温着火諒とするような逆火も防止することができ
る。
て対流冷却しているために、予混合ダクト出口端壁面を
湯度上昇させることがない。その結果、予混合ダクト表
面を高温着火諒とするような逆火も防止することができ
る。
このように本実施例によれば、予混合ダクト24の出口
部を複数の通路に分岐し、この通路部を滑かで連続的に
内周が変化する形状とし、分岐部より下流側の通路に絞
り部34を形成したので、予混台ダクトの本数、第2段
燃料ノズル本数c15よび予混合ダクト支持具等の部品
点数を削減し、コンバクi・化が図れる。そして、乱れ
のない予混合ガスの流れが得られるため、予混合ダクト
における圧力損失の減少および逆火防止が達成される。
部を複数の通路に分岐し、この通路部を滑かで連続的に
内周が変化する形状とし、分岐部より下流側の通路に絞
り部34を形成したので、予混台ダクトの本数、第2段
燃料ノズル本数c15よび予混合ダクト支持具等の部品
点数を削減し、コンバクi・化が図れる。そして、乱れ
のない予混合ガスの流れが得られるため、予混合ダクト
における圧力損失の減少および逆火防止が達成される。
また、予混合ダクトは支持部において軸方向にスライド
可能であり、半径方向への伸びも許容されるため、予混
合ダクトとライナとのI Iff差による熱応力を生じ
させることなく、予混合ダクトを支1、テすることがで
きる。
可能であり、半径方向への伸びも許容されるため、予混
合ダクトとライナとのI Iff差による熱応力を生じ
させることなく、予混合ダクトを支1、テすることがで
きる。
第6図〜第8図は本発明の第2実施例を示し、前記第1
実施例と同一の部材には同一の符号を付して説明する。
実施例と同一の部材には同一の符号を付して説明する。
第6図は本実施例の予混合ダクトを示しており、予混合
ダク!・24の出口分岐部の下流側に多数の空気孔39
を穿設している。また、図示しないが予混合ダクト24
の内側にリングをムΩけてもよい。
ダク!・24の出口分岐部の下流側に多数の空気孔39
を穿設している。また、図示しないが予混合ダクト24
の内側にリングをムΩけてもよい。
このように構成された予混合ダクトを有するがスタービ
ン燃焼器にあっては、第6図の予混合ダクト24の出口
端から×方向の断面における速度分布と害足比(燃空比
/lI論燃空比)分布が各々第7図(A)、(B)に示
すようになる。寸なわら、本実施例によってX−Qおよ
びd近傍のいわゆる壁面近傍の速度の低い境界層の当量
比を低下さUることかできる。したがって、第8図に示
すように形状的に可燃の範囲での速度と当部比との関係
が得られ、火炎伝播速度に対するマージンを従来のM
からMlに大きくすることができる。
ン燃焼器にあっては、第6図の予混合ダクト24の出口
端から×方向の断面における速度分布と害足比(燃空比
/lI論燃空比)分布が各々第7図(A)、(B)に示
すようになる。寸なわら、本実施例によってX−Qおよ
びd近傍のいわゆる壁面近傍の速度の低い境界層の当量
比を低下さUることかできる。したがって、第8図に示
すように形状的に可燃の範囲での速度と当部比との関係
が得られ、火炎伝播速度に対するマージンを従来のM
からMlに大きくすることができる。
このJ:うに本実施例によれば、予゛諌合ダクト24の
出口分岐部の下流において予混合ダクト内壁面近傍に空
気を流入さLる手段を設けたので、予混合ガスの速度の
但い境界層における燃料濃度を低くでき、逆火に対する
マージンを大きくすることができる。その他の構成およ
び作用は前記第1実施例と同一であるのでその説明を省
略する。
出口分岐部の下流において予混合ダクト内壁面近傍に空
気を流入さLる手段を設けたので、予混合ガスの速度の
但い境界層における燃料濃度を低くでき、逆火に対する
マージンを大きくすることができる。その他の構成およ
び作用は前記第1実施例と同一であるのでその説明を省
略する。
第9図は本発明の第3実施例を示し、前記第7実施例と
同一の部材には同一の符号を付して説明する。同図にお
いて、ライナは上流側の小径ライナ40と下流側の大径
ライナ41に分かれてJタリ、この小径ライナ40およ
び大径ライナ41内には各々面部燃焼室70および後部
燃焼室71が画成される。予混合ダクト24は主として
小径ライナ40の外周に位置し、予混合ダクト支持具4
2を介してフロースリーブ22に支持されている。この
フロースリーブ22の後端部は燃焼器に流入する空気を
周方向に均一かつ整流するために外周方向に折曲形成し
たガイド43を有している。また、第2段燃料ヘッダ1
6は外筒13の延長線、Fに位置し、第2段燃料ノズル
18は第゛2段燃わ1ヘツダ16の内周方向に延びるよ
うにして取り付けられている。そして、本実施例ではラ
イナ後部に設けている希釈空気孔が設けられていない。
同一の部材には同一の符号を付して説明する。同図にお
いて、ライナは上流側の小径ライナ40と下流側の大径
ライナ41に分かれてJタリ、この小径ライナ40およ
び大径ライナ41内には各々面部燃焼室70および後部
燃焼室71が画成される。予混合ダクト24は主として
小径ライナ40の外周に位置し、予混合ダクト支持具4
2を介してフロースリーブ22に支持されている。この
フロースリーブ22の後端部は燃焼器に流入する空気を
周方向に均一かつ整流するために外周方向に折曲形成し
たガイド43を有している。また、第2段燃料ヘッダ1
6は外筒13の延長線、Fに位置し、第2段燃料ノズル
18は第゛2段燃わ1ヘツダ16の内周方向に延びるよ
うにして取り付けられている。そして、本実施例ではラ
イナ後部に設けている希釈空気孔が設けられていない。
次に、本実施例の作用を説明する。
上流側のライ少を小径化したことによって、その外周に
予混合ダクト24を設けることができ、これにより燃焼
器の直径を小ざくコンバクj−に覆ることができる。ま
た、予混合ダクト24が支持具42を介してフロースリ
ーブ22に支持されているため、ライナに支持された場
合よりも予混合ダクI・24の入口開口部と第2段燃料
ノズル18との位置決めvJ度を高め、予混合ガスの濃
度分布を均一にして低NOx化が図れる。そして、フロ
ースリーブ22のte1部にガイド43を設(プたので
、予混合ダクト24に流入する空気格の周方向分布を均
一にでき、これにより予混合ガスのt U分布を均一に
して低NOx化が図れる。
予混合ダクト24を設けることができ、これにより燃焼
器の直径を小ざくコンバクj−に覆ることができる。ま
た、予混合ダクト24が支持具42を介してフロースリ
ーブ22に支持されているため、ライナに支持された場
合よりも予混合ダクI・24の入口開口部と第2段燃料
ノズル18との位置決めvJ度を高め、予混合ガスの濃
度分布を均一にして低NOx化が図れる。そして、フロ
ースリーブ22のte1部にガイド43を設(プたので
、予混合ダクト24に流入する空気格の周方向分布を均
一にでき、これにより予混合ガスのt U分布を均一に
して低NOx化が図れる。
加えて、ライナに希釈空気孔をなくしたので、その分の
空気を予混合用空気として用いることができ、予混合気
の濃度を低下さぜ°一段と低NO,X化が図れる。ここ
で、予混合ガスは燃料濃度が低いため燃焼ガス温度が低
く、かつ複数の出口から燃焼室内に流入するので混合効
果があり、その結果燃焼器出口断面にお1)る燃焼ガス
4度の分布も平坦となり、局所的高温ガスによるタービ
ン翼の焼石等を防止することもできる。
空気を予混合用空気として用いることができ、予混合気
の濃度を低下さぜ°一段と低NO,X化が図れる。ここ
で、予混合ガスは燃料濃度が低いため燃焼ガス温度が低
く、かつ複数の出口から燃焼室内に流入するので混合効
果があり、その結果燃焼器出口断面にお1)る燃焼ガス
4度の分布も平坦となり、局所的高温ガスによるタービ
ン翼の焼石等を防止することもできる。
このように本実施例によれば、ガスタービン燃焼器をコ
ンパクトにでき、N0xIJIfをざらに(It下さ「
ることができる。その他の構成および作用は前記第1実
施例と同一であるのでその説明を省略づる。
ンパクトにでき、N0xIJIfをざらに(It下さ「
ることができる。その他の構成および作用は前記第1実
施例と同一であるのでその説明を省略づる。
なお、本発明は上記実施例に限らず種々の変更が可能で
ある。例えば燃焼器外筒や第1段燃料系統については他
の手段でもよく、また予混合ダク)・の向きも入口部を
ライナ側に向け、予混合ダクト入口部に第2段燃料ノズ
ルを配置するようにしてもよい。
ある。例えば燃焼器外筒や第1段燃料系統については他
の手段でもよく、また予混合ダク)・の向きも入口部を
ライナ側に向け、予混合ダクト入口部に第2段燃料ノズ
ルを配置するようにしてもよい。
(発明の効果)
以上の通り本発明によれば、予混合ダクトの出口部分を
複数の通路に分岐し、この分岐部より下流側の通路に絞
り部を形成したので、予混合ダクトの圧力損失を減少さ
せ、逆火防止が図れる。
複数の通路に分岐し、この分岐部より下流側の通路に絞
り部を形成したので、予混合ダクトの圧力損失を減少さ
せ、逆火防止が図れる。
また、予混合ダクト等の部品点数を大幅に削減しコンパ
クト化が図れ、さらに低NOx化が図れるという効果を
秦する。
クト化が図れ、さらに低NOx化が図れるという効果を
秦する。
第1図は本発明に係るガスタービン燃焼器の第1実施例
を示す縦断面図、第2図は第1図のn−■1!2断面図
、第3図は予混合ダクトを一部切欠いて示す斜視図、第
4図(Δ)、(B)、(C)はP混合ダク1〜の絞り部
を示す説明図、第5図は第1図のΔ部拡大斜視図、第6
図は本発明の第2実施例における予混合ダクトを示す外
形図、第7図(A>、<8>は第6図の実施例の予混合
ガスの速度と等争比の分布図、第8図は第6図の実施例
における予混合ガスfi度と火炎伝播速度との関係を示
す図、第9図は本発明の第3実施例を示す縦断面図、第
10図は従来のガスタービン燃焼器を示づ縦断面図、第
11図は第10図のXI−XI線断面図、第12図は他
の従来のガスタービン燃焼器を示1i縦断面図、第13
図は第12図の■−■線断面図である。 2・・・ライナ、5・・・燃焼室、13・・・燃焼器外
筒、22・・・フロースリーブ、24・・・予混合ダク
ト、28a、28b、28c・・・スリーブ、32 ・
・・第2段燃料ノズル、33・・・ガイド、34a、3
4b、34C・・・絞り部、39・・・空気孔、40・
・・小径ライナ、41・・・大径ライ±。 出願人代理人 波 多 野 久名2回 宴〆Z回 $15回
を示す縦断面図、第2図は第1図のn−■1!2断面図
、第3図は予混合ダクトを一部切欠いて示す斜視図、第
4図(Δ)、(B)、(C)はP混合ダク1〜の絞り部
を示す説明図、第5図は第1図のΔ部拡大斜視図、第6
図は本発明の第2実施例における予混合ダクトを示す外
形図、第7図(A>、<8>は第6図の実施例の予混合
ガスの速度と等争比の分布図、第8図は第6図の実施例
における予混合ガスfi度と火炎伝播速度との関係を示
す図、第9図は本発明の第3実施例を示す縦断面図、第
10図は従来のガスタービン燃焼器を示づ縦断面図、第
11図は第10図のXI−XI線断面図、第12図は他
の従来のガスタービン燃焼器を示1i縦断面図、第13
図は第12図の■−■線断面図である。 2・・・ライナ、5・・・燃焼室、13・・・燃焼器外
筒、22・・・フロースリーブ、24・・・予混合ダク
ト、28a、28b、28c・・・スリーブ、32 ・
・・第2段燃料ノズル、33・・・ガイド、34a、3
4b、34C・・・絞り部、39・・・空気孔、40・
・・小径ライナ、41・・・大径ライ±。 出願人代理人 波 多 野 久名2回 宴〆Z回 $15回
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、燃料と空気を予混合させて燃焼室に予混合ガスを供
給する予混合ダクトを備えたガスタービン燃焼器におい
て、上記予混合ダクトの出口部分を複数の通路に分岐し
、かつこの分岐部より下流側の通路に絞り部を形成した
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。 2、予混合ダクトはその入口部に空気導入ガイドを有す
る請求項1記載のガスタービン燃焼器。 3、予混合ダクトはその入口部から出口部までの通路を
その内周が滑かで連続的に変化する形状に形成した請求
項1記載のガスタービン燃焼器。 4、予混合ダクト出口先端部の外側に空気を対流させ、
この先端部を冷却してなる請求項1記載のガスタービン
燃焼器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1127785A JP2543981B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | ガスタ―ビン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1127785A JP2543981B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | ガスタ―ビン燃焼器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02309123A true JPH02309123A (ja) | 1990-12-25 |
JP2543981B2 JP2543981B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=14968623
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1127785A Expired - Lifetime JP2543981B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | ガスタ―ビン燃焼器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2543981B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5311742A (en) * | 1991-11-29 | 1994-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gas turbine combustor with nozzle pressure ratio control |
WO2005059442A1 (ja) * | 2003-12-16 | 2005-06-30 | Hitachi, Ltd. | ガスタービン用燃焼器 |
EP2857658A1 (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-08 | Alstom Technology Ltd | Gas turbine with sequential combustion arrangement |
EP2574846A3 (en) * | 2011-09-27 | 2017-10-18 | Rolls-Royce plc | A method of operating a combustion chamber |
WO2018003488A1 (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
US10571127B2 (en) | 2016-10-24 | 2020-02-25 | Mitsubishi Hitachi Power Sytems, Ltd. | Gas turbine combustor |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61110817A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-29 | Toshiba Corp | 燃焼装置 |
JPS61208419A (ja) * | 1985-03-12 | 1986-09-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタ−ビン燃焼器の予混合ノズル |
JPS62294815A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Toshiba Corp | ガスタ−ビン燃焼器 |
-
1989
- 1989-05-23 JP JP1127785A patent/JP2543981B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS61110817A (ja) * | 1984-11-01 | 1986-05-29 | Toshiba Corp | 燃焼装置 |
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JPS62294815A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | Toshiba Corp | ガスタ−ビン燃焼器 |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5311742A (en) * | 1991-11-29 | 1994-05-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Gas turbine combustor with nozzle pressure ratio control |
WO2005059442A1 (ja) * | 2003-12-16 | 2005-06-30 | Hitachi, Ltd. | ガスタービン用燃焼器 |
US8397510B2 (en) | 2003-12-16 | 2013-03-19 | Hitachi, Ltd. | Combustor for gas turbine |
EP2574846A3 (en) * | 2011-09-27 | 2017-10-18 | Rolls-Royce plc | A method of operating a combustion chamber |
EP2857658A1 (en) * | 2013-10-01 | 2015-04-08 | Alstom Technology Ltd | Gas turbine with sequential combustion arrangement |
CN104633711A (zh) * | 2013-10-01 | 2015-05-20 | 阿尔斯通技术有限公司 | 具有顺序燃烧组件的燃气涡轮 |
US9708983B2 (en) | 2013-10-01 | 2017-07-18 | Ansaldo Energia Switzerland AG | Gas turbine with sequential combustion arrangement |
WO2018003488A1 (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-04 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
JP2018004138A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 川崎重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
CN109312927A (zh) * | 2016-06-30 | 2019-02-05 | 川崎重工业株式会社 | 燃气涡轮燃烧器 |
EP3480523A4 (en) * | 2016-06-30 | 2020-01-15 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | GAS TURBINE COMBUSTION CHAMBER |
US10571127B2 (en) | 2016-10-24 | 2020-02-25 | Mitsubishi Hitachi Power Sytems, Ltd. | Gas turbine combustor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2543981B2 (ja) | 1996-10-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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