JPH09119639A - 低ＮＯｘガスタービン燃焼器の予混合メインノズル - Google Patents
低ＮＯｘガスタービン燃焼器の予混合メインノズルInfo
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- JPH09119639A JPH09119639A JP27888795A JP27888795A JPH09119639A JP H09119639 A JPH09119639 A JP H09119639A JP 27888795 A JP27888795 A JP 27888795A JP 27888795 A JP27888795 A JP 27888795A JP H09119639 A JPH09119639 A JP H09119639A
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- main nozzle
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低ＮＯx ガスタービン燃焼器の予混合メイン
ノズルにおけるフラッシュバックを防止してその焼損を
防ぐようにする。 【解決手段】 拡散燃焼を行う保炎用のパイロットノズ
ル１の外側に配置され、旋回流を発生させて燃料と空気
を予混合させるスワーラ３を有する低ＮＯx ガスタービ
ン燃焼器の予混合メインノズル２において、スワーラ３
の中心部に開口部Ｄを設け、この開口部Ｄに予混合気を
供給し、燃焼器の中心部の予混合気の軸流速度を上げる
ようにした。
ノズルにおけるフラッシュバックを防止してその焼損を
防ぐようにする。 【解決手段】 拡散燃焼を行う保炎用のパイロットノズ
ル１の外側に配置され、旋回流を発生させて燃料と空気
を予混合させるスワーラ３を有する低ＮＯx ガスタービ
ン燃焼器の予混合メインノズル２において、スワーラ３
の中心部に開口部Ｄを設け、この開口部Ｄに予混合気を
供給し、燃焼器の中心部の予混合気の軸流速度を上げる
ようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スワーラを有する
低ＮＯx ガスタービン燃焼器の予混合メインノズルに関
する。
低ＮＯx ガスタービン燃焼器の予混合メインノズルに関
する。
【０００２】
【従来の技術】低ＮＯx ガスタービン燃焼器の１つにマ
ルチバーナ式の予混合燃焼器がある。この燃焼器では、
中心部に保炎用のパイロットノズルを設置して拡散燃焼
を行わせ、その外周に複数個の予混合メインノズルを設
置して、予混合稀薄燃焼を行わせるものである。
ルチバーナ式の予混合燃焼器がある。この燃焼器では、
中心部に保炎用のパイロットノズルを設置して拡散燃焼
を行わせ、その外周に複数個の予混合メインノズルを設
置して、予混合稀薄燃焼を行わせるものである。
【０００３】予混合メインノズルにおいて前記のように
稀薄燃焼を行うと燃焼温度が下がり、ＮＯx 発生量を抑
制することができるが失火し易い。このため、燃焼器の
中心の部分に前記パイロットノズルによる拡散燃焼域を
設けて、その火炎によって予混合メインノズルの失火を
防止するようにしている。
稀薄燃焼を行うと燃焼温度が下がり、ＮＯx 発生量を抑
制することができるが失火し易い。このため、燃焼器の
中心の部分に前記パイロットノズルによる拡散燃焼域を
設けて、その火炎によって予混合メインノズルの失火を
防止するようにしている。
【０００４】従来の前記の低ＮＯx ガスタービン燃焼器
の予混合メインノズルを、図３及び図４に示す。図３は
その縦断面図、図４は図３のII−II矢視断面図である。
の予混合メインノズルを、図３及び図４に示す。図３は
その縦断面図、図４は図３のII−II矢視断面図である。
【０００５】図３に示すように、燃焼器の中心部に設け
られたパイロットノズル１の外周には、複数個の予混合
メインノズル２が設置される。予混合メインノズル２
は、円形断面の外壁２ａの中心に燃料ノズル７が配置さ
れ、同燃料ノズル７には複数個の燃料噴口Ａが設けられ
ていて、この燃料噴口Ａからガス燃料を噴射する。燃料
噴口Ａの上流において外壁２ａと燃料ノズル７との間に
燃料ノズル７と同軸に設けられたスワーラ３は、１次空
気に旋回流を与えて強制渦を形成し、その剪断流によっ
て燃料噴口Ａから噴射された燃料との混合が促進され
る。
られたパイロットノズル１の外周には、複数個の予混合
メインノズル２が設置される。予混合メインノズル２
は、円形断面の外壁２ａの中心に燃料ノズル７が配置さ
れ、同燃料ノズル７には複数個の燃料噴口Ａが設けられ
ていて、この燃料噴口Ａからガス燃料を噴射する。燃料
噴口Ａの上流において外壁２ａと燃料ノズル７との間に
燃料ノズル７と同軸に設けられたスワーラ３は、１次空
気に旋回流を与えて強制渦を形成し、その剪断流によっ
て燃料噴口Ａから噴射された燃料との混合が促進され
る。
【０００６】予混合メインノズル２はホルダ４を介して
内筒５で保持され、パイロットノズル１はホルダ６を介
して予混合メインノズル２で保持されている。
内筒５で保持され、パイロットノズル１はホルダ６を介
して予混合メインノズル２で保持されている。
【０００７】また、図３に示される予混合メインノズル
２の内外径比ｄ／Ｄ（ボス比と言われる）が小さいとき
には、噴射された燃料の半径方向分布が不均一となる。
このため、図４に示すように、燃料ノズル７のスワーラ
３上流側に等間隔に配置された４本の中空支柱８が一体
に形成され、燃料ガスを中空支柱８に下流側へ向って設
けられた複数の噴口Ｂからも噴出して、燃料ガス分布の
均一化が図られている。
２の内外径比ｄ／Ｄ（ボス比と言われる）が小さいとき
には、噴射された燃料の半径方向分布が不均一となる。
このため、図４に示すように、燃料ノズル７のスワーラ
３上流側に等間隔に配置された４本の中空支柱８が一体
に形成され、燃料ガスを中空支柱８に下流側へ向って設
けられた複数の噴口Ｂからも噴出して、燃料ガス分布の
均一化が図られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前記の従来の低ＮＯx
ガスタービン燃焼器では、予混合メインノズルの出口で
は旋回のため、図３に矢印で示すように、燃料と空気の
予混合気の軸流速度は周辺程速く中空程遅い。このため
に、中心側で火炎が逆流するフラッシュバック（Flask
Back）現象が発生し、予混合メインノズルを焼損する場
合があった。
ガスタービン燃焼器では、予混合メインノズルの出口で
は旋回のため、図３に矢印で示すように、燃料と空気の
予混合気の軸流速度は周辺程速く中空程遅い。このため
に、中心側で火炎が逆流するフラッシュバック（Flask
Back）現象が発生し、予混合メインノズルを焼損する場
合があった。
【０００９】本発明は、以上の問題点を解消することが
できる低ＮＯx ガスタービン燃焼器の予混合メインノズ
ルを提供しようとするものである。
できる低ＮＯx ガスタービン燃焼器の予混合メインノズ
ルを提供しようとするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、拡散燃焼を行
う保炎用のパイロットノズルの外側に配置され、旋回流
を発生させて燃料と空気を予混合させるスワーラを有す
る低ＮＯx ガスタービン燃焼器の予混合メインノズルに
おいて、前記スワーラの中心部に開口部を設け、同開口
部に予混合気を供給するようにしたことを特徴とする。
う保炎用のパイロットノズルの外側に配置され、旋回流
を発生させて燃料と空気を予混合させるスワーラを有す
る低ＮＯx ガスタービン燃焼器の予混合メインノズルに
おいて、前記スワーラの中心部に開口部を設け、同開口
部に予混合気を供給するようにしたことを特徴とする。
【００１１】本発明において、スワーラの中心部では予
混合気が開口部を通過して旋回を持たないために予混合
気の軸流速度がスワーラを通過した予混合気よりも速
い。従って、予混合メインノズル出口での予混合気の軸
流速度は半径方向にほぼ均一となり、火炎が逆流するフ
ラッシュバックが発生しない。
混合気が開口部を通過して旋回を持たないために予混合
気の軸流速度がスワーラを通過した予混合気よりも速
い。従って、予混合メインノズル出口での予混合気の軸
流速度は半径方向にほぼ均一となり、火炎が逆流するフ
ラッシュバックが発生しない。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を図１及び
図２によって説明する。本実施の形態において、パイロ
ットノズル１の外周に複数の予混合メインノズル２を配
置し、予混合メインノズル２はホルダ４を介して内筒５
で保持され、パイロットノズル１はホルダ６を介して予
混合メインノズル２で保持されていることは、図３及び
図４に示される従来の燃焼器と異なるところはない。
図２によって説明する。本実施の形態において、パイロ
ットノズル１の外周に複数の予混合メインノズル２を配
置し、予混合メインノズル２はホルダ４を介して内筒５
で保持され、パイロットノズル１はホルダ６を介して予
混合メインノズル２で保持されていることは、図３及び
図４に示される従来の燃焼器と異なるところはない。
【００１３】本実施の形態においては、予混合メインノ
ズル２内にその円形断面の外壁２ａと同軸に燃料ノズル
７が配置され、同燃料ノズル７には等間隔をおいて半径
方向外方へ延びる４本の中空支柱８が一体に形成され、
下流側へ向って中空支柱８に設けられた複数の噴口Ｂか
ら燃料ガスを噴出するようになっている。また、燃料ノ
ズル７の端面には燃料ガスを下流側へ向って噴出する複
数の噴口Ｃが穿設されている。前記噴口Ｂと噴口Ｃの開
口の大きさは等しく設定されている。
ズル２内にその円形断面の外壁２ａと同軸に燃料ノズル
７が配置され、同燃料ノズル７には等間隔をおいて半径
方向外方へ延びる４本の中空支柱８が一体に形成され、
下流側へ向って中空支柱８に設けられた複数の噴口Ｂか
ら燃料ガスを噴出するようになっている。また、燃料ノ
ズル７の端面には燃料ガスを下流側へ向って噴出する複
数の噴口Ｃが穿設されている。前記噴口Ｂと噴口Ｃの開
口の大きさは等しく設定されている。
【００１４】前記燃料ノズル７の端面より下流側におい
て前記外壁２ａ内にスワーラ３が設けられ、その中心部
には燃料ノズル７の端面と対向するように同端面とほぼ
同じ大きさの開口部Ｄが設けられている。
て前記外壁２ａ内にスワーラ３が設けられ、その中心部
には燃料ノズル７の端面と対向するように同端面とほぼ
同じ大きさの開口部Ｄが設けられている。
【００１５】本実施の形態においては、図３及び図４に
示される従来の燃焼器と同様に、燃焼器の中心の部分に
あるパイロットノズル１の拡散燃焼によって、予混合メ
インノズル２の火炎の失火を防止することができる。
示される従来の燃焼器と同様に、燃焼器の中心の部分に
あるパイロットノズル１の拡散燃焼によって、予混合メ
インノズル２の火炎の失火を防止することができる。
【００１６】燃焼器に供給される空気と燃料ノズル７の
中空支柱８の噴口Ｂから噴出される燃料ガスの予混合気
は、スワーラ３を通過して旋回流となって充分に混合さ
れる。一方、空気と予混合メインノズル２の中央部の燃
料ノズル７の端面の噴口Ｃから噴出された燃料ガスの予
混合気は、スワーラ３の中心部の開口部Ｄを通ることに
なるが、この予混合気は旋回を持たないために、その軸
流速度がスワーラ３を通過した予混合気よりも速い。
中空支柱８の噴口Ｂから噴出される燃料ガスの予混合気
は、スワーラ３を通過して旋回流となって充分に混合さ
れる。一方、空気と予混合メインノズル２の中央部の燃
料ノズル７の端面の噴口Ｃから噴出された燃料ガスの予
混合気は、スワーラ３の中心部の開口部Ｄを通ることに
なるが、この予混合気は旋回を持たないために、その軸
流速度がスワーラ３を通過した予混合気よりも速い。
【００１７】これによって、予混合メインノズル２の出
口では、予混合気の軸流速度は半径方向にほぼ均一とな
り、火炎が逆流するフラッシュバックを防止することが
できる。
口では、予混合気の軸流速度は半径方向にほぼ均一とな
り、火炎が逆流するフラッシュバックを防止することが
できる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、予混合メインノズル出
口での予混合気軸流速度の分布が均一化し、フラッシュ
バックが発生せず低ＮＯx ガスタービン燃焼器の信頼性
を向上させることができる。
口での予混合気軸流速度の分布が均一化し、フラッシュ
バックが発生せず低ＮＯx ガスタービン燃焼器の信頼性
を向上させることができる。
【図１】本発明の実施の一形態に係る低ＮＯx ガスター
ビン燃焼器の縦断面図である。
ビン燃焼器の縦断面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ矢視図である。
【図３】従来の低ＮＯx ガスタービン燃焼器の縦断面図
である。
である。
【図４】図３のII−II矢視断面図である。
１ パイロットノズル ２ 予混合メインノズル ３ スワーラ ５ 内筒 ７ 燃料ノズル ８ 中空支柱 Ｂ，Ｃ 噴口 Ｄ スワーラの開口部
Claims (1)
- 【請求項１】 拡散燃焼を行う保炎用のパイロットノズ
ルの外側に配置され、旋回流を発生させて燃料と空気を
予混合させるスワーラを有する低ＮＯx ガスタービン燃
焼器の予混合メインノズルにおいて、前記スワーラの中
心部に開口部を設け、同開口部に予混合気を供給するよ
うにしたことを特徴とする低ＮＯx ガスタービン燃焼器
の予混合メインノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27888795A JP3416357B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 低ＮＯｘガスタービン燃焼器の予混合メインノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27888795A JP3416357B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 低ＮＯｘガスタービン燃焼器の予混合メインノズル |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09119639A true JPH09119639A (ja) | 1997-05-06 |
| JP3416357B2 JP3416357B2 (ja) | 2003-06-16 |
Family
ID=17603489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27888795A Expired - Fee Related JP3416357B2 (ja) | 1995-10-26 | 1995-10-26 | 低ＮＯｘガスタービン燃焼器の予混合メインノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3416357B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1172610A1 (en) | 2000-07-13 | 2002-01-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fuel nozzle for premix turbine combustor |
| WO2003006887A1 (fr) * | 2001-07-10 | 2003-01-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Buse de premelange, bruleur et turbine a gaz |
| WO2004029515A1 (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-08 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Turbine engine fuel nozzle |
| US7434401B2 (en) | 2003-08-05 | 2008-10-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | Fuel/air premixer for gas turbine combustor |
| CN104110698A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-10-22 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 一种用于燃气轮机燃烧室的预混合喷嘴 |
| WO2019122566A1 (fr) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Fives Pillard | Brûleur et ensemble de brûleurs compacts |
-
1995
- 1995-10-26 JP JP27888795A patent/JP3416357B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1172610A1 (en) | 2000-07-13 | 2002-01-16 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Fuel nozzle for premix turbine combustor |
| WO2003006887A1 (fr) * | 2001-07-10 | 2003-01-23 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Buse de premelange, bruleur et turbine a gaz |
| US7360363B2 (en) | 2001-07-10 | 2008-04-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Premixing nozzle, combustor, and gas turbine |
| WO2004029515A1 (en) * | 2002-09-26 | 2004-04-08 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Turbine engine fuel nozzle |
| US6832481B2 (en) | 2002-09-26 | 2004-12-21 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Turbine engine fuel nozzle |
| US7434401B2 (en) | 2003-08-05 | 2008-10-14 | Japan Aerospace Exploration Agency | Fuel/air premixer for gas turbine combustor |
| CN104110698A (zh) * | 2014-07-09 | 2014-10-22 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 一种用于燃气轮机燃烧室的预混合喷嘴 |
| CN104110698B (zh) * | 2014-07-09 | 2017-11-07 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 一种用于燃气轮机燃烧室的预混合喷嘴 |
| WO2019122566A1 (fr) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | Fives Pillard | Brûleur et ensemble de brûleurs compacts |
| FR3075931A1 (fr) * | 2017-12-21 | 2019-06-28 | Fives Pillard | Bruleur et ensemble de bruleurs compacts |
| US11988378B2 (en) | 2017-12-21 | 2024-05-21 | Fives Pillard | Burner and assembly of compact burners |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3416357B2 (ja) | 2003-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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