JPH01137117A - 拡散−予混合ノズル及びガスタービン燃焼器 - Google Patents
拡散−予混合ノズル及びガスタービン燃焼器Info
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- JPH01137117A JPH01137117A JP28566287A JP28566287A JPH01137117A JP H01137117 A JPH01137117 A JP H01137117A JP 28566287 A JP28566287 A JP 28566287A JP 28566287 A JP28566287 A JP 28566287A JP H01137117 A JPH01137117 A JP H01137117A
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- F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
- F23D11/005—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space with combinations of different spraying or vaporising means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
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- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/34—Feeding into different combustion zones
- F23R3/346—Feeding into different combustion zones for staged combustion
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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】
［発明の背景］
本発明は、ガスタービン用燃焼器に関し、特に、窒素酸
化物（Ｎｏ、）のような大気汚染物質の量を減少させる
ガスタービン用燃焼器に関する。
化物（Ｎｏ、）のような大気汚染物質の量を減少させる
ガスタービン用燃焼器に関する。
ガスタービンの排出ガス中のＮＯｘの量を減らすために
、２段２モード燃焼器が開発されている。
、２段２モード燃焼器が開発されている。
この２段２モード燃焼器は、米国特許第４，２９２．８
０１号に開示されている。この米国特許において、正規
運転負荷状態で上流側燃焼室が予混合室として機能し、
実際の燃焼が下流側燃焼室内で生じるように、２個の燃
焼室が設けられている場合、従来の１段１燃料ノズル燃
焼器と比較してＮＯｘ排出量が極めて減少することが明
らかにされた。」二連の運転状態では、」１流側燃焼室
内に炎が存在しないからＮＯｌの生成量が減少し、補助
ノズルに当る中央ノズルが燃焼器の動作のための火炎源
となる。上記米国特許における発明の特定の態様によれ
ば、上流側燃焼室内に燃料を噴射するための環状に配列
された複数個の主ノズルと、下流側燃焼室内に燃料を噴
射するための中央ノズルとが設けられている。これらの
主ノズルおよび中央ノズルは、全て拡散ノズルと見なさ
れるものである。というのは、ノズルが軸方向燃料送給
管を有し、その吐出端が空気旋回器によって囲まれてい
るからである。空気旋回器、燃料ノズルからの吐出され
た燃料に対して燃焼用空気を供給する。
０１号に開示されている。この米国特許において、正規
運転負荷状態で上流側燃焼室が予混合室として機能し、
実際の燃焼が下流側燃焼室内で生じるように、２個の燃
焼室が設けられている場合、従来の１段１燃料ノズル燃
焼器と比較してＮＯｘ排出量が極めて減少することが明
らかにされた。」二連の運転状態では、」１流側燃焼室
内に炎が存在しないからＮＯｌの生成量が減少し、補助
ノズルに当る中央ノズルが燃焼器の動作のための火炎源
となる。上記米国特許における発明の特定の態様によれ
ば、上流側燃焼室内に燃料を噴射するための環状に配列
された複数個の主ノズルと、下流側燃焼室内に燃料を噴
射するための中央ノズルとが設けられている。これらの
主ノズルおよび中央ノズルは、全て拡散ノズルと見なさ
れるものである。というのは、ノズルが軸方向燃料送給
管を有し、その吐出端が空気旋回器によって囲まれてい
るからである。空気旋回器、燃料ノズルからの吐出され
た燃料に対して燃焼用空気を供給する。
本発明者は拡散−予混合ノズルとして記述できるものに
中央ノズルすなわち補助ノズルの設計を変更することに
よって、ＮＯ，ｃの生成量をさらに減らすことができる
ことを発見した。動作について説明すると、比較的少量
の燃料を用いて、拡散パイロットを維持する一方で、補
助ノズルの予混合部により、上流の主ノズルから燃焼室
内へ送給される主燃料を点火するために追加の燃料を供
給する。
中央ノズルすなわち補助ノズルの設計を変更することに
よって、ＮＯ，ｃの生成量をさらに減らすことができる
ことを発見した。動作について説明すると、比較的少量
の燃料を用いて、拡散パイロットを維持する一方で、補
助ノズルの予混合部により、上流の主ノズルから燃焼室
内へ送給される主燃料を点火するために追加の燃料を供
給する。
［発明の目的］
本発明の目的は、運転条件の全範囲に亘って主予混合流
に点火するために安定で十分な熱源を提供することであ
る。
に点火するために安定で十分な熱源を提供することであ
る。
本発明の別の目的は、ＮＯｌの排出に対して炎源の影響
を最小とすることである。
を最小とすることである。
本発明の他の目的は、パイロット拡散炎を生じさせるの
に使用される燃料の量を最小とすることである。
に使用される燃料の量を最小とすることである。
新規性があると思われる本発明の特徴は、特許請求の範
囲に記載されている。しかし、発明自体、および本発明
の他の目的および利点は、以下の説明および図面を参照
することにより最も良く理解できよう。
囲に記載されている。しかし、発明自体、および本発明
の他の目的および利点は、以下の説明および図面を参照
することにより最も良く理解できよう。
［発明の概要コ
本発明は、特に、ベンチュリのど領域によって隔てられ
た２個の燃焼室を有するタイプのガスタービン用燃焼器
に適用できるものである。環状に配置された複数個の主
ノズルが、上流側すなわち第１の燃焼室内に燃料を噴射
する。これに対して、１個の補助ノズルすなわち中央ノ
ズルが、下流側すなわち第２の燃焼室内に燃料を噴射す
る。運転方法によれば、ベース負荷の下で、金主ノズル
が消炎される一方で、１個の中央ノズルが主ノズルから
噴射された予混合燃料の燃焼を持続させる。
た２個の燃焼室を有するタイプのガスタービン用燃焼器
に適用できるものである。環状に配置された複数個の主
ノズルが、上流側すなわち第１の燃焼室内に燃料を噴射
する。これに対して、１個の補助ノズルすなわち中央ノ
ズルが、下流側すなわち第２の燃焼室内に燃料を噴射す
る。運転方法によれば、ベース負荷の下で、金主ノズル
が消炎される一方で、１個の中央ノズルが主ノズルから
噴射された予混合燃料の燃焼を持続させる。
本発明によれば、従来中央ノズルに用いられていた拡散
ノズルが、拡散−予混合ノズルに取り替えられ、この拡
散−予混合ノズルは、燃焼器全体の全燃料流量の約２０
％から全燃料流量の約２％へ、中央拡散炎のための燃料
流量を減少させる。これを達成するため、拡散炎の燃焼
を支持するために最小量燃料送給管を囲むように空気送
給管を設け、他方、中央ノズル内での最大量の燃料送給
を半径方向の燃料分配管によって行う。各燃料分配管は
、拡散パイロット部を囲む予混合室内に燃料を噴射する
。拡散パイロット部は、軸方向燃料送給管、およびこれ
を囲む空気送給管で構成される。このようにして、比較
的少量の燃料を、拡散炎として、中央ノズルの予混合室
から吐出する流れに点火するために使用することができ
る。しかしその必要葺は、残りの主ノズルから吐出する
主予混合流に点火するのに必要な量よりも相当少ない。
ノズルが、拡散−予混合ノズルに取り替えられ、この拡
散−予混合ノズルは、燃焼器全体の全燃料流量の約２０
％から全燃料流量の約２％へ、中央拡散炎のための燃料
流量を減少させる。これを達成するため、拡散炎の燃焼
を支持するために最小量燃料送給管を囲むように空気送
給管を設け、他方、中央ノズル内での最大量の燃料送給
を半径方向の燃料分配管によって行う。各燃料分配管は
、拡散パイロット部を囲む予混合室内に燃料を噴射する
。拡散パイロット部は、軸方向燃料送給管、およびこれ
を囲む空気送給管で構成される。このようにして、比較
的少量の燃料を、拡散炎として、中央ノズルの予混合室
から吐出する流れに点火するために使用することができ
る。しかしその必要葺は、残りの主ノズルから吐出する
主予混合流に点火するのに必要な量よりも相当少ない。
したがって、この構造では、拡散炎（Ｎ Ｏ，の排出量
が多い）として燃焼する燃料の、燃焼器における全燃料
流量に対するパーセントを最小にすると同時に、パイロ
ット予混合流（ＮＯ，Ｘの排出量が少ない）を使用する
ことによって主予混合流に点火するのに充分な熱入力を
与える。
が多い）として燃焼する燃料の、燃焼器における全燃料
流量に対するパーセントを最小にすると同時に、パイロ
ット予混合流（ＮＯ，Ｘの排出量が少ない）を使用する
ことによって主予混合流に点火するのに充分な熱入力を
与える。
［発明の詳細な説明］
第１図に示されているように、ガスタービン１２は、圧
縮機１４、燃焼３１６、および１枚の羽根で表わしたタ
ービン１８を有する。図示されていないが、タービン１
８は、周知のように共通軸によって圧縮機１４に連結さ
れて、これを駆動する。圧縮機１４は入口空気を加圧し
、この加圧された空気は燃焼器１６の方へ向きを変えら
れて（すなわち、反対向きに）流れ、燃焼器１６内で燃
焼器を冷却するのに使用されるとともに燃焼用空気とし
ても使用される。ガスタービン１２は、複数個の燃焼器
１６（図には１個のみが示されている）を有し、これら
の燃焼器は、ガスタービン１２の外周に配置されている
。ガスタービンの１つのモデルにおいては、上述したよ
うな燃焼器がガスタービンの外周に１４個配置されてい
る。移行ダクト２０が、その対応する燃焼器１６の出口
端をタービン１８の入口端に接続し、燃焼による高温生
成物をタービン１８に送給する。
縮機１４、燃焼３１６、および１枚の羽根で表わしたタ
ービン１８を有する。図示されていないが、タービン１
８は、周知のように共通軸によって圧縮機１４に連結さ
れて、これを駆動する。圧縮機１４は入口空気を加圧し
、この加圧された空気は燃焼器１６の方へ向きを変えら
れて（すなわち、反対向きに）流れ、燃焼器１６内で燃
焼器を冷却するのに使用されるとともに燃焼用空気とし
ても使用される。ガスタービン１２は、複数個の燃焼器
１６（図には１個のみが示されている）を有し、これら
の燃焼器は、ガスタービン１２の外周に配置されている
。ガスタービンの１つのモデルにおいては、上述したよ
うな燃焼器がガスタービンの外周に１４個配置されてい
る。移行ダクト２０が、その対応する燃焼器１６の出口
端をタービン１８の入口端に接続し、燃焼による高温生
成物をタービン１８に送給する。
本発明は、特に、米国特許第４． ２９２． ８０１号
に記載されたタイプの２段２モード低ＮＯ，Ｃ燃焼器に
有用である。この米国特許に記載されているように、ま
た本出願の第２図に示さ°れでいるように、各燃焼器１
６は、ｍｌの燃焼室すなわち上流側燃焼室２４と、第２
の燃焼室すなわち下流側燃焼室２６と、これらの上流側
および下流側燃焼室２４および２６の間のベンチュリの
ど領域２８とを有する。燃焼器１６は、燃焼器空気流ス
リーブ３０によって囲まれており、燃焼器空気流スリー
ブ３０は、圧縮機１４から吐出された空気の流れを燃焼
器１６に導く流路を構成する。燃焼器１６はさらに外側
ケーシング３１によって囲まれている。外側ケーシング
３１はタービンケーシング３２にボルトで固定される。
に記載されたタイプの２段２モード低ＮＯ，Ｃ燃焼器に
有用である。この米国特許に記載されているように、ま
た本出願の第２図に示さ°れでいるように、各燃焼器１
６は、ｍｌの燃焼室すなわち上流側燃焼室２４と、第２
の燃焼室すなわち下流側燃焼室２６と、これらの上流側
および下流側燃焼室２４および２６の間のベンチュリの
ど領域２８とを有する。燃焼器１６は、燃焼器空気流ス
リーブ３０によって囲まれており、燃焼器空気流スリー
ブ３０は、圧縮機１４から吐出された空気の流れを燃焼
器１６に導く流路を構成する。燃焼器１６はさらに外側
ケーシング３１によって囲まれている。外側ケーシング
３１はタービンケーシング３２にボルトで固定される。
複数個の主ノズル３６が、それぞれ上流側燃焼室２４に
燃料を送給するために、中央補助ノズル３８の周囲に環
状に配列される。ガスタービンのひとつのモデルでは、
各燃焼器は６個の主ノズルと１個の補助ノズルとを有す
ることもある。燃焼器１Ｇについて更に説明すると、燃
料は、当業者に周知のような、上記米国特許箱４，２９
２，８０１号に詳述されている方法で、配管４２を介し
て主ノズル３６および中央補助ノズル３８に送給される
。燃焼器内での点火は、火花点火プラグ４８（第２図に
は図示していない）によって行われる。また、隣りの燃
焼器の点火は当業者に周知のクロスファイヤ管５０によ
って行われる。
燃料を送給するために、中央補助ノズル３８の周囲に環
状に配列される。ガスタービンのひとつのモデルでは、
各燃焼器は６個の主ノズルと１個の補助ノズルとを有す
ることもある。燃焼器１Ｇについて更に説明すると、燃
料は、当業者に周知のような、上記米国特許箱４，２９
２，８０１号に詳述されている方法で、配管４２を介し
て主ノズル３６および中央補助ノズル３８に送給される
。燃焼器内での点火は、火花点火プラグ４８（第２図に
は図示していない）によって行われる。また、隣りの燃
焼器の点火は当業者に周知のクロスファイヤ管５０によ
って行われる。
上記米国特許箱４，２９２． ８０１号では、全ての燃
料ノズル（主ノズルおよび補助ノズルの両方）が同一で
あり、すなわち、全ての燃料ノズルが拡散型であること
が指摘されている。第２図に示されているように、拡散
型の主ノズル３６は、燃料送給ノズル５４および環状旋
回器５６を有する。燃料送給ノズル５４は、燃料のみを
送給する。
料ノズル（主ノズルおよび補助ノズルの両方）が同一で
あり、すなわち、全ての燃料ノズルが拡散型であること
が指摘されている。第２図に示されているように、拡散
型の主ノズル３６は、燃料送給ノズル５４および環状旋
回器５６を有する。燃料送給ノズル５４は、燃料のみを
送給する。
この燃料は、その後、燃焼のため旋回器５Ｂからの空気
と混合される。米国特許箱４，２９２，８０１号によれ
ば、補助ノズルも拡散ノズルである。
と混合される。米国特許箱４，２９２，８０１号によれ
ば、補助ノズルも拡散ノズルである。
これについて以下説明する。
ベース負荷での運転中、２段２モード燃焼器は、予混合
モードで動作するように設計されている。
モードで動作するように設計されている。
この予混合モードにおいては、全ての主ノズルは燃料と
空気とを混合するだけであり、この混合物は、補助すな
わち中央拡散ノズルにより支持されている拡散炎によっ
て点火される。この主ノズルの予混合と補助拡散ノズル
による点火とによって、燃焼器内でのＮＯ，ｃ生成量が
減少する。しかし、上述のシステムには、少なくとも１
つの根本的な欠点があった。たとえば、実験室での試験
の結果、補助拡散ノズルに対して可能な最小パーセント
の燃料を使用すれば成る運転条件でＮＯｘ排出二が最小
になるが、他の運転条件で、補助拡散ノズルに同じパー
セントの燃料を用いると、主予混合流を満足に燃焼させ
るのに充分な熱入力が得られないことが判明した。本発
明者は、最小拡散パイロットを中央ノズルの予混合室と
組み合せて使用することによって、上流側の予混合ノズ
ル（主ノズル）から吐出される主予混合流に対する満足
なパイロット炎を維持できることを見出した。したがっ
て、本発明では、拡散炎（高ＮＯ，ｃの生成をともなう
）として燃焼する燃料の燃焼器への全燃料に対するパー
セントを最小にすると同時に、補助予混合流すなわちパ
イロット流を使用することによって主予混合流に点火す
るのに充分な熱入力が得られるようにする。
空気とを混合するだけであり、この混合物は、補助すな
わち中央拡散ノズルにより支持されている拡散炎によっ
て点火される。この主ノズルの予混合と補助拡散ノズル
による点火とによって、燃焼器内でのＮＯ，ｃ生成量が
減少する。しかし、上述のシステムには、少なくとも１
つの根本的な欠点があった。たとえば、実験室での試験
の結果、補助拡散ノズルに対して可能な最小パーセント
の燃料を使用すれば成る運転条件でＮＯｘ排出二が最小
になるが、他の運転条件で、補助拡散ノズルに同じパー
セントの燃料を用いると、主予混合流を満足に燃焼させ
るのに充分な熱入力が得られないことが判明した。本発
明者は、最小拡散パイロットを中央ノズルの予混合室と
組み合せて使用することによって、上流側の予混合ノズ
ル（主ノズル）から吐出される主予混合流に対する満足
なパイロット炎を維持できることを見出した。したがっ
て、本発明では、拡散炎（高ＮＯ，ｃの生成をともなう
）として燃焼する燃料の燃焼器への全燃料に対するパー
セントを最小にすると同時に、補助予混合流すなわちパ
イロット流を使用することによって主予混合流に点火す
るのに充分な熱入力が得られるようにする。
このため、本発明によれば、第２図および第３図に示す
ように、拡散−予混合ノズル１００を提供する。拡散−
予混合ノズル１００は、燃料送給管６４を具えた拡散パ
イロット部６２を有する。
ように、拡散−予混合ノズル１００を提供する。拡散−
予混合ノズル１００は、燃料送給管６４を具えた拡散パ
イロット部６２を有する。
燃料送給管６４は、軸方向燃料送給管６６、およびこの
管６６から半径方向外向きに伸びて端部が閉鎖された腹
数本の半径方向の燃料分配管６８を−ａする。好適な実
施例では、６本の燃料分配管が設けられる。第３図に最
も良く示されているように、各燃料分配管６８は、複数
個の燃料吐出孔７０を何する。燃料吐出孔７０は、拡散
−予混合ノズル１００の吐出端の方へ下流に向けられて
いる。
管６６から半径方向外向きに伸びて端部が閉鎖された腹
数本の半径方向の燃料分配管６８を−ａする。好適な実
施例では、６本の燃料分配管が設けられる。第３図に最
も良く示されているように、各燃料分配管６８は、複数
個の燃料吐出孔７０を何する。燃料吐出孔７０は、拡散
−予混合ノズル１００の吐出端の方へ下流に向けられて
いる。
燃料吐出孔７０の寸法は、後述する予混合室内に所望の
パーセントの燃料流量を送給するように設定される。
パーセントの燃料流量を送給するように設定される。
拡散パイロット部６２は、さらに空気送給管７４を有す
る。空気送給管７４は、軸方向燃料送給管６６と同軸で
あって、これを囲む。空気送給管７４への空気入力は、
圧縮機１４からの吐出空気である。この吐出空気は、そ
の流れの向きが逆転されて、燃焼器空気流スリーブ３０
と燃焼器ライナ７８とによって画成された空間７６に流
入する。
る。空気送給管７４は、軸方向燃料送給管６６と同軸で
あって、これを囲む。空気送給管７４への空気入力は、
圧縮機１４からの吐出空気である。この吐出空気は、そ
の流れの向きが逆転されて、燃焼器空気流スリーブ３０
と燃焼器ライナ７８とによって画成された空間７６に流
入する。
拡散パイロット部６２は、その吐出端に第１の環状旋回
器すなわち拡散パイロット旋回器８２を有する。この拡
散パイロット旋回器８２は、空気送給管７４から吐出さ
れた空気を拡散パイロット炎に向けて送るためのもので
ある。
器すなわち拡散パイロット旋回器８２を有する。この拡
散パイロット旋回器８２は、空気送給管７４から吐出さ
れた空気を拡散パイロット炎に向けて送るためのもので
ある。
予混合室８４が、スリーブ状の截頭円錐筒８５によって
画成される。予混合室８４は、拡散パイロット部６２を
囲み、拡散パイロット部６２の吐出端に近接する吐出端
を有する。圧縮機１４からの吐出空気が、その流れの向
きが逆転されて、空気送給管７４と同様に空間７６から
予混合室８４内に流入する。複数本の燃料分配管６８は
、空気送給管７４を貫通して環状の予混合室８４の中ま
で伸びている。この予混合室内で燃料と空気が混合され
て、第２の旋回器すなわち予混合室、旋回器８６に送給
される。予混合室旋回器８６は、拡散パイロット部６２
と予混合室８４の截頭円錐筒８５との間に配置されてい
る。
画成される。予混合室８４は、拡散パイロット部６２を
囲み、拡散パイロット部６２の吐出端に近接する吐出端
を有する。圧縮機１４からの吐出空気が、その流れの向
きが逆転されて、空気送給管７４と同様に空間７６から
予混合室８４内に流入する。複数本の燃料分配管６８は
、空気送給管７４を貫通して環状の予混合室８４の中ま
で伸びている。この予混合室内で燃料と空気が混合され
て、第２の旋回器すなわち予混合室、旋回器８６に送給
される。予混合室旋回器８６は、拡散パイロット部６２
と予混合室８４の截頭円錐筒８５との間に配置されてい
る。
第３の旋回器すなわち中央ノズル旋回器９０が、拡散予
混合ノズル１００の吐出端よりも下流に配置される。中
央ノズル旋回器９０は、截頭円錐筒８５の延長部すなわ
ちカップ９２と上流側燃焼室２４の中心体壁９５との間
に配置されている。圧縮機１４からの吐出空気が、その
流れの向きが逆転されて、燃焼器ライナ７８を囲む空間
７６から中央ノズル旋回器９０へ流れる。中央ノズル旋
回器９０の目的は、第１の燃焼室からの主予混合流と組
み合わさるときの、拡散−予混合ノズル１００の炎を安
定させるためである。
混合ノズル１００の吐出端よりも下流に配置される。中
央ノズル旋回器９０は、截頭円錐筒８５の延長部すなわ
ちカップ９２と上流側燃焼室２４の中心体壁９５との間
に配置されている。圧縮機１４からの吐出空気が、その
流れの向きが逆転されて、燃焼器ライナ７８を囲む空間
７６から中央ノズル旋回器９０へ流れる。中央ノズル旋
回器９０の目的は、第１の燃焼室からの主予混合流と組
み合わさるときの、拡散−予混合ノズル１００の炎を安
定させるためである。
拡散パイロット旋回器８２、予混合室旋回器８６および
中央ノズル旋回器９０の所要の設計は、当業者に周知で
あるから、これ以上説明しない。
中央ノズル旋回器９０の所要の設計は、当業者に周知で
あるから、これ以上説明しない。
予混合室８４の截頭円錐筒８５は、ガスタービン環境内
で使用するのに適した金属で作られる。
で使用するのに適した金属で作られる。
動作について説明すると、始動時に、第１の燃焼室内に
燃料が導入されて燃焼が開始される。予め定められた中
間範囲の負荷になったとき、燃料流は、所望の負荷に到
達するように主ノズルと補助ノズルとの間で分割されて
、補助ノズルの点火が行われる。その後、主ノズルへの
燃料流が遮断されて、第１の燃焼室内での燃焼を停止さ
せる。
燃料が導入されて燃焼が開始される。予め定められた中
間範囲の負荷になったとき、燃料流は、所望の負荷に到
達するように主ノズルと補助ノズルとの間で分割されて
、補助ノズルの点火が行われる。その後、主ノズルへの
燃料流が遮断されて、第１の燃焼室内での燃焼を停止さ
せる。
その後、燃料流が再び主ノズルに設定され、このとき、
主ノズルはそれに供給される主燃料流に対する主予混合
室として作用し、他方、中央ノズルは点火された状態に
保たれて主予混合流に対するパイロット炎を形成する。
主ノズルはそれに供給される主燃料流に対する主予混合
室として作用し、他方、中央ノズルは点火された状態に
保たれて主予混合流に対するパイロット炎を形成する。
この点で従来技術によれば、全燃焼器燃料流量の約２０
％を使う拡散炎は、比較的多量のＮＯ，Ｘを生成してし
まう。
％を使う拡散炎は、比較的多量のＮＯ，Ｘを生成してし
まう。
拡散−予混合ノズルを用いる本発明によれば、全燃焼器
燃料流量の約２％のみが拡散炎を支持するために使用さ
れるので、ＮＯ，Ｃの生成量が相当小さくなる。パイロ
ットノズルすなわち補助ノズル残りの燃料は予混合室内
で予混合され、このため相当低下したレベルのＮＯ８が
排出される。要約すると、上述したように本発明によれ
ば、ＮＯ工の生成量が減少し、この減少によって、補助
ノズルに通す燃料の流量を増加させることができるよう
になり、また、拡散パイロットが周囲の主ノズルからの
全予混合流よりもむしろ拡散パイロットの予混合流に依
存するので、ターンダウン比すなわち変動する条件下で
動作する能力がかなり拡大される。
燃料流量の約２％のみが拡散炎を支持するために使用さ
れるので、ＮＯ，Ｃの生成量が相当小さくなる。パイロ
ットノズルすなわち補助ノズル残りの燃料は予混合室内
で予混合され、このため相当低下したレベルのＮＯ８が
排出される。要約すると、上述したように本発明によれ
ば、ＮＯ工の生成量が減少し、この減少によって、補助
ノズルに通す燃料の流量を増加させることができるよう
になり、また、拡散パイロットが周囲の主ノズルからの
全予混合流よりもむしろ拡散パイロットの予混合流に依
存するので、ターンダウン比すなわち変動する条件下で
動作する能力がかなり拡大される。
本発明を特定の実施例に関して図示し説明したが、当業
者であれば、特許請求の範囲内において容易に種々変形
することができよう。したがって、本願の特許請求の範
囲は、このような変形を包含するものである。
者であれば、特許請求の範囲内において容易に種々変形
することができよう。したがって、本願の特許請求の範
囲は、このような変形を包含するものである。
第１図は、一部を断面で示したガスタービンエンジンの
側面図である。第２図は、ガスタービンエンジンの燃焼
器部分の拡大側断面図である。第３図は、本発明による
拡散−予混合ノズルの概略側断面図である。 ［主な符号の説明］ ３６：主ノズル、３８：中央ノズル、１００：拡散−予
混合ノズル、６２：拡散パイロット部、６４：燃料送給
管、６６：軸方向燃料送給管、６８；半径方向の燃料分
配管、７０：燃料吐出孔、７４：空気送給管、８２，８
６．９０：旋回器、８４：予混合室、８５：截頭円錐筒
。
側面図である。第２図は、ガスタービンエンジンの燃焼
器部分の拡大側断面図である。第３図は、本発明による
拡散−予混合ノズルの概略側断面図である。 ［主な符号の説明］ ３６：主ノズル、３８：中央ノズル、１００：拡散−予
混合ノズル、６２：拡散パイロット部、６４：燃料送給
管、６６：軸方向燃料送給管、６８；半径方向の燃料分
配管、７０：燃料吐出孔、７４：空気送給管、８２，８
６．９０：旋回器、８４：予混合室、８５：截頭円錐筒
。
Claims (6)
- （１）入口端および吐出端を持つ軸方向管を有する燃料
送給管と、上記軸方向管と同軸であって上記軸方向管を
囲む空気送給管と、上記軸方向管と上記空気送給管との
間に設けられて上記軸方向管の吐出端に位置する環状の
第１の旋回器とで構成された拡散パイロット部であって
、上記燃料送給管が、さらに、上記軸方向管から外向き
に上記空気送給管の外周よりも外方へ伸び且つ上記軸方
向管の入口端の近くに配置された複数本の半径方向の燃
料分配管を含んでいる拡散パイロット部と、上記拡散パ
イロット部を囲み、且つ入口端および吐出端を持つ予混
合室であって、上記半径方向の燃料分配管がこの予混合
室の中まで伸びている予混合室と、 少なくとも１本の上記半径方向の燃料分配管に設けられ
て、上記予混合室の吐出端の方へ向いた少なくとも１個
の燃料吐出孔と、 上記空気送給管と上記予混合室の壁との間に設けられて
上記予混合室の吐出端に位置する第２旋回器と、 を有する拡散−予混合ノズル。 - （２）第１および第２の燃焼室と、上記第１および第２
の燃焼室よりも小さい容積を有し、上記第１および第２
の燃焼室を接続するのど領域と、上記第１燃焼室よりも
上流に環状に配列されて上記第１燃焼室内に燃料を導入
する複数個の拡散型主燃料ノズルであって、各々、上記
第１燃焼室内に加圧された空気を導入して燃料と空気と
の可燃混合物を生じさせる環状の旋回器をそなえた複数
個の拡散型主燃料ノズルとを含んでいるタイプのガスタ
ービン用燃焼器において、 上記第２燃焼室よりも上流に配置され、且つ、上記第２
燃焼室の方へ向いた吐出端を持つ拡散−予混合ノズルを
有するガスタービン用燃焼器。 - （３）特許請求の範囲第（２）項記載の燃焼器において
、上記拡散−予混合ノズルが、 軸方向燃料送給管と、この軸方向燃料送給管を囲む空気
送給管と、上記燃料送給管と上記空気送給管との間に配
置された環状の拡散パイロット旋回器とを有する拡散パ
イロット部と、 上記拡散パイロット部を囲む予混合室と、 上記燃料送給管から半径方向外向きに上記空気送給管を
貫通して上記予混合室の中まで伸びる複数本の半径方向
の燃料分配管であって、少なくとも１本の半径方向の燃
料分配管には少なくとも１個の燃料吐出孔が上記予混合
室の吐出端の方へ向いて設けられ、これにより燃料を上
記予混合室内へ分布させる複数本の半径方向の燃料分配
管と、上記空気送給管と上記予混合室の壁との間に上記
拡散−予混合ノズルの吐出端に隣接して配置された予混
合室旋回器とを含んでいる燃焼器。 - （４）特許請求の範囲第（３）項記載の燃焼器において
、上記予混合室の壁が截頭円錐筒である燃焼器。 - （５）特許請求の範囲第（２）項記載の燃焼器において
、上記拡散−予混合ノズルが、上記複数個の主ノズル環
状の配列の中央に配置され、さらに、上記拡散−予混合
ノズルとこのノズルを囲む中心体壁との間に第３旋回器
が配置されている燃焼器。 - （６）２段２モード低ＮＯ＿ｘ燃焼器に用いられる中央
燃料ノズルにおいて、 入口端および吐出端を持つ軸方向管を含む燃料送給管と
、上記軸方向管と同軸であって上記軸方向管を囲む空気
送給管と、上記軸方向管と上記空気送給管との間に配設
されて上記軸方向管の吐出端に位置する第１環状旋回器
とで構成された拡散パイロット部であって、上記燃料送
給管が、さらに、上記軸方向管から外向きに上記空気送
給管の外周よりも外方に伸び且つ上記軸方向管の入口端
の近くに配置された複数本の半径方向の燃料分配管を含
んでいる拡散パイロット部と、 上記拡散パイロット部を囲み、且つ入口端および吐出端
を持つ予混合室であって、上記半径方向の燃料分配管が
この予混合室の中まで伸びている予混合室と、 少なくとも１本の上記半径方向の燃料分配管に設けられ
且つ上記予混合室の吐出端の方へ向いた少なくとも１個
の燃料吐出孔と、 上記空気送給管と上記予混合室の壁との間に配設されて
上記予混合室の吐出端に位置する第２環状旋回器と、 当該中央燃料ノズルの吐出端よりも下流に位置するカッ
プと、 当記中央燃料ノズルを囲む中心体壁と上記カップとの間
に配置された第３環状旋回器と、 を有する中央燃料ノズル。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US93488586A | 1986-11-25 | 1986-11-25 | |
| US934885 | 1986-11-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01137117A true JPH01137117A (ja) | 1989-05-30 |
| JP2831641B2 JP2831641B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=25466234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62285662A Expired - Lifetime JP2831641B2 (ja) | 1986-11-25 | 1987-11-13 | 拡散−予混合ノズル及びガスタービン燃焼器 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0269824B1 (ja) |
| JP (1) | JP2831641B2 (ja) |
| DE (1) | DE3766807D1 (ja) |
| NO (1) | NO166340C (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5660045A (en) * | 1994-07-20 | 1997-08-26 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine combustor and gas turbine |
| JP2010190540A (ja) * | 2009-02-20 | 2010-09-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器及びガスタービン |
| JP2011226773A (ja) * | 2010-04-14 | 2011-11-10 | General Electric Co <Ge> | 燃料ノズルに関する装置および方法 |
| JP2013217637A (ja) * | 2012-04-05 | 2013-10-24 | General Electric Co <Ge> | 燃焼器および燃焼器に燃料を供給する方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5193346A (en) * | 1986-11-25 | 1993-03-16 | General Electric Company | Premixed secondary fuel nozzle with integral swirler |
| DE68923413T2 (de) * | 1988-09-07 | 1996-04-04 | Hitachi Ltd | Kraftstoff-Luftvormischvorrichtung für eine Gasturbine. |
| JPH0772616B2 (ja) * | 1989-05-24 | 1995-08-02 | 株式会社日立製作所 | 燃焼器及びその運転方法 |
| US5125227A (en) * | 1990-07-10 | 1992-06-30 | General Electric Company | Movable combustion system for a gas turbine |
| EP0488556B1 (en) * | 1990-11-27 | 1997-07-16 | General Electric Company | Premixed secondary fuel nozzle with integral swirler |
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| DE3361535D1 (en) * | 1982-05-28 | 1986-01-30 | Bbc Brown Boveri & Cie | Gas turbine combustion chamber and method of operating it |
-
1987
- 1987-10-21 DE DE8787115434T patent/DE3766807D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-10-21 EP EP19870115434 patent/EP0269824B1/en not_active Expired
- 1987-11-13 JP JP62285662A patent/JP2831641B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-24 NO NO874893A patent/NO166340C/no not_active IP Right Cessation
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0269824A3 (en) | 1988-07-06 |
| NO166340C (no) | 1991-07-03 |
| NO874893L (no) | 1988-05-26 |
| EP0269824B1 (en) | 1990-12-19 |
| NO166340B (no) | 1991-03-25 |
| JP2831641B2 (ja) | 1998-12-02 |
| NO874893D0 (no) | 1987-11-24 |
| EP0269824A2 (en) | 1988-06-08 |
| DE3766807D1 (de) | 1991-01-31 |
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