JPH04126921A - 予混合型ガスタービン燃焼器 - Google Patents
予混合型ガスタービン燃焼器Info
- Publication number
- JPH04126921A JPH04126921A JP24752090A JP24752090A JPH04126921A JP H04126921 A JPH04126921 A JP H04126921A JP 24752090 A JP24752090 A JP 24752090A JP 24752090 A JP24752090 A JP 24752090A JP H04126921 A JPH04126921 A JP H04126921A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- swirler
- fuel
- premix
- fins
- gas turbine
- Prior art date
- 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
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は予混合型ガスタービン燃焼器に係り、特に、空
気と燃料の混合を促進させるのに好適なガスタービン燃
焼器の構造に関する。
気と燃料の混合を促進させるのに好適なガスタービン燃
焼器の構造に関する。
燃焼ガスから排出されるＮＯｘを低減する方法として予
混合燃焼方式がある。第５図は、予混合燃焼と拡散燃焼
を組合せたマルチノズル型二段燃焼器の基本構造につい
て示したものである。この燃焼器において、拡散燃焼１
とは、−次燃料ノズル３から噴出する一次燃料と一次空
気４とが拡散により混ざり合い、燃料濃度が低濃度から
高濃度までの可燃濃度範囲の領域内で火災が形成される
。
混合燃焼方式がある。第５図は、予混合燃焼と拡散燃焼
を組合せたマルチノズル型二段燃焼器の基本構造につい
て示したものである。この燃焼器において、拡散燃焼１
とは、−次燃料ノズル３から噴出する一次燃料と一次空
気４とが拡散により混ざり合い、燃料濃度が低濃度から
高濃度までの可燃濃度範囲の領域内で火災が形成される
。
この拡散燃焼方式は、火災の可燃濃度範囲が広いため、
カスタービン負荷の変動等による一次燃料供給量の変化
に対しても比較的、火災が安定に保持される。しかし、
燃焼ガス温度に局所的な高温部が存在するため、ＮＯｘ
生成量が増加する。
カスタービン負荷の変動等による一次燃料供給量の変化
に対しても比較的、火災が安定に保持される。しかし、
燃焼ガス温度に局所的な高温部が存在するため、ＮＯｘ
生成量が増加する。
方、予混合燃焼２とは、二次燃料ノズル５から噴出する
二次燃料と二次空気６とか、スワラ７内で予混され、ス
ワラ出口で火災か形成されるものである。この燃焼方式
では、燃焼ガス温度に局所的な高温部が存在しないため
、低ＮＯｘ化が実現できる。しかし、火災の安定可燃範
囲か狭いため、安定な火災の保持及び、スワラ内での流
速、燃料濃度分布を低圧力損失、かつ、短い距離で均一
にすることと難しいものとなっていた。（特開昭５７−
１８７５３１号公報） 〔発明が解決しようとする課題〕 マルチノズル型二段燃焼器の予混合燃焼部の構造を第６
図及び第７図に示す。予混合燃焼部では、特に、スワラ
出口での予混合状態が極力均−子混合気流速、及び、燃
料濃度場であるのが好ましい。
二次燃料と二次空気６とか、スワラ７内で予混され、ス
ワラ出口で火災か形成されるものである。この燃焼方式
では、燃焼ガス温度に局所的な高温部が存在しないため
、低ＮＯｘ化が実現できる。しかし、火災の安定可燃範
囲か狭いため、安定な火災の保持及び、スワラ内での流
速、燃料濃度分布を低圧力損失、かつ、短い距離で均一
にすることと難しいものとなっていた。（特開昭５７−
１８７５３１号公報） 〔発明が解決しようとする課題〕 マルチノズル型二段燃焼器の予混合燃焼部の構造を第６
図及び第７図に示す。予混合燃焼部では、特に、スワラ
出口での予混合状態が極力均−子混合気流速、及び、燃
料濃度場であるのが好ましい。
もし、スワラ出口での予混合気に流速及び燃料濃度に不
均一な分布を生じると、火災の吹き飛びや逆火を引き起
こす可能性があるだけでなく、予混合火災の燃焼ガス温
度にも局所的な高温部が発生しＮＯｘの増加を促進して
しまう。従来の構造ては、スワラ内のスワラベーン８′
が一枚の隔壁として各二次燃料ノズルに各々設けられて
いた。そして、二次燃料ノズル５の燃料噴出孔１］から
噴出された二次燃料９は、二次空気６とスワラ内で予混
合される。このとき、二次空気６は、スワラ７人口に供
給される方向に対して、スワラ内での流れ方向が直角に
変えられてしまう。その結果、スワラ７内での二次空気
流れに偏流を生じるため、スワラ出口での予混合気流速
及び燃料濃度に不均一な分布を発生させやすくなる問題
があった。
均一な分布を生じると、火災の吹き飛びや逆火を引き起
こす可能性があるだけでなく、予混合火災の燃焼ガス温
度にも局所的な高温部が発生しＮＯｘの増加を促進して
しまう。従来の構造ては、スワラ内のスワラベーン８′
が一枚の隔壁として各二次燃料ノズルに各々設けられて
いた。そして、二次燃料ノズル５の燃料噴出孔１］から
噴出された二次燃料９は、二次空気６とスワラ内で予混
合される。このとき、二次空気６は、スワラ７人口に供
給される方向に対して、スワラ内での流れ方向が直角に
変えられてしまう。その結果、スワラ７内での二次空気
流れに偏流を生じるため、スワラ出口での予混合気流速
及び燃料濃度に不均一な分布を発生させやすくなる問題
があった。
本発明はの目的は、マルチノズル型二段燃焼器において
、予混合燃焼部のスワラ出口での予混合気流速及び燃料
濃度分布を均一にすることにある。
、予混合燃焼部のスワラ出口での予混合気流速及び燃料
濃度分布を均一にすることにある。
」１記目的は、マルチノズル型二段燃焼器において、予
混合燃焼部のスワラ内に設けたスワラベーンをフィン状
にすることにより達成される。
混合燃焼部のスワラ内に設けたスワラベーンをフィン状
にすることにより達成される。
また、さらなる混合促進のために、フィンの形状及び配
置について最適化を図るものである。
置について最適化を図るものである。
マルチノズル型二段燃焼器において、予混合燃焼部のス
ワラ内に設けたスワラベーンをフィン状にすることによ
り、二へ燃料と二次空気がフィン上を流れる際、フィン
の上、下流端で発生する渦流れによって二次燃料と二次
空気の混合が促進される。それによって、スワラ内を流
れる予混合気に大きな圧力損失を発生させることなく短
い距離で、スワラ出口での予混合気流速及び燃料濃度分
布を均一にすることができる。
ワラ内に設けたスワラベーンをフィン状にすることによ
り、二へ燃料と二次空気がフィン上を流れる際、フィン
の上、下流端で発生する渦流れによって二次燃料と二次
空気の混合が促進される。それによって、スワラ内を流
れる予混合気に大きな圧力損失を発生させることなく短
い距離で、スワラ出口での予混合気流速及び燃料濃度分
布を均一にすることができる。
以下、本発明の一実施例を第５図及び第１図により説明
する。燃焼ガスから排出されるＮＯｘを低減する方法と
して予混合燃焼方式がある。第５図は、予混合燃焼と拡
散燃焼を組合せたマルチノズル型二段燃焼器の基本構造
について示したものである。この燃焼器において、拡散
燃焼１とは、−次燃料ノズル３から噴出する一次燃料と
二次空気４とが拡散により混ざり合い、燃料濃度が低濃
度から高濃度までの可燃濃度範囲の領域内で火災が形成
される。この拡散燃焼方式は、火災の安定可燃焼濃度範
囲が広いため、ガスタービン負荷の変動等による一次燃
料供給量の変化に対しても比較的、火災が安定に保持さ
れる。しかし、燃焼ガス温度に局所的な高温部が存在す
るため、ＮＯｘ生成量が増加する。一方、予混合燃焼２
とは、二次燃料ノズル５から噴出する二次燃料と二次空
気６とが、スワラ７内で予混合され、スワラ出口で火災
が形成される。この燃焼方式では、燃焼ガス温度に局所
的な高温部が存在しないため、低ＮＯｘ化が実現できる
。しかし、火災の安定平燃範囲が狭いため、安定な火災
の保持及び、スワラ内での予混合気流速、燃料濃度分布
を低圧力損失、がっ、短い距離で均一にすることは難し
いものとなっていた。特に、予混合燃焼部では、スヮラ
フの入口に供給される二次空気６の流れ方向に対して、
スワラ内での流れ方向が直角に変えられるため、二次空
気流れに偏流を起こし、スワラ出口での予混合気流速及
び燃料濃度に不均一な分布を生じる。
する。燃焼ガスから排出されるＮＯｘを低減する方法と
して予混合燃焼方式がある。第５図は、予混合燃焼と拡
散燃焼を組合せたマルチノズル型二段燃焼器の基本構造
について示したものである。この燃焼器において、拡散
燃焼１とは、−次燃料ノズル３から噴出する一次燃料と
二次空気４とが拡散により混ざり合い、燃料濃度が低濃
度から高濃度までの可燃濃度範囲の領域内で火災が形成
される。この拡散燃焼方式は、火災の安定可燃焼濃度範
囲が広いため、ガスタービン負荷の変動等による一次燃
料供給量の変化に対しても比較的、火災が安定に保持さ
れる。しかし、燃焼ガス温度に局所的な高温部が存在す
るため、ＮＯｘ生成量が増加する。一方、予混合燃焼２
とは、二次燃料ノズル５から噴出する二次燃料と二次空
気６とが、スワラ７内で予混合され、スワラ出口で火災
が形成される。この燃焼方式では、燃焼ガス温度に局所
的な高温部が存在しないため、低ＮＯｘ化が実現できる
。しかし、火災の安定平燃範囲が狭いため、安定な火災
の保持及び、スワラ内での予混合気流速、燃料濃度分布
を低圧力損失、がっ、短い距離で均一にすることは難し
いものとなっていた。特に、予混合燃焼部では、スヮラ
フの入口に供給される二次空気６の流れ方向に対して、
スワラ内での流れ方向が直角に変えられるため、二次空
気流れに偏流を起こし、スワラ出口での予混合気流速及
び燃料濃度に不均一な分布を生じる。
本実施例によれば、予混合燃焼部のスワラ内に設けたフ
ィン状のスワラベーン８により、二次燃料と二次空気６
がフィン上を流れる際、フィンの」−２下流端で発生す
る渦流れによって混合が促進される。それによって、ス
ワラ内を流れる予混合気に大きな圧力損失を発生させる
ことなく短い距離で、スワラ出口での予混合気流速及び
燃料濃度分布を均一にすることができる。
ィン状のスワラベーン８により、二次燃料と二次空気６
がフィン上を流れる際、フィンの」−２下流端で発生す
る渦流れによって混合が促進される。それによって、ス
ワラ内を流れる予混合気に大きな圧力損失を発生させる
ことなく短い距離で、スワラ出口での予混合気流速及び
燃料濃度分布を均一にすることができる。
次に本発明の第二の実施例を第２図により説明する。渦
流れを発生させるスワラベーンを複数の縦横フィン状８
とし、かつ、ちとり配置とすることによって、燃料と空
気の混合効果をさらに促進させる。
流れを発生させるスワラベーンを複数の縦横フィン状８
とし、かつ、ちとり配置とすることによって、燃料と空
気の混合効果をさらに促進させる。
次に本発明の第三の実施例を第３図及び第４図により説
明する。渦流れを発生させるスワラベンをフィン状、も
しくは、フィンを横方向かつちどり配置とすることによ
り、縦もしくは横方向の混合効果を促進させる。
明する。渦流れを発生させるスワラベンをフィン状、も
しくは、フィンを横方向かつちどり配置とすることによ
り、縦もしくは横方向の混合効果を促進させる。
本発明によれば、マルチノズル型二段燃焼器において、
予混合燃焼部のスワラ内に設けたスワラベーンをフィン
状にすることにより、二次燃料と二次空気がフィン上を
流れる際、フィンの上、下流端で発生する渦流れによっ
て混合が促進される。
予混合燃焼部のスワラ内に設けたスワラベーンをフィン
状にすることにより、二次燃料と二次空気がフィン上を
流れる際、フィンの上、下流端で発生する渦流れによっ
て混合が促進される。
それによって、スワラ内を流れる予混合気に大きな圧力
損失を発生させることなく短い距離で、スワラ出口での
予混合気流速及び濃度分布を均一することができる。
損失を発生させることなく短い距離で、スワラ出口での
予混合気流速及び濃度分布を均一することができる。
第１図は本発明の一実施例に係る予混合燃焼部スワラの
斜視図、第２図、第３図及び第４図は他の異なる実施例
の予混合燃焼部スワラの斜視図、第５図は拡散燃焼と予
混合燃焼を相合せたマルチノズル型二段燃焼器の半断面
図、第６図は予混合燃焼部スワラの部分断面図、第７図
は従来の予混合燃焼部スワラの斜視図である。 １−・・拡散燃焼、２・・予混合燃焼、３・−次燃料ノ
ズル、４・−次空気、５・・二次燃料ノズル、６二次空
気、７・・・スワラ、８ ・フィン状スヮラベー第１ 第２図 δ ろ 第４図
斜視図、第２図、第３図及び第４図は他の異なる実施例
の予混合燃焼部スワラの斜視図、第５図は拡散燃焼と予
混合燃焼を相合せたマルチノズル型二段燃焼器の半断面
図、第６図は予混合燃焼部スワラの部分断面図、第７図
は従来の予混合燃焼部スワラの斜視図である。 １−・・拡散燃焼、２・・予混合燃焼、３・−次燃料ノ
ズル、４・−次空気、５・・二次燃料ノズル、６二次空
気、７・・・スワラ、８ ・フィン状スヮラベー第１ 第２図 δ ろ 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、予混合型ガスタービン燃焼器において、予混合燃焼
部のスワラーベンを複数のフィン状とし、前記フィンの
上、下流端で発生する過流れによつて、空気と燃料の混
合を促進させることを特徴とするガスタービン燃焼器。 ２、請求の項１において、前記のイワラベーンをちどり
配置とし、前記フィンの上、下流端で発生する過流れに
よつて空気と燃料の混合を促進させるガスタービン燃焼
器。 ３、請求の項において、前記スワラベーンの側面に横方
向のフィンを設け横方向の混合を促進させるガスタービ
ン燃焼器。 ４、請求項１において、前記スワラベーンの側面に横方
向のフィンを設け、かつ、ちどり配置とすることにより
前記フィンの上、下流端で発生する縦、横方向の渦流れ
によつて、混合を促進させるガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24752090A JPH04126921A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 予混合型ガスタービン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24752090A JPH04126921A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 予混合型ガスタービン燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04126921A true JPH04126921A (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=17164713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24752090A Pending JPH04126921A (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 予混合型ガスタービン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04126921A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002195562A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガスタービン用低ＮＯｘ燃焼器 |
| JP2003014232A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| JP2010096487A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | General Electric Co <Ge> | 燃焼器バーナのベーンレット |
| CN102563703A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-11 | 诺沃皮尼奥内有限公司 | 特定造型的后缘旋流燃烧预混合器和方法 |
| JP2013200060A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器 |
| JP2018179484A (ja) * | 2017-04-18 | 2018-11-15 | ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド | 燃料ノズル組立体及びこれを含むガスタービン |
| WO2025220633A1 (ja) * | 2024-04-17 | 2025-10-23 | 川崎重工業株式会社 | バーナおよび燃焼器 |
-
1990
- 1990-09-19 JP JP24752090A patent/JPH04126921A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002195562A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-07-10 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | ガスタービン用低ＮＯｘ燃焼器 |
| JP2003014232A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| JP2010096487A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-04-30 | General Electric Co <Ge> | 燃焼器バーナのベーンレット |
| CN102563703A (zh) * | 2010-12-30 | 2012-07-11 | 诺沃皮尼奥内有限公司 | 特定造型的后缘旋流燃烧预混合器和方法 |
| CN102563703B (zh) * | 2010-12-30 | 2015-11-25 | 诺沃皮尼奥内有限公司 | 特定造型的后缘旋流燃烧预混合器和方法 |
| JP2013200060A (ja) * | 2012-03-23 | 2013-10-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器 |
| JP2018179484A (ja) * | 2017-04-18 | 2018-11-15 | ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド | 燃料ノズル組立体及びこれを含むガスタービン |
| WO2025220633A1 (ja) * | 2024-04-17 | 2025-10-23 | 川崎重工業株式会社 | バーナおよび燃焼器 |
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