JPH05248268A - ガスタービン燃焼装置 - Google Patents
ガスタービン燃焼装置Info
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- JPH05248268A JPH05248268A JP4335756A JP33575692A JPH05248268A JP H05248268 A JPH05248268 A JP H05248268A JP 4335756 A JP4335756 A JP 4335756A JP 33575692 A JP33575692 A JP 33575692A JP H05248268 A JPH05248268 A JP H05248268A
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- dilution
- combustion
- manifold
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/14—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
-
- 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
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/26—Controlling the air flow
-
- 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
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/06—Arrangement of apertures along the flame tube
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 信頼性を低減せず、整備費を増加しない空気
ステージングをもたらすガスタービン燃焼装置を提供す
る。 【構成】 ガスタービン燃焼装置は圧力容器２７内に設
けた複数の燃焼器を含み、各燃焼器１０は反応域１４Ｒ
と希釈域１４Ｄとを有する燃焼室１４を画成する燃焼ラ
イナ１２を含む。ライナは希釈域において周方向に相隔
たる複数の希釈空気送給孔４４を含む。流れシールド２
４が圧縮機吐出し空気を燃焼室に送給すべく各ライナを
シールドと半径方向離間関係に囲む。空気ステージング
装置が孔４４を経て希釈域内に送給される圧縮機吐出し
空気量を直接制御する。この装置は各燃焼器に共通の第
１マニホルド３８に圧縮機吐出し空気を導入する複数の
圧力容器抽気口３０及び関連導管３２と、各抽気口と第
１マニホルドとの間に配置された希釈空気制御弁３４
と、シールドを囲む環状の第２マニホルド４２とを含
み、第２マニホルドはそれを孔４４に連結する送給管４
６を含む。
ステージングをもたらすガスタービン燃焼装置を提供す
る。 【構成】 ガスタービン燃焼装置は圧力容器２７内に設
けた複数の燃焼器を含み、各燃焼器１０は反応域１４Ｒ
と希釈域１４Ｄとを有する燃焼室１４を画成する燃焼ラ
イナ１２を含む。ライナは希釈域において周方向に相隔
たる複数の希釈空気送給孔４４を含む。流れシールド２
４が圧縮機吐出し空気を燃焼室に送給すべく各ライナを
シールドと半径方向離間関係に囲む。空気ステージング
装置が孔４４を経て希釈域内に送給される圧縮機吐出し
空気量を直接制御する。この装置は各燃焼器に共通の第
１マニホルド３８に圧縮機吐出し空気を導入する複数の
圧力容器抽気口３０及び関連導管３２と、各抽気口と第
１マニホルドとの間に配置された希釈空気制御弁３４
と、シールドを囲む環状の第２マニホルド４２とを含
み、第２マニホルドはそれを孔４４に連結する送給管４
６を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃焼制御の改良に関
し、特に、窒素酸化物、煙等の望ましくない排気汚染物
の放出を最小にしながら気体燃料を燃焼し得るガスター
ビン用の空気ステージング制御装置に関する。
し、特に、窒素酸化物、煙等の望ましくない排気汚染物
の放出を最小にしながら気体燃料を燃焼し得るガスター
ビン用の空気ステージング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンは少量の望ましくない汚染
物を周囲の大気に放出する性質を有する。煙、過多の一
酸化炭素及び未燃炭化水素はすべて、ガスタービンの排
気内の望ましくない汚染物を構成するものであるが、窒
素酸化物（ＮＯｘ）の過量の放出が、それによる悪影響
の故に特に懸念される。
物を周囲の大気に放出する性質を有する。煙、過多の一
酸化炭素及び未燃炭化水素はすべて、ガスタービンの排
気内の望ましくない汚染物を構成するものであるが、窒
素酸化物（ＮＯｘ）の過量の放出が、それによる悪影響
の故に特に懸念される。
【０００３】燃焼温度を下げると、タービン排気内の窒
素酸化物の濃度が減ることは周知である。又、燃料を過
多の空気と共に燃やすと、即ち、燃焼過程で燃料希薄混
合気を用いると、温度が低下することも知られている。
しかしながら、タービンの全負荷時に火炎温度の低下に
要する空燃混合気の希薄度は、低負荷又は始動状態では
十分な火炎を維持しない。低負荷又は始動状態の場合、
もし全負荷時と同じ空燃混合気を用いれば、タービンは
低い燃焼効率で働くか又は全く働かない。空燃混合気の
不完全燃焼が発生し、その結果、タービン排気内に過量
の一酸化炭素と未燃炭化水素とが存在するようになる。
素酸化物の濃度が減ることは周知である。又、燃料を過
多の空気と共に燃やすと、即ち、燃焼過程で燃料希薄混
合気を用いると、温度が低下することも知られている。
しかしながら、タービンの全負荷時に火炎温度の低下に
要する空燃混合気の希薄度は、低負荷又は始動状態では
十分な火炎を維持しない。低負荷又は始動状態の場合、
もし全負荷時と同じ空燃混合気を用いれば、タービンは
低い燃焼効率で働くか又は全く働かない。空燃混合気の
不完全燃焼が発生し、その結果、タービン排気内に過量
の一酸化炭素と未燃炭化水素とが存在するようになる。
【０００４】ガスタービンの排気汚染物を少量にする最
新技術は、次のものを包含する。 −燃焼器内への水噴射。これは顧客運転費を増大する。
例えば、米国特許番号第４３３７６１８号、第４２９０
５５８号、第４２５９８３７号及び第４１６０３６２号
を参照されたい。 −排気筒清掃。これは設備費と運転費とを増大する。
新技術は、次のものを包含する。 −燃焼器内への水噴射。これは顧客運転費を増大する。
例えば、米国特許番号第４３３７６１８号、第４２９０
５５８号、第４２５９８３７号及び第４１６０３６２号
を参照されたい。 −排気筒清掃。これは設備費と運転費とを増大する。
【０００５】−乾式低ＮＯｘ技術（燃焼器内の燃料ステ
ージング）。この場合、安定運転範囲が狭い。例えば、
本発明と同じ譲受人（本件出願人）に譲渡された米国特
許番号第４２９２８０１号及び第４９８２５７０号を参
照されたい。可変形状を用いて燃料を過剰空気と共に燃
やすことにより、ＮＯｘ放出の問題を解決しようとする
既存の燃焼制御装置の動作は、しばしば燃焼器内の圧力
降下の比較的大きな変化を伴う。この変化は、タービン
の負荷が変わるにつれて発生し、全運転に悪影響を与え
る。更に、採用されている制御機構は通常、燃焼器と一
体であるから、構造体全体が機械的に複雑であり、従っ
て、製造費と整備費とが高くなる。周知のように、燃焼
器は１０００゜Ｆの温度と２５０ｐｓｉａの絶対圧力と
に達する厳しい外部環境において動作する。更に、燃焼
装置は圧力容器に囲まれており、圧力容器は高価でしか
も整備のための取り外しが困難である。この環境におけ
る検知器及び機械装置の信頼性も又、問題になってい
る。他の欠点は、既存の燃焼器を改造して、この種の制
御装置を組み込むことが容易でないことである。
ージング）。この場合、安定運転範囲が狭い。例えば、
本発明と同じ譲受人（本件出願人）に譲渡された米国特
許番号第４２９２８０１号及び第４９８２５７０号を参
照されたい。可変形状を用いて燃料を過剰空気と共に燃
やすことにより、ＮＯｘ放出の問題を解決しようとする
既存の燃焼制御装置の動作は、しばしば燃焼器内の圧力
降下の比較的大きな変化を伴う。この変化は、タービン
の負荷が変わるにつれて発生し、全運転に悪影響を与え
る。更に、採用されている制御機構は通常、燃焼器と一
体であるから、構造体全体が機械的に複雑であり、従っ
て、製造費と整備費とが高くなる。周知のように、燃焼
器は１０００゜Ｆの温度と２５０ｐｓｉａの絶対圧力と
に達する厳しい外部環境において動作する。更に、燃焼
装置は圧力容器に囲まれており、圧力容器は高価でしか
も整備のための取り外しが困難である。この環境におけ
る検知器及び機械装置の信頼性も又、問題になってい
る。他の欠点は、既存の燃焼器を改造して、この種の制
御装置を組み込むことが容易でないことである。
【０００６】動力発生装置に対して許容し得る排気汚染
物のレベルは、世界的に低下し続けている。しかしなが
ら前述のように、希薄予混合燃焼技術による燃焼器の動
作は、非常に狭い範囲でしか安定しない。この狭い範囲
内だけの燃焼器の使用は困難である。なぜなら、動力発
生用のガスタービンは単一設定点だけでなく、広い範囲
にわたって動力を発生しなければならないからである。
物のレベルは、世界的に低下し続けている。しかしなが
ら前述のように、希薄予混合燃焼技術による燃焼器の動
作は、非常に狭い範囲でしか安定しない。この狭い範囲
内だけの燃焼器の使用は困難である。なぜなら、動力発
生用のガスタービンは単一設定点だけでなく、広い範囲
にわたって動力を発生しなければならないからである。
【０００７】予混合燃焼器の動作範囲を拡大するため
に、空気ステージング（air staging)を用いることがで
きる。空気ステージングは一般に、動作中の燃焼器に入
る空気の分布を制御して変えることと定義され得る。本
発明と同じ譲受人（本出願人）に譲渡された米国特許番
号第４２５５９２７号に開示されているガスタービン用
燃焼装置では、圧縮機からの空気流が、反応域と下流の
希釈域とに供給される空気の可変反比例配分を可能にす
るように両域に導かれる。しかしながら、この装置で
は、両域間の空気流配分に対する装置要件が厳しい。
に、空気ステージング（air staging)を用いることがで
きる。空気ステージングは一般に、動作中の燃焼器に入
る空気の分布を制御して変えることと定義され得る。本
発明と同じ譲受人（本出願人）に譲渡された米国特許番
号第４２５５９２７号に開示されているガスタービン用
燃焼装置では、圧縮機からの空気流が、反応域と下流の
希釈域とに供給される空気の可変反比例配分を可能にす
るように両域に導かれる。しかしながら、この装置で
は、両域間の空気流配分に対する装置要件が厳しい。
【０００８】本発明と同じ譲受人（本出願人）に譲渡さ
れた米国特許番号第４９４４１４９号に開示されている
空気ステージング装置では、複数の穴が設けられている
リングを燃焼ライナに対して軸方向に調節し、ライナの
希釈空気孔を選択的に開閉することができ、これによ
り、希釈域に流入する空気の量を調整できる。可動構成
部がライナ内に配置されているので、整備が問題であ
る。
れた米国特許番号第４９４４１４９号に開示されている
空気ステージング装置では、複数の穴が設けられている
リングを燃焼ライナに対して軸方向に調節し、ライナの
希釈空気孔を選択的に開閉することができ、これによ
り、希釈域に流入する空気の量を調整できる。可動構成
部がライナ内に配置されているので、整備が問題であ
る。
【０００９】
【発明の目的】本発明の主目的は、装置の信頼性を低減
せず、又、整備費を増加しないような空気ステージング
をもたらす簡単であるが新規な装置を提供することであ
る。更に詳述すると、本発明の目的は、圧力容器内の空
気ステージング制御機構による整備の妨害と信頼性の低
下とを起こすことなく、先行技術の欠点を克服すること
である。既存の乾式低ＮＯｘ燃焼器に外部的な空気ステ
ージングを加えることにより、燃焼器の安定動作範囲を
拡大することができる。この範囲拡大は、動力発生用の
ガスタービンが単一設定点だけでなく、広範な状態にわ
たって動作しなければならないので、望ましいことであ
る。
せず、又、整備費を増加しないような空気ステージング
をもたらす簡単であるが新規な装置を提供することであ
る。更に詳述すると、本発明の目的は、圧力容器内の空
気ステージング制御機構による整備の妨害と信頼性の低
下とを起こすことなく、先行技術の欠点を克服すること
である。既存の乾式低ＮＯｘ燃焼器に外部的な空気ステ
ージングを加えることにより、燃焼器の安定動作範囲を
拡大することができる。この範囲拡大は、動力発生用の
ガスタービンが単一設定点だけでなく、広範な状態にわ
たって動作しなければならないので、望ましいことであ
る。
【００１０】
【発明の概要】最新設計のガスタービンでは、全圧縮機
吐出し空気の約９０％が常に燃焼器を通流しなければな
らない（残りの１０％の空気は漏れるか、又は高温ガス
通路の冷却に用いられる）。本発明の外部空気ステージ
ング装置は、大きな割合（約２０％）の空気が希釈域の
希釈孔を経て燃焼器に入ることにより、燃焼反応域を迂
回し得るような燃焼器内への空気配分を可能にする。
吐出し空気の約９０％が常に燃焼器を通流しなければな
らない（残りの１０％の空気は漏れるか、又は高温ガス
通路の冷却に用いられる）。本発明の外部空気ステージ
ング装置は、大きな割合（約２０％）の空気が希釈域の
希釈孔を経て燃焼器に入ることにより、燃焼反応域を迂
回し得るような燃焼器内への空気配分を可能にする。
【００１１】即ち、本発明の一実施例によれば、内部の
機械的な装置や検知器を必要としない空気ステージング
が供給される。空気ステージング装置は、その構成部が
圧力容器の外側に配置されるように設計されている。こ
のような配置では、高い信頼性が得られると共に、整備
が容易である。本発明によれば、空気ステージング用の
圧縮機吐出し空気は、圧力容器の周囲の（好ましくは）
４箇所〜６箇所で圧力容器から取り出される。この空気
は対応数の管を通って、空気希釈制御弁に流れ、これら
の弁は、その後共通マニホルドに導入される圧縮機吐出
し空気の量を制御する。この共通マニホルドは、空気を
圧力容器内の各燃焼器に分配する。このため、各燃焼器
には環状マニホルドが設けられており、この環状マニホ
ルドは複数の希釈空気送給管を介して、空気を燃焼室内
に送り込む。
機械的な装置や検知器を必要としない空気ステージング
が供給される。空気ステージング装置は、その構成部が
圧力容器の外側に配置されるように設計されている。こ
のような配置では、高い信頼性が得られると共に、整備
が容易である。本発明によれば、空気ステージング用の
圧縮機吐出し空気は、圧力容器の周囲の（好ましくは）
４箇所〜６箇所で圧力容器から取り出される。この空気
は対応数の管を通って、空気希釈制御弁に流れ、これら
の弁は、その後共通マニホルドに導入される圧縮機吐出
し空気の量を制御する。この共通マニホルドは、空気を
圧力容器内の各燃焼器に分配する。このため、各燃焼器
には環状マニホルドが設けられており、この環状マニホ
ルドは複数の希釈空気送給管を介して、空気を燃焼室内
に送り込む。
【００１２】従って、本発明の広範な特徴として、反応
域と希釈域とを有している燃焼室を画成していると共に
希釈域において周方向に相隔たっている複数の希釈空気
送給孔が設けられている燃焼ライナをそれぞれが含んで
おり、圧力容器内に設けられている複数の燃焼器と、圧
縮機吐出し空気を燃焼室に送給するために各燃焼ライナ
を当該流れシールドと半径方向離間関係にあるように囲
んでいる流れシールドとを含んでいるガスタービン燃焼
装置であって、改良されたガスタービン燃焼装置は、希
釈空気送給孔を介して各燃焼室の希釈域に導入される圧
縮機吐出し空気の量を制御する空気ステージング装置を
備えており、この空気ステージング装置は、圧力容器を
外側から囲んでいる第１のマニホルドに圧縮機吐出し空
気を導入するために燃焼ライナの下流に設けられている
複数の圧力容器抽気口と、第１のマニホルドと各燃焼ラ
イナとの間に延在している単一マニホルド送給管とを備
えている。
域と希釈域とを有している燃焼室を画成していると共に
希釈域において周方向に相隔たっている複数の希釈空気
送給孔が設けられている燃焼ライナをそれぞれが含んで
おり、圧力容器内に設けられている複数の燃焼器と、圧
縮機吐出し空気を燃焼室に送給するために各燃焼ライナ
を当該流れシールドと半径方向離間関係にあるように囲
んでいる流れシールドとを含んでいるガスタービン燃焼
装置であって、改良されたガスタービン燃焼装置は、希
釈空気送給孔を介して各燃焼室の希釈域に導入される圧
縮機吐出し空気の量を制御する空気ステージング装置を
備えており、この空気ステージング装置は、圧力容器を
外側から囲んでいる第１のマニホルドに圧縮機吐出し空
気を導入するために燃焼ライナの下流に設けられている
複数の圧力容器抽気口と、第１のマニホルドと各燃焼ラ
イナとの間に延在している単一マニホルド送給管とを備
えている。
【００１３】空気ステージング制御装置と関連するほぼ
すべての構成部を圧力容器の外側に配置しているので、
部品の整備及び（又は）交換が容易であり、費用が全体
的に低減する。本発明の他の目的及び利点は、以下の詳
述から明らかとなろう。
すべての構成部を圧力容器の外側に配置しているので、
部品の整備及び（又は）交換が容易であり、費用が全体
的に低減する。本発明の他の目的及び利点は、以下の詳
述から明らかとなろう。
【００１４】
【実施例の記載】図１及び図２には、本発明による燃焼
装置の１つの燃焼器が総体的に参照番号１０で示されて
いる。この燃焼装置は、概して筒形の燃焼ライナ１２を
含んでおり、燃焼ライナ１２は燃焼室１４を画成してい
る。端壁１６が燃焼室１４の一端を成しており、この端
壁には、燃料を従来のように燃焼室に導入する燃料ノズ
ル（図示せず）が設けられている。燃焼室１４の他端は
遷移片１８に通じており、遷移片１８は単一のタービン
動翼２２によって代表されるタービンの入口に燃焼室の
出口２０を接続している。
装置の１つの燃焼器が総体的に参照番号１０で示されて
いる。この燃焼装置は、概して筒形の燃焼ライナ１２を
含んでおり、燃焼ライナ１２は燃焼室１４を画成してい
る。端壁１６が燃焼室１４の一端を成しており、この端
壁には、燃料を従来のように燃焼室に導入する燃料ノズ
ル（図示せず）が設けられている。燃焼室１４の他端は
遷移片１８に通じており、遷移片１８は単一のタービン
動翼２２によって代表されるタービンの入口に燃焼室の
出口２０を接続している。
【００１５】外側ケーシング又は流れシールド２４が、
燃焼ライナ１２を流れシールド２４と半径方向離間関係
にあるように囲んでおり、従って、圧縮機からの空気
は、やはり従来のように、燃焼ライナ１２の周囲を逆流
し、そして燃料ノズルの一部を成している空気スワーラ
によって、燃焼室１４内に流入し得る。圧力容器２７の
外側ケーシング２６が燃焼室１４を囲んでいると共に、
遷移片１８に隣接している区域においてチャンバ（室）
２８を画成している。圧縮機吐出し空気はチャンバ２８
で、反対に変向して燃料ノズルに向かって逆流し、最終
的に燃焼過程用の空気として燃焼ライナ１２内に導入さ
れる。
燃焼ライナ１２を流れシールド２４と半径方向離間関係
にあるように囲んでおり、従って、圧縮機からの空気
は、やはり従来のように、燃焼ライナ１２の周囲を逆流
し、そして燃料ノズルの一部を成している空気スワーラ
によって、燃焼室１４内に流入し得る。圧力容器２７の
外側ケーシング２６が燃焼室１４を囲んでいると共に、
遷移片１８に隣接している区域においてチャンバ（室）
２８を画成している。圧縮機吐出し空気はチャンバ２８
で、反対に変向して燃料ノズルに向かって逆流し、最終
的に燃焼過程用の空気として燃焼ライナ１２内に導入さ
れる。
【００１６】実際には１つより多い燃焼器が、単一のタ
ービンと関連することを理解されたい。例えば、各ター
ビンは圧力容器内の６〜１８個の燃焼器と共に動作し得
る。当該技術において知られているように、燃焼室１４
は反応域１４Ｒと、下流希釈域１４Ｄとを含んでいる。
本発明の一実施例によれば、空気ステージング用の圧縮
機吐出し空気は、チャンバ２８から複数の圧力容器抽気
口３０（１つを図示）を経て抽出される。燃焼器全体を
囲んでいる圧力容器２７の周囲に、４つ〜６つの抽気口
を配設し得ることを理解されたい。
ービンと関連することを理解されたい。例えば、各ター
ビンは圧力容器内の６〜１８個の燃焼器と共に動作し得
る。当該技術において知られているように、燃焼室１４
は反応域１４Ｒと、下流希釈域１４Ｄとを含んでいる。
本発明の一実施例によれば、空気ステージング用の圧縮
機吐出し空気は、チャンバ２８から複数の圧力容器抽気
口３０（１つを図示）を経て抽出される。燃焼器全体を
囲んでいる圧力容器２７の周囲に、４つ〜６つの抽気口
を配設し得ることを理解されたい。
【００１７】抽気口３０お各々に流入した吐出し空気
は、関連導管３２を通って希釈空気制御弁３４に達し、
弁３４から導管３６を通って、全燃焼器に共通のマニホ
ルド３８に達する。マニホルド３８はガスタービン内の
全燃焼器を囲んでおり、対応マニホルド連結管４０を介
して空気を各燃焼器に分配する。各連結管４０は、各燃
焼器の流れシールド２４を囲んでいる環状の希釈空気マ
ニホルド４２に空気を供給する。希釈マニホルド４２は
複数の希釈空気送給管４６によって、燃焼室１４の希釈
域１４Ｄに空気を供給する。希釈空気送給管４６はマニ
ホルド４２の対応数の開口４８から、流れシールド２４
とライナ１２との間の半径方向空間を横切って、対応希
釈空気孔４４に達している。空気送給管４６は好ましく
は、図２に明示されているような従来の滑り継手によっ
て固定されている。他の適当な連結手段を用いてもよ
い。
は、関連導管３２を通って希釈空気制御弁３４に達し、
弁３４から導管３６を通って、全燃焼器に共通のマニホ
ルド３８に達する。マニホルド３８はガスタービン内の
全燃焼器を囲んでおり、対応マニホルド連結管４０を介
して空気を各燃焼器に分配する。各連結管４０は、各燃
焼器の流れシールド２４を囲んでいる環状の希釈空気マ
ニホルド４２に空気を供給する。希釈マニホルド４２は
複数の希釈空気送給管４６によって、燃焼室１４の希釈
域１４Ｄに空気を供給する。希釈空気送給管４６はマニ
ホルド４２の対応数の開口４８から、流れシールド２４
とライナ１２との間の半径方向空間を横切って、対応希
釈空気孔４４に達している。空気送給管４６は好ましく
は、図２に明示されているような従来の滑り継手によっ
て固定されている。他の適当な連結手段を用いてもよ
い。
【００１８】運転中、希釈域１４Ｄに導入すべき空気と
して、チャンバ２８から抽気口３０を経て抽出された圧
縮機吐出し空気は、希釈空気制御弁３４によって注意深
く制御され、弁３４は共通マニホルド３８に流入し得る
空気の量を制御する。次いで、この所定量の希釈空気
は、連結管４０とマニホルド４２と送給管４６とによっ
て、複数の燃焼室の各々１４に均等に送給される。こう
して、燃焼器排出性能が最適化され、機械の排気中の汚
染物のレベルが低減する。
して、チャンバ２８から抽気口３０を経て抽出された圧
縮機吐出し空気は、希釈空気制御弁３４によって注意深
く制御され、弁３４は共通マニホルド３８に流入し得る
空気の量を制御する。次いで、この所定量の希釈空気
は、連結管４０とマニホルド４２と送給管４６とによっ
て、複数の燃焼室の各々１４に均等に送給される。こう
して、燃焼器排出性能が最適化され、機械の排気中の汚
染物のレベルが低減する。
【００１９】一実施例によれば、約２０％もの圧縮機吐
出し空気が空気希釈孔を経て燃焼室に流入することによ
り、燃焼室の反応域を迂回し得る。従って、本発明は前
述のように、希釈用空気の割合の制御を可能にすると共
に、必然的に、燃焼反応域に入る空気の割合を制御し、
こうした制御は極めて少ない構成部を利用して行われ、
すべての使用可能な部品は圧力容器の外側に配置されて
いるので、整備し易い。
出し空気が空気希釈孔を経て燃焼室に流入することによ
り、燃焼室の反応域を迂回し得る。従って、本発明は前
述のように、希釈用空気の割合の制御を可能にすると共
に、必然的に、燃焼反応域に入る空気の割合を制御し、
こうした制御は極めて少ない構成部を利用して行われ、
すべての使用可能な部品は圧力容器の外側に配置されて
いるので、整備し易い。
【００２０】以上、本発明の最適実施例と考えられるも
のについて説明したが、本発明は開示した実施例に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で様々な改変及び
均等な構成が可能であることを理解されたい。
のについて説明したが、本発明は開示した実施例に限定
されるものではなく、本発明の範囲内で様々な改変及び
均等な構成が可能であることを理解されたい。
【図１】本発明の一実施例による外部空気ステージング
装置が設けられているガスタービン燃焼器の断面図であ
る。
装置が設けられているガスタービン燃焼器の断面図であ
る。
【図２】図１の一部の拡大詳細図である。
１０ 燃焼器 １２ 燃焼ライナ １４ 燃焼室 １４Ｄ 希釈域 １４Ｒ 反応域 ２２ タービン動翼 ２４ 流れシールド ２７ 圧力容器 ３０ 抽気口 ３２ 導管 ３４ 希釈空気制御弁 ３８ マニホルド ４０ マニホルド連結管 ４２ 希釈空気マニホルド ４４ 希釈空気孔 ４６ 希釈空気送給管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アルバート・マイアース アメリカ合衆国、ニューヨーク州、アムス テルダム、リンカーン・アベニュー、59番 (72)発明者 ケニース・ウィンストン・ビーベ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、ガルウ ェイ、ジョッキー・ストリート、アール・ ディー・ナンバー・２（番地なし)
Claims (9)
- 【請求項１】 反応域と希釈域とを有している燃焼室を
画成している燃焼ライナをそれぞれが含んでいると共に
圧力容器内に設けられている複数の燃焼器と、圧縮機吐
出し空気を前記燃焼室に送給するために各燃焼ライナを
半径方向離間関係にあるように囲んでいる流れシールド
とを含んでいるガスタービン燃焼装置であって、前記ラ
イナは前記希釈域において周方向に相隔たっている複数
の希釈空気送給孔を含んでおり、 前記希釈空気送給孔を介して各燃焼室の希釈域に導入さ
れる圧縮機吐出し空気の量を制御する空気ステージング
装置を備えており、該空気ステージング装置は、前記圧
力容器を外側から囲んでいる第１のマニホルドに圧縮機
吐出し空気を導入するために前記燃焼ライナの下流に設
けられている複数の圧力容器抽気口と、前記第１のマニ
ホルドと前記燃焼ライナの各々との間に延在している単
一マニホルド送給管とを含んでいるガスタービン燃焼装
置。 - 【請求項２】 前記流れシールドを囲んでおり、前記単
一マニホルド送給管からの空気を前記複数の希釈空気送
給孔を介して前記希釈域に均等に供給する第２のマニホ
ルドを更に含んでいる請求項１に記載のガスタービン燃
焼装置。 - 【請求項３】 前記圧力容器は、４つから６つの抽気口
を有している請求項１に記載のガスタービン燃焼装置。 - 【請求項４】 各抽気口と前記第１のマニホルドとの間
に配置されている希釈空気制御弁を含んでいる請求項１
に記載のガスタービン燃焼装置。 - 【請求項５】 前記弁は、燃焼に利用し得る圧縮機吐出
し空気の約２０％を前記燃焼器希釈域に分流するよう作
用する請求項４に記載のガスタービン燃焼装置。 - 【請求項６】 反応域と希釈域とを有している燃焼室を
画成している燃焼ライナをそれぞれが含んでいると共に
圧力容器内に設けられている複数の燃焼器と、圧縮機吐
出し空気を前記燃焼室に送給するために各燃焼ライナを
半径方向離間関係にあるように囲んでいる流れシールド
とを含んでいるガスタービン燃焼装置であって、前記ラ
イナは前記希釈域において周方向に相隔たっている複数
の希釈空気送給孔を含んでおり、 前記希釈空気送給孔を介して各燃焼室の希釈域に供給さ
れる圧縮機吐出し空気の量を制御する空気ステージング
装置を備えており、該空気ステージング装置は、前記複
数の燃焼器に共通の第１のマニホルドに圧縮機吐出し空
気を導入するための複数の圧力容器抽気口及び関連導管
と、各抽気口と前記第１のマニホルドとの間に配置され
ている希釈空気制御弁と、前記流れシールドを囲んでい
る環状の第２のマニホルドとを含んでおり、該第２のマ
ニホルドは該第２のマニホルドを前記燃焼ライナの前記
希釈空気送給孔の各々に連結している連結管を含んでい
るガスタービン燃焼装置。 - 【請求項７】 前記関連導管と、前記希釈空気制御弁
と、前記第１のマニホルドとは、前記圧力容器の外側に
配置されている請求項６に記載のガスタービン燃焼装
置。 - 【請求項８】 前記第１及び第２のマニホルドは、単一
送給管により連結されている請求項６に記載のガスター
ビン燃焼装置。 - 【請求項９】 前記複数の圧力容器抽気口は、前記燃焼
ライナの下流において該ライナと関連タービンとの間の
遷移域内に配設されている請求項６に記載のガスタービ
ン燃焼装置。
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