JPH05248637A - ガスタービンの燃焼器 - Google Patents
ガスタービンの燃焼器Info
- Publication number
- JPH05248637A JPH05248637A JP27435991A JP27435991A JPH05248637A JP H05248637 A JPH05248637 A JP H05248637A JP 27435991 A JP27435991 A JP 27435991A JP 27435991 A JP27435991 A JP 27435991A JP H05248637 A JPH05248637 A JP H05248637A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- swirler
- cylinder
- fuel injection
- injection valve
- air supply
- 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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- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスタービンの燃焼器において、燃料噴射弁
にカーボンが堆積することを防止する。 【構成】 燃焼筒２の上流側にスワーラ筒３が接続さ
れ、スワーラ筒３の内側に燃料噴射弁４が配置され、ス
ワーラ筒３に燃料噴射弁４を中心とする旋回空気流を生
起する複数枚の羽根６が形成されるガスタービンの燃焼
器において、スワーラ筒３に各羽根６の周囲に位置して
複数の補助空気供給穴９を開口させる。
にカーボンが堆積することを防止する。 【構成】 燃焼筒２の上流側にスワーラ筒３が接続さ
れ、スワーラ筒３の内側に燃料噴射弁４が配置され、ス
ワーラ筒３に燃料噴射弁４を中心とする旋回空気流を生
起する複数枚の羽根６が形成されるガスタービンの燃焼
器において、スワーラ筒３に各羽根６の周囲に位置して
複数の補助空気供給穴９を開口させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンの燃焼器
の改良に関するものである。
の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの燃焼器は、燃焼室に供給
される圧縮空気と燃料噴射弁から噴射される燃料を効率
良く燃焼させるために、燃焼室内に旋回流を生起するス
ワーラを備えている(特開昭５８−１５３０２１号公
報、参照)。
される圧縮空気と燃料噴射弁から噴射される燃料を効率
良く燃焼させるために、燃焼室内に旋回流を生起するス
ワーラを備えている(特開昭５８−１５３０２１号公
報、参照)。
【０００３】従来のスワーラとして、燃焼筒の上流側に
スワーラ筒が接続され、スワーラ筒の内側に燃料噴射弁
が配置され、スワーラ筒に複数枚の羽根から構成される
半径流スワーラがあり、スワーラ筒から燃焼筒にかけて
旋回空気流を生起して燃料と空気の混合を促し、火炎を
安定させるようになっている。
スワーラ筒が接続され、スワーラ筒の内側に燃料噴射弁
が配置され、スワーラ筒に複数枚の羽根から構成される
半径流スワーラがあり、スワーラ筒から燃焼筒にかけて
旋回空気流を生起して燃料と空気の混合を促し、火炎を
安定させるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半径流
スワーラによって生起される旋回流は燃料噴射弁を中心
に旋回するため、燃料噴射弁のまわりに噴射された燃料
を巻き込み、燃料噴射弁の付近に燃料過濃領域をつくる
ため、燃料噴射弁にカーボンが堆積する可能性があっ
た。
スワーラによって生起される旋回流は燃料噴射弁を中心
に旋回するため、燃料噴射弁のまわりに噴射された燃料
を巻き込み、燃料噴射弁の付近に燃料過濃領域をつくる
ため、燃料噴射弁にカーボンが堆積する可能性があっ
た。
【０００５】本発明は上記の問題点に着目し、燃料噴射
弁にカーボンが堆積することを防止することを目的とす
る。
弁にカーボンが堆積することを防止することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、燃焼筒の上流
側に燃焼筒より縮径したスワーラ筒が接続され、スワー
ラ筒の内側に燃料噴射弁が配置され、スワーラ筒には燃
料噴射弁を中心とする周方向の旋回空気流を供給する半
径流スワーラを備え、半径流スワーラに対してスワーラ
筒の軸方向に隔てた位置に燃料噴射弁に向かう空気流を
供給する補助空気供給手段を備える。
側に燃焼筒より縮径したスワーラ筒が接続され、スワー
ラ筒の内側に燃料噴射弁が配置され、スワーラ筒には燃
料噴射弁を中心とする周方向の旋回空気流を供給する半
径流スワーラを備え、半径流スワーラに対してスワーラ
筒の軸方向に隔てた位置に燃料噴射弁に向かう空気流を
供給する補助空気供給手段を備える。
【０００７】
【作用】補助空気供給手段からスワーラ筒内に流入する
空気流が半径流スワーラによって生起される旋回流に乱
れを与え、燃料噴射弁の付近に十分な空気を供給する。
これにより、燃料噴射弁の付近で燃料過濃領域がつくら
れることがなく、燃料噴射弁にカーボンが堆積すること
を防止できる。
空気流が半径流スワーラによって生起される旋回流に乱
れを与え、燃料噴射弁の付近に十分な空気を供給する。
これにより、燃料噴射弁の付近で燃料過濃領域がつくら
れることがなく、燃料噴射弁にカーボンが堆積すること
を防止できる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
説明する。
【０００９】図１に示すように、燃焼器１は燃焼筒２の
上流側にスワーラ筒３が設けられ、スワーラ筒３より下
流側（図中左方向）に２次空気供給口１２、希釈空気供
給口１３および図示しない多数のルーバがそれぞれ開口
している。
上流側にスワーラ筒３が設けられ、スワーラ筒３より下
流側（図中左方向）に２次空気供給口１２、希釈空気供
給口１３および図示しない多数のルーバがそれぞれ開口
している。
【００１０】図示しないコンプレッサから送られる圧縮
空気は熱交換器によって加熱された後、図中矢印で示す
ようにダクト１０およびアウターライナ１１を介して燃
焼ガス噴出方向と逆方向から燃焼筒２およびスワーラ筒
３の外周に沿って導かれる。
空気は熱交換器によって加熱された後、図中矢印で示す
ようにダクト１０およびアウターライナ１１を介して燃
焼ガス噴出方向と逆方向から燃焼筒２およびスワーラ筒
３の外周に沿って導かれる。
【００１１】スワーラ筒３の内側に燃料噴射弁４が設け
られ、燃料噴射弁４から噴射される燃料が燃焼筒２内に
導入される空気と燃焼して高温ガスとなり図示しないタ
ービンを駆動するようになっている。なお、図中５は点
火栓である。
られ、燃料噴射弁４から噴射される燃料が燃焼筒２内に
導入される空気と燃焼して高温ガスとなり図示しないタ
ービンを駆動するようになっている。なお、図中５は点
火栓である。
【００１２】図２にも示すように、スワーラ筒３に設け
られる半径流スワーラ７は、１６枚の羽根６が周方向に
並んで一体形成され、スワーラ筒３に流入する空気流に
燃料噴射弁４を中心とする旋回流を生起するようになっ
ている。
られる半径流スワーラ７は、１６枚の羽根６が周方向に
並んで一体形成され、スワーラ筒３に流入する空気流に
燃料噴射弁４を中心とする旋回流を生起するようになっ
ている。
【００１３】半径流スワーラ７は、図３にも示すよう
に、略矩形をした各羽根６がスワーラ筒３の接線と４５
度の角度を持って内側に折り曲げられ、スワーラ筒３に
は各羽根６の抜けた部分に開口８が形成される。
に、略矩形をした各羽根６がスワーラ筒３の接線と４５
度の角度を持って内側に折り曲げられ、スワーラ筒３に
は各羽根６の抜けた部分に開口８が形成される。
【００１４】スワーラ筒３には、燃料噴射弁４に補助空
気を供給する補助空気供給手段として、半径流スワーラ
７より上流側（図中右方向）に位置して８つの補助空気
供給穴９が形成される。
気を供給する補助空気供給手段として、半径流スワーラ
７より上流側（図中右方向）に位置して８つの補助空気
供給穴９が形成される。
【００１５】各羽根６および開口８は周方向に等間隔で
配置され、各補助空気供給穴９は各開口８の間に位置し
て同じく周方向に等間隔で配置される。
配置され、各補助空気供給穴９は各開口８の間に位置し
て同じく周方向に等間隔で配置される。
【００１６】各補助空気供給穴９から流入する空気流量
が半径流スワーラ７から流入する空気流量より所定の比
率で小さくなるように、補助空気供給穴９の開口面積は
設定される。
が半径流スワーラ７から流入する空気流量より所定の比
率で小さくなるように、補助空気供給穴９の開口面積は
設定される。
【００１７】次に、作用について説明する。
【００１８】半径流スワーラ７を通って流入する空気流
は、図中矢印で示すように、スワーラ筒３から燃焼筒２
にかけて燃料噴射弁４を中心とする旋回流となって燃焼
筒２内に流入し、燃料噴射弁４から噴射される燃料噴霧
と混合しながら燃焼筒２の中心方向に巻き込み、拡散燃
焼する火炎を安定させる。
は、図中矢印で示すように、スワーラ筒３から燃焼筒２
にかけて燃料噴射弁４を中心とする旋回流となって燃焼
筒２内に流入し、燃料噴射弁４から噴射される燃料噴霧
と混合しながら燃焼筒２の中心方向に巻き込み、拡散燃
焼する火炎を安定させる。
【００１９】ところが、前述したように半径流スワーラ
７によって生起される旋回流は、燃料噴射弁４のまわり
に噴射された燃料を巻き込み、燃料噴射弁４の付近に燃
料過濃領域をつくるため、燃料噴射弁４にカーボンが堆
積する可能性があった。
７によって生起される旋回流は、燃料噴射弁４のまわり
に噴射された燃料を巻き込み、燃料噴射弁４の付近に燃
料過濃領域をつくるため、燃料噴射弁４にカーボンが堆
積する可能性があった。
【００２０】本発明はこの対策として、スワーラ筒３の
半径流スワーラ７より上流側に複数の補助空気供給穴９
を開口させたため、各補助空気供給穴９からスワーラ筒
３内に流入する空気流が、図中矢印で示すように、燃料
噴射弁４の筒形のボディ３Ａに沿って流れ、上記半径流
スワーラ７によって生起される旋回流の内側に入り込ん
で燃料噴射弁４の付近に十分な空気を供給する。これに
より、燃料噴射弁４の付近で燃料過濃領域がつくられる
ことがなく、燃料噴射弁４にカーボンが堆積することを
防止できる。
半径流スワーラ７より上流側に複数の補助空気供給穴９
を開口させたため、各補助空気供給穴９からスワーラ筒
３内に流入する空気流が、図中矢印で示すように、燃料
噴射弁４の筒形のボディ３Ａに沿って流れ、上記半径流
スワーラ７によって生起される旋回流の内側に入り込ん
で燃料噴射弁４の付近に十分な空気を供給する。これに
より、燃料噴射弁４の付近で燃料過濃領域がつくられる
ことがなく、燃料噴射弁４にカーボンが堆積することを
防止できる。
【００２１】次に、図４に示した他の実施例は、補助空
気供給手段として、スワーラ筒３の半径流スワーラ７よ
り下流側（図中左方向）に８つの補助空気供給穴２１を
形成するものである。
気供給手段として、スワーラ筒３の半径流スワーラ７よ
り下流側（図中左方向）に８つの補助空気供給穴２１を
形成するものである。
【００２２】１６枚の羽根６が周方向に等間隔で配置さ
れ、各補助空気供給穴２１は各開口８と軸方向に並んで
同じく周方向に等間隔で配置される。
れ、各補助空気供給穴２１は各開口８と軸方向に並んで
同じく周方向に等間隔で配置される。
【００２３】この場合、各補助空気供給穴２１からスワ
ーラ筒３内に流入する空気流が、図中矢印で示すよう
に、半径流スワーラ７によって生起される旋回流を貫い
て燃料噴射弁４の付近に到達する。これにより、燃料噴
射弁４の付近で燃料過濃領域がつくられることがなく、
燃料噴射弁４にカーボンが堆積することを防止できる。
ーラ筒３内に流入する空気流が、図中矢印で示すよう
に、半径流スワーラ７によって生起される旋回流を貫い
て燃料噴射弁４の付近に到達する。これにより、燃料噴
射弁４の付近で燃料過濃領域がつくられることがなく、
燃料噴射弁４にカーボンが堆積することを防止できる。
【００２４】次に、図６に示した他の実施例は、補助空
気供給手段として、スワーラ筒３の半径流スワーラ７よ
り上流側（図中右方向）に位置して８つの補助空気供給
穴９が形成されるとともに、下流側（図中左方向）に８
つの補助空気供給穴２１を形成するものである。
気供給手段として、スワーラ筒３の半径流スワーラ７よ
り上流側（図中右方向）に位置して８つの補助空気供給
穴９が形成されるとともに、下流側（図中左方向）に８
つの補助空気供給穴２１を形成するものである。
【００２５】１６枚の羽根６が周方向に等間隔で配置さ
れ、各補助空気供給穴９，２１は各開口８を挟んで互い
に千鳥状に配置される。なお、図中１４は燃焼筒２内に
冷却用空気を多数のルーバである。
れ、各補助空気供給穴９，２１は各開口８を挟んで互い
に千鳥状に配置される。なお、図中１４は燃焼筒２内に
冷却用空気を多数のルーバである。
【００２６】この場合、各補助空気供給穴９からスワー
ラ筒３内に流入する空気流が燃料噴射弁に沿って流れる
とともに、各補助空気供給穴２１からスワーラ筒３内に
流入する空気流が半径流スワーラ７によって生起される
旋回流を貫いて燃料噴射弁４の付近に到達する。これに
より、燃料噴射弁の付近で燃料過濃領域がつくられるこ
とがなく、燃料噴射弁４にカーボンが堆積することを防
止できる。
ラ筒３内に流入する空気流が燃料噴射弁に沿って流れる
とともに、各補助空気供給穴２１からスワーラ筒３内に
流入する空気流が半径流スワーラ７によって生起される
旋回流を貫いて燃料噴射弁４の付近に到達する。これに
より、燃料噴射弁の付近で燃料過濃領域がつくられるこ
とがなく、燃料噴射弁４にカーボンが堆積することを防
止できる。
【００２７】なお、図７に示すように各補助空気供給穴
９，２１は半径流スワーラ７の各開口８を挟んで軸方向
に並んで配置しても良い。
９，２１は半径流スワーラ７の各開口８を挟んで軸方向
に並んで配置しても良い。
【００２８】図８は前記各実施例と従来例について、３
０分の定格運転により燃料噴射弁４に堆積するカーボン
量および燃焼火炎の安定度を測定した実験結果を示す。
堆積するカーボン量は、補助空気供給穴を持たない従来
例では１．０〜１．５ｇであったのに対して、半径流ス
ワーラ７の下流側に補助空気供給穴２１を形成した第二
実施例では０．００５ｇ、半径流スワーラ７の上流側と
下流側に各補助空気供給穴９，２１を形成した第三実施
例では０．００２ｇとなり、半径流スワーラ７より上流
側にのみ補助空気供給穴９を形成した第一実施例では全
くカーボンが堆積しないことがわかった。燃焼火炎の安
定度は、補助空気量が増大する程、悪化する傾向がある
が、補助空気量が旋回空気量の１／２程度では悪化は観
察されず、補助空気量を旋回空気量と同等まで増やした
第三実施例ではやや悪化の兆候が認められた。
０分の定格運転により燃料噴射弁４に堆積するカーボン
量および燃焼火炎の安定度を測定した実験結果を示す。
堆積するカーボン量は、補助空気供給穴を持たない従来
例では１．０〜１．５ｇであったのに対して、半径流ス
ワーラ７の下流側に補助空気供給穴２１を形成した第二
実施例では０．００５ｇ、半径流スワーラ７の上流側と
下流側に各補助空気供給穴９，２１を形成した第三実施
例では０．００２ｇとなり、半径流スワーラ７より上流
側にのみ補助空気供給穴９を形成した第一実施例では全
くカーボンが堆積しないことがわかった。燃焼火炎の安
定度は、補助空気量が増大する程、悪化する傾向がある
が、補助空気量が旋回空気量の１／２程度では悪化は観
察されず、補助空気量を旋回空気量と同等まで増やした
第三実施例ではやや悪化の兆候が認められた。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、燃焼筒の
上流側に燃焼筒より縮径したスワーラ筒が接続され、ス
ワーラ筒の内側に燃料噴射弁が配置され、スワーラ筒に
は燃料噴射弁を中心とする周方向の旋回空気流を供給す
る半径流スワーラを備え、半径流スワーラに対してスワ
ーラ筒の軸方向に隔てた位置に燃料噴射弁に向かう空気
流を供給する補助空気供給手段を備えたため、燃料噴射
弁にカーボンが堆積することを防止し、燃焼の安定性を
維持することができる。
上流側に燃焼筒より縮径したスワーラ筒が接続され、ス
ワーラ筒の内側に燃料噴射弁が配置され、スワーラ筒に
は燃料噴射弁を中心とする周方向の旋回空気流を供給す
る半径流スワーラを備え、半径流スワーラに対してスワ
ーラ筒の軸方向に隔てた位置に燃料噴射弁に向かう空気
流を供給する補助空気供給手段を備えたため、燃料噴射
弁にカーボンが堆積することを防止し、燃焼の安定性を
維持することができる。
【図１】本発明の実施例を示す燃焼器の断面図である。
【図２】同じくスワーラ筒の断面図である。
【図３】同じく図２のＡ−Ａ線に沿うスワーラ筒の横断
面図である。
面図である。
【図４】他の実施例を示す燃焼器の断面図である。
【図５】同じくスワーラ筒の断面図である。
【図６】さらに他の実施例を示す燃焼筒の断面図であ
る。
る。
【図７】さらに他の実施例を示すスワーラ筒の断面図で
ある。
ある。
【図８】実験結果を示す図である。
１ 燃焼器 ２ 燃焼筒 ３ スワーラ筒 ４ 燃料噴射弁 ６ 羽根 ７ 半径流スワーラ ９ 補助空気供給穴（補助空気供給手段） ２１ 補助空気供給穴（補助空気供給手段）
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１０月２９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図８】 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１２月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図７】
【図６】
【図８】
Claims (1)
- 【請求項１】 燃焼筒の上流側に燃焼筒より縮径したス
ワーラ筒が接続され、スワーラ筒の内側に燃料噴射弁が
配置され、スワーラ筒には燃料噴射弁を中心とする周方
向の旋回空気流を供給する半径流スワーラを備え、半径
流スワーラに対してスワーラ筒の軸方向に隔てた位置に
燃料噴射弁に向かう空気流を供給する補助空気供給手段
を備えたことを特徴とするガスタービンの燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27435991A JPH05248637A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | ガスタービンの燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27435991A JPH05248637A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | ガスタービンの燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05248637A true JPH05248637A (ja) | 1993-09-24 |
Family
ID=17540561
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27435991A Pending JPH05248637A (ja) | 1991-10-22 | 1991-10-22 | ガスタービンの燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05248637A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53104019A (en) * | 1977-02-23 | 1978-09-09 | Hitachi Ltd | Gas turbine combustor |
| JPS5918314A (ja) * | 1982-07-22 | 1984-01-30 | ザ・ギヤレツト・コ−ポレ−シヨン | ガスタ−ビンエンジンの燃焼方法および装置 |
| JPS61246507A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-01 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタ−ビン用燃料噴射装置 |
-
1991
- 1991-10-22 JP JP27435991A patent/JPH05248637A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53104019A (en) * | 1977-02-23 | 1978-09-09 | Hitachi Ltd | Gas turbine combustor |
| JPS5918314A (ja) * | 1982-07-22 | 1984-01-30 | ザ・ギヤレツト・コ−ポレ−シヨン | ガスタ−ビンエンジンの燃焼方法および装置 |
| JPS61246507A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-01 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | ガスタ−ビン用燃料噴射装置 |
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