JPH07318059A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
ガスタービン燃焼器Info
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- JPH07318059A JPH07318059A JP11320694A JP11320694A JPH07318059A JP H07318059 A JPH07318059 A JP H07318059A JP 11320694 A JP11320694 A JP 11320694A JP 11320694 A JP11320694 A JP 11320694A JP H07318059 A JPH07318059 A JP H07318059A
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Links
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- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 78
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- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 8
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 2
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構造が単純で信頼性が高く、始動から最大負
荷まで安定燃焼が可能であり吹消えが起こりにくく、か
つ、ＮＯx の発生が少ないガスタービン燃焼器を提供す
る。 【構成】 燃焼室１１と、挿入位置Ａと引抜位置Ｂとの
間を軸方向に移動可能に設けられ、先端に１次噴孔１２
を有し中間部外周に２次噴孔１３を有する燃料噴射管１
４と、燃料噴射管を部分的に囲み挿入位置で２次噴孔を
塞ぐリング１５と、燃料噴射管を間隔を隔てて囲む内側
ダクト１６と、内側ダクトを間隔を隔てて囲む外側ダク
ト１７とを備え、挿入位置Ａで２次噴孔をリングで塞
ぎ、１次噴孔より燃料を噴射して燃焼室内に拡散火炎７
を形成し、引抜位置Ｂで１次噴孔より内側ダクト内に燃
料を噴射して内側ダクト内で燃料を予混合して１次予混
合火炎８を形成し、かつ２次噴孔より内側ダクトと外側
ダクトの間に燃料を噴射してその間で燃料を予混合して
２次予混合火炎９を形成する。
荷まで安定燃焼が可能であり吹消えが起こりにくく、か
つ、ＮＯx の発生が少ないガスタービン燃焼器を提供す
る。 【構成】 燃焼室１１と、挿入位置Ａと引抜位置Ｂとの
間を軸方向に移動可能に設けられ、先端に１次噴孔１２
を有し中間部外周に２次噴孔１３を有する燃料噴射管１
４と、燃料噴射管を部分的に囲み挿入位置で２次噴孔を
塞ぐリング１５と、燃料噴射管を間隔を隔てて囲む内側
ダクト１６と、内側ダクトを間隔を隔てて囲む外側ダク
ト１７とを備え、挿入位置Ａで２次噴孔をリングで塞
ぎ、１次噴孔より燃料を噴射して燃焼室内に拡散火炎７
を形成し、引抜位置Ｂで１次噴孔より内側ダクト内に燃
料を噴射して内側ダクト内で燃料を予混合して１次予混
合火炎８を形成し、かつ２次噴孔より内側ダクトと外側
ダクトの間に燃料を噴射してその間で燃料を予混合して
２次予混合火炎９を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービン燃焼器に
係わり、更に詳しくは、始動から最大負荷まで、安定燃
焼が可能であり、かつＮＯx の発生が少ない低ＮＯx 燃
焼器に関する。
係わり、更に詳しくは、始動から最大負荷まで、安定燃
焼が可能であり、かつＮＯx の発生が少ない低ＮＯx 燃
焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン燃焼器は、図４に例示する
ように、通常中空円筒形のケーシング１内に格納され、
ガスタービンのコンプレッサＣで圧縮された空気２がこ
のケーシング１内に導入され、ガスタービン燃焼器で燃
焼した燃焼排ガス３は、ガスタービンのタービンＴに導
かれ、発電、駆動等の外部動力を取り出すようになって
いる。かかるガスタービン燃焼器は、ガス燃料又は液体
燃料を連続的に燃焼させることができるが、高温で燃焼
するためＮＯx を発生しやすく、かつ熱変形が大きい問
題がある。
ように、通常中空円筒形のケーシング１内に格納され、
ガスタービンのコンプレッサＣで圧縮された空気２がこ
のケーシング１内に導入され、ガスタービン燃焼器で燃
焼した燃焼排ガス３は、ガスタービンのタービンＴに導
かれ、発電、駆動等の外部動力を取り出すようになって
いる。かかるガスタービン燃焼器は、ガス燃料又は液体
燃料を連続的に燃焼させることができるが、高温で燃焼
するためＮＯx を発生しやすく、かつ熱変形が大きい問
題がある。
【０００３】かかるガスタービン燃焼器について、大気
汚染物質であるＮＯx の発生を抑制するために従来から
多くの研究が行われ、特公平４−８０２９２号公報、特
開昭６１−５２５２３号公報、特開平５−２９６４１２
号公報、等の出願が既になされている。特公平４−８０
２９２号の「ガスタービン燃焼器」は、燃焼領域を１次
と２次の２つに分け、２つとも予混合燃焼で燃やし低Ｎ
Ｏx 化を図るものであり、特開昭６１−５２５２３号の
「ガスタービン燃焼器」は、燃焼用の空気流量を空気通
路面積の可変装置により変えて、最適空気比を得て低Ｎ
Ｏx 化を図るものであり、特開平５−２９６４１２号の
「燃焼装置および燃焼方法」は、燃料供給系統を３つに
分けて、適正な空燃比を得て低ＮＯx 化するものであ
る。
汚染物質であるＮＯx の発生を抑制するために従来から
多くの研究が行われ、特公平４−８０２９２号公報、特
開昭６１−５２５２３号公報、特開平５−２９６４１２
号公報、等の出願が既になされている。特公平４−８０
２９２号の「ガスタービン燃焼器」は、燃焼領域を１次
と２次の２つに分け、２つとも予混合燃焼で燃やし低Ｎ
Ｏx 化を図るものであり、特開昭６１−５２５２３号の
「ガスタービン燃焼器」は、燃焼用の空気流量を空気通
路面積の可変装置により変えて、最適空気比を得て低Ｎ
Ｏx 化を図るものであり、特開平５−２９６４１２号の
「燃焼装置および燃焼方法」は、燃料供給系統を３つに
分けて、適正な空燃比を得て低ＮＯx 化するものであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のガスタ
ービン燃焼器では、安定作動範囲が狭く、始動時や低負
荷時に燃料流量を少なくすると安定燃焼ができなくな
り、火炎が吹消えることがある問題点があった。すなわ
ち、特公平４−８０２９２号の「ガスタービン燃焼器」
では、常に予混合燃焼で燃焼させるため、低出力時に火
炎を安定させるために、拡散燃焼式のパイロットバーナ
を別途設ける必要があり、このパイロットバーナにより
ＮＯx が発生しやすく、かつ燃料系統が３系統必要であ
り、その開閉の制御が複雑になる問題点があった。
ービン燃焼器では、安定作動範囲が狭く、始動時や低負
荷時に燃料流量を少なくすると安定燃焼ができなくな
り、火炎が吹消えることがある問題点があった。すなわ
ち、特公平４−８０２９２号の「ガスタービン燃焼器」
では、常に予混合燃焼で燃焼させるため、低出力時に火
炎を安定させるために、拡散燃焼式のパイロットバーナ
を別途設ける必要があり、このパイロットバーナにより
ＮＯx が発生しやすく、かつ燃料系統が３系統必要であ
り、その開閉の制御が複雑になる問題点があった。
【０００５】また、特開昭６１−５２５２３号の「ガス
タービン燃焼器」では、低ＮＯx 化のため通常のガスタ
ービン燃焼器では不必要な「空気流量の可変機構」が不
可欠となり、この可変機構を燃焼室内に形成するため熱
変形等による故障が起こりやすく、構造が複雑で信頼性
に乏しい問題点があった。更に、特開平５−２９６４１
２号の「燃焼装置および燃焼方法」では、燃料供給系統
が３系統必要であり、その開閉の制御が複雑である問題
点があった。
タービン燃焼器」では、低ＮＯx 化のため通常のガスタ
ービン燃焼器では不必要な「空気流量の可変機構」が不
可欠となり、この可変機構を燃焼室内に形成するため熱
変形等による故障が起こりやすく、構造が複雑で信頼性
に乏しい問題点があった。更に、特開平５−２９６４１
２号の「燃焼装置および燃焼方法」では、燃料供給系統
が３系統必要であり、その開閉の制御が複雑である問題
点があった。
【０００６】本発明は、上述した種々の問題点を解決す
るために創案されたものである。すなわち、本発明の目
的は、構造が単純で信頼性が高く、始動から最大負荷ま
で安定燃焼が可能であり吹消えが起こりにくく、かつ、
ＮＯx の発生が少ないガスタービン燃焼器を提供するこ
とにある。
るために創案されたものである。すなわち、本発明の目
的は、構造が単純で信頼性が高く、始動から最大負荷ま
で安定燃焼が可能であり吹消えが起こりにくく、かつ、
ＮＯx の発生が少ないガスタービン燃焼器を提供するこ
とにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、内部で
燃料を燃焼させる燃焼室と、挿入位置と引抜位置との間
を軸方向に移動可能に設けられ、先端に１次噴孔を有し
中間部外周に２次噴孔を有する燃料噴射管と、燃料噴射
管を部分的に囲み挿入位置で２次噴孔を塞ぐリングと、
燃料噴射管を間隔を隔てて囲み燃焼室に一端が開口し他
端から空気を導入する中空円筒状の内側ダクトと、内側
ダクトを間隔を隔てて囲み燃焼室に一端が開口し他端か
ら空気を導入する外側ダクトと、を備え、燃料噴射管の
挿入位置において、２次噴孔をリングで塞ぎ、１次噴孔
より燃料を噴射して燃焼室内に拡散火炎を形成し、燃料
噴射管の引抜位置において、１次噴孔より内側ダクト内
に燃料を噴射して内側ダクト内で燃料と空気を予混合し
て燃焼室内に１次予混合火炎を形成し、かつ２次噴孔よ
り内側ダクトと外側ダクトの間に燃料を噴射してその間
で燃料と空気を予混合して燃焼室内に２次予混合火炎を
形成する、ことを特徴とするガスタービン燃焼器が提供
される。
燃料を燃焼させる燃焼室と、挿入位置と引抜位置との間
を軸方向に移動可能に設けられ、先端に１次噴孔を有し
中間部外周に２次噴孔を有する燃料噴射管と、燃料噴射
管を部分的に囲み挿入位置で２次噴孔を塞ぐリングと、
燃料噴射管を間隔を隔てて囲み燃焼室に一端が開口し他
端から空気を導入する中空円筒状の内側ダクトと、内側
ダクトを間隔を隔てて囲み燃焼室に一端が開口し他端か
ら空気を導入する外側ダクトと、を備え、燃料噴射管の
挿入位置において、２次噴孔をリングで塞ぎ、１次噴孔
より燃料を噴射して燃焼室内に拡散火炎を形成し、燃料
噴射管の引抜位置において、１次噴孔より内側ダクト内
に燃料を噴射して内側ダクト内で燃料と空気を予混合し
て燃焼室内に１次予混合火炎を形成し、かつ２次噴孔よ
り内側ダクトと外側ダクトの間に燃料を噴射してその間
で燃料と空気を予混合して燃焼室内に２次予混合火炎を
形成する、ことを特徴とするガスタービン燃焼器が提供
される。
【０００８】本発明の好ましい実施例によれば、前記リ
ングと内側ダクトとを連結し内側ダクト内に導入される
空気を旋回させる１次スワラと、前記内側ダクトと外側
ダクトを連結しその間に導入される空気を旋回させる２
次スワラとを更に備える。
ングと内側ダクトとを連結し内側ダクト内に導入される
空気を旋回させる１次スワラと、前記内側ダクトと外側
ダクトを連結しその間に導入される空気を旋回させる２
次スワラとを更に備える。
【０００９】
【作用】上記本発明の構成によれば、先端に１次噴孔を
有し中間部外周に２次噴孔を有する燃料噴射管が、挿入
位置と引抜位置との間を軸方向に移動可能に設けられて
おり、リングが燃料噴射管を部分的に囲み挿入位置で２
次噴孔を塞ぐので、燃料噴射管を挿入位置にして２次噴
孔をリングで塞ぎ、１次噴孔だけから燃料を噴射して燃
焼室内に拡散火炎を形成することにより、始動から低出
力までは吹き消えにくい拡散燃焼を行うことができる。
また、燃料噴射管を引抜位置に移動して、１次噴孔より
内側ダクト内に燃料を噴射して内側ダクト内で燃料と空
気を予混合して燃焼室内に１次予混合火炎を形成し、か
つ２次噴孔より内側ダクトと外側ダクトの間に燃料を噴
射してその間で燃料と空気を予混合して燃焼室内に２次
予混合火炎を形成することにより、ある出力以上で予混
合燃焼に切り換え、高出力時のＮＯx の発生を抑制する
ことができる。
有し中間部外周に２次噴孔を有する燃料噴射管が、挿入
位置と引抜位置との間を軸方向に移動可能に設けられて
おり、リングが燃料噴射管を部分的に囲み挿入位置で２
次噴孔を塞ぐので、燃料噴射管を挿入位置にして２次噴
孔をリングで塞ぎ、１次噴孔だけから燃料を噴射して燃
焼室内に拡散火炎を形成することにより、始動から低出
力までは吹き消えにくい拡散燃焼を行うことができる。
また、燃料噴射管を引抜位置に移動して、１次噴孔より
内側ダクト内に燃料を噴射して内側ダクト内で燃料と空
気を予混合して燃焼室内に１次予混合火炎を形成し、か
つ２次噴孔より内側ダクトと外側ダクトの間に燃料を噴
射してその間で燃料と空気を予混合して燃焼室内に２次
予混合火炎を形成することにより、ある出力以上で予混
合燃焼に切り換え、高出力時のＮＯx の発生を抑制する
ことができる。
【００１０】更に、リングと内側ダクトとの間に１次ス
ワラを、内側ダクトと外側ダクトの間に２次スワラを備
えれば、燃料と空気の予混合を一層効果的に行うことが
できる。
ワラを、内側ダクトと外側ダクトの間に２次スワラを備
えれば、燃料と空気の予混合を一層効果的に行うことが
できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。なお、各図において、共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１及び図２は、本発明に
よるガスタービン燃焼器の全体構成図であり、図１は、
始動から低出力までの状態、図２は高出力時の状態を示
している。本発明のガスタービン燃焼器１０は、中空円
筒形のケーシング１内に格納され、ガスタービンのコン
プレッサ（図示せず）で圧縮された空気２がこのケーシ
ング１内に導入されるようになっている。また、このガ
スタービン燃焼器で燃焼した燃焼排ガス３は、ガスター
ビンのタービン（図示せず）に導かれ、外部動力を取り
出すようになっている。かかる構成は従来のガスタービ
ンと同様である。なお、ガスタービンで燃焼する燃料
は、ガス燃料が好ましいが、液体燃料であってもよい。
て説明する。なお、各図において、共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１及び図２は、本発明に
よるガスタービン燃焼器の全体構成図であり、図１は、
始動から低出力までの状態、図２は高出力時の状態を示
している。本発明のガスタービン燃焼器１０は、中空円
筒形のケーシング１内に格納され、ガスタービンのコン
プレッサ（図示せず）で圧縮された空気２がこのケーシ
ング１内に導入されるようになっている。また、このガ
スタービン燃焼器で燃焼した燃焼排ガス３は、ガスター
ビンのタービン（図示せず）に導かれ、外部動力を取り
出すようになっている。かかる構成は従来のガスタービ
ンと同様である。なお、ガスタービンで燃焼する燃料
は、ガス燃料が好ましいが、液体燃料であってもよい。
【００１２】図１及び図２において、本発明のガスター
ビン燃焼器１０は、内部で燃料を燃焼させる燃焼室１１
と、挿入位置Ａと引抜位置Ｂとの間を軸方向に移動可能
に設けられ、先端に１次噴孔１２を有し中間部外周に２
次噴孔１３を有する燃料噴射管１４と、燃料噴射管１４
を部分的に囲み挿入位置Ａで２次噴孔１３を塞ぐリング
１５と、燃料噴射管１４を間隔を隔てて囲み燃焼室１１
に一端１６ａが開口し他端１６ｂから空気２を導入する
中空円筒状の内側ダクト１６と、内側ダクト１６を間隔
を隔てて囲み燃焼室１１に一端１７ａが開口し他端１７
ｂから空気２を導入する外側ダクト１７と、を備えてい
る。
ビン燃焼器１０は、内部で燃料を燃焼させる燃焼室１１
と、挿入位置Ａと引抜位置Ｂとの間を軸方向に移動可能
に設けられ、先端に１次噴孔１２を有し中間部外周に２
次噴孔１３を有する燃料噴射管１４と、燃料噴射管１４
を部分的に囲み挿入位置Ａで２次噴孔１３を塞ぐリング
１５と、燃料噴射管１４を間隔を隔てて囲み燃焼室１１
に一端１６ａが開口し他端１６ｂから空気２を導入する
中空円筒状の内側ダクト１６と、内側ダクト１６を間隔
を隔てて囲み燃焼室１１に一端１７ａが開口し他端１７
ｂから空気２を導入する外側ダクト１７と、を備えてい
る。
【００１３】更に、本発明のガスタービン燃焼器１０
は、リング１５と内側ダクト１６とを連結し内側ダクト
１６内に導入される空気２を旋回させる１次スワラ１８
と、内側ダクト１６と外側ダクト１７を連結しその間に
導入される空気２を旋回させる２次スワラ１９とを備え
ている。
は、リング１５と内側ダクト１６とを連結し内側ダクト
１６内に導入される空気２を旋回させる１次スワラ１８
と、内側ダクト１６と外側ダクト１７を連結しその間に
導入される空気２を旋回させる２次スワラ１９とを備え
ている。
【００１４】燃料噴射管１４は、ケーシング１の一端に
設けられた蓋４を貫通し、その貫通部にはガスケット５
が設けられ、貫通部を気密に保持している。燃料噴射管
１４は、１次噴孔１２と２次噴孔１３に同一の燃料を供
給する単管であってもよく、或いは別の燃料を供給する
ように二重管であってもよい。また、この燃料噴射管１
４は、手動或いは適当な駆動装置（直動シリンダ、電磁
ソレノイド、等）により挿入位置Ａと引抜位置Ｂとの間
を軸方向に移動できるようになっている。
設けられた蓋４を貫通し、その貫通部にはガスケット５
が設けられ、貫通部を気密に保持している。燃料噴射管
１４は、１次噴孔１２と２次噴孔１３に同一の燃料を供
給する単管であってもよく、或いは別の燃料を供給する
ように二重管であってもよい。また、この燃料噴射管１
４は、手動或いは適当な駆動装置（直動シリンダ、電磁
ソレノイド、等）により挿入位置Ａと引抜位置Ｂとの間
を軸方向に移動できるようになっている。
【００１５】図１に示すように、挿入位置Ａにおいて１
次噴孔１２は、燃焼室１１の端面近くに位置する。ま
た、挿入位置Ａにおいて２次噴孔１３は、リング１５に
より塞がれている。燃料噴射管１４とリング１５との嵌
合は、完全な気密である必要はなく、挿入位置Ａにおい
て２次噴孔１３からわずかに燃料が漏れる程度であれば
よい。
次噴孔１２は、燃焼室１１の端面近くに位置する。ま
た、挿入位置Ａにおいて２次噴孔１３は、リング１５に
より塞がれている。燃料噴射管１４とリング１５との嵌
合は、完全な気密である必要はなく、挿入位置Ａにおい
て２次噴孔１３からわずかに燃料が漏れる程度であれば
よい。
【００１６】また、図２に示すように、引抜位置Ｂにお
いて１次噴孔１２は、１次スワラ１８の近傍に位置し、
１次スワラ１８で形成される空気の旋回流により１次噴
孔１２から噴射した燃料と空気を効果的に予混合できる
ようになっている。更に、引抜位置Ｂにおいて２次噴孔
１３は、内側ダクト１６の他端１６ｂよりも外側に位置
し、内側ダクト１６と外側ダクト１７の間に燃料を噴射
できるようになっている。
いて１次噴孔１２は、１次スワラ１８の近傍に位置し、
１次スワラ１８で形成される空気の旋回流により１次噴
孔１２から噴射した燃料と空気を効果的に予混合できる
ようになっている。更に、引抜位置Ｂにおいて２次噴孔
１３は、内側ダクト１６の他端１６ｂよりも外側に位置
し、内側ダクト１６と外側ダクト１７の間に燃料を噴射
できるようになっている。
【００１７】かかる構成により、図１に示すように、燃
料噴射管１４を挿入位置Ａにして２次噴孔１３をリング
１５で塞ぎ、１次噴孔１２だけから燃料６を噴射して燃
焼室１１内に拡散火炎７を形成することにより、始動か
ら低出力までは吹き消えにくい拡散燃焼を行うことがで
きる。また、燃料噴射管１４を引抜位置Ｂに移動して、
１次噴孔１２より内側ダクト１６内に燃料６を噴射して
内側ダクト１６内で燃料と空気を予混合して燃焼室内に
１次予混合火炎８を形成し、かつ２次噴孔１３より内側
ダクト１６と外側ダクト１７の間に燃料６を噴射してそ
の間で燃料と空気を予混合して燃焼室内に２次予混合火
炎９を形成することにより、ある出力以上で予混合燃焼
に切り換え、高出力時のＮＯx の発生を抑制することが
できる。
料噴射管１４を挿入位置Ａにして２次噴孔１３をリング
１５で塞ぎ、１次噴孔１２だけから燃料６を噴射して燃
焼室１１内に拡散火炎７を形成することにより、始動か
ら低出力までは吹き消えにくい拡散燃焼を行うことがで
きる。また、燃料噴射管１４を引抜位置Ｂに移動して、
１次噴孔１２より内側ダクト１６内に燃料６を噴射して
内側ダクト１６内で燃料と空気を予混合して燃焼室内に
１次予混合火炎８を形成し、かつ２次噴孔１３より内側
ダクト１６と外側ダクト１７の間に燃料６を噴射してそ
の間で燃料と空気を予混合して燃焼室内に２次予混合火
炎９を形成することにより、ある出力以上で予混合燃焼
に切り換え、高出力時のＮＯx の発生を抑制することが
できる。
【００１８】図３は、エンジン作動条件と燃焼領域の当
量比との関係を示す図である。この図において、横軸は
エンジンの負荷状態、縦軸は燃焼領域の当量比を示して
いる。また、当量比＝燃料の理論空燃比／実際の空燃比
であり、空燃比＝空気重量／燃料重量である。更に、図
３において、水平な上側実線は、ＮＯx の規制値から決
まる当量比の上限であり、水平な破線は、予混合の希薄
側吹消え限界当量比であり、水平な下側実線は、拡散火
炎の吹消え限界当量比である。
量比との関係を示す図である。この図において、横軸は
エンジンの負荷状態、縦軸は燃焼領域の当量比を示して
いる。また、当量比＝燃料の理論空燃比／実際の空燃比
であり、空燃比＝空気重量／燃料重量である。更に、図
３において、水平な上側実線は、ＮＯx の規制値から決
まる当量比の上限であり、水平な破線は、予混合の希薄
側吹消え限界当量比であり、水平な下側実線は、拡散火
炎の吹消え限界当量比である。
【００１９】本発明のガスタービン燃焼器１０は、始動
から５０％負荷付近までの低出力範囲では、図１に示す
状態で運転される。すなわち、燃料噴射管１４を挿入位
置Ａにし、１次噴孔１２を燃焼室端面まで突き出し、１
次スワーラ１８により予混合されないようにして拡散火
炎７として燃やすことにより安定して加速できる。この
とき、２次噴孔１３はリング１５で塞がれており、燃料
がでない。この間の当量比（ＮＯx 量と比例する）は、
図３に示すように、加速時に燃料を急増させることから
急増するが、ＮＯx の上限よりは十分低い位置にある。
負荷０の位置でガスタービンの定格回転速度に達し、次
いで順次負荷を増すにつれて当量比（ＮＯx 量と比例す
る）も増大し、そのまま図１の状態で高出力まで燃焼さ
せると図３に実線で示すように６０〜７０％負荷におい
てＮＯx の上限の当量比を越えてしまう。 本発明のガ
スタービン燃焼器１０は、５０％負荷付近で図に破線の
矢印で示すように、図２に示す状態に切り換える。すな
わち、燃料噴射管１４を引抜位置Ｂに移動して、１次ス
ワーラ１８の出口付近に１次噴孔１２を位置させ、２次
噴孔１３は２次スワーラ１９の入口上流位置にくるよう
にする。これにより、１次予混室（内側ダクト１６の内
側）と２次予混室（内側ダクト１６と外側ダクト１７の
間）に別々に燃料が供給され、予混合燃焼により低ＮＯ
x が達成できる。
から５０％負荷付近までの低出力範囲では、図１に示す
状態で運転される。すなわち、燃料噴射管１４を挿入位
置Ａにし、１次噴孔１２を燃焼室端面まで突き出し、１
次スワーラ１８により予混合されないようにして拡散火
炎７として燃やすことにより安定して加速できる。この
とき、２次噴孔１３はリング１５で塞がれており、燃料
がでない。この間の当量比（ＮＯx 量と比例する）は、
図３に示すように、加速時に燃料を急増させることから
急増するが、ＮＯx の上限よりは十分低い位置にある。
負荷０の位置でガスタービンの定格回転速度に達し、次
いで順次負荷を増すにつれて当量比（ＮＯx 量と比例す
る）も増大し、そのまま図１の状態で高出力まで燃焼さ
せると図３に実線で示すように６０〜７０％負荷におい
てＮＯx の上限の当量比を越えてしまう。 本発明のガ
スタービン燃焼器１０は、５０％負荷付近で図に破線の
矢印で示すように、図２に示す状態に切り換える。すな
わち、燃料噴射管１４を引抜位置Ｂに移動して、１次ス
ワーラ１８の出口付近に１次噴孔１２を位置させ、２次
噴孔１３は２次スワーラ１９の入口上流位置にくるよう
にする。これにより、１次予混室（内側ダクト１６の内
側）と２次予混室（内側ダクト１６と外側ダクト１７の
間）に別々に燃料が供給され、予混合燃焼により低ＮＯ
x が達成できる。
【００２０】なお、本発明は上述した実施例に限定され
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
ず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できるこ
とは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】上述したように、本発明のガスタービン
燃焼器は、構造が単純で信頼性が高く、燃料制御が
簡単であり、可動部は燃料で冷やされるので変形が少
なく、かつ始動から最大負荷まで安定燃焼が可能であ
り吹消えが起こりにくく、かつＮＯx の発生が少ない、
等の優れた効果を有する。
燃焼器は、構造が単純で信頼性が高く、燃料制御が
簡単であり、可動部は燃料で冷やされるので変形が少
なく、かつ始動から最大負荷まで安定燃焼が可能であ
り吹消えが起こりにくく、かつＮＯx の発生が少ない、
等の優れた効果を有する。
【図１】始動から低出力までの本発明によるガスタービ
ン燃焼器の全体構成図である。
ン燃焼器の全体構成図である。
【図２】高出力時の本発明によるガスタービン燃焼器の
全体構成図である。
全体構成図である。
【図３】エンジン作動条件と燃焼領域の当量比との関係
を示す図である。
を示す図である。
【図４】従来のガスタービン燃焼器の構成図である。
１ ケーシング ２ 空気 ３ 燃焼排ガス ４ 蓋 ５ ガスケット ６ 燃料 ７ 拡散火炎 ８ １次予混合火炎 ９ ２次予混合火炎 １０ ガスタービン燃焼器 １１ 燃焼室 １２ １次噴孔 １３ ２次噴孔 １４ 燃料噴射管 １５ リング １６ 内側ダクト １７ 外側ダクト １８ １次スワラ １９ ２次スワラ Ａ 挿入位置 Ｂ 引抜位置
Claims (2)
- 【請求項１】 内部で燃料を燃焼させる燃焼室と、挿入
位置と引抜位置との間を軸方向に移動可能に設けられ、
先端に１次噴孔を有し中間部外周に２次噴孔を有する燃
料噴射管と、燃料噴射管を部分的に囲み挿入位置で２次
噴孔を塞ぐリングと、燃料噴射管を間隔を隔てて囲み燃
焼室に一端が開口し他端から空気を導入する中空円筒状
の内側ダクトと、内側ダクトを間隔を隔てて囲み燃焼室
に一端が開口し他端から空気を導入する外側ダクトと、
を備え、 燃料噴射管の挿入位置において、２次噴孔をリングで塞
ぎ、１次噴孔より燃料を噴射して燃焼室内に拡散火炎を
形成し、燃料噴射管の引抜位置において、１次噴孔より
内側ダクト内に燃料を噴射して内側ダクト内で燃料と空
気を予混合して燃焼室内に１次予混合火炎を形成し、か
つ２次噴孔より内側ダクトと外側ダクトの間に燃料を噴
射してその間で燃料と空気を予混合して燃焼室内に２次
予混合火炎を形成する、ことを特徴とするガスタービン
燃焼器。 - 【請求項２】 前記リングと内側ダクトとを連結し内側
ダクト内に導入される空気を旋回させる１次スワラと、
前記内側ダクトと外側ダクトを連結しその間に導入され
る空気を旋回させる２次スワラとを更に備える、ことを
特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11320694A JPH07318059A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | ガスタービン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11320694A JPH07318059A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | ガスタービン燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318059A true JPH07318059A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14606251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11320694A Pending JPH07318059A (ja) | 1994-05-27 | 1994-05-27 | ガスタービン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07318059A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7200986B2 (en) | 2003-08-16 | 2007-04-10 | Rolls-Royce Plc | Fuel injector |
| JP2009174847A (ja) * | 2008-01-22 | 2009-08-06 | General Electric Co <Ge> | ノズル等量比制御による燃焼希薄吹消え防止 |
| JP2010164297A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | General Electric Co <Ge> | キャップ・レス燃焼器アセンブリにおける横行型燃料ノズル |
| JP2011021877A (ja) * | 1999-12-15 | 2011-02-03 | Osaka Gas Co Ltd | バーナ装置及びガスタービンエンジン及びコジェネレーションシステム |
| JP2012037114A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Ihi Corp | バーナ |
| CN103968419A (zh) * | 2013-02-06 | 2014-08-06 | 通用电气公司 | 具有悬臂支承结构的可变容积的燃烧器 |
| CN111059573A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-24 | 新奥能源动力科技（上海）有限公司 | 燃气轮机燃烧室及燃气轮机 |
| KR102117531B1 (ko) * | 2019-11-07 | 2020-06-10 | 한국기계연구원 | 연소진동 저감을 위한 음향 감쇠 구조를 갖는 가스터빈 연소기용 버너 |
| JP2022182380A (ja) * | 2021-05-28 | 2022-12-08 | 日鉄テクノロジー株式会社 | パイロットバーナ |
-
1994
- 1994-05-27 JP JP11320694A patent/JPH07318059A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013032906A (ja) * | 1999-12-15 | 2013-02-14 | Osaka Gas Co Ltd | バーナ装置及びガスタービンエンジン及びコジェネレーションシステム |
| JP2011021877A (ja) * | 1999-12-15 | 2011-02-03 | Osaka Gas Co Ltd | バーナ装置及びガスタービンエンジン及びコジェネレーションシステム |
| JP2012026722A (ja) * | 1999-12-15 | 2012-02-09 | Osaka Gas Co Ltd | バーナ装置及びガスタービンエンジン及びコジェネレーションシステム |
| JP2013053844A (ja) * | 1999-12-15 | 2013-03-21 | Osaka Gas Co Ltd | バーナ装置及びガスタービンエンジン及びコジェネレーションシステム |
| US7200986B2 (en) | 2003-08-16 | 2007-04-10 | Rolls-Royce Plc | Fuel injector |
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| US8887507B2 (en) | 2009-01-13 | 2014-11-18 | General Electric Company | Traversing fuel nozzles in cap-less combustor assembly |
| JP2012037114A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Ihi Corp | バーナ |
| CN103968419A (zh) * | 2013-02-06 | 2014-08-06 | 通用电气公司 | 具有悬臂支承结构的可变容积的燃烧器 |
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| CN111059573B (zh) * | 2019-12-31 | 2024-06-04 | 新奥能源动力科技（上海）有限公司 | 燃气轮机燃烧室及燃气轮机 |
| JP2022182380A (ja) * | 2021-05-28 | 2022-12-08 | 日鉄テクノロジー株式会社 | パイロットバーナ |
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