JPH09184630A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
ガスタービン燃焼器Info
- Publication number
- JPH09184630A JPH09184630A JP2596A JP2596A JPH09184630A JP H09184630 A JPH09184630 A JP H09184630A JP 2596 A JP2596 A JP 2596A JP 2596 A JP2596 A JP 2596A JP H09184630 A JPH09184630 A JP H09184630A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustor
- guide ring
- annular guide
- gas turbine
- inner cylinder
- 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】
【課題】渦の発生及び境界層の剥離をなくすることで、
予混混合燃焼器に供給する最大空気流量を増加させる場
合に最適なガスタービン燃焼器を提供する。 【解決手段】外筒１と内筒２とで形成される予混合燃焼
器４をケーシング３の内部に有するガスタービン燃焼器
で、圧縮空気の一部を予混合燃焼器４に配分する環状の
ガイドリング６が内筒２に設けられる。
予混混合燃焼器に供給する最大空気流量を増加させる場
合に最適なガスタービン燃焼器を提供する。 【解決手段】外筒１と内筒２とで形成される予混合燃焼
器４をケーシング３の内部に有するガスタービン燃焼器
で、圧縮空気の一部を予混合燃焼器４に配分する環状の
ガイドリング６が内筒２に設けられる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン燃焼器
に関する
に関する
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン燃焼器では、圧縮空気導入
路の一部が予混合燃焼器などに分岐する場合が多く、そ
の際、分岐した予混合燃焼器になるべく多くの空気流量
を流すことが要求される。従来、圧縮空気導入路から分
岐した流路に流入する最大空気流量を増加するための方
法は、圧縮空気導入路に圧力調整装置を設けて内圧を制
御し、その内圧に応じて分岐した流路に流入する流量を
変化させる方法が用いられてきた。ガスタービン燃焼器
で、分岐を有する流路の圧縮空気流量を制御するための
対策の一例として、特開昭58−47927号，特開昭58−140
520 号，特開昭61−96332号，特開昭61−96333号公報な
どがある。
路の一部が予混合燃焼器などに分岐する場合が多く、そ
の際、分岐した予混合燃焼器になるべく多くの空気流量
を流すことが要求される。従来、圧縮空気導入路から分
岐した流路に流入する最大空気流量を増加するための方
法は、圧縮空気導入路に圧力調整装置を設けて内圧を制
御し、その内圧に応じて分岐した流路に流入する流量を
変化させる方法が用いられてきた。ガスタービン燃焼器
で、分岐を有する流路の圧縮空気流量を制御するための
対策の一例として、特開昭58−47927号，特開昭58−140
520 号，特開昭61−96332号，特開昭61−96333号公報な
どがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】予混合燃焼器を有する
ガスタービン燃焼器では、圧縮空気導入路から予混合燃
焼器に分岐するところで空気の流れ方向が大きく変化す
るために圧力勾配を生じ易く、そのために予混合燃焼器
入口や予混合燃焼器の曲がり部で渦が発生したり、ある
いは境界層の剥離が生じる。渦の発生や境界層の剥離
は、予混合燃焼器に流入する最大空気流量の減少につな
がるので避けなくてはならない。
ガスタービン燃焼器では、圧縮空気導入路から予混合燃
焼器に分岐するところで空気の流れ方向が大きく変化す
るために圧力勾配を生じ易く、そのために予混合燃焼器
入口や予混合燃焼器の曲がり部で渦が発生したり、ある
いは境界層の剥離が生じる。渦の発生や境界層の剥離
は、予混合燃焼器に流入する最大空気流量の減少につな
がるので避けなくてはならない。
【０００４】従来技術では、渦の発生及び境界層の剥離
を抑制する点についての考慮がなされておらず、ガスタ
ービン燃焼器が消費するエネルギを増加させるという問
題があった。
を抑制する点についての考慮がなされておらず、ガスタ
ービン燃焼器が消費するエネルギを増加させるという問
題があった。
【０００５】請求項１，２，３，４に記載の本発明は、
予混合燃焼器入口で渦及び境界層剥離の発生をなくする
ことで、予混合燃焼器に供給する最大空気流量を増加さ
せることを目的としている。さらに、燃料と空気との混
合度の向上をもたらし、燃焼火炎の安定化とＮＯｘの低
減を図る場合に最適なガスタービン燃焼器を提供するこ
とを目的としている。
予混合燃焼器入口で渦及び境界層剥離の発生をなくする
ことで、予混合燃焼器に供給する最大空気流量を増加さ
せることを目的としている。さらに、燃料と空気との混
合度の向上をもたらし、燃焼火炎の安定化とＮＯｘの低
減を図る場合に最適なガスタービン燃焼器を提供するこ
とを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は上記目的を達成するために、環状のガイドリングを予
混合燃焼器入口付近の内筒に設けたものである。
は上記目的を達成するために、環状のガイドリングを予
混合燃焼器入口付近の内筒に設けたものである。
【０００７】請求項２に記載の本発明は上記目的を達成
するために、環状のガイドリングを請求項１に記載の内
筒に加えて、予混合燃焼器入口付近のケーシングにも設
けたものである。
するために、環状のガイドリングを請求項１に記載の内
筒に加えて、予混合燃焼器入口付近のケーシングにも設
けたものである。
【０００８】請求項３に記載の本発明は上記目的を達成
するために、環状のガイドリングを請求項１に記載の内
筒に加えて、予混合燃焼器入口付近の外筒にも設けたも
のである。
するために、環状のガイドリングを請求項１に記載の内
筒に加えて、予混合燃焼器入口付近の外筒にも設けたも
のである。
【０００９】請求項４に記載の本発明は上記目的を達成
するために、環状のガイドリングを請求項２に記載の内
筒及びケーシングに加えて、予混合燃焼器入口付近の外
筒にも設けたものである。
するために、環状のガイドリングを請求項２に記載の内
筒及びケーシングに加えて、予混合燃焼器入口付近の外
筒にも設けたものである。
【００１０】請求項１，２，３，４に記載の本発明で、
予混合燃焼器入口付近の内筒及び／又はケーシング及び
／又は外筒に環状のガイドリングを設けることによっ
て、圧縮空気導入路を流れてきた空気がガイドリングに
沿って流れるために渦及び境界層剥離が発生しなくな
り、渦及び境界層剥離による抵抗がなくなって、予混合
燃焼器に流入する最大空気流量を増加することができ
る。さらに、予混合燃焼器内部で渦及び境界層剥離によ
る死水領域がなくなるので、実際に圧縮空気が流れる面
積が拡がって燃料と空気との混合度が向上して、燃焼火
炎の安定化とＮＯｘの低減を図ることができる。
予混合燃焼器入口付近の内筒及び／又はケーシング及び
／又は外筒に環状のガイドリングを設けることによっ
て、圧縮空気導入路を流れてきた空気がガイドリングに
沿って流れるために渦及び境界層剥離が発生しなくな
り、渦及び境界層剥離による抵抗がなくなって、予混合
燃焼器に流入する最大空気流量を増加することができ
る。さらに、予混合燃焼器内部で渦及び境界層剥離によ
る死水領域がなくなるので、実際に圧縮空気が流れる面
積が拡がって燃料と空気との混合度が向上して、燃焼火
炎の安定化とＮＯｘの低減を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施例１の構成について
図１を使って説明する。図１は本発明を実施したガスタ
ービン燃焼器の概略を示している。外筒１及び内筒２は
各々円筒面及び３次元曲面で構成され、外筒１と内筒２
はケーシング３の中に納まっている。予混合燃焼器４は
外筒１及び内筒２及び予混合燃料ノズル９で構成され
る。内筒２の外周側には３次元曲面で構成される環状ガ
イドリング６が配置される。圧縮空気導入路５はケーシ
ング３の内側面及び外筒１の外側面で構成され、燃焼室
７は外筒１の内側面及び内筒２の内側面及びパイロット
燃料ノズル８で構成される。内筒２には空気孔１０が周
方向に数ヵ所あいている。
図１を使って説明する。図１は本発明を実施したガスタ
ービン燃焼器の概略を示している。外筒１及び内筒２は
各々円筒面及び３次元曲面で構成され、外筒１と内筒２
はケーシング３の中に納まっている。予混合燃焼器４は
外筒１及び内筒２及び予混合燃料ノズル９で構成され
る。内筒２の外周側には３次元曲面で構成される環状ガ
イドリング６が配置される。圧縮空気導入路５はケーシ
ング３の内側面及び外筒１の外側面で構成され、燃焼室
７は外筒１の内側面及び内筒２の内側面及びパイロット
燃料ノズル８で構成される。内筒２には空気孔１０が周
方向に数ヵ所あいている。
【００１２】次に、動作の説明をする。圧縮空気導入路
５を通過した圧縮空気は、環状ガイドリング６によっ
て、環状ガイドリング６の凹面１１に沿う流れと凸面１
２に沿う流れとに配分される。凹面１１に沿って流れる
高圧空気は、予混合燃焼器に導かれ予混合燃焼用空気と
して使用される。その際、環状ガイドリング６が渦の発
生及び境界層の剥離を伴うことなく強制的に予混合燃焼
器４に圧縮空気を導くので、圧縮空気導入路５と予混合
燃焼器４との圧力差のみで予混合燃焼器内部に圧縮空気
を導入する場合に比べて、最大空気流量を増加すること
ができる。一方、凸面１２に沿って流れる高圧空気は空
気孔１０を通って燃焼室７に流入する。
５を通過した圧縮空気は、環状ガイドリング６によっ
て、環状ガイドリング６の凹面１１に沿う流れと凸面１
２に沿う流れとに配分される。凹面１１に沿って流れる
高圧空気は、予混合燃焼器に導かれ予混合燃焼用空気と
して使用される。その際、環状ガイドリング６が渦の発
生及び境界層の剥離を伴うことなく強制的に予混合燃焼
器４に圧縮空気を導くので、圧縮空気導入路５と予混合
燃焼器４との圧力差のみで予混合燃焼器内部に圧縮空気
を導入する場合に比べて、最大空気流量を増加すること
ができる。一方、凸面１２に沿って流れる高圧空気は空
気孔１０を通って燃焼室７に流入する。
【００１３】本発明の実施例２の構成について図２を使
って説明する。図２は内筒２に取り付けられた環状ガイ
ドリング６に加えて、環状ガイドリング１３がケーシン
グ３に取り付けられた場合を示している。凹面１１が渦
の発生及び境界層の剥離を伴うことなく予混合燃焼器４
に圧縮空気を導く動作は実施例１と同じである。実施例
２では、ケーシングに取り付けられた環状ガイドリング
６の凸面１２と環状ガイドリング１３とによって、空気
孔１０を通過する圧縮空気の渦発生及び境界層剥離をな
くすることが実施例１の場合よりも容易になる。
って説明する。図２は内筒２に取り付けられた環状ガイ
ドリング６に加えて、環状ガイドリング１３がケーシン
グ３に取り付けられた場合を示している。凹面１１が渦
の発生及び境界層の剥離を伴うことなく予混合燃焼器４
に圧縮空気を導く動作は実施例１と同じである。実施例
２では、ケーシングに取り付けられた環状ガイドリング
６の凸面１２と環状ガイドリング１３とによって、空気
孔１０を通過する圧縮空気の渦発生及び境界層剥離をな
くすることが実施例１の場合よりも容易になる。
【００１４】本発明の実施例３の構成について図３を使
って説明する。図３は内筒２に取り付けられた環状ガイ
ドリング６に加えて、環状ガイドリング１４が外筒１に
取り付けられた場合を示している。環状ガイドリング１
４が、渦の発生及び境界層の剥離を伴うことなく予混合
燃焼器４に圧縮空気を導く動作は、環状ガイドリング６
の凹面１１と同様である。実施例３では、凹面１１の動
作を環状ガイドリング１４が補助するので、予混合燃焼
器４に流入する最大圧縮空気流量を増加することが実施
例１の場合よりも容易になる。
って説明する。図３は内筒２に取り付けられた環状ガイ
ドリング６に加えて、環状ガイドリング１４が外筒１に
取り付けられた場合を示している。環状ガイドリング１
４が、渦の発生及び境界層の剥離を伴うことなく予混合
燃焼器４に圧縮空気を導く動作は、環状ガイドリング６
の凹面１１と同様である。実施例３では、凹面１１の動
作を環状ガイドリング１４が補助するので、予混合燃焼
器４に流入する最大圧縮空気流量を増加することが実施
例１の場合よりも容易になる。
【００１５】
【発明の効果】請求項１に記載の本発明によれば、内筒
に環状ガイドリングを取り付けることによって、圧縮空
気導入路を通過した圧縮空気が環状ガイドリングの凹面
と凸面とに沿う流れに二分され、空気流の流線が曲率を
もつようになるので、圧縮空気導入路から予混合燃焼器
に向かって空気が流れる際に曲がり易くなり、予混合燃
焼器内を流れる空気の最大流量が増加する。さらに、渦
の発生及び境界層が剥離することを防いで、予混合燃焼
器入口における圧力損失を低減する。
に環状ガイドリングを取り付けることによって、圧縮空
気導入路を通過した圧縮空気が環状ガイドリングの凹面
と凸面とに沿う流れに二分され、空気流の流線が曲率を
もつようになるので、圧縮空気導入路から予混合燃焼器
に向かって空気が流れる際に曲がり易くなり、予混合燃
焼器内を流れる空気の最大流量が増加する。さらに、渦
の発生及び境界層が剥離することを防いで、予混合燃焼
器入口における圧力損失を低減する。
【００１６】請求項２に記載の本発明によれば、内筒及
びケーシングに環状ガイドリングを取り付けることによ
って請求項１に記載の本発明の効果に加えて、内筒に設
置の環状ガイドリングの凸面とケーシングに設置の環状
ガイドリングとで形成される流路に沿って圧縮空気が流
れるので、空気孔を経由して燃焼室に流入する空気流の
圧力損失が低減する。
びケーシングに環状ガイドリングを取り付けることによ
って請求項１に記載の本発明の効果に加えて、内筒に設
置の環状ガイドリングの凸面とケーシングに設置の環状
ガイドリングとで形成される流路に沿って圧縮空気が流
れるので、空気孔を経由して燃焼室に流入する空気流の
圧力損失が低減する。
【００１７】請求項３に記載の本発明によれば、内筒及
び外筒に環状ガイドリングを取り付けることによって請
求項１に記載の本発明の効果をさらに増すことができ
る。
び外筒に環状ガイドリングを取り付けることによって請
求項１に記載の本発明の効果をさらに増すことができ
る。
【００１８】請求項４に記載の本発明によれば、内筒及
びケーシング及び外筒に環状ガイドリングを取り付ける
ことによって請求項２に記載の本発明の効果をさらに増
すことができる。
びケーシング及び外筒に環状ガイドリングを取り付ける
ことによって請求項２に記載の本発明の効果をさらに増
すことができる。
【図１】環状ガイドリングが内筒に取り付けられた実施
例１のガスタービン燃焼器の断面図。
例１のガスタービン燃焼器の断面図。
【図２】環状ガイドリングが内筒及びケーシングに取り
付けられた実施例２のガスタービン燃焼器の部分断面
図。
付けられた実施例２のガスタービン燃焼器の部分断面
図。
【図３】環状ガイドリングが内筒及び外筒に取り付けら
れた実施例３のガスタービン燃焼器の部分断面図。
れた実施例３のガスタービン燃焼器の部分断面図。
１…外筒、２…内筒、３…ケーシング、４…予混合燃焼
器、５…圧縮空気導入路、６…環状ガイドリング、７…
燃焼室、８…パイロット燃料ノズル、９…予混合燃料ノ
ズル、１０…空気孔、１１…環状ガイドリングの凹面、
１２…環状ガイドリングの凸面。
器、５…圧縮空気導入路、６…環状ガイドリング、７…
燃焼室、８…パイロット燃料ノズル、９…予混合燃料ノ
ズル、１０…空気孔、１１…環状ガイドリングの凹面、
１２…環状ガイドリングの凸面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 則行 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 百々 聡 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内 (72)発明者 小林 成嘉 茨城県日立市大みか町七丁目２番１号 株 式会社日立製作所電力・電機開発本部内
Claims (4)
- 【請求項１】外筒と内筒とで形成される予混合燃焼器を
ケーシング内部に有するガスタービン燃焼器において、
前記ケーシングと前記外筒とで形成される圧縮空気導入
路を通って流入する圧縮空気の一部を前記予混合燃焼器
に配分する環状のガイドリングが、前記予混合燃焼器の
入口付近の前記内筒に設けられたことを特徴とするガス
タービン燃焼器。 - 【請求項２】請求項１において、前記環状のガイドリン
グが前記予混合燃焼器の入口付近の前記ケーシングにも
設けられたガスタービン燃焼器。 - 【請求項３】請求項１において、前記環状のガイドリン
グが前記予混合燃焼器の入口付近の前記外筒にも設けら
れたガスタービン燃焼器。 - 【請求項４】請求項２において、前記環状のガイドリン
グが前記予混合燃焼器入口付近の前記外筒にも設けられ
たガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2596A JPH09184630A (ja) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | ガスタービン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2596A JPH09184630A (ja) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | ガスタービン燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09184630A true JPH09184630A (ja) | 1997-07-15 |
Family
ID=11462856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2596A Pending JPH09184630A (ja) | 1996-01-04 | 1996-01-04 | ガスタービン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09184630A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000075573A1 (fr) | 1999-06-09 | 2000-12-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine a gaz et chambre de combustion a turbine a gaz |
| CN111486475A (zh) * | 2019-01-25 | 2020-08-04 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃气轮机燃烧器及燃气轮机 |
-
1996
- 1996-01-04 JP JP2596A patent/JPH09184630A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000075573A1 (fr) | 1999-06-09 | 2000-12-14 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Turbine a gaz et chambre de combustion a turbine a gaz |
| US6634175B1 (en) | 1999-06-09 | 2003-10-21 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine and gas turbine combustor |
| CN111486475A (zh) * | 2019-01-25 | 2020-08-04 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃气轮机燃烧器及燃气轮机 |
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