JPH0933010A - Gas turbine combustor and premixed fuel control method thereof - Google Patents

Gas turbine combustor and premixed fuel control method thereof

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JPH0933010A
JPH0933010A JP18001095A JP18001095A JPH0933010A JP H0933010 A JPH0933010 A JP H0933010A JP 18001095 A JP18001095 A JP 18001095A JP 18001095 A JP18001095 A JP 18001095A JP H0933010 A JPH0933010 A JP H0933010A
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JP
Japan
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fuel
premixer
premixed
gas
gas turbine
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Application number
JP18001095A
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Japanese (ja)
Inventor
Akinori Hayashi
林  明典
Masaya Otsuka
雅哉 大塚
Shigeki Karashi
茂樹 唐司
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】構成簡単にして応答性および信頼性に優れ、燃
焼振動を低減することのできるガスタービン燃焼器を提
供する。 【構成】燃焼室の上流側に配置され、かつ予混合器8に
より混合されたガスを燃焼する予混合燃焼バーナを備え
たガスタービン燃焼器において、前記予混合器8内の燃
料噴出口部に、噴出された燃料が予混合器内部と予混合
器外部とに分岐される燃料分岐手段16を設け、かつこ
の燃料分岐手段部と前記燃焼室3との間に両者を結ぶ導
圧管18を設けるとともに、この導圧管の燃料分岐手段
側開口部を、燃焼室内のガス圧力が高い程、前記燃料分
岐手段内に噴出された燃料が予混合器内部側に分岐供給
されるように形成した。
(57) [Summary] [Object] To provide a gas turbine combustor that has a simple structure, is excellent in responsiveness and reliability, and can reduce combustion oscillation. A gas turbine combustor disposed upstream of a combustion chamber and provided with a premixed combustion burner for burning the gas mixed by the premixer 8, wherein a fuel injection port portion in the premixer 8 is provided. , A fuel branching means 16 for branching the injected fuel into the inside of the premixer and the outside of the premixer, and between the fuel branching means and the combustion chamber 3, a pressure guiding pipe 18 connecting the two is provided. At the same time, the fuel branch means side opening of the pressure guiding tube is formed so that the fuel injected into the fuel branch means is branched and supplied to the inside of the premixer as the gas pressure in the combustion chamber becomes higher.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はガスタービン燃焼器およ
びその運転方法の改良に係わり、特に予混合器を備え、
予混合燃焼が行われるように形成されているガスタービ
ン燃焼器に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in gas turbine combustors and their methods of operation, in particular with a premixer,
The present invention relates to a gas turbine combustor configured to perform premixed combustion.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来一般に採用されているこの種のガス
タービン燃焼器では、低NOx化の対策として予混合燃
焼方式が採用されている。この予混合燃焼方式は、予め
希薄な混合気を生成するとともに、この混合気を燃焼室
の上流側に設置されている保炎器により保炎させ、温度
の低い予混合火炎を形成することで、排出ガス中のNO
x濃度を低減するようにしている。
2. Description of the Related Art In a gas turbine combustor of this type that has been generally adopted conventionally, a premixed combustion system is adopted as a measure for reducing NOx. This premixed combustion system generates a lean air-fuel mixture in advance and holds the air-fuel mixture with a flame stabilizer installed upstream of the combustion chamber to form a low-temperature premixed flame. , NO in exhaust gas
The x concentration is reduced.

【0003】予混合燃焼方式は、このように排出ガスの
NOx濃度の低減には有効な燃焼方法であるが、反面こ
の予混合燃焼は、火炎温度の低下に伴い火炎の安定性が
低下することから、この不安定な火炎のばたつきにより
燃焼振動を誘発する恐れがある。燃焼振動の低減化を図
る現状の対策としては、この保炎器の保炎性能を向上さ
せて火炎のばたつきを抑制したり、火炎分割を図り振動
周期を分散させる方法が採用されている。
The premixed combustion method is an effective combustion method for reducing the NOx concentration of exhaust gas as described above, but on the other hand, the premixed combustion method causes a decrease in flame stability with a decrease in flame temperature. Therefore, there is a possibility that combustion vibration may be induced by the flapping of this unstable flame. As a current countermeasure for reducing the combustion vibration, a method of improving the flame holding performance of the flame stabilizer to suppress flapping of the flame or dispersing the flame cycle by dividing the flame is adopted.

【0004】また、燃焼振動の発振条件は、火炎の発熱
量の変動と圧力変動の位相差によって決まることから、
従来の燃焼器では、燃料流量を燃焼振動に応じて変化さ
せ、発熱量の変動を制御することによって燃焼振動の低
減を図るようにしたものも知られている。
Further, since the oscillation condition of the combustion vibration is determined by the phase difference between the fluctuation of the heat value of the flame and the fluctuation of the pressure,
As a conventional combustor, there is known a combustor in which the fuel flow rate is changed according to the combustion vibration and the fluctuation of the heat generation amount is controlled to reduce the combustion vibration.

【0005】なお、この種のガスタービン燃焼器に関連
するものとしては、例えば特開平4−98014号公
報、特開昭61−115829号公報あるいは特開昭6
1−132729号公報などが挙げられる。
[0005] Incidentally, examples of those related to this type of gas turbine combustor are, for example, JP-A-4-98014, JP-A-61-115829, and JP-A-6-115829.
No. 1-132729 is cited.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように低NOx化
また燃焼振動に対して種々対策が施されている燃焼器に
おいても、さらに保炎器の保炎性能を向上しようとする
と、予混合器下流側の圧力損失が増加し、燃焼効率が悪
化する恐れがあり、また火炎の僅かな変動でも、発熱量
および圧力の変動を引き起こし、この発熱料変動と圧力
変動のフィードバックによって自励的に振動が発生する
恐れもある。
Even in the combustor in which various measures are taken against the NOx reduction and the combustion oscillation as described above, when the flame holding performance of the flame holder is further improved, the premixer is used. Pressure loss on the downstream side may increase, combustion efficiency may deteriorate, and even slight fluctuations in the flame cause fluctuations in the amount of heat generation and pressure. May occur.

【0007】また燃焼振動が発生した際、その圧力変動
に応じて燃料流量を変化させ、発熱量の変動を制御する
場合、従来の燃焼器のように、機械的に動く部分が存在
すると、応答性が制限されるとともに、燃焼による熱等
によって故障を招く危険がある。また圧力変動の信号を
電気信号に変換、増幅し、その電気信号を用いて燃料流
量等を変化させる様な能動制御装置を設けた場合には、
制御法が複雑となるとともにコストが増加する嫌いもあ
る。
Further, when combustion fluctuations occur, when the fuel flow rate is changed according to the pressure fluctuations to control the fluctuations in the amount of heat generation, if there is a mechanically moving part like a conventional combustor, the response will occur. There is a risk that it may cause a failure due to heat generated by combustion and the like. When an active control device that converts a signal of pressure fluctuation into an electric signal and amplifies it and changes the fuel flow rate using the electric signal is provided,
There is also a dislike that the control method becomes complicated and the cost increases.

【0008】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところは、構成簡単にして応答性および信頼
性に優れ、燃焼振動を低減することのできるこの種のガ
スタービン燃焼器および予混合燃料制御方法を提供する
にある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a gas turbine combustor of this type which has a simple structure, is excellent in responsiveness and reliability, and is capable of reducing combustion vibration, and a pre-combustor. A mixed fuel control method is provided.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、燃焼
室の上流側に配置され、かつ予混合器により混合された
ガスを燃焼する予混合燃焼バーナを備えたガスタービン
燃焼器において、前記予混合器内の燃料噴出口部に、噴
出された燃料が予混合器内部と予混合器外部とに分岐さ
れる燃料分岐手段を設け、かつ前記燃料分岐手段部と前
記燃焼室との間に両者を結ぶ導圧管を設けるとともに、
この導圧管の燃料分岐手段側開口部を、燃焼室内のガス
圧力が高い程、前記燃料分岐手段内に噴出された燃料が
予混合器内部側に分岐供給されるように形成し所期の目
的を達成するようにしたものである。
That is, the present invention provides a gas turbine combustor provided upstream of a combustion chamber and provided with a premixed combustion burner for burning gas mixed by the premixer. A fuel branching means for branching the injected fuel into the inside of the premixer and the outside of the premixer is provided at the fuel jetting section in the mixer, and both are provided between the fuel branching section and the combustion chamber. With a pressure guiding tube connecting
The fuel branch means side opening of the pressure guiding tube is formed so that the fuel injected into the fuel branch means is branched and supplied to the inside of the premixer as the gas pressure in the combustion chamber becomes higher. Is achieved.

【0010】また、燃焼室の上流側に配置され、かつ予
混合器により混合されたガスを燃焼をする予混合燃焼バ
ーナを備え、前記予混合器に供給される燃料の量が、タ
ービン負荷に応じて制御されるガスタービン燃焼器の予
混合燃料制御方法において、前記予混合器内の燃料噴出
口部に、噴出された燃料が予混合器内部と予混合器外部
とに分岐される燃料分岐手段を設けるとともに、この分
岐部における燃料の分岐を前記燃焼室のガス圧力により
行い、予混合器内部に流入する燃料の流量を制御して混
合気の混合度を制御するようにしたものである。
Further, a premix combustion burner which is arranged upstream of the combustion chamber and burns the gas mixed by the premixer is provided, and the amount of fuel supplied to the premixer depends on the turbine load. In a premixed fuel control method for a gas turbine combustor controlled accordingly, a fuel branch in which the injected fuel is branched into a premixer inside and a premixer outside at a fuel injection port in the premixer. A means is provided, and the fuel is branched at this branch portion by the gas pressure in the combustion chamber, and the flow rate of the fuel flowing into the premixer is controlled to control the degree of mixture of the air-fuel mixture. .

【0011】[0011]

【作用】燃焼振動を作り出す条件は、レイリーの発振条
件として、発熱量の変動と圧力変動の位相差がπ/2よ
り小さいときであることが知られている。また燃焼振動
の伝達系として、次のようなループが存在する。まず燃
焼室で発生した発熱量の変動は、熱力学的仕事として圧
力変動を作り出す。この圧力変動による圧力損失によ
り、予混合気流量および空気流量を変動させ、燃料と空
気の混合度に変動を与える。この混合度の変動が再び燃
焼状態を変化させ発熱量の変動に結び付く。このような
フィードバック機構を経て、燃焼振動は自励的に発振し
増幅していく。さらに、これに燃焼室内の形状や温度に
依存する、音響的な気中共鳴現象が加わると、さらに燃
焼振動は増大する。
It is known that the condition for producing combustion oscillation is Rayleigh oscillation condition when the phase difference between the variation of the heat generation amount and the variation of the pressure is smaller than π / 2. The following loop exists as a combustion vibration transmission system. First, fluctuations in the amount of heat generated in the combustion chamber create pressure fluctuations as thermodynamic work. Due to the pressure loss due to this pressure fluctuation, the premixed gas flow rate and the air flow rate are changed, and the degree of mixing of fuel and air is changed. This change in the degree of mixing changes the combustion state again, leading to a change in the calorific value. Through such a feedback mechanism, the combustion oscillation oscillates and is amplified in a self-excited manner. Further, when an acoustic air resonance phenomenon that depends on the shape and temperature of the combustion chamber is added to this, combustion oscillation further increases.

【0012】したがって燃焼振動を低減するためには、
このようなループの各変動量に対して、振動が低減する
ような負のフィードバック機構を持つ手段を加えれば良
い。例えば発熱量の変動によって圧力が増加したときに
は、圧力損失が増加し予混合器に流入する空気流量が減
少するため、予混合気の燃料濃度が増加する。ここで、
圧力が増加した際に、予混合気に流入する燃料流量を減
少させるような制御手段を設ければ、上記燃焼振動の伝
達系に、負のフィードバック機構が加わり振動を抑制す
る方向に向かう。
Therefore, in order to reduce combustion oscillation,
A means having a negative feedback mechanism for reducing the vibration may be added to each variation amount of the loop. For example, when the pressure increases due to the fluctuation of the calorific value, the pressure loss increases and the air flow rate flowing into the premixer decreases, so that the fuel concentration of the premixed gas increases. here,
If a control means is provided to reduce the flow rate of the fuel flowing into the premixed air when the pressure increases, a negative feedback mechanism is added to the combustion vibration transmission system in the direction of suppressing the vibration.

【0013】本発明によると、圧力変動若しくは空気流
量、予混合気流量の変動が発生した際、その変動量を直
接燃料流に作用させることで、予混合器に流入する燃料
流量を、受動的に、かつ機械的な可動部も持たない方法
で制御することができる。
According to the present invention, when the pressure fluctuation or the fluctuation of the air flow rate or the fluctuation of the premixed gas flow rate occurs, the fluctuation quantity is directly applied to the fuel flow to passively control the fuel flow rate flowing into the premixer. In addition, it can be controlled by a method having no mechanical moving parts.

【0014】圧力変動を用いた燃料流の制御方法とし
て、コアンダ効果の利用があげられる。本発明のように
燃料ノズルを設け、ある領域内の流体の中へ、その燃料
ノズルから墳流の状態で燃料を吐出する場合、周囲の流
体を巻き込むような圧力降下が、燃料吐出口の周囲に発
生する。コアンダ効果は、この圧力降下の偏りによって
燃料墳流の吐出方向が変化する現象である。燃料吐出口
周りのある圧力降下領域に、燃焼器で発生した圧力変動
を、導圧管を通して伝えることで、この圧力変動に応じ
た燃料吐出方向の制御が可能となる。
As a method of controlling the fuel flow using the pressure fluctuation, the Coanda effect can be used. When the fuel nozzle is provided as in the present invention and the fuel is discharged into the fluid in a certain region from the fuel nozzle in a torus state, a pressure drop such as that of the surrounding fluid is generated around the fuel discharge port. Occurs in. The Coanda effect is a phenomenon in which the discharge direction of the fuel flow changes due to the uneven pressure drop. By transmitting the pressure fluctuation generated in the combustor to a certain pressure drop region around the fuel discharge port through the pressure guiding pipe, it becomes possible to control the fuel discharge direction according to the pressure fluctuation.

【0015】また本発明のように、空気若しくは予混合
気の流れ方向に対して、ある角度で一定量の燃料を吐出
する場合、その空気若しくは予混合気の流速にしたがっ
て、燃料の流線の軌道が変化する。このようにして空気
若しくは予混合気の流量変動に応じた燃料吐出方向の制
御が可能となる。
Further, when a certain amount of fuel is discharged at an angle with respect to the flow direction of the air or the premixed gas as in the present invention, the flow line of the fuel flows according to the flow velocity of the air or the premixed gas. The orbit changes. In this way, it becomes possible to control the fuel discharge direction according to the flow rate variation of air or premixed air.

【0016】さらに上記燃料の吐出方向を、圧力変動若
しくは空気、予混合気の流量変動に応じて予混合器内と
拡散用の空気流内に振り分けることで、予混合器内の空
気と燃料の混合度を制御することができる。同様に燃料
の吐出方向を空気または予混合気の上流側と下流側に振
り分けることで、予混合気の燃空比を制御することがで
きるのである。
Further, by distributing the above-mentioned fuel discharge direction into the premixer and the air flow for diffusion in accordance with pressure fluctuations or fluctuations in the flow rate of air or premixed gas, the air and fuel in the premixer are separated. The degree of mixing can be controlled. Similarly, the fuel-air ratio of the premixed gas can be controlled by distributing the fuel discharge direction to the upstream side and the downstream side of the air or the premixed gas.

【0017】[0017]

【実施例】以下図示した実施例に基づいて本発明を詳細
に説明する。図1にはそのガスタービン燃焼器が断面で
示されている。燃焼器は外筒壁1で囲まれ、内筒壁2で
囲まれた燃焼室3、拡散燃焼させる拡散旋回バーナ4、
燃料と空気を混合する予混合器8、さらに燃料および空
気供給装置より構成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 shows the gas turbine combustor in cross section. The combustor is surrounded by an outer cylinder wall 1, a combustion chamber 3 surrounded by an inner cylinder wall 2, a diffusion swirl burner 4 for diffusive combustion,
It comprises a premixer 8 for mixing fuel and air, and a fuel and air supply device.

【0018】燃焼器中心軸上に設置された拡散旋回バー
ナ4は、拡散燃焼用空気12cを旋回翼5で旋回をか
け、さらに燃料吐出口6から吐出した燃料と燃焼室3で
混合し、拡散火炎7を形成する。拡散旋回バーナ4の周
囲に設置された予混合器8は、予混合用燃料ノズル9か
ら吐出した燃料と予混合用空気12bを予め混合し予混
合気を生成し、この予混合気下流の燃焼室3の入口に設
けられた保炎器10によって、予混合火炎11を形成し
保炎する。
The diffusion swirl burner 4 installed on the central axis of the combustor swirls the diffusion combustion air 12c by the swirl vanes 5, and further mixes the fuel discharged from the fuel discharge port 6 with the combustion chamber 3 to diffuse it. Form a flame 7. The premixer 8 installed around the diffusion swirl burner 4 premixes the fuel discharged from the premixing fuel nozzle 9 with the premixing air 12b to generate a premixed gas, and the combustion downstream of this premixed gas is performed. The flame stabilizer 10 provided at the inlet of the chamber 3 forms the premixed flame 11 to hold the flame.

【0019】燃料は、拡散燃料21a、予混合燃料21
bおよび振動抑制用の制御燃料21cに分かれ、各々拡
散旋回バーナ4、予混合器8および複数の燃料分岐装置
16へ供給される。燃料分岐装置16は燃料供給管1
7、予混合気出口の予混合火炎11近くから圧力変動を
導く圧力導管18、および予混合器8に燃料を供給する
予混合用分岐管19と、拡散用空気12cに燃料を供給
する拡散用分岐管20が設置されている。
The fuel is diffusion fuel 21a and premixed fuel 21.
b and the control fuel 21c for vibration suppression are respectively supplied to the diffusion swirl burner 4, the premixer 8 and the plurality of fuel branching devices 16. The fuel branching device 16 is the fuel supply pipe 1
7, a pressure conduit 18 that guides pressure fluctuations near the premixed flame 11 at the premixed gas outlet, and a premixing branch pipe 19 that supplies fuel to the premixer 8 and a diffusion pipe that supplies fuel to the diffusion air 12c. A branch pipe 20 is installed.

【0020】なお、圧力導管18は、燃焼振動による圧
力変動の振幅の振れが大きい、予混合火炎11の近くに
設置されている。燃料分岐装置16は、燃料供給配管1
7より供給された燃料21cの流れ方向を、圧力導管1
8で感知した圧力変動の振幅に応じて、予混合用分岐管
19、若しくは拡散用分岐管20に選択できる機能を有
している。
The pressure conduit 18 is installed near the premixed flame 11 in which the amplitude of pressure fluctuation due to combustion vibration is large. The fuel branching device 16 includes the fuel supply pipe 1
7, the flow direction of the fuel 21c supplied from
The pre-mixing branch pipe 19 or the diffusion branch pipe 20 can be selected according to the amplitude of the pressure fluctuation detected at 8.

【0021】圧縮器14より吐出した主空気12aは、
外筒壁1と内筒壁2で囲まれた空気通路を通り拡散旋回
バーナ4、および各予混合器8に供給される。また、燃
焼室で生成された高温高圧の燃焼ガス13は、タービン
15に送られ発電する。
The main air 12a discharged from the compressor 14 is
It is supplied to the diffusion swirl burner 4 and each premixer 8 through an air passage surrounded by the outer cylinder wall 1 and the inner cylinder wall 2. Further, the high-temperature and high-pressure combustion gas 13 generated in the combustion chamber is sent to the turbine 15 to generate electricity.

【0022】この燃焼器の運転方法の一例として、まず
拡散旋回バーナ4に着火し拡散火炎7を形成する。この
状態で、拡散旋回バーナ4に供給する燃料21aの流量
を調節することにより、ガスタービンの部分負荷運転が
可能となる。次に予混合器8へ燃料21bを供給し、前
記拡散火炎7にて着火、予混合器8の上流部に設置され
た保炎器10に予混合火炎11を形成させる。この後N
Ox低減のために、拡散旋回バーナ4の燃料21aの流
量をしぼりっていき、予混合火炎11が保炎器10のみ
で保炎ができるようになったら、拡散燃料21aの供給
を停止し、拡散火炎7を失火させる。さらにガスタービ
ンの定格負荷運転まで、予混合気の燃料濃度および空気
流量を増加する。
As an example of the method of operating this combustor, first, the diffusion swirl burner 4 is ignited to form a diffusion flame 7. In this state, the partial load operation of the gas turbine can be performed by adjusting the flow rate of the fuel 21a supplied to the diffusion swirl burner 4. Next, the fuel 21b is supplied to the premixer 8 and ignited by the diffusion flame 7, and the flameholder 10 installed upstream of the premixer 8 forms the premixed flame 11. After this N
In order to reduce Ox, the flow rate of the fuel 21a of the diffusion swirl burner 4 is narrowed down, and when the premixed flame 11 can hold flame only with the flame stabilizer 10, the supply of the diffusion fuel 21a is stopped, Extinguish diffusion flame 7. Further, the fuel concentration of the premixture and the air flow rate are increased until the rated load operation of the gas turbine.

【0023】燃焼振動は、燃焼室内の発熱量および圧力
が増加し、振動に与えられるエネルギーが増加すると、
次第に大きくなっていく。すなわちガスタービン燃焼器
の定格負荷若しくは定格負荷近傍で燃焼振動の発生が顕
著となる。この定格負荷若しくは定格負荷近傍の燃焼状
態で振動が発生した際に、燃料供給管17を通して燃料
分岐装置16に振動抑制用燃料21cを供給する。
Combustion vibration is caused when the amount of heat generated in the combustion chamber and the pressure increase, and the energy applied to the vibration increases.
It grows gradually. That is, the combustion vibration becomes remarkable at or near the rated load of the gas turbine combustor. When vibration occurs in the combustion state at or near the rated load, the vibration suppressing fuel 21c is supplied to the fuel branching device 16 through the fuel supply pipe 17.

【0024】なお、供給する制御燃料21cの流量は予
混合器8の燃料ノズル9から吐出する予混合燃料21b
の流量の数%程度におさえ、予混合燃料21bの流量
は、その供給した制御燃料21cの流量分を減少させ
る。
The flow rate of the control fuel 21c to be supplied is the premixed fuel 21b discharged from the fuel nozzle 9 of the premixer 8.
The flow rate of the premixed fuel 21b is reduced to about several percent of the flow rate of the control fuel 21c.

【0025】この実施例に用いた燃料分岐装置16の構
造の一例が図2および図3に示されている。図2は予混
合器8側に制御燃料21cが吐出した場合、図3は拡散
側に制御燃料21cが吐出した場合を示している。
An example of the structure of the fuel branching device 16 used in this embodiment is shown in FIGS. 2 and 3. 2 shows the case where the control fuel 21c is discharged to the premixer 8 side, and FIG. 3 shows the case where the control fuel 21c is discharged to the diffusion side.

【0026】燃料分岐装置16は、燃料供給管17、圧
力導管18、および予混合用分岐管19、拡散用分岐管
20が図のように接続されている。燃料供給管17を通
った制御燃料21cは、その下流部に設けられた拡大部
に墳流となって吐出する。圧力導管18は、予混合火炎
11近くの圧力変動を燃料ノズル9付近に設置された予
混合用配管19側に導入しており、この圧力変動の振幅
によって、燃料墳流の吐出方向が予混合用分岐管19に
なるか、拡散用分岐管18になるか決まる。
In the fuel branching device 16, a fuel supply pipe 17, a pressure conduit 18, a premixing branch pipe 19 and a diffusion branch pipe 20 are connected as shown in the figure. The control fuel 21c that has passed through the fuel supply pipe 17 is discharged as a torrent in an enlarged portion provided downstream of the control fuel 21c. The pressure conduit 18 introduces a pressure fluctuation near the premixing flame 11 to the premixing pipe 19 side installed near the fuel nozzle 9, and the discharge direction of the fuel flow is premixed due to the amplitude of this pressure fluctuation. It will be determined whether it will be the branch pipe 19 for diffusion or the branch pipe 18 for diffusion.

【0027】次に燃料分岐装置16の動作原理を説明す
る。燃料供給管17の出口部に設けられた拡大部におい
て、燃料墳流周りの流体は、この墳流に巻き込まれ、減
圧し、墳流の周囲に低圧渦領域22を形成する。ここで
墳流の上流部で流れの軌道が曲げられると、その曲げら
れた方向の巻き込みが盛んになるため、低圧渦領域22
の減圧が著しくなり、さらに同方向へ墳流の軌道は曲げ
られる。
Next, the operating principle of the fuel branching device 16 will be described. In the enlarged portion provided at the outlet of the fuel supply pipe 17, the fluid around the fuel mound is entrained in the mound to reduce the pressure and form a low-pressure vortex region 22 around the mound. Here, when the flow path is bent in the upstream part of the mound, the entrainment in the bent direction becomes active, so that the low-pressure vortex region 22
The decompression of the torus becomes remarkable, and the trajectory of the tomb is bent in the same direction.

【0028】もしも、図2の状態で、圧力導管18によ
って導入された圧力が増加した場合、予混合用配管側1
9に形成していた低圧渦領域22の圧力も増加し、墳流
の軌道は、拡散用分岐管20に形成されていた低圧渦領
域22に引き付けられる。墳流の軌道が拡散用分岐管2
0側に曲げられると、今度は拡散側の低圧渦領域22の
減圧が著しくなり、その結果図2のように制御燃料21
cは拡散用分岐管20内に吐出するようになる。この状
態で圧力導管18によって導入された圧力が減少する
と、前述の現象と逆の効果で、再び制御燃料21cは予
混合用分岐管19側に吐出するようになる。
If the pressure introduced by the pressure conduit 18 increases in the state of FIG. 2, the premixing pipe side 1
The pressure in the low-pressure vortex region 22 formed in 9 also increases, and the torrent trajectory is attracted to the low-pressure vortex region 22 formed in the diffusion branch pipe 20. The torch trajectory is a branch pipe for diffusion 2
When it is bent to the 0 side, the decompression of the low pressure vortex region 22 on the diffusion side becomes remarkable, and as a result, as shown in FIG.
The c is discharged into the diffusion branch pipe 20. When the pressure introduced by the pressure conduit 18 decreases in this state, the control fuel 21c is again discharged to the premixing branch pipe 19 side by the effect opposite to the above phenomenon.

【0029】以上の原理にしたがって、燃料分岐装置1
6は、予混合火炎11近傍の圧力が小さいときは予混合
器8の中へ、圧力が大きいときは拡散用空気12cの中
に制御燃料21cを吐出する。
In accordance with the above principle, the fuel branching device 1
6 discharges the control fuel 21c into the premixer 8 when the pressure in the vicinity of the premixed flame 11 is small, and into the diffusion air 12c when the pressure is large.

【0030】この燃料分岐装置16が作動する条件とし
て、主に装置形状、燃料噴流の速度および圧力変動幅が
係っている。燃料の噴流と周囲の流体との間には速度勾
配が存在する。燃料噴出速度が充分に速ければ、大きな
速度勾配によって周囲の流体を巻き込み、低圧渦領域2
2を形成できる。この低圧渦領域22の圧力と周囲の圧
力の間の圧力差が、燃焼振動による圧力変動の振幅に対
し同程度、若しくは振幅幅よりも大きければ、燃料墳流
の軌道を圧力変動で変えることが可能となる。さらに燃
料分岐の応答性を向上させるために、燃料供給管17の
開口面積を小さくし、細い燃料流を形成する必要があ
る。
The conditions for operating the fuel branching device 16 mainly depend on the device shape, the velocity of the fuel jet and the pressure fluctuation range. There is a velocity gradient between the jet of fuel and the surrounding fluid. If the fuel injection velocity is sufficiently high, the surrounding fluid is entrained by a large velocity gradient, and the low pressure vortex region 2
2 can be formed. If the pressure difference between the pressure in the low-pressure vortex region 22 and the ambient pressure is the same or larger than the amplitude of the pressure fluctuation due to combustion oscillation, or larger than the amplitude width, the trajectory of the fuel torso can be changed by the pressure fluctuation. It will be possible. Further, in order to improve the responsiveness of the fuel branch, it is necessary to reduce the opening area of the fuel supply pipe 17 and form a thin fuel flow.

【0031】また、燃料供給管17の軸方向に対する予
混合用分岐管19、および拡散用分岐管20の傾斜角度
が小さい場合、曲げられた燃料の軌道は、それぞれの配
管の側壁に再付着して安定な流れとなる。したがって燃
焼振動が発生したときに始めて燃料分岐装置16が作動
させるために、拡散用分岐管20の傾斜角に比べて予混
合分岐配管19の傾斜角を小さくし、圧力導管18内の
圧力に変動がないときは、予混合器8内に燃料が流れる
ようにする。さらに予混合用分岐管19、拡散用分岐管
20の傾斜角に加え、燃料吐出口から分岐壁23までの
距離、および分岐壁23の形状が、圧力導管18によっ
て導入された圧力変動幅に対して、燃料が分岐するため
の条件を定めている。
When the inclination angles of the premixing branch pipe 19 and the diffusion branch pipe 20 with respect to the axial direction of the fuel supply pipe 17 are small, the bent fuel tracks reattach to the side walls of the respective pipes. And the flow becomes stable. Therefore, in order to activate the fuel branching device 16 only when combustion oscillation occurs, the inclination angle of the premixing branch pipe 19 is made smaller than the inclination angle of the diffusion branch pipe 20, and the pressure in the pressure conduit 18 fluctuates. When there is no fuel, the fuel is allowed to flow in the premixer 8. Further, in addition to the inclination angles of the premixing branch pipe 19 and the diffusion branch pipe 20, the distance from the fuel discharge port to the branch wall 23 and the shape of the branch wall 23 are different from the pressure fluctuation width introduced by the pressure conduit 18. The conditions for the fuel to diverge.

【0032】燃焼振動を低減するための条件として、燃
料分岐装置16から予混合器8に吐出する燃料の変動
は、例えば、予混合気の燃空比の変動を打ち消すように
作用すれば良い。これには圧力変動から燃空比変動まで
の時間差を考慮して、圧力導管18および予混合用分岐
管19の長さを設定する必要がある。圧力変動が燃料分
岐装置16の中へ伝達するために要する時間τpは、音
速をa、圧力導管の長さをLpとすると、
As a condition for reducing the combustion oscillation, the fluctuation of the fuel discharged from the fuel branching device 16 to the premixer 8 may act so as to cancel the fluctuation of the fuel-air ratio of the premixed gas. To this end, it is necessary to set the lengths of the pressure conduit 18 and the premixing branch pipe 19 in consideration of the time difference from the pressure fluctuation to the fuel-air ratio fluctuation. The time τp required for the pressure fluctuation to be transmitted into the fuel branching device 16 is expressed as follows: sonic velocity is a and pressure conduit length is Lp.

【0033】[0033]

【数1】 τp=Lp/a …(1) となる。## EQU1 ## τp = Lp / a (1)

【0034】また、制御燃料21cが予混合気の中に吐
出するための時間τfは、燃料の吐出速度をυf、予混合
用分岐管19の長さをLfとして、
Further, the time τf for discharging the control fuel 21c into the premixed gas is as follows: the fuel discharge speed is υf and the length of the premixing branch pipe 19 is Lf.

【0035】[0035]

【数2】 τf=Lf/υf …(2) となる。(2) τf = Lf / υf (2)

【0036】さらに燃料分岐のために要する時間τsを
合わせて、圧力変動が予混合気の燃空比へ作用するため
に要する時間τtは、
Further, by combining the time τs required for fuel branching, the time τt required for the pressure fluctuation to act on the fuel-air ratio of the premixed gas is:

【0037】[0037]

【数3】 τt=τp+τs+τf …(3) で表される。## EQU3 ## τt = τp + τs + τf (3)

【0038】この作用時間τtと、実際に燃焼振動が発
生する機構の中で、圧力変動が燃空比変動に影響を与え
る時間との合計時間が、振動周期の整数倍であれば、燃
空比変動を抑制することができる。
If the total time of this action time τt and the time during which the pressure fluctuation has an effect on the fuel-air ratio fluctuation in the mechanism in which combustion vibration actually occurs is a multiple of the vibration cycle, Ratio fluctuations can be suppressed.

【0039】図4に本発明により低減される圧力変動お
よび燃空比変動の時間変化の一例が示されている。縦軸
には各変動量が示され、横軸には時間が示されている。
図のaからc点では、圧力変動の振幅が大きく、図の斜
線で示した変動幅に応じて燃料分岐装置16が作動し、
予混合器8に流入する制御燃料21cが、図のa’から
c’点で減少している。
FIG. 4 shows an example of changes over time in pressure fluctuation and fuel-air ratio fluctuation which are reduced by the present invention. The vertical axis represents each variation amount, and the horizontal axis represents time.
At points a to c in the figure, the amplitude of the pressure fluctuation is large, and the fuel branching device 16 operates according to the fluctuation range shown by the shaded area in the figure,
The control fuel 21c flowing into the premixer 8 decreases from point a'to point c'in the figure.

【0040】予混合器8に流入する制御燃料21cの流
量は、燃料分岐装置16の作動によって、点aよりτt
の時間を経て変化し始め、さらに予混合気の燃空比変動
に対し、逆位相で変動する。したがってこの制御燃料2
1cの流量変動が燃空比および圧力の変動幅を減少さ
せ、結果として燃焼振動を低減する。
The flow rate of the control fuel 21c flowing into the premixer 8 is τt from the point a by the operation of the fuel branching device 16.
It starts to change with the passage of time, and further changes in the opposite phase to the change in the fuel-air ratio of the premixed gas. Therefore, this control fuel 2
The flow rate fluctuation of 1c reduces the fluctuation range of the fuel-air ratio and the pressure, and consequently reduces the combustion oscillation.

【0041】本発明による第2の実施例として、図5に
燃焼器の中央縦断面図の中心軸から半分を示した。燃料
分岐装置16は、予混合器8入り口に設置しており、予
混合器8に流入する制御燃料21cの流量を予混合用空
気12cの流量によって制御している。また燃料分岐装
置16の空気供給管24へ、予混合用空気12cが充分
に流入できるように、予混合器8の入口、および拡散用
空気12cの入口に抵抗体25を設けている。
As a second embodiment according to the present invention, FIG. 5 shows a half of the central longitudinal section of the combustor from the central axis. The fuel branching device 16 is installed at the inlet of the premixer 8 and controls the flow rate of the control fuel 21c flowing into the premixer 8 by the flow rate of the premixing air 12c. A resistor 25 is provided at the inlet of the premixer 8 and the inlet of the diffusion air 12c so that the premixing air 12c can sufficiently flow into the air supply pipe 24 of the fuel branching device 16.

【0042】この燃焼器で用いられた燃料分岐装置16
の概略構造図を図6および図7に示す。図6は予混合器
8側に燃料が多く吐出した場合、図7が拡散側に燃料が
多く吐出した場合をそれぞれ示している。燃料分岐装置
16は、燃料供給管17、空気供給管24、および予混
合用分岐管19、拡散用分岐管20が図のように接続さ
れている。燃料供給管17を通った燃料21cは、空気
供給管23より流入した予混合用の空気流12bの中
へ、空気流出方向に対してある角度で吐出する。吐出し
た燃料21cは空気流12bの流速によって曲げられ
る。
Fuel branching device 16 used in this combustor
6 and 7 are schematic structural diagrams of the above. 6 shows a case where a large amount of fuel is discharged to the premixer 8 side, and FIG. 7 shows a case where a large amount of fuel is discharged to the diffusion side. In the fuel branching device 16, a fuel supply pipe 17, an air supply pipe 24, a premixing branch pipe 19, and a diffusion branch pipe 20 are connected as shown in the figure. The fuel 21c that has passed through the fuel supply pipe 17 is discharged into the air flow 12b for premixing that has flowed in from the air supply pipe 23 at an angle with respect to the air outflow direction. The discharged fuel 21c is bent by the flow velocity of the airflow 12b.

【0043】この空気流12bの流速が速い場合、燃料
噴流の軌道は大きく曲げられて、予混合用配管19側
に、多くの燃料21cが流入する。また逆に空気流速が
遅い場合は、燃料噴流の軌道はあまり曲げられずに、拡
散用配管側18に多くの燃料が流入する。したがってこ
の燃料分岐装置16を設置した燃焼器では、予混合用空
気12bの流量変動によって発生する予混合気の燃空比
の変動を減らす、若しくは位相をずらして変動させるこ
とが可能となる。
When the velocity of the air flow 12b is high, the trajectory of the fuel jet is largely bent, and a large amount of fuel 21c flows into the premixing pipe 19 side. On the contrary, when the air velocity is low, the trajectory of the fuel jet is not bent so much, and a large amount of fuel flows into the diffusion pipe side 18. Therefore, in the combustor in which the fuel branching device 16 is installed, it is possible to reduce the fluctuation of the fuel-air ratio of the premixed gas caused by the fluctuation of the flow rate of the premixing air 12b, or to change it by shifting the phase.

【0044】また、実施例1の圧力制御による燃料分岐
装置16とは異なり、空気流量のわずかな変動でも、予
混合器8に流入する制御燃料21cの流量を、連続的に
変化させることができる。
Further, unlike the fuel branching device 16 by pressure control of the first embodiment, the flow rate of the control fuel 21c flowing into the premixer 8 can be continuously changed even with a slight change in the air flow rate. .

【0045】燃焼振動低減の条件は、前述の説明と同様
で、予混合器8に流入する空気流量の変動に伴い発生す
る予混合気の燃空比の変動を、制御燃料21cが打ち消
すように作用すれば良い。但し、空気流量の変動が、そ
のまま予混合器8に吐出する制御燃料21cの流量変化
につながるため、実施例1のように圧力変動から燃空比
が制御されるまでの時間を考慮する必要がなく、応答性
の良い燃空比制御が可能である。
The conditions for reducing the combustion oscillation are the same as those described above, so that the control fuel 21c cancels the fluctuation of the fuel-air ratio of the premixed gas that occurs with the fluctuation of the air flow rate flowing into the premixer 8. It should work. However, since the fluctuation of the air flow rate directly leads to the change of the flow rate of the control fuel 21c discharged to the premixer 8, it is necessary to consider the time from the pressure fluctuation to the control of the fuel-air ratio as in the first embodiment. It is possible to control the fuel-air ratio with good response.

【0046】また燃空比に変動がなく、予混合気の流量
変動によって燃焼の発熱量が変わり、燃焼振動を誘発す
る場合でも、その発熱量の変動を逆位相で変動させるよ
うに燃空比の制御をしてやればよい。この場合は、予混
合用分岐管19の出口から予混合器8の出口までの、予
混合気が流れるのに要する時間と、燃焼反応の遅れ時間
を合わせた作用時間を考慮する必要がある。
Even if the fuel-air ratio does not fluctuate, and the calorific value of combustion changes due to fluctuations in the flow rate of the premixed gas and induces combustion oscillation, the fluctuation of the calorific value is changed in the opposite phase. You can control. In this case, it is necessary to consider the time required for the premixed gas to flow from the outlet of the premixing branch pipe 19 to the outlet of the premixer 8 and the action time including the delay time of the combustion reaction.

【0047】本発明による第3の実施例として、図8に
旋回バーナを複数設けたマルチバーナタイプの燃焼器を
中央縦断面図で示した。予混合器8の内部に設置された
燃料分岐装置16は、図2に示した構造を持ち、予混合
器8の出口近傍で発生する圧力変動に応じて、制御燃料
21cの流失方向を変えることができる。さらに燃料を
分岐するための分岐管は、予混合器8の内部と予混合器
8の外部に導かれ、各々の配管出口は、周囲の流体の流
れ方向へ向くように設置されている。このような構造に
することで、圧力の変化量にしたがって、制御燃料21
cを予混合器8の中、および予混合器8に流入する前の
主空気12aの中に分岐させている。
As a third embodiment according to the present invention, a multi-burner type combustor provided with a plurality of swirl burners is shown in a central longitudinal sectional view in FIG. The fuel branching device 16 installed inside the premixer 8 has the structure shown in FIG. 2, and changes the flowing direction of the control fuel 21c according to the pressure fluctuation generated near the outlet of the premixer 8. You can Further, a branch pipe for branching the fuel is guided to the inside of the premixer 8 and the outside of the premixer 8, and the outlets of the respective pipes are installed so as to face the flow direction of the surrounding fluid. With such a structure, the control fuel 21
c is branched into the premixer 8 and the main air 12a before flowing into the premixer 8.

【0048】燃焼振動低減の条件は、前述の実施例1に
おける説明と同様であるが、予混合器8の外部に吐出し
た燃料が、主空気12aに乗って予混合器8の内部の燃
空比に影響を与えるまでの時間も考慮する必要がある。
例えばこの作用時間を振動の周期のn/2(n:自然
数)倍にすることで、制御燃料21cが直接予混合器8
の内部に吐出するとき、予混合器8の外部に吐出した制
御燃料21cと合流し、予混合気の燃空比を増加させる
ことができる。
The conditions for reducing the combustion oscillation are the same as those described in the first embodiment, but the fuel discharged to the outside of the premixer 8 rides on the main air 12a, and the fuel air inside the premixer 8 is exhausted. The time to affect the ratio also needs to be considered.
For example, by making this action time n / 2 (n: natural number) times the cycle of vibration, the control fuel 21c is directly fed to the premixer 8
When it is discharged into the interior of the premixer, it merges with the control fuel 21c discharged to the outside of the premixer 8 to increase the fuel-air ratio of the premixed gas.

【0049】このような燃料分岐装置16を設置するこ
とで、拡散火炎を生成する特別な装置を持たない燃焼器
においても、燃焼振動低減が可能となる。
By installing such a fuel branching device 16, it becomes possible to reduce combustion vibration even in a combustor which does not have a special device for generating a diffusion flame.

【0050】以上述べてきたように本発明の燃焼器であ
ると、燃焼器内部に発生する圧力変動を用いて、燃料の
吐出方向を予混合器および拡散燃焼用空気に振り分ける
ことで、可動部を持たず、電気的制御を必要としない、
予混合器の燃空比制御が可能であり、それによって燃焼
振動を低減することができる。
As described above, in the combustor according to the present invention, the pressure fluctuation generated inside the combustor is used to distribute the fuel discharge direction to the premixer and the diffusion combustion air, whereby the movable part is moved. And does not require electrical control,
It is possible to control the fuel-air ratio of the premixer, thereby reducing combustion oscillation.

【0051】また燃焼振動に伴って発生する予混合器空
気流量の変動を用いて、燃料の吐出方向を制御すること
で、応答が早く簡単な構造で燃焼振動が低減できる。
Further, by controlling the fuel discharge direction by using the fluctuation of the air flow rate of the premixer caused by the combustion vibration, the combustion vibration can be reduced with a quick response and a simple structure.

【0052】また制御燃料の吐出方向を予混合器内部と
予混合器に流入する主空気の中に振り分けることで、予
混合気の燃空比制御が可能となり、拡散燃焼のための装
置、およびそれに用いられる拡散用空気を持たない燃焼
器においても、燃焼振動が低減できる。
By distributing the control fuel discharge direction into the premixer and into the main air flowing into the premixer, the fuel-air ratio control of the premixed air becomes possible, and the device for diffusion combustion, and Combustion vibration can be reduced even in a combustor that does not have diffusion air used for it.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、構成簡単にして応答性および信頼性に優れ、燃焼振
動を低減することのできるこの種のガスタービン燃焼器
を得ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a gas turbine combustor of this type which has a simple structure, is excellent in responsiveness and reliability, and can reduce combustion vibration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のガスタービン燃焼器の一実施例を示す
縦断側面図である。
FIG. 1 is a vertical side view showing one embodiment of a gas turbine combustor of the present invention.

【図2】本発明のガスタービン燃焼器に設置された燃料
分岐装置の縦断側面図である。
FIG. 2 is a vertical sectional side view of the fuel branching device installed in the gas turbine combustor of the present invention.

【図3】本発明のガスタービン燃焼器に設置された燃料
分岐装置の縦断側面図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional side view of a fuel branching device installed in a gas turbine combustor of the present invention.

【図4】本発明によって低減される振動波形の変化を示
す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing changes in the vibration waveform reduced by the present invention.

【図5】本発明のガスタービン燃焼器の他の実施例を示
す縦断側面図である。
FIG. 5 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the gas turbine combustor of the present invention.

【図6】本発明のガスタービン燃焼器に設置された燃料
分岐装置の縦断側面図である。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional side view of the fuel branching device installed in the gas turbine combustor of the present invention.

【図7】本発明のガスタービン燃焼器に設置された燃料
分岐装置の縦断側面図である。
FIG. 7 is a vertical cross-sectional side view of the fuel branching device installed in the gas turbine combustor of the present invention.

【図8】本発明のガスタービン燃焼器の他の実施例を示
す縦断側面図である。
FIG. 8 is a vertical sectional side view showing another embodiment of the gas turbine combustor of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…外筒壁、2…内筒壁、3…燃焼室、4…拡散旋回バ
ーナ、5…旋回翼、6…拡散燃料吐出口、7…拡散火
炎、8…予混合器、9…燃料ノズル、10…保炎器、1
1…予混合火炎、12a…主空気の流れ、12b…拡散
用空気の流れ、12c…予混合空気の流れ、13…燃焼
ガス、14…圧縮器、15…タービン、16…燃料分岐
装置、17…燃料供給管、18…圧力導管、19…予混
合用分岐管、20…拡散用分岐管、21a…拡散燃料の
流れ、21b…予混合燃料の流れ、21c…制御燃料の
流れ、22…低圧渦領域、23…分岐壁。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Outer cylinder wall, 2 ... Inner cylinder wall, 3 ... Combustion chamber, 4 ... Diffusion swirl burner, 5 ... Swirl blade, 6 ... Diffusion fuel discharge port, 7 ... Diffusion flame, 8 ... Premixer, 9 ... Fuel nozzle 10, ... Flame stabilizer, 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Premixed flame, 12a ... Main air flow, 12b ... Diffusion air flow, 12c ... Premixed air flow, 13 ... Combustion gas, 14 ... Compressor, 15 ... Turbine, 16 ... Fuel branching device, 17 ... Fuel supply pipe, 18 ... Pressure conduit, 19 ... Premixing branch pipe, 20 ... Diffusion branch pipe, 21a ... Diffusion fuel flow, 21b ... Premixed fuel flow, 21c ... Control fuel flow, 22 ... Low pressure Vortex area, 23 ... Branch wall.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼室の上流側に配置され、かつ予混合
器により混合されたガスを燃焼をする予混合燃焼バーナ
を備えたガスタービン燃焼器において、 前記予混合器内の燃料噴出口部に、噴出された燃料が予
混合器内部と予混合器外部とに分岐される燃料分岐手段
を設け、かつ前記燃料分岐手段部と前記燃焼室との間に
両者を結ぶ導圧管を設けるとともに、この導圧管の燃料
分岐手段側開口部を、燃焼室内のガス圧力が高い程、前
記燃料分岐手段内に噴出された燃料が予混合器内部側に
分岐供給されるように形成したことを特徴とするガスタ
ービン燃焼器。
1. A gas turbine combustor arranged upstream of a combustion chamber and provided with a premixed combustion burner for combusting gas mixed by the premixer, wherein a fuel injection port in the premixer is provided. A fuel branching means for branching the injected fuel into the inside of the premixer and the outside of the premixer, and providing a pressure guiding pipe connecting the fuel branching means part and the combustion chamber, The opening of the pressure guiding pipe on the fuel branching means side is formed so that the fuel injected into the fuel branching means is branched and supplied to the inside of the premixer as the gas pressure in the combustion chamber increases. Gas turbine combustor.
【請求項2】 燃焼室の上流側に配置され、かつ予混合
器により混合されたガスを燃焼をする予混合燃焼バーナ
を備えたガスタービン燃焼器において、 前記予混合器内の燃料ノズル部に、噴出された燃料が予
混合器内部と予混合器外部とに分岐される燃料分岐手段
を設け、かつ前記燃料分岐手段部と前記燃焼室との間に
両者を結ぶ導圧管を設けるとともに、この導圧管の燃料
分岐手段側開口部を、前記燃料ノズル吐出口近傍で、か
つ燃料ノズルの噴出方向と直角方向となるように配置
し、導圧管内の圧力変化によって前記燃料の吐出方向が
変わり、予混合器内部へ供給される燃料流量が制御され
るように形成したことを特徴とするガスタービン燃焼
器。
2. A gas turbine combustor provided with an upstream side of a combustion chamber and provided with a premixed combustion burner for burning gas mixed by the premixer, wherein a fuel nozzle section in the premixer is provided. A fuel branching means for branching the injected fuel into the inside of the premixer and the outside of the premixer, and a pressure guiding pipe connecting the fuel branching means part and the combustion chamber to each other, and The fuel branching means side opening of the pressure guiding pipe is arranged in the vicinity of the fuel nozzle discharge port and in a direction perpendicular to the jetting direction of the fuel nozzle, and the discharge direction of the fuel is changed by the pressure change in the pressure guiding pipe, A gas turbine combustor characterized by being formed so that the flow rate of fuel supplied to the inside of the premixer is controlled.
【請求項3】 燃焼室の上流側に、予混合器により混合
されたガスを燃焼する予混合燃焼バーナと、拡散燃焼を
する拡散燃焼バーナを備えたガスタービン燃焼器におい
て、 前記予混合器内の燃料噴出口部に、噴出された燃料が予
混合器内部と前記拡散燃焼バ−ナの供給空気路内とに分
岐される燃料分岐手段を設け、かつ前記燃料分岐手段部
と前記燃焼室との間に両者を結ぶ導圧管を設けるととも
に、この導圧管の燃料分岐手段側開口部を、燃焼室内の
ガス圧力が高い程、前記燃料分岐手段内に噴出された燃
料が予混合器内部側に分岐供給されるように形成したこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器。
3. A gas turbine combustor comprising a premixed combustion burner for combusting a gas mixed by a premixer and a diffusion combustion burner for diffusion combustion upstream of the combustion chamber. Is provided at the fuel injection port of the fuel injection means, and a fuel branch means for branching the injected fuel into the premixer and the supply air passage of the diffusion combustion burner is provided, and the fuel branch means and the combustion chamber are provided. A pressure guiding pipe that connects the two is provided, and the fuel branching device side opening of this pressure guiding pipe is connected to the inside of the premixer so that the fuel injected into the fuel branching device becomes higher as the gas pressure in the combustion chamber becomes higher. A gas turbine combustor characterized in that it is formed so as to be supplied in a branched manner.
【請求項4】 空気と燃料とを混合して予混合気を生成
する予混合器と、該予混合器の下流側に位置し前記予混
合気を燃焼させる燃焼室とを備えた燃焼器において、 前記燃焼器に、燃焼器の中に流れる流体の流量変化に応
じ、かつ前記流体の流体力を用いて、前記予混合器に流
入する燃料の流量を制御し、予混合気の空気と燃料の混
合度を制御する手段を設けたことを特徴とするガスター
ビン燃焼器。
4. A combustor comprising a premixer for mixing air and fuel to generate a premixed gas, and a combustion chamber located downstream of the premixer for burning the premixed gas. The combustor controls the flow rate of the fuel flowing into the premixer in accordance with the change in the flow rate of the fluid flowing in the combustor, and uses the fluid force of the fluid to control the air and the fuel of the premixed gas mixture. And a means for controlling the degree of mixing of the gas turbine combustor.
【請求項5】 前記混合度を制御する手段は、前記流体
の中に燃料をその流れる方向に対してある角度で吐出す
るための燃料ノズルを設置し、前記流体の流速によって
前記燃料の吐出方向が変わるように形成したものである
請求項4記載のガスタービン燃焼器。
5. The means for controlling the degree of mixing has a fuel nozzle for discharging fuel into the fluid at a certain angle with respect to the flowing direction of the fuel, and the fuel discharge direction depends on the flow velocity of the fluid. The gas turbine combustor according to claim 4, wherein the gas turbine combustor is formed so that
【請求項6】 前記流体は前記空気若しくは前記予混合
気である請求項4若しくは5記載のガスタービン燃焼
器。
6. The gas turbine combustor according to claim 4, wherein the fluid is the air or the premixed gas.
【請求項7】 前記燃焼器に、燃焼室で拡散燃焼させる
ためのバーナを設置し、前記混合度を制御する手段を用
いて前記燃料の吐出方向を、前記予混合器の内部と前記
拡散燃焼用の空気の中に振り分けるようにしてなる請求
項4、5若しくは6記載のガスタービン燃焼器。
7. A burner for diffusive combustion in a combustion chamber is installed in the combustor, and the direction of discharge of the fuel is controlled by the means for controlling the degree of mixing so that the inside of the premixer and the diffusion combustion are controlled. The gas turbine combustor according to claim 4, 5 or 6, wherein the gas turbine combustor is distributed into the air for use.
【請求項8】 前記混合度を制御する手段を用いて前記
燃料の吐出方向を、前記空気流若しくは前記予混合気流
の上流と下流側に振り分けるようにしてなる請求項4、
5若しくは6記載のガスタービン燃焼器。
8. The means for controlling the degree of mixing is used to distribute the discharge direction of the fuel to the upstream side and the downstream side of the air flow or the premixed air flow.
The gas turbine combustor according to 5 or 6.
【請求項9】 燃焼室の上流側に配置され、かつ予混合
器により混合されたガスを燃焼をする予混合燃焼バーナ
を備え、前記予混合器に供給される燃料の量が、タービ
ン負荷に応じて制御されるガスタービン燃焼器の予混合
燃料制御方法において、 前記予混合器内の燃料噴出口部に、噴出された燃料が予
混合器内部と予混合器外部とに分岐される燃料分岐手段
を設けるとともに、この分岐部における燃料の分岐を前
記燃焼室のガス圧力により行い、予混合器内部に流入す
る燃料の流量を制御して混合気の混合度を制御するよう
にしたことを特徴とするガスタービン燃焼器の予混合燃
料制御方法。
9. A premix combustion burner, which is arranged upstream of the combustion chamber and burns the gas mixed by the premixer, wherein the amount of fuel supplied to the premixer depends on the turbine load. In a premixed fuel control method for a gas turbine combustor controlled in accordance with the method, a fuel branch is provided in which a fuel injected into the premixer is branched into a premixer inside and a premixer outside. A means is provided, and the fuel is branched at this branch portion by the gas pressure in the combustion chamber, and the flow rate of the fuel flowing into the premixer is controlled to control the degree of mixture of the air-fuel mixture. Premixed fuel control method for gas turbine combustor.
【請求項10】 燃焼室の上流側に配置され、かつ予混
合器により混合されたガスを燃焼をする予混合燃焼バー
ナを備え、前記予混合器に供給される燃料の量が、ター
ビン負荷に応じて制御されるガスタービン燃焼器の予混
合燃料制御方法において、 前記予混合器内の燃料噴出口部に、噴出された燃料が予
混合器内部と予混合器外部とに分岐される燃料分岐手段
を設けるとともに、前記燃料分岐手段部と前記燃焼室と
の間に両者を結ぶ導圧管を設け、該導圧管を介して伝導
される前記燃焼室のガス圧力により前記予混合器に流入
する燃料の流量を制御し、予混合気の空気と燃料の混合
度を制御するようにしたことを特徴とするガスタービン
燃焼器の予混合燃料制御方法。
10. A premix combustion burner, which is arranged upstream of the combustion chamber and burns the gas mixed by the premixer, wherein the amount of fuel supplied to the premixer varies depending on the turbine load. In a premixed fuel control method for a gas turbine combustor controlled in accordance with the method, a fuel branch is provided in which a fuel injected into the premixer is branched into a premixer inside and a premixer outside. And a pressure guiding pipe connecting the fuel branching means and the combustion chamber, the fuel flowing into the premixer by the gas pressure of the combustion chamber conducted through the pressure guiding pipe. A method for controlling premixed fuel for a gas turbine combustor, characterized in that the flow rate of the premixed fuel is controlled to control the degree of mixing of air and fuel in the premixed gas.
【請求項11】 燃焼室の上流側に配置され、かつ予混
合器により混合されたガスを燃焼をする予混合燃焼バー
ナを備え、前記予混合器に供給される燃料の量が、ター
ビン負荷に応じて制御されるガスタービン燃焼器の予混
合燃料制御方法において、 前記予混合器内の燃料噴出口部に、噴出された燃料が予
混合器内部と予混合器外部とに分岐される燃料分岐手段
を設けるとともに、前記燃料分岐手段部と前記燃焼室と
の間に両者を結ぶ圧力連通導管を設け、燃焼室内のガス
圧力により前記燃料分岐手段を介して予混合器側に分岐
供給される燃料流量を制御し、予混合気の空気と燃料の
混合度を制御するようにしたことを特徴とするガスター
ビン燃焼器の予混合燃料制御方法。
11. A premixed combustion burner arranged upstream of the combustion chamber for combusting the gas mixed by the premixer, wherein the amount of fuel supplied to the premixer varies depending on the turbine load. In a premixed fuel control method for a gas turbine combustor controlled in accordance with the method, a fuel branch is provided in which a fuel injected into the premixer is branched into a premixer inside and a premixer outside. And a pressure communication conduit connecting the fuel branching means portion and the combustion chamber to each other, the fuel being branched and supplied to the premixer side via the fuel branching means by the gas pressure in the combustion chamber. A premixed fuel control method for a gas turbine combustor, characterized in that the flow rate is controlled to control the degree of mixing of air and fuel in the premixed gas.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102374531A (en) * 2010-07-09 2012-03-14 通用电气公司 Combustor and combustor screech mitigation methods
CN113357671A (en) * 2020-03-05 2021-09-07 杭州汽轮动力集团有限公司 Gas turbine combustor capable of performing dual-mode conversion of diffusion and premixed combustion

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