JPH10160163A - ガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造 - Google Patents
ガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造Info
- Publication number
- JPH10160163A JPH10160163A JP8327727A JP32772796A JPH10160163A JP H10160163 A JPH10160163 A JP H10160163A JP 8327727 A JP8327727 A JP 8327727A JP 32772796 A JP32772796 A JP 32772796A JP H10160163 A JPH10160163 A JP H10160163A
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- Japan
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- evaporation
- combustion
- gas turbine
- turbine combustor
- mixing pipe
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Abstract
(57)【要約】
より希薄な混合気での安定した燃焼を可能とし、よりい
っそう窒素酸化物の排出を低減し得るガスタービン燃焼
器の窒素酸化物低減化構造を提供する。 【解決手段】 ガスタービン燃焼器１０は、ライナ１１
に予蒸発予混合管２０が所定量挿入させて配設されてお
り、予蒸発予混合管２０の先端から所定位置の周囲には
燃焼ガス供給孔２１が周方向に複数開口形成されてい
る。
っそう窒素酸化物の排出を低減し得るガスタービン燃焼
器の窒素酸化物低減化構造を提供する。 【解決手段】 ガスタービン燃焼器１０は、ライナ１１
に予蒸発予混合管２０が所定量挿入させて配設されてお
り、予蒸発予混合管２０の先端から所定位置の周囲には
燃焼ガス供給孔２１が周方向に複数開口形成されてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの燃
焼器において燃料を燃焼する際に生ずる窒素酸化物を低
減化するガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造に
関する。
焼器において燃料を燃焼する際に生ずる窒素酸化物を低
減化するガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンは、燃料を燃焼器で燃焼さ
せて発生させた高温・高圧の燃焼ガスによってタービン
を駆動して回転力を得るが、近時、大気汚染防止のため
に窒素酸化物の排出の規制が厳しくなっている。
せて発生させた高温・高圧の燃焼ガスによってタービン
を駆動して回転力を得るが、近時、大気汚染防止のため
に窒素酸化物の排出の規制が厳しくなっている。
【０００３】窒素酸化物は、火炎温度を低下させること
によって低減することができ、そのために低ＮＯｘバー
ナ，多段燃焼，排ガス循環燃焼，水噴射等の種々構成が
考えられている。
によって低減することができ、そのために低ＮＯｘバー
ナ，多段燃焼，排ガス循環燃焼，水噴射等の種々構成が
考えられている。
【０００４】このような窒素酸化物の低減化を可能とす
るものの一つに、予蒸発予混合燃焼法とよばれるものが
ある。
るものの一つに、予蒸発予混合燃焼法とよばれるものが
ある。
【０００５】これは、図３に概略構成断面図を示すよう
にライナ１１の上流側に予蒸発予混合管２０を設け、こ
の予蒸発予混合管２０内で燃料噴射弁３１から噴出され
た灯油等の液体燃料を空気と混合して蒸発させて空気過
剰な混合気を形成し、この混合気をライナ１１内に供給
して燃焼させるものである。これにより、希薄混合気
（高空燃費）での燃焼が可能となり、その結果、火炎温
度が低くなって窒素酸化物の生成を抑えることができ
る。尚、混合気を希薄にする程窒素酸化物の排出量は少
なくなる。
にライナ１１の上流側に予蒸発予混合管２０を設け、こ
の予蒸発予混合管２０内で燃料噴射弁３１から噴出され
た灯油等の液体燃料を空気と混合して蒸発させて空気過
剰な混合気を形成し、この混合気をライナ１１内に供給
して燃焼させるものである。これにより、希薄混合気
（高空燃費）での燃焼が可能となり、その結果、火炎温
度が低くなって窒素酸化物の生成を抑えることができ
る。尚、混合気を希薄にする程窒素酸化物の排出量は少
なくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ごとく予蒸発予混合管を設けた構成においても、混合気
を希薄にすることによって燃焼性が悪化して燃焼が不安
定となるため、高空燃費化による窒素酸化物の低減化に
は限界がある。
ごとく予蒸発予混合管を設けた構成においても、混合気
を希薄にすることによって燃焼性が悪化して燃焼が不安
定となるため、高空燃費化による窒素酸化物の低減化に
は限界がある。
【０００７】尚、パイロットバーナを設けることによっ
て燃焼を安定させることが考えられるが、それではパイ
ロットバーナによる燃焼によって窒素酸化物が生成され
てしまうために窒素酸化物低減効果が減少してしまうも
のである。
て燃焼を安定させることが考えられるが、それではパイ
ロットバーナによる燃焼によって窒素酸化物が生成され
てしまうために窒素酸化物低減効果が減少してしまうも
のである。
【０００８】本発明は、上記解決課題に鑑みて成された
ものであって、より希薄な混合気での安定した燃焼を可
能とし、よりいっそう窒素酸化物の排出を低減し得るガ
スタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造を提供するこ
とを目的とする。
ものであって、より希薄な混合気での安定した燃焼を可
能とし、よりいっそう窒素酸化物の排出を低減し得るガ
スタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造を提供するこ
とを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係るガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造
は、蒸発予混合管部材を介して燃料及び空気が供給され
るように構成されたガスタービンの燃焼器において、前
記予蒸発予混合管部材と前記燃焼器内部とを連通する燃
焼ガス供給手段を備え、前記燃焼器と前記予蒸発予混合
管部材内部の圧力差によって前記燃焼器内の燃焼ガスが
前記燃焼ガス供給手段を介して前記予蒸発予混合管部材
内に供給されるように構成されていることを特徴とす
る。
明に係るガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造
は、蒸発予混合管部材を介して燃料及び空気が供給され
るように構成されたガスタービンの燃焼器において、前
記予蒸発予混合管部材と前記燃焼器内部とを連通する燃
焼ガス供給手段を備え、前記燃焼器と前記予蒸発予混合
管部材内部の圧力差によって前記燃焼器内の燃焼ガスが
前記燃焼ガス供給手段を介して前記予蒸発予混合管部材
内に供給されるように構成されていることを特徴とす
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下添付図面を参照して本発明の
実施の形態について説明する。
実施の形態について説明する。
【００１１】図１は、本発明に係るガスタービン燃焼器
の窒素酸化物低減化構造の一例を適用したガスタービン
燃焼器の縦断面図である。
の窒素酸化物低減化構造の一例を適用したガスタービン
燃焼器の縦断面図である。
【００１２】図示ガスタービン燃焼器１０は、一端が開
口する円筒状のライナ１１の他端に、予蒸発予混合管部
材としての予蒸発予混合管２０を介してバーナ３０が設
けられて構成されている。
口する円筒状のライナ１１の他端に、予蒸発予混合管部
材としての予蒸発予混合管２０を介してバーナ３０が設
けられて構成されている。
【００１３】予蒸発予混合管２０は、セラミック等の耐
熱性素材によって所定径の円筒状に形成され、その先端
をライナ１１内に所定量挿入させて配設されている。ま
た、その先端から所定位置の周囲には、燃焼ガス供給手
段としての所定径の燃焼ガス供給孔２１が周方向に複数
開口形成されている。
熱性素材によって所定径の円筒状に形成され、その先端
をライナ１１内に所定量挿入させて配設されている。ま
た、その先端から所定位置の周囲には、燃焼ガス供給手
段としての所定径の燃焼ガス供給孔２１が周方向に複数
開口形成されている。
【００１４】バーナ３０は、予蒸発予混合管２０の後端
部の中央に燃料噴射弁３１が設けられると共に、この燃
料噴射弁３１を中心とする周囲にスワーラ３２が設けら
れて構成されている。
部の中央に燃料噴射弁３１が設けられると共に、この燃
料噴射弁３１を中心とする周囲にスワーラ３２が設けら
れて構成されている。
【００１５】而して、上記のごとく構成されたガスター
ビン燃焼器１０では、燃焼時において、燃料噴射弁３１
から噴射された灯油等の液体燃料が、予蒸発混合管２０
の内部でスワーラ３２を介した旋回空気流と混合し、予
蒸発予混合管２０の先端からライナ１１内に供給されて
燃焼する。尚、点火は図示しない点火装置によって行わ
れる。
ビン燃焼器１０では、燃焼時において、燃料噴射弁３１
から噴射された灯油等の液体燃料が、予蒸発混合管２０
の内部でスワーラ３２を介した旋回空気流と混合し、予
蒸発予混合管２０の先端からライナ１１内に供給されて
燃焼する。尚、点火は図示しない点火装置によって行わ
れる。
【００１６】ここで、燃焼による火炎は図示のごとく予
蒸発予混合管２０とライナ１１内面との間に回り込んで
予蒸発予混合管２０を加熱し、予蒸発予混合管２０の周
囲に高温の燃焼ガスが位置する。予蒸発予混合管２０内
は燃料及び空気が速い流速で流れるため、エジェクタ効
果によってその外側の燃焼ガスを燃焼ガス供給孔２１を
介して吸引する。このように高温の燃焼ガスが燃料混合
気と混合することにより、燃料の気化が促進されて安定
した燃焼性が得られると共に酸素濃度が減少することに
よって火炎温度が低下する。尚、この燃焼ガスの吸入量
は、燃焼ガス供給孔２１の大きさ（径）を変更する調節
することができる。
蒸発予混合管２０とライナ１１内面との間に回り込んで
予蒸発予混合管２０を加熱し、予蒸発予混合管２０の周
囲に高温の燃焼ガスが位置する。予蒸発予混合管２０内
は燃料及び空気が速い流速で流れるため、エジェクタ効
果によってその外側の燃焼ガスを燃焼ガス供給孔２１を
介して吸引する。このように高温の燃焼ガスが燃料混合
気と混合することにより、燃料の気化が促進されて安定
した燃焼性が得られると共に酸素濃度が減少することに
よって火炎温度が低下する。尚、この燃焼ガスの吸入量
は、燃焼ガス供給孔２１の大きさ（径）を変更する調節
することができる。
【００１７】また、予蒸発予混合管２０の前方中央で
は、図中矢印で示すように予蒸発予混合管２０側に戻る
再循環流が形成され、これによって燃焼ガスが燃焼領域
に循環するため、燃焼を安定化させる。
は、図中矢印で示すように予蒸発予混合管２０側に戻る
再循環流が形成され、これによって燃焼ガスが燃焼領域
に循環するため、燃焼を安定化させる。
【００１８】更に、加熱された予蒸発予混合管２０の先
端が火種のように作用して火炎を保持し、燃焼の安定化
に寄与する。
端が火種のように作用して火炎を保持し、燃焼の安定化
に寄与する。
【００１９】これらにより、より希薄な混合気でも安定
した燃焼が可能となり、その結果、よりいっそうの窒素
酸化物の生成の抑制が可能となるものである。
した燃焼が可能となり、その結果、よりいっそうの窒素
酸化物の生成の抑制が可能となるものである。
【００２０】尚、上記構成例は、ライナ１１の内部に所
定量挿入させて配設した予蒸発予混合管２０に形成され
た燃焼ガス供給孔２１を介して燃焼ガスが予蒸発予混合
管２０にエジェクタ効果によって吸引されるように構成
されているものであるが、本発明はこの構成に限るもの
ではなく、図２に示す燃焼器１０′のように予蒸発予混
合管２０とライナ１１とが直列に配設された従来の構成
にライナ１１内と予蒸発混合管２０とを燃焼ガス供給手
段としての連通管２２によって接続して構成しても良い
ものである。
定量挿入させて配設した予蒸発予混合管２０に形成され
た燃焼ガス供給孔２１を介して燃焼ガスが予蒸発予混合
管２０にエジェクタ効果によって吸引されるように構成
されているものであるが、本発明はこの構成に限るもの
ではなく、図２に示す燃焼器１０′のように予蒸発予混
合管２０とライナ１１とが直列に配設された従来の構成
にライナ１１内と予蒸発混合管２０とを燃焼ガス供給手
段としての連通管２２によって接続して構成しても良い
ものである。
【００２１】
【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るガスタ
ービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造によれば、予蒸発
予混合管部材と前記燃焼器内部とを連通する燃焼ガス供
給手段を備え、燃焼器と予蒸発予混合管部材内部の圧力
差によって燃焼器内の燃焼ガスが燃焼ガス供給手段を介
して予蒸発予混合管部材内に供給されるように構成され
ていることにより、供給される燃焼ガスによって加熱さ
れて液体燃料の蒸発が促進されると共に混合気が加熱さ
れ、燃焼し易くなって安定した燃焼が可能となると共
に、酸素濃度が減少して火炎温度が低下する。
ービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造によれば、予蒸発
予混合管部材と前記燃焼器内部とを連通する燃焼ガス供
給手段を備え、燃焼器と予蒸発予混合管部材内部の圧力
差によって燃焼器内の燃焼ガスが燃焼ガス供給手段を介
して予蒸発予混合管部材内に供給されるように構成され
ていることにより、供給される燃焼ガスによって加熱さ
れて液体燃料の蒸発が促進されると共に混合気が加熱さ
れ、燃焼し易くなって安定した燃焼が可能となると共
に、酸素濃度が減少して火炎温度が低下する。
【００２２】これにより、より希薄な混合気でも安定し
た燃焼が可能となり、その結果、よりいっそうの窒素酸
化物の生成の抑制が可能となるものである。
た燃焼が可能となり、その結果、よりいっそうの窒素酸
化物の生成の抑制が可能となるものである。
【図１】本発明に係るガスタービン燃焼器の窒素酸化物
低減化構造の一例を適用したガスタービン燃焼器の縦断
面図である。
低減化構造の一例を適用したガスタービン燃焼器の縦断
面図である。
【図２】本発明の他の構成例の縦断面図である。
【図３】従来例としてのガスタービン燃焼器の概略構成
縦断面図である。
縦断面図である。
１０ 燃焼器 ２０ 予蒸発予混合管（予蒸発予混合管部材） ２１ 燃焼ガス供給孔（燃焼ガス供給手段） ２２ 連通管（燃焼ガス供給手段）
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ２３Ｒ 3/54 Ｆ２３Ｒ 3/54
Claims (1)
- 【請求項１】 予蒸発予混合管部材を介して燃料及び空
気が供給されるように構成されたガスタービンの燃焼器
において、 前記予蒸発予混合管部材と前記燃焼器内部とを連通する
燃焼ガス供給手段を備え、前記燃焼器と前記予蒸発予混
合管部材内部の圧力差によって前記燃焼器内の燃焼ガス
が前記燃焼ガス供給手段を介して前記予蒸発予混合管部
材内に供給されるように構成されていることを特徴とす
るガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8327727A JPH10160163A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | ガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8327727A JPH10160163A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | ガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10160163A true JPH10160163A (ja) | 1998-06-19 |
Family
ID=18202318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8327727A Pending JPH10160163A (ja) | 1996-11-22 | 1996-11-22 | ガスタービン燃焼器の窒素酸化物低減化構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10160163A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005351570A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 希薄予蒸発予混合燃焼器 |
| CN103090381A (zh) * | 2013-01-30 | 2013-05-08 | 广州市和宝生物能源技术有限公司 | 燃烧器 |
| CN107178793A (zh) * | 2017-06-16 | 2017-09-19 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 蒸发管及喷雾装置 |
| CN107702146A (zh) * | 2017-10-12 | 2018-02-16 | 四川达宇特种车辆制造厂 | 用于微型燃气涡轮发动机燃烧室内的多孔介质蒸发管 |
| CN108119915A (zh) * | 2017-12-14 | 2018-06-05 | 天津成立航空技术有限公司 | 一种航空发动机火焰筒的预混室及其设计方法 |
| JP2018100824A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド | 煙道ガス再循環燃焼器を含むタービン |
| CN115380189A (zh) * | 2020-06-09 | 2022-11-22 | 三井易艾斯机械有限公司 | 燃气轮机的预混合管结构 |
| CN118623344A (zh) * | 2024-06-17 | 2024-09-10 | 厦门大学 | 一种弱旋流预混预蒸发低排放燃烧室 |
-
1996
- 1996-11-22 JP JP8327727A patent/JPH10160163A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005351570A (ja) * | 2004-06-11 | 2005-12-22 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 希薄予蒸発予混合燃焼器 |
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| US10590847B2 (en) | 2016-12-21 | 2020-03-17 | DOOSAN Heavy Industries Construction Co., LTD | Turbine including flue gas recirculation combustor |
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| CN115380189A (zh) * | 2020-06-09 | 2022-11-22 | 三井易艾斯机械有限公司 | 燃气轮机的预混合管结构 |
| KR20220156857A (ko) | 2020-06-09 | 2022-11-28 | 가부시키가이샤 미쯔이 이앤에스 머시너리 | 가스터빈의 예혼합관 구조 |
| CN115380189B (zh) * | 2020-06-09 | 2024-01-30 | 三井易艾斯机械有限公司 | 燃气轮机的预混合管结构 |
| CN118623344A (zh) * | 2024-06-17 | 2024-09-10 | 厦门大学 | 一种弱旋流预混预蒸发低排放燃烧室 |
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