JPS6229727A - 圧力波発生装置を備えたガスタ−ビン装置 - Google Patents
圧力波発生装置を備えたガスタ−ビン装置Info
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- JPS6229727A JPS6229727A JP61179017A JP17901786A JPS6229727A JP S6229727 A JPS6229727 A JP S6229727A JP 61179017 A JP61179017 A JP 61179017A JP 17901786 A JP17901786 A JP 17901786A JP S6229727 A JPS6229727 A JP S6229727A
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- casing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/02—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using exhaust-gas pressure in a pressure exchanger to compress combustion-air
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は１．低圧圧縮機に後置されていて高圧圧縮機と
して構成された圧力波発生装置を備えだガスタービン装
置であって、前記低圧圧縮機に接続され、高圧部と中間
圧部と低圧部とを備えだガスタービンと、制御可能な燃
焼室とを有しており、該燃焼室のバーナに、圧力波発生
装置から送られた高圧空気と燃料とが供給され、燃焼室
内で生ぜしめられた燃焼ガスが燃焼ガス導管を通ってガ
スタービンの高圧部に供給されてこの高圧部、前記中間
圧部及び低圧部を貫流するようになっており、圧力波発
生装置の主要部が、隔壁を備えだセル形ロータと、該セ
ル形ロータの周囲を取シ囲むロータケーシングと、少な
くとも１つの低圧圧縮機に接続された少なくとも１つの
低圧空気通路を備えた第１のケーシングと、高圧空気導
管を介して燃焼室に接続された少なくとも１つの高圧空
気通路を備えた第２のケーシングとから形成されており
、これら第１及び第２のケーシングが前記ロータケーシ
ングの端面側を閉鎖している形式のものに関する。
して構成された圧力波発生装置を備えだガスタービン装
置であって、前記低圧圧縮機に接続され、高圧部と中間
圧部と低圧部とを備えだガスタービンと、制御可能な燃
焼室とを有しており、該燃焼室のバーナに、圧力波発生
装置から送られた高圧空気と燃料とが供給され、燃焼室
内で生ぜしめられた燃焼ガスが燃焼ガス導管を通ってガ
スタービンの高圧部に供給されてこの高圧部、前記中間
圧部及び低圧部を貫流するようになっており、圧力波発
生装置の主要部が、隔壁を備えだセル形ロータと、該セ
ル形ロータの周囲を取シ囲むロータケーシングと、少な
くとも１つの低圧圧縮機に接続された少なくとも１つの
低圧空気通路を備えた第１のケーシングと、高圧空気導
管を介して燃焼室に接続された少なくとも１つの高圧空
気通路を備えた第２のケーシングとから形成されており
、これら第１及び第２のケーシングが前記ロータケーシ
ングの端面側を閉鎖している形式のものに関する。
従来の技術
特にスイス連邦特許第２２９２８０号明細書によれば、
圧力波発生装置は、圧力交換機、有利には定置のガスタ
ービン装置の高圧圧縮機部分として適していることが明
らかにされている。
圧力波発生装置は、圧力交換機、有利には定置のガスタ
ービン装置の高圧圧縮機部分として適していることが明
らかにされている。
圧力波発生装置゛には高熱の排ガスと比較的冷たい空気
とが貫流するので、最大排ガス温度よりも著しく低い約
９合い温度がガスによって負荷される部分の熱負荷のた
めに得られる。従って、従来のガスタービン装置におけ
るよりも著しく高い温度で燃料の少なくとも一部が燃焼
される。
とが貫流するので、最大排ガス温度よりも著しく低い約
９合い温度がガスによって負荷される部分の熱負荷のた
めに得られる。従って、従来のガスタービン装置におけ
るよりも著しく高い温度で燃料の少なくとも一部が燃焼
される。
これは、圧力波発生装置がガスタービン装置の高圧圧縮
機として若しくは高圧タービンの代わシにガスタービン
装置の効率を高めるために直接段に立つ。
機として若しくは高圧タービンの代わシにガスタービン
装置の効率を高めるために直接段に立つ。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、実際に使用する際に妨げとなっていた従
来公知の圧力波発生装置は次のような主要な欠点を有し
ている。
来公知の圧力波発生装置は次のような主要な欠点を有し
ている。
（イ）高温室範囲に設けられた壁部が加熱される。
（ロ）高熱の排ガスが形成されてから膨張波によって又
はよシ低温のガスと混合されることによって冷却される
までの時間が長いために酸化窒素が形成されるのを避け
ることができない。
はよシ低温のガスと混合されることによって冷却される
までの時間が長いために酸化窒素が形成されるのを避け
ることができない。
（ｌ 圧力波と媒体の仕切シ前線との間で相互作用が
生じないように圧力交換機として構成された圧力波発生
装置を申し分なく設計すると、流れのマツハ数が高くな
って太きい流れ損失が生じる。
生じないように圧力交換機として構成された圧力波発生
装置を申し分なく設計すると、流れのマツハ数が高くな
って太きい流れ損失が生じる。
に）排ガスと空気との間の境がしばしば非常に長いので
混合区域が形成され、この混合区域くなることがある。
混合区域が形成され、この混合区域くなることがある。
そこで本発明の課題は、ガスタービン装置の高圧圧縮機
部分として使用するために提案された公知の圧力波発生
装置の前記のような欠点を取り除くことである。
部分として使用するために提案された公知の圧力波発生
装置の前記のような欠点を取り除くことである。
問題点を解決するだめの手段
前記問題点を解決した本発明は、第１のケーシングの低
圧空気通路の、ロータ回転方向で見て後部範囲に少なく
とも１つの燃料ノズルが設けられており、該燃料ノズル
は、低圧空気内に噴射される燃料流の自動点火に要する
時間が、燃料ノズルの範囲にそれぞれ存在する隔壁内で
燃料ノズルから噴射゛される燃料流が高圧空気通路の開
放縁から出発する圧縮波にぶつかるまでの時間よりも長
くなるように配置されており、低圧空気通路を有する前
記第１のケーシングの、ロータ回転方向で見て後部に各
１つの中間圧ガス導管が設けられていて、該中間圧ガス
導管がガスタービンの中間圧部の入口室に接続されてお
り、高圧空気通路を有する第２のケーシング 。
圧空気通路の、ロータ回転方向で見て後部範囲に少なく
とも１つの燃料ノズルが設けられており、該燃料ノズル
は、低圧空気内に噴射される燃料流の自動点火に要する
時間が、燃料ノズルの範囲にそれぞれ存在する隔壁内で
燃料ノズルから噴射゛される燃料流が高圧空気通路の開
放縁から出発する圧縮波にぶつかるまでの時間よりも長
くなるように配置されており、低圧空気通路を有する前
記第１のケーシングの、ロータ回転方向で見て後部に各
１つの中間圧ガス導管が設けられていて、該中間圧ガス
導管がガスタービンの中間圧部の入口室に接続されてお
り、高圧空気通路を有する第２のケーシング 。
の、ロータ回転方向で見て後部に各１つの低圧ガス通路
が設けられていて、該低圧ガス通路が低圧ガス導管を介
してガスタービンの低圧部の入口室に接続されている。
が設けられていて、該低圧ガス通路が低圧ガス導管を介
してガスタービンの低圧部の入口室に接続されている。
実施例及び作用
次に図面に示した実施例について本発明の構成及び作用
を具体的に説明する。
を具体的に説明する。
第１図は、圧力波発生過程を説明するための、デトネー
ション圧力波発生装置の一部の概略的な展開図である。
ション圧力波発生装置の一部の概略的な展開図である。
ロータ１の６つの隔壁２が図示されており、これら６つ
の隔壁２は有利には周方向に対して斜めに延びているが
、周方向に対して直角に配置してもよい。ロータ１は、
両端部側が空気及びガス通路を備えた２つのケーシング
４，５によって閉鎖された図示していないケーシング内
で非常にわずかな遊びを保って配置されている。回転方
向３で見て（つまり回転方向３が上に向かう方向で見て
）左側のケーシング４は、１サイクル（圧力波発生過程
のために必要な全通路）毎にそれぞれ１つの、第２図に
示したガスタービン装置の圧縮機から空気を供給するた
めの低圧空気通路６（これと圧力波発生装置との協働作
用については以下に詳しく述べる）と中間圧ガス通路７
とを有している。
の隔壁２は有利には周方向に対して斜めに延びているが
、周方向に対して直角に配置してもよい。ロータ１は、
両端部側が空気及びガス通路を備えた２つのケーシング
４，５によって閉鎖された図示していないケーシング内
で非常にわずかな遊びを保って配置されている。回転方
向３で見て（つまり回転方向３が上に向かう方向で見て
）左側のケーシング４は、１サイクル（圧力波発生過程
のために必要な全通路）毎にそれぞれ１つの、第２図に
示したガスタービン装置の圧縮機から空気を供給するた
めの低圧空気通路６（これと圧力波発生装置との協働作
用については以下に詳しく述べる）と中間圧ガス通路７
とを有している。
回転方向３で見て右側のケーシング５は高圧空気通路８
と低圧ガス通路９とを有している。これらの高圧空気通
路８及び低圧ガス通路９の作用及びそのガスタービン装
置との協働については第２図に関連して述べられている
。
と低圧ガス通路９とを有している。これらの高圧空気通
路８及び低圧ガス通路９の作用及びそのガスタービン装
置との協働については第２図に関連して述べられている
。
ケーシング４内で、ロータ方向で比較的幅の広い低圧空
気通路６には、第２図に示されたガスター、ビン装置の
低圧圧縮機１１から送られた圧力Ｐ１を有する空気が入
っている。ここで低圧空気を問題としている場合は、絶
対的な低圧を意味しているのではなく、装置のその他の
圧力レベルと比較して低いという意味である。本明細書
で説明しようとする圧力波発生過程は例えば、圧縮機１
１内で圧縮された空気の最終圧力Ｐ工＝１６バール及び
温度４００°Ｃを実現しようとするものである。この空
気は低圧空気通路６の前部を通ってセル形ロータ１内に
侵入する。ロータ低圧空気通路６の、回転方向で見て後
部には一列の燃料噴射ノズル１０（図示の実施例では６
つ）が配置されている。これらの燃料噴射ノズル１０に
よって、空気は細かく噴霧された燃料油と混合される。
気通路６には、第２図に示されたガスター、ビン装置の
低圧圧縮機１１から送られた圧力Ｐ１を有する空気が入
っている。ここで低圧空気を問題としている場合は、絶
対的な低圧を意味しているのではなく、装置のその他の
圧力レベルと比較して低いという意味である。本明細書
で説明しようとする圧力波発生過程は例えば、圧縮機１
１内で圧縮された空気の最終圧力Ｐ工＝１６バール及び
温度４００°Ｃを実現しようとするものである。この空
気は低圧空気通路６の前部を通ってセル形ロータ１内に
侵入する。ロータ低圧空気通路６の、回転方向で見て後
部には一列の燃料噴射ノズル１０（図示の実施例では６
つ）が配置されている。これらの燃料噴射ノズル１０に
よって、空気は細かく噴霧された燃料油と混合される。
噴霧させるために高圧空気通路８がら空気が分岐される
が、この分岐される空気は、全過程にとっては大して重
要でない、全高圧空気流のうちの非常に少ない一部であ
る。範囲Ａにおいて、ＰＩ ＝ １６バールの圧力及び
４００°Ｇの温度を有する空気に、理論混合比による空
気／ディーゼル油・混合気が噴射されると、これは約３
ミリセカンド（％ｏｏｏ秒）後に自動的に点火する。こ
れはディーゼルモータの自動点火過程に相当する。範囲
Ａでは、燃焼室側のケーシング５の通路の閉鎖縁１３か
ら出発し、空気及び空気／ディーゼル油・混合気を制動
する第一次圧縮波１２が形成される。燃料ノズルは第一
次圧縮波１２に関連して次のように配置されている。つ
まシ、各ノズルの噴射開始から、噴霧された燃料流が第
一次圧縮波１２にぶつかるまでの時間が、前述の自動点
火に必要な６ミリ毛カント（’Ｘｏｏｏ秒）よりもやや
短かくなるように配置されている。
が、この分岐される空気は、全過程にとっては大して重
要でない、全高圧空気流のうちの非常に少ない一部であ
る。範囲Ａにおいて、ＰＩ ＝ １６バールの圧力及び
４００°Ｇの温度を有する空気に、理論混合比による空
気／ディーゼル油・混合気が噴射されると、これは約３
ミリセカンド（％ｏｏｏ秒）後に自動的に点火する。こ
れはディーゼルモータの自動点火過程に相当する。範囲
Ａでは、燃焼室側のケーシング５の通路の閉鎖縁１３か
ら出発し、空気及び空気／ディーゼル油・混合気を制動
する第一次圧縮波１２が形成される。燃料ノズルは第一
次圧縮波１２に関連して次のように配置されている。つ
まシ、各ノズルの噴射開始から、噴霧された燃料流が第
一次圧縮波１２にぶつかるまでの時間が、前述の自動点
火に必要な６ミリ毛カント（’Ｘｏｏｏ秒）よりもやや
短かくなるように配置されている。
この時に、混合気は第一次圧縮によって直ちに点火され
、これによって範囲１２′にデトネーション波が形成さ
れる。制動時に第一次圧縮によって前圧縮された、範囲
Ｂの空気は、デトネーション過程によって圧力Ｐ３に圧
縮され、高圧空気通路８及び高圧空気導管１４を通じて
、制御可能な燃焼室１５に押し込まれる。燃焼室１５内
で生ぜしめられた燃焼ガスは燃焼ガス導管１９を通って
ガスタービン２０の高圧部２１に達する。このガスター
ビン２０は高圧部２１以外に中間圧部２２と低圧部２３
とを有している。
、これによって範囲１２′にデトネーション波が形成さ
れる。制動時に第一次圧縮によって前圧縮された、範囲
Ｂの空気は、デトネーション過程によって圧力Ｐ３に圧
縮され、高圧空気通路８及び高圧空気導管１４を通じて
、制御可能な燃焼室１５に押し込まれる。燃焼室１５内
で生ぜしめられた燃焼ガスは燃焼ガス導管１９を通って
ガスタービン２０の高圧部２１に達する。このガスター
ビン２０は高圧部２１以外に中間圧部２２と低圧部２３
とを有している。
範囲りで燃焼によって生じた燃焼ガスは通路７．９を通
って出て、タービン２０の中間圧部２２若しくは高圧部
２１に達する。これは、高圧部２１及び中間圧部２２の
端部で部分負荷軽減された燃焼ガスの中間加熱に相当す
る。燃焼ガスはここでそれぞれ次のタービン部分の初圧
若しくは、低圧部で対抗圧Ｐｏ ＝雰囲気圧に負荷軽減
される。通路７を通って範囲りに吐出される燃焼ガスの
一部は、タービンの中間圧部２２の手前で圧力Ｐ２に負
荷軽減されることによって、圧力Ｐ１に負荷軽減され低
圧ガス通路９を通って吐出される燃焼ガスの一部が高速
になりすぎることは妨げられる。第３図の、圧力波発生
過程の速度／圧力の関係を示したグラフに基づく速度の
２回変化によれば、燃焼ガスに生じる膨張波が高すぎる
流れ速度に達しなくても十分強い圧力低下が形成される
。膨張波はケーシング４の中間圧ガス通路７の開放縁２
６から、ケーシング５の高圧空気通路８の閉鎖縁２８に
達し、燃焼ガスを圧力Ｐ３からＰ２に膨張させる。範囲
Ｂにおける燃焼ガスの一部は１対の膨張波２９．３０を
通って圧力Ｐ１になる。
って出て、タービン２０の中間圧部２２若しくは高圧部
２１に達する。これは、高圧部２１及び中間圧部２２の
端部で部分負荷軽減された燃焼ガスの中間加熱に相当す
る。燃焼ガスはここでそれぞれ次のタービン部分の初圧
若しくは、低圧部で対抗圧Ｐｏ ＝雰囲気圧に負荷軽減
される。通路７を通って範囲りに吐出される燃焼ガスの
一部は、タービンの中間圧部２２の手前で圧力Ｐ２に負
荷軽減されることによって、圧力Ｐ１に負荷軽減され低
圧ガス通路９を通って吐出される燃焼ガスの一部が高速
になりすぎることは妨げられる。第３図の、圧力波発生
過程の速度／圧力の関係を示したグラフに基づく速度の
２回変化によれば、燃焼ガスに生じる膨張波が高すぎる
流れ速度に達しなくても十分強い圧力低下が形成される
。膨張波はケーシング４の中間圧ガス通路７の開放縁２
６から、ケーシング５の高圧空気通路８の閉鎖縁２８に
達し、燃焼ガスを圧力Ｐ３からＰ２に膨張させる。範囲
Ｂにおける燃焼ガスの一部は１対の膨張波２９．３０を
通って圧力Ｐ１になる。
通路６，７，８．９の壁部付近範囲における流れを示す
矢印３１は、高熱燃焼ガスにさらされるケーシング部分
を冷却する冷却空気流を示している。この冷却空気流が
加熱されることば避けられる。つまり、燃料ノズルの、
例えば低圧空気通路６の閉鎖縁範囲部分が燃料流によっ
て負荷されない程度に、燃料ノズルがケーシング部分か
ら離れて配置されていることによって、冷却空気流が加
熱されることは避けられる。
矢印３１は、高熱燃焼ガスにさらされるケーシング部分
を冷却する冷却空気流を示している。この冷却空気流が
加熱されることば避けられる。つまり、燃料ノズルの、
例えば低圧空気通路６の閉鎖縁範囲部分が燃料流によっ
て負荷されない程度に、燃料ノズルがケーシング部分か
ら離れて配置されていることによって、冷却空気流が加
熱されることは避けられる。
制御可能な燃焼室は有利には、燃焼室内で生ぜしめられ
た燃焼ガスが最大負荷時にタービンの高圧部２１の入口
で動翼によって流れを与えるための許容限界ガス温度に
達する。前述のように高圧部２１の後ろで、部分的に負
荷解除され相応に冷却された燃焼ガスに中間圧ガス通路
７から供給される圧力Ｐ２の高熱の燃焼ガスが混合され
る。つまり、加熱された燃焼ガスが、中間圧部２２の第
１段階手前で限界温度に達するように混合される。中間
圧部で圧力Ｐ２からＰｌに膨張されてから、通路９から
供給される圧力Ｐ１のさらに第２の燃焼ガス部分が燃焼
ガスに混合され、この混合気は再び限界温度に加熱され
る。このようにして、タービンのための、カルノーサイ
クルの等温膨張にほぼ接近させることができる。
た燃焼ガスが最大負荷時にタービンの高圧部２１の入口
で動翼によって流れを与えるための許容限界ガス温度に
達する。前述のように高圧部２１の後ろで、部分的に負
荷解除され相応に冷却された燃焼ガスに中間圧ガス通路
７から供給される圧力Ｐ２の高熱の燃焼ガスが混合され
る。つまり、加熱された燃焼ガスが、中間圧部２２の第
１段階手前で限界温度に達するように混合される。中間
圧部で圧力Ｐ２からＰｌに膨張されてから、通路９から
供給される圧力Ｐ１のさらに第２の燃焼ガス部分が燃焼
ガスに混合され、この混合気は再び限界温度に加熱され
る。このようにして、タービンのための、カルノーサイ
クルの等温膨張にほぼ接近させることができる。
範囲Ｂに供給される掃気量は燃料ノズルの数及び位置に
関連している。ノズルを適当に配置することによって、
範囲Ｂから空気だけが通路７に吹き込まれるようにする
こともできる。つまシ、当該のケーシング部分が空気だ
けによって負荷されるようにするということである。対
角線状に延びる隔壁２を有するロータ１を使用すること
によって、範囲りにおいてロータ回転方向に生じる空気
が範囲Ｃにおいて逆回転方向で生じる空気の負荷を受け
てダイナミック圧力の余剰が得られ、セル内でエネルギ
が分割されることによって、異なる圧力の２つの空気部
分流を損失なく混合することができる。この圧力波発生
装置は、膨張波の強さが前記ダイナミックな圧力差にほ
ぼ相当するように構成しなければならない。この場合、
中間圧タービンは省略される。このような特別構造にお
ける大きな利点は、すべてのケーシング部分、中間圧ガ
ス通路７の閉鎖縁と低圧空気通路６の開放縁との間の壁
部分も冷却空気膜によって掃気できるという点にある。
関連している。ノズルを適当に配置することによって、
範囲Ｂから空気だけが通路７に吹き込まれるようにする
こともできる。つまシ、当該のケーシング部分が空気だ
けによって負荷されるようにするということである。対
角線状に延びる隔壁２を有するロータ１を使用すること
によって、範囲りにおいてロータ回転方向に生じる空気
が範囲Ｃにおいて逆回転方向で生じる空気の負荷を受け
てダイナミック圧力の余剰が得られ、セル内でエネルギ
が分割されることによって、異なる圧力の２つの空気部
分流を損失なく混合することができる。この圧力波発生
装置は、膨張波の強さが前記ダイナミックな圧力差にほ
ぼ相当するように構成しなければならない。この場合、
中間圧タービンは省略される。このような特別構造にお
ける大きな利点は、すべてのケーシング部分、中間圧ガ
ス通路７の閉鎖縁と低圧空気通路６の開放縁との間の壁
部分も冷却空気膜によって掃気できるという点にある。
このような特殊なケースは度外視しても、掃気量を変え
ることによって中間圧タービンのための燃焼ガス量の温
度に影響を与えて、この圧力波発生装置をタービンの運
転特性に良好に合わせることができる。
ることによって中間圧タービンのための燃焼ガス量の温
度に影響を与えて、この圧力波発生装置をタービンの運
転特性に良好に合わせることができる。
本発明によるデトネーション圧力波発生装置の、従来の
圧力波発生装置に対する主な利点は次のようなものであ
る。つまり、デトネーション範囲に生じる高熱ガスがケ
ーシング部分に接触することは避けられ、また燃焼ガス
と空気との間の仕切り前線はロータで始めて形成されし
かも非常に短かいものであってこの仕切シ前線は高圧空
気通路８への入口のすぐ手前で生じる。
圧力波発生装置に対する主な利点は次のようなものであ
る。つまり、デトネーション範囲に生じる高熱ガスがケ
ーシング部分に接触することは避けられ、また燃焼ガス
と空気との間の仕切り前線はロータで始めて形成されし
かも非常に短かいものであってこの仕切シ前線は高圧空
気通路８への入口のすぐ手前で生じる。
まだ、空気／燃料油・混合気のデトネーションと膨張波
による燃焼ガスの冷却との間の時間が非常に短かい、つ
まシ約１ミリセカンド（％０００秒）であるので、酸化
窒素はほとんど生じることがない。またケーシング構成
部分の数は少ないので効率密度は非常に高くしかも漏れ
損失は非常に小さい。また、非常に高圧で高い温度のも
とて燃焼が行なわれるために、圧力波発生装置及びガス
タービンの効率が非常に高められる。
による燃焼ガスの冷却との間の時間が非常に短かい、つ
まシ約１ミリセカンド（％０００秒）であるので、酸化
窒素はほとんど生じることがない。またケーシング構成
部分の数は少ないので効率密度は非常に高くしかも漏れ
損失は非常に小さい。また、非常に高圧で高い温度のも
とて燃焼が行なわれるために、圧力波発生装置及びガス
タービンの効率が非常に高められる。
通路７，８．９全体は各１つの受容装置に接続されてお
り、この受容装置自体はそれぞれ、高圧空気導管１４、
中間圧がス導管２４若しくは低圧空気導管２５を介して
、タービン２０の燃焼室１５、中間圧部２２若しくは低
圧部２３に接続されている。燃料としては液状の燃料以
外にガス状の燃料も考えられるが、ガス状の燃料を使用
する場合は低圧空気通路６におけるノズル１０の配置を
当該のガスの自動点火特性に応じて決めなければならな
い。
り、この受容装置自体はそれぞれ、高圧空気導管１４、
中間圧がス導管２４若しくは低圧空気導管２５を介して
、タービン２０の燃焼室１５、中間圧部２２若しくは低
圧部２３に接続されている。燃料としては液状の燃料以
外にガス状の燃料も考えられるが、ガス状の燃料を使用
する場合は低圧空気通路６におけるノズル１０の配置を
当該のガスの自動点火特性に応じて決めなければならな
い。
手動点火するためには燃焼ガスの戻し案内も問題になる
が、この場合は小さい燃料流を回転方向で見て燃料通路
のすぐ手前にガイドしなければならない。
が、この場合は小さい燃料流を回転方向で見て燃料通路
のすぐ手前にガイドしなければならない。
効果
以上のように本発明の圧力波発生装置によれば、デトネ
ーション範囲に生じる高熱ガスがケーシング部分に接触
することは避けられひいてはこのケーシング部分の加熱
が避けられる。また酸化窒素が発生することはほとんど
ない。燃焼ガスと空気との間の仕切シ前線は非常に短か
いので混合区域が形成されることはない。さらに、ケー
シング構成部分の数が少ないので漏れ損失が少なく高い
効率が得られるという利点がある。
ーション範囲に生じる高熱ガスがケーシング部分に接触
することは避けられひいてはこのケーシング部分の加熱
が避けられる。また酸化窒素が発生することはほとんど
ない。燃焼ガスと空気との間の仕切シ前線は非常に短か
いので混合区域が形成されることはない。さらに、ケー
シング構成部分の数が少ないので漏れ損失が少なく高い
効率が得られるという利点がある。
第１図は本発明の１実施例による圧力波発生装置の圧力
波発生過程を示した、概略的な展開図、第２図は本発明
による圧力波発生装置をガスタービン装置に接続した概
略図、第３図は、圧力波発生過程の速度／圧力の関係を
示したグラフである。 １°・・セル形ロータ、２・・・隔壁、３・・・回転方
向、４・・・燃料噴射ノズルを有するケーシング、５・
・・燃焼室側のケーシング、６・・・低圧空気通路、７
・・・中間圧ガス通路、８・・・高圧空気通路、９・・
・低圧ガス通路、１０・・・−列の燃料ノズル、１１・
・・低圧圧縮機、１２・・・−次圧縮波、１２′・・・
デトネーション範囲、１３・・・閉鎖縁部、１４・・・
高圧空気導管、１５・・・燃焼室、１６・・・燃料容器
、１７・・・燃料ポンプ、１８・・・燃料導管、１９・
・・燃料ガス導管、２０・・・ガスタービン、２１・・
・高圧部、２２・・・中間圧部、２３・・・低圧部、２
４・・・中間圧ガス導管、２５・・・低圧ガス導管、２
６・・・開放縁、２７・・・膨張波、２８・・・閉鎖縁
、２９．３０・・・膨張波、３１・・・矢印、Ａ、Ｂ、
Ｃ，Ｄ・・・ロータ室内の種種異なる圧力範囲
波発生過程を示した、概略的な展開図、第２図は本発明
による圧力波発生装置をガスタービン装置に接続した概
略図、第３図は、圧力波発生過程の速度／圧力の関係を
示したグラフである。 １°・・セル形ロータ、２・・・隔壁、３・・・回転方
向、４・・・燃料噴射ノズルを有するケーシング、５・
・・燃焼室側のケーシング、６・・・低圧空気通路、７
・・・中間圧ガス通路、８・・・高圧空気通路、９・・
・低圧ガス通路、１０・・・−列の燃料ノズル、１１・
・・低圧圧縮機、１２・・・−次圧縮波、１２′・・・
デトネーション範囲、１３・・・閉鎖縁部、１４・・・
高圧空気導管、１５・・・燃焼室、１６・・・燃料容器
、１７・・・燃料ポンプ、１８・・・燃料導管、１９・
・・燃料ガス導管、２０・・・ガスタービン、２１・・
・高圧部、２２・・・中間圧部、２３・・・低圧部、２
４・・・中間圧ガス導管、２５・・・低圧ガス導管、２
６・・・開放縁、２７・・・膨張波、２８・・・閉鎖縁
、２９．３０・・・膨張波、３１・・・矢印、Ａ、Ｂ、
Ｃ，Ｄ・・・ロータ室内の種種異なる圧力範囲
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １．低圧圧縮機（１１）に後置されていて高圧圧縮機と
して構成された圧力波発生装置を備えたガスタービン装
置であつて、前記低圧圧縮機（１１）に接続され、高圧
部（２１）と中間圧部（２２）と低圧部（２３）とを備
えたガスタービン（２０）と、制御可能な燃焼室（１５
）とを有しており、該燃焼室（１５）のバーナに、圧力
波発生装置から送られた高圧空気と燃料とが供給され、
燃焼室（１５）内で生ぜしめられた燃焼ガスが燃焼ガス
導管（１９）を通つてガスタービン（２０）の高圧部（
２１）に供給されてこの高圧部（２１）、前記中間圧部
（２２）及び低圧部（２３）を貫流するようになつてお
り、圧力波発生装置の主要部が、隔壁（２）を備えたセ
ル形ロータ（１）と、該セル形ロータ（１）の周囲を取
り囲むロータケーシングと、少なくとも１つの低圧圧縮
機（１１）に接続された少なくとも１つの低圧空気通路
（６）を備えた第１のケーシング（４）と、高圧空気導
管（１４）を介して燃焼室（１５）に接続された少なく
とも１つの高圧空気通路（８）を備えた第２のケーシン
グ（５）とから形成されており、これら第１及び第２の
ケーシング（４，５）が前記ロータケーシングの端面側
を閉鎖している形式のものにおいて、前記第１のケーシ
ング（４）の低圧空気通路（６）の、ロータ回転方向（
３）で見て後部範囲に少なくとも１つの燃料ノズル（１
０）が設けられており、該燃料ノズル（１０）は、低圧
空気内に噴射される燃料流の自動点火に要する時間が、
燃料ノズル（１０）の範囲にそれぞれ存在する隔壁（２
）内で燃料ノズル（１０）から噴射される燃料流が高圧
空気通路（８）の開放縁（１３）から出発する圧縮波（
１２）にぶつかるまでの時間よりも長くなるように配置
されており、低圧空気通路（６）を有する前記第１のケ
ーシング（４）の、ロータ回転方向（３）で見て後部に
各１つの中間圧ガス導管（２４）が設けられていて、該
中間圧ガス導管（２４）がガスタービン（２０）の中間
圧部（２２）の入口室に接続されており、高圧空気通路
（８）を有する前記第２のケーシング（５）の、ロータ
回転方向（３）で見て後部に各１つの低圧ガス通路（９
）が設けられていて、該低圧ガス通路（９）が低圧ガス
導管（２５）を介してガスタービン（２０）の低圧部（
２３）の入口室に接続されていることを特徴とする、圧
力波発生装置を備えたガスタービン装置。 ２． ２段階式のガスタービンとセル形ロータ（１）の
対角線状に延びる隔壁（２）とを有しており、低圧空気
通路（６）の中央範囲に燃料ノズル（１０）が次のよう
に配置されている、つまり、低圧空気内に噴射される燃
料流の自動点火に要する時間が、燃料ノズル （１０）の範囲にそれぞれ存在する隔壁（２）内で燃料
ノズル（１０）から噴射される燃料流が高圧空気通路（
８）の開放縁（１３）から出発する圧縮波（１２）にぶ
つかるまでの時間よりも長くなるように配置されており
、第１及び第２のケーシング（４，５）に設けられた中
間圧ガス通路（７）と高圧空気通路（８）との向き合つ
た配置構成が、前記低圧空気通路（６）と高圧空気通路
（８）との間の高圧側範囲（Ｂ）から追い出される空気
が燃料ノズル（１０）を有する前記第１のケーシング（
４）の中間圧ガス通路（７）に供給されるように選定さ
れており、該中間圧ガス通路（７）に供給された空気が
前記高圧空気通路（８）から送られた空気と一緒にガス
タービン（２０）の高圧部（２１）のための燃焼室（１
５）に送られるようになつており、前記低圧ガス通路（
９）内で生ぜしめられた燃焼ガスがガスタービン（２０
）の低圧部 （２３）に供給されるようになつている、特許請求の範
囲第１項記載のガスタービン装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH3319/85-0 | 1985-07-31 | ||
| CH3319/85A CH668807A5 (de) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | Gasturbine mit einer druckwellenmaschine als hochdruckverdichterteil. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6229727A true JPS6229727A (ja) | 1987-02-07 |
| JPH0639905B2 JPH0639905B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=4253416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61179017A Expired - Lifetime JPH0639905B2 (ja) | 1985-07-31 | 1986-07-31 | 圧力波発生装置を備えたガスタ−ビン装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP0212181B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0639905B2 (ja) |
| CH (1) | CH668807A5 (ja) |
| DE (1) | DE3666066D1 (ja) |
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