JP2001141243A - ガスタービンの燃料供給機構 - Google Patents
ガスタービンの燃料供給機構Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ガスタービンの燃焼器における燃料供給機構
において、コストの嵩むバルブの使用箇所を減らし、ま
た、負荷変動があってもパイロット燃料流量を適正量確
保して、安価で好適に作動するものを提供することを課
題とする。 【解決手段】 ガスタービンに燃料を供給するトップハ
ット燃料供給経路、パイロット燃料供給経路、及びメイ
ン燃料供給経路のうち、トップハット燃料供給経路をメ
イン燃料供給経路から分岐し、かつ、固定オリフィスを
介在させて構成することにより、トップハット燃料供給
経路から供給される燃料の必要量変更を、固定オリフィ
ス径を変更させるだけで適切に対応でき、また、トップ
ハット燃料供給経路に高価なバルブの採用を省略可能と
して、コスト低減を達成した。
において、コストの嵩むバルブの使用箇所を減らし、ま
た、負荷変動があってもパイロット燃料流量を適正量確
保して、安価で好適に作動するものを提供することを課
題とする。 【解決手段】 ガスタービンに燃料を供給するトップハ
ット燃料供給経路、パイロット燃料供給経路、及びメイ
ン燃料供給経路のうち、トップハット燃料供給経路をメ
イン燃料供給経路から分岐し、かつ、固定オリフィスを
介在させて構成することにより、トップハット燃料供給
経路から供給される燃料の必要量変更を、固定オリフィ
ス径を変更させるだけで適切に対応でき、また、トップ
ハット燃料供給経路に高価なバルブの採用を省略可能と
して、コスト低減を達成した。
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
器における燃料供給機構に関するものである。
器における燃料供給機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のガスタービンの燃焼器における燃
料供給機構の概要について、図５乃至図７に基づいて説
明する。図５は従来のガスタービン燃焼器の概要と燃料
供給経路を示す説明図、図６は図５の燃焼器におけるパ
イロットノズルの概要を示し、（ａ）はその縦断面図、
（ｂ）は側面図、また図７は負荷変化に対するパイロッ
ト燃料とメイン燃料（以下主燃料ともいう）の流量変化
を示す説明図である。
料供給機構の概要について、図５乃至図７に基づいて説
明する。図５は従来のガスタービン燃焼器の概要と燃料
供給経路を示す説明図、図６は図５の燃焼器におけるパ
イロットノズルの概要を示し、（ａ）はその縦断面図、
（ｂ）は側面図、また図７は負荷変化に対するパイロッ
ト燃料とメイン燃料（以下主燃料ともいう）の流量変化
を示す説明図である。
【０００３】ガスタービンの燃焼器は、外筒０４で同芯
状に囲まれた内筒０３の軸心位置にパイロットノズル０
１を配置し、同パイロットノズル０１の周囲にはメイン
バーナ１２に連通したメイン燃料ノズル０２を配置して
内筒０３はその後流端で尾筒に連絡している。
状に囲まれた内筒０３の軸心位置にパイロットノズル０
１を配置し、同パイロットノズル０１の周囲にはメイン
バーナ１２に連通したメイン燃料ノズル０２を配置して
内筒０３はその後流端で尾筒に連絡している。
【０００４】また、前記内筒０３を囲んだ外筒０４は、
同内筒０３との間に空気通路１３を形成し、ここに配置
された燃料供給マニホールド環０６に外方から燃料供給
管０７を連通して、前記空気通路１３を経て供給される
空気に燃料を混合し、後流に形成される燃焼域に至る距
離を十分に確保して、均一な燃料混合気を得る様にして
いる。
同内筒０３との間に空気通路１３を形成し、ここに配置
された燃料供給マニホールド環０６に外方から燃料供給
管０７を連通して、前記空気通路１３を経て供給される
空気に燃料を混合し、後流に形成される燃焼域に至る距
離を十分に確保して、均一な燃料混合気を得る様にして
いる。
【０００５】なお、前記の様に構成された燃焼器は、前
記外筒０４が全体的にケーシングの中に取り込まれて、
外部に目立たない様に配列される型式のものと、同外筒
０４が一部ケーシングから突出しているために、トップ
ハットと称呼される部分を有するものとがあるが、ここ
では後者のトップハット型式のものを例にして説明す
る。
記外筒０４が全体的にケーシングの中に取り込まれて、
外部に目立たない様に配列される型式のものと、同外筒
０４が一部ケーシングから突出しているために、トップ
ハットと称呼される部分を有するものとがあるが、ここ
では後者のトップハット型式のものを例にして説明す
る。
【０００６】前記空気通路１３に噴出されるトップハッ
ト燃料として燃料供給管０７に供給される燃料Ｍ２は、
バルブ３３を介装したトップハット燃料ライン４３を経
て案内され、燃料供給マニホールド環０６から噴出され
て前記した燃料混合気を形成する。
ト燃料として燃料供給管０７に供給される燃料Ｍ２は、
バルブ３３を介装したトップハット燃料ライン４３を経
て案内され、燃料供給マニホールド環０６から噴出され
て前記した燃料混合気を形成する。
【０００７】他方、主燃料としてメイン燃料ノズル０２
に供給される燃料Ｍ１は、バルブ３１を介装したメイン
燃料を供給する主燃料ライン４１を経て案内され、メイ
ンバーナ１２において前記空気通路１３で形成された燃
料混合気と混合して予混合気を形成する。
に供給される燃料Ｍ１は、バルブ３１を介装したメイン
燃料を供給する主燃料ライン４１を経て案内され、メイ
ンバーナ１２において前記空気通路１３で形成された燃
料混合気と混合して予混合気を形成する。
【０００８】先端に一定径の複数のノズル孔０１Ｈを穿
設したパイロットノズル０１に供給される燃料Ｐ１は、
バルブ３２を介装したパイロット燃料ライン４２を経て
案内され、同ノズル孔０１Ｈから噴出されたパイロット
燃料は、スワラー０１Ｓ、バッフル板０１Ｃ等と共働し
て拡散火炎を形成し、保炎性を高める。
設したパイロットノズル０１に供給される燃料Ｐ１は、
バルブ３２を介装したパイロット燃料ライン４２を経て
案内され、同ノズル孔０１Ｈから噴出されたパイロット
燃料は、スワラー０１Ｓ、バッフル板０１Ｃ等と共働し
て拡散火炎を形成し、保炎性を高める。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記の様に従来の燃料
供給機構においては、主燃料ライン４１、パイロット燃
料ライン４２及びトップハット燃料ライン４３のそれぞ
れが、別々にバルブ３１、３２、３３を設け、各バルブ
３１、３２、３３を独立して操作するものであるため
に、バルブ数が多く、コストが嵩むという不具合を伴う
ものであった。
供給機構においては、主燃料ライン４１、パイロット燃
料ライン４２及びトップハット燃料ライン４３のそれぞ
れが、別々にバルブ３１、３２、３３を設け、各バルブ
３１、３２、３３を独立して操作するものであるため
に、バルブ数が多く、コストが嵩むという不具合を伴う
ものであった。
【００１０】また、パイロットノズル０１についてみれ
ば、その先端において円周上に一定の間隔をおいて穿設
した複数のノズル孔０１Ｈは、前記した様にそれぞれの
孔径を一定としているために、次の様な問題を伴うもの
である。
ば、その先端において円周上に一定の間隔をおいて穿設
した複数のノズル孔０１Ｈは、前記した様にそれぞれの
孔径を一定としているために、次の様な問題を伴うもの
である。
【００１１】すなわち、１００％負荷の状態で低ＮＯｘ
化を図るには、パイロット拡散比率を低減する必要があ
るが、そのためにパイロット燃料を減らして行くと、パ
イロット燃料差圧が低下して火炎不安定が発生しやすく
なるので、実際上低ＮＯｘ化には限界がある。
化を図るには、パイロット拡散比率を低減する必要があ
るが、そのためにパイロット燃料を減らして行くと、パ
イロット燃料差圧が低下して火炎不安定が発生しやすく
なるので、実際上低ＮＯｘ化には限界がある。
【００１２】また、前記した様にノズル孔０１Ｈの孔径
は一定であるので、１００％負荷に対応すべくパイロッ
ト燃料流量が少ない低パイロット比条件で差圧を確保す
る孔径を決定してしまうと、低負荷時のパイロット燃料
流量が多く必要となる場合に、その必要流量がとれなく
なるという不具合がある。
は一定であるので、１００％負荷に対応すべくパイロッ
ト燃料流量が少ない低パイロット比条件で差圧を確保す
る孔径を決定してしまうと、低負荷時のパイロット燃料
流量が多く必要となる場合に、その必要流量がとれなく
なるという不具合がある。
【００１３】本発明は、このような従来のものにおける
不具合を解消し、コストの嵩むバルブの使用箇所を減ら
し、また、負荷変動があってもパイロット燃料流量を適
正量確保して、安価で好適に作動するガスタービンの燃
料供給機構を提供することを課題とするものである。
不具合を解消し、コストの嵩むバルブの使用箇所を減ら
し、また、負荷変動があってもパイロット燃料流量を適
正量確保して、安価で好適に作動するガスタービンの燃
料供給機構を提供することを課題とするものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した課題を
解決すべくなされたもので、その第１の手段として、燃
焼器の内筒と同内筒を囲んだ外筒との間に形成される空
気通路内に燃料を供給するトップハット燃料供給経路
と、前記内筒にパイロット燃料を供給するパイロット燃
料供給経路と、同内筒にメイン燃料を供給するメイン燃
料供給経路を有するガスタービンの燃料供給機構におい
て、前記トップハット燃料供給経路を前記メイン燃料供
給経路から分岐し、固定オリフィスを介して前記空気通
路内に連通して構成したガスタービンの燃料供給機構を
提供するものである。
解決すべくなされたもので、その第１の手段として、燃
焼器の内筒と同内筒を囲んだ外筒との間に形成される空
気通路内に燃料を供給するトップハット燃料供給経路
と、前記内筒にパイロット燃料を供給するパイロット燃
料供給経路と、同内筒にメイン燃料を供給するメイン燃
料供給経路を有するガスタービンの燃料供給機構におい
て、前記トップハット燃料供給経路を前記メイン燃料供
給経路から分岐し、固定オリフィスを介して前記空気通
路内に連通して構成したガスタービンの燃料供給機構を
提供するものである。
【００１５】すなわち、同第１の手段によれば、ガスタ
ービンに燃料を供給するトップハット燃料供給経路、パ
イロット燃料供給経路、及びメイン燃料供給経路のう
ち、トップハット燃料供給経路をメイン燃料供給経路か
ら分岐し、かつ、固定オリフィスを介在させて構成する
ことにより、トップハット燃料供給経路から供給される
燃料の必要量を変更する場合でも、固定オリフィス径を
変更させるだけで適切な流れの調整、制御を行い、ま
た、前記トップハット燃料供給経路に高価なバルブの採
用を省略可能として、コスト低減を図る様にしたもので
ある。
ービンに燃料を供給するトップハット燃料供給経路、パ
イロット燃料供給経路、及びメイン燃料供給経路のう
ち、トップハット燃料供給経路をメイン燃料供給経路か
ら分岐し、かつ、固定オリフィスを介在させて構成する
ことにより、トップハット燃料供給経路から供給される
燃料の必要量を変更する場合でも、固定オリフィス径を
変更させるだけで適切な流れの調整、制御を行い、ま
た、前記トップハット燃料供給経路に高価なバルブの採
用を省略可能として、コスト低減を図る様にしたもので
ある。
【００１６】また本発明は第２の手段として、燃焼器の
内筒と同内筒を囲んだ外筒との間に形成される空気通路
内に燃料を供給するトップハット燃料供給経路と、前記
内筒にパイロット燃料を供給するパイロット燃料供給経
路と、同内筒にメイン燃料を供給するメイン燃料供給経
路を有するガスタービンの燃料供給機構において、パイ
ロットノズルに大径と小径の２系列のノズル孔を設け、
前記パイロット燃料供給経路を大径系列のノズル孔に連
通するラージパイロット燃料供給経路と、小径系列のノ
ズル孔に連通するスモールパイロット燃料供給経路の２
系列の経路で形成し、同２系列の経路の何れか一方を前
記メイン燃料供給経路から分岐し、固定オリフィスを介
して前記内筒に連通して構成したガスタービンの燃料供
給機構を提供するものである。
内筒と同内筒を囲んだ外筒との間に形成される空気通路
内に燃料を供給するトップハット燃料供給経路と、前記
内筒にパイロット燃料を供給するパイロット燃料供給経
路と、同内筒にメイン燃料を供給するメイン燃料供給経
路を有するガスタービンの燃料供給機構において、パイ
ロットノズルに大径と小径の２系列のノズル孔を設け、
前記パイロット燃料供給経路を大径系列のノズル孔に連
通するラージパイロット燃料供給経路と、小径系列のノ
ズル孔に連通するスモールパイロット燃料供給経路の２
系列の経路で形成し、同２系列の経路の何れか一方を前
記メイン燃料供給経路から分岐し、固定オリフィスを介
して前記内筒に連通して構成したガスタービンの燃料供
給機構を提供するものである。
【００１７】すなわち、同第２の手段によれば、大径と
小径２系列のノズル孔をパイロットノズルに設け、それ
ぞれのノズル孔に連通するラージパイロット燃料供給経
路とスモールパイロット燃料供給経路の２系列の経路で
形成したパイロット燃料供給経路の何れか一方をメイン
燃料供給経路から分岐し、かつ、固定オリフィスを介在
させて構成することにより、高価なバルブの使用を最小
限に抑えてコスト節減を図り、また、低ＮＯｘ化のため
に負荷変化に応じてオリフィス径を交換することにより
パイロット燃料の流量を変え、パイロット比率を変えて
も燃料の差圧を安定して確保し、不安定燃焼を生じるこ
となく、全負荷帯域に亘って低ＮＯｘ化を図る様にした
ものである。
小径２系列のノズル孔をパイロットノズルに設け、それ
ぞれのノズル孔に連通するラージパイロット燃料供給経
路とスモールパイロット燃料供給経路の２系列の経路で
形成したパイロット燃料供給経路の何れか一方をメイン
燃料供給経路から分岐し、かつ、固定オリフィスを介在
させて構成することにより、高価なバルブの使用を最小
限に抑えてコスト節減を図り、また、低ＮＯｘ化のため
に負荷変化に応じてオリフィス径を交換することにより
パイロット燃料の流量を変え、パイロット比率を変えて
も燃料の差圧を安定して確保し、不安定燃焼を生じるこ
となく、全負荷帯域に亘って低ＮＯｘ化を図る様にした
ものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態について
図１及び図２に基づいて説明する。図１は本実施の形態
におけるガスタービン燃焼器の概要と燃料供給経路を示
す説明図、図２は図１の燃焼器におけるメインバーナの
概要を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）の
矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
図１及び図２に基づいて説明する。図１は本実施の形態
におけるガスタービン燃焼器の概要と燃料供給経路を示
す説明図、図２は図１の燃焼器におけるメインバーナの
概要を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）の
矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【００１９】なお、説明が冗長とならない様に、前記し
た従来のものと同一の部位については図面中に同一の符
号を付して示し、重複する説明は省略して本実施の形態
に特有の点について重点的に説明する。
た従来のものと同一の部位については図面中に同一の符
号を付して示し、重複する説明は省略して本実施の形態
に特有の点について重点的に説明する。
【００２０】すなわち、本実施の形態においては、トッ
プハット燃料ライン４３を主燃料ライン４１から分岐
し、固定オリフィス２０を介して燃料供給管０７に連通
する様に構成したことにより、空気通路１３に供給する
燃料Ｍ２として、主燃料ライン４１の燃料Ｍ１を分流す
るようにしたものである。
プハット燃料ライン４３を主燃料ライン４１から分岐
し、固定オリフィス２０を介して燃料供給管０７に連通
する様に構成したことにより、空気通路１３に供給する
燃料Ｍ２として、主燃料ライン４１の燃料Ｍ１を分流す
るようにしたものである。
【００２１】従って、トップハット燃料ライン４３には
燃料Ｍ２を対象とする専用のバルブを設けることなく、
予め流量配分を検定してある固定オリフィス２０により
調整された燃料Ｍ２が前記燃料供給管０７に供給される
ことになる。
燃料Ｍ２を対象とする専用のバルブを設けることなく、
予め流量配分を検定してある固定オリフィス２０により
調整された燃料Ｍ２が前記燃料供給管０７に供給される
ことになる。
【００２２】ガスタービンの運転に際し、低ＮＯｘ化を
図る必要があるケースは多々有るが、連続運転モードに
おいて同ガスタービンが１００％負荷条件で運転される
場合が基本となる。
図る必要があるケースは多々有るが、連続運転モードに
おいて同ガスタービンが１００％負荷条件で運転される
場合が基本となる。
【００２３】従って、本実施の形態においては、実機運
転に先行して燃焼試験等により１００％負荷条件で運転
されるケースに対応してメイン燃料とトップハット燃料
を適切に配分する固定オリフィス２０の径を決定してお
く。
転に先行して燃焼試験等により１００％負荷条件で運転
されるケースに対応してメイン燃料とトップハット燃料
を適切に配分する固定オリフィス２０の径を決定してお
く。
【００２４】この様にしてオリフィス径を決定された固
定オリフィス２０をトップハット燃料ライン４３に配置
することにより、トップハット燃料ライン４３に専用の
高価なバルブの設置を不要とし、適正なメイン／トップ
ハット比率を保ち、低ＮＯｘ化を図ることができたもの
である。
定オリフィス２０をトップハット燃料ライン４３に配置
することにより、トップハット燃料ライン４３に専用の
高価なバルブの設置を不要とし、適正なメイン／トップ
ハット比率を保ち、低ＮＯｘ化を図ることができたもの
である。
【００２５】なお、前記した適正なメイン／トップハッ
ト比率の決定に加えて、低ＮＯｘ化を図るためにはメイ
ン燃料ノズル０２で形成される予混合気における燃料と
空気の混合状態を適切にすることも重要な事項である。
ト比率の決定に加えて、低ＮＯｘ化を図るためにはメイ
ン燃料ノズル０２で形成される予混合気における燃料と
空気の混合状態を適切にすることも重要な事項である。
【００２６】図２に略示する様に、メイン燃料ノズル０
２はスワラ１０１とノズル１０２を有し、同スワラ１０
１により旋回力を付与された空気流中に、ノズル１０２
の周方向で一定間隔をおいて穿孔された複数のノズル孔
１０５から燃料が噴射されるものであり、この噴射され
るメイン燃料の空気流中への貫通度がその混合に大きな
影響を与える。
２はスワラ１０１とノズル１０２を有し、同スワラ１０
１により旋回力を付与された空気流中に、ノズル１０２
の周方向で一定間隔をおいて穿孔された複数のノズル孔
１０５から燃料が噴射されるものであり、この噴射され
るメイン燃料の空気流中への貫通度がその混合に大きな
影響を与える。
【００２７】しかも、前記メイン燃料の貫通力は、実機
における運転パターンの微細な変更等により変化し、メ
イン燃料の混合状態が適当でなくなるケースもしばしば
生じることがある。
における運転パターンの微細な変更等により変化し、メ
イン燃料の混合状態が適当でなくなるケースもしばしば
生じることがある。
【００２８】しかしながら本実施の形態においては、前
記メイン燃料の貫通度に対して適切なオリフィス径を選
択し、貫通力の変化に対して適切なオリフィス径に変更
することにより、最適なメイン燃料貫通力を維持し得、
かつ、復活することができる。
記メイン燃料の貫通度に対して適切なオリフィス径を選
択し、貫通力の変化に対して適切なオリフィス径に変更
することにより、最適なメイン燃料貫通力を維持し得、
かつ、復活することができる。
【００２９】次に本発明の実施の第２形態について図３
及び図４に基づいて説明する。図３は本実施の形態にお
けるガスタービン燃焼器の概要と燃料供給経路を示す説
明図、図４は図３の燃焼器におけるパイロットノズルの
概要を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は側面図で
ある。
及び図４に基づいて説明する。図３は本実施の形態にお
けるガスタービン燃焼器の概要と燃料供給経路を示す説
明図、図４は図３の燃焼器におけるパイロットノズルの
概要を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は側面図で
ある。
【００３０】なお、説明が冗長とならない様に、前記し
た従来のもの及び実施の第１形態と同一の部位について
は図面中に同一の符号を付して示し、重複する説明は省
略して本実施の形態に特有の点について重点的に説明す
る。
た従来のもの及び実施の第１形態と同一の部位について
は図面中に同一の符号を付して示し、重複する説明は省
略して本実施の形態に特有の点について重点的に説明す
る。
【００３１】すなわち、本実施の形態においては、パイ
ロットノズルに大径のノズル孔であるラージパイロット
孔２１と、小径のノズル孔であるスモールパイロット孔
２２との２系列のノズル孔を設けたものである。
ロットノズルに大径のノズル孔であるラージパイロット
孔２１と、小径のノズル孔であるスモールパイロット孔
２２との２系列のノズル孔を設けたものである。
【００３２】そしてラージパイロット孔２１は、バルブ
３２を介装したパイロット燃料ライン４２（ラージライ
ン）に連通し、パイロットノズル０１を経て燃料Ｐ１を
供給される経路を構成し、また、スモールパイロット孔
２２は、主燃料ライン４１から分岐して固定オリフィス
２３を介装したパイロット燃料ライン４４（スモールラ
イン）に連通し、主燃料ライン４１の燃料Ｍ１を分流し
た燃料Ｐ２を供給される経路を構成し、これにより同パ
イロット燃料ライン４４にはバルブの設置を不要とし、
全体として高価なバルブの使用を必要最小限に抑えてい
る。
３２を介装したパイロット燃料ライン４２（ラージライ
ン）に連通し、パイロットノズル０１を経て燃料Ｐ１を
供給される経路を構成し、また、スモールパイロット孔
２２は、主燃料ライン４１から分岐して固定オリフィス
２３を介装したパイロット燃料ライン４４（スモールラ
イン）に連通し、主燃料ライン４１の燃料Ｍ１を分流し
た燃料Ｐ２を供給される経路を構成し、これにより同パ
イロット燃料ライン４４にはバルブの設置を不要とし、
全体として高価なバルブの使用を必要最小限に抑えてい
る。
【００３３】ガスタービンの運転に際して低ＮＯｘ化を
図るには、低負荷運転から１００％負荷の定格運転に近
づく程にパイロット拡散火炎比率を低減することも必要
事項の一つである。
図るには、低負荷運転から１００％負荷の定格運転に近
づく程にパイロット拡散火炎比率を低減することも必要
事項の一つである。
【００３４】図７にも示す様に、前記パイロット拡散火
炎比率の低減は、１００％負荷の定格運転側でパイロッ
ト燃料流量（パイロット比率）が少なくなることになる
ので、パイロット燃料差圧が低下し、燃焼不安定を引き
起こし易い状況となる。
炎比率の低減は、１００％負荷の定格運転側でパイロッ
ト燃料流量（パイロット比率）が少なくなることになる
ので、パイロット燃料差圧が低下し、燃焼不安定を引き
起こし易い状況となる。
【００３５】本実施の形態においては、パイロットノズ
ル０１に至る経路を、スモールパイロット孔２２に通じ
るいわゆるスモールラインであるパイロット燃料ライン
４４と、ラージパイロット孔２１に通じるラージライン
であるパイロット燃料ライン４２の２系列で構成し、前
記パイロット燃料ライン４４に予め燃焼試験等によって
適切な径を決定された固定オリフィス２３を設け、低負
荷時にはパイロット燃料ライン４２からの燃料Ｐ１と、
パイロット燃料ライン４４からの燃料Ｐ２の両方を供給
し、負荷が高くなってラージパイロット孔２１側のノズ
ル差圧が低下した場合には、ラージラインであるパイロ
ット燃料ライン４２を閉とする。
ル０１に至る経路を、スモールパイロット孔２２に通じ
るいわゆるスモールラインであるパイロット燃料ライン
４４と、ラージパイロット孔２１に通じるラージライン
であるパイロット燃料ライン４２の２系列で構成し、前
記パイロット燃料ライン４４に予め燃焼試験等によって
適切な径を決定された固定オリフィス２３を設け、低負
荷時にはパイロット燃料ライン４２からの燃料Ｐ１と、
パイロット燃料ライン４４からの燃料Ｐ２の両方を供給
し、負荷が高くなってラージパイロット孔２１側のノズ
ル差圧が低下した場合には、ラージラインであるパイロ
ット燃料ライン４２を閉とする。
【００３６】これにより、パイロットノズル０１はスモ
ールラインであるパイロット燃料ライン４４からの燃料
Ｐ２のみの供給となり、安定した差圧を確保した状態で
不安定燃焼もなく低ＮＯｘ化を図ることができる。
ールラインであるパイロット燃料ライン４４からの燃料
Ｐ２のみの供給となり、安定した差圧を確保した状態で
不安定燃焼もなく低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００３７】なお、実機運転のスケジュール変更などに
よりスモールラインであるパイロット燃料ライン４４か
らの燃料Ｐ２の流量が変更になった場合でも、固定オリ
フィス２３の交換等によりオリフィス径を変えるだけで
対処することができる。
よりスモールラインであるパイロット燃料ライン４４か
らの燃料Ｐ２の流量が変更になった場合でも、固定オリ
フィス２３の交換等によりオリフィス径を変えるだけで
対処することができる。
【００３８】以上、本発明を図示の実施の形態について
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、
本発明の範囲内でその具体的構造に種々の変更を加えて
よいことはいうまでもない。
【００３９】例えば、前記した各実施の形態において
は、オリフィス径を変える場合にはオリフィス交換をす
ることによりこれを行うこともできるが、オリフィス径
自体を調節可能のものを採用する場合には、オリフィス
交換をすることなくオリフィス径を変える様にしてよい
ことは勿論である。
は、オリフィス径を変える場合にはオリフィス交換をす
ることによりこれを行うこともできるが、オリフィス径
自体を調節可能のものを採用する場合には、オリフィス
交換をすることなくオリフィス径を変える様にしてよい
ことは勿論である。
【００４０】また、実施の第２形態においては、主燃料
ライン４１から分岐して固定オリフィス２３を設けた経
路をパイロット燃料ライン（スモールライン）４４と
し、スモールパイロット孔２２に燃料Ｐ２を供給する様
にした例について説明したが、この主燃料ライン４１か
ら分岐するラインをラージパイロット孔２１に燃料Ｐ１
を供給するパイロット燃料ライン（ラージライン）４２
とし、他方をパイロット燃料ライン４４とする様に交換
することも出来るものである。
ライン４１から分岐して固定オリフィス２３を設けた経
路をパイロット燃料ライン（スモールライン）４４と
し、スモールパイロット孔２２に燃料Ｐ２を供給する様
にした例について説明したが、この主燃料ライン４１か
ら分岐するラインをラージパイロット孔２１に燃料Ｐ１
を供給するパイロット燃料ライン（ラージライン）４２
とし、他方をパイロット燃料ライン４４とする様に交換
することも出来るものである。
【００４１】
【発明の効果】以上、本出願の請求項１に記載の発明に
よれば、燃焼器の内筒と同内筒を囲んだ外筒との間に形
成される空気通路内に燃料を供給するトップハット燃料
供給経路と、前記内筒にパイロット燃料を供給するパイ
ロット燃料供給経路と、同内筒にメイン燃料を供給する
メイン燃料供給経路を有するガスタービンの燃料供給機
構において、前記トップハット燃料供給経路を前記メイ
ン燃料供給経路から分岐し、固定オリフィスを介して前
記空気通路内に連通して同ガスタービンの燃料供給機構
を構成したので、この様なトップハット燃料供給経路の
構成により、トップハット燃料供給経路から供給される
燃料の必要量を変更する場合でも、固定オリフィス径を
変更させるだけで適切な流れの調整、制御を行うことが
出来、また、トップハット燃料供給経路に高価なバルブ
の採用を省略可能として、コスト低減を達成することが
出来たものである。
よれば、燃焼器の内筒と同内筒を囲んだ外筒との間に形
成される空気通路内に燃料を供給するトップハット燃料
供給経路と、前記内筒にパイロット燃料を供給するパイ
ロット燃料供給経路と、同内筒にメイン燃料を供給する
メイン燃料供給経路を有するガスタービンの燃料供給機
構において、前記トップハット燃料供給経路を前記メイ
ン燃料供給経路から分岐し、固定オリフィスを介して前
記空気通路内に連通して同ガスタービンの燃料供給機構
を構成したので、この様なトップハット燃料供給経路の
構成により、トップハット燃料供給経路から供給される
燃料の必要量を変更する場合でも、固定オリフィス径を
変更させるだけで適切な流れの調整、制御を行うことが
出来、また、トップハット燃料供給経路に高価なバルブ
の採用を省略可能として、コスト低減を達成することが
出来たものである。
【００４２】また、請求項２に記載の発明によれば、燃
焼器の内筒と同内筒を囲んだ外筒との間に形成される空
気通路内に燃料を供給するトップハット燃料供給経路
と、前記内筒にパイロット燃料を供給するパイロット燃
料供給経路と、同内筒にメイン燃料を供給するメイン燃
料供給経路を有するガスタービンの燃料供給機構におい
て、パイロットノズルに大径と小径の２系列のノズル孔
を設け、前記パイロット燃料供給経路を大径系列のノズ
ル孔に連通するラージパイロット燃料供給経路と、小径
系列のノズル孔に連通するスモールパイロット燃料供給
経路の２系列の経路で形成し、同２系列の経路の何れか
一方を前記メイン燃料供給経路から分岐し、固定オリフ
ィスを介して前記内筒に連通して同ガスタービンの燃料
供給機構を構成したので、前記大径と小径２系列のノズ
ル孔、これに対応する２系列のパイロット燃料供給経
路、そして同２系列の経路のうちメイン燃料供給経路か
ら分岐し、かつ、固定オリフィスを介在させた何れか一
方の経路等の構成により、高価なバルブの使用を最小限
に抑えてコスト節減を達成し、また、低ＮＯｘ化のため
に負荷変化に応じてオリフィス径を交換することにより
パイロット燃料の流量を変え、パイロット比率を変えて
も燃料の差圧を安定して確保し、不安定燃焼を生じるこ
となく、全負荷帯域に亘って低ＮＯｘ化を達成すること
ができたものである。
焼器の内筒と同内筒を囲んだ外筒との間に形成される空
気通路内に燃料を供給するトップハット燃料供給経路
と、前記内筒にパイロット燃料を供給するパイロット燃
料供給経路と、同内筒にメイン燃料を供給するメイン燃
料供給経路を有するガスタービンの燃料供給機構におい
て、パイロットノズルに大径と小径の２系列のノズル孔
を設け、前記パイロット燃料供給経路を大径系列のノズ
ル孔に連通するラージパイロット燃料供給経路と、小径
系列のノズル孔に連通するスモールパイロット燃料供給
経路の２系列の経路で形成し、同２系列の経路の何れか
一方を前記メイン燃料供給経路から分岐し、固定オリフ
ィスを介して前記内筒に連通して同ガスタービンの燃料
供給機構を構成したので、前記大径と小径２系列のノズ
ル孔、これに対応する２系列のパイロット燃料供給経
路、そして同２系列の経路のうちメイン燃料供給経路か
ら分岐し、かつ、固定オリフィスを介在させた何れか一
方の経路等の構成により、高価なバルブの使用を最小限
に抑えてコスト節減を達成し、また、低ＮＯｘ化のため
に負荷変化に応じてオリフィス径を交換することにより
パイロット燃料の流量を変え、パイロット比率を変えて
も燃料の差圧を安定して確保し、不安定燃焼を生じるこ
となく、全負荷帯域に亘って低ＮＯｘ化を達成すること
ができたものである。
【図１】本発明の実施の第１形態に係るガスタービンの
燃料供給機構におけるガスタービン燃焼器の概要と燃料
供給経路を示す説明図である。
燃料供給機構におけるガスタービン燃焼器の概要と燃料
供給経路を示す説明図である。
【図２】図１の燃焼器におけるメインバーナの概要を示
し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ−
Ｂ断面図である。
し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は（ａ）の矢視Ｂ−
Ｂ断面図である。
【図３】本発明の実施の第２形態に係るガスタービンの
燃料供給機構におけるガスタービン燃焼器の概要と燃料
供給経路を示す説明図である。
燃料供給機構におけるガスタービン燃焼器の概要と燃料
供給経路を示す説明図である。
【図４】図３の燃焼器におけるパイロットノズルの概要
を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は側面図であ
る。
を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は側面図であ
る。
【図５】従来のガスタービンの燃料供給機構におけるガ
スタービン燃焼器の概要と燃料供給経路を示す説明図で
ある。
スタービン燃焼器の概要と燃料供給経路を示す説明図で
ある。
【図６】図５の燃焼器におけるパイロットノズルの概要
を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は側面図であ
る。
を示し、（ａ）はその縦断面図、（ｂ）は側面図であ
る。
【図７】ガスタービン燃焼器において、負荷変化に対す
るパイロット燃料とメイン燃料の流量変化を示す説明図
である。
るパイロット燃料とメイン燃料の流量変化を示す説明図
である。
０１ パイロットノズル ０２ メイン燃料ノズル ０３ 内筒 ０４ 外筒 ０６ 燃料供給マニホールド環 ０７ 燃料供給管 ０８ 燃料供給孔 １２ メインバーナ １３ 空気通路 ２０ 固定オリフィス ２１ ラージパイロット孔 ２２ スモールパイロット孔 ２３ 固定オリフィス ２４ パイロットスワラ ２５ パイロットコーン ３１、３２、３３ バルブ ４１ 主燃料ライン ４２ パイロット燃料ライン ４３ トップハット燃料ライン ４４ パイロット燃料ライン １０１ スワラ １０２ ノズル １０５ ノズル孔 １０６ ガイド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萬代 重実 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 有村 久登 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内
Claims (2)
- 【請求項１】 燃焼器の内筒と同内筒を囲んだ外筒との
間に形成される空気通路内に燃料を供給するトップハッ
ト燃料供給経路と、前記内筒にパイロット燃料を供給す
るパイロット燃料供給経路と、同内筒にメイン燃料を供
給するメイン燃料供給経路を有するガスタービンの燃料
供給機構において、前記トップハット燃料供給経路を前
記メイン燃料供給経路から分岐し、固定オリフィスを介
して前記空気通路内に連通して構成したことを特徴とす
るガスタービンの燃料供給機構。 - 【請求項２】 燃焼器の内筒と同内筒を囲んだ外筒との
間に形成される空気通路内に燃料を供給するトップハッ
ト燃料供給経路と、前記内筒にパイロット燃料を供給す
るパイロット燃料供給経路と、同内筒にメイン燃料を供
給するメイン燃料供給経路を有するガスタービンの燃料
供給機構において、パイロットノズルに大径と小径の２
系列のノズル孔を設け、前記パイロット燃料供給経路を
大径系列のノズル孔に連通するラージパイロット燃料供
給経路と、小径系列のノズル孔に連通するスモールパイ
ロット燃料供給経路の２系列の経路で形成し、同２系列
の経路の何れか一方を前記メイン燃料供給経路から分岐
し、固定オリフィスを介して前記内筒に連通して構成し
たことを特徴とするガスタービンの燃料供給機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31947299A JP2001141243A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | ガスタービンの燃料供給機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31947299A JP2001141243A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | ガスタービンの燃料供給機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001141243A true JP2001141243A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18110591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31947299A Withdrawn JP2001141243A (ja) | 1999-11-10 | 1999-11-10 | ガスタービンの燃料供給機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001141243A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008133034A1 (ja) | 2007-04-13 | 2008-11-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ガスタービン燃焼器 |
| JP2012154588A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| EP2375163A3 (en) * | 2010-04-06 | 2017-11-22 | General Electric Company | Segmented annular ring-manifold quaternary fuel distributor |
| CN110418920A (zh) * | 2017-03-13 | 2019-11-05 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃烧器用喷嘴、燃烧器及燃气轮机 |
-
1999
- 1999-11-10 JP JP31947299A patent/JP2001141243A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008133034A1 (ja) | 2007-04-13 | 2008-11-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ガスタービン燃焼器 |
| US8371126B2 (en) | 2007-04-13 | 2013-02-12 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine combustor |
| EP2375163A3 (en) * | 2010-04-06 | 2017-11-22 | General Electric Company | Segmented annular ring-manifold quaternary fuel distributor |
| JP2012154588A (ja) * | 2011-01-27 | 2012-08-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| CN110418920A (zh) * | 2017-03-13 | 2019-11-05 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃烧器用喷嘴、燃烧器及燃气轮机 |
| US11274830B2 (en) | 2017-03-13 | 2022-03-15 | Mitsubishi Power, Ltd. | Combustor nozzle, combustor, and gas turbine |
| CN110418920B (zh) * | 2017-03-13 | 2022-04-29 | 三菱动力株式会社 | 燃烧器用喷嘴、燃烧器及燃气轮机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20070206 |