JP2001296025A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
ガスタービン燃焼器Info
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- JP2001296025A JP2001296025A JP2000111556A JP2000111556A JP2001296025A JP 2001296025 A JP2001296025 A JP 2001296025A JP 2000111556 A JP2000111556 A JP 2000111556A JP 2000111556 A JP2000111556 A JP 2000111556A JP 2001296025 A JP2001296025 A JP 2001296025A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高負荷運転時や負荷変動時等に対し逆火防止
が可能となり、安定燃焼が達成できるガスタービン燃焼
器を提供する。 【解決手段】 燃焼器内筒２の略中央部に配置されてパ
イロット燃料と燃焼用空気とが反応して拡散火炎を形成
するコーン４と、該コーン４の周囲に複数に分割・配置
されてメイン燃料と燃焼用空気との予混合気体を形成・
噴出する予混合火炎形成ノズル６とを備えたガスタービ
ン燃焼器において、前記予混合火炎形成ノズル６の噴口
周縁部とコーン４の噴口周縁部及び燃焼器内筒２の開口
周縁部との間隙を塞ぐ多数小孔７ａ付きの逆流防止板７
を設けた。
が可能となり、安定燃焼が達成できるガスタービン燃焼
器を提供する。 【解決手段】 燃焼器内筒２の略中央部に配置されてパ
イロット燃料と燃焼用空気とが反応して拡散火炎を形成
するコーン４と、該コーン４の周囲に複数に分割・配置
されてメイン燃料と燃焼用空気との予混合気体を形成・
噴出する予混合火炎形成ノズル６とを備えたガスタービ
ン燃焼器において、前記予混合火炎形成ノズル６の噴口
周縁部とコーン４の噴口周縁部及び燃焼器内筒２の開口
周縁部との間隙を塞ぐ多数小孔７ａ付きの逆流防止板７
を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、マルチノズル形予
混合式のガスタービン燃焼器に係り、一層詳細には、楕
円延長管周囲の空間への予混合気の逆流を防止して安定
燃焼を達成するようにしたものである。
混合式のガスタービン燃焼器に係り、一層詳細には、楕
円延長管周囲の空間への予混合気の逆流を防止して安定
燃焼を達成するようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、ガスタービン燃焼器における燃焼
方法として、燃料と空気とをそれぞれ異なるノズルから
噴出する、いわゆる拡散燃焼が主に用いられてきたが、
最近は、燃料と空気とを予め混合し同一のノズルから噴
出する予混合燃焼が用いられつつある。
方法として、燃料と空気とをそれぞれ異なるノズルから
噴出する、いわゆる拡散燃焼が主に用いられてきたが、
最近は、燃料と空気とを予め混合し同一のノズルから噴
出する予混合燃焼が用いられつつある。
【０００３】予混合燃焼を用いることによる利点は、主
として次の２点である。ひとつは、予混合燃焼を用いる
と燃焼の反応領域を小さくすることができる。つまり、
ノズルから噴出する気体がすでに燃料と空気との予混合
気体であるため、ノズルの下流側に予混合気体を形成す
るための領域を要せず、火炎を短くすることができ、高
負荷燃焼することが可能な点である。
として次の２点である。ひとつは、予混合燃焼を用いる
と燃焼の反応領域を小さくすることができる。つまり、
ノズルから噴出する気体がすでに燃料と空気との予混合
気体であるため、ノズルの下流側に予混合気体を形成す
るための領域を要せず、火炎を短くすることができ、高
負荷燃焼することが可能な点である。
【０００４】もうひとつは、サーマルＮＯXを低減でき
ることである。燃焼室内に異なるノズルから燃料と空気
とを噴出する拡散燃焼では、たとえ燃料を稀薄の条件で
燃焼させても燃焼室内での燃料と空気との混合過程にお
いて、空気比が１（理論混合比）付近になる領域が必ず
存在するため、ＮＯXの低減が一般に困難であるとされ
る。これに対して、過剰の空気と燃料とを予め混合して
燃焼する燃料稀薄予混合燃焼法では、全ての燃焼領域で
燃料が稀薄な燃焼条件のもとで燃焼するためＮＯXの低
減が容易である。
ることである。燃焼室内に異なるノズルから燃料と空気
とを噴出する拡散燃焼では、たとえ燃料を稀薄の条件で
燃焼させても燃焼室内での燃料と空気との混合過程にお
いて、空気比が１（理論混合比）付近になる領域が必ず
存在するため、ＮＯXの低減が一般に困難であるとされ
る。これに対して、過剰の空気と燃料とを予め混合して
燃焼する燃料稀薄予混合燃焼法では、全ての燃焼領域で
燃料が稀薄な燃焼条件のもとで燃焼するためＮＯXの低
減が容易である。
【０００５】ところで、稀薄予混合燃焼は、空気過剰で
の燃焼であるため火炎温度が低くなって、ＮＯXの低減
は図れるが、予混合火炎の安定性が劣るのが欠点であ
る。予混合火炎の安定性を向上させるため、種々の技術
が開発されているが、その中で、例えば図３に示すよう
に、パイロット火炎を用いるものがある。
の燃焼であるため火炎温度が低くなって、ＮＯXの低減
は図れるが、予混合火炎の安定性が劣るのが欠点であ
る。予混合火炎の安定性を向上させるため、種々の技術
が開発されているが、その中で、例えば図３に示すよう
に、パイロット火炎を用いるものがある。
【０００６】これは、パイロット燃料と燃焼用空気とが
反応して拡散火炎を形成するコーン１００の周囲に、メ
イン燃料と燃焼用空気との予混合気体を楕円延長管１０
１ａを介して形成・噴出する予混合火炎形成ノズル１０
１を複数（図示例では八個）に分割・配置して、コーン
１００の拡散火炎から排出される高温の燃焼気体を着火
源として、予混合火炎形成ノズル１０１から噴出される
予混合気体がより速やかに着火され、予混合火炎が安定
化されるものである。このような燃焼器をマルチノズル
形予混合式のガスタービン燃焼器と言い、図中１０２は
燃焼器内筒、１０３は燃焼器外筒である。
反応して拡散火炎を形成するコーン１００の周囲に、メ
イン燃料と燃焼用空気との予混合気体を楕円延長管１０
１ａを介して形成・噴出する予混合火炎形成ノズル１０
１を複数（図示例では八個）に分割・配置して、コーン
１００の拡散火炎から排出される高温の燃焼気体を着火
源として、予混合火炎形成ノズル１０１から噴出される
予混合気体がより速やかに着火され、予混合火炎が安定
化されるものである。このような燃焼器をマルチノズル
形予混合式のガスタービン燃焼器と言い、図中１０２は
燃焼器内筒、１０３は燃焼器外筒である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したよ
うな従来のマルチノズル形予混合式のガスタービン燃焼
器にあっては、楕円延長管１０１ａの周囲が空間となっ
ているため、高負荷運転時や負荷変動時等に予混合気体
の逆流により逆火（フラッシュバック）し易いという問
題点があった。
うな従来のマルチノズル形予混合式のガスタービン燃焼
器にあっては、楕円延長管１０１ａの周囲が空間となっ
ているため、高負荷運転時や負荷変動時等に予混合気体
の逆流により逆火（フラッシュバック）し易いという問
題点があった。
【０００８】本発明は、前述した状況に鑑みてなされた
もので、高負荷運転時や負荷変動時等に対し逆火防止が
可能となり、安定燃焼が達成できるガスタービン燃焼器
を提供することを目的とする。
もので、高負荷運転時や負荷変動時等に対し逆火防止が
可能となり、安定燃焼が達成できるガスタービン燃焼器
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】斯かる目的を達成するた
めの本発明に係るガスタービン燃焼器は、燃焼器内筒の
略中央部に配置されてパイロット燃料と燃焼用空気とが
反応して拡散火炎を形成するコーンと、該コーンの周囲
に複数に分割・配置されてメイン燃料と燃焼用空気との
予混合気体を形成・噴出する予混合火炎形成ノズルとを
備えたガスタービン燃焼器において、前記予混合火炎形
成ノズルの噴口周縁部とコーンの噴口周縁部及び燃焼器
内筒の開口周縁部との間隙を塞ぐ逆流防止板を設けたこ
とを特徴とする。
めの本発明に係るガスタービン燃焼器は、燃焼器内筒の
略中央部に配置されてパイロット燃料と燃焼用空気とが
反応して拡散火炎を形成するコーンと、該コーンの周囲
に複数に分割・配置されてメイン燃料と燃焼用空気との
予混合気体を形成・噴出する予混合火炎形成ノズルとを
備えたガスタービン燃焼器において、前記予混合火炎形
成ノズルの噴口周縁部とコーンの噴口周縁部及び燃焼器
内筒の開口周縁部との間隙を塞ぐ逆流防止板を設けたこ
とを特徴とする。
【００１０】また、前記燃焼器内筒と前記逆流防止板と
を一体的に設けると共に、前記逆流防止板には、多数の
小孔が穿設されていることを特徴とする。
を一体的に設けると共に、前記逆流防止板には、多数の
小孔が穿設されていることを特徴とする。
【００１１】また、前記予混合火炎形成ノズルは楕円延
長管を有していることを特徴とする。
長管を有していることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスタービン
燃焼器を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
燃焼器を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】［実施例］図１は本発明の一実施例を示す
ガスタービン燃焼器の正面図で、図２は同じく要部側断
面図である。
ガスタービン燃焼器の正面図で、図２は同じく要部側断
面図である。
【００１４】図１及び図２に示すように、燃焼器外筒１
に所定の周間隙をおいて燃焼器内筒２が設けられ、該燃
焼器内筒２の略中央部にはパイロット燃料ノズル３から
のパイロット燃料と前記燃焼器内，外筒２，１間の周間
隙より供給される空気とを反応させて拡散火炎を形成す
るコーン４が配置される。
に所定の周間隙をおいて燃焼器内筒２が設けられ、該燃
焼器内筒２の略中央部にはパイロット燃料ノズル３から
のパイロット燃料と前記燃焼器内，外筒２，１間の周間
隙より供給される空気とを反応させて拡散火炎を形成す
るコーン４が配置される。
【００１５】前記コーン４の周囲には、メイン燃料ノズ
ル５からのメイン燃料と前記燃焼器内，外筒２，１間の
周間隙より供給される空気との予混合気体を楕円延長管
６ａを介して形成・噴出する予混合火炎形成ノズル６が
複数（図示例では八個）に分割・配置される。前記楕円
延長管６ａは円形の基端部から先端側に向けて楕円形に
形成されて、整流作用や流速を高めて逆火やＮＯX低減
等を図ると共に燃焼器外径の増径化を回避するものであ
る。
ル５からのメイン燃料と前記燃焼器内，外筒２，１間の
周間隙より供給される空気との予混合気体を楕円延長管
６ａを介して形成・噴出する予混合火炎形成ノズル６が
複数（図示例では八個）に分割・配置される。前記楕円
延長管６ａは円形の基端部から先端側に向けて楕円形に
形成されて、整流作用や流速を高めて逆火やＮＯX低減
等を図ると共に燃焼器外径の増径化を回避するものであ
る。
【００１６】そして、前記各予混合火炎形成ノズル６
（厳密には楕円延長管６ａ）の噴口周縁部と該噴口周縁
部より若干下流側に突出したコーン４の噴口周縁部及び
燃焼器内筒２の開口周縁部との間隙が多数小孔７ａ付き
の逆流防止板７で閉塞されている。燃焼器内筒２の先端
と逆流防止板７とは一体的に設けることによって、この
間の隙間をなくし、また燃焼器内筒２の先端部分の強度
を向上させることができる。燃焼器内筒２の先端と逆流
防止板７とは略面一になるよう設定される。尚、図中８
もコーン４の根元部において予混合火炎形成ノズル６と
の周間隙を塞ぐ多数小孔付きの逆流防止板とすることも
できるが、これは特に設けなくても良い。また、他の中
間に逆流防止板（多孔板）を設けることもなくて良い。
（厳密には楕円延長管６ａ）の噴口周縁部と該噴口周縁
部より若干下流側に突出したコーン４の噴口周縁部及び
燃焼器内筒２の開口周縁部との間隙が多数小孔７ａ付き
の逆流防止板７で閉塞されている。燃焼器内筒２の先端
と逆流防止板７とは一体的に設けることによって、この
間の隙間をなくし、また燃焼器内筒２の先端部分の強度
を向上させることができる。燃焼器内筒２の先端と逆流
防止板７とは略面一になるよう設定される。尚、図中８
もコーン４の根元部において予混合火炎形成ノズル６と
の周間隙を塞ぐ多数小孔付きの逆流防止板とすることも
できるが、これは特に設けなくても良い。また、他の中
間に逆流防止板（多孔板）を設けることもなくて良い。
【００１７】このように構成されるため、コーン４の噴
口周縁部から排出される高温の燃焼気体を着火源とし
て、各予混合火炎形成ノズル６の楕円延長管６ａの噴口
周縁部から噴出される予混合気体がより速やかに着火さ
れ、予混合火炎が安定化される。
口周縁部から排出される高温の燃焼気体を着火源とし
て、各予混合火炎形成ノズル６の楕円延長管６ａの噴口
周縁部から噴出される予混合気体がより速やかに着火さ
れ、予混合火炎が安定化される。
【００１８】この際、各楕円延長管６ａの噴口周縁部と
コーン４の噴口周縁部及び燃焼器内筒２の開口周縁部と
の間隙が逆流防止板７で閉塞されているので、高負荷運
転時や負荷変動時等に予混合気体或いは燃焼気体が逆流
することはなく、この逆流により逆火（フラッシュバッ
ク）は回避される。また、燃焼器内筒２と逆流防止板７
とが一体的に構成されるので、強度が数段に向上する。
コーン４の噴口周縁部及び燃焼器内筒２の開口周縁部と
の間隙が逆流防止板７で閉塞されているので、高負荷運
転時や負荷変動時等に予混合気体或いは燃焼気体が逆流
することはなく、この逆流により逆火（フラッシュバッ
ク）は回避される。また、燃焼器内筒２と逆流防止板７
とが一体的に構成されるので、強度が数段に向上する。
【００１９】また、前記逆流防止板７には多数の小孔７
ａが穿設されており、該小孔７ａを空気が流れるので、
従前どおりコーン４や予混合火炎形成ノズル６等燃焼器
の空気冷却が行われる。
ａが穿設されており、該小孔７ａを空気が流れるので、
従前どおりコーン４や予混合火炎形成ノズル６等燃焼器
の空気冷却が行われる。
【００２０】尚、本発明は上記実施例に限定されず、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であるこ
とはいうまでもない。
発明の要旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であるこ
とはいうまでもない。
【００２１】
【発明の効果】以上、実施例に基づいて詳細に説明した
ように、本発明の請求項１に係る発明は、燃焼器内筒の
略中央部に配置されてパイロット燃料と燃焼用空気とが
反応して拡散火炎を形成するコーンと、該コーンの周囲
に複数に分割・配置されてメイン燃料と燃焼用空気との
予混合気体を形成・噴出する予混合火炎形成ノズルとを
備えたガスタービン燃焼器において、前記予混合火炎形
成ノズルの噴口周縁部とコーンの噴口周縁部及び燃焼器
内筒の開口周縁部との間隙を塞ぐ逆流防止板を設けたこ
とを特徴とするので、高負荷運転時や負荷変動時等に予
混合気体或いは燃焼気体が逆流することはなく、この逆
流により逆火（フラッシュバック）は回避され、安定燃
焼が達成できる。
ように、本発明の請求項１に係る発明は、燃焼器内筒の
略中央部に配置されてパイロット燃料と燃焼用空気とが
反応して拡散火炎を形成するコーンと、該コーンの周囲
に複数に分割・配置されてメイン燃料と燃焼用空気との
予混合気体を形成・噴出する予混合火炎形成ノズルとを
備えたガスタービン燃焼器において、前記予混合火炎形
成ノズルの噴口周縁部とコーンの噴口周縁部及び燃焼器
内筒の開口周縁部との間隙を塞ぐ逆流防止板を設けたこ
とを特徴とするので、高負荷運転時や負荷変動時等に予
混合気体或いは燃焼気体が逆流することはなく、この逆
流により逆火（フラッシュバック）は回避され、安定燃
焼が達成できる。
【００２２】本発明の請求項２に係る発明は、燃焼器内
筒と逆流防止板を一体とすることにより、強度を向上さ
せ、また組立て作業が良くなる。更に、請求項３に係る
発明は、前記逆流防止板には、多数の小孔が穿設されて
いることを特徴とするので、該小孔を空気が流れ、従前
どおりコーンや予混合火炎形成ノズル等燃焼器の空気冷
却が行われる。
筒と逆流防止板を一体とすることにより、強度を向上さ
せ、また組立て作業が良くなる。更に、請求項３に係る
発明は、前記逆流防止板には、多数の小孔が穿設されて
いることを特徴とするので、該小孔を空気が流れ、従前
どおりコーンや予混合火炎形成ノズル等燃焼器の空気冷
却が行われる。
【００２３】本発明の請求項４に係る発明は、前記予混
合火炎形成ノズルは楕円延長管を有していることを特徴
とするので、予混合気体の整流作用や流速を高めてより
一層の逆火やＮＯX低減等が図れる。
合火炎形成ノズルは楕円延長管を有していることを特徴
とするので、予混合気体の整流作用や流速を高めてより
一層の逆火やＮＯX低減等が図れる。
【図１】本発明の一実施例を示すガスタービン燃焼器の
正面図である。
正面図である。
【図２】同じく要部側断面図である。
【図３】従来のガスタービン燃焼器の正面図である。
１ 燃焼器外筒 ２ 燃焼器内筒 ３ パイロット燃料ノズル ４ コーン ５ メイン燃料ノズル ６ 予混合火炎形成ノズル ６ａ 楕円延長管 ７ 逆流防止板 ７ａ 小孔 ８ 逆流防止板
Claims (4)
- 【請求項１】 燃焼器内筒の略中央部に配置されてパイ
ロット燃料と燃焼用空気とが反応して拡散火炎を形成す
るコーンと、該コーンの周囲に複数に分割・配置されて
メイン燃料と燃焼用空気との予混合気体を形成・噴出す
る予混合火炎形成ノズルとを備えたガスタービン燃焼器
において、前記予混合火炎形成ノズルの噴口周縁部とコ
ーンの噴口周縁部及び燃焼器内筒の開口周縁部との間隙
を塞ぐ逆流防止板を設けたことを特徴とするガスタービ
ン燃焼器。 - 【請求項２】 前記燃焼器内筒と前記逆流防止板とを一
体的に設けたことを特徴とする請求項１記載のガスター
ビン燃焼器。 - 【請求項３】 前記逆流防止板には、多数の小孔が穿設
されていることを特徴とする請求項１又は２記載のガス
タービン燃焼器。 - 【請求項４】 前記予混合火炎形成ノズルは楕円延長管
を有していることを特徴とする請求項１，２又は３記載
のガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000111556A JP2001296025A (ja) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | ガスタービン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000111556A JP2001296025A (ja) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | ガスタービン燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001296025A true JP2001296025A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=18623865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000111556A Withdrawn JP2001296025A (ja) | 2000-04-13 | 2000-04-13 | ガスタービン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001296025A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111664448A (zh) * | 2019-03-08 | 2020-09-15 | 三菱重工业株式会社 | 燃烧器以及燃烧器阵列 |
-
2000
- 2000-04-13 JP JP2000111556A patent/JP2001296025A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111664448A (zh) * | 2019-03-08 | 2020-09-15 | 三菱重工业株式会社 | 燃烧器以及燃烧器阵列 |
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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: 20070703 |