JP2002155757A - 燃焼器およびその燃焼器を備えたガスタービン - Google Patents
燃焼器およびその燃焼器を備えたガスタービンInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 火炎温度を従来に比べて低下させて、適切に
火炎温度を制御することによってＮＯｘを顕著に減少さ
せることのできる燃焼器およびその燃焼器を備えるガス
タービンを提供すること。 【解決手段】 燃焼器冷却尾筒１００の壁部の少なくと
も一部区間は、複数本のヒートパイプ１０１により構成
されていることを特徴とする。
火炎温度を制御することによってＮＯｘを顕著に減少さ
せることのできる燃焼器およびその燃焼器を備えるガス
タービンを提供すること。 【解決手段】 燃焼器冷却尾筒１００の壁部の少なくと
も一部区間は、複数本のヒートパイプ１０１により構成
されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンおよび
該ガスタービンの燃焼器に関し、さらに詳しくは燃焼器
の燃焼器冷却尾筒に関するものである。
該ガスタービンの燃焼器に関し、さらに詳しくは燃焼器
の燃焼器冷却尾筒に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６に示すように、ガスタービン１０
は、燃焼用空気を圧縮する圧縮機２０と、この圧縮機２
０から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼さ
せ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼器３０と、この燃焼
器３０の下流側に位置し、燃焼器３０を出た燃焼ガスに
より駆動されるタービン部４０とを主たる構成要素とす
るものである。
は、燃焼用空気を圧縮する圧縮機２０と、この圧縮機２
０から送られてきた高圧空気中に燃料を噴射して燃焼さ
せ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼器３０と、この燃焼
器３０の下流側に位置し、燃焼器３０を出た燃焼ガスに
より駆動されるタービン部４０とを主たる構成要素とす
るものである。
【０００３】燃焼器３０は、燃焼器本体３１と、燃焼器
冷却尾筒３２とを主な要素として構成されたものであ
る。燃焼器本体３１の中心部にはパイロットバーナ３３
が設けられており、先端部３３ａより燃料を吹き出して
主として点火用の火炎を形成している。パイロットバー
ナ３３の周囲には複数本の燃料ノズル３４が等間隔に配
置されている。これら燃料ノズル３４の先端からは燃料
が吹き出され、周囲より流入する空気と混合して火炎３
４ａを形成し、高温燃焼ガスが発生される。
冷却尾筒３２とを主な要素として構成されたものであ
る。燃焼器本体３１の中心部にはパイロットバーナ３３
が設けられており、先端部３３ａより燃料を吹き出して
主として点火用の火炎を形成している。パイロットバー
ナ３３の周囲には複数本の燃料ノズル３４が等間隔に配
置されている。これら燃料ノズル３４の先端からは燃料
が吹き出され、周囲より流入する空気と混合して火炎３
４ａを形成し、高温燃焼ガスが発生される。
【０００４】燃焼器冷却尾筒３２は、燃焼器本体３１で
発生した高温燃焼ガスをタービン部４０に導くものであ
る。また図７（ａ）に示すように、燃焼器冷却尾筒３２
には複数の空気導入孔３５を複数列備えた空気冷却手段
３６が設けられている。これら空気導入孔３５は、圧縮
機２０で圧縮された燃焼用空気（高圧空気）の一部を燃
焼器冷却尾筒３２内に導くためのものである。これによ
り空気導入孔３５近傍の燃焼器冷却尾筒３２の内壁が冷
却されている。
発生した高温燃焼ガスをタービン部４０に導くものであ
る。また図７（ａ）に示すように、燃焼器冷却尾筒３２
には複数の空気導入孔３５を複数列備えた空気冷却手段
３６が設けられている。これら空気導入孔３５は、圧縮
機２０で圧縮された燃焼用空気（高圧空気）の一部を燃
焼器冷却尾筒３２内に導くためのものである。これによ
り空気導入孔３５近傍の燃焼器冷却尾筒３２の内壁が冷
却されている。
【０００５】さらに図７（ｂ）に示すように、燃焼器冷
却尾筒３２の上流側には図７（ａ）と同様に複数の空気
導入孔３５を備えた空気冷却手段３６が設けられてい
る。これら空気導入孔３５は、圧縮機２０で圧縮された
燃焼用空気（高圧空気）の一部を燃焼器冷却尾筒３２内
に導くためのものである。これにより空気導入孔３５近
傍の燃焼器冷却尾筒３２の内壁が冷却されている。
却尾筒３２の上流側には図７（ａ）と同様に複数の空気
導入孔３５を備えた空気冷却手段３６が設けられてい
る。これら空気導入孔３５は、圧縮機２０で圧縮された
燃焼用空気（高圧空気）の一部を燃焼器冷却尾筒３２内
に導くためのものである。これにより空気導入孔３５近
傍の燃焼器冷却尾筒３２の内壁が冷却されている。
【０００６】燃焼器冷却尾筒３２の下流側には、蒸気入
口マニホールド３７と蒸気出口マニホールド３８ａ，３
８ｂとを有する蒸気冷却手段３９が設けられている。蒸
気冷却手段３９は、たとえばボイラなど別のプラントで
生成された蒸気により蒸気入口マニホールド３７から蒸
気出口マニホールド３８ａ，３８ｂに向けて蒸気を流
し、この蒸気冷却手段３９が設けられた区間の燃焼器冷
却尾筒３２内の管壁を冷却するものである。
口マニホールド３７と蒸気出口マニホールド３８ａ，３
８ｂとを有する蒸気冷却手段３９が設けられている。蒸
気冷却手段３９は、たとえばボイラなど別のプラントで
生成された蒸気により蒸気入口マニホールド３７から蒸
気出口マニホールド３８ａ，３８ｂに向けて蒸気を流
し、この蒸気冷却手段３９が設けられた区間の燃焼器冷
却尾筒３２内の管壁を冷却するものである。
【０００７】しかし、このような従来の燃焼器冷却尾筒
３２では、空気冷却手段３６によって燃焼用空気の一部
が使用されるため、燃焼器本体３１に流入する燃焼用空
気の量が減少して、火炎温度が上昇してしまうという問
題点があった。
３２では、空気冷却手段３６によって燃焼用空気の一部
が使用されるため、燃焼器本体３１に流入する燃焼用空
気の量が減少して、火炎温度が上昇してしまうという問
題点があった。
【０００８】また、空気冷却手段３６から導入された冷
却用空気により、燃焼器本体３１から送られてきた燃焼
ガスの温度が低下してしまうので、予めこの温度低下分
を見込んで燃焼器本体３１での火炎温度を上昇させてお
く必要があった。
却用空気により、燃焼器本体３１から送られてきた燃焼
ガスの温度が低下してしまうので、予めこの温度低下分
を見込んで燃焼器本体３１での火炎温度を上昇させてお
く必要があった。
【０００９】すなわち、これら火炎温度の上昇によりＮ
Ｏｘ（窒素酸化物）が増加してしまうという問題点があ
った。
Ｏｘ（窒素酸化物）が増加してしまうという問題点があ
った。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の事情に
鑑みてなされたもので、燃焼器冷却尾筒の壁部を冷却す
るために使用していた燃焼用空気量をゼロ、あるいは最
大限減らすことにより燃焼器本体内に流入する燃焼用空
気量を増加させるとともに火炎温度を従来に比べて低下
させて、適切に火炎温度を制御することによってＮＯｘ
を顕著に減少させることのできる燃焼器およびその燃焼
器を備えるガスタービンを提供することを目的とする。
鑑みてなされたもので、燃焼器冷却尾筒の壁部を冷却す
るために使用していた燃焼用空気量をゼロ、あるいは最
大限減らすことにより燃焼器本体内に流入する燃焼用空
気量を増加させるとともに火炎温度を従来に比べて低下
させて、適切に火炎温度を制御することによってＮＯｘ
を顕著に減少させることのできる燃焼器およびその燃焼
器を備えるガスタービンを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の燃焼器では、上
記課題を解決するため、以下の手段を採用した。すなわ
ち、請求項１記載の燃焼器によれば、高圧空気中に燃料
を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼器
本体と、前記高温燃焼ガスをタービン部に導く流路と該
流路を形成する壁部を冷却する冷却手段とを有した燃焼
器冷却尾筒と、を備える燃焼器において、前記冷却手段
は、前記壁部の少なくとも一部区間を構成する複数本の
ヒートパイプにより構成されていることを特徴とする。
この燃焼器においては、燃焼器冷却尾筒の壁部の少なく
とも一部区間が複数本のヒートパイプにより、冷却が行
われることとなる。すなわち、これらヒートパイプによ
り構成された壁部の一部区間は、他の構造部材を介在さ
せることなく壁部を構成しているので、流路を直接的に
冷却することとなる。また、これらヒートパイプにより
流路を直接的に冷却するので、この一部区間に他の冷却
手段を用いる必要がなくなる。
記課題を解決するため、以下の手段を採用した。すなわ
ち、請求項１記載の燃焼器によれば、高圧空気中に燃料
を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させる燃焼器
本体と、前記高温燃焼ガスをタービン部に導く流路と該
流路を形成する壁部を冷却する冷却手段とを有した燃焼
器冷却尾筒と、を備える燃焼器において、前記冷却手段
は、前記壁部の少なくとも一部区間を構成する複数本の
ヒートパイプにより構成されていることを特徴とする。
この燃焼器においては、燃焼器冷却尾筒の壁部の少なく
とも一部区間が複数本のヒートパイプにより、冷却が行
われることとなる。すなわち、これらヒートパイプによ
り構成された壁部の一部区間は、他の構造部材を介在さ
せることなく壁部を構成しているので、流路を直接的に
冷却することとなる。また、これらヒートパイプにより
流路を直接的に冷却するので、この一部区間に他の冷却
手段を用いる必要がなくなる。
【００１２】請求項２記載の燃焼器によれば、高圧空気
中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させ
る燃焼器本体と、前記高温燃焼ガスをタービン部に導く
流路と該流路を形成する壁部を冷却する冷却手段とを有
した燃焼器冷却尾筒と、を備える燃焼器において、前記
冷却手段は、前記壁部の少なくとも一部区間に設けられ
た複数本のヒートパイプにより構成されていることを特
徴とする。この燃焼器においては、燃焼器冷却尾筒を構
成する壁部の少なくとも一部区間に複数本のヒートパイ
プが設けられており、これら複数本のヒートパイプによ
り、冷却が行われることとなる。また、燃焼器冷却尾筒
の壁部にこれらヒートパイプを直接設けるようにしてい
るので、製作が非常に容易となる。さらに、これらヒー
トパイプにより流路を直接的に冷却するので、この一部
区間に他の冷却手段を用いる必要がなくなる。
中に燃料を噴射して燃焼させ、高温燃焼ガスを発生させ
る燃焼器本体と、前記高温燃焼ガスをタービン部に導く
流路と該流路を形成する壁部を冷却する冷却手段とを有
した燃焼器冷却尾筒と、を備える燃焼器において、前記
冷却手段は、前記壁部の少なくとも一部区間に設けられ
た複数本のヒートパイプにより構成されていることを特
徴とする。この燃焼器においては、燃焼器冷却尾筒を構
成する壁部の少なくとも一部区間に複数本のヒートパイ
プが設けられており、これら複数本のヒートパイプによ
り、冷却が行われることとなる。また、燃焼器冷却尾筒
の壁部にこれらヒートパイプを直接設けるようにしてい
るので、製作が非常に容易となる。さらに、これらヒー
トパイプにより流路を直接的に冷却するので、この一部
区間に他の冷却手段を用いる必要がなくなる。
【００１３】請求項３記載の燃焼器によれば、請求項１
または２に記載の燃焼器において、前記複数本のヒート
パイプは、前記流路の長手方向に沿って延在し、かつ前
記流路の周方向に沿って並列配置されたものであること
を特徴とする。この燃焼器においては、複数本のヒート
パイプが流路の長手方向および周方向に沿って並列配置
されているので、これらヒートパイプで形成されている
壁部またはこれらヒートパイプの設けられている燃焼器
冷却尾筒の壁部を効率よくかつ均一に冷却することとな
る。
または２に記載の燃焼器において、前記複数本のヒート
パイプは、前記流路の長手方向に沿って延在し、かつ前
記流路の周方向に沿って並列配置されたものであること
を特徴とする。この燃焼器においては、複数本のヒート
パイプが流路の長手方向および周方向に沿って並列配置
されているので、これらヒートパイプで形成されている
壁部またはこれらヒートパイプの設けられている燃焼器
冷却尾筒の壁部を効率よくかつ均一に冷却することとな
る。
【００１４】請求項４記載の燃焼器によれば、請求項２
に記載の燃焼器において、前記複数本のヒートパイプ
は、前記壁部の内側または外側に配置されていることを
特徴とする。この燃焼器においては、複数本のヒートパ
イプが燃焼器冷却尾筒を形成する壁部を介してこの壁部
の内側または外側に設けられているので、製作・取付・
交換等の作業が非常に容易となる。
に記載の燃焼器において、前記複数本のヒートパイプ
は、前記壁部の内側または外側に配置されていることを
特徴とする。この燃焼器においては、複数本のヒートパ
イプが燃焼器冷却尾筒を形成する壁部を介してこの壁部
の内側または外側に設けられているので、製作・取付・
交換等の作業が非常に容易となる。
【００１５】請求項５記載の燃焼器によれば、請求項１
から４のいずれか１項に記載の燃焼器において、前記複
数本のヒートパイプの、各パイプとパイプの接続部およ
び／またはこれらヒートパイプの肉厚部には少なくとも
１つの空気導入孔が設けられ、該空気導入孔に前記壁部
冷却用の空気が導かれる構成とされていることを特徴と
する。この燃焼器においては、各ヒートパイプとヒート
パイプとを結合する接合部および／またはこれらヒート
パイプの肉厚部に壁部冷却用の空気が通過する空気導入
孔が設けられている。これにより壁部冷却用の空気が空
気導入部を通って流路内に導かれるようになっており、
空気による冷却手段も併用して使用できる構成となって
いる。
から４のいずれか１項に記載の燃焼器において、前記複
数本のヒートパイプの、各パイプとパイプの接続部およ
び／またはこれらヒートパイプの肉厚部には少なくとも
１つの空気導入孔が設けられ、該空気導入孔に前記壁部
冷却用の空気が導かれる構成とされていることを特徴と
する。この燃焼器においては、各ヒートパイプとヒート
パイプとを結合する接合部および／またはこれらヒート
パイプの肉厚部に壁部冷却用の空気が通過する空気導入
孔が設けられている。これにより壁部冷却用の空気が空
気導入部を通って流路内に導かれるようになっており、
空気による冷却手段も併用して使用できる構成となって
いる。
【００１６】請求項６記載の燃焼器によれば、請求項１
から５のいずれか１項に記載の燃焼器において、前記流
路における前記ヒートパイプが設けられた区間以外に、
空気または蒸気などの冷却ガスにより前記壁部を冷却す
るガス冷却手段が設けられた区間を有していることを特
徴とする。この燃焼器においては、ヒートパイプによる
冷却手段のほかに冷却ガスによるガス冷却手段が壁部に
設けられている。これによりヒートパイプが設けられた
区間以外の壁部は空気または蒸気などのガスにより冷却
されるようになっており、空気または蒸気などのガスに
よる冷却手段も併用して使用できる構成となっている。
から５のいずれか１項に記載の燃焼器において、前記流
路における前記ヒートパイプが設けられた区間以外に、
空気または蒸気などの冷却ガスにより前記壁部を冷却す
るガス冷却手段が設けられた区間を有していることを特
徴とする。この燃焼器においては、ヒートパイプによる
冷却手段のほかに冷却ガスによるガス冷却手段が壁部に
設けられている。これによりヒートパイプが設けられた
区間以外の壁部は空気または蒸気などのガスにより冷却
されるようになっており、空気または蒸気などのガスに
よる冷却手段も併用して使用できる構成となっている。
【００１７】請求項７記載のガスタービンによれば、請
求項１から６のいずれか１項に記載の燃焼器と、燃焼用
空気を圧縮して前記燃焼器に送る圧縮機と、前記燃焼器
の下流側に位置し、燃焼器を出た燃焼ガスにより駆動さ
れるタービン部と、を備えてなることを特徴とする。こ
のガスタービンにおいては、燃焼器の燃焼器冷却尾筒の
壁部冷却手段としてヒートパイプが使用されているの
で、従来に比べて壁部冷却用に使用していた空気の量を
完全にゼロとしたり、最大限減らすことになる。
求項１から６のいずれか１項に記載の燃焼器と、燃焼用
空気を圧縮して前記燃焼器に送る圧縮機と、前記燃焼器
の下流側に位置し、燃焼器を出た燃焼ガスにより駆動さ
れるタービン部と、を備えてなることを特徴とする。こ
のガスタービンにおいては、燃焼器の燃焼器冷却尾筒の
壁部冷却手段としてヒートパイプが使用されているの
で、従来に比べて壁部冷却用に使用していた空気の量を
完全にゼロとしたり、最大限減らすことになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。まず、図１は本発明
による燃焼器冷却尾筒１００の全体斜視図である。この
燃焼器冷却尾筒１００は、その壁部全体が流路Ｐの長手
方向および周方向に沿って並列配置された複数本のヒー
トパイプ１０１により構成されたものである。
て、図面を参照しながら説明する。まず、図１は本発明
による燃焼器冷却尾筒１００の全体斜視図である。この
燃焼器冷却尾筒１００は、その壁部全体が流路Ｐの長手
方向および周方向に沿って並列配置された複数本のヒー
トパイプ１０１により構成されたものである。
【００１９】各ヒートパイプ１０１は伝熱促進手段のひ
とつとして公知のものであり、密閉された管内を作動流
体が相変化しながら循環し熱を輸送するものである。本
発明においては、作動流体としてナトリウム（Ｎａ）な
どの使用温度範囲が４００℃〜６００℃のものを使用し
ている。
とつとして公知のものであり、密閉された管内を作動流
体が相変化しながら循環し熱を輸送するものである。本
発明においては、作動流体としてナトリウム（Ｎａ）な
どの使用温度範囲が４００℃〜６００℃のものを使用し
ている。
【００２０】また、この第１実施形態では燃焼器冷却尾
筒１００の前端１０２から後端１０３にわたって、すべ
ての壁部が複数本のヒートパイプ１０１により構成され
ているが、この燃焼器冷却尾筒１００の流路Ｐに沿う、
少なくとも一部区間のみの壁部がこれらヒートパイプ１
０１により構成されているものであっても良い。特に、
燃焼器冷却尾筒１００の前端１０２から所定距離区間の
みの壁部がこれらヒートパイプ１０１により構成されて
いれば有利である。
筒１００の前端１０２から後端１０３にわたって、すべ
ての壁部が複数本のヒートパイプ１０１により構成され
ているが、この燃焼器冷却尾筒１００の流路Ｐに沿う、
少なくとも一部区間のみの壁部がこれらヒートパイプ１
０１により構成されているものであっても良い。特に、
燃焼器冷却尾筒１００の前端１０２から所定距離区間の
みの壁部がこれらヒートパイプ１０１により構成されて
いれば有利である。
【００２１】図２は本発明による第２実施形態を示す燃
焼器冷却尾筒２００の全体斜視図である。この燃焼器冷
却尾筒２００の上流側、すなわち前端２０２から一部区
間内の壁部は複数本のヒートパイプ２０１により構成さ
れている。また、燃焼器冷却尾筒２００の下流側、すな
わちヒートパイプ２０１が設けられた区間以外の区間に
は、図２（ａ）に示すごとく冷却ガスとしての空気によ
る空気冷却手段３６が、また、図２（ｂ）に示すごとく
冷却ガスとしての蒸気により流路Ｐを冷却する蒸気冷却
手段３９が設けられている。この空気冷却手段および蒸
気冷却手段３９については図７に示すものと同じもので
あるのでここではその説明を省略する。
焼器冷却尾筒２００の全体斜視図である。この燃焼器冷
却尾筒２００の上流側、すなわち前端２０２から一部区
間内の壁部は複数本のヒートパイプ２０１により構成さ
れている。また、燃焼器冷却尾筒２００の下流側、すな
わちヒートパイプ２０１が設けられた区間以外の区間に
は、図２（ａ）に示すごとく冷却ガスとしての空気によ
る空気冷却手段３６が、また、図２（ｂ）に示すごとく
冷却ガスとしての蒸気により流路Ｐを冷却する蒸気冷却
手段３９が設けられている。この空気冷却手段および蒸
気冷却手段３９については図７に示すものと同じもので
あるのでここではその説明を省略する。
【００２２】図３は本発明による第３実施形態を示す燃
焼器冷却尾筒３００の全体斜視図である。この燃焼器冷
却尾筒３００は、前述した図２の第２実施形態のヒート
パイプ２０１で構成された壁部に、さらに複数の空気導
入孔３０２を設けたものである。これらヒートパイプ３
０１が設けられた区間以外の区間には、図３（ａ）に示
すごとく冷却ガスとしての空気による空気冷却手段が、
また、図３（ｂ）に示すごとく冷却ガスとしての蒸気に
より流路Ｐを冷却する蒸気冷却手段３９が設けられてい
る。この空気冷却手段および蒸気冷却手段３９について
は図２および図７に示すものと同じものであるのでここ
ではその説明を省略する。
焼器冷却尾筒３００の全体斜視図である。この燃焼器冷
却尾筒３００は、前述した図２の第２実施形態のヒート
パイプ２０１で構成された壁部に、さらに複数の空気導
入孔３０２を設けたものである。これらヒートパイプ３
０１が設けられた区間以外の区間には、図３（ａ）に示
すごとく冷却ガスとしての空気による空気冷却手段が、
また、図３（ｂ）に示すごとく冷却ガスとしての蒸気に
より流路Ｐを冷却する蒸気冷却手段３９が設けられてい
る。この空気冷却手段および蒸気冷却手段３９について
は図２および図７に示すものと同じものであるのでここ
ではその説明を省略する。
【００２３】空気導入孔３０２について、図４を用いて
さらに詳細に説明する。図４（ａ）に示すように、これ
ら空気導入孔３０２は、ろう付けなどによって形成され
た接続部３０３および当接して配置されたヒートパイプ
３０１の肉厚部３０４を貫通して形成されたものであ
る。
さらに詳細に説明する。図４（ａ）に示すように、これ
ら空気導入孔３０２は、ろう付けなどによって形成され
た接続部３０３および当接して配置されたヒートパイプ
３０１の肉厚部３０４を貫通して形成されたものであ
る。
【００２４】また、図４（ｂ）に示すように、これら空
気導入孔３０２は、離間して配置されたヒートパイプ３
０１を結合しているろう付けなどによって形成された接
続部３０３のみを貫通して形成されたものであっても良
い。
気導入孔３０２は、離間して配置されたヒートパイプ３
０１を結合しているろう付けなどによって形成された接
続部３０３のみを貫通して形成されたものであっても良
い。
【００２５】図５（ａ）に示すように、以上述べてきた
３つの実施形態においては、いずれも複数本のヒートパ
イプ１０１，２０１，３０１だけで燃焼器冷却尾筒１０
０，２００，３００の壁部を構成したものを説明してき
た。
３つの実施形態においては、いずれも複数本のヒートパ
イプ１０１，２０１，３０１だけで燃焼器冷却尾筒１０
０，２００，３００の壁部を構成したものを説明してき
た。
【００２６】しかし、本発明はこれら実施形態のみに限
定されるものではなく、図５（ｂ）および図５（ｃ）に
示すように、これら複数本のヒートパイプ１０１，２０
１，３０１を燃焼器冷却尾筒の壁部４００の内側または
外側に取り付けたものであっても良い。
定されるものではなく、図５（ｂ）および図５（ｃ）に
示すように、これら複数本のヒートパイプ１０１，２０
１，３０１を燃焼器冷却尾筒の壁部４００の内側または
外側に取り付けたものであっても良い。
【００２７】また、図面には示していないが、これら複
数のヒートパイプ１０１，２０１，３０１を燃焼器冷却
尾筒の壁部４００の内側および外側の両方に取り付けて
も良い。
数のヒートパイプ１０１，２０１，３０１を燃焼器冷却
尾筒の壁部４００の内側および外側の両方に取り付けて
も良い。
【００２８】さらに、図５（ｂ）および図５（ｃ）のよ
うに構成するとともに空気導入孔３０２を設ける場合に
は、壁部４００の外側から内側に壁部冷却用の空気を導
くことができるように、たとえば空気導入孔３０２と対
応した貫通孔を壁部４００に設けたり、壁部４００とこ
れらヒートパイプ１０１，２０１，３０１との間に壁部
冷却用の空気を導くなどの構成が別途設けられなければ
ならない。
うに構成するとともに空気導入孔３０２を設ける場合に
は、壁部４００の外側から内側に壁部冷却用の空気を導
くことができるように、たとえば空気導入孔３０２と対
応した貫通孔を壁部４００に設けたり、壁部４００とこ
れらヒートパイプ１０１，２０１，３０１との間に壁部
冷却用の空気を導くなどの構成が別途設けられなければ
ならない。
【００２９】さらにまた、図面においてヒートパイプの
前端が上方に位置するとともに後端が下方に位置するも
のを図示しているが、本発明はこれらのものに限定され
るものではなく、これらヒートパイプが水平に位置する
ように構成しても良いし、あるいはこれらヒートパイプ
の前端が下方に位置するとともに後端が上方に位置する
ように構成しても良い。
前端が上方に位置するとともに後端が下方に位置するも
のを図示しているが、本発明はこれらのものに限定され
るものではなく、これらヒートパイプが水平に位置する
ように構成しても良いし、あるいはこれらヒートパイプ
の前端が下方に位置するとともに後端が上方に位置する
ように構成しても良い。
【００３０】
【発明の効果】この発明の燃焼器およびその燃焼器を備
えたガスタービンによれば、以下の効果が得られる。す
なわち、燃焼器冷却尾筒の壁部の冷却が複数本のヒート
パイプにより直接的になされているので、壁部冷却のた
めに燃焼用空気を使用する必要がなくなり、燃焼用空気
量が最大限利用できかつ冷却用の空気により燃焼ガスが
冷やされるおそれがなくなって、それにより火炎温度を
下げることができてＮＯｘを最大限減少させることがで
きるとともに、その他の冷却手段をすべて排除できると
いう効果を奏する。
えたガスタービンによれば、以下の効果が得られる。す
なわち、燃焼器冷却尾筒の壁部の冷却が複数本のヒート
パイプにより直接的になされているので、壁部冷却のた
めに燃焼用空気を使用する必要がなくなり、燃焼用空気
量が最大限利用できかつ冷却用の空気により燃焼ガスが
冷やされるおそれがなくなって、それにより火炎温度を
下げることができてＮＯｘを最大限減少させることがで
きるとともに、その他の冷却手段をすべて排除できると
いう効果を奏する。
【００３１】また、燃焼器冷却尾筒の壁部の冷却が燃焼
器冷却尾筒の壁部に直接設けられた複数本のヒートパイ
プによりなされているので、壁部冷却のために燃焼用空
気を使用する必要がなくなり、燃焼用空気量が最大限利
用できかつ冷却用の空気により燃焼ガスが冷やされるお
それがなくなって、それにより火炎温度を下げることが
できてＮＯｘを最大限減少させることができるととも
に、その他の冷却手段をすべて排除でき、かつ燃焼器冷
却尾筒の壁部にヒートパイプを簡単に取り付けることが
できるので取付作業を能率良くかつ迅速に行えるという
効果を奏する。
器冷却尾筒の壁部に直接設けられた複数本のヒートパイ
プによりなされているので、壁部冷却のために燃焼用空
気を使用する必要がなくなり、燃焼用空気量が最大限利
用できかつ冷却用の空気により燃焼ガスが冷やされるお
それがなくなって、それにより火炎温度を下げることが
できてＮＯｘを最大限減少させることができるととも
に、その他の冷却手段をすべて排除でき、かつ燃焼器冷
却尾筒の壁部にヒートパイプを簡単に取り付けることが
できるので取付作業を能率良くかつ迅速に行えるという
効果を奏する。
【００３２】さらに、複数本のヒートパイプが流路の長
手方向および周方向に沿って並列配置されているので、
ヒートパイプの能力を最大限利用できて、効率よくかつ
均一に熱交換できるという効果を奏する。
手方向および周方向に沿って並列配置されているので、
ヒートパイプの能力を最大限利用できて、効率よくかつ
均一に熱交換できるという効果を奏する。
【００３３】さらにまた、燃焼器冷却尾筒の壁部の内側
または外側にヒートパイプを取り付ける構成となってい
るので、製作・取付・交換等の作業が容易かつ迅速に行
えるという効果を奏する。
または外側にヒートパイプを取り付ける構成となってい
るので、製作・取付・交換等の作業が容易かつ迅速に行
えるという効果を奏する。
【００３４】さらにまた、空気による空気冷却手段のほ
かにヒートパイプによる冷却手段が設けられているの
で、空気冷却手段に導かれる壁部冷却用の空気を最大限
減少させることができて、燃焼用空気量の減少を抑える
ことにより火炎温度を下げることができてＮＯｘを減少
させることができるという効果を奏する。
かにヒートパイプによる冷却手段が設けられているの
で、空気冷却手段に導かれる壁部冷却用の空気を最大限
減少させることができて、燃焼用空気量の減少を抑える
ことにより火炎温度を下げることができてＮＯｘを減少
させることができるという効果を奏する。
【００３５】さらにまた、従来の空気冷却手段の代わり
にヒートパイプによる冷却手段を採用しているので、燃
焼器冷却尾筒の壁部を冷却するために使用していた燃焼
用空気量を最大限減らすことにより燃焼器本体内に流入
する燃焼用空気量を最大限増加させるとともに火炎温度
を低下させることによってＮＯｘを顕著に減少させるこ
とができるという効果を奏する。
にヒートパイプによる冷却手段を採用しているので、燃
焼器冷却尾筒の壁部を冷却するために使用していた燃焼
用空気量を最大限減らすことにより燃焼器本体内に流入
する燃焼用空気量を最大限増加させるとともに火炎温度
を低下させることによってＮＯｘを顕著に減少させるこ
とができるという効果を奏する。
【００３６】さらにまた、本発明によるガスタービン
は、燃焼器の燃焼器冷却尾筒の冷却手段にヒートパイプ
による冷却手段を採用しているので、燃焼器冷却尾筒の
壁部を冷却するために使用していた燃焼用空気量をゼ
ロ、あるいは最大限減らすことにより燃焼器本体内に流
入する燃焼用空気量を増加させるとともに火炎温度を低
下させることによってＮＯｘを顕著に減少させることの
できるという効果を奏する。
は、燃焼器の燃焼器冷却尾筒の冷却手段にヒートパイプ
による冷却手段を採用しているので、燃焼器冷却尾筒の
壁部を冷却するために使用していた燃焼用空気量をゼ
ロ、あるいは最大限減らすことにより燃焼器本体内に流
入する燃焼用空気量を増加させるとともに火炎温度を低
下させることによってＮＯｘを顕著に減少させることの
できるという効果を奏する。
【図１】 本発明による第１実施形態を示す図であっ
て、壁部全体が複数本のヒートパイプにより構成された
燃焼器冷却尾筒の全体斜視図である。
て、壁部全体が複数本のヒートパイプにより構成された
燃焼器冷却尾筒の全体斜視図である。
【図２】 本発明による第２実施形態を示す図であっ
て、（ａ）は壁部の前端から一部区間が複数本のヒート
パイプにより構成されるとともに、それ以外の区間に空
気により壁部を冷却する空気冷却手段が設けられた燃焼
器冷却尾筒の全体斜視図、（ｂ）は壁部の前端から一部
区間が複数本のヒートパイプにより構成されるととも
に、それ以外の区間に蒸気により壁部を冷却する蒸気冷
却手段が設けられた燃焼器冷却尾筒の全体斜視図であ
る。
て、（ａ）は壁部の前端から一部区間が複数本のヒート
パイプにより構成されるとともに、それ以外の区間に空
気により壁部を冷却する空気冷却手段が設けられた燃焼
器冷却尾筒の全体斜視図、（ｂ）は壁部の前端から一部
区間が複数本のヒートパイプにより構成されるととも
に、それ以外の区間に蒸気により壁部を冷却する蒸気冷
却手段が設けられた燃焼器冷却尾筒の全体斜視図であ
る。
【図３】 本発明による第３実施形態を示す図であっ
て、（ａ）は図２の複数本のヒートパイプの、パイプと
パイプの間に空気導入孔が設けられるとともにヒートパ
イプにより構成された以外の区間に空気により壁部を冷
却する空気冷却手段が設けられた燃焼器冷却尾筒の全体
斜視図、（ｂ）は図２の複数本のヒートパイプの、パイ
プとパイプの間に空気導入孔が設けられるとともにヒー
トパイプにより構成された以外の区間に蒸気により壁部
を冷却する蒸気冷却手段が設けられた燃焼器冷却尾筒の
全体斜視図である。
て、（ａ）は図２の複数本のヒートパイプの、パイプと
パイプの間に空気導入孔が設けられるとともにヒートパ
イプにより構成された以外の区間に空気により壁部を冷
却する空気冷却手段が設けられた燃焼器冷却尾筒の全体
斜視図、（ｂ）は図２の複数本のヒートパイプの、パイ
プとパイプの間に空気導入孔が設けられるとともにヒー
トパイプにより構成された以外の区間に蒸気により壁部
を冷却する蒸気冷却手段が設けられた燃焼器冷却尾筒の
全体斜視図である。
【図４】 図３の隣り合う一組のヒートパイプとこれら
ヒートパイプの間に形成された空気導入孔を示す断面図
であって、（ａ）は接合部およびヒートパイプ肉厚部に
空気導入孔が形成された図、（ｂ）は接合部に空気導入
孔が形成された図である。
ヒートパイプの間に形成された空気導入孔を示す断面図
であって、（ａ）は接合部およびヒートパイプ肉厚部に
空気導入孔が形成された図、（ｂ）は接合部に空気導入
孔が形成された図である。
【図５】 図１の矢印Ａ方向から眺めた概略正面図であ
って、（ａ）は燃焼器冷却尾筒の壁部が複数本のヒート
パイプのみによって構成された図、（ｂ）は燃焼器冷却
尾筒の壁部の内側に複数本のヒートパイプが設けられた
図、（ｃ）は燃焼器冷却尾筒の壁部の外側に複数本のヒ
ートパイプが設けられた図である。
って、（ａ）は燃焼器冷却尾筒の壁部が複数本のヒート
パイプのみによって構成された図、（ｂ）は燃焼器冷却
尾筒の壁部の内側に複数本のヒートパイプが設けられた
図、（ｃ）は燃焼器冷却尾筒の壁部の外側に複数本のヒ
ートパイプが設けられた図である。
【図６】 従来のガスタービンを示す概略構成図であ
る。
る。
【図７】 図６の燃焼器冷却尾筒の全体斜視図であっ
て、（ａ）は複数列の空気導入孔を備えた空気冷却手段
を有する構成、（ｂ）は上流側に空気冷却手段下流側に
蒸気冷却手段を有する構成を示す図である。
て、（ａ）は複数列の空気導入孔を備えた空気冷却手段
を有する構成、（ｂ）は上流側に空気冷却手段下流側に
蒸気冷却手段を有する構成を示す図である。
１０ ガスタービン ２０ 圧縮機 ３０ 燃焼器 ３１ 燃焼器本体 ３２ 燃焼器冷却尾筒 ３５ 空気導入孔 ３９ 蒸気冷却手段 ４０ タービン部 １００ 燃焼器冷却尾筒 １０１ ヒートパイプ ２００ 燃焼器冷却尾筒 ２０１ ヒートパイプ ３００ 燃焼器冷却尾筒 ３０１ ヒートパイプ ３０２ 空気導入孔 ３０３ 接続部 ３０４ 肉厚部 ４００ 壁部 Ｐ 流路
Claims (7)
- 【請求項１】 高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、
高温燃焼ガスを発生させる燃焼器本体と、 前記高温燃焼ガスをタービン部に導く流路と該流路を形
成する壁部を冷却する冷却手段とを有した燃焼器冷却尾
筒と、を備える燃焼器において、 前記冷却手段は、前記壁部の少なくとも一部区間を構成
する複数本のヒートパイプにより構成されていることを
特徴とする燃焼器。 - 【請求項２】 高圧空気中に燃料を噴射して燃焼させ、
高温燃焼ガスを発生させる燃焼器本体と、 前記高温燃焼ガスをタービン部に導く流路と該流路を形
成する壁部を冷却する冷却手段とを有した燃焼器冷却尾
筒と、を備える燃焼器において、 前記冷却手段は、前記壁部の少なくとも一部区間に設け
られた複数本のヒートパイプにより構成されていること
を特徴とする燃焼器。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の燃焼器におい
て、 前記複数本のヒートパイプは、前記流路の長手方向に沿
って延在し、かつ前記流路の周方向に沿って並列配置さ
れたものであることを特徴とする燃焼器。 - 【請求項４】 請求項２に記載の燃焼器において、 前記複数本のヒートパイプは、前記壁部の内側または外
側に配置されていることを特徴とする燃焼器。 - 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
燃焼器において、 前記複数本のヒートパイプの、各パイプとパイプの接続
部および／またはこれらヒートパイプの肉厚部には少な
くとも１つの空気導入孔が設けられ、該空気導入孔に前
記壁部冷却用の空気が導かれる構成とされていることを
特徴とする燃焼器。 - 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１項に記載の
燃焼器において、 前記流路における前記ヒートパイプが設けられた区間以
外に、冷却ガスにより前記壁部を冷却するガス冷却手段
が設けられた区間を有していることを特徴とする燃焼
器。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれか１項に記載の
燃焼器と、燃焼用空気を圧縮して前記燃焼器に送る圧縮
機と、前記燃焼器の下流側に位置し、燃焼器を出た燃焼
ガスにより駆動されるタービン部と、を備えてなること
を特徴とするガスタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000351026A JP2002155757A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 燃焼器およびその燃焼器を備えたガスタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000351026A JP2002155757A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 燃焼器およびその燃焼器を備えたガスタービン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002155757A true JP2002155757A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18824152
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000351026A Withdrawn JP2002155757A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 燃焼器およびその燃焼器を備えたガスタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002155757A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006102761A1 (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-05 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fuel conveying member with heat pipe |
| WO2009041436A1 (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ガスタービン燃焼器 |
-
2000
- 2000-11-17 JP JP2000351026A patent/JP2002155757A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006102761A1 (en) * | 2005-04-01 | 2006-10-05 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Fuel conveying member with heat pipe |
| WO2009041436A1 (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-02 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | ガスタービン燃焼器 |
| JP2009079484A (ja) * | 2007-09-25 | 2009-04-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器 |
| KR101133487B1 (ko) | 2007-09-25 | 2012-04-10 | 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 | 가스 터빈 연소기 |
| EP2187021A4 (en) * | 2007-09-25 | 2015-03-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | GAS TURBINE COMBUSTION CHAMBER |
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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: 20080205 |