JP2002162036A - Combustor - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼温度の異なる
複数種類の燃料を用いるガスタービン燃焼器等の燃焼器
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustor such as a gas turbine combustor using a plurality of types of fuels having different combustion temperatures.
【従来の技術】一般に、ガスタービンは、圧縮機、燃焼
器及びタービンを主な構成要素としており、圧縮機とタ
ービンとは互いに主軸で直結されている。圧縮機の吐出
口には燃焼器が接続されており、圧縮機から吐出された
作動流体は、燃焼器によって所定のタービン入口温度ま
で加熱される。タービンに供給された高温高圧の作動流
体は、ケーシング内において静翼及び主軸側に取り付け
られた動翼の間を通過して膨張し、これにより主軸が回
転して出力が得られる。ガスタービンの場合、圧縮機の
消費動力を引いた軸出力が得られるので、主軸の他端に
発電器などを接続することで駆動源として利用すること
ができる。2. Description of the Related Art In general, a gas turbine mainly comprises a compressor, a combustor and a turbine, and the compressor and the turbine are directly connected to each other by a main shaft. A combustor is connected to a discharge port of the compressor, and the working fluid discharged from the compressor is heated by the combustor to a predetermined turbine inlet temperature. The high-temperature, high-pressure working fluid supplied to the turbine passes through the space between the stationary blade and the moving blade attached to the main shaft in the casing and expands, whereby the main shaft rotates to obtain an output. In the case of a gas turbine, a shaft output obtained by subtracting the power consumed by the compressor is obtained, so that it can be used as a drive source by connecting a generator or the like to the other end of the main shaft.
【0002】ここで、燃焼器の概略構造を説明する。図
6において、符号10は、燃焼器である。この燃焼器1
0は、燃焼筒11の軸中心に沿って予混合ノズル12を
設置したものである。予混合ノズル12は、中央部にパ
イロットバーナ13が配置され、このパイロットバーナ
13の周囲を取り囲むようにして、複数のメインバーナ
1が等ピッチで配設されている。従って、パイロットバ
ーナ13の中心軸は、燃焼筒11の中心軸と一致して
る。Here, a schematic structure of the combustor will be described. In FIG. 6, reference numeral 10 denotes a combustor. This combustor 1
Numeral 0 indicates that the premix nozzle 12 is installed along the axial center of the combustion cylinder 11. The premixing nozzle 12 has a pilot burner 13 arranged at the center thereof, and a plurality of main burners 1 arranged at an equal pitch so as to surround the pilot burner 13. Therefore, the central axis of the pilot burner 13 coincides with the central axis of the combustion cylinder 11.
【0003】予混合ノズル12のパイロットバーナ13
には、パイロット燃料管14から燃料が送り込まれるよ
うになっており、このパイロットバーナ13の先端部の
パイロット燃料ノズル14aから噴出されるパイロット
燃料が、旋回流となった空気流を燃焼空気として、燃焼
筒11内の燃焼室10a内で燃焼する。こうして形成さ
れたパイロットバーナ13の火炎は、後述するメインバ
ーナ1の火種として用いられる。The pilot burner 13 of the premix nozzle 12
Is supplied with fuel from a pilot fuel pipe 14, and the pilot fuel ejected from a pilot fuel nozzle 14 a at the tip of the pilot burner 13 converts the swirling air flow into combustion air. It burns in the combustion chamber 10a in the combustion cylinder 11. The flame of the pilot burner 13 formed in this manner is used as a fire for the main burner 1 described later.
【0004】このような予混合ノズル12のメインバー
ナ1は、図示略の燃料供給源に接続されたメイン燃料供
給管2と、該メイン燃料供給管2の外周部を通過する空
気流に旋回を与えるメインスワーラ5とを具備して構成
される。このメインバーナ1は、メイン燃料供給管2を
通って導入された燃料を燃料噴出口から空気流中に噴出
させ、燃料と空気流とを予混合して予混合気を形成す
る。この予混合気は、各メインバーナ1から旋回流とな
ってパイロットバーナ13の周囲に流出し、前述したパ
イロットバーナ13の火炎を火種として燃焼する。[0004] The main burner 1 of the premix nozzle 12 is swirled by a main fuel supply pipe 2 connected to a fuel supply source (not shown) and an air flow passing through the outer periphery of the main fuel supply pipe 2. And a main swirler 5 to be provided. The main burner 1 ejects the fuel introduced through the main fuel supply pipe 2 into the air flow from the fuel outlet, and premixes the fuel and the air flow to form a premixed gas. This premixed gas flows from each main burner 1 as a swirling flow around the pilot burner 13 and burns using the flame of the pilot burner 13 as a fire.
【0005】また、上記の燃焼器10の燃焼室10aを
形成する燃焼筒11は、外周側の空気を冷却空気として
内面に沿って送り込むため流路を有するプレートフィン
が用いられており、このプレートフィンから形成された
燃焼室10a内にて燃焼が行われてその燃焼ガスが旋回
流となって下流側へ送り込まれるようになっている。The combustion cylinder 11 forming the combustion chamber 10a of the combustor 10 uses a plate fin having a flow path for sending air on the outer peripheral side as cooling air along the inner surface. The combustion is performed in the combustion chamber 10a formed of the fins, and the combustion gas is sent to the downstream side as a swirling flow.
【0006】そして、燃焼器10では、上流側の圧縮機
20から送り込まれた空気と、パイロットバーナ13の
パイロット燃料ノズル14aから噴出される燃料とが混
合されて点火用の火炎が発生され、また、圧縮機20か
らの空気とメインバーナ1の先端から噴出される燃料と
が混合されてパイロットバーナ13の火炎によって点火
して火炎を形成し、燃焼室10a内に燃焼ガスを発生さ
せ、静翼21及び動翼22が設けられたガスタービン燃
焼ガス通路へ高温燃焼ガスを送り込み、動翼22を有す
るタービン23を回転させるようになっている。[0006] In the combustor 10, air sent from the compressor 20 on the upstream side and fuel ejected from the pilot fuel nozzle 14 a of the pilot burner 13 are mixed to generate an ignition flame. The air from the compressor 20 and the fuel injected from the tip of the main burner 1 are mixed and ignited by the flame of the pilot burner 13 to form a flame, generate combustion gas in the combustion chamber 10a, The high-temperature combustion gas is sent into a gas turbine combustion gas passage provided with the rotating blades 21 and the rotating blades 22 to rotate the turbine 23 having the rotating blades 22.
【0007】また、上記の燃焼器10の燃焼室10aを
形成する燃焼筒11としては、図7に示すように、フィ
ルム冷却を行うためのプレートフィン31が用いられて
いる。このプレートフィン31は、その内部に、軸方向
へ沿って形成された複数の冷却流路32を有するもの
で、外周側及び内周側には、冷却流路32と連通する冷
却空気取入孔33及び冷却空気流出孔34が形成されて
いる。Further, as shown in FIG. 7, a plate fin 31 for cooling a film is used as the combustion cylinder 11 forming the combustion chamber 10a of the combustor 10. The plate fin 31 has a plurality of cooling passages 32 formed therein along the axial direction, and has cooling air intake holes communicating with the cooling passages 32 on the outer peripheral side and the inner peripheral side. 33 and cooling air outflow holes 34 are formed.
【0008】そして、上記プレートフィン31によって
燃焼室10aが構成された燃焼器10によれば、燃焼時
に、圧縮機20からの空気が冷却空気として冷却空気取
入孔33からプレートフィン31の冷却流路32内に流
れ込み、この冷却流路32内を流れた後、冷却空気流出
孔34から燃焼室10a内へ流出し、プレートフィン3
1の内面に沿う空気フィルムを形成する。According to the combustor 10 in which the combustion chamber 10a is constituted by the plate fins 31, the air from the compressor 20 is used as cooling air during cooling to cool the plate fins 31 through the cooling air intake holes 33. After flowing into the passage 32 and flowing through the cooling passage 32, it flows out of the cooling air outflow hole 34 into the combustion chamber 10 a,
1 to form an air film along the inner surface.
【0009】つまり、冷却流路32内を流れる際に、燃
焼筒11を対流冷却し、その後、プレートフィン31の
内面に沿う空気フィルムを形成してフィルム冷却し、燃
焼室10aを構成する燃焼筒11の焼損を防止するよう
になっている。このように、燃焼室10aを構成する燃
焼筒11として、上記プレートフィン31を用いること
により、対流冷却及びフィルム冷却によって燃焼筒11
の焼損が防止されるようになっている。That is, when flowing through the cooling passage 32, the combustion tube 11 is convectively cooled, and thereafter, an air film is formed along the inner surface of the plate fin 31 to cool the film, thereby forming the combustion tube 10a constituting the combustion chamber 10a. 11 is prevented from burning. As described above, by using the plate fins 31 as the combustion cylinders 11 constituting the combustion chamber 10a, the combustion cylinders 11 are formed by convection cooling and film cooling.
Is prevented from burning.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記のような燃焼器1
0としては、燃焼用の燃料として、ガスあるいは油を用
いるデュアル焚き燃焼器が知られている。つまり、この
デュアル焚き燃焼器は、メインバーナ1及びパイロット
バーナ13として、ガス燃料噴出口及び液体燃料噴出口
を備えたデュアル燃料焚き用バーナを備え、一つの燃焼
器10によってガス燃料あるいは液体燃料のいずれかを
燃焼させることができるようになっている。ところで、
ガス燃料と液体燃料とは、その燃焼温度が異なるため、
プレートフィン31による燃焼筒11の冷却空気の配分
は、燃焼温度の高い液体燃料の燃焼時を基準として設定
されるが、このように、燃焼温度の高い液体燃料の燃焼
時を基準として冷却性能を設定すると、ガス燃料による
燃焼時には、過冷却となってしまい燃焼効率の低下を招
いてしまったり、あるいは、冷却のために多くの空気が
使用されるため、燃焼用空気が制限されて、低NOx化
に限界が生じてしまうことがあった。SUMMARY OF THE INVENTION A combustor 1 as described above
As 0, a dual-fired combustor using gas or oil as a fuel for combustion is known. In other words, this dual-burning combustor includes a dual-fuel-burning burner having a gas fuel ejection port and a liquid fuel ejection port as the main burner 1 and the pilot burner 13, and one combustor 10 is used for gas fuel or liquid fuel. Either can be burned. by the way,
Since gas fuel and liquid fuel have different combustion temperatures,
The distribution of the cooling air of the combustion cylinder 11 by the plate fins 31 is set on the basis of the combustion of the liquid fuel having a high combustion temperature. In this manner, the cooling performance is determined on the basis of the combustion of the liquid fuel having a high combustion temperature. If it is set, at the time of combustion with gaseous fuel, it becomes supercooled and causes a decrease in combustion efficiency, or because a large amount of air is used for cooling, combustion air is restricted and low NOx In some cases, the conversion was limited.
【0011】この発明は、上記事情に鑑みてなされたも
ので、ガス燃料や液体燃料などのように燃焼温度の異な
る複数種類の燃料を用いても良好な燃焼効率を確保する
ことができ、しかも、燃焼用空気の制限をなくして低公
害の燃焼が可能な燃焼器を提供することを目的としてい
る。The present invention has been made in view of the above circumstances, and good combustion efficiency can be ensured even when a plurality of types of fuels having different combustion temperatures such as gas fuel and liquid fuel are used. It is another object of the present invention to provide a combustor capable of performing low-pollution combustion by eliminating restrictions on combustion air.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1記載の燃焼器は、燃焼温度の異なる複数種
類の燃料を空気と混合させて燃焼させるバーナと、この
バーナから燃焼ガスが送り込まれる筒状の燃焼室とを有
する燃焼器であって、前記燃焼室を形成する燃焼筒は、
外周側の空気を冷却空気として内面に沿って送り込んで
空気フィルムを形成することによりフィルム冷却を行う
プレートフィンから形成され、該プレートフィンによっ
て形成された燃焼筒には、その外周に隙間をあけて設け
られた外筒によって冷却空気取入空間部が形成され、前
記外筒には、前記冷却空気取入空間部と連通し、圧縮機
から送り込まれた外周側の空気を前記冷却空気取入空間
部へ導く空気取入口が形成され、該空気取入口には、そ
の開度を調整する流量調整弁が設けられていることを特
徴としている。According to one aspect of the present invention, there is provided a burner for mixing a plurality of types of fuels having different combustion temperatures with air to burn, and a combustion gas from the burner. And a combustion chamber having a cylindrical combustion chamber into which the combustion chamber is fed.
It is formed from plate fins that perform film cooling by sending air on the outer peripheral side as cooling air along the inner surface to form an air film, and a combustion cylinder formed by the plate fins has a gap on its outer periphery. A cooling air intake space is formed by the provided outer cylinder, and the outer cylinder communicates with the cooling air intake space, and the outer peripheral air sent from the compressor is supplied to the cooling air intake space. An air intake is formed to guide the air intake to the air inlet, and the air intake is provided with a flow control valve for adjusting the opening of the air intake.
【0013】このように、流量調整弁により空気取入口
の開度を調整することにより、燃焼筒の外周側に形成さ
れた冷却空気取入空間部への空気の取り入れ量を調整し
て、燃焼室の内面におけるフィルム冷却を行う冷却空気
の量を調整することができる。これにより、燃焼温度の
異なる各種の燃料を燃焼させる際に、その燃焼温度に応
じて燃焼室の冷却性能を調整することができ、燃焼温度
が低い燃料の燃焼時における過冷却による燃焼効率の低
下や冷却のために多くの空気を使用して、燃焼用空気が
制限されて、低NOx化に限界を生じてしまうような不
具合を解消させることができる。As described above, by adjusting the opening of the air intake by the flow control valve, the amount of air taken into the cooling air intake space formed on the outer peripheral side of the combustion cylinder is adjusted, and the combustion is controlled. The amount of cooling air for performing film cooling on the inner surface of the chamber can be adjusted. As a result, when burning various fuels having different combustion temperatures, the cooling performance of the combustion chamber can be adjusted in accordance with the combustion temperature, and the combustion efficiency decreases due to supercooling during combustion of the fuel having a low combustion temperature. It is possible to solve the problem that a large amount of air is used for cooling or cooling, and the air for combustion is restricted, which limits the reduction of NOx.
【0014】請求項2記載の燃焼器は、燃焼温度の異な
る複数種類の燃料を空気と混合させて燃焼させるバーナ
と、このバーナから燃焼ガスが送り込まれる筒状の燃焼
室とを有する燃焼器であって、前記燃焼室を形成する燃
焼筒は、外周側の空気を冷却空気として内面に沿って送
り込んで空気フィルムを形成することによりフィルム冷
却を行うプレートフィンから形成され、該プレートフィ
ンによって形成された燃焼筒には、その外周に隙間をあ
けて設けられた外筒によって冷却空気取入空間部が形成
され、前記外筒には、前記空気取入空間部と連通し、圧
縮機からの空気を前記冷却空気取入空間部へ導く空気供
給管が接続され、該空気供給管には、その流路の開度を
調整する流量調整弁が設けられていることを特徴として
いる。According to a second aspect of the present invention, there is provided a combustor having a burner for mixing and burning a plurality of types of fuels having different combustion temperatures with air, and a cylindrical combustion chamber into which combustion gas is sent from the burner. The combustion cylinder forming the combustion chamber is formed of plate fins that perform film cooling by feeding air on the outer peripheral side as cooling air along the inner surface to form an air film, and is formed by the plate fins. In the combustion cylinder, a cooling air intake space is formed by an outer cylinder provided with a gap on the outer periphery thereof, and the outer cylinder communicates with the air intake space, and air from the compressor is provided. Is connected to the cooling air intake space, and the air supply pipe is provided with a flow control valve for adjusting the degree of opening of the flow path.
【0015】すなわち、流量調整弁により空気供給管の
流路の開度を調整することにより、燃焼筒の外周側に形
成された冷却空気取入空間部への空気の送り込み量を調
整して、燃焼室の内面におけるフィルム冷却を行う冷却
空気の量を調整することができる。これにより、燃焼温
度の異なる各種の燃料を燃焼させる際に、その燃焼温度
に応じて燃焼室の冷却性能を調整することができ、燃焼
温度が低い燃料の燃焼時における過冷却による燃焼効率
の低下や冷却のために多くの空気を使用して、燃焼用空
気が制限されて、低NOx化に限界を生じてしまうよう
な不具合を解消させることができる。That is, by adjusting the opening of the flow path of the air supply pipe by the flow control valve, the amount of air supplied to the cooling air intake space formed on the outer peripheral side of the combustion cylinder is adjusted. The amount of cooling air for performing film cooling on the inner surface of the combustion chamber can be adjusted. As a result, when burning various fuels having different combustion temperatures, the cooling performance of the combustion chamber can be adjusted in accordance with the combustion temperature, and the combustion efficiency decreases due to supercooling during combustion of the fuel having a low combustion temperature. It is possible to solve the problem that a large amount of air is used for cooling or cooling, and the air for combustion is restricted, which limits the reduction of NOx.
【0016】請求項3記載の燃焼器は、請求項2記載の
燃焼器において、前記空気供給管の内部を流れる空気を
冷却する冷却器が設けられていることを特徴としてい
る。According to a third aspect of the present invention, there is provided the combustor according to the second aspect, further comprising a cooler for cooling air flowing inside the air supply pipe.
【0017】つまり、冷却空気取入空間部へ空気を導く
空気供給管に冷却器を設けたので、冷却空気取入空間部
へ供給する冷却空気の温度を予め下げることができ、こ
れにより、冷却に必要な空気の流量を抑えることがで
き、さらなるNOxの低減効果を図ることができる。That is, since the cooler is provided in the air supply pipe for guiding the air to the cooling air intake space, the temperature of the cooling air to be supplied to the cooling air intake space can be reduced in advance. The flow rate of air required for the above can be suppressed, and the effect of further reducing NOx can be achieved.
【0018】請求項4記載の燃焼器は、請求項2または
請求項3記載の燃焼器において、前記空気供給管の内部
を流れる空気の流量を計測する流量計が設けられ、該流
量計による流量の計測結果に基づいて前記流量調整弁が
制御されることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the combustor according to the second or third aspect, further comprising a flow meter for measuring a flow rate of the air flowing inside the air supply pipe. The flow control valve is controlled based on the measurement result of (1).
【0019】つまり、冷却空気取入空間部へ空気を導く
空気供給管に流量計を設け、この流量計による流量の計
測結果に基づいて流量調整弁を制御して冷却空気取入空
間部への空気の送り込み量を的確に調整することができ
る。That is, a flow meter is provided in an air supply pipe for guiding air to the cooling air intake space, and a flow control valve is controlled based on the flow rate measurement result by the flow meter to control the flow to the cooling air intake space. The amount of air supply can be adjusted accurately.
【0020】請求項5記載の燃焼器は、請求項2〜4の
いずれか1項記載の燃焼器において、前記空気供給管の
内部を流れる空気を加圧して送り出すコンプレッサが設
けられていることを特徴としている。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the combustor according to any one of the second to fourth aspects, further comprising a compressor for pressurizing and sending air flowing through the air supply pipe. Features.
【0021】すなわち、冷却空気取入空間部へ空気を導
く空気供給管にコンプレッサを設けたので、冷却空気取
入空間部へ冷却空気を加圧して送り込むことができ、燃
焼室へ冷却空気を確実に送り出すことができる。That is, since the compressor is provided in the air supply pipe for guiding the air to the cooling air intake space, the cooling air can be pressurized and sent to the cooling air intake space, and the cooling air can be reliably supplied to the combustion chamber. Can be sent to
【0022】請求項6記載の燃焼器は、燃焼温度の異な
る複数種類の燃料を空気と混合させて燃焼させるバーナ
と、このバーナから燃焼ガスが送り込まれる筒状の燃焼
室とを有する燃焼器であって、前記燃焼室を形成する燃
焼筒は、外周側の空気を冷却空気として内面に沿って送
り込んで空気フィルムを形成することによりフィルム冷
却を行うプレートフィンから形成され、該プレートフィ
ンによって形成された燃焼筒には、その外周に隙間をあ
けて設けられた外筒によって冷却空気取入空間部が形成
され、前記燃焼室内と連通し、圧縮機から送り込まれた
外周側の空気を燃焼室内へ導くバイパス管と、該バイパ
ス管の端部に設けられてその開度を調整するバイパス弁
とを有し、前記バイパス管には、前記空気取入空間部と
連通する空気供給路が形成され、前記バイパス弁は、前
記空気供給路の流路の開度を調整する流量調整弁とされ
ていることを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a combustor having a burner for mixing and burning a plurality of types of fuels having different combustion temperatures with air, and a cylindrical combustion chamber into which combustion gas is fed from the burner. The combustion cylinder forming the combustion chamber is formed of plate fins that perform film cooling by feeding air on the outer peripheral side as cooling air along the inner surface to form an air film, and is formed by the plate fins. In the combustion cylinder, a cooling air intake space is formed by an outer cylinder provided with a gap on the outer periphery thereof, and communicates with the combustion chamber, and air on the outer peripheral side sent from the compressor is introduced into the combustion chamber. A bypass pipe provided at an end of the bypass pipe for adjusting an opening degree of the bypass pipe, and the bypass pipe is provided with an air supply communicating with the air intake space. There is formed, the bypass valve is characterized in that there is a flow control valve that adjusts the opening degree of the flow path of the air supply passage.
【0023】つまり、バイパス弁からなる流量調整弁に
より空気供給路の開度を調整することにより、燃焼筒の
外周側に形成された冷却空気取入空間部への空気の送り
込み量を調整して、燃焼室の内面におけるフィルム冷却
を行う冷却空気の量を調整することができる。これによ
り、燃焼温度の異なる各種の燃料を燃焼させる際に、そ
の燃焼温度に応じて燃焼室の冷却性能を調整することが
でき、燃焼温度が低い燃料の燃焼時における過冷却によ
る燃焼効率の低下や冷却のために多くの空気を使用し
て、燃焼用空気が制限されて、低NOx化に限界を生じ
てしまうような不具合を解消させることができる。ま
た、バイパス弁によってバイパス管を開閉させることに
より、燃焼室内における燃焼状態に応じてバイパス管を
介して直接導入することができ、良好な燃焼効率を得る
ことができる。That is, by adjusting the opening degree of the air supply passage by the flow control valve comprising the bypass valve, the amount of air supplied to the cooling air intake space formed on the outer peripheral side of the combustion cylinder is adjusted. The amount of cooling air for performing film cooling on the inner surface of the combustion chamber can be adjusted. As a result, when burning various fuels having different combustion temperatures, the cooling performance of the combustion chamber can be adjusted in accordance with the combustion temperature, and the combustion efficiency decreases due to supercooling during combustion of the fuel having a low combustion temperature. It is possible to solve the problem that a large amount of air is used for cooling or cooling, and the air for combustion is restricted, which limits the reduction of NOx. In addition, by opening and closing the bypass pipe by the bypass valve, the gas can be directly introduced through the bypass pipe according to the combustion state in the combustion chamber, and good combustion efficiency can be obtained.
【0024】請求項7記載の燃焼器は、請求項1〜6の
いずれか1項記載の燃焼器において、前記燃焼室内の温
度を検出する温度センサと、該温度センサからの検出結
果に基づいて、前記流量調整弁を制御して前記冷却空気
取入空間部への空気の供給量を調整する制御装置とを有
することを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided the combustor according to any one of the first to sixth aspects, wherein the temperature sensor detects a temperature in the combustion chamber and a detection result from the temperature sensor. And a control device for controlling the flow control valve to adjust the supply amount of air to the cooling air intake space.
【0025】このように、燃焼室内の温度を検出する温
度センサからの検出結果に基づいて、制御装置が流量調
整弁を制御するものであるので、燃焼筒の外周側に形成
された冷却空気取入空間部への空気の送り込み量を、燃
焼温度に応じて的確に調整して、燃焼室の内面における
フィルム冷却を行う冷却空気の量を調整することができ
る。As described above, since the control device controls the flow regulating valve based on the detection result from the temperature sensor for detecting the temperature in the combustion chamber, the cooling air intake formed on the outer peripheral side of the combustion cylinder is controlled. By properly adjusting the amount of air sent into the entrance space in accordance with the combustion temperature, the amount of cooling air for performing film cooling on the inner surface of the combustion chamber can be adjusted.
【0026】請求項8記載の燃焼器は、請求項1〜7の
いずれか1項記載の燃焼器において、前記冷却空気取入
空間部を形成する外筒の外周側に、液体燃料供給源から
送り出される液体燃料を前記バーナへ導く液体燃料供給
パイプが巻回されていることを特徴としている。According to a eighth aspect of the present invention, in the combustor according to any one of the first to seventh aspects, a liquid fuel supply source is provided on an outer peripheral side of an outer cylinder forming the cooling air intake space. A liquid fuel supply pipe for guiding the liquid fuel to be delivered to the burner is wound.
【0027】つまり、冷却空気取入空間部を形成する外
筒の外周に、バーナへ液体燃料を供給する液体燃料供給
パイプを巻回させたので、この液体燃料供給パイプ内を
流れる液体燃料によって冷却空気取入空間部内の冷却空
気を冷却させることができ、これにより、プレートフィ
ンから燃焼室内へ送り込まれる冷却空気の温度を下げる
ことができ、冷却に必要な空気の流量を抑えて、さらな
るNOxの低減効果を図ることができる。That is, since the liquid fuel supply pipe for supplying the liquid fuel to the burner is wound around the outer circumference of the outer cylinder forming the cooling air intake space, the liquid fuel flowing through the liquid fuel supply pipe cools the liquid fuel. The cooling air in the air intake space can be cooled, whereby the temperature of the cooling air sent from the plate fins into the combustion chamber can be reduced, and the flow rate of the air required for cooling can be reduced to further reduce NOx. A reduction effect can be achieved.
【0028】請求項9記載の燃焼器は、請求項8記載の
燃焼器において、前記外筒に巻回された前記液体燃料供
給パイプ同士の隙間及びこの液体燃料供給パイプと前記
外筒との隙間に、伝熱性に優れたコーキング材が埋めら
れていることを特徴としている。According to a ninth aspect, in the combustor according to the eighth aspect, a gap between the liquid fuel supply pipes wound around the outer cylinder and a gap between the liquid fuel supply pipe and the outer cylinder. In addition, a caulking material excellent in heat conductivity is embedded therein.
【0029】すなわち、外筒の外周に巻回させた液体燃
料供給パイプが、伝熱性に優れたコーキング材によって
外筒に一体化されているので、液体燃料供給パイプ内を
流れる液体燃料による冷却空気の冷却効率を高めること
ができる。That is, since the liquid fuel supply pipe wound around the outer circumference of the outer cylinder is integrated with the outer cylinder by a caulking material having excellent heat conductivity, cooling air by the liquid fuel flowing through the liquid fuel supply pipe is provided. Cooling efficiency can be increased.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】以下、本発明の燃焼器の実施の形
態例を図面を参照して説明する。なお、従来技術と同一
構造部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
(第1実施形態例)図1において、符号41は、第1実
施形態例の燃焼器であり、この燃焼器41は、例えば、
ガス燃料及び液体燃料の両者を燃焼させることが可能
な、いわゆるデュアル焚き燃焼器である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the combustor according to the present invention will be described with reference to the drawings. The same components as those of the conventional art are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
(First Embodiment) In FIG. 1, reference numeral 41 denotes a combustor according to the first embodiment.
This is a so-called dual-fired combustor capable of burning both gas fuel and liquid fuel.
【0031】この燃焼器41には、その燃焼室10aを
形成する燃焼筒11の周囲に外筒42が設けられてい
る。この外筒42は、その上下端部が燃焼筒11に固定
されて閉鎖されており、これにより、燃焼筒11の外周
側には、外筒42によって空間部が形成され、この空間
部が冷却空気取入空間部43とされている。The combustor 41 is provided with an outer cylinder 42 around the combustion cylinder 11 forming the combustion chamber 10a. The upper and lower ends of the outer cylinder 42 are fixed to the combustion cylinder 11 and are closed, whereby a space is formed on the outer peripheral side of the combustion cylinder 11 by the outer cylinder 42, and the space is cooled. An air intake space 43 is provided.
【0032】この冷却空気取入空間部43を形成する外
筒42には、その一部に、空気取入口44が設けられて
おり、この空気取入口44には、その開度を調整する流
量調整弁45が設けられている。The outer cylinder 42 forming the cooling air intake space 43 is provided with an air intake 44 at a part thereof, and the air intake 44 has a flow rate for adjusting the opening degree. An adjustment valve 45 is provided.
【0033】次に、上記構造の燃焼器41によって燃焼
を行う場合について説明する。 (1)液体燃料を燃焼させる場合 液体燃料を燃焼させる場合は、燃焼温度が高いことよ
り、燃焼筒11では、十分な冷却空気が必要となる。し
たがって、この場合は、流量調整弁45における空気取
入口44の開度を大きくし、圧縮機20からの空気を冷
却空気として冷却空気取入空間部43内に取り入れるよ
うにする。Next, a case where combustion is performed by the combustor 41 having the above structure will be described. (1) When Burning Liquid Fuel When burning liquid fuel, the combustion cylinder 11 needs sufficient cooling air because of the high combustion temperature. Therefore, in this case, the opening degree of the air inlet 44 in the flow control valve 45 is increased, and air from the compressor 20 is taken into the cooling air intake space 43 as cooling air.
【0034】そして、この冷却空気取入空間部43に取
り入れられた冷却空気は、燃焼筒11を構成するプレー
トフィン31の冷却空気取入孔33から冷却流路32内
を通過して対流冷却が行われ、さらに、冷却空気流出孔
34から、液体燃料が燃焼されている燃焼筒11内へ流
出し、その内面に空気フィルムを形成してフィルム冷却
が行われる。The cooling air introduced into the cooling air intake space 43 passes through the cooling air intake holes 33 of the plate fins 31 constituting the combustion cylinder 11 into the cooling flow passage 32 to perform convection cooling. Further, the liquid fuel flows out from the cooling air outflow hole 34 into the combustion cylinder 11 in which the liquid fuel is being burnt, and an air film is formed on the inner surface thereof, whereby the film is cooled.
【0035】(2)ガス燃料を燃焼させる場合 ガス燃料を燃焼させる場合は、液体燃料の燃焼温度より
低いことより、燃焼筒11への冷却空気の供給量を絞る
必要がある。したがって、この場合は、流量調整弁45
における空気取入口44の開度を小さくし、冷却空気と
して冷却空気取入空間部43へ取り入れる圧縮機20か
らの空気の取り入れ量を制限する。(2) When Burning Gas Fuel When burning gas fuel, it is necessary to reduce the amount of cooling air supplied to the combustion cylinder 11 because it is lower than the combustion temperature of liquid fuel. Therefore, in this case, the flow control valve 45
The opening degree of the air inlet 44 in the above is reduced, and the amount of air taken in from the compressor 20 to be taken into the cooling air intake space 43 as cooling air is limited.
【0036】そして、この冷却空気取入空間部43に取
り入れられた冷却空気は、燃焼筒11を構成するプレー
トフィン31の冷却空気取入孔33から冷却流路32内
を通過して対流冷却が行われ、さらに、冷却空気流出孔
34から、ガス燃料が燃焼されている燃焼筒11内へ流
出し、その内面に空気フィルムを形成してフィルム冷却
が行われる。Then, the cooling air introduced into the cooling air intake space 43 passes through the cooling air intake hole 33 of the plate fin 31 constituting the combustion cylinder 11 into the cooling flow passage 32 to perform convection cooling. Then, the gas fuel flows out of the cooling air outflow hole 34 into the combustion cylinder 11 in which the gas fuel is being burned, and an air film is formed on the inner surface of the combustion cylinder 11 to cool the film.
【0037】このように、上記第1実施形態例の燃焼器
41によれば、流量調整弁45により空気取入口44の
開度を調整することにより、燃焼筒11の外周側に形成
された冷却空気取入空間部43への空気の取り入れ量を
調整して、燃焼室10aの内面におけるフィルム冷却を
行う冷却空気の量を調整することができる。As described above, according to the combustor 41 of the first embodiment, by adjusting the opening degree of the air intake 44 by the flow regulating valve 45, the cooling formed on the outer peripheral side of the combustion cylinder 11 is achieved. By adjusting the amount of air taken into the air intake space 43, the amount of cooling air for performing film cooling on the inner surface of the combustion chamber 10a can be adjusted.
【0038】これにより、燃焼温度の異なる各種の燃料
を燃焼させる際に、その燃焼温度に応じて燃焼室10a
の冷却性能を調整することができ、燃焼温度が低い燃料
の燃焼時における過冷却による燃焼効率の低下や冷却の
ために多くの空気を使用して、燃焼用空気が制限され
て、低NOx化に限界を生じてしまうような不具合を解
消させることができる。Thus, when burning various fuels having different combustion temperatures, the combustion chamber 10a
The cooling performance can be adjusted, the combustion efficiency is reduced due to supercooling during the combustion of fuel having a low combustion temperature, and a large amount of air is used for cooling. Can be eliminated.
【0039】なお、上記第1実施形態例の燃焼器41に
おいて、その燃焼室10a内の温度を検出する温度セン
サを設け、さらに、この温度センサからの検出結果に基
づいて流量調整弁45による空気取入口44の開度を制
御する制御装置を設けることにより、燃焼室10a内に
おける燃焼温度に応じて、極めて容易にかつ的確に、冷
却空気の供給量を調整することができる。In the combustor 41 of the first embodiment, a temperature sensor for detecting the temperature in the combustion chamber 10a is provided, and based on the detection result from the temperature sensor, the air flow by the flow control valve 45 is adjusted. By providing a control device for controlling the opening of the intake 44, the supply amount of the cooling air can be adjusted extremely easily and accurately according to the combustion temperature in the combustion chamber 10a.
【0040】(第2実施形態例)図2において、符号5
1は、第2実施形態例の燃焼器である。この燃焼器51
には、第1実施形態例の燃焼器41の外筒42に設けら
れた流量調整弁45を有する空気取入口44が設けられ
ていなく、この外筒42には、空気供給管52が接続さ
れて、冷却空気取入空間部43と連通されている。この
空気供給管52は、ガスタービンのハウジングHから外
部に引き出されており、その端部は、ハウジングHに接
続されて、その内部に連通されている。(Second Embodiment) In FIG.
Reference numeral 1 denotes a combustor according to the second embodiment. This combustor 51
Is not provided with an air intake 44 having a flow control valve 45 provided in an outer cylinder 42 of the combustor 41 of the first embodiment, and an air supply pipe 52 is connected to the outer cylinder 42. Thus, it is communicated with the cooling air intake space 43. This air supply pipe 52 is drawn out of the housing H of the gas turbine to the outside, and its end is connected to the housing H and communicates with the inside.
【0041】また、この空気供給管52には、ハウジン
グHの外部において、オリフィス流量計53、流量調整
弁54及び冷却器55が設けられており、圧縮機20か
ら送り込まれる空気の流量がオリフィス流量計53によ
って計測され、この空気供給管52内を流れる空気が、
オリフィス流量計53からの計測結果に基づいて流量調
整弁54によって調整され、その下流側の冷却器55に
よって冷却されるようになっている。The air supply pipe 52 is provided with an orifice flow meter 53, a flow control valve 54, and a cooler 55 outside the housing H. The flow rate of air sent from the compressor 20 is controlled by the orifice flow rate. The air flowing through the air supply pipe 52 is measured by the
The flow rate is adjusted by the flow control valve 54 based on the measurement result from the orifice flow meter 53, and is cooled by the cooler 55 on the downstream side.
【0042】そして、この第2実施形態例の燃焼器51
の場合も、燃焼温度が高い液体燃料を燃焼させる場合
は、流量調整弁54によって空気供給管52の流路の開
度を大きくし、圧縮機20からの空気を冷却空気として
冷却空気取入空間部43内に取り入れるようにし、ま
た、ガス燃料を燃焼させる場合は、液体燃料の燃焼温度
より低いことより、流量調整弁54における空気供給管
52の流路の開度を小さくし、冷却空気として冷却空気
取入空間部43へ取り入れる圧縮機20からの空気の取
り入れ量を制限することができる。Then, the combustor 51 of the second embodiment example
Also, in the case of burning liquid fuel having a high combustion temperature, the flow control valve 54 increases the degree of opening of the flow path of the air supply pipe 52, and the air from the compressor 20 is used as cooling air to provide a cooling air intake space. When the gas fuel is burned, the opening degree of the flow path of the air supply pipe 52 in the flow control valve 54 is reduced because the temperature is lower than the combustion temperature of the liquid fuel. The amount of air taken in from the compressor 20 to be taken into the cooling air intake space 43 can be limited.
【0043】つまり、燃焼室10a内における燃焼温度
に応じて、冷却空気取入空間部43への空気の供給量を
調整し、燃焼室10aにおける冷却性能を的確に調整す
ることができる。また、この第2実施形態例の燃焼器5
1によれば、空気供給管52をハウジングHの外部に引
き出したので、空気供給管52のハウジングHの外部に
引き出した部分に、オリフィス流量計53、流量調整弁
54あるいは冷却器55などを容易に取り付けることが
でき、さらには、これらのメンテナンスも極めて容易で
ある。That is, the amount of air supplied to the cooling air intake space 43 can be adjusted according to the combustion temperature in the combustion chamber 10a, and the cooling performance in the combustion chamber 10a can be accurately adjusted. Further, the combustor 5 according to the second embodiment example
According to 1, since the air supply pipe 52 is drawn out of the housing H, an orifice flow meter 53, a flow control valve 54, a cooler 55 and the like are easily provided in a portion of the air supply pipe 52 drawn out of the housing H. And maintenance thereof is also very easy.
【0044】しかも、冷却器55を設けたので、冷却空
気取入空間部43へ供給する冷却空気の温度を予め下げ
ることができ、これにより、冷却に必要な空気の流量を
抑えることができ、さらなるNOxの低減効果を図るこ
とができる。Further, since the cooler 55 is provided, the temperature of the cooling air to be supplied to the cooling air intake space 43 can be reduced in advance, so that the flow rate of the air required for cooling can be suppressed. A further NOx reduction effect can be achieved.
【0045】しかも、オリフィス流量計53による流量
の計測結果に基づいて流量調整弁54を制御して冷却空
気取入空間部43への空気の送り込み量を的確に調整す
ることができる。なお、上記の燃焼器51の空気供給管
52に、その内部を流れる空気を加圧して送り出すコン
プレッサを設けることにより、冷却空気取入空間部43
へ冷却空気を加圧して送り込むことができ、燃焼室10
aへ冷却空気を確実に送り出すことができる。In addition, the flow control valve 54 is controlled based on the measurement result of the flow rate by the orifice flow meter 53, so that the amount of air supplied to the cooling air intake space 43 can be accurately adjusted. The air supply pipe 52 of the combustor 51 is provided with a compressor that pressurizes and sends out the air flowing through the air supply pipe 52 so that the cooling air intake space 43 is provided.
Cooling air into the combustion chamber 10
The cooling air can be reliably sent out to a.
【0046】(第3実施形態例)図3において、符号6
1は、第3実施形態例の燃焼器である。この燃焼器61
には、第1実施形態例の燃焼器41の外筒42の外周
に、図示しない液体燃料供給源から予混合ノズル12へ
液体燃料を供給する液体燃料供給パイプ62が巻回され
ている。(Third Embodiment) In FIG.
Reference numeral 1 denotes a combustor according to the third embodiment. This combustor 61
A liquid fuel supply pipe 62 for supplying liquid fuel from a liquid fuel supply source (not shown) to the premixing nozzle 12 is wound around the outer cylinder 42 of the combustor 41 of the first embodiment.
【0047】この液体燃料供給パイプ62は、耐熱性に
優れた金属材料等から形成されたもので、図4に示すよ
うに、伝熱性に優れた材料のコーキング材63によっ
て、液体燃料供給パイプ62同士の隙間及び液体燃料供
給パイプ62と外筒42との隙間が埋められている。な
お、このコーキング材63としては、粘土やセラミック
スなどが使用に適している。The liquid fuel supply pipe 62 is made of a metal material or the like having excellent heat resistance. As shown in FIG. 4, the liquid fuel supply pipe 62 is made of a caulking material 63 of a material having excellent heat conductivity. The gap between them and the gap between the liquid fuel supply pipe 62 and the outer cylinder 42 are filled. As the caulking material 63, clay, ceramics, or the like is suitable for use.
【0048】そして、この第3実施形態例の燃焼器61
の場合も、燃焼温度が高い液体燃料を燃焼させる場合
は、流量調整弁45によって空気取入口44の開度を大
きくし、圧縮機20からの空気を冷却空気として冷却空
気取入空間部43内に取り入れるようにし、また、ガス
燃料を燃焼させる場合は、液体燃料の燃焼温度より低い
ことより、流量調整弁45における空気取入口44の開
度を小さくし、冷却空気として冷却空気取入空間部43
へ取り入れる圧縮機20からの空気の取り入れ量を制限
することができる。Then, the combustor 61 of the third embodiment example
Also, in the case of burning liquid fuel having a high combustion temperature, the opening of the air intake 44 is increased by the flow regulating valve 45, and the air from the compressor 20 is used as cooling air in the cooling air intake space 43. When the gas fuel is burned, the opening degree of the air inlet 44 in the flow rate control valve 45 is reduced because the temperature is lower than the combustion temperature of the liquid fuel. 43
The amount of air taken in from the compressor 20 can be limited.
【0049】つまり、燃焼室10a内における燃焼温度
に応じて、冷却空気取入空間部43への空気の供給量を
調整し、燃焼室10aにおける冷却性能を的確に調整す
ることができる。That is, the amount of air supplied to the cooling air intake space 43 is adjusted in accordance with the combustion temperature in the combustion chamber 10a, and the cooling performance in the combustion chamber 10a can be accurately adjusted.
【0050】また、この第3実施形態例の燃焼器61に
よれば、冷却空気取入空間部43を形成する外筒42の
外周に、予混合ノズル12へ液体燃料を供給する液体燃
料供給パイプ62を巻回させたので、この液体燃料供給
パイプ62内を流れる液体燃料によって冷却空気取入空
間部43内の冷却空気を冷却させることができ、これに
より、プレートフィン31から燃焼室10a内へ送り込
まれる冷却空気の温度を下げることができ、冷却に必要
な空気の流量を抑えて、さらなるNOxの低減効果を図
ることができる。According to the combustor 61 of the third embodiment, a liquid fuel supply pipe for supplying liquid fuel to the premixing nozzle 12 is provided around the outer cylinder 42 forming the cooling air intake space 43. Since the coil 62 is wound, the cooling air in the cooling air intake space 43 can be cooled by the liquid fuel flowing through the liquid fuel supply pipe 62, whereby the cooling air from the plate fins 31 into the combustion chamber 10 a. The temperature of the cooling air to be sent can be reduced, the flow rate of air required for cooling can be suppressed, and the effect of further reducing NOx can be achieved.
【0051】また、この外筒42の外周に巻回させた液
体燃料供給パイプ62が、伝熱性に優れたコーキング材
63によって外筒42に一体化されているので、液体燃
料供給パイプ62内を流れる液体燃料による冷却空気の
冷却効率を高めることができる。Since the liquid fuel supply pipe 62 wound around the outer periphery of the outer cylinder 42 is integrated with the outer cylinder 42 by a caulking material 63 having excellent heat conductivity, the inside of the liquid fuel supply pipe 62 is The cooling efficiency of the cooling air by the flowing liquid fuel can be increased.
【0052】(第4実施形態例)図5において、符号7
1は、第4実施形態例の燃焼器である。この燃焼器71
には、第1実施形態例の燃焼器41の外筒42に設けら
れた流量調整弁45を有する空気取入口44が設けられ
ていなく、この外筒42には、バイパス管72が接続さ
れている。このバイパス管72の端部には、ガスタービ
ンのハウジングHの内部に設けられたバイパス弁73が
接続されている。(Fourth Embodiment) In FIG.
Reference numeral 1 denotes a combustor according to the fourth embodiment. This combustor 71
Is not provided with an air inlet 44 having a flow control valve 45 provided in the outer cylinder 42 of the combustor 41 of the first embodiment, and a bypass pipe 72 is connected to the outer cylinder 42. I have. A bypass valve 73 provided inside the housing H of the gas turbine is connected to an end of the bypass pipe 72.
【0053】このバイパス管72は、燃焼室10a内と
連通するバイパス流路72aと、冷却空気取入空間部4
3と連通する空気供給路72bとを有しており、これら
バイパス流路72a及び空気供給路72bがバイパス弁
73によって開閉されるようになっている。The bypass pipe 72 has a bypass passage 72 a communicating with the inside of the combustion chamber 10 a and a cooling air intake space 4.
3 and an air supply passage 72 b communicating with the air passage 3. The bypass passage 72 a and the air supply passage 72 b are opened and closed by a bypass valve 73.
【0054】そして、この第4実施形態例の燃焼器71
の場合も、燃焼温度が高い液体燃料を燃焼させる場合
は、バイパス弁73によって空気供給路72bの開度を
大きくし、圧縮機20からの空気を冷却空気として冷却
空気取入空間部43内に取り入れるようにし、また、ガ
ス燃料を燃焼させる場合は、液体燃料の燃焼温度より低
いことより、バイパス弁73における空気供給路72b
の開度を小さくし、冷却空気として冷却空気取入空間部
43へ取り入れる圧縮機20からの空気の取り入れ量を
制限することができる。Then, the combustor 71 of the fourth embodiment example
Also, in the case of burning the liquid fuel having a high combustion temperature, the opening degree of the air supply passage 72b is increased by the bypass valve 73, and the air from the compressor 20 is used as the cooling air in the cooling air intake space 43. When the gas fuel is burned, the gas supply temperature is lower than the combustion temperature of the liquid fuel.
Can be reduced, and the amount of air taken in from the compressor 20 to be taken into the cooling air intake space 43 as cooling air can be limited.
【0055】つまり、燃焼室10a内における燃焼温度
に応じて、冷却空気取入空間部43への空気の供給量を
調整し、燃焼室10aにおける冷却性能を的確に調整す
ることができる。また、この第4実施形態例の燃焼器7
1には、バイパス弁73によってバイパス流路72aを
開閉させることにより、燃焼室10a内へ圧縮機20の
空気を、燃焼室10a内における燃焼状態に応じてバイ
パス流路72aを介して直接導入することができ、良好
な燃焼効率を得ることができる。That is, the amount of air supplied to the cooling air intake space 43 is adjusted in accordance with the combustion temperature in the combustion chamber 10a, and the cooling performance in the combustion chamber 10a can be accurately adjusted. Further, the combustor 7 of the fourth embodiment example
1, the air of the compressor 20 is directly introduced into the combustion chamber 10a through the bypass passage 72a according to the combustion state in the combustion chamber 10a by opening and closing the bypass passage 72a by the bypass valve 73. And good combustion efficiency can be obtained.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上、説明したように、本発明の燃焼器
によれば、下記の効果を得ることができる。請求項1記
載の燃焼器によれば、流量調整弁により空気取入口の開
度を調整することにより、燃焼筒の外周側に形成された
冷却空気取入空間部への空気の取り入れ量を調整して、
燃焼室の内面におけるフィルム冷却を行う冷却空気の量
を調整することができる。これにより、燃焼温度の異な
る各種の燃料を燃焼させる際に、その燃焼温度に応じて
燃焼室の冷却性能を調整することができ、燃焼温度が低
い燃料の燃焼時における過冷却による燃焼効率の低下や
冷却のために多くの空気を使用して、燃焼用空気が制限
されて、低NOx化に限界を生じてしまうような不具合
を解消させることができる。As described above, according to the combustor of the present invention, the following effects can be obtained. According to the first aspect of the present invention, the amount of air taken into the cooling air intake space formed on the outer peripheral side of the combustion cylinder is adjusted by adjusting the opening of the air intake with the flow control valve. do it,
The amount of cooling air for performing film cooling on the inner surface of the combustion chamber can be adjusted. As a result, when burning various fuels having different combustion temperatures, the cooling performance of the combustion chamber can be adjusted in accordance with the combustion temperature, and the combustion efficiency decreases due to supercooling during combustion of the fuel having a low combustion temperature. It is possible to solve the problem that a large amount of air is used for cooling or cooling, and the air for combustion is restricted, which limits the reduction of NOx.
【0057】請求項2記載の燃焼器によれば、流量調整
弁により空気供給管の流路の開度を調整することによ
り、燃焼筒の外周側に形成された冷却空気取入空間部へ
の空気の送り込み量を調整して、燃焼室の内面における
フィルム冷却を行う冷却空気の量を調整することができ
る。これにより、燃焼温度の異なる各種の燃料を燃焼さ
せる際に、その燃焼温度に応じて燃焼室の冷却性能を調
整することができ、燃焼温度が低い燃料の燃焼時におけ
る過冷却による燃焼効率の低下や冷却のために多くの空
気を使用して、燃焼用空気が制限されて、低NOx化に
限界を生じてしまうような不具合を解消させることがで
きる。According to the second aspect of the present invention, by controlling the opening of the flow path of the air supply pipe by the flow rate adjusting valve, the cooling air intake space formed on the outer peripheral side of the combustion cylinder can be cooled. By adjusting the amount of air supplied, the amount of cooling air for cooling the film on the inner surface of the combustion chamber can be adjusted. As a result, when burning various fuels having different combustion temperatures, the cooling performance of the combustion chamber can be adjusted in accordance with the combustion temperature, and the combustion efficiency decreases due to supercooling during combustion of the fuel having a low combustion temperature. It is possible to solve the problem that a large amount of air is used for cooling or cooling, and the air for combustion is restricted, which limits the reduction of NOx.
【0058】請求項3記載の燃焼器によれば、冷却空気
取入空間部へ空気を導く空気供給管に冷却器を設けたの
で、冷却空気取入空間部へ供給する冷却空気の温度を予
め下げることができ、これにより、冷却に必要な空気の
流量を抑えることができ、さらなるNOxの低減効果を
図ることができる。According to the third aspect of the present invention, since the cooler is provided in the air supply pipe for guiding the air to the cooling air intake space, the temperature of the cooling air to be supplied to the cooling air intake space is set in advance. Therefore, the flow rate of air required for cooling can be suppressed, and the effect of further reducing NOx can be achieved.
【0059】請求項4記載の燃焼器によれば、冷却空気
取入空間部へ空気を導く空気供給管に流量計を設け、こ
の流量計による流量の計測結果に基づいて流量調整弁を
制御して冷却空気取入空間部への空気の送り込み量を的
確に調整することができる。According to the fourth aspect of the present invention, a flow meter is provided in the air supply pipe for guiding air to the cooling air intake space, and the flow regulating valve is controlled based on the flow rate measured by the flow meter. Thus, the amount of air sent into the cooling air intake space can be accurately adjusted.
【0060】請求項5記載の燃焼器によれば、冷却空気
取入空間部へ空気を導く空気供給管にコンプレッサを設
けたので、冷却空気取入空間部へ冷却空気を加圧して送
り込むことができ、燃焼室へ冷却空気を確実に送り出す
ことができる。According to the fifth aspect of the present invention, since the compressor is provided in the air supply pipe for guiding the air to the cooling air intake space, it is possible to pressurize and send the cooling air to the cooling air intake space. As a result, the cooling air can be reliably sent to the combustion chamber.
【0061】請求項6記載の燃焼器によれば、バイパス
弁からなる流量調整弁により空気供給路の開度を調整す
ることにより、燃焼筒の外周側に形成された冷却空気取
入空間部への空気の送り込み量を調整して、燃焼室の内
面におけるフィルム冷却を行う冷却空気の量を調整する
ことができる。これにより、燃焼温度の異なる各種の燃
料を燃焼させる際に、その燃焼温度に応じて燃焼室の冷
却性能を調整することができ、燃焼温度が低い燃料の燃
焼時における過冷却による燃焼効率の低下や冷却のため
に多くの空気を使用して、燃焼用空気が制限されて、低
NOx化に限界を生じてしまうような不具合を解消させ
ることができる。また、バイパス弁によってバイパス管
を開閉させることにより、燃焼室内における燃焼状態に
応じてバイパス管を介して直接導入することができ、良
好な燃焼効率を得ることができる。According to the combustor according to the sixth aspect, the opening of the air supply passage is adjusted by the flow rate adjusting valve constituted by the bypass valve, so that the cooling air intake space formed on the outer peripheral side of the combustion cylinder is formed. The amount of cooling air that cools the film on the inner surface of the combustion chamber can be adjusted by adjusting the amount of air supplied. As a result, when burning various fuels having different combustion temperatures, the cooling performance of the combustion chamber can be adjusted in accordance with the combustion temperature, and the combustion efficiency decreases due to supercooling during combustion of the fuel having a low combustion temperature. It is possible to solve the problem that a large amount of air is used for cooling or cooling, and the air for combustion is restricted, which limits the reduction of NOx. In addition, by opening and closing the bypass pipe by the bypass valve, the gas can be directly introduced through the bypass pipe according to the combustion state in the combustion chamber, and good combustion efficiency can be obtained.
【0062】請求項7記載の燃焼器によれば、燃焼室内
の温度を検出する温度センサからの検出結果に基づい
て、制御装置が流量調整弁を制御するものであるので、
燃焼筒の外周側に形成された冷却空気取入空間部への空
気の送り込み量を、燃焼温度に応じて的確に調整して、
燃焼室の内面におけるフィルム冷却を行う冷却空気の量
を調整することができる。According to the seventh aspect of the present invention, the control device controls the flow regulating valve based on the detection result from the temperature sensor for detecting the temperature in the combustion chamber.
The amount of air sent to the cooling air intake space formed on the outer peripheral side of the combustion cylinder is accurately adjusted according to the combustion temperature,
The amount of cooling air for performing film cooling on the inner surface of the combustion chamber can be adjusted.
【0063】請求項8記載の燃焼器によれば、冷却空気
取入空間部を形成する外筒の外周に、バーナへ液体燃料
を供給する液体燃料供給パイプを巻回させたので、この
液体燃料供給パイプ内を流れる液体燃料によって冷却空
気取入空間部内の冷却空気を冷却させることができ、こ
れにより、プレートフィンから燃焼室内へ送り込まれる
冷却空気の温度を下げることができ、冷却に必要な空気
の流量を抑えて、さらなるNOxの低減効果を図ること
ができる。According to the eighth aspect of the present invention, since the liquid fuel supply pipe for supplying the liquid fuel to the burner is wound around the outer circumference of the outer cylinder forming the cooling air intake space, The cooling air in the cooling air intake space can be cooled by the liquid fuel flowing in the supply pipe, whereby the temperature of the cooling air sent from the plate fins into the combustion chamber can be reduced, and the air required for cooling can be reduced. , The NOx reduction effect can be further improved.
【0064】請求項9記載の燃焼器によれば、外筒の外
周に巻回させた液体燃料供給パイプが、伝熱性に優れた
コーキング材によって外筒に一体化されているので、液
体燃料供給パイプ内を流れる液体燃料による冷却空気の
冷却効率を高めることができる。According to the ninth aspect of the present invention, since the liquid fuel supply pipe wound around the outer periphery of the outer cylinder is integrated with the outer cylinder by a caulking material having excellent heat conductivity, the liquid fuel supply pipe is provided. The cooling efficiency of the cooling air by the liquid fuel flowing in the pipe can be increased.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】 本発明の第1実施形態例の燃焼器の構成及び
構造を説明する燃焼器の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a combustor illustrating a configuration and a structure of a combustor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の第2実施形態例の燃焼器の構成及び
構造を説明する燃焼器の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view of a combustor illustrating a configuration and a structure of a combustor according to a second embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の第3実施形態例の燃焼器の構成及び
構造を説明する燃焼器の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of a combustor illustrating a configuration and a structure of a combustor according to a third embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の第3実施形態例の燃焼器を構成する
燃焼室の一部の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a part of a combustion chamber constituting a combustor according to a third embodiment of the present invention.
【図5】 本発明の第4実施形態例の燃焼器の構成及び
構造を説明する燃焼器の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view of a combustor illustrating a configuration and a structure of a combustor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図6】 従来の燃焼器の構成及び構造を説明する燃焼
器の概略断面図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a combustor illustrating a configuration and a structure of a conventional combustor.
【図7】 燃焼器を構成する燃焼室に用いられるプレー
トフィンの一部を断面視した斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a part of a plate fin used in a combustion chamber constituting a combustor, as viewed in section.
1 メインバーナ(バーナ) 10a 燃焼室 11 燃焼筒 20 圧縮機 31 プレートフィン 41、51、61、71 燃焼器 42 外筒 43 冷却空気取入空間部 44 空気取入口 45 流量調整弁 52 空気供給管 53 オリフィス流量計(流量計) 54 流量調整弁 55 冷却器 62 液体燃料供給パイプ 63 コーキング材 72 バイパス管 72b 空気供給路 73 バイパス弁(流量調整弁) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Main burner (burner) 10a Combustion chamber 11 Combustion cylinder 20 Compressor 31 Plate fin 41, 51, 61, 71 Combustor 42 Outer cylinder 43 Cooling air intake space 44 Air intake 45 Flow control valve 52 Air supply pipe 53 Orifice flow meter (flow meter) 54 Flow control valve 55 Cooler 62 Liquid fuel supply pipe 63 Caulking material 72 Bypass pipe 72b Air supply path 73 Bypass valve (Flow control valve)
Claims (9)
と混合させて燃焼させるバーナと、このバーナから燃焼
ガスが送り込まれる筒状の燃焼室とを有する燃焼器であ
って、 前記燃焼室を形成する燃焼筒は、外周側の空気を冷却空
気として内面に沿って送り込んで空気フィルムを形成す
ることによりフィルム冷却を行うプレートフィンから形
成され、 該プレートフィンによって形成された燃焼筒には、その
外周に隙間をあけて設けられた外筒によって冷却空気取
入空間部が形成され、前記外筒には、前記冷却空気取入
空間部と連通し、圧縮機から送り込まれた外周側の空気
を前記冷却空気取入空間部へ導く空気取入口が形成さ
れ、該空気取入口には、その開度を調整する流量調整弁
が設けられていることを特徴とする燃焼器。1. A combustor having a burner for mixing and burning a plurality of types of fuels having different combustion temperatures with air, and a cylindrical combustion chamber into which combustion gas is fed from the burner. The combustion cylinder to be formed is formed of plate fins that perform film cooling by sending air on the outer peripheral side as cooling air along the inner surface to form an air film, and the combustion cylinder formed by the plate fin has A cooling air intake space portion is formed by an outer cylinder provided with a gap on the outer periphery, and the outer cylinder communicates with the cooling air intake space portion, and the outer peripheral air sent from the compressor is communicated with the outer cylinder. A combustor, characterized in that an air intake leading to the cooling air intake space is formed, and the air intake is provided with a flow control valve for adjusting the opening thereof.
と混合させて燃焼させるバーナと、このバーナから燃焼
ガスが送り込まれる筒状の燃焼室とを有する燃焼器であ
って、 前記燃焼室を形成する燃焼筒は、外周側の空気を冷却空
気として内面に沿って送り込んで空気フィルムを形成す
ることによりフィルム冷却を行うプレートフィンから形
成され、 該プレートフィンによって形成された燃焼筒には、その
外周に隙間をあけて設けられた外筒によって冷却空気取
入空間部が形成され、前記外筒には、前記空気取入空間
部と連通し、圧縮機からの空気を前記冷却空気取入空間
部へ導く空気供給管が接続され、該空気供給管には、そ
の流路の開度を調整する流量調整弁が設けられているこ
とを特徴とする燃焼器。2. A combustor having a burner for mixing and burning a plurality of types of fuels having different combustion temperatures with air, and a cylindrical combustion chamber into which combustion gas is fed from the burner. The combustion cylinder to be formed is formed of plate fins that perform film cooling by sending air on the outer peripheral side as cooling air along the inner surface to form an air film, and the combustion cylinder formed by the plate fin has A cooling air intake space is formed by an outer cylinder provided with a gap on the outer periphery, and the outer cylinder communicates with the air intake space to allow air from a compressor to pass through the cooling air intake space. A combustor, characterized in that an air supply pipe leading to the section is connected to the air supply pipe, and the air supply pipe is provided with a flow control valve for adjusting the degree of opening of the flow path.
空気を冷却する冷却器が設けられていることを特徴とす
る請求項2記載の燃焼器。3. The combustor according to claim 2, wherein the air supply pipe is provided with a cooler for cooling air flowing inside the air supply pipe.
空気の流量を計測する流量計が設けられ、該流量計によ
る流量の計測結果に基づいて前記流量調整弁が制御され
ることを特徴とする請求項2または請求項3記載の燃焼
器。4. The air supply pipe is provided with a flow meter for measuring a flow rate of air flowing inside the air supply pipe, and the flow control valve is controlled based on a flow rate measurement result by the flow meter. The combustor according to claim 2 or 3, wherein
空気を加圧して送り出すコンプレッサが設けられている
ことを特徴とする請求項2〜4のいずれか1項記載の燃
焼器。5. The combustor according to claim 2, wherein the air supply pipe is provided with a compressor that pressurizes and sends air flowing through the air supply pipe.
と混合させて燃焼させるバーナと、このバーナから燃焼
ガスが送り込まれる筒状の燃焼室とを有する燃焼器であ
って、 前記燃焼室を形成する燃焼筒は、外周側の空気を冷却空
気として内面に沿って送り込んで空気フィルムを形成す
ることによりフィルム冷却を行うプレートフィンから形
成され、 該プレートフィンによって形成された燃焼筒には、その
外周に隙間をあけて設けられた外筒によって冷却空気取
入空間部が形成され、 前記燃焼室内と連通し、圧縮機から送り込まれた外周側
の空気を燃焼室内へ導くバイパス管と、該バイパス管の
端部に設けられてその開度を調整するバイパス弁とを有
し、 前記バイパス管には、前記空気取入空間部と連通する空
気供給路が形成され、前記バイパス弁は、前記空気供給
路の流路の開度を調整する流量調整弁とされていること
を特徴とする燃焼器。6. A combustor having a burner for mixing a plurality of types of fuels having different combustion temperatures with air and burning the mixture, and a cylindrical combustion chamber into which combustion gas is sent from the burner. The combustion cylinder to be formed is formed of plate fins that perform film cooling by sending air on the outer peripheral side as cooling air along the inner surface to form an air film, and the combustion cylinder formed by the plate fin has A cooling air intake space is formed by an outer cylinder provided with a gap in the outer periphery, a bypass pipe communicating with the combustion chamber, and guiding the outer air sent from the compressor into the combustion chamber, and a bypass pipe. A bypass valve that is provided at an end of the pipe and adjusts an opening degree of the pipe; an air supply path that communicates with the air intake space is formed in the bypass pipe; Pass valve, a combustor, characterized in that there is a flow control valve that adjusts the opening degree of the flow path of the air supply passage.
サと、該温度センサからの検出結果に基づいて、前記流
量調整弁を制御して前記冷却空気取入空間部への空気の
供給量を調整する制御装置とを有することを特徴とする
請求項1〜6のいずれか1項記載の燃焼器。7. A temperature sensor for detecting a temperature in the combustion chamber, and based on a detection result from the temperature sensor, controlling a flow rate control valve to control an amount of air supplied to the cooling air intake space. The combustor according to any one of claims 1 to 6, further comprising a controller for adjusting.
には、その外周側に、液体燃料供給源から送り出される
液体燃料を前記バーナへ導く液体燃料供給パイプが巻回
されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1
項記載の燃焼器。8. A liquid fuel supply pipe for guiding liquid fuel sent from a liquid fuel supply source to the burner is wound around the outer cylinder forming the cooling air intake space. The method according to claim 1, wherein
The combustor according to the item.
パイプ同士の隙間及びこの液体燃料供給パイプと前記外
筒との隙間には、伝熱性に優れたコーキング材が埋めら
れていることを特徴とする請求項8記載の燃焼器。9. A caulking material excellent in heat conductivity is filled in gaps between the liquid fuel supply pipes wound around the outer cylinder and in gaps between the liquid fuel supply pipes and the outer cylinder. 9. The combustor according to claim 8, wherein:
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JP2000356080A JP2002162036A (en) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | Combustor |
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