JP2003028425A - 予混合燃焼器のパイロットバーナー、予混合燃焼器、およびガスタービン - Google Patents

予混合燃焼器のパイロットバーナー、予混合燃焼器、およびガスタービン

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JP2003028425A
JP2003028425A JP2001217233A JP2001217233A JP2003028425A JP 2003028425 A JP2003028425 A JP 2003028425A JP 2001217233 A JP2001217233 A JP 2001217233A JP 2001217233 A JP2001217233 A JP 2001217233A JP 2003028425 A JP2003028425 A JP 2003028425A
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fuel
guide plate
nozzle
air guide
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Shigemi Bandai
重実 萬代
Masaaki Matsuura
正昭 松浦
Keishiro Saito
圭司郎 斎藤
Katsunori Tanaka
克則 田中
Wataru Akizuki
渉 秋月
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34Feeding into different combustion zones
    • F23R3/343Pilot flames, i.e. fuel nozzles or injectors using only a very small proportion of the total fuel to insure continuous combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
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    • F23R3/12Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • F23R3/14Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices

Abstract

(57)【要約】 【課題】 保炎性の高い予混合燃焼器のパイロットバー
ナー等を提供すること 【解決手段】 空気誘導板24は、パイロットスワラー
21からパイロットノズル22の先端方向に向けてパイ
ロットノズル22側面にほぼ密着するように配設され
る。上記空気誘導板24の端部27は、パイロットノズ
ル22の先端に位置し、前記パイロットノズル22の軸
心からみて半径方向外向きに屈曲している。空気誘導板
24の端部27が、このように屈曲していれば、その部
分において、矢印28のようにパイロット空気26が回
り込み、渦が発生する。この渦は、燃料の吹き飛びを抑
制し、パイロット空気26の流れによる燃料の希薄化を
防止することができるので、保炎性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、予混合燃焼器の
パイロットバーナー、予混合燃焼器、およびガスタービ
ンに関し、更に詳しくは、燃料のよどみ点又は渦の活用
により、保炎能力を向上させる予混合燃焼器のパイロッ
トバーナー、予混合燃焼器、およびガスタービンに関す
る。
【0002】
【従来の技術】図8は、従来のガスタービンに設けられ
る予混合燃焼器のパイロットバーナーおよびメインバー
ナーを示す概略図である。パイロットバーナー70は、
外筒71、パイロットスワラー72、パイロットノズル
73、およびパイロットコーン74から構成される。パ
イロットスワラー72は、予混合燃焼器の中央で燃料を
拡散噴射するパイロットノズル73の上流から流れてく
るパイロット空気を旋回させ、燃焼効率を高める役割を
果たす。
【0003】このパイロットスワラー72は、パイロッ
トノズル73に隣接するが、パイロットノズル73に直
接配設されるのではなく、パイロットノズル73を取り
囲むように外筒71側に配設される。パイロットノズル
73から矢印75のように拡散噴射される燃料が燃焼す
ることによって形成される火炎は、パイロットノズル7
3の周囲に複数設けられる予混合ノズル76による予混
合気体の燃焼を補助する。
【0004】上記予混合ノズル76による予混合気体の
燃焼は、およそ1500度で行われ、近年問題となって
いるサーマルNOxは生成されにくい。一方、パイロッ
トノズル73による燃焼は、相対的に低温度であり、サ
ーマルNOxが生成されやすいことが判っている。そこ
で、このサーマルNOxを低減するための一手段として
パイロットノズル73によって拡散噴射される燃料その
ものを削減する方法が考えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の予混合燃焼器のパイロットバーナー70は、パイロ
ットノズル73から拡散噴射させる燃料を削減すると、
燃焼に伴う火炎が不安定となり、最悪の場合パイロット
空気による吹き消えも起こり得た。パイロットノズル7
3からの火炎は予混合ノズル76による主燃焼にも大き
く影響するので、可能な限り安定しているのが好まし
い。
【0006】そこで、この発明は、上記に鑑みてなされ
たものであって、パイロットノズル73から拡散噴射さ
れる燃料のよどみ点又は渦を活用することにより、保炎
性を向上させる予混合燃焼器のパイロットバーナー、予
混合燃焼器、およびガスタービンを提供することを目的
とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、請求項1にかかる予混合燃焼器のパイロットバー
ナーは、パイロットノズルを取り囲むように外筒に配設
されるパイロットスワラーと、燃料を斜め前方に拡散噴
射する噴射口を有するパイロットノズルとを備える予混
合燃焼器のパイロットバーナーにおいて、前記パイロッ
トスワラーから前記パイロットノズルの先端方向に向け
て空気誘導板が前記パイロットノズル側面にほぼ密着す
るように配設されると共に、前記パイロットノズルの先
端に位置する当該空気誘導板の端部が前記パイロットノ
ズルの軸心からみて半径方向に屈曲するようにしたもの
である。
【0008】空気誘導板は、上記パイロットスワラーか
ら前記パイロットノズルの先端方向に向けて前記パイロ
ットノズル側面にほぼ密着するように配設される。この
空気誘導板は、パイロットスワラーで旋回流となったパ
イロット空気をパイロットノズルの軸方向に沿って先端
まで誘導する機能を有する。空気誘導板の端部は、パイ
ロットノズルの先端部に位置し、その形状は、前記パイ
ロットノズルの軸心からみて半径方向内向き、または外
向きに屈曲している。
【0009】例えば、当該端部が半径方向外向きに屈曲
していれば、その部分において、パイロット空気が内側
に回り込み、渦が発生する。これにより、適度な空気と
燃料との混合が促進され、パイロット空気流れによる燃
料の希薄化を防止することができ、保炎性が向上する。
また、上記と同様に前記端部が半径方向外向きに屈曲し
ている場合であって、さらに燃料噴射口から噴射される
燃料が前記端部に衝突するように屈曲していれば、上記
渦の効果の他、その衝突点において、燃料のよどみ点が
現れることにより、保炎性を向上させることができる。
【0010】さらに、前記端部が、半径方向内向きに屈
曲している場合は、空気誘導板と燃料噴射口とで形成さ
れる間隙において空気と燃料が混ざり合った後、空気誘
導板を回り込む渦を発生させることができる。これによ
っても、上記と同様にパイロットバーナーの保炎性を向
上させることができる。空気誘導板端部の屈曲の他、パ
イロットバーナーの燃料噴射口を空気誘導板端部よりも
上流側に設けることによっても、空気と燃料の混合、滞
留が促進される。
【0011】また、請求項2にかかる予混合燃焼器のパ
イロットバーナーは、請求項1にかかる予混合燃焼器の
パイロットバーナーにおいて、前記空気誘導板の端部
を、前記パイロットノズルの軸心からみて半径方向外向
きに屈曲するようにしたものである。
【0012】空気誘導板の端部は、パイロットノズルの
先端部に位置し、その形状は、前記パイロットノズルの
軸心からみて半径方向外向きに屈曲している。当該端部
をこのように屈曲すれば、その部分において、パイロッ
ト空気の渦が発生し、保炎性が向上する。また、同様に
前記端部が半径方向外向きに屈曲している場合であっ
て、燃料噴射口から噴射される燃料が前記端部に衝突す
るように屈曲していれば、その衝突点において、燃料の
よどみ点が現れ、これによっても保炎性を向上させるこ
とができる。
【0013】また、請求項3にかかる予混合燃焼器のパ
イロットバーナーは、請求項1または2に記載の予混合
燃焼器のパイロットバーナーにおいて、前記空気誘導板
の端部であってパイロットノズルの燃料噴射口側には、
当該パイロットノズルから噴射される燃料が衝突するよ
うにしたものである。
【0014】空気誘導板の端部は、パイロットノズルの
先端部に位置する。また、その形状は、前記パイロット
ノズルの軸心からみて半径方向外向きに屈曲している。
このような端部には、パイロット空気が渦を発生させ
る。また、前記端部は、屈曲角を適当に選択すると、そ
の燃料噴射口側に、パイロットノズルから噴射される燃
料が直接衝突するようになる。燃料が衝突すれば、空気
誘導板端部の燃料噴射口側に流速0、すなわち燃料のよ
どみ点が生じ、その部分の火炎を保持しやすくなる。
【0015】また、請求項4にかかる予混合燃焼器のパ
イロットバーナーは、請求項1に記載の予混合燃焼器の
パイロットバーナーにおいて、前記空気誘導板の端部
を、前記パイロットノズルの軸心からみて半径方向内向
きに屈曲するようにしたものである。
【0016】空気誘導板の端部が、半径方向内向きに屈
曲している場合は、空気誘導板と燃料噴射口とで形成さ
れる間隙において空気と燃料が混ざり合った後、空気誘
導板を回り込む渦を発生させることができる。渦が発生
すれば、その地点において、パイロットバーナーの保炎
性を向上させることができる。
【0017】また、請求項5にかかる予混合燃焼器のパ
イロットバーナーは、パイロットノズルの側面であっ
て、周方向に複数、かつ均等にパイロットスワラーを設
けると共に、空気誘導板を前記パイロットスワラーから
前記パイロットノズルの先端までの前記側面にほぼ密着
させながら設け、さらに、前記パイロットノズルの先端
に位置する前記空気誘導板の端部が前記パイロットノズ
ルの軸心からみて半径方向に屈曲するようにしたもので
ある。
【0018】この発明では、従来外筒側に設けられてい
たパイロットスワラーをパイロットノズルの側面に設け
る。パイロットスワラーは、パイロット空気を旋回流と
するものであるから、パイロットノズルの周方向で偏っ
て配設されるのは適当ではない。したがって、パイロッ
トスワラーは、パイロットノズルの周方向で複数、かつ
均等に設けられる。
【0019】パイロットノズルの側面に溶接その他の一
般的接設手段により、ほぼ密着して設けられる空気誘導
板の端部が、パイロットノズルの軸心からみて半径方向
内向きまたは外向きに屈曲していれば、パイロット空気
および拡散燃料の挙動から渦の発生、又はよどみ点の出
現により無理なく保炎性を向上させることができる。ま
た、パイロットスワラーを外筒側ではなく、パイロット
ノズル側に配設することにより、空気誘導板をより密着
させて組み立てることができ、組み立て誤差による空気
漏もれが及ぼす空気流れの乱れを防止できる。
【0020】また、請求項6にかかる予混合燃焼器のパ
イロットバーナーは、請求項1〜5のいずれかに記載の
予混合燃焼器のパイロットバーナーにおいて、前記噴射
口が、前記空気誘導板端部の屈曲部分よりも上流側に設
けられ、当該空気誘導板の側面に穿設される孔から斜め
前方に燃料を噴射させるようにしたものである。
【0021】この発明では、パイロットバーナーの噴射
口を空気誘導板の上流側に設けたので、上流から流れて
くる空気が空気誘導板の端部で巻き込まれる前に燃料と
混合される。そして、燃料と空気の混合気が空気誘導板
の端部で巻き込まれて渦を形成するので、燃料と空気が
パイロットバーナー先端で滞留し、保炎効果をもたら
す。
【0022】また、請求項7にかかる予混合燃焼器は、
先端から燃料を噴射して空気と燃料との予混合を行う予
混合ノズルを、略円筒形状に形成した内筒の中心軸を中
心として周方向に複数配設すると共に、これら予混合ノ
ズル配列の中心に上記請求項1〜6のいずれか一つに記
載のパイロットバーナーを配設したものである。
【0023】ガスタービンの予混合燃焼器は、中心を貫
くように配設されるパイロットバーナーと、その周りの
複数の予混合ノズルとを略円筒形状に形成した内筒で囲
ったものである。この発明では、パイロットバーナーに
端部が屈曲した空気誘導板を付することにより、パイロ
ットバーナー先端での燃料と空気の滞留が促進される。
これにより、燃焼器中心部での保炎性が向上し、火炎の
吹き消えを防止しつつ燃料節約に寄与することができ
る。
【0024】また、請求項8にかかるガスタービンは、
導入された空気を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機によっ
て圧縮された空気に燃料を噴射して高温高圧の燃焼ガス
を発生させる前記請求項7に記載のガスタービン燃焼器
と、前記ガスタービン燃焼器から発生される燃焼ガスで
回転翼を回し、回転動力として出力するタービンと、を
有するようにしたものである。
【0025】このガスタービンでは、燃焼器のパイロッ
トバーナー先端に空気誘導板を有し、少ない燃料でも保
炎性を損ねることがなく、安定した燃焼が行えるので、
燃料削減によるNOx低減を実現できる。空気の巻き込
みを利用した本ガスタービンのパイロットバーナーは、
予混合ノズルによる燃焼に比べて相対的に低温な燃焼と
なる環境においても、シンプルな構成で、NOxを低減
することができる有効な手段である。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。
【0027】(実施の形態)図1は、この発明にかかる
ガスタービン全体を示す断面図である。ガスタービン1
は、大きく分けて圧縮機2、燃焼器3、およびタービン
4から構成される。圧縮機2は、空気導入口5から導か
れる空気を多段に設けられた動翼6および静翼7で圧縮
し、燃焼器に送る役割を果たす。燃焼器3は、圧縮機2
から送られてきた高圧空気に燃料を混合し、燃焼させ、
高温高圧の燃焼ガスを発生させる。発生した燃焼ガス
は、尾筒8を通り、多段の回転翼であるタービンを回転
させる。
【0028】図2は、この発明にかかる予混合燃焼器を
示す部分断面図である。ガスタービンの予混合燃焼器1
0は、中心を貫くように配設されるパイロットバーナー
11と、その周りの複数の予混合ノズル12とを略円筒
形状の内筒13で囲ったものである。予混合ノズル12
は、メインスワラー14で支持されると共に、メインス
ワラー14によって旋回流となった圧縮空気に燃料を噴
射、混合させる。一方パイロットバーナー11は、パイ
ロットスワラー15によって先端近くが支持され、先端
からパイロット燃料を斜め前方に噴射する。これによ
り、生ずる火炎は、予混合ノズル12による予混合気の
燃焼を補助する種火となる。
【0029】パイロットスワラー15には、パイロット
ノズル11の先端方向に向けて空気誘導板16が前記パ
イロットノズル11側面にほぼ密着するように配設され
る。また、パイロットノズル11の先端に位置する当該
空気誘導板の端部は、パイロットノズル11の軸心から
みて半径方向に屈曲して設けられる。この空気誘導板1
6は、上流から流れる圧縮空気を巻き込ませ、渦を形成
させる。これにより、パイロットノズル11から噴射さ
れる燃料と空気が滞留し、安定した種火形成が可能にな
る。
【0030】以下、空気誘導板16端部の屈曲形態、空
気誘導板自体の付設形態、および燃料噴射口位置を変化
させた場合について説明する。図3は、この実施の形態
にかかるパイロットバーナーを示す外観拡大図である。
パイロットスワラー21は、パイロットノズル22を取
り囲むように外筒23に配設される。空気誘導板24
は、パイロットスワラー21からパイロットノズル22
の先端方向に向けてパイロットノズル側面にほぼ密着す
るように配設される。ここで、ほぼ密着としたのは、加
工誤差、組み立て誤差、熱膨張を考慮したもので、理想
的には、密着を意味する。
【0031】パイロットノズル22の先端には、噴射口
(図示省略)を有し、矢印25のように、斜め前方に燃
料を拡散噴射する。パイロットスワラー21は、外筒2
3とパイロットノズル22との間にできる空間に上流か
ら流れてくるパイロット空気26を旋回させ、燃焼効率
を高める役割を果たす。上記空気誘導板24の端部27
は、パイロットノズル22の先端に位置し、前記パイロ
ットノズル22の軸心からみて半径方向外向きに屈曲し
ている。
【0032】空気誘導板24の端部27が、半径方向外
向きに屈曲していれば、その部分において、矢印28の
ようにパイロット空気26が回り込み、渦が発生する。
この渦は、燃料の吹き飛びを抑制し、パイロット空気2
6の流れによる燃料の希薄化を防止することができるの
で、結果として保炎性が向上する。保炎性が向上すれ
ば、パイロット燃料を減らして燃焼器を稼働させること
ができ、近年問題視されているサーマルNOxの低減に
も寄与することができる。
【0033】(変形例1)図4は、この実施の形態にか
かるパイロットバーナーの変形例1を示した外観拡大図
である。この変形例1では、上記実施の形態にかかる空
気誘導板の端部を屈曲させる角度を調整し、矢印25が
示すようにパイロットノズル22から斜め前方に拡散噴
射される燃料が直接当該端部31に衝突する例を示して
いる。
【0034】このようにすると、実施の形態の場合と同
様に、パイロット空気26が当該端部31において、矢
印32のように渦を発生し、燃料とよく混合される。ま
た、そればかりでなく、燃料と上記端部31の衝突点に
おいては、燃料のよどみ点が現れ、この点においても、
燃料の希薄化を防止し、保炎性を向上させることができ
る。
【0035】(変形例2)図5は、この実施の形態にか
かるパイロットバーナーの変形例2を示した外観拡大図
である。この変形例2では、空気誘導板41の端部42
が軸心から見て、半径方向内向きに屈曲している場合を
示す。このようにすると、まず、空気誘導板41の端部
42と燃料噴射口(図示省略)とで形成される間隙43
において空気と燃料がよく混ざり合う。その後、その混
合気が空気誘導板41の端部42を外側に回り込む渦4
4が発生する。これによっても、パイロットバーナーの
保炎性を向上させることができる。
【0036】(変形例3)図6は、この実施の形態にか
かるパイロットバーナーの変形例3を示した外観拡大図
である。この発明では、従来外筒23側に設けられてい
たパイロットスワラー21をパイロットノズル22の側
面50に設けたことに特徴がある。パイロットスワラー
21は、パイロットノズル22の周方向で複数、かつ均
等に設けられる。
【0037】ところで、空気誘導板51は、必ずしもパ
イロットスワラー21と接合されていなければならない
ものではない。しかし、パイロット空気26をパイロッ
トノズル22の先端まで誘導するという機能を担保する
ためには、少なくともパイロットスワラー21からパイ
ロットノズル22の先端方向に向かう側面52のどこか
らかを始点としてパイロットノズル22先端まで当該パ
イロットノズル側面52にほぼ密着させながら設ける必
要がある。ほぼ密着としたのは、実施の形態で述べた理
由と同様である。
【0038】同図において、空気誘導板51の端部53
は、パイロットノズル22の軸心からみて半径方向外向
きに屈曲しているが、これに限らず、半径方向内向きで
あってもよく、また、矢印54に示すように拡散噴射さ
れる燃料が上記端部53に衝突するような屈曲角度を選
択してもよい。そのようにしても、上記実施の形態およ
び変形例1〜2と同様に、パイロット空気と燃料とが渦
で混合されることや、よどみ点の出現により保炎性が向
上する。
【0039】(変形例4)図7は、この実施の形態にか
かるパイロットバーナーの変形例4を示した外観拡大図
である。この変形例4では、パイロットノズル61の噴
射口から拡散噴射される燃料の噴射位置が特徴である。
すなわち、矢印62に示すように、燃料噴射口を空気誘
導板63の屈曲部分64よりも上流にする。空気誘導板
63には噴射口位置に合わせて孔を穿設しておく。この
ようにすると、当該屈曲部分64で空気が巻き込む前に
燃料が空気と混ざる。
【0040】これにより、空気と燃料の予混合気が空気
誘導板63の屈曲部分64で巻き込み、渦を形成し、燃
料の希薄化を防止することができる。その結果、空気だ
けが巻き込む場合よりも、さらに保炎性が向上し、少な
い燃料で安定した燃焼を得ることができる。燃料が節約
できれば、必然的にNOxの低減にも寄与する。なお、
同図では、空気誘導板を図3に類似した例として説明し
たが、これに限らず、図4〜6に示した空気誘導板と組
み合わせてもよい。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
予混合燃焼器のパイロットバーナー(請求項1)によれ
ば、空気誘導板の端部が、半径方向に屈曲しているの
で、その部分において、パイロット空気の渦が発生した
り、燃料のよどみ点ができる。これらの現象は、燃焼ガ
スの希薄化を防止し、パイロットバーナーの保炎性を向
上させることができるという効果を生み出す。また、保
炎性が向上するから、少ない燃料でパイロットバーナー
を運転でき、サーマルNOxの低減にも寄与する。
【0042】また、この発明にかかる予混合燃焼器のパ
イロットバーナー(請求項2)によれば、空気誘導板の
端部が、半径方向外向きに屈曲しているので、その部分
において、パイロット空気の渦が発生したり、燃料のよ
どみ点ができる。これらの現象は、燃焼ガスの希薄化を
防止し、パイロットバーナーの保炎性を向上させる。ま
た、保炎性が向上するから、少ない燃料でパイロットバ
ーナーを運転でき、サーマルNOx低減にも寄与する。
【0043】また、この発明にかかる予混合燃焼器のパ
イロットバーナー(請求項3)によれば、空気誘導板の
端部が、半径方向外向きに屈曲しており、燃料が当該端
部に衝突するので、その部分において、パイロット空気
の渦が発生したり、燃料のよどみ点ができる。これらの
現象は、燃焼ガスの希薄化を防止し、パイロットバーナ
ーの保炎性を向上させる。また、保炎性が向上するか
ら、少ない燃料でパイロットバーナーを運転でき、サー
マルNOx低減にも寄与する。
【0044】また、この発明にかかる予混合燃焼器のパ
イロットバーナー(請求項4)によれば、空気誘導板の
端部が、半径方向内向きに屈曲しているので、その部分
において、燃料とパイロット空気がよく混ざり、その後
端部外向きに渦が発生する。これらの現象は、燃焼ガス
の希薄化を防止し、パイロットバーナーの保炎性を向上
させる。また、保炎性が向上するから、少ない燃料でパ
イロットバーナーを運転でき、サーマルNOx低減にも
寄与する。
【0045】また、この発明にかかる予混合燃焼器のパ
イロットバーナー(請求項5)によれば、パイロットノ
ズルの側面にパイロットスワラーと、空気誘導板とを設
け、当該空気誘導板の端部が、半径方向に屈曲している
ので、その部分において、燃料とパイロット空気がよく
混ざり、その後端部外向きに渦が発生する。これらの現
象は、燃焼ガスの希薄化を防止し、パイロットバーナー
の保炎性を向上させる。また、保炎性が向上するから、
少ない燃料でパイロットバーナーを運転でき、サーマル
NOx低減にも寄与する。
【0046】また、この発明にかかる予混合燃焼器のパ
イロットバーナー(請求項6)によれば、噴射口が空気
誘導板端部の屈曲部分よりも上流側に設けられ、当該空
気誘導板の側面に穿設される孔から斜め前方に燃料を噴
射させるので、上流から流れてくる空気が燃料と予混合
された状態で、屈曲部分で巻き込む。このように燃料と
混合された空気がパイロットノズル先端で渦を形成すれ
ば、燃焼ガスの希薄化を防止し、パイロットバーナーの
保炎性を向上させる。また、保炎性が向上するから、少
ない燃料でパイロットバーナーを運転でき、サーマルN
Ox低減にも寄与する。
【0047】また、この発明にかかる予混合燃焼器(請
求項7)によれば、前記請求項1〜6のいずれかに記載
の予混合燃焼器のパイロットバーナーを有するので、燃
料と混合された空気がパイロットノズル先端で渦を形成
し、燃焼ガスの希薄化を防止できる。その結果、パイロ
ットバーナーの保炎性を向上させることができる。ま
た、保炎性が向上するから、少ない燃料でパイロットバ
ーナーを運転でき、サーマルNOxを低減させる予混合
燃焼器を実現できる。
【0048】また、この発明にかかるガスタービン(請
求項8)によれば、前記請求項8に載の予混合燃焼器を
有するので、パイロットバーナーの保炎性を向上させる
ことができ、燃料削減によるサーマルNOxを低減させ
るガスタービンを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この実施の形態にかかるガスタービン全体を示
す断面図である。
【図2】この実施の形態にかかる予混合燃焼器を示す部
分断面図である。
【図3】この実施の形態にかかるパイロットバーナーを
示す外観拡大図である。
【図4】上記パイロットバーナーの変形例1を示した外
観拡大図である。
【図5】上記パイロットバーナーの変形例2を示した外
観拡大図である。
【図6】上記パイロットバーナーの変形例3を示した外
観拡大図である。
【図7】上記パイロットバーナーの変形例4を示した外
観拡大図である。
【図8】従来の予混合燃焼器のパイロットバーナー等を
示す概略図である。
【符号の説明】
1 ガスタービン 3 燃焼器 15、21、72 パイロットスワラー 11、22、61 パイロットノズル 16、24、41、51、63 空気誘導板 27、31、42、53、64 端部 70 パイロットバーナー 76 予混合ノズル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 圭司郎 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 田中 克則 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 (72)発明者 秋月 渉 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 (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パイロットノズルを取り囲むように外筒
    に配設されるパイロットスワラーと、燃料を斜め前方に
    拡散噴射する噴射口を有するパイロットノズルとを備え
    る予混合燃焼器のパイロットバーナーにおいて、 前記パイロットスワラーから前記パイロットノズルの先
    端方向に向けて空気誘導板が前記パイロットノズル側面
    にほぼ密着するように配設されると共に、前記パイロッ
    トノズルの先端に位置する当該空気誘導板の端部が前記
    パイロットノズルの軸心からみて半径方向に屈曲してい
    ることを特徴とする予混合燃焼器のパイロットバーナ
    ー。
  2. 【請求項2】 前記空気誘導板の端部は、前記パイロッ
    トノズルの軸心からみて半径方向外向きに屈曲している
    ことを特徴とする請求項1に記載の予混合燃焼器のパイ
    ロットバーナー。
  3. 【請求項3】 前記空気誘導板の端部であってパイロッ
    トノズルの燃料噴射口側には、当該パイロットノズルか
    ら噴射される燃料が衝突することを特徴とする請求項1
    または2に記載の予混合燃焼器のパイロットバーナー。
  4. 【請求項4】 前記空気誘導板の端部は、前記パイロッ
    トノズルの軸心からみて半径方向内向きに屈曲している
    ことを特徴とする請求項1に記載の予混合燃焼器のパイ
    ロットバーナー。
  5. 【請求項5】 斜め前方に燃料を噴射する噴射口を有す
    るパイロットノズルの側面であって、周方向に複数、か
    つ均等にパイロットスワラーを設けると共に、空気誘導
    板を前記パイロットスワラーから前記パイロットノズル
    の先端までの前記側面にほぼ密着させながら設け、さら
    に、前記パイロットノズルの先端に位置する前記空気誘
    導板の端部が前記パイロットノズルの軸心からみて半径
    方向に屈曲していることを特徴とする予混合燃焼器のパ
    イロットバーナー。
  6. 【請求項6】 前記噴射口は、空気誘導板端部の屈曲部
    分よりも上流側に設けられ、当該空気誘導板の側面に穿
    設される孔から斜め前方に燃料を噴射させることを特徴
    とする請求項1〜5のいずれかに記載の予混合燃焼器の
    パイロットバーナー。
  7. 【請求項7】 先端から燃料を噴射して空気と燃料との
    予混合を行う予混合ノズルを、略円筒形状に形成した内
    筒の中心軸を中心として周方向に複数配設すると共に、
    これら予混合ノズル配列の中心に上記請求項1〜6のい
    ずれか一つに記載のパイロットバーナーを配設したこと
    を特徴とする予混合燃焼器。
  8. 【請求項8】 導入された空気を圧縮する圧縮機と、 前記圧縮機によって圧縮された空気に燃料を噴射して高
    温高圧の燃焼ガスを発生させる上記請求項7に記載の予
    混合燃焼器と、 前記ガスタービンの予混合燃焼器から発生される燃焼ガ
    スを回転動力に変換するタービンと、 を有することを特徴とするガスタービン。
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