JP2003148710A - 燃焼器 - Google Patents

燃焼器

Info

Publication number
JP2003148710A
JP2003148710A JP2001349246A JP2001349246A JP2003148710A JP 2003148710 A JP2003148710 A JP 2003148710A JP 2001349246 A JP2001349246 A JP 2001349246A JP 2001349246 A JP2001349246 A JP 2001349246A JP 2003148710 A JP2003148710 A JP 2003148710A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
hollow
rod
shaped body
air flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001349246A
Other languages
English (en)
Inventor
Keishiro Saito
圭司朗 斎藤
Takashi Kawano
貴司 川野
Hidemi Niinai
英見 二井内
Yutaka Kawada
裕 川田
Shigemi Bandai
重実 萬代
Kuniaki Aoyama
邦明 青山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP2001349246A priority Critical patent/JP2003148710A/ja
Priority to CA002409529A priority patent/CA2409529C/en
Priority to DE60229197T priority patent/DE60229197D1/de
Priority to EP02023830A priority patent/EP1312866B1/en
Priority to US10/287,507 priority patent/US6931854B2/en
Priority to CNB021495769A priority patent/CN1173129C/zh
Publication of JP2003148710A publication Critical patent/JP2003148710A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2210/00Noise abatement
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2900/00Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/14Special features of gas burners
    • F23D2900/14004Special features of gas burners with radially extending gas distribution spokes
    • 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
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Abstract

(57)【要約】 【課題】 中空支柱内に渦が発生しない燃料ノズルを含
む燃焼器を提供する。 【解決手段】 燃料用流路を備えていて空気用流路内に
配置される棒状体と、燃料用流路に連通していて棒状体
から空気用流路内に半径方向に延びる複数の中空部材
と、前記燃料用流路からの燃料を空気用流路内に噴出さ
せるために中空部材に形成された少なくとも一つの噴出
口とを有する燃料ノズルを具備する燃焼器において、棒
状体の軸線より最遠方に位置する中空部材の最遠方内壁
から軸線より最遠方に位置する噴出口まで延びる突出部
をさらに備えた燃焼器を提供する。また、空気用流路に
通じていて燃料を漏出させるための穴が棒状体の軸線よ
り最遠方に位置する噴出口よりも軸線からさらに遠方に
位置している中空部材の最遠方内壁に形成されるか、中
空部材の内壁が空気の流れに対して上流または下流にお
いて噴出口の全てに隣接するように形成されていてもよ
い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は燃料を供給するため
の燃料ノズルを備えた燃焼器、特にガスタービン燃焼器
に関する。
【0002】
【従来の技術】図7は特願2001−173005号に
開示されるような従来技術の燃料ノズルを含む燃焼器の
軸線方向断面図である。図7に示すような燃焼器100
の内筒180の中心軸線上にはパイロットノズル300
が配置されており、このパイロットノズル300周りに
は、パイロットノズル300に対してほぼ平行に延びる
複数の燃料ノズル200が周方向にほぼ等間隔に配置さ
れている。これらパイロットノズル300および燃料ノ
ズル200には燃料が供給されるようになっている。燃
料ノズル200の棒状本体周りには、旋回羽根またはス
ワーラ290が配置されている。燃料ノズル200に
は、燃料ノズルの側壁から放射状に半径方向外側に延び
る複数の中空支柱250が設けられており、中空支柱2
50と燃料ノズル200とは連通している。中空支柱2
50には複数の噴出口260が設けられており、燃料を
燃料ノズル200の先端方向に噴出するようになってい
る。さらに、燃料ノズル200の先端には混合室150
が形成されており、パイロットノズル300の先端付近
には予混合ノズル170によりパイロット燃焼室160
が形成されている。
【0003】燃焼器の空気流入口部110から燃焼器1
00に進入した燃焼用空気は内筒端部120において約
180°反転して空気通路140に流入する。この燃焼
用空気の一部分は、中空支柱250の噴出口260から
噴出された燃料と混合されつつ燃料ノズル200のスワ
ーラ290に流入する。これにより、燃焼用空気の流れ
に主に周方向に旋回が与えられて燃焼用空気は燃料とさ
らに混合され、予混合空気が混合室150に形成され
る。
【0004】さらに、燃焼用空気の残りの部分はパイロ
ットノズル300と予混合ノズル170との間に配置さ
れたスワーラ390に流入する。次いで、この燃焼用空
気はパイロットノズル300から噴出された燃料と共に
パイロット燃焼室160において燃焼され、パイロット
火炎が形成される。中空支柱250の噴出口260から
噴出された燃料と混合された予混合空気は、このパイロ
ット火炎に接触して主火炎を形成して燃焼する。
【0005】図8(a)は図7の線A−Aに沿ってみた
断面図であり、図8(b)は従来技術の燃焼器の燃料ノ
ズルの拡大断面図である。前述したように、燃料ノズル
200には燃料ノズル200から周方向に半径方向外側
に延びる複数の中空支柱250が設けられている。図8
(b)に示すように、中空支柱250には、燃料を空気
の流れに対して直交して噴出させるための複数の燃料用
噴出口260が形成されている。複数の噴出口260、
図8(b)においては二つの噴出口260が中空支柱2
50の幅方向中央付近においてほぼ同一直線上に配置さ
れている。さらに燃料ノズル200の軸線Bから最遠方
に位置する噴出口260aと軸線Bから最遠方に位置す
る中空支柱250の内壁430との間には隙間が存在し
ており、図8(b)の場合にはこの隙間は互いに隣接す
る噴出口の間の距離のほぼ半分の長さに相当している。
中空支柱250の内壁430と噴出口260aとが隣接
する場合には、燃料が他の噴出口よりも噴出口260a
から流れにくくなるのでこのような隙間が必要とされ
る。これら複数の中空支柱250は図8(a)および図
8(b)に示すように平板型であるのが好ましく、これ
により低圧損でかつ剥離の発生の少ない流れを形成する
ことができる。これは、中空支柱250が平板型である
場合に空気の流れに対する中空支柱250の投影面積を
最も小さくできるためである。従って、平板型の中空支
柱250の厚みが小さいほど低圧損でかつ剥離の発生の
少ない流れを形成することができる。図8(b)に示す
噴出口260は直径が1.8ミリメートルの円形孔であ
り、中空支柱250の流路410の厚さ270は1.5
ミリメートルである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、平板型
中空支柱250の厚さを小さくすることにより、平板型
中空支柱250内の流路410の厚さ270が相対的に
小さくなる。これにより、中空支柱250内を流れる燃
料の流れが二次元的となるので、中空支柱250の先端
420付近において渦900が発生するようになる。複
数の燃料噴出口260が一つの中空支柱250に形成さ
れている場合には、渦は燃料ノズル200の軸線Bから
最遠方に位置する噴出口260a周りに生じる。従っ
て、燃料は噴出口260aから噴出するのが困難とな
る。これにより、この最遠方の噴出口260aの流量係
数が他の噴出口の流量係数よりも小さくなると共に、最
遠方の噴出口260aと他の噴出口との間の流量係数の
偏差が増すこととなる。このように、流量係数が小さく
なることにより燃料を噴出させる噴出安定性が低下す
る。また流量係数がばらつくことにより均等な予混合気
が形成されなくなるので燃焼振動が生じる場合がある。
【0007】燃料および空気の混合作用が不均等である
予混合気を使用する場合にはNOxが生じるので、低N
Ox化のためには濃度分布がほぼ均等な予混合気を形成
する必要がある。しかしながら、特願2001−173
005号に開示される燃料ノズルを含む燃焼器の場合に
は、前述したような渦900によって、燃料ノズル20
0の軸線B付近では燃料濃度が高くて噴出口260a付
近では燃料濃度が低くなるために、均等に混合された予
混合気を形成するのが困難である。噴出口から噴出され
る燃料の量は、噴出口の軸線からの距離に影響されるこ
となしに噴出口の寸法のみに応じて定まるようにするの
が好ましく、低NOx化の観点からも各噴出口における
流量係数のばらつきを避ける必要がある。
【0008】それゆえ、本発明は中空支柱内に渦が発生
することのない燃料ノズルを備えた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】前述した目的を達成する
ために請求項1に記載の発明によれば、燃料用流路を備
えていて空気用流路内に配置される棒状体と、前記燃料
用流路に連通していて前記棒状体から前記空気用流路内
に半径方向に延びる複数の中空部材と、前記燃料用流路
からの燃料を前記空気用流路内に噴出させるために前記
中空部材に形成された少なくとも一つの噴出口とを有す
る燃料ノズルを具備する燃焼器において、前記棒状体の
軸線より最遠方に位置する前記中空部材の最遠方内壁か
ら前記軸線より最遠方に位置する前記噴出口まで延びる
突出部をさらに備えた燃焼器が提供される。
【0010】すなわち請求項1に記載の発明によって、
中空支柱内に渦が発生するのを妨げることができるの
で、噴出口から燃料を均等に噴出することができる。こ
れにより、均等に混合された予混合気を形成することが
できるので、NOxの発生を少なくすると共に流量係数
を安定化させられるので燃焼振動を妨げることができ
る。
【0011】請求項2に記載の発明によれば、前記突出
部が前記中空部材の前記最遠方内壁に設けられた開口部
に密封可能に挿入される柱状部材である。すなわち請求
項2に記載の発明によって、放電加工または精密鋳造を
行うことなしに、突起部を備えた燃料ノズルを含む燃焼
器を容易かつ低費用で形成することができる。
【0012】請求項3に記載の発明によれば、燃料用流
路を備えていて空気用流路内に配置される棒状体と、前
記燃料用流路に連通していて前記棒状体から前記空気用
流路内に半径方向に延びる複数の中空部材と、前記燃料
用流路からの燃料を前記空気用流路内に噴出させるため
に前記中空部材に形成された少なくとも一つの噴出口と
を有する燃料ノズルを具備する燃焼器において、前記空
気用流路に通じていて燃料を漏出させるための穴が前記
棒状体の軸線より最遠方に位置する噴出口よりも前記軸
線からさらに遠方に位置している前記中空部材の最遠方
内壁に形成されている燃焼器が提供される。
【0013】すなわち請求項3に記載の発明によって、
燃料の一部を穴から漏出させることにより突起部を設け
ることなしに、比較的容易に渦の発生を妨げることがで
きる。これにより、均等に混合された予混合気を形成す
ることができるのでNOxの発生を少なくすると共に、
流量係数を安定化させられるので燃焼振動を妨げること
ができる。さらに、このような燃料ノズルを備えた燃焼
器を容易かつ低費用で形成することができる。
【0014】請求項4に記載の発明によれば、燃料用流
路を備えていて空気用流路内に配置される棒状体と、前
記燃料用流路に連通していて前記棒状体から前記空気用
流路内に半径方向に延びる複数の中空部材と、前記燃料
用流路からの燃料を前記空気用流路内に噴出させるため
に前記中空部材に形成された少なくとも一つの噴出口と
を有する燃料ノズルを具備する燃焼器において、前記中
空部材の内壁が前記空気の流れに対して上流または下流
において前記噴出口の全てに隣接するように形成されて
いる燃焼器が提供される。
【0015】すなわち請求項4に記載の発明によって、
突起部を設けることなしに、比較的容易に渦の発生を妨
げることができる。これにより、均等に混合された予混
合気を形成することができるのでNOxの発生を少なく
すると共に、流量係数を安定化させられるので燃焼振動
を妨げることができる。さらに、このような燃料ノズル
を備えた燃焼器を容易かつ低費用で形成することができ
る。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態を説明する。以下の図面において同一の部材
には同一の参照符号が付けられている。理解を容易にす
るためにこれら図面は縮尺を適宜変更している。図1は
本発明の第一の実施形態に基づくガスタービン燃焼器に
含まれる燃料ノズルの軸線方向断面図である。本発明の
燃料ノズルは従来技術の燃料ノズル200と同様に燃焼
器(図示しない)内に配置されており、本発明の燃料ノ
ズル周りにはスワーラが設けられているが、理解を容易
にするためにスワーラおよび内筒などは省略されてい
る。前述した従来技術の燃料ノズル200と同様に、こ
の燃料ノズル20は空気を供給するための空気用流路
(図示しない)内にこの空気用流路の軸線に対してほぼ
平行に配置されている。燃料ノズル20は棒状体21と
この棒状体21から半径方向に延びる複数の中空支柱2
5とを有している。各中空支柱25には、空気用流路
(図示しない)内の空気の流れに対して直交して燃料を
噴出することのできる少なくとも一つ、本実施形態にお
いては一側に二つの噴出口26が形成されている。図1
から分かるように、棒状体21内の燃料用流路51と複
数の中空支柱25内の燃料用流路41とは連通してい
る。従って、燃料源(図示しない)から供給される燃料
は棒状体21の燃料用流路51を通って、次いで中空支
柱25内の燃料用流路41を半径方向に移動して噴出口
26から噴出される。従来技術の中空支柱と同様に、本
発明における噴出口26は直径が1.8ミリメートルの
円形孔であり、流路41の厚さは1.5ミリメートルと
なっている。本発明においては燃料ノズル20の軸線B
から最遠方に位置する噴出口26aと軸線Bから最遠方
に位置する中空支柱25の内壁43との間には隙間が存
在しており、本発明の場合にはこの隙間は互いに隣接す
る噴出口の間の距離のほぼ半分の長さに相当している。
【0017】図1に示す本発明の第一の実施態様におい
ては、中空支柱25の燃料用流路41内に突起部40が
設けられている。図1に示すように、突起部40は棒状
体21の軸線Bから最も遠い位置に在る中空支柱25の
内壁43から内方に向かって突出している。この突起部
40は前述した内壁43から最も近い位置に在る噴出口
26aまで延びている。図2は燃料ノズル内の突起部付
近を拡大して示す拡大図である。この図2に示されるよ
うに突起部40の厚さは中空支柱25の燃料用流路41
の厚さにほぼ等しくなっている。図示されるように、突
起部40の先端が軸線Bから最遠方に在る噴出口26a
に隣接するように突起部40は配置されている。このよ
うな突起部40を内部に備えた中空支柱25は、例えば
放電加工により平板内に流路41を形成するか、または
精密鋳造により製造される。
【0018】動作時、燃料ノズル20周りの空気用流路
内に空気が供給されて、燃料ノズル20周りを燃料ノズ
ル20の軸線方向に流れる。さらに、図示しない燃料源
から燃料が燃料ノズル20に供給される。燃料は燃料ノ
ズル20の棒状体21内の流路51を通って複数の中空
支柱25に向かって流れ、次いで中空支柱25内の流路
41を半径方向外側に向かって流れる。最終的に、燃料
は中空支柱25内に形成された複数の噴出口26を通過
して空気の流れに直交するように空気用流路内に噴出さ
れる。前述したように、本実施形態においては中空支柱
25内に突起部40が形成されている。この突起部40
は中空支柱25の先端42付近における燃料流れの旋回
成分を遮断して抑止する役目を果たし、結果的に渦の発
生を抑えることができる。
【0019】渦の発生を抑えることにより、一つの中空
支柱25内のそれぞれの噴出口26から噴出する燃料の
流量がほぼ等しくなると共に各噴出口26の流量係数も
ほぼ等しくなる。これにより、空気と燃料とが均等に混
合された予混合気を形成することができる。従って、こ
の予混合気を燃焼させる際のNOxの発生を少なくする
ことができると共に流量係数を安定化させることにより
燃焼振動を妨げることができる。
【0020】図1および図2に示すように、突起部40
の先端と最遠方の噴出口26aとの間における隙間が最
小限となるか、またはこの隙間がほとんど存在しないよ
うにするのが好ましい。これにより渦がほとんど発生し
ないようにできる。突起部40の先端が最遠方の噴出口
26a内に重なり合うように位置していて噴出口26a
が部分的に塞がれる場合には、この噴出口26aの流量
係数が他の噴出口の流量係数よりも低下するので、均等
な予混合気を形成するのが困難となる。また、本実施形
態における突起部40は略三角形状であるが、旋回流れ
の発生を防止できる他の形状であってもよい。
【0021】図3は本発明の第二の実施形態に基づくガ
スタービン燃焼器に含まれる燃料ノズルの軸線方向断面
図である。図4は燃料ノズル内の柱状部材付近を拡大し
て示す拡大図である。本実施形態においては軸線Bから
最遠方に在る中空支柱25の内壁43に開口部45が形
成されていると共に、この開口部45内に柱状部材46
が挿入されている。第一の実施形態における突起部40
の場合と同様に、柱状部材46の内方側端部は軸線Bか
ら最遠方に在る噴出口26aに隣接するように配置され
ている。すなわち、柱状部材46の内方側端部と噴出口
26aとの間の隙間が最小限となっているかまたはこの
隙間がほとんど存在していない。図4から分かるよう
に、柱状部材46の厚さは中空支柱25内の流路41の
厚さにほぼ等しくなっている。さらに、柱状部材46
は、例えば溶接によって開口部45内に密封状態で挿入
されている。これにより中空支柱25の流路41を流れ
る燃料が開口部45と柱状部材46との間の隙間から漏
洩しないようになっている。本実施形態に示す中空支柱
25は鋳造、特に精密鋳造により形成される。中空部分
を備えた中空部材を形成するために中子を使用し、鋳造
後に中子を取出し、中子のための開口部に柱状部材46
を挿入することによって本実施形態の中空支柱25を形
成する。
【0022】前述した実施形態と同様にこのような柱状
部材46によっても中空支柱25内の流路41における
旋回成分が遮断されるので渦の発生を妨げることができ
る。従って、一つの中空支柱25内のそれぞれの噴出口
26から噴出する燃料の流量がほぼ等しくなると共に各
噴出口26の流量係数もほぼ等しくなる。これにより、
空気と燃料とが均等に混合された予混合気を形成するこ
とができる。従って、この予混合気を燃焼させる際のN
Oxの発生を少なくすることができると共に流量係数を
安定化させられるので燃焼振動を妨げられる。さらに、
本実施形態においては、中子のための開口部に柱状部材
46を単に挿入することによって本実施形態の中空支柱
25を形成できる。すなわち本実施形態の中空支柱25
を放電加工等を行う第一の実施形態の中空支柱よりも容
易かつ低費用で形成することができる。従って、このよ
うな中空支柱25を備えた燃料ノズルを含む燃焼器を容
易かつ低費用で製造できる。
【0023】図5は本発明の第三の実施形態に基づくガ
スタービン燃焼器に含まれる燃料ノズルの軸線方向断面
図である。本実施形態においては第二の実施形態の柱状
部材46が排除されており、軸線Bから最遠方に在る中
空支柱25の内壁43に開口部45のみが形成されてい
る。前述した第二の実施形態と同様に、本実施形態の中
空支柱25は鋳造、特に精密鋳造により形成されてい
る。
【0024】本実施形態における開口部45は動作時に
燃料を中空支柱25から漏出させる役目を果たす。燃料
の一部が開口部45から漏出することにより、中空支柱
25の先端付近において旋回流れが形成されなくなり、
渦の発生が抑えられる。従って、軸線Bから最遠方に在
る噴出口26aの流量係数が従来よりも増すこととな
り、他の噴出口26の流量係数との差が低下する。それ
ゆえ、均等に混合された予混合気を形成できるのでNO
xの発生を少なくすると共に、流量係数を安定化させら
れるので燃焼振動を妨げることができる。さらに、本実
施形態においては鋳造の際に用いる中子用の穴を燃料漏
出用の開口部として使用できるので、放電加工等を行う
第一の実施形態の中空支柱よりも容易かつ低費用で形成
することができる。従って、このような中空支柱25を
備えた燃料ノズルを含む燃焼器を容易かつ低費用で製造
できる。また、本実施形態の場合には、燃料漏出用の開
口部45を設けたために前述した他の実施形態の場合よ
りも燃料の流量が増すので、本実施形態における噴出口
26の寸法を前述した他の実施形態の場合よりも小さく
するのが好ましい。
【0025】図6(a)および図6(b)はそれぞれ本
発明の第四および第五の実施形態に基づくガスタービン
燃焼器に含まれる燃料ノズルの軸線方向断面図である。
これら実施形態においては、前述した突起部ならびに開
口部および柱状部材は設けられておらず、空気の流れに
対して上流または下流に位置する中空支柱25の内壁4
8、44が噴出口26に隣接するよう配置されている。
図6(a)においては、空気の流れに対して下流に位置
する中空支柱25の内壁44が複数の噴出口26の下流
に隣接するように配置されている。同様に、図6(b)
においては、空気の流れに対して上流に位置する中空支
柱25の内壁48が複数の噴出口26の上流に隣接する
ように配置されている。すなわち、これら実施形態にお
ける複数の噴出口は、軸線Bから最遠方に在る噴出口2
6aと軸線Bから最遠方に在る内壁43との間に隙間を
有しつつ、空気の流れに対して上流または下流に位置す
る内壁48、44が複数の噴出口の上流または下流に隣
接して位置している。
【0026】中空支柱25の内壁を図6(a)または図
6(b)のように配置することによって、各噴出口26
を通過する燃料の流量は低下する。しかしながら、噴出
口26のそれぞれが中空支柱25の内壁に隣接している
ので、軸線Bから最遠方に位置する噴出口26aの流量
係数と他の噴出口26の流量係数との間の差が小さくな
る。それゆえ、均等に混合された予混合気を形成できる
のでNOxの発生を少なくすると共に、流量係数を安定
化させられるので燃焼振動を妨げることができる。本実
施形態においては各噴出口の寸法を前述した第一の実施
形態の噴出口の寸法よりも大きくするのが好ましく、こ
れにより各噴出口の流量係数が低下するのを妨げること
ができる。本実施形態においては突起部を形成する必要
がないので、このような中空支柱25を備えた燃料ノズ
ルを含む燃焼器を容易かつ低費用で製造できる。
【0027】なお、前述した実施形態においては、燃料
が空気の流れに対して直交して噴出されるように噴出口
が形成されているが、燃料が空気の流れに対して平行に
噴出されるように噴出口が形成されている場合も本発明
の範囲に含まれる。
【0028】
【発明の効果】各請求項に記載の発明によれば、中空支
柱内に渦が発生するのを妨げることができるので、噴出
口から燃料を均等に噴出することができる。これによ
り、均等に混合された予混合気を形成することができる
ので、NOxの発生を少なくすると共に流量係数を安定
化させられるので燃焼振動を妨げることができるという
共通の効果を奏しうる。
【0029】さらに、請求項2に記載の発明によれば、
突起部を備えた燃料ノズルを含む燃焼器を容易かつ低費
用で形成することができるという効果を奏しうる。さら
に、請求項3に記載の発明によれば、比較的容易に渦の
発生を妨げると共にこのような燃料ノズルを備えた燃焼
器を容易かつ低費用で形成することができるという効果
を奏しうる。さらに、請求項4に記載の発明によれば、
比較的容易に渦の発生を妨げると共にこのような燃料ノ
ズルを備えた燃焼器を容易かつ低費用で形成することが
できるという効果を奏しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態に基づくガスタービン
燃焼器に含まれる燃料ノズルの軸線方向断面図である。
【図2】燃料ノズル内の突起部付近を拡大して示す拡大
図である。
【図3】本発明の第二の実施形態に基づくガスタービン
燃焼器に含まれる燃料ノズルの軸線方向断面図である。
【図4】燃料ノズル内の柱状部材付近を拡大して示す拡
大図である。
【図5】本発明の第三の実施形態に基づくガスタービン
燃焼器に含まれる燃料ノズルの軸線方向断面図である。
【図6】(a)本発明の第四の実施形態に基づくガスタ
ービン燃焼器に含まれる燃料ノズルの軸線方向断面図で
ある。 (b)本発明の第五の実施形態に基づくガスタービン燃
焼器に含まれる燃料ノズルの軸線方向断面図である。
【図7】従来技術のガスタービン燃焼器の軸線方向断面
図である。
【図8】(a)図7の線A−Aに沿ってみた断面図であ
る。 (b)図7のガスタービン燃焼器に含まれる燃料ノズル
を拡大して示す部分拡大図である。
【符号の説明】
20…燃料ノズル 21…棒状体 25…中空支柱 26…噴出口 29…燃料用流路 40…突起部 43…内壁 45…開口部 46…柱状部材 B…軸線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二井内 英見 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 川田 裕 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 萬代 重実 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 青山 邦明 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 Fターム(参考) 3K017 AA06 AA08 AD01 AD10 AD11 CA06 CA08 CB01 CD01 CD02 CD03

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料用流路を備えていて空気用流路内に
    配置される棒状体と、前記燃料用流路に連通していて前
    記棒状体から前記空気用流路内に半径方向に延びる複数
    の中空部材と、前記燃料用流路からの燃料を前記空気用
    流路内に噴出させるために前記中空部材に形成された少
    なくとも一つの噴出口とを有する燃料ノズルを具備する
    燃焼器において、 前記棒状体の軸線より最遠方に位置する前記中空部材の
    最遠方内壁から前記軸線より最遠方に位置する前記噴出
    口まで延びる突出部をさらに備えた燃焼器。
  2. 【請求項2】 前記突出部が前記中空部材の前記最遠方
    内壁に設けられた開口部に密封可能に挿入される柱状部
    材である請求項1に記載の燃焼器。
  3. 【請求項3】 燃料用流路を備えていて空気用流路内に
    配置される棒状体と、前記燃料用流路に連通していて前
    記棒状体から前記空気用流路内に半径方向に延びる複数
    の中空部材と、前記燃料用流路からの燃料を前記空気用
    流路内に噴出させるために前記中空部材に形成された少
    なくとも一つの噴出口とを有する燃料ノズルを具備する
    燃焼器において、 前記空気用流路に通じていて燃料を漏出させるための穴
    が前記棒状体の軸線より最遠方に位置する前記中空部材
    の最遠方内壁に形成されている燃焼器。
  4. 【請求項4】 燃料用流路を備えていて空気用流路内に
    配置される棒状体と、前記燃料用流路に連通していて前
    記棒状体から前記空気用流路内に半径方向に延びる複数
    の中空部材と、前記燃料用流路からの燃料を前記空気用
    流路内に噴出させるために前記中空部材に形成された少
    なくとも一つの噴出口とを有する燃料ノズルを具備する
    燃焼器において、 前記中空部材の内壁が前記空気の流れに対して上流また
    は下流において前記噴出口の全てに隣接するように形成
    されている燃焼器。
JP2001349246A 2001-11-14 2001-11-14 燃焼器 Withdrawn JP2003148710A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001349246A JP2003148710A (ja) 2001-11-14 2001-11-14 燃焼器
CA002409529A CA2409529C (en) 2001-11-14 2002-10-23 Combustor containing fuel nozzle
DE60229197T DE60229197D1 (de) 2001-11-14 2002-10-23 Brennkammer mit Brennstoffeinspritzdüse
EP02023830A EP1312866B1 (en) 2001-11-14 2002-10-23 Combustor containing fuel nozzle
US10/287,507 US6931854B2 (en) 2001-11-14 2002-11-05 Combustor containing fuel nozzle
CNB021495769A CN1173129C (zh) 2001-11-14 2002-11-14 燃烧器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001349246A JP2003148710A (ja) 2001-11-14 2001-11-14 燃焼器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003148710A true JP2003148710A (ja) 2003-05-21

Family

ID=19161944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001349246A Withdrawn JP2003148710A (ja) 2001-11-14 2001-11-14 燃焼器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6931854B2 (ja)
EP (1) EP1312866B1 (ja)
JP (1) JP2003148710A (ja)
CN (1) CN1173129C (ja)
CA (1) CA2409529C (ja)
DE (1) DE60229197D1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015083897A (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器及び回転機械
CN106402934A (zh) * 2016-11-21 2017-02-15 深圳智慧能源技术有限公司 燃气轮机燃烧室及其喷嘴
JP2017527765A (ja) * 2014-09-12 2017-09-21 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト ガスタービンのための流体発振器を有するバーナー及び少なくとも1つの当該バーナーを有するガスタービン

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7377036B2 (en) * 2004-10-05 2008-05-27 General Electric Company Methods for tuning fuel injection assemblies for a gas turbine fuel nozzle
EP2085695A1 (de) * 2008-01-29 2009-08-05 Siemens Aktiengesellschaft Brennstoffdüse mit Drallkanal und Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffdüse
US7578130B1 (en) * 2008-05-20 2009-08-25 General Electric Company Methods and systems for combustion dynamics reduction
US20100170250A1 (en) * 2009-01-06 2010-07-08 General Electric Company Fuel Plenum Vortex Breakers
US8333075B2 (en) * 2009-04-16 2012-12-18 General Electric Company Gas turbine premixer with internal cooling
JP2011099654A (ja) * 2009-11-09 2011-05-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン用燃焼バーナ
US20110162375A1 (en) * 2010-01-05 2011-07-07 General Electric Company Secondary Combustion Fuel Supply Systems
US8381532B2 (en) * 2010-01-27 2013-02-26 General Electric Company Bled diffuser fed secondary combustion system for gas turbines
US9383097B2 (en) 2011-03-10 2016-07-05 Rolls-Royce Plc Systems and method for cooling a staged airblast fuel injector
US9310073B2 (en) 2011-03-10 2016-04-12 Rolls-Royce Plc Liquid swirler flow control
US8919132B2 (en) 2011-05-18 2014-12-30 Solar Turbines Inc. Method of operating a gas turbine engine
US8893500B2 (en) 2011-05-18 2014-11-25 Solar Turbines Inc. Lean direct fuel injector
EP2570727B1 (en) * 2011-09-16 2019-05-22 Rolls-Royce plc Injector for pressure drop control in fluid circuits through swirling flow mitigation
US9182124B2 (en) 2011-12-15 2015-11-10 Solar Turbines Incorporated Gas turbine and fuel injector for the same
US9395084B2 (en) * 2012-06-06 2016-07-19 General Electric Company Fuel pre-mixer with planar and swirler vanes
EP2743582A1 (de) * 2012-12-14 2014-06-18 Siemens Aktiengesellschaft Brennerspitze und Brenner
US9759425B2 (en) * 2013-03-12 2017-09-12 General Electric Company System and method having multi-tube fuel nozzle with multiple fuel injectors
US9765973B2 (en) 2013-03-12 2017-09-19 General Electric Company System and method for tube level air flow conditioning
US9671112B2 (en) 2013-03-12 2017-06-06 General Electric Company Air diffuser for a head end of a combustor
US9528444B2 (en) 2013-03-12 2016-12-27 General Electric Company System having multi-tube fuel nozzle with floating arrangement of mixing tubes
US9534787B2 (en) 2013-03-12 2017-01-03 General Electric Company Micromixing cap assembly
US9651259B2 (en) 2013-03-12 2017-05-16 General Electric Company Multi-injector micromixing system
US9650959B2 (en) 2013-03-12 2017-05-16 General Electric Company Fuel-air mixing system with mixing chambers of various lengths for gas turbine system
US9851107B2 (en) * 2014-07-18 2017-12-26 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Axially staged gas turbine combustor with interstage premixer
KR102142140B1 (ko) * 2018-09-17 2020-08-06 두산중공업 주식회사 연료 노즐, 이를 포함하는 연소기 및 가스 터빈
US11512853B2 (en) * 2020-06-30 2022-11-29 General Electric Company Fuel circuit for a fuel injector
CN114353082A (zh) * 2020-09-30 2022-04-15 芜湖美的厨卫电器制造有限公司 喷嘴、燃烧器和燃气热水器

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2706588B1 (fr) * 1993-06-16 1995-07-21 Snecma Système d'injection de carburant pour chambre de combustion.
US5613363A (en) * 1994-09-26 1997-03-25 General Electric Company Air fuel mixer for gas turbine combustor
US5943866A (en) * 1994-10-03 1999-08-31 General Electric Company Dynamically uncoupled low NOx combustor having multiple premixers with axial staging
US6047550A (en) * 1996-05-02 2000-04-11 General Electric Co. Premixing dry low NOx emissions combustor with lean direct injection of gas fuel
US6141967A (en) * 1998-01-09 2000-11-07 General Electric Company Air fuel mixer for gas turbine combustor
US6684641B2 (en) * 1999-12-15 2004-02-03 Osaka Gas Co., Ltd. Fluid distributor, burner device, gas turbine engine, and cogeneration system
JP2001173005A (ja) 1999-12-16 2001-06-26 Nakayama Iron Works Ltd 土壌解砕機
JP2002031343A (ja) * 2000-07-13 2002-01-31 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃料噴出部材、バーナ、燃焼器の予混合ノズル、燃焼器、ガスタービン及びジェットエンジン
JP4508474B2 (ja) * 2001-06-07 2010-07-21 三菱重工業株式会社 燃焼器
JP4610800B2 (ja) * 2001-06-29 2011-01-12 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器
US7165405B2 (en) * 2002-07-15 2007-01-23 Power Systems Mfg. Llc Fully premixed secondary fuel nozzle with dual fuel capability
US6915636B2 (en) * 2002-07-15 2005-07-12 Power Systems Mfg., Llc Dual fuel fin mixer secondary fuel nozzle
US6898937B2 (en) * 2002-07-15 2005-05-31 Power Systems Mfg., Llc Gas only fin mixer secondary fuel nozzle
US6691516B2 (en) * 2002-07-15 2004-02-17 Power Systems Mfg, Llc Fully premixed secondary fuel nozzle with improved stability
US6722132B2 (en) * 2002-07-15 2004-04-20 Power Systems Mfg, Llc Fully premixed secondary fuel nozzle with improved stability and dual fuel capability
US6675581B1 (en) * 2002-07-15 2004-01-13 Power Systems Mfg, Llc Fully premixed secondary fuel nozzle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015083897A (ja) * 2013-10-25 2015-04-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器及び回転機械
JP2017527765A (ja) * 2014-09-12 2017-09-21 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト ガスタービンのための流体発振器を有するバーナー及び少なくとも1つの当該バーナーを有するガスタービン
CN106402934A (zh) * 2016-11-21 2017-02-15 深圳智慧能源技术有限公司 燃气轮机燃烧室及其喷嘴

Also Published As

Publication number Publication date
EP1312866B1 (en) 2008-10-08
US6931854B2 (en) 2005-08-23
CA2409529A1 (en) 2003-05-14
CA2409529C (en) 2007-08-14
US20030089801A1 (en) 2003-05-15
DE60229197D1 (de) 2008-11-20
CN1419074A (zh) 2003-05-21
EP1312866A3 (en) 2004-06-16
EP1312866A2 (en) 2003-05-21
CN1173129C (zh) 2004-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2003148710A (ja) 燃焼器
JP4508474B2 (ja) 燃焼器
US7007477B2 (en) Premixing burner with impingement cooled centerbody and method of cooling centerbody
US6092363A (en) Low Nox combustor having dual fuel injection system
US20080078183A1 (en) Liquid fuel enhancement for natural gas swirl stabilized nozzle and method
US20070259296A1 (en) Premix Burner With Mixing Section
JP2007155170A5 (ja)
JP2009270816A (ja) ガスタービンエンジン用の燃料ノズル及びそれを製作する方法
JP2011058775A (ja) ガスタービン燃焼器
JP2011196681A (ja) 予混合一次燃料ノズルアセンブリを有する燃焼器
JPH07280223A (ja) 予混合式バーナー
CN107923612B (zh) 具有用于主液体燃料的渐缩喷射部件的预混合双燃料燃烧器
JP2009531642A (ja) 熱発生器作動用のバーナ
JP2005106411A (ja) プレフィルマー式エアブラスト微粒化ノズル
JP2006189252A (ja) ガスタービン燃焼器およびガスタービン燃焼器の運転方法
JP4066658B2 (ja) ガスタービン燃焼器,ガスタービン燃焼器用予混合装置、及びガスタービン燃焼器の予混合方法
JPH09166326A (ja) ガスタービン燃焼器
CN115451431B (zh) 一种用于燃气轮机燃烧室的燃料喷嘴预混系统
US6761033B2 (en) Gas turbine combustor with fuel-air pre-mixer and pre-mixing method for low NOx combustion
JPH1068511A (ja) バーナ
JPH09119639A (ja) 低NOxガスタービン燃焼器の予混合メインノズル
JP2002276943A (ja) ガスタービン用燃料ノズル
JP2006090602A (ja) ローブミキサー及び予混合器
CN111630321B (zh) 燃烧器装置
US11448175B1 (en) Fuel nozzle

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20050201