JP2005226849A - ガスタービン燃焼器及びその燃焼空気供給方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃焼室ライナ1と、この燃焼室ライナ1の上流部における軸中心部近傍に設けた空気旋回器2と、この空気旋回器2の近傍から燃料を噴出する燃料ノズル3と、燃焼室ライナ1の上流部における空気旋回器2及び燃料ノズル3の外周側に設けられ、複数の燃焼空気導入用のスリット24を有する二重壁コーン状部材5と、空気旋回器2と二重壁コーン状部材5との間に設けられ、二重壁コーン状部材5の下流領域に形成された低流速循環流領域300にほぼ干渉しないように、燃焼室ライナ1内に燃焼空気800を噴出する燃焼空気噴出口6とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明のガスタービン燃焼器の基本構成を概説すると、まず、ガスタービン燃焼器の軸中心部近傍に燃焼空気に旋回成分を与える空気旋回器を設け、この空気旋回器近傍から燃料を噴射する燃料ノズルを設ける。これにより、燃焼室内の空気旋回器周辺に低流速循環流領域が形成される。さらに、燃焼室ライナ内における燃料ノズル及び空気旋回器の外周側に、二重壁を形成するコーン状部材を設け、この二重壁コーン状部材に多数設けたスリットから燃焼室内に軸中心に向かって空気を噴出するようにする。そして、空気旋回器と二重壁コーン状部材との間に、燃焼室内に噴出する燃焼空気の流量と噴出方向を調節できる燃焼空気噴出口を設け、上記した低流速循環流領域とほぼ干渉しないように燃焼空気噴出口から燃焼空気を供給し、スモークの発生やNOxの排出量の低減を図るものである。
なお、本発明のガスタービン燃焼器及びその燃焼空気供給方法は、液体燃料を燃焼させるガスタービン燃焼器、気体燃焼を燃焼させるガスタービン燃焼器、或いは液体燃料及び気体燃料の双方を燃焼させるガスタービン燃焼器のいずれにも適用可能である。
これら図1乃至図4に示すように、本発明のガスタービン燃焼器は、ガスタービン(図示せず)の周囲に複数缶配置された燃焼器缶8と、この燃焼器缶8の内周側に燃焼用空気の流路を隔てて設けられた概略円筒形状の燃焼室ライナ1と、この燃焼室ライナ1の上流部における軸中心部近傍に設けた空気旋回器2と、この空気旋回器2の近傍から燃料を噴出する燃料ノズル3と、燃焼室ライナ1の上流部における空気旋回器2及び燃料ノズル3の外周側に設けられ、複数の燃焼空気導入用のスリット24を有する二重壁コーン状部材5と、空気旋回器2と二重壁コーン状部材5との間に設けられ、二重壁コーン状部材5の下流領域に形成された低流速循環流領域300にほぼ干渉しないように、燃焼室ライナ1内に噴出する燃焼空気800の流量及び噴出方向を調整する燃焼空気噴出口6とを備えている。
例えば圧縮機(図示せず)等から導入された燃焼用空気100は、燃焼室ライナ1に沿ってその外部空間を流れる過程で燃焼孔13,12,11,10から一部燃焼室7内に順次流入しつつ、残りの燃焼用空気200は燃料ノズル3近傍に到達する。こうして燃料ノズル3近傍に導かれた燃焼用空気200は、その付近に設けた空気旋回器2を介して旋回しつつ燃焼室7内に流入する一方、二重壁コーン状部材5の孔23、スリット24を順次通過して、燃焼室7内において、二重壁コーン状部材5の下流壁22に沿って軸中心に向かって流れ込み、二重壁コーン状部材5の下流域において、前述した低流速循環流領域300を形成する。
図5は本発明のガスタービン燃焼器の他の実施形態の上流側部分の拡大断面図、図6は二重壁コーン状部材5近傍を上流側から見た図である。但し、図6においては、後述する空気旋回器2及び燃料ノズル3の部分は図示省略してある。
本実施形態は、特に気体燃料の燃焼においてNOx発生量を低減するのに好適なもので、前述した本発明のガスタービン燃焼器の一実施の形態と相違する点は、燃焼空気噴出口6aの流路構成にある。
2 空気旋回器
3 燃料ノズル
5 二重壁コーン状部材
6 燃焼空気噴出口
24 スリット
300 低流速循環流領域
800 燃焼空気
Claims (6)
- 燃焼室ライナと、
この燃焼室ライナの上流部における軸中心部近傍に設けた空気旋回器と、
この空気旋回器の近傍から燃料を噴出する燃料ノズルと、
前記燃焼室ライナ上流部における前記空気旋回器及び燃料ノズルの外周側に設けられ、複数の燃焼空気導入用のスリットを有する二重壁コーン状部材と、
前記空気旋回器と前記二重壁コーン状部材との間に設けられ、前記二重壁コーン状部材の下流領域に形成された低流速循環流領域にほぼ干渉しないように、前記燃焼室ライナ内に燃焼空気を噴出する燃焼空気噴出口と
を備えたことを特徴とするガスタービン燃焼器。 - 請求項1に記載のガスタービン燃焼器において、前記燃焼空気噴出口は、前記二重壁コーン状部材のスリットから噴出される燃焼空気よりも大きな軸方向流速を有する燃焼空気を噴出することを特徴とするガスタービン燃焼器。
- 請求項1に記載のガスタービン燃焼器において、前記燃焼空気噴出口は、前記燃焼室ライナの軸方向にほぼ沿う方向に延びることを特徴とするガスタービン燃焼器。
- 請求項1に記載のガスタービン燃焼器において、前記燃焼空気噴出口は、前記空気旋回器からの燃焼空気よりも軸方向流速が小さく、前記燃焼室ライナの軸中心周りを旋回する燃焼空気を噴出することを特徴とするガスタービン燃焼器。
- 請求項1に記載のガスタービン燃焼器において、前記燃焼空気噴出口は、前記燃焼室ライナの軸線にほぼ直交し、前記燃焼室ライナの軸中心に向かって周方向に傾斜した方向に延びることを特徴とするガスタービン燃焼器。
- 燃焼室ライナと、この燃焼室ライナの上流部における軸中心部近傍に設けた空気旋回器と、この空気旋回器の近傍から燃料を噴出する燃料ノズルと、前記燃焼室ライナ上流部における前記空気旋回器及び燃料ノズルの外周側に設けられ、複数の燃焼空気導入用のスリットを有する二重壁コーン状部材とを備えたガスタービン燃焼器の燃焼空気供給方法において、
前記空気旋回器と前記二重壁コーン状部材との間から、前記二重壁コーン状部材の下流領域に形成された低流速循環流領域にほぼ干渉しないように、前記燃焼室ライナ内に燃焼空気を噴出することを特徴とするガスタービン燃焼器の燃焼空気供給方法。
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JP2004032944A JP2005226849A (ja) | 2004-02-10 | 2004-02-10 | ガスタービン燃焼器及びその燃焼空気供給方法 |
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JP2018119780A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | マン・ディーゼル・アンド・ターボ・エスイー | ガスタービンの燃焼室、ガスタービン及びガスタービンの運転方法 |
-
2004
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