JP2006029675A - Gas turbine combustor - Google Patents
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Description
本発明は、ガスタービンの搭載されるガスタービン燃焼器に関する。 The present invention relates to a gas turbine combustor on which a gas turbine is mounted.
一般に、ガスタービンは、空気圧縮機(以下、単に「圧縮機」と記すことがある)、ガスタービン燃焼器(以下、単に「燃焼器」と記すことがある)、及びタービンを主な構成要素とし、互いに主軸で直結された圧縮機とタービンの間に燃焼器が配設されてなり、作動流体となる空気が主軸の回転により圧縮機に吸入されて圧縮され、その圧縮空気が燃焼器に導入されて燃料とともに燃焼し、その高温高圧の燃焼ガスがタービンに吐出されてタービンとともに主軸を回転駆動させる。このようなガスタービンは、主軸の前端に発電機等を接続することで発電設備の駆動源として活用され、また、タービンの前方に燃焼ガス噴射用の排気口を配設することでジェットエンジンとして活用される。 In general, a gas turbine includes an air compressor (hereinafter simply referred to as “compressor”), a gas turbine combustor (hereinafter also simply referred to as “combustor”), and a turbine as a main component. A combustor is disposed between a compressor and a turbine directly connected to each other by a main shaft, and air serving as a working fluid is sucked into the compressor by the rotation of the main shaft and compressed, and the compressed air is transferred to the combustor. It is introduced and combusted with the fuel, and the high-temperature and high-pressure combustion gas is discharged to the turbine to rotate the main shaft together with the turbine. Such a gas turbine is used as a drive source for power generation equipment by connecting a generator or the like to the front end of the main shaft, and as a jet engine by disposing an exhaust port for combustion gas injection in front of the turbine. Be utilized.
ここで、近年主流となっている予混合燃焼方式の燃焼器を適用した従来より一般的なガスタービンについて説明する(例えば、特許文献1参照)。図8に示すように、ガスタービン1は、大きくは、圧縮機2、ガスタービン燃焼器3、及びタービン4から構成される。燃焼器3は、圧縮機2とタービン4の間に形成された空洞を有する車室5に取り付けられており、燃焼領域を有する内筒6、この内筒6の前端に連結された尾筒7、内筒6と同心状に配設された外筒8、内筒6の中心軸線上に後端から配設されたパイロット燃料ノズル9、このパイロット燃料ノズル9の周囲に円周方向で等間隔に配設された複数のメイン燃料ノズル10、尾筒7の側壁に連結され車室5に開口するバイパスダクト11、このバイパスダクト11に配設されたバイパス弁12、このバイパス弁12の開閉度合いを調整するバイパス弁可変機構13を備える。
Here, a gas turbine that is more general than the conventional one using a premixed combustion type combustor, which has become the mainstream in recent years, will be described (for example, see Patent Document 1). As shown in FIG. 8, the
但し、図9に示すように、内筒6の内部には、パイロット燃料ノズル9の先端部分を中心軸に沿って収容する筒状のパイロットノズル20が配設され、このパイロットノズル20の周囲に、各メイン燃料ノズル10の先端部分10aをそれぞれ中心軸に沿って収容する筒状のメインノズル21が配設されている。ここでの各メイン燃料ノズル10の先端部分10aの先端は先細り状になっている。各メインノズル21は、これらの前端に取り付けられたホルダ22及びホルダ23によって内筒6に固定され、パイロットノズル20は、そのホルダ22及びホルダ24によって内筒6に対して固定される。
However, as shown in FIG. 9, a
また、メインノズル21の内部には、メイン燃料ノズル10の先端部分10aを同軸状に貫通させてその平行部に環装されるスワラリング25が配設され、このスワラリング25の外周面25aからメインノズル21の内周面に至る間に、旋回翼状のスワラ26が配設されている。スワラ26は、その外周端がメインノズル21の内周面に固定され、その内周端がスワラリング25の外周面25aに固定されていて、結局のところスワラリング25は、メインノズル21に対しスワラ26を介して支持された格好となる。ちなみに、パイロット燃料ノズル9とパイロットノズル20に対しても、同様のスワラリング及びスワラが配設されている。
Further, a
また、メイン燃料ノズル10の先端部分10aにおいて、スワラリング25よりもやや前方の位置に、第1の燃料噴出孔27が円周方向に連なって複数個形成されている。更に、スワラリング25よりも後方の位置には、複数の中空柱28が放射状に一体に突設され、これらの各中空柱28には、複数の第2の燃料噴出孔29がスワラ26に向けて複数個形成されている。ちなみに、パイロット燃料ノズル9には、その先端に燃料噴出孔が形成されている。
Further, a plurality of first
このような構成のもと、圧縮機2で圧縮された圧縮空気は、車室5内に流入し(図8中の白抜き矢印参照)、内筒6の外周面と外筒8の内周面とで形成される管状空間を経た後ほぼ180度反転して(図8中の実線矢印参照)、内筒6内に後端側から導入される。その圧縮空気は、パイロットノズル20及びメインノズル21の後端の開口よりそれらの内部に取り込まれる。メインノズル21内に取り込まれた圧縮空気は、スワラ26を通じて中心軸回りに螺旋状の旋回流となり、前端の開口から放出される。その際、メイン燃料ノズル10における第1の燃料噴出孔27及び第2の燃料噴出孔29から燃料が供給され、メインノズル21内に流通する圧縮空気に燃料が混合される。これと同様に、パイロットノズル20内に取り込まれスワラにより旋回流となった圧縮空気には、パイロット燃料ノズル9の燃料噴出孔から燃料が供給され、前端の開口から放出される。
Under such a configuration, the compressed air compressed by the
次いで、パイロットノズル20から放出された燃料混合気は燃焼して拡散火炎となり、この拡散火炎にメインノズル21からの燃料混合気が放出されることで主火炎となって燃焼し、高温高圧の燃焼ガスが生成する。このように予め燃料を混合した圧縮空気を燃焼させる方式を予混合燃焼方式という。その燃焼ガスは、尾筒7内を経由してその前端から吐出され、タービン4を駆動させる。なお、バイパスダクト11から尾筒7内へは車室5内の圧縮空気の一部が供給され、これにより、内筒6内の燃焼ガス濃度が調整される。
Next, the fuel mixture released from the
このような予混合燃焼方式の燃焼器3では、燃焼に際して圧縮空気中に燃料が均一に分散していることから、燃焼火炎温度の局部的な上昇を抑止することができ、これにより、燃焼火炎温度の上昇に伴って増加するNOxの生成量を低減することが可能になる。従って、予混合燃焼方式の燃焼器3は、近年の環境保全に対する要求である低NOx化に極めて有用である。
In such a premixed
なお、メイン燃料ノズル10における第1の燃料噴出孔27や第2の燃料噴出孔29は、メインノズル21内に流通する圧縮空気に燃料を均一に供給し得る限り、いずれか一方のみでも構わず、燃焼器3の仕様に併せてその設置個所が適宜設定される。
ところで、従来からのメインノズル21内のスワラリング25は、精密鋳造や機械加工によって製作される金属製のものであり、その製作容易性や強度確保を主に考慮して、その内外径が前端から後端にかけて共に一定で、肉厚がある程度ぶ厚い極めて単純な形状であった。つまり、メインノズル21の中心軸に沿う縦断面において、スワラリング25の縦断面形状は矩形状であった。そのため、以下に示す問題が生じていた。
By the way, the
図10に示すように、メインノズル21内を流通する圧縮空気は、そのほとんどがスワラ26を流通することになるが、その際、スワラリング25の後端25cが障壁すなわち抵抗となるため、この後方近傍で圧縮空気の流線に淀みが生じて、その流線は急激に曲げられた上でスワラリング25の外周面25aに沿う状況になる。つまり、スワラ26を流通する圧縮空気全体として見れば、スワラリング25付近を流通する圧縮空気に局部的な圧力損失が生じる。
As shown in FIG. 10, most of the compressed air that circulates in the
そのため、メインノズル21から放出される圧縮空気は、図10中の点線矢印で示すように、全体として均一な流速とはならず、径方向中心付近で流速が大きく低下する現象が生じる。この現象における流速が低下した領域は、一般には後流(ウェイク)と呼ばれる。後流が過剰に発生すると、すなわち圧縮空気の流速が局部的に大きく低下すると、主火炎が逆流するといういわゆる逆火(フラッシュバック)が誘発される。そして、逆火はメインノズル21、ひいてはメイン燃料ノズル10を焼き焦がし、それらの損傷を招く。
Therefore, the compressed air discharged from the
また、図11に示すように、メイン燃料ノズル10の先端部分10aにおける先端の先細り部にスワラリング25が環装されたものである場合、スワラリング25の後端25cにおける内周とメイン燃料ノズル10の先端部分10aの外周との隙間で形成されるドーナツ状の断面積が、スワラリング25の前端25dにおける内周とメイン燃料ノズル10の先端部分10aの外周との隙間で形成されるドーナツ状の断面積よりも小さくなることから、ここに一種のディフューザが形成される。そうすると、そこに流通する圧縮空気については、その入口となる後端側の流速に対し、出口となる前端側の流速が低下してしまう。そのため、上記図10で示したスワラリング25自体の形状による後流に加えて、より増大した後流が発生する。
Further, as shown in FIG. 11, when the
なお、パイロットノズル20内を流通する圧縮空気に対しても、同様の後流の問題は生じ得る。
Note that the same wake problem may occur for the compressed air flowing through the
そこで本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、スワラリングの存在にまつわる後流の発生を抑えることが可能なガスタービン燃焼器を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gas turbine combustor that can suppress the generation of a wake related to the presence of swirling.
上記目的を達成するため、本発明によるガスタービン燃焼器は、燃料を噴出する燃料ノズルと、この燃料ノズルの少なくとも先端部分を後端の開口から中心軸に沿って収容し、後端の開口より取り込んだ圧縮空気を前端の開口から放出する筒体と、前記燃料ノズルを同軸状に貫通させて環装されるスワラリングと、このスワラリングを支持しながら前記スワラリングの外周面から前記筒体の内周面に至る間に設けられ、流通する前記圧縮空気を前記筒体の中心軸回りに旋回させるスワラと、を備えたガスタービン燃焼器であって、前記スワラリングの前記筒体の中心軸に沿う縦断面形状において、0.007≦t1/D<0.02の関係式を満たす。但し、t1:スワラリングの後端の肉厚、D:筒体の内径である。なお、ここでいう筒体としては、メインノズルやパイロットノズルが該当し、燃料ノズルとしては、メイン燃料ノズルやパイロット燃料ノズルが該当する。 In order to achieve the above object, a gas turbine combustor according to the present invention accommodates a fuel nozzle for ejecting fuel and at least a front end portion of the fuel nozzle along a central axis from an opening at the rear end. A cylinder that discharges the compressed air that has been taken in from the opening at the front end, a swirler ring that is mounted by coaxially passing through the fuel nozzle, and an inner circumference of the cylinder from the outer circumferential surface of the swirler ring while supporting the swirler ring A gas turbine combustor provided with a swirler that swirls the compressed air that circulates around a central axis of the cylindrical body, the vertical section along the central axis of the cylindrical body of the swirler ring In the surface shape, the relational expression of 0.007 ≦ t1 / D <0.02 is satisfied. Where t1 is the thickness of the rear end of the swirler ring, and D is the inner diameter of the cylinder. In addition, a main nozzle and a pilot nozzle correspond as a cylinder here, and a main fuel nozzle and a pilot fuel nozzle correspond as a fuel nozzle.
これにより、スワラリング付近を流通する圧縮空気は、スワラリングの後端の抵抗をほとんど受けることなく、その流線は滑らかにスワラリングの外周面に沿うようになる。従って、筒体から放出される圧縮空気のうち、スワラリング付近を流通した圧縮空気を起源とする径方向中心付近での圧縮空気の流速は、ほとんど低下することなく維持される。 Thus, the compressed air flowing in the vicinity of the swirler ring receives almost no resistance at the rear end of the swirler ring, and its streamline smoothly follows the outer peripheral surface of the swirler ring. Therefore, among the compressed air released from the cylinder, the flow velocity of the compressed air near the center in the radial direction originating from the compressed air that has circulated in the vicinity of the swirler ring is maintained with almost no decrease.
ここで、筒体から放出される径方向中心付近での圧縮空気の流速をより低下させることなく維持する観点から、スワラリングの外周面に沿った圧縮空気の流線が最終的に径方向中心側に傾くように、前記スワラリングの前記縦断面形状が流線形状であることが好ましい。又は、前記スワラリングの前記縦断面形状において、前端の外周側が面取りされていてもよい。 Here, from the viewpoint of maintaining the flow velocity of the compressed air in the vicinity of the radial center discharged from the cylinder without further lowering, the streamline of the compressed air along the outer peripheral surface of the swirler ring is finally on the radial center side. It is preferable that the vertical cross-sectional shape of the swirler ring is a streamline shape so as to be inclined. Alternatively, in the vertical cross-sectional shape of the swirler ring, the outer peripheral side of the front end may be chamfered.
また、同様に筒体から放出される径方向中心付近での圧縮空気の流速をより低下させることなく維持する観点から、スワラリングの内周面と燃料ノズルの外周面との隙間にも、圧縮空気が流速低下なく流通できるように、前記スワラリングの後端における内周と前記燃料ノズルの外周との隙間で形成される断面積が、前記スワラリングの前端における内周と前記燃料ノズルの外周との隙間で形成される断面積よりも大きくなっていることが好ましい。 Similarly, from the viewpoint of maintaining the flow velocity of the compressed air near the radial center discharged from the cylindrical body without lowering the compressed air, the compressed air is also introduced into the gap between the inner peripheral surface of the swirler and the outer peripheral surface of the fuel nozzle. The cross-sectional area formed by the gap between the inner circumference at the rear end of the swirler ring and the outer circumference of the fuel nozzle is such that the gap between the inner circumference at the front end of the swirler ring and the outer circumference of the fuel nozzle is It is preferable that the cross-sectional area formed by
ここで例えば、前記スワラリングが前記燃料ノズルの先細り状の先端に環装されていて、前記筒体の中心軸に沿う縦断面において、互いに対向する前記スワラリングの内周面と前記燃料ノズルの外周面とが平行であるとよい。 Here, for example, the swirler ring is mounted at the tapered tip of the fuel nozzle, and the inner peripheral surface of the swirler ring and the outer peripheral surface of the fuel nozzle that face each other in a longitudinal section along the central axis of the cylindrical body Are preferably parallel to each other.
また、実用的には、前記スワラリングの内周面と前記燃料ノズルの外周面との隙間が、前記スワラリングの後端の肉厚の2倍以上になっているとよい。 Practically, the gap between the inner peripheral surface of the swirler ring and the outer peripheral surface of the fuel nozzle is preferably at least twice the thickness of the rear end of the swirler ring.
本発明のガスタービン燃焼器によれば、筒体から放出される圧縮空気のうち、スワラリング付近を流通した圧縮空気を起源とする径方向中心付近での圧縮空気の流速は、ほとんど低下することなく維持されるため、後流の発生が抑えられる。その結果、逆火の発生を顕著に防止できる。 According to the gas turbine combustor of the present invention, among the compressed air discharged from the cylinder, the flow velocity of the compressed air near the center in the radial direction originating from the compressed air that has circulated in the vicinity of the swirler ring is hardly reduced. Therefore, the occurrence of wake is suppressed. As a result, the occurrence of flashback can be remarkably prevented.
以下に、本発明の燃焼器の実施形態について図面を参照しながら詳述する。先ず、本発明の第1実施形態について説明する。図1は第1実施形態の燃焼器の要部を拡大して示す縦断面図である。なお、図中で、図8〜図11と同じ名称で同じ機能を果たす部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。後述する第2〜第6実施形態においても同様とする。 Hereinafter, an embodiment of a combustor of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is an enlarged longitudinal sectional view showing a main part of the combustor according to the first embodiment. In addition, in the figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which performs the same function by the same name as FIGS. The same applies to the second to sixth embodiments described later.
本第1実施形態では、図1に示すように、メインノズル21内のスワラリング25は、メイン燃料ノズル10の先端部分10aの平行部に環装されており、その後端25cの部分における外周面25aが後方へ行くほど徐々に縮径されている。そして、メインノズル21の中心軸に沿う縦断面形状において、スワラリング25の後端25cの肉厚をt1、メインノズル21の内径をDとして、次の関係式(1)を満たすようになっている。
0.007≦t1/D<0.02・・・(1)
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
0.007 ≦ t1 / D <0.02 (1)
具体的には、大型のガスタービン(メインノズル21の内径D≧50mm程度)に適用される燃焼器3について、例えばD=75mmの場合、上記の関係式(1)に基づいて、0.5mm≦t1<1.5mmが導かれる。スワラリング25の後端25cの肉厚t1がこの範囲内であれば、スワラリング25を特に精密鋳造を用いて容易に製作する際十分にその寸法精度を確保できるし、強度上でも問題はない。ちなみにこの場合、スワラリング25の最大肉厚tmaxは、歩留りの確保を踏まえて1.5mm程度である。
Specifically, for the
このようなスワラリング25を適用すれば、スワラリング25付近を流通する圧縮空気は、スワラリング25の後端25cの抵抗をほとんど受けることなく、その流線は滑らかにスワラリング25の外周面25aに沿うようになる。従って、メインノズル21から放出される圧縮空気のうち、スワラリング25付近を流通した圧縮空気を起源とする径方向中心付近での圧縮空気の流速は、ほとんど低下することなく維持される。つまり、後流の発生が抑えられることになり、その結果として、逆火の発生を顕著に防止できる。
When such a
次に、本発明の第2実施形態について、図2を参照しながら説明する。本第2実施形態の特徴は、第1実施形態を変形して後流の低減を図った点にある。なお、第1実施形態と重複する説明は適宜省略する。後述する第3〜第6実施形態においても同様とする。 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of the second embodiment is that the first embodiment is modified to reduce the wake. In addition, the description which overlaps with 1st Embodiment is abbreviate | omitted suitably. The same applies to third to sixth embodiments to be described later.
本第2実施形態では、図2に示すように、スワラリング25は、メインノズル21の中心軸に沿う縦断面形状が流線形状になっている。勿論、スワラリング25の後端25cの肉厚t1は関係式(1)を満たしている。
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, the
このようにすると、スワラリング25の外周面25aに沿った圧縮空気の流線が最終的に径方向中心側に傾くようになる。そのため、メインノズル21から放出される径方向中心付近での圧縮空気の流速をより低下させることなく維持できるようになり、結果として後流の低減につながる。
If it does in this way, the streamline of the compressed air along the outer
次に、本発明の第3実施形態について、図3及び図4を参照しながら説明する。本第3実施形態の特徴は、上記した第2実施形態と同様の観点から、第1実施形態を変形して後流の低減を図った点にある。 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The feature of the third embodiment is that, from the same viewpoint as the second embodiment described above, the first embodiment is modified to reduce the wake.
本第3実施形態では、図3及び図4に示すように、スワラリング25は、メインノズル21の中心軸に沿う縦断面形状において、その前端25dの外周面25a側が面取りされている。図3ではR面取りされた態様を示し、図4ではC面取りされた態様を示す。ここでも勿論、スワラリング25の後端25cの肉厚t1は関係式(1)を満たしている。
In the third embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the
このようにしても、第2実施形態と同様、スワラリング25の外周面25aに沿った圧縮空気の流線が最終的に径方向中心側に傾くようになるため、メインノズル21から放出される径方向中心付近での圧縮空気の流速をより低下させることなく維持できるようになり、結果として後流の低減につながる。本実施形態でのスワラリング25は、第2実施形態と比較して、形状が単純であることから、製作容易性の点で有利である。
Even in this case, as in the second embodiment, the streamline of the compressed air along the outer
次に、本発明の第4実施形態について、図5を参照しながら説明する。本第4実施形態の特徴は、第1実施形態の特徴点を活かしつつ、更なる後流の低減を図った点にある。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of the fourth embodiment is that the downstream flow is further reduced while utilizing the feature points of the first embodiment.
本第4実施形態では、図5に示すように、スワラリング25は、その内周面25bが後方へ行くほど徐々に拡径されている。勿論、スワラリング25の後端25cの肉厚t1は関係式(1)を満たしている。
In the fourth embodiment, as shown in FIG. 5, the
このようにすれば、スワラリング25の後端25cにおける内周とメイン燃料ノズル10の先端部分10aの外周との隙間で形成されるドーナツ状の断面積が、スワラリング25の前端25dにおける内周とメイン燃料ノズル10の先端部分10aの外周との隙間で形成されるドーナツ状の断面積よりも大きくなる。そうすると、このスワラリング25の内周面25bとメイン燃料ノズル10の先端部分10aの外周面との隙間に流通する圧縮空気については、その入口となる後端側の流速に対し、出口となる前端側の流速が上昇する。そのため、メインノズル21から放出される径方向中心付近での圧縮空気の流速をより低下させることなく維持できるようになり、結果として後流の低減につながる。
In this way, the donut-shaped cross-sectional area formed by the gap between the inner periphery at the
次に、本発明の第5実施形態について、図6を参照しながら説明する。本第5実施形態の特徴は、上記の第4実施形態を変形した点にある。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A feature of the fifth embodiment is that the fourth embodiment is modified.
本第5実施形態では、図6に示すように、スワラリング25は、メイン燃料ノズル10の先端部分10aにおける先端の先細り部に環装されており、その内周面25bが後方へ行くほど徐々に拡径されている。つまり、メインノズル21の中心軸に沿う縦断面において、スワラリング25の内周面25bとメイン燃料ノズル10の先端部分10aの外周面とが互いに対向し平行になっている。勿論、スワラリング25の後端25cの肉厚t1は関係式(1)を満たしている。
In the fifth embodiment, as shown in FIG. 6, the
このようにすると、必然的に、スワラリング25の後端25cにおける内周とメイン燃料ノズル10の先端部分10aの外周との隙間で形成されるドーナツ状の断面積が、スワラリング25の前端25dにおける内周とメイン燃料ノズル10の先端部分10aの外周との隙間で形成されるドーナツ状の断面積よりも大きくなるため、上記した第4実施形態と同様の効果を得ることができる。
In this way, inevitably, the donut-shaped cross-sectional area formed by the gap between the inner periphery at the
次に、本発明の第6実施形態について、図7を参照しながら説明する。本第6実施形態の特徴は、第1実施形態の特徴点を活かしつつ、上記した第4実施形態と同様の観点から、更なる後流の低減を図った点にある。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The feature of the sixth embodiment is that the downstream flow is further reduced from the same viewpoint as that of the above-described fourth embodiment while utilizing the feature points of the first embodiment.
本第6実施形態では、図7に示すように、スワラリング25の内周面25bとメイン燃料ノズル10の先端部分10aの外周面との隙間Cが、スワラリング25の後端25cの肉厚t1の2倍以上になっている。つまり、C/t1≧2の関係を満足するようになっている。勿論、スワラリング25の後端25cの肉厚t1は関係式(1)を満たしている。
In the sixth embodiment, as shown in FIG. 7, the gap C between the inner
このようにすると、スワラリング25の内周面25bとメイン燃料ノズル10の先端部分10aの外周面との隙間にも、圧縮空気が流速低下なく流通できるようになる。そのため、第4実施形態と同様、メインノズル21から放出される径方向中心付近での圧縮空気の流速をより低下させることなく維持できるようになり、結果として後流の低減につながる。但し、C/t1をあまり大きく設定すると、スワラ26の機能(圧縮空気への旋回流の付与)が低下するため、留意が必要である。
If it does in this way, compressed air will be able to distribute | circulate also in the clearance gap between the inner
なお、本実施形態ではC/t1の下限値として「2」を採用しているが、これは、実験や解析の結果より、「2」以上であれば、隙間C内に流通する圧縮空気の流速がほぼ一定に推移する一方、「2」を境界に小さくなるに従って、急激にその流速が低下するからである。 In the present embodiment, “2” is adopted as the lower limit value of C / t1, but this is based on the results of experiments and analyses. This is because, while the flow velocity is almost constant, the flow velocity rapidly decreases as “2” becomes a boundary.
その他本発明は上記の各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。例えば、上記の関係式(1)を満足する形状のスワラリング25は、中小型のガスタービン(メインノズル21の内径D<50mm程度)にも適用が可能である。但しこの場合は、スワラリング25の後端25cの肉厚t1が薄くなってしまうわけであるが、その製作は放電加工等の機械加工を用いることで実現できる。また、上記の各実施形態ではメインノズル21内のスワラリング25に関して説明したが、パイロットノズル20内のスワラリングにも同様に適用が可能である。
In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the
本発明は、ガスタービン燃焼器に有用である。 The present invention is useful for gas turbine combustors.
3 ガスタービン燃焼器
6 内筒
9 パイロット燃料ノズル
10 メイン燃料ノズル
10a メイン燃料ノズルの先端部分
20 パイロットノズル
21 メインノズル
25 スワラリング
25a スワラリングの外周面
25b スワラリングの内周面
25d スワラリングの前端
25c スワラリングの後端
26 スワラ
t1 スワラリングの後端の肉厚
D メインノズルの内径
3
Claims (6)
前記スワラリングの前記筒体の中心軸に沿う縦断面形状において、以下の関係式を満たすことを特徴とするガスタービン燃焼器。
0.007≦t1/D<0.02
但し、t1:スワラリングの後端の肉厚、D:筒体の内径である。 A fuel nozzle that ejects fuel, a cylindrical body that accommodates at least the front end portion of the fuel nozzle along the central axis from the opening at the rear end, and discharges compressed air taken from the opening at the rear end from the opening at the front end; A swirler ring that is installed by coaxially penetrating a fuel nozzle, and the compressed air that is circulated from the outer peripheral surface of the swirler ring to the inner peripheral surface of the cylindrical body while supporting the swirler ring. A gas turbine combustor comprising a swirler that swirls about a central axis of the body,
A gas turbine combustor that satisfies the following relational expression in a vertical cross-sectional shape along a central axis of the cylindrical body of the swirler ring.
0.007 ≦ t1 / D <0.02
Where t1 is the thickness of the rear end of the swirler ring, and D is the inner diameter of the cylinder.
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