JP2006336997A - Combustion burner for gas turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はガスタービンの燃焼バーナーに関するものである。本発明では、ガスタービンの燃料として液体燃料を使用しても、液体燃料を効果的に蒸発させて微粒化(ガス化)することにより、良好な燃焼ができるように工夫したものである。本発明は、燃料として液体燃料のみを使用する油焚ガスタービンのみならず、燃料として液体燃料とガス燃料を併用するデュアル焚ガスタービンにも適用することができる。 The present invention relates to a combustion burner for a gas turbine. In the present invention, even when liquid fuel is used as the fuel for the gas turbine, the liquid fuel is effectively evaporated and atomized (gasified) so as to achieve good combustion. The present invention can be applied not only to oil tank gas turbines that use only liquid fuel as fuel, but also to dual tank gas turbines that use both liquid fuel and gas fuel as fuel.
発電等に用いられるガスタービンは、圧縮機、燃焼器、タービンを主要部材として構成されている。ガスタービンは複数の燃焼器を有しているものが多く、圧縮機により圧縮された空気と、燃焼器に供給された燃料を混合させ、各々の燃焼器内で燃焼させて高温の燃焼ガスを発生させる。この高温の燃焼ガスをタービンへ供給してタービンの回転駆動をしている。 A gas turbine used for power generation or the like includes a compressor, a combustor, and a turbine as main members. Many gas turbines have a plurality of combustors, and the air compressed by the compressor and the fuel supplied to the combustors are mixed and burned in each combustor to produce high-temperature combustion gas. generate. The high-temperature combustion gas is supplied to the turbine to drive the turbine.
ここで従来のガスタービンの燃焼器の一例を、図19を参照しつつ説明する。
図19に示すように、ガスタービンの燃焼器10は、燃焼器ケーシング11に環状に複数個配置されている(図19では1個のみ示している)。燃焼器ケーシング11とガスタービンケーシング12には圧縮空気が充満し、車室13を形成する。この車室13には、圧縮機により圧縮された空気が導入される。導入された圧縮空気は、燃焼器10の上流部に設けられた空気流入口14から、燃焼器10の内部に入る。燃焼器10の内筒15の内部では、燃料ノズル16から供給された燃料と圧縮空気が混合されて燃焼する。燃焼によって生じた燃焼ガスは、尾筒17を通ってタービン室側へ供給され、タービンロータを回転させる。
Here, an example of a conventional combustor of a gas turbine will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 19, a plurality of
ガスタービンの燃料としては、ガス燃料のみならず液体燃料も使用されている。液体燃料を使用する場合には、従来では、液体燃料を噴射孔から圧縮空気流に向けて噴射する。このようにすると、噴射された液体燃料が圧縮空気流により剪断されて微粒化し空気と混合する。そして空気と混合した微粒化した液体燃料が燃焼する。
なお、液体燃料としては、いわゆる、油燃料であるA重油、軽油、ジメチルエーテル等がある。
As fuel for the gas turbine, not only gas fuel but also liquid fuel is used. In the case of using liquid fuel, conventionally, liquid fuel is injected from the injection hole toward the compressed air flow. In this way, the injected liquid fuel is sheared by the compressed air flow, atomized and mixed with the air. And the atomized liquid fuel mixed with air burns.
As the liquid fuel, there are so-called oil fuels such as A heavy oil, light oil, and dimethyl ether.
しかし、上述した従来技術では、粒化した液体燃料の粒径が大きく、液体燃料の微粒化が不足していた。このため、安定した火炎を形成することの阻害要因となっていた。 However, in the above-described prior art, the particle size of the granulated liquid fuel is large and the atomization of the liquid fuel is insufficient. For this reason, it has been an impediment to forming a stable flame.
本発明は、上記従来技術に鑑み、液体燃料を使用した場合に、この液体燃料を効果的に蒸発させてガス化することができる、ガスタービンの燃焼バーナーを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a combustion burner for a gas turbine, which can effectively vaporize and vaporize the liquid fuel when the liquid fuel is used.
上記課題を解決する本発明の構成は、
燃料ノズルと、
前記燃料ノズルを囲繞する状態で配置されており、前記燃料ノズルとの間に空気通路を形成するバーナー筒と、
前記燃料ノズルの外周面の周方向に沿う複数箇所に、前記燃料ノズルの軸方向に沿う状態で配置されており、前記空気通路を上流側から下流側に流通する空気を旋回させるため、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している旋回翼と、
を有するガスタービンの燃焼バーナーであって、
前記燃料ノズルには、前記旋回翼の翼面に向けて液体燃料を噴射する噴射孔が形成されていることを特徴とする。
The configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.
A fuel nozzle;
A burner cylinder which is disposed in a state surrounding the fuel nozzle and forms an air passage with the fuel nozzle;
An upstream side is disposed at a plurality of locations along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the fuel nozzle in a state along the axial direction of the fuel nozzle, and swirls the air flowing through the air passage from the upstream side to the downstream side. A swirling blade that is gradually curved toward the downstream side from
A combustion burner for a gas turbine having
The fuel nozzle is formed with an injection hole for injecting liquid fuel toward the blade surface of the swirl blade.
この場合、
前記噴射孔は、前記旋回翼の翼腹面に向けて液体燃料を噴射したり、
前記噴射孔は、前記旋回翼の翼背面に向けて液体燃料を噴射したり、
前記旋回翼の内周側と前記燃料ノズルとが接する線と、前記噴射孔との間の周方向距離が10mm以内となっていたり、
前記噴射孔は、前記旋回翼の前縁に向けて液体燃料を噴射したり、
前記噴射孔は、前記旋回翼の後縁に向けて液体燃料を噴射したり、
前記旋回翼の後縁をジグザクに形成していることを特徴とする。
in this case,
The injection hole injects liquid fuel toward the blade belly surface of the swirl wing,
The injection hole injects liquid fuel toward the back surface of the swirl wing,
The circumferential distance between the line where the inner peripheral side of the swirl blade and the fuel nozzle are in contact with the injection hole is within 10 mm,
The injection hole injects liquid fuel toward the leading edge of the swirl blade,
The injection hole injects liquid fuel toward the trailing edge of the swirl wing,
The trailing edge of the swirl wing is formed in a zigzag shape.
また本発明の構成は、
燃料ノズルと、
前記燃料ノズルを囲繞する状態で配置されており、前記燃料ノズルとの間に空気通路を形成するバーナー筒と、
前記燃料ノズルの外周面の周方向に沿う複数箇所に、前記燃料ノズルの軸方向に沿う状態で配置されており、前記空気通路を上流側から下流側に流通する空気を旋回させるため、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している旋回翼と、
を有するガスタービンの燃焼バーナーであって、
前記旋回翼の翼腹面には、翼背面側に窪みつつ、内周側から外周側に向かうに従い前縁側から後縁側に向かって次第に湾曲している段部が形成されており、
前記燃料ノズルには、前記旋回翼の翼腹面の前記段部に向けて液体燃料を噴射する噴射孔が形成されていることを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A fuel nozzle;
A burner cylinder which is disposed in a state surrounding the fuel nozzle and forms an air passage with the fuel nozzle;
An upstream side is disposed at a plurality of locations along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the fuel nozzle in a state along the axial direction of the fuel nozzle, and swirls the air flowing through the air passage from the upstream side to the downstream side. A swirling blade that is gradually curved toward the downstream side from
A combustion burner for a gas turbine having
On the blade abdominal surface of the swirl wing, a stepped portion that is gradually curved from the front edge side toward the rear edge side as it goes from the inner periphery side to the outer periphery side while being recessed on the blade back side is formed,
The fuel nozzle is formed with an injection hole for injecting liquid fuel toward the stepped portion of the blade surface of the swirl blade.
また本発明の構成は、
燃料ノズルと、
前記燃料ノズルを囲繞する状態で配置されており、前記燃料ノズルとの間に空気通路を形成するバーナー筒と、
前記燃料ノズルの外周面の周方向に沿う複数箇所に、前記燃料ノズルの軸方向に沿う状態で配置されており、前記空気通路を上流側から下流側に流通する空気を旋回させるため、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している旋回翼と、
を有するガスタービンの燃焼バーナーであって、
前記燃料ノズルの外周面には、燃料ノズルの周方向に関して隣接する旋回翼の間に位置して、燃料ノズルの軸方向に伸びているスプリッタ翼を備え、
前記燃料ノズルには、前記スプリッタ翼の翼面に向けて液体燃料を噴射する噴射孔が形成されていることを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A fuel nozzle;
A burner cylinder which is disposed in a state surrounding the fuel nozzle and forms an air passage with the fuel nozzle;
An upstream side is disposed at a plurality of locations along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the fuel nozzle in a state along the axial direction of the fuel nozzle, and swirls the air flowing through the air passage from the upstream side to the downstream side. A swirling blade that is gradually curved toward the downstream side from
A combustion burner for a gas turbine having
The outer peripheral surface of the fuel nozzle includes a splitter blade that is positioned between adjacent swirling blades in the circumferential direction of the fuel nozzle and extends in the axial direction of the fuel nozzle,
The fuel nozzle is formed with an injection hole for injecting liquid fuel toward the blade surface of the splitter blade.
また本発明の構成は、
燃料ノズルと、
前記燃料ノズルを囲繞する状態で配置されており、前記燃料ノズルとの間に空気通路を形成するバーナー筒と、
前記燃料ノズルの外周面の周方向に沿う複数箇所に、前記燃料ノズルの軸方向に沿う状態で配置されており、前記空気通路を上流側から下流側に流通する空気を旋回させるため、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している旋回翼と、
を有するガスタービンの燃焼バーナーであって、
前記各旋回翼は、燃料ノズルの軸方向に関して前側と後側に分割されており、
前記燃料ノズルの外周面のうち、分割された前側の旋回翼と後側の旋回翼との間の位置には、後側の旋回翼の前縁に向けて液体燃料を噴射する噴射孔が形成されていることを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A fuel nozzle;
A burner cylinder which is disposed in a state surrounding the fuel nozzle and forms an air passage with the fuel nozzle;
An upstream side is disposed at a plurality of locations along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the fuel nozzle in a state along the axial direction of the fuel nozzle, and swirls the air flowing through the air passage from the upstream side to the downstream side. A swirling blade that is gradually curved toward the downstream side from
A combustion burner for a gas turbine having
Each swirl is divided into a front side and a rear side with respect to the axial direction of the fuel nozzle,
In the outer peripheral surface of the fuel nozzle, an injection hole for injecting liquid fuel toward the front edge of the rear swirl blade is formed at a position between the divided front swirl blade and the rear swirl blade. It is characterized by being.
また本発明の構成は、
燃料ノズルと、
前記燃料ノズルを囲繞する状態で配置されており、前記燃料ノズルとの間に空気通路を形成するバーナー筒と、
前記燃料ノズルの外周面の周方向に沿う複数箇所に、前記燃料ノズルの軸方向に沿う状態で配置されており、前記空気通路を上流側から下流側に流通する空気を旋回させるため、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している旋回翼と、
を有するガスタービンの燃焼バーナーであって、
前記燃料ノズルの外周面との間に空間をとってこの燃料ノズルの外周面を囲む状態となっている吹き付け部材を配置し、
前記燃料ノズルには、前記吹き付け部材の内周面に向けて液体燃料を噴射する噴射孔が形成されていることを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A fuel nozzle;
A burner cylinder which is disposed in a state surrounding the fuel nozzle and forms an air passage with the fuel nozzle;
An upstream side is disposed at a plurality of locations along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the fuel nozzle in a state along the axial direction of the fuel nozzle, and swirls the air flowing through the air passage from the upstream side to the downstream side. A swirling blade that is gradually curved toward the downstream side from
A combustion burner for a gas turbine having
A spraying member that is in a state of surrounding the outer peripheral surface of the fuel nozzle by taking a space between the outer peripheral surface of the fuel nozzle,
The fuel nozzle is formed with an injection hole for injecting liquid fuel toward the inner peripheral surface of the spray member.
また本発明の構成は、
前記構成となっているガスタービンの燃焼バーナーにおいて、
前記旋回翼の平均反り線に対して前記旋回翼の後縁で接する接線と、前記燃料ノズルの軸方向に沿う軸線とでなす角度が、前記旋回翼の後縁の内周側では0〜10度になっており、前記旋回翼の後縁の外周側では25〜35度になっていることを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
In the combustion burner of the gas turbine configured as described above,
The angle formed between the tangent line that contacts the average warp line of the swirl blade at the trailing edge of the swirl blade and the axis along the axial direction of the fuel nozzle is 0 to 10 on the inner peripheral side of the trailing edge of the swirl blade. It is 25 degree | times on the outer peripheral side of the trailing edge of the said swirl | wing blade, It is characterized by the above-mentioned.
また本発明の構成は、
前記構成となっているガスタービンの燃焼バーナーにおいて、
前記旋回翼または前記燃料ノズルには、ガス燃料を噴射するガス燃料用噴射孔が備えられていることを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
In the combustion burner of the gas turbine configured as described above,
The swirl vane or the fuel nozzle is provided with a gas fuel injection hole for injecting gas fuel.
本発明によれば、噴射孔から噴射した液体燃料を、旋回翼等の翼面に噴射するため、液体燃料は翼面にて広がって薄膜化し、薄膜化した液体燃料が高速な空気流により剪断されて微粒化して蒸発する。
このように、液体燃料を翼面に吹き付けるという新規な構成により、液体燃料の効果的な蒸発を促進することができ、良好な燃焼を確保することができる。
According to the present invention, since the liquid fuel injected from the injection hole is injected to the blade surface such as the swirling blade, the liquid fuel spreads on the blade surface and is thinned, and the thinned liquid fuel is sheared by the high-speed air flow. It is atomized and evaporated.
As described above, the novel configuration in which the liquid fuel is sprayed onto the blade surface can promote effective evaporation of the liquid fuel and ensure good combustion.
以下に本発明の実施の形態を、実施例に基づき詳細に説明する。
なお本願発明者は、燃料ノズルの外周面に旋回翼(スワラーベーン)を備えた、新規な構成となっているガスタービンの予混合燃焼バーナーの開発をした。開発した新規な予混合燃焼バーナーは、燃料を十分に混合して均一濃度の燃料ガスとすることができると共に、燃料ガスの流速を均一にして逆火の防止を確実に図ることができる。
以下の実施例では、この新規な予混合燃焼バーナーに、本願発明を適用した実施例について説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples.
The inventor of the present application has developed a premixed combustion burner for a gas turbine having a novel configuration in which swirler vanes are provided on the outer peripheral surface of the fuel nozzle. The newly developed premixed combustion burner can sufficiently mix the fuel to obtain a uniform concentration of the fuel gas, and can uniformly prevent the backfire by making the flow rate of the fuel gas uniform.
In the following embodiment, an embodiment in which the present invention is applied to the novel premixed combustion burner will be described.
<実施例1の全体構成>
本発明の実施例1に係るガスタービンの予混合燃焼バーナー100は、図1に示すように、パイロット燃焼バーナー200の周囲を囲む状態で、複数個配置されている。パイロット燃焼バーナー200には、図示は省略するが、パイロット燃焼ノズルが組み込まれている。
予混合燃焼バーナー100と、パイロット燃焼バーナー200は、ガスタービンの内筒の内部に配置されるものである。
<Overall Configuration of Example 1>
As shown in FIG. 1, a plurality of
The premixed
予混合燃焼バーナー100は、燃料ノズル110と、バーナー筒120と、旋回翼(スワラーベーン)130を主要部材として構成されている。
The
バーナー筒120は、燃料ノズル110に対して同心状で且つこの燃料ノズル110を囲繞する状態で配置されている。このため、燃料ノズル110の外周面とバーナー筒120の内周面との間に、リング状の空気通路111が形成される。
この空気通路111には、その上流側(図1では左側)から下流側(図1では右側)に向かい、圧縮空気Aが流通する。
The burner cylinder 120 is disposed concentrically with the
The compressed air A flows through the air passage 111 from the upstream side (left side in FIG. 1) to the downstream side (right side in FIG. 1).
旋回翼130は、図1、斜視図である図2、上流側から見た図3、下流側から見た図4に示すように、燃料ノズル110の周方向に沿う複数箇所(本例では6箇所)に配置されて、燃料ノズル110の軸方向に沿い伸びて配置されている。
なお図1では、理解を容易にするため、周方向に沿う角度0度と角度180度の位置に配置した2枚の旋回翼130のみを示している(図1の状態では、実際には合計で4枚の旋回翼が見える)。
As shown in FIG. 1, FIG. 2, which is a perspective view, FIG. 3, viewed from the upstream side, and FIG. 4, viewed from the downstream side, the
In FIG. 1, only two
各旋回翼130は、空気通路111を流通する圧縮空気Aに旋回力を付与して、この圧縮空気Aを旋回空気流aにするものである。このため、各旋回翼130は、圧縮空気Aを旋回させることができるように、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している(周方向に沿い傾いている)。旋回翼130の湾曲状態についての詳細は後述する。
Each
各旋回翼130の外周側端面(チップ)と、バーナー筒120の内周面との間には、クリアランス(隙間)121が取られている。
A clearance (gap) 121 is provided between the outer peripheral side end face (tip) of each
更に、各旋回翼130の外周側端面(チップ)の前縁側には、クリアランス設定用リブ131が固定されている。各クリアランス設定用リブ131は、旋回翼130が備えられた燃料ノズル110をバーナー筒120の内部に組みつけた際に、バーナー筒120の内周面に緊密に接触する高さ(径方向長さ)となっている。
Further, a
このため、各旋回翼130とバーナー筒120との間に形成される各クリアランス121の長さ(径方向長さ)は均等になる。また旋回翼130が備えられた燃料ノズル110をバーナー筒120の内部に組みつける際の組つけ作業が容易になる。
For this reason, the lengths (radial lengths) of the clearances 121 formed between the
燃料ノズル110には、翼腹面132aに向けて燃料を噴射して吹き付ける複数の噴射孔133が形成されている。この燃料噴射孔133の詳細については後述する。
The
ここで、旋回翼130の湾曲状態に付いて、図1〜図4を参照して説明する。
(1)概略的に言うと、各旋回翼130は、圧縮空気Aを旋回させることができるように、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している。
(2)軸方向(燃料ノズル110の長手方向)に関しては、上流側から下流側に向かうに従い湾曲が大きくなっている。
(3)旋回翼130の後縁では、径方向(燃料ノズル110の半径方向(放射方向))に関して、内周側よりも外周側に向かうに従い湾曲が大きくなっている。
Here, the curved state of the
(1) Generally speaking, each
(2) With respect to the axial direction (longitudinal direction of the fuel nozzle 110), the curve becomes larger from the upstream side toward the downstream side.
(3) At the trailing edge of the
上述した(3)の旋回翼130の後縁での湾曲について、図5を参照しつつ、更に説明する。
図5において、点線は旋回翼130の内周側(最内周面)での翼形状(翼断面形状)を示しており、実線は旋回翼130の外周側(最外周面)での翼形状(翼断面形状)を示している。
点線で示す内周側の翼形状において、平均反り線(骨格線)をL11、この平均反り線L11に対して旋回翼の後縁で接する接線をL12としている。
実線で示す外周側の翼形状において、平均反り線(骨格線)をL21、この平均反り線L21に対して旋回翼の後縁で接する接線をL22としている。
燃料ノズル110の軸方向に沿う軸線をL0としている。
The above-described curvature at the trailing edge of the swirl vane (3) will be further described with reference to FIG.
In FIG. 5, the dotted line indicates the blade shape (blade cross-sectional shape) on the inner peripheral side (innermost peripheral surface) of the
In the blade shape on the inner peripheral side indicated by the dotted line, the average warp line (skeleton line) is L11, and the tangent line that contacts the average warp line L11 at the trailing edge of the swirl blade is L12.
In the blade shape on the outer peripheral side indicated by the solid line, the average warp line (skeleton line) is L21, and the tangent line that contacts the average warp line L21 at the trailing edge of the swirl blade is L22.
The axis along the axial direction of the
図5に示すように、本実施例では、旋回翼130の後縁において、内周側での接線L12と軸線L0とでなす角度を0度としており、外周側での接線L22と軸線L0とでなす角度を、内周側での角度よりも大きくしている。
As shown in FIG. 5, in the present embodiment, at the trailing edge of the
本願発明者の研究によれば、内周側から外周側に向かうに従い、平均反り線に対して旋回翼の後縁で接する接線と軸線とでなす角度を大きくしていく場合、
(a)内周側の角度を0〜10度にし、
(b)外周側の角度を25〜35度にする、
ことが「最適」であることが究明された。
ここでいう「最適」とは、
(i)空気通路111の内周側であっても外周側であっても、空気A(a)の流速が均一となってフラッシュバック(逆火)の発生を防止でき、
(ii)空気通路111の内周側であっても外周側であっても、燃料濃度が均一となることを意味する。
According to the study of the present inventor, when going from the inner circumference side toward the outer circumference side, when increasing the angle formed between the tangent line and the axis line that contacts the average warp line at the trailing edge of the swirl blade,
(A) The angle on the inner peripheral side is 0 to 10 degrees,
(B) The angle on the outer peripheral side is set to 25 to 35 degrees.
Was determined to be “optimal”.
The term “optimal” here means
(I) Whether the air passage 111 is on the inner peripheral side or the outer peripheral side, the flow rate of the air A (a) is uniform and the occurrence of flashback (backfire) can be prevented.
(Ii) This means that the fuel concentration is uniform regardless of whether it is on the inner peripheral side or the outer peripheral side of the air passage 111.
上記(i)となる理由を説明する。
仮に、平均反り線に接する接線と、軸線とでなす角度を、内周側と外周側で同じにしたとすると、内周側から外周側に向かう流線(空気流れ)が発生する。この結果、空気通路111の内周側で流通(軸方向に沿い流通)する空気A(a)の流速が遅くなり、空気通路111の外周側で流通(軸方向に沿い流通)する空気A(a)の流速が速くなる。このようにして、内周側での空気流速が遅くなると、内周側においてフラッシュバックが発生する恐れがある。
The reason for the above (i) will be described.
If the angle formed between the tangent line in contact with the average warp line and the axis is the same on the inner peripheral side and the outer peripheral side, streamlines (air flow) from the inner peripheral side to the outer peripheral side are generated. As a result, the flow rate of the air A (a) flowing (circulating along the axial direction) on the inner peripheral side of the air passage 111 becomes slow, and the air A (circulating along the axial direction) flowing on the outer peripheral side of the air passage 111 ( The flow rate of a) becomes faster. In this way, when the air flow rate on the inner peripheral side becomes slow, flashback may occur on the inner peripheral side.
しかし、本願発明では、平均反り線に接する接線と、軸線とでなす角度は、内周側から外周側に向かうに従い大きくなるので、内周側から外周側に向かう流線の発生を抑制することができ、空気通路111の内周側であっても外周側であっても、空気A(a)の流速が均一となってフラッシュバック(逆火)の発生を防止できるのである。 However, in the present invention, the angle formed between the tangent line that touches the average warp line and the axis line increases as it goes from the inner peripheral side to the outer peripheral side, so that the generation of streamlines from the inner peripheral side to the outer peripheral side is suppressed. Therefore, the flow rate of the air A (a) is uniform and the occurrence of flashback (backfire) can be prevented regardless of whether the air passage 111 is on the inner peripheral side or the outer peripheral side.
上記(ii)となる理由を説明する。
空気通路111の周方向長さは、内周側で短く、外周側で長い。本願発明では、平均反り線に接する接線と、軸線とでなす角度は、内周側から外周側に向かうに従い大きくなるので、圧縮空気Aに対して旋回を付与する力(効果)は、周長の短い内周側よりも、周長の長い外周側ほど強くなる。この結果、単位長さ当たりでは、内周側でも外周側でも、圧縮空気Aに対する旋回付与力が均一となり、内周側でも外周側でも燃料濃度が均一となるのである。
The reason for the above (ii) will be described.
The circumferential length of the air passage 111 is short on the inner peripheral side and long on the outer peripheral side. In the present invention, the angle formed between the tangent line that touches the average warp line and the axis line increases as it goes from the inner circumference side toward the outer circumference side, so the force (effect) that imparts swirl to the compressed air A is the circumference length. The outer peripheral side having a longer peripheral length is stronger than the shorter inner peripheral side. As a result, per unit length, the swirl imparting force to the compressed air A is uniform on the inner peripheral side and the outer peripheral side, and the fuel concentration is uniform on the inner peripheral side and the outer peripheral side.
更に、平均反り線に対して旋回翼の後縁で接する接線と軸線とでなす角度を、
(a)内周側の角度を0〜10度に特定し、
(b)外周側の角度を25〜35度に特定した理由を、
実験結果を示す特性図である図6及び図7を参照して説明する。なお図6及び図7において示す「角度」は、平均反り線に対して旋回翼の後縁で接する接線と軸線とでなす角度である。
Furthermore, the angle formed by the axis and the tangent line that contacts the average warp line at the trailing edge of the swirl blade,
(A) The angle on the inner peripheral side is specified as 0 to 10 degrees,
(B) The reason for specifying the angle on the outer peripheral side to 25 to 35 degrees,
This will be described with reference to FIGS. 6 and 7 which are characteristic diagrams showing experimental results. The “angle” shown in FIGS. 6 and 7 is an angle formed by a tangent line and an axis line that are in contact with the average warp line at the trailing edge of the swirl blade.
図6は縦軸に旋回翼130の高さ(%)をとり、横軸に空気A(a)の流速をとった特性図である。旋回翼の高さが100%とは、旋回翼の最外周位置を意味し、旋回翼の高さが0%とは、旋回翼の最内周位置を意味する。
FIG. 6 is a characteristic diagram in which the vertical axis represents the height (%) of the
図6には、内周側の角度が0度,外周側の角度が5度の特性と、内周側の角度が0度,外周側の角度が30度の特性と、内周側の角度が0度,外周側の角度が35度の特性と、内周側の角度も外周側の角度も20度の特性を示している。 FIG. 6 shows the characteristic that the inner peripheral side angle is 0 degree, the outer peripheral side angle is 5 degrees, the inner peripheral side angle is 0 degree, the outer peripheral side angle is 30 degrees, and the inner peripheral side angle. Is 0 degree, the angle on the outer peripheral side is 35 degrees, and the angle on the inner peripheral side and the angle on the outer peripheral side are 20 degrees.
図7は縦軸に燃料濃度分布をとり、横軸に外周側の角度をとった特性図である。燃料濃度分布とは、最大燃料濃度と最小燃料濃度との差であり、この燃料濃度分布の値が小さいほど濃度が一定であることを意味する。 FIG. 7 is a characteristic diagram in which the vertical axis represents the fuel concentration distribution and the horizontal axis represents the angle on the outer peripheral side. The fuel concentration distribution is the difference between the maximum fuel concentration and the minimum fuel concentration, and means that the concentration is constant as the value of the fuel concentration distribution is smaller.
図7には、内周側の角度も外周側の角度も20度の特性と、内周側の角度を0度にして外周側の角度を変化させた特性を示している。 FIG. 7 shows a characteristic in which the angle on the inner peripheral side and the angle on the outer peripheral side are 20 degrees, and the characteristic in which the angle on the outer peripheral side is changed by setting the angle on the inner peripheral side to 0 degrees.
燃料濃度分布を示す図7から分かるように、燃料濃度は、外周側の角度が25度以上になると均一化する。
また、図6から分かるように、外周側の角度が25度以上において、流速の翼高さ方向の分布が一様となるのは、内周側の角度が0〜10度、外周側の角度が25〜35度である。
As can be seen from FIG. 7 showing the fuel concentration distribution, the fuel concentration becomes uniform when the angle on the outer peripheral side becomes 25 degrees or more.
Further, as can be seen from FIG. 6, when the angle on the outer peripheral side is 25 degrees or more, the distribution of the flow velocity in the blade height direction is uniform because the angle on the inner peripheral side is 0 to 10 degrees and the angle on the outer peripheral side. Is 25 to 35 degrees.
このように、図6,図7の特性からも、
(a)内周側の角度を0〜10度にし、
(b)外周側の角度を25〜35度にすることにより、
(i)空気通路111の内周側であっても外周側であっても、空気A(a)の流速が均一となってフラッシュバック(逆火)の発生を防止でき、
(ii)空気通路111の内周側であっても外周側であっても、燃料濃度を均一にすることができることが分かる。
Thus, from the characteristics of FIG. 6 and FIG.
(A) The angle on the inner peripheral side is 0 to 10 degrees,
(B) By setting the angle on the outer peripheral side to 25 to 35 degrees,
(I) Whether the air passage 111 is on the inner peripheral side or the outer peripheral side, the flow rate of the air A (a) is uniform and the occurrence of flashback (backfire) can be prevented.
(Ii) It is understood that the fuel concentration can be made uniform regardless of whether the air passage 111 is on the inner peripheral side or the outer peripheral side.
前述したように、本実施例では、各旋回翼130の外周側端面(チップ)と、バーナー筒120の内周面との間に、意図的に、クリアランス(隙間)121をとっている。
旋回翼130の翼背面132bは負圧で、翼腹面132aは正圧であり、翼背面132bと翼腹面132aとの間に圧力差がある。このため、クリアランス121を通って、翼腹面132aから翼背面132bに回り込む、空気の漏れ流れが生ずる。この漏れ流れと、空気通路111内を軸方向に流通する圧縮空気Aとが作用して、渦空気流が発生する。この渦空気流により、噴射孔133から翼腹面133aに向かって噴射されて蒸発した微粒化した燃料と、空気とがより効果的に混合され、燃料ガスの均一化が促進される。
As described above, in this embodiment, a clearance (gap) 121 is intentionally provided between the outer peripheral side end face (tip) of each
The blade back
<実施例1における噴射孔の詳細説明>
また本実施例では、前述したように、燃料ノズル110には、燃料を噴射するための複数の噴射孔133が形成されている。噴射孔133の配置位置は、燃料ノズル110の外周のうち、各旋回翼130の各翼腹面132aに近い位置である。周方向に関しては、各旋回翼130の内周側と燃料ノズル110とが接する線と、噴射孔133との間の距離が、10mm以内となるようにしている。
<Detailed Description of Injection Hole in Example 1>
In the present embodiment, as described above, the
図示は省略するが、燃料ノズル110の内部には燃料通路が形成されており、この燃料通路を介して各噴射孔133に液体燃料が供給される。
Although not shown, a fuel passage is formed inside the
本実施例では、各噴射孔133から噴射された液体燃料が、各旋回翼130の翼腹面132aに吹き付けられるように、噴射孔133の位置及び向きを設定している。本実施例では、翼腹面132aは、内周側から外周側に向かうに従い(放射方向に向かうに従い)、湾曲が大きくなっているため、各噴射孔133から半径方向(放射方向)に液体燃料を噴射するだけで、翼腹面132aに燃料が吹き付けられて、翼面にて液体燃料が薄膜化して広がる。
In this embodiment, the position and orientation of the injection hole 133 are set so that the liquid fuel injected from each injection hole 133 is sprayed to the blade
翼腹面132aに吹き付けられた液体燃料は、翼面に広がって薄膜化する。翼面に広がって薄膜化した液体燃料は、高温で且つ高速流となっている空気A(または空気a)に触れて蒸発する。つまり、翼腹面132a側での気流境界層の急峻な速度勾配による剪断力により、翼腹面132aに薄膜化して広がった液体燃料が剥離・蒸発していく。
The liquid fuel sprayed on the
また薄膜化した液体燃料は、上述したようにして蒸発していくが、蒸発しきらない液体燃料は、翼面にて広がりつつ翼前縁から翼後縁に向かい移動していく。そして、翼後縁に達した薄膜化した液体燃料は、高速な空気A(a)により翼後縁から剥離されて微粒化していく。このとき、薄膜化した液体燃料の油膜厚は極めて薄いため、微粒化した液体燃料の粒径は極めて小さくなり、微細粒径となった液体燃料は、旋回空気流a(渦空気流を含む)と混合されることにより蒸発が促進される。 The thinned liquid fuel evaporates as described above, but the liquid fuel that does not evaporate moves from the blade leading edge toward the blade trailing edge while spreading on the blade surface. The thinned liquid fuel that has reached the blade trailing edge is peeled off from the blade trailing edge by the high-speed air A (a) and atomized. At this time, since the oil film thickness of the thinned liquid fuel is extremely thin, the particle size of the atomized liquid fuel becomes extremely small, and the liquid fuel having the fine particle size is swirling air flow a (including vortex air flow). Evaporation is promoted by mixing with.
このように、翼腹面132aに液体燃料を噴射することにより、液体燃料を微粒化及び蒸発を促進でき、微細粒径となって蒸発した液体燃料が空気と混合して燃焼する。このため、良好な燃焼を実行することができる。
Thus, by injecting the liquid fuel onto the blade
なお、各旋回翼130、または燃料ノズル110に、ガス燃料を噴射するガス燃料用噴射孔を備え、このガス燃料用噴射孔からガス燃料を噴射すると共に、噴射孔133から翼腹面132aに向けて液体燃料を噴射させ、ガス燃料と液体燃料を同時に燃焼させるデュアル焚ガスタービンとすることもできる。
Each
通常(従来)のデュアル焚ガスタービンでは、ガス燃料用ノズルと液体燃料用ノズルをそれぞれ別々に備えているが、本実施例では、デュアル焚ガスタービンとしても、液体燃料用の噴射孔133を備えるだけであるので、ノズル構造を簡素化することができる。
つまり、液体燃料用の構成としては、噴射孔133を設けるだけでよく、この噴射孔133から噴射した液体燃料を翼面に吹き付けるだけで、特別な液体燃料用ノズル構造がなくても、液体燃料の微粒化及び蒸発を行うことができるのである。
In a normal (conventional) dual soot gas turbine, a gas fuel nozzle and a liquid fuel nozzle are provided separately, but in this embodiment, the dual soot gas turbine is provided with an injection hole 133 for liquid fuel. Therefore, the nozzle structure can be simplified.
That is, as the configuration for liquid fuel, it is only necessary to provide the injection hole 133, and the liquid fuel injected from the injection hole 133 is sprayed on the blade surface, and the liquid fuel can be obtained without a special liquid fuel nozzle structure. Can be atomized and evaporated.
本実施例では、周方向に関して、各旋回翼130の内周側と燃料ノズル110とが接する線と、噴射孔133との間の距離を、10mm以内にしている。このため、噴射孔133から噴射された液体燃料は、吹き出し後なるべく速やかに、翼腹面132aに吹き付けられる。つまり、空間中を液柱状態となった液体燃料が噴射されていく距離を最小にしている。このため液柱状態となった液体燃料が空気通路110の空間中に噴射されても、空気通路110を流通する空気A(a)の気流流れに与える影響を最小化することができる。
In the present embodiment, with respect to the circumferential direction, the distance between the line where the inner peripheral side of each
<噴射孔の変形例>
上述した例では、翼腹面132aに液体燃料を噴射する噴射孔133を燃料ノズル110に備えたが、各旋回翼130の各翼背面132bに液体燃料を噴射する噴射孔を燃料ノズル110に備えるようにしてもよい。
このように、翼背面132bに液体燃料を噴射した場合には、特に翼背面132bに沿い巻き上がる内周側からの空気の2次流れ渦により、翼面に薄膜状に広がった液体燃料の微粒化、蒸発化を促進することができる。
<Modification of injection hole>
In the example described above, the
As described above, when the liquid fuel is injected onto the blade back
もちろん、旋回翼130の翼腹面132aに液体燃料を噴射する噴射孔133と、翼背面132bに液体燃料を噴射する噴射孔を、両方とも備えるようにしてもよい。
Of course, both the injection hole 133 for injecting liquid fuel to the blade
更に、翼面に液体燃料を噴射する噴射孔133を備えると共に、図8及び図9に示すように、旋回翼130の後縁を、ジグザクに形成するようにしてもよい。
このように旋回翼130の後縁をジグザグに形成すると、翼後縁において乱流(小さな渦空気流)が発生し、ガス化した燃料と空気aとの混合や予蒸発を促進することができる。
Furthermore, while providing the injection hole 133 which injects liquid fuel to a blade surface, as shown in FIG.8 and FIG.9, you may make it form the trailing edge of the swirl |
When the trailing edge of the
次に本発明の実施例2を説明する。なお、実施例1と同様な構成部分については説明を省略し、実施例2に独特な部分について説明をする。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the component similar to Example 1, and a part peculiar to Example 2 is demonstrated.
図10に示すように、実施例2では、各旋回翼130の前縁に向けて液体燃料を噴射する複数の噴射孔133aを、燃料ノズル110に備えている。この実施例2では、噴射孔133aから噴射されて旋回翼130の前縁に吹き付けられた液体燃料は、翼前縁に当たる気流(圧縮空気A)の境界層の急峻な速度勾配による剪断力により微粒化して蒸発するため、予蒸発を促進することができる。
As shown in FIG. 10, in the second embodiment, the
次に本発明の実施例3を説明する。なお、実施例1と同様な構成部分については説明を省略し、実施例3に独特な部分について説明をする。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the component similar to Example 1, and a part peculiar to Example 3 is demonstrated.
図11に示すように、実施例3では、各旋回翼130の後縁に凹面となった吹き付け面を形成しておく。そして、各旋回翼130の後縁に向けて液体燃料を噴射する複数の噴射孔133bを、燃料ノズル110に備えている。この実施例3では、旋回翼130の後縁付近の高速な空気流により液体燃料を微粒化して蒸発するため、予蒸発を促進することができる。
As shown in FIG. 11, in Example 3, a spraying surface that is a concave surface is formed at the rear edge of each
次に本発明の実施例4を説明する。なお、実施例1と同様な構成部分については説明を省略し、実施例4に独特な部分について説明をする。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the component similar to Example 1, and a part peculiar to Example 4 is demonstrated.
図12及び図13に示すように、実施例4では、翼腹面132a側に段差134を形成している。この段差134は、翼腹面132aの面に対して、翼背面132b側に窪んでおり、この段差の深さ(窪み)は0.3〜1.0mm、即ち、境界層の厚さに相当する深さとしている。しかも、この段差134は内周側から外周側に向かうに従い、前縁側から後縁側に向かって次第に湾曲している。
As shown in FIG.12 and FIG.13, in Example 4, the level | step difference 134 is formed in the blade |
この実施例4では、燃料ノズル110に形成した噴射孔133cは、段差134に向かって液体燃料を噴射する。噴射された液体燃料は段差134に沿って吹き上がって、翼面にて広がって薄膜化し蒸発する。
このように段差134に沿って液体燃料が吹き上がるため、液体燃料の吹き出し速度が高くても、液体燃料が旋回翼130の外周側を越えて翼の外側にまで飛び出してしまうことを防止することができる。また、段差134により液体燃料が広がる範囲を限定(特定)することができるため、予蒸発量や下流での濃度分布をコントロールすることができる。
更に、段差134の深さは、境界層の厚さに相当する深さとしているため、空気通路111に流れる空気A(a)に悪影響を及ぼすことはない。
In the fourth embodiment, the injection hole 133 c formed in the
Since the liquid fuel blows up along the step 134 in this way, even when the liquid fuel blowing speed is high, the liquid fuel can be prevented from jumping out of the
Further, since the depth of the step 134 is a depth corresponding to the thickness of the boundary layer, the air A (a) flowing through the air passage 111 is not adversely affected.
次に本発明の実施例5を説明する。なお、実施例1と同様な構成部分については説明を省略し、実施例5に独特な部分について説明をする。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the component similar to Example 1, and a part peculiar to Example 5 is demonstrated.
図14及び図15に示すように、実施例5では、燃料ノズル110の外周面に、旋回翼130のみならずスプリッタ翼140も備えられている。このスプリッタ翼140は、燃料ノズル110の周方向に関して隣接する旋回翼130,130の間に位置しており、燃料ノズル110の軸方向に沿い伸びている。換言すると、燃料ノズル110の周方向に関して、旋回翼130とスプリッタ翼140とが交互に配置されている。このスプリッタ翼140は、圧縮空気Aの流れを整流するものである。
As shown in FIGS. 14 and 15, in the fifth embodiment, not only the
実施例5では、スプリッタ翼140の翼面に向けて液体燃料を噴射する噴射孔133dを、燃料ノズル110に備えている。このため、噴射孔133dから噴射された液体燃料は、スプリッタ翼140の翼面にて広がって薄膜化し蒸発する。
In the fifth embodiment, the
また、各旋回翼130には、ガス燃料を噴射するガス燃料用の噴射孔150が形成されている。このガス燃料用の噴射孔150には、燃料ノズル110及び旋回翼130に形成したガス燃料通路(図示省略)を介してガス燃料が供給され、供給されたガス燃料が噴射孔150から噴射される。
Each
実施例5では、旋回翼130に備えた噴射孔150からガス燃料を噴出し、噴射孔133dから液体燃料を噴射させてスプリッタ翼140の翼面にて薄膜化して蒸発させるため、デュアル焚をしても、ガス燃料と液体燃料との干渉を最小限にすることができ良好な燃焼を図ることができる。また、スプリッタ翼140があるため、圧縮空気Aの気流流れを整えることができる。
In the fifth embodiment, the gas fuel is ejected from the
次に本発明の実施例6を説明する。なお、実施例1と同様な構成部分については説明を省略し、実施例6に独特な部分について説明をする。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the component similar to Example 1, and a part peculiar to Example 6 is demonstrated.
図16(a)に示すように、実施例6では、燃料ノズル110の軸方向に関して、分割した前側の旋回翼130aと後側の旋回翼130bとで、1つの旋回翼としての機能を果たしている。そして、燃料ノズル110のうち、二分割された翼130a,130bの間の位置に、液体燃料用の噴射孔133eを備えている。この噴射孔133eは、後側の旋回翼130bの前縁に液体燃料を吹き付けるものである。このように液体燃料は、二分割された翼130a,130bの間の位置から噴射されるため、高速な空気に当たることなく、旋回翼130bの前縁に吹き付けられる。吹き付けられた液体燃料は、旋回翼130bの前縁から翼腹面及び翼背面に広がり、高速な圧縮空気Aによる剪断効果により予蒸発が促進され、微粒化してガス化する。
As shown in FIG. 16A, in the sixth embodiment, with respect to the axial direction of the
また、前側の旋回翼130aには、ガス燃料を吹き出す噴射孔150aを備え、デュアル焚ができるようにしている。
Further, the
なお、図16(b)に示すように、前側の旋回翼130aの後縁を、細くするようにしても良い。
In addition, as shown in FIG.16 (b), you may make it make the rear edge of the
次に本発明の実施例7を説明する。なお、実施例1と同様な構成部分については説明を省略し、実施例7に独特な部分について説明をする。 Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the component similar to Example 1, and a part peculiar to Example 7 is demonstrated.
実施例7では、図17および図18に示すように、燃料ノズル110の前側において、燃料ノズル110の外周面との間に空間をとってこの燃料ノズル110の外周面を囲む状態で、リング状の吹き付け部材160を配置している。各旋回翼130の前縁側部分は、吹き付け部材160に食い込む状態となっている。
In the seventh embodiment, as shown in FIGS. 17 and 18, a space is formed between the outer periphery of the
また、燃料ノズル110には、吹き付け部材160の内周面に向けて液体燃料を吹き付ける噴射孔133fを備えている。また、各旋回翼130には、ガス燃料を噴射する噴射孔150bを備えている。
Further, the
実施例7では、噴射孔133fから噴射された液体燃料が、吹き付け部材160の内周面に吹き付けられて薄膜化して微粒化し蒸発する。このとき、燃料ノズル110の外周面と吹き付け部材160の内周面との距離(半径方向距離)を適切に設定することにより、下流における燃料濃度の分布をコントロールすることができる。
またガス燃料は吹き付け部材160よりも外周側で噴射し、液体燃料は吹き付け部材160の内周面で微粒化・蒸発させるため、ガス燃料と液体燃料の干渉を防止で、良好な燃焼を図ることができる。
In the seventh embodiment, the liquid fuel injected from the
Further, since the gas fuel is injected on the outer peripheral side of the
なお、図17では、吹き付け部材160を、燃料ノズル110の軸方向に関して前縁側部分(上流側)に配置したが、燃料ノズル110の中央部分や、後縁側部分(下流側)に配置するようにしてもよい。
In FIG. 17, the blowing
吹き付け部材160を、燃料ノズル110の軸方向に関して後縁側部分(下流側)に配置した場合には、噴射孔150bから噴射されるガス燃料に作用する圧縮空気Aの気流乱れの発生をより少なくすることができる。
When the blowing
<旋回翼の変形例>
なお、上述した各実施例では、旋回翼130は、図2に示すように、旋回翼130の平均反り線に対して旋回翼130の後縁で接する接線と、燃料ノズル110の軸方向に沿う軸線とでなす角度が、旋回翼130の後縁の内周側では0〜10度になっており、旋回翼130の後縁の外周側では、25〜35度になっている。
本願発明は上記の状態となっているものに限らず、旋回翼130の平均反り線に対して旋回翼130の後縁で接する接線と、燃料ノズル110の軸方向に沿う軸線とでなす角度を、旋回翼130の後縁の内周側と外周側とで同じにした旋回翼となっているものにも適用することができることは言うまでもない。
<Variation of swirl blade>
In each of the above-described embodiments, the
The present invention is not limited to the above-described state, and an angle formed by a tangent line that is in contact with the average warp line of the
100 予混合燃焼バーナー
110 燃料ノズル
111 空気通路
120 バーナー筒
121 クリアランス
130 旋回筒
131 クリアランス設定用リブ
132a 翼腹面
132b 翼背面
133,133a〜133f 液体燃料用の噴射孔
134 段差
140 スプリッタ翼
150,150a,150b ガス燃料用の噴射孔
160 吹き付け部材
200 パイロット燃焼バーナー
A 圧縮空気
a 旋回空気流
100
Claims (13)
前記燃料ノズルを囲繞する状態で配置されており、前記燃料ノズルとの間に空気通路を形成するバーナー筒と、
前記燃料ノズルの外周面の周方向に沿う複数箇所に、前記燃料ノズルの軸方向に沿う状態で配置されており、前記空気通路を上流側から下流側に流通する空気を旋回させるため、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している旋回翼と、
を有するガスタービンの燃焼バーナーであって、
前記燃料ノズルには、前記旋回翼の翼面に向けて液体燃料を噴射する噴射孔が形成されていることを特徴とするガスタービンの燃焼バーナー。 A fuel nozzle;
A burner cylinder which is disposed in a state surrounding the fuel nozzle and forms an air passage with the fuel nozzle;
An upstream side is disposed at a plurality of locations along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the fuel nozzle in a state along the axial direction of the fuel nozzle, and swirls the air flowing through the air passage from the upstream side to the downstream side. A swirling blade that is gradually curved toward the downstream side from
A combustion burner for a gas turbine having
A combustion burner for a gas turbine, wherein an injection hole for injecting liquid fuel toward a blade surface of the swirl blade is formed in the fuel nozzle.
前記旋回翼の内周側と前記燃料ノズルとが接する線と、前記噴射孔との間の周方向距離が10mm以内となっていることを特徴とするガスタービンの燃焼バーナー。 In claim 2 or claim 3,
A combustion burner for a gas turbine, wherein a circumferential distance between a line where the inner peripheral side of the swirl blade is in contact with the fuel nozzle and the injection hole is within 10 mm.
前記旋回翼の後縁をジグザクに形成していることを特徴とするガスタービンの燃焼バーナー。 In any one of Claims 1 thru | or 6,
A combustion burner for a gas turbine, wherein a rear edge of the swirl vane is formed in a zigzag shape.
前記燃料ノズルを囲繞する状態で配置されており、前記燃料ノズルとの間に空気通路を形成するバーナー筒と、
前記燃料ノズルの外周面の周方向に沿う複数箇所に、前記燃料ノズルの軸方向に沿う状態で配置されており、前記空気通路を上流側から下流側に流通する空気を旋回させるため、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している旋回翼と、
を有するガスタービンの燃焼バーナーであって、
前記旋回翼の翼腹面には、翼背面側に窪みつつ、内周側から外周側に向かうに従い前縁側から後縁側に向かって次第に湾曲している段部が形成されており、
前記燃料ノズルには、前記旋回翼の翼腹面の前記段部に向けて液体燃料を噴射する噴射孔が形成されていることを特徴とするガスタービンの燃焼バーナー。 A fuel nozzle;
A burner cylinder which is disposed in a state surrounding the fuel nozzle and forms an air passage with the fuel nozzle;
An upstream side is disposed at a plurality of locations along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the fuel nozzle in a state along the axial direction of the fuel nozzle, and swirls the air flowing through the air passage from the upstream side to the downstream side. A swirling blade that is gradually curved toward the downstream side from
A combustion burner for a gas turbine having
On the blade abdominal surface of the swirl wing, a stepped portion that is gradually curved from the front edge side toward the rear edge side as it goes from the inner periphery side to the outer periphery side while being recessed on the blade back side is formed,
A combustion burner for a gas turbine, wherein the fuel nozzle is formed with an injection hole for injecting liquid fuel toward the stepped portion of the swirl blade.
前記燃料ノズルを囲繞する状態で配置されており、前記燃料ノズルとの間に空気通路を形成するバーナー筒と、
前記燃料ノズルの外周面の周方向に沿う複数箇所に、前記燃料ノズルの軸方向に沿う状態で配置されており、前記空気通路を上流側から下流側に流通する空気を旋回させるため、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している旋回翼と、
を有するガスタービンの燃焼バーナーであって、
前記燃料ノズルの外周面には、燃料ノズルの周方向に関して隣接する旋回翼の間に位置して、燃料ノズルの軸方向に伸びているスプリッタ翼を備え、
前記燃料ノズルには、前記スプリッタ翼の翼面に向けて液体燃料を噴射する噴射孔が形成されていることを特徴とするガスタービンの燃焼バーナー。 A fuel nozzle;
A burner cylinder which is disposed in a state surrounding the fuel nozzle and forms an air passage with the fuel nozzle;
An upstream side is disposed at a plurality of locations along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the fuel nozzle in a state along the axial direction of the fuel nozzle, and swirls the air flowing through the air passage from the upstream side to the downstream side. A swirling blade that is gradually curved toward the downstream side from
A combustion burner for a gas turbine having
The outer peripheral surface of the fuel nozzle includes a splitter blade that is positioned between adjacent swirling blades in the circumferential direction of the fuel nozzle and extends in the axial direction of the fuel nozzle,
A combustion burner for a gas turbine, wherein an injection hole for injecting liquid fuel toward the blade surface of the splitter blade is formed in the fuel nozzle.
前記燃料ノズルを囲繞する状態で配置されており、前記燃料ノズルとの間に空気通路を形成するバーナー筒と、
前記燃料ノズルの外周面の周方向に沿う複数箇所に、前記燃料ノズルの軸方向に沿う状態で配置されており、前記空気通路を上流側から下流側に流通する空気を旋回させるため、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している旋回翼と、
を有するガスタービンの燃焼バーナーであって、
前記各旋回翼は、燃料ノズルの軸方向に関して前側と後側に分割されており、
前記燃料ノズルの外周面のうち、分割された前側の旋回翼と後側の旋回翼との間の位置には、後側の旋回翼の前縁に向けて液体燃料を噴射する噴射孔が形成されていることを特徴とするガスタービンの燃焼バーナー。 A fuel nozzle;
A burner cylinder which is disposed in a state surrounding the fuel nozzle and forms an air passage with the fuel nozzle;
An upstream side is disposed at a plurality of locations along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the fuel nozzle in a state along the axial direction of the fuel nozzle, and swirls the air flowing through the air passage from the upstream side to the downstream side. A swirling blade that is gradually curved toward the downstream side from
A combustion burner for a gas turbine having
Each swirl is divided into a front side and a rear side with respect to the axial direction of the fuel nozzle,
In the outer peripheral surface of the fuel nozzle, an injection hole for injecting liquid fuel toward the front edge of the rear swirl blade is formed at a position between the divided front swirl blade and the rear swirl blade. A combustion burner for a gas turbine, characterized in that
前記燃料ノズルを囲繞する状態で配置されており、前記燃料ノズルとの間に空気通路を形成するバーナー筒と、
前記燃料ノズルの外周面の周方向に沿う複数箇所に、前記燃料ノズルの軸方向に沿う状態で配置されており、前記空気通路を上流側から下流側に流通する空気を旋回させるため、上流側から下流側に向かうに従い次第に湾曲している旋回翼と、
を有するガスタービンの燃焼バーナーであって、
前記燃料ノズルの外周面との間に空間をとってこの燃料ノズルの外周面を囲む状態となっている吹き付け部材を配置し、
前記燃料ノズルには、前記吹き付け部材の内周面に向けて液体燃料を噴射する噴射孔が形成されていることを特徴とするガスタービンの燃焼バーナー。 A fuel nozzle;
A burner cylinder which is disposed in a state surrounding the fuel nozzle and forms an air passage with the fuel nozzle;
An upstream side is disposed at a plurality of locations along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the fuel nozzle in a state along the axial direction of the fuel nozzle, and swirls the air flowing through the air passage from the upstream side to the downstream side. A swirling blade that is gradually curved toward the downstream side from
A combustion burner for a gas turbine having
A spraying member that is in a state of surrounding the outer peripheral surface of the fuel nozzle by taking a space between the outer peripheral surface of the fuel nozzle,
A combustion burner for a gas turbine, wherein an injection hole for injecting liquid fuel toward the inner peripheral surface of the spray member is formed in the fuel nozzle.
前記旋回翼の平均反り線に対して前記旋回翼の後縁で接する接線と、前記燃料ノズルの軸方向に沿う軸線とでなす角度が、前記旋回翼の後縁の内周側では0〜10度になっており、前記旋回翼の後縁の外周側では25〜35度になっていることを特徴とするガスタービンの燃焼バーナー。 In claims 1 to 11,
The angle formed between the tangent line that contacts the average warp line of the swirl blade at the trailing edge of the swirl blade and the axis along the axial direction of the fuel nozzle is 0 to 10 on the inner peripheral side of the trailing edge of the swirl blade. A combustion burner for a gas turbine, characterized in that the angle is 25 to 35 degrees on the outer peripheral side of the trailing edge of the swirl blade.
前記旋回翼または前記燃料ノズルには、ガス燃料を噴射するガス燃料用噴射孔が備えられていることを特徴とするガスタービンの燃焼バーナー。 In claims 1 to 12,
A combustion burner for a gas turbine, wherein the swirl vane or the fuel nozzle is provided with a gas fuel injection hole for injecting gas fuel.
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