JP2007187169A - 燃焼室 - Google Patents

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Abstract

【課題】蒸発器の機能を付加的に発揮するように、水素で運転されるガスタービン用燃焼室を形成する。
【解決手段】水素で運転されるガスタービンのためのバーナーと炎管を備えた燃焼室において、入口７とガス状水素ＧＨ２用の出口８とを備えた液体水素ＬＨ２のための蒸発器６は、炎管３の内面の少なくとも一部を覆うように、炎管３内に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、水素で運転されるガスタービンのための燃焼室に関する。
このような燃焼室は実質的に、ケーシングとバーナーと炎管からなっている。その際、ケーシングと炎管の間には隙間が設けられている。この隙間の中を冷却空気が流通する。水素が液体の状態でタービンに供給され、ガスの状態で燃焼されるときには、蒸発器が必要である。このような蒸発器を実施形成するためにいろいろな解決策が知られている。例えば、蒸発器をタービンの排気噴射流内に配置することが知られている。他の公知の解決策では、蒸発器が例えば２個の圧縮器段の間のインタークーラとしてコンプレッサの範囲にまたは燃焼室の入口に配置されている。燃焼室の入口に配置されている場合を除いて、燃焼室まで長い管路が必要である。これは、タービンが標準規格で作用する速度に不利な影響を与える。更に、すべての場合に氷結の危険がある。
本発明の根底をなす課題は、蒸発器の機能を付加的に発揮するように、冒頭に述べた種類の燃焼器を形成することである。
この課題は冒頭に述べた種類の燃焼器において、液体水素（ＬＨ２）用の入口とガス状水素（ＧＨ２）用の出口とを備えた蒸発器が、炎管の壁と一体化されていることによって解決される。
その際特に、燃焼室の良好な冷却が炎管の壁の伝熱式熱交換器によって生じ、同時に従来の壁のフィルム冷却が回避されるという利点がある。それによって、冷却空気の消費の一部または全部が不要である。この空気はバーナーに供給可能である。
圧力と温度の高い燃焼室に蒸発器を統合したことにより、他の構造の場合よりも容易に氷結が防止される。本発明の有利な実施形は従属請求項に記載してある。
請求項２の実施形の利点は、製作技術的なコストが比較的に少なくて済むことにある。
本発明の実施の形態が図に示してある。次に、この実施の形態について詳しく説明する。図１に示した燃焼室１は例えば、バーナー２と炎管３を含む環状燃焼室である。この炎管の出口４は半径流タービン５に接続されている。液体水素（ＬＨ２）のための入口７とガス状水素（ＧＨ２）のための出口８を有する蒸発器６は、炎管３の外壁に一体化され、それによって炎管の内面の一部を覆っている。図示の実施の形態では、蒸発器６はらせん管として形成され、その個々の巻管９は壁に直接連結されている。蒸発器６のＧＨ２出口がバーナー２に直接連結されていると、管の案内がきわめてコンパクトにかつ簡単になる。蒸発器を炎管３の壁に一体化したことにより、燃焼すべき水素の蒸発だけでなく、当該の炎管のきわめて効果的な冷却が達成される。このようにして冷却された壁には、冷却空気のための従来の穴を設ける必要がないので、冷却空気消費が少なくなる。
本発明の実施形は、蒸発器６が炎管３の外壁に一体化されないで炎管の内壁に一体化されていることにある。この場合、冷却空気穴１０が省略される。更に、炎管の外壁と内壁に蒸発器を設けることができる。
本発明の他の実施形は、蒸発器６が適当な内部の流れ案内部を有する二重壁によって形成されていることにある。この解決策は、炎管３の滑らか内面が所望されるときに有利である。
このような蒸発器は必要に応じて当該の炎管の内面の一部または全部を覆うことができる。本発明は環状燃焼室の形をした燃焼室だけでなく、任意の形状の燃焼室にも関する。この任意の形状の燃焼室には、複合燃焼室またはターボ環状燃焼室あるいは特殊燃焼室のような公知のすべての形状の燃焼室が含まれる。
タービンが複数の個々の燃焼室を備えているときには、各々の燃焼室は固有の蒸発器を備えることができ、そのＧＨ２出口はそれぞれの燃焼室に直接接続している。
本発明の燃焼室の実施の形態が示してある。
符号の説明
１ 燃焼室
２ バーナー
３ 炎管
６ 蒸発器
７ 入口
８ 出口
ＬＨ２ 液体水素
ＧＨ２ ガス状水素

Claims (4)

  1. 水素で運転されるガスタービンのためのバーナーと炎管を備えた燃焼室において、入口（７）とガス状水素（ＧＨ２）用の出口（８）とを備えた液体水素（ＬＨ２）のための蒸発器（６）が、炎管（３）の内面の少なくとも一部を覆うように、炎管（３）内に配置されていることを特徴とする燃焼室。
  2. 蒸発器（６）がらせん管として形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃焼室。
  3. 蒸発器（６）が二重壁として形成されていることを特徴とする請求項１記載の燃焼室。
  4. ガス状水素のための蒸発器（６）の出口（８）がバーナー（２）に直接接続されていることを特徴とする請求項１記載の燃焼室。
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