JP2009074706A - Gas turbine combustor - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine combustor further reduced in NOx exhaust amount. <P>SOLUTION: This gas turbine combustor includes: an inner cylinder 4 partitioning a combustion chamber; a plurality of fuel nozzles 5 provided at the upstream side of the inner cylinder 4 to inject fuel; and a plurality of porous plates having a plurality of air holes disposed between the fuel nozzle 5 and the inner cylinder, wherein the porous plates are constituted of a first porous plate 6 having air holes at positions opposite to the fuel nozzles and a second porous plate 7 provided at the downstream side through a gap with the first porous plate. The plurality of fuel nozzles 5 and the first porous plate 6 form a porous coaxial jet stream, and the porous coaxial jet stream is made to collide with the wall surface of the second porous plate 7 and diffused to thereby promote the mixing degree of fuel and combustion air, whereby on the downstream from the second porous plate 7, the fuel and the combustion air can be mixed at a moderate ratio to perform combustion. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、ガスタービン燃焼器に関する。   The present invention relates to a gas turbine combustor.

近年、ガスタービン発電プラントに対する高出力化・高効率化が要求される機運の中、ガスタービン燃焼器から排出される燃焼ガス温度は年々上昇する傾向にある。燃焼ガスが高温化するとガスタービン排ガス中の窒素酸化物(以下、NOxと記載する)排出量も高くなる。ガスタービン燃焼器では、地球環境保全の観点からNOx排出量を低減することが大きな課題である。   In recent years, with the demand for higher output and higher efficiency for gas turbine power plants, the temperature of combustion gas discharged from gas turbine combustors tends to increase year by year. When the temperature of the combustion gas increases, the amount of nitrogen oxide (hereinafter referred to as NOx) emission in the gas turbine exhaust gas also increases. In gas turbine combustors, reducing NOx emissions is a major issue from the viewpoint of global environmental conservation.

このような背景から、燃焼空気中に燃料ノズルから燃料を噴出し、予め燃料と燃焼空気とを予混合器で均一に混合させて燃焼室で燃焼させることにより、局所的な高温燃焼ガスの発生を防止してNOx排出量を低減する予混合燃焼方式がガスタービン燃焼器に採用されている。しかし、予混合燃焼方式の課題として燃料と燃焼空気を混合させる予混合器に火炎が逆流する逆火が生じる可能性がある。予混合器に火炎が逆流すると予混合器が焼損し、下流側のタービンにもダメージを及ぼすため予混合器への火炎の逆流は回避しなければならない。このような背景から逆火の発生を抑制する燃焼器構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   From such a background, fuel is injected from the fuel nozzle into the combustion air, and the fuel and combustion air are uniformly mixed in advance by the premixer and burned in the combustion chamber, thereby generating local high-temperature combustion gas. A premixed combustion system that prevents NOx emissions and reduces NOx emissions is employed in gas turbine combustors. However, as a problem of the premixed combustion method, there is a possibility that a backfire occurs in which a flame flows backward in the premixer that mixes fuel and combustion air. When the flame flows back into the premixer, the premixer burns out and damages the turbine on the downstream side, so the backflow of flame to the premixer must be avoided. From such a background, a combustor structure that suppresses the occurrence of flashback has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1のガスタービン燃焼器によれば、燃料と燃焼空気とが供給される燃焼室を備え、燃焼室壁面に複数の空気孔を設けた盤状部材を配置するとともに、それぞれの空気孔に燃料を噴出する燃料ノズルを配置する。空気孔内の予混合流路で燃料流を中心としてその外周側に燃焼空気流を形成することで、混合距離を短くでき、NOx排出量を低減することが可能となる。   According to the gas turbine combustor of Patent Document 1, a plate-like member provided with a combustion chamber to which fuel and combustion air are supplied and provided with a plurality of air holes on the wall surface of the combustion chamber is disposed. A fuel nozzle that ejects fuel is disposed. By forming the combustion air flow around the fuel flow in the premix flow path in the air hole, the mixing distance can be shortened, and the NOx emission amount can be reduced.

特開2003−148734号公報JP 2003-148734 A

しかしながら、環境規制はさらに厳しくなる傾向にあり、さらなる低NOx化を実現させる必要がある。その場合、燃焼器構造が複雑になりコストの増加が考えられる。   However, environmental regulations tend to be stricter, and it is necessary to realize further lower NOx. In that case, the combustor structure becomes complicated and the cost can be increased.

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、NOx排出量を更に低減したガスタービン燃焼器を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a gas turbine combustor that further reduces NOx emission.

本発明は、前記多孔板のうち前記燃料ノズルと対向する位置に空気孔を設けた第1の多孔板と、該第1の多孔板と間隙を介して下流側に設けられた第2の多孔板とを備えたことを特徴とする。   The present invention includes a first porous plate provided with air holes at a position facing the fuel nozzle in the porous plate, and a second porous plate provided downstream of the first porous plate via a gap. And a board.

本発明によれば、NOx排出量を更に低減したガスタービン燃焼器を提供することが可能である。   According to the present invention, it is possible to provide a gas turbine combustor that further reduces NOx emissions.

本発明の実施の形態では、燃料ノズルと空気孔を、燃料流の外周側を空気流が包み込むように配置するとともに、それらを多数に分散する。そのため、複数の燃料ノズルと第1の多孔板によって多孔同軸噴流とし、その多孔同軸噴流を第2の多孔板の壁面部に衝突させて拡散させ、燃料と燃焼空気の混合度を促進させ、第2の多孔板の下流では燃料と燃焼空気が適度な混合比となるようにして燃焼させる。このため、更なる低NOx燃焼が可能となる。   In the embodiment of the present invention, the fuel nozzles and the air holes are arranged so that the air flow wraps around the outer peripheral side of the fuel flow, and they are dispersed in a large number. Therefore, a plurality of fuel nozzles and a first perforated plate are used to form a perforated coaxial jet, and the perforated coaxial jet collides with the wall surface of the second perforated plate and diffuses to promote the mixing degree of fuel and combustion air. The fuel and combustion air are burned at an appropriate mixing ratio downstream of the porous plate 2. For this reason, further low NOx combustion becomes possible.

以下、本発明を用いたガスタービン燃焼器の実施例について図面を参照し説明する。   Embodiments of a gas turbine combustor using the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施例1について、以下に説明する。図2は、ガスタービンプラントの全体構成を示す概略構成図である。図2に示すように、ガスタービンプラントは、主として、空気を圧縮して高圧の燃焼空気13を生成する圧縮機1と、この圧縮機1から導入される燃焼空気13と燃料を混合して燃焼ガス14を生成する燃焼器3と、この燃焼器3で生成された燃焼ガス14が導入されるタービン2とを備える。なお、圧縮機1とタービン2の軸は連結されている。   Example 1 of the present invention will be described below. FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating the overall configuration of the gas turbine plant. As shown in FIG. 2, the gas turbine plant mainly combusts the compressor 1 that compresses air to generate high-pressure combustion air 13, and the combustion air 13 introduced from the compressor 1 and fuel. A combustor 3 that generates a gas 14 and a turbine 2 into which the combustion gas 14 generated by the combustor 3 is introduced. Note that the shafts of the compressor 1 and the turbine 2 are connected.

上記燃焼器3は、燃焼ガス14を生成する内筒4と、燃料を噴出する複数の燃料ノズル5と、燃焼空気13と燃料を混合させる第1の多孔板6及び第2の多孔板7と、点火栓8とを外筒9とエンドカバー10で密閉した圧力容器である。   The combustor 3 includes an inner cylinder 4 that generates combustion gas 14, a plurality of fuel nozzles 5 that eject fuel, a first perforated plate 6 and a second perforated plate 7 that mix combustion air 13 and fuel. , A pressure vessel in which the spark plug 8 is sealed with an outer cylinder 9 and an end cover 10.

燃焼器3の上流側には、エンドカバー10が配置される。燃焼ガス14の流れる方向を下流方向と定義する。エンドカバー10には、燃料を燃料ノズルに分配する燃料マニホールド15が形成される。燃料マニホールド15を形成するエンドカバー10の下流側壁面から突起状の燃料ノズル5が複数形成されており、燃料マニホールド15の燃料が燃料ノズル5から噴出する。燃料ノズル5の下流には、燃料ノズル5から噴出した燃料と燃焼空気13を1次混合させるために、多数の空気孔が形成された第1の多孔板6が設置される。さらに、第1の多孔板6の下流には燃料と燃焼空気13を2次混合させるため、多数の空気孔が形成された第2の多孔板7が設置されている。   An end cover 10 is disposed on the upstream side of the combustor 3. The direction in which the combustion gas 14 flows is defined as the downstream direction. The end cover 10 is formed with a fuel manifold 15 that distributes fuel to the fuel nozzles. A plurality of protruding fuel nozzles 5 are formed from the downstream side wall surface of the end cover 10 that forms the fuel manifold 15, and the fuel in the fuel manifold 15 is ejected from the fuel nozzle 5. A first perforated plate 6 having a large number of air holes is installed downstream of the fuel nozzle 5 in order to primarily mix the fuel ejected from the fuel nozzle 5 and the combustion air 13. Further, a second perforated plate 7 in which a large number of air holes are formed is installed downstream of the first perforated plate 6 for secondary mixing of fuel and combustion air 13.

このように構成された本実施例により、圧縮機1からの燃焼空気13は、外筒9と内筒4で構成される環状の空気流路を通過した後、内筒4に設けられた冷却孔から燃焼室4aに流入すると共に、内筒4の上流端に設置された第1の多孔板6の空気孔から第2の多孔板7を介して燃焼室4aに導入される。燃焼室4aに供給された空気は燃料と混合し、この混合ガスが燃焼室4aで点火栓8により点火されて燃焼する。燃焼によって生成した燃焼ガス14はトランジションピース11を介してタービン2に供給されてタービン2を駆動する。これにより、タービン2に連結された発電機12を駆動して発電する。   According to the present embodiment configured as described above, the combustion air 13 from the compressor 1 passes through the annular air flow path constituted by the outer cylinder 9 and the inner cylinder 4 and is then cooled in the inner cylinder 4. While flowing into the combustion chamber 4 a from the hole, the air is introduced into the combustion chamber 4 a through the second porous plate 7 from the air hole of the first porous plate 6 installed at the upstream end of the inner cylinder 4. The air supplied to the combustion chamber 4a is mixed with fuel, and this mixed gas is ignited and burned by the spark plug 8 in the combustion chamber 4a. The combustion gas 14 generated by the combustion is supplied to the turbine 2 through the transition piece 11 to drive the turbine 2. Thereby, the generator 12 connected to the turbine 2 is driven to generate power.

燃料供給系統16は、燃料タンク,圧力調節器,燃料遮断弁,燃料流量計などによる燃料供給装置17,燃料供給装置17の下流に設置され燃料ノズル5へ燃料を供給する燃料配管18を備える。このように構成されたガスタービン燃焼器において、実施例1の目的は、燃料ノズル5の下流に位置し、燃料と燃焼空気を混合するための多孔板を流れ方向に複数枚配置して、燃料と燃焼空気との混合を促進させ、燃焼ガス中のNOx排出量を低減させることにある。   The fuel supply system 16 includes a fuel supply device 17 including a fuel tank, a pressure regulator, a fuel shut-off valve, a fuel flow meter, and the like, and a fuel pipe 18 that is installed downstream of the fuel supply device 17 and supplies fuel to the fuel nozzle 5. In the gas turbine combustor configured as described above, the purpose of the first embodiment is to place a plurality of perforated plates in the flow direction, which are located downstream of the fuel nozzle 5 and mix the fuel and the combustion air. Is to promote the mixing of the combustion air with the combustion air and reduce the NOx emission amount in the combustion gas.

図1は、燃焼器3のエンドカバー10,燃料ノズル5,第1の多孔板6,第2の多孔板7の構造を説明する部分拡大図である。図3は多孔板の断面構造図(a)と第2の多孔板7の下流側から見た正面図(b)であり、図4は燃料と燃焼空気の混合メカニズムを説明するために燃料ノズル5,第1の多孔板6,第2の多孔板7を拡大した部分拡大図である。   FIG. 1 is a partially enlarged view illustrating the structure of the end cover 10, the fuel nozzle 5, the first perforated plate 6, and the second perforated plate 7 of the combustor 3. FIG. 3 is a cross-sectional structural view (a) of the porous plate and a front view (b) viewed from the downstream side of the second porous plate 7, and FIG. 4 is a fuel nozzle for explaining the mixing mechanism of fuel and combustion air. FIG. 5 is a partially enlarged view in which the first porous plate 6 and the second porous plate 7 are enlarged.

図1に示す複数の燃料ノズル5は、パイプ状に形成され、その一方はエンドカバーに形成された燃料マニホールド15に接続され、他方は第1の多孔板6に形成した複数の空気孔19に対向して開口されている。第1の多孔板6の下流位置には間隙Gを隔てて、複数の空気孔20が形成された第2の多孔板7が設置されている。第2の多孔板7の外周部には、内筒4の上流端に設置された燃焼空気シール部材21を覆うカバー部材22が形成され、内筒4と第2の多孔板7の接続部から漏洩する燃焼空気量を低減する。   The plurality of fuel nozzles 5 shown in FIG. 1 are formed in a pipe shape, one of which is connected to a fuel manifold 15 formed in the end cover, and the other is connected to a plurality of air holes 19 formed in the first perforated plate 6. Opposed to open. A second porous plate 7 in which a plurality of air holes 20 are formed is installed at a downstream position of the first porous plate 6 with a gap G therebetween. A cover member 22 that covers the combustion air seal member 21 installed at the upstream end of the inner cylinder 4 is formed on the outer peripheral portion of the second porous plate 7, and from the connection portion between the inner cylinder 4 and the second porous plate 7. Reduce the amount of combustion air that leaks.

また、第2の多孔板7は、内筒4の内部に生成される燃焼ガスからの輻射熱によって過熱されるため、第2の多孔板7を冷却するための冷却孔23が第2の多孔板7の空気孔20間に形成されている。   Moreover, since the 2nd perforated plate 7 is overheated by the radiant heat from the combustion gas produced | generated inside the inner cylinder 4, the cooling hole 23 for cooling the 2nd perforated plate 7 is a 2nd perforated plate. 7 between the air holes 20.

また、燃料と燃焼空気を混合させる多孔板を燃焼器3の軸方向に2枚配置するとともに、第2の多孔板7に形成する空気孔20の形成位置を、第1の多孔板6に形成した空気孔19に対し、多孔板の径方向に距離Hだけ偏心させたものである。   Further, two perforated plates for mixing fuel and combustion air are arranged in the axial direction of the combustor 3, and the formation positions of the air holes 20 formed in the second perforated plate 7 are formed in the first perforated plate 6. The air holes 19 are eccentric by a distance H in the radial direction of the perforated plate.

図3には第2の多孔板7を燃焼室4aの下流から見た第2の多孔板7の正面図を示す。実施例1では空気孔19(点線)と空気孔20が重ならないように互いの空気孔が形成されている。また、第2の多孔板7には第1の多孔板6に形成された空気孔19の中心軸の延長上に冷却孔23が形成されている。   FIG. 3 shows a front view of the second porous plate 7 as seen from the downstream side of the combustion chamber 4a. In the first embodiment, the air holes 19 (dotted lines) and the air holes 20 are formed so as not to overlap each other. The second porous plate 7 has a cooling hole 23 formed on the extension of the central axis of the air hole 19 formed in the first porous plate 6.

図4は燃料ノズル5と第1の多孔板6に形成した空気孔19及び第2の多孔板7に形成した空気孔20の部分を示す拡大図である。実施例1では燃料ノズル5の噴出軸上に第1の多孔板6に形成した空気孔19が設置されているため、燃料ノズル5から噴出した燃料流は空気孔19の内部で燃焼空気流に包み囲まれる状態となる。燃料ノズル5を多数に分散して配置しているため、燃料ノズル5の1本当たりから噴出する燃料流量が低減する。このため、空気孔19の内部では燃料ノズル5から噴出した少量の燃料に対する燃焼空気流量の割合が増加する。従って、空気孔19の内部で燃料と燃焼空気の1次混合が促進される。第1の多孔板6の下流には距離Gを隔てて第2の多孔板7が配置されており、第2の多孔板7の空気孔20は第1の多孔板6に形成した空気孔19との位相を異ならしめている。そのため、第1の多孔板6の空気孔19内部で1次混合した燃料と燃料空気は、第2の多孔板7の壁面24に衝突し拡散するため、燃料と燃焼空気の接触面積が急増し2次混合する。2次混合した燃料と燃焼空気は第2の多孔板7に形成された空気孔20を通過する際に、空気孔20内部に形成される小さな渦によって3次混合する。また、空気孔20から燃焼室4aに噴出する際に発生する渦によって燃料と燃焼空気が4次混合するため、燃料と燃焼空気の混合が促進し、燃焼ガス中のNOx排出量を大幅に低減することが可能となる。   FIG. 4 is an enlarged view showing the air holes 19 formed in the fuel nozzle 5 and the first porous plate 6 and the air holes 20 formed in the second porous plate 7. In the first embodiment, since the air holes 19 formed in the first porous plate 6 are installed on the ejection shaft of the fuel nozzle 5, the fuel flow ejected from the fuel nozzle 5 is converted into a combustion air flow inside the air holes 19. It will be in a state of being surrounded. Since the fuel nozzles 5 are distributed in a large number, the flow rate of fuel ejected from one fuel nozzle 5 is reduced. For this reason, the ratio of the combustion air flow rate to the small amount of fuel ejected from the fuel nozzle 5 increases in the air hole 19. Therefore, the primary mixing of fuel and combustion air is promoted inside the air hole 19. A second porous plate 7 is disposed downstream of the first porous plate 6 at a distance G, and the air holes 20 of the second porous plate 7 are air holes 19 formed in the first porous plate 6. And the phase is different. For this reason, the fuel and fuel air primarily mixed inside the air holes 19 of the first perforated plate 6 collide with the wall surface 24 of the second perforated plate 7 and diffuse, so that the contact area between the fuel and combustion air increases rapidly. Secondary mix. When the secondary mixed fuel and combustion air pass through the air holes 20 formed in the second perforated plate 7, they are tertiary mixed by small vortices formed inside the air holes 20. In addition, fuel and combustion air are quaternarily mixed by vortices generated when they are ejected from the air holes 20 to the combustion chamber 4a, so that mixing of fuel and combustion air is promoted and NOx emissions in the combustion gas are greatly reduced. It becomes possible to do.

実施例1のような構成の場合、第2の多孔板7は内筒4の内部に生成される燃焼ガス14の輻射熱によって加熱されるため、多孔板の冷却が必要な場合がある。多孔板を冷却する場合、多孔板に冷却孔を形成して冷却する方法が一般的でコスト低減にも有利である。しかし、1枚の多孔板のみで構成した燃焼器にこの冷却方法を適用した場合、冷却孔から燃焼空気の一部が燃焼室4aに噴出する。そのため、空気孔から燃料と共に燃焼室に流入する燃焼空気流量の低下に伴い燃料濃度が高くなるため、燃焼ガス中のNOx排出量が増加する課題があった。   In the case of the configuration as in the first embodiment, the second porous plate 7 is heated by the radiant heat of the combustion gas 14 generated in the inner cylinder 4, so that the porous plate may need to be cooled. When cooling a perforated plate, a method of cooling by forming a cooling hole in the perforated plate is common, which is advantageous for cost reduction. However, when this cooling method is applied to a combustor composed of only one perforated plate, a part of the combustion air is ejected from the cooling hole to the combustion chamber 4a. For this reason, the fuel concentration increases with a decrease in the flow rate of the combustion air flowing into the combustion chamber together with the fuel from the air hole, and there has been a problem that the amount of NOx emission in the combustion gas increases.

しかし、実施例1では内筒4の燃焼室4aに面する第2の多孔板7の冷却孔23から噴出する気体は、第2の多孔板7の上流側で十分に混合された燃料と燃焼空気の混合気である。そのため、第2の多孔板7の空気孔20から燃焼室4aに噴出する混合気全体の燃料濃度を、1枚の多孔板を使用した場合に比べ低下させることが可能となり、燃焼ガス中のNOx排出量を低減することが可能となる。このことから、冷却孔23は空気孔19の中心軸から多少ずれていても前述の効果を得ることが可能である。   However, in the first embodiment, the gas ejected from the cooling hole 23 of the second porous plate 7 facing the combustion chamber 4 a of the inner cylinder 4 is combusted with the fuel sufficiently mixed on the upstream side of the second porous plate 7. It is an air-fuel mixture. Therefore, the fuel concentration of the entire air-fuel mixture ejected from the air holes 20 of the second porous plate 7 to the combustion chamber 4a can be reduced as compared with the case where one porous plate is used, and NOx in the combustion gas It becomes possible to reduce the discharge amount. Therefore, even if the cooling hole 23 is slightly deviated from the central axis of the air hole 19, the above-described effect can be obtained.

さらに、実施例1では燃焼空気より低温の燃料と燃焼空気が混合したことによる低温の混合気が、燃焼ガスによって過熱される第2の多孔板7の壁面に急速に衝突するため、第2の多孔板7の冷却が促進され第2の多孔板7の信頼性が向上する。また、冷却孔23の直径は、コスト増加と第2の多孔板7の信頼性が低下しない範囲で、小径で多数形成するほど、第2の多孔板7の冷却効果を向上させることが可能である。   Further, in the first embodiment, the low temperature air-fuel mixture resulting from the mixture of the fuel and the combustion air having a temperature lower than that of the combustion air rapidly collides with the wall surface of the second perforated plate 7 heated by the combustion gas. Cooling of the porous plate 7 is promoted, and the reliability of the second porous plate 7 is improved. In addition, the cooling hole 23 has a smaller diameter so that the cooling effect of the second perforated plate 7 can be improved as the diameter of the cooling hole 23 is smaller and within a range where the reliability of the second perforated plate 7 does not decrease. is there.

実施例1における燃料と燃焼空気の混合メカニズムは、燃料ノズル5から噴出した燃料と第1の多孔板6の空気孔19から流入した燃焼空気が、第2の多孔板7の空気孔20を介して燃焼室4aに噴出するまでの流動状態によって決まると考えられる。燃料と燃焼空気の流動状態に影響を及ぼすものとして、第1の多孔板6と第2の多孔板7に形成する空気孔19,20の個数,孔径や空気孔の開口面積比,多孔板の軸方向厚さ,第1の多孔板6と第2の多孔板7の軸方向間隙G、第1の多孔板6と第2の多孔板7に形成する空気孔19,20の偏心距離Hなどがある。これらのパラメータは本発明を適用する燃焼器の目的や燃焼条件などによって検討されるものである。   The mixing mechanism of the fuel and the combustion air in the first embodiment is such that the fuel ejected from the fuel nozzle 5 and the combustion air flowing in from the air holes 19 of the first porous plate 6 pass through the air holes 20 of the second porous plate 7. This is considered to be determined by the flow state until it is ejected to the combustion chamber 4a. Influencing the flow state of fuel and combustion air, the number of air holes 19 and 20 formed in the first perforated plate 6 and the second perforated plate 7, the hole diameter and the ratio of the opening area of the air holes, Axial thickness, axial gap G between first porous plate 6 and second porous plate 7, eccentric distance H of air holes 19 and 20 formed in first porous plate 6 and second porous plate 7, etc. There is. These parameters are examined according to the purpose of the combustor to which the present invention is applied and the combustion conditions.

図5(a)及び図5(b)には、第1の多孔板6の空気孔径D1と、第2の多孔板7の空気孔径D2の大小関係を示す。図5(a)はD1>D2を、図5(b)はD1<D2の例である。   5A and 5B show the magnitude relationship between the air hole diameter D1 of the first porous plate 6 and the air hole diameter D2 of the second porous plate 7. FIG. FIG. 5A shows an example where D1> D2, and FIG. 5B shows an example where D1 <D2.

図5(a)のように上流側の第1の多孔板6の空気孔19より、下流側の第2の多孔板7の空気孔20の孔径を小さくした場合、空気孔19から噴出した燃料と燃焼空気の混合気が第2の多孔板7に衝突して拡散する。そして、空気孔20より燃焼室4aに噴出する際、空気孔20の個数が多く混合気がより分散して燃焼室4aに噴出するため、燃料と燃焼空気の混合がより促進し排気ガス中のNOx排出量を低減することが可能となる。第2の多孔板7の空気孔20を小径多数とすることでNOx排出量の低減が期待できる。NOx排出性能よりコストが優先される場合には、第1の多孔板6の空気孔19と、それに対応して設置されている燃料ノズル5の個数を削減することが可能となるため、コスト低減に有利である。   When the hole diameter of the air hole 20 of the downstream second porous plate 7 is made smaller than the air hole 19 of the upstream first porous plate 6 as shown in FIG. And the mixture of combustion air collide with the second porous plate 7 and diffuse. When the air holes 20 are ejected from the air holes 20 to the combustion chamber 4a, the number of air holes 20 is large and the air-fuel mixture is more dispersed and ejected to the combustion chamber 4a. It is possible to reduce the NOx emission amount. By making the air holes 20 of the second perforated plate 7 a large number of small diameters, a reduction in NOx emission can be expected. When cost is prioritized over NOx emission performance, it is possible to reduce the number of air holes 19 in the first porous plate 6 and the number of fuel nozzles 5 installed corresponding to the air holes 19. Is advantageous.

図5(b)にはD1<D2とした場合の例を示す。空気孔20の孔径D2を空気19の孔径D1より大きくすると、第1の多孔板6に形成した空気孔19より第2の多孔板7に形成する空気孔20の個数が低減するためコスト低減に有利となる。しかし、空気孔20の孔径D2を大きくすると空気孔19から噴出した混合気が第2の多孔板7の壁面に衝突せずに燃焼室4aへ直接流下する割合が多くなり、燃料と燃焼空気の混合の促進効果が低減するため、空気孔20の孔径D2は空気孔19の孔径D1より同等以下にするのが望ましいと考えられる。   FIG. 5B shows an example where D1 <D2. If the hole diameter D2 of the air hole 20 is larger than the hole diameter D1 of the air 19, the number of air holes 20 formed in the second porous plate 7 is reduced from the air holes 19 formed in the first porous plate 6, thereby reducing the cost. It will be advantageous. However, when the hole diameter D2 of the air hole 20 is increased, the ratio of the air-fuel mixture ejected from the air hole 19 directly flows into the combustion chamber 4a without colliding with the wall surface of the second porous plate 7 increases. It is considered that the hole diameter D2 of the air hole 20 is desirably equal to or smaller than the hole diameter D1 of the air hole 19 in order to reduce the mixing promoting effect.

図5(c)及び図5(d)には、第1の多孔板6と第2の多孔板7との軸方向間隙Gが異なる例を示す。図5(c)に示すように第1の多孔板6と第2の多孔板7の間隙Gが狭い場合には、空気孔19から噴出した燃料と燃焼空気の混合気の噴流速度が減衰しないまま第2の多孔板7の壁面に衝突するため、衝突による拡散効果が増加し混合が促進する。図5(d)に示すように間隙Gが大きい場合には、空気孔19から噴出した混合気が第2の多孔板7に衝突するまでの滞留時間が増加するため、燃料と燃焼空気の混合が促進し、何れの場合でも排気ガス中のNOx排出量を低減する効果が期待できる。但し、間隙Gを短くし過ぎると圧力損失が増加し、タービン全体の性能が低下する。また、間隙Gを長くし過ぎると間隙部の流速が低下するため、間隙Gに火炎が逆流しやすくなる。そのため、間隙Gは圧力損失の増加や火炎逆流を抑制する目的で、空気孔19を通過する混合気の流速と同程度の流速になるように設定することが望ましい。   5C and 5D show examples in which the axial gap G between the first perforated plate 6 and the second perforated plate 7 is different. As shown in FIG. 5C, when the gap G between the first porous plate 6 and the second porous plate 7 is narrow, the jet velocity of the mixture of fuel and combustion air ejected from the air holes 19 is not attenuated. Since it collides with the wall surface of the 2nd perforated panel 7 as it is, the diffusion effect by collision increases and mixing is accelerated | stimulated. When the gap G is large as shown in FIG. 5 (d), the residence time until the air-fuel mixture ejected from the air holes 19 collides with the second porous plate 7 increases, so that the mixture of fuel and combustion air In any case, the effect of reducing the NOx emission amount in the exhaust gas can be expected. However, if the gap G is made too short, the pressure loss increases and the performance of the entire turbine deteriorates. Further, if the gap G is made too long, the flow velocity of the gap portion decreases, so that the flame easily flows back into the gap G. Therefore, it is desirable to set the gap G so as to have a flow rate comparable to the flow rate of the air-fuel mixture passing through the air holes 19 for the purpose of suppressing an increase in pressure loss and flame backflow.

図5(e)及び図5(f)には、第1の多孔板6に形成した空気孔19と、第2の多孔板7に形成した空気孔20の偏心距離Hが異なる例を示す。図5(e)に示すように空気孔19,20の軸中心の偏心距離Hが大きく、燃焼室4aの下流から見たときに空気孔19と20が重ならないように配置した場合、空気孔19より噴出した混合気のほぼ全量が第2の多孔板7の壁面24に衝突するため、衝突による拡散効果が最大限に発揮され、燃料と燃焼空気の混合が促進する。   FIGS. 5E and 5F show examples in which the eccentric distance H of the air hole 19 formed in the first porous plate 6 and the air hole 20 formed in the second porous plate 7 are different. As shown in FIG. 5E, when the eccentric distance H at the axial center of the air holes 19 and 20 is large and the air holes 19 and 20 are arranged so as not to overlap when viewed from the downstream side of the combustion chamber 4a, the air holes Since almost the entire amount of the air-fuel mixture ejected from 19 collides with the wall surface 24 of the second porous plate 7, the diffusion effect due to the collision is maximized and the mixing of fuel and combustion air is promoted.

図5(f)に示すように偏心距離Hが小さく、燃焼室4aの下流から見たときに空気孔19と20が重なるように配置した場合、空気孔19から噴出した混合気の一部は第2の多孔板7の壁面24に衝突しないまま空気孔20から燃焼室4aへ流下する成分が生じる。そのため、一部の混合気が第2の多孔板7に衝突することによる混合の促進効果は低減するが、空気孔20の入口部に発生する剥離渦の効果によって混合が促進すると考えられ、排気ガス中のNOx排出量を低減させる効果が期待できる。   As shown in FIG. 5F, when the eccentric distance H is small and the air holes 19 and 20 are arranged so as to overlap when viewed from the downstream side of the combustion chamber 4a, a part of the air-fuel mixture ejected from the air holes 19 is A component that flows from the air hole 20 to the combustion chamber 4a without colliding with the wall surface 24 of the second porous plate 7 is generated. Therefore, although the mixing promotion effect due to the collision of a part of the air-fuel mixture with the second porous plate 7 is reduced, the mixing is considered to be promoted by the effect of the separation vortex generated at the inlet portion of the air hole 20, The effect of reducing the NOx emission amount in the gas can be expected.

また、燃料と燃焼空気の混合状態に影響を及ぼすものとして第2の多孔板7に形成する空気孔の形状がある。図1から図5に示した第2の多孔板7の空気孔の形状は円筒形状であるが、図6(a)に示すように下流側に向かって孔径が縮小する円錐形状にすると混合特性や燃焼特性に新たな効果が発生する。   Moreover, there exists a shape of the air hole formed in the 2nd perforated panel 7 as what affects the mixed state of a fuel and combustion air. Although the shape of the air holes of the second perforated plate 7 shown in FIGS. 1 to 5 is a cylindrical shape, the mixing characteristics are obtained when the shape of the air holes is reduced toward the downstream side as shown in FIG. 6A. And new effects on combustion characteristics.

図6(a)の例では第1の多孔板6の隣接する空気孔19a,19bから噴出した燃料と燃焼空気の混合気が第2の多孔板7の空気孔27に流入する。その際、空気孔27の入口部の孔径が空気孔19の孔径より大きく形成されているため、混合気が第2の多孔板7の壁面に衝突し拡散する割合が少なくなり、衝突拡散による混合促進効果は低減すると考えられる。但し、空気孔19a,19bからの混合気が空気孔27の内部で衝突し合うため、燃料と燃焼空気の混合が促進する。さらに、第1の多孔板6と第2の多孔板7の間隙部に大きな渦が発生しなくなり、燃焼室4aに形成された火炎が逆流した場合でも、火炎が間隙部に停滞する可能性が低く燃焼器が焼損するポテンシャルが低減し、信頼性が向上する。   In the example of FIG. 6A, the mixture of fuel and combustion air ejected from the adjacent air holes 19 a and 19 b of the first porous plate 6 flows into the air holes 27 of the second porous plate 7. At that time, since the hole diameter of the inlet portion of the air hole 27 is formed larger than the hole diameter of the air hole 19, the ratio of the air-fuel mixture colliding with the wall surface of the second porous plate 7 is reduced and mixing by collision diffusion is performed. The promotion effect is considered to be reduced. However, since the air-fuel mixture from the air holes 19a and 19b collides with each other inside the air hole 27, the mixing of fuel and combustion air is promoted. Further, even when a large vortex is not generated in the gap between the first porous plate 6 and the second porous plate 7 and the flame formed in the combustion chamber 4a flows backward, there is a possibility that the flame is stagnated in the gap. Low potential for burning the combustor is reduced and reliability is improved.

さらに、図6(b)は第2の多孔板に形成する空気孔28を円錐形状とし、その出口部に多数の小径の空気孔29を形成したものである。空気孔28内部での混合に加え、出口が多数の小径孔29に形成されているため混合気がより分散し排気ガス中のNOx排出量を低減できる可能性がある。   Further, FIG. 6B shows the air hole 28 formed in the second perforated plate having a conical shape and a plurality of small-diameter air holes 29 formed at the outlet portion. In addition to mixing inside the air holes 28, the outlets are formed in a large number of small-diameter holes 29, so that the air-fuel mixture is more dispersed and the NOx emission amount in the exhaust gas can be reduced.

以上のように、第1の多孔板6,第2の多孔板7の構造やそれぞれに形成する空気孔の数や形状は燃焼器の構成や目的、あるいは燃料の種類に応じて柔軟に、しかも比較的簡単な構造で対応できる点で優れている。   As described above, the structure of the first perforated plate 6 and the second perforated plate 7 and the number and shape of air holes formed in each of them are flexible according to the configuration and purpose of the combustor or the type of fuel. It is excellent in that it can be handled with a relatively simple structure.

また、上記の考え方を応用して、図9のように燃料ノズルと内筒との間に設ける多孔板を複数枚(例えば3枚の多孔板6a,6b,7)で使用することも、もちろん可能である。   Further, by applying the above concept, it is possible to use a plurality of porous plates (for example, three porous plates 6a, 6b, 7) provided between the fuel nozzle and the inner cylinder as shown in FIG. Is possible.

実施例2について、図7を参照して説明する。実施例2では、図7に示すように燃料ノズル5の下流に位置する第1の多孔板30の外周部に、内筒4の上流端に設置された燃焼空気シール部材21を覆うカバー部材32が形成されている。第1の多孔板30の下流側には第1の多孔板30に形成したカバー部材32の内径より小さい外径の第2の多孔板31を設置し、第1の多孔板30のカバー部材32との間に間隙が形成される。実施例2では、第1の多孔板30に形成する空気孔33の位置を基準として、第2の多孔板31に形成する空気孔34の位置を周方向に移動した例である。第1の多孔板30と第2の多孔板31に形成する空気孔33,34を周方向にずらして形成しているため、第1の多孔板30の空気孔33から噴出した燃料と燃焼空気の混合気は、第2の多孔板31の壁面に衝突し、衝突による拡散効果によって混合が促進し、排気ガス中のNOx排出量の低減が期待できる。   A second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, as shown in FIG. 7, the cover member 32 covers the combustion air seal member 21 installed at the upstream end of the inner cylinder 4 on the outer peripheral portion of the first porous plate 30 located downstream of the fuel nozzle 5. Is formed. A second porous plate 31 having an outer diameter smaller than the inner diameter of the cover member 32 formed on the first porous plate 30 is installed on the downstream side of the first porous plate 30, and the cover member 32 of the first porous plate 30. A gap is formed between the two. The second embodiment is an example in which the positions of the air holes 34 formed in the second porous plate 31 are moved in the circumferential direction with reference to the positions of the air holes 33 formed in the first porous plate 30. Since the air holes 33 and 34 formed in the first perforated plate 30 and the second perforated plate 31 are formed to be shifted in the circumferential direction, the fuel and combustion air ejected from the air holes 33 of the first perforated plate 30 The air-fuel mixture collides with the wall surface of the second porous plate 31, and the mixing is promoted by the diffusion effect caused by the collision, so that it is expected that the amount of NOx emission in the exhaust gas is reduced.

また、実施例2では第1の多孔板30と第2の多孔板31に形成する空気孔の孔径、個数などの仕様を同一とし、第2の多孔板31を第1の多孔板30に対して周方向にずらして取付ける方法とした。第1の多孔板30と第2の多孔板31の空気孔仕様が同一であるため、製作コストが低減することが期待できる。   In Example 2, the specifications such as the hole diameter and the number of air holes formed in the first perforated plate 30 and the second perforated plate 31 are the same, and the second perforated plate 31 is compared with the first perforated plate 30. The mounting method is shifted in the circumferential direction. Since the air hole specifications of the first perforated plate 30 and the second perforated plate 31 are the same, it can be expected that the manufacturing cost is reduced.

さらに、実施例2では第2の多孔板31が燃焼室4aに生成される燃焼ガスによって加熱され、第2の多孔板31が熱膨張しても、第2の多孔板31の外周側部と第1の多孔板32に形成したカバー部材32の間に間隙が形成されている。そのため、カバー部材32に拘束されることはなく、熱変形を回避することが可能である。   Further, in the second embodiment, even when the second porous plate 31 is heated by the combustion gas generated in the combustion chamber 4a and the second porous plate 31 is thermally expanded, the outer peripheral side portion of the second porous plate 31 and A gap is formed between the cover members 32 formed on the first porous plate 32. Therefore, it is not restrained by the cover member 32, and it is possible to avoid thermal deformation.

燃料と燃焼空気の混合を促進させる方法として、第1の多孔板30,第2の多孔板31の板厚さを増加させることが考えられる。但し、板厚さを増加するとコストが増加すること、特に、第2の多孔板31の板厚さを増加すると熱応力が増加するなどの課題がある。そのため、本発明による実施例では燃料と燃焼空気の混合が更に促進され排気ガス中のNOx排出量を低減することが期待できるため、多孔板の板厚さを薄くできコスト低減が可能となる。   As a method for promoting the mixing of fuel and combustion air, it is conceivable to increase the thickness of the first porous plate 30 and the second porous plate 31. However, there is a problem that the cost increases when the plate thickness is increased, and in particular, the thermal stress increases when the plate thickness of the second porous plate 31 is increased. Therefore, in the embodiment according to the present invention, it can be expected that the mixing of the fuel and the combustion air is further promoted and the NOx emission amount in the exhaust gas is reduced, so that the thickness of the perforated plate can be reduced and the cost can be reduced.

また、燃焼条件によっては第2の多孔板31が高温に過熱されるため、第2の多孔板31は第1の多孔板30への着脱可能な構造とし、第2の多孔板を耐熱合金で製作したり、熱遮蔽シールド材を塗布したりすることなどが可能となり、燃焼条件によって柔軟に対応できる構造である点で優れている。   In addition, since the second porous plate 31 is heated to a high temperature depending on the combustion conditions, the second porous plate 31 can be attached to and detached from the first porous plate 30 and the second porous plate is made of a heat-resistant alloy. It is possible to manufacture or apply a heat shielding shield material, and it is excellent in that it has a structure that can flexibly respond to combustion conditions.

実施例3について、図8を参照して説明する。実施例3では、燃料ノズルが中央の燃料ノズル35と周囲の燃料ノズル36に分割して形成されている。これら燃料ノズル35及び燃料ノズル36の下流側には夫々に対向する空気孔37及び空気孔38が形成された第1の多孔板39が設置される。第1の多孔板39の下流側には、第1の多孔板39に形成された空気孔37及び空気孔38と異なる位置に形成された空気孔40及び空気孔41を有する第2の多孔板42が設置されている。また、燃料ノズル35に燃料を供給する燃料供給系43及び燃料ノズル36に燃料を供給する燃料供給系44が設置される。   A third embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the fuel nozzle is divided into a central fuel nozzle 35 and a surrounding fuel nozzle 36. On the downstream side of the fuel nozzle 35 and the fuel nozzle 36, a first perforated plate 39 having air holes 37 and air holes 38 facing each other is installed. On the downstream side of the first perforated plate 39, a second perforated plate having air holes 40 and air holes 41 formed at positions different from the air holes 37 and air holes 38 formed in the first perforated plate 39. 42 is installed. A fuel supply system 43 that supplies fuel to the fuel nozzle 35 and a fuel supply system 44 that supplies fuel to the fuel nozzle 36 are installed.

実施例3では、実施例1,2と同様に第1の多孔板39に形成した空気孔37,38と第2の多孔板42に形成した空気孔40,41の位置が夫々異なっているため、燃料ノズルから噴出した燃料は第1の多孔板で、燃料流を燃焼空気流が囲むような形態となり、燃料と燃焼空気の接触面積が増加して混合が促進する。さらに、燃料と燃焼空気は第1の多孔板の下流に配置された第2の多孔板の壁面に衝突し拡散して混合度合いが促進されるため、ほぼ完全予混合状態にまで設定することが可能となる。燃焼条件によっては第2の多孔板42が燃焼室4aに生成される火炎によって過熱されるが、実施例3では第1の多孔板39から噴出した低温の混合気が第2の多孔板42に衝突するため、第2の多孔板42は冷却される効果が期待できる。   In the third embodiment, the positions of the air holes 37 and 38 formed in the first porous plate 39 and the positions of the air holes 40 and 41 formed in the second porous plate 42 are different as in the first and second embodiments. The fuel ejected from the fuel nozzle is the first perforated plate, and the fuel flow is surrounded by the combustion air flow, and the contact area between the fuel and the combustion air is increased to promote mixing. Further, since the fuel and combustion air collide with the wall surface of the second porous plate disposed downstream of the first porous plate and diffuse to promote the degree of mixing, the fuel and combustion air can be set to a substantially complete premixed state. It becomes possible. Depending on the combustion conditions, the second porous plate 42 is overheated by the flame generated in the combustion chamber 4 a, but in Example 3, the low-temperature air-fuel mixture ejected from the first porous plate 39 enters the second porous plate 42. Because of the collision, the second porous plate 42 can be expected to be cooled.

また、実施例3では中央の燃料ノズル35に対応する第2の多孔板42に形成した空気孔40には燃焼室4aの中心軸に対して軸周りの旋回がかかるように適当な旋回角が付与されている。このように空気孔40に旋回角を設けることにより、空気孔40から噴出した混合気の旋回による安定な再循環領域が形成され、燃焼を安定化することができる。   In the third embodiment, the air hole 40 formed in the second porous plate 42 corresponding to the central fuel nozzle 35 has an appropriate turning angle so that the air hole 40 is turned around the center axis of the combustion chamber 4a. Has been granted. By providing the swirl angle in the air hole 40 in this way, a stable recirculation region is formed by swirling of the air-fuel mixture ejected from the air hole 40, and combustion can be stabilized.

また、実施例3ではガスタービンの負荷条件に対して顕著な効果が期待できる。図8に示す燃料供給系43及び燃料供給系44を利用し燃料流量を調整してガスタービンの種々の負荷条件に対応できる。   Moreover, in Example 3, the remarkable effect can be expected with respect to the load condition of the gas turbine. The fuel supply system 43 and the fuel supply system 44 shown in FIG. 8 can be used to adjust the fuel flow rate to cope with various load conditions of the gas turbine.

つまり、ガスタービン負荷の小さい条件では、全空気流量に対する燃料流量が小さくなるが、その場合には中央の燃料ノズル35のみから燃料を供給し、中央領域での燃料濃度を火炎が安定に形成される濃度以上に保つように運用することができる。また、ガスタービンの負荷の大きい条件では、中央の燃料ノズル35と周囲の燃料ノズル36の両方から燃料を供給して全体として低NOx燃焼を行うことができる。また、中間的な負荷においては、中央の燃料ノズル35から噴出する燃料量を空気孔37から流れる空気流量に対して当量比が1を越えるような設定として、周囲の空気を燃焼に使う拡散的な運用をすることも可能である。   In other words, the fuel flow rate is small with respect to the total air flow rate under the condition where the gas turbine load is small. In this case, the fuel is supplied only from the central fuel nozzle 35, and the fuel concentration in the central region is stably formed. It can be operated to keep the concentration above a certain level. Further, under conditions where the load of the gas turbine is large, fuel can be supplied from both the central fuel nozzle 35 and the surrounding fuel nozzle 36 to perform low NOx combustion as a whole. Further, at an intermediate load, the amount of fuel ejected from the central fuel nozzle 35 is set so that the equivalence ratio exceeds 1 with respect to the air flow rate flowing from the air hole 37, and the ambient air is used for combustion. It is also possible to operate in a simple manner.

従って、種々のガスタービン負荷に応じて、火炎の安定化や低NOx燃焼に寄与できる。   Therefore, it can contribute to flame stabilization and low NOx combustion according to various gas turbine loads.

排気ガス中のNOx排出量を低減する燃焼装置に広く適用できる。   The present invention can be widely applied to combustion apparatuses that reduce NOx emissions in exhaust gas.

実施例1における燃料ノズル、多孔板部分の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of the fuel nozzle in Example 1, and a perforated board part. 実施例1におけるガスタービンの全体構成を表す図である。1 is a diagram illustrating an overall configuration of a gas turbine in Embodiment 1. FIG. 実施例1における多孔板部分の断面図と正面図である。It is sectional drawing and the front view of the perforated board part in Example 1. FIG. 実施例1における燃料と燃焼空気の混合メカニズムの説明図。Explanatory drawing of the mixing mechanism of the fuel and combustion air in Example 1. FIG. 多孔板と燃料ノズルとの配置を種々変更した場合の比較図である。It is a comparison figure at the time of changing various arrangement | positioning of a perforated plate and a fuel nozzle. 実施例1における多孔板の構造を表す図である。2 is a diagram illustrating a structure of a porous plate in Example 1. FIG. 実施例2におけるバーナの詳細構造を表す図である。It is a figure showing the detailed structure of the burner in Example 2. FIG. 実施例3におけるバーナの詳細構造を表す図である。It is a figure showing the detailed structure of the burner in Example 3. FIG. 実施例1におけるバーナ(変形例)の詳細構造を表す図である。It is a figure showing the detailed structure of the burner (modified example) in Example 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 圧縮機
2 タービン
3 燃焼器
4 内筒
4a 燃焼室
5 燃料ノズル
6 第1の多孔板
7 第2の多孔板
8 点火栓
9 外筒
10 エンドカバー
11 トラジションピース
12 発電機
13 燃焼空気
14 燃焼ガス
15 マニホールド
16 燃料供給系統
17 燃料供給装置
18 燃料配管
1 Compressor 2 Turbine 3 Combustor 4 Inner cylinder 4a Combustion chamber 5 Fuel nozzle 6 First perforated plate 7 Second perforated plate 8 Spark plug 9 Outer cylinder 10 End cover 11 Transition piece 12 Generator 13 Combustion air 14 Combustion Gas 15 Manifold 16 Fuel supply system 17 Fuel supply device 18 Fuel piping

Claims (3)

燃焼空気と燃料を混合させ燃焼ガスを生成する燃焼室を区画する内筒と、該内筒の上流位置にあって燃料を噴出する複数の燃料ノズルと、該燃料ノズルと前記内筒との間に複数の空気孔を設けた多孔板を複数枚設置したガスタービン燃焼器であって、
前記多孔板のうち前記燃料ノズルと対向する位置に空気孔を設けた第1の多孔板と、
該第1の多孔板と間隙を介して下流側に設けられた第2の多孔板とを備えたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
An inner cylinder that defines a combustion chamber that mixes combustion air and fuel to generate combustion gas, a plurality of fuel nozzles that are located upstream of the inner cylinder and that ejects fuel, and between the fuel nozzle and the inner cylinder A gas turbine combustor having a plurality of perforated plates provided with a plurality of air holes,
A first porous plate provided with air holes at positions facing the fuel nozzles of the porous plate;
A gas turbine combustor comprising the first perforated plate and a second perforated plate provided downstream via a gap.
請求項1に記載のガスタービン燃焼器において、
前記第1の多孔板に配置された空気孔の中心軸と前記第2の多孔板に配置された空気孔の中心軸にずれが生じていることを特徴とするガスタービン燃焼器。
The gas turbine combustor according to claim 1.
A gas turbine combustor, wherein a deviation occurs between a central axis of air holes arranged in the first perforated plate and a central axis of air holes arranged in the second perforated plate.
燃焼空気と燃料を混合させ燃焼ガスを生成する燃焼室を区画する内筒と、
該内筒の上流位置にあって燃料を噴出する複数の燃料ノズルと、
該燃料ノズルと対向する位置に空気孔を設けた第1の多孔板と、
該第1の多孔板と間隙を介した下流側に配置され、複数の空気孔を設けた第2の多孔板と、
前記第1の多孔板内の空気孔を介して噴出した燃料と燃焼空気が前記第2の多孔板の壁面と衝突し、前記第2の多孔板の空気孔から前記燃焼室に噴出するように構成したことを特徴とするガスタービン燃焼器。
An inner cylinder defining a combustion chamber for mixing combustion air and fuel to generate combustion gas;
A plurality of fuel nozzles which are located upstream of the inner cylinder and eject fuel;
A first perforated plate provided with air holes at positions facing the fuel nozzle;
A second perforated plate disposed downstream from the first perforated plate and provided with a plurality of air holes;
The fuel and combustion air ejected through the air holes in the first perforated plate collide with the wall surface of the second perforated plate, and are ejected from the air holes of the second perforated plate to the combustion chamber. A gas turbine combustor characterized by comprising.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2012154588A (en) * 2011-01-27 2012-08-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas turbine combustor
CN102901125A (en) * 2011-07-27 2013-01-30 株式会社日立制作所 Combustor, burner, and gas turbine
JP2013024507A (en) * 2011-07-25 2013-02-04 Hitachi Ltd Gas turbine combustor
CN103090415A (en) * 2011-11-08 2013-05-08 通用电气公司 Combustor and method for supplying fuel to a combustor
JP2014062702A (en) * 2012-09-24 2014-04-10 Hitachi Ltd Gas turbine combustor
JP2014122723A (en) * 2012-12-20 2014-07-03 Hitachi Ltd Burner
JP2015083897A (en) * 2013-10-25 2015-04-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Combustor and rotary machine
WO2015068212A1 (en) * 2013-11-05 2015-05-14 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gas turbine combustor
JP2016502016A (en) * 2012-11-02 2016-01-21 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー System and method for diffusion combustion using fuel-diluent mixing in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
JP2017090000A (en) * 2015-11-13 2017-05-25 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gas turbin combustor
WO2019187559A1 (en) * 2018-03-26 2019-10-03 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Combustor and gas turbine equipped with same
US11692710B2 (en) 2019-01-31 2023-07-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Burner, combustor including same, and gas turbine

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10060625B2 (en) * 2013-03-13 2018-08-28 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Gas turbine combustor
JP6262616B2 (en) * 2014-08-05 2018-01-17 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gas turbine combustor

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5691132A (en) * 1979-11-23 1981-07-23 Bbc Brown Boveri & Cie Combustor for gas turbine
JPH09222228A (en) * 1996-02-16 1997-08-26 Toshiba Corp Gas turbine combustion device
JP2003148734A (en) * 2001-08-29 2003-05-21 Hitachi Ltd Gas turbine combustor and method for operating gas turbine combustor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5691132A (en) * 1979-11-23 1981-07-23 Bbc Brown Boveri & Cie Combustor for gas turbine
JPH09222228A (en) * 1996-02-16 1997-08-26 Toshiba Corp Gas turbine combustion device
JP2003148734A (en) * 2001-08-29 2003-05-21 Hitachi Ltd Gas turbine combustor and method for operating gas turbine combustor

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012154588A (en) * 2011-01-27 2012-08-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Gas turbine combustor
JP2013024507A (en) * 2011-07-25 2013-02-04 Hitachi Ltd Gas turbine combustor
EP2551596A3 (en) * 2011-07-27 2017-11-01 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Combustor, burner, and gas turbine
CN102901125A (en) * 2011-07-27 2013-01-30 株式会社日立制作所 Combustor, burner, and gas turbine
JP2013029231A (en) * 2011-07-27 2013-02-07 Hitachi Ltd Combustor, burner, and gas turbine
US9121611B2 (en) 2011-07-27 2015-09-01 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Combustor, burner, and gas turbine
CN102901125B (en) * 2011-07-27 2014-12-31 三菱日立电力系统株式会社 Combustor, burner, and gas turbine
CN103090415B (en) * 2011-11-08 2016-09-21 通用电气公司 Burner and the method being used for supplying fuel to burner
CN103090415A (en) * 2011-11-08 2013-05-08 通用电气公司 Combustor and method for supplying fuel to a combustor
JP2014062702A (en) * 2012-09-24 2014-04-10 Hitachi Ltd Gas turbine combustor
JP2016502016A (en) * 2012-11-02 2016-01-21 エクソンモービル アップストリーム リサーチ カンパニー System and method for diffusion combustion using fuel-diluent mixing in a stoichiometric exhaust gas recirculation gas turbine system
JP2014122723A (en) * 2012-12-20 2014-07-03 Hitachi Ltd Burner
JP2015083897A (en) * 2013-10-25 2015-04-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Combustor and rotary machine
JP5940227B2 (en) * 2013-11-05 2016-06-29 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gas turbine combustor
WO2015068212A1 (en) * 2013-11-05 2015-05-14 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gas turbine combustor
US10018359B2 (en) 2013-11-05 2018-07-10 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Gas turbine combustor
JP2017090000A (en) * 2015-11-13 2017-05-25 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Gas turbin combustor
WO2019187559A1 (en) * 2018-03-26 2019-10-03 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Combustor and gas turbine equipped with same
US11371707B2 (en) 2018-03-26 2022-06-28 Mitsubishi Power, Ltd. Combustor and gas turbine including the same
US11692710B2 (en) 2019-01-31 2023-07-04 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Burner, combustor including same, and gas turbine

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