JP2014215036A - ガスタービンにおける缶型環状燃焼器配列用の缶型燃焼器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】4つまでの予混合バーナ14が、フロントパネル13に実質的に環状の配列で取り付けられており、予混合バーナ14のそれぞれは、燃料/空気混合物のスワールを生ぜしめるために、円錐形のスワール発生器15及び混合管16を有する。
【選択図】図1
Description
ガスタービン燃焼システムは、マルチロード条件において、減じられたエミッション及び改良された火炎安定性を有する。これは、円錐形のスワール発生器と、その下流の適応された混合管とを備えたバーナにおける燃料及び燃焼用空気の完全な予混合により達成される。
11 ケーシング
12 燃焼ゾーン
13 フロントパネル
14 予混合バーナ
15 スワール発生器
16 混合管
17 バーナ出口
18 スワール流
19 バーナの中心長手方向軸線
20 缶型燃焼器の中心長手方向軸線
21 逆方向の流れの領域
22 同一方向の流れの領域
23 仮想円、すなわち、中心軸線20からの一定の距離の経路
24 バーナ14の混合管16の長さ
25 缶10における二次的な流れパターン
26 混合管16の直径
27 バーナ出口17の直径
Claims (33)
- ガスタービンにおける缶型環状燃焼器配列用の缶型燃焼器であって、該缶型燃焼器(10)は、少なくとも、軸方向で上流のフロントパネル(13)及び軸方向で下流の出口端部を備えた実質的に円筒形のケーシング(11)と、前記フロントパネル(13)から上流方向へ延び、前記ケーシング(11)内の燃焼ゾーン(12)へ燃料/空気混合物を供給するための、この前記フロントパネル(13)によって支持されたバーナ出口(17)を有する、複数の予混合バーナ(14)と、を備える缶型燃焼器において、
4つまでの前記予混合バーナ(14)が、前記フロントパネル(13)に実質的に環状の配列で取り付けられており、前記予混合バーナ(14)のそれぞれは、前記燃料/空気混合物のスワール流を生ぜしめるために、円錐形のスワール発生器(15)及び混合管(16)を有することを特徴とする、ガスタービンにおける缶型環状燃焼器配列用の缶型燃焼器。 - 前記円錐形のスワール発生器(15)のそれぞれは、少なくとも2つの軸方向に延びた空気入口スロットを有する、請求項1記載の缶型燃焼器。
- 少なくとも1つのバーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)の前記円錐形のスワール発生器(15)は、少なくとも4つの軸方向に延びた空気入口スロットを有する、請求項2記載の缶型燃焼器。
- 少なくとも1つのバーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)の円錐形のスワール発生器(15)は、8つの軸方向に延びた空気入口スロットを有する、請求項3記載の缶型燃焼器。
- 少なくとも1つのバーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)は、付加的な燃料をスワール発生器(15)内へ、混合管(16)内へ、又は燃焼ゾーン(12)内へ噴射するための、中心バーナ軸線(19)に対して平行に整列させられたランスを備える、請求項1から4までのいずれか1項記載の缶型燃焼器。
- 少なくとも1つのバーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)は、多段燃料供給部を有する、請求項1から5までのいずれか1項記載の缶型燃焼器。
- 前記予混合バーナ(14)は、3つまでの燃料段、すなわち1つ又は2つの予混合段と、1つのパイロット段とを有する、請求項6記載の缶型燃焼器。
- 前記フロントパネル(13)は、4つの予混合バーナ(14)を有し、該フロントパネル(13)のそれぞれ個々の90°セクタに1つのバーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)が位置決めされている、請求項1記載の缶型燃焼器。
- 前記バーナ(14)は、2つの直交する対称軸線に関して前記フロントパネル(13)に対称的に配置されている、すなわち、前記バーナ(14)は、それぞれの四分の一区分(90°セクタ)において同じ方位角(α1,α2,α3,α4)に、かつ同じ仮想円(前記缶(10)の前記中心軸線(20)からの半径方向距離)上に位置決めされている、請求項8記載の缶型燃焼器。
- 少なくとも1つの予混合バーナ(14’)は、少なくとも1つの他のバーナ(14’’,14’’’,14’’’’)に関してそれぞれの90°セクタ内で、異なる仮想円(23)に及び/又は異なる方位角(α1,α2,α3,α4)で前記フロントパネル(13)に配置されている、請求項8記載の缶型燃焼器。
- 前記予混合バーナ(14)のそれぞれは、中心長手方向軸線(19)を有し、前記フロントパネル(13)に取り付けられた全ての前記予混合バーナ(14)の中心長手方向軸線(19)は、互いに平行である、請求項1記載の缶型燃焼器。
- 前記予混合バーナ(14)の前記中心長手方向軸線(19)は、中心燃焼器軸線(20)に対して平行である、請求項11記載の缶型燃焼器。
- 前記フロントパネル(13)に取り付けられた少なくとも1つの予混合バーナ(14’)の中心長手方向軸線(19)の整列は、半径方向及び/又は方位方向で、少なくとも1つの他の予混合バーナ(14’’,14’’’,14’’’’)の中心長手方向軸線(19)の整列とは異なる、請求項1記載の缶型燃焼器。
- 前記少なくとも1つの予混合バーナ(14’)の中心長手方向軸線(19)は、燃焼器軸線(20)に対して±10°まで傾斜させられている、請求項13記載の缶型燃焼器。
- 前記少なくとも1つの予混合バーナ(14’)の中心長手方向軸線(19)は、対角方向で向き合ったバーナ(14’’’)に対して±20°まで傾斜させられている、請求項13記載の缶型燃焼器。
- 前記フロントパネル(13)に取り付けられた全てのバーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)は、前記缶(10)の中心軸線(20)に対して同じ傾斜角度を有する、請求項14記載の缶型燃焼器。
- 全てのバーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)は、同じに寸法決めされたスワール発生器(15)及び混合管(16)を有する、請求項1記載の缶型燃焼器。
- 少なくとも1つの予混合バーナ(14’)の前記混合管(16)の長さ(24)及び/又は直径(26)は、少なくとも1つの他の予混合バーナ(14’’,14’’’,14’’’’)の前記混合管(16)の長さ(24)及び/又は直径(26)とは異なる、請求項1記載の缶型燃焼器。
- 全てのバーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)は、前記混合管(16)の異なる長さ(24)及び/又は異なる直径(26)を有する、請求項18記載の缶型燃焼器。
- 全ての取り付けられた予混合バーナ(14)は、同じ回転方向を有するスワール(18)、例えば時計回りのスワール(18’)を発生する、請求項1から19までのいずれか1項記載の缶型燃焼器。
- 取り付けられた予混合バーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)は、2つのバーナグループを含み、第1のグループは、時計回りの回転方向を有するスワール流(18’)を発生し、第2のグループは、反時計回りの回転方向を有するスワール流(18’’)を発生する、請求項1から19までのいずれか1項記載の缶型燃焼器。
- 対角方向で向き合ったバーナ(14’−14’’’,14’’−14’’’’)は、同じ回転方向を有するスワール(18)を発生する、請求項21記載の缶型燃焼器。
- 2つの隣接するバーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)は、同じ回転方向を有するスワール(18)を発生する、請求項21記載の缶型燃焼器。
- 1つのバーナ(14’)は、他のバーナ(14’’,14’’’,14’’’’)のスワール方向とは異なる回転方向を有するスワール(18)を発生する、請求項21記載の缶型燃焼器。
- 前記フロントパネル(13)は、前記缶(10)の中心軸線(20)に対して直交するように配置された実質的に円形の平坦なプレートであり、前記予混合バーナ(14)は、前記平坦なプレートから上流へ延びており、前記バーナ出口(17)は、平坦なフロントプレートによって支持されている、請求項1記載の缶型燃焼器。
- 前記バーナ(14)の前記混合管(16)は、前記フロントパネル(13)を貫通しており、前記バーナ出口(17)は、前記燃焼ゾーン(12)内へ突出している、請求項25記載の缶型燃焼器。
- 前記バーナ出口(17)は、前記フロントパネル(13)と同一平面に位置している、請求項25記載の缶型燃焼器。
- 前記フロントパネル(13)は、円錐として形成されており、前記バーナ(14)は、この円錐の横方向領域に取り付けられている、請求項1記載の缶型燃焼器。
- 前記バーナ(14)の前記混合管(16)は、円錐形のフロントパネル(13)を貫通しており、前記バーナ出口(17)は、少なくとも部分的に、前記燃焼ゾーン(12)内へ突出している、請求項28記載の缶型燃焼器。
- 前記バーナ出口(17)は、該バーナ出口(17)が、円錐形の前記フロントパネル(13)と同一平面に位置するように、傾斜させられている、請求項28記載の缶型燃焼器。
- 前記フロントパネル(13)は、実質的に三角形の複数のセグメントから形成されており、これらのセグメントの数は、前記フロントパネル(13)に取り付けられたバーナ(14)の数と等しい、請求項1記載の缶型燃焼器。
- 円錐形のスワール発生器(15)を有する4つの予混合バーナ(14)が前記フロントパネル(13)に取り付けられており、1つのバーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)が前記フロントパネル(13)のそれぞれ個々の90°セクタに位置決めされており、4つのバーナ(14)は、それぞれの90°セクタにおいて同じ方位角(α1,α2,α3,α4)で、同じ仮想円(r1=r2=r3=r4)に位置決めされており、前記4つの予混合バーナ(14)それぞれは、中心長手方向軸線(19)を有し、全ての予混合バーナ(14)の前記中心長手方向軸線(19)は、互いに平行であり、かつ中心燃焼器軸線(20)に対して平行である、請求項1記載の缶型燃焼器。
- 前記バーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)のうちの少なくとも1つは、時計回りの回転方向を有するスワール流(18’)を発生し、前記バーナ(14’,14’’,14’’’,14’’’’)のうちの少なくとも1つは、反時計回りの回転方向を有するスワール流(18’’)を発生する、請求項32記載の缶型燃焼器。
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