JP2973049B2 - ガスタービン用燃焼器の燃料制御装置 - Google Patents
ガスタービン用燃焼器の燃料制御装置Info
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- JP2973049B2 JP2973049B2 JP3303479A JP30347991A JP2973049B2 JP 2973049 B2 JP2973049 B2 JP 2973049B2 JP 3303479 A JP3303479 A JP 3303479A JP 30347991 A JP30347991 A JP 30347991A JP 2973049 B2 JP2973049 B2 JP 2973049B2
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- Japan
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- fuel
- gas turbine
- valve
- turbine combustor
- fuel injection
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタービン用燃焼器の
燃料制御装置に関するものである。
燃料制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般にガスタービン用燃焼器においては
複数本の燃料噴射ノズルが頂部に等間隔で配置され、こ
の燃料噴射ノズルから噴霧される燃料量がガスタービン
の負荷により制御されるようになっている。その一例を
示すと、図４に示すようにガスタービン用燃焼器は燃焼
器本体１の内に頂部にパイロット弁２を有する燃焼筒３
が配置されている。この燃焼筒３は拡散燃焼領域Ａを形
成する小径部３ａと予混合気燃焼領域Ｂを形成する中間
円錐部３ｂと主燃焼領域Ｃを形成する大径部３ｃとで構
成されるとともに、円周方向に等間隔を置いて複数の予
混合気管４の下端が接合されている。そしてこの予混合
気管４内には夫々燃料噴射ノズル５が挿入され、この燃
料噴射ノズル５の噴射孔５ａから予混合気管４内に供給
される燃焼空気ａと混合して予混合気燃焼領域Ｂに供給
されるようになっている。
複数本の燃料噴射ノズルが頂部に等間隔で配置され、こ
の燃料噴射ノズルから噴霧される燃料量がガスタービン
の負荷により制御されるようになっている。その一例を
示すと、図４に示すようにガスタービン用燃焼器は燃焼
器本体１の内に頂部にパイロット弁２を有する燃焼筒３
が配置されている。この燃焼筒３は拡散燃焼領域Ａを形
成する小径部３ａと予混合気燃焼領域Ｂを形成する中間
円錐部３ｂと主燃焼領域Ｃを形成する大径部３ｃとで構
成されるとともに、円周方向に等間隔を置いて複数の予
混合気管４の下端が接合されている。そしてこの予混合
気管４内には夫々燃料噴射ノズル５が挿入され、この燃
料噴射ノズル５の噴射孔５ａから予混合気管４内に供給
される燃焼空気ａと混合して予混合気燃焼領域Ｂに供給
されるようになっている。
【０００３】そしてこの燃料噴射ノズル５には図５に示
すように、ガスタービンの負荷をガバナ６で検知し、燃
料供給管７に設けられた流量調整弁８を操作して各燃料
噴射ノズル５へ供給する燃料量が制御され、そして燃料
供給圧ｐf と圧縮機吐出圧ＣＤＰとの差圧△ｐf 、また
は負荷信号によって、切換弁９をＯＮ−ＯＦＦして必要
に応じて選択された燃料噴射ノズル５への燃料供給を停
止するようになっている。
すように、ガスタービンの負荷をガバナ６で検知し、燃
料供給管７に設けられた流量調整弁８を操作して各燃料
噴射ノズル５へ供給する燃料量が制御され、そして燃料
供給圧ｐf と圧縮機吐出圧ＣＤＰとの差圧△ｐf 、また
は負荷信号によって、切換弁９をＯＮ−ＯＦＦして必要
に応じて選択された燃料噴射ノズル５への燃料供給を停
止するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで前記したよう
な燃料噴射ノズル５においては、燃焼効率の向上を計る
ため、その噴射孔５ａは、φ0.1 〜φ1.0 程度の極小口
径に形成されており、これに対して高圧の燃料が供給さ
れるようになっている。したがって、切換弁９を開閉し
た場合、噴射孔５ａの通路抵抗により高圧で効果的に噴
霧し、あるいは所定圧以下において迅速に停止すること
ができず、その結果、効果的な燃焼を行なうことができ
ないという問題があった。
な燃料噴射ノズル５においては、燃焼効率の向上を計る
ため、その噴射孔５ａは、φ0.1 〜φ1.0 程度の極小口
径に形成されており、これに対して高圧の燃料が供給さ
れるようになっている。したがって、切換弁９を開閉し
た場合、噴射孔５ａの通路抵抗により高圧で効果的に噴
霧し、あるいは所定圧以下において迅速に停止すること
ができず、その結果、効果的な燃焼を行なうことができ
ないという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】 本発明は前記従来の問
題点を解決するためになされたものであって、高圧噴霧
を行なう複数の燃料噴射ノズルを有するとともに、各燃
料噴射ノズルに対応している切換弁をガスタービンの負
荷に応じて開閉するようにしたガスタービン用燃焼器に
おいて、燃料噴射ノズルの噴射孔とガスタービンの負荷
に応じて開閉する切換弁との間に所定圧で作動する燃料
遮断弁を設けたガスタービン用燃焼器の燃料制御装置を
提供せんとするものである。
題点を解決するためになされたものであって、高圧噴霧
を行なう複数の燃料噴射ノズルを有するとともに、各燃
料噴射ノズルに対応している切換弁をガスタービンの負
荷に応じて開閉するようにしたガスタービン用燃焼器に
おいて、燃料噴射ノズルの噴射孔とガスタービンの負荷
に応じて開閉する切換弁との間に所定圧で作動する燃料
遮断弁を設けたガスタービン用燃焼器の燃料制御装置を
提供せんとするものである。
【０００６】
【作 用】前記構成によるガスタービン用燃焼器の燃料
制御装置によれば、燃料噴射圧力が所定の噴霧圧力より
低下した場合には、直ちに燃料遮断弁が閉弁して燃料の
噴射を遮断する。したがって、燃料噴射ノズル５の噴射
孔５ａから燃料の液滴落下がなく良好な燃焼を行なうこ
とができる。
制御装置によれば、燃料噴射圧力が所定の噴霧圧力より
低下した場合には、直ちに燃料遮断弁が閉弁して燃料の
噴射を遮断する。したがって、燃料噴射ノズル５の噴射
孔５ａから燃料の液滴落下がなく良好な燃焼を行なうこ
とができる。
【０００７】
【実 施 例】以下、図１乃至図３に基づき本発明によ
るガスタービン用燃焼器の燃料制御装置の実施例を説明
する。図１（Ａ），（Ｂ）は、燃料噴射ノズル５の要部
拡大断面図であって、ノズル本体１１の先端部には弁座
部１２を有し、かつ噴射孔５ａを有するチップ１３が螺
合されており、この弁座部１２とチップ１３の内面とで
形成される区画１４内にはバネ１５及び弁体１６で構成
された燃料遮断弁１７が設けられている。
るガスタービン用燃焼器の燃料制御装置の実施例を説明
する。図１（Ａ），（Ｂ）は、燃料噴射ノズル５の要部
拡大断面図であって、ノズル本体１１の先端部には弁座
部１２を有し、かつ噴射孔５ａを有するチップ１３が螺
合されており、この弁座部１２とチップ１３の内面とで
形成される区画１４内にはバネ１５及び弁体１６で構成
された燃料遮断弁１７が設けられている。
【０００８】この燃料遮断弁１７においては、ノズル本
体１１内に形成された燃料供給通路１８内の燃料圧が所
定値、即ち高圧噴射に必要な圧力以下の場合はバネ１５
のバネ力が打勝って、弁体１６を図１（Ａ）に示すよう
に弁座部１２に押圧して燃料の通過を遮断するようにな
っている。一方、燃料供給通路１８内の燃料圧が所定値
より高い場合は弁体１６を図１（Ｂ）に示すように右方
に移動させるようになっている。
体１１内に形成された燃料供給通路１８内の燃料圧が所
定値、即ち高圧噴射に必要な圧力以下の場合はバネ１５
のバネ力が打勝って、弁体１６を図１（Ａ）に示すよう
に弁座部１２に押圧して燃料の通過を遮断するようにな
っている。一方、燃料供給通路１８内の燃料圧が所定値
より高い場合は弁体１６を図１（Ｂ）に示すように右方
に移動させるようになっている。
【０００９】前記構成において、今、ガスタービンの負
荷が変動して所定の燃料噴射ノズル５からの燃料噴射を
停止させようとするとき、先ず図示しない切換弁を閉じ
ると燃料供給通路１８内の燃料圧が低下すると燃料遮断
弁１７は直ちに作動して噴射孔５ａからの燃料の流出を
防止することができる。図１に示すように燃料噴射孔５
ａのごく近い所で燃料遮断弁１７を作動させることによ
り、燃料を供給又は停止する場合の液漏れが少なくでき
る。また、燃料遮断弁１７と噴射孔５ａの距離が長いと
この液漏れ量が多くなり、燃料制御が正確にできないだ
けでなく、振動燃焼や燃焼器内筒の焼損をも引き起こす
ことになるので注意を要する。
荷が変動して所定の燃料噴射ノズル５からの燃料噴射を
停止させようとするとき、先ず図示しない切換弁を閉じ
ると燃料供給通路１８内の燃料圧が低下すると燃料遮断
弁１７は直ちに作動して噴射孔５ａからの燃料の流出を
防止することができる。図１に示すように燃料噴射孔５
ａのごく近い所で燃料遮断弁１７を作動させることによ
り、燃料を供給又は停止する場合の液漏れが少なくでき
る。また、燃料遮断弁１７と噴射孔５ａの距離が長いと
この液漏れ量が多くなり、燃料制御が正確にできないだ
けでなく、振動燃焼や燃焼器内筒の焼損をも引き起こす
ことになるので注意を要する。
【００１０】図２は他の実施例を示すものであって、燃
料噴射ノズル５の上流側に燃料遮断弁としてボール弁１
９を配置したものであって、このボール弁１９は切換弁
９の下流側圧力を検知して作動するようになっている。
ボール弁１９の効果は、遮断弁１７と同様であり、この
ため取付け位置は極力噴孔５ａに近くする必要がある。
図２の例は、図１の遮断弁１７の代用例で、切換弁９の
下流の圧力を検知して自動的にボール弁１９を開閉する
機能を有するものである。ボール弁１９は特別に設計さ
れたものを使用する必要はなく、市販品を使用すること
ができる。
料噴射ノズル５の上流側に燃料遮断弁としてボール弁１
９を配置したものであって、このボール弁１９は切換弁
９の下流側圧力を検知して作動するようになっている。
ボール弁１９の効果は、遮断弁１７と同様であり、この
ため取付け位置は極力噴孔５ａに近くする必要がある。
図２の例は、図１の遮断弁１７の代用例で、切換弁９の
下流の圧力を検知して自動的にボール弁１９を開閉する
機能を有するものである。ボール弁１９は特別に設計さ
れたものを使用する必要はなく、市販品を使用すること
ができる。
【００１１】図３は更に他の実施例であって、切換弁９
と燃料噴射ノズル５の間にバッハータンク２０を設けた
ものであって、この場合、バッハータンク２０により圧
力変化を吸収するようになっている。図５で示す数個あ
る切換弁９の１つが開閉すると非圧縮性の液体燃料の場
合、燃料供給通路１８内の圧力が急激に減少又は増大す
るため、燃焼が不安定になる。本考案は、この現象を防
ぐために、バッハータンク２０を切換弁９と噴孔５の間
に設けている。これにより燃料の増減に伴ない切換弁９
が開閉した場合にも、安定した燃料の供給が可能であ
り、安定な燃焼を保持することができる。
と燃料噴射ノズル５の間にバッハータンク２０を設けた
ものであって、この場合、バッハータンク２０により圧
力変化を吸収するようになっている。図５で示す数個あ
る切換弁９の１つが開閉すると非圧縮性の液体燃料の場
合、燃料供給通路１８内の圧力が急激に減少又は増大す
るため、燃焼が不安定になる。本考案は、この現象を防
ぐために、バッハータンク２０を切換弁９と噴孔５の間
に設けている。これにより燃料の増減に伴ない切換弁９
が開閉した場合にも、安定した燃料の供給が可能であ
り、安定な燃焼を保持することができる。
【００１２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるガスタービン用燃焼器の燃料制御装置によれば、
ガスタービンの負荷変動により切換弁を開閉して、各燃
料噴射ノズルへの燃料を供給又は停止する場合、燃料噴
射ノズル５の噴射孔５ａに接近して設けられた燃料遮断
弁１７により制御するようにしたため、噴霧の追従性が
よくなり燃料の液滴としての流入がなく、その結果、良
好な燃焼を行なうことができるという効果がある。
によるガスタービン用燃焼器の燃料制御装置によれば、
ガスタービンの負荷変動により切換弁を開閉して、各燃
料噴射ノズルへの燃料を供給又は停止する場合、燃料噴
射ノズル５の噴射孔５ａに接近して設けられた燃料遮断
弁１７により制御するようにしたため、噴霧の追従性が
よくなり燃料の液滴としての流入がなく、その結果、良
好な燃焼を行なうことができるという効果がある。
【図１】Ａ図はＢ図は本発明によるガスタービン用燃焼
器の燃料制御装置の実施例を示す燃料噴射ノズルの要部
拡大断面図である。
器の燃料制御装置の実施例を示す燃料噴射ノズルの要部
拡大断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す系統図である。
【図３】本発明の更に他の実施例を示す系統図である。
【図４】本発明のガスタービン用燃焼器の断面図であ
る。
る。
【図５】従来のガスタービン用燃焼器の燃料制御装置の
系統図である。
系統図である。
１ 燃焼器本体 ２ パイロット弁 ３ 燃焼筒 ４ 予混合気管 ５ 燃料噴射ノズル ５ａ 噴射
孔 ６ ガバナ ７ 燃料供給管 ８ 流量調整弁
９ 切換弁 １１ ノズル本体 １２ 弁座 １３ チップ
１４ 区画 １５バネ １６ 弁体 １７ 燃料遮断弁 １８
燃料供給通路 １９ ボール弁 ２０ バッハータンク。
孔 ６ ガバナ ７ 燃料供給管 ８ 流量調整弁
９ 切換弁 １１ ノズル本体 １２ 弁座 １３ チップ
１４ 区画 １５バネ １６ 弁体 １７ 燃料遮断弁 １８
燃料供給通路 １９ ボール弁 ２０ バッハータンク。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23R 3/28
Claims (1)
- 【請求項１】 高圧噴霧を行なう複数の燃料噴射ノズル
を有するとともに、各燃料噴射ノズルに対応している切
換弁をガスタービンの負荷に応じて開閉するようにした
ガスタービン用燃焼器において、燃料噴射ノズルの噴射
孔とガスタービンの負荷に応じて開閉する切換弁との間
に所定圧で作動する燃料遮断弁を設けたガスタービン用
燃焼器の燃料制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303479A JP2973049B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | ガスタービン用燃焼器の燃料制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303479A JP2973049B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | ガスタービン用燃焼器の燃料制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05141658A JPH05141658A (ja) | 1993-06-08 |
| JP2973049B2 true JP2973049B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=17921452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3303479A Expired - Lifetime JP2973049B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | ガスタービン用燃焼器の燃料制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2973049B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP3303479A patent/JP2973049B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05141658A (ja) | 1993-06-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990706 |