JP3300754B2 - 燃焼器 - Google Patents
燃焼器Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室内に先端を
開口させた内筒の内部に設けた保炎用コーンの内部に、
火炎を保持しておき、負荷に応じて作動、停止させる複
数のメインノズルの着火、消火を行い、メインノズルの
作動数を変動させて負荷に応じた運転ができるようにし
たガスタービンの燃焼器に関する。
開口させた内筒の内部に設けた保炎用コーンの内部に、
火炎を保持しておき、負荷に応じて作動、停止させる複
数のメインノズルの着火、消火を行い、メインノズルの
作動数を変動させて負荷に応じた運転ができるようにし
たガスタービンの燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃焼室内に先端を開口させた内筒の中央
部に、内筒の前方内部に先端部を開口するようにした保
炎用コーンを前方に設けるようにしたパイロットノズル
を配置するとともに、パイロットノズルの外周の周方向
に複数のメインノズルを隣接させて配置し、負荷の変動
に応じて複数のメインノズルの何れか、もしくは全部を
作動させ、負荷に対応させて運転できるようにしたガス
タービンが従来から使用されている。
部に、内筒の前方内部に先端部を開口するようにした保
炎用コーンを前方に設けるようにしたパイロットノズル
を配置するとともに、パイロットノズルの外周の周方向
に複数のメインノズルを隣接させて配置し、負荷の変動
に応じて複数のメインノズルの何れか、もしくは全部を
作動させ、負荷に対応させて運転できるようにしたガス
タービンが従来から使用されている。
【０００３】例えば、発電用に使用されるガスタービン
においては、電力需要の少ない夜間等においては、メイ
ンノズルの何れか、もしくは全てを消火して作動を止
め、電力需要の大きくなる昼間等においては、消火して
作動を止めているメインノズルを、負荷に対応する数だ
け保炎用コーン内で保持している火炎で着火させて作動
させ、負荷に対応した運転を行うようにしている。
においては、電力需要の少ない夜間等においては、メイ
ンノズルの何れか、もしくは全てを消火して作動を止
め、電力需要の大きくなる昼間等においては、消火して
作動を止めているメインノズルを、負荷に対応する数だ
け保炎用コーン内で保持している火炎で着火させて作動
させ、負荷に対応した運転を行うようにしている。
【０００４】図３は、このような従来のガスタービンに
使用されている燃焼器の構成を示す図で、図３（ａ）は
縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す矢視Ｃ−Ｃに
おける正面図である。図に示すように、隔壁０１１に後
端部が固着され、円筒状にされた内筒０１の軸心部に
は、軸心に沿ってパイロットノズル０２が設置されると
ともに、パイロットノズル０２の外周には、周方向に等
ピッチに配置され、同様に隔壁０１１に後端部が固着さ
れた８本からなるメインノズル０３がパイロットノズル
０２と略平行に設置されている。
使用されている燃焼器の構成を示す図で、図３（ａ）は
縦断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示す矢視Ｃ−Ｃに
おける正面図である。図に示すように、隔壁０１１に後
端部が固着され、円筒状にされた内筒０１の軸心部に
は、軸心に沿ってパイロットノズル０２が設置されると
ともに、パイロットノズル０２の外周には、周方向に等
ピッチに配置され、同様に隔壁０１１に後端部が固着さ
れた８本からなるメインノズル０３がパイロットノズル
０２と略平行に設置されている。
【０００５】また、パイロットノズル０２およびメイン
ノズル０３の先端が配置される内筒０１内部には、パイ
ロットノズル０２およびメインノズル０３から供給され
る燃料Ｆと、燃料Ｆと混合して後述する混合気Ｍを形成
する空気流Ａおよび冷却用の空気流Ａとを通過させる貫
通孔０５を設けた基板０４が円筒０１を横断して設置さ
れ、隔壁０１１と内筒０１およびこの基板０４とによ
り、パイロットノズル０２およびメインノズル０３の外
周に風箱０６を形成するようにしている。
ノズル０３の先端が配置される内筒０１内部には、パイ
ロットノズル０２およびメインノズル０３から供給され
る燃料Ｆと、燃料Ｆと混合して後述する混合気Ｍを形成
する空気流Ａおよび冷却用の空気流Ａとを通過させる貫
通孔０５を設けた基板０４が円筒０１を横断して設置さ
れ、隔壁０１１と内筒０１およびこの基板０４とによ
り、パイロットノズル０２およびメインノズル０３の外
周に風箱０６を形成するようにしている。
【０００６】さらに、パイロットノズル０２の前方に
は、後端部が基板０４に固着され、前方が拡大する截頭
円錐形状にされて基板０４の側面から前方に突出され、
内筒０１の前方に開口し、貫通孔０５を通過した燃料Ｆ
と空気流Ａとの混合気Ｍが着火された、後述する予混合
火炎０１３をその内部、内筒０１の前方、および燃焼室
０１８内に発生させる保炎用コーン０１４が設置されて
いる。
は、後端部が基板０４に固着され、前方が拡大する截頭
円錐形状にされて基板０４の側面から前方に突出され、
内筒０１の前方に開口し、貫通孔０５を通過した燃料Ｆ
と空気流Ａとの混合気Ｍが着火された、後述する予混合
火炎０１３をその内部、内筒０１の前方、および燃焼室
０１８内に発生させる保炎用コーン０１４が設置されて
いる。
【０００７】また、パイロットノズル０２、および各メ
インノズル０３のそれぞれの外周には、先端に基板０４
の貫通孔０５に連通する開口がそれぞれ設けられるとと
もに、後端部に風箱０６に導入された空気流Ａに旋回流
を発生させて送り出すようにしたパイロットスワラ０７
およびメインスワラ０８を、その後端内部に設けるよう
にした、パイロットノズル外筒０９およびメインノズル
外筒０１０がそれぞれ設けられている。
インノズル０３のそれぞれの外周には、先端に基板０４
の貫通孔０５に連通する開口がそれぞれ設けられるとと
もに、後端部に風箱０６に導入された空気流Ａに旋回流
を発生させて送り出すようにしたパイロットスワラ０７
およびメインスワラ０８を、その後端内部に設けるよう
にした、パイロットノズル外筒０９およびメインノズル
外筒０１０がそれぞれ設けられている。
【０００８】従来のガスタービンに使用されている燃焼
器０１２は、上述の構成にされているので、パイロット
ノズル０２から基板０４の前方に供給された燃料Ｆは、
風箱０６から導入されパイロットスワラ０７によって旋
回流が発生させられ、パイロットノズル外筒０９内を通
って基板０４の前方に供給された空気流Ａの旋回流と混
合して混合気Ｍを形成して、この混合気Ｍが保炎用コー
ン０１４の内部の後方に設置された、図示省略した点火
装置で点火されて、保炎用コーン０１４の前方の内筒０
１内部から燃焼室０１８内に向う位置に予混合火炎０１
３を常時発生させるようにしている。
器０１２は、上述の構成にされているので、パイロット
ノズル０２から基板０４の前方に供給された燃料Ｆは、
風箱０６から導入されパイロットスワラ０７によって旋
回流が発生させられ、パイロットノズル外筒０９内を通
って基板０４の前方に供給された空気流Ａの旋回流と混
合して混合気Ｍを形成して、この混合気Ｍが保炎用コー
ン０１４の内部の後方に設置された、図示省略した点火
装置で点火されて、保炎用コーン０１４の前方の内筒０
１内部から燃焼室０１８内に向う位置に予混合火炎０１
３を常時発生させるようにしている。
【０００９】また、メインノズル０３から基板０４の前
方に供給された燃料Ｆは、同様に風箱０６から導入され
メインスワラ０８によって旋回流が発生させられ、メイ
ンノズル外筒０１０内を通って基板０４の前方に供給さ
れた空気流Ａの旋回流と混合して混合気Ｍを形成し、こ
の混合気Ｍが、上述した火炎によって着火されることに
より、メインノズル０３は、高エネルギの燃焼ガスＧを
発生する作動状態になり、駆動力を発生させるようにな
る。
方に供給された燃料Ｆは、同様に風箱０６から導入され
メインスワラ０８によって旋回流が発生させられ、メイ
ンノズル外筒０１０内を通って基板０４の前方に供給さ
れた空気流Ａの旋回流と混合して混合気Ｍを形成し、こ
の混合気Ｍが、上述した火炎によって着火されることに
より、メインノズル０３は、高エネルギの燃焼ガスＧを
発生する作動状態になり、駆動力を発生させるようにな
る。
【００１０】しかしながら、従来のガスタービンに使用
されている燃焼器０１２では、基板０４の前方に隣接し
て開口するメインノズル外筒０１０の開口の間、いわゆ
る、メインスワラ領域０１５に、澱みや逆流が発生する
ような場合、メインノズル０３の作動状態において、保
炎用コーン０１４の前方の内筒０１内部に発生する予混
合火炎０１３が、メインスワラ領域０１５にまで伝播し
て、メインノズル外筒０１０を開口させた開口部周辺の
メインスワラ領域０１５に流出した混合気Ｍに点火し
て、基板０４のすぐ前方に高温度の予混合火炎０１３が
形成することがある。
されている燃焼器０１２では、基板０４の前方に隣接し
て開口するメインノズル外筒０１０の開口の間、いわゆ
る、メインスワラ領域０１５に、澱みや逆流が発生する
ような場合、メインノズル０３の作動状態において、保
炎用コーン０１４の前方の内筒０１内部に発生する予混
合火炎０１３が、メインスワラ領域０１５にまで伝播し
て、メインノズル外筒０１０を開口させた開口部周辺の
メインスワラ領域０１５に流出した混合気Ｍに点火し
て、基板０４のすぐ前方に高温度の予混合火炎０１３が
形成することがある。
【００１１】なお、図においては、図が繁雑になるため
メインスワラ領域０１５は、１個だけ示しているが、作
動状態あるメインノズル０３のメインノズル外筒０１０
の開口部周辺の何れにも形成されるものである。このた
め、特に、この基板０４の前方での予混合火炎０１３の
形成は、８本のメインノズル０３が作動状態にあると
き、すなわち、ガスタービンの燃焼器０１２が全負荷で
作動しているときに顕著になる。
メインスワラ領域０１５は、１個だけ示しているが、作
動状態あるメインノズル０３のメインノズル外筒０１０
の開口部周辺の何れにも形成されるものである。このた
め、特に、この基板０４の前方での予混合火炎０１３の
形成は、８本のメインノズル０３が作動状態にあると
き、すなわち、ガスタービンの燃焼器０１２が全負荷で
作動しているときに顕著になる。
【００１２】この基板０４の前方への予混合火炎０１３
の移動によって生じる、基板０４のすぐ前方、いわゆ
る、メインスワラ領域０１５で生じる高温の予混合火炎
０１３は、メインノズル０３および基板０４の焼損を著
しくし、燃焼器０１２の寿命を短くするという不具合を
生じさせる。
の移動によって生じる、基板０４のすぐ前方、いわゆ
る、メインスワラ領域０１５で生じる高温の予混合火炎
０１３は、メインノズル０３および基板０４の焼損を著
しくし、燃焼器０１２の寿命を短くするという不具合を
生じさせる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した基
板のすぐ前方に発生する予混合火炎により、寿命が短く
なるという従来の燃焼器の不具合を解消するため、この
基板の前方での予混合火炎の形成が顕著になり高温とな
る、特に、メインノズルの全部が作動状態にあるときに
おいても、保炎用コーンの前方の内筒内部に発生する予
混合火炎が、基板の前方の隣接する開口部の間であるメ
インスワラ領域に伝播するのを防止して、メインノズル
から燃焼室内に噴射される燃料と空気流との混合気が、
保炎用コーンの開口部より後流側で着火するようにし
て、基板の前方に生じる予混合火炎の発生を防止して、
予混合火炎によるメインノズルおよび基板の焼損をすく
なくして、寿命を長くできるようにした燃焼器の提供を
課題とする。
板のすぐ前方に発生する予混合火炎により、寿命が短く
なるという従来の燃焼器の不具合を解消するため、この
基板の前方での予混合火炎の形成が顕著になり高温とな
る、特に、メインノズルの全部が作動状態にあるときに
おいても、保炎用コーンの前方の内筒内部に発生する予
混合火炎が、基板の前方の隣接する開口部の間であるメ
インスワラ領域に伝播するのを防止して、メインノズル
から燃焼室内に噴射される燃料と空気流との混合気が、
保炎用コーンの開口部より後流側で着火するようにし
て、基板の前方に生じる予混合火炎の発生を防止して、
予混合火炎によるメインノズルおよび基板の焼損をすく
なくして、寿命を長くできるようにした燃焼器の提供を
課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の燃焼
器は、次の手段とした。
器は、次の手段とした。
【００１５】（１）燃焼室内に先端を開口させた内筒の
中央部に配設されて、外周に複数のメインノズルを配置
するようにしたパイロットノズルの前方から突出され、
予混合火炎をその内部および内筒の前方に発生させ、メ
インノズルから噴射される燃料の着火を行うようにした
保炎用コーンの外周に沿って、メインノズルのそれぞれ
の前方から突出されて、保炎用コーンの前端を開口させ
た軸方向の位置に開口部が設けられ、また、長軸が内筒
の周方向に向けられて配置されるようにした楕円断面形
状の楕円延長管を設けた。
中央部に配設されて、外周に複数のメインノズルを配置
するようにしたパイロットノズルの前方から突出され、
予混合火炎をその内部および内筒の前方に発生させ、メ
インノズルから噴射される燃料の着火を行うようにした
保炎用コーンの外周に沿って、メインノズルのそれぞれ
の前方から突出されて、保炎用コーンの前端を開口させ
た軸方向の位置に開口部が設けられ、また、長軸が内筒
の周方向に向けられて配置されるようにした楕円断面形
状の楕円延長管を設けた。
【００１６】また、本発明の燃焼器は、上述した（１）
の手段に加えて次の手段とした。 （２）内筒内部に開口する保炎用コーンの開口部周縁と
楕円延長管の開口部周縁との間に形成される間隙部を塞
ぎ、この間隙部からメインスワラ領域に予混合火炎が伝
播するのを防ぐ、多数の小孔を穿設した多孔円板を設け
た。
の手段に加えて次の手段とした。 （２）内筒内部に開口する保炎用コーンの開口部周縁と
楕円延長管の開口部周縁との間に形成される間隙部を塞
ぎ、この間隙部からメインスワラ領域に予混合火炎が伝
播するのを防ぐ、多数の小孔を穿設した多孔円板を設け
た。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の燃焼器の実施の一
形態を図面に基づき説明する。
形態を図面に基づき説明する。
【００１８】図１は、本発明の燃焼器の実施の第１形態
を示す図で、図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は図１
（ａ）に示す矢視Ａ−Ａにおける正面図である。なお、
図３に示す部材と同一部材、もしくは類似の部材には同
一符番を付して、説明は省略する。
を示す図で、図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は図１
（ａ）に示す矢視Ａ−Ａにおける正面図である。なお、
図３に示す部材と同一部材、もしくは類似の部材には同
一符番を付して、説明は省略する。
【００１９】図に示すように、本実施の形態の燃焼器１
２は、後端部が隔壁０１１に固着された略水平状態に配
置され、内筒０１の中心部に同様に水平状態で配設され
た、パイロットノズル０２の外周面上にメインノズル０
３を８ケ配置するとともに、このメインノズル０３の外
周に設けられ、それぞれの後端部の内部にメインスワラ
０８を設けるようにしたメインノズル外筒０１０の先端
部に開口する開口部に連通させて、パイロットノズル外
筒０９の先端から前方へ突出させ、保炎用コーン０４の
前方開口部位置まで、内筒０１の内部を軸方向に延長さ
せた楕円延長管１６を設ける構造のものとしたものであ
る。
２は、後端部が隔壁０１１に固着された略水平状態に配
置され、内筒０１の中心部に同様に水平状態で配設され
た、パイロットノズル０２の外周面上にメインノズル０
３を８ケ配置するとともに、このメインノズル０３の外
周に設けられ、それぞれの後端部の内部にメインスワラ
０８を設けるようにしたメインノズル外筒０１０の先端
部に開口する開口部に連通させて、パイロットノズル外
筒０９の先端から前方へ突出させ、保炎用コーン０４の
前方開口部位置まで、内筒０１の内部を軸方向に延長さ
せた楕円延長管１６を設ける構造のものとしたものであ
る。
【００２０】この内筒０１の内部を軸方向に延長され、
保炎用コーン０４の開口部と略同じ軸方向位置に開口部
を設けるようにした、楕円延長管１６の形状は、メイン
ノズル外筒０１０との接続部、すなわち、基板０４に固
着される後端部は円筒形状にされるとともに、下流側に
向って徐々に、燃焼器１２の周方向に長軸が配置される
様な楕円形に成形されるとともに、外周縁の一部分が、
内周側を軸方向後流側に向けて拡大する截頭円錐形状の
保炎用コーン０４の外周縁と、平行な平行部を有する形
状にされている。
保炎用コーン０４の開口部と略同じ軸方向位置に開口部
を設けるようにした、楕円延長管１６の形状は、メイン
ノズル外筒０１０との接続部、すなわち、基板０４に固
着される後端部は円筒形状にされるとともに、下流側に
向って徐々に、燃焼器１２の周方向に長軸が配置される
様な楕円形に成形されるとともに、外周縁の一部分が、
内周側を軸方向後流側に向けて拡大する截頭円錐形状の
保炎用コーン０４の外周縁と、平行な平行部を有する形
状にされている。
【００２１】すなわち、パイロットノズル０２のパイロ
ットノズル外筒０９の先端部開口部の周縁部に後端部が
固着されて、截頭円錐形状にされて、前方へ突出させて
設けられる保炎用コーン０１４の出口と内筒０１の内周
面との間には周長が長く、幅の狭い円環状の間隙が形成
されるため、楕円延長管１６は、出口部でのこの間隙が
できるだけ小さくなるような形状にできる楕円形状にさ
れている。
ットノズル外筒０９の先端部開口部の周縁部に後端部が
固着されて、截頭円錐形状にされて、前方へ突出させて
設けられる保炎用コーン０１４の出口と内筒０１の内周
面との間には周長が長く、幅の狭い円環状の間隙が形成
されるため、楕円延長管１６は、出口部でのこの間隙が
できるだけ小さくなるような形状にできる楕円形状にさ
れている。
【００２２】本実施の形態の燃焼器１２では、メインノ
ズル０３内を通って先端部から噴射される燃料Ｆと、風
箱０６に導入されメインスワラ０８によって旋回流にさ
れて、メインノズル外筒０１０内を通って先端部から噴
射される空気流Ａとが混合した混合気Ｍは、メインノズ
ル外筒０１０の先端から楕円延長管１０内を通って、先
端の開口から内筒０１内に流出するときに、保炎用コー
ン０１４の出口部付近に保炎されている火炎によって着
火され、内筒０１の開口から燃焼室０１８内に予混合火
炎０１３となって噴出する。
ズル０３内を通って先端部から噴射される燃料Ｆと、風
箱０６に導入されメインスワラ０８によって旋回流にさ
れて、メインノズル外筒０１０内を通って先端部から噴
射される空気流Ａとが混合した混合気Ｍは、メインノズ
ル外筒０１０の先端から楕円延長管１０内を通って、先
端の開口から内筒０１内に流出するときに、保炎用コー
ン０１４の出口部付近に保炎されている火炎によって着
火され、内筒０１の開口から燃焼室０１８内に予混合火
炎０１３となって噴出する。
【００２３】ここで、基板０４のすぐ前方で隣接して開
口するメインノズル外筒０１０開口部、およびパイロッ
トノズル外筒０９との間に形成される、いわゆる、メイ
ンスワラ領域０１５に澱みや逆流が存在していたとして
も、そこには、メインノズル０３内を通過し、メインノ
ズル０３から燃焼室０１８内に噴射される燃料Ｆは存在
せず、保炎用コーン０１４出口で発生させた予混合火炎
０１３が、メインスワラ領域０１５に伝播することはな
く、メインスワラ領域０１５に高温の予混合火炎０１３
が発生することはなく、メインスワラ領域０１５に発生
する予混合火炎０１３によるメインノズル０３や基板０
１４を焼損することがなくなる。
口するメインノズル外筒０１０開口部、およびパイロッ
トノズル外筒０９との間に形成される、いわゆる、メイ
ンスワラ領域０１５に澱みや逆流が存在していたとして
も、そこには、メインノズル０３内を通過し、メインノ
ズル０３から燃焼室０１８内に噴射される燃料Ｆは存在
せず、保炎用コーン０１４出口で発生させた予混合火炎
０１３が、メインスワラ領域０１５に伝播することはな
く、メインスワラ領域０１５に高温の予混合火炎０１３
が発生することはなく、メインスワラ領域０１５に発生
する予混合火炎０１３によるメインノズル０３や基板０
１４を焼損することがなくなる。
【００２４】また、メインノズル０３から噴射された燃
料Ｆとメインノズル外筒０１０から旋回流となって吐出
された空気流Ａとが混合した混合気Ｍは、楕円延長管１
０を通り、混合気Ｍが火炎で着火される楕円延長管１６
の開口部まで、メインスワラ０８による旋回力が持続す
るようになるため、燃料Ｆと空気流Ａとの混合が良くな
り、燃焼器１２から排出される燃焼ガスＧ中のＮＯｘの
発生量を低く抑えることができる。
料Ｆとメインノズル外筒０１０から旋回流となって吐出
された空気流Ａとが混合した混合気Ｍは、楕円延長管１
０を通り、混合気Ｍが火炎で着火される楕円延長管１６
の開口部まで、メインスワラ０８による旋回力が持続す
るようになるため、燃料Ｆと空気流Ａとの混合が良くな
り、燃焼器１２から排出される燃焼ガスＧ中のＮＯｘの
発生量を低く抑えることができる。
【００２５】次に、図２は、本発明の燃焼器の実施の第
２形態を示す図で、図２（ａ）は縦断面図、図２（ｂ）
は図２（ａ）に示す矢視Ｂ−Ｂにおける正面図である。
２形態を示す図で、図２（ａ）は縦断面図、図２（ｂ）
は図２（ａ）に示す矢視Ｂ−Ｂにおける正面図である。
【００２６】図に示すように、本実施の形態の燃焼器１
２′においては、実施の第１形態である、図１で示した
保炎用コーン０１４の開口部と、後端が基板０４に固着
され保炎用コーン０１４の軸方向に拡大していく傾斜に
沿うように配置され、保炎用コーン０１４の開口部位置
に開口部を設けた、楕円形状の楕円延長管１６の開口部
との間で、内筒０１の内部に形成される間隙を塞ぐよう
に、この間隙に多孔円板１７を設けるようにした。この
多孔円板１７には、多数の小孔１９が穿設され、基板０
４前方の保炎用コーン０１４と楕円延長管１６との外周
との間に形成される空間の前方下流側が密閉されないよ
うにしている。
２′においては、実施の第１形態である、図１で示した
保炎用コーン０１４の開口部と、後端が基板０４に固着
され保炎用コーン０１４の軸方向に拡大していく傾斜に
沿うように配置され、保炎用コーン０１４の開口部位置
に開口部を設けた、楕円形状の楕円延長管１６の開口部
との間で、内筒０１の内部に形成される間隙を塞ぐよう
に、この間隙に多孔円板１７を設けるようにした。この
多孔円板１７には、多数の小孔１９が穿設され、基板０
４前方の保炎用コーン０１４と楕円延長管１６との外周
との間に形成される空間の前方下流側が密閉されないよ
うにしている。
【００２７】すなわち、風箱０６内から基板０４前方の
内筒０１０内に直接流出する冷却用の空気流Ａが、多孔
円板１７をスムーズに通過して、内筒０１の内部に冷却
用の空気流Ａの流れが均一に形成されるようにしてい
る。さらに、この多孔円板１７は、外周縁が内筒０１の
内面に溶接で固着されるともに、保炎用コーン０１４の
開口部周縁および楕円延長管１６の開口周縁も、同様
に、溶接でこれらの各開口部周縁と固着されて内筒０１
の内部に取り付けられ固定されるようにしている。
内筒０１０内に直接流出する冷却用の空気流Ａが、多孔
円板１７をスムーズに通過して、内筒０１の内部に冷却
用の空気流Ａの流れが均一に形成されるようにしてい
る。さらに、この多孔円板１７は、外周縁が内筒０１の
内面に溶接で固着されるともに、保炎用コーン０１４の
開口部周縁および楕円延長管１６の開口周縁も、同様
に、溶接でこれらの各開口部周縁と固着されて内筒０１
の内部に取り付けられ固定されるようにしている。
【００２８】本実施の形態の燃焼器１２′は、上述のよ
うにメインノズル外筒０１０の先端開口部に設けた楕円
延長管１６の開口、およびパイロットノズル外筒０９の
先端開口部に設けた保炎用コーン０１４の開口との間
の、内筒０１の内部に形成される間隙を塞ぐようにし
た、すなわち、小孔１９が多数貫通して設けられている
ため、間隙を密閉することなく塞ぐようにした多孔円板
１７を設けたことにより、この間隙から基板０４前方の
保炎用コーン０１４と楕円延長管１６との外周との間に
形成される空間に、楕円延長管１６の開口および保炎用
コーン０１４の開口の前方に発生する高温ガスが逆流し
ようとしても、多孔円板１７および多孔円板１７の小孔
１９から流出する流速が大きくなった冷却用の空気流Ａ
により阻止される。
うにメインノズル外筒０１０の先端開口部に設けた楕円
延長管１６の開口、およびパイロットノズル外筒０９の
先端開口部に設けた保炎用コーン０１４の開口との間
の、内筒０１の内部に形成される間隙を塞ぐようにし
た、すなわち、小孔１９が多数貫通して設けられている
ため、間隙を密閉することなく塞ぐようにした多孔円板
１７を設けたことにより、この間隙から基板０４前方の
保炎用コーン０１４と楕円延長管１６との外周との間に
形成される空間に、楕円延長管１６の開口および保炎用
コーン０１４の開口の前方に発生する高温ガスが逆流し
ようとしても、多孔円板１７および多孔円板１７の小孔
１９から流出する流速が大きくなった冷却用の空気流Ａ
により阻止される。
【００２９】これにより、特に、メインスワラ領域に高
温の予混合火炎０１３が発生することがさらに少なくな
り、保炎用コーン０１４または楕円延長管１６の外周
面、もしくは基板０４の前面が高温ガスに曝されること
が、より確実に防止され、メインノズル０３や基板０４
が焼損することが、さらに少なくなる。また、多孔円板
１７に多数の小孔１９を穿設したことにより、基板０４
前方の保炎用コーン０１４と楕円延長管１６との外周と
の間に形成される空間が密閉されないので、基板０４を
経て内筒０１の内部を通り、炉内に流出する冷却用空気
流Ａの流れが均一になり、内筒０１の内面、メインノズ
ル０３およびパイロットノズル０２の外面、または保炎
用コーン０１４および楕円延長管１６の外周面の冷却が
効果的になされるようになる。
温の予混合火炎０１３が発生することがさらに少なくな
り、保炎用コーン０１４または楕円延長管１６の外周
面、もしくは基板０４の前面が高温ガスに曝されること
が、より確実に防止され、メインノズル０３や基板０４
が焼損することが、さらに少なくなる。また、多孔円板
１７に多数の小孔１９を穿設したことにより、基板０４
前方の保炎用コーン０１４と楕円延長管１６との外周と
の間に形成される空間が密閉されないので、基板０４を
経て内筒０１の内部を通り、炉内に流出する冷却用空気
流Ａの流れが均一になり、内筒０１の内面、メインノズ
ル０３およびパイロットノズル０２の外面、または保炎
用コーン０１４および楕円延長管１６の外周面の冷却が
効果的になされるようになる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃焼器に
よれば、燃焼室内に先端を開口させた内筒の中央部に配
設されて、外周に複数のメインノズルを配置するように
したパイロットノズルの前方から突出され、火炎をその
内部および前方に発生させ、メインノズルから噴射され
る燃料の着火を行うようにした保炎用コーンの外周に沿
って、メインノズルのそれぞれの前方から軸方向に突出
されて、保炎用コーンの前端を開口させた軸方向の位置
に開口部が設けられ、その長軸が内筒の周方向に配置さ
れるようにした楕円断面形状の楕円延長管を設ける構成
にした。
よれば、燃焼室内に先端を開口させた内筒の中央部に配
設されて、外周に複数のメインノズルを配置するように
したパイロットノズルの前方から突出され、火炎をその
内部および前方に発生させ、メインノズルから噴射され
る燃料の着火を行うようにした保炎用コーンの外周に沿
って、メインノズルのそれぞれの前方から軸方向に突出
されて、保炎用コーンの前端を開口させた軸方向の位置
に開口部が設けられ、その長軸が内筒の周方向に配置さ
れるようにした楕円断面形状の楕円延長管を設ける構成
にした。
【００３１】これにより、メインスワラ領域にメインノ
ズルから燃焼室内に供給される燃料が流出することが無
くなり、メインスワラ領域に澱み、もしくは逆流が発生
するようなことがあっても、保炎用コーン出口で発生し
た予混合火炎が上流側へ伝播することがなくなり、メイ
ンノズルや保炎用コーンを取り付けるようにした基板が
焼損することがなくなる。
ズルから燃焼室内に供給される燃料が流出することが無
くなり、メインスワラ領域に澱み、もしくは逆流が発生
するようなことがあっても、保炎用コーン出口で発生し
た予混合火炎が上流側へ伝播することがなくなり、メイ
ンノズルや保炎用コーンを取り付けるようにした基板が
焼損することがなくなる。
【００３２】また、楕円延長管を設けたことにより、メ
インノズルの外周に設けた外筒内のメインスワラによっ
て生じる空気流の旋回流が持続されて、内筒内から炉内
に噴出するので、メインノズルから噴射される燃料と空
気との混合力が増して燃焼ガスＧの低ＮＯｘ化を図るこ
とができる。
インノズルの外周に設けた外筒内のメインスワラによっ
て生じる空気流の旋回流が持続されて、内筒内から炉内
に噴出するので、メインノズルから噴射される燃料と空
気との混合力が増して燃焼ガスＧの低ＮＯｘ化を図るこ
とができる。
【００３３】また、本発明の燃焼器によれば、内筒内部
の開口する保炎用コーンの開口部と楕円延長管の開口部
との間に形成される間隙部を塞ぎ、この間隙部からメイ
ンスワラ領域に予混合火炎が伝播するのを防ぐ、多数の
小孔を穿設した多孔円板を設ける構成にした。
の開口する保炎用コーンの開口部と楕円延長管の開口部
との間に形成される間隙部を塞ぎ、この間隙部からメイ
ンスワラ領域に予混合火炎が伝播するのを防ぐ、多数の
小孔を穿設した多孔円板を設ける構成にした。
【００３４】これにより、仮に、保炎用コーンの開口部
と楕円延長管の開口部との間に形成される間隙から、保
炎用コーン出口で発生した予混合火炎が上流側の基板の
前方に逆流しようとしても、この多孔円板により阻止さ
れて、メインノズルから炉内に供給されるメインスワラ
領域に流出するようなことがあっても、メインスワラ領
域に高温ガスが発生するようなことがなくなり、メイン
ノズルや保炎用コーンを取り付ける基板が焼損すること
を、より確実に防止することができる。
と楕円延長管の開口部との間に形成される間隙から、保
炎用コーン出口で発生した予混合火炎が上流側の基板の
前方に逆流しようとしても、この多孔円板により阻止さ
れて、メインノズルから炉内に供給されるメインスワラ
領域に流出するようなことがあっても、メインスワラ領
域に高温ガスが発生するようなことがなくなり、メイン
ノズルや保炎用コーンを取り付ける基板が焼損すること
を、より確実に防止することができる。
【００３５】さらに、多孔円板に小孔を設けたことによ
って、基板を経て内筒内から炉内に噴出する冷却用の空
気流を均一の流れにすることができ、内筒内面等の冷却
効果を向上させることができる。
って、基板を経て内筒内から炉内に噴出する冷却用の空
気流を均一の流れにすることができ、内筒内面等の冷却
効果を向上させることができる。
【図１】本発明の燃焼器の実施の第１形態を示す図で、
図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す
矢視Ａ−Ａにおける正面図、
図１（ａ）は縦断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示す
矢視Ａ−Ａにおける正面図、
【図２】本発明の燃焼器の実施の第２形態を示す図で、
図２（ａ）は縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す
矢視Ｂ−Ｂにおける正面図、
図２（ａ）は縦断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）に示す
矢視Ｂ−Ｂにおける正面図、
【図３】従来のガスタービンに使用されている燃焼器の
構成を示す図で、図３（ａ）は縦断面図、図３（ｂ）
は、図３（ａ）に示す矢視における正面図である。
構成を示す図で、図３（ａ）は縦断面図、図３（ｂ）
は、図３（ａ）に示す矢視における正面図である。
【符号の説明】 ０１ 内筒 ０２ パイロットノズル ０３ メインノズル ０４ 基板 ０５ 貫通孔 ０６ 風箱 ０７ パイロットスワラ ０８ メインスワラ ０９ パイロットノズル外筒 ０１０ メインノズル外筒 ０１１ 炉壁 １２，１２′，０１２ 燃焼器 ０１３ 予混合火炎 ０１４ 保炎用コーン ０１５ メインスワラ領域 １６ 楕円延長管 １７ 多孔円板 ０１８ 燃焼室 １９ 小孔 Ａ 空気流 Ｆ 燃料 Ｍ 空気流 Ｇ 燃焼ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷村 聡 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 宮内 宏太郎 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 稲田 満 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 赤松 真児 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (56)参考文献 特開 平９−303716（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−82419（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−248118（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−166326（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F23R 3/28 F23R 3/32
Claims (2)
- 【請求項１】 燃焼室内に先端を開口させた内筒の中央
部に配設されて、外周に複数のメインノズルを配置する
ようにしたパイロットノズル、および前記パイロットノ
ズルの前方から突出され、前記内筒前方の内部に開口を
設けた保炎用コーンを有し、前記保炎用コーンの内部か
ら火炎を前記内筒の前方に発生させ、前記メインノズル
から噴射される燃料に着火させて予混合火炎を形成する
ようにした燃焼器において、前記保炎用コーンの外周に
沿って、前記メインノズルのそれぞれの前方から突出さ
れて、前記保炎用コーンの開口の軸方向位置に開口が設
けられ、長軸を周方向に配置するようにした楕円断面形
状の楕円延長管を設けたことを特徴とする燃焼器。 - 【請求項２】 前記内筒内部の前記保炎用コーンの開口
と前記楕円延長管の開口との間に形成される間隙部に、
多数の小孔を穿設した多孔円板を配設して、前記間隙部
を塞ぐようにしたことを特徴とする請求項１の燃焼器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02705098A JP3300754B2 (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 燃焼器 |
| DE69919764T DE69919764T2 (de) | 1998-02-09 | 1999-02-02 | Brennkammer |
| EP99102091A EP0935097B1 (en) | 1998-02-09 | 1999-02-02 | Combustor |
| CA002260713A CA2260713C (en) | 1998-02-09 | 1999-02-04 | Gas turbine combustor |
| US09/244,031 US6068467A (en) | 1998-02-09 | 1999-02-04 | Combustor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02705098A JP3300754B2 (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 燃焼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11223341A JPH11223341A (ja) | 1999-08-17 |
| JP3300754B2 true JP3300754B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=12210256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02705098A Expired - Lifetime JP3300754B2 (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300754B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104937344A (zh) * | 2013-02-01 | 2015-09-23 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃烧器以及燃气轮机 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4610796B2 (ja) | 2001-06-13 | 2011-01-12 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
| JP3820446B2 (ja) * | 2002-07-16 | 2006-09-13 | 独立行政法人 宇宙航空研究開発機構 | 希薄予混合燃焼器 |
| JP4070758B2 (ja) | 2004-09-10 | 2008-04-02 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
| KR100872841B1 (ko) | 2007-09-28 | 2008-12-09 | 한국전력공사 | 디엠이 연료용 가스터빈 연소기의 연료노즐과 이의 설계방법 |
| JP5606346B2 (ja) * | 2011-01-27 | 2014-10-15 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
| JP6021108B2 (ja) * | 2012-02-14 | 2016-11-02 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
| CN104266226B (zh) * | 2014-07-25 | 2018-03-16 | 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 | 一种贫燃料多孔喷射燃烧系统 |
| CN104728866B (zh) * | 2015-03-17 | 2017-03-15 | 上海交通大学 | 一种适用于燃气轮机低污染燃烧室的五喷嘴燃烧器结构 |
| CN108488795B (zh) * | 2018-05-21 | 2024-09-13 | 北京联众华禹环保科技有限公司 | 一种多孔火嘴以及燃气水套炉低氮燃烧器 |
| US12098847B2 (en) | 2020-10-07 | 2024-09-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Gas turbine combustor and gas turbine |
-
1998
- 1998-02-09 JP JP02705098A patent/JP3300754B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104937344A (zh) * | 2013-02-01 | 2015-09-23 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃烧器以及燃气轮机 |
| US9933162B2 (en) | 2013-02-01 | 2018-04-03 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Combustor and gas turbine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11223341A (ja) | 1999-08-17 |
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| Date | Code | Title | Description |
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