JP3739949B2 - バイパス弁駆動装置 - Google Patents

バイパス弁駆動装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3739949B2
JP3739949B2 JP30403798A JP30403798A JP3739949B2 JP 3739949 B2 JP3739949 B2 JP 3739949B2 JP 30403798 A JP30403798 A JP 30403798A JP 30403798 A JP30403798 A JP 30403798A JP 3739949 B2 JP3739949 B2 JP 3739949B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bypass valve
shaft
driven
connecting rod
drive
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP30403798A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000130756A (ja
Inventor
弘一 赤城
洋一 岩崎
淳 久保田
直 梅村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP30403798A priority Critical patent/JP3739949B2/ja
Priority to EP01121264A priority patent/EP1160511B1/en
Priority to DE69913261T priority patent/DE69913261T2/de
Priority to EP99114864A priority patent/EP0978689B1/en
Priority to CA002458304A priority patent/CA2458304C/en
Priority to CA002279272A priority patent/CA2279272C/en
Priority to US09/365,894 priority patent/US6237323B1/en
Publication of JP2000130756A publication Critical patent/JP2000130756A/ja
Priority to US09/742,389 priority patent/US6327845B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3739949B2 publication Critical patent/JP3739949B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Mechanically-Actuated Valves (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン燃焼器の燃焼器尾筒後流側に設けられた燃焼域に供給される燃料と空気との比率を、燃焼効率の良い比率に調整するために、燃焼域に供給される圧縮空気の流量の調整を行うバイパス弁の開閉制御を行うバイパス弁駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5に示すように、ガスタービン燃焼器01においては、燃焼器内筒02に設けられた燃料ノズル03から噴射され、燃焼器尾筒05内に導入された燃料Fと、圧縮機04から吐出され、燃焼器尾筒05内に導入された圧縮空気PAとを、燃焼器尾筒05の後流側に設けられた燃焼域で燃焼させ、高温・高圧の燃焼ガスCGを発生させて、燃焼域後流側に設置された静翼06により、この燃焼ガスCGの流速、流れの方向を設計値通りに設定し、動翼07に供給して作動させ、圧縮機04を駆動するとともに、余剰の駆動力を外部へ出力するようにしている。
【0003】
また、燃焼器内筒02内にも、圧縮機04からの圧縮空気PAが供給され、燃料ノズル03の前方には、燃料ノズル03のうち保炎用として設けられた燃料ノズル03から供給された燃料Fとを混合させた混合気を着火させた保炎が常に形成されるようにしている。
すなわち、燃焼域には、燃料ノズル03から噴射され、保炎で着火されて燃焼器内筒02から燃料F濃度の濃い燃焼ガスCGの状態にして流入させるようにした燃料Fが供給される。
【0004】
他方、燃焼域には圧縮機04から車室10内に吐出された圧縮空気PAのうち、前述した燃焼器内筒02に供給される圧縮空気PAを除く、圧縮空気PAが車室010内に設けた開口部から燃焼器尾筒05内に流入して供給される。
この車室010内に開口する開口部から流入して燃焼域に供給される圧縮空気PAの流量は、燃焼器内筒03から供給される燃料Fとの混合比率が、燃焼域で最も燃焼効率の良い燃焼ガスCGを発生させることのできる比率に調整するために、燃焼尾筒05の開口部近傍の内部に設置するようにしている、バイパス弁08の開閉操作により制御されるようにしている。
【0005】
このバイパス弁08は、図6(b)に示すように、車室010の周方向に20個設けるようにした燃焼器尾筒05のそれぞれに設けられ、各バイパス弁08の開閉操作は、各バイパス弁08毎に取り付けるようにした駆動軸09を回転させることで行なうようにしている。
すなわち、図5に示すバイパス弁08設置部を一部破断面で示す詳細図である図6(a)に示すように、それぞれの基端部が各バイパス弁08のステムの一端部に連結された駆動軸09は、車室010を貫通して、車室010の外側に突出するように設置され、図6(b)に示すように、車室010の軸心を中心として放射状に配設するようにしている。
【0006】
また、各駆動軸09の先端部は、車室010外周面に固着されている内輪011上を、アクチュエータにより移動できるようにした外輪の側面とリンク装置を介して接続されており、内輪011上で外輪012を回転させることで、各駆動軸09を一斉に回転させ、バイパス弁08が一斉に開閉して、各燃焼器尾筒05の後流側の燃焼域に均一に圧縮空気PAを供給するようにしている。
【0007】
しかしながら、このようにしてバイパス弁08の開閉を一斉に行い、車室010内の周方向に20個設けられた燃焼器尾筒05内に流入する圧縮空気PAの流量を制御して、燃焼器尾筒05の後流側で静翼06を設けるようにした位置より上流側に設けられる燃焼域に供給される燃料Fと圧縮空気PAとの混合比率を、好適な高温、高圧の燃焼ガスCGが生成されるように調整するようにした、従来のガスタービン燃焼器01においては、前述したようにバイパス弁08の開閉を行う駆動軸09が、車室010の外側に突き出る構造となり、しかも車室010の全周にわたって略等ピッチにして配設するようにしているために不具合が生じることがある。
【0008】
すなわち、ガスタービンの機種によっては、上下に分割されて形成されている車室010を締付けて一体化するための車室水平フランジ013等と駆動軸09とが干渉して、一部のバイパス弁08の開閉を行う駆動軸09を設置することが不可能となることがある。
【0009】
すなわち、図6(b)のA部に示すように、駆動軸09を車室010の外側に突き出すのを阻止する車室水平フランジ013およびバイパス管014等が、車室010の外側に設けられており、これらが設けられた周方向位置の車室010内部に配設される燃焼器尾筒05内に設けられるバイパス弁08は、車室010の外部から駆動される駆動軸09によって開閉することはできない。
【0010】
従って、このような車室水平フランジ013等と干渉する周方向位置に配置され、開閉制御ができないバイパス弁08は、ガスタービンの運転前にあらかじめ設定された開閉度にしておき、この開閉度で常時運転せざるを得ず、このために、ガスタービン燃焼器01のうちの特定の燃焼器尾筒05の燃焼域における燃焼は、燃焼効率の悪いものとなり、ガスタービン燃焼器01全体としては燃焼効率の悪い運転を余儀なくされるという不具合がある。
【0011】
また、このような不具合を解消するために、車室010の周方向に等ピッチに20個配設された、燃焼器尾筒05内に設けられた全てのバイパス弁08を均等に開閉させ、各燃焼器尾筒05の後流側に形成される燃焼域での全ての燃焼を効率を良く行わせて、ガスタービン燃焼器01全体としての燃焼効率を向上させようとすれば、バイパス弁08を開閉させる駆動軸09の全てが車室010の外側に突き出して設けられる構造のものになり、このために、車室010外側の構造形状が、制限を受けることとなり、ガスタービン燃焼器01を設けるようにした、プラントの配置上に不具合が生じることとなる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のガスタービン燃焼器の燃焼域における燃料と空気との比率、いわゆる、空燃比を制御するために、1つのバイパス弁を開閉させるための当該バイパス弁08に設置されている駆動軸09のみで開閉するようにし、しかも、駆動軸09が車室09を貫通して外側に突出させて設けるために、駆動軸09の車室010からの突出位置によっては、車室外側の構造形状が制限を受け、さらに、車室外側の構造形状によっては、車室水平フランジ013等の障害物と干渉して、一部のバイパス弁08の開閉が不可能となり、空燃比の調整ができず、燃焼効率の良い運転ができないという不具合を解消するために、車室の外部に駆動軸を突出させることが難しい周方向に配置されるバイパス弁を駆動するため、先端部が車室の外部に突出させることができず内部に収容して設けられる従動軸と、当該バイパス弁に隣接して設けられるバイパス弁を駆動するため、車室の外部に突出させることのできる隣接主動軸とを、車室内に配置するようにした連結棒で連結して、隣接主動軸の回動に応じて従動軸も回動させるようにして、隣接主動軸に連結されたバイパス弁の開閉制御に対応する開閉制御が、従動軸に連結したバイパス弁においてもできるようにして、プラント配置上において不具合が生じることになる車室外側の構造形状に制限が生じることがなく、また、車室の周方向に配設された全てのバイパス弁を同期させて、常時開閉できるようにして、全ての燃焼器尾筒内への圧縮空気の流入が一様になるように制御して、各燃焼器尾筒に設けた燃焼域の全てにおける、燃料と空気との混合比を最も燃焼効率の良いものにして、ガスタービン駆動に好適な高温、高圧の燃焼ガスを発生させることができるようにした、ガスタービン燃焼器のバイパス弁駆動装置を提供することを課題とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
このため、第1番目の発明のバイパス弁駆動装置は、次の手段とした。
【0014】
(1)ガスタービン燃焼器の車室内を周方向に配設された複数の燃焼器尾筒にそれぞれ設けられ、燃焼器尾筒の後流側に設けられた燃焼域に供給される燃料を好適に燃焼させる空気流量に制御するバイパス弁のうち、車室の外側に配設された車室水平フランジ等の障害物と干渉する周方向位置に配設された燃焼器尾筒に設けられるようにした従動バイパス弁を回動させる弁棒に基端部が連結され、先端部を車室の外に突出させず、車室内部に収まるようにされ、軸心まわりの回動により、従動バイパス弁の開閉制御を行うようにした駆動軸を構成する従動軸を設けた。
【0015】
(2)ガスタービン燃焼器の車室内を周方向に配設された複数の燃焼器尾筒にそれぞれ設けられ、燃焼器尾筒の後流側に設けられた燃焼域に供給される燃料を好適に燃焼させる空気流量に制御するバイパス弁のうち、車室外側の障害物と干渉しない周方向位置に配設された燃焼器尾筒の内部に設けられるようにした主動バイパス弁を回動させる弁棒に基端部が連結され、先端部が車室外に突出して、車室外に設置された駆動装置に連結されて、駆動装置により駆動され回動して、主動バイパス弁の開閉を行う駆動軸を構成する主動軸を設けた。
【0016】
(3)車室の内部で従動軸および主動軸のうちの従動軸に隣接して設けられる隣接主動軸に、それぞれ一端部が連結され、他端部にバネをそれぞれ介装した枢着ピンを設けるようにした駆動レバーと枢着ピンで連結された連結部材とからなり、隣接主動軸の回動に応じて駆動レバーと連結部材との枢着状態を変化させるリンク機構を設けた。
【0017】
(4)それぞれのリンク機構の連結部材に両端がそれぞれ連結されて、車室外に突出して、駆動装置で駆動されて回動する隣接主動軸の回動を、先端部が車室内部に収まるようにされた従動軸に伝達して回動させ、隣接主動軸の回動により開閉する主動バイパス弁の開閉に同調させて、従動バイパス弁の開閉を行わせるようにした連結棒を設けた。
【0018】
(a)第1番目の発明のバイパス弁駆動装置は、上述(1)ないし(4)の手段により、
車室の外側に配設された車室水平フランジ等の障害物と干渉する周方向位置に配設された燃焼器尾筒の内部に設けられ車室外から、開閉操作することが困難な従動バイパス弁を回動させる駆動軸が、先端部が車室の外に突出させず、車室内部に収まるようにされ、隣接して設けた隣接主動軸により回動させるようにした従動軸にしたことにより、従動バイパス弁の開閉操作が容易にでき、車室の外側に配設される障害物と干渉する車室周方向位置に配設される、燃料器尾筒の後流側に設けられた燃焼域においても、主動バイパス弁と同様に当該燃焼域に供給される燃料を好適に燃焼させる流量に制御された空気が供給できるようになる。
【0019】
また、従動バイパス弁の開閉操作が従動バイパス弁を回動させる従動軸を車室外に突出させることなくできるようになるために、車室外側の構造形状を特異な形状のものにする必要がなくなり、このような燃焼器尾筒を設けるようにしたガスタービン燃焼器を具えるプラントの配置上の制約をなくすることができる。
【0020】
また、バネをそれぞれ介装した駆動レバーを具えたリンク機構により連結棒を作動させて、隣接主動軸からの駆動力により従動軸を回動させ、従動バイパス弁の開閉制御をするようにしたので、ガスタービン燃焼器の車室内を周方向に配設された燃焼器尾筒外を流れる圧縮空気の流れにより、後流側に発生するカルマン渦と共振する、連結棒から振動が伝達されるリンク機構の振動が低減し、特に、振動発生に伴い磨耗が大きくなる、リンク機構に設ける枢着ピン又は隣接主動軸および従動軸との連結部の磨耗を低減させることができる。
【0021】
また、第2番目の発明のバイパス弁駆動装置は、上述(1)ないし(4)の手段に加え、次の手段とした。
【0022】
(5)車室の径方向に放射状に配置される駆動軸のうち、従動軸および隣接主動軸のうちの、少くとも一方の配置方向を放射状方向から偏向させて、車室の周方向に隣接して配置される従動軸および隣接主動軸の方向が、平行になるように配置されるようにした。
【0023】
第2番目の発明のバイパス弁駆動装置は、上述(1)ないし(4)の手段に加え、上述(5)の手段にしたことにより、上述(a)に加え、
(b)従動軸および隣接主動軸が平行になるようにしたことにより、従動軸と隣接主動軸の回転方向は、同一方向の平行面をなすようになり、リンク機構を駆動レバーと連結部材とからなるシングル機構にしても、従動軸と隣接主動軸の回転は、駆動装置の小さい駆動力で容易に回転できるようになり、リンク機構を簡単な構成にでき、しかも、回転時に大きな荷重が発生することなく、信頼性の高いものにすることができる。
【0024】
第3番目の発明のバイパス弁駆動装置は、上述(1)ないし(4)の手段に加え、次の手段とした。
【0025】
(6)連結棒が、隣接主動軸に一端部が連結されたリンク機構の他端部、すなわち、一端部が枢着ピンで駆動レバーに枢着された連結部材の他端部に連結された端部から従動軸に一端部が連結されたリンク機構の他端部に連結された端部にかけて、例えば、車室の周方向の円弧面と同心状の円弧を形成させるような傾斜にされた曲部を設けるものとした。
【0026】
第3番目の発明のバイパス弁駆動装置は、上述(1)ないし(4)の手段に加え、上述(6)の手段にしたことにより、上述(a)に加え、
(c)連結棒に曲部を設けるものとしたので、例えば、この曲部の形状を車室の周方向に配設される従動バイパス弁と隣接主動軸で回動する主動バイパス弁との位置に、連結棒の両端が位置するように連結棒に曲部を設けることにより、従動バイパス弁と主動バイパス弁の位置を変えることなく、しかも、従動バイパス弁のステムに基端部が連結される従動軸を最小長さにすることができ、さらには、従動軸の長さを短くできることにより、従動軸を回動させる駆動力を小さくすることができるものにすることができる。
【0027】
また、第4番目の発明のバイパス弁駆動装置は、上述(1)ないし(4)の手段に加え、次の手段とした。
【0028】
(7)連結棒が、内部に形成された空間に鋼球が充填されるとともに、外周面に連結棒の軸心方向から傾斜するようにして設けたリブを突出させて設けた、円筒もしくは角筒からなる筒管で形成されるものとした。
【0029】
第4番目の発明のバイパス弁駆動装置は、上述(1)ないし(4)の手段に加え、上述(7)の手段にしたことにより、上述(a)に加え、
(d)円筒もしくは角筒からなる筒管の内部に鋼球が充填されるとともに、外周面に傾斜するリブを突出させて設けたことにより、ガスタービン燃焼器の車室内に周方向に配設された燃焼器尾筒の外側を流れる圧縮空気の流れにより、連結棒の後流側に発生するカルマン渦の発生が低減し、カルマン渦による連結棒の共振を回避でき、また、カルマン渦との共振により連結棒に振動が発生しても、内部に充填された鋼球の摩擦力により振動振幅を低減でき、外部からの連結棒への振動の伝達を低減することができる。
【0030】
また、第5番目の発明のバイパス弁駆動装置は、上述(1)ないし(4)の手段に加え、次の手段とした。
【0031】
(8)リンク機構が、駆動軸を構成する従動軸および隣接主動軸の回動に応じて、これらとともに回動するリンク機構を構成する駆動レバーと、これらの軸と連結されてない側の駆動レバーの端部に設けられた枢着ピンで一端部が枢着され、駆動レバーの回動方向と直交する方向に自在に回動する中間継手と、中間継手の枢着ピンと枢着されない他端部で隣接駆動軸から従動軸に駆動力を伝達するようにした連結棒を枢着し、連結棒を中間継手の回動方向と直交する方向に回動させる回動ピンとからなるダブルリンク機構からなるものとした。
【0032】
第5番目の発明のバイパス弁駆動装置は、上述(1)ないし(4)の手段に加え、上述(8)の手段にしたことにより、上述(a)に加え、
(e)リンク機構をダブルリンク機構にしたことにより、車室の径方向に放射状に配置される従動軸および従動軸を駆動する隣接主動軸をスムーズに回転させることができ、特に、従動バイパス弁の開閉が隣接主動軸で駆動される主動バイパス弁の開閉と略同時に、しかも、同量開閉されるので、換言すれば車室の外側に設けた外輪の動きに対応して、ガスタービン燃焼器の車室内を周方向に配設された複数の燃焼器尾筒内にそれぞれ設けられたバイパス弁の全てが、同時に、しかも均一に開閉するので、各燃焼器尾筒の後流側に設けられた各燃焼域に供給される燃料を、好適に燃焼させる流量に制御した空気が供給できるようになり、ガスタービン燃焼器を燃焼効率に秀れ、大きな駆動力を発生させることができるものにすることができる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のバイパス弁駆動装置の実施の一形態を図面にもとづき説明する。
なお、図において図5、図6に示す部材と同一又は類似の部材については同一符号を付して説明は省略する。
図1は本発明のバイパス弁駆動装置の実施の第1形態を示す、図6(b)と同様に図6(a)に示す矢視E−Eにおける側面図である。
【0034】
図に示すように、車室010の外側に設けられる車室水平フランジ013、バイパス管014等の障害物を設けた車室010内部の周方向に20個、すなわち、車室010の周方向に18°毎に等ピッチに配設される燃焼器尾筒05の開口部付近内に設けられる、バイパス弁08を開閉させるための駆動軸09が干渉する、車室010の周方向位置に配置される、バイパス弁08のうちの従動バイパス弁20を開閉操作するための駆動軸を構成する従動軸21は、その上端が車室010内に収まるように短くされている。
【0035】
また、車室010の外側に設けられる障害物と干渉せずに、車室010の外側にまで突出させることのできる駆動軸09で回動できる車室010の周方向位置に配置される、バイパス弁08のうちの主動バイパス弁22を開閉操作するための駆動軸09を構成する主動軸24は、車室010の外側に固着された内輪011の外周面を移動できるようにされた外輪012の側面に、その上端がリンク装置を介して連結されている。
【0036】
従って、主動バイパス弁22は、内輪011の外周面を移動する外輪012の動きに対応して回動する主動軸23,24により、開閉操作が行われ、燃焼域に供給される圧縮空気PAの燃焼器尾筒05内への流入量を、図5、図6に示す従来のガスタービン燃焼器01と同様に制御することができる。
【0037】
また、上述した主動バイパス弁22を開閉操作をするための主動軸24には、前述した従動軸21に隣接して配設される隣接主動軸23、換言すれば、従動バイパス弁20が配設された燃焼器尾筒05に隣接して設けられた燃焼器尾筒05の開口部に設けられた主動バイパス弁22を開閉操作して、当該燃焼器尾筒05内への圧縮空気PAの流量を制御するための隣接主動軸23を別に設けるようにしている。
【0038】
この隣接主動軸23は、車室010の内部位置で従動軸21の先端部と連結棒25で連結され、外輪012の動きに対応して、主動バイパス弁22を開閉操作すると同時に、従動バイパス弁20を開閉するため、リンク機構26を介して連結棒25により従動軸21をも回動できるようにしている。
【0039】
図2は、この隣接主動軸23と従動軸21とを連結棒25で連結した連結状態の詳細を示す図で、図2(a)は図1に示す矢視A−Aにおける平面図、図2(b)は図2(a)に示す矢視B−Bにおける側面図である。
図6(b)に示すように、車室010の軸心を中心として通常放射状に設けられる隣接主動軸23と従動軸21とは、図2(b)に示すように軸心方向が平行に配置され、リンク機構26を介して連結棒25で連結され、上述したように外輪012の車室010周方向の移動により、リンク装置によって回動して、主動バイパス弁22の開閉操作を行う隣接主動軸23の回動によって従動軸21を回動させ、従動バイパス弁20を主動バイパス弁22の開閉操作に対応した開閉操作を行うようにしている。
【0040】
リンク機構26は、車室010の内部に位置する従動軸21の先端部と、車室010を貫通して車室010の外部まで突出する隣接主動軸23の車室010内部に位置する部分にそれぞれ設けられるが、説明を簡単にするため、隣接主動軸23に設けるようにしたリンク機構26についてのみ説明する。
すなわち、従動軸21の先端部にも隣接主動軸23に設けるようにしたリンク機構26と全く同じものを設けるようにしている。
【0041】
リンク機構26は、基端部が係合ピンで隣接主動軸23の外周面に固着されるとともに、先端部に枢着ピン穴30を設けるようにした駆動レバー27と、枢着ピン穴30に挿入した枢着ピン32で枢着するようにした連結部材31とで形成されている。また、枢着ピン穴30を設けるようにした駆動レバー27の先端部には、駆動レバー27の内部を軸心方向に穿設され、枢着ピン穴30に開口するバネ収納区画が設けられ、このバネ収納区画に、バネ28を収容するとともに、バネ28と枢着ピン32で枢着される連結部材31の枢着部に嵌装されるブッシュとの間にバネ受け座29を設けるようにしている。
【0042】
隣接主動軸23および従動軸21にそれぞれ連結され、駆動レバー27とともにシングルリンク機構26を構成し、それぞれの駆動レバー27の先端部に枢着ピン32で枢着され、駆動レバー27の軸方向から自在に変角できるようにした連結部材31の枢着部と反対側の端部には連結棒25が連結され、隣接主動軸23の回動を従動軸21に伝達し、従動軸21を隣接主動軸23の回動に同期させて回動させ、従動軸21の基端部に連結された従動バイパス弁20の開閉操作を行うようにしている。
【0043】
この連結棒25には、隣接主動軸23に設けられたリンク機構26に連結される端部と従動軸21に設けられたリンク機構26に連結される端部との間に、車室010の周方向に円弧と同心状の円弧面を形成するような曲部が形成されている。
【0044】
また、連結棒25は、図3に示すようにリンク機構26と接続される両端部を除き、円筒33で形成され、内部に鋼球34を充填するとともに、円筒33の外周面には、円筒33の軸心方向から傾斜させた螺旋状のリブ35が突出させて設けられている。
【0045】
本実施の形態のバイパス駆動装置では、上述したように、車室010の外側に設けた車室水平フランジ013等の障害物と干渉する従動バイパス弁20を駆動する従動軸21を、車室010の内部に収まる様に短くして、従動軸21の隣りに配置され、車室010外に突出させても障害物と干渉を起さない隣接主動軸23を、駆動源として連結棒25を介して結合して従動軸25を回動するようにした。
【0046】
これにより、駆動軸09のうちの従動軸21は、車室010外へ突出させなくても、従動バイパス弁20の開閉操作ができるようになり、車室010の外部形状に制約が生じるようなことがなくなり、ガスタービン燃焼器を設けるプラントの配置上の制約を少くできるとともに、従来、車室010の外部形状に制約が生じないようにすると、運転中の開閉操作が不可能であった従動バイパス弁の開閉が可能となり、車室010の内部に周方向に配設された各燃焼器尾筒05の燃焼域における燃料Fと圧縮空気PAとの混合比を、好適な燃焼ができる均一なものにでき、燃焼効率を上げることができプラント全体としての出力を向上させることができる。
【0047】
また、バイパス弁08を開閉させる駆動軸09は、燃焼器尾筒05が車室010内に円周状に配置されているため、放射状に設けるようにしているが、本実施の形態では、従動軸21のみを、隣接して配設した隣接主動軸23と平行になるように偏向させることで、従動軸21の回転方向が隣接主動軸23の回転方向と同じになる平行な面にすることができる。
すなわち、リンク機構26を駆動レバー27と接続部材31とからなるシングルにすることができ、簡単な構成で信頼性の高いものにすることができる。
【0048】
また、連結棒25に曲部を設けることで主動バイパス弁22又は従動バイパス弁の位置を変更せずに、従動軸25を最小長さにすることができ、さらに、従動軸21と隣接主動軸23の軸心方向と平行にすることと相俟って、従動軸21を回動させる隣接主動軸23の負荷を必要最小限度のものにすることができる。
【0049】
このような従動バイパス弁20を駆動するためのリンク機構26を、車室010内部に収容される内部リンク機構とすることで、車室010外側の構造上の制約に関わらず、従動バイパス弁20の開閉操作をスムーズに実施することができる。
車室010内部に設けるようにしたリンク機構26は、ガスタービン等の回転機械で使用されるので、振動による摩擦、損傷が懸念され、更には、周辺を流れる圧縮空気PAの流速50m/s程度の速度の気流にさらされるので、連結棒25にはカルマン渦との共振が問題となることがある。
【0050】
そこで、リンク機構26の駆動レバー27内にバネを設置し、バネ受け座29を通して連結部材31の枢着部に嵌装したブッシュを押し付けることで、リンク機構26の防振、磨耗対策を図ることができる。
また、連結棒25にカルマン渦との共振を避けるためにリブ35を巻き、カルマン渦の発生を防ぎ、さらに内部には、鋼球34を詰めてその摩擦力によるダンピング効果で、カルマン渦との共振回避および外部からの伝達される振動の防振対策とすることができる。
【0051】
次に、図4は本発明のバイパス弁駆動装置の実施の第2形態を示す図で、図4は、隣接主動軸23と従動軸21とを連結棒25で連結した連結状態の詳細を示す図で、図4(a)は図1に示す矢視A−Aにおける平面図、図4(b)は図4(a)に示す矢視D−Dにおける断面図である。
【0052】
図に示すように、実施の第1形態と同様に本実施の形態においても、車室水平フランジ013とバイパス弁08を開閉させるための駆動軸09が干渉する車室010の周方向位置に配置されている従動バイパス弁20を駆動させる場合には、従動バイパス弁20を開閉させる従動軸21が車室010に収まるように短くして、隣りの車室水平フランジ013と干渉しない周方向位置に配置された主動バイパス弁22を開閉させる隣接主動軸23と連結棒25を介して接続し、従動バイパス弁20の開閉を可能としている。
【0053】
また、隣接主動軸23と連結棒25とは、駆動レバー27と中間継手36を介して連結されている。さらに、従動軸21と連結棒25も同様に中間継手36と駆動レバー27を介して連結されている。ここで駆動レバー27と中間継手36とは枢着ピン32で、そして中間継手36と連結棒25とは回動ピン37でそれぞれ結合されている。
【0054】
また、振動、磨耗低減を目的として実施の第1形態で示したように、駆動レバー27に設けた枢着ピン穴30に開口するバネ収容区画にバネ28を入れて、バネ受け座29を枢着ピン32の方向に押込み、中間継手36に押し込むとともに、本実施の形態では中間継手36と連結棒25の間の枢着部にもバネ38を入れてバネ受け座39で中間継手を押し込む構造としている。
【0055】
このように、リンク機構26が内部ダブルリンク機構にしたものを設置するのは、連結棒25が設置される位置が流速50m/s程度の乱れた気流が流れる場所であり、カルマン渦との共振を避けるためで、さらに、このカルマン渦との共振を避けるために連結棒25も、実施の第1形態における連結棒25と同様に、図3に示したように、全周にリブ35を設置し、内部に鋼球34を詰めた構造にした円筒33からなるものとなっている。
【0056】
本実施の形態のバイパス駆動装置では、上述した実施の第1形態と同様に、車室010の外側に設けた車室水平フランジ013等の障害物と干渉する従動バイパス弁20を駆動する従動軸21を、車室010の内部に収まる様に短くして、隣りの干渉を起さない隣接主動軸23を駆動源として連結棒25を介して結合して従動軸25を回動するようにした。
【0057】
これにより、車室010の外部形状制約を最小限として、ガスタービン燃焼器を設けるプラントの配置上の制約を少くできるとともに、従来、運転中の開閉操作が不可能であった従動バイパス弁の開閉を可能となり、車室010の内部に周方向に配設された各燃焼器尾筒05の燃焼域における燃料Fと圧縮空気PAとの混合比を、好適な燃焼をさせることのできる均一なものにでき、燃焼効率を上げることができプラント全体としての出力を向上させることができる。
【0058】
さらに、本実施の形態においては、バイパス弁08を開閉させる駆動軸09は、燃焼器尾筒05が車室010内に円周上に配置されているので、放射状に伸びている。
したがって、隣接主動軸23まわりの回転運動は、隣接主動軸23および従動軸21に基端部が固着された駆動レバー27と中間継手36から構成されるリンク機構26で従動軸21に伝達され、車室010の円周方向の回転運動は、中間継手36と連結棒25とを枢着する回動ピン37で構成されるもう1つのリンク機構で賄われる。
【0059】
このような内部ダブルリンク機構とすることで、車室06外側の構造上の制約に関わらず、放射状に設置されている従動軸21および主動軸24と隣接主動軸23からなる駆動軸09を、スムーズに駆動させる事が可能となる。
また、全てのバイパス弁08を同方向に開閉することが出来るので、従動軸21で駆動される従動バイパス弁20も、隣接主動軸23、主動軸24で駆動される主動バイパス弁22と同様な空気流れを燃焼器尾筒07内に供給可能となり、車室010の内部に周方向に配設された各燃焼器尾筒05の燃焼域における燃料Fと圧縮空気PAとの混合比を、好適な燃焼をさせることのできる均一なものにでき、燃焼効率を上げることができプラント全体としての出力を向上させることができる。
【0060】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明のバイパス弁駆動装置によれば、車室の外側に配設された車室水平フランジ等の障害物と干渉する周方向位置に配設された燃焼器尾筒の内部に設けられるようにした、従動バイパス弁を回動させる弁棒に基端部が連結され、車室内部に収まるようにされ、軸心まわりの回動により従動バイパス弁の開閉制御を行う駆動軸を構成する従動軸、従動バイパス弁を設ける燃焼器尾筒に隣接し、しかも車室外側の障害物と干渉しない周方向位置に配設された燃焼器尾筒に設けるようにした、主動バイパス弁を回動させる弁棒に基端部が連結され、先端部が車室外に突出して、車室外に設置された駆動装置に連結されて、駆動装置により駆動され回動して主動バイパス弁の開閉を行う駆動軸を構成する主動軸、車室の内部で従動軸および主動軸のうちの従動軸に隣接して設けられる隣接主動軸とに、それぞれ一端部が連結され、他端部にバネをそれぞれ介装した枢着ピンを設けるようにした駆動レバーと枢着ピンで連結された連結部材とからなり、隣接主動軸の回動に応じて、隣接主動軸又は従動軸の軸心との角度を変動させるリンク機構、枢着ピンで枢着された連結部材に固着され、駆動装置で駆動されて回動する隣接主動軸の回動を、従動軸に伝達して回動させ、主動バイパス弁と同調させて、従動バイパス弁の開閉を行わせる連結棒とを設けるものとした。
【0061】
これにより、従動バイパス弁の回動が容易にでき、車室の外側に配設される障害物と干渉する車室周方向位置に配設される燃焼器尾筒の後流側に設けられた燃焼域においても、主動バイパス弁と同様に当該燃焼域に供給される燃料を好適に燃焼させる流量に制御した空気が供給できるようになる。
【0062】
また、車室外側の構造形状を特異な形状のものにする必要がなくなり、燃焼器尾筒を設けるようにしたガスタービン燃焼器を具えるプラントの配置上の制約をなくすることができる。
また、ガスタービン燃焼器の車室内を周方向に配設された燃焼器尾筒外を流れる圧縮空気の流れにより、後流側に発生するカルマン渦と共振する連結棒から振動が伝達されるリンク機構の振動が低減し、特に、振動発生により磨耗が大きくなる連結棒を枢着する枢着ピン、又は隣接主動軸および従動軸との連結部の磨耗を低減させることができる。
【0063】
また、本発明のバイパス弁駆動装置は、車室の径方向に放射状に配置される駆動軸のうち、従動軸および隣接主動軸のうちの少くとも一方の配置方向を偏向させて、車室の軸心を中心として放射状に配置される従動軸および隣接主動軸とが平行になるように配置されるようにした。
【0064】
これにより、リンク機構をシングル機構にしても従動軸と隣接主動軸の回転は、駆動装置の小さい駆動力で容易に回転できるようになり、リンク機構を簡単な構成にできさらに、回転時に大きな荷重が発生することなく信頼性の高いものにすることができる。
【0065】
また、本発明のバイパス弁駆動装置は、連結棒が、隣接主動軸に一端部が連結されたリンク機構の他端部に設けられた枢着ピンで枢着された端部から従動軸に一端部が連結されたリンク機構の他端部に設けられた枢着ピンで枢着された端部にかけて、車室の中心側方向に向かって傾斜する曲部を設けるものとした。
【0066】
これにより、連結棒を車室の中心側方向に向かって傾斜する曲部を設けたので、車室の周方向に配設される従動バイパス弁と隣接主動軸で回動する主動バイパス弁の位置を変えることなく、しかも、従動バイパス弁のステムに基端部が連結される従動軸を最小長さにすることができ、さらには、従動軸の長さを短くできることにより、従動軸を回動させる駆動力を小さくすることができる。
【0067】
また、本発明のバイパス弁駆動装置は、連結棒が、内部に形成され空間に鋼球が充填されるとともに、外周面に連結棒の軸心方向から傾斜するリブを突出させて設けた、円筒もしくは角筒からなる筒管で形成されるものとした。
【0068】
これにより、ガスタービン燃焼器の車室内に周方向に配設された燃焼器尾筒の外側を流れる圧縮空気の流れにより、連結棒の後流側に発生するカルマン渦による振動の発生が低減し、カルマン渦による連結棒の共振を回避でき、また、カルマン渦との共振により連結棒に振動が発生しても、内部に充填された鋼球の摩擦力により振幅を低減でき、外部からの連結棒への振動の伝達を回避することができる。
【0069】
また、本発明のバイパス弁駆動装置は、リンク機構が、駆動軸を構成する従動軸および隣接主動軸の回動に応じて、これらの軸の軸心と直交する方向に回動するリンク機構を構成する駆動レバーと、これらの軸と連結されてない側の駆動レバーの端部に設けられた枢着ピンで一端が枢着され、駆動レバーの回動面と直交する方向に自在に回動する中間継手と、中間継手の枢着ピンとされない他端部で隣接駆動軸から従動軸に駆動力を伝達するようにした連結棒を枢着し、連結棒を中間継手の回動面と直交する方向に回動させる回動ピンとからなるダブルリンク機構からなるものとした。
【0070】
これにより、車室の径方向に放射状に配置される従動軸および従動軸を駆動する隣接主動軸をスムーズに回転させることができ、特に、従動バイパス弁の開閉が隣接主動軸で駆動される主動バイパス弁の開閉と略同時に、しかも同量開閉されるので、ガスタービン燃焼器の車室内を周方向に配設された複数の燃焼器尾筒内にそれぞれ設けられたバイパス弁の全てが、同時に、しかも均一に開閉し、各燃焼器尾筒の後流側に設けられた各燃焼域に供給される燃料を好適に燃焼させる流量を制御できる空気を供給できるようになり、ガスタービン燃焼器を燃焼効率に秀れ、大きな駆動力を発生させることができるものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図6(a)に示す矢視E−E部分における、本発明のバイパス弁駆動装置の実施の第1形態を示す側面図、
【図2】隣接主動軸と従動軸とを連結棒25で連結した連結状態の詳細を示す図で、図2(a)は図1に示す矢視A−Aにおける平面図、図2(b)は図2(a)に示す矢視B−Bにおける側面図、
【図3】図2に示す連結棒の詳細を示す図で、図3(a)は一部を破断面で示す部分側面図、図3(b)は図3(a)に示す矢視C−Cにおける横断面図、
【図4】本発明のバイパス弁駆動装置の実施の第2形態を示す図で、隣接駆動軸と従動軸とを連結棒で連結した連結状態の詳細図で、図4(a)は図1に示す矢視A−Aにおける平面図、図4(b)は図4(a)に示す矢視D−Dにおける断面図、
【図5】ガスタービン燃焼器の一部分を示す断面図、
【図6】従来のバイパス弁駆動装置を示す図で、図6(a)は図5に示すバイパス弁の開閉機構を示すための部分図、図6(b)は図6(a)に示す矢視E−Eにおける側面図である。
【符号の説明】
01 ガスタービン燃焼器
02 燃焼器内筒
03 燃料ノズル
04 圧縮機
05 燃焼器尾筒
06 静翼
07 動翼
08 バイパス弁
09 駆動軸
010 車室
011 内輪
012 外輪
013 車室水平フランジ
014 バイパス管
20 従動バイパス弁
21 従動軸
22 主動バイパス弁
23 隣接主動軸
24 主動軸
25 連結棒
26 リンク機構
27 駆動レバー
28,38 バネ
29,39 バネ受け座
30 枢着ピン穴
31 連結部材
32 枢着ピン
33 円筒
34 鋼球
35 リブ
36 中間継手
37 回動ピン
F 燃料
PA 圧縮空気
CG 燃焼ガス

Claims (5)

  1. ガスタービン燃焼器の車室内の周方向に配設された複数の燃焼器尾筒にそれぞれ設けられたバイパス弁を、基端部が前記バイパス弁に連結され、先端部が車室外に突出されて駆動装置に連結された駆動軸で開閉して、前記燃焼器尾筒の後流側の燃焼域に供給される燃料を好適に燃焼させる空気流量を制御するためのバイパス弁駆動装置において、前記駆動軸が前記車室の外側に配設された障害物と干渉する周方向位置に配設された従動バイパス弁に基端部が連結され先端部が前記車室の内部に収容された従動軸、記従動バイパス弁に隣接し、かつ前記駆動軸が前記障害物と干渉しない周方向位置に配設された主動バイパス弁に基端部が連結され先端部が前記車室外に突出されて前記駆動装置に連結された隣接主動軸、前記車室の内部で一端部が前記従動軸および隣接主動軸のそれぞれに固着された駆動レバーと、バネを介装した前記駆動レバーの他端部に一端部が枢着された連結部材とからなるリンク機構および、前記連結部材の他端部にそれぞれ両端が結合された連結棒を有し、前記駆動装置で駆動される前記隣接主動軸の回動を前記リンク機構と前記連結棒を介して前記従動軸に伝達してこれを回動させ、前記主動バイパス弁の開閉に同調させて前記従動バイパス弁を回動し開閉させることを特徴とするバイパス弁駆動装置。
  2. 前記従動軸と前記隣接主動軸とが平行に配置され、前記従動バイパス弁および前記主動バイパス弁に、それぞれ連結されていることを特徴とする請求項1のバイパス弁駆動装置。
  3. 前記連結棒が、前記隣接主動軸に結合された端部と前記従動軸に結合された端部との途中に、傾斜を設けた曲部が設けられていることを特徴とする請求項1のバイパス弁駆動装置。
  4. 前記連結棒が、内部に鋼球を充填するとともに、外周面に軸心方向と傾斜して配設されたリブを突設させた筒管で形成されていることを特徴とする請求項1のバイパス弁駆動装置。
  5. 前記リンク機構が、前記駆動レバーの他端部に枢着ピンで一端部が枢着され、前記駆動軸の回動に対応して前記駆動レバーと相対移動する中間継手と、前記中間継手の他端部で前記連結棒を枢着し、前記連結棒を前記中間継手の移動方向と直交する方向に回動させる回動ピンとを設けたダブルリンク機構にされていることを特徴とする請求項1のバイパス弁駆動装置。
JP30403798A 1998-08-03 1998-10-26 バイパス弁駆動装置 Expired - Fee Related JP3739949B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30403798A JP3739949B2 (ja) 1998-10-26 1998-10-26 バイパス弁駆動装置
DE69913261T DE69913261T2 (de) 1998-08-03 1999-07-29 Umgehungsventil für eine Gasturbinenbrennkammer
EP99114864A EP0978689B1 (en) 1998-08-03 1999-07-29 Gas turbine combustor by-pass valve device
EP01121264A EP1160511B1 (en) 1998-08-03 1999-07-29 Gas turbine combustor by-pass valve device
CA002458304A CA2458304C (en) 1998-08-03 1999-07-30 Gas turbine combustor by-pass valve device
CA002279272A CA2279272C (en) 1998-08-03 1999-07-30 Gas turbine combustor by-pass valve device
US09/365,894 US6237323B1 (en) 1998-08-03 1999-08-03 Gas turbine combustor by-pass valve device
US09/742,389 US6327845B2 (en) 1998-08-03 2000-12-22 Gas turbine combustor by-pass valve device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30403798A JP3739949B2 (ja) 1998-10-26 1998-10-26 バイパス弁駆動装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000130756A JP2000130756A (ja) 2000-05-12
JP3739949B2 true JP3739949B2 (ja) 2006-01-25

Family

ID=17928304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30403798A Expired - Fee Related JP3739949B2 (ja) 1998-08-03 1998-10-26 バイパス弁駆動装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3739949B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7540154B2 (en) 2005-08-11 2009-06-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine combustor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000130756A (ja) 2000-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4128272B2 (ja) 可変面積タービン・ノズル・セグメント
JP5010402B2 (ja) 燃焼器用の噴射組立体
KR100511184B1 (ko) 가변용량 터빈
EP0978689B1 (en) Gas turbine combustor by-pass valve device
KR101144515B1 (ko) 가변 지오메트리 터보차져의 노즐어셈블리
CA2098523C (en) Device for operating a swirler which controls combustion air of a burner for gas turbine engines
JPS61195214A (ja) ガスタ−ビン燃焼器の空気流量調整機構
KR20060113380A (ko) 가스 터빈 엔진 공기 밸브 조립체
MXPA06010315A (es) Inyector de combustible para bajo contenido de nox y estabilizacion de llama mejorada.
RU2301943C2 (ru) Устройство для камеры сгорания газовой турбины
JP4137950B2 (ja) ガスタービンエンジンの空気弁アッセンブリ
JP3739949B2 (ja) バイパス弁駆動装置
JP2852183B2 (ja) 可変空気取り入れスワラを備えた燃焼室
CN112066416A (zh) 具有燃料歧管的旋流器及包含它的燃烧室与燃气轮机
US5317863A (en) Gas turbine combustion chamber with adjustable primary oxidizer intake passageways
JP7386325B2 (ja) ガスタービンの燃焼器、及び、ガスタービン
KR102111644B1 (ko) 서로 다른 형상으로 형성된 다중스월러를 구비한 연소기 및 가스터빈
JP2870282B2 (ja) ガスタービンの燃焼器
JP4220689B2 (ja) 管継手構造、およびその管継手構造を備えた燃焼器、並びにその燃焼器を備えたガスタービン
KR100446884B1 (ko) 발전용 건식 저질소산화물 가스터빈 연소기의 가변스월연료노즐
KR102089775B1 (ko) 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈
KR102089774B1 (ko) 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈
CA2458304C (en) Gas turbine combustor by-pass valve device
CN116972412A (zh) 燃烧室结构及航空发动机
JPH04116316A (ja) 燃焼器のスワーラ

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050817

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050822

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20051018

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051104

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091111

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101111

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101111

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111111

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111111

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121111

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121111

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131111

Year of fee payment: 8

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees