JP3772021B2 - Pilot nozzle of gas turbine combustor - Google Patents
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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を点火するためのガスタービン燃焼器のパイロットノズルに関するものである。
【0002】
【従来技術】
ガスタービン燃焼器には最初に燃料を点火するパイロットノズルと呼ばれる構成部品があり、このパイロットノズルに燃料を供給してガスタービン燃焼器を点火する。以下の説明では、燃料と空気とを混合する部分を含んでパイロットノズルと呼ぶことにする。
【0003】
パイロットノズルの基材としては、ステンレス鋼がよく用いられ、特に燃焼ガスの温度上昇による基材の伸びを考慮する場合は、フェライト系のステンレス鋼を採用される。
【0004】
図7は、従来のガスタービン燃焼器のパイロットノズルの構成図であり、図7の上半分を断面図で示し、下半分を一部切り欠き外観図で示している。パイロットノズル1は、燃料と空気とを混合しその混合ガスを噴射する予混合ノズル2と、別途燃料が供給される拡散ノズル3と、予混合ノズル2の外側に設けられた外側リング4等から構成されている。
【0005】
予混合ノズル2には、燃料の流速を調整するフィン5と、燃料が供給される燃料通路6と、燃料を噴射するノズル7と、空気を取り入れる空気取入口8とが設けられている。また、外側リング4および予混合ノズル2にはネジ加工が施されており、このネジ部9により外側リング4を取り外すことができるようになっている。すなわち、ガスタービン燃焼器のメンテナンス時期には外側リング4を取り外しノズル7を点検する。
【0006】
このようなパイロットノズル1の製作にあっては、まず、丸棒材を用意しこの丸棒材から削り出しにより外側リング4を作成する。外側リング4には、メンテナンス用のネジ加工が必要であるため、外側リング4の基材を厚くする必要がある。通常、最低でも10mmの厚さを保つようにしている。
【0007】
また、予混合ノズル2も丸棒の削り出しであり、燃料通路4は機械加工にて長く細い丸孔として形成され、空気取入口8は機械加工により孔開けされる。そして、フィン5やノズル7は別部材で機械加工にて2次元の翼形状を形成され、TIG溶接のすみ肉継手により予混合ノズル2に取り付けられる。
【0008】
また、拡散ノズル3は、2重パイプで形成されサワラと2重パイプとの溶接部を有しており、TIG溶接がなされていた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来のガスタービン燃焼器のパイロットノズルでは、まず丸棒削り出しで外側リング4や予混合ノズル2の本体を製作するものでため、材料費や機械加工費が高くなり工期も長くかかる。さらに、外側リング4や予混合ノズル2の基材が厚いので、パイロットノズル1が重くなりメンテナンス時の取り外しなどが大変である。
【0010】
また、フィン5やノズル7はTIG溶接にて取り付けられているため、熱変形が大きく、溶接後にさらに機械加工が必要となることがあった。さらに、フィン5は曲率を有しているため、回転しながら追加の機械加工をする必要があり、加工費がさらに高くなっていた。
【0011】
また、予混合ノズル2の形成された燃料通路4は長いので、機械加工においても工具が破損し易く工期も長くなる。拡散ノズルについても同様であり、2重パイプとサワラとのTIG溶接部は変形が大きく燃料の供給量に影響を与えていた。
【0012】
また、パイロットノズル1の本体が重いため、メンテナンス時の簡便さを考えて、外側リング4は短くしているが、外側リング4を取り外しても、ノズル7の汚れや目詰まり状態は確認しにくいところがあった。
【0013】
本発明の目的は、熱変形を小さくし軽量化および製造時の効率アップを図ることができるガスタービン燃焼器のパイロットノズルを得ることである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルは、複数個のスリーブをレーザ溶接で接続して構成され空気の取入口と混合ガスの流速を制御するフィンとを有する予混合スワラと、複数個のスリーブをレーザ溶接で接続して構成され燃料通路から供給された燃料をノズルで霧状に噴出する予混合ノズルと、別途燃料が供給される拡散ノズルとを備えたことを特徴とする。
【0015】
請求項1の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルでは、予混合スワラは複数個のスリーブをレーザ溶接で接続して構成する。予混合スワラには空気の取入口と混合ガスの流速を制御するフィンとを設ける。同様に、予混合ノズルも複数個のスリーブをレーザ溶接で接続して構成する。予混合ノズルには燃料通路およびノズルを設け、燃料通路から供給された燃料をノズルで霧状に噴出する。拡散ノズルには別途燃料が供給される。
【0016】
請求項2の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルは、請求項1の発明において、前記予混合スワラは、燃料の噴出側に位置する円錐台型スリーブと、前記円錐台型スリーブとレーザ溶接で接続され前記フィンおよび前記空気取入口を有する燃料供給側スリーブと、前記円錐台型スリーブの先端部にレーザ溶接で接続されるリングとを備えたことを特徴とする。
【0017】
請求項2の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルでは、請求項1の発明の作用に加え、予混合スワラの燃料噴出側に位置する円錐台型スリープと燃料供給側スリーブとはレーザ溶接で接続され、燃料供給側スリーブには、フィンおよび空気取入口が設けられる。また、円錐台型スリーブの先端部にはレーザ溶接でリングが接続される。
【0018】
請求項3の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルは、請求項2の発明において、前記燃料供給側スリーブの前記フィンの取り付けは、前記燃料供給側スリーブにレーザ切断にて前記フィンの取付孔を形成し、その取付孔に前記フィンを挿入し、レーザ光による突合せ溶接にて固定するようにしたことを特徴とする。
【0019】
請求項3の発明に係わるパイロットノズルでは、請求項2の発明の作用に加え、燃料供給側スリーブにレーザ切断にてフィンの取付孔を形成し、その取付孔にフィンを挿入し、レーザ光による突合せ溶接にて固定する。
【0020】
請求項4の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルは、請求項2の発明において、前記燃料供給側スリーブの前記空気取入口の形成は、レーザ光によるレーザ切断により行うようにしたことを特徴とする。
【0021】
請求項4の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルでは、請求項2の発明の作用に加え、レーザ光によるレーザ切断により燃料供給側スリーブの空気取入口を形成する。
【0022】
請求項5の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルは、請求項1の発明において、前記予混合ノズルは、燃料の噴出側に位置する円錐台型スリーブと、前記円錐台型スリーブとリングを介してレーザ溶接で接続され前記燃料通路を形成する内側スリーブと、前記円錐台型スリーブと前記リングを介してレーザ溶接で接続され前記燃料通路を形成する外側スリーブと、前記円錐台型スリーブの先端部にレーザ溶接で接続される噴射側リングとを備えたことを特徴とする。
【0023】
請求項5の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルでは、請求項1の発明の作用に加え、予混合ノズルの燃料の噴出側に位置する円錐台型スリーブとリングとをレーザ溶接で接続し、そのリングと燃料通路を形成する内側スリーブとをレーザ溶接で接続する。同様に、そのリングと燃料通路を形成する外側スリーブとをレーザ溶接で接続する。そして、円錐台型スリーブの先端部に噴射側リングをレーザ溶接で接続する。
【0024】
請求項6の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルは、請求項5の発明において、前記予混合ノズルの燃料通路の形成は、前記内側スリーブおよび前記外側スリーブを外側アクセス方式によるレーザ溶接で接続して行うようにしたことを特徴とする。
【0025】
請求項6の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルでは、請求項5の発明の作用に加え、内側スリーブおよび外側スリーブを外側アクセス方式によるレーザ溶接で接続して予混合ノズルの燃料通路を形成する。
【0026】
請求項7の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルは、請求項5の発明において、前記予混合ノズルの前記ノズルの取り付けは、溶込み制御により部分溶け込みを可能にしたレーザ溶接にて前記ノズルを取り付けるようにしたことを特徴とする。
【0027】
請求項7の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルでは、請求項5の発明の作用に加え、溶込み制御により部分溶け込みを可能にしたレーザ溶接にてノズルを取り付ける。
【0028】
請求項8の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルは、請求項1の発明において、前記拡散ノズルは、燃料噴射側に設けられたスワラと、前記スワラにレーザ溶接で接続された2重パイプとを備えたことを特徴とする。
【0029】
請求項8の発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルでは、請求項1の発明の作用に加え、拡散ノズルの燃料噴射側に設けられたスワラには、2重パイプがレーザ溶接で接続される。
【0030】
【発明の実施形態】
以下に、本発明に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルの実施の形態を説明する。図1は本発明の実施の形態に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルの構成図である。図1の上半分を断面図で示し、下半分を一部切り欠き外観図で示している。
【0031】
パイロットノズル1は、空気取入口8と混合ガスの流速および流れ方を制御するフィン5とを有する予混合スワラ10と、燃料を霧状に噴射するノズル7と燃料通路6を有する予混合ノズル2と、別途燃料を供給する拡散ノズル3とから構成されている。
【0032】
予混合スワラ10および予混合ノズル2はスリーブ状に形成され、燃料を噴出するノズル7のメンテナンス時に点検し易くしている。すなわち、予混合スワラ10は、複数個のスリーブをレーザ溶接で接続して構成され、この予混合スワラ10には空気取入口8と混合ガスの流速を制御するフィン5とが設けられている。同様に、予混合ノズル2も複数個のスリーブをレーザ溶接で接続して構成され、予混合ノズル2には燃料通路6およびノズル7とを設け、燃料通路6から供給された燃料をノズル7で霧状に噴出する。予混合スワラ10はボルト11にて固定されている。
【0033】
パイロットノズル1における予混合スワラ10の基材は、フェライト系ステンレス鋼の例えばSUS430が用いられ、オーステナイト系ステンレス鋼に比較し線膨張係数が小さく、運転時の熱応力が抑えられている。板厚はたとえば5mmとする。
【0034】
予混合スワラ10や予混合ノズル2のスリーブは、成形加工法により形状が確保され、それらはレーザ溶接により接続される。レーザ溶接により接続されたレーザ溶接部にはO印a〜kを付けている。
【0035】
図2は、本発明の実施の形態に係わるガスタービン燃焼器の予混合スワラ10の説明図である。予混合スワラ10は、燃料の噴出側に位置する円錐台型スリーブ10aと、円錐台型スリーブ10aとレーザ溶接で接続される燃料供給側スリーブ10bと、円錐台型スリーブ10aの先端部にレーザ溶接で接続されるリング10cとから構成されている。そして、燃料供給側スリーブ10bには、フィン5および空気取入口8が設けられている。
【0036】
円錐台型スリープ10aおよび燃料供給側スリーブ10bは、ロール成形やプレス成形により形状を整え、長手溶接をレーザ溶接にて実施する。レーザ溶接部にはO印a、d、hを付けている。また、フィン5の取付孔や空気取入口8はレーザ切断され、フィン5はその取付孔に挿入され、レーザ光による突合せ溶接にて固定される。レーザ溶接に用いられるレーザ光は、C02レーザを採用するが、YAGレーザを採用しても良い。
【0037】
円錐台型スリーブ10aの成形法を説明する。平板の基材からレーザ切断により、円錐台型スリーブ10aの展開形状を切り取り、その円錐台型スリーブ10aの展開形状の平板を、図3(a)に示すように、3本のロール12を用いて成形する。また、図3(b)に示すように、レーザ切断した平板をプレス装置の下型13に挿入し、上型14で型押しして円錐台型スリーブ10aの形状を製作する。プレス装置は、最大で1000トンのプレス装置にて十分である。このようにして成形された円錐台形スリーブ10aの長手突合せ開先をレーザ溶接する。
【0038】
この成形過程でのレーザ切断の切断条件および溶接条件の一例を以下に示す。(1)レーザ切断条件
レーザ出力:1〜6kW
切断速度:100〜3000mm/min
焦点設定位置:−3〜1mm
加工ガス:酸素ガス、窒素ガス、Arガス
光学系の焦点距離:70〜200mm
(2)レーザ溶接条件
レーザ出力:4〜25kW
溶接速度:500から4000mm/min
焦点設定位置:−5〜2mm
シールドガス:He、Ar、N2ガス
集光光学系の焦点距離:100〜700mm
次に、燃料供給側スリーブ10bについても同様に成形して製作する。そして、各々のスリーブをレーザ溶接し予混合スワラ10を形成することになる。
【0039】
ここで、予混合スワラ10のレーザ溶接時には、内側にシールドガスを供給した方が裏ビードの酸化を防止することができる。また、レーザ溶接時に必要であれば、フィラーワイヤを用い溶接金属の成分を調整してもよい。
【0040】
さらにまた、レーザ溶接後の余盛(表ビード、裏ビードとも)または付着したスパッタは燃料の流れに関係のある部位について、必要に応じグラインダーなどで仕上げてもよい。
【0041】
このように、パイロットノズルの成形にあっては、丸棒の削り出しをやめて平板を成形し、レーザ溶接により接続する。つまり接続箇所に継手を形成することにより、まず基材の無駄を無くし軽量化を可能としている。さらに、レーザ溶接にて溶接するので溶接熱変形を抑制でき、最終の加工仕上げを必要としない。
【0042】
また、スリーブ化することにより製品の薄肉化を実現したので、メンテナンス時の取り扱いが容易になり、また、予混合スワラ10をボルト11により固定するので、その脱着が容易である。さらに、燃料を噴出するノズル7の点検が容易になり、メンテナンス時間が短縮できる。
【0043】
また、フィン5の取り付けは、予混合スワラ10の燃料供給側スリーブ10bの本体をレーザ切断により翼型のフィン形状を孔開けし、その取付孔にフィン5を挿入してレーザ溶接にて突合せ溶接する。したがって、従来のようなTIG溶接にて予混合ノズル2側にすみ肉溶接する場合と異なり、変形が少なくなるので溶接後にフィン5の先端の機械加工を必要としない。また、予混合スワラ10の空気取入口8はレーザ切断で形成するので、レーザ溶接部近傍など基材の硬化や残留応力が分布する範囲においても、容易に設計仕様の空気取入口8を形成することができる。
【0044】
次に、図4は予混合ノズル2の説明図であり、予混合ノズル2の形成法を示している。まず、図4(a)に示すように、内径側の内側スリーブを溶接する。すなわち、レーザー溶接部cにレーザ光を照射してレーザ溶接する。次に、図4(b)に示すように、外側スリーブ16のレーザ溶接部bにレーザ光を照射してレーザ溶接する。そして、リング17と外側スリーブ16とをレーザ溶接部eでレーザ溶接し、リング17等違わすりーぶ15とをレーザ溶接部fでレーザ溶接する。この場合、開先のレーザ溶接部e、fは、接続面を斜めに形成し、レーザ光を内側からではなく、光伝送が簡単な外側から照射する。これにより、レーザ溶接性を向上させる。
【0045】
そして、図4(c)に示すように、リング17に円錐台型スリーブ18をレーザ溶接部gでレーザ溶接して接続し、さらに、円錐台型スリープ18の先端部に噴射側リング19をレーザ溶接部iでレーザ溶接して接続する。これにより、予混合ノズル2を形成させる。これによって、レーザ溶接が容易で、かつ燃料通路6を形成することができる。
【0046】
図5は、予混合ノズル2にノズル7を取り付ける場合の説明図である。予混合ノズル2のノズル7には、燃料通路6により供給されてきた燃料を噴射するための燃料噴出口20が設けられ、このノズル7は燃料通路6を形成する外側スリーブ16に取り付けられる。ノズル7の取り付けは、溶込み制御により部分溶け込みを可能にしたレーザ溶接にて取り付けられる。
【0047】
すなわち、予混合ノズル2の外側スリーブ16にノズル7を配置しレーザ溶接する。燃料通路6にスバッタを入れずに、部分溶込み溶接(非貫通溶接)を実施する。この場合のノズル7の取り付けにあっては、燃料噴出口20の位置が重要であるので、レーザ溶接の採用によって、従来のTIG溶接による熱変形の問題点を解決することができる。
【0048】
この場合のレーザ溶接条件の一例を以下に示す。
(3)レーザ溶接条件
レーザ出力:1〜5kW
溶接速度:1000から3000mm/min
焦点設定位置:−2〜0mm
シールドガス:He、Ar、N2ガス
集光光学系の焦点距離:100〜200mm
このように、予混合ノズル2に燃料を霧状に噴射するノズル7を溶込み制御により、部分溶け込みを可能にしたレーザ溶接法にて取り付け、貫通溶接時の発生する裏波ビードのスバツタを密閉された燃料通路に残さないようにしている。
【0049】
次に、図6は本発明の実施の形態に係わるガスタービン燃焼器の拡散ノズル3の説明図である。拡散ノズル3は、燃料噴射側に設けられたスワラ21と、そのスワラ21にレーザ溶接で接続された2重パイプとを備えている。2重パイプの内側パイプ22はレーザ溶接部kでレーザ溶接され、外側パイプ23はレーザ溶接部jでレーザ溶接される。なお、図6では中心線を挟んで上側のレーザ溶接部j、kだけを示している。
【0050】
すなわち、拡散ノズル3を製作するために、まずスワラ21に内側パイプ22をレーザ溶接で非貫通溶接を実施する。次に、外側パイプ23とスワラ21とを溶接する。溶接条件は上述のレーザ溶接条件(3)のパラメータを流用する。これによって、内側パイプ22および外側パイプ23の傾きやスワラ21の変形を抑制でき、燃料供給を安定化させることができる。また、拡散ノズル3の構成部品である2重パイプ22、23とスワラ21をレーザ溶接するので、変形抑制による仕上げ工程の縮小できる。
【0051】
また、フォロースリーブの製作における溶接や冷却孔の孔開けに、レーザ溶接やレーザ光による孔開けを採用することにより、フォロースリーブの変形を抑制し機械加工の仕上げ工程を低減できる。どうように、ノズルカバーの製作についても、レーザ溶接を採用するので効率よく製造することができる。
【0052】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、パイロットノズルを効率良く製造することができ、かつ、パイロットノズルを軽量化することができる。従って、メンテナンス性も向上させることが可能で製造合理化と工程の短縮が実現できる。
【0053】
また、パイロットノズル本体の製造をロール成形やレーザ切断やレーザ溶接を用いて行うので、本体の熱変形を小さくでき加工コストも低減できる。また、予混合スワラおよび予混合ノズルをスリーブ状に形成しているので、ノズルの全体を観察でき、メンテナンス時の点検および持ち運びを容易にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係わるガスタービン燃焼器のパイロットノズルの構成図。
【図2】本発明の実施の形態に係わるガスタービン燃焼器の予混合スワラの説明図。
【図3】本発明の実施の形態における円錐台型スリーブの成形の説明図。
【図4】本発明の実施の形態に係わるガスタービン燃焼器の予混合ノズルの説明図。
【図5】本発明の実施の形態における予混合ノズルにノズルを取り付ける場合の説明図。
【図6】本発明の実施の形態に係わるガスタービン燃焼器の拡散ノズルの説明図。
【図7】従来のガスタービン燃焼器のパイロットノズルの構成図。
【符号の説明】
1 パイロットノズル
2 予混合ノズル
3 拡散ノズル
4 外側リング
5 フィン
6 燃料通路
7 ノズル
8 空気取入口
9 ネジ部
10 予混合スワラ
11 ボルト
12 ロール
13 下型
14 上型
15 内側スリーブ
16 外側スリーブ
17 リング
18 円錐台型スリーブ
19 噴射側スリーブ
20 燃料噴出口
21 スワラ
22 内側パイプ
23 外側パイプ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pilot nozzle of a gas turbine combustor for igniting a gas turbine combustor.
[0002]
[Prior art]
The gas turbine combustor has a component called a pilot nozzle that first ignites the fuel. The fuel is supplied to the pilot nozzle to ignite the gas turbine combustor. In the following description, a part that mixes fuel and air is referred to as a pilot nozzle.
[0003]
Stainless steel is often used as the base material for the pilot nozzle, and ferritic stainless steel is employed particularly when considering the elongation of the base material due to the temperature rise of the combustion gas.
[0004]
FIG. 7 is a configuration diagram of a pilot nozzle of a conventional gas turbine combustor, in which the upper half of FIG. 7 is shown in a cross-sectional view and the lower half is partially cut away and shown in an external view. The
[0005]
The
[0006]
In manufacturing such a
[0007]
The
[0008]
In addition, the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a pilot nozzle of the conventional gas turbine combustor, the main body of the
[0010]
Further, since the
[0011]
Further, since the
[0012]
Further, since the
[0013]
An object of the present invention is to obtain a pilot nozzle of a gas turbine combustor that can reduce thermal deformation, reduce weight, and increase efficiency during manufacturing.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
A pilot nozzle of a gas turbine combustor according to the invention of
[0015]
In the pilot nozzle of the gas turbine combustor according to the first aspect of the present invention, the premixing swirler is constituted by connecting a plurality of sleeves by laser welding. The premix swirler is provided with an air intake and fins for controlling the flow rate of the mixed gas. Similarly, the premix nozzle is configured by connecting a plurality of sleeves by laser welding. The premixing nozzle is provided with a fuel passage and a nozzle, and the fuel supplied from the fuel passage is ejected in a mist form by the nozzle. Separate fuel is supplied to the diffusion nozzle.
[0016]
A pilot nozzle of a gas turbine combustor according to a second aspect of the present invention is the pilot nozzle according to the first aspect of the present invention, wherein the premixing swirler is a frustoconical sleeve positioned on the fuel ejection side, the frustoconical sleeve, and laser welding. A fuel supply side sleeve having the fins and the air intake port, and a ring connected to the tip of the truncated cone sleeve by laser welding.
[0017]
In the pilot nozzle of the gas turbine combustor according to the invention of
[0018]
A pilot nozzle of a gas turbine combustor according to a third aspect of the present invention is the pilot nozzle according to the second aspect, wherein the fin of the fuel supply side sleeve is attached to the fuel supply side sleeve by laser cutting. And the fins are inserted into the mounting holes and fixed by butt welding with a laser beam.
[0019]
In the pilot nozzle according to the invention of
[0020]
According to a fourth aspect of the present invention, the pilot nozzle of the gas turbine combustor according to the second aspect of the invention is characterized in that the formation of the air intake port of the fuel supply side sleeve is performed by laser cutting with a laser beam. And
[0021]
In the pilot nozzle of the gas turbine combustor according to the invention of
[0022]
A pilot nozzle of a gas turbine combustor according to a fifth aspect of the present invention is the pilot nozzle according to the first aspect of the present invention, wherein the premixing nozzle comprises a truncated cone-shaped sleeve positioned on the fuel ejection side, the truncated cone-shaped sleeve and the ring. An inner sleeve connected by laser welding to form the fuel passage, an outer sleeve connected by laser welding via the frustoconical sleeve and the ring, and a tip of the frustoconical sleeve An injection side ring connected to the part by laser welding is provided.
[0023]
In the pilot nozzle of the gas turbine combustor according to the invention of
[0024]
The pilot nozzle of a gas turbine combustor according to the invention of
[0025]
In the pilot nozzle of the gas turbine combustor according to the invention of
[0026]
A pilot nozzle of a gas turbine combustor according to a seventh aspect of the invention is the pilot nozzle according to the fifth aspect of the invention, wherein the nozzle of the premixing nozzle is attached by laser welding that enables partial penetration by penetration control. It is characterized by attaching.
[0027]
In the pilot nozzle of the gas turbine combustor according to the invention of
[0028]
The pilot nozzle of the gas turbine combustor according to the invention of
[0029]
In the pilot nozzle of the gas turbine combustor according to the invention of
[0030]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a pilot nozzle of a gas turbine combustor according to the present invention will be described. FIG. 1 is a configuration diagram of a pilot nozzle of a gas turbine combustor according to an embodiment of the present invention. The upper half of FIG. 1 is shown in a sectional view, and the lower half is partly cut away and shown in an external view.
[0031]
The
[0032]
The
[0033]
The base material of the premixed
[0034]
The shapes of the
[0035]
FIG. 2 is an explanatory diagram of the
[0036]
The truncated
[0037]
A method for forming the
[0038]
An example of cutting conditions and welding conditions for laser cutting in this forming process is shown below. (1) Laser cutting conditions Laser output: 1 to 6 kW
Cutting speed: 100 to 3000 mm / min
Focus setting position: -3 to 1 mm
Processing gas: Oxygen gas, Nitrogen gas, Ar gas Optical system focal length: 70-200 mm
(2) Laser welding conditions Laser output: 4 to 25 kW
Welding speed: 500 to 4000 mm / min
Focus setting position: -5 to 2 mm
Shielding gas: He, Ar, N2 gas focusing optical system focal length: 100-700 mm
Next, the fuel
[0039]
Here, at the time of laser welding of the premixed
[0040]
Furthermore, surplus after laser welding (both front and back beads) or adhering spatter may be finished with a grinder or the like, if necessary, at a portion related to the flow of fuel.
[0041]
Thus, in forming the pilot nozzle, the cutting of the round bar is stopped and the flat plate is formed and connected by laser welding. In other words, by forming a joint at the connection location, first, waste of the base material is eliminated and the weight can be reduced. Furthermore, since welding is performed by laser welding, welding thermal deformation can be suppressed, and a final processing finish is not required.
[0042]
Further, since the thickness of the product is realized by forming the sleeve, the handling at the time of maintenance becomes easy, and the
[0043]
The
[0044]
Next, FIG. 4 is an explanatory diagram of the
[0045]
Then, as shown in FIG. 4C, a
[0046]
FIG. 5 is an explanatory diagram when the
[0047]
That is, the
[0048]
An example of laser welding conditions in this case is shown below.
(3) Laser welding conditions Laser output: 1 to 5 kW
Welding speed: 1000 to 3000 mm / min
Focus setting position: -2 to 0 mm
Shielding gas: He, Ar, N2 gas focusing optical system focal length: 100-200 mm
In this way, the
[0049]
Next, FIG. 6 is an explanatory view of the
[0050]
That is, in order to manufacture the
[0051]
Further, by adopting laser welding or laser light drilling for welding or cooling hole drilling in the manufacture of the follow sleeve, deformation of the follow sleeve can be suppressed and the machining finishing process can be reduced. In this way, the nozzle cover can be manufactured efficiently because it employs laser welding.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the pilot nozzle can be efficiently manufactured, and the pilot nozzle can be reduced in weight. Accordingly, maintainability can be improved, and manufacturing rationalization and process shortening can be realized.
[0053]
Further, since the pilot nozzle body is manufactured by roll forming, laser cutting, or laser welding, the thermal deformation of the body can be reduced and the processing cost can be reduced. Further, since the premixing swirler and the premixing nozzle are formed in a sleeve shape, the entire nozzle can be observed, and inspection and carrying during maintenance can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a pilot nozzle of a gas turbine combustor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram of a premixing swirler of the gas turbine combustor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory view of molding of a truncated cone type sleeve according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a premixing nozzle of a gas turbine combustor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram when a nozzle is attached to the premixing nozzle according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory view of a diffusion nozzle of the gas turbine combustor according to the embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a configuration diagram of a pilot nozzle of a conventional gas turbine combustor.
[Explanation of symbols]
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