JP5508100B2 - 燃焼器及び燃焼器の改造方法 - Google Patents
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Description
前述のように、空気孔21から噴出する燃料と空気の混合気は螺旋状に旋回半径を拡大しながら流れて円錐状の火炎を形成する。そのため、隣接する外周バーナ50の火炎同士が互いに接するような燃焼器軸方向の下流位置においては、起動用バーナの混合気噴流は時計方向に、外周バーナの混合気噴流は反時計方向に回転する。
角度の開始位置は外周バーナ50の中心51から燃焼器ライナー3内面に下ろした垂線にとり、旋回方向を遡る方向(本実施例では時計回り方向)に角度の増加を定義し、角度の単位は全円を360度とする単位を使用する。また3列目空気孔に与える旋回角をθ°と定義する。また、3列目空気孔に与える内傾角をφ°とし、内傾角を空気孔21−3入口(燃料ノズル側)でのピッチ円と空気孔21−3出口(燃焼室側)でのピッチ円の半径の差Δと空気孔プレート20の厚さtで次式(3)で定義される角度とする。
2 燃焼器外筒
3 燃焼器ライナー
4 燃焼器尾筒
5 圧縮機
6 タービン
7 車室
8 燃焼器エンドカバー
10 圧縮空気
11 冷却空気
12 燃焼用空気
13 燃焼ガス
14 燃料
14a 燃料遮断弁
15a,16a 燃料圧力調整弁
15b,16b 燃料流量調節弁
17 起動用燃料
18 外周バーナ燃料
19,19−1,19−2,19−3 混合気
20 空気孔プレート
21,21−1,21−2,21−3 空気孔
22 燃料ノズル
23 燃料分配器
30 火炎
31 旋回流
32 循環流
40 起動用バーナ
41 油燃料用噴射ノズル
50 外周バーナ
51 バーナ中心
52 3列目空気孔ピッチ円半径
53 外周バーナ中心から燃焼器ライナーに下ろした垂線と隣接する外周バーナ中心51を結んだ直線のなす角
54 干渉回避部分
60 冷却空気孔
61 外周バーナ中心から燃焼器ライナー内面までの距離
62 隣接する外周バーナ中心を結んだ直線距離
Claims (13)
- 燃料を噴出する複数の燃料ノズルと、
前記燃料ノズルから噴出された燃料と空気とを燃焼室に供給する、中心を同じくした複数の円のそれぞれに沿って複数ずつ配置された空気孔を有する空気孔群を複数単位備えた空気孔プレートとを有し、
前記空気孔に、前記複数の空気孔群それぞれに対応して前記中心を中心に回転する旋回流が形成されるように旋回角が設けられた燃焼器において、
第一の中心の周りに複数の第二の中心が配置され、
前記第一の中心を中心とする円に沿って配置された第一の空気孔群により形成される旋回流と、前記第二の中心を中心とする円に沿って配置された第二の空気孔群により形成される旋回流とが逆回転になるように構成されていることを特徴とする燃焼器。 - 燃料を噴出する燃料ノズルと、
前記燃料ノズルから噴出された燃料と空気とを燃焼室に供給する、中心を同じくした複数の円のそれぞれに沿って複数ずつ配置された空気孔を有する空気孔群を複数単位備えた空気孔プレートとを有し、前記空気孔に旋回角が設けられた燃焼器において、
少なくとも一つの空気孔群の、最外周円に沿って配置された空気孔の隣接空気孔間隔について、等間隔でない部分を有することを特徴とする燃焼器。 - 請求項1または2の燃焼器において、
第一の中心の周りに複数の第二の中心が配置され、
前記第一の中心を中心とする円に沿って配置された第一の空気孔群の最外周円に沿って配置された空気孔の隣接空気孔間隔は等間隔であり、
前記第二の中心を中心とする円に沿って配置された第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された空気孔の隣接空気孔間隔について、等間隔でない部分を有することを特徴とする燃焼器。 - 請求項1または3の燃焼器において、
前記第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された複数の空気孔について、
前記第一の中心と前記第二の中心をつなぐ直線の、前記第二の中心から前記第一の中心とは逆方向に伸びる部分を基準として、前記第二の空気孔群により形成される旋回流の回転方向で少なくとも150度までに配置された空気孔の隣接空気孔間隔が等間隔であることを特徴とする燃焼器。 - 請求項1,3,4の何れかの燃焼器において、
前記第二の空気孔群の空気孔から供給された燃料と空気とから生成された燃焼ガスによる燃焼室壁へのダメージを低減するように、前記第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された複数の空気孔について、等間隔でない部分を有することを特徴とする燃焼器。 - 請求項1,3〜5の何れかの燃焼器において、
前記第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された複数の空気孔について、空気孔が設けられていない領域を有し、
前記第一の中心と前記第二の中心をつなぐ直線の、前記第二の中心から前記第一の中心とは逆方向に伸びる部分を基準として、前記第二の空気孔群により形成される旋回流の回転方向の逆方向で、
前記領域の起点が10度から120度の範囲内にあり、前記領域の終点が80度から210度の範囲内にあることを特徴とする燃焼器。 - 請求項1,3〜6の何れかの燃焼器において、
前記第二の空気孔群の空気孔から供給された流体が、他の空気孔群から供給された流体と干渉することを抑制するように、前記第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された複数の空気孔について、等間隔でない部分を有することを特徴とする燃焼器。 - 請求項1,3〜7の何れかの燃焼器において、
前記第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された複数の空気孔について、空気孔が設けられていない領域を有し、
前記第二の中心と、前記第二の空気孔群と隣接する空気孔群の中心とをつなぐ直線を基準として、前記第二の空気孔群により形成される旋回流の回転方向の逆方向で、
前記領域の起点が10度から65度の範囲内にあり、前記領域の終点が起点から40度から60度の範囲内にあることを特徴とする燃焼器。 - 請求項1,3〜8の何れかの燃焼器において、
前記空気孔プレートの外側に位置する燃焼器ライナーを備え、
前記第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された複数の空気孔について、
前記第二の中心から前記燃焼器ライナーの内面までの距離をL 1 とし、
前記第二の中心と周方向に隣接する他の第二の中心とを結んだ直線距離をL 2 とし、
前記第二の空気孔群の空気孔が配置される最外周のピッチ円の半径をrとし、
角度の開始位置を前記第二の中心から前記燃焼器ライナーの内面に下ろした垂線とし、旋回方向を遡る方向に角度の増加を定義して、
前記第二の中心から前記燃焼器ライナー内面に下ろした垂線と、前記第二の中心と隣接する前記他の第二の中心とを結んだ直線のなす角をαとし、
前記第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された複数の空気孔の旋回角をθとし、
前記第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された複数の空気孔の直径をdとした場合に、
前記第一の中心と前記第二の中心をつなぐ直線の、前記第二の中心から前記第一の中心とは逆方向に伸びる部分を基準として、前記第二の空気孔群により形成される旋回流の回転方向の逆方向で、
起点が式(1)のψ 1 で示され終点が式(2)のψ 2 で表される範囲に空気孔を備えないことを特徴とする燃焼器。 - 請求項1,3〜9の何れかの燃焼器において、
前記第一の空気孔群を介して前記燃焼室に燃料を噴出する燃料ノズルに燃料を供給する第一の燃料供給系統と、前記第二の空気孔群を介して前記燃焼室に燃料を噴出する燃料ノズルに燃料を供給する第二の燃料供給系統とを有することを特徴とする燃焼器。 - 請求項1,3〜10の何れかの燃焼器において、
前記第二の空気孔群の空気孔に、前記第二の中心に向かって内向きに傾斜するよう内傾角を設けていることを特徴とする燃焼器。 - 燃料を噴出する燃料ノズルと、
前記燃料ノズルから噴出された燃料と空気とを燃焼室に供給する、中心を同じくした複数の円のそれぞれに沿って複数ずつ配置された空気孔を有する空気孔群を複数単位備えた空気孔プレートとを有し、前記空気孔に旋回角が設けられた燃焼器の運転方法において、
前記空気孔プレートとして、第一の中心の周りに複数の第二の中心が配置され、前記第一の中心を中心とする円に沿って配置された第一の空気孔群と、前記第二の中心を中心とする円に沿って配置された第二の空気孔群とを備え、前記第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された空気孔の隣接空気孔間隔について、等間隔でない部分を有する空気孔プレートを用い、
前記第二の空気孔群の空気孔から供給された流体が、その燃焼反応が終わる前に燃焼室壁の消炎距離内へ到達することを抑制することを特徴とする燃焼器の運転方法。 - 燃料を噴出する燃料ノズルと、
前記燃料ノズルから噴出された燃料と空気とを燃焼室に供給する、中心を同じくした複数の円のそれぞれに沿って複数ずつ配置された空気孔を有する空気孔群を複数単位備えた空気孔プレートとを有し、前記空気孔に旋回角が設けられた燃焼器の運転方法において、
前記空気孔プレートとして、第一の中心の周りに複数の第二の中心が配置され、前記第一の中心を中心とする円に沿って配置された第一の空気孔群と、前記第二の中心を中心とする円に沿って配置された第二の空気孔群とを備え、前記第二の空気孔群の最外周円に沿って配置された空気孔の隣接空気孔間隔について、等間隔でない部分を有する空気孔プレートを用い、
前記第二の空気孔群の空気孔から供給された流体が、他の空気孔群から供給された流体と干渉することを抑制することを特徴とする燃焼器の運転方法。
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