JPH0233418A - ガスタービン用燃料空気スワラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はガスタービンの燃料ノズルに設けられてガス燃
料と空気とを混合するガスタービン用燃料空気スワラに
関する。

（従来の技術） ガスタービンは第１４図に示すように圧縮器１゜燃焼器
２及びガスタービン３の組合せによって構成されている
。そして大気４は圧縮器１によって圧縮されて燃焼器２
へ導かれる。ここで燃料５が加えられて燃焼することに
より、高湿高圧の燃焼ガスを発生してタービン３へ流入
する。このタービン３で燃焼ガスが膨張して動力が発生
して発電機Ｇを駆動することになる。

燃焼器２の入口に燃料ノズルを備えており、この燃料ノ
ズルに設けた燃料・空気スワラによってガス燃料と空気
とは充分に混合される。すなわち、圧縮器１から吐出し
た空気４は、燃料・空気スワラを通って燃焼器２内へ旋
回流になって流入する。

ガス燃料５も燃料空気スワラ内で空気の流れに混入して
燃焼器２内へ流入するよう構成されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしてこの種のガスタービンにおいて、ガス燃料がし
ＮＧ、ＬＰＧなどの高カロリのガスであればさほど問題
はないが、高炉ガス（ＢＦＧ）や石炭ガスなどのように
１０００〜１５００Ｋｃａｌ／Ｎｍ３程度の低カロリガ
スを使用した場合、同じ熱量を投入するためには、低カ
ロリであるがゆえに多量の体積流ｍを流す必要がある。

この場合従来のように空気流の中に燃料を吹き込むもの
では、空気流への混合穴の大きざには限度があり、必要
流量を流すためには、燃料ガスの元圧を非常に高くする
必要があり、これはプラント性能上から不利となる。ま
た、ｃｏガスの多い低カロリガスは、燃焼しにくいため
、燃料と空気とを十分によく混合する必要があるが、従
来の燃料空気スワラでは不十分であった。

本発明の目的は、低カロリのガス燃料の通過部分を大き
くとり、かつガス燃料と空気とが十二分に混合するガス
タービン用燃料空気スワラを提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のガスタービン用燃料空気スワラは、ガスタービ
ンプラントの燃焼器の燃料ノズルの下流に必ってガス燃
料と空気とを燃焼器内に導く燃料空気スワラにおいて、
前記ガス燃料と空気とがそれぞれ旋回しながら層状にな
って流入するガス燃料通路と空気通路とを交互に設けた
ことを特徴とするものである。

（作　用） 本発明においては、空気とガス燃料とを交互に層状に流
すため、燃焼器内で乱流混合し、ＣＯ等の燃えにくい燃
料を短時間で効率よく燃焼さぼることができる。

（実施例） 以下本発明を図面を示す実施例を参照して説明する。ま
ず本発明による燃料空気スワラを設けた燃料ノズルの全
体図を示す第１図において、この燃料ノズル１０はガス
燃料と液体燃料の２種燃料を使用できるタイプで構成さ
れている場合を示している。すなわち燃料ノズル１０の
ボディにガス燃料５が供給されるガス燃料用フランジ１
１と、液体撚ＩＩ５′が供給される液体燃料用フランジ
１２と、この液体燃料を霧化する空気が供給されるア１
ヘマイジングエア用フランジ１３とが設けられ、ガス燃
料５は矢示のように燃料ノズル本体１０ａの周りを流れ
てその出口に設けた本発明による燃料空気スワラ２０に
流入する。

この本発明による燃料空気スワラ２ｏは、第２図ないし
第６図に示すように平行する風胴外輪２１゜２．２と風
胴内輪２３との間に複数のフィン２４を設けて所要数の
旋回通路を形成する。また風胴外輪２１゜２２の間のフ
ィン２４の間を−っおきに盲板２５で閉塞し、その空い
た通路を空気通路２６とする。ざらに第３図に示すよう
に風胴外輪２１と内輪２３との間に設けたフィン２４の
相互間を一つおきに盲板２７で閉塞し、その空いた通路
を燃料通路２８としている。

したがって、本発明による燃料空気スワラ２０において
は、第１図および第５図に示すように空気４は一つおき
の空気通路２６から半径方向にスワラ２０内に流入し、
９０度方向に方向を変えてスワラ軸方向に旋回して燃焼
室内に流出してゆく。またガス燃料５は、スワラ軸方向
からガス燃料通路２８に入り旋回して右側の燃焼室内に
流出していく。

このように本発明による燃料空気スワラ２０を設けるこ
とにより、ガス燃料の噴出口を十分大きくとることがで
きるため、体積流量の大きな低カロリガスを用いる場合
でも、燃料の元圧を上げる必要なく、所定の流量を流す
ことができる。また本発明においては、空気通路２６と
ガス燃料通路２８とが第１２図に示すように交互に位置
することから、空気とガス燃料とが交互に層状に流れる
ことになり、燃焼器ライナ内で乱流混合してＣＯ等の燃
えにくい燃料を短時間で効率よく燃焼させることが可能
である。

次に第７図ないし第１１図に示す他の実施例においては
、ガス燃料通路２８又は空気通路２６内に部分フィン２
４′を平行に設けたことを特徴とするものである。この
実施例では燃料通路２８を部分フィン２４′で途中まで
２つに分けた例を示しているが、空気通路２６又は両通
路２８．２６に設けてもよい。

空気４とガス燃料５との通路面積は、流す流量とスワラ
２０の前後差圧で決定されるが、面積が広くすなわち扇
形の開の角が大きい場合は、第１２図に示すようにフィ
ン２４の間隔が大きいと点線矢示のように吹き扱けが生
じ、燃料５と空気４とが層状に流れずに混合が十分に行
なわれない。

本実施例においては、第１３図に示すようにガス燃料通
路２８にフィン２４と並行に部分フィン２４′を設ける
ことにより、ガス燃料５の吹き扱けが抑えられてガス燃
料５および空気４は層状に流れて十分に混合することに
なる。

なお部分フィン２４′を中心部までつながる完全なフィ
ンにしてもこの効果を得ることができるが、この場合は
中心部にて流路が狭くなり、流体の流れが悪くなるため
、金属温度が上昇して焼損が生じる。この理由から部分
フィン２４′の方が効果的である。

［発明の効果］ 以上のように本発明によれば、ガス燃ＩＩと空気とが交
互に層状になって流れるよう構成したことにより、ガス
燃料の噴出口を十分大きくとることができ、体積流量の
大きな低カロリ燃料を用いる場合でも、燃料の元圧を上
げる必要がなく、所定の流量を流すことができる。

また空気とガス燃料を交互に層状に流すため、燃焼器ラ
イナ内で乱流混合し、ＣＯ等の燃えにくい燃料を短時間
で効率よく燃焼させることが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のガスタービン用燃料空気スワラを設け
た状態を示す燃料ノズルの一部欠截正面図、第２図は本
発明のガスタービン用燃料空気スワラの一実施例を示す
正面図、第３図および第４図は第２図の左側面図および
右側面図、第５図は第２図の縦断正面図、第６図は第５
図のｖｔ　−ｖｔ線に沿う断面図、第７図は本発明のガ
スタービン用燃料空気スワラの他の実施例を示す正面図
、第８図および第９図は第７図の左側面図および右側面
図、第１０図は第７図の縦断正面図、第１１図は第９図
のＸＩ　−ＸＩ線に沿う断面図、第１２図は本発明の燃
料空気スワラのガス燃Ｆｌおよび空気の流れを説明する
ための概略図、第１３図は本発明の他の実施例のガス燃
料および空気の流れを説明するための概略図、第１４図
は一般のガスタービンの概略構成図である。 １・・・圧縮器、　　　２・・・燃焼器３・・・タービ
ン、　　４・・・空気 ５・・・燃料、　　　　Ｇ・・・発電機１０・・・燃料
ノズル １１・・・ガス燃料用７ランジ １２・・・液体燃料用フランジ １３・・・アトマイジングエア用フランジ２０・・・燃
料空気スワラ ２１、２２・・・風胴外輪２１．２２ ２３・・・風胴内輪、２４・・・フィン２５、２７・・
・盲板、２６・・・空気通路２８・・・ガス燃料通路 ２４′　・・・部分フィン （８７３３）代理人　弁理士　猪　股　祥　晃（ほか　
１名） 第１図 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスタービンプラントの燃焼器の燃料ノズルの下流にあ
   つてガス燃料と空気とを燃焼器内に導く燃料空気スワラ
   において、前記ガス燃料と空気とがそれぞれ旋回しなが
   ら層状になつて流入するガス燃料通路と空気通路とを交
   互に設けたことを特徴とするガスタービン用燃料空気ス
   ワラ。