JPH037738Y2

JPH037738Y2 -

Info

Publication number: JPH037738Y2
Application number: JP19429684U
Authority: JP
Priority date: 1984-12-21
Filing date: 1984-12-21
Publication date: 1991-02-26
Also published as: JPS61110976U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）この考案は、ガスタービン用の燃焼器に関す
る。

（従来の技術）ガスタービン用の燃焼器としては、燃焼筒に送
られる空気と燃焼ガスの流れの方向ならびに各部
の形状等によつて種々の形式のものが知られてい
るが、燃焼筒に供給される燃料の蒸発および空気
との混合を促進して、より燃焼を良好に行なわせ
るために、例えば第３図に示すように、燃焼筒１
と燃料噴射ノズル２との間に円筒形の予混合管３
を配設し、この予混合管３を通つて燃焼筒１へと
流入する空気に燃料を噴射するようにしたものが
ある（航空宇宙技術研究所資料…NAL TM−
470，1982年９月発行参照）。

燃焼筒１に接続する予混合管３の先端上流部に
燃料噴射ノズル２が取付けられ、その周囲の空気
ノズル４，５より空気が旋回器６，７を介して予
混合管３に旋回しながら流入すると共に、噴射ノ
ズル２よりその旋回流に向けて燃料が噴射され、
予混合管３を流れるのにしたがい充分に撹拌しつ
つ、予混合気として案内壁、保炎器８および旋回
器９を介し燃焼筒１へ噴出させる。

これにより、燃料の蒸発を早め、空気との混合
を促進し、燃焼筒１での良好な燃焼を確保するの
である。

、このような予混合式の燃焼器では、稀薄燃焼
が可能であり、NOx（窒素酸化物）等の排出量を
大幅に低減することができる。

なお、図示しないが点火装置は燃焼筒１の側壁
に設置され、また空気は図外のコンプレツサから
送られる。

（考案が解決しようとする問題点）ところで、このような燃焼器にあつては、予混
合管３により良好な混合気が生成されるものの、
これを再生式ガスタービンのように熱交換器を備
えたものに適用した場合には、次のような問題を
生じる。

混合気は予混合管３内を撹拌されながら流れる
が、予混合管３の管壁１０付近では、混合気の粘
性によりいわゆる境界層が形成され、管壁１０に
近いほど混合流の流れが低速となつている。

一方、再生式ガスタービンでは、燃交換器によ
り燃焼器に供給される空気の温度が高温化される
ため、予混合管３内の混合気の温度がかなりの高
温となる。

したがつて、境界層内の混合気の温度もかなり
の高温となり、このため混合気の流量が少ないと
きに境界層内の低速域の混合気が燃焼筒１内の火
炎によつて引火しやすく、逆火を招きかねないの
である。

また、混合気が予混合管３内を流れる際に、旋
回流が強いと境界層が剥離して循環流を生じるよ
うにもなる。

したがつて、混合気の温度が高温であれば、循
環流の滞留時間が長くなつたときに、その循環域
内の混合気が発火点に達し自己着火を起こしやす
いという心配がある。

この考案はこのような異常燃焼を防止すること
を目的としている。

（問題点を解決するための手段）この考案は、燃焼筒の上流側に予混合管を配設
し、燃料噴射ノズルの周囲から予混合管内に流入
する空気に燃料を噴霧し、この混合気を燃焼筒に
供給し燃焼させるようにしたガスタービン用の燃
焼器において、前記予混合管の管壁に管外から空
気を流入させる多数の小孔を設ける。

（作用）したがつて、予混合管の管壁付近に形成される
境界層には空気のみが流入するため、混合気の温
度が高温となる条件でも燃焼筒内の火炎が境界層
に引火したり、また混合気の流れが速く境界層の
剥離により循環流を生じても自己着火を起こした
りすることは確実に防止される。

（実施例）第１図は本考案の実施例を示す断面図で、１は
燃焼筒、１１は燃焼筒１に接続する円筒形の予混
合管である。

予混合管１１の先端上流部には二重に空気ノズ
ル４，５と旋回器６，７とが配設されており、そ
の旋回器６の中心に燃料噴射ノズル２が取付けら
れる。

予混合管１１と燃焼筒１との間には予混合管１
１側に突出する流線形の保炎器８が同軸上に固定
され、その回りに旋回器９が配設されている。

そして、この予混合管１１の管壁１２に管１１
の内側と外側とを連通する多数の小孔１３が設け
られる。

この小孔１３は予混合管１１の管壁１２のほぼ
全面に設けられると共に、この場合各小孔１３が
管１１の内側下流方向を向くように、例えば金型
プレス加工等によつてルーバ状に形成される。

なお、１４は燃焼器外殻で、図示しないコンプ
レツサからの空気は外殻１４で囲われた空気通路
１５を介して送られる。

このような構成により、コンプレツサから空気
通路１５に送られた空気は、燃料噴射ノズル２の
周囲の空気ノズル４，５に流入し、一部が予混合
管１１の管壁１２の多数の小孔１３から管１１内
に流入する。

空気ノズル４，５に流入した空気は旋回器６，
７により旋回しながら予混合管１１内に流入する
と共に、その旋回流に向けて燃料噴射ノズル２よ
り燃料が噴射される。

このため、予混合管１１内を流れるのにしたが
い、燃料の蒸発、空気との混合が充分に促進さ
れ、良好な混合気が生成される。

また、予混合管１１の管壁１２の各小孔１３か
ら流入した空気は管壁１２に沿つて流れ、徐々に
前記混合気と合流される。そして、混合気と同様
さらに旋回器９を介して燃焼筒１へと噴出され
る。

即ち、燃焼筒１の周縁部に供給される混合気の
濃度はいくらか薄くなるが、保炎器８の回りでは
良好な混合気が供給され、これにより燃焼筒１内
での最適な燃焼が確保される一方で、予混合管１
１の管壁１２付近では空気のみの流れとなるので
ある。

したがつて、再生式ガスタービンのように燃焼
器に供給される空気の温度がかなりの高温となる
条件でも、予混合管１１の管壁１２付近に形成さ
れる境界層低速域に燃焼筒１内の火炎が引火する
ような心配はなく、逆火を確実に防止することが
できる。

また、予混合管１１内を流れる混合気の旋回流
が強いと、管壁１２付近の境界層が剥離して循環
流を生じるようになるが、この循環流は空気のみ
となるので、同じく供給空気の温度が高温となる
条件であつても、循環流が着火することは防止で
きる。

特に、これにより混合気に与える旋回流を大幅
に強めることも可能となり、このため燃料と空気
との混合を充分に促進できるため、予混合管１１
の管長を極力短縮することが可能となる。

又、予混合管１１自体の冷却効果も得られるの
でその耐久性を向上させることができる。

第２図は本考案の他の実施例で、予混合管１６
を焼結金属や発泡セラミツクス等の多孔質材料に
より形成したものである。

この場合、多孔質材料により予混合管１６の管
壁１７全面に均一な小孔が得られ、したがつて管
壁１７全面に均一な空気層を形成することができ
る。

（考案の効果）以上のように本考案によれば、予混合管の管壁
に管外から空気を流入させる多数の小孔を設けた
ので、供給空気の温度が高温となる再生式ガスタ
ービン等に適用した場合でも、予混合管内の混合
気に燃焼を起こす逆火や自己着火等の異常燃焼を
確実に防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す断面図、第２図
は本考案の他の実施例を示す断面図、第３図は従
来例の断面図である。１……燃焼筒、２……燃料噴射ノズル、１１…
…予混合管、１２……管壁、１３……小孔、１６
……予混合管。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

燃焼筒の上流側に予混合管を配設し、燃料噴射
ノズルの周囲から予混合管内に流入する空気に燃
料を噴霧し、この混合気を燃焼筒に供給し燃焼さ
せるようにしたガスタービン用の燃焼器におい
て、前記予混合管の管壁に管外から空気を流入さ
せる多数の小孔を設けたことを特徴とするガスタ
ービン用の燃焼器。