JPH04124522A - Fuel feeding method for combustion device, fuel feeding system, and diffusion fuel nozzle - Google Patents

Fuel feeding method for combustion device, fuel feeding system, and diffusion fuel nozzle

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JPH04124522A
JPH04124522A JP24410790A JP24410790A JPH04124522A JP H04124522 A JPH04124522 A JP H04124522A JP 24410790 A JP24410790 A JP 24410790A JP 24410790 A JP24410790 A JP 24410790A JP H04124522 A JPH04124522 A JP H04124522A
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JP
Japan
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fuel
diffusion
load
flow rate
nozzle
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Application number
JP24410790A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichi Kirikami
桐上 清一
Nobuyuki Iizuka
飯塚 信之
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PURPOSE:To sharply reduce NOX concentration and to prevent the occurrence of failure in ignition or unstable combustion in a combustor by a method wherein after a load is increased to a value higher than a set point, for example, 25%, in the middle of a combustion device, a part of fuel is caused to bypass the premixture fuel nozzle side, and a charging fuel flow rate is decreased with the increase in a load. CONSTITUTION:At a 25% or less load being a set point in the middle between a 0% load and during the starting of a gas turbine and a 100% rated load, only a fuel flow rate regulating valve 4 of a diffusion fuel system 2 is opened by a controller 6 for fuel and fuel is charged only through a diffusion fuel nozzle 31. When a total fuel flow rate available when the rated load of a gas turbine is 100% is 100%, operation is effected in a manner that a fuel flow rate F1 is increased from approximate 20% to 40% according to the increase of the load of the gas turbine. After the load of the gas turbine is increased to 25% or more, in addition to the fuel flow rate regulating valve 4 of the diffusion fuel system 2, a fuel flow rate regulating valve 5 of a premixture fuel system 3 and fuel bypass valve 29 of a fuel bypass system 28 are opened by a controller 6 for fuel, and kept at a constant state so that a predetermined set flow rate, for example, 37.5%, can be fed.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ガスタービン、ジェットエンジンおよびボイ
ラ等の燃焼装置に対する燃料供給方法と燃料供給系統と
拡散燃料ノズルに係り、特に窒素酸化物(以下、「N○
ス」という。)濃度を大幅に低減でき、しかも燃焼安定
化に好適な燃焼装置の燃料供給方法と、これを実施する
ための燃料供給系統と、これに使用する拡散燃料ノズル
レこ関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a fuel supply method, a fuel supply system, and a diffusion fuel nozzle for combustion devices such as gas turbines, jet engines, and boilers. , “N○
It's called "S". ) A fuel supply method for a combustion device that can significantly reduce the concentration and is suitable for stabilizing combustion, a fuel supply system for carrying out the method, and a diffusion fuel nozzle used for the method.

[従来の技術] 第5図は従来一般に使用されているガスタービンの燃料
供給系統を示す系統図、第6図は第5図に示す燃料供給
系統で使用してしする拡散燃料ノズルを半径方向の切断
面で切断した拡大断面図である。
[Prior Art] Fig. 5 is a system diagram showing a fuel supply system of a gas turbine commonly used in the past, and Fig. 6 shows a diffusion fuel nozzle used in the fuel supply system shown in Fig. 5 in the radial direction. FIG.

その第5図に示す従来の燃料供給系統では、燃料系統1
に拡散燃料系統2と予混合燃料系統3とが接続されてい
る。
In the conventional fuel supply system shown in FIG.
A diffusion fuel system 2 and a premix fuel system 3 are connected to.

前記拡散燃料系統2には燃料流量調節弁4が設けられて
おり、予混合燃料系統3には他の燃料流量調節弁5が設
けられている。前記燃料流量調節弁4,5は、燃料用コ
ントローラ6に接続されている。
The diffusion fuel system 2 is provided with a fuel flow control valve 4, and the premix fuel system 3 is provided with another fuel flow control valve 5. The fuel flow control valves 4 and 5 are connected to a fuel controller 6.

前記拡散燃料系統2は燃焼器7の拡散燃料ノズル14に
接続されており、予混合燃料ノズル18は燃焼器7の予
混合燃料フランジ11に形成された予混合燃料通路16
に接続されている。
The diffusion fuel system 2 is connected to the diffusion fuel nozzle 14 of the combustor 7, and the premix fuel nozzle 18 is connected to the premix fuel passage 16 formed in the premix fuel flange 11 of the combustor 7.
It is connected to the.

前記燃焼器7は、同一中心線上に連結されていて圧力室
を構成している第1.第2の外筒8,9と、第1の外筒
8の端部に取り付けられたエンドカバー10と、予混合
燃料通路16を有しかつ前記第1、第2の外筒8,9間
に取り付けられた予混合燃料フランジ11と、前記第1
.第2の外筒8,9の中心部に設置された燃焼器副室1
2と、この燃焼器副室12と同一中心線上に配置されか
つ前記第2の外筒9側に設置された燃焼器主室13と、
拡散燃料ノズル14と、前記第1の外筒8の内部に形成
された前側環状空気通路15と、前記予混合燃料フラン
ジ11の内周側でかつ前記燃焼器副室12の外周側に設
けられ予混合燃料通路16に連通された予混合燃料マニ
ホールド17と、前記燃焼器副室12の外周側で円周方
向に等間隔をおいて複数個配置されかつ一端部は前記予
混合燃料マニホールド17に接続され他端部は燃焼器主
室13側に向けて設けられた予混合燃料ノズル18と、
前記燃焼器副室12の端部外周側に配置されかつ一端部
は予混合燃料ノズル18の外側を囲むように形成され他
端部は燃焼器主室13に臨ませて設けられた予混合器1
9と、前記第2の外筒9の端部に連結された圧縮空気導
入部20と、この圧縮空気導入部20から第2の外筒9
の内部にわたって形成された後側環状空気通路21とを
備えて構成されている。なお、前記燃焼器副室12はサ
ポート(図示せず)を介して第1の外筒8に支持され、
燃焼器主室13は他のサポート(図示せず)を介して第
2の外筒9に支持され、予混合器19は予混合燃料フラ
ンジ11に固定されている。
The combustor 7 includes a first combustor 7 connected on the same center line and forming a pressure chamber. It has a second outer cylinder 8, 9, an end cover 10 attached to the end of the first outer cylinder 8, and a premixed fuel passage 16, and is located between the first and second outer cylinders 8, 9. a premixed fuel flange 11 attached to the first fuel flange 11;
.. Combustor subchamber 1 installed in the center of the second outer cylinders 8 and 9
2, a combustor main chamber 13 disposed on the same center line as this combustor subchamber 12 and installed on the second outer cylinder 9 side;
a diffusion fuel nozzle 14; a front annular air passage 15 formed inside the first outer cylinder 8; A premixed fuel manifold 17 communicated with the premixed fuel passage 16, and a plurality of premixed fuel manifolds 17 arranged at equal intervals in the circumferential direction on the outer peripheral side of the combustor subchamber 12, one end of which is connected to the premixed fuel manifold 17. a premixed fuel nozzle 18 which is connected and whose other end is provided toward the combustor main chamber 13 side;
A premixer is disposed on the outer peripheral side of the end of the combustor subchamber 12, one end is formed so as to surround the outside of the premixed fuel nozzle 18, and the other end is provided facing the combustor main chamber 13. 1
9, a compressed air introduction part 20 connected to the end of the second outer cylinder 9, and a compressed air introduction part 20 connected to the second outer cylinder 9.
A rear annular air passage 21 is formed throughout the inside of the air passage. Note that the combustor subchamber 12 is supported by the first outer cylinder 8 via a support (not shown),
The combustor main chamber 13 is supported by the second outer cylinder 9 via another support (not shown), and the premixer 19 is fixed to the premix fuel flange 11.

前記拡散燃料ノズル14は、第6図に示すように。The diffusion fuel nozzle 14 is as shown in FIG.

拡散燃料フランジ22と、拡散燃料導入管23を有しか
つ前記拡散燃料フランジ22の一方の面に取り付けられ
たスリーブ24と、截頭円錐型に形成されかつ頭部に拡
散燃料ノズル孔26を有し前記拡散燃料フラン−ジ22
の他方の面に固定されたチップ25と、このチップ25
の外側に設けられた空気旋回翼27とを備えて構成され
ている。また、この拡散燃料ノズル14は第1図に示す
ように、前記拡散燃料フランジ22を介して、燃焼器7
のエンドカバー10に取リ付けられている。
A diffusion fuel flange 22, a sleeve 24 having a diffusion fuel inlet pipe 23 and attached to one side of the diffusion fuel flange 22, and a truncated cone-shaped sleeve 24 having a diffusion fuel nozzle hole 26 in the head. The diffusion fuel flange 22
a chip 25 fixed to the other surface of the chip 25;
The air swirler 27 is provided on the outside of the air swirler. Further, as shown in FIG. 1, this diffusion fuel nozzle 14 is connected to the combustor 7 through the diffusion fuel flange 22.
It is attached to the end cover 10 of.

そして、前記従来の燃料供給系統では、燃料系9統1よ
り燃料200を供給し、ガスタービン(図示せず)の起
動時の負荷O%から定格負荷100%までの途中に設定
された設定点である例えば負荷25%未満では燃料10
0を拡散燃料系統2に供給し。
In the conventional fuel supply system, fuel 200 is supplied from the fuel system 9 line 1, and a set point is set midway between the load 0% at startup of the gas turbine (not shown) and the rated load 100%. For example, when the load is less than 25%, the fuel 10
0 to the diffusion fuel system 2.

燃料流量調節弁4を通じて拡散燃料ノズル14がら燃焼
器副室12に噴射する。一方、前側環状空気通路15に
空気104が導入され、その空気104は燃焼器副室1
2に設けられた空気孔(図示せず)から流入し5空気旋
回翼27により旋回される。前記拡散燃料ノズル14か
ら噴射された拡散燃料101は、空気旋回翼27により
旋回された空気104と混合され、燃焼器副室12で燃
焼され、拡散炎(図示せず)が形成される。
The fuel is injected into the combustor sub-chamber 12 from the diffusion fuel nozzle 14 through the fuel flow control valve 4 . On the other hand, air 104 is introduced into the front annular air passage 15, and the air 104 is introduced into the combustor subchamber 1.
The air flows in from an air hole (not shown) provided in 2 and is swirled by an air swirler 27. The diffusion fuel 101 injected from the diffusion fuel nozzle 14 is mixed with the air 104 swirled by the air swirler 27 and combusted in the combustor subchamber 12 to form a diffusion flame (not shown).

ついで、ガスタービンの負荷が前記25%以上に上昇し
てからは、拡散燃料ノズル14へ全燃料流量の約30%
を供給し、予混合燃料系統3→燃料流量調節弁5→予混
合燃料通路16→予混合燃料マニホールド17を経由し
て予混合燃料ノズル18へ全燃料流量の約70%を供給
する。
Then, after the load on the gas turbine increases to above 25%, about 30% of the total fuel flow is sent to the diffusion fuel nozzle 14.
Approximately 70% of the total fuel flow is supplied to the premix fuel nozzle 18 via the premix fuel system 3 → fuel flow rate control valve 5 → premix fuel passage 16 → premix fuel manifold 17.

前記予混合燃料ノズル18に供給された予混合燃料10
2は、予混合器】9に噴射される。一方、前記予混合器
19には圧縮空気導入部20と第2の外筒9とにわたっ
て形成された後側環状空気通路21を通って圧縮空気1
05が導入される。そして、予混合器19で前記噴射さ
れた予混合燃料102と圧縮空気105とが予混合され
、この予混合された予混合燃料102と圧縮空気105
の混合物106は、予混合器19の出口部で、燃焼器副
室12で形成された拡散炎を火種として燃焼する。
Premixed fuel 10 supplied to the premixed fuel nozzle 18
2 is injected into the premixer ]9. On the other hand, the compressed air 1 passes through the rear annular air passage 21 formed across the compressed air introduction part 20 and the second outer cylinder 9 to the premixer 19.
05 will be introduced. Then, the injected premixed fuel 102 and compressed air 105 are premixed in the premixer 19, and the premixed premixed fuel 102 and compressed air 105 are premixed.
The mixture 106 is combusted at the outlet of the premixer 19 using the diffusion flame formed in the subcombustor chamber 12 as a spark.

前記予混合器19の出口部で、予混合燃料102と圧縮
空気105の混合物106が燃焼するに伴い、燃焼器主
室13で高温高圧の燃焼ガス(図示せず)が生成され、
その燃焼ガスはガスタービンに導入され、ガスタービン
で前記燃焼ガスの持つ熱エネルギーが機械的エネルギー
に変換され、ガスタービンを回転駆動し、仕事をする。
As the mixture 106 of the premixed fuel 102 and compressed air 105 burns at the outlet of the premixer 19, high temperature and high pressure combustion gas (not shown) is generated in the combustor main chamber 13,
The combustion gas is introduced into a gas turbine, where the thermal energy of the combustion gas is converted into mechanical energy, which rotates the gas turbine and performs work.

なお、この種ガスタービンの燃料供給に関連する技術と
しては、他に特開平1−139919号公報に記載の技
術がある。
In addition, as a technology related to fuel supply for this type of gas turbine, there is another technology described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-139919.

[発明が解決しようとする課題] ところで、前記従来技術において、ガスタービンの負荷
が前記25%以上に上昇してから、仮に拡散燃料ノズル
14からのみ燃料を供給し、燃焼させると、第7図に破
線で示し、かつ符号Aで示すように、ガスタービンの負
荷が上昇するに伴って、NOx濃度が上昇する。
[Problems to be Solved by the Invention] In the prior art, if fuel is supplied only from the diffusion fuel nozzle 14 and combusted after the load on the gas turbine increases to 25% or more, as shown in FIG. As shown by the broken line and indicated by the symbol A, as the load on the gas turbine increases, the NOx concentration increases.

これに対して、ガスタービンの負荷が前記25%以上に
上昇してからは、拡散燃料ノズル14と予混合燃料ノズ
ル18の両方から燃料を供給し、燃焼させると、同第7
図に実線で示し、かつ符号Bで示すように、NOx濃度
が低下する。
On the other hand, after the load on the gas turbine increases to 25% or more, if fuel is supplied from both the diffusion fuel nozzle 14 and the premix fuel nozzle 18 and is combusted,
As shown by the solid line in the figure and indicated by the symbol B, the NOx concentration decreases.

ところが、従来技術ではガスタービンの負荷が25%を
越えた時点からの拡散燃料流量が、全燃料流量の約30
%と比較的多く、低NOx化には限界がある。なお、ガ
スタービンの負荷が前記25%以上に上昇してからの、
拡散燃料流量の全燃料流量に占める比率を低くし、予混
合燃料流量の全燃料流量に占める比率を高くすれば、さ
らに低NOx化を促進することができることは、試験設
備や実機での実験で実証されている。例えば、前記負荷
が25%以上に上昇してがらの、拡散燃料流量の全燃料
流量に占める比率を、定格負荷で5%とし。
However, in the conventional technology, the diffused fuel flow rate from the point when the gas turbine load exceeds 25% is approximately 30% of the total fuel flow rate.
%, and there is a limit to reducing NOx. In addition, after the load of the gas turbine increases to the above 25% or more,
Experiments using test equipment and actual equipment have shown that lowering the ratio of the diffusion fuel flow rate to the total fuel flow rate and increasing the ratio of the premixed fuel flow rate to the total fuel flow rate can further promote lower NOx. Proven. For example, when the load increases to 25% or more, the ratio of the diffusion fuel flow rate to the total fuel flow rate is set to 5% at the rated load.

予混合燃料流量の全燃料流量に占める比率を、前記定格
負荷で95%とすると、NOx濃度を著しく低下させ得
ることが分かっている。
It has been found that if the ratio of the premixed fuel flow rate to the total fuel flow rate is 95% at the rated load, the NOx concentration can be significantly reduced.

しかしながら、前記負荷25%では拡散燃料流量の全燃
料流量に占める比率を約40%とする必要があり、この
約40%から前記5%までの範囲で拡散燃料流量を調節
する必要がある。拡散燃料流量を全燃料流量に対して、
5〜40%の範囲で調節すると、拡散燃料ノズルエ4の
内部と外部との圧力差で著しく広くなる。
However, at the load of 25%, the ratio of the diffusion fuel flow rate to the total fuel flow rate needs to be about 40%, and it is necessary to adjust the diffusion fuel flow rate within the range from about 40% to the 5%. The diffusion fuel flow rate is expressed as the total fuel flow rate.
When adjusted in the range of 5 to 40%, the pressure difference between the inside and outside of the diffusion fuel nozzle 4 becomes significantly large.

そして、燃料流量Qと燃料差圧ΔPとは、次のような関
係にある。
The fuel flow rate Q and the fuel differential pressure ΔP have the following relationship.

Q町r下            ・・・(])また、
燃料差圧ΔPは燃料差圧の平均値ΔPおよび燃料差圧の
変動分ΔP2と次のような関係にある。
Q Town r lower...(])Also,
The fuel differential pressure ΔP has the following relationship with the average value ΔP of the fuel differential pressure and the fluctuation amount ΔP2 of the fuel differential pressure.

ΔP=Δp、±ΔP2        ・・・(2)前
記(1)、 (2)式から燃料差圧ΔPが小さいとき。
ΔP=Δp, ±ΔP2 (2) When the fuel differential pressure ΔP is small from equations (1) and (2) above.

燃料流量Qとの関係により、燃料差圧の平均値ΔP1が
小さく、変動分ΔP2が大きい場合、Q畔0となる可能
性があることが分かる。
According to the relationship with the fuel flow rate Q, it can be seen that if the average value ΔP1 of the fuel differential pressure is small and the variation ΔP2 is large, there is a possibility that the Q level will be 0.

しかも、燃焼器副室12に供給される空気には渦が含ま
れているため、燃焼器副室12内の圧力は常に微小な振
動成分を有している。
Furthermore, since the air supplied to the combustor subchamber 12 contains vortices, the pressure within the combustor subchamber 12 always has a minute vibration component.

が僅かに変化しても拡散燃料101の燃料流量。が0に
なることがあり、その結果失火したり、燃焼が安定しな
いという問題があった。
Even if the fuel flow rate of the diffusion fuel 101 changes slightly. may become 0, resulting in misfires and unstable combustion.

本発明の第1の目的は、燃焼装置の起動時から定格負荷
に至る途中に設定された設定点である例えば25%以上
に負荷が上昇してからの運転時に、NOx濃度を大幅に
低減でき、かつ燃焼器内での失火または不安定燃焼を防
止し得る燃焼装置の燃料供給方法を提供することにある
The first object of the present invention is to be able to significantly reduce the NOx concentration during operation after the load has increased to, for example, 25% or more, which is a set point set from the start of the combustion equipment to the rated load. It is an object of the present invention to provide a fuel supply method for a combustion device that can prevent misfire or unstable combustion within a combustor.

また、本発明の第2の目的は、前記燃料供給方法を的確
に実施し得る燃焼装置の燃料供給系統を提供することに
ある。
A second object of the present invention is to provide a fuel supply system for a combustion device that can accurately implement the fuel supply method described above.

そして、本発明の第3の目的は、前記燃料供給系統に組
み込んで使用して有効に機能する燃焼装置の拡散燃料ノ
ズルを提供することにある。
A third object of the present invention is to provide a diffusion fuel nozzle for a combustion device that can be incorporated into the fuel supply system and function effectively.

[課題を解決するための手段] 前記第1の目的は、燃焼装置の起動時の負荷O%から定
格負荷100%に至る途中の設定点未満では、拡散燃料
ノズルから燃焼器へ燃料の全流量を投入し、前記設定点
以上に負荷が上昇してからは拡散燃料ノズルに燃料を燃
焼安定限界値以上でかつ予め決められた設定流量を供給
し、この拡散燃料ノズルに供給された燃料の一部を予混
合燃料ノズル側にバイパスさせるとともに、前記拡散燃
料ノズルから燃焼器へ投入する燃料流量を、燃焼装置の
負荷の上昇に対応させて減少させ、前記設定点以上に負
荷が上昇してからは予混合燃料ノズルから燃焼器へ、予
混合燃料ノズルに直接供給された予混合燃料と前記拡散
燃料ノズルからバイパスされた燃料とを合わせて、負荷
に対応する燃料流量を投入することにより、達成される
[Means for solving the problem] The first objective is to reduce the total flow rate of fuel from the diffusion fuel nozzle to the combustor below the set point on the way from 0% load at startup of the combustion device to 100% rated load. After the load rises above the set point, fuel is supplied to the diffusion fuel nozzle at a predetermined set flow rate that is equal to or higher than the combustion stability limit value, and part of the fuel supplied to the diffusion fuel nozzle is bypassing the part to the premixed fuel nozzle side, and reducing the fuel flow rate input from the diffusion fuel nozzle to the combustor in response to an increase in the load of the combustion device, and after the load increases above the set point. is achieved by injecting a fuel flow rate corresponding to the load into the combustor from the premix fuel nozzle, combining the premix fuel directly supplied to the premix fuel nozzle and the fuel bypassed from the diffusion fuel nozzle. be done.

また、前記第2の目的は燃焼装置の起動時の負荷0%か
ら定格負荷100%に至る途中の設定点以上に負荷が上
昇したとき、拡散燃料ノズルから予混合燃料系統へ拡散
燃料の一部をバイパスさせる燃料バイパス系統を設けた
ことにより、達成される。
The second purpose is to transfer a portion of the diffused fuel from the diffused fuel nozzle to the premixed fuel system when the load rises above a set point on the way from 0% load at startup to 100% rated load. This is achieved by providing a fuel bypass system that bypasses the

さらに、前記第2の目的は前記拡散燃料ノズルから燃料
バイパス系統を経由して予混合燃料系統へ、燃焼装置の
負荷が前記設定点以上になったとき、負荷の上昇に対応
させて、全拡散燃料流量に対するバイパス燃料流量の割
合を増大させるように構成したことによって、より一層
良好に達成される。
Furthermore, the second purpose is to transmit the total diffusion from the diffusion fuel nozzle to the premixed fuel system via the fuel bypass system when the load of the combustion device exceeds the set point, in response to the increase in load. This can be achieved even better by increasing the ratio of the bypass fuel flow to the fuel flow.

そして、前記第3の目的はほぼ截頭円錐型のアウタチッ
プを取り付けたアウタスリーブと、ほぼ截頭円錐型のイ
ンナチップを取り付けたインナスリーブとを同心状に設
け、前記アウタスリーブとインナスリーブ間には拡散燃
料用の環状通路を形成し、前記インナスリーブの内部に
は燃料バイパス用の円筒状通路を形成し、前記アウタチ
ップには円周方向に等間隔をおいて拡散燃料ノズル孔を
複数個設け、前記インナチップには円周方向に等間隔を
おいて燃料バイパス孔を複数個設けるとともに、前記拡
散燃料用の環状通路を拡散燃料系統に連絡し、前記燃料
バイパス用の円筒状通路を燃料バイパス系統に連絡した
ことにより、達成される。
The third object is to provide concentrically an outer sleeve to which a substantially truncated conical outer tip is attached and an inner sleeve to which a substantially truncated conical inner tip is attached, and to provide a space between the outer sleeve and the inner sleeve. forms an annular passage for diffusion fuel, a cylindrical passage for fuel bypass is formed inside the inner sleeve, and a plurality of diffusion fuel nozzle holes are provided at equal intervals in the circumferential direction in the outer tip. , the inner chip is provided with a plurality of fuel bypass holes at equal intervals in the circumferential direction, the annular passage for the diffusion fuel is connected to the diffusion fuel system, and the cylindrical passage for the fuel bypass is connected to the fuel bypass hole. This is achieved by contacting the system.

[作用] 本発明の請求項1記載の発明では、ガスタービン等の燃
焼装置の起動時の負荷O%から定格負荷100%に至る
途中の設定点である例えば負荷25%未満では、拡散燃
料ノズルから燃焼器へ燃料の全流量を投入する。
[Function] In the invention according to claim 1 of the present invention, the diffusion fuel nozzle The entire flow of fuel is injected into the combustor.

ついで、前記25%以上に負荷が上昇してからは、拡散
燃料ノズルに燃料を燃焼安定限界値以上でかつ予め決め
られた設定流量を供給する。つまり、燃焼装置の定格負
荷100%のときの全燃料流量100%に対して1例え
ば30%に相当する燃料流量を拡散燃料ノズルに常に供
給する。
Then, after the load increases to 25% or more, fuel is supplied to the diffusion fuel nozzle at a predetermined set flow rate that is equal to or higher than the combustion stability limit value. That is, a fuel flow rate equivalent to 1, for example, 30% of the total fuel flow rate of 100% when the rated load of the combustion device is 100% is always supplied to the diffusion fuel nozzle.

また、燃焼装置の負荷が前記25%以上に上昇してから
は、予混合燃料ノズルにも燃料を供給する。
Furthermore, after the load on the combustion device increases to 25% or more, fuel is also supplied to the premixed fuel nozzle.

このとき、予混合燃料ノズルに供給する燃料流量を、燃
焼装置の負荷の上昇に対応させて増大させる。
At this time, the fuel flow rate supplied to the premixed fuel nozzle is increased in response to the increase in the load on the combustion device.

そして、燃焼装置の負荷が前記25%以上に上昇してか
らは、拡散燃料ノズルから予混合燃料ノズル側へ、燃料
の一部をバイパスさせる。このとき。
After the load on the combustion device increases to 25% or more, a portion of the fuel is bypassed from the diffusion fuel nozzle to the premixed fuel nozzle. At this time.

拡散燃料ノズルから予混合燃料ノズル側へバイパスさせ
る燃料流量を、燃焼装置の負荷の上昇に対応させて増大
させる一方、拡散燃料ノズルから燃焼器へ投入する燃料
流量を、燃焼装置の負荷の上昇に対応させて減少させて
行き、燃焼装置の定格負荷100%の時点では、拡散燃
料ノズルから燃焼器へ実際に投入する燃料流量を、全燃
料流量の例えば5%まで減少させる。その結果、予混合
燃料ノズルから燃焼器へは、この予混合燃料ノズルへ直
接供給された燃料流量と、拡散燃料ノズルからバイパス
された燃料流量とを合わせた燃料流量が投入され、しか
も燃焼装置の負荷が上昇するに伴い、拡散燃料ノズルか
ら予混合燃料ノズル側へバイパスさせる燃料流量が増大
し、予混合燃料ノズルに直接供給される燃料流量も増大
するので、その分子混合燃料ノズルから燃焼器へ投入さ
れる燃料流量が増加する。
The fuel flow rate bypassed from the diffusion fuel nozzle to the premixed fuel nozzle side is increased in response to the increase in the load on the combustion device, while the fuel flow rate injected from the diffusion fuel nozzle into the combustor is increased in response to the increase in the load on the combustion device. When the rated load of the combustion device is 100%, the fuel flow actually injected into the combustor from the diffusion fuel nozzle is reduced to, for example, 5% of the total fuel flow. As a result, a fuel flow rate that is the sum of the fuel flow rate directly supplied to the premix fuel nozzle and the fuel flow rate bypassed from the diffusion fuel nozzle is input from the premix fuel nozzle to the combustor. As the load increases, the amount of fuel that is bypassed from the diffusion fuel nozzle to the premixed fuel nozzle increases, and the amount of fuel that is directly supplied to the premixed fuel nozzle also increases, so that the flow rate from the molecularly mixed fuel nozzle to the combustor increases. The input fuel flow rate increases.

前述のごとく、本発明の請求項1記載の発明では、燃焼
装置の負荷O%から定格負荷100%の途中の設定点で
ある例えば25%以上に負荷が上昇してからは、拡散燃
料ノズルに供給された燃料の一部を予混合燃料ノズル側
にバイパスさせ、拡散燃料ノズルから燃焼器へ実際に投
入する燃料流量を。
As described above, in the invention according to claim 1 of the present invention, after the load increases to 25% or more, which is a set point halfway from the load 0% of the combustion device to 100% rated load, the diffusion fuel nozzle is A portion of the supplied fuel is bypassed to the premix fuel nozzle, and the fuel flow rate is actually injected into the combustor from the diffusion fuel nozzle.

燃焼装置の負荷の上昇に対応させて減少させるようにし
ているので、NOxを大幅に低減することができる。
Since the reduction is made in response to an increase in the load on the combustion device, NOx can be significantly reduced.

また、燃焼装置の負荷が前記設定点以上に上昇してから
ち、拡散燃料ノズルには燃焼安定限界値以上でかつ設定
流量の燃料を常に供給するようにしているので、前記(
1)、 (2)式の関係からも分かるように、拡散燃料
ノズルの内部と外部間の差圧である燃料差圧を大きくな
し得るので、拡散燃料ノズルから燃焼器へ、火種となる
燃焼に必要な燃料流量を投入することが可能となる。し
たがって、燃焼装置の負荷が前記設定点以上に上昇して
からの運転に際しても、失火や不安定燃焼を確実に防ぐ
ことができる。
Furthermore, after the load on the combustion device rises above the set point, fuel is always supplied to the diffusion fuel nozzle at a set flow rate that is above the combustion stability limit value.
As can be seen from the relationship in equations 1) and (2), it is possible to increase the fuel pressure difference between the inside and outside of the diffusion fuel nozzle, so that the combustion that causes the ignition from the diffusion fuel nozzle to the combustor can be made large. It becomes possible to input the necessary fuel flow rate. Therefore, misfires and unstable combustion can be reliably prevented even when the combustion device is operated after the load has increased above the set point.

次に1本発明の請求項2記載の発明では、拡散燃料ノズ
ルから予混合燃料系統へ拡散燃料の一部をバイパスさせ
る燃料バイパス系統を設けている。
Next, in a second aspect of the present invention, a fuel bypass system is provided for bypassing a portion of the diffusion fuel from the diffusion fuel nozzle to the premix fuel system.

そして、燃焼装置が起動時の負荷0%から定格負荷10
0%に至る途中に設定された設定点である例えば25%
以上に負荷が上昇してからは、拡散燃料ノズルに供給さ
れた燃料の一部を燃料バイノ5ス系統を通じて予混合燃
料系統へバイパスさせる。
Then, the combustion equipment changes from 0% load at startup to 10% rated load.
For example, 25%, which is a set point set on the way to 0%.
After the load increases above, a portion of the fuel supplied to the diffusion fuel nozzle is bypassed to the premix fuel system through the fuel binos system.

そこで、燃焼装置の負荷が前記設定点以上に上昇してか
らは、予混合燃料系統から予混合燃料ノズルに、予混合
燃料系統へ直接供給された燃料流量と、前記燃料バイパ
ス系統からバイパスされた燃料流量とを合わせて供給し
、予混合燃料ノズルから燃焼器へ投入する。
Therefore, after the load of the combustion device increases above the set point, the fuel flow rate that is directly supplied to the premix fuel system from the premix fuel system and the fuel flow that is bypassed from the fuel bypass system is changed from the premix fuel system to the premix fuel nozzle. The premixed fuel is supplied together with the fuel flow rate and is injected into the combustor from the premixed fuel nozzle.

したがって、本発明の請求項2記載の発明では、前記本
発明方法を的確に実施することができる。
Therefore, in the invention according to claim 2 of the present invention, the method of the present invention can be carried out accurately.

さらにまた、本発明の請求項3記載の発明では、拡散燃
料ノズルから燃料バイパス系統を経由して予混合燃料系
統へ、燃焼装置の負荷が前記設定点以上に上昇したとき
、その負荷に対応させて、全拡散燃料流量に対するバイ
パス燃料流量の割合を増大させるようにしている。
Furthermore, in the invention according to claim 3 of the present invention, when the load of the combustion device rises above the set point from the diffusion fuel nozzle to the premixed fuel system via the fuel bypass system, the load is adjusted to correspond to the load. In this way, the ratio of the bypass fuel flow rate to the total diffusion fuel flow rate is increased.

これにより1本発明の請求項3記載の発明では、前記本
発明方法をより一層的確に実施することができる。
As a result, in the invention according to claim 3 of the present invention, the method of the present invention can be carried out even more accurately.

そして、本発明の請求項4記載の発明では、ほぼ截頭円
錐型の7ウタチツプを取り付けたアウタスリーブと、ほ
ぼ截頭円錐型のインナチップを取り付けたインナスリー
ブとを同心状に設けている。
According to the fourth aspect of the present invention, an outer sleeve to which seven substantially truncated conical tips are attached and an inner sleeve to which a substantially truncated inner tip is attached are provided concentrically.

前記アウタスリーブとインナスリーブ間には、拡散燃料
用の環状通路を形成している。前記インナスリーブの内
部には、燃料バイパス用の円筒状通路を形成している。
An annular passage for diffusion fuel is formed between the outer sleeve and the inner sleeve. A cylindrical passage for fuel bypass is formed inside the inner sleeve.

前記アウタチップには1円周方向に等間隔をおいて、拡
散燃料ノズル孔を複数個設けている。前記インナチップ
には1円周方向に等間隔をおいて、燃料バイパス孔を複
数個設けている。前記拡散燃料用の環状通路を拡散燃料
系統に連絡する一方、前記燃料バイパス用の円筒状通路
を燃料バイパス系統に連絡している。
A plurality of diffusion fuel nozzle holes are provided in the outer tip at equal intervals in the circumferential direction. A plurality of fuel bypass holes are provided in the inner chip at equal intervals in the circumferential direction. The annular passage for diffusion fuel is connected to a diffusion fuel system, while the cylindrical passage for fuel bypass is connected to a fuel bypass system.

これにより、アウタスリーブとインナスリーブ間に形成
された環状通路に供給さ九た拡散燃料は、アウタチップ
に設けられた各拡散燃料ノズル孔を通じて燃焼器に噴射
される。
Thereby, the diffusion fuel supplied to the annular passage formed between the outer sleeve and the inner sleeve is injected into the combustor through each diffusion fuel nozzle hole provided in the outer tip.

また、燃焼装置の負荷が前記設定点以上に上昇したとき
は、拡散燃料ノズルに接続されている燃料バイパス系統
と予混合燃料系統間が開通される。
Furthermore, when the load on the combustion device rises above the set point, communication between the fuel bypass system connected to the diffusion fuel nozzle and the premix fuel system is opened.

前記燃料バイパス系統と予混合燃料系統間が開通すると
、拡散燃料の一部がインナチップに設けられた各燃料バ
イパス孔を通じて、インナスリーブの内部に形成された
円筒状通路に入り、この円筒状通路から燃料バイパス系
統に流れ、この燃料バイパス系統から予混合燃料系統に
流れる。
When the fuel bypass system and the premix fuel system are opened, a portion of the diffused fuel enters the cylindrical passage formed inside the inner sleeve through each fuel bypass hole provided in the inner chip, and enters the cylindrical passage. from there to the fuel bypass system, and from the fuel bypass system to the premix fuel system.

したがって5本発明の請求項4記載の発明では、燃料供
給系統に組み込んで使用することにより。
Therefore, in the invention according to claim 4 of the present invention, by incorporating it into a fuel supply system and using it.

燃焼装置の負荷が前記設定点未満では、拡散燃料系統に
供給された全燃料流量を環状通路→拡散燃料ノズル孔を
通じて燃焼器へ投入し、燃焼装置の負荷が前記設定点以
上に上昇したときは、拡散燃料系統に供給された燃料流
量の一部を燃料バイパス孔→円筒状通路→燃料バイパス
系統を経て予混合燃料系統側へバイパスさせることがで
きる。
When the load of the combustion device is below the set point, the entire fuel flow supplied to the diffusion fuel system is input into the combustor through the annular passage → the diffusion fuel nozzle hole, and when the load of the combustion device rises above the set point, A part of the fuel flow rate supplied to the diffusion fuel system can be bypassed to the premixed fuel system through the fuel bypass hole → cylindrical passage → fuel bypass system.

[実施例] 以下、本発明の実施例を図面により説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る燃料供給方法を実施するための燃
料供給系統の一実施例を示す図であって、燃焼装置とし
てのガスタービンに適用した燃料供給系統の系統図、第
2図は燃料としてガスを対象とした本発明の拡散燃料ノ
ズルの一実施例を示すもので、その拡散燃料ノズルを半
径方向の切断面で切断した拡大断面図である。
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a fuel supply system for carrying out the fuel supply method according to the present invention, and FIG. 2 is a system diagram of the fuel supply system applied to a gas turbine as a combustion device. 1 is an enlarged sectional view of the diffusion fuel nozzle taken along a radial section, showing an embodiment of the diffusion fuel nozzle of the present invention that uses gas as fuel.

その第1図に示す実施例の燃料供給系統において、前記
第5図に示す燃料供給系統と同じ部分には同じ符号を付
けて示し、これ以上の説明を省略する。
In the fuel supply system of the embodiment shown in FIG. 1, the same parts as in the fuel supply system shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and further explanation thereof will be omitted.

ところで、前記第1図に示す燃料供給系統では、拡散燃
料の一部をバイパスし得る拡散燃料ノズル31が設けら
れている。
Incidentally, the fuel supply system shown in FIG. 1 is provided with a diffusion fuel nozzle 31 that can bypass a portion of the diffusion fuel.

前記拡散燃料ノズル31には、燃料バイパス系統28を
連絡している。この燃料バイパス系11f28は。
A fuel bypass system 28 is connected to the diffusion fuel nozzle 31 . This fuel bypass system 11f28.

予混合燃料系#!3における燃料流量調節弁5の下流側
に設けられた逆止弁30’の下流側に接続されている。
Premixed fuel system #! It is connected to the downstream side of a check valve 30' provided downstream of the fuel flow rate control valve 5 in No. 3.

また、前記燃料バイパス系統28には燃料バイパス弁2
9と、逆止弁30とが設けられている。
The fuel bypass system 28 also includes a fuel bypass valve 2.
9 and a check valve 30 are provided.

前記燃料バイパス弁29は、燃料用コントローラ6に接
続されている。
The fuel bypass valve 29 is connected to the fuel controller 6.

前記拡散燃料ノズル31は、第2図に拡大して示すよう
に、拡散燃料導入管32と、アウタスリーブ33と、イ
ンナスリーブ34と、燃料フランジ35と、ほぼ截頭円
錐型の7ウタチツプ36と、同じくほぼ截頭円錐型のイ
ンナチップ37と、燃料バイパス導出管46とを備えて
構成されている。
As shown in an enlarged view in FIG. 2, the diffusion fuel nozzle 31 includes a diffusion fuel introduction pipe 32, an outer sleeve 33, an inner sleeve 34, a fuel flange 35, and a seven-outlet tip 36 having a substantially truncated conical shape. Similarly, the inner tip 37 has a substantially truncated conical shape and a fuel bypass outlet pipe 46.

前記拡散燃料導入管32には、拡散燃料系M2が接続さ
れている。
A diffusion fuel system M2 is connected to the diffusion fuel introduction pipe 32.

前記アウタスリーブ33とインナスリーブ34とは、同
心状に組み立てられており、アウタスリーブ33とイン
ナスリーブ34間には、拡散燃料用の環状通路38が形
成されている。また、前記アウタスリーブ33とインナ
スリーブ34とは、燃料フランジ35の一方の面に溶接
されている。
The outer sleeve 33 and the inner sleeve 34 are assembled concentrically, and an annular passage 38 for diffused fuel is formed between the outer sleeve 33 and the inner sleeve 34. Further, the outer sleeve 33 and the inner sleeve 34 are welded to one surface of the fuel flange 35.

前記燃料フランジ35には、拡散燃料通孔39と、燃料
バイパス通孔44とが設けられている。前記拡散燃料通
孔39は、燃料フランジ35の外周側寄りに、円周方向
に等間隔をおいて複数個設けられている。
The fuel flange 35 is provided with a diffusion fuel hole 39 and a fuel bypass hole 44 . A plurality of the diffusion fuel holes 39 are provided near the outer circumferential side of the fuel flange 35 at equal intervals in the circumferential direction.

前記燃料バイパス通孔44は、前記拡散燃料通孔39の
内側に、円周方向に等間隔をおいて複数個設けられてい
る。
A plurality of the fuel bypass holes 44 are provided inside the diffusion fuel hole 39 at equal intervals in the circumferential direction.

前記アウタチップ36とインナチップ37とは、同じ中
心線の回りに配置されていて、アウタチップ36とイン
ナチップ37間には、拡散燃料用の円錐環状通路40が
形成されている。また、前記アウタチップ36とインナ
チップ37とは、燃料フランジ35の他方の面に溶接さ
れている。
The outer tip 36 and the inner tip 37 are arranged around the same center line, and a conical annular passage 40 for diffused fuel is formed between the outer tip 36 and the inner tip 37. Further, the outer tip 36 and the inner tip 37 are welded to the other surface of the fuel flange 35.

前記アウタチップ36の頭部には、円周方向に等間隔を
おいて複数個の拡散燃料ノズル孔41が設けられている
A plurality of diffusion fuel nozzle holes 41 are provided at the head of the outer tip 36 at equal intervals in the circumferential direction.

前記インナチップ37の頭部には、円周方向に等間隔を
おいて複数個の燃料バイパス孔42が設けられている。
A plurality of fuel bypass holes 42 are provided at the head of the inner tip 37 at equal intervals in the circumferential direction.

また、インナチップ37の内部には、燃料バイパス用の
円錐状通路43が形成されている。
Further, a conical passage 43 for fuel bypass is formed inside the inner chip 37.

前記インナスリーブ34の内部には、燃料バイパス用の
円筒状通路45が形成されている。
A cylindrical passage 45 for fuel bypass is formed inside the inner sleeve 34 .

前記燃料バイパス導出管46は、前記燃料バイパス系統
28に接続されている。
The fuel bypass outlet pipe 46 is connected to the fuel bypass system 28.

前記アウタチップ36の頭部の外側には、空気旋回翼4
7が設けられている。
An air swirler 4 is provided on the outside of the head of the outer tip 36.
7 is provided.

第3図は本発明におけるガスタービンの負荷と燃料流量
の配分を示す線図である。
FIG. 3 is a diagram showing the distribution of gas turbine load and fuel flow rate in the present invention.

次に、前記第1図、第2図および第3図によりこの実施
例における燃料供給系統および拡散燃料ノズルの作用に
関連して、本発明燃料供給方法の一例を説明する。
Next, an example of the fuel supply method of the present invention will be explained with reference to FIGS. 1, 2, and 3 in relation to the operation of the fuel supply system and the diffusion fuel nozzle in this embodiment.

まず、ガスタービン(図示せず)の起動時の負荷0%か
ら定格負荷100%までの途中の設定点である例えば2
5%未満の負荷では、燃料用コントローラ6により拡散
燃料系統2の燃料流量調節弁4のみ開き、予混合燃料系
統3の燃料調節弁5および燃料バイパス系統28の燃料
バイパス弁29を閉じておく、また、前記拡散燃料系統
2の燃料流量調節弁4の開度は、第3図に示すごとく、
ガスタービンの定格負荷100%のときの全燃料流量を
100%とするとき、燃料用コントローラ6により、ガ
スタービンの負荷の上昇に対応させて、約20%から4
0%の燃料流量を供給し得るように調節する。
First, a set point, for example 2
At a load of less than 5%, the fuel controller 6 opens only the fuel flow control valve 4 of the diffusion fuel system 2, and closes the fuel control valve 5 of the premix fuel system 3 and the fuel bypass valve 29 of the fuel bypass system 28. Further, the opening degree of the fuel flow rate control valve 4 of the diffusion fuel system 2 is as shown in FIG.
When the total fuel flow rate is 100% when the rated load of the gas turbine is 100%, the fuel controller 6 adjusts the flow rate from about 20% to 4% in response to the increase in the gas turbine load.
Adjust to supply 0% fuel flow.

ここで、燃料系統1から燃料100を流すと、その燃料
100は全部拡散燃料系統2に流れ、その拡散燃料10
1は拡散燃料系統2から拡散燃料ノズル31に流れる。
Here, when the fuel 100 flows from the fuel system 1, all of the fuel 100 flows to the diffusion fuel system 2, and the diffusion fuel 100 flows into the diffusion fuel system 2.
1 flows from the diffusion fuel system 2 to the diffusion fuel nozzle 31.

前記拡散燃料ノズル31に流れた拡散燃料101は、第
2図に示す拡散燃料導入管32→環状通路38→拡散燃
料通孔39→円錐環状通路40→各拡散燃料ノズル孔4
1に流れ、拡散燃料ノズル孔41から拡散燃料ノズル3
1の外部48に噴射され、空気旋回翼47により空気1
04と混合され、第1図に示す燃焼器副室12に投入さ
れ、燃焼される。
The diffusion fuel 101 that has flowed into the diffusion fuel nozzle 31 flows through the diffusion fuel introduction pipe 32 → annular passage 38 → diffusion fuel passage 39 → conical annular passage 40 → each diffusion fuel nozzle hole 4 as shown in FIG.
1, and from the diffusion fuel nozzle hole 41 to the diffusion fuel nozzle 3
The air 1 is injected to the outside 48 of the air 1 by the air swirler 47
04 and is introduced into the combustor subchamber 12 shown in FIG. 1, where it is combusted.

したがって、ガスタービンの負荷0%から前記設定点で
ある例えば25%未満の負荷では、第3図から分かるよ
うに、拡散燃料ノズル31がらのみ燃料が投入され、ガ
スタービンの定格負荷100%のときの全燃料流量を1
00%とするとき、ガスタービンの負荷の上昇に対応さ
せて、約20%がら4o%に燃料流量Flを増大して運
転される。
Therefore, when the load of the gas turbine is from 0% to less than the set point, for example, 25%, as can be seen from FIG. The total fuel flow rate of 1
00%, the fuel flow rate Fl is increased from about 20% to 40% in response to an increase in the load of the gas turbine.

次に、ガスタービンの負荷が前記25%以上に上昇して
からは、燃料用コントローラ6により、拡散燃料系統2
の燃料流量調節弁4の他に、予混合燃料系統3の燃料流
量調節弁5と燃料バイパス系統28の燃料バイパス弁2
9とを開く。前記拡散燃料系統2の燃料流量調節弁4の
開度は、ガスタービンの定格負荷100%のときの全燃
料流量を100%としたとき、予め決められた設定流量
である例えば37.5%を供給し得るように一定とする
。前記予混合燃料系統3の燃料流量調節弁5の開度は、
ガスタービンの定格負荷100%のときの全燃料流量を
100%とするとき、ガスタービンの負荷の上昇に対応
させて、例えば20%から95%の燃料流量を供給し得
るように調節する。前記燃料バイパス系統28の燃料バ
イパス弁29の開度は、ガスタービンの定格負荷100
%のときの全燃料流量を100%とするとき、ガスター
ビンの負荷の上昇に対応させて、例えば17.5%から
32.5%の燃料流量をバイパスし得るように調節する
Next, after the load on the gas turbine increases to 25% or more, the fuel controller 6 controls the diffusion fuel system 2.
In addition to the fuel flow control valve 4 of the premix fuel system 3, the fuel flow control valve 5 of the premix fuel system 3 and the fuel bypass valve 2 of the fuel bypass system 28
Open 9. The opening degree of the fuel flow rate control valve 4 of the diffusion fuel system 2 is set to a predetermined set flow rate, for example, 37.5%, when the total fuel flow rate at 100% rated load of the gas turbine is 100%. It shall be kept constant so that it can be supplied. The opening degree of the fuel flow control valve 5 of the premixed fuel system 3 is as follows:
When the total fuel flow rate when the gas turbine's rated load is 100% is 100%, the fuel flow rate is adjusted so that, for example, 20% to 95% of the fuel flow rate can be supplied in response to an increase in the gas turbine load. The opening degree of the fuel bypass valve 29 of the fuel bypass system 28 is determined based on the rated load of the gas turbine 100.
When the total fuel flow rate is 100%, the fuel flow rate is adjusted so that, for example, 17.5% to 32.5% of the fuel flow rate can be bypassed in response to an increase in the load of the gas turbine.

そこで、第1図に示す燃料系統1がら燃料100を供給
すると、その燃料100は拡散燃料系統2と予混合燃料
系統3とに分岐される。
Therefore, when fuel 100 is supplied from the fuel system 1 shown in FIG. 1, the fuel 100 is branched into a diffusion fuel system 2 and a premix fuel system 3.

前記拡散燃料系11E2に分岐された燃料である拡散燃
料101は、前述のごとく、拡散燃料ノズル31に流れ
、この拡散燃料ノズル31の第2図に示す拡散燃料導入
管32→環状通路38→拡散燃料通孔39→円錐環状通
路40→各拡散燃料ノズル孔41に流れ。
The diffusion fuel 101, which is the fuel branched into the diffusion fuel system 11E2, flows to the diffusion fuel nozzle 31 as described above, and the diffusion fuel introduction pipe 32→annular passage 38→diffusion shown in FIG. 2 of the diffusion fuel nozzle 31 The fuel flows from the fuel passage 39 to the conical annular passage 40 to each diffusion fuel nozzle hole 41.

その一部は各拡散燃料ノズル孔41がら拡散燃料ノズル
31の外部48に噴射される。なお、拡散燃料系統2の
燃料流量調節弁4は前述のごとく、ガスタービンの定格
負荷100%のときの全燃料流量を100%としたとき
1例えば37.5%の燃料流量を供給し得る一定の開度
に開かれているので、拡散燃料ノズル31には常に前記
37.5%の燃料流量が投入される。
A portion of the fuel is injected into the outside 48 of the diffusion fuel nozzle 31 through each diffusion fuel nozzle hole 41 . As mentioned above, the fuel flow rate control valve 4 of the diffusion fuel system 2 is a constant valve that can supply a fuel flow rate of 1, for example, 37.5% when the total fuel flow rate at 100% rated load of the gas turbine is 100%. Therefore, the diffusion fuel nozzle 31 is always injected with a fuel flow rate of 37.5%.

この状態では、前述のごとく、燃料バイパス弁29が開
かれている。したがって、第2図に示す拡散燃料ノズル
31の円錐環状通路40まで流れた拡散燃料101の一
部は、前述のごとく、各拡散燃料ノズル孔41から拡散
燃料ノズル31の外部に噴射され。
In this state, as described above, the fuel bypass valve 29 is open. Therefore, a portion of the diffusion fuel 101 that has flowed to the conical annular passage 40 of the diffusion fuel nozzle 31 shown in FIG. 2 is injected to the outside of the diffusion fuel nozzle 31 from each diffusion fuel nozzle hole 41, as described above.

残りは各燃料バイパス孔42から円錐状通路43に流入
する。前記円錐状通路43に流入した燃料であるバイパ
ス燃料103は、燃料バイパス通孔44→円筒状通路4
5→燃料バイパス導出管46を経て燃料バイパス系@2
8に流れ、この燃料バイパス系統28から予混合燃料系
lA3に入る。そして、前記燃料1<イパス弁29は前
述のごとく、ガスタービンの定格負荷100%のときの
全燃料流量を100%とするとき、ガスタービンの負荷
の上昇に対応させて、例えば17.5%から32.5%
まで関度が調節される結果、拡散燃料ノズル31から燃
料バイパス系統28へ第3図から分かるように、バイパ
ス燃料103の燃料流量であるF1バイパスがガスター
ビンの負荷の上昇に対応して17.5%から32.5%
に増大する。一方、拡散燃料ノズル31から外部48に
噴射される拡散燃料101の燃料流量F1は、ガスター
ビンの負荷の上昇に対応して20%から5%に減少する
The remainder flows into the conical passage 43 from each fuel bypass hole 42 . The bypass fuel 103, which is the fuel that has flowed into the conical passage 43, flows through the fuel bypass passage 44 → the cylindrical passage 4.
5 → Fuel bypass system @2 via fuel bypass outlet pipe 46
8 and enters the premix fuel system lA3 from this fuel bypass system 28. As described above, when the total fuel flow rate is 100% when the rated load of the gas turbine is 100%, the fuel 1<I pass valve 29 is adjusted to 17.5%, for example, in response to an increase in the load of the gas turbine. from 32.5%
As a result, as can be seen from FIG. 3, the F1 bypass, which is the fuel flow rate of the bypass fuel 103 from the diffusion fuel nozzle 31 to the fuel bypass system 28, increases to 17.5 in response to the increase in the load of the gas turbine. 5% to 32.5%
increases to On the other hand, the fuel flow rate F1 of the diffusion fuel 101 injected from the diffusion fuel nozzle 31 to the outside 48 decreases from 20% to 5% in response to the increase in the load of the gas turbine.

他方、前記予混合燃料系統3に分岐された燃料である予
混合燃料102は、燃料バイパス系統28→燃料バイパ
ス弁29→逆止弁30を通り、燃料バイパス系統28の
接続部まで流れる。そして、前記燃料バイパス系統28
の接続部で予混合燃料102とノくイバス燃料103と
が合流し、第1図に示す予混合燃料ノズル18に送られ
、この予混合燃料ノズル18から予混合器19に噴射さ
れ、予混合器19で圧縮空気105と予混合され、燃焼
器主室13に投入され、燃焼される。
On the other hand, the premixed fuel 102, which is the fuel branched to the premixed fuel system 3, flows through the fuel bypass system 28→fuel bypass valve 29→check valve 30 to the connection part of the fuel bypass system 28. And the fuel bypass system 28
The premixed fuel 102 and the fuel bus fuel 103 join together at the connection point, and are sent to the premixed fuel nozzle 18 shown in FIG. The air is premixed with compressed air 105 in the combustor 19, and then introduced into the combustor main chamber 13 where it is combusted.

したがって、ガスタービンの負荷が前記25%以上に上
昇したときは、第3図から分かるように、予混合燃料ノ
ズル18からは直接供給された予混合燃料102の燃料
流量F2と、バイパス燃料103の燃料流量であるF1
バイパスとを合わせた燃料流量が投入される。また、ガ
スタービンの負荷が前記25%以上に上昇したときは、
前述のごとく、ガスタービンの定格負荷100%のとき
の全燃料流量を100%とするとき、ガスタービンの負
荷の上昇に対応させて、燃料バイパス弁29が例えば1
7.5%から32.5%の燃料流量をバイパスさせ得る
ように開度調節され、予混合燃料系11E3の燃料流量
調節弁5が例えば20%から95%の燃料流量を供給し
得るように開度調節されるので、ガスタービンの定格負
荷100%では、第3図から分かるように、拡散燃料ノ
ズル31から燃焼117へ全燃料流量の約5%が投入さ
れ、予混合燃料系統3には全燃料流量の約62.5%が
直接供給され、拡散燃料ノズル31から燃料バイパス系
928へ約35%の燃料流量がバイパスされ、そのバイ
パスされた約32.5%の燃料流量が前記予混合燃料系
統3に直接供給された約62.5%の燃料流量と合わさ
れる。したがって、予混合燃料ノズル18から燃焼器7
に約95%の燃料流量が投入されることになる。
Therefore, when the load on the gas turbine increases to 25% or more, as can be seen from FIG. F1 which is the fuel flow rate
The combined fuel flow rate with the bypass is input. In addition, when the load on the gas turbine increases to 25% or more,
As mentioned above, when the total fuel flow rate is 100% when the rated load of the gas turbine is 100%, the fuel bypass valve 29 is set to 1, for example, in response to an increase in the load of the gas turbine.
The opening degree is adjusted so that 7.5% to 32.5% of the fuel flow rate can be bypassed, and the fuel flow rate control valve 5 of the premix fuel system 11E3 can supply a fuel flow rate of 20% to 95%, for example. Since the opening is adjusted, at 100% rated load of the gas turbine, as can be seen from FIG. Approximately 62.5% of the total fuel flow is directly supplied, approximately 35% of the fuel flow is bypassed from the diffusion fuel nozzle 31 to the fuel bypass system 928, and approximately 32.5% of the bypassed fuel flow is supplied to the premixed fuel flow. This is combined with approximately 62.5% of the fuel flow supplied directly to the fuel system 3. Therefore, from the premixed fuel nozzle 18 to the combustor 7
Approximately 95% of the fuel flow rate will be injected.

このように、ガスタービンの負荷が前記25%以上に上
昇したときは、ガスタービンの負荷の上昇に対応させて
、拡散燃料ノズル31から燃焼器7へ投入する燃料流量
を大幅に減少させるようにしているので、NOX濃度を
大幅に低減することが可能となる。
In this way, when the load on the gas turbine increases to 25% or more, the flow rate of fuel injected from the diffusion fuel nozzle 31 into the combustor 7 is significantly reduced in response to the increase in the load on the gas turbine. Therefore, it is possible to significantly reduce the NOX concentration.

しかも、ガスタービンの負荷が前記設定点である例えば
25%以上に上昇したときは、ガスタービンの定格負荷
100%のときの全燃料流量を100%としたとき、拡
散燃料ノズル31には予め決められた設定燃料流量とし
て例えば37.5%の燃料流量を常に供給するようにし
ているので、拡散燃料ノズル31から燃焼I17へ必要
最少限度の燃料流量を投入することができる。したがっ
て、第2図に示す拡散燃料ノズル31内の円錐環状通路
40と、拡散燃料ノズル31の外部48との圧力差であ
る燃料差圧を大きくすることができる結果、前記(1)
、 (2)式の関係から分かるように、燃料差圧の変動
分の影響を回避し、失火や不安定燃焼を確実に防止する
ことができる。
Moreover, when the load of the gas turbine increases to the set point, for example, 25% or more, the diffusion fuel nozzle 31 is Since a fuel flow rate of, for example, 37.5% of the set fuel flow rate is always supplied, the minimum necessary fuel flow rate can be injected from the diffusion fuel nozzle 31 into the combustion I17. Therefore, the fuel pressure difference, which is the pressure difference between the conical annular passage 40 inside the diffusion fuel nozzle 31 shown in FIG. 2 and the outside 48 of the diffusion fuel nozzle 31, can be increased.
As can be seen from the relationship in equation (2), it is possible to avoid the influence of fluctuations in fuel differential pressure and reliably prevent misfires and unstable combustion.

なお1以上の説明において、色々な数値は、前記数値に
限らず、機種によって適宜設定される。
In addition, in one or more of the explanations, various numerical values are not limited to the above-mentioned numerical values, and are appropriately set depending on the model.

続いて、第4図は燃料として油に適する本発明拡散燃料
ノズルの実施例を示すもので、半径方向の切断面で切断
した要部の拡大断面図である。
Next, FIG. 4 shows an embodiment of the diffusion fuel nozzle of the present invention suitable for using oil as the fuel, and is an enlarged sectional view of the main part taken along a radial cutting plane.

この第4図に示す拡散燃料ノズル50は、アウタスリー
ブ51と、これの内部に同心状に配置されかつ固定され
たインナスリーブ52と、前記アウタスリーブ51とイ
ンナスリーブ52間の先端部に組み込まれた旋回器55
とを備えて構成されている。
The diffusion fuel nozzle 50 shown in FIG. 4 includes an outer sleeve 51, an inner sleeve 52 concentrically arranged and fixed inside the outer sleeve 51, and a distal end portion between the outer sleeve 51 and the inner sleeve 52. swivel 55
It is composed of:

前記アウタスリーブ51とインナスリーブ52の先端部
側には、一対をなす肩部53.54が形成されている。
A pair of shoulders 53 and 54 are formed on the distal end sides of the outer sleeve 51 and the inner sleeve 52.

そして、前記肩部53.54間に前記旋回器55が組み
込まれ、支持されている。
The swivel 55 is incorporated and supported between the shoulders 53 and 54.

前記アウタスリーブ51とインナスリーブ52間には、
拡散燃料用の中空筒状通路56が形成されている。この
中空筒状通路56は、旋回器55の上流側に通じている
。さらに、前記中空筒状通路56は拡散燃料系統(図示
せず)に接続されている。
Between the outer sleeve 51 and the inner sleeve 52,
A hollow cylindrical passage 56 for diffusion fuel is formed. This hollow cylindrical passage 56 communicates with the upstream side of the swirler 55 . Further, the hollow cylindrical passage 56 is connected to a diffusion fuel system (not shown).

前記アウタスリーブ51の線端部側には、前記中空筒状
通路56の外形よりも小径で漏斗状のスピンチャンバ5
7が形成されている。このスピンチャンバ57は、前記
旋回器55の下流側に通じている。また、前記アウタス
リーブ51の先端部には、スピンチャンバ57の先端部
に連通させて拡散燃焼ノズル孔58が形成されている。
A funnel-shaped spin chamber 5 having a smaller diameter than the outer diameter of the hollow cylindrical passage 56 is provided on the wire end side of the outer sleeve 51.
7 is formed. This spin chamber 57 communicates with the downstream side of the swirler 55 . Further, a diffusion combustion nozzle hole 58 is formed at the tip of the outer sleeve 51 so as to communicate with the tip of the spin chamber 57 .

前記インナスリーブ52の先端部には、截頭円錐型の燃
料バイパス孔59が設けられている。この燃料バイパス
孔59は、前記スピンチャンバ57に連通している。
A frusto-conical fuel bypass hole 59 is provided at the tip of the inner sleeve 52 . This fuel bypass hole 59 communicates with the spin chamber 57 .

前記インナスリーブ52の内部には、円筒状の燃料バイ
パス通路60が形成されている。この燃料バイパス通路
60の一端部は前記燃料バイパス孔59に連通しており
、他端部には燃料バイパス系統(図示せず)が接続され
ている。
A cylindrical fuel bypass passage 60 is formed inside the inner sleeve 52 . One end of this fuel bypass passage 60 communicates with the fuel bypass hole 59, and the other end is connected to a fuel bypass system (not shown).

前記燃料バイパス系統には、燃料バイパス弁(図示せず
)が設けられており、また燃料バイパス系統は予混合燃
料系統(これも図示せず)に接続されている。
The fuel bypass system is provided with a fuel bypass valve (not shown), and the fuel bypass system is connected to a premix fuel system (also not shown).

この第4図に示す実施例の拡散燃料ノズル50を使用す
る燃料供給系統においても、ガスタービンの負荷が前記
設定点未満のときは、拡散燃料系統に設けられた燃料流
量調節弁だけが開かれ、予混合燃料系統に設けられた燃
料流量調節弁や燃料バイパス系統に設けられた燃料バイ
パス弁は閉じられている。
Even in the fuel supply system using the diffusion fuel nozzle 50 of the embodiment shown in FIG. 4, only the fuel flow control valve provided in the diffusion fuel system is opened when the load on the gas turbine is less than the set point. The fuel flow control valve provided in the premix fuel system and the fuel bypass valve provided in the fuel bypass system are closed.

ここで、拡散燃料系統から供給された拡散燃料107は
、拡散燃料ノズル50の中空筒状通路56に流れ、旋回
器55で旋回され、スピンチャンバ57に送られ、拡散
燃料ノズル孔58から燃焼器(図示せず)に噴射される
。なお、この状態では前述のごとく。
Here, the diffusion fuel 107 supplied from the diffusion fuel system flows into the hollow cylindrical passage 56 of the diffusion fuel nozzle 50, is swirled by the swirler 55, is sent to the spin chamber 57, and is passed through the diffusion fuel nozzle hole 58 into the combustor. (not shown). Note that in this state, as described above.

燃料バイパス弁が閉じられているため、拡散燃料ノズル
50に送られた拡散燃料107は、全部拡散燃料ノズル
孔58を通じて燃焼器へ投入される。
Since the fuel bypass valve is closed, all of the diffusion fuel 107 sent to the diffusion fuel nozzle 50 is injected into the combustor through the diffusion fuel nozzle hole 58.

ついで、ガスタービンの負荷が前記設定点以上に上昇し
たときは、拡散燃料系統に設けられた燃料流量調節弁の
他に、予混合燃料系統に設けられた燃料流量調節弁や燃
料バイパス系統に設けられた燃料バイパス弁も開かれる
Then, when the load on the gas turbine increases above the set point, in addition to the fuel flow control valve installed in the diffusion fuel system, the fuel flow control valve installed in the premix fuel system and the fuel bypass system are activated. The closed fuel bypass valve is also opened.

そして、拡散燃料系統から拡散燃料ノズル5oに送られ
た拡散燃料107は、前述のごとく、中空筒状通路56
→スピンチャンバ57に送られ、その一部は拡散燃料ノ
ズル孔58から燃焼器に投入され、残部は燃料バイパス
孔59を通じて燃料バイパス通路60にバイパスされる
。ついで、そのバイパス燃料108は燃料バイパス通路
60から燃料バイパス系統に流れ、この燃料バイパス系
統から予混合燃料系統に入り、予混合燃料系統に直接供
給された予混合燃料と合流し、予混合燃料ノズル(図示
せず)からは予混合燃料とバイパス燃料を合わせて燃焼
器へ投入される。
Then, the diffusion fuel 107 sent from the diffusion fuel system to the diffusion fuel nozzle 5o is transferred to the hollow cylindrical passage 56 as described above.
→The fuel is sent to the spin chamber 57, a part of which is introduced into the combustor through the diffusion fuel nozzle hole 58, and the remainder is bypassed into the fuel bypass passage 60 through the fuel bypass hole 59. The bypass fuel 108 then flows from the fuel bypass passage 60 to the fuel bypass system, enters the premixed fuel system from the fuel bypass system, joins the premixed fuel supplied directly to the premixed fuel system, and flows through the premixed fuel nozzle. (not shown), the premixed fuel and bypass fuel are together fed into the combustor.

この第4図に示す実施例の他の作用については。Regarding other effects of the embodiment shown in FIG.

前記第1図および第2図に示す実施例と同様である。This is similar to the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 above.

なお、本発明はガスタービンに限らず、ジェットエンジ
ンやボイラ等の燃焼装置にも適用することができる。
Note that the present invention is applicable not only to gas turbines but also to combustion devices such as jet engines and boilers.

[発明の効果] 以上説明した本発明の請求項1記載の発明によれば、ガ
スタービンの起動時の負荷0%から定格負荷100%に
至る途中の設定点未満では、拡散燃料ノズルから燃焼器
へ燃料の全流量を投入し、前記設定点以上に上昇してか
らは拡散燃料ノズルに燃料を燃焼安定限界値以上でかつ
予め決められた設定流量を供給し、この拡散燃料ノズル
に供給された燃料の一部を予混合燃料ノズル側にバイパ
スさせるとともに、前記拡散燃料ノズルから燃焼器へ投
入する燃料流量を、燃焼装置の負荷の上昇に対応させて
減少させ、前記設定点以上に負荷が上昇してからは予混
合燃料ノズルから燃焼器へ、予混合燃料ノズルに直接供
給された予混合燃料と前記拡散燃料ノズルからバイパス
された燃料とを合わせて、負荷に対応する燃料流量を投
入するようにしており、燃焼装置の負荷0%から定格負
荷100%の途中の設定点である例えば25%以上に負
荷が上昇してからは、拡散燃料ノズルに供給された燃料
の一部を予混合燃料ノズル側にバイパスさせ、拡散燃料
ノズルから燃焼器へ実際に投入する燃料流量を、燃焼装
置の負荷の上昇に対応させて減少させるようにしている
ので、NOx濃度を大幅に低減し得る効果があり、しか
も燃焼装置の負荷が前記設定点以上に上昇してからち、
拡散燃料ノズルには燃焼安定限界値以上でかつ設定流量
の燃料を常に供給するようにしているので、前記(1)
、 (2)式の関係からも分かるように、拡散燃料ノズ
ルの内部と外部間の差圧である燃料差圧を大きくするこ
とができ、したがって失火や不安定燃焼を確実に防止し
得る効果がある。
[Effects of the Invention] According to the invention described in claim 1 of the present invention described above, when the load is below the set point on the way from 0% load at startup of the gas turbine to 100% rated load, the flow from the diffusion fuel nozzle to the combustor After the fuel has risen above the set point, the fuel is supplied to the diffusion fuel nozzle at a predetermined set flow rate that is equal to or higher than the combustion stability limit value, and the fuel is supplied to the diffusion fuel nozzle. A portion of the fuel is bypassed to the premix fuel nozzle side, and the fuel flow rate input from the diffusion fuel nozzle to the combustor is reduced in response to an increase in the load of the combustion device, so that the load increases above the set point. Then, from the premixed fuel nozzle to the combustor, the premixed fuel directly supplied to the premixed fuel nozzle and the fuel bypassed from the diffusion fuel nozzle are combined, and a fuel flow rate corresponding to the load is injected. After the load increases to 25% or more, which is a set point halfway between the rated load of the combustion device from 0% to 100%, a portion of the fuel supplied to the diffusion fuel nozzle is converted to premixed fuel. Since the fuel is bypassed to the nozzle side and the flow rate of fuel actually injected into the combustor from the diffusion fuel nozzle is reduced in response to the increase in load on the combustion device, it has the effect of significantly reducing NOx concentration. , and after the load on the combustion device rises above the set point,
Since fuel is always supplied to the diffusion fuel nozzle at a set flow rate that is equal to or higher than the combustion stability limit value, the above (1) is satisfied.
, As can be seen from the relationship in equation (2), it is possible to increase the fuel pressure difference between the inside and outside of the diffusion fuel nozzle, which has the effect of reliably preventing misfires and unstable combustion. be.

また、本発明の請求項2記載の発明によれば、燃焼装置
の起動時の負荷O%から定格負荷100%に至る途中の
設定点以上に負荷が上昇したとき、前記拡散燃料ノズル
から予混合燃料系統へ拡散燃料の一部をバイパスさせる
燃料バイパス系統を設けているので、前記本発明方法を
的確に実施し得る効果がある。
Further, according to the second aspect of the present invention, when the load increases from 0% of the load at startup of the combustion device to a set point on the way from 100% of the rated load, the premixed fuel is discharged from the diffusion fuel nozzle. Since a fuel bypass system is provided for bypassing a portion of the diffused fuel to the fuel system, there is an effect that the method of the present invention can be carried out accurately.

さらに、本発明の請求項3記載の発明によれば。Furthermore, according to the invention according to claim 3 of the present invention.

前記拡散燃料ノズルから燃料バイパス系統を経由して予
混合燃料系統へ、燃焼装置の負荷が前記設定点以上に上
昇したときは、負荷の上昇に対応させて、全拡散燃料流
量に対するバイパス燃料流量の割合を増大させるように
構成しているので、前記本発明方法をより一層的確に実
施し得る効果がある。
From the diffusion fuel nozzle to the premixed fuel system via the fuel bypass system, when the load of the combustion device increases above the set point, the bypass fuel flow rate is increased relative to the total diffusion fuel flow rate in response to the increase in load. Since the ratio is increased, there is an effect that the method of the present invention can be carried out more accurately.

そして1本発明の請求項4記載の発明によれば。According to the invention according to claim 4 of the present invention.

ほぼ截頭円錐型のアウタチップを取り付けたアウタスリ
ーブと、ほぼ截頭円錐型のインナチップを取り付けたイ
ンナスリーブとを同心状に設け、前記アウタスリーブと
インナスリーブ間には拡散燃料用の環状通路を形成し、
前記インナスリーブの内部には燃料バイパス用の円筒状
通路を形成し、前記アウタチップには円周方向に等間隔
をおいて拡散燃料ノズル孔を複数個設け、前記インナチ
ップには円周方向に等間隔をおいて燃料バイパス孔を複
数個設けるとともに、前記拡散燃料用の環状通路を拡散
燃料系統に連絡し、前記燃料バイパス用の円筒状通路を
燃料バイパス系統に連絡しているので、燃料供給系統に
組み込んで使用することにより、燃焼装置の負荷が前記
設定点未満では。
An outer sleeve to which a substantially truncated conical outer tip is attached and an inner sleeve to which a substantially truncated conical inner tip is attached are provided concentrically, and an annular passage for diffusion fuel is provided between the outer sleeve and the inner sleeve. form,
A cylindrical passage for fuel bypass is formed inside the inner sleeve, a plurality of diffusion fuel nozzle holes are provided in the outer tip at equal intervals in the circumferential direction, and a plurality of diffusion fuel nozzle holes are provided in the inner tip at equal intervals in the circumferential direction. A plurality of fuel bypass holes are provided at intervals, and the annular passage for diffusion fuel is connected to the diffusion fuel system, and the cylindrical passage for fuel bypass is connected to the fuel bypass system, so that the fuel supply system When the load on the combustion device is below the set point.

拡散燃料系統に供給された全燃料流量を環状通路→拡散
燃料ノズル孔を通じて燃焼器へ投入し、燃焼装置の負荷
が前記設定点以上に上昇したときからは、拡散燃料系統
に供給された燃料流量の一部を燃料バイパス孔→円筒状
通路→燃料バイパス系統を経て予混合燃料系統側へバイ
パスし得る効果がある。
The entire fuel flow rate supplied to the diffusion fuel system is injected into the combustor through the annular passage → the diffusion fuel nozzle hole, and when the load of the combustion device rises above the set point, the fuel flow rate supplied to the diffusion fuel system is reduced. There is an effect that a part of the fuel can be bypassed to the premixed fuel system side via the fuel bypass hole → cylindrical passage → fuel bypass system.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る燃料供給方法を実施するための燃
料供給系統の一実施例を示す図であって。 燃焼装置としてのガスタービンに適用した燃料供給系統
の系統図、第2図は燃料としてガスを対象とした本発明
の拡散燃料ノズルの一実施例を示すもので、その拡散燃
料ノズルを半径方向の切断面で切断した拡大断面図、第
3図は本発明におけるガスタービンの負荷と燃料流量の
配分を示す線図。 第4図は燃料として油に適する本発明拡散燃料ノズルの
実施例を示すもので、半径方向の切断面で切断した要部
の拡大断面図、第5図は従来技術を示す系統図、第6図
は同従来技術で使用している拡散燃料ノズルを半径方向
の切断面で切断した拡大断面図、第71!!iはガスタ
ービンの負荷と燃料燃焼時に生成されるNOx濃度との
関係を示す線図である。 1・・燃料系統、2・・・拡散燃料系統、3・・・予混
合燃料系統、4,5・・・燃料流量調節弁、6・・・燃
料用コントローラ、7・・・燃焼器、12・・・燃焼器
副室、13・・・燃焼器主室、15・・・前側環状空気
通路、16・・・予混合燃料通路、17・・・予混合燃
料マニホールド、18・・・予混合燃料ノズル、19・
・・予混合器、20・・・圧縮空気導入部、21・・・
後側環状空気通路、28・・・燃料バイパス系統、29
・・・燃料バイパス弁、31・・・拡散燃料ノズル、3
2・・・拡散燃料導入管、33・・・アウタスリーブ、
34・・・インナスリーブ、35・・・燃料フランジ、
36・・・アウタチップ、37・・・インナチップ、3
8・・・拡散燃料用の環状通路、39・・・拡散燃料通
孔、40・・・円錐環状通路、41・・・拡散燃料ノズ
ル孔、42・・・燃料バイパス孔、43・・・燃料バイ
パス用の円錐状通路、44・・・燃料バイパス通孔、4
5・・・円筒状通路、46・・・燃料バイパス導出管、
47・・・空気旋回翼、50・・・拡散燃料ノズル、5
1・・アウタスリーブ、52・・・インナスリーブ、5
5・・・燃料の旋回器、56・・・拡散燃料用の中空筒
状通路、57・・・スピンチャンバ、58・・・拡散燃
料ノズル孔、59・・・燃料バイパス孔、60・・・燃
料バイパス通路、100・・・燃料(ガス) + 10
1・・・拡散燃料、102・・・予混合燃料。 103・・・バイパス燃料、104・・・空気、105
・・・圧縮空気。 106・−・予混合燃料と圧縮空気の混合物、107・
・・拡散燃料(油) 、 10g・・・バイパス燃料。 代理人 弁理士  秋 本 正 実 第 図 ot 31−−一坏1(、勾区茅1ノス°」し32−X末震野
導χ言 33−−−アウタスリーブ 34−−−イン1スリーグ 35−−一耀I畔7フシン。 36−−−アウタ↑アフ。 37−−−イン1す7グ 38−−−に’1lXPrl’AのJll香3数113
9−  槙東濯8孔 40−−・R儂J醍釈U 4+−−−JEt力だオシノス゛ルJし42−一一力と
J9′ハ0411’入孔43−大評Lp千ハイイスルr
ト剣1((シ1jηテ44−−−々匿ギ十ハ゛イ八°ス
盈孔 45−・円wA釈l賭 4イ5−一一文町茅十へ“イハ゛ス導1出璽t47−−
−!Jtm凪翼 4日−一一七に吹弐区ギ千ノス”ルのタト漕t+01−
−探象J!IT斜 o3−一−へ・イハ゛スぶ江茅千 +04−−− !叉 第 図 カ”スタービン11啄 (うω 第 4図 50−一−七臥製燃粁ノス°、し 51−−−アウタスリー7″″ 52−一一イジアスリーフ“ 53.54−−−11t 55−一一大区F)−め濁1妃易 56−−−”P!!賞i&通」な 57−−−スピンナインハ 58−−〜爆矛千ハ“イバス孔 ω−−−刈ムPF八゛イへ1”ス5禮り賭107−$1
1(大大茅士 +08−一−へ°イIN′ス燃享子 第 図
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a fuel supply system for carrying out the fuel supply method according to the present invention. FIG. 2, a system diagram of a fuel supply system applied to a gas turbine as a combustion device, shows an embodiment of the diffusion fuel nozzle of the present invention, which targets gas as fuel. FIG. 3 is an enlarged sectional view taken along a cutting plane, and a line diagram showing the load and fuel flow distribution of the gas turbine in the present invention. Fig. 4 shows an embodiment of the diffusion fuel nozzle of the present invention suitable for oil as a fuel, and is an enlarged sectional view of the main part taken along a radial cutting plane, Fig. 5 is a system diagram showing the prior art, and Fig. 6 is a system diagram showing the prior art. The figure is an enlarged sectional view of the diffusion fuel nozzle used in the prior art taken along a radial cutting plane, No. 71! ! i is a diagram showing the relationship between the load on the gas turbine and the concentration of NOx generated during fuel combustion. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Fuel system, 2... Diffusion fuel system, 3... Premix fuel system, 4, 5... Fuel flow control valve, 6... Fuel controller, 7... Combustor, 12 ... Combustor subchamber, 13... Combustor main chamber, 15... Front annular air passage, 16... Premix fuel passage, 17... Premix fuel manifold, 18... Premix Fuel nozzle, 19.
...Premixer, 20...Compressed air introduction section, 21...
Rear annular air passage, 28...Fuel bypass system, 29
... Fuel bypass valve, 31 ... Diffusion fuel nozzle, 3
2... Diffusion fuel introduction pipe, 33... Outer sleeve,
34... Inner sleeve, 35... Fuel flange,
36...Outer tip, 37...Inner tip, 3
8... Annular passage for diffusion fuel, 39... Diffusion fuel hole, 40... Conical annular passage, 41... Diffusion fuel nozzle hole, 42... Fuel bypass hole, 43... Fuel Conical passage for bypass, 44...Fuel bypass hole, 4
5... Cylindrical passage, 46... Fuel bypass outlet pipe,
47... Air swirler, 50... Diffusion fuel nozzle, 5
1... Outer sleeve, 52... Inner sleeve, 5
5... Fuel swirler, 56... Hollow cylindrical passage for diffusion fuel, 57... Spin chamber, 58... Diffusion fuel nozzle hole, 59... Fuel bypass hole, 60... Fuel bypass passage, 100...Fuel (gas) + 10
1... Diffusion fuel, 102... Premixed fuel. 103... Bypass fuel, 104... Air, 105
···Compressed air. 106.--Mixture of premixed fuel and compressed air, 107.
...Diffusion fuel (oil), 10g...Bypass fuel. Agent Patent Attorney Tadashi Akimoto Real number diagram ot 31--Ikkyou 1 (, Koku-Kaya 1 nosu °) 32- --Ichiyo I side 7 Fushin. 36---Outa ↑ Af. 37---In 1st 7g 38--- in '1lXPrl'A Jll fragrance 3 number 113
9- Makito Ryu 8 Hole 40--R My J Daisaku U 4+---JEt power Osinosuru J 42- Eleven power and J9'Ha 0411' entrance hole 43-Daipei Lp thousand high isle r
Sword 1 ((shi1jηte 44--Hide gear 10 high 8° hole 45--Yen wA interpretation bet 4-5-11 Monmachi Kayo t47--
-! Jtm Nagi Tsubasa 4th - 117th, Fuki2-ku Gisennosuru no Tato row t+01-
- Exploration J! Advice to IT slope o3-1-Echosen+04---! Figure 4 50-1-Seven-row made combustion nos°, 51-- Outer three 7'''' 52-11 Idiath leaf 53.54--11t 55- 11 large ward F) - Megaku 1 Queen Yi 56 --- "P!! Award i &Tsu" 57 --- Spin nine HA 58 --- Bakuto Senha "Ibasu hole ω --- Karim PF 8" Ihe 1”su 5 bet 107-$1
1 (Daidaishi+08-1-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、燃焼装置の起動時の負荷0%から定格負荷100%
に至る途中の設定点未満では、拡散燃料ノズルから燃焼
器へ燃料の全流量を投入し、前記設定点以上に負荷が上
昇してからは拡散燃料ノズルに燃料を燃焼安定限界値以
上でかつ予め決められた設定流量を供給し、この拡散燃
料ノズルに供給された燃料の一部を予混合燃料ノズル側
にバイパスさせるとともに、前記拡散燃料ノズルから燃
焼器へ投入する燃料流量を、燃焼装置の負荷の上昇に対
応させて減少させ、前記設定点以上に負荷が上昇してか
らは予混合燃料ノズルから燃焼器へ、予混合燃料ノズル
に直接供給された予混合燃料と前記拡散燃料ノズルから
バイパスされた燃料とを合わせて、負荷に対応する燃料
流量を投入することを特徴とする燃焼装置の燃料供給方
法。 2、拡散燃料系統から拡散燃料ノズルに拡散燃料を供給
し、この拡散燃料を燃焼器に噴射して拡散燃焼させ、予
混合燃料系統から予混合燃料ノズルに予混合燃料を供給
し、この予混合燃料を燃焼器に噴射して予混合燃焼させ
る燃焼装置の燃料供給系統において、燃焼装置の起動時
の負荷0%から定格負荷100%に至る途中の設定点以
上に負荷が上昇したとき、前記拡散燃料ノズルから予混
合燃料系統へ拡散燃料の一部をバイパスさせる燃料バイ
パス系統を設けたことを特徴とする燃焼装置の燃料供給
系統。 3、前記拡散燃料ノズルから燃料バイパス系統を経由し
て予混合燃料系統へ、燃焼装置の負荷が前記設定点以上
になったとき、負荷の上昇に対応させて、全拡散燃料流
量に対するバイパス燃料流量の割合を増大させるように
構成したことを特徴とする請求項2記載の燃焼装置の燃
料供給系統。 4、ほぼ截頭円錐型のアウタチップを取り付けたアウタ
スリーブと、ほぼ截頭円錐型のインナチップを取り付け
たインナスリーブとを同心状に設け、前記アウタスリー
ブとインナスリーブ間には拡散燃料用の環状通路を形成
し、前記インナスリーブの内部には燃料バイパス用の円
筒状通路を形成し、前記アウタチップには円周方向に等
間隔をおいて拡散燃料ノズル孔を複数個設け、前記イン
ナチップには円周方向に等間隔をおいて燃料バイパス孔
を複数個設けるとともに、前記拡散燃料用の環状通路を
拡散燃料系統に連絡し、前記燃料バイパス用の円筒状通
路を燃料バイパス系統に連絡したことを特徴とする燃焼
装置の拡散燃料ノズル。
[Claims] 1. From 0% load to 100% rated load when starting the combustion device
When the load is below the set point on the way to , the full flow of fuel is injected from the diffusion fuel nozzle to the combustor, and after the load rises above the set point, the fuel is injected into the diffusion fuel nozzle at a rate above the combustion stability limit value and at a predetermined rate. A predetermined set flow rate is supplied, a part of the fuel supplied to this diffusion fuel nozzle is bypassed to the premixed fuel nozzle side, and the fuel flow rate input from the diffusion fuel nozzle to the combustor is controlled by the load of the combustion device. When the load increases above the set point, the premixed fuel is supplied directly to the premixed fuel nozzle and the premixed fuel is bypassed from the diffusion fuel nozzle. A method for supplying fuel to a combustion device, characterized by supplying fuel at a flow rate corresponding to the load. 2. Supply diffusion fuel from the diffusion fuel system to the diffusion fuel nozzle, inject this diffusion fuel into the combustor and cause diffusion combustion, supply premixed fuel from the premixed fuel system to the premixed fuel nozzle, and perform the premixed fuel nozzle. In a fuel supply system for a combustion device that injects fuel into a combustor for premix combustion, when the load rises above a set point on the way from 0% load at startup of the combustion device to 100% rated load, the diffusion 1. A fuel supply system for a combustion device, comprising a fuel bypass system that bypasses a portion of diffused fuel from a fuel nozzle to a premixed fuel system. 3. From the diffusion fuel nozzle to the premixed fuel system via the fuel bypass system, when the load of the combustion device exceeds the set point, the bypass fuel flow rate is increased relative to the total diffusion fuel flow rate in response to the increase in load. 3. The fuel supply system for a combustion device according to claim 2, wherein the fuel supply system is configured to increase the ratio of . 4. An outer sleeve to which a substantially truncated conical outer tip is attached and an inner sleeve to which a substantially truncated conical inner tip is attached are provided concentrically, and an annular for diffusion fuel is provided between the outer sleeve and the inner sleeve. a cylindrical passage for fuel bypass is formed inside the inner sleeve; a plurality of diffusion fuel nozzle holes are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer tip; A plurality of fuel bypass holes are provided at equal intervals in the circumferential direction, and the annular passage for the diffusion fuel is connected to the diffusion fuel system, and the cylindrical passage for the fuel bypass is connected to the fuel bypass system. The combustion device features a diffusion fuel nozzle.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013544345A (en) * 2010-12-01 2013-12-12 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト Gas turbine assembly and its assembly method
JP2014118973A (en) * 2012-12-18 2014-06-30 General Electric Co <Ge> Fuel routing system of gas turbine engine and method of routing fuel

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