JPH0480292B2 - - Google Patents
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- JPH0480292B2 JPH0480292B2 JP58046003A JP4600383A JPH0480292B2 JP H0480292 B2 JPH0480292 B2 JP H0480292B2 JP 58046003 A JP58046003 A JP 58046003A JP 4600383 A JP4600383 A JP 4600383A JP H0480292 B2 JPH0480292 B2 JP H0480292B2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/34—Feeding into different combustion zones
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明はガスタービンに高温高圧の作動気体を
供給するための燃焼器に係り、特に大気汚染物質
の発生を抑制し得るように改良したガスタービン
燃焼器に関するものである。
供給するための燃焼器に係り、特に大気汚染物質
の発生を抑制し得るように改良したガスタービン
燃焼器に関するものである。
一般に、燃焼の過程で発生する窒素酸化物
（NOx）や一酸化炭素（CO）などは大気汚染物質
であり、特にガスタービンではこれ物質の排出を
極力抑えることがタービン性能を向上させると同
様に重要な課題である。NOxの発生を抑制する
ためには高温度燃焼ガスの温度を低下させるため
過剰の空気で燃焼を行なういわゆる希薄低温度燃
焼法が一般的な方法である。しかしながら、過剰
の空気を供給し低温度燃焼を行うことは他方では
過冷却により燃焼性が低下し、COやHCなどの未
燃焼性分の発生が多くなる原因となる。このた
め、ガスタービン燃焼器ではNOx低減とCOや
HCなど未燃焼分の低減とは相反することからこ
れらを同時に解消することがガスタービン燃焼器
の改良ポイントになる。又、NOxの低減効果を
上げるため空気と燃料をあらかじめ混合し燃焼す
るいわゆる予混合燃焼法が公知であるが、この方
式においては燃料と空気との混合比が過濃若しく
は過淡になつたとき燃焼状態が悪くなつて、、未
燃焼成分である炭化水素（HC）の生成量が大き
くなるという欠点が有る。
（NOx）や一酸化炭素（CO）などは大気汚染物質
であり、特にガスタービンではこれ物質の排出を
極力抑えることがタービン性能を向上させると同
様に重要な課題である。NOxの発生を抑制する
ためには高温度燃焼ガスの温度を低下させるため
過剰の空気で燃焼を行なういわゆる希薄低温度燃
焼法が一般的な方法である。しかしながら、過剰
の空気を供給し低温度燃焼を行うことは他方では
過冷却により燃焼性が低下し、COやHCなどの未
燃焼性分の発生が多くなる原因となる。このた
め、ガスタービン燃焼器ではNOx低減とCOや
HCなど未燃焼分の低減とは相反することからこ
れらを同時に解消することがガスタービン燃焼器
の改良ポイントになる。又、NOxの低減効果を
上げるため空気と燃料をあらかじめ混合し燃焼す
るいわゆる予混合燃焼法が公知であるが、この方
式においては燃料と空気との混合比が過濃若しく
は過淡になつたとき燃焼状態が悪くなつて、、未
燃焼成分である炭化水素（HC）の生成量が大き
くなるという欠点が有る。
従つて、できるだけ少ない空気で効果的に火炎
を均一に冷却せしめ、かつ過冷却部が生じないよ
うにすることがNOx低減になりまたCO発生防止
に非常に有利になる。具体的には均一火炎を形成
し、かつ効果的にNOx低減を図る方法として、
頭部燃焼器とその後流に主燃焼室を形成し、しか
も燃料を２段に供給する。いわゆる二段燃焼方式
がとられている。この方式は頭部燃焼では火炎を
保持し、そして２段目からの供給燃料が空気過剰
の燃焼を行い低NOx効果を上げるものであるが、
頭部燃焼器に形成する火炎の影響が大きく低
NOx効果が得られず、又、二段目燃焼供給時に
未燃焼性分を発生するなどの欠点を有している。
を均一に冷却せしめ、かつ過冷却部が生じないよ
うにすることがNOx低減になりまたCO発生防止
に非常に有利になる。具体的には均一火炎を形成
し、かつ効果的にNOx低減を図る方法として、
頭部燃焼器とその後流に主燃焼室を形成し、しか
も燃料を２段に供給する。いわゆる二段燃焼方式
がとられている。この方式は頭部燃焼では火炎を
保持し、そして２段目からの供給燃料が空気過剰
の燃焼を行い低NOx効果を上げるものであるが、
頭部燃焼器に形成する火炎の影響が大きく低
NOx効果が得られず、又、二段目燃焼供給時に
未燃焼性分を発生するなどの欠点を有している。
第１図は上に述べた二段燃焼方式の、予混合燃
焼式の従来形ガスタービン燃焼器の縦断面図であ
る。
焼式の従来形ガスタービン燃焼器の縦断面図であ
る。
ガスタービンは空気圧縮機１、タービン２、及
び燃焼器３を主要構成部材としてなる。４は負荷
（例えば発電機など）である。約10気圧に圧縮さ
れた空気５は燃焼器３に送り込まれる。燃焼器３
は燃焼内筒６と外筒７および側閉部にカバー８が
取付られ、カバー８には１次燃料９の噴出ノズル
１０および２次燃料１１の供給部１２が取付られ
ている。内筒６は頭部火炎１３を形成する頭部燃
焼室１４と後流部に２次燃料の希薄低温度燃焼を
行う主燃焼室１５で形成する。頭部燃焼室１４に
は１次燃料と空気孔および壁面冷却孔からの空気
１６，１７，１８を供給して頭部火炎を形成する
が、主に空気流１６，１７と１次燃料９との拡散
燃料が行われる。さらに主燃焼室には空気流２
１，２２および２次燃料１１と過剰空気流１９と
の混合燃料２３が供給され、これによる予混合燃
焼火炎２０を形成し、予混合燃焼による希薄低温
度燃焼が支配することで低NOx化を図る。しか
し、頭部燃焼室１４に形成される頭部火炎１３が
高温度燃焼を行ない、しかもこの頭部火炎１３は
燃焼器内筒６内の中心部の大きい区域を占める。
その上、周囲からの空気流１７、同１８と均一な
混合が出来ないため多量のNOxを生成する。こ
のため、予混合燃焼火炎２０においてNOxの発
生を抑制しても全体としてはNOx発生量の大幅
な低減を得ることは出来ない。一方、過剰の空気
１９との予混合燃焼火炎２０を形成するが、空気
１９に燃料１１が供給される過程において、燃料
１１供給が非常に少ない低負荷時には燃料濃度が
空気１９に対し淡い状態になりすなわち過冷却に
よつて燃焼が阻害されることによりCOやHCなど
の未燃焼性分が多く排出される欠点を有する。ま
た、頭部火炎１３により未燃焼成分の再燃焼も行
うが頭部壁面近傍には冷却用の空気１８が存在す
るためパイロツト炎である頭部火炎１３と予混合
火炎２０との間に冷却空気による層が形成される
ため再燃焼が阻害されるためCO、HCなどの低減
を完全にすることが出来ない。そこで、２次予混
合燃料を上記の頭部火炎に向けて供給方向を変え
る対策も試みられるが、頭部火炎にさらに燃料が
供給されることから燃焼器中心部はさらに高温度
の燃焼となるためNOxの発生が多くなるという
欠点を有する。このように従来技術においては
NOxとCOを同時に大巾低減することが出来ない。
び燃焼器３を主要構成部材としてなる。４は負荷
（例えば発電機など）である。約10気圧に圧縮さ
れた空気５は燃焼器３に送り込まれる。燃焼器３
は燃焼内筒６と外筒７および側閉部にカバー８が
取付られ、カバー８には１次燃料９の噴出ノズル
１０および２次燃料１１の供給部１２が取付られ
ている。内筒６は頭部火炎１３を形成する頭部燃
焼室１４と後流部に２次燃料の希薄低温度燃焼を
行う主燃焼室１５で形成する。頭部燃焼室１４に
は１次燃料と空気孔および壁面冷却孔からの空気
１６，１７，１８を供給して頭部火炎を形成する
が、主に空気流１６，１７と１次燃料９との拡散
燃料が行われる。さらに主燃焼室には空気流２
１，２２および２次燃料１１と過剰空気流１９と
の混合燃料２３が供給され、これによる予混合燃
焼火炎２０を形成し、予混合燃焼による希薄低温
度燃焼が支配することで低NOx化を図る。しか
し、頭部燃焼室１４に形成される頭部火炎１３が
高温度燃焼を行ない、しかもこの頭部火炎１３は
燃焼器内筒６内の中心部の大きい区域を占める。
その上、周囲からの空気流１７、同１８と均一な
混合が出来ないため多量のNOxを生成する。こ
のため、予混合燃焼火炎２０においてNOxの発
生を抑制しても全体としてはNOx発生量の大幅
な低減を得ることは出来ない。一方、過剰の空気
１９との予混合燃焼火炎２０を形成するが、空気
１９に燃料１１が供給される過程において、燃料
１１供給が非常に少ない低負荷時には燃料濃度が
空気１９に対し淡い状態になりすなわち過冷却に
よつて燃焼が阻害されることによりCOやHCなど
の未燃焼性分が多く排出される欠点を有する。ま
た、頭部火炎１３により未燃焼成分の再燃焼も行
うが頭部壁面近傍には冷却用の空気１８が存在す
るためパイロツト炎である頭部火炎１３と予混合
火炎２０との間に冷却空気による層が形成される
ため再燃焼が阻害されるためCO、HCなどの低減
を完全にすることが出来ない。そこで、２次予混
合燃料を上記の頭部火炎に向けて供給方向を変え
る対策も試みられるが、頭部火炎にさらに燃料が
供給されることから燃焼器中心部はさらに高温度
の燃焼となるためNOxの発生が多くなるという
欠点を有する。このように従来技術においては
NOxとCOを同時に大巾低減することが出来ない。
本発明は上述の事情に鑑みて為され、排気ガス
中のNOxを大幅に低減し、しかもCO、HCをも
低減せしめ得るガスタービン燃焼器を提供しよう
とするものである。
中のNOxを大幅に低減し、しかもCO、HCをも
低減せしめ得るガスタービン燃焼器を提供しよう
とするものである。
上記の目的を達成するための、本発明装置の基
本的原理を次に略述する。
本的原理を次に略述する。
本発明のガスタービン燃焼器は有効に予混合燃
焼を行なわせて火炎中のホツトスポツトを防止
し、これによつてNOxの発生を大幅に抑制する
一方、適切な個所にパイロツト炎を発生せしめて
過冷却を防止し、未燃焼成分であるHCやCOの発
生を抑制するものである。
焼を行なわせて火炎中のホツトスポツトを防止
し、これによつてNOxの発生を大幅に抑制する
一方、適切な個所にパイロツト炎を発生せしめて
過冷却を防止し、未燃焼成分であるHCやCOの発
生を抑制するものである。
上述の原理に基づいて前記の目的（NOx、CO、
HCの一斉低減）を達成する為、本発明装置は、
燃焼器の頭部に燃料と燃焼用空気とを混合する予
混合室を設け、上記の予混合室の後流側に該予混
合室よりも大径の主燃焼室を設け、かつ、上記の
予混合室と主燃焼室との接続部に拡散燃焼を行う
パイロツトバーナを設け、かつ、該パイロツトバ
ーナの外周側に、燃料と空気との混合ガスの供給
手段を設け、前記の予混合室に発生する予混合火
炎と、上記の混合ガスによる火炎との中間に拡散
火炎を形成せしめ得べくなしたることを特徴とす
る。
HCの一斉低減）を達成する為、本発明装置は、
燃焼器の頭部に燃料と燃焼用空気とを混合する予
混合室を設け、上記の予混合室の後流側に該予混
合室よりも大径の主燃焼室を設け、かつ、上記の
予混合室と主燃焼室との接続部に拡散燃焼を行う
パイロツトバーナを設け、かつ、該パイロツトバ
ーナの外周側に、燃料と空気との混合ガスの供給
手段を設け、前記の予混合室に発生する予混合火
炎と、上記の混合ガスによる火炎との中間に拡散
火炎を形成せしめ得べくなしたることを特徴とす
る。
次に、本発明の一実施例を第２図乃至第４図に
ついて説明する。
ついて説明する。
第２図は本発明のガスタービン燃焼器の一実施
例を示す縦断面図である。
例を示す縦断面図である。
燃焼器内筒２４の頭部（即ち上流側の端部）に
頭部予混合室２５を設けるとともに、その中に予
混合筒２８を設ける。
頭部予混合室２５を設けるとともに、その中に予
混合筒２８を設ける。
上記の予混合筒２８は予混合燃焼を行なわせる
べき燃料２６と空気（矢印で示す）２７とを混合
せしめるための筒状部材（本例ではテーパを附し
てある）で、その周囲に多数の噴出孔４８を穿つ
てある。
べき燃料２６と空気（矢印で示す）２７とを混合
せしめるための筒状部材（本例ではテーパを附し
てある）で、その周囲に多数の噴出孔４８を穿つ
てある。
そして、前記の頭部予混合室２５の下流端の周
囲に、パイロツト火炎２９を形成するため複数個
の燃料ノズル３０を配設してある。
囲に、パイロツト火炎２９を形成するため複数個
の燃料ノズル３０を配設してある。
上記の燃料ノズル３０はそれぞれ空気流に旋回
を与えるためのスワラ３２を備え、各ノズル３０
が独立して保炎機能を有するように構成してあ
る。上記のノズル３０から噴出する燃料は液体、
気体を問わずいずれの燃料でも良く、さらには広
範囲の燃焼状態でも安定な火炎を形成する拡散燃
焼火炎であることが特徴である。又、このパイロ
ツト火炎のすぐ外周側には燃料３３と２次空気３
４とを燃焼器内筒２４の外で混合した後に旋回羽
根３５により旋回流として主燃焼室３６に供給し
予混合火炎３７ｂを形成する。主室壁面には壁面
を冷却するための空気流入孔３８および出口近傍
には希釈空気孔３９を開孔している。
を与えるためのスワラ３２を備え、各ノズル３０
が独立して保炎機能を有するように構成してあ
る。上記のノズル３０から噴出する燃料は液体、
気体を問わずいずれの燃料でも良く、さらには広
範囲の燃焼状態でも安定な火炎を形成する拡散燃
焼火炎であることが特徴である。又、このパイロ
ツト火炎のすぐ外周側には燃料３３と２次空気３
４とを燃焼器内筒２４の外で混合した後に旋回羽
根３５により旋回流として主燃焼室３６に供給し
予混合火炎３７ｂを形成する。主室壁面には壁面
を冷却するための空気流入孔３８および出口近傍
には希釈空気孔３９を開孔している。
第３図は上述の頭部予混合室２５と、その出口
近傍に設けたパイロツトバーナ用の燃料ノズル３
０と、２次燃料供給部４０を示すための切断斜視
図である。頭部予混合室２５の下流側の端付近に
該頭部予混合室２５よりも大径のパイロツト火炎
形成部５８を設け、更にその外側にはパイロツト
火炎形成部５８よりも直径が大きい主燃焼室３６
が存在するが、パイロツト火炎形成部５８と主燃
焼室３６との接続部には２次燃料供給部４０が開
口する。２次燃料３３は燃料タメ４１に導かれ、
２次燃料および２次空気を旋回流入させる旋回翼
４２の手前で複数個の燃料供給管４３から噴霧さ
れる。４４は上記の燃料供給管４３に穿たれた噴
出孔である。
近傍に設けたパイロツトバーナ用の燃料ノズル３
０と、２次燃料供給部４０を示すための切断斜視
図である。頭部予混合室２５の下流側の端付近に
該頭部予混合室２５よりも大径のパイロツト火炎
形成部５８を設け、更にその外側にはパイロツト
火炎形成部５８よりも直径が大きい主燃焼室３６
が存在するが、パイロツト火炎形成部５８と主燃
焼室３６との接続部には２次燃料供給部４０が開
口する。２次燃料３３は燃料タメ４１に導かれ、
２次燃料および２次空気を旋回流入させる旋回翼
４２の手前で複数個の燃料供給管４３から噴霧さ
れる。４４は上記の燃料供給管４３に穿たれた噴
出孔である。
本例においては、予混合室４５は燃料溜内壁４
７と、パイロツト火炎形成部外壁の延長部４６と
の間に形成され、２次燃料３３と空気流とがこの
室内混合される。
７と、パイロツト火炎形成部外壁の延長部４６と
の間に形成され、２次燃料３３と空気流とがこの
室内混合される。
以上のように構成した燃焼器における火炎の形
成について次に述べる。
成について次に述べる。
（第２図参照）頭部予混合筒２８で予混合され
た燃料は、複数個の噴出孔４８から予混合室２５
に噴出され、複数個の空気孔４９からの空気流と
混合して予混合の状態となる。即ち、予混合内筒
２８から燃料過剰の予混合燃料が供給され、更に
複数個の噴出孔４８から予混合室２５内に供給さ
れる空気と混合し空気過剰の予混合燃焼となる。
本例は、予混合室２５内には火炎を保持する機構
を設けておらず、また軸方向流速度を大きくして
いるため火炎の保持は予混合内筒２８先端部に形
成される渦流によつて行ない予混合燃焼火炎３７
ａとなる。このため大巾な低NOx化が可能とな
る。しかしながら、予混合室壁に近い位置におい
ては均一予混合とはならず空気過剰の状態になる
ため未燃焼分の生が多くなる。このため、本発明
装置は予混合室出口近傍にパイロツト炎を形成し
た未燃焼生成分の再燃焼を助長するように構成し
てある。
た燃料は、複数個の噴出孔４８から予混合室２５
に噴出され、複数個の空気孔４９からの空気流と
混合して予混合の状態となる。即ち、予混合内筒
２８から燃料過剰の予混合燃料が供給され、更に
複数個の噴出孔４８から予混合室２５内に供給さ
れる空気と混合し空気過剰の予混合燃焼となる。
本例は、予混合室２５内には火炎を保持する機構
を設けておらず、また軸方向流速度を大きくして
いるため火炎の保持は予混合内筒２８先端部に形
成される渦流によつて行ない予混合燃焼火炎３７
ａとなる。このため大巾な低NOx化が可能とな
る。しかしながら、予混合室壁に近い位置におい
ては均一予混合とはならず空気過剰の状態になる
ため未燃焼分の生が多くなる。このため、本発明
装置は予混合室出口近傍にパイロツト炎を形成し
た未燃焼生成分の再燃焼を助長するように構成し
てある。
一方、２次燃料も空気流との予混合燃焼を行い
主燃焼室の壁面に近い位置に予混合火炎を形成す
るため大巾な低NOx化が可能となる。さらに燃
料３３の量を減少させて燃焼量を少なくすると空
気が過剰となるために生ずるいわゆる過冷却に起
因するCO、HC発生はパイロツト火炎２９により
主燃焼室内で再燃焼を行うことができるため抑制
することができる。
主燃焼室の壁面に近い位置に予混合火炎を形成す
るため大巾な低NOx化が可能となる。さらに燃
料３３の量を減少させて燃焼量を少なくすると空
気が過剰となるために生ずるいわゆる過冷却に起
因するCO、HC発生はパイロツト火炎２９により
主燃焼室内で再燃焼を行うことができるため抑制
することができる。
第４図は火炎生成状態の説明図である。本図に
示すごとくパイロツト火炎形成用ノズル３０はそ
の周囲に旋回空気流を供給するスワラ３２を有
し、供給される燃料は液体、気体を問わないが液
体の場合には高圧力のエネルギ力で液滴の微粒化
を行う噴霧構造かあるいは高圧力の空気、蒸気に
よる気体力により微粒化噴霧を行ういずれかの方
式が良好である。本第４図は気体燃料供給の場合
を示しており、旋回空気流に混合するように燃料
を供給するいわゆる拡散燃焼火炎を形成する。拡
散燃料火炎は燃料濃度の濃い部分が必ず存在する
ため安定な燃焼を広範囲に保つことができる。
示すごとくパイロツト火炎形成用ノズル３０はそ
の周囲に旋回空気流を供給するスワラ３２を有
し、供給される燃料は液体、気体を問わないが液
体の場合には高圧力のエネルギ力で液滴の微粒化
を行う噴霧構造かあるいは高圧力の空気、蒸気に
よる気体力により微粒化噴霧を行ういずれかの方
式が良好である。本第４図は気体燃料供給の場合
を示しており、旋回空気流に混合するように燃料
を供給するいわゆる拡散燃焼火炎を形成する。拡
散燃料火炎は燃料濃度の濃い部分が必ず存在する
ため安定な燃焼を広範囲に保つことができる。
更に、パイロツト炎は旋回空気流５２によつて
発生する再循環流５３により保炎効果が生じるた
め、パイロツト火炎が安定して継続する。
発生する再循環流５３により保炎効果が生じるた
め、パイロツト火炎が安定して継続する。
第５図は上記の実施例における燃料流量制御の
一例を示す図表で、横軸はガスタービンの負荷率
である。F1はパイロツト炎を得るための燃料流
量、F1′は頭部予混合室２５への１次燃料流量、
F2は２次燃料流量であり、FTは燃料流量の総計
である。
一例を示す図表で、横軸はガスタービンの負荷率
である。F1はパイロツト炎を得るための燃料流
量、F1′は頭部予混合室２５への１次燃料流量、
F2は２次燃料流量であり、FTは燃料流量の総計
である。
いま、図のT0点で着火し、次第にガスタービ
ンに負荷を掛けてゆく場合について見ると、着火
後、負荷開始点T1まではパイロツト炎のみで立
上げを行う、無負荷から約1/2負荷までは１次燃
料を供給し、1/2負荷から全負荷まではさらに２
次燃料を供給する。但し、80％負荷近傍ではパイ
ロツト燃料の供給を止める。これは１次燃料のみ
による未燃焼成分の生成を抑制するパイロツト炎
の効果は20％負荷までであり、これ以上の負荷に
おいて１次燃料の流量が多くなり燃焼量が増加す
ることによつてCO、HC発生原因となる過冷却部
の存在がなくなる。また、２次燃料のみに対する
影響では80％以上になると１次燃料と同様の理由
により過冷却部の存在がなくなる。このため80％
以上の負荷においてはパイロツト炎の存在は燃焼
器の内に高温度領域を形成するようになるため、
却つてNOxの生成量を増加させる要因となる。
従つて、この点（80％負荷）でパイロツト炎の燃
料送給を停止し、１次、２次燃料のみによるいわ
ゆる予混合燃焼のみで均一な低温度燃焼を実現す
ることにより大巾な低NOx化ができる。このよ
うなパイロツト炎形成に対する燃料制御を行なう
ことにより着火から定格負荷までの広範囲の作動
条件においてCO、HCの発生をなくし、しかも大
巾な低NOx化が実現できる燃焼器を提供するこ
とができる。この様子を第６図に示す。本図の縦
軸はNOx、COおよびHCに関する低減率、即ち、
本実施例における濃度／従来装置における濃度で
ある。
ンに負荷を掛けてゆく場合について見ると、着火
後、負荷開始点T1まではパイロツト炎のみで立
上げを行う、無負荷から約1/2負荷までは１次燃
料を供給し、1/2負荷から全負荷まではさらに２
次燃料を供給する。但し、80％負荷近傍ではパイ
ロツト燃料の供給を止める。これは１次燃料のみ
による未燃焼成分の生成を抑制するパイロツト炎
の効果は20％負荷までであり、これ以上の負荷に
おいて１次燃料の流量が多くなり燃焼量が増加す
ることによつてCO、HC発生原因となる過冷却部
の存在がなくなる。また、２次燃料のみに対する
影響では80％以上になると１次燃料と同様の理由
により過冷却部の存在がなくなる。このため80％
以上の負荷においてはパイロツト炎の存在は燃焼
器の内に高温度領域を形成するようになるため、
却つてNOxの生成量を増加させる要因となる。
従つて、この点（80％負荷）でパイロツト炎の燃
料送給を停止し、１次、２次燃料のみによるいわ
ゆる予混合燃焼のみで均一な低温度燃焼を実現す
ることにより大巾な低NOx化ができる。このよ
うなパイロツト炎形成に対する燃料制御を行なう
ことにより着火から定格負荷までの広範囲の作動
条件においてCO、HCの発生をなくし、しかも大
巾な低NOx化が実現できる燃焼器を提供するこ
とができる。この様子を第６図に示す。本図の縦
軸はNOx、COおよびHCに関する低減率、即ち、
本実施例における濃度／従来装置における濃度で
ある。
負荷率100％（定格）におけNOx低減率は0.4と
なり、従来装置に比して60％の抑制が達成され
た。
なり、従来装置に比して60％の抑制が達成され
た。
NOxの低減率カーブが負荷約80％の点よりも
高負荷領域で不連続に良くなつている理由は、パ
イロツト炎を止めたため高温度部が消失したため
である。一方、CO、HCについては、１次燃料、
２次燃料供給開始点である０％（無負荷）および
50％負荷近傍においてCO、HC濃度の減少効果が
表われる。
高負荷領域で不連続に良くなつている理由は、パ
イロツト炎を止めたため高温度部が消失したため
である。一方、CO、HCについては、１次燃料、
２次燃料供給開始点である０％（無負荷）および
50％負荷近傍においてCO、HC濃度の減少効果が
表われる。
以上説明したように、本発明のガスタービン燃
焼器は、燃焼器の頭部に燃料として燃焼用空気と
を混合する予混合室を設け、上記の予混合室の後
流側に該予混合室よりも大径の主燃焼室を設け、
かつ、上記の予混合室と主燃焼室との接続部に拡
散燃焼を行うパイロツトバーナを設け、かつ、該
パイロツトバーナの外周側に、燃料と、空気との
混合ガスの供給手段を設け、前記の予混合室に発
生する予混合火炎と、上記の混合ガスによる火炎
との中間に拡散火炎を形成せしめ得るようにした
ので、排気ガス中のNOxを大幅に低減せしめる
とともに、CO、HCをも低減せしめ得るという優
れた実用的効果を奏する。
焼器は、燃焼器の頭部に燃料として燃焼用空気と
を混合する予混合室を設け、上記の予混合室の後
流側に該予混合室よりも大径の主燃焼室を設け、
かつ、上記の予混合室と主燃焼室との接続部に拡
散燃焼を行うパイロツトバーナを設け、かつ、該
パイロツトバーナの外周側に、燃料と、空気との
混合ガスの供給手段を設け、前記の予混合室に発
生する予混合火炎と、上記の混合ガスによる火炎
との中間に拡散火炎を形成せしめ得るようにした
ので、排気ガス中のNOxを大幅に低減せしめる
とともに、CO、HCをも低減せしめ得るという優
れた実用的効果を奏する。
第１図は従来技術における低NOx形燃焼器の
説明図、第２図乃至第６図は本発明のガスタービ
ン燃焼器を示し、第２図は縦断面図、第３図は一
部を破断して描いた斜視図、第４図は火炎生成状
態の説明図、第５図は燃料の制御状態を示す図
表、第６図はNOx、COおよびHCの低減効果を
示す図表である。 ３…燃焼器、２５…頭部予混合室、２６…１次
燃料、２８…予混合筒、３０…パイロツト火炎用
燃料ノズル、３３…２次燃料、３７ａ，３７ｂ…
予混合燃焼火炎、５４…パイロツト燃料。
説明図、第２図乃至第６図は本発明のガスタービ
ン燃焼器を示し、第２図は縦断面図、第３図は一
部を破断して描いた斜視図、第４図は火炎生成状
態の説明図、第５図は燃料の制御状態を示す図
表、第６図はNOx、COおよびHCの低減効果を
示す図表である。 ３…燃焼器、２５…頭部予混合室、２６…１次
燃料、２８…予混合筒、３０…パイロツト火炎用
燃料ノズル、３３…２次燃料、３７ａ，３７ｂ…
予混合燃焼火炎、５４…パイロツト燃料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 燃焼器の頭部に燃料と燃焼用空気とを混合す
る予混合室を設け、上記の予混合室の後流側に該
予混合室よりも大径の主燃焼室を設けると共に、
上記の予混合室と主燃焼室との接続部に拡散燃焼
を行うパイロツトバーナを設け、かつ、該パイロ
ツトバーナの外周側に、燃料と空気との混合ガス
の供給手段を設け、前記の予混合室に発生する予
混合火炎と、上記の混合ガスによる火炎との中間
に拡散火炎を形成せしめ得べくなしたることを特
徴とするガスタービン燃焼器。 ２ 前記のパイロツトバーナは、当該ガスタービ
ンが高負荷状態のとき燃料噴射を中止するように
構成した制御手段を備えたものであることを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載のガスタービ
ン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4600383A JPS59173633A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4600383A JPS59173633A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59173633A JPS59173633A (ja) | 1984-10-01 |
| JPH0480292B2 true JPH0480292B2 (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=12734896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4600383A Granted JPS59173633A (ja) | 1983-03-22 | 1983-03-22 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59173633A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61138836A (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-26 | Toshiba Corp | ガスタ−ビン制御装置 |
| JP2544470B2 (ja) * | 1989-02-03 | 1996-10-16 | 株式会社日立製作所 | ガスタ―ビン燃焼器及びその運転方法 |
| US5099644A (en) * | 1990-04-04 | 1992-03-31 | General Electric Company | Lean staged combustion assembly |
| US5359847B1 (en) * | 1993-06-01 | 1996-04-09 | Westinghouse Electric Corp | Dual fuel ultra-flow nox combustor |
| EP1950494A1 (de) | 2007-01-29 | 2008-07-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennkammer für eine Gasturbine |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5436815A (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-17 | Ricoh Kk | Method of recording image |
| JPS54134207A (en) * | 1978-03-28 | 1979-10-18 | Rolls Royce | Combustion chamber for gas turbine engine |
-
1983
- 1983-03-22 JP JP4600383A patent/JPS59173633A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5436815A (en) * | 1977-08-25 | 1979-03-17 | Ricoh Kk | Method of recording image |
| JPS54134207A (en) * | 1978-03-28 | 1979-10-18 | Rolls Royce | Combustion chamber for gas turbine engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59173633A (ja) | 1984-10-01 |
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