JPH0517356U - ガスタービン用燃焼器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】液体燃料とガス燃料も使用できるガスタービン
用燃焼器を提供する。 【構成】燃焼筒２は拡散燃焼領域Ｂと予混合燃焼領域Ｃ
と主燃焼領域Ｄとを形成し、燃焼器本体１の円周方向に
等間隔で複数の予混合気管６を配置し、この予混合気管
６の排出口を予混合領域Ｃに向けて開口し、入口側に多
重通路を有するとともに、先端及び側方にそれぞれ噴射
口１０ａ，１０ｂを有する燃料噴射ノズル７を挿入し
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はガスタービン用燃焼器、より詳しくは少なくとも二種以上の燃料を用 いるととにも窒素酸化物を低減させるようにしたガスタービン用燃焼器に関する ものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般、ガスタービンより発生する排気ガスの窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する 方法としては、イ）燃焼過程でＮＯｘの生成を抑制する方法と、ロ）排煙脱硝装 置により後処理する方法とがある。そして、前者には、ａ）水もしくは蒸気噴射 方式、ｂ）希薄拡散燃焼方式、ｃ）予蒸発・予混合燃焼方式、ｄ）二段燃焼方式 及びｅ）触媒燃焼方式などがある。

【０００３】 しかしながらかかる各種方式においては、熱効率の低下やＮＯｘ低減率が低い ものがあるなど、また、火炎の安定性が悪かったり、機械的強度が低く信頼性が 低いなど実用上種々の問題がある。このような事情で本考案者は燃焼器本体の内 部に拡散燃焼領域と予混合燃焼領域と主燃焼領域とを形成するような燃焼筒を収 容し、この燃焼筒の頂部にパイロット噴射弁を、またその円周方向に等間隔に複 数の予混合管を配置し、この予混合管の排出口を前記予混合燃焼領域に向けて開 口し、入口側に燃料噴射ノズルを挿入したガスタービン用燃焼器を提案している （特願平３−１１８６０３号）。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、前記したガスタービン用燃焼器においては、予混合器の入口側に挿 入された燃料噴射ノズルからＡ重油等の液体燃料を微細粒化して噴射するもので あり、燃料濃度分布の均一化による低ＮＯＸ燃焼は可能となるがDual Fuel を行 なうことができなかった。

【０００５】 即ち、ガスタービンの同一エンジンにおいて、液体燃料もガス燃料も両方使用 できるということは、化学プラント等の運転条件に対応して出る燃料を、液・ガ ス燃料等の種類の制約を受けることなく、最も経済的な燃料を選択することがで きるという利点があるからである。すなわち、燃焼器を改造することなくガスタ ービンの燃料の多様化に対応することができるのである。また、液体燃料を使用 できるので非常用発電との兼用機としてもガスタービンが適用できる。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、燃焼 器本体の内部に燃焼筒を収容し、この燃焼筒の頂部にパイロット噴射弁を設け、 前記燃焼筒は拡散燃焼領域と予混合気燃焼領域と主燃焼領域とを形成するように 構成し、前記燃焼器本体の円周方向に等間隔に複数の予混合管を配置し、この予 混合気管の排出口を前記予混合気燃焼領域に向けて開口し、入口側に多重通路を 有するとともに先端及び側方に夫々噴射口を有する燃料噴射ノズルを挿入したガ スタービン用燃焼器を提供せんとするものである。

【０００７】

【作 用】

かかるガスタービン用燃焼器においては、燃料噴射ノズルに設けられた各通路 の噴射口から２以上の異種燃料が予混合気管を通過する燃焼用空気中に噴射混合 される。この異種燃料は液／液，ガス／ガス、又は液／ガスが用いられるが好ま しくは液ガスとし、液体燃料は燃料噴射ノズルの先端に設けられた噴射口から、 又ガス燃料は燃料噴射ノズルの側方に設けられた噴射口から夫々噴射されるよう に構成される。

【０００８】

【実 施 例】

以下、図１乃至図３に基づき、本考案によるガスタービン用燃焼器の一実施例 を説明する。図１はガスタービン用燃焼器の要部断面図、図２は図１のＸ−Ｘ断 面部、図３は図１のＡ部拡大断面図である。 釣鐘状の燃焼器本体１の中央部には、段付円筒形の燃焼筒２が同心状に設けら れており、燃焼器１の頂部中央には従来のガスタービンに使用されている拡散型 燃焼器並びにパイロット噴射弁３およびスワラー４が設けられている。燃焼筒２ は、パイロット火炎を形成する部分、即ち拡散燃焼領域Ｂを形成する小径部２ａ と、予混合気燃焼領域Ｃを形成する中間円錐部２ｂと、主燃焼領域Ｄを形成する 大径部２ｃとより構成されている。

【０００９】 燃焼筒２を構成する中間円錐部２ｂには予混合気管６の一端が取付けられ、こ の予混合気管６は燃焼器本体１の円周方向に等間隔を置いて複数配置されるとと もにその排出口６ａは予混合気燃焼領域Ｃに開口している。そしてこの予混合気 管６の入口側６ｂには、燃料噴射ノズル７が挿入されている。 燃料噴射ノズル７は、図３にも示されるように第１の管８ａと第２の管８ｂと が同芯円に配置され、この第１の管８ａ内に形成された第１の通路９ａと第２の 管８ｂの内部と第１の管８ａの外部との間に形成された第２の通路９ｂとが同心 状に形成されている。そして第１の管８ａの先端には予混合気管６の長手方向に 向けて燃料を噴射する第１の噴射口１０ａが、また第２の管８ｂの側壁には予混 合気管６の内壁に向けて燃料を噴射する複数の第２の噴射口１０ｂが夫々設けら れている。

【００１０】 第１の管路９ａには入口９a'から例えばＡ重油の如き液体燃料Ｆ₁ が高圧（例 えば１００〜２００kg／cm² ）で供給され、一方、第２の管路９ｂには入口９b' が、例えば水素やメタン等のガス等の燃料Ｆ₂ が供給される。この第１の管路９ ａに供給された燃料Ｆ₁ は第１の噴射口１０ａから、また第２の管路９ｂに供給 された燃料Ｆ₂ は第２の噴射口１０ｂから夫々予混合気管６内を流れる空気Ｇ中 に噴射され、第２の管８ｂの先端において燃料Ｆ₂ が液体燃料Ｆ₁ のミストを囲 むように噴射され、混合流Ｇ' となって、予混合気管６の排出口６ａから噴出し て予混合気燃焼領域Ｄに供給されるようになっている。

【００１１】 なお、前記実施例においては液体燃料と気体燃料からなる二種の異種燃料を使 用する場合について述べたが、同様な方法により三重管により第３の通路を形成 すれば三種の異種燃料を段階的に混合しながら最終的には三種の燃料の混合流を 形成し、これを予混合気燃焼領域Ｄに供給して燃焼させることもできる。

【００１２】

【考案の効果】

本考案に係るガスタービン用燃焼器は、燃焼本体の内部に燃焼筒を収容し、こ の燃焼筒の頂部にパイロット噴射弁を設け、前記燃焼筒は拡散燃焼領域と予混合 気燃焼領域と主燃焼領域とを形成するように構成し、前記燃焼器本体の円周方向 に等間隔に複数の予混合気管を配置し、この予混合気管の排出口を前記予混合気 燃焼領域に向けて開口し、入口側に多重通路を有するとともに、先端及び側方に 夫々噴射口を有する燃料噴射ノズルを挿入して構成されている。

【００１３】 従って、２以上の異種燃料を用いた所謂Dual Fuel で低ＮＯ_X 燃焼が可能とな り必要に応じて燃料の切換を行なうことができるばかりでなく、最も経済的な燃 料を選択できるので、発電コストの低減が図れる。また、液体燃料を使用できる ので非常用発電との兼用機としてもガスタービンが適用できる。これらの利点よ り、ガスタービンエンジンの市場を拡大することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係るガスタービン用燃焼器の
一実施例のガスタービン用燃焼器の要部断面図である。

【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。

【図３】図１のＡ部拡大図である。

【符号の説明】

１ 燃焼器本体 ２ 燃焼筒 ３ パイロット噴射弁 ４ スワラー ６ 予混合気管 ７ 燃料噴射ノズル ８ａ 第１の管 ８ｂ 第２の管 ９ａ 第１の通路 ９ｂ 第２の通路 １０ａ 第１の噴射口 １０ｂ 第２の噴射口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 嬉 一雄 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船 株式会社玉野事業所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼本体の内部に燃焼筒を収容し、この
   燃焼筒の頂部にパイロット噴射弁を設け、前記燃焼筒は
   拡散燃焼領域と予混合気燃焼領域と主燃焼領域とを形成
   するように構成し、前記燃焼器本体の円周方向に等間隔
   に複数の予混合気管を配置し、この予混合気管の排出口
   を前記予混合気燃焼領域に向けて開口し、入口側に多重
   通路を有するとともに、先端及び側方に夫々噴射口を有
   する燃料噴射ノズルを挿入したことを特徴とするガスタ
   ービン用燃焼器。