JPH05332541A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
ガスタービン燃焼器Info
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- JPH05332541A JPH05332541A JP16670092A JP16670092A JPH05332541A JP H05332541 A JPH05332541 A JP H05332541A JP 16670092 A JP16670092 A JP 16670092A JP 16670092 A JP16670092 A JP 16670092A JP H05332541 A JPH05332541 A JP H05332541A
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Abstract
料ノズルの数を増して燃焼に関与しないデッドゾーンを
なくすこと。 【構成】 パイロットノズル1を燃焼器内筒4の上流端
中心部に軸方向に配置する。内側の予混合ノズル21A
をパイロットノズル1の先端周囲に環状に形成する。外
側の予混合ノズル21Bを該予混合ノズル21Aの先端
よりも軸方向に距離lだけ下流側に位置させて、環状に
形成する。各予混合ノズル21A,21Bの下流に、環
状の予混合燃焼室22A,22Bを形成する。また、各
予混合ノズル21A,21Bには環状のスワーラ23
A、23Bを併設する。更に、各予混合ノズル21A,
21Bは、ガス燃料ノズル24A,24Bと液体燃料ノ
ズル25A,25Bとを仕切壁26A,26Bを介して
一体に形成した構造とし、その燃料噴射穴27A,27
B,28A,28Bは周方向へ傾斜させる。
Description
特に発生NOxを極低値に抑える予混合式のガスタービ
ン燃焼器に関する。
ン燃焼器として予混合式のものがあり、その一例として
図3,図4に示すようなものが最近開発されている。図
3はこの予混合式低NOxガスタービン燃焼器のノズル
部分を示す正面図、図4は図3のIV−IV線に沿う断面図
である。
うに、1本のパイロットノズルと、このパイロットノズ
ル1を中心とした直径dのピッチ円上に等間隔に配置し
た例えば4本を1組とした第1の群のメインノズル2
と、パイロットノズル1を中心とした直径D(ただしD
>d)のピッチ円上に等間隔に配置した例えば4本を1
組とした第2の群のメインノズル3とから成る燃焼ノズ
ルを備えており、これらは図示しない燃焼器ケーシング
内に設けられた内筒4の上流端に設置されて、燃焼領域
を共用している。
心部に軸方向に配置されていて、保炎に使われるもの
で、図4に詳細を示すように、中央に液体燃料を噴射す
る液体燃料ノズル5が設けられ、その周りに噴霧空気を
噴出させる噴霧空気ノズル6、さらにガス燃料噴射穴7
Aを有する予混合パイロットガスノズル7が設けられて
いる。そして、この予混合パイロットガスノズル7の外
側には、燃焼用空気の循環流を拡大して保炎を確実にす
るためのスワーラ8が設けられている。
側に位置していて、中央に液体燃料を噴射する液体燃料
ノズル9が設けられ、その周りにガス燃料噴射穴10A
を有する予混合メインガスノズル10が設けられてい
る。また、第2の群のメインノズル3は、第1の群のメ
インノズル2の先端よりも軸方向に距離lだけ下流側に
位置している。そして、中央に液体燃料を噴射する液体
燃料ノズル11が設けられ、その周りにガス燃料噴射穴
12Aを有する予混合メインガスノズル12が設けられ
ている。
ロットノズル1を点火してこれを火種とする。このパイ
ロットノズル1からの燃料は、拡散燃焼を行い、予混合
火炎の保炎器として作用する。そして、起動からほぼ1
/2負荷までの間は、パイロットノズル1のすぐ外側に
配置されている第1の群のメインノズル2だけを使用す
るものとし、第2の群のメインノズル3には液体燃料や
ガス燃料を供給しない。ただし、この時、第2の群のメ
インノズル3からは空気だけが噴き出ている。そして、
1/2負荷から全負荷までは、第1の群のメインノズル
2に加えて、第2の群のメインノズル3も使用するよう
にする。この場合、第1の群のメインノズル2は第2の
群のメインノズル3の火種となる。
いて、燃料は空気と混合して予混合燃焼を行うが、負荷
に対応して使用するメインノズル群を加減できるので、
予混合気が稀薄になることはない。また、各群のメイン
ノズル2,3は軸方向の位置やピッチ円の直径が異なる
ため、使用していないメインノズル群があったとして
も、使用中のメインノズル群の予混合炎が隣接する未使
用のメインノズル群の空気流で冷やされることはなく、
失火の恐れもない。
て、液体燃料ノズル9,11から噴射される液体燃料
は、予混合メインガスノズル10,12から噴射される
ガス燃料によって微粒化され、ガス燃料を使用しないと
きには空気によって、液体燃料が微粒化されるものであ
る。また、パイロットノズル1の液体燃料の微粒化は、
噴霧空気ノズル6から噴射される噴霧空気によって行わ
れる。
NOxガスタービン燃焼器にあっては、一般に、それぞ
れの燃料ノズル外周部に旋回流を作るための直径の大き
なスワーラを必要とする。このため、スワーラ設置スペ
ースの限界から、燃焼器内筒の径に対して燃料ノズルの
数に制限があり、燃料ノズルを増やすためには燃焼器内
筒の径を大きくしなければならなかった。この問題は、
特に、図3,図4に示したようなガス燃料と液体燃料と
のデュアルフュエルノズル(2重燃料ノズル)の場合、
著しかった。
いデッドゾーンが発生し、供給酸素の不足からCOが発
生し易いこと、及び構造が複雑でコストが高く、また焼
損し易くて保守費が高くなるという問題があった。
決するためになされたもので、燃焼器内筒内のスペース
を有効に使用でき、燃料ノズルの数を増して燃焼に関与
しないデッドゾーンをなくし、かつコスト及び保守費が
安いガスタービン燃焼器を提供することを目的とする。
めに、本発明は、予混合式のガスタービン燃焼器におい
て、燃焼器内筒の上流端中心部にパイロットノズルを軸
方向に配置し、該パイロットノズルの周囲に予混合ノズ
ルを環状に形成すると共に、該予混合ノズルの下流に環
状の予混合燃焼室を連設したものである。
状の予混合燃焼室との組合せにより、燃焼器内筒内のス
ペースを有効に使用し、燃料ノズルの数を増して燃焼に
関与しないデッドゾーンをなくし、COの発生をなくす
ことができ、また構造が簡単なので、コスト及び保守費
を安くすることができる。
について詳細に説明する。図1は、本実施例に係るガス
タービン燃焼器を示す要部の断面図である。
タービン燃焼器の内筒4の上流端中心部に軸方向に配置
されている。このパイロットバーナ1は、図3,図4に
示したものと同一であって、中央に液体燃料を噴射する
液体燃料ノズル5が設けられ、その周りに噴霧空気を噴
出させる噴霧空気ノズル6、さらにガス燃料噴射穴7A
を有する予混合パイロットガスノズル7が設けられてい
る。また、この予混合パイロットガスノズル7の外側に
は、燃焼用空気の循環流を拡大して保炎を確実にするた
めのスワーラ8が設けられている。
ノズル21A,21Bが配置されているが、一方の予混
合ノズル21Aはパイロットノズル1の先端周囲に環状
に形成され、他方の予混合ノズル21Bはこの予混合ノ
ズル21Aの先端よりも軸方向に距離lだけ下流側に位
置して、環状に形成されている。また、各環状の予混合
ノズル21A,21Bの下流には、それぞれ、環状の予
混合燃焼室22A,22Bが連設されている。更に、各
環状の予混合ノズル21A,21Bの内側には、それぞ
れ、環状のスワーラ23A,23Bが併設されている。
Bとは同一の構造であって、それぞれ、ガス燃料ノズル
24A,24Bと液体燃料ノズル25A,25Bとが仕
切壁26A,26Bを介して一体に形成され、かつ各ガ
ス燃料ノズル24A,24Bには複数のガス燃料噴射穴
27A,27Bが、また各液体燃料ノズル25A,25
Bには複数の液体燃料噴射穴28A,28Bがそれぞれ
穿設されている。
噴射穴28A,28Bは円周方向へ傾斜されている。そ
の理由は、図2に示すように、液体燃料噴射穴28′を
軸方向に設定すると、液体燃料の周方向への分散が空気
の混合のみに依存するためあまり良好にならないので、
液体燃料噴射穴28(28A,28B)を円周方向へ傾
斜させることにより、液体燃料の周方向への分散を良好
にすることにある。また、同様な理由から、ガス燃料噴
射穴27A,27Bも円周方向へ傾斜されているが、よ
り好適には図示するようにほぼ半径方向へ傾斜させて、
ガス燃料と空気の流れをほぼ直交させるか、又はガス燃
料を少し上流側に噴射させるようにして、空気とガス燃
料との混合を促進させることができる。
燃焼器の外筒である。
れば、それぞれ環状の予混合ノズル21A,21B、予
混合燃焼室22A,22B及びスワーラ23A,23B
の組合せにより内筒4内スペースが効率的に使われ、燃
料ノズルの数が増えて燃焼に関与しないデッドゾーンも
なくなり、COが発生しなくなる。また、部分負荷時に
は内周層の予混合ノズル21Aを使用し、定格負荷時に
は内、外周層の予混合ノズル21A,21Bのすべてを
使用することにより、全負荷にわたって安定した低NO
x稀薄燃焼が行われ、特に図1に示したようなデュアル
フュエル焚きの場合効果が大きい。更に、従来のマルチ
バーナに比べて、構造が簡単で、コスト及び保守費が安
い。そして、環状の予混合ノズル21A,21Bから噴
出するガス及び液体燃料はスワールを有し、空気との混
合が促進される。
混合式のガスタービン燃焼器において、燃焼器内筒の上
流端中心部にパイロットノズルを軸方向に配置し、該パ
イロットノズルの周囲に予混合ノズルを環状に形成する
と共に、該予混合ノズルの下流に環状の予混合燃焼室を
連設し、環状の予混合ノズルと環状の予混合燃焼室との
組合せにより、燃焼器内筒内のスペースを有効に使用
し、燃料ノズルの数を増して燃焼に関与しないデッドゾ
ーンをなくし、COの発生をなくすことができ、また構
造が簡単なので、コスト及び保守費を安くすることがで
きるという優れた効果を奏する。
示す要部の断面図である。
ための図である。
部分の正面図である。
Claims (3)
- 【請求項1】燃焼器内筒の上流端中心部にパイロットノ
ズルを軸方向に配置し、該パイロットノズルの周囲に予
混合ノズルを環状に形成すると共に、該予混合ノズルの
下流に環状の予混合燃焼室を連設したことを特徴とする
ガスタービン燃焼器。 - 【請求項2】環状の予混合ノズルに環状のスワーラを併
設したことを特徴とする請求項1記載のガスタービン燃
焼器。 - 【請求項3】環状の予混合ノズルにガス燃料ノズルと液
体燃料ノズルとを一体に形成し、これら各燃料ノズルに
穿設した複数の燃料噴射穴にそれぞれ円周方向傾斜角を
持たせたことを特徴とする請求項2記載のガスタービン
燃焼器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16670092A JP3581372B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | ガスタービン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16670092A JP3581372B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | ガスタービン燃焼器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05332541A true JPH05332541A (ja) | 1993-12-14 |
JP3581372B2 JP3581372B2 (ja) | 2004-10-27 |
Family
ID=15836132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16670092A Expired - Lifetime JP3581372B2 (ja) | 1992-06-03 | 1992-06-03 | ガスタービン燃焼器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3581372B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7694521B2 (en) | 2004-03-03 | 2010-04-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Installation structure of pilot nozzle of combustor |
JP2011169575A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | General Electric Co <Ge> | 軸方向多段予混合燃焼室 |
-
1992
- 1992-06-03 JP JP16670092A patent/JP3581372B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7694521B2 (en) | 2004-03-03 | 2010-04-13 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Installation structure of pilot nozzle of combustor |
JP2011169575A (ja) * | 2010-02-16 | 2011-09-01 | General Electric Co <Ge> | 軸方向多段予混合燃焼室 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3581372B2 (ja) | 2004-10-27 |
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