JPH06159101A - ガスタービン設備を運転する方法 - Google Patents
ガスタービン設備を運転する方法Info
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- JPH06159101A JPH06159101A JP19354293A JP19354293A JPH06159101A JP H06159101 A JPH06159101 A JP H06159101A JP 19354293 A JP19354293 A JP 19354293A JP 19354293 A JP19354293 A JP 19354293A JP H06159101 A JPH06159101 A JP H06159101A
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- JP
- Japan
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- fuel
- air
- cells
- mixture
- cell
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C3/00—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
- F02C3/02—Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid using exhaust-gas pressure in a pressure exchanger to compress combustion-air
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 希薄な燃料・空気混合気においても燃焼過程
を促進し、また希薄な燃料・空気混合気が圧力波機械の
セル内で、提供された短い時間で問題なく着火されて、
燃焼されるように圧力波機械の運転を改善する。 【構成】 各セル１４に、燃料を希薄に添加された部分
量２２と、燃料を濃厚に添加された部分量２１とを、少
なくとも所定の時間ごとに同時に供給する。
を促進し、また希薄な燃料・空気混合気が圧力波機械の
セル内で、提供された短い時間で問題なく着火されて、
燃焼されるように圧力波機械の運転を改善する。 【構成】 各セル１４に、燃料を希薄に添加された部分
量２２と、燃料を濃厚に添加された部分量２１とを、少
なくとも所定の時間ごとに同時に供給する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、圧縮機と、等積燃焼作
動式の圧力波機械と、多段式のタービンとを備えたガス
タービン設備を運転する方法であって、前記圧力波機械
に設けられた各セルに、異なる組成のガス部分量を供給
し、この場合、一方のガス部分量を空気燃料混合気とし
て供給し、前記ガス部分量を着火して、一緒に圧縮した
後に該ガス部分量をセルから放出して、タービンに供給
する形式のものに関する。
動式の圧力波機械と、多段式のタービンとを備えたガス
タービン設備を運転する方法であって、前記圧力波機械
に設けられた各セルに、異なる組成のガス部分量を供給
し、この場合、一方のガス部分量を空気燃料混合気とし
て供給し、前記ガス部分量を着火して、一緒に圧縮した
後に該ガス部分量をセルから放出して、タービンに供給
する形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】圧縮機と多段式のガスタービンとの間
に、燃焼部を組み込まれた圧力波機械が配置されている
ようなガスタービン設備は公知である。前記圧力波機械
では、運転時にセル付ホイールに設けられたセルにおい
て均一な燃料分配が行われる。しかし、極めて希薄な燃
料・空気混合気を着火させたい場合、この公知の圧力波
機械では、問題が生じてしまう。このような希薄な混合
気は燃焼のために比較的多くの時間を必要とし、したが
って提供された短い時間ではもはや着火させることも、
燃焼させることもできない。それというのは、希薄な燃
料・空気混合気の場合には、着火個所を起点とする燃焼
過程が極めて緩慢にしか伝播しないからである。
に、燃焼部を組み込まれた圧力波機械が配置されている
ようなガスタービン設備は公知である。前記圧力波機械
では、運転時にセル付ホイールに設けられたセルにおい
て均一な燃料分配が行われる。しかし、極めて希薄な燃
料・空気混合気を着火させたい場合、この公知の圧力波
機械では、問題が生じてしまう。このような希薄な混合
気は燃焼のために比較的多くの時間を必要とし、したが
って提供された短い時間ではもはや着火させることも、
燃焼させることもできない。それというのは、希薄な燃
料・空気混合気の場合には、着火個所を起点とする燃焼
過程が極めて緩慢にしか伝播しないからである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の方法を改善して、希薄な燃料・空気混合
気においても燃焼過程を促進し、また希薄な燃料・空気
混合気が圧力波機械のセル内で、提供された短い時間で
問題なく着火されて、燃焼されるように圧力波機械の運
転を改善することにある。
で述べた形式の方法を改善して、希薄な燃料・空気混合
気においても燃焼過程を促進し、また希薄な燃料・空気
混合気が圧力波機械のセル内で、提供された短い時間で
問題なく着火されて、燃焼されるように圧力波機械の運
転を改善することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、冒頭で述べた形式の方法におい
て、各セルに、燃料を希薄に添加された部分量と、燃料
を濃厚に添加された部分量とを、少なくとも所定の時間
ごとに同時に供給するようにした。
に本発明の方法では、冒頭で述べた形式の方法におい
て、各セルに、燃料を希薄に添加された部分量と、燃料
を濃厚に添加された部分量とを、少なくとも所定の時間
ごとに同時に供給するようにした。
【０００５】
【発明の効果】本発明によれば、燃料・空気混合気にお
いて、希薄な層と共に濃厚な層も形成されるので、燃焼
過程は濃厚な層において、より迅速に伝播することがで
き、これによって、希薄な層においても燃焼過程が促進
される。
いて、希薄な層と共に濃厚な層も形成されるので、燃焼
過程は濃厚な層において、より迅速に伝播することがで
き、これによって、希薄な層においても燃焼過程が促進
される。
【０００６】したがって、本発明による方法には、次の
ような利点がある。すなわち、少量の燃料を用いても、
つまり希薄な燃料・空気混合気を用いても、燃焼過程を
促進することができ、ひいては燃料を節約することがで
きる訳である。
ような利点がある。すなわち、少量の燃料を用いても、
つまり希薄な燃料・空気混合気を用いても、燃焼過程を
促進することができ、ひいては燃料を節約することがで
きる訳である。
【０００７】ａ） 圧力波機械のセル内に燃料の比較的
大きな含量を有する部分量を形成すること、つまりたと
えばセル横断面積で見て燃料・空気混合気を部分的に濃
厚にすることにより、常時新たに開始されるべき着火兼
燃焼過程を短縮して、安定化することができる。燃焼時
間の短縮によって、部分的に濃厚な混合気に基づくＮＯ
ｘ放出量の増加は少なくとも部分的に補償され得る。
大きな含量を有する部分量を形成すること、つまりたと
えばセル横断面積で見て燃料・空気混合気を部分的に濃
厚にすることにより、常時新たに開始されるべき着火兼
燃焼過程を短縮して、安定化することができる。燃焼時
間の短縮によって、部分的に濃厚な混合気に基づくＮＯ
ｘ放出量の増加は少なくとも部分的に補償され得る。
【０００８】ｂ） 高圧タービンに導入される作業ガス
成分は、制限されたタービン入口温度に基づき、特に定
容積燃焼の場合には比較的希薄な混合気を必要とする。
したがって、セル横断面積で見た場合の混合気の局部的
または部分的な濃厚化に基づき、このような比較的希薄
な混合気をも確実かつ迅速に着火させることができる。
成分は、制限されたタービン入口温度に基づき、特に定
容積燃焼の場合には比較的希薄な混合気を必要とする。
したがって、セル横断面積で見た場合の混合気の局部的
または部分的な濃厚化に基づき、このような比較的希薄
な混合気をも確実かつ迅速に着火させることができる。
【０００９】ｃ） 半径方向で可変の燃料分配が用いら
れて、濃厚な部分が半径方向外側に配置されると、燃焼
後に不安定となる密度層は遠心力領域で混合気の迅速な
混合を生ぜしめるので、出口では、充分に均一な温度分
布が存在する。
れて、濃厚な部分が半径方向外側に配置されると、燃焼
後に不安定となる密度層は遠心力領域で混合気の迅速な
混合を生ぜしめるので、出口では、充分に均一な温度分
布が存在する。
【００１０】たとえば少なくとも２つの空気流が隔壁に
よって形成され、各空気流に互いに異なる燃料量が供給
され得る。両燃料・空気混合気流は等しい速度で、つま
り等速で（ｉｓｏｋｉｎｅｔｉｓｃｈ）合流させること
ができる。
よって形成され、各空気流に互いに異なる燃料量が供給
され得る。両燃料・空気混合気流は等しい速度で、つま
り等速で（ｉｓｏｋｉｎｅｔｉｓｃｈ）合流させること
ができる。
【００１１】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
説明する。
【００１２】図１に示したように、軸１０にはボスが固
定されており、このボスはホイールディスク１２を支持
している。このホイールディスクには、セル付ホイール
１３が配置されている。このセル付ホイール１３に関し
ては、唯一つのセル１４しか図示していない。このセル
付ホイール１３と共に、一方の側では流入開口１５を備
えた空気側の側方部分１６が設けられており、他方の側
では流出開口１７を備えたガス側の側方部分１８が設け
られている。図面には、それぞれ唯一つの流入開口１５
と、唯一つの流出開口１７としか図示していない。この
流入開口１５と流出開口１７との長さに応じて、これら
の開口は流入通路もしくは流出通路とも呼ばれる。流入
通路１５は隔壁１９を有しており、これによって、空気
流２０は半径方向外側の空気流２１と、半径方向内側の
空気流２２とに分割される。外側の空気流２１には、内
側の空気流２２よりも多くの燃料が供給される（図面
に、段付されて平行線を書き込まれた面により示す）。
したがって、外側の空気流２１では、濃厚な燃料・空気
混合気が形成され、内側の空気流２２では、希薄な燃料
・空気混合気が形成される（セル１４において、同じく
段状の平行線を書き込まれた面により示す）。
定されており、このボスはホイールディスク１２を支持
している。このホイールディスクには、セル付ホイール
１３が配置されている。このセル付ホイール１３に関し
ては、唯一つのセル１４しか図示していない。このセル
付ホイール１３と共に、一方の側では流入開口１５を備
えた空気側の側方部分１６が設けられており、他方の側
では流出開口１７を備えたガス側の側方部分１８が設け
られている。図面には、それぞれ唯一つの流入開口１５
と、唯一つの流出開口１７としか図示していない。この
流入開口１５と流出開口１７との長さに応じて、これら
の開口は流入通路もしくは流出通路とも呼ばれる。流入
通路１５は隔壁１９を有しており、これによって、空気
流２０は半径方向外側の空気流２１と、半径方向内側の
空気流２２とに分割される。外側の空気流２１には、内
側の空気流２２よりも多くの燃料が供給される（図面
に、段付されて平行線を書き込まれた面により示す）。
したがって、外側の空気流２１では、濃厚な燃料・空気
混合気が形成され、内側の空気流２２では、希薄な燃料
・空気混合気が形成される（セル１４において、同じく
段状の平行線を書き込まれた面により示す）。
【００１３】したがって、各セル１４内では、濃厚な燃
料・空気混合気を有する外側の層と、希薄な燃料・空気
混合気を有する内側の層とが同時に形成される。
料・空気混合気を有する外側の層と、希薄な燃料・空気
混合気を有する内側の層とが同時に形成される。
【００１４】図２に示したように、セル１４を備えたセ
ル付ホイール１３は矢印Ａの方向で、両側方部分１６，
１８の間を回転する。流入通路１５では、スロットノズ
ル２９を用いて圧縮された空気に燃料が添加されるの
で、燃料・空気混合気が生じる。さらに、別のノズル３
０を用いて燃料・空気混合気に、層ごとに付加的に燃料
が添加されるので、図１に示した層、つまり濃厚な燃料
・空気混合気を有する外側の層もしくは空気流２１と、
希薄な燃料・空気混合気を有する内側の層もしくは空気
流２２とが生じる。
ル付ホイール１３は矢印Ａの方向で、両側方部分１６，
１８の間を回転する。流入通路１５では、スロットノズ
ル２９を用いて圧縮された空気に燃料が添加されるの
で、燃料・空気混合気が生じる。さらに、別のノズル３
０を用いて燃料・空気混合気に、層ごとに付加的に燃料
が添加されるので、図１に示した層、つまり濃厚な燃料
・空気混合気を有する外側の層もしくは空気流２１と、
希薄な燃料・空気混合気を有する内側の層もしくは空気
流２２とが生じる。
【００１５】注意したい点は、図２に示したノズル３０
が、スロットノズル２９よりもセル１４を備えたセル付
ホイール１３の近くに位置していることである。ノズル
３０は希薄な層２２の間に濃厚な層２１を形成する。
が、スロットノズル２９よりもセル１４を備えたセル付
ホイール１３の近くに位置していることである。ノズル
３０は希薄な層２２の間に濃厚な層２１を形成する。
【００１６】全量流のうちの部分量が濃厚な燃料・空気
混合気にされることに基づき、セル１４における全量流
の着火および燃焼が容易にされて、促進される。セル１
４では、半径方向外側の範囲において、半径方向内側の
範囲よりも濃厚な燃料・空気混合気を有する層が形成さ
れ、前記半径方向内側の範囲は、より希薄な燃料・空気
混合気を有する層を有する。
混合気にされることに基づき、セル１４における全量流
の着火および燃焼が容易にされて、促進される。セル１
４では、半径方向外側の範囲において、半径方向内側の
範囲よりも濃厚な燃料・空気混合気を有する層が形成さ
れ、前記半径方向内側の範囲は、より希薄な燃料・空気
混合気を有する層を有する。
【００１７】燃料を添加された均一な量流の部分量に、
付加的に燃料が添加されると有利である。燃料はノズル
（図示しない）を用いて供給される。特に、第１のノズ
ルは全量流に燃料を均一に添加し、第２のノズルは前記
量流の部分流に付加的に燃料を添加することができる。
このような２つの個々のノズルの代わりに、２列のノズ
ルを配置することもできる。第１のノズル列は希薄な部
分量を形成するために働き、第２のノズル列は濃厚な部
分量を形成するために働く。
付加的に燃料が添加されると有利である。燃料はノズル
（図示しない）を用いて供給される。特に、第１のノズ
ルは全量流に燃料を均一に添加し、第２のノズルは前記
量流の部分流に付加的に燃料を添加することができる。
このような２つの個々のノズルの代わりに、２列のノズ
ルを配置することもできる。第１のノズル列は希薄な部
分量を形成するために働き、第２のノズル列は濃厚な部
分量を形成するために働く。
【図１】圧力波機械のセル付ホイールの一部を半径方向
で断面した図である。
で断面した図である。
【図２】複数のセルを備えたセル付ホイールの展開図で
ある。
ある。
１０ 軸、 １１ ボス、 １２ ホイールディスク、
１３ セル付ホイール、 １４ セル、 １５ 流入
開口、 １６ 側方部分、 １７ 流出開口、１８ 側
方部分、 １９ 隔壁、 ２０，２１，２２ 空気流、
２３，２４燃料ノズル、 ２５，２６ 部分、 ２７
主ノズル、 ２８ 添加ノズル、２９ スロットノズ
ル、 ３０ 添加ノズル、 ３１ スロットノズル
１３ セル付ホイール、 １４ セル、 １５ 流入
開口、 １６ 側方部分、 １７ 流出開口、１８ 側
方部分、 １９ 隔壁、 ２０，２１，２２ 空気流、
２３，２４燃料ノズル、 ２５，２６ 部分、 ２７
主ノズル、 ２８ 添加ノズル、２９ スロットノズ
ル、 ３０ 添加ノズル、 ３１ スロットノズル
Claims (2)
- 【請求項１】 圧縮機と、等積燃焼作動式の圧力波機械
と、多段式のタービンとを備えたガスタービン設備を運
転する方法であって、前記圧力波機械に設けられた各セ
ルに、異なる組成のガス部分量を供給し、この場合、一
方のガス部分量を空気燃料混合気として供給し、前記ガ
ス部分量を着火して、一緒に圧縮した後に該ガス部分量
をセルから放出して、タービンに供給する形式のものに
おいて、各セル（１４）に、燃料を希薄に添加された部
分量（２２）と、燃料を濃厚に添加された部分量（２
１）とを、少なくとも所定の時間ごとに同時に供給する
ことを特徴とする、ガスタービン設備を運転する方法。 - 【請求項２】 燃料を均一に添加された量流の部分流に
付加的に燃料を添加し、該部分量を、燃料を均一に添加
された量流の残量と一緒に同時に、前記圧力波機械の各
セル（１４）に供給する、請求項１記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19924226028 DE4226028A1 (de) | 1992-08-06 | 1992-08-06 | Verfahren zum Betrieb einer Gasturbinenanlage |
| DE4226028.0 | 1992-08-06 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06159101A true JPH06159101A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=6464988
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19354293A Pending JPH06159101A (ja) | 1992-08-06 | 1993-08-04 | ガスタービン設備を運転する方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0582809A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06159101A (ja) |
| DE (1) | DE4226028A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE45396E1 (en) | 2004-11-12 | 2015-03-03 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Wave rotor apparatus |
| US9856791B2 (en) | 2011-02-25 | 2018-01-02 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Wave disc engine apparatus |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4331081A1 (de) * | 1993-09-13 | 1995-03-16 | Abb Management Ag | Verfahren zum Betrieb einer Gasturbinenanlage |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE490776A (ja) * | 1948-10-26 | |||
| GB1104529A (en) * | 1966-10-14 | 1968-02-28 | Rolls Royce | Gas turbine engine |
| CH669432A5 (ja) * | 1984-09-28 | 1989-03-15 | Bbc Brown Boveri & Cie | |
| CH668807A5 (de) * | 1985-07-31 | 1989-01-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Gasturbine mit einer druckwellenmaschine als hochdruckverdichterteil. |
| ATE130401T1 (de) * | 1990-07-27 | 1995-12-15 | Asea Brown Boveri | Verfahren zur aufbereitung des arbeitsgases in einer gasturbinenanlage. |
| DE4100777A1 (de) * | 1990-12-18 | 1992-06-25 | Asea Brown Boveri | Einlassgehaeuse fuer dampfturbine |
-
1992
- 1992-08-06 DE DE19924226028 patent/DE4226028A1/de not_active Withdrawn
-
1993
- 1993-06-21 EP EP93109848A patent/EP0582809A1/de not_active Withdrawn
- 1993-08-04 JP JP19354293A patent/JPH06159101A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USRE45396E1 (en) | 2004-11-12 | 2015-03-03 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Wave rotor apparatus |
| US9856791B2 (en) | 2011-02-25 | 2018-01-02 | Board Of Trustees Of Michigan State University | Wave disc engine apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4226028A1 (de) | 1994-02-10 |
| EP0582809A1 (de) | 1994-02-16 |
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