JPH06307641A - 燃焼器 - Google Patents

燃焼器

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JPH06307641A
JPH06307641A JP11925093A JP11925093A JPH06307641A JP H06307641 A JPH06307641 A JP H06307641A JP 11925093 A JP11925093 A JP 11925093A JP 11925093 A JP11925093 A JP 11925093A JP H06307641 A JPH06307641 A JP H06307641A
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JP
Japan
Prior art keywords
combustion
combustor
premixed
premixing
fuel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP11925093A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichi Hino
裕一 日野
Yukihisa Fujima
幸久 藤間
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃焼圧の変動が少なく、安定な燃焼を維持す
るとともに振動や共鳴振動の発生を防止した燃焼器を提
供すること。 【構成】 燃焼器本体1の端部に予混合部21を設け、
この予混合部21で予め生成した予混合気を、複数の予
混合気ノズル22を通して1次燃焼域8で燃焼させて予
混合火炎を形成させる。また、予混合火炎の流れ方向の
近傍に位置するように格子状の第1のバッフル集合部材
23と、2次燃焼域9に格子状の第2のバッフル集合部
材30とを設けたもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばガスタービンな
どの駆動用高温燃焼ガスを生成するのに好適な燃焼器に
係り、特に高温高圧下での予混合火炎を有する燃焼器に
関する。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来の燃焼器を説明するために
示した燃焼器の側断面の概念図である。図4において、
燃焼器本体1の一端側には、複数の1次燃料供給ノズル
2が周状に配置されており、その中心部分に、1次燃料
供給ノズル2よりも前方へ突き出るように2次燃料供給
ノズル3が設けられている。また、燃焼器本体1の内側
に内壁4が設けられており、燃焼器本体1の内面と内壁
4との間の空間は空気流路5となっている。更に、内壁
4は2次燃料供給ノズル3も囲むように形成されてい
て、これにより1次燃料供給ノズル2と2次燃料供給ノ
ズル3との間の空間も空気流路5となっている。
【0003】そして、各燃料供給ノズル2、3には燃料
供給管6が接続されていて、ここから燃料が供給され、
空気流路5には燃焼用空気供給管7から燃焼用空気が供
給されるようになっている。また、1次燃料供給ノズル
2の開口面前方の内壁4で囲まれた部分が1次燃焼域8
となり、2次燃料供給ノズル3の開口面前方の内壁4で
囲まれた部分が2次燃焼域9となっているが、1次燃焼
域8の内壁4と2次燃焼域9の内壁4には、各燃焼域
8、9へ燃焼用空気を吹き込むための複数の空気吹込孔
10、11が、夫々吹き込み方向が同じ方向を向くよう
に形成されている。
【0004】さて、1次燃料供給ノズル2から1次燃焼
域8へ燃料が噴射されるとともに、内壁4の空気吹込孔
10を通して燃焼用空気が吹き込まれるので、ここで燃
料と燃焼用空気が予混合され、図示していない点火源に
よって着火されて1次予混合火炎を形成する。一方、2
次燃料供給ノズル3から2次燃焼域9へ噴射された燃料
は、内壁4の空気吹込孔11を通して吹き込まれた燃焼
用空気と予混合され、1次予混合火炎によって着火され
て2次予混合火炎を形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼過程で
発生する窒素酸化物(NOx)を低減させることは、自
然環境保護の見地からの強い要請であり、上記のような
従来の燃焼器における予混合燃焼方法は、低NOx化技
術の1つの手法として有効であり広く利用されてきてい
る。
【0006】しかしながら、従来の燃焼器では、燃焼域
内での燃料と燃焼用空気との混合の均一性が悪く、ま
た、予混合火炎の燃焼速度が早いため、燃焼過程に乱れ
が生じ乱流を起こすこととなっていた。更に、燃料の濃
淡が大きい程燃焼圧の変動が大きくなり、燃焼器の内壁
4側へ向けた垂直方向の振動が発生し、燃焼器本体1と
共振して異常燃焼を起こすという問題があった。
【0007】なお、燃料と燃焼用空気との予混合気を安
定に燃焼させるために、一部に旋回による保炎をおこな
わせることがあるが、この場合、流れに乱れが生じ、燃
焼速度の高い予混合気の燃焼を更に助長し、乱れを増幅
させるという問題があった。この乱れが大きくなると、
燃焼速度が更に高くなり、流れに垂直方向の伝播が共振
を誘起し、激しい共振燃焼となってついには燃焼器を破
損させる恐れさえ招きかねないものであった。
【0008】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたもので、燃焼圧の変動が少なく、
安定な燃焼を維持するとともに振動や共鳴振動の発生を
防止した燃焼器を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、燃料を燃焼させて高温燃焼ガスを生成
する少なくとも1次燃焼域と2次燃焼域とを有する燃焼
器において、燃料と燃焼用空気とを予混合させて予混合
気を生成する予混合部と、この予混合部にて生成された
予混合気を1次燃焼域へ導き複数の予混合火炎を形成さ
せる複数の予混合ノズルと、この予混合ノズルにより形
成される複数の予混合火炎の流れ方向の近傍に位置する
ように設けた格子状の第1のバッフル集合部材と、2次
燃焼用空気が投入される2次燃焼域に設けた格子状の第
2のバッフル集合部材とを備えたものである。
【0010】
【作 用】上記の手段によれば、予め燃料と燃焼用空気
とを混合させて均一な予混合気を生成しておき、これを
ノズルから噴射して燃焼させるので、予混合燃焼の特徴
を十二分に発揮することができる。そして、高い速度で
燃焼する予混合火炎により垂直方向へ伝播される流れの
乱れは、第1のバッフル集合部材により阻止し、更に、
2次燃焼域に設けた第2のバッフル集合部材により、振
動燃焼や燃焼器本体との共鳴振動の誘起を阻止すること
ができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明に係る燃焼器の一実施例につい
て図1ないし図3を参照して詳細に説明する。なお、こ
れらの図において、図4と同一部分には同一符号を付し
てあるので、その部分の説明は省略する。
【0012】さて、図1は本発明に係る燃焼器の一実施
例を示した概略的な側断面図である。図1において、燃
焼器本体1の端部には、燃料と燃焼用空気とを予混合さ
せて予混合気を生成する予混合室21が設けられてい
る。この予混合室21には、燃料供給管6と燃焼用空気
供給管7とが接続されていて、夫々燃料と燃焼用空気が
供給され、ここでこれらが混合され均一性の良い予混合
気を生成するものである。そして、予混合室21には、
適正に分散あるいは集合配置された複数の予混合気ノズ
ル22が取付けられている。また、燃焼器本体1の内面
と内壁4との間の空気流路5に燃焼用空気を導入するよ
うに、燃焼器本体1に空気供給管7が接続されていて、
この燃焼器本体1に導入された燃焼用空気が、予混合気
ノズル22の周囲にも流れるようになっている。
【0013】この予混合気ノズル22は,1次燃焼域8
側へ向けて開口しているが、各予混合気ノズル22の開
口部に対向するように、1次燃焼域8の近傍に、第1の
バッフル集合体23が設けられている。この第1のバッ
フル集合体23は、図2に示すように、輪状の外壁24
に内接してリング25が設けられていて、このリング2
5の内側に同心状にリング26、27が配置されるとと
もに、各リング25、26、27を格子状に仕切壁28
で連結したものである。そして、リング25、26、2
7と仕切壁28とに囲まれて形成される隙間に、夫々予
混合気ノズル22の開口が対向するように位置してい
る。なお、このリング25、26、27および仕切壁2
8は、夫々中空に形成された二重構造をしており、その
中空部には冷却用として、1次燃焼用空気あるいは他の
冷却媒体を流入させるようにしている。
【0014】一方、内壁4で囲まれた2次燃焼域9に
も、図3に示すような第2のバッフル集合体30が設け
られている。この第2のバッフル集合体30は、内壁4
の内側に輪状のリング31、32、33、34が同心状
に配置されていて、内壁4および各リング31、32、
33、34を格子状に仕切壁35で連結したものであ
る。なお、このリング31、32、33、34および仕
切壁35は、夫々中空に形成された二重構造をしてお
り、その中空部には冷却用として、1次燃焼用空気のよ
うな冷却媒体を流入させるようにしている。
【0015】以上述べたように構成された本発明の燃焼
器では、燃料と燃焼用空気とを予混合室21へ導入し、
これらを通常の混合手段を用いて予混合することにより
生成した均一性の良い予混合気を、複数の予混合気ノズ
ル22から1次燃焼域8へ噴射して燃焼を開始させるの
であるが、ここに第1のバッフル集合体23が設けられ
ているので、1次燃焼域8には第1のバッフル集合体2
3を介して複数の予混合火炎が形成されることになる。
更に、火炎は、第2のバッフル集合体30を介して2次
燃焼域9にてその後の安定した燃焼を継続し、後流側に
て燃焼を完結することになる。
【0016】この場合、1次燃焼域8での複数の予混合
火炎の流れ方向の近傍および2次燃焼域9には、夫々燃
焼用空気などにより冷却されている格子状の第1、第2
のバッフル集合体23、30が設けられているので、こ
こで、予混合火炎の高速燃焼によって増幅される乱れが
阻止され、また、この乱れによる燃焼器の内壁4へ向か
う垂直方向への伝播も阻止される。従って、この乱れが
予混合燃焼の速度をさらに高くして乱れを一層増幅強化
させる不具合が防止される。そのため、流れに垂直な方
向の燃焼器の共鳴振動を励起することがなくなり、燃焼
振動も抑制される。
【0017】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
予混合室にて予め燃料と燃焼用空気とを予混合させるの
で、混合性の優れた予混合気を生成することができ、こ
の予混合気を燃焼させることにより燃焼圧の変動が少な
く、安定な燃焼を維持することのできる燃焼器が提供さ
れる。また、本発明によれば、格子状の第1、第2のバ
ッフル集合体を設けたことにより、予混合火炎の流れに
垂直な方向の振動や共鳴振動の発生を防止し、燃焼器の
破損事故なども防止することができるなど、顕著な作用
効果を奏する燃焼器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る燃焼器の一実施例を示した概略的
な側断面図である。
【図2】図1のA−A線方向の矢視図である。
【図3】図2のB−B線方向の矢視図である。
【図4】従来の燃焼器を説明するために示した側断面の
概念図である。
【符号の説明】
1 燃焼器本体 6 燃料供給管 7 空気供給管 8 1次燃焼域 9 2次燃焼域 21 予混合室 22 予混合気ノズル 23 第1のバッフル集合体 30 第2のバッフル集合体

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料を燃焼させて高温燃焼ガスを生成する
    少なくとも1次燃焼域と2次燃焼域とを有する燃焼器に
    おいて、燃料と燃焼用空気とを予混合させて予混合気を
    生成する予混合部と、この予混合部にて生成された予混
    合気を1次燃焼域へ導き複数の予混合火炎を形成させる
    複数の予混合ノズルと、この予混合ノズルにより形成さ
    れる複数の予混合火炎の流れ方向の近傍に位置するよう
    に設けた格子状の第1のバッフル集合部材と、2次燃焼
    用空気が投入される2次燃焼域に設けた格子状の第2の
    バッフル集合部材とを備えたことを特徴とする燃焼器。
JP11925093A 1993-04-23 1993-04-23 燃焼器 Withdrawn JPH06307641A (ja)

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JP11925093A JPH06307641A (ja) 1993-04-23 1993-04-23 燃焼器

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JPH06307641A true JPH06307641A (ja) 1994-11-01

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006207996A (ja) * 2005-01-17 2006-08-10 General Electric Co <Ge> 燃焼器の多重ベンチュリ管気体燃料噴射器
JP2014085108A (ja) * 2012-10-24 2014-05-12 Alstom Technology Ltd 燃焼室の脈動を低減するためのダンパ配列

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006207996A (ja) * 2005-01-17 2006-08-10 General Electric Co <Ge> 燃焼器の多重ベンチュリ管気体燃料噴射器
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Legal Events

Date Code Title Description
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Effective date: 20000704