JPH0663647B2 - Gas turbine combustor - Google Patents

Gas turbine combustor

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JPH0663647B2
JPH0663647B2 JP24361985A JP24361985A JPH0663647B2 JP H0663647 B2 JPH0663647 B2 JP H0663647B2 JP 24361985 A JP24361985 A JP 24361985A JP 24361985 A JP24361985 A JP 24361985A JP H0663647 B2 JPH0663647 B2 JP H0663647B2
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gas turbine
perforated plate
turbine combustor
area
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健司 高原
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Toshiba Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はガスタービン発電プラントに用いられるガスタ
ービン燃焼器に係り、特に燃料流量面積を調節制御可能
なガスタービン燃焼器に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a gas turbine combustor used in a gas turbine power plant, and more particularly to a gas turbine combustor capable of adjusting and controlling a fuel flow area.

〔発明の技術的背景とその問題点〕 ガスタービン発電プラントにおいて、ガスタービン燃焼
器は圧縮機とガスタービンとの間に設けられ、上記圧縮
機の駆動によって圧縮された吐出空気が燃焼用空気とし
てガスタービン燃焼器に案内される。案内された燃焼用
空気はガスタービン燃焼器内で燃料噴射装置から噴射さ
れる燃料と混合して燃焼し、高温の燃焼ガスとなる。こ
の燃焼ガスは燃焼器尾筒からガスタービンに案内され、
ガスタービンで仕事をするようになっている。
[Technical Background of the Invention and Problems Thereof] In a gas turbine power plant, a gas turbine combustor is provided between a compressor and a gas turbine, and discharge air compressed by driving the compressor is used as combustion air. Guided to the gas turbine combustor. The guided combustion air mixes with the fuel injected from the fuel injection device in the gas turbine combustor and burns to become high-temperature combustion gas. This combustion gas is guided from the combustor transition piece to the gas turbine,
He is supposed to work on a gas turbine.

従来のガスタービン燃焼器は、第9図および第10図に
示すように構成され、ライナー外筒1とライナー内筒2
とから二重筒構造の燃焼器本体3が形成される。ライナ
ー外筒1および内筒2間の環状空間は燃焼用空気の流路
4として画成され、この流路4内を通る燃焼用空気は燃
焼器本体3の先端部で流れ方向が反転され、空気用スワ
ラー5からライナー内筒2内に形成される燃焼室6内に
噴射される。
A conventional gas turbine combustor is configured as shown in FIGS. 9 and 10, and includes a liner outer cylinder 1 and a liner inner cylinder 2.
The combustor body 3 having a double cylinder structure is formed from An annular space between the liner outer cylinder 1 and the inner cylinder 2 is defined as a flow path 4 for combustion air, and the flow direction of the combustion air passing through the flow path 4 is reversed at the tip of the combustor body 3. It is injected from the air swirler 5 into the combustion chamber 6 formed in the liner inner cylinder 2.

一方、燃焼器本体3の先端部には燃料噴射装置7が設け
られ、この燃料噴射装置7に供給された燃料は先端の燃
料用スワラー8から噴射され、燃焼室6内で燃焼用空気
と混合して燃焼せしめられる。
On the other hand, a fuel injection device 7 is provided at the tip of the combustor body 3, and the fuel supplied to the fuel injection device 7 is injected from the fuel swirler 8 at the tip and mixed with combustion air in the combustion chamber 6. Then it is made to burn.

第9図に示されるガスタービン燃焼器は空気用スワラー
5が燃料噴射装置7の燃料用スワラー8の外周側に配設
されたものであり、また、第10図のガスタービン燃焼
器は空気用スワラー5が燃料噴射装置7に組み込まれた
タイプである。後者のガスタービン燃焼器において、燃
料噴射装置7は内部に燃料用通路と燃料用空気流路とが
仕切板により区画されている。
In the gas turbine combustor shown in FIG. 9, the swirler 5 for air is arranged on the outer peripheral side of the swirler 8 for fuel of the fuel injection device 7. Further, the gas turbine combustor in FIG. The swirler 5 is a type incorporated in the fuel injection device 7. In the latter gas turbine combustor, the fuel injection device 7 has a fuel passage and a fuel air flow passage partitioned by a partition plate.

ところで、従来のガスタービン燃焼器の燃料噴射装置は
一定の燃料噴射開口面積を備えており、燃料流量通路面
積が常時一定である。このため、燃料流量が微少流量か
ら大流量まで広範囲に変化する場合、従来のガスタービ
ン燃焼器では、微少燃料流量運転域において燃料噴射孔
前後の差圧が小さく、この燃料差圧小に起因して燃料が
安定的に噴射されず、燃料振動や失火等の不安定燃焼が
発生する場合があった。
By the way, the conventional fuel injection device of the gas turbine combustor has a constant fuel injection opening area, and the fuel flow passage area is always constant. Therefore, when the fuel flow rate changes in a wide range from a minute flow rate to a large flow rate, in the conventional gas turbine combustor, the differential pressure before and after the fuel injection hole is small in the operating range of the minute fuel flow rate. As a result, the fuel is not stably injected, and unstable combustion such as fuel vibration and misfire may occur.

さらに、最近では燃料経済を考慮して燃料の多様化が図
られており、発熱量が異なる種々の燃料が使用されるよ
うになっている。発熱量が大きく異なる燃料を1台のガ
スタービンで使用する場合、燃料流量の変化幅が一層大
きくなり、従来のガスタービン燃焼器のように一定の開
口面積を備えた燃料噴射装置では、微少燃料流量時に燃
料噴射孔の前後差圧を充分に確保することができず、不
安定燃焼が生ずる恐れがあった。
Further, recently, fuels have been diversified in consideration of fuel economy, and various fuels having different calorific values have been used. When a single gas turbine uses fuels having greatly different heat generation amounts, the variation range of the fuel flow rate becomes larger, and in the fuel injection device having a constant opening area like the conventional gas turbine combustor, a small amount of fuel is used. At the flow rate, the differential pressure across the fuel injection hole could not be sufficiently secured, and there was a risk of unstable combustion.

〔発明の目的〕[Object of the Invention]

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、ガス
タービンの負荷状態あるいは発熱量の異なる燃料の切替
使用に応じて燃料噴射装置の燃料噴射面積を調節制御
し、燃料の安定燃焼と燃料の多様化に対応できるガスタ
ービン燃焼器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and adjusts and controls the fuel injection area of the fuel injection device according to the load state of the gas turbine or the switching use of fuels having different heat generation amounts, to achieve stable fuel combustion and fuel consumption. It is an object of the present invention to provide a gas turbine combustor capable of coping with diversification of

〔発明の概要〕 上述した目的を達成するために、本発明は、燃焼器本体
に燃料噴射装置を備えたガスタービン燃焼器において、
上記燃料噴射装置は筒状ケーシング内に複数の燃料通路
孔を有する固定式多孔板を設け、この固定式多孔板の各
燃料通路孔を仕切板により区画された燃料通路をそれぞ
れ介して燃料用スワラーまたは燃料噴射ノズルの燃料噴
射孔に対応させるとともに、前記固定式多孔板の各燃料
通路孔を選択的に閉塞可能な面積可変用多孔板を設置し
たことを特徴とするものである。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a gas turbine combustor including a fuel injection device in a combustor body,
In the above fuel injection device, a fixed type porous plate having a plurality of fuel passage holes is provided in a cylindrical casing, and each fuel passage hole of the fixed type porous plate is provided with a fuel swirler through a fuel passage defined by a partition plate. Alternatively, it is characterized in that an area-variable perforated plate is provided corresponding to the fuel injection hole of the fuel injection nozzle and capable of selectively closing each fuel passage hole of the fixed perforated plate.

〔発明の実施例〕Example of Invention

以下、本発明に係るガスタービン燃焼器の一実施例につ
いて添付図面を参照して説明する。
An embodiment of a gas turbine combustor according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

第3図において符号10はガスタービン発電プラントに
用いられるガスタービン燃焼器を示し、このガスタービ
ン燃焼器10は圧縮機11とガスタービン12との間に
設けられ、圧縮機11から吐出される圧縮空気の吐出チ
ャンバ13内に、周方向に沿って複数個、例えば10個
あるいは14個収容される。ガスタービン燃焼器10は
二重筒構造のライナー外筒15とライナー内筒16とを
有し、このライナー内筒16および外筒15により燃焼
器本体17を構成している。
In FIG. 3, reference numeral 10 indicates a gas turbine combustor used in a gas turbine power plant. The gas turbine combustor 10 is provided between a compressor 11 and a gas turbine 12, and is discharged from the compressor 11. A plurality of, for example, 10 or 14 are accommodated in the air discharge chamber 13 along the circumferential direction. The gas turbine combustor 10 includes a liner outer cylinder 15 and a liner inner cylinder 16 having a double cylinder structure, and the combustor body 17 is constituted by the liner inner cylinder 16 and the outer cylinder 15.

ライナー外筒15とライナー内筒16との間の環状空間
は第1図および第2図に示すように燃焼用空気を供給す
る流路18として形成され、この燃焼用空気流路18は
燃焼器本体17の先端部(前端部)で反転し、空気用ス
ワラー20を通してライナー内筒16内の燃焼室21に
連通される。
An annular space between the liner outer cylinder 15 and the liner inner cylinder 16 is formed as a flow passage 18 for supplying combustion air, as shown in FIGS. 1 and 2, and the combustion air flow passage 18 is provided in the combustor. It is inverted at the tip (front end) of the main body 17 and communicates with the combustion chamber 21 in the liner inner cylinder 16 through the air swirler 20.

一方、燃焼器本体17の前端中央部には燃料噴射装置2
3が設けられ、この燃料噴射装置23により燃料供給管
24を経て供給された燃料が燃料用スワラー25を介し
て燃焼室21内に噴射される。この燃焼室21内で燃料
は燃焼用空気と混合して燃焼せしめられ、高温の燃焼ガ
スとなる。この燃焼ガスは燃焼器尾筒26(第3図参
照)を通ってガスタービン12に案内され、このガスタ
ービン12を駆動して仕事をするようになっている。
On the other hand, the fuel injection device 2 is provided at the center of the front end of the combustor body 17.
3 is provided, and the fuel supplied by the fuel injection device 23 through the fuel supply pipe 24 is injected into the combustion chamber 21 through the fuel swirler 25. In the combustion chamber 21, the fuel is mixed with combustion air and combusted to become high temperature combustion gas. The combustion gas is guided to the gas turbine 12 through the combustor transition piece 26 (see FIG. 3) and drives the gas turbine 12 to perform work.

ところで、燃料噴射装置23は燃焼器本体17に保持さ
れた筒状ケーシング28を備え、この筒状ケーシング2
8内に固定式多孔板29が固着され収容される。固定式
多孔板29は第4図(A)および第5図(A)に示すよ
うに多数の燃料通路孔30,31が周方向に独立して設
けられる。各燃料通路孔30,31の形状は図示するも
のに限定されない。固定式多孔板29の下流側には複数
の仕切板33が設けられ、この仕切板33により燃料用
スワラー25の各燃料噴射孔34に通ずる燃料通路35
が区画形成され、固定式多孔板29に設けられた各燃料
通路孔30,31は燃料通路35を介して燃料用スワラ
ー25の各燃料噴射孔34に1対1にそれぞれ対応して
いる。なお、燃料用スワラー25に代えて燃料噴射ノズ
ルを同様に適用することができるので、燃料用スワラー
25は燃料噴射ノズルを含む概念として使用する。
By the way, the fuel injection device 23 includes a tubular casing 28 held by the combustor body 17, and the tubular casing 2
A fixed porous plate 29 is fixedly housed in the housing 8. As shown in FIGS. 4 (A) and 5 (A), the fixed porous plate 29 is provided with a large number of fuel passage holes 30 and 31 independently in the circumferential direction. The shapes of the fuel passage holes 30 and 31 are not limited to those illustrated. A plurality of partition plates 33 are provided on the downstream side of the fixed porous plate 29, and the partition plates 33 connect the fuel passages 35 to the fuel injection holes 34 of the fuel swirler 25.
The fuel passage holes 30 and 31 provided in the fixed porous plate 29 correspond to the fuel injection holes 34 of the fuel swirler 25 through the fuel passage 35 in a one-to-one correspondence. Since the fuel injection nozzle can be similarly applied instead of the fuel swirler 25, the fuel swirler 25 is used as a concept including the fuel injection nozzle.

また、固定式多孔板29の上流側は燃料供給チャンバ3
6として形成され、この供給チャンバ36に燃料流入ポ
ート37が開口している。燃料供給チャンバ36は上記
固定式多孔板29に進退自在に密着可能な燃料噴射面積
可変用多孔板38のシリンダ室を兼ねている。面積可変
用多孔板38は例えば第5図(B)に示す燃料通路孔3
9を有する。この燃料通路孔39は固定式多孔板29の
燃料通路孔31に対応し、残りの燃料通路孔30を面積
可変用多孔板38で閉塞可能な構造となっている。しか
して、面積可変用多孔板38に設けられた燃料通路孔3
9の数は、固定式多孔板29の燃料通路孔30,31の
数に対して、ガスタービンの運転条件あるいは異なる燃
料の発熱量に応じて予め定められた割合だけ少なく設定
されている。
The upstream side of the fixed porous plate 29 is the fuel supply chamber 3.
6, the fuel inlet port 37 is opened in the supply chamber 36. The fuel supply chamber 36 also serves as the cylinder chamber of the perforated plate 38 for varying the fuel injection area, which is capable of adhering to the fixed perforated plate 29 so as to move back and forth. The area varying perforated plate 38 is, for example, the fuel passage hole 3 shown in FIG. 5 (B).
Have 9. The fuel passage hole 39 corresponds to the fuel passage hole 31 of the fixed porous plate 29, and the remaining fuel passage hole 30 can be closed by the area varying porous plate 38. Then, the fuel passage hole 3 provided in the area varying perforated plate 38
The number of nine is set to be smaller than the number of fuel passage holes 30 and 31 of the fixed porous plate 29 by a predetermined ratio according to the operating conditions of the gas turbine or the calorific value of different fuels.

前記面積可変用多孔板38は動力伝達機構としての作動
ロッド40を介してアクチュエータ41に連結され、こ
のアクチュエータ41の作動により燃料供給ポート37
を超えて往復動せしめられる。アクチュエータ41はコ
ントローラ42からのアクチュエータ作動信号を受けて
作動制御される。コントローラ42は例えばガスタービ
ン負荷信号や燃料切替信号などの燃料通路部面積を変更
させるタイミングを代表する信号Aを受けてアクチュエ
ータ41の移動位置を制御するようになっている。
The area varying perforated plate 38 is connected to an actuator 41 via an operating rod 40 as a power transmission mechanism, and the fuel supply port 37 is operated by the operation of the actuator 41.
It can be reciprocated beyond. The actuator 41 is actuated and controlled by receiving an actuator actuation signal from the controller 42. The controller 42 controls the moving position of the actuator 41 in response to a signal A representing a timing for changing the fuel passage area such as a gas turbine load signal or a fuel switching signal.

次に、ガスタービン燃焼器10の作用について説明す
る。
Next, the operation of the gas turbine combustor 10 will be described.

ガスタービンの起動時や低負荷運転時、または発熱量の
高い燃料を使用する時は、第1図に示すように、アクチ
ュエータ41を作動させて面積可変用多孔板38を固定
式多孔板29に接近させ、密着させる。これにより、燃
料噴射装置23は燃料噴射面積が小さくなるように調節
され、固定式多孔板29の燃料通路孔30が閉塞され
る。
When the gas turbine is started up or operated under a low load, or when a fuel having a high calorific value is used, as shown in FIG. 1, the actuator 41 is operated to change the area-changing perforated plate 38 to the fixed perforated plate 29. Bring them close together. As a result, the fuel injection device 23 is adjusted so that the fuel injection area is reduced, and the fuel passage hole 30 of the fixed porous plate 29 is closed.

そして、燃料噴射装置23の供給チャンバ36内に案内
された燃料は、面積可変用多孔板38および固定式多孔
板29の共通燃料通路孔39,31から燃料流路35を
経て燃料用スワラー25に導かれ、燃料用スワラー25
から燃焼室21内に噴射されるが、固定式多孔板29の
燃焼通路孔30は閉塞されているため、燃料を流さず、
結局燃料用スワラー25部での燃料噴射面積が減少され
る。燃料噴射装置23の燃料噴射面積を調節可能とする
ことにより、微少燃料流量時においても燃料用スワラー
25の噴出孔前後の差圧を充分に確保することができ、
燃焼振動や吹消えなどの不安定燃焼を防止することがで
きる。燃焼の安定性は燃料用スワラー25や固定式多孔
板29、面積可変用多孔板38に設けられた孔の数が多
いほど向上する。
Then, the fuel guided into the supply chamber 36 of the fuel injection device 23 passes from the common fuel passage holes 39 and 31 of the area varying perforated plate 38 and the fixed type perforated plate 29 to the fuel swirler 25 through the fuel flow passage 35. Guided and swirler for fuel 25
Is injected from the inside into the combustion chamber 21, but since the combustion passage hole 30 of the fixed porous plate 29 is closed, fuel does not flow,
Eventually, the fuel injection area in the fuel swirler 25 is reduced. By making it possible to adjust the fuel injection area of the fuel injection device 23, it is possible to sufficiently secure the differential pressure before and after the injection hole of the fuel swirler 25 even at a minute fuel flow rate.
It is possible to prevent unstable combustion such as combustion vibration and blowout. The stability of combustion improves as the number of holes provided in the fuel swirler 25, the fixed porous plate 29, and the area varying porous plate 38 increases.

一方、ガスタービンの定格負荷運転時などで多量の燃料
を流す場合あるいは発熱量の小さな燃料を使用する場合
には、燃料噴射装置23は大きな燃料噴射面積が必要と
なる。この場合には、第2図に示すようにアクチュエー
タ41を作動させて面積可変用多孔板38を固定式多孔
板29から燃料流入ポート37を超えて後退させ、固定
式多孔板29の各燃料通路孔30,31が全て開放され
る。このため、燃料供給チャンバ36内に供給された燃
料は全ての燃料通路35を通り、燃料用スワラー25か
ら燃焼室21内に噴射される。このため、燃料用スワラ
ー25における燃焼噴射差圧は適切な値に保持され、安
定的に噴射せしめられる。
On the other hand, in the case where a large amount of fuel is flown during the rated load operation of the gas turbine or when the fuel having a small calorific value is used, the fuel injection device 23 needs a large fuel injection area. In this case, as shown in FIG. 2, the actuator 41 is operated to move the area varying perforated plate 38 backward from the fixed perforated plate 29 beyond the fuel inflow port 37, and the respective fuel passages of the fixed perforated plate 29. All the holes 30 and 31 are opened. Therefore, the fuel supplied into the fuel supply chamber 36 passes through all the fuel passages 35 and is injected from the fuel swirler 25 into the combustion chamber 21. Therefore, the combustion injection differential pressure in the fuel swirler 25 is maintained at an appropriate value and stable injection is performed.

次に、ガスタービン燃焼器の変形例について第6図乃至
第8図を参照して説明する。
Next, a modified example of the gas turbine combustor will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

この変形例に示されたガスタービン燃焼器10Aは燃料
噴射装置23A内に燃焼空気用スワラー20Aと燃料用
スワラー(燃料噴射ノズルでもよい。)25Aとを一体
的に組み込んだものである。ガスタービン燃焼器10A
は筒状ケーシング28内に固着され、収容された固定式
多孔板29Aを有し、この多孔板29Aに隣接して面積
可変用多孔板38Aが回転自在に収容される。面積可変
用多孔板38Aは歯車機構45やチェーンスプロケット
機構などの動力伝達機構を介して駆動モータ46に接続
され、この駆動モータ46の回転駆動により、面積可変
用多孔板38Aが回転駆動される。駆動モータ46の回
転駆動は、コントローラ42Aにより作動制御される。
A gas turbine combustor 10A shown in this modified example is one in which a combustion air swirler 20A and a fuel swirler (which may be a fuel injection nozzle) 25A are integrally incorporated in a fuel injection device 23A. Gas turbine combustor 10A
Has a fixed perforated plate 29A that is fixedly housed in the tubular casing 28, and an area varying perforated plate 38A is rotatably housed adjacent to the perforated plate 29A. The area changing perforated plate 38A is connected to a drive motor 46 via a power transmission mechanism such as a gear mechanism 45 or a chain sprocket mechanism, and the drive of the drive motor 46 causes the area changing perforated plate 38A to rotate. The rotational drive of the drive motor 46 is operationally controlled by the controller 42A.

面積可変用多孔板38Aの燃料通路孔48,49は第7
図(A)に示すように例えば2種類有し、中心角θの燃
料通路孔48と中心角2θの燃料通路孔49が所定の周
方向間隔をおいて交互に配置され、これらの燃料通路孔
48,49は固定式多孔板29Aに形成された中心角θ
の各燃料通路孔30A,31Aに対応している。しかし
て、面積可変用多孔板38Aを駆動モータ46により角
度θだけ回転させることにより、固定式多孔板29Aは
各燃料通路孔30A,31Aが開口する位置と、一部の
燃料通路孔30Aが閉塞される位置とを選択的にとるよ
うになっている。
The fuel passage holes 48 and 49 of the area varying perforated plate 38A are the seventh
As shown in FIG. 2A, for example, two types of fuel passage holes 48 having a central angle θ and fuel passage holes 49 having a central angle 2θ are alternately arranged at a predetermined circumferential interval. 48 and 49 are central angles θ formed on the fixed porous plate 29A.
Of the fuel passage holes 30A and 31A. By rotating the area-changing perforated plate 38A by the drive motor 46 by the angle θ, the fixed perforated plate 29A closes the positions where the fuel passage holes 30A and 31A are opened and a part of the fuel passage holes 30A. It is designed to selectively take the position to be set.

また、固定式多孔板29Aの下流側は第8図に示すよう
に放射方向に配列された各仕切板50により燃料通路3
5Aと燃料用空気流路51とに区画され、独立して交互
に配置される。燃料通路35Aは固定式多孔板29Aの
各燃料通路孔30A,31Aを燃料用スワラー25Aの
燃料噴射孔34Aと1対1で対応させている。
The downstream side of the fixed porous plate 29A is provided with the partition plates 50 arranged in the radial direction as shown in FIG.
5A and the fuel air flow path 51, and are independently and alternately arranged. The fuel passage 35A has a one-to-one correspondence between the fuel passage holes 30A and 31A of the fixed porous plate 29A and the fuel injection holes 34A of the fuel swirler 25A.

一方、燃焼用空気流路51は流入口が周側方に開口し、
この流入口から流入した燃焼用空気を空気用スワラー2
0Aから燃焼室21内に噴射させるようになっている。
したがって、燃焼室21に臨む燃料噴射装置23Aには
第7図(C)に示すように燃料用スワラー25Aの燃料
噴射孔34Aと空気用スワラー20Aの燃焼用空気噴射
孔52が交互に設けられる。
On the other hand, in the combustion air flow path 51, the inflow port opens to the circumferential side,
Combustion air flowing in from this inlet is swirler for air 2
The fuel is injected into the combustion chamber 21 from 0A.
Therefore, as shown in FIG. 7C, the fuel injection device 23A facing the combustion chamber 21 is provided with the fuel injection holes 34A of the fuel swirler 25A and the combustion air injection holes 52 of the air swirler 20A alternately.

今、ガスタービンの起動時や低負荷運転時や発熱量の高
い燃料を使用する場合には、作動制御信号Aがコントロ
ーラ42Aに与えられて駆動モータ46を回転駆動さ
せ、動力伝達装置を介して面積可変用多孔板38Aを所
定角度だけ回転させる。すなわち、面積可変用多孔板3
8Aを反時計方向に第7図(A)に示す状態から所定角
度θだけ回転させる。
Now, when the gas turbine is started up, when the load is low, or when fuel with a high calorific value is used, the operation control signal A is given to the controller 42A to rotate the drive motor 46, and the power transmission device is used. The variable area perforated plate 38A is rotated by a predetermined angle. That is, the area varying perforated plate 3
8A is rotated counterclockwise by a predetermined angle θ from the state shown in FIG. 7 (A).

これにより、中心角度2θで開口している燃料通路孔4
9は、面積可変用多孔板38Aが角度θだけ回転して
も、固定式多孔板29Aに設けられた燃料通路孔31A
を閉塞させることがない。しかし、この燃料通路孔31
Aに隣接する燃料通路孔30Aは完全に閉鎖される。し
たがって、面積可変用多孔板38Aには、燃料通路孔4
8,49と同形状の孔が予め定められた面積減少率に応
じて多数設置されているので、面積可変用多孔板38A
の角度θだけ回転することにより所望の燃料噴射面積減
少を図ることができ、燃料流量が少ない場合でも適切な
燃料噴射差圧が得られ、燃焼振動や失火等の不安定燃焼
を防止できる。
As a result, the fuel passage hole 4 opened at the central angle 2θ
9 is the fuel passage hole 31A provided in the fixed type porous plate 29A even if the area varying porous plate 38A is rotated by the angle θ.
Will not be blocked. However, this fuel passage hole 31
The fuel passage hole 30A adjacent to A is completely closed. Therefore, the fuel passage hole 4 is formed in the area varying perforated plate 38A.
Since a large number of holes having the same shape as 8, 49 are installed in accordance with a predetermined area reduction rate, the area-variable perforated plate 38A
The desired fuel injection area can be reduced by rotating by the angle θ, and an appropriate fuel injection differential pressure can be obtained even when the fuel flow rate is small, and unstable combustion such as combustion vibration and misfire can be prevented.

次に、燃料を多量流したり、発熱量の小さな燃料を用い
る場合には、面積可変用多孔板38Aを時計方向に角度
θだけ回転させることにより、第7図(A)に示される
燃料通路孔48,49の配置となる。このため、固定式
多孔板29Aに設けられた各燃料通路孔30A,31A
は面積可変用多孔板38Aによって閉塞されることな
く、全て開放される。したがって、充分広い燃料通路面
積が確保され、設計通りの理想的な燃料噴射差圧による
安定燃焼が得られる。
Next, when a large amount of fuel is flown or a fuel having a small calorific value is used, by rotating the area-changing perforated plate 38A clockwise by an angle θ, the fuel passage hole shown in FIG. There are 48 and 49 arrangements. Therefore, the fuel passage holes 30A and 31A provided in the fixed porous plate 29A are provided.
Are all opened without being blocked by the area varying perforated plate 38A. Therefore, a sufficiently wide fuel passage area is secured, and stable combustion can be obtained by the ideal fuel injection differential pressure as designed.

なお、本発明の実施例では固定式多孔板や面積可変用多
孔板に形成される燃焼通路孔の形状・大きさは種々考え
られ、第5図や第7図に示すものに限定されない。
In the embodiment of the present invention, various shapes and sizes of the combustion passage holes formed in the fixed type perforated plate or the area varying perforated plate are conceivable, and are not limited to those shown in FIGS. 5 and 7.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べたように本発明に係るガスタービン燃焼器は、
燃料噴射装置の筒状ケーシング内に複数の燃料通路孔を
有する固定式多孔板を設け、この固定式多孔板の燃料通
路孔を仕切板に区画された燃料通路を介して燃料用スワ
ラーまたは燃料噴射ノズルの燃料噴射孔に対応させると
ともに、前記固定式多孔板の各燃料噴射孔を選択的に閉
塞可能な面積可変用多孔板を設置したので、面積可変用
多孔板により燃料噴射面積を燃料流量や燃料の種類に適
したものに調節制御でき、ガスタービンの全運転域にお
いて常に安定した効率の良い燃焼が得られ、また、発熱
量の異なる燃料を1つのガスタービン燃焼器で安定燃焼
させることができ、燃料の多様化と、ガスタービンの柔
軟な運転が可能となる。
As described above, the gas turbine combustor according to the present invention,
A fixed porous plate having a plurality of fuel passage holes is provided in a tubular casing of a fuel injection device, and the fuel passage holes of the fixed porous plate are swirled for fuel or fuel injection through a fuel passage defined by a partition plate. Since the area-variable perforated plate that corresponds to the fuel-injection holes of the nozzle and can selectively close each fuel-injection hole of the fixed perforated plate is installed, the fuel-injection area can be controlled by the area-variable perforated plate. It can be adjusted and controlled to suit the kind of fuel, stable and efficient combustion can always be obtained in the entire operating range of the gas turbine, and fuels with different calorific values can be stably burned by one gas turbine combustor. Therefore, it becomes possible to diversify the fuel and to flexibly operate the gas turbine.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図および第2図は本発明に係るガスタービン燃焼器
の一実施例を示す部分断面図、第3図は上記ガスタービ
ン燃焼器の取付状態を示す図、第4図(A)はガスター
ビン燃焼器に組み込まれる燃料噴射装置の固定式多孔板
下流側の構造を示す図、第4図(B)は上記燃料噴射装
置の燃料用スワラーを示す図、第5図(A)および
(B)は燃料噴射装置の固定式多孔板と面積可変用多孔
板とをそれぞれ示す図、第6図は本発明に係るガスター
ビン燃焼器の変形例を示す図、第7図(A),(B),
(C)は第6図のガスタービン燃焼器に組み込まれる燃
料噴射装置の面積可変用多孔板、固定式多孔板、燃焼用
空気および燃料用スワラーをそれぞれ示す図、第8図は
上記燃料噴射装置の固定式多孔板下流側の構造を示す
図、第9図および第10図は従来のガスタービン燃焼器
をそれぞれ示す図である。 10……ガスタービン燃焼器、11……圧縮機、12…
…ガスタービン、15……ライナー外筒、16……ライ
ナー内筒、17……燃焼器本体、18……燃焼用空気流
路、20,20A……空気用スワラー、21……燃焼
室、23……燃料噴射装置、25,25A……燃料用ス
ワラー、29,29A……固定式多孔板、30,31,
30A,31A……燃料通路孔、33,50……仕切
板、34,34A……燃料噴射孔、35……燃料通路、
36……燃料供給チャンバ、38,38A……面積可変
用多孔板、41……アクチュエータ、42,42A……
コントローラ、46……駆動モータ、51……燃焼用空
気流路。
1 and 2 are partial cross-sectional views showing an embodiment of a gas turbine combustor according to the present invention, FIG. 3 is a view showing a mounting state of the gas turbine combustor, and FIG. 4 (A) is a gas. The figure which shows the structure of the fixed type porous plate downstream side of the fuel-injection apparatus incorporated in a turbine combustor, FIG. 4 (B) is the figure which shows the fuel swirler of the said fuel-injection apparatus, FIG. 5 (A) and (B). ) Is a diagram showing a fixed type perforated plate and an area varying perforated plate of the fuel injection device, respectively, and FIG. 6 is a diagram showing a modified example of the gas turbine combustor according to the present invention, and FIGS. 7 (A) and 7 (B). ),
(C) is a view showing a perforated plate for area adjustment, a fixed perforated plate, combustion air and a swirler for fuel, which are incorporated in the gas turbine combustor of FIG. 6, respectively, and FIG. 8 is the fuel injection device. And FIG. 9 and FIG. 10 are views showing the structure of the stationary type perforated plate on the downstream side of the conventional gas turbine combustor, respectively. 10 ... Gas turbine combustor, 11 ... Compressor, 12 ...
... gas turbine, 15 ... liner outer cylinder, 16 ... liner inner cylinder, 17 ... combustor body, 18 ... combustion air flow path, 20, 20A ... air swirler, 21 ... combustion chamber, 23 ...... Fuel injection device, 25,25A …… Fuel swirler, 29,29A …… Fixed perforated plate, 30,31,
30A, 31A ... Fuel passage hole, 33, 50 ... Partition plate, 34, 34A ... Fuel injection hole, 35 ... Fuel passage,
36 ... Fuel supply chamber, 38, 38A ... Area varying perforated plate, 41 ... Actuator, 42, 42A ...
Controller, 46 ... Drive motor, 51 ... Combustion air flow path.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】燃焼器本体に燃料噴射装置を備えたガスタ
ービン燃焼器において、上記燃料噴射装置は筒状ケーシ
ング内に複数の燃料通路孔を有する固定式多孔板を設
け、この固定式多孔板の各燃料通路孔を仕切板により区
画された燃料通路をそれぞれ介して燃料用スワラーまた
は燃料噴射ノズルの燃料噴射孔に対応させるとともに、
前記固定式多孔板の各燃料通路孔を選択的に閉塞可能な
面積可変用多孔板を設置したことを特徴とするガスター
ビン燃焼器。
1. A gas turbine combustor having a fuel injection device in a combustor body, wherein the fuel injection device is provided with a fixed porous plate having a plurality of fuel passage holes in a cylindrical casing. Each fuel passage hole of is made to correspond to the fuel injection hole of the fuel swirler or the fuel injection nozzle through the fuel passage partitioned by the partition plate,
A gas turbine combustor comprising an area-variable perforated plate capable of selectively closing each fuel passage hole of the fixed perforated plate.
【請求項2】面積可変用多孔板は固定式多孔板上流側の
燃料供給チャンバ内に収容された特許請求の範囲第1項
に記載のガスタービン燃焼器。
2. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the perforated plate for varying the area is housed in a fuel supply chamber upstream of the fixed perforated plate.
【請求項3】面積可変用多孔板はアクチュエータにより
動力伝達機構を介して固定式多孔板に対して進退自在に
保持された特許請求の範囲第1項に記載のガスタービン
燃焼器。
3. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the area varying perforated plate is held by an actuator so as to be movable back and forth with respect to the fixed type perforated plate via a power transmission mechanism.
【請求項4】面積可変用多孔板は駆動モータにより動力
伝達機構を介して回転自在に支持された特許請求の範囲
第1項に記載のガスタービン燃焼器。
4. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the perforated plate for varying the area is rotatably supported by a drive motor via a power transmission mechanism.
【請求項5】アクチュエータあるいは駆動モータはコン
トローラにより、ガスタービンの負荷運転状態や使用燃
料の種類に応じて作動制御される特許請求の範囲第3項
または第4項に記載のガスタービン燃焼器。
5. The gas turbine combustor according to claim 3, wherein the actuator or the drive motor is operationally controlled by a controller according to the load operating state of the gas turbine and the type of fuel used.
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