JPH07229622A - ガスタービンの予混合燃焼器 - Google Patents

ガスタービンの予混合燃焼器

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JPH07229622A
JPH07229622A JP4063194A JP4063194A JPH07229622A JP H07229622 A JPH07229622 A JP H07229622A JP 4063194 A JP4063194 A JP 4063194A JP 4063194 A JP4063194 A JP 4063194A JP H07229622 A JPH07229622 A JP H07229622A
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Hiroyuki Ichikawa
浩之 市川
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NIPPON JIDOSHA KENKYUSHO
SEKIYU SANGYO KASSEIKA CENTER
Japan Petroleum Energy Center JPEC
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NIPPON JIDOSHA KENKYUSHO
SEKIYU SANGYO KASSEIKA CENTER
Petroleum Energy Center PEC
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、ガスタービンの予混合燃焼器におい
て、予混合気通路に容易に伝播する逆火現象を抑止し、
燃焼器の熱損傷を防止することを目的とする。 【構成】プライマリ燃料噴射弁1から噴射した燃料をス
ワーラ2によって渦流を生成し予蒸発管3を介して導入
する予混合室6と、この予混合室6と環状流路を介して
連通する燃焼室8と、前記予混合室6内を貫通する保炎
器5を介して配置され、前記燃焼室8内に燃料を噴射す
るセカンダリ燃料噴射弁4とを備えたガスタービンの予
混合燃焼器において、前記環状流路の外周壁面部分に、
外気を前記燃焼室8の入口部に導入する空気導入通路1
4を形成した環状流路形成部材7を設けた構造を特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンの予混合
燃焼器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のガスタービンの予混合燃焼器は図
5で示すように、プライマリ燃料噴射弁1から噴射した
燃料をスワーラ2によって渦流を生成し予蒸発管3を介
して導入する予混合室6と、この予混合室6と環状流路
形成部材7(オリフィス)によるスロート部12を介し
て連通する燃焼室8と、前記予混合室6内を貫通する保
炎器5を介して配置され、前記燃焼室8内に燃料を噴射
するセカンダリ燃料噴射弁4とを備えている。
【0003】前記燃焼室8にはエクステンションライナ
9およびゾーンセパレータ10を介して希釈ライナー1
1が結合されている。前記保炎器5,予混合室6,環状
流路形成部材7a,燃焼室8,エクステンションライナ
9,ゾーンセパレータ10および希釈ライナー11はす
べてセラミックであり、ボルト等により締め付け結合が
できないため、これらを積み重ねて支持部材13で支持
している。15は前記支持部材13等を保持する燃焼器
キャップであり、図略のエンジン本体に固着されてい
る。18は点火栓であり、着火の時のみ燃焼室8内に前
進して侵入し、着火後は後退して燃焼室8外に待機す
る。
【0004】前記の構成よりなるガスタービンの予混合
燃焼器は、始動時に前記点火栓18を燃焼室8内に前進
して侵入させ、セカンダリ燃料噴射弁4によって燃焼室
8内に燃料を噴射して着火する。この着火後に燃料噴射
はプライマリ燃料噴射弁1に切替えられ、点火栓18は
後退して燃焼室8外に位置させ、点火栓18を高熱にさ
らされないようにする。
【0005】前記プライマリ燃料噴射弁1から噴射され
る燃料はスワーラ2によって渦流を生成し予蒸発管3を
介して予混合室6に導入され、環状流路形成部材7を通
過して燃焼室8内に入り、この燃焼室8内で燃焼する。
エンジンが低負荷の場合は前記プライマリ燃料噴射弁1
からの燃料噴射であるが、エンジンの負荷が上がり、あ
る一定以上の高負荷になった場合は、プライマリ燃料噴
射弁1とセカンダリ燃料噴射弁4とによって燃料噴射を
行うよう制御される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】前記予混合燃焼器にお
いては、燃焼室8と保炎器5によって形成される環状流
路(スロート部)において、予混合気の温度,圧力が高
い場合、壁面近傍の低流速域を燃焼域の火炎が上流の予
混合気通路に容易に伝播する逆火現象が生じ、この逆火
現象は、単に排気性能面に悪影響を及ぼすだけでなく、
セラミック部材の保炎器5,予混合室6,環状流路形成
部材7a,燃焼室8,エクステンションライナ9,ゾー
ンセパレータ10および希釈ライナー11によって構成
する燃焼器を熱損傷する問題がある。
【0007】ガスタービンは、高温化,高圧化が今後も
一層進み、従来の予混合燃焼器以上に逆火現象が生じ易
くなっている。従って、従来の予混合燃焼器において
は、上記の問題点への対応が不十分なため、燃焼器入口
温度が特に高い場合に、空気過剰率があまり小さくない
にも関わらず、逆火現象が発生し、エンジン運転を行う
ため、燃焼器運転点の確保が難しい状況にあった。
【0008】本発明の目的は、上記従来の問題点を解消
したガスタービンの予混合燃焼器を提供することであ
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の特徴とする構成は、プライマリ燃料噴射弁
から噴射した燃料をスワーラによって渦流を生成し予蒸
発管を介して導入する予混合室と、この予混合室と環状
流路を介して連通する燃焼室と、前記予混合室内を貫通
する保炎器を介して配置され、前記燃焼室内に燃料を噴
射するセカンダリ燃料噴射弁とを備えたガスタービンの
予混合燃焼器において、前記環状流路の外周壁面部分
に、外気を前記燃焼室の入口部に導入する空気導入通路
を形成した環状流路形成部材を設けたものである。
【0010】また、前記環状流路形成部材の空気導入通
路は、燃焼室の入口部に導入される空気を予混合室内の
空気と同方向に旋回させる角度を持たせことである。
【0011】
【作用】上記の構成により、環状流路形成部材の空気導
入通路から新気(外気)を導入し、スロート部燃焼室内
壁近傍の混合気濃度を下げ、予混合室への逆火現象を抑
止するものである。
【0012】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。基本的な構造は前記従来の予混合燃焼器と同様であ
る。すなわち、図1において、プライマリ燃料噴射弁1
から噴射した燃料をスワーラ2によって渦流を生成し予
蒸発管3を介して導入する予混合室6と、この予混合室
6と環状流路形成部材7(オリフィス)によるスロート
部12を介して連通する燃焼室8と、前記予混合室6内
を貫通する保炎器5を介して配置され、前記燃焼室8内
に燃料を噴射するセカンダリ燃料噴射弁4とを備えてい
る。
【0013】前記燃焼室8にはエクステンションライナ
9およびゾーンセパレータ10を介して希釈ライナー1
1が結合されている。前記保炎器5,予混合室6,環状
流路形成部材7a,燃焼室8,エクステンションライナ
9,ゾーンセパレータ10および希釈ライナー11はす
べてセラミックであり、ボルト等により締め付け結合が
できないため、これらを積み重ねて支持部材13で支持
している。15は前記支持部材13等を保持する燃焼器
キャップであり、図略のエンジン本体に固着されてい
る。18は点火栓であり、着火の時のみ燃焼室8内に前
進して侵入し、着火後は後退して燃焼室8外に待機す
る。
【0014】前記の構成よりなるガスタービンの予混合
燃焼器は、始動時に前記点火栓18を燃焼室8内に前進
して侵入させ、セカンダリ燃料噴射弁4によって燃焼室
8内に燃料を噴射して着火する。この着火後に燃料噴射
はプライマリ燃料噴射弁1に切替えられ、点火栓18は
後退して燃焼室8外に位置させ、点火栓18を高熱にさ
らされないようにする。
【0015】前記プライマリ燃料噴射弁1から噴射され
る燃料はスワーラ2によって渦流を生成し予蒸発管3を
介して予混合室6に導入され、環状流路形成部材7を通
過して燃焼室8内に入り、この燃焼室8内で燃焼する。
エンジンが低負荷の場合は前記プライマリ燃料噴射弁1
からの燃料噴射であるが、エンジンの負荷が上がり、あ
る一定以上の高負荷になった場合は、プライマリ燃料噴
射弁1とセカンダリ燃料噴射弁4とによって燃料噴射を
行うよう制御される。
【0016】本発明は上記の構成において、前記環状流
路の外周壁面部分、すなわち、環状流路形成部材7に外
気を前記燃焼室8の入口部に導入する空気導入通路14
を形成したことを特徴とするものである。
【0017】前記環状流路形成部材7の空気導入通路1
4には図2,図3及び図4で示すように、燃焼室8の入
口部に導入される空気を予混合室6内の空気と同方向に
旋回させるよう角度を持たせた空気導入スリット16が
設けられている。
【0018】本発明は上記の通りの構造であるから、環
状流路形成部材7の空気導入通路14から新気(外気)
が燃焼室8の入口部に導入され、環状流路(スロート
部)の壁近傍の混合気濃度を低減する。
【0019】これにより、環状流路(スロート部)の壁
近傍の混合気濃度が高いことが原因の一つとなっている
逆火現象を抑止するものである。
【0020】前記環状流路形成部材7の空気導入通路1
4に、予混合室6内の空気と同方向に旋回させるよう角
度を持たせた空気導入スリット16を設けることによ
り、燃焼室8の入口部に導入される空気は、予混合室6
内の空気と同方向に旋回流が生成され、上記環状流路
(スロート部)の壁近傍の混合気濃度の低減を一層効果
的に行うものである。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明によると、プライマ
リ燃料噴射弁から噴射した燃料をスワーラによって渦流
を生成し予蒸発管を介して導入する予混合室と、この予
混合室と環状流路を介して連通する燃焼室と、前記予混
合室内を貫通する保炎器を介して配置され、前記燃焼室
内に燃料を噴射するセカンダリ燃料噴射弁とを備えたガ
スタービンの予混合燃焼器において、前記環状流路の外
周壁面部分に、外気を前記燃焼室の入口部に導入する空
気導入通路を形成した環状流路形成部材を設け、空気導
入通路から新気(外気)が燃焼室の入口部の環状流路
(スロート部)の壁近傍の混合気濃度を低減するように
した構成であるから、予混合気の温度,圧力が高い場
合、環状流路(スロート部)壁面近傍の低流速域を燃焼
域の火炎が上流の予混合気通路に容易に伝播する逆火現
象を抑止し、セラミック部材の保炎器,予混合室,環状
流路形成部材,燃焼室,エクステンションライナ,ゾー
ンセパレータおよび希釈ライナーによって構成する燃焼
器の熱損傷を簡単な構造によって防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による予混合燃焼器の断面図
【図2】本発明の要部拡大断面図
【図3】環状流路形成部材の側面図
【図4】環状流路形成部材の平面図
【図5】従来の予混合燃焼器の断面図
【符号の説明】
1 プライマリ燃料噴射弁 2 スワーラ 3 予蒸発管 4 セカンダリ燃料噴射弁 5 保炎器 6 予混合室 7 環状流路形成部材 8 燃焼室 9 エクステンションライナ 10 ゾーンセパレータ 11 希釈ライナー 12 スロート部 13 支持部材 14 空気導入通路 15 燃焼器キャップ 16 空気導入スリット

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プライマリ燃料噴射弁から噴射した燃料
    をスワーラによって渦流を生成し予蒸発管を介して導入
    する予混合室と、この予混合室と環状流路を介して連通
    する燃焼室と、前記予混合室内を貫通する保炎器を介し
    て配置され、前記燃焼室内に燃料を噴射するセカンダリ
    燃料噴射弁とを備えたガスタービンの予混合燃焼器にお
    いて、前記環状流路の外周壁面部分に、外気を前記燃焼
    室の入口部に導入する空気導入通路を形成した環状流路
    形成部材を設けたことを特徴とするガスタービンの予混
    合燃焼器。
  2. 【請求項2】 前記環状流路形成部材の空気導入通路
    は、燃焼室の入口部に導入される空気を予混合室内の空
    気と同方向に旋回させる角度を持たせていることを特徴
    とする請求項1記載のガスタービンの予混合燃焼器。
JP4063194A 1994-02-16 1994-02-16 ガスタービンの予混合燃焼器 Expired - Fee Related JP2666114B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008275189A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器及びガスタービン燃焼器の燃焼方法
WO2008146670A1 (ja) * 2007-05-30 2008-12-04 Mani, Inc. 歯科用の回転駆動切削具

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008275189A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器及びガスタービン燃焼器の燃焼方法
WO2008146670A1 (ja) * 2007-05-30 2008-12-04 Mani, Inc. 歯科用の回転駆動切削具

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