JPH07318057A - ガスタービンの燃焼器 - Google Patents
ガスタービンの燃焼器Info
- Publication number
- JPH07318057A JPH07318057A JP10700294A JP10700294A JPH07318057A JP H07318057 A JPH07318057 A JP H07318057A JP 10700294 A JP10700294 A JP 10700294A JP 10700294 A JP10700294 A JP 10700294A JP H07318057 A JPH07318057 A JP H07318057A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cylinder
- swirler
- flow
- guide
- air
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- Pending
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- Pressure-Spray And Ultrasonic-Wave- Spray Burners (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 カーボンの堆積防止と火炎の安定との両立を
簡易な手段により実現する。 【構成】 小径部から大径部へと径をテーパ状に拡大す
る旋回流ガイド２１を案内羽根６を備えた半径流スワー
ラ７と燃焼筒２との間のスワーラ筒３内部に配置する。
簡易な手段により実現する。 【構成】 小径部から大径部へと径をテーパ状に拡大す
る旋回流ガイド２１を案内羽根６を備えた半径流スワー
ラ７と燃焼筒２との間のスワーラ筒３内部に配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンエンジン
の燃焼器に関し、さらに詳しくは燃焼用空気を燃焼筒に
供給するスワーラ筒の改良に関する。
の燃焼器に関し、さらに詳しくは燃焼用空気を燃焼筒に
供給するスワーラ筒の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの燃焼器は、コンプレッサ
から燃焼筒内に供給される圧縮空気に燃料噴射弁から燃
料を噴射して混合気を生成し、これに燃焼筒内に設けた
点火栓が点火して燃焼させるように構成されている。そ
の場合に、圧縮空気は燃料の混合促進のために燃焼筒内
に旋回流を形成することが好ましい。そこで、例えば特
開平５−２４８６３７号には、図６に示すように燃焼筒
２に小径のスワーラ筒３を接続し、このスワーラ筒３に
半径流スワーラ７を形成した燃焼器１が提案されてい
る。
から燃焼筒内に供給される圧縮空気に燃料噴射弁から燃
料を噴射して混合気を生成し、これに燃焼筒内に設けた
点火栓が点火して燃焼させるように構成されている。そ
の場合に、圧縮空気は燃料の混合促進のために燃焼筒内
に旋回流を形成することが好ましい。そこで、例えば特
開平５−２４８６３７号には、図６に示すように燃焼筒
２に小径のスワーラ筒３を接続し、このスワーラ筒３に
半径流スワーラ７を形成した燃焼器１が提案されてい
る。
【０００３】半径流スワーラ７はスワーラ筒３の一部を
コの字形に切って内側に起こした案内羽根６を備えた複
数の開口部からなり、これらを円周方向に等間隔で配置
したものである。これにより、各開口部から流入する空
気の多くが案内羽根６に案内されてスワーラ筒３の壁面
に沿った旋回流を形成する。燃料噴射弁４は先端を燃焼
筒２内に向けてスワーラ筒３内に収装され、旋回流と燃
料噴射弁４から噴射された燃料とが混合して、燃焼筒２
内に設けた点火栓５により点火して燃焼する。
コの字形に切って内側に起こした案内羽根６を備えた複
数の開口部からなり、これらを円周方向に等間隔で配置
したものである。これにより、各開口部から流入する空
気の多くが案内羽根６に案内されてスワーラ筒３の壁面
に沿った旋回流を形成する。燃料噴射弁４は先端を燃焼
筒２内に向けてスワーラ筒３内に収装され、旋回流と燃
料噴射弁４から噴射された燃料とが混合して、燃焼筒２
内に設けた点火栓５により点火して燃焼する。
【０００４】さらに、燃料噴射弁４にカーボンが堆積す
るのを防止するために、半径流スワーラ７を挟んで燃焼
筒２と反対側に位置してスワーラ筒３に補助空気の供給
穴９が形成される。これにより、燃料噴射弁４の周囲に
十分な量の空気を供給して燃料噴射弁４の周囲の燃料濃
度を希薄化し、カーボンの発生を防止するのである。
るのを防止するために、半径流スワーラ７を挟んで燃焼
筒２と反対側に位置してスワーラ筒３に補助空気の供給
穴９が形成される。これにより、燃料噴射弁４の周囲に
十分な量の空気を供給して燃料噴射弁４の周囲の燃料濃
度を希薄化し、カーボンの発生を防止するのである。
【０００５】
【発明の課題】この場合に、補助空気の供給穴９からス
ワーラ筒３に供給される空気は主にスワーラ筒３内を軸
方向に流れることになるが、その結果点火栓５の近くに
高速の軸方向の空気流が形成されると、火炎の安定に好
ましくない影響を与える恐れがある。このため、カーボ
ンの堆積防止と火炎の安定とが両立するように、供給穴
９の位置や寸法を設計する必要があるが、このような設
計は容易でなかった。
ワーラ筒３に供給される空気は主にスワーラ筒３内を軸
方向に流れることになるが、その結果点火栓５の近くに
高速の軸方向の空気流が形成されると、火炎の安定に好
ましくない影響を与える恐れがある。このため、カーボ
ンの堆積防止と火炎の安定とが両立するように、供給穴
９の位置や寸法を設計する必要があるが、このような設
計は容易でなかった。
【０００６】本発明は、上記問題点を解決すべくなされ
たもので、旋回流の強化により燃料噴射弁近くの燃料を
希釈することで、過濃領域の形成を防止するとともに、
火炎の安定を図ることを目的とする。
たもので、旋回流の強化により燃料噴射弁近くの燃料を
希釈することで、過濃領域の形成を防止するとともに、
火炎の安定を図ることを目的とする。
【０００７】
【課題を達成するための手段】請求項１に記載の発明
は、燃料を空気と混合して燃焼させる燃焼筒と、燃焼筒
に空気を供給するより小径のスワーラ筒とを設け、スワ
ーラ筒に複数の開口部を円周方向に並べて形成し、開口
部からスワーラ筒へ流入する空気がスワーラ筒内に円周
方向の旋回流を構成するように各開口部からスワーラ筒
内側に突出する案内羽根を設けたガスタービンの燃焼器
において、小径部から大径部へと径をテーパ状に拡大す
る旋回流ガイドを前記案内羽根と燃焼筒との間のスワー
ラ筒内部に配置している。
は、燃料を空気と混合して燃焼させる燃焼筒と、燃焼筒
に空気を供給するより小径のスワーラ筒とを設け、スワ
ーラ筒に複数の開口部を円周方向に並べて形成し、開口
部からスワーラ筒へ流入する空気がスワーラ筒内に円周
方向の旋回流を構成するように各開口部からスワーラ筒
内側に突出する案内羽根を設けたガスタービンの燃焼器
において、小径部から大径部へと径をテーパ状に拡大す
る旋回流ガイドを前記案内羽根と燃焼筒との間のスワー
ラ筒内部に配置している。
【０００８】請求項２に記載の発明は、スワーラ筒の内
周に接する環状の端面を、前記旋回流ガイドの小径部の
外周に形成している。
周に接する環状の端面を、前記旋回流ガイドの小径部の
外周に形成している。
【０００９】
【作用】請求項１に記載の発明では、半径流スワーラの
開口部から流入した空気は案内羽根に案内されて旋回流
を形成し、旋回流ガイドに流入する。開口部からスワー
ラ筒の内周に沿って直線的に焼筒方向へ向かう空気の流
れは旋回流ガイドに阻止されるため、旋回流の形成が強
化される。さらに、小径部における旋回流の速度増加に
より噴射弁の周囲における旋回流の速度が確保され、こ
の領域で燃料が過濃になるのを防止できるとともに、テ
ーパ面の径の拡大により点火位置付近では空気流の速度
が減少するので火炎も安定する。
開口部から流入した空気は案内羽根に案内されて旋回流
を形成し、旋回流ガイドに流入する。開口部からスワー
ラ筒の内周に沿って直線的に焼筒方向へ向かう空気の流
れは旋回流ガイドに阻止されるため、旋回流の形成が強
化される。さらに、小径部における旋回流の速度増加に
より噴射弁の周囲における旋回流の速度が確保され、こ
の領域で燃料が過濃になるのを防止できるとともに、テ
ーパ面の径の拡大により点火位置付近では空気流の速度
が減少するので火炎も安定する。
【００１０】請求項２に記載の発明では、環状の端面に
よってテーパ面の裏側の空間が閉鎖されるので開口部の
直下流に死水域ができず、この領域へのカーボンの堆積
を防止できる。
よってテーパ面の裏側の空間が閉鎖されるので開口部の
直下流に死水域ができず、この領域へのカーボンの堆積
を防止できる。
【００１１】
【実施例】図１〜図３に本発明の第１の実施例を示す。
【００１２】図１は一端にスワーラ筒３を結合した燃焼
筒２を示す。燃焼筒２には二次空気供給口１２と、希釈
空気供給口１３が形成され、さらに羽根１４を備えた数
多くの冷却空気口１４Ａが形成される。
筒２を示す。燃焼筒２には二次空気供給口１２と、希釈
空気供給口１３が形成され、さらに羽根１４を備えた数
多くの冷却空気口１４Ａが形成される。
【００１３】スワーラ筒３は燃焼筒２より小径に形成さ
れ、燃焼筒２の内側に向けて開口する。スワーラ筒３の
反対側の端部は閉鎖される。
れ、燃焼筒２の内側に向けて開口する。スワーラ筒３の
反対側の端部は閉鎖される。
【００１４】スワーラ筒３の内側には図示されない燃料
噴射弁が燃焼筒２に向けて収装され、燃料噴射弁から噴
射された燃料に点火する図示されない点火栓がスワーラ
筒３の近傍に設けられる。燃料噴射弁と点火栓の配置は
前記従来例と同一である。
噴射弁が燃焼筒２に向けて収装され、燃料噴射弁から噴
射された燃料に点火する図示されない点火栓がスワーラ
筒３の近傍に設けられる。燃料噴射弁と点火栓の配置は
前記従来例と同一である。
【００１５】スワーラ筒３には案内羽根６を備えた半径
流スワーラ７が形成される。案内羽根６は図３に示すよ
うに、スワーラ筒３の壁面の一部をコの字形に切って内
側に起こしたものであり、これにより開口部が形成され
る。半径流スワーラ７は案内羽根６を備えたこれらの開
口部を円周方向に等間隔で配置したものである。
流スワーラ７が形成される。案内羽根６は図３に示すよ
うに、スワーラ筒３の壁面の一部をコの字形に切って内
側に起こしたものであり、これにより開口部が形成され
る。半径流スワーラ７は案内羽根６を備えたこれらの開
口部を円周方向に等間隔で配置したものである。
【００１６】さらに、スワーラ筒３の内側には半径流ス
ワーラ７と燃焼筒２との間に旋回流ガイド２１が配設さ
れる。旋回流ガイド２１は図２に示すようなテーパ面２
１Ａとテーパ面の小径部の外周に形成された端面２１Ｂ
とを備え、スワーラ筒３の内側に溶接などの方法で固定
される。端面２１Ｂはスワーラ筒３の内周と案内羽根６
の下端とにそれぞれ当接する。また、テーパ面２１Ａの
大径部は燃焼筒２に臨む。
ワーラ７と燃焼筒２との間に旋回流ガイド２１が配設さ
れる。旋回流ガイド２１は図２に示すようなテーパ面２
１Ａとテーパ面の小径部の外周に形成された端面２１Ｂ
とを備え、スワーラ筒３の内側に溶接などの方法で固定
される。端面２１Ｂはスワーラ筒３の内周と案内羽根６
の下端とにそれぞれ当接する。また、テーパ面２１Ａの
大径部は燃焼筒２に臨む。
【００１７】次に作用を説明する。
【００１８】スワーラ筒３に供給される圧縮空気は前記
従来例と同様に燃焼筒２の外周に沿って図１の下から上
へと軸方向に流れ、半径流スワーラ７からスワーラ筒３
に流入する。
従来例と同様に燃焼筒２の外周に沿って図１の下から上
へと軸方向に流れ、半径流スワーラ７からスワーラ筒３
に流入する。
【００１９】流入空気は図３の矢印に示すように案内羽
根６により旋回流を形成する。半径流スワーラ７の開口
部の燃焼筒２側には旋回流ガイド２１が設けられてお
り、旋回流は旋回流ガイド２１のテーパ面２１Ａに沿っ
て形成される旋回流ガイド２１がないと例えば図４に示
すように半径流スワーラ７の開口部から流入した空気の
一部は直接燃焼筒２に向けて軸方向の流れを形成する
が、旋回流ガイド２１があれば、端面２１Ｂが開口部か
ら直接軸方向に流れる空気の流れを阻止するので、開口
部からの流入空気のすべてが旋回流となる。したがっ
て、燃焼筒２内には軸方向流が形成されにくい環境とな
り、燃焼筒２内の火炎の安定は損なわれない。
根６により旋回流を形成する。半径流スワーラ７の開口
部の燃焼筒２側には旋回流ガイド２１が設けられてお
り、旋回流は旋回流ガイド２１のテーパ面２１Ａに沿っ
て形成される旋回流ガイド２１がないと例えば図４に示
すように半径流スワーラ７の開口部から流入した空気の
一部は直接燃焼筒２に向けて軸方向の流れを形成する
が、旋回流ガイド２１があれば、端面２１Ｂが開口部か
ら直接軸方向に流れる空気の流れを阻止するので、開口
部からの流入空気のすべてが旋回流となる。したがっ
て、燃焼筒２内には軸方向流が形成されにくい環境とな
り、燃焼筒２内の火炎の安定は損なわれない。
【００２０】また、このように旋回流の比率が高まる
と、開口部の直下流側に死水域ができやすくなるが、死
水域相当部はすべて旋回流ガイド２１によって占有され
ているので死水域はできず、死水域にカーボンが堆積す
る恐れもない。
と、開口部の直下流側に死水域ができやすくなるが、死
水域相当部はすべて旋回流ガイド２１によって占有され
ているので死水域はできず、死水域にカーボンが堆積す
る恐れもない。
【００２１】旋回流は旋回流ガイド２１の小径部におい
て最も大きな流速をもち、テーパ面２１Ａの径の拡大に
つれて流速を低下させる。このため、旋回流は燃料噴射
弁の周囲においては燃料が過濃とならないような好まし
い速度を維持する一方で、点火位置では安定した火炎の
得られる程度まで速度を低下させる。したがって、燃料
噴射弁へのカーボン堆積を防止しつつ、火炎の安定を図
ることができる。
て最も大きな流速をもち、テーパ面２１Ａの径の拡大に
つれて流速を低下させる。このため、旋回流は燃料噴射
弁の周囲においては燃料が過濃とならないような好まし
い速度を維持する一方で、点火位置では安定した火炎の
得られる程度まで速度を低下させる。したがって、燃料
噴射弁へのカーボン堆積を防止しつつ、火炎の安定を図
ることができる。
【００２２】図５は本発明の第２の実施例を示す。
【００２３】ここでは、旋回流ガイド２１として、あら
かじめ成型した部材をスワーラ筒３内に溶接する代わり
に、燃焼筒２の端部をロート状に絞ってスワーラ筒３内
に突出させている。旋回流ガイド２１の先端は図５にお
いて半径流スワーラ７の案内羽根６の下端に接するよう
に配置される。この場合には、半径流スワーラ７からス
ワーラ筒３の内周に沿った軸方向の空気の流れは旋回流
ガイド２１の外周面すなわちテーパ面２１Ａの裏面に相
当する部分で阻止される。また、旋回流ガイド２１が案
内羽根６の下端に接しているので、スワーラ筒３内の旋
回流が旋回流ガイド２１の外側の空間４３に回り込みに
くい環境となる。
かじめ成型した部材をスワーラ筒３内に溶接する代わり
に、燃焼筒２の端部をロート状に絞ってスワーラ筒３内
に突出させている。旋回流ガイド２１の先端は図５にお
いて半径流スワーラ７の案内羽根６の下端に接するよう
に配置される。この場合には、半径流スワーラ７からス
ワーラ筒３の内周に沿った軸方向の空気の流れは旋回流
ガイド２１の外周面すなわちテーパ面２１Ａの裏面に相
当する部分で阻止される。また、旋回流ガイド２１が案
内羽根６の下端に接しているので、スワーラ筒３内の旋
回流が旋回流ガイド２１の外側の空間４３に回り込みに
くい環境となる。
【００２４】この実施例によれば、旋回流ガイド２１を
プレス成型により形成することができるため、前記第１
の実施例より低いコストで実施できる。また、第１の実
施例のように溶接により旋回流ガイド２１をスワーラ筒
３に固着する場合、溶接熱により各部材にクラックが発
生する恐れがあるが、この実施例では熱を加える必要が
なく、クラック発生の恐れも全くない。
プレス成型により形成することができるため、前記第１
の実施例より低いコストで実施できる。また、第１の実
施例のように溶接により旋回流ガイド２１をスワーラ筒
３に固着する場合、溶接熱により各部材にクラックが発
生する恐れがあるが、この実施例では熱を加える必要が
なく、クラック発生の恐れも全くない。
【００２５】
【発明の効果】請求項１に記載の発明は、半径流スワー
ラと燃焼筒との間にテーパ面を備えた旋回流ガイドを設
けたので、半径流スワーラから直接燃焼筒方向へ向かう
空気の流れが阻止され、半径流が強化される。さらに、
テーパ面の小径部における旋回流の速度増加により噴射
弁の周囲の空気流の速度が維持され、この領域で燃料が
過濃になるのを防止できとともに、テーパ面における径
の拡大により点火位置付近の空気流の速度が減少ので火
炎も安定する。
ラと燃焼筒との間にテーパ面を備えた旋回流ガイドを設
けたので、半径流スワーラから直接燃焼筒方向へ向かう
空気の流れが阻止され、半径流が強化される。さらに、
テーパ面の小径部における旋回流の速度増加により噴射
弁の周囲の空気流の速度が維持され、この領域で燃料が
過濃になるのを防止できとともに、テーパ面における径
の拡大により点火位置付近の空気流の速度が減少ので火
炎も安定する。
【００２６】請求項２に記載の発明は、旋回流ガイドに
リング状の端面や備えたので、テーバ面の裏側の空間が
端面により閉鎖され、開口部の直下流に死水域ができ
ず、この領域にカーボンが体積するのを防止できる。
リング状の端面や備えたので、テーバ面の裏側の空間が
端面により閉鎖され、開口部の直下流に死水域ができ
ず、この領域にカーボンが体積するのを防止できる。
【図１】本発明の第１実施例によるガスタービン燃焼筒
とスワーラ筒の一部縦断面を含む要部側面図である。
とスワーラ筒の一部縦断面を含む要部側面図である。
【図２】同じく旋回流ガイドの斜視図である。
【図３】同じく半径流スワーラと旋回流ガイドの要部斜
視図である。
視図である。
【図４】旋回流ガイドを設けない場合の空気の流れを説
明する半径流スワーラの要部斜視図である。
明する半径流スワーラの要部斜視図である。
【図５】本発明の第２実施例によるガスタービン燃焼筒
とスワーラ筒の一部縦断面を含む要部側面図である。
とスワーラ筒の一部縦断面を含む要部側面図である。
【図６】従来例を示すガスタービン燃焼器要部の縦断面
図である。
図である。
２ 燃焼筒 ３ スワーラ筒 ６ 案内羽根 ７ 半径流スワーラ ２１ 旋回流ガイド ２１Ａ テーパ面 ２１Ｂ 端面
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料を空気と混合して燃焼させる燃焼筒
と、燃焼筒に空気を供給するより小径のスワーラ筒とを
設け、スワーラ筒に複数の開口部を円周方向に並べて形
成し、開口部からスワーラ筒へ流入する空気がスワーラ
筒内に円周方向の旋回流を構成するように各開口部から
スワーラ筒内側に突出する案内羽根を設けたガスタービ
ンの燃焼器において、小径部から大径部へと径をテーパ
状に拡大する旋回流ガイドを前記案内羽根と燃焼筒との
間のスワーラ筒内部に配置したことを特徴とするガスタ
ービンの燃焼器。 - 【請求項２】 スワーラ筒の内周に接する環状の端面
を、前記旋回流ガイドの小径部の外周に形成した請求項
１に記載のガスタービンの燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10700294A JPH07318057A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | ガスタービンの燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10700294A JPH07318057A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | ガスタービンの燃焼器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318057A true JPH07318057A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14448002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10700294A Pending JPH07318057A (ja) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | ガスタービンの燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07318057A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017217622A1 (ko) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | 두산중공업 주식회사 | 공기유도 캡 및 이를 구비하는 연소 덕트 |
-
1994
- 1994-05-20 JP JP10700294A patent/JPH07318057A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017217622A1 (ko) * | 2016-06-16 | 2017-12-21 | 두산중공업 주식회사 | 공기유도 캡 및 이를 구비하는 연소 덕트 |
| US10520192B2 (en) | 2016-06-16 | 2019-12-31 | DOOSAN Heavy Industries Construction Co., LTD | Air flow guide cap and combustion duct having the same |
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