JPH0771759A - 低排出物量のガスタービン用の固定形態燃焼器 - Google Patents
低排出物量のガスタービン用の固定形態燃焼器Info
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- JPH0771759A JPH0771759A JP6109450A JP10945094A JPH0771759A JP H0771759 A JPH0771759 A JP H0771759A JP 6109450 A JP6109450 A JP 6109450A JP 10945094 A JP10945094 A JP 10945094A JP H0771759 A JPH0771759 A JP H0771759A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/34—Feeding into different combustion zones
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/60—Fluid transfer
- F05B2260/601—Fluid transfer using an ejector or a jet pump
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Breeding Of Plants And Reproduction By Means Of Culturing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ガスタービンの動作範囲の全域に亙ってNO
x 排出量を超低排出量とすることのできる、ガスタービ
ン用の固定形態燃焼器を提供する。 【構成】 ガスタービン用の固定形態燃焼器10は、少
なくとも1つの燃焼室11、12と、燃焼室の下流側に
配設されて燃焼室に連通している稀釈混合室13と、燃
焼室の中へ混合気を導入するための、燃焼室に連通した
少なくとも1つの一次インスピレータ19と、稀釈混合
室の中へ稀釈混合用空気を導入するための手段21、2
2とを備えている。
x 排出量を超低排出量とすることのできる、ガスタービ
ン用の固定形態燃焼器を提供する。 【構成】 ガスタービン用の固定形態燃焼器10は、少
なくとも1つの燃焼室11、12と、燃焼室の下流側に
配設されて燃焼室に連通している稀釈混合室13と、燃
焼室の中へ混合気を導入するための、燃焼室に連通した
少なくとも1つの一次インスピレータ19と、稀釈混合
室の中へ稀釈混合用空気を導入するための手段21、2
2とを備えている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、窒素酸化物、一酸化炭
素、及び全炭化水素の排出量を低減するガスタービン用
の固定形態燃焼器であって、インスピレータの形態の空
圧弁を用いてガスタービンの動作範囲の全域に亙って燃
焼用空気及び稀釈混合用空気の流量の分配量変更をする
ようにした、ガスタービン用の固定形態燃焼器に関す
る。
素、及び全炭化水素の排出量を低減するガスタービン用
の固定形態燃焼器であって、インスピレータの形態の空
圧弁を用いてガスタービンの動作範囲の全域に亙って燃
焼用空気及び稀釈混合用空気の流量の分配量変更をする
ようにした、ガスタービン用の固定形態燃焼器に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】酸性雨
や環境中の空気質に対する関心が高まるにつれて、超低
排出量にすること(即ち、排出物量を著しく少なくする
こと)を目指した様々な天然ガス燃焼技術が開発される
ようになった。それらの、低排出量の天然ガス燃焼技術
の応用範囲は、ボイラ、燃焼炉、焼却炉等から、最近で
は更にガスタービンにまで及んできている。超低排出量
に関しては、イオウ酸化物及び窒素酸化物ばかりでな
く、更に一酸化炭素や全反応性炭化水素にも関心が寄せ
られている。
や環境中の空気質に対する関心が高まるにつれて、超低
排出量にすること(即ち、排出物量を著しく少なくする
こと)を目指した様々な天然ガス燃焼技術が開発される
ようになった。それらの、低排出量の天然ガス燃焼技術
の応用範囲は、ボイラ、燃焼炉、焼却炉等から、最近で
は更にガスタービンにまで及んできている。超低排出量
に関しては、イオウ酸化物及び窒素酸化物ばかりでな
く、更に一酸化炭素や全反応性炭化水素にも関心が寄せ
られている。
【0003】経験によって判明したところによれば、天
然ガスの燃焼によって発生するあらゆる種類の汚染物質
のうち、実際的な見地から低減することが最も困難な物
質は窒素酸化物(NOx )である。NOx 排出量を低減
するための様々な方法がこれまでに開発されたが、それ
ら方法を用いて達成される排出量の低減の度合いは、多
くの場合、厳しい空気質基準を適合することのできな
い、不十分なものでしかなかった。天然ガスの燃焼方法
を改良した一般に採用されている様々な方式では、NO
x 排出量が減少する替わりに機器の効率が低下してお
り、また更に、非常に多くの場合、NOx 排出量が減少
する替わりに一酸化炭素(CO)及び全反応性炭化水素
の排出量が増加している。
然ガスの燃焼によって発生するあらゆる種類の汚染物質
のうち、実際的な見地から低減することが最も困難な物
質は窒素酸化物(NOx )である。NOx 排出量を低減
するための様々な方法がこれまでに開発されたが、それ
ら方法を用いて達成される排出量の低減の度合いは、多
くの場合、厳しい空気質基準を適合することのできな
い、不十分なものでしかなかった。天然ガスの燃焼方法
を改良した一般に採用されている様々な方式では、NO
x 排出量が減少する替わりに機器の効率が低下してお
り、また更に、非常に多くの場合、NOx 排出量が減少
する替わりに一酸化炭素(CO)及び全反応性炭化水素
の排出量が増加している。
【0004】NOx 排出量を低減するための基本的な方
法としては、遊離酸素濃度を低下させることを目指した
方法、滞留時間を短縮することを目指した方法、それ
に、燃焼領域における燃焼温度を低下させることを目指
した方法がある。実用的であることがこれまでに証明さ
れたNOx の生成量を低減するための様々な燃焼技術の
うちには、過剰空気、水蒸気、水等の希釈剤を燃焼領域
の中へ噴射する方式、均質燃焼方式、多段燃焼方式、燃
焼生成物及び煙道ガスを再循環させる方式、それに火炎
から熱を奪う方式などがある。しかしながら、NOx 排
出量を1桁のレベルにまで減少させることに成功した実
際的な方式は、予混合燃焼方式だけであった。従って、
NOx 、一酸化炭素、及び全反応性炭化水素を含めたあ
らゆる種類の燃焼汚染物質について超低排出量を達成す
ることのできる、最先端の乾式燃焼器が開発されるとす
れば、その燃焼器は、燃料空気予混合方式と、高度過剰
空気燃焼方式と、強力乱流混合及び燃焼生成物再循環方
式とに該当するものとなるはずである。
法としては、遊離酸素濃度を低下させることを目指した
方法、滞留時間を短縮することを目指した方法、それ
に、燃焼領域における燃焼温度を低下させることを目指
した方法がある。実用的であることがこれまでに証明さ
れたNOx の生成量を低減するための様々な燃焼技術の
うちには、過剰空気、水蒸気、水等の希釈剤を燃焼領域
の中へ噴射する方式、均質燃焼方式、多段燃焼方式、燃
焼生成物及び煙道ガスを再循環させる方式、それに火炎
から熱を奪う方式などがある。しかしながら、NOx 排
出量を1桁のレベルにまで減少させることに成功した実
際的な方式は、予混合燃焼方式だけであった。従って、
NOx 、一酸化炭素、及び全反応性炭化水素を含めたあ
らゆる種類の燃焼汚染物質について超低排出量を達成す
ることのできる、最先端の乾式燃焼器が開発されるとす
れば、その燃焼器は、燃料空気予混合方式と、高度過剰
空気燃焼方式と、強力乱流混合及び燃焼生成物再循環方
式とに該当するものとなるはずである。
【0005】ところが、そのような燃焼器をガスタービ
ンに適用しようとすると、ガスタービン用の燃焼器とい
うものに必然的に付随している特殊な環境条件のため
に、幾つかの問題が発生する。それら問題には様々な種
類のものがあるが、そのうちの幾つかを挙げると、ガス
タービンの動作状態が全負荷から無負荷まで変化する場
合のその動作範囲の全域に亙って高いターンダウンの値
をもって動作する燃焼器の性能に関する問題があり、ま
た、燃焼強度や燃焼器前後の圧力降下等の、ガスタービ
ン用の燃焼器という用途に固有の要求条件に適合するこ
とのできる燃焼器の能力に関する問題があり、更には、
動作範囲の全域において燃焼器壁面の要求温度を維持す
るということに関する問題がある。
ンに適用しようとすると、ガスタービン用の燃焼器とい
うものに必然的に付随している特殊な環境条件のため
に、幾つかの問題が発生する。それら問題には様々な種
類のものがあるが、そのうちの幾つかを挙げると、ガス
タービンの動作状態が全負荷から無負荷まで変化する場
合のその動作範囲の全域に亙って高いターンダウンの値
をもって動作する燃焼器の性能に関する問題があり、ま
た、燃焼強度や燃焼器前後の圧力降下等の、ガスタービ
ン用の燃焼器という用途に固有の要求条件に適合するこ
とのできる燃焼器の能力に関する問題があり、更には、
動作範囲の全域において燃焼器壁面の要求温度を維持す
るということに関する問題がある。
【0006】一軸式ガスタービンの運転の仕方は、空気
の総流量はタービン動作範囲の全域に亙って一定に維持
し、一方、燃料流量比は全負荷時の100%から無負荷
時には約25%まで低下させるというものである。これ
は、所与の燃料の量に対するその燃料を完全燃焼させる
ために必要な理論的空気量の比の値が、全負荷時には約
2.5であるのが、無負荷時には約9.5へ変化するこ
とに対応している。
の総流量はタービン動作範囲の全域に亙って一定に維持
し、一方、燃料流量比は全負荷時の100%から無負荷
時には約25%まで低下させるというものである。これ
は、所与の燃料の量に対するその燃料を完全燃焼させる
ために必要な理論的空気量の比の値が、全負荷時には約
2.5であるのが、無負荷時には約9.5へ変化するこ
とに対応している。
【0007】動作範囲、燃焼強度、圧力降下、それにタ
ーンダウン制御等を含めたガスタービン用の燃焼器に要
求される総合的性能によって、超低排出量を達成するた
めの燃焼器の形態に関する選択可能な選択肢が幾つか存
在している。それら選択肢のうちの1つは固定形態燃焼
器であり、固定形態燃焼器の主たる長所は、ガスタービ
ンの高圧の機器の内部に可動部品を備える必要がないと
いうことにある。これは、タービンの総合的信頼性及び
総合的可用度という点に関して、非常に重要な長所であ
る。米国特許第5121597号に教示されているガス
タービン用の固定形態燃焼器は、燃焼スリーブと、この
燃焼スリーブの上流側に配設された、空気及び燃料の供
給系を備えた副燃焼室と、副燃焼室の下流側に配設され
た、空気及び燃料の供給系を備えた主燃焼室とを含んで
おり、副燃焼室で発生させた高温の燃焼ガスでガスター
ビンの起動を行なうように構成されている。副燃焼室に
備えられた燃料ノズルは、ガスタービンの回転速度の変
更時に燃料を噴射するためのものである。従って、副燃
焼室内で燃焼させるためにこのノズルへ供給される燃料
の供給流量比は、ガスタービンの起動加速時でも増加す
ることはない。
ーンダウン制御等を含めたガスタービン用の燃焼器に要
求される総合的性能によって、超低排出量を達成するた
めの燃焼器の形態に関する選択可能な選択肢が幾つか存
在している。それら選択肢のうちの1つは固定形態燃焼
器であり、固定形態燃焼器の主たる長所は、ガスタービ
ンの高圧の機器の内部に可動部品を備える必要がないと
いうことにある。これは、タービンの総合的信頼性及び
総合的可用度という点に関して、非常に重要な長所であ
る。米国特許第5121597号に教示されているガス
タービン用の固定形態燃焼器は、燃焼スリーブと、この
燃焼スリーブの上流側に配設された、空気及び燃料の供
給系を備えた副燃焼室と、副燃焼室の下流側に配設され
た、空気及び燃料の供給系を備えた主燃焼室とを含んで
おり、副燃焼室で発生させた高温の燃焼ガスでガスター
ビンの起動を行なうように構成されている。副燃焼室に
備えられた燃料ノズルは、ガスタービンの回転速度の変
更時に燃料を噴射するためのものである。従って、副燃
焼室内で燃焼させるためにこのノズルへ供給される燃料
の供給流量比は、ガスタービンの起動加速時でも増加す
ることはない。
【0008】米国特許第5054280号に教示されて
いるガスタービン用の固定形態燃焼器は、燃焼器の上流
側に配設された第1段燃焼室の内部に補助バーナを備え
ており、この補助バーナは、第1段燃焼室の中に火炎を
形成して維持しておくときには点火されており、一方、
第1段燃焼室を予混合室として機能させる場合には消火
されている。補助バーナが点火されているときには、第
1段燃焼室の中には拡散燃焼炎が形成されており、第2
段燃焼室の中には予混合燃焼炎が形成されている。補助
バーナが消火されているときには、第1段の燃焼/予混
合室の中で形成される予混合気と第2段階の予混合燃焼
炎とで、この第2段燃焼室の中に火炎が維持されてお
り、これによって、第1段へ供給された燃料も併せて予
混合燃焼されている。この方式によれば、第1段の中へ
噴射する燃料と第2段の中へ噴射する燃料とを、共に予
混合燃焼によって完全燃焼させることができる。
いるガスタービン用の固定形態燃焼器は、燃焼器の上流
側に配設された第1段燃焼室の内部に補助バーナを備え
ており、この補助バーナは、第1段燃焼室の中に火炎を
形成して維持しておくときには点火されており、一方、
第1段燃焼室を予混合室として機能させる場合には消火
されている。補助バーナが点火されているときには、第
1段燃焼室の中には拡散燃焼炎が形成されており、第2
段燃焼室の中には予混合燃焼炎が形成されている。補助
バーナが消火されているときには、第1段の燃焼/予混
合室の中で形成される予混合気と第2段階の予混合燃焼
炎とで、この第2段燃焼室の中に火炎が維持されてお
り、これによって、第1段へ供給された燃料も併せて予
混合燃焼されている。この方式によれば、第1段の中へ
噴射する燃料と第2段の中へ噴射する燃料とを、共に予
混合燃焼によって完全燃焼させることができる。
【0009】米国特許第4292801号に教示されて
いる内燃タービン用の二段式2モードの固定形態燃焼器
は、喉部を介して相互に連結した第1段燃焼室と第2段
燃焼室とを備えており、燃料及び空気を第1燃焼室の中
へ導入して、この第1燃焼室の中で予混合するようにし
ている。また、追加の燃料及び空気を第1段燃焼室の下
流端の近傍へ導入している。そして、第2燃焼室内での
燃焼のために、更に追加の空気を喉部の中へ導入してい
る。
いる内燃タービン用の二段式2モードの固定形態燃焼器
は、喉部を介して相互に連結した第1段燃焼室と第2段
燃焼室とを備えており、燃料及び空気を第1燃焼室の中
へ導入して、この第1燃焼室の中で予混合するようにし
ている。また、追加の燃料及び空気を第1段燃焼室の下
流端の近傍へ導入している。そして、第2燃焼室内での
燃焼のために、更に追加の空気を喉部の中へ導入してい
る。
【0010】米国特許第4773846号には、燃焼室
の効率を向上するために、及び/または、燃焼室から出
されるの排気中の有害排出物量を低減するために、超音
波水霧発生器を使用して、燃焼室内へ導入される空気の
中へ水霧を噴射するということが教示されている。水霧
発生器を制御するための制御手段は、空圧式制御システ
ムを用いて構成したものであり、この空圧式制御システ
ムは、霧化装置へ供給する圧縮空気及び水の夫々の供給
量を、制御信号に応答して制御するようにしたシステム
である。
の効率を向上するために、及び/または、燃焼室から出
されるの排気中の有害排出物量を低減するために、超音
波水霧発生器を使用して、燃焼室内へ導入される空気の
中へ水霧を噴射するということが教示されている。水霧
発生器を制御するための制御手段は、空圧式制御システ
ムを用いて構成したものであり、この空圧式制御システ
ムは、霧化装置へ供給する圧縮空気及び水の夫々の供給
量を、制御信号に応答して制御するようにしたシステム
である。
【0011】ガスタービン用の燃焼器の形態についての
第2の選択肢は、可変形態燃焼器である。これについて
は例えば米国特許第4766721号を参照されたい。
同米国特許に教示されているガスタービン用の二段式の
可変形態燃焼器は、低負荷の動作条件下では一次燃料ノ
ズルから燃料を供給して一次燃焼室だけで燃焼を行なわ
せるようにし、一方、高負荷の動作条件下では、一次燃
焼室の下流側の二次燃焼室へ予混合気を供給して、一次
燃焼室と二次燃焼室との両方で燃焼を行なわせるように
している。二次燃料と混合すべき二次燃焼用空気を吸入
させるための空気取入口の下流側に、燃焼器の外部に連
通した空気ブリード通路を備えている。この空気ブリー
ド通路は流量制御弁を備えており、この流量制御弁によ
って、低負荷の動作条件下では二次燃焼用空気を二次燃
焼用空気供給源から放出させ、それによって、低負荷の
動作条件下において二次予混合気の燃空比が、燃料を過
度に薄くしてしまう燃空比にならないようにしている。
第2の選択肢は、可変形態燃焼器である。これについて
は例えば米国特許第4766721号を参照されたい。
同米国特許に教示されているガスタービン用の二段式の
可変形態燃焼器は、低負荷の動作条件下では一次燃料ノ
ズルから燃料を供給して一次燃焼室だけで燃焼を行なわ
せるようにし、一方、高負荷の動作条件下では、一次燃
焼室の下流側の二次燃焼室へ予混合気を供給して、一次
燃焼室と二次燃焼室との両方で燃焼を行なわせるように
している。二次燃料と混合すべき二次燃焼用空気を吸入
させるための空気取入口の下流側に、燃焼器の外部に連
通した空気ブリード通路を備えている。この空気ブリー
ド通路は流量制御弁を備えており、この流量制御弁によ
って、低負荷の動作条件下では二次燃焼用空気を二次燃
焼用空気供給源から放出させ、それによって、低負荷の
動作条件下において二次予混合気の燃空比が、燃料を過
度に薄くしてしまう燃空比にならないようにしている。
【0012】米国特許第5125227号に教示されて
いるガスタービン用の可変形態燃焼システムは、そのガ
スタービン用の燃焼器のベンチュリ領域の内部で位置を
移動可能にした燃料ノズルを備えており、この燃料ノズ
ルの位置の移動によってベンチュリ領域の間隙の大きさ
を変化させることによって、燃焼器の性能及び安定性を
変化させ、NOx 排出量を減少させている。
いるガスタービン用の可変形態燃焼システムは、そのガ
スタービン用の燃焼器のベンチュリ領域の内部で位置を
移動可能にした燃料ノズルを備えており、この燃料ノズ
ルの位置の移動によってベンチュリ領域の間隙の大きさ
を変化させることによって、燃焼器の性能及び安定性を
変化させ、NOx 排出量を減少させている。
【0013】ガスタービン用の可変形態燃焼器の例は、
更に米国特許第4255927号にも開示されている。
同米国特許に教示されているガスタービン用の燃焼シス
テムでは、燃焼器の反応領域の中へ過剰空気を噴射する
ことによって、燃焼温度を低下させてNOx 排出量を減
少させることのできる、好適な混合気を得るようにして
いる。また、ガスタービンの外部に、弁制御装置を用い
て構成した制御機構を配設してあり、この制御機構を使
用してコンプレッサから燃焼器の反応領域と稀釈混合領
域との間へ逆関係の流量の空気を流すことによって、広
範なタービン負荷範囲に亙って燃焼器効率を制御するよ
うにしている。
更に米国特許第4255927号にも開示されている。
同米国特許に教示されているガスタービン用の燃焼シス
テムでは、燃焼器の反応領域の中へ過剰空気を噴射する
ことによって、燃焼温度を低下させてNOx 排出量を減
少させることのできる、好適な混合気を得るようにして
いる。また、ガスタービンの外部に、弁制御装置を用い
て構成した制御機構を配設してあり、この制御機構を使
用してコンプレッサから燃焼器の反応領域と稀釈混合領
域との間へ逆関係の流量の空気を流すことによって、広
範なタービン負荷範囲に亙って燃焼器効率を制御するよ
うにしている。
【0014】可変形態方式の例は、更に米国特許第45
97264号にも教示されている。同米国特許に教示さ
れているエンジンの過給動作を制御するための装置は、
空圧制御式の圧力制限弁をターボ圧縮機ユニットのター
ビンのガス供給ダクトの枝管に配設し、この圧力制御弁
の動作によって、そのタービンへ供給するガスの流量を
制御するようにしている。
97264号にも教示されている。同米国特許に教示さ
れているエンジンの過給動作を制御するための装置は、
空圧制御式の圧力制限弁をターボ圧縮機ユニットのター
ビンのガス供給ダクトの枝管に配設し、この圧力制御弁
の動作によって、そのタービンへ供給するガスの流量を
制御するようにしている。
【0015】可変形態燃焼器の主たる短所は、機器の内
部に弁を装備する必要があるということである。そのた
め、弁の修理ないし交換を行なう際には、タービンの運
転を停止しなければならない。
部に弁を装備する必要があるということである。そのた
め、弁の修理ないし交換を行なう際には、タービンの運
転を停止しなければならない。
【0016】NOx 排出量を低減するための更に別の方
式としては、米国特許第4110973号に教示されて
いる方式がある。同米国特許は水噴射システムを備えた
ガスタービンエンジンによる発電プラントを教示してお
り、その水噴射システムは、水燃料混合装置を用いて構
成したものであり、その水燃料混合装置は、ガスタービ
ンエンジンの中へ水を噴射して、その水がガスタービン
エンジンの燃焼室の中へ運ばれて行くようにしたもので
ある。
式としては、米国特許第4110973号に教示されて
いる方式がある。同米国特許は水噴射システムを備えた
ガスタービンエンジンによる発電プラントを教示してお
り、その水噴射システムは、水燃料混合装置を用いて構
成したものであり、その水燃料混合装置は、ガスタービ
ンエンジンの中へ水を噴射して、その水がガスタービン
エンジンの燃焼室の中へ運ばれて行くようにしたもので
ある。
【0017】本発明者が知る限りでは、ガスタービンの
動作範囲の全域に亙ってNOx 排出量を超低排出量にし
て動作させることのできるガスタービン用の固定形態燃
焼器は、これまでのところ存在していない。
動作範囲の全域に亙ってNOx 排出量を超低排出量にし
て動作させることのできるガスタービン用の固定形態燃
焼器は、これまでのところ存在していない。
【0018】従って本発明の目的は、ガスタービンの動
作範囲の全域に亙ってNOx 排出量を超低排出量とする
ことのできる、ガスタービン用の固定形態燃焼器を提供
することにある。
作範囲の全域に亙ってNOx 排出量を超低排出量とする
ことのできる、ガスタービン用の固定形態燃焼器を提供
することにある。
【0019】本発明の更なる目的は、ガスタービンの動
作状態が全負荷から無負荷まで変化する場合のその動作
範囲の全域に亙って高いターンダウンの値を有する、ガ
スタービン用の固定形態燃焼器を提供することにある。
作状態が全負荷から無負荷まで変化する場合のその動作
範囲の全域に亙って高いターンダウンの値を有する、ガ
スタービン用の固定形態燃焼器を提供することにある。
【0020】本発明の更なる目的は、空燃比の値を、N
Ox 排出量を超低排出量としつつ燃焼器に安定した動作
を行なわせることのできる範囲内に維持するために、燃
焼器の中へ導入されてくる燃料の量に基づいて、燃焼器
の中を流れる空気の総流量の分配量変更をするようにし
た、ガスタービン用の固定形態燃焼器を提供することに
ある。
Ox 排出量を超低排出量としつつ燃焼器に安定した動作
を行なわせることのできる範囲内に維持するために、燃
焼器の中へ導入されてくる燃料の量に基づいて、燃焼器
の中を流れる空気の総流量の分配量変更をするようにし
た、ガスタービン用の固定形態燃焼器を提供することに
ある。
【0021】本発明の更なる目的は、高圧の機器の内部
に可動部品を備えることを必要とせずに、動作範囲の全
域に亙って高いターンダウンの値をもって燃焼器を安定
して動作させることができ、しかもNOx 排出量を超低
排出量とすることができる、ガスタービン用の固定形態
燃焼器を提供することにある。
に可動部品を備えることを必要とせずに、動作範囲の全
域に亙って高いターンダウンの値をもって燃焼器を安定
して動作させることができ、しかもNOx 排出量を超低
排出量とすることができる、ガスタービン用の固定形態
燃焼器を提供することにある。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明の以上の目的並び
にその他の目的は、次のようなガスタービン用の固定形
態燃焼器によって達成される。その固定形態燃焼器は、
上流端と下流端とを有する少なくとも1つの燃焼室を画
成している少なくとも1つの燃焼室壁と、前記少なくと
も1つの燃焼室の下流側に配設され前記少なくとも1つ
の燃焼室に連通している稀釈混合室を画成している稀釈
混合室壁とを備えている。前記稀釈混合室の下流端はガ
スタービン入口に連通している。また、燃料と燃焼用空
気とから成る混合気を前記少なくとも1つの燃焼室の中
へ導入する混合気導入手段を備えており、更に、稀釈混
合用空気を前記稀釈混合室の中へ導入する稀釈混合用空
気導入手段を備えている。本発明の一実施例において
は、前記混合気を前記少なくとも1つの燃焼室の中へ導
入する前記混合気導入手段は、前記少なくとも1つの燃
焼室に連通している少なくとも1つの一次インスピレー
タを含んでいる。
にその他の目的は、次のようなガスタービン用の固定形
態燃焼器によって達成される。その固定形態燃焼器は、
上流端と下流端とを有する少なくとも1つの燃焼室を画
成している少なくとも1つの燃焼室壁と、前記少なくと
も1つの燃焼室の下流側に配設され前記少なくとも1つ
の燃焼室に連通している稀釈混合室を画成している稀釈
混合室壁とを備えている。前記稀釈混合室の下流端はガ
スタービン入口に連通している。また、燃料と燃焼用空
気とから成る混合気を前記少なくとも1つの燃焼室の中
へ導入する混合気導入手段を備えており、更に、稀釈混
合用空気を前記稀釈混合室の中へ導入する稀釈混合用空
気導入手段を備えている。本発明の一実施例において
は、前記混合気を前記少なくとも1つの燃焼室の中へ導
入する前記混合気導入手段は、前記少なくとも1つの燃
焼室に連通している少なくとも1つの一次インスピレー
タを含んでいる。
【0023】本発明の一実施例においては、前記混合気
を前記少なくとも1つの燃焼室の中へ導入する前記混合
気導入手段は更に、前記燃焼室壁に取付けられて前記少
なくとも1つの燃焼室に連通している少なくとも1つの
一次ノズルを含んでいる。
を前記少なくとも1つの燃焼室の中へ導入する前記混合
気導入手段は更に、前記燃焼室壁に取付けられて前記少
なくとも1つの燃焼室に連通している少なくとも1つの
一次ノズルを含んでいる。
【0024】前記少なくとも1つの燃焼室の下流側に配
設されている前記稀釈混合室の中へ前記稀釈混合用空気
を導入するために、前記少なくとも1つの燃焼室壁が前
記少なくとも1つの燃焼室の周囲に、また、前記稀釈混
合室壁が前記稀釈混合室の周囲に、環状通路を形成して
いる。この環状通路は、前記稀釈混合室に連通してい
る。そして、この環状通路に稀釈混合用空気を導入する
ための、この環状通路に連通した手段を備えている。
設されている前記稀釈混合室の中へ前記稀釈混合用空気
を導入するために、前記少なくとも1つの燃焼室壁が前
記少なくとも1つの燃焼室の周囲に、また、前記稀釈混
合室壁が前記稀釈混合室の周囲に、環状通路を形成して
いる。この環状通路は、前記稀釈混合室に連通してい
る。そして、この環状通路に稀釈混合用空気を導入する
ための、この環状通路に連通した手段を備えている。
【0025】
【実施例】以下に図面を参照しつつ本発明の実施例につ
いて説明して行く。図1は本発明の一実施例に係るガス
タービン用の固定形態燃焼器の模式図であり、この燃焼
器は2つの燃焼室を有する。ただし、当業者には容易に
理解されるように、本発明に係る固定形態燃焼器は、図
1に示したように2つの燃焼室を有するものに限られる
ことはなく、燃焼室を1つだけ備えたものとすること
も、燃焼室を3つ以上備えたものとすることもできる。
図示の固定形態燃焼器10は、第1燃焼室11を画成し
ている第1燃焼室壁14と、第2燃焼室12を画成して
いる第2燃焼室壁15と、稀釈混合室13を画成してい
る稀釈混合室壁16とを備えている。第1燃焼室11
と、第2燃焼室12と、稀釈混合室13とは、第1燃焼
室11の下流端である第1下流端28が、第2燃焼室1
2の上流端である第2上流端29に連通しており、ま
た、第2燃焼室12の下流端である第2下流端30が、
稀釈混合室13の上流端である稀釈混合上流端31に連
通しているように、配設されている。また更に、稀釈混
合室13の下流端である稀釈混合下流端32が、ガスタ
ービン入口(不図示)に連通している。
いて説明して行く。図1は本発明の一実施例に係るガス
タービン用の固定形態燃焼器の模式図であり、この燃焼
器は2つの燃焼室を有する。ただし、当業者には容易に
理解されるように、本発明に係る固定形態燃焼器は、図
1に示したように2つの燃焼室を有するものに限られる
ことはなく、燃焼室を1つだけ備えたものとすること
も、燃焼室を3つ以上備えたものとすることもできる。
図示の固定形態燃焼器10は、第1燃焼室11を画成し
ている第1燃焼室壁14と、第2燃焼室12を画成して
いる第2燃焼室壁15と、稀釈混合室13を画成してい
る稀釈混合室壁16とを備えている。第1燃焼室11
と、第2燃焼室12と、稀釈混合室13とは、第1燃焼
室11の下流端である第1下流端28が、第2燃焼室1
2の上流端である第2上流端29に連通しており、ま
た、第2燃焼室12の下流端である第2下流端30が、
稀釈混合室13の上流端である稀釈混合上流端31に連
通しているように、配設されている。また更に、稀釈混
合室13の下流端である稀釈混合下流端32が、ガスタ
ービン入口(不図示)に連通している。
【0026】燃料と燃焼用空気とから成る第1混合気を
第1燃焼室11の中へ導入する手段を備えており、この
手段は、一次ノズル17によって形成されており、第1
燃焼室壁14に結合されて第1燃焼室11に連通してい
る。第1混合気を第1燃焼室11の中へ導入するこの手
段は更に、一次ノズル17に連通した少なくとも1つの
一次インスピレータ19を含んでいる。本発明の好適実
施例では、一次ノズル17を第1燃焼室壁14に取付け
る取付け方を、図2に矢印33で示したように第1混合
気が第1燃焼室11の中へ接線方向に導入されるような
取付け方にしている。尚、本明細書並びに請求の範囲で
使用している「接線方向」という用語の意味は、固定形
態燃焼器10の長手方向の軸心を中心としたサイクロン
状の流れを発生させることができる「放射方向でない方
向」という意味である。第1混合気を第1燃焼室11の
中へ導入するには、このように接線方向に噴射して導入
することが好ましく、それは、そうすることによって、
固定形態燃焼器10の中で燃焼生成物の混合が適切に行
なわれるようになるからである。
第1燃焼室11の中へ導入する手段を備えており、この
手段は、一次ノズル17によって形成されており、第1
燃焼室壁14に結合されて第1燃焼室11に連通してい
る。第1混合気を第1燃焼室11の中へ導入するこの手
段は更に、一次ノズル17に連通した少なくとも1つの
一次インスピレータ19を含んでいる。本発明の好適実
施例では、一次ノズル17を第1燃焼室壁14に取付け
る取付け方を、図2に矢印33で示したように第1混合
気が第1燃焼室11の中へ接線方向に導入されるような
取付け方にしている。尚、本明細書並びに請求の範囲で
使用している「接線方向」という用語の意味は、固定形
態燃焼器10の長手方向の軸心を中心としたサイクロン
状の流れを発生させることができる「放射方向でない方
向」という意味である。第1混合気を第1燃焼室11の
中へ導入するには、このように接線方向に噴射して導入
することが好ましく、それは、そうすることによって、
固定形態燃焼器10の中で燃焼生成物の混合が適切に行
なわれるようになるからである。
【0027】同様に、燃料と燃焼用空気とから成る第2
混合気を段2燃焼室12の中へ導入する手段を備えてお
り、この手段は、第2燃焼室壁15に取付けられて第2
燃焼室12に連通している二次ノズル18によって形成
されている。第2混合気を第2燃焼室12の中へ導入す
るこの手段は更に、二次ノズル18に連通した少なくと
も1つの二次インスピレータ20を含んでいる。また、
固定形態燃焼器10の中で燃焼生成物の混合が適切に行
なわれるようにするために、二次ノズル18を第2燃焼
室壁15に取付ける取付け方を、第2混合気が第2燃焼
室12の中へ接線方向に導入されるような取付け方にし
て、図2に示した第1燃焼室11の中の燃焼生成物の流
れのパターンと同様の、燃焼生成物のサイクロン状の流
れパターンが発生するようにすることが好ましい。
混合気を段2燃焼室12の中へ導入する手段を備えてお
り、この手段は、第2燃焼室壁15に取付けられて第2
燃焼室12に連通している二次ノズル18によって形成
されている。第2混合気を第2燃焼室12の中へ導入す
るこの手段は更に、二次ノズル18に連通した少なくと
も1つの二次インスピレータ20を含んでいる。また、
固定形態燃焼器10の中で燃焼生成物の混合が適切に行
なわれるようにするために、二次ノズル18を第2燃焼
室壁15に取付ける取付け方を、第2混合気が第2燃焼
室12の中へ接線方向に導入されるような取付け方にし
て、図2に示した第1燃焼室11の中の燃焼生成物の流
れのパターンと同様の、燃焼生成物のサイクロン状の流
れパターンが発生するようにすることが好ましい。
【0028】本発明に係る固定形態燃焼器の重要な特徴
の1つは、前述の一次インスピレータ19と二次インス
ピレータ20とを使用して、固定形態燃焼器10の中へ
夫々第1混合気と第2混合気とを導入するようにしてい
ることである。これら一次インスピレータ19及び二次
インスピレータ20を利用して、固定形態燃焼器10へ
供給される燃料(この燃料は好ましくは天然ガスであ
る)の量が増加したならば、その燃料に混合される燃焼
用空気の量も自動的に増加して、固定形態燃焼器10の
中で燃料を完全燃焼させるために必要な理論混合比が得
られるようにしている。従って、固定形態燃焼器10に
結合しているガスタービンに加わっている負荷が上昇し
たならば、そのタービン負荷の上昇量に応じて燃料及び
空気の量が自動的に調節される。更に加えて、固定形態
燃焼器10の中へ導入される燃焼用空気の量の変化の仕
方は、タービンの外部に可動部品を備えずに済むように
することのできる変化の仕方となるようにしている。
の1つは、前述の一次インスピレータ19と二次インス
ピレータ20とを使用して、固定形態燃焼器10の中へ
夫々第1混合気と第2混合気とを導入するようにしてい
ることである。これら一次インスピレータ19及び二次
インスピレータ20を利用して、固定形態燃焼器10へ
供給される燃料(この燃料は好ましくは天然ガスであ
る)の量が増加したならば、その燃料に混合される燃焼
用空気の量も自動的に増加して、固定形態燃焼器10の
中で燃料を完全燃焼させるために必要な理論混合比が得
られるようにしている。従って、固定形態燃焼器10に
結合しているガスタービンに加わっている負荷が上昇し
たならば、そのタービン負荷の上昇量に応じて燃料及び
空気の量が自動的に調節される。更に加えて、固定形態
燃焼器10の中へ導入される燃焼用空気の量の変化の仕
方は、タービンの外部に可動部品を備えずに済むように
することのできる変化の仕方となるようにしている。
【0029】固定形態燃焼器10は更に、稀釈混合用空
気を稀釈混合室13の中へ導入する稀釈混合用空気導入
手段を備えており、この稀釈混合用空気導入手段は、第
1燃焼室11の周囲に環状通路22を形成している第1
燃焼室壁14と、第2燃焼室12の周囲に環状通路22
を形成している第2燃焼室壁15と、稀釈混合室13の
周囲に環状通路22を形成している稀釈混合室壁16と
で構成されている。また、環状通路22は、稀釈混合室
13に連通している。稀釈混合用空気を稀釈混合室13
の中へ導入する稀釈混合用空気導入手段は更に、稀釈混
合用空気を環状通路22の中へ導入するための環状通路
内導入手段を含んでおり、この環状通路内導入手段は、
第1燃焼室11の上流端である第1上流端27に設けた
稀釈混合用空気入口21によって形成されている。以上
の構成において、稀釈混合室13の中へ導入する稀釈混
合用空気の量を、第1燃焼室11及び第2燃焼室12の
中で生成され稀釈混合室13を通過してガスタービン入
口へ流入する燃焼生成物の量に関連させるようにしてい
る。より詳しくは、固定形態燃焼器10の中を流れる燃
焼生成物の量が増大するにつれて、稀釈混合室13の中
へ導入する稀釈混合用空気の量を増大させるようにして
いる。従って、ガスタービンエンジンに加わっている負
荷が変化したならば、その負荷の変化に応答して固定形
態燃焼器10の中へ導入する燃焼用空気及び稀釈混合用
空気の量を変化させており、タービンそれ自体以外のい
かなる可動部品にも頼ることなくこれを行なっている。
気を稀釈混合室13の中へ導入する稀釈混合用空気導入
手段を備えており、この稀釈混合用空気導入手段は、第
1燃焼室11の周囲に環状通路22を形成している第1
燃焼室壁14と、第2燃焼室12の周囲に環状通路22
を形成している第2燃焼室壁15と、稀釈混合室13の
周囲に環状通路22を形成している稀釈混合室壁16と
で構成されている。また、環状通路22は、稀釈混合室
13に連通している。稀釈混合用空気を稀釈混合室13
の中へ導入する稀釈混合用空気導入手段は更に、稀釈混
合用空気を環状通路22の中へ導入するための環状通路
内導入手段を含んでおり、この環状通路内導入手段は、
第1燃焼室11の上流端である第1上流端27に設けた
稀釈混合用空気入口21によって形成されている。以上
の構成において、稀釈混合室13の中へ導入する稀釈混
合用空気の量を、第1燃焼室11及び第2燃焼室12の
中で生成され稀釈混合室13を通過してガスタービン入
口へ流入する燃焼生成物の量に関連させるようにしてい
る。より詳しくは、固定形態燃焼器10の中を流れる燃
焼生成物の量が増大するにつれて、稀釈混合室13の中
へ導入する稀釈混合用空気の量を増大させるようにして
いる。従って、ガスタービンエンジンに加わっている負
荷が変化したならば、その負荷の変化に応答して固定形
態燃焼器10の中へ導入する燃焼用空気及び稀釈混合用
空気の量を変化させており、タービンそれ自体以外のい
かなる可動部品にも頼ることなくこれを行なっている。
【0030】本発明の好適実施例においては、第1燃焼
室11、第2燃焼室12、及び稀釈混合室13の各々を
円筒形の形状にしてあり、そうすることによって、固定
形態燃焼器10の中を流れる燃焼生成物並びに稀釈混合
用空気がサイクロン状の流れを形成し易いようにしてい
る。また、固定形態燃焼器10の中で、必要な安定燃焼
が行なわれるようにするためには、第1燃焼室11の直
径を第2燃焼室12の直径より小さくしておくことが好
ましい。
室11、第2燃焼室12、及び稀釈混合室13の各々を
円筒形の形状にしてあり、そうすることによって、固定
形態燃焼器10の中を流れる燃焼生成物並びに稀釈混合
用空気がサイクロン状の流れを形成し易いようにしてい
る。また、固定形態燃焼器10の中で、必要な安定燃焼
が行なわれるようにするためには、第1燃焼室11の直
径を第2燃焼室12の直径より小さくしておくことが好
ましい。
【0031】本発明の一実施例の固定形態燃焼器におい
ては、第1燃焼室11の下流端である第1下流端28と
第2燃焼室12の上流端である第2上流端29との間に
第1オリフィス壁23が配設されており、この第1オリ
フィス壁23が、第1燃焼室11と第2燃焼室12との
間の第1オリフィス25を形成している。本発明の好適
実施例の固定形態燃焼器10においては、この第1オリ
フィス25は、第1燃焼室11から第2燃焼室12の方
へ行くに従って次第に流路が拡大して行く形状のオリフ
ィスにしてある。
ては、第1燃焼室11の下流端である第1下流端28と
第2燃焼室12の上流端である第2上流端29との間に
第1オリフィス壁23が配設されており、この第1オリ
フィス壁23が、第1燃焼室11と第2燃焼室12との
間の第1オリフィス25を形成している。本発明の好適
実施例の固定形態燃焼器10においては、この第1オリ
フィス25は、第1燃焼室11から第2燃焼室12の方
へ行くに従って次第に流路が拡大して行く形状のオリフ
ィスにしてある。
【0032】本発明の別実施例の固定形態燃焼器におい
ては、第2燃焼室12の下流端である第2下流端30と
稀釈混合室13の上流端である稀釈混合上流端31との
間に第2オリフィス壁24が配設されており、この第2
オリフィス壁24が、第2オリフィス26を形成してい
る。
ては、第2燃焼室12の下流端である第2下流端30と
稀釈混合室13の上流端である稀釈混合上流端31との
間に第2オリフィス壁24が配設されており、この第2
オリフィス壁24が、第2オリフィス26を形成してい
る。
【0033】本発明の一実施例に係るガスタービン用の
燃焼器の中で燃料を燃焼させる方法は、以下のことを含
んでいる。先ず、第1部分の燃料で第1部分の燃焼用空
気を誘引吸入することにより、それら第1部分の燃料と
第1部分の燃焼用空気とを混合して第1混合気を生成す
る。また、第2部分の燃料で第2部分の燃焼用空気を誘
引吸入することにより、それら第2部分の燃料と第2部
分の燃焼用空気とを混合して第2混合気を生成する。ま
た、第1混合気を固定形態燃焼器10の第1燃焼室11
の中へ導入し、第2混合気を固定形態燃焼器10の第2
燃焼室12の中へ導入する。第2燃焼室12は、第1燃
焼室11の下流側に配設されて第1燃焼室11に連通し
ている。更に、固定形態燃焼器10の稀釈混合室13の
中へ稀釈混合用空気を導入し、この稀釈混合室13は第
2燃焼室12の下流側に配設されて第2燃焼室12に連
通している。第1混合気及び第2混合気を固定形態燃焼
器10の中で燃焼させて燃焼生成物を生成する。この燃
焼生成物を稀釈混合室13の中で稀釈混合用空気と混合
し、この混合によって希釈した燃焼生成物を、ガスター
ビンの中へ排気する。
燃焼器の中で燃料を燃焼させる方法は、以下のことを含
んでいる。先ず、第1部分の燃料で第1部分の燃焼用空
気を誘引吸入することにより、それら第1部分の燃料と
第1部分の燃焼用空気とを混合して第1混合気を生成す
る。また、第2部分の燃料で第2部分の燃焼用空気を誘
引吸入することにより、それら第2部分の燃料と第2部
分の燃焼用空気とを混合して第2混合気を生成する。ま
た、第1混合気を固定形態燃焼器10の第1燃焼室11
の中へ導入し、第2混合気を固定形態燃焼器10の第2
燃焼室12の中へ導入する。第2燃焼室12は、第1燃
焼室11の下流側に配設されて第1燃焼室11に連通し
ている。更に、固定形態燃焼器10の稀釈混合室13の
中へ稀釈混合用空気を導入し、この稀釈混合室13は第
2燃焼室12の下流側に配設されて第2燃焼室12に連
通している。第1混合気及び第2混合気を固定形態燃焼
器10の中で燃焼させて燃焼生成物を生成する。この燃
焼生成物を稀釈混合室13の中で稀釈混合用空気と混合
し、この混合によって希釈した燃焼生成物を、ガスター
ビンの中へ排気する。
【0034】本発明に係る以上の方法の重要な特徴の1
つに、固定形態燃焼器10の中で燃焼される燃料の量が
ガスタービンに加わっている負荷の大きさに応じて制御
されるようにしてあることが要件であるということがあ
る。更に、稀釈混合室13の中へ導入される稀釈混合用
空気の量も同様に、ガスタービンに加わっている負荷の
大きさに応じて制御されるようにしてある。
つに、固定形態燃焼器10の中で燃焼される燃料の量が
ガスタービンに加わっている負荷の大きさに応じて制御
されるようにしてあることが要件であるということがあ
る。更に、稀釈混合室13の中へ導入される稀釈混合用
空気の量も同様に、ガスタービンに加わっている負荷の
大きさに応じて制御されるようにしてある。
【0035】本発明の好適実施例の方法においては、第
1混合気と第2混合気とのうちの少なくとも一方が、固
定形態燃焼器10の中へ接線方向に導入されるようにし
ている。
1混合気と第2混合気とのうちの少なくとも一方が、固
定形態燃焼器10の中へ接線方向に導入されるようにし
ている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るガスタービン用の固定
形態燃焼器の模式図である。
形態燃焼器の模式図である。
【図2】図1に示した燃焼器のA−A線に沿った断面図
である。
である。
10 固定形態燃焼器 11 第1燃焼室 12 第2燃焼室 13 稀釈混合室 14 第1燃焼室壁 15 第2燃焼室壁 16 稀釈混合室壁 17 一次ノズル 18 二次ノズル 19 一次インスピレータ 20 二次インスピレータ 21 稀釈混合用空気入口 22 環状通路 27 第1燃焼室の上流端 28 第1燃焼室の下流端 29 第2燃焼室の上流端 30 第2燃焼室の下流端 31 稀釈混合室の上流端 32 稀釈混合室の下流端
フロントページの続き (72)発明者 ウォルター・クンク アメリカ合衆国イリノイ州60514,クラレ ンドン・ヒルズ,サウス・プロスペクト 109
Claims (16)
- 【請求項1】 上流端と下流端とを有する少なくとも1
つの燃焼室を画成している少なくとも1つの燃焼室壁
と、前記少なくとも1つの燃焼室の下流側に配設されて
前記少なくとも1つの燃焼室に連通している稀釈混合室
を画成している稀釈混合室壁とを備え、前記稀釈混合室
は稀釈混合上流端と稀釈混合下流端とを有し、前記稀釈
混合下流端はガスタービン入口に連通しており、更に、
燃料と燃焼用空気とから成る混合気を前記少なくとも1
つの燃焼室の中へ導入する混合気導入手段と、稀釈混合
用空気を前記稀釈混合室の中へ導入する稀釈混合用空気
導入手段とを備えた、ガスタービン用の固定形態燃焼器
において、 前記混合気を前記少なくとも1つの燃焼室の中へ導入す
る前記混合気導入手段と前記稀釈混合用空気を前記稀釈
混合室の中へ導入する前記稀釈混合用空気手段とが、前
記ガスタービンに加わっている負荷の変化に応答して、
前記ガスタービンの外部の可動部品に頼ることなく、前
記少なくとも1つの燃焼室の中へ導入される燃焼用空気
の量と前記稀釈混合室の中へ導入される稀釈混合用空気
の量とを夫々に調節するようにしてあり、それによっ
て、該固定形態燃焼器の中へ流入する空気の総流量が略
々一定に維持されるようにしてあることを特徴とする固
定形態燃焼器。 - 【請求項2】 前記混合気を前記少なくとも1つの燃焼
室の中へ導入する前記混合気導入手段が、前記少なくと
も1つの燃焼室に連通している少なくとも1つのインス
ピレータを含んでいることを特徴とする請求項1記載の
固定形態燃焼器。 - 【請求項3】 前記少なくとも1つの燃焼室壁が複数の
燃焼室を画成しており、前記混合気を前記少なくとも1
つの燃焼室の中へ導入する前記混合気導入手段が、それ
ら複数の燃焼室に連通している前記少なくとも1つのイ
ンスピレータを含んでいることを特徴とする請求項2記
載の固定形態燃焼器。 - 【請求項4】 前記混合気を前記少なくとも1つの燃焼
室の中へ導入する前記混合気導入手段が、前記複数の燃
焼室の各々に連通している前記少なくとも1つのインス
ピレータのうちの、少なくとも1つのインスピレータを
含んでいることを特徴とする請求項3記載の固定形態燃
焼器。 - 【請求項5】 前記混合気を前記少なくとも1つの燃焼
室の中へ導入する前記混合気導入手段が、前記少なくと
も1つの燃焼室壁に取付けられて前記少なくとも1つの
燃焼室及び前記少なくとも1つのインスピレータに連通
している少なくとも1つのノズルを含んでいることを特
徴とする請求項2記載の固定形態燃焼器。 - 【請求項6】 前記少なくとも1つのノズルを接線方向
に取付けて、前記混合気が前記少なくとも1つの燃焼室
の中へ接線方向に導入されるようにしてあることを特徴
とする請求項5記載の固定形態燃焼器。 - 【請求項7】 前記稀釈混合用空気を前記稀釈混合室の
中へ導入する前記稀釈混合用空気手段が、前記稀釈混合
室に連通している環状通路を前記少なくとも1つの燃焼
室の周囲と前記稀釈混合室の少なくとも一部の周囲とに
形成している前記少なくとも1つの燃焼室壁と、前記稀
釈混合用空気を前記環状通路の中へ導入するための、前
記環状通路に連通している手段とを含んでいることを特
徴とする請求項1記載の固定形態燃焼器。 - 【請求項8】 前記少なくとも1つの燃焼室壁が、第1
上流端及び第1下流端を有する第1燃焼室と、第2上流
端及び第2下流端を有する第2燃焼室とを画成してお
り、前記混合気を前記少なくとも1つの燃焼室の中へ導
入する前記混合気導入手段が、前記少なくとも1つのイ
ンスピレータのうちの前記第1燃焼室に連通している少
なくとも1つの一次インスピレータと、前記少なくとも
1つのインスピレータのうちの前記第2燃焼室に連通し
ている少なくとも1つの二次インスピレータとを含んで
いることを特徴とする請求項2記載の固定形態燃焼器。 - 【請求項9】 前記混合気を前記少なくとも1つの燃焼
室の中へ導入する前記混合気導入手段が更に、前記少な
くとも1つの燃焼室壁に取付けられて前記第1燃焼室及
び前記少なくとも1つの一次インスピレータに連通して
いる少なくとも1つの一次ノズルと、前記少なくとも1
つの燃焼室壁に取付けられて前記第2燃焼室及び前記少
なくとも1つの二次インスピレータに連通している少な
くとも1つの二次ノズルとを含んでいることを特徴とす
る請求項8記載の固定形態燃焼器。 - 【請求項10】 前記第1燃焼室、前記第2燃焼室、及
び前記稀釈混合室の各々が円筒形であり、前記第1燃焼
室の直径が前記第2燃焼室の直径より小さいことを特徴
とする請求項9記載の固定形態燃焼器。 - 【請求項11】 前記第1燃焼室の前記第1下流端と前
記第2燃焼室の前記第2上流端との間に第1オリフィス
壁が配設されており、該第1オリフィス壁が前記第1燃
焼室と前記第2燃焼室との間の第1オリフィスを形成し
ていることを特徴とする請求項8記載の固定形態燃焼
器。 - 【請求項12】 前記第1オリフィスが、前記第1燃焼
室から前記第2燃焼室の方へ行くに従って次第に流路が
拡大して行く形状のオリフィスであることを特徴とする
請求項11記載の固定形態燃焼器。 - 【請求項13】 前記第2燃焼室の前記第2下流端と前
記稀釈混合室の前記稀釈混合上流端との間に第2オリフ
ィス壁が配設されており、該第2オリフィス壁が前記第
2燃焼室と前記稀釈混合室との間の第2オリフィスを形
成していることを特徴とする請求項8記載の固定形態燃
焼器。 - 【請求項14】 前記少なくとも1つの一次ノズルと前
記少なくとも1つの二次ノズルとのうちの少なくとも一
方を接線方向に取付けて、前記第1混合気と前記第2混
合気とのうちの少なくとも一方が、前記第1燃焼室と前
記第2燃焼室とのうちの少なくとも一方の中へ接線方向
に導入されるようにしてあることを特徴とする請求項8
記載の固定形態燃焼器。 - 【請求項15】 ガスタービン用の固定形態燃焼器の中
で燃料を燃焼させる方法において、 燃料と燃焼用空気とを混合して混合気を生成し、その際
に、前記ガスタービンに加わっている負荷に応答して、
前記ガスタービンの外部の可動部品に頼ることなく前記
燃焼用空気の量が調節されるようにする工程と、 前記固定形態燃焼器の少なくとも1つの燃焼室の中へ前
記混合気を導入する工程と、 前記少なくとも1つの燃焼室の下流側に配設されて前記
少なくとも1つの燃焼室に連通している前記固定形態燃
焼器の稀釈混合室の中へ、稀釈混合用空気を導入し、そ
の際に、前記ガスタービンに加わっている前記負荷に応
答して、前記ガスタービンの外部の可動部品に頼ること
なく前記稀釈混合用空気の量が調節されるようにする工
程と、 前記固定形態燃焼器の中で前記混合気を燃焼させて燃焼
生成物を生成する工程と、 前記稀釈混合室の中で前記燃焼生成物に前記稀釈混合用
空気を混合する工程と、 前記混合によって稀釈した前記燃焼生成物を、前記ガス
タービンの中へ排気する工程と、を具備してなることを
特徴とする方法。 - 【請求項16】 前記混合気を前記少なくとも1つの燃
焼室の中へ接線方向に導入することを特徴とする請求項
15記載の方法。
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