JPH0833200B2 - Gas turbine combustor - Google Patents

Gas turbine combustor

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JPH0833200B2
JPH0833200B2 JP61059598A JP5959886A JPH0833200B2 JP H0833200 B2 JPH0833200 B2 JP H0833200B2 JP 61059598 A JP61059598 A JP 61059598A JP 5959886 A JP5959886 A JP 5959886A JP H0833200 B2 JPH0833200 B2 JP H0833200B2
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fuel
combustion
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turbine combustor
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昭男 大越
賢次郎 靜川
輝信 早田
富明 古屋
矢 山中
淳次 肥塚
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は、触媒を用いて燃料を燃焼させるガスタービ
ン燃焼器に関し、更に詳しくはガスタービン発電システ
ム等に用いられる窒素酸化物の発生量の少ないガスター
ビン燃焼器に関する。
Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a gas turbine combustor in which a catalyst is used to burn fuel, and more specifically, a small amount of nitrogen oxides used in a gas turbine power generation system or the like. It relates to a gas turbine combustor.

[発明の技術的背景とその問題点] 近年、石油資源等の枯渇化に伴い、種々の代替エネル
ギーが要求されているが、同時に、エネルギー資源の効
率的使用も要求されている。これらの要求に応えるもの
の中には、例えば、燃料として天然ガスを使用するガス
タービン・スチームタービン複合サイクル発電システム
或いは石炭ガス化ガスタービン・スチームタービン複合
サイクル発電システムがあり、現在検討されつつある。
これらのガスタービン・スチームタービン複合サイクル
発電システムは、化石燃料を使用した従来のスチームタ
ービンによる発電システムに比較して、発電効率が高い
ために、従来、その生産量の増加が予想される天然ガス
や石炭ガス化ガス等の燃料を、有効に電力に変換できる
発電システムとして期待されている。
[Technical Background of the Invention and its Problems] In recent years, various alternative energies have been required with the depletion of petroleum resources and the like, but at the same time, efficient use of energy resources is also required. Among those that meet these demands are, for example, a gas turbine / steam turbine combined cycle power generation system or a coal gasification gas turbine / steam turbine combined cycle power generation system that uses natural gas as a fuel, which is currently under study.
These gas turbine / steam turbine combined cycle power generation systems have higher power generation efficiency than conventional steam turbine power generation systems that use fossil fuels, and thus natural gas production is expected to increase in the past. It is expected as a power generation system that can effectively convert fuel such as coal and gasification gas into electric power.

ガスタービン発電システムに使用されているガスター
ビン燃焼器では、従来より、燃料と空気の混合ガスを、
スーバープラグ等を用いて着火して均一系の燃焼を行な
っている。このような燃焼器の一例を第3図に示す。第
3図の燃焼器においては、燃料ノズル1から噴射された
燃料が、燃焼用空気3と混合され、スーバープラグ2に
より着火されて燃焼するものである。そして、燃焼した
気体すなわち燃焼ガスは、冷却空気4及び希釈空気5が
加えられて、所定のタービン入口温度まで冷却・希釈さ
れた後、タービンノズル6からガスタービン内に噴射さ
れる。8はスワラーである。このような従来の燃焼器に
おける重大な問題点の一つは、燃料の燃焼時に多量のNO
xが生成して環境汚染等を引き起こすことである。
Gas turbine combustors used in gas turbine power generation systems have traditionally used mixed gas of fuel and air to
Ignition is carried out using a super plug etc. to carry out homogeneous combustion. An example of such a combustor is shown in FIG. In the combustor shown in FIG. 3, the fuel injected from the fuel nozzle 1 is mixed with the combustion air 3 and ignited by the super plug 2 to burn. Then, the burned gas, that is, the combustion gas, is added with cooling air 4 and dilution air 5, cooled and diluted to a predetermined turbine inlet temperature, and then injected into the gas turbine from a turbine nozzle 6. 8 is a swirler. One of the major problems with such conventional combustors is the large amount of NO when burning fuel.
x is generated to cause environmental pollution.

上記したNOxが生成する理由は、燃料の燃焼時におい
て、燃焼器内には部分的に2000℃を超える高温部が存在
するということにある。
The reason why the above-mentioned NOx is produced is that at the time of combustion of the fuel, a high temperature part exceeding 2000 ° C. partially exists in the combustor.

このようにガスタービン燃焼器の問題点を解決するた
めに、種々の燃焼方式が検討されており、最近、固相触
媒を用いた触媒燃焼方式が提案されている。
In order to solve the problems of the gas turbine combustor as described above, various combustion methods have been studied, and recently, a catalytic combustion method using a solid-phase catalyst has been proposed.

この触媒燃焼方式は、触媒を用いて、通常の燃焼器で
は燃焼しない希薄な燃料を燃焼させることができ、その
ため燃焼温度はNOxが発生する程には高温にならない。
また、タービン入口温度も従来のものと変わりなくする
ことが可能である。
This catalytic combustion method can use a catalyst to burn a lean fuel that does not burn in a normal combustor, and therefore the combustion temperature does not become high enough to generate NOx.
Further, the turbine inlet temperature can be made the same as the conventional one.

第4図は、触媒燃焼方式に用いる燃焼器の1例の概念
図である。図中の数字はそれぞれ第3図と同じ要素を表
わす。この燃焼器はガス流路上に触媒体7を備えること
が構造上の特徴である。触媒体7には、通常、ハニカム
構造の燃焼触媒が充填されていて、ここで燃料と空気の
混合気体が燃焼させられる。
FIG. 4 is a conceptual diagram of an example of a combustor used in the catalytic combustion system. The numbers in the figure represent the same elements as in FIG. This combustor is structurally characterized in that the catalyst body 7 is provided on the gas flow path. The catalyst body 7 is usually filled with a combustion catalyst having a honeycomb structure, in which a mixed gas of fuel and air is burned.

このようなガスタービン燃焼器にも次のような欠点が
ある。つまり、従来考えられているようなガスタービン
燃焼器では、接続された負荷の変動により燃焼器内に流
れる燃料と酸化性気体たとえば空気とからなる混合ガス
の流量や流速、燃料濃度等が変動しても、常に同一量の
触媒体によって反応させ燃焼させなくてはならない。よ
って前記混合ガスの流量が多くなると、その流速が増し
て触媒体との接触時間が不充分なため燃焼が不完全にな
る。あるいは失火して燃焼できなくなる等の問題が生
じ、また逆に前記気相反応体の流量が少なくなると、流
速が遅くなりそれだけ混合ガスと触媒体との接触時間が
増大して触媒体上流側の一部だけで燃焼が完結してしま
う等の問題が生じる。そして触媒体の温度が部分的に高
温になって熱劣化、破壊等が生じ、寿命を著しく短くす
る。さらに燃焼によって生じた高温ガスが触媒燃焼完結
点からさらに下流の触媒体を無駄に通過するため圧力損
失も非常に大きくなってしまう。よって混合ガスの流量
等の変化にかかわらず、安定な燃焼が行なえるガスター
ビン燃焼器が要求されていた。
Such a gas turbine combustor also has the following drawbacks. That is, in a gas turbine combustor as conventionally considered, the flow rate, flow velocity, fuel concentration, etc. of a mixed gas composed of fuel and an oxidizing gas such as air flowing in the combustor fluctuate due to fluctuations in the connected load. However, the same amount of catalyst must always be reacted and burned. Therefore, when the flow rate of the mixed gas increases, the flow rate increases and contact time with the catalyst body is insufficient, resulting in incomplete combustion. Alternatively, a problem such as misfiring and inability to burn occurs, and conversely, when the flow rate of the gas phase reactant decreases, the flow velocity becomes slower and the contact time between the mixed gas and the catalyst increases correspondingly, and Problems such as partial combustion being completed occur. Then, the temperature of the catalyst body becomes partially high, causing thermal deterioration, destruction, etc., which significantly shortens the life. Further, the high temperature gas generated by the combustion wastefully passes through the catalytic body located further downstream from the catalytic combustion completion point, resulting in an extremely large pressure loss. Therefore, there has been a demand for a gas turbine combustor that can perform stable combustion regardless of changes in the flow rate of mixed gas.

そこで、本発明者らは、触媒体下流における気相燃焼
を有効に利用し触媒体への熱による負荷を低減せしめた
触媒燃焼法を先に提案した(特願昭58−229967号)。
Therefore, the present inventors have previously proposed a catalytic combustion method in which vapor phase combustion downstream of the catalytic body is effectively used to reduce the heat load on the catalytic body (Japanese Patent Application No. 58-229967).

すなわち、その方法は、第5図に示す如く、まず、燃
料と空気との混合ガスを触媒体7で燃焼させる方法であ
る。通常、触媒体においては難燃性燃料を用いる場合触
媒反応による燃焼と気相燃焼とが同時に生起するが、上
記提案においては、触媒反応による燃焼のみが生起する
ように混合ガスの燃料濃度,温度,流量等をコントロー
ルしている。したがって、触媒体は気相燃焼を伴わない
ので高温にはならず、燃料もその一部だけが燃焼して、
未燃燃料を含む燃焼ガスが触媒体から排出される。
That is, as shown in FIG. 5, the method is a method of first burning a mixed gas of fuel and air by the catalytic body 7. Normally, when a flame-retardant fuel is used in a catalyst body, combustion by catalytic reaction and gas-phase combustion occur at the same time, but in the above proposal, the fuel concentration and temperature of the mixed gas are adjusted so that only combustion by catalytic reaction occurs. , The flow rate is controlled. Therefore, since the catalytic body does not involve gas phase combustion, it does not reach a high temperature, and only part of the fuel burns,
Combustion gas containing unburned fuel is discharged from the catalytic body.

上記提案においては、排出された燃焼ガスへ更に、第
6図に示す触媒体7の下流に設けられた燃焼ノズル1′
より燃料を加えることにより、そのガス中における燃料
濃度を高めて触媒体の下流で気相燃焼を生起させ、燃焼
ガスの高温化を可能とした。このことにより、触媒体の
高温劣化をなくすると共に低NOx完全燃焼を達成したの
である。
In the above-mentioned proposal, in addition to the exhausted combustion gas, the combustion nozzle 1'provided downstream of the catalyst body 7 shown in FIG.
By adding more fuel, the fuel concentration in the gas was increased and vapor phase combustion was caused downstream of the catalyst body, and the temperature of the combustion gas could be increased. As a result, high temperature deterioration of the catalyst body was eliminated and low NOx complete combustion was achieved.

しかしながら、上記提案における触媒体下流での気相
燃焼には次のような問題点がある。それは、触媒体7か
ら排出された燃焼ガスの流れに燃料ノズル1′より空気
が混合されていない高濃度の燃料を加えるために生ずる
燃料濃度分布の不均一である。
However, the vapor phase combustion downstream of the catalyst body in the above proposal has the following problems. That is, the fuel concentration distribution is non-uniform, which is caused by adding a high concentration of unmixed air from the fuel nozzle 1'to the flow of the combustion gas discharged from the catalyst body 7.

すなわち、触媒体下流において、部分的に燃料濃度の
高い場所と低い場所とが生ずるのである。その結果、部
分的に燃料濃度が高い場所ではその燃焼温度が高くなら
ざるを得ずNOxの発生を招く。
That is, in the downstream of the catalyst body, there are a part where the fuel concentration is high and a part where the fuel concentration is low. As a result, the combustion temperature inevitably becomes high in a portion where the fuel concentration is partially high, which causes NOx generation.

このような問題を解決するため、触媒体下流に多数の
燃料ノズルを設けて燃料濃度を均一化することが試みら
れているが、このような方法は各ノイズの燃料流量の制
御が困難であり、上記問題点を解決するまでには至って
いない。
In order to solve such a problem, it has been attempted to provide a large number of fuel nozzles downstream of the catalyst to make the fuel concentration uniform, but such a method is difficult to control the fuel flow rate of each noise. However, the above problems have not been solved yet.

[発明の目的] 本発明は、上記した問題点を解消し、触媒体への熱的
負荷を一定に保持し、かる触媒体下流の燃料濃度分布を
均一にすることができると共に混合ガス流量や燃料濃度
の変化に対応でき、もってNOxの発生を制御できるガス
タービン燃焼器の提供を目的とする。
[Object of the Invention] The present invention solves the above-mentioned problems, keeps the thermal load on the catalyst body constant, and makes the fuel concentration distribution downstream of the catalyst body uniform, and the flow rate of the mixed gas and An object of the present invention is to provide a gas turbine combustor that can respond to changes in fuel concentration and can control the generation of NOx.

[発明の概要] 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ね
た結果、触媒体下流に燃料供給手段のほかに酸化性気体
を含む気体の供給手段も設置し、かつ、両供給手段から
の供給ガスと触媒体からの燃焼ガスとが均一に混合され
るように後述するような燃焼器構造とすれば、上記目的
が達成できるとの事実を見出し本発明を完成するに至っ
た。
[Summary of the Invention] As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have installed a gas supply means including an oxidizing gas in addition to a fuel supply means downstream of the catalyst body, and The present invention has been completed by finding the fact that the above object can be achieved by using a combustor structure as described later so that the supply gas from the supply means and the combustion gas from the catalyst body are uniformly mixed. It was

すなわち、本発明のガスタービン燃焼器は、酸化性気
体を含む気体及び燃料からなる混合ガスの供給部と、該
混合ガスの供給部の下流に設置された触媒体と、該触媒
体の下流に触媒体からの流出ガスが通過する主流路と共
に少なくとも1つのガス分割流路とを具備するガスター
ビン燃焼器であって、該ガス分割流路の少なくとも1つ
には該ガス分割流路と主流路とを結ぶノズル構造の触媒
燃焼ガス排出口が設けられ、かつ、該混合ガスとは別系
の燃料供給手段が設けられていることを特徴とする。
That is, the gas turbine combustor of the present invention is provided with a mixed gas supply part composed of a gas containing an oxidizing gas and a fuel, a catalyst body installed downstream of the mixed gas supply part, and a downstream side of the catalyst body. A gas turbine combustor comprising a main passage through which an outflow gas from a catalyst body passes and at least one gas dividing passage, wherein at least one of the gas dividing passages includes the gas dividing passage and the main passage. And a catalyst combustion gas discharge port having a nozzle structure for connecting to and a fuel supply means separate from the mixed gas.

まず、本発明における酸化性気体を含む気体と燃料と
からなる混合ガスの供給部の構成は格別限定されるもの
ではなく、供給される燃料と酸化性気体例えば空気とが
混合される構成になっていればいかなる構成であっても
よい。
First, the structure of the mixed gas supply unit composed of the gas containing the oxidizing gas and the fuel in the present invention is not particularly limited, and the supplied fuel and the oxidizing gas such as air are mixed. Any configuration may be used as long as it is provided.

例えば、本発明のガスタービン燃焼器の1例を第1図
に示すが、第1図において、1,1′は燃料ノズル、2は
スパークプラグ、3は燃焼用空気、8はスワラーであ
る。
For example, an example of the gas turbine combustor of the present invention is shown in FIG. 1. In FIG. 1, 1, 1'is a fuel nozzle, 2 is a spark plug, 3 is combustion air, and 8 is a swirler.

この混合ガスの供給部においては、燃料ノズル1から
供給された燃料はスワラー8により燃焼用空気3と充分
に混合されて混合ガスとなる。そして、この混合ガスは
スパークプラグ2により着火されてある程度まで昇温す
る。このことは、混合ガスの温度を触媒体の作用温度ま
で高めて触媒反応を円滑に進めるために行なわれるもの
であり、用いる燃料の種類や触媒の種類によっては必ず
しも必要としない。
In the mixed gas supply unit, the fuel supplied from the fuel nozzle 1 is sufficiently mixed with the combustion air 3 by the swirler 8 to form a mixed gas. Then, the mixed gas is ignited by the spark plug 2 and heated to a certain degree. This is done in order to raise the temperature of the mixed gas to the working temperature of the catalyst body so as to promote the catalytic reaction smoothly, and is not necessarily required depending on the type of fuel used and the type of catalyst.

そして、混合ガスの供給部の下流には触媒体7が設置
されている。触媒体7の性能や触媒金属などは格別限定
されるものではないが、その設置量に関しては、触媒体
に要求される圧力損失,触媒体の活性能,燃料の種類な
どに応じて決めるとよく、特に、燃焼器に接続される負
荷が低負荷である場合に対応して触媒体の設置量を定め
ることが望ましい。
The catalyst body 7 is installed downstream of the mixed gas supply unit. The performance of the catalyst body 7 and the catalyst metal are not particularly limited, but the amount of the catalyst body 7 to be installed may be determined according to the pressure loss required for the catalyst body, the activity of the catalyst body, the type of fuel, and the like. In particular, it is desirable to determine the installation amount of the catalyst body corresponding to the case where the load connected to the combustor is low.

この触媒体へ上記混合ガスの供給部から供給する混合
ガスつまり燃料や空気の流量は、触媒体への熱的負荷を
低減せしめることからして、一定にすることが望まし
い。
It is desirable that the flow rate of the mixed gas, that is, the fuel and the air supplied to the catalyst body from the mixed gas supply section be constant in order to reduce the thermal load on the catalyst body.

そして、本発明においては、触媒体の下流には少なく
とも1つのガス分割流路が設けられている。これは、触
媒体から排出される燃焼ガスを少なくとも2つに分流せ
しめる流路である。
Further, in the present invention, at least one gas dividing channel is provided downstream of the catalyst body. This is a flow path that divides the combustion gas discharged from the catalyst body into at least two.

このような構成の流路としては、例えば第1図に示す
如く、触媒体7を支持している円筒状の外殻9の内側に
円筒状部材10を配設することにより画分された流路11と
流路12の例があげられるが、本発明の流路はこのような
ものだけに限定されるものではない。なお、内側の円筒
状部材10は触媒体7と接して設置されていてもよいし離
隔して設置されていてもよい。また、燃焼ガスの分流割
合は燃焼器の使用条件などに応じて定めればよい。
As a flow path having such a structure, for example, as shown in FIG. 1, the flow is divided by arranging a cylindrical member 10 inside a cylindrical outer shell 9 supporting a catalyst body 7. Examples of the channel 11 and the channel 12 are given, but the channel of the present invention is not limited thereto. The inner cylindrical member 10 may be installed in contact with the catalyst body 7 or may be installed separately. The split ratio of the combustion gas may be set according to the usage conditions of the combustor.

上記ガス分割流路の少なくとも1つにはノズル構造の
触媒燃焼ガス排出口が設けられている。すなわち、分割
流路内に流入した燃焼ガスはノズルのみから排出される
ような構造となっている。
At least one of the gas dividing flow paths is provided with a catalytic combustion gas exhaust port having a nozzle structure. That is, the structure is such that the combustion gas that has flowed into the divided flow path is discharged only from the nozzle.

そして、この流路には供給量の調節可能な燃料供給手
段及び必要に応じて酸化性気体を含む気体の供給手段が
設けられている。
Further, this channel is provided with a fuel supply means capable of adjusting the supply amount and a gas supply means containing an oxidizing gas as necessary.

このような流路は、第1図に示すように円筒状部材10
の外側に形成してもよい。逆に、内側に形成してもよ
い。また、ノズル13の径や設置数は流量や燃料濃度など
に応じて適宜定められる。さらに、ノズル13の位置は格
別限定されるものではないが、燃料供給手段14及び酸化
性気体を含む気体の供給手段15より下流に設定されるこ
とが好ましく、更には好ましくは流路11の下流端近傍に
設定されることが好ましく、また、ノズル13から噴出さ
れるガスが残りの流路12内に噴出されるように設定され
ることも好ましい。
Such a flow path is formed by the cylindrical member 10 as shown in FIG.
May be formed on the outer side of. Conversely, it may be formed inside. Further, the diameter of the nozzle 13 and the number of nozzles 13 to be installed are appropriately determined according to the flow rate, the fuel concentration, and the like. Further, the position of the nozzle 13 is not particularly limited, but it is preferably set downstream of the fuel supply means 14 and the supply means 15 of a gas containing an oxidizing gas, and more preferably downstream of the flow path 11. It is preferable to set it near the end, and it is also preferable to set so that the gas jetted from the nozzle 13 is jetted into the remaining channel 12.

本発明の燃焼器においては、触媒体7から排出された
燃焼ガスは、流路11と流路12に分流される。
In the combustor of the present invention, the combustion gas discharged from the catalyst body 7 is split into the flow passage 11 and the flow passage 12.

そして、高負荷に対応する必要がない場合には、流路
11に流入した燃焼ガスは調節弁14′付きの燃料供給手段
14から供給される所定流量に調節された燃料と均一に混
合されることにより燃料濃度の高い場所と低い場所の発
生が抑制されてノズル13から噴出される。
And when it is not necessary to handle high loads,
Combustion gas flowing into 11 is fuel supply means with control valve 14 '
By being uniformly mixed with the fuel adjusted to a predetermined flow rate supplied from 14, the generation of a high fuel concentration location and a low fuel concentration location is suppressed and ejected from the nozzle 13.

そして、ノズル13から噴出されたガスは流路12内を流
れる燃焼ガスと混合されて燃料濃度分布が均一になった
状態で気相燃焼が行なわれる。
Then, the gas ejected from the nozzle 13 is mixed with the combustion gas flowing in the flow path 12 and the gas phase combustion is performed in a state where the fuel concentration distribution becomes uniform.

このとき、ノズル13より下流における燃焼器の構造が
ガスを遅滞もしくは逆流させる構造、例えば第1図に示
すようにガス流を拡大させる構造16を有していればそこ
で火炎が形成されて気相燃焼が安定して行なわれる。ま
た、イグナイター17などの点火源を設ければ気相燃焼を
容易に開始させることが可能となる。
At this time, if the structure of the combustor downstream of the nozzle 13 has a structure for delaying or backflowing the gas, for example, a structure 16 for expanding the gas flow as shown in FIG. Combustion is performed stably. Further, if an ignition source such as the igniter 17 is provided, it is possible to easily start the vapor phase combustion.

そして、気相燃焼後の燃焼ガスは、ノズル13近傍の気
相燃焼域の下流に設置された調節弁18′付きの酸化性気
体を含む気体の供給手段18からの希釈気体により、所定
の温度に調節されてガスタービンノズル6へと供給され
る。
Then, the combustion gas after the vapor-phase combustion has a predetermined temperature by the dilution gas from the gas supply means 18 containing the oxidizing gas with the control valve 18 'installed downstream of the vapor-phase combustion region near the nozzle 13. And is supplied to the gas turbine nozzle 6.

一方、高負荷に対応する必要がある場合には、流路11
において、燃料供給手段14から多量の燃料を供給すると
共に酸化性気体を含む気体の供給手段15からの希釈気体
を供給することにより、燃料濃度分布を均一に保つと共
に燃料濃度を低下せしめて、多量の燃料供給に起因する
NOxの急激な発生を抑制する。
On the other hand, when it is necessary to handle a high load, the flow path 11
In the above, by supplying a large amount of fuel from the fuel supply means 14 and supplying a diluting gas from the gas supply means 15 containing an oxidizing gas, the fuel concentration distribution is kept uniform and the fuel concentration is lowered, Due to the fuel supply of
Suppresses sudden generation of NOx.

以上の如く、本発明のガスタービン燃焼器は、負荷変
動に対応できると共に燃料濃度分布を均一にすることが
可能なものである。
As described above, the gas turbine combustor of the present invention can cope with load fluctuations and can make the fuel concentration distribution uniform.

[発明の実施例] 実施例1 第2図に示すような構造の模擬燃焼器を製作した。触
媒体20は直径100mm,長さ90mmのハニカム触媒体(Pt系)
を使用した。分流路は二重環構造(内側の環の直径80m
m,外側の環の直径100mm)とした。二重環構造により形
成された外側の流路21をノズル構造とした。すなわち、
内側の環の壁面上に二重環構造の下先端から下流80mmの
位置へ直径3.5mmの孔22を12個形成したものを使用し
た。
[Examples of the Invention] Example 1 A simulated combustor having a structure as shown in FIG. 2 was produced. The catalyst body 20 is a honeycomb catalyst body (Pt type) with a diameter of 100 mm and a length of 90 mm.
It was used. The diversion channel has a double ring structure (diameter of the inner ring is 80 m
m, diameter of outer ring 100 mm). The outer flow path 21 formed of the double ring structure has a nozzle structure. That is,
Twelve holes 22 having a diameter of 3.5 mm were formed on the wall surface of the inner ring from the lower tip of the double ring structure to a position 80 mm downstream from the tip.

そして、450℃に予熱した燃焼用空気23を4Nm3/min,燃
料供給装置24より天然ガスを80/minの流量で供給し
た。また、燃料供給装置25からは90/minの燃料を供給
し、空気供給装置26からは空気を供給しなかった。
Then, combustion air 23 preheated to 450 ° C. was supplied at 4 Nm 3 / min, and natural gas was supplied from the fuel supply device 24 at a flow rate of 80 / min. Further, 90 / min of fuel was supplied from the fuel supply device 25, and air was not supplied from the air supply device 26.

その結果、触媒体の最高温度は約800℃となり、触媒
体の耐熱温度以下であった。また、触媒体の下流域では
気相燃焼が安定して行なわれ、NOxの発生量及び燃焼率
は表のとおりであった。
As a result, the maximum temperature of the catalyst body was about 800 ° C, which was below the heat resistant temperature of the catalyst body. Further, gas-phase combustion was stably carried out in the downstream region of the catalyst body, and the amount of NOx produced and the combustion rate were as shown in the table.

実施例2 実施例1の燃焼器を用いて、燃焼ガスの高温化を図る
ため、燃料供給装置25からの燃料供給量を150/minと
したほかは実施例1と同様の条件で燃焼を行なった。
Example 2 Using the combustor of Example 1, combustion was performed under the same conditions as in Example 1 except that the fuel supply rate from the fuel supply device 25 was 150 / min in order to increase the temperature of the combustion gas. It was

比較例 第5図に示すような構造の燃焼器を用いて、実施例2
と同様の燃料供給量で燃焼を行なった。その結果、NOx
の発生量は燃料供給装置25からの燃料供給量を増やすに
したがい、NOxは増大し、燃焼温度1500〜1600℃領域で
は実施例2の約2倍となった。
Comparative Example Example 2 using a combustor having a structure as shown in FIG.
Combustion was performed with the same fuel supply amount as. As a result, NOx
As the amount of fuel supplied from the fuel supply device 25 was increased, the amount of NOx increased, and NOx increased to about twice as much as that in Example 2 in the combustion temperature range of 1500 to 1600 ° C.

実施例3 実施例1の燃焼器を用いて、燃焼ガスの高温化を図る
と共に急激なNOxの発生を抑制するために、燃料供給装
置25からの燃料供給量を165/minとし、かつ空気供給
装置26からの空気供給量を0.6Nm3/minとした。その結
果、NOxの発生量は実施例2より低下した。
Example 3 Using the combustor of Example 1, the fuel supply amount from the fuel supply device 25 was set to 165 / min and the air supply was performed in order to increase the temperature of the combustion gas and suppress the rapid generation of NOx. The amount of air supplied from the device 26 was 0.6 Nm 3 / min. As a result, the amount of NOx generated was lower than in Example 2.

以上の結果を表に一括して示す。 The above results are collectively shown in the table.

[発明の効果] 以上、述べた如く、本発明のガスタービン燃焼器は、
触媒体への熱的負荷を一定に保持し、かつ触媒体下流の
燃料濃度分布を均一化することができると共に混合ガス
流量や燃料濃度の変化に対応でき、もって1500〜1600℃
の高温領域でもNOxの発生を抑制することができて、そ
の工業的価値は大である。
[Effects of the Invention] As described above, the gas turbine combustor of the present invention is
The thermal load on the catalyst body can be kept constant, the fuel concentration distribution on the downstream side of the catalyst body can be made uniform, and it can respond to changes in the mixed gas flow rate and fuel concentration.
It is possible to suppress the generation of NOx even in the high temperature range, and its industrial value is great.

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

第1図及び第2図はそれぞれ本発明のガスタービン燃焼
器の1例を示す模式図、第3図〜第5図は、いずれも従
来構造のガスタービン燃焼器の1例を示す模式図であ
る。 1,1′,14,25:燃料ノズル(燃料供給手段) 2:スパークプラグ 3,23:燃焼用空気 6:タービンノズル 7,20:触媒体 8:スワラー 15,18,26:酸化性気体を含む気体の供給手段
1 and 2 are schematic views showing an example of a gas turbine combustor of the present invention, and FIGS. 3 to 5 are schematic views showing an example of a gas turbine combustor having a conventional structure. is there. 1,1 ', 14,25: Fuel nozzle (fuel supply means) 2: Spark plug 3,23: Combustion air 6: Turbine nozzle 7,20: Catalyst 8: Swirler 15,18,26: Oxidizing gas Including gas supply means

フロントページの続き (72)発明者 靜川 賢次郎 東京都調布市西つつじケ丘2−4−1 東 京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 早田 輝信 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 古屋 富明 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 山中 矢 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 肥塚 淳次 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−122807(JP,A) 特開 昭60−186622(JP,A) 特開 昭59−129330(JP,A) 特開 昭60−205127(JP,A) 特開 昭62−218730(JP,A) 特公 昭58−47610(JP,B2)Front page continuation (72) Inventor Kenjiro Izumigawa 2-4-1 Nishitsutsujioka, Chofu-shi, Tokyo Inside the Research Institute of Tokyo Electric Power Company (72) Terunobu Hayata 1 Komukai Toshiba-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Incorporated company Toshiba Research Institute (72) Inventor Tomiaki Furuya No. 1 Komukai Toshiba-cho, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Incorporated Toshiba Research Institute (72) Inventor Ya Yamanaka Komukai Toshiba, Kawasaki-shi, Kanagawa Town No. 1 Incorporated Toshiba Corporation Research Institute (72) Inventor Junji Kozuka Komukai-shi, Kawasaki City Kanagawa Prefecture Komukai Toshiba No. 1 Incorporated Toshiba Corporation Research Institute (56) Reference JP-A-60-122807 (JP , A) JP 60-186622 (JP, A) JP 59-129330 (JP, A) JP 60-205127 (JP, A) JP 62-218730 (JP, A) JP 58-47610 (JP, B2)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】酸化性気体を含む気体及び燃料からなる混
合ガスの供給部と、該混合ガスの供給部の下流に設置さ
れた触媒体と、該触媒体の下流に触媒体からの流出ガス
が通過する主流路と共に少なくとも1つのガス分割流路
とを具備するガスタービン燃焼器であって、 該ガス分割流路の少なくとも1つには該ガス分割流路と
主流路とを結ぶノズル構造の触媒燃焼ガス排出口が設け
られ、かつ、該混合ガスとは別系の燃料供給手段が設け
られていることを特徴とするガスタービン燃焼器。
1. A supply portion of a mixed gas composed of a gas containing an oxidizing gas and a fuel, a catalyst body installed downstream of the supply portion of the mixed gas, and an outflow gas from the catalyst body downstream of the catalyst body. A gas turbine combustor comprising a main flow passage through which a gas passes and at least one gas split flow passage, wherein at least one of the gas split flow passages has a nozzle structure connecting the gas split flow passage and the main flow passage. A gas turbine combustor characterized in that a catalytic combustion gas exhaust port is provided and a fuel supply means separate from the mixed gas is provided.
【請求項2】該ガス分割流路の下流に、ガス点火源が設
けられている特許請求の範囲第1項記載のガスタービン
燃焼器。
2. The gas turbine combustor according to claim 1, further comprising a gas ignition source provided downstream of the gas division flow path.
【請求項3】該ガス分割流路の下流域がガス流を遅滞も
しくは逆流させる構造を有している特許請求の範囲第1
項記載のガスタービン燃焼器。
3. The method according to claim 1, wherein a downstream region of the gas dividing flow passage has a structure for delaying or backflowing the gas flow.
A gas turbine combustor according to the paragraph.
【請求項4】該ガス分割流路に、酸化性気体を含む気体
の供給手段が設けられている特許請求の範囲第1項記載
のガスタービン燃焼器。
4. A gas turbine combustor according to claim 1, wherein said gas dividing flow passage is provided with a gas supply means containing an oxidizing gas.
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JPS5847610A (en) * 1981-09-17 1983-03-19 Topy Ind Ltd Air inflation method for tubeless tire and device thereof
JPS59129330A (en) * 1983-01-17 1984-07-25 Hitachi Ltd Premixed combustion type gas turbine
JPS60122807A (en) * 1983-12-07 1985-07-01 Toshiba Corp Low nitrogene oxide combustion
JPS60186622A (en) * 1984-03-07 1985-09-24 Toshiba Corp Catalytic burner

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