JPH08338398A - Variable flow rate ejector - Google Patents

Variable flow rate ejector

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JPH08338398A
JPH08338398A JP14584395A JP14584395A JPH08338398A JP H08338398 A JPH08338398 A JP H08338398A JP 14584395 A JP14584395 A JP 14584395A JP 14584395 A JP14584395 A JP 14584395A JP H08338398 A JPH08338398 A JP H08338398A
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JP
Japan
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flow rate
gas
ejector
variable flow
turbine
Prior art date
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Application number
JP14584395A
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Japanese (ja)
Inventor
Moichi Uji
茂一 宇治
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IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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Publication date
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Publication of JPH08338398A publication Critical patent/JPH08338398A/en
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Abstract

PURPOSE: To obtain a variable flow rate ejector which can maintain the suction rate almost at a constant value even though the flow rate of a high pressure driving gas is reduced, and thereby, can suck a low pressure driven gas almost proportional to the flow rate reduction of the high pressure driving gas. CONSTITUTION: This variable flow ejector consists of a venturi tube 18 having a throat part 18a communicating to a low pressure gas 2; an injection nozzle 19 to inject a high pressure gas 6 in the axial direction of the venturi tube 18; and a flow rate regulating device 20 to convert the opening area of the injection nozzle 19. The flow rate regulating device 20 is inserted to a circular nozzle movable in the axial direction, and it consists of a cylindrical regulating rod 20a having a conical part opposing to the circular nozzle, and a driving device 20b to move the regulating rod 20a in the axial direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、可変流量エゼクタに係
わり、更に詳しくは、電力(又は動力)及び水蒸気を生
成するガスタービンコージェネレーションの分野におい
て使用され、省エネルギーを実現する二流体サイクルガ
スタービンに使用する可変流量エゼクタに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable flow ejector, and more particularly to a two-fluid cycle gas turbine used in the field of gas turbine cogeneration for generating electric power (or power) and steam to realize energy saving. Variable flow ejector used for

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービンへ水蒸気を注入する二流体
サイクルガスタービンとしては、例えば特公昭54−3
4865号の「二作動流体ヒートエンジン」が知られて
いる。この二流体サイクルガスタービン(以下、発明者
の名前からチエン・サイクルと呼ぶ)は、図3に例示す
るように、絞り弁51、コンプレッサー52、燃焼室5
3、水処理装置54、ポンプ55、熱交換器56、ター
ビン57、58、コンデンサー59、等から構成され、
大気中から吸入した空気をコンプレッサー52で圧縮し
て燃焼室53に供給し、この圧縮空気で燃料を燃焼させ
て高温の燃焼ガスを発生し、この燃焼ガスによりタービ
ン57、58を駆動してコンプレッサー52及び負荷を
駆動し、更にタービンを出た燃焼ガスにより熱交換器5
6で水蒸気を発生させ、コンデンサー59で水分を回収
して大気中に放出するようになっている。かかるチエン
・サイクルは、燃焼室53に熱交換器56で発生した水
蒸気Sを噴射するためタービンに流入する燃焼ガスの流
量が増大し、かつ燃焼ガスの比熱が増大することからタ
ービンの出力と熱効率を高めることができる特徴を有し
ている。
2. Description of the Related Art As a two-fluid cycle gas turbine for injecting steam into a gas turbine, for example, Japanese Patent Publication No. 54-3
No. 4865, "Two Working Fluid Heat Engine" is known. This two-fluid cycle gas turbine (hereinafter referred to as a chain cycle from the inventor's name) has a throttle valve 51, a compressor 52, a combustion chamber 5 as shown in FIG.
3, water treatment device 54, pump 55, heat exchanger 56, turbines 57, 58, condenser 59, etc.,
Air sucked from the atmosphere is compressed by the compressor 52 and supplied to the combustion chamber 53, and the compressed air burns fuel to generate high-temperature combustion gas. The combustion gas drives the turbines 57 and 58 to compress the air. 52 and the load, and further the heat exchanger 5 by the combustion gas leaving the turbine.
Water vapor is generated in 6 and water is collected in the condenser 59 and released into the atmosphere. In the chain cycle, since the steam S generated in the heat exchanger 56 is injected into the combustion chamber 53, the flow rate of the combustion gas flowing into the turbine is increased, and the specific heat of the combustion gas is increased. Therefore, the turbine output and thermal efficiency are increased. It has a feature that can increase.

【0003】しかし、上述した二流体サイクルガスター
ビン(チエン・サイクル)では、燃焼室53に供給(噴
射)する水蒸気Sを過熱蒸気とする必要がある問題点が
あった。すなわち、チエン・サイクルにおいて、過熱蒸
気ではなく飽和蒸気を燃焼室に供給すると、わずかな放
熱で蒸気ドレンが発生して配管や燃焼室等にエロージョ
ンが発生する問題点があり、逆に過熱蒸気を供給するに
は、例えばガスタービンの排ガス出口と熱交換器56
(排熱ボイラ)の間、或いは熱交換器56の内部に過熱
器を設ける必要があり、二流体サイクルガスタービンの
コンパクト性を損ない、システムが複雑化し、製造費が
過大となる問題点があった。
However, the above-mentioned two-fluid cycle gas turbine (Chain cycle) has a problem that the steam S supplied (injected) to the combustion chamber 53 needs to be superheated steam. That is, in the chain cycle, if saturated steam, not superheated steam, is supplied to the combustion chamber, there is a problem that vapor drain occurs due to slight heat dissipation and erosion occurs in pipes and combustion chambers. To supply, for example, the exhaust gas outlet of the gas turbine and the heat exchanger 56
It is necessary to provide a superheater between the (exhaust heat boiler) or inside the heat exchanger 56, which impairs the compactness of the two-fluid cycle gas turbine, complicates the system, and causes an excessive manufacturing cost. It was

【0004】かかる問題点を解決するために、本願発明
者は、過熱器を用いずに飽和蒸気を直接使用し、かつ蒸
気ドレンを発生させることなくタービン出力と熱効率を
同時に高めることができる二流体サイクルガスタービン
を創案し、出願した(特願平6−201187号、未公
開)。この出願では、図4(A)に例示する周知のエゼ
クタ60を混合器として用い、飽和蒸気Sを駆動源とし
て高温の圧縮空気を吸引し、圧縮空気により飽和蒸気を
加熱して過熱蒸気とし、かつ蒸気分圧の低下により加熱
度を更に高めるようになっていた。
In order to solve such a problem, the inventor of the present application directly uses saturated steam without using a superheater, and is capable of simultaneously increasing turbine output and thermal efficiency without generating steam drain. Developed and applied for a cycle gas turbine (Japanese Patent Application No. 6-201187, unpublished). In this application, the well-known ejector 60 illustrated in FIG. 4A is used as a mixer, the saturated steam S is used as a drive source to suck hot compressed air, and the saturated steam is heated by the compressed air to be superheated steam, Moreover, the degree of heating was further increased by decreasing the vapor partial pressure.

【0005】図4(B)は、かかる手段の試験例であ
り、ボイラからの飽和蒸気Sによりエゼクタ60を駆動
して低圧の高温空気を吸引し、下流部分に赤色レーザ光
を照射してその軌跡を観察した。その結果、蒸気のみの
場合には飽和蒸気の存在によりレーザ光の軌跡が目視で
き、高温空気を吸引すると、蒸気が加熱蒸気になるた
め、レーザ光の軌跡が目視できなくなることから、上述
した手段により飽和蒸気を加熱して過熱蒸気とすること
ができることが確認された。
FIG. 4B is a test example of such means, in which the ejector 60 is driven by the saturated steam S from the boiler to suck the low-pressure high-temperature air, and the downstream portion is irradiated with the red laser light. The trajectory was observed. As a result, in the case of only steam, the trajectory of the laser light can be visually observed due to the presence of saturated vapor, and when high temperature air is sucked, the vapor becomes heating vapor, so that the trajectory of the laser light cannot be visually observed. It was confirmed that the saturated steam can be heated to become superheated steam.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図4に例示し
た従来のエゼクタ60では、高圧駆動ガス(例えば飽和
蒸気)の流量を減少させると吸引効率が急激に低下し、
低圧の被駆動ガス(例えば高温空気)をほとんど吸引で
きなくなる問題点があった。すなわち、図4(A)の従
来のエゼクタにおいて、エゼクタの高圧駆動ガスの流量
を減少させる場合、エゼクタ上流に配置した流量調節弁
を絞ることになる。これはエゼクタの噴射ノズル上流圧
力Pを下げ、噴射ノズルの噴射速度vを下げることにな
るため、運動量mvが二次曲線的に減少し、運動量の交
換により吸引される被駆動ガスの流量も二次曲線的に減
少することになる。従って、高圧駆動ガスの流量に対す
る低圧被駆動ガスの吸引量の比(吸引比)が大幅に減少
し、上述した二流体サイクルガスタービンの部分負荷運
転が困難となる問題点があった。
However, in the conventional ejector 60 illustrated in FIG. 4, when the flow rate of the high-pressure driving gas (for example, saturated vapor) is reduced, the suction efficiency sharply decreases,
There is a problem that the low-pressure driven gas (for example, high temperature air) can hardly be sucked. That is, in the conventional ejector of FIG. 4 (A), when the flow rate of the high-pressure drive gas for the ejector is reduced, the flow rate control valve arranged upstream of the ejector is throttled. This lowers the injection nozzle upstream pressure P of the ejector and lowers the injection velocity v of the injection nozzle, so that the momentum mv decreases in a quadratic curve, and the flow rate of the driven gas sucked by the exchange of momentum also becomes two. It will decrease in the following curve. Therefore, the ratio of the suction amount of the low-pressure driven gas to the flow rate of the high-pressure driving gas (suction ratio) is significantly reduced, which makes it difficult to perform the partial load operation of the two-fluid cycle gas turbine.

【0007】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、高圧
駆動ガスの流量が減少しても、吸引比をほぼ一定に保持
することができ、これにより高圧駆動ガスの流量減少に
ほぼ比例する低圧被駆動ガスを吸引することができる可
変流量エゼクタを提供することにある。
The present invention was created to solve such problems. That is, an object of the present invention is to keep the suction ratio substantially constant even when the flow rate of the high-pressure drive gas is reduced, thereby sucking the low-pressure driven gas that is approximately proportional to the decrease in the flow rate of the high-pressure drive gas. A variable flow ejector is provided.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、低圧ガ
スに連通したスロート部を有するベンチュリ管と、該ベ
ンチュリ管の軸線方向に高圧ガスを噴出する噴射ノズル
と、該噴射ノズルの開口面積を変化させる流量調節装置
と、からなることを特徴とする可変流量エゼクタが提供
される。
According to the present invention, a venturi pipe having a throat portion communicating with a low pressure gas, a jet nozzle for jetting high pressure gas in the axial direction of the venturi pipe, and an opening area of the jet nozzle are provided. A variable flow rate ejector is provided, which comprises:

【0009】本発明の好ましい実施例によれば、前記噴
射ノズルは円形ノズルであり、前記流量調節装置は、円
形ノズルに軸方向に移動可能に挿入され、円形ノズルと
対向する円錐形部分を有する円筒形調節ロッドと、該調
節ロッドを軸方向に移動する駆動装置と、からなる。ま
た、前記低圧ガスは、飽和蒸気である前記高圧ガスより
高温であり、これにより両ガスの混合後は混合温度が蒸
気の分圧に対応する飽和温度より高くなり、蒸気は過熱
蒸気となる、ことが好ましい。更に、空気を圧縮する圧
縮機と、燃料を燃焼させる燃焼器と、燃焼ガスにより駆
動され前記圧縮機を駆動するタービンと、からなるガス
タービンと、前記タービンの下流に設けられ燃焼排ガス
から飽和蒸気を発生させる熱交換器と、を備えた二流体
サイクルガスタービンに用いるエゼクタであって、前記
熱交換器で発生した飽和蒸気と該飽和蒸気の飽和温度よ
りも高い温度まで前記圧縮機で圧縮された圧縮空気とを
混合することが好ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, the injection nozzle is a circular nozzle, and the flow control device has a conical portion axially movably inserted into the circular nozzle and facing the circular nozzle. It consists of a cylindrical adjusting rod and a drive device that moves the adjusting rod in the axial direction. Further, the low-pressure gas is higher in temperature than the high-pressure gas that is saturated steam, so that after mixing both gases, the mixing temperature becomes higher than the saturation temperature corresponding to the partial pressure of the steam, and the steam becomes superheated steam. It is preferable. Further, a gas turbine including a compressor that compresses air, a combustor that burns fuel, and a turbine that is driven by combustion gas to drive the compressor, and a saturated steam from combustion exhaust gas provided downstream of the turbine. A heat exchanger for generating a heat exchanger, and an ejector used in a two-fluid cycle gas turbine, comprising: saturated vapor generated in the heat exchanger, and a compressor compressed to a temperature higher than a saturation temperature of the saturated vapor. It is preferable to mix with compressed air.

【0010】[0010]

【作用】上記本発明の構成によれば、低圧ガスに連通し
たスロート部を有するベンチュリ管の軸線方向に高圧ガ
スが噴出するようになっており、その噴射ノズルの開口
面積を流量調節装置により変化させることができるの
で、噴射ノズル上流側の圧力Pを維持したまま(すなわ
ち元圧のまま)噴射ノズルの開口面積を変化させること
により、高圧ガスの噴射速度vを維持することができ、
運動量mvを流量の低下に比例して減少させることがで
き、運動量の交換により吸引される被駆動ガスの流量も
比例的に減少させることができる。従って、高圧駆動ガ
スの流量に対する低圧被駆動ガスの吸引量の比(吸引
比)はほぼ一定に保持することができ、二流体サイクル
ガスタービンの部分負荷運転が容易となる。
According to the structure of the present invention, the high pressure gas is ejected in the axial direction of the Venturi tube having the throat portion communicating with the low pressure gas, and the opening area of the injection nozzle is changed by the flow rate adjusting device. Therefore, by changing the opening area of the injection nozzle while maintaining the pressure P on the upstream side of the injection nozzle (that is, while maintaining the original pressure), the injection speed v of the high-pressure gas can be maintained.
The momentum mv can be decreased in proportion to the decrease in the flow rate, and the flow rate of the driven gas sucked by exchanging the momentum can also be decreased in proportion. Therefore, the ratio of the suction amount of the low pressure driven gas to the flow rate of the high pressure driving gas (suction ratio) can be kept substantially constant, and the partial load operation of the two-fluid cycle gas turbine becomes easy.

【0011】また、上記流量調節装置により直接噴射ノ
ズルの開口面積を変化させることができるので、従来の
上流側に設置されていたバルブ(流量調節弁)を省略で
きる。
Further, since the opening area of the injection nozzle can be directly changed by the flow rate adjusting device, the valve (flow rate adjusting valve) conventionally installed on the upstream side can be omitted.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を使用する。図1は、本発明による可変流量エ
ゼクタ16を用いた二流体サイクルガスタービンの全体
構成図である。この図において、二流体サイクルガスタ
ービン10は、ガスタービン14、熱交換器15、可変
流量エゼクタ16、及び混合ガスライン17から構成さ
れている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same reference numerals are used for the common parts in each drawing. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a two-fluid cycle gas turbine using a variable flow ejector 16 according to the present invention. In this figure, the two-fluid cycle gas turbine 10 is composed of a gas turbine 14, a heat exchanger 15, a variable flow rate ejector 16, and a mixed gas line 17.

【0013】ガスタービン14は、空気1を圧縮する圧
縮機11と、燃料3を燃焼させる燃焼器12と、燃焼ガ
ス4により駆動され圧縮機11を駆動するタービン13
と、からなり、タービン13により圧縮機11と共に減
速機21を介して発電機22を駆動し、必要な電力8を
発電するようになっている。タービン13から排出され
る燃焼排ガス5の温度は空気1の温度が約15℃の場合
に例えば約534℃程度となる。
The gas turbine 14 includes a compressor 11 for compressing the air 1, a combustor 12 for burning the fuel 3, and a turbine 13 driven by the combustion gas 4 to drive the compressor 11.
The turbine 13 drives the generator 22 via the speed reducer 21 together with the compressor 11 to generate the required electric power 8. The temperature of the combustion exhaust gas 5 discharged from the turbine 13 is, for example, about 534 ° C. when the temperature of the air 1 is about 15 ° C.

【0014】熱交換器15は、タービン13の下流に設
けられたボイラ本体23、エコノマイザ24、及び蒸気
ドラム25からなり、燃焼排ガス5の排熱を回収して飽
和蒸気6を発生させるようになっている。飽和蒸気6は
例えば22ata、218℃となる。飽和蒸気6の大部
分は送出蒸気6aとして二流体サイクルガスタービンの
外部に取り出され、残りの飽和蒸気6bは、図1の実施
例において、可変流量エゼクタ16に供給される。
The heat exchanger 15 is composed of a boiler main body 23, an economizer 24, and a steam drum 25 which are provided downstream of the turbine 13. The heat exchanger 15 recovers the exhaust heat of the combustion exhaust gas 5 to generate saturated steam 6. ing. The saturated steam 6 becomes, for example, 22 ata and 218 ° C. Most of the saturated steam 6 is taken out of the two-fluid cycle gas turbine as a delivery steam 6a, and the remaining saturated steam 6b is supplied to the variable flow rate ejector 16 in the embodiment of FIG.

【0015】可変流量エゼクタ16は、この図において
飽和蒸気6b(例えば22ata、218℃)を駆動源
とするエゼクタであり、熱交換器15で発生した飽和蒸
気6の一部6bと圧縮機11で圧縮された圧縮空気2の
一部2a(例えば温度365℃)とを混合するようにな
っている。また、可変流量エゼクタ16で混合される圧
縮空気2は、少なくとも飽和蒸気6の飽和温度(例えば
218℃)よりも高温(例えば365℃)にまで圧縮さ
れている。更に、圧縮機11で圧縮された圧縮空気2の
残部2bは、図に示すように燃焼器12に直接導入され
るようになっている。
The variable flow rate ejector 16 is an ejector using a saturated steam 6b (for example, 22 ata, 218 ° C.) as a drive source in this drawing, and a part 6b of the saturated steam 6 generated in the heat exchanger 15 and the compressor 11. The compressed air 2 is mixed with a part 2a (for example, a temperature of 365 ° C.). The compressed air 2 mixed by the variable flow rate ejector 16 is compressed to a temperature (for example, 365 ° C.) higher than at least the saturation temperature (for example, 218 ° C.) of the saturated steam 6. Further, the remaining portion 2b of the compressed air 2 compressed by the compressor 11 is directly introduced into the combustor 12 as shown in the figure.

【0016】かかる構成により、可変流量エゼクタ16
により、熱交換器15で発生した飽和蒸気6とその飽和
温度(例えば218℃)よりも高温(例えば365℃)
まで圧縮機11で圧縮された圧縮空気2とを混合するの
で、高温の圧縮空気2で飽和蒸気6を加熱して過熱蒸
気とすることができ、かつ混合により蒸気分圧が下が
ることから過熱蒸気の過熱度を更に高めることができ
る。
With this configuration, the variable flow rate ejector 16
Causes the saturated steam 6 generated in the heat exchanger 15 and its saturation temperature (for example, 218 ° C.) to be higher than that (for example, 365 ° C.).
Since the compressed air 2 compressed by the compressor 11 is mixed with the compressed air 2, the saturated steam 6 can be heated by the high temperature compressed air 2 into superheated steam, and the steam partial pressure is lowered by the mixing, so the superheated steam The degree of superheat can be further increased.

【0017】混合ガスライン17は、可変流量エゼクタ
16で混合された混合ガス7を燃焼器12へ導く配管ラ
インであり、可変流量エゼクタ16で混合された混合ガ
スの温度が低下しないように十分保温されている。従っ
て、可変流量エゼクタ16で混合した混合ガス7を混合
ガスライン17を介してガスタービン14の燃焼器12
へ導くことにより、従来のように過熱器を用いることな
く、飽和蒸気を直接使用し、かつ蒸気ドレンを発生させ
ることなくタービンの出力と熱効率を高めることができ
る。上述した実施例における発電機端熱効率は約36%
となる。
The mixed gas line 17 is a piping line for guiding the mixed gas 7 mixed by the variable flow rate ejector 16 to the combustor 12, and keeps the temperature of the mixed gas mixed by the variable flow rate ejector 16 sufficiently warm so as not to decrease. Has been done. Therefore, the mixed gas 7 mixed by the variable flow rate ejector 16 is passed through the mixed gas line 17 to the combustor 12 of the gas turbine 14.
By introducing the above, saturated steam can be directly used without using a superheater as in the conventional case, and the output and thermal efficiency of the turbine can be increased without generating steam drain. The thermal efficiency at the generator end in the above-described embodiment is about 36%
Becomes

【0018】図2(A)は、図1に示した可変流量エゼ
クタ16の全体構成図であり、図2(B)はその模式的
特性図である。図2(A)において、本発明の可変流量
エゼクタ16は、低圧ガス(すなわち圧縮空気2)に連
通したスロート部18aを有するベンチュリ管18と、
ベンチュリ管18の軸線方向に高圧ガス(すなわち飽和
蒸気6)を噴出する噴射ノズル19と、噴射ノズル19
の開口面積を変化させる流量調節装置20と、からな
る。
FIG. 2A is an overall configuration diagram of the variable flow rate ejector 16 shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a schematic characteristic diagram thereof. In FIG. 2A, a variable flow rate ejector 16 of the present invention includes a venturi tube 18 having a throat portion 18a communicating with a low pressure gas (that is, compressed air 2),
An injection nozzle 19 for ejecting high-pressure gas (that is, saturated vapor 6) in the axial direction of the Venturi tube 18, and an injection nozzle 19
And a flow rate control device 20 for changing the opening area of the.

【0019】図2の実施例で噴射ノズル19は円形ノズ
ルである。また、流量調節装置20は、円形ノズル19
に軸方向に移動可能に挿入され、円形ノズルと対向する
円錐形部分を有する円筒形調節ロッド20aと、調節ロ
ッド20aを軸方向に移動する駆動装置20bと、から
なる。駆動装置20bは、直動アクチュエータ、例えば
油圧シリンダ、空気シリンダ、直動ソレノイド、等を用
いることができる。また、送出蒸気6aの圧力を検出し
この圧力に応じて駆動装置20bを調節するのが好まし
い。
In the embodiment of FIG. 2, the injection nozzle 19 is a circular nozzle. Further, the flow rate control device 20 includes the circular nozzle 19
A cylindrical adjusting rod 20a, which is movably inserted in the axial direction, has a conical portion facing the circular nozzle, and a drive device 20b which moves the adjusting rod 20a in the axial direction. The drive device 20b may use a linear actuator, such as a hydraulic cylinder, an air cylinder, a linear solenoid, or the like. Further, it is preferable to detect the pressure of the delivered steam 6a and adjust the drive device 20b according to this pressure.

【0020】すなわち、噴射ノズル19の配置されたチ
ャンバー18bは2分されており、その一方が駆動流体
用チャンバー、他方が被駆動流体用チャンバーとなって
おり、両方のチャンバーを噴射ノズル19で連通してい
る。噴射ノズル19は調節ロッド20aによりノズル開
口面積を可変とできる構造となっている。
That is, the chamber 18b in which the injection nozzle 19 is disposed is divided into two parts, one of which is a driving fluid chamber and the other is a driven fluid chamber, and both chambers are connected by the injection nozzle 19. are doing. The injection nozzle 19 has a structure in which the nozzle opening area can be changed by the adjusting rod 20a.

【0021】かかる構成により、ノズル上流側の圧力P
を維持したまま(すなわち元圧のまま)ノズルの開口面
積を変化させることにより、高圧ガスの噴射速度vを維
持することができ、運動量mvを流量の低下に比例して
減少させることができ、図2(B)に示すように、運動
量の交換により吸引される被駆動ガスの流量も比例的に
減少させることができる。従って、高圧駆動ガスの流量
に対する低圧被駆動ガスの吸引量の比(吸引比)はほぼ
一定に保持することができ、二流体サイクルガスタービ
ンの部分負荷運転が容易となる。また、上記流量調節装
置により直接ノズルの開口面積を変化させることができ
るので、従来の上流側に設置されていたバルブ(流量調
節弁)を省略できる。
With this configuration, the pressure P on the upstream side of the nozzle is
By changing the opening area of the nozzle while maintaining (i.e., the original pressure), the injection speed v of the high-pressure gas can be maintained, and the momentum mv can be decreased in proportion to the decrease in the flow rate. As shown in FIG. 2B, the flow rate of the driven gas sucked by exchanging the momentum can be proportionally reduced. Therefore, the ratio of the suction amount of the low pressure driven gas to the flow rate of the high pressure driving gas (suction ratio) can be kept substantially constant, and the partial load operation of the two-fluid cycle gas turbine becomes easy. Further, since the opening area of the nozzle can be directly changed by the flow rate adjusting device, the valve (flow rate adjusting valve) conventionally installed on the upstream side can be omitted.

【0022】なお、本発明の可変流量エゼクタを二流体
サイクルガスタービンに用いた場合について説明した
が、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは
勿論である。
Although the variable flow rate ejector of the present invention is used in a two-fluid cycle gas turbine, the present invention is not limited to this embodiment.
Needless to say, various changes can be made without departing from the scope of the present invention.

【0023】[0023]

【発明の効果】上述したように、高圧駆動ガスの流量が
減少しても、吸引比をほぼ一定に保持することができ、
これにより高圧駆動ガスの流量減少にほぼ比例する低圧
被駆動ガスを吸引することができ、かつ従来の上流側に
設置されていたバルブ(流量調節弁)を省略できる、等
の優れた効果を有する。
As described above, even if the flow rate of the high-pressure driving gas is reduced, the suction ratio can be kept substantially constant,
As a result, the low-pressure driven gas that is almost proportional to the decrease in the flow rate of the high-pressure driving gas can be sucked, and the conventional valve (flow rate control valve) installed on the upstream side can be omitted. .

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

【図1】本発明による可変流量エゼクタを用いた二流体
サイクルガスタービンの全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a two-fluid cycle gas turbine using a variable flow rate ejector according to the present invention.

【図2】図1に示した可変流量エゼクタ16の全体構成
図とその特性図である。
2 is an overall configuration diagram of the variable flow rate ejector 16 shown in FIG. 1 and a characteristic diagram thereof.

【図3】従来の二流体サイクルガスタービンの全体構成
図である。
FIG. 3 is an overall configuration diagram of a conventional two-fluid cycle gas turbine.

【図4】従来のエゼクタの構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional ejector.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

S 水蒸気 1 空気 2 圧縮空気(低圧ガス) 3 燃料 4 燃焼ガス 5 燃焼排ガス 6 飽和蒸気(高圧ガス) 7 混合ガス 8 電力 10 二流体サイクルガスタービン 11 圧縮機 12 燃焼器 13 タービン 15 熱交換器 16 可変流量エゼクタ 17 混合ガスライン 18 ベンチュリ管 18a スロート部 18b チャンバー 19 噴射ノズル 20 流量調節装置 20a 調節ロッド 20b 駆動装置 21 減速機 22 発電機 23 ボイラ本体 24 エコノマイザ 25 蒸気ドラム 51 絞り弁 52 コンプレッサ 53 燃焼室 54 水処理装置 55 ポンプ 56 熱交換器 57、58 タービン 59 コンデンサ 60 エゼクタ S Water vapor 1 Air 2 Compressed air (low pressure gas) 3 Fuel 4 Combustion gas 5 Combustion exhaust gas 6 Saturated steam (high pressure gas) 7 Mixed gas 8 Electric power 10 Two-fluid cycle gas turbine 11 Compressor 12 Combustor 13 Turbine 15 Heat exchanger 16 Variable flow rate ejector 17 Mixed gas line 18 Venturi tube 18a Throat part 18b Chamber 19 Injection nozzle 20 Flow rate control device 20a Control rod 20b Drive device 21 Reducer 22 Generator 23 Boiler body 24 Economizer 25 Steam drum 51 Throttle valve 52 Compressor 53 Combustion chamber 54 Water Treatment Device 55 Pump 56 Heat Exchanger 57, 58 Turbine 59 Condenser 60 Ejector

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 低圧ガスに連通したスロート部を有する
ベンチュリ管と、該ベンチュリ管の軸線方向に高圧ガス
を噴出する噴射ノズルと、該噴射ノズルの開口面積を変
化させる流量調節装置と、からなることを特徴とする可
変流量エゼクタ。
1. A venturi tube having a throat portion communicating with low-pressure gas, an injection nozzle for ejecting high-pressure gas in the axial direction of the venturi tube, and a flow rate adjusting device for changing the opening area of the injection nozzle. A variable flow rate ejector characterized in that
【請求項2】 前記噴射ノズルは円形ノズルであり、前
記流量調節装置は、円形ノズルに軸方向に移動可能に挿
入され、円形ノズルと対向する円錐形部分を有する円筒
形調節ロッドと、該調節ロッドを軸方向に移動する駆動
装置と、からなることを特徴とする請求項1に記載の可
変流量エゼクタ。
2. The injection nozzle is a circular nozzle, and the flow rate adjusting device is a cylindrical adjustment rod axially movably inserted into the circular nozzle and having a conical portion facing the circular nozzle; The variable flow ejector according to claim 1, further comprising a drive device that moves the rod in the axial direction.
【請求項3】 前記低圧ガスは、飽和蒸気である前記高
圧ガスより高温であり、これにより両ガスの混合後は混
合温度が蒸気の分圧に対応する飽和温度より高くなり、
蒸気は過熱蒸気となる、ことを特徴とする請求項1に記
載の可変流量エゼクタ。
3. The low-pressure gas has a temperature higher than that of the high-pressure gas which is saturated vapor, whereby the mixing temperature becomes higher than the saturation temperature corresponding to the partial pressure of the vapor after the both gases are mixed,
The variable flow ejector according to claim 1, wherein the steam becomes superheated steam.
【請求項4】 空気を圧縮する圧縮機と、燃料を燃焼さ
せる燃焼器と、燃焼ガスにより駆動され前記圧縮機を駆
動するタービンと、からなるガスタービンと、前記ター
ビンの下流に設けられ燃焼排ガスから飽和蒸気を発生さ
せる熱交換器と、を備えた二流体サイクルガスタービン
に用いるエゼクタであって、 前記熱交換器で発生した飽和蒸気と該飽和蒸気の飽和温
度よりも高い温度まで前記圧縮機で圧縮された圧縮空気
とを混合する、ことを特徴とする請求項3に記載の可変
流量エゼクタ。
4. A gas turbine comprising a compressor for compressing air, a combustor for burning fuel, and a turbine driven by combustion gas to drive the compressor, and a combustion exhaust gas provided downstream of the turbine. And a heat exchanger for generating saturated steam from the heat exchanger, the ejector being used in a two-fluid cycle gas turbine comprising: the saturated steam generated in the heat exchanger and a temperature higher than a saturation temperature of the saturated steam; The variable flow ejector according to claim 3, wherein the variable flow ejector mixes with compressed air compressed by.
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