JPH10288339A

JPH10288339A - ガスタービン燃焼器

Info

Publication number: JPH10288339A
Application number: JP9258197A
Authority: JP
Inventors: Masao Ito; 正雄伊東
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ガスタービン負荷上昇中に、いくつかのノズル
部から燃焼室への燃料供給を断つ場合、そのノズル部が
構造簡易にして自動的に、かつ確実に燃焼ガスの逆流を
防止させることのできるガスタービン燃焼器を提供す
る。【解決手段】本発明に係るガスタービン燃焼器は、パイ
ロット燃料噴射部２６を拡散燃焼用ノズル部３７と予混
合燃焼用ノズル部３８とに区分けし、拡散燃焼用ノズル
部に保炎逆流防止部５１を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン燃焼
器に係り、特に運転中、複数個の燃料噴射部のうち、少
なくとも一つ以上を停止させた場合、その停止させた燃
料噴射部の火炎の逆流防止を図ったガスタービン燃焼器
に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近のガスタービン燃焼器は、燃焼ガス
のＮＯｘ濃度を極りなく低くすることを求めて拡散燃焼
と予混合燃焼を組み合せた燃焼技術が主流を占めるよう
になりつつあり、その代表的な一例示として特願平８−
２９６４２号公報が提案されている。

【０００３】特願平８−２９６４２号公報で提案された
ガスタービン燃焼器は、図２５に示すように、パイロッ
ト燃料噴射部１とメイン燃料噴射部２とを備えた構成に
なっている。

【０００４】パイロット燃料噴射部１は、その中央に設
置した拡散燃焼用ノズル部３と、その外側を同心的に包
囲形成する第１予混合燃焼用ノズル部４と、第１予混合
燃焼用ノズル部４の外側を包囲形成する第２予混合燃焼
用ノズル部５とをそれぞれ備え、各ノズル部３，４，５
の保炎（火炎）により筒状の燃焼室６内を一次燃焼ゾー
ン７として形成するようになっている。

【０００５】また、メイン燃料噴射部２は、パイロット
燃料噴射部１の外側に設置し、メイン燃焼用ノズル部８
と予混合ダクト９とを組み合わせ、予混合ダクト９内で
メイン燃焼用ノズル部８からの燃料に空気圧縮機１２か
らの高圧空気を加えて燃料濃度の低い予混合気を生成
し、その予混合気を上述各ノズル部３，４，５で生成さ
れた保炎を火種にして燃焼室６で二次燃焼ゾーン１０を
形成するようになっている。この二次燃焼ゾーン１０で
生成された燃焼ガスは、駆動ガスとしてガスタービン静
翼１１で膨張仕事をさせるようになっている。

【０００６】このような構成を備えたガスタービン燃焼
器において、各ノズル部３，４，５，８から燃焼室６に
投入する手順は、図２８に示すように、先ず拡散燃焼用
ノズル部３のＦ₁燃料を燃焼室６に投入して着火し、一
次燃焼ゾーン７で拡散燃焼ガスを生成する。次に、ガス
タービンが初負荷を発生させるころになると、ガスター
ビン燃焼器は、第１予混合燃焼用ノズル部４の予混合化
されたＦ_1P燃料を燃焼室６に投入し、上記拡散燃焼用ノ
ズル部３のＦ₁燃料で生成した保炎を火種にして燃焼ガ
スを生成する。さらに、ガスタービンが中間負荷を発生
させることになると、ガスタービン燃焼器は、拡散燃焼
用ノズル部３のＦ₁燃料の絞り込みを開始すると同時
に、第２予混合燃焼用ノズル部５の予混合化されたＦ₂
燃料を燃焼室６に投入し、一次燃焼ゾーン７で燃焼ガス
を生成する。さらにまた、ガスタービンが高負荷を発生
させることになると、ガスタービン燃焼器は、第２予混
合燃焼用ノズル部５のＦ₂燃料の絞り込みを開始すると
同時に、メイン燃焼用ノズル部８のＦ₃燃料を燃焼室６
に投入し、その際、ダクト９で予混合化し、一次燃焼ゾ
ーン７の保炎を火種に燃焼ガスを生成する。このとき
の、拡散燃焼用ノズル部３は、Ｆ₁燃料の燃焼室６への
投入をすでに断っている。

【０００７】ガスタービン定格負荷になると、ガスター
ビン燃焼器は、第１予混合燃焼用ノズル部４のＦ_1P燃料
および第２予混合燃焼用ノズル部５のＦ₂燃料で保炎を
生成し、メイン燃焼用ノズル部８のＦ₃燃料で燃焼ガス
を生成し、その燃焼ガスでガスタービンを駆動してい
る。

【０００８】一方、定格負荷運転中に、ガスタービンに
負荷しゃ断指令があると、ガスタービン燃焼器はメイン
燃焼用ノズル部８のＦ₃燃料および第２予混合燃焼用ノ
ズル部５のＦ₂燃料を絞り込み、第１予混合燃焼用ノズ
ル部４のＦ_1P燃料を一定量に供給したまま維持させ、再
起動運転の開始開始を待っている。

【０００９】このような燃料投入手順を経て燃焼ガスを
生成する特願平８−２９６４２号公報で提案された燃焼
技術では、本来、予混合安定燃焼が図２９に示すよう
に、極めて狭い範囲に限られているにもかかわらず燃焼
ガスの安定化が図られている。また、ＮＯｘ濃度とＦ₁
燃料の拡散燃料配分との関係は、図３０に示すように、
Ｆ₁燃料の増加に対し、ＮＯｘ濃度が級数的に増加する
ことが知られているが、特願平８−２９６４２号公報で
は、ガスタービン起動運転中に、拡散燃焼用ノズル部３
のＦ₁燃料の燃焼室６への投入を断つことにより、ＮＯ
ｘ濃度を１５％酸素換算で１０ppm 以下に低く抑えるこ
とができるようになっている。

【００１０】特願平８−２９６４２号公報で示した燃焼
技術は、予混合燃焼ガスの安定化といい、ＮＯｘの低濃
度化といい、優れた成果を発揮しているが、ガスタービ
ン起動運転中に拡散燃焼用ノズル部３のＦ₁燃料の燃焼
室６への投入を断っているために、一次燃焼ゾーン７の
火炎の逆流対策を講じておかないと、残留燃料による火
炎、爆発等の事故を伴う危険性がある。

【００１１】しかし、拡散燃焼用ノズル部３は、構造的
に複雑な形状になっており、火炎の逆流対策上、噴射口
の取付角度、その取付位置、噴射口の口径等に手を加え
ると設計値とおりの拡散燃焼を行うことができず、現
在、模索の段階である。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】特願平８−２９６４２
号公報で示したガスタービン燃焼器の燃料供給系統は、
図２６に示すように、ガスコンプレッサ１３と、圧力調
節弁１４、流量調節弁１５、燃料分配弁１６ａ，１６
ｂ，１６ｃを収容する区画室（ガススキッド）１８と、
マニホールド１７ａ，１７ｂ，１７ｃとを備えており、
ガスコンプレッサ１３で昇圧したガス燃料Ｇを圧力調節
弁１４で圧力コントロールし、流量調節弁１５で流量コ
ントロールした後、燃料分配弁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ
のそれぞれからマニホールド１７ａ，１７ｂ，１７ｃお
よび拡散燃焼用ノズル部３、第１予混合燃焼用ノズル部
４、第２予混合燃焼用ノズル部５、メイン燃焼用ノズル
部８のそれぞれを介して燃焼室６に投入するようになっ
ている。

【００１３】また、燃料供給系統は、マニホールド１７
ａの入口にパージ弁２０を備えたパージ管２１を接続
し、燃焼器通路１９の高圧空気をマニホールド１７ａを
介して拡散燃焼用ノズル部３に案内するようになってい
る。

【００１４】このような構成を備えた燃料供給系統にお
いて、ガスタービン燃焼器は、ガスコンプレッサ１３で
昇圧したガス燃料ＧをＦ₁燃料として拡散燃焼用ノズル
部３に供給しているが、ガスタービンが所定の負荷運転
になると、図２７に示すように、燃料分配弁１６ａを弁
閉させてＦ₁燃料としてのガス燃料Ｇを断ち、代ってパ
ージ弁２０を弁開させ、燃焼器通路１９の高圧空気をパ
ージ管２１、マニホールド１７ａを介して拡散燃焼用ノ
ズル部３に供給してエアーパージし、一次燃焼ゾーン７
の保炎の逆流防止を図っていた。

【００１５】しかし、ガスタービン燃焼器は、今迄、拡
散燃焼用ノズル部３に、Ｆ₁燃料供給状態からエアーパ
ージに切り替えた場合、Ｆ₁燃料とパージ用空気との間
に３００℃〜４００℃の温度差があり、この温度差のた
めに気密性を必要とするその構成部品に過度な熱応力が
発生し、永年の使用の結果、その構成部品の気密性を損
なわさせるおそれがある。

【００１６】また、ガスタービン燃焼器は、拡散燃焼用
ノズル部３のパージ用空気を燃焼器通路１９から求めて
いるが、本来、この空気は他のＦ₂燃料、Ｆ₃燃料の予
混合化、燃焼室６の壁面の冷却化、燃焼ガス温度の希釈
化に使用するものであり、拡散燃焼用ノズル部３のパー
ジ用に消費させると、その減少のために予混合化、冷却
化、希釈化に悪影響を与えるおそれがある。

【００１７】また、ガスタービン燃焼器は、拡散燃焼用
ノズル部３にエアーパージさせると、一次燃焼ゾーン７
の局所に低温化を発生させ、これが原因で予混合燃焼の
際の燃焼不安定化、あるいは高温ゾーンと低温ゾーンと
の同居による燃焼振動を誘発させるおそれがある。

【００１８】本発明は、このような事情に基ずいてなさ
れたもので、運転中に、いくつかのノズル部から燃焼室
への燃料供給を断つ場合、そのノズル部が構造簡易にし
て自動的に、かつ確実に燃焼ガスの逆流を防止させるこ
とのできるガスタービン燃焼器を提供することを目的と
する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るガスタービ
ン燃焼器は、上記目的を達成するために、請求項１に記
載したように、燃焼室の頭部側の中央にパイロット燃料
噴射部を、その外側にメイン燃料噴射部をそれぞれ備え
たガスタービン燃焼器において、上記パイロット燃料噴
射部を拡散燃焼用ノズル部と予混合燃焼用ノズル部とに
区分けし、上記拡散燃焼用ノズル部に保炎逆流防止部を
設けたものである。

【００２０】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項２に記載したように、保
炎逆流防止部は、拡散燃焼用ノズル部の下流側にポート
を備えた仕切りにより弁室を形成し、その弁室内に弁体
とスプリングを収容するとともに、その弁室の下流側に
燃料出口を形成したものである。

【００２１】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項３に記載したように、弁
室は、段状のストッパを備えたものである。

【００２２】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項４に記載したように、弁
体は、一端を閉鎖し、他端を開口する筒状に形成し、そ
の筒状の両側に形成する入口と突状の摺動部とを備えた
ものである。

【００２３】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項５に記載したように、拡
散燃焼用ノズル部は、その外側を同心的に包囲形成する
空気通路との間に補助拡散燃焼用ノズル部を形成したも
のである。

【００２４】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項６に記載したように、拡
散燃焼用ノズル部は、その燃焼出口に交差させて空気通
路に連通する空気吹き出し口を形成したものである。

【００２５】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項７に記載したように、拡
散燃焼用ノズル部は、その外側に設けた空気通路を仕切
りにより区分けする空気分流通路に形成する一方、上記
拡散燃焼用ノズル部の燃料出口に連通する案内口を上記
仕切りに形成したものである。

【００２６】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項８に記載したように、燃
焼室の頭部側の中央にパイロット燃料噴射部を、その外
側にメイン燃料噴射部をそれぞれ備えたガスタービン燃
焼器において、上記パイロット燃料噴射部を区分けする
拡散燃焼用ノズル部、予混合燃焼用ノズル部および上記
メイン燃料噴射部のそれぞれに接続する燃料供給系統を
設け、この燃料供給系統は燃料を昇圧するガスコンプレ
ッサと、昇圧後の燃料を上記拡散燃焼用ノズル部、予混
合燃焼用ノズル部およびメイン燃料噴射部に分配する燃
料分配弁と、分配された燃料を貯えるマニホールドとを
備えたものである。

【００２７】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項９に記載したように、拡
散燃焼用ノズル部に燃料を分配する燃料分配弁は、圧力
制御演算部を備えたものである。

【００２８】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項１０に記載したように、
圧力制御演算部は、拡散燃焼用ノズル部の入口側の燃料
圧力とガスタービン燃焼器に供給される空気の圧力、温
度、流量とに基ずいて弁開閉信号を演算し、その演算信
号と上記燃料圧力信号とを比較する比較器と、この比較
器で上記弁開閉演算信号が上記燃料圧力信号を上廻った
場合、その上廻った信号と燃料供給停止指令とが揃った
ことを条件に上記拡散燃焼用ノズル部に燃料を分配する
燃料分配弁を開閉させるＡＮＤ回路とを備えたものであ
る。

【００２９】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項１１に記載したように、
拡散燃焼用ノズル部に燃料を分配する燃料分配弁は、並
列的に副弁を設けるとともに、この副弁に圧力制御演算
部を備えたものである。

【００３０】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項１２に記載したように、
燃焼室の頭部側の中央にパイロット燃料噴射部を、その
外側にメイン燃料噴射部をそれぞれ備えたガスタービン
燃焼器において、上記パイロット燃料噴射部を区分けす
る拡散燃焼用ノズル部、予混合燃焼用ノズル部および上
記メイン燃料噴射部のそれぞれに接続する燃料供給系統
を設ける一方、上記拡散燃焼用ノズル部の外側を包囲形
成する補助拡散燃焼用ノズル部に接続する燃料供給系統
を設けたものである。

【００３１】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項１３に記載したように、
燃焼室の頭部側に設けた複数個の拡散燃焼用ノズル部
と、複数個の拡散燃焼用ノズル部の外側に複数個の予混
合燃焼用ノズル部を備えたガスタービン燃焼器におい
て、上記複数個の拡散燃焼用ノズル部のそれぞれに保炎
逆流防止部を備えたものである。

【００３２】本発明に係るガスタービン燃焼器は、上記
目的を達成するために、請求項１４に記載したように、
燃焼室の頭部側に設けた複数個の拡散燃焼用ノズル部
と、複数個の拡散燃焼用ノズル部の外側に複数個の予混
合燃焼用ノズル部を備えたガスタービン燃焼器におい
て、上記複数個の拡散燃焼用ノズル部のうち、一つは保
炎逆流防止部を備えた拡散燃焼用ノズル部にし、他の一
つは補助拡散燃焼用ノズル部にしたことを特徴とするも
のである。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスタービン
燃焼器の一実施の形態を添付図面を参照して説明する。

【００３４】図１は、本発明に係るガスタービン燃焼器
の第１実施形態を示す一部切欠き概略断面図である。

【００３５】ガスタービン燃焼器２２は、燃焼器外筒２
３により包囲形成される燃焼器内筒２４を設けた二重筒
の構造になっている。

【００３６】燃焼器内筒２４は、軸方向に延び、その内
部を筒状の燃焼室２５に形成し、その頭部側にパイロッ
ト燃料噴射部２６およびメイン燃料噴射部２７を、また
その下流側にガスタービン静翼２８に連通させる燃焼器
尾筒２９をそれぞれ備えている。

【００３７】燃焼器内筒２４および燃焼器尾筒２９は、
その外側をフロースリーブ３０により包囲形成され、フ
ロースリーブ３０の包囲により空気通路３１を形成して
いる。

【００３８】空気通路３１は、フロースリーブ３０に穿
設する空気口３２を介して空気圧縮機３３の吐出側に連
通し、空気圧縮機３３の高圧空気３４の一部を、燃焼器
内筒２４および燃焼器尾筒２９の表面を冷却しつつ燃焼
ガス３５の温度を希釈し、その残りをパイロット燃料噴
射部２６およびメイン燃料噴射部２７に供給するように
なっている。

【００３９】パイロット燃料噴射部２６は、ケーシング
３６に収容されてヘッドプレート３９から燃焼室２５の
頭部側まで軸方向に延びており、その中央に拡散燃焼用
ノズル部３７と、この拡散燃焼用ノズル部３７を包囲形
成する予混合燃焼用ノズル部３８とをそれぞれ備えた構
成になっている。

【００４０】また、パイロット燃料噴射部２６の外側に
はメイン燃料噴射部２７が設置されている。このメイン
燃料噴射部２７は、Ｆ₃燃料入口４０に連通させた噴射
部４１と、この噴射部４１の臨む位置に軸方向に長く延
び予混合ダクト４２とをそれぞれ設け、ガスタービンが
所定負荷に達すると、Ｆ₃燃料入口４０から噴射部４１
を介して噴射するＦ₃燃料に上述空気通路３１からの高
圧空気３４を加えて予混合ダクト４２で予混合化し、こ
の予混合気を燃焼室２５で一次燃焼ゾーン４３の保炎を
火種にして二次燃焼ゾーン４４を形成し、この二次燃焼
ゾーン４４の燃焼ガス３５をガスタービン尾筒２９を介
してガスタービン静翼２８で膨張仕事をさせるようにな
っている。

【００４１】また、パイロット燃料噴射部２６のうち、
予混合燃焼用ノズル部３８は、ヘッドプレート３９内に
形成する環状の通路４５の一側にＦ₂燃料入口４６を、
またその他側に噴射部４７をそれぞれ設けるとともに、
その噴射部４７に臨む位置に下流側に向って徐々に開口
面積を小さくする絞り通路４８を設け、この絞り通路４
８内にスワラ４９を設置する構成になっており、拡散燃
焼用ノズル部３７からのＦ₁燃料の供給を断った後、一
次燃焼ゾーン４３としての保炎を確保するようになって
いる。

【００４２】一方、拡散燃焼用ノズル部３７は、起動運
転時、Ｆ₁燃料入口５０からのＦ₁燃料を燃焼室２５内
で拡散させて保炎としての一次燃焼ゾーン４３を形成
し、ガスタービンが中間負荷になったとき、Ｆ₁燃料の
供給を断ち、その際、一次燃焼ゾーン４３の保炎の逆流
を防止する保炎逆流防止部５１を設けている。

【００４３】保炎逆流防止部５１は、図２に示すよう
に、拡散燃焼用ノズル部３７の出口側にポート５２を備
えた仕切り５３で弁室５４を形成し、この弁室５４内に
段状のストッパ５４ａを設けるとともに、弁体５５とス
プリング５６を収容する一方、弁室５４の外側を同心的
に包囲形成する空気通路５９のスワラ６０に臨む位置に
Ｆ₁燃料出口６１を備えている。

【００４４】また、弁体５５は、一端を閉鎖し、他端を
開口する筒状に形成し、その軸方向に延びた両側に穿設
する入口５７と横断方向に突き出る摺動部５８とをそれ
ぞれ設けている。

【００４５】保炎逆流防止部５１は、Ｆ₁燃料の押圧力
により弁体５５を開口させるようになっているが、この
場合、弁体５５が弁室５４内を良好に移動できるよう
に、そのバネ定数Ｃを予め適正値に設定しておく必要が
ある。

【００４６】本実施形態に係る保炎逆流防止部５１は、
図３に示すように、仕切り５３の端面を基準にするＸ座
標にし、弁シート６２と弁体５５との接触位置をＸ＝ｘ
₀にし、弁体５５の任意のストローク位置をＸ＝ｘに
し、弁体５５の上流側のＦ₁燃料の圧力Ｐ_A、弁体５５
の下流側のＦ₁燃料の圧力Ｐ_B、弁体５５の入口５７の
開口面積Ａｔ、弁体５５の横断面積Ａｐ、スプリング５
６のバネ弾性力Ｋｔ_o、Ｆ₁燃料の密度ρ₁、Ｆ₁燃料
の流量Ｇｆにし、Ｆ₁燃料は非圧縮性であるから、弁体
５５のストロークに伴って生ずる圧力損失ΔＰは次式で
与えられる。

【００４７】

【数１】

【００４８】また力の釣り合い条件より次式が成立す
る。

【００４９】

【数２】ΔＰ×Ａｐ＝Ｋｘ ……（２）上式（１），（２）より、Ｆ₁燃料の流量Ｇｆは次式で
与えられる。

【００５０】

【数３】

【００５１】上式（３）から求めたデータを、図４で示
す流量（Ｇｆ）−弁体ストローク（ｘ）線図にプロット
すると、破線で示す線図になる。ただし、スプリング５
６は、任意の位置で弾性力を失うから、その最大位置を
Ｘ＝ｘ_maxとすると、弁体５５の実際の流量特性は実線
で示す線図になる。

【００５２】したがって、本実施形態では、スプリング
５６の弾性力を失う最大位置Ｘ＝ｘ_maxと、Ｆ₁燃料の
最小流量Ｇｆ_minとの交点を上廻るように弁体５５のバ
ネ定数Ｃを設定している。

【００５３】一方、保炎逆流防止部５１を備えた拡散燃
焼用ノズル部３７、予混合燃焼用ノズル部３８、および
メイン燃料噴射部２７のそれぞれに燃料を供給するガス
タービン燃焼器２０の燃料供給系統２２ａは、図５に示
すように、ガス燃料Ｇの流れに沿って、順次ガスコンプ
レッサ６５、区画室（ガススキッド）６６、マニホール
ド６７ａ，６７ｂ，６７ｃをそれぞれ備えている。ま
た、区画室（ガススキッド）６６には、圧力調節弁６
８、流量調節弁６９、ガス燃料ＧをＦ₁燃料として保炎
逆流防止部５１を備えた拡散燃焼用ノズル部３７に案内
する燃料分配弁７０ａ、ガス燃料ＧをＦ₂燃料として予
混合燃焼用ノズル部３８に案内する燃料分配弁７０ｂ、
ガス燃料ＧをＦ₃燃料としてメイン燃料噴射部２７に案
内する燃料分配弁７０ｃがそれぞれ設けられている。

【００５４】次に作用を説明する。

【００５５】ガスタービン燃焼器２２は、ガスタービン
の運転変化に応じて各ノズル部への燃料投入を変化させ
ている。先ず、燃料着火から無負荷運転途中のＡ点まで
のガスタービン起動運転において、燃料供給系統２２ａ
は、拡散燃焼用ノズル部３７にのみガス燃料ＧをＦ₁燃
料として供給し、一次燃焼ゾーン４３の保炎を確保す
る。

【００５６】その際、保炎逆流防止部５１は、図７に示
すように、Ｆ₁燃料の押圧力によりスプリング５６の弾
性力に抗して弁体５５をストッパ５４ａまで摺動させ、
Ｆ₁燃料を仕切り５３のポート５２から弁体５５の入口
５７を介してＦ₁燃料出口６１に案内し、ここで空気通
路５９のスワラ６０により燃焼促進用の空気とともに旋
回流が与えられ、一次燃焼ゾーン４３で拡散燃焼し、保
炎を確保する。

【００５７】次に、燃焼供給系統２２ａから拡散燃焼用
ノズル部３７に供給されるＦ₁燃料は、図６に示すよう
に、ガスタービン起動運転途中のＡ点になると、絞り込
みを開始し、代ってＦ₂燃料の予混合燃焼用ノズル部３
８への投入を開始する。燃料供給系統２２ａの燃料分配
弁７０ｂからマニホールド６７ｂを介して予混合燃焼用
ノズル部３８に案内されるＦ₂燃料は、ガスタービン定
格回転数無負荷（ＦＳＮＬ：フルスピード・ノーロー
ド）を経て中間負荷運転のＢ点まで、その流量を増加さ
せた後、絞り込みを開始し、Ｆ₁燃料による燃焼ガスを
火種にして一次燃焼ゾーン４３で保炎を確保する。Ｆ₂
燃料の絞り込みが開始されるＢ点になると、代って燃料
供給系統２２ａの燃料分配弁６７ｃからマニホールド６
７を介してメイン燃料噴射部２７にＦ₃燃料が投入され
る。

【００５８】Ｆ₃燃料の流量増加につれて、Ｆ₂燃料の
流量は絞り込まれ、ガスタービン負荷がＣ点になると、
ガスタービン燃焼器２２は、燃料分配弁７０ａからマニ
ホールド６７ａを介して拡散燃焼用ノズル部３７に投入
していたＦ₁燃料を断つ。この場合、保炎逆流防止部５
１は、図７に示すように、スプリング５６の弾性力がＦ
₁燃料の圧力を上廻るので、弁体５５を摺動させ、仕切
り５３の弁シート６２に当接させる。

【００５９】ガスタービン負荷がＣ点を経過すると、ガ
スタービン燃焼器２２はＦ₂燃料とＦ₃燃料とで燃焼ガ
スを生成し、定格負荷のＤ点まで上昇させる。ガスター
ビンの定格運転中、系統事故等により負荷しゃ断指令が
Ｅ点であると、ガスタービン燃焼器２２は、燃焼分配弁
７０ｃからマニホールド６７ｃを介してメイン燃料噴射
部２７に供給していたＦ₃燃料を断ち、拡散燃焼用ノズ
ル部３７にＦ₁燃料を投入し、予混合燃焼用ノズル部３
８からのＦ₂燃料とともに一次燃焼ゾーン４３で保炎を
確保し、ガスタービンの再起動を待つ。

【００６０】このように、本実施形態は、拡散燃焼用ノ
ズル部３７に保炎逆流防止部５１を設け、スプリング５
６の弾性力を利用して弁体５５を自動的に閉鎖させるの
で、弁体５５の閉鎖後、弁室５４にＦ₁燃料が若干残っ
ていても、その燃料をＦ₁燃料出口６１を介して空気通
路５９からの空気により燃焼室２５にパージさせること
ができ、また燃焼室２５の一次燃焼ゾーン４３で発生し
た燃焼振動により保炎がＦ₁燃料出口６１を介して弁室
５４に流入しても空気通路５９からの空気で燃焼室２５
にパージさせることができる。

【００６１】したがって、本実施形態では、弁室５４に
保炎の発生または流入があっても、その保炎をマニホー
ルド６７ａまで流れることがなく、火災や爆発事故を防
止することができ、ガスタービン燃焼器２２に安定した
運転を行わせることができる。

【００６２】図８は、ガスタービンの負荷しゃ断時、拡
散燃焼用ノズル部３７に投入されるＦ₁燃料の時間を、
本実施形態と従来とで比較した線図である。

【００６３】本実施形態は、Ｆ₁燃料の押圧力を利用し
て保炎逆流防止部５１の弁体５５を早く移動させること
ができるので、ガスタービンの負荷しゃ断時、保炎確保
の必要上、拡散燃焼用ノズル部３７に供給されるＦ₁燃
料の供給時間を、従来に較べて短かくすることができ、
許容時間内に収めることができる。

【００６４】図９は、第１実施形態における拡散燃焼用
ノズル部３７の第１実施例を示す概略断面図である。な
お、図２で示した構成部品と同一部分には同一符号を付
し、その重複説明を省略する。

【００６５】本実施例は、比較的低温燃焼ガス、例えば
１１００℃以下に適用するもので、拡散燃焼用ノズル部
３７と空気通路５９との間に、補助拡散燃焼用ノズル部
６３を設けたものである。

【００６６】この補助拡散燃焼用ノズル部６３は、Ｆ_1A
燃料を燃焼室２５に案内する燃料通路６３ａを、拡散燃
焼用ノズル部３７の軸方向に沿って同心的に形成してお
り、燃料通路６３ａの下流側に、空気通路５９のスワラ
６０に臨む位置にＦ_1A燃料出口６４を設けている。

【００６７】また、Ｆ_1A燃料出口６４は、燃焼ガス中に
含まれるＮＯｘ濃度を低く抑えるために、その開口面積
を、拡散燃焼用ノズル部３７のＦ₁燃料出口６１のそれ
よりも相対的に小さく設定している。

【００６８】一方、補助拡散燃焼用ノズル部６３にＦ_1A
燃料を供給する燃料供給系統２２ａは、図１０に示すよ
うに、燃料分配弁７０ａ₁、マニホールド６７ａ₁をそ
れぞれ備え、ガス燃料Ｇをガスコンプレッサ６５で昇圧
し、圧力調節弁６８で圧力制御し、流量調節弁６９で流
量制御し、燃料分配弁７０ａ₁からガス燃料ＧをＦ_1A燃
料としてマニホールド６７ａ₁を介して補助拡散燃焼用
ノズル部６３に供給するようになっている。

【００６９】このような構成を備えたガスタービン燃焼
器２２において、燃料供給系統２２ａは、図１１に示す
ように、拡散燃焼用ノズル部３７にＦ₁燃料を投入し、
次に予混合燃焼用ノズル部３８にＦ₂燃料を投入し、さ
らに、Ｆ_1A燃料を、図１０で示した燃料分配弁７０ａ₁
からマニホールド６７ａ₁を介して補助拡散燃焼用ノズ
ル部６３に投入する。補助拡散燃焼用ノズル部６３に投
入されたＦ_1A燃料は、以後、ガスタービンの定格負荷運
転中に負荷しゃ断があっても継続して補助拡散燃焼用ノ
ズル部６３に投入される。

【００７０】本実施例は、比較的燃焼ガス温度の低いガ
スタービン燃焼器に適用するものであるから、拡散燃焼
用ノズル部３７のＦ₁燃料の供給が断たれ、予混合燃焼
用ノズル部３８だけで一次燃焼ゾーン４３の保炎を確保
することが難しい場合、補助拡散燃焼用ノズル部６３で
保炎を確実に確保することができる。

【００７１】したがって、本実施例では、補助拡散燃焼
用ノズル部６３で一次燃焼ゾーン４３の保炎を確実に確
保したので、二次燃焼ゾーン４４の保炎の吹き消えのお
それもなく、ガスタービン燃焼器２２に安定な運転を行
わせることができる。

【００７２】図１２は、第１実施形態に係る拡散燃焼用
ノズル部３７の第２実施例を示す概略断面図である。な
お、図２で示した構成部品と同一部分には同一符号を付
す。

【００７３】本実施例は、保炎逆流防止部５１を、図２
で示した弁体５５に代えてエアーシャットオフ構造にし
たものである。この保炎逆流防止部５１は、拡散燃焼用
ノズル部３７のＦ₁燃料出口６１に交差させた空気吹き
出し口７１を空気通路５９に形成する構成になってい
る。

【００７４】本実施例は、拡散燃焼用ノズル部３７から
Ｆ₁燃料出口６１を介してＦ₁燃料を燃焼室２５に供給
している間、Ｆ₁燃料の燃焼促進として空気を空気通路
５９の空気吹き出し口７１からＦ₁燃料出口６１に案内
させ、燃焼室２５の一次燃焼ゾーン４３で保炎を形成す
る。

【００７５】しかし、拡散燃焼用ノズル部３７へのＦ₁
燃料の供給が断たれると、空気吹き出し口７１としての
保炎逆流防止部５１は、図１３に示すように、燃焼室２
５の一次燃焼ゾーン４３に、例えば燃焼振動が発生し、
保炎がＦ₁燃料出口６１を介して拡散燃焼用ノズル部３
７に逆流する場合、空気通路５９からの空気をＦ₁燃料
出口６１に案内し、保炎の拡散燃焼用ノズル部３７への
流入をしゃ断または保炎の温度を希釈化させる。

【００７６】このように、本実施例では、Ｆ₁燃料出口
６１に交差させて空気通路５９に連通する保炎逆流防止
部５１としての空気吹き出し口７１を設けているので、
保炎温度の希釈化または保炎の逆流防止を図ることがで
き、保炎の逆流による火炎等の発生を抑制することがで
きる。

【００７７】図１４は、第１実施形態に係る拡散燃焼用
ノズル部３７の第３実施例を示す概略断面図である。な
お、図２で示した構成部品と同一部分には同一符号を付
す。

【００７８】本実施例は、保炎逆流防止部５１を、図２
で示した弁体５５に代えて空気通路５９の途中から下流
側に向って仕切り７３を設けて空気分流通路７３ａを形
成するとともに、仕切り７３に空気分流通路７３ａを介
して拡散燃焼用ノズル部３７のＦ₁燃料出口６１に直線
状に連通させる案内口７２を形成するエアーシャットオ
フ構造である。

【００７９】本実施例は、拡散燃焼用ノズル部３７にＦ
₁燃料が供給されているとき、空気分流通路７３ａの空
気の誘引力によりＦ₁燃料出口６１のＦ₁燃料を案内口
７２、スワラ６０を介して燃焼室２５の一次燃焼ゾーン
４３により早く、より確実に流出させることができ、ま
た拡散燃焼用ノズル部３７にＦ₁燃料が断れていると
き、図１５に示すように、保炎逆流防止部５１としての
空気分流通路７３ａの空気により一次燃焼ゾーン４３の
燃焼振動に伴う保炎の案内口５１からの逆流をエアシャ
ットオフまたは保炎温度を希釈化させることができる。

【００８０】したがって、本実施例ではガスタービン燃
焼器２２に安全な運転を行わせることができる。

【００８１】図１６は、第１実施形態に係る燃料供給系
統２２ａの第１実施例を示す概略図である。なお、図５
で示した構成部品と同一部分には同一符号を付す。

【００８２】本実施例に係る燃料供給系統２２ａは、Ｆ
₁燃料を拡散燃焼用ノズル部３７に案内する燃料分配弁
７０ａに圧力制御演算部７４を設け、Ｆ₁燃料の拡散燃
焼用ノズル部３７への供給が断れている間、圧力制御演
算部７４の演算信号により燃料分配弁７０ａの弁開度を
コントロールし、拡散燃焼用ノズル部３７の保炎逆流防
止部５１の入口側圧力とその出口側圧力とをバランスさ
せておき、ガスタービンの負荷しゃ断時、保炎逆流防止
部５１を迅速に開口できるようにしたものである。

【００８３】拡散燃焼用ノズル部３７の保炎逆流防止部
５１は、ガスタービンの中間負荷で閉鎖するのに対し、
ガスタービン燃焼器２２の器内圧力は、ガスタービンの
負荷上昇とともに高くなる。このため、ガスタービンの
負荷が定格になると、保炎逆流防止部５１は、その入口
側よりも出口側の圧力が高くなる。この状態で、例えば
ガスタービンに負荷しゃ断があり保炎を確保する必要
上、ガスタービン燃焼器２２は保炎逆流防止部５１を開
口させようとしてもその前後圧力差のために開口に時間
遅れを伴う。

【００８４】本実施例に係る燃料供給系統２２ａは、図
１６に示すように、マニホールド６７ａと保炎逆流防止
部５１との間で検出された圧力信号Ｐ₁、空気圧縮機
（図示せず）からガスタービン燃焼器２２に案内される
高圧空気の圧力信号Ｐ₂、その温度信号Ｔ₂、予じめ計
算された高圧空気の流量信号Ｇ₂に基ずいて燃料分配弁
７４ａに弁開閉信号を与える圧力制御演算部７４を設け
ている。

【００８５】この圧力制御演算部７４は、その具体的ロ
ジックを図１７で示すと、高圧空気の圧力信号Ｐ₂、そ
の温度信号Ｔ₂、予じめ計算された高圧空気の流量信号
Ｇ₂に基ずいて保炎逆流防止部５１の出口側の圧力Ｐ₃
を演算する手段を備えている。

【００８６】保炎逆流防止部５１の出口側の圧力Ｐ
₃は、ガスタービン燃焼器２２に供給される高圧空気の
圧力Ｐの関数Ｐ₃＝ｆ(p) として与えられ、具体的に
は、高圧空気の温度Ｔ、高圧空気の流量Ｇ、ガスタービ
ン燃焼器２２の有効開口面積Ａｌ_n、高圧空気のガス定
数Ｒにするとき、オリフィスで求める圧力の式と同様
に、

【数４】として求めることができる。

【００８７】上式（４）を組み込んだ圧力制御演算部７
４は、保炎逆流防止部５１の出口側の圧力Ｐ₃を演算
し、その演算信号に保炎逆流防止部５１の入口側の圧力
信号Ｐ₁を比較器７５で突き合わせ、保炎逆流防止部５
１の出口側の圧力Ｐ₃の方が高いと、その高い圧力Ｐ₃
とＦ₁燃料供給停止指令部７６の信号とが揃ったことを
条件にＡＮＤ回路７６で燃料分配弁７０ａを開口させ、
保炎逆流防止部５１の入口側とその出口側とを互に圧力
バランスさせるようになっている。

【００８８】このように、本実施例に係る燃料供給系統
２２ａでは、燃料分配弁７０ａに圧力制御演算部７４を
設け、Ｆ₁燃料供給停止時、保炎逆流防止部５１の入口
側とその出口側とを互に圧力バランスさせたので、ガス
タービン定格負荷運転中、負荷しゃ断が発生しても、保
炎逆流防止部５１を迅速に開口させることができ、ガス
タービン燃焼器２２の保炎を確実に確保することがで
き、ガスタービン燃焼器２２の再起動短縮化に対処させ
ることができる。

【００８９】図１８は、ガスタービンの負荷しゃ断時、
拡散燃焼用ノズル部３７に投入されるＦ₁燃料の時間
を、本実施例と従来とで比較した線図である。

【００９０】本実施例は、Ｆ₁燃料供給停止時、保炎逆
流防止部５１の入口側とその出口側とを互に圧力バラン
スさせているので、ガスタービンの負荷しゃ断時、保炎
確保の必要上、拡散燃焼用ノズル部３７に供給される燃
料供給時間を、従来に較べて大幅に短くすることができ
る。

【００９１】図１９は、第１実施形態に係る燃料供給系
統２２ａの第２実施例を示す概略図である。なお、図５
で示した構成部品と同一部分には同一符号を付す。

【００９２】本実施例に係る燃料供給系統２２ａは、Ｆ
₁燃料を拡散燃焼用ノズル部３７に案内する燃料分配弁
７０ａに並列して副弁７８を設け、この副弁７８を図１
６および図１７で示した圧力制御演算部７４の演算信号
により弁開閉制御させたものである。

【００９３】燃料供給系統２２ａは、Ｆ₁燃料を拡散燃
焼用ノズル部３７に供給する場合、その燃料流量が比較
的大容量であるため、Ｃ_v値の高い大口径の燃料分配弁
７０ａを選定している。

【００９４】しかし、ガスタービンの負荷しゃ断中、拡
散燃焼用ノズル部３７に供給する燃料流量は、比較的小
容量なので、Ｃ_v値の高い燃料分配弁７０ａを選定して
いると、その制御特性が悪くなる。

【００９５】本実施例は、ガスタービンの負荷しゃ断時
にのみ使用させる副弁７８を燃料分配弁７０ａに併設さ
せ、比較的小容量のＦ₁燃料を拡散燃焼用ノズル部３７
に供給する副弁７８の圧力制御を、上述と同様に圧力制
御演算部７４で行っている。

【００９６】したがって、本実施例では、副弁７８を設
けることにより、拡散燃焼用ノズル部３７に案内される
Ｆ₁燃料が少ないときであっても精度の高いＦ₁燃料制
御を行うことができ、ガスタービン燃焼器２２の保炎を
確実に確保することができる。

【００９７】図２０は、本発明に係るガスタービン燃焼
器の第２実施形態を示す一部切欠き概略断面図である。
なお、第１実施形態の構成部品と同一部分には同一符号
を付す。

【００９８】本実施形態に係るガスタービン燃焼器２２
は、パイロット燃料噴射部２６をマルチに設置したもの
で、Ｆ₁燃料入口５０にヘッドプレート３９の通路７９
を介して接続する複数個の拡散燃焼用ノズル部３７と、
複数個の拡散燃焼用ノズル部３７に対応させるととも
に、Ｆ₂燃料入口４６に環状の通路４５を介して接続す
る複数個の予混合燃焼用ノズル部３８とをそれぞれ備え
た構成になっている。

【００９９】また、複数個の拡散燃焼用ノズル部３７に
は、保炎逆流防止部５１がそれぞれ設けられている。な
お、その他の構成については、第１実施形態における構
成と同一なのでその説明を省略する。

【０１００】一方、保炎逆流防止部５１を備えた複数個
の拡散燃焼用ノズル部３７および複数個の予混合燃焼用
ノズル部３８のそれぞれに燃料を供給するガスタービン
燃焼器２２の燃料供給系統２２ａは、図２１に示すよう
に、一つの燃料分配弁７０ａからマニホールド６７ａを
介して複数個の拡散燃焼用ノズル部３７にガス燃料Ｇを
Ｆ₁燃料として供給し、また一つの燃料分配弁７０ｂか
らマニホールド６７ｂを介して複数個の予混合燃焼用ノ
ズル部３８にガス燃料ＧをＦ₂燃料として供給するよう
になっている。

【０１０１】このような構成を備えたガスタービン燃焼
器２２の燃料供給系統２２ａにおいて、拡散燃焼用ノズ
ル部３７に投入されるＦ₁燃料は、図２２に示すよう
に、ガスタービン定格回転数無負荷（ＦＳＮＬ）を経て
中間的負荷運転のＢ点まで、その流量を増加させた後、
絞り込みを開始し、代ってＦ₂燃料が予混合燃焼用ノズ
ル部３８に投入される。

【０１０２】一方、拡散燃焼用ノズル部３７に設けた保
炎逆流防止部５１は、第１実施形態と同様に、起動当
初、Ｆ₁燃料の押圧力によりスプリング５６の弾性力に
抗して弁体５５を開口させ、Ｆ₁燃料の絞り込みが開始
されると、スプリング５６の弾性力により弁体５５を閉
鎖させる。

【０１０３】保炎逆流防止部５１の弁体５５が閉鎖する
と、ガスタービン燃焼器２２は、定格負荷運転までＦ₂
燃料のみの予混合気で燃焼ガスを生成し、ガスタービン
を駆動する。また、ガスタービン燃焼器２２は、定格負
荷運転中に、負荷しゃ断指令があると予混合気としての
Ｆ₂燃料の供給を断ち、拡散燃焼用ノズル部３７の保炎
逆流防止部５１を開口させ、保炎逆流防止部を確保す
る。

【０１０４】このように、本実施形態では、マルチに設
置した予混合燃焼用ノズル部３８、拡散燃焼用ノズル部
３７の、その拡散燃焼用ノズル部３７に保炎逆流防止部
５１を設け、ガスタービンの中間負荷でＦ₁燃料の供給
を断つようにしたので、拡散燃焼用ノズル部３７をマル
チに設置したガスタービン燃焼器２２でもＮＯｘ濃度を
従来よりも大幅に低く抑えることができ、また、その運
転中、保炎の燃料供給系統２２ａへの逆流を確実に防止
することができる。

【０１０５】図２３は、第２実施形態に係るガスタービ
ン燃焼器２２および燃料供給系統２２ａの第１実施例を
示す概略図である。なお、図２１で示した構成部品と同
一部分には同一符号を付し、その重複説明を省略する。

【０１０６】本実施例は、比較的低温燃焼ガス、例えば
１１００℃以下に適用するもので、ガスタービン燃焼器
２２のパイロット燃料噴射部２６のうち、一つを補助拡
散燃焼用ノズル部６３にし、他の一つを保炎逆流防止部
５１を備えた拡散燃焼用ノズル部３７にし、各ノズル部
３８，６３の外側を同心的に包囲形成する予混合燃焼用
ノズル部３８を設ける一方、各ノズル部３７，３８，６
３に接続する燃料分配弁７０ａ，７０ｂ，７０ａ₁，お
よびマニホールド６７ａ，６７ｂ，６７ａ₁を燃料供給
系統２２ａに設けたものである。

【０１０７】ガスタービン燃焼器２２は、燃焼ガスが比
較的低温である場合、ガスタービンの中間負荷で拡散燃
焼用ノズル部３７の保炎逆流防止部５１によりＦ₁燃料
の供給を断つと、予混合燃焼用ノズル部３８に供給され
るＦ₂燃料が予混合気になっているため、保炎としての
燃焼ガスに吹き消えのおそれがある。

【０１０８】本実施例は、このような点を考慮したもの
で、図２４に示すように、Ｆ₁燃料の絞り込みを開始す
る前に補助拡散燃焼用ノズル部６３でＦ_1A燃料による保
炎を確実に確保させておき、以後、ガスタービンの定格
負荷運転中に負荷しゃ断指令があっても継続してＦ_1A燃
料を補助拡散燃焼用ノズル部６３に投入し、ガスタービ
ン再起動時、Ｆ_1A燃料による保炎を火種にＦ₁燃料を燃
焼させる。

【０１０９】したがって、本実施例では、保炎を確実に
確保できる補助拡散燃焼用ノズル部６３を設けているの
で、マルチに設置したパイロット燃料噴射部２６が比較
的低温燃焼ガス用であって保炎の吹き消えを防止でき、
ガスタービン燃焼器２２に安定した運転を行わせること
ができる。

【０１１０】

【発明の効果】以上の説明のとおり、本発明に係るガス
タービン燃焼器は、ガスタービンの定格負荷運転中に燃
焼ガスの低ＮＯｘ化を図るために、ガスタービン負荷上
昇中、燃料供給系統からの燃料供給を断つ拡散燃焼用ノ
ズル部に保炎逆流防止部を設けたので、保炎の燃料供給
系統への逆流を確実に防止することができる。

【０１１１】また、本発明に係るガスタービン燃焼器
は、燃料供給系統に圧力制御演算部を設け、ガスタービ
ン負荷上昇中、保炎逆流防止部により拡散燃焼用ノズル
部への燃料供給を断った燃料供給系統の燃料分配弁を開
閉させて保炎逆流防止部の入口側とその出口側とで圧力
バランスさせたので、負荷しゃ断後の再起動運転に迅速
に対処することができる。

【０１１２】また、本発明に係るガスタービン燃焼器
は、燃焼ガスが比較的低温であっても、パイロット燃料
噴射部に補助拡散燃焼用ノズル部を設けたので、保炎の
吹き消えを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施形
態を示す一部切欠き概略断面図。

【図２】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施形
態における保炎逆流防止部を示す概略断面図。

【図３】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施形
態における保炎逆流防止部のバネ定数を設定する際のそ
の挙動、寸法を説明する図。

【図４】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施形
態における保炎逆流防止部のバネ定数を設定する際の燃
料流量と弁体ストロークとの関係を示す線図。

【図５】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施形
態における燃料供給系統を示す概略図。

【図６】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施形
態におけるパイロット燃料噴射部およびメイン燃料噴射
部の燃料投入手順を示す線図。

【図７】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施形
態における保炎逆流防止部の挙動を説明する図。

【図８】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施形
態における負荷しゃ断時、拡散燃焼用ノズル部に投入さ
れる燃料の時間を、従来との関係で比較した線図。

【図９】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施形
態における拡散燃焼用ノズル部の第１実施例を示す概略
断面図。

【図１０】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施
形態における燃料供給系統の第１実施例を示す概略図。

【図１１】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施
形態における拡散燃焼用ノズル部の第１実施例の燃料投
入手順を示す線図。

【図１２】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施
形態における拡散燃焼用ノズル部の第２実施例を示す概
略断面図。

【図１３】図１２で示した拡散燃焼用ノズル部の保炎の
逆流防止を説明する図。

【図１４】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施
形態における拡散燃焼用ノズル部の第３実施例を示す概
略断面図。

【図１５】図１４で示した拡散燃焼用ノズル部の保炎の
逆流防止を説明する図。

【図１６】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施
形態における燃料供給系統の第１実施例を示す概略図。

【図１７】図１６で示した燃料供給系統の制御ブロック
図。

【図１８】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施
形態における燃料供給系統の第１実施例の負荷しゃ断
時、拡散燃焼用ノズル部に投入される燃料の時間を、従
来との関係で比較した線図。

【図１９】本発明に係るガスタービン燃焼器の第１実施
形態における燃料供給系統の第２実施例を示す概略図。

【図２０】本発明に係るガスタービン燃焼器の第２実施
形態を示す一部切欠き概略断面図。

【図２１】本発明に係るガスタービン燃焼器の第２実施
形態における燃料供給系統を示す概略図。

【図２２】本発明に係るガスタービン燃焼器の第２実施
形態におけるパイロット燃料噴射部の燃料投入手順を示
す線図。

【図２３】本発明に係るガスタービン燃焼器の第２実施
形態における燃料供給系統の第１実施例を示す概略図。

【図２４】本発明に係るガスタービン燃焼器の第２実施
形態におけるパイロット燃料噴射部の第１実施例の燃料
投入手順を示す線図。

【図２５】従来のガスタービン燃焼器の実施形態を示す
一部切欠き概略断面図。

【図２６】従来のガスタービン燃焼器の実施形態におけ
る燃料供給系統を示す概略図。

【図２７】図２６で示した燃料供給系統のエアーパージ
運転を説明する図。

【図２８】従来のガスタービン燃焼器の実施形態におけ
るパイロット燃料噴射部およびメイン燃料噴射部の燃料
投入手順を示す線図。

【図２９】従来の予混合燃焼安定運転範囲を示す線図。

【図３０】燃料とＮＯｘ濃度との関係を示す線図。

【符号の説明】

１パイロット燃料噴射部２メイン燃料噴射部３拡散燃焼用ノズル部４第１予混合燃焼用ノズル部５第２予混合燃焼用ノズル部６燃焼室７一次燃焼ゾーン８メイン燃焼用ノズル部９予混合ダクト１０二次燃焼ゾーン１１ガスタービン静翼１２空気圧縮機１３ガスコンプレッサ１４圧力調節弁１５流量調節弁１６ａ，１６ｂ，１６ｃ燃料分配弁１７ａ，１７ｂ，１７ｃマニホールド１８区画室１９燃焼器通路２０パージ弁２１パージ管２２ガスタービン燃焼器２２ａ燃料供給系統２３燃焼器外筒２４燃焼器内筒２５燃焼室２６パイロット燃料噴射部２７メイン燃料噴射部２８ガスタービン静翼２９燃焼器尾筒３０フロースリーブ３１空気通路３２空気口３３空気圧縮機３４高圧空気３５燃焼ガス３６ケーシング３７拡散燃焼用ノズル部３８予混合燃焼用ノズル部３９ヘッドプレート４０Ｆ₃燃料入口４１噴射部４２予混合ダクト４３一次燃焼ゾーン４４二次燃焼ゾーン４５通路４６Ｆ₂燃料入口４７噴射部４８絞り通路４９スワラ５０Ｆ₁燃料入口５１保炎逆流防止部５２ポート５３仕切り５４弁室５４ａストッパ５５弁体５６スプリング５７入口５８摺動部５９空気通路６０スワラ６１Ｆ₁燃料出口６２弁シート６３補助拡散燃焼用ノズル部６３ａ燃料通路６４Ｆ_1A燃料出口６５ガスコンプレッサ６６区画室６７ａ，６７ａ₁，６７ｂ，６７ｃマニホールド６８圧力調節弁６９流量調節弁７０ａ，７０ｂ，７０ｃ燃料分配弁７１空気吹き出し口７２案内口７３仕切り７３ａ空気分流通路７４圧力制御演算部７５比較器７６Ｆ₁燃料供給停止指令部７７ＡＮＤ回路７８副弁７９通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室の頭部側の中央にパイロット燃料
噴射部を、その外側にメイン燃料噴射部をそれぞれ備え
たガスタービン燃焼器において、上記パイロット燃料噴
射部を拡散燃焼用ノズル部と予混合燃焼用ノズル部とに
区分けし、上記拡散燃焼用ノズル部に保炎逆流防止部を
設けたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項２】保炎逆流防止部は、拡散燃焼用ノズル部
の下流側にポートを備えた仕切りにより弁室を形成し、
その弁室内に弁体とスプリングを収容するとともに、そ
の弁室の下流側に燃料出口を形成したことを特徴とする
請求項１に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項３】弁室は、段状のストッパを備えたことを
特徴とする請求項２に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項４】弁体は、一端を閉鎖し、他端を開口する
筒状に形成し、その筒状の両側に形成する入口と突状の
摺動部とを備えたことを特徴とする請求項２に記載のガ
スタービン燃焼器。
【請求項５】拡散燃焼用ノズル部は、その外側を同心
的に包囲形成する空気通路との間に補助拡散燃焼用ノズ
ル部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のガス
タービン燃焼器。
【請求項６】拡散燃焼用ノズル部は、その燃焼出口に
交差させて空気通路に連通する空気吹き出し口を形成し
たことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃焼
器。
【請求項７】拡散燃焼用ノズル部は、その外側に設け
た空気通路を仕切りにより区分けする空気分流通路に形
成する一方、上記拡散燃焼用ノズル部の燃料出口に連通
する案内口を上記仕切りに形成したことを特徴とする請
求項１に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項８】燃焼室の頭部側の中央にパイロット燃料
噴射部を、その外側にメイン燃料噴射部をそれぞれ備え
たガスタービン燃焼器において、上記パイロット燃料噴
射部を区分けする拡散燃焼用ノズル部、予混合燃焼用ノ
ズル部および上記メイン燃料噴射部のそれぞれに接続す
る燃料供給系統を設け、この燃料供給系統は燃料を昇圧
するガスコンプレッサと、昇圧後の燃料を上記拡散燃焼
用ノズル部、予混合燃焼用ノズル部およびメイン燃料噴
射部に分配する燃料分配弁と、分配された燃料を貯える
マニホールドとを備えたことを特徴とするガスタービン
燃焼器。
【請求項９】拡散燃焼用ノズル部に燃料を分配する燃
料分配弁は、圧力制御演算部を備えたことを特徴とする
請求項８に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項１０】圧力制御演算部は、拡散燃焼用ノズル
部の入口側の燃料圧力とガスタービン燃焼器に供給され
る空気の圧力、温度、流量とに基ずいて弁開閉信号を演
算し、その演算信号と上記燃料圧力信号とを比較する比
較器と、この比較器で上記弁開閉演算信号が上記燃料圧
力信号を上廻った場合、その上廻った信号と燃料供給停
止指令とが揃ったことを条件に上記拡散燃焼用ノズル部
に燃料を分配する燃料分配弁を開閉させるＡＮＤ回路と
を備えたことを特徴とする請求項９に記載のガスタービ
ン燃焼器。
【請求項１１】拡散燃焼用ノズル部に燃料を分配する
燃料分配弁は、並列的に副弁を設けるとともに、この副
弁に圧力制御演算部を備えたことを特徴とする請求項８
に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項１２】燃焼室の頭部側の中央にパイロット燃
料噴射部を、その外側にメイン燃料噴射部をそれぞれ備
えたガスタービン燃焼器において、上記パイロット燃料
噴射部を区分けする拡散燃焼用ノズル部、予混合燃焼用
ノズル部および上記メイン燃料噴射部のそれぞれに接続
する燃料供給系統を設ける一方、上記拡散燃焼用ノズル
部の外側を包囲形成する補助拡散燃焼用ノズル部に接続
する燃料供給系統を設けたことを特徴とするガスタービ
ン燃焼器。
【請求項１３】燃焼室の頭部側に設けた複数個の拡散
燃焼用ノズル部と、複数個の拡散燃焼用ノズル部の外側
に複数個の予混合燃焼用ノズル部を備えたガスタービン
燃焼器において、上記複数個の拡散燃焼用ノズル部のそ
れぞれに保炎逆流防止部を備えたことを特徴とするガス
タービン燃焼器。
【請求項１４】燃焼室の頭部側に設けた複数個の拡散
燃焼用ノズル部と、複数個の拡散燃焼用ノズル部の外側
に複数個の予混合燃焼用ノズル部を備えたガスタービン
燃焼器において、上記複数個の拡散燃焼用ノズル部のう
ち、一つは保炎逆流防止部を備えた拡散燃焼用ノズル部
にし、他の一つは補助拡散燃焼用ノズル部にしたことを
特徴とするガスタービン燃焼器。