JPH10300090A - 予混合型燃焼器を備えたガスタービン - Google Patents
予混合型燃焼器を備えたガスタービンInfo
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- JPH10300090A JPH10300090A JP11391497A JP11391497A JPH10300090A JP H10300090 A JPH10300090 A JP H10300090A JP 11391497 A JP11391497 A JP 11391497A JP 11391497 A JP11391497 A JP 11391497A JP H10300090 A JPH10300090 A JP H10300090A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 予混合室の壁面にカーボンが付着、堆積する
ことがなく、また、予混合室の壁面に付着した液体燃料
が燃焼部内に流れ込むことのない予混合型燃焼器を備え
たガスタービンを得る。 【解決手段】 圧縮機から供給される圧縮空気に燃料を
供給して燃焼させるパイロットノズル２４と、このパイ
ロットノズル２４の外周に配置された環状の予混合室２
７と、この予混合室２７に予混合用の燃料を供給するメ
インノズル２９とを備え、前記パイロットノズル２４に
よる拡散燃焼領域Ｓ１の外周の少なくとも一部を前記予
混合室２７の内周壁２７ｃで覆うことにより、前記内周
壁２７ｃの外周面をカーボン付着温度以上に保持させる
燃焼器５を備えた。
ことがなく、また、予混合室の壁面に付着した液体燃料
が燃焼部内に流れ込むことのない予混合型燃焼器を備え
たガスタービンを得る。 【解決手段】 圧縮機から供給される圧縮空気に燃料を
供給して燃焼させるパイロットノズル２４と、このパイ
ロットノズル２４の外周に配置された環状の予混合室２
７と、この予混合室２７に予混合用の燃料を供給するメ
インノズル２９とを備え、前記パイロットノズル２４に
よる拡散燃焼領域Ｓ１の外周の少なくとも一部を前記予
混合室２７の内周壁２７ｃで覆うことにより、前記内周
壁２７ｃの外周面をカーボン付着温度以上に保持させる
燃焼器５を備えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パイロットノズル
の外周に環状の予混合室を設けた予混合型燃焼器を備え
たガスタービンに関する。
の外周に環状の予混合室を設けた予混合型燃焼器を備え
たガスタービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】環境保全のために、ガスタービンにもさ
らなる低公害性が求められており、近年、ガス燃料を対
象に、燃焼方式を改良した「ドライ式燃焼システム」が
普及しつつあり、排気の低ＮＯｘ化を実現している。し
かし、液体燃料を用いて同様なドライ式燃焼システムを
構築する場合、燃料の蒸発・混合には、多くの困難が伴
うが、液体燃料の使用利便性を上げるために、その開発
が切望されていた。
らなる低公害性が求められており、近年、ガス燃料を対
象に、燃焼方式を改良した「ドライ式燃焼システム」が
普及しつつあり、排気の低ＮＯｘ化を実現している。し
かし、液体燃料を用いて同様なドライ式燃焼システムを
構築する場合、燃料の蒸発・混合には、多くの困難が伴
うが、液体燃料の使用利便性を上げるために、その開発
が切望されていた。
【０００３】排気の低ＮＯｘ化を図った一例を図３に示
す。同図はＡＳＭＥ（The AmericanSociety of Mechani
cal Engineers）Paper ９６−ＧＴ−１９５に記載され
ている液体燃料とガス燃料とを選択的に使用できるデュ
アル方式予混合型燃焼器５０の構成を示す縦断面図であ
る。この予混合型燃焼器５０の燃料噴射ノズル装置５１
は、その中心軸上に配置されたパイロットノズル１１か
らパイロット燃料ＰＦを噴出し、その周囲から燃焼用空
気ＣＡを供給して燃焼させる。他方、前記パイロットノ
ズル１１の外周には環状の予混合室１２が形成されると
ともに、その上流の環状通路内にスワーラ１３が装着さ
れており、このスワーラ１３を通って旋回しながら予混
合室１２内に供給される空気流ＣＡ中に、メインノズル
１４から液体燃料ＭＦを噴出して低ＮＯｘ化に適した一
定の空燃比となるように混合し、この混合気を燃焼室Ｃ
内に供給して、前記パイロットノズル１１による燃焼炎
によって燃焼させる。
す。同図はＡＳＭＥ（The AmericanSociety of Mechani
cal Engineers）Paper ９６−ＧＴ−１９５に記載され
ている液体燃料とガス燃料とを選択的に使用できるデュ
アル方式予混合型燃焼器５０の構成を示す縦断面図であ
る。この予混合型燃焼器５０の燃料噴射ノズル装置５１
は、その中心軸上に配置されたパイロットノズル１１か
らパイロット燃料ＰＦを噴出し、その周囲から燃焼用空
気ＣＡを供給して燃焼させる。他方、前記パイロットノ
ズル１１の外周には環状の予混合室１２が形成されると
ともに、その上流の環状通路内にスワーラ１３が装着さ
れており、このスワーラ１３を通って旋回しながら予混
合室１２内に供給される空気流ＣＡ中に、メインノズル
１４から液体燃料ＭＦを噴出して低ＮＯｘ化に適した一
定の空燃比となるように混合し、この混合気を燃焼室Ｃ
内に供給して、前記パイロットノズル１１による燃焼炎
によって燃焼させる。
【０００４】また、１５は前記スワーラ１３の下流側に
配置されたガス燃料ノズルで、液体燃料に代えてガス燃
料を使用する場合に、前記ガス燃料ノズル１５からガス
燃料を旋回気流中に噴射して混合し、この混合気を燃焼
室Ｃ内で燃焼させるように構成されている。
配置されたガス燃料ノズルで、液体燃料に代えてガス燃
料を使用する場合に、前記ガス燃料ノズル１５からガス
燃料を旋回気流中に噴射して混合し、この混合気を燃焼
室Ｃ内で燃焼させるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の予混合型燃
焼器では、メインノズル１４から噴射された液体燃料
は、予混合室１２で空気と混合されて混合気となるが、
燃焼室Ｃ内に流入する前に予混合室１２の壁面１２ａに
衝突して液体燃料が壁面１２ａに付着する。この壁面１
２ａは、燃焼室Ｃ内の燃焼炎から離れているので高温度
とはならず、壁面１２ａの温度がカーボンの付着する温
度範囲であるときは、付着した液体燃料が炭化して壁面
１２ａにカーボンが堆積する。このため混合気の流路が
狭まり、燃焼条件が変化してＮＯｘが増加する。また、
壁面１２ａに付着しているカーボンが剥がれると、燃焼
ガスとともにタービン内に流入してブレードを傷付ける
ため、定期的にカーボン除去作業を行う必要があるとい
う問題点があった。
焼器では、メインノズル１４から噴射された液体燃料
は、予混合室１２で空気と混合されて混合気となるが、
燃焼室Ｃ内に流入する前に予混合室１２の壁面１２ａに
衝突して液体燃料が壁面１２ａに付着する。この壁面１
２ａは、燃焼室Ｃ内の燃焼炎から離れているので高温度
とはならず、壁面１２ａの温度がカーボンの付着する温
度範囲であるときは、付着した液体燃料が炭化して壁面
１２ａにカーボンが堆積する。このため混合気の流路が
狭まり、燃焼条件が変化してＮＯｘが増加する。また、
壁面１２ａに付着しているカーボンが剥がれると、燃焼
ガスとともにタービン内に流入してブレードを傷付ける
ため、定期的にカーボン除去作業を行う必要があるとい
う問題点があった。
【０００６】他方、壁面１２ａの温度が液体燃料が炭化
する温度以下であるときは、液化した液体燃料が壁面１
２ａを伝わって燃焼室Ｃ内に流入して燃焼するが、大き
な液滴の状態で燃焼するために予混合燃焼とならず、燃
焼ガス中のＮＯｘの量が増加するという問題点があっ
た。
する温度以下であるときは、液化した液体燃料が壁面１
２ａを伝わって燃焼室Ｃ内に流入して燃焼するが、大き
な液滴の状態で燃焼するために予混合燃焼とならず、燃
焼ガス中のＮＯｘの量が増加するという問題点があっ
た。
【０００７】本発明は、前記課題を解決して予混合室の
壁面にカーボンが堆積することなく、さらに、混合気中
の燃料が壁面に付着し大きな液滴となって燃焼室内に流
入することのない予混合型燃焼器を備えたガスタービン
を得ることを目的とする。
壁面にカーボンが堆積することなく、さらに、混合気中
の燃料が壁面に付着し大きな液滴となって燃焼室内に流
入することのない予混合型燃焼器を備えたガスタービン
を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１の予混合型燃焼器を備えたガスタービン
は、圧縮機から供給される圧縮空気に燃料を供給して燃
焼させるパイロットノズルと、このパイロットノズルの
外周に配置された環状の予混合室と、この予混合室に予
混合用の燃料を供給するメインノズルとを備え、前記パ
イロットノズルによる拡散燃焼領域の外周の少なくとも
一部を前記予混合室の内周壁で覆うことにより、前記内
周壁の外周面をカーボン付着温度以上に保持させるもの
である。上記構成によれば、予混合室の内周壁の外周面
がカーボン付着温度以上に加熱されるから、この内周壁
に付着した液体燃料は炭化することなく蒸発し、内周壁
面にカーボンが堆積することがない。
に、請求項１の予混合型燃焼器を備えたガスタービン
は、圧縮機から供給される圧縮空気に燃料を供給して燃
焼させるパイロットノズルと、このパイロットノズルの
外周に配置された環状の予混合室と、この予混合室に予
混合用の燃料を供給するメインノズルとを備え、前記パ
イロットノズルによる拡散燃焼領域の外周の少なくとも
一部を前記予混合室の内周壁で覆うことにより、前記内
周壁の外周面をカーボン付着温度以上に保持させるもの
である。上記構成によれば、予混合室の内周壁の外周面
がカーボン付着温度以上に加熱されるから、この内周壁
に付着した液体燃料は炭化することなく蒸発し、内周壁
面にカーボンが堆積することがない。
【０００９】本発明の好ましい実施形態において、前記
燃焼器の内筒の頂部に前記パイロットノズル、予混合室
およびメインノズルが装着され、前記内筒とこれを覆う
ハウジングとの間に、前記圧縮機からの圧縮空気を前記
内筒の内方の燃焼室に供給する空気通路が形成され、前
記予混合室の空気流入口が前記内筒の径方向外方に向い
て前記空気通路に臨んでいる。この構成によれば、空気
通路内を流れる間に空気が内筒の外面で加熱されるの
で、予混合室内での予混合が促進される。また、予混合
室内の空気流路が内筒の径方向外方に向いている空気流
入口から軸方向に曲げられるから、予混合気が予混合室
の内周壁の外周面に衝突して軸方向に曲げられ、温度の
高い内周壁面に吹きつけられるので、内周壁に付着した
液体燃料は炭化することなく蒸発する。
燃焼器の内筒の頂部に前記パイロットノズル、予混合室
およびメインノズルが装着され、前記内筒とこれを覆う
ハウジングとの間に、前記圧縮機からの圧縮空気を前記
内筒の内方の燃焼室に供給する空気通路が形成され、前
記予混合室の空気流入口が前記内筒の径方向外方に向い
て前記空気通路に臨んでいる。この構成によれば、空気
通路内を流れる間に空気が内筒の外面で加熱されるの
で、予混合室内での予混合が促進される。また、予混合
室内の空気流路が内筒の径方向外方に向いている空気流
入口から軸方向に曲げられるから、予混合気が予混合室
の内周壁の外周面に衝突して軸方向に曲げられ、温度の
高い内周壁面に吹きつけられるので、内周壁に付着した
液体燃料は炭化することなく蒸発する。
【００１０】好ましくは、前記メインノズルの燃料噴出
口が、前記予混合室を形成する内周壁と外周壁の中間部
に配置されている。この構成によれば、燃料噴出口が内
周壁および外周壁から離れるので、噴出された燃料がこ
れら両壁に付着しにくくなる。
口が、前記予混合室を形成する内周壁と外周壁の中間部
に配置されている。この構成によれば、燃料噴出口が内
周壁および外周壁から離れるので、噴出された燃料がこ
れら両壁に付着しにくくなる。
【００１１】また、本発明の実施形態では、前記予混合
室の空気流入口の上流側、またはこの空気流入口に設け
た第２スワーラの下流側に、ガス燃料を予混合室に供給
するガス燃料ノズルが設けられている。この構成によれ
ば、液体燃料とガス燃料とを切り換えて使用できる。
室の空気流入口の上流側、またはこの空気流入口に設け
た第２スワーラの下流側に、ガス燃料を予混合室に供給
するガス燃料ノズルが設けられている。この構成によれ
ば、液体燃料とガス燃料とを切り換えて使用できる。
【００１２】好ましくは、前記パイロットノズルの外周
に圧縮空気を旋回させながら燃料室内へ流入させるスワ
ーラが設けられている。この構成によれば、パイロット
ノズルから噴射されたパイロット燃料とスワーラから旋
回しながら燃料室内へ流入する空気とが十分混合される
ので、周方向の温度分布にむらの少ない拡散燃焼領域を
形成して、予混合室の内周壁を周方向に均一に加熱でき
る。
に圧縮空気を旋回させながら燃料室内へ流入させるスワ
ーラが設けられている。この構成によれば、パイロット
ノズルから噴射されたパイロット燃料とスワーラから旋
回しながら燃料室内へ流入する空気とが十分混合される
ので、周方向の温度分布にむらの少ない拡散燃焼領域を
形成して、予混合室の内周壁を周方向に均一に加熱でき
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は単缶型燃焼器を備えたガス
タービンの概略構成を示す縦断面図である。このガスタ
ービン１は、空気吸入口から空気Ａを吸入して圧縮する
遠心形の２段圧縮機３，４と、圧縮された空気に燃料を
供給して燃焼させる燃焼器５と、燃焼ガスＧで駆動され
るタービン６とを有している。前記燃焼器５は燃焼室Ｃ
を形成する内筒２１を備えており、燃焼室Ｃ内で発生し
た燃焼ガスＧをスクロール９でタービン６に導いて回転
させ、このタービン６に回転軸１０で連結されている２
段圧縮機３，４と、発電機のような負荷Ｌとを駆動す
る。
に基づいて説明する。図１は単缶型燃焼器を備えたガス
タービンの概略構成を示す縦断面図である。このガスタ
ービン１は、空気吸入口から空気Ａを吸入して圧縮する
遠心形の２段圧縮機３，４と、圧縮された空気に燃料を
供給して燃焼させる燃焼器５と、燃焼ガスＧで駆動され
るタービン６とを有している。前記燃焼器５は燃焼室Ｃ
を形成する内筒２１を備えており、燃焼室Ｃ内で発生し
た燃焼ガスＧをスクロール９でタービン６に導いて回転
させ、このタービン６に回転軸１０で連結されている２
段圧縮機３，４と、発電機のような負荷Ｌとを駆動す
る。
【００１４】図２は燃焼器５の頭部の構成を示す縦断面
図である。図２において、燃焼器５は燃焼室Ｃを形成す
る内筒２１とこの外周を覆うハウジング２２とを有し、
内筒２１とハウジング２２の間に空気通路２３が形成さ
れている。この燃焼器５は単缶型であって、図１のター
ビン６の径方向外方に突出して設けられており、遠心形
の２段圧縮機３，４から供給された圧縮空気ＣＡが前記
空気通路２３を燃焼器５の先端側に向かって流れ、内筒
２１内で燃焼ガスＧとなって燃焼器５の基端側に向かっ
て流れる。
図である。図２において、燃焼器５は燃焼室Ｃを形成す
る内筒２１とこの外周を覆うハウジング２２とを有し、
内筒２１とハウジング２２の間に空気通路２３が形成さ
れている。この燃焼器５は単缶型であって、図１のター
ビン６の径方向外方に突出して設けられており、遠心形
の２段圧縮機３，４から供給された圧縮空気ＣＡが前記
空気通路２３を燃焼器５の先端側に向かって流れ、内筒
２１内で燃焼ガスＧとなって燃焼器５の基端側に向かっ
て流れる。
【００１５】燃焼器５の頂部に設けられた燃料噴射ノズ
ル装置１７は、中心にパイロット燃料を噴射するパイロ
ットノズル２４を有し、このパイロットノズル２４の外
周にパイロット空気通路２６が設けられている。このパ
イロット空気通路２６は、導入口３３を介して空気通路
２３に連通しており、出口には、空気通路２３から送給
される圧縮空気ＣＡを旋回させながら前記内筒２１内へ
流入させる環状の第１のスワーラ２５が配置されてい
る。
ル装置１７は、中心にパイロット燃料を噴射するパイロ
ットノズル２４を有し、このパイロットノズル２４の外
周にパイロット空気通路２６が設けられている。このパ
イロット空気通路２６は、導入口３３を介して空気通路
２３に連通しており、出口には、空気通路２３から送給
される圧縮空気ＣＡを旋回させながら前記内筒２１内へ
流入させる環状の第１のスワーラ２５が配置されてい
る。
【００１６】前記パイロット空気通路２６の外周には、
外周壁２７ｂと内周壁２７ｃとで構成された環状の予混
合室２７が配置されており、この予混合室２７は、前記
内筒２１の径方向外方に向いて前記空気通路２３に臨む
環状の空気流入口２７ａを有している。この環状の空気
流入口２７ａには、流入空気を旋回させる第２のスワー
ラ２８が装着され、このスワーラ２８の下流側に、予混
合用の燃料を供給する複数のメインノズル２９が周方向
に等間隔で設けられている。前記パイロットノズル２４
からは始動時および通常運転時のすべてにわたって液体
燃料が噴射され、前記メインノズル２９からは通常運転
時のみ液体燃料が噴射される。
外周壁２７ｂと内周壁２７ｃとで構成された環状の予混
合室２７が配置されており、この予混合室２７は、前記
内筒２１の径方向外方に向いて前記空気通路２３に臨む
環状の空気流入口２７ａを有している。この環状の空気
流入口２７ａには、流入空気を旋回させる第２のスワー
ラ２８が装着され、このスワーラ２８の下流側に、予混
合用の燃料を供給する複数のメインノズル２９が周方向
に等間隔で設けられている。前記パイロットノズル２４
からは始動時および通常運転時のすべてにわたって液体
燃料が噴射され、前記メインノズル２９からは通常運転
時のみ液体燃料が噴射される。
【００１７】前記内周壁２７ａの下流端部は、前記パイ
ロットノズル２４から噴射された燃料による拡散燃焼領
域Ｓ１の外周の一部を覆っており、この拡散燃焼領域Ｓ
１内の拡散燃焼炎によって、液体燃料の炭化温度である
約６００℃よりも高温に加熱されるように設定されてい
る。燃焼器５の側壁には作動時のみ作動する点火プラグ
３０が装着され、第２のスワーラ２８の外周、つまり空
気流入口２７ａの上流側には、複数のガス燃料ノズル３
１が周方向に等間隔で配置されている。
ロットノズル２４から噴射された燃料による拡散燃焼領
域Ｓ１の外周の一部を覆っており、この拡散燃焼領域Ｓ
１内の拡散燃焼炎によって、液体燃料の炭化温度である
約６００℃よりも高温に加熱されるように設定されてい
る。燃焼器５の側壁には作動時のみ作動する点火プラグ
３０が装着され、第２のスワーラ２８の外周、つまり空
気流入口２７ａの上流側には、複数のガス燃料ノズル３
１が周方向に等間隔で配置されている。
【００１８】前記パイロットノズル２４にはパイロット
燃料通路３４を介して液体パイロット燃料ＰＦが、メイ
ンノズル２９にはメイン燃料通路３９を介してメイン燃
料ＭＦが、ガス燃料ノズル３１にはガス燃料通路４１を
介してガス燃料ＧＦが、それぞれ供給される。これら燃
料ＰＦ、ＭＦ、ＧＦは図示しない燃料制御手段によって
制御される。前記メインノズル２９の噴射口２９ａと反
対側の端部２９ｂの開口からは、パイロット空気通路２
６の空気の一部が流入して燃料の微粒化を促進する。
燃料通路３４を介して液体パイロット燃料ＰＦが、メイ
ンノズル２９にはメイン燃料通路３９を介してメイン燃
料ＭＦが、ガス燃料ノズル３１にはガス燃料通路４１を
介してガス燃料ＧＦが、それぞれ供給される。これら燃
料ＰＦ、ＭＦ、ＧＦは図示しない燃料制御手段によって
制御される。前記メインノズル２９の噴射口２９ａと反
対側の端部２９ｂの開口からは、パイロット空気通路２
６の空気の一部が流入して燃料の微粒化を促進する。
【００１９】次に、この一実施形態の動作を説明する。
図１の２段圧縮機３，４からの圧縮空気ＣＡは、空気通
路２３を経てその一部が内筒２１の周壁に設けられた希
釈用空気孔３５から燃焼室Ｃ内へ流入し、他の一部が空
気通路２３から導入口３３，パイロット空気通路２６お
よび第１のスワーラ２５を経て燃焼室Ｃ内へ入り、残り
が第２のスワーラ２８を経て予混合室２７へ流入する。
第１のスワーラ２５によって旋回しながら内筒２１内に
吹き込まれる空気流中に、パイロットノズル２４から噴
射されて微粒化したパイロット燃料ＰＦが混入されて霧
化し、燃焼して拡散燃焼領域Ｓ１が形成される。このと
き、前記スワーラ２５を通った空気は、旋回しているの
で、パイロットノズル２４からのパイロット燃料ＰＦと
十分混合する。その結果、周方向の温度分布にむらの少
ない拡散燃焼領域Ｓ１が形成されるので、予混合室２７
の内周壁２７ｃを周方向に均一に加熱できる。
図１の２段圧縮機３，４からの圧縮空気ＣＡは、空気通
路２３を経てその一部が内筒２１の周壁に設けられた希
釈用空気孔３５から燃焼室Ｃ内へ流入し、他の一部が空
気通路２３から導入口３３，パイロット空気通路２６お
よび第１のスワーラ２５を経て燃焼室Ｃ内へ入り、残り
が第２のスワーラ２８を経て予混合室２７へ流入する。
第１のスワーラ２５によって旋回しながら内筒２１内に
吹き込まれる空気流中に、パイロットノズル２４から噴
射されて微粒化したパイロット燃料ＰＦが混入されて霧
化し、燃焼して拡散燃焼領域Ｓ１が形成される。このと
き、前記スワーラ２５を通った空気は、旋回しているの
で、パイロットノズル２４からのパイロット燃料ＰＦと
十分混合する。その結果、周方向の温度分布にむらの少
ない拡散燃焼領域Ｓ１が形成されるので、予混合室２７
の内周壁２７ｃを周方向に均一に加熱できる。
【００２０】他方、メインノズル２９から予混合室２７
内に微粒化した液体メイン燃料ＭＦが噴射される。予混
合室２７内には圧縮空気ＣＡが径方向の外側の流入口２
７ａから第２のスワーラ２８によって旋回しながら流入
し、メインノズル２９から噴射されたメイン燃料ＭＦと
混合して、ＮＯｘ低減に適した一定の空燃比の混合気と
なり、予混合室２７の内周壁２７ｃに衝突して軸線方向
に曲げられて内筒２１内の燃焼室Ｃに送られ、拡散燃焼
領域Ｓ１の燃焼炎によって着火されて燃焼し、拡散燃焼
領域Ｓ１の外周から下流側へかけて広がる予混合燃焼領
域Ｓ２を形成する。
内に微粒化した液体メイン燃料ＭＦが噴射される。予混
合室２７内には圧縮空気ＣＡが径方向の外側の流入口２
７ａから第２のスワーラ２８によって旋回しながら流入
し、メインノズル２９から噴射されたメイン燃料ＭＦと
混合して、ＮＯｘ低減に適した一定の空燃比の混合気と
なり、予混合室２７の内周壁２７ｃに衝突して軸線方向
に曲げられて内筒２１内の燃焼室Ｃに送られ、拡散燃焼
領域Ｓ１の燃焼炎によって着火されて燃焼し、拡散燃焼
領域Ｓ１の外周から下流側へかけて広がる予混合燃焼領
域Ｓ２を形成する。
【００２１】このとき、内周壁２７ｃは拡散燃焼領域Ｓ
１の燃焼炎によってカーボンが生成されない最低温度で
ある約６００℃以上に加熱されているので、混合気の内
周壁２７ｃへの衝突によって例え燃料液滴が粗大化して
も、粗大化した燃料液滴は内周壁２７ｃ上で炭化して付
着することなく蒸発する。また、メインノズル２９の燃
料噴出口２９ａが外周壁２９ｂと内周壁２９ｃの中間
部、つまり、両壁２９ｂ，２９ｃから離れた位置に配置
されているから、噴出された燃料がこれら両壁２９ｂ，
２９ｃに付着しにくくなるので、壁面へのカーボン付着
が抑制される。
１の燃焼炎によってカーボンが生成されない最低温度で
ある約６００℃以上に加熱されているので、混合気の内
周壁２７ｃへの衝突によって例え燃料液滴が粗大化して
も、粗大化した燃料液滴は内周壁２７ｃ上で炭化して付
着することなく蒸発する。また、メインノズル２９の燃
料噴出口２９ａが外周壁２９ｂと内周壁２９ｃの中間
部、つまり、両壁２９ｂ，２９ｃから離れた位置に配置
されているから、噴出された燃料がこれら両壁２９ｂ，
２９ｃに付着しにくくなるので、壁面へのカーボン付着
が抑制される。
【００２２】液体のメイン燃料ＭＦの代わりにガス燃料
ＧＦを使用するときにも予混合燃焼が実現されるが、こ
の場合は、液体燃料とは異なり、カーボン付着の問題は
元来存在しない。
ＧＦを使用するときにも予混合燃焼が実現されるが、こ
の場合は、液体燃料とは異なり、カーボン付着の問題は
元来存在しない。
【００２３】また始動時は、パイロットノズル２４から
のみ燃料ＰＦが噴射されて拡散燃焼領域Ｓ１が形成され
る。したがって始動完了後にメインノズル２９からも燃
料ＭＦが噴射されたとき、既に内周壁２９ｃは６００℃
以上に昇温しているので、カーボン付着が防止される。
のみ燃料ＰＦが噴射されて拡散燃焼領域Ｓ１が形成され
る。したがって始動完了後にメインノズル２９からも燃
料ＭＦが噴射されたとき、既に内周壁２９ｃは６００℃
以上に昇温しているので、カーボン付着が防止される。
【００２４】なお、前記燃焼器５は、実施形態では単缶
式であったが、多缶式であってもよく、また、ガスター
ビンの径方向に突出するタイプではなく、軸方向に向い
たタイプであってもよい。
式であったが、多缶式であってもよく、また、ガスター
ビンの径方向に突出するタイプではなく、軸方向に向い
たタイプであってもよい。
【００２５】さらに、図２の空気流入口２７ａの上流側
にガス燃料ノズル３１を配置する代わりに、二点鎖線で
示すように、第２のスワーラ２８の下流側でメインノズ
ルの上流側にガス燃料ノズル３１Ａを配置してもよい。
にガス燃料ノズル３１を配置する代わりに、二点鎖線で
示すように、第２のスワーラ２８の下流側でメインノズ
ルの上流側にガス燃料ノズル３１Ａを配置してもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明による予混
合型燃焼器を備えたガスタービンは、予混合室の内周壁
の外周面をカーボン付着温度以上に保持させるように構
成したものであるから、前記予混合室の内周壁に付着し
た液体燃料は炭化することなく蒸発し、内周壁面にカー
ボンが堆積することがなく、カーボン除去のメンテナン
スが不要になる。
合型燃焼器を備えたガスタービンは、予混合室の内周壁
の外周面をカーボン付着温度以上に保持させるように構
成したものであるから、前記予混合室の内周壁に付着し
た液体燃料は炭化することなく蒸発し、内周壁面にカー
ボンが堆積することがなく、カーボン除去のメンテナン
スが不要になる。
【図１】本発明に係るガスタービンの概略構成を示す縦
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る予混合型燃焼器の頭
部の構成を示す縦断面図である。
部の構成を示す縦断面図である。
【図３】従来のデュアル方式予混合型燃焼器の構成を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
１…ガスタービン、３，４…圧縮機、５…燃焼器、６…
タービン、１７…燃料噴射ノズル装置、２１…内筒、２
２…ハウジング、２３…空気通路、２４…パイロットノ
ズル、２５…第１のスワーラ、２６…パイロット空気通
路、２７…予混合室、２７ａ…流入口、２７ｂ…外周
壁、２７ｃ…内周壁、２８…第２のスワーラ、２９…メ
インノズル、３１，３１Ａ…ガス燃料ノズル、Ｃ…燃焼
室、ＣＡ…圧縮空気、Ｇ…燃焼ガス、Ｓ１…拡散燃焼領
域。
タービン、１７…燃料噴射ノズル装置、２１…内筒、２
２…ハウジング、２３…空気通路、２４…パイロットノ
ズル、２５…第１のスワーラ、２６…パイロット空気通
路、２７…予混合室、２７ａ…流入口、２７ｂ…外周
壁、２７ｃ…内周壁、２８…第２のスワーラ、２９…メ
インノズル、３１，３１Ａ…ガス燃料ノズル、Ｃ…燃焼
室、ＣＡ…圧縮空気、Ｇ…燃焼ガス、Ｓ１…拡散燃焼領
域。
Claims (6)
- 【請求項１】 圧縮機から供給される圧縮空気に燃料を
供給して燃焼させるパイロットノズルと、このパイロッ
トノズルの外周に配置された環状の予混合室と、この予
混合室に予混合用の燃料を供給するメインノズルとを備
え、 前記パイロットノズルによる拡散燃焼領域の外周の少な
くとも一部を前記予混合室の内周壁で覆うことにより、
前記内周壁の外周面をカーボン付着温度以上に保持させ
る予混合型燃焼器を備えたガスタービン。 - 【請求項２】 請求項１において、燃焼器の内筒の頂部
に前記パイロットノズル、予混合室およびメインノズル
が装着され、 前記内筒とこれを覆うハウジングとの間に、前記圧縮機
からの圧縮空気を前記内筒の内方の燃焼室に供給する空
気通路が形成され、 前記予混合室の空気流入口が前記内筒の径方向外方に向
いて前記空気通路に臨んでいる予混合型燃焼器を備えた
ガスタービン。 - 【請求項３】 請求項１または２において、前記メイン
ノズルの燃料噴出口が、前記予混合室を形成する内周壁
と外周壁の中間部に配置されている予混合型燃焼器を備
えたガスタービン。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
予混合室の空気流入口の上流側に、ガス燃料を予混合室
に供給するガス燃料ノズルが設けられている予混合型燃
焼器を備えたガスタービン。 - 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記
予混合室の空気流入口に設けられて流入空気を旋回させ
る第２のスワーラの下流側に、ガス燃料を予混合室に供
給するガス燃料ノズルが設けられている予混合型燃焼器
を備えたガスタービン。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記
パイロットノズルの外周に圧縮空気を旋回させながら燃
焼室内へ流入させる第１のスワーラが設けられている予
混合型燃焼器を備えたガスタービン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11391497A JP2886844B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 予混合型燃焼器を備えたガスタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11391497A JP2886844B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 予混合型燃焼器を備えたガスタービン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10300090A true JPH10300090A (ja) | 1998-11-13 |
| JP2886844B2 JP2886844B2 (ja) | 1999-04-26 |
Family
ID=14624363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11391497A Expired - Fee Related JP2886844B2 (ja) | 1997-05-01 | 1997-05-01 | 予混合型燃焼器を備えたガスタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2886844B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010101540A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Niigata Power Systems Co Ltd | ガスタービン用燃料噴射装置 |
| JP4509270B2 (ja) * | 1998-12-09 | 2010-07-21 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 燃料送出し装置および方法 |
| CN102901098A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-01-30 | 江苏中圣高科技产业有限公司 | 地面火炬多头高效预混型燃烧系统 |
| JP2013545022A (ja) * | 2010-11-30 | 2013-12-19 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 固定式ガスタービンの動作方法、ガスタービンの動作調節装置、および発電プラント |
| CN113646585A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-11-12 | 川崎重工业株式会社 | 预混合燃烧器 |
-
1997
- 1997-05-01 JP JP11391497A patent/JP2886844B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4509270B2 (ja) * | 1998-12-09 | 2010-07-21 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 燃料送出し装置および方法 |
| JP2010101540A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Niigata Power Systems Co Ltd | ガスタービン用燃料噴射装置 |
| JP2013545022A (ja) * | 2010-11-30 | 2013-12-19 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 固定式ガスタービンの動作方法、ガスタービンの動作調節装置、および発電プラント |
| CN102901098A (zh) * | 2012-10-23 | 2013-01-30 | 江苏中圣高科技产业有限公司 | 地面火炬多头高效预混型燃烧系统 |
| CN102901098B (zh) * | 2012-10-23 | 2015-10-07 | 江苏中圣高科技产业有限公司 | 地面火炬多头高效预混型燃烧系统 |
| CN113646585A (zh) * | 2019-03-29 | 2021-11-12 | 川崎重工业株式会社 | 预混合燃烧器 |
| CN113646585B (zh) * | 2019-03-29 | 2024-01-09 | 川崎重工业株式会社 | 预混合燃烧器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2886844B2 (ja) | 1999-04-26 |
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