JPS5833232Y2 - ガスタ−ビンのト−チ点火装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はガスタービンのトーチ点火装置に関する。

近年、ガスタービンにあっては火花点火方式に替えてト
ーチ点火方式が採用されつつある。

このトーチ点火方式によれば、小量の燃料供給によって
発生される強い燃焼トーチによって燃焼器のメイン燃料
を着火させるために、火花点火方式に較べて着火性が良
く、これに伴ってＨＣ，Ｃ０の発生も低減するため着火
時の排気エミッションを良好にすることができる利点が
ある。

また、前述のトーチはガスタービンの運転中も常時発生
されるものであって、特にアイドリング時にはこのトー
チによって火種が確保されるからメイン燃料供給系では
必要最小限の燃料供給を行えばよいため、アイドリンク
時における燃費を向上することもできるのである。

更にまた、減速時にあっても前述のようにトーチが常時
発生しているので、かかる運転時に格別に火種確保のた
めに多量の燃料供給を行わなくても済むため、減速時に
おける燃費改善も実現できるのである。

ところで、このようなトーチ点火方式を採用する場合、
通常、トーチ用ライナの径が非常に小さく形成されてい
るために、噴射燃料がトーチライナ壁面に触れる度合い
が高くカーボン等のデポジット付着によりトーチ発生に
支障を来し易いものであり、また、燃焼が安定した長い
火炎のトーチを発生し難いという不具合があった。

本考案はかかる従来の実状に鑑み、トーチ用燃料噴射ノ
ズル配設部に、ノズル周側から空気を旋回して供給する
スワラ−を配設すると共に、点火プラグ０取付位置とト
ーチライナ周壁の燃焼用空気供給孔の形成を適切に設定
することにより、トーチの発生を向上し、かつ強力で長
い火炎のトーチを発生することのできるトーチ点火装置
な得んとするものである。

以下本考案の実施例を図面と共に詳述する。

第１図は本考案トーチ点火装置を備えたガスタービンの
燃焼器を示すもので、１は燃焼器本体、２は周壁に一次
、二次、三次燃焼用の多数個の空気孔３を有し、燃焼器
本体１内に同心的に配設された燃焼器ライナで、その外
周部には空気通路４が形成されている。

５は燃焼器ライナ２の頂部に配設された主燃料噴射ノズ
ル、６は該主燃料噴射ノズル５の前部に配設されたスワ
ラ−を示し、トーチ点火装置１０は前記燃焼器ライナ２
の上側部に配設されている。

このトーチ点火装置１０は、トーチ用燃料噴射ノズル１
１と、点火プラグ１２とを装着し、前記燃焼器本体１に
固定されるベース部１３と、このペース部１３先端に取
付けられ、燃焼器ライナ２内に開口するトーチライナ１
４とより大略構成されている。

ここで、特に本考案にあっては第２図乃至第４図に示す
ように、ベース部１３の前記燃料噴射ノズル１１配設部
に、該ノズル１１周側から空気を旋回して供給するスワ
ラ−１５を設けであると共に、該ベース部１３のノズル
１１端が臨む内周壁を円錐状に形成してガイド壁１６を
形成して、ノズル１１から噴射される燃料がスワラ−１
５から旋回して供給される空気と共に該円錐状ガイド壁
１６に沿って旋回、拡散し、ノズル１１の先端部付近に
よどむことがなく燃料の攪拌、霧化が十分に行われるよ
うにしてあり、そして、このガイド壁１６に略垂直に前
記点火プラグ１２を臨設しである０ 前述のスワラ−１５は第３図に示す如く、ベース部１３
に形成した空気通路１８に連絡する環状溝１５ａと、該
環状溝１５ａからノズル１１配設周側部に接線方向に連
絡する複数個の噴孔１５ｂとから形成されていて、これ
ら噴孔１５ｂよりノズル１１配設周側部に接線方向に空
気を噴出して強力な、スワールを形成するようにしであ
る。

また、トーチライナ１４０周壁には第４図にも示すよう
に、前記スワラ−１５から供給される空気の旋回方向と
同方向で、かつトーチライナ１４内に接線方向に空気を
供給する複数個の空気孔１７を形成しである。

本実施例ではこの空気孔１７をダクトを以って形成して
いるが、場合によってトーチライナ１４の壁厚を若干厚
肉にして直接接線方向に切削加工するようにしてもよい
。

また、前述のスワラ−１５は空気を側方から取入れる輻
流タイプのものを示しているが、この他空気を軸方向か
ら取入れる軸流タイプのものにすることもできる。

更に、トーチ用燃料噴射ノズル１１は本実施例では空気
ノズル１１ａと燃料ノズル１１ｂとを有し、空気ノズル
１１ａから噴射される空気流により燃料ノズル１１ｂよ
り燃料を吸引噴射させる二流体式のものを示しているが
、この他燃料を圧送して噴出させる圧力式のものでもよ
い。

以上の構成により、トーチ用燃料噴射ノズル１１より噴
射される燃料は、スワラ−１５からノズル１１周側部に
接線方向に供給されて旋回する空気流にのって、円錐状
のガイド壁１６に沿って旋回、拡散し、燃料の攪拌、霧
化が十分に行われる。

そして、このガイド壁１６には点火プラグ１２が臨設さ
れ、該点火プラグ１２が丁度スワール効果により十分に
霧化が促進された混合気流に臨む位置にあるため、該点
火プラグ１２の点火作用により着火が速かに行われる。

着火後の火炎は燃焼器本体１内の空気通路４より、トー
チライナ１４周壁の複数個の空気孔１７を介して接線方
向に供給される空気によって形成される強力な旋回によ
って、トーチライナ周辺部を高速流に、中心部を低速流
となしてトーチライナ１４内周面への噴射燃料の壁面付
着が抑制され、かつ、該燃焼火炎がトーチライナ１４の
中心部に集められる。

しかもこの中心部の火炎にはトーチライナ１４周壁から
の燃焼空気が直接混入することがないので空燃比が稀薄
化することがなく、ノって、強力で長い火炎のトーチを
発生させることができるのである０ 以上のように本考案によれば、スワラ−と円錐状のガイ
ド壁とによって混合気のスワールを積極的に行って、燃
料の拡散、霧化を著しく促進することができ、しかも、
点火プラグはこの燃料の拡散、霧化が十分に行われる円
錐状ガイド壁面に臨設しであるため該ガイド壁面付近で
は燃料のよどみがなく、着火を迅速かつ確実に行うこと
ができ、トーチの発生を一段と向上することができるの
である。

そして、トーチライナ周壁からは前述のスワラ−と同方
向でかつトーチライナ内に接線方向に空気が供給されて
、強力な旋回流を形成するため、トーチライナ周辺部が
高速流となり、かつ、中心部が低速流となって燃焼火炎
がトーチライナ中心部に集められ、トーチライナ周壁に
デポジットが付着するのを抑制すると共に火力の強いト
ーチを該トーチライナより噴出させることができ、より
一層燃焼器の着火性、排気エミッション、燃費を向上す
ることができるという実用上優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案トーチ点火装置を備えたガスタービンの
燃焼器を示す断面図、第２図は本考案装置の断面図、第
３図はスワラ−の断面図、第４図は第２図のＩＶ−ＩＶ
線に沿う断面図である。 １・・・・・・燃焼器本体、２・・・・・・燃焼器ライ
ナ、５・・・・・・主燃料噴射ノズル、１０・・・・・
・トーチ点火装置、１１・・・・・・トーチ用燃料噴射
ノズル、１２・・・・・・点火プラグ、１３・・・・・
・ベース部、１４・・・・・・トーチライナ、１５・・
・・・・スワラ−１１６・・・・・・円錐状ガイド壁、
１７・・・・・・空気十−

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. トーチ用燃料噴射ノズルと点火プラグとを配設したベー
   ス部先端に燃焼器ライナの上側部に開口するトーチライ
   ナを設け、前記トーチ用燃料噴射ノズルから噴射される
   燃料を点火プラグにより着火してトーチライナ内でトー
   チを発生させ、このトーチを燃焼器ライナ内に噴出させ
   て主燃料噴射ノズルから噴射される燃料を着火させるよ
   うにしたがスタービンのトーチ点火装置において、前記
   ベース部のトーチ用燃料噴射ノズル配設部に、該ノズル
   周側から空気を旋回して供給するスワラ−を設けると共
   に、ベース部の前記ノズル０先端近傍周囲に該ノズルか
   ら噴射される燃料をスワラ−から供給される空気と共に
   旋回状に拡散させる円錐状のガイド壁を形成してこのガ
   イド壁に前記点火プラグを臨設し、かつ、前記トーチラ
   イナの周壁に前記スワラ−から供給される空気の旋回方
   向と同方向で、かつ、トーチライナ内に接線方向に空気
   を供給する空気孔を形成したことを特徴とするガスター
   ビンのトーチ点火装置。