JPS5935723A - ガスタ−ビン燃焼器 - Google Patents

ガスタ−ビン燃焼器

Info

Publication number
JPS5935723A
JPS5935723A JP14342482A JP14342482A JPS5935723A JP S5935723 A JPS5935723 A JP S5935723A JP 14342482 A JP14342482 A JP 14342482A JP 14342482 A JP14342482 A JP 14342482A JP S5935723 A JPS5935723 A JP S5935723A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustor
flow sleeve
gas turbine
liner
combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP14342482A
Other languages
English (en)
Inventor
Masatsugu Kunihiro
国広 昌嗣
Nobuyuki Iizuka
飯塚 信之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP14342482A priority Critical patent/JPS5935723A/ja
Publication of JPS5935723A publication Critical patent/JPS5935723A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/26Controlling the air flow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はガスタービンの燃焼器に係り、特にガスタービ
ンの運転状態の変化に対応して燃焼ライナ内の燃焼状態
を良好に保ち得るように改良したガスタービン燃焼器に
関するものである。
第1図は従来形のガスタービン燃焼器の一例を示す断面
図である。圧縮機1によって圧縮された圧縮機吐出空気
1aは矢印Bのごとくタービンケーシング2内に送入さ
れ、該タービンケーシング2内で矢印Cのごとくその流
動方向を反転して燃焼器ライナ4と燃焼器外筒3との間
の空間に流入する。上記の圧縮機吐出空気1aの一部は
、燃焼器ライナ4の前端部に穿たれた燃焼空気孔9から
燃焼器ライナ4内へ流入し、燃料噴霧ノズル5から噴射
された燃料と混合して燃焼し、高温高圧の燃焼ガスを発
生する。上記の燃焼を開始させる際に点火栓6によって
着火すると、その後は自刃燃焼を継続する。
上記の燃焼ガスはそのままタービン8に供給するのには
温度が高すぎるので、燃焼器ライナ4の後端部に穿たれ
た希釈空気孔10から流入する圧縮機吐出空気によって
適当な温度となるように希釈される。また、前記の高温
の燃焼ガスから燃焼器ライナ4を保護するだめ該燃焼器
ライナ4に冷却空気孔11が多数設けられていて、燃焼
器ライナ4の膜冷却が行なわれる。
以上に説明した従来形のガスタービン燃焼器には次のよ
うな欠点がある。
その欠点の一つは燃焼器ライナ4に設けられた各種の孔
、即ち燃焼空気孔9、冷却空気孔11、及び希釈空気孔
lO1並びに燃焼器ライナ4の外周に設置された燃焼器
外筒3は総べて固定構造である。このため、上記各種の
孔から燃焼器ライナ4内に流入する空気量の分布は運転
条件の如何に拘らずほぼ一定となる。
ところが、ガスタービンの理想的な運転という面から見
ると上記のように空気流量の分布が一定であるというこ
とは都合が良くない。
即ち、ガスタービンの着火時においては、燃焼器ライナ
4前端部の燃焼空気孔9よシ流入する空気を絞り、燃空
比を上げた方が着火性および保炎性が良好であるのに対
し、ガスタービンの全負荷運転においては、燃料ノズル
5よシ多量の燃料を供給せねばならぬだめ、燃焼空気孔
9よシ多量の空気を供給してやらねばならない。しかし
ながら、燃焼空気孔9よシ余シに多量の空気を供給し過
ぎると燃焼器ライナ4内の燃焼振動圧が過大になって燃
焼器ライナの摩耗や亀裂を誘発する虞れが有る。第2図
は横軸にガスタービン負荷(単位MW)をとシ、縦軸に
燃焼振動圧力(単位psi)をとった図表で、実線カー
ブDは燃焼空気孔9から比較的多量の空気を流入せしめ
た場合、破線カーブEは比較的小量の空気を流入せしめ
た場合を表わしている。この図表が示しているように多
量の燃焼空気を供給すると燃焼振動変動圧力が増加する
のは、燃焼反応が瞬時に行なわれてこれに伴う空気振動
が増幅されるからであり、この」辰動圧力を抑制するに
は燃焼空気孔9からの流入空気を絞って燃焼速度を制御
する必要がある。
上述のように、運転状態の変化に伴って各種の使気孔9
,10.11からの流入空気量の比率を変えないと各種
の運転条件に応じてそれぞれ最適の燃焼を行なわせるこ
とができない。
前述の従来形ガスタービンの燃焼器(第1図)のもう一
つの欠点は、燃焼器外筒3と燃焼器ライナ4間の圧縮機
吐出空気1aの流動に基因するものである。既述のごと
く、圧縮機吐出空気1aはタービンケーシング2内で矢
印Cのごとく流m方向を反転する。このため、第3図に
示す矢印C−1+C−z 、CJのように旋回流を生じ
、燃焼器ライナ3内の火炎分布に偏り全生じ、燃焼器ラ
イナ4に局部的な過熱個所を発生して焼損を招く。
本発明は上述の弗悄に鑑みて為さり、ガスタービンの運
転条件に応じて燃焼器ライナ内への流入空気量の分布を
制御して良好な燃焼を行なわしめ得る燃焼器を提供する
ことを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明は、燃焼器ライナと
燃焼器外筒との間に筒状のフロースリーブを設け、上記
フロースリーブの内周面をテーバ状に形成するとともに
、該フロースリーブを燃焼器ライナの軸心方向に移動さ
せる手段を設けたことを特徴とする。
次に、本発明の一実施例を第4図について説明する。こ
の実施例は第1図に示した従来形のガスタービン燃焼器
に本発明を適用して改良したもので、第1図と同一の図
面参照番号を附した圧縮機1、燃焼器外筒3.燃焼器ラ
イナ4.燃料ノズル5、点火栓6.タービン8.燃焼空
気孔9.希釈空気孔10.及び冷却空気孔11は従来形
のタービンにおけると同様の構成部拐であシ、7は燃焼
ガスをタービン8に導くためのトランジションピースで
ある。3は従来形ガスタービン燃焼器における燃焼器外
筒と類似の構成部材であって、その頂板3aにシールを
備えた軸受手段14を設けである。本実施例は、燃焼器
外筒3と燃焼器ライナ4との間の空間にフロースリーブ
12を設ける。
上記のフロースリーブ12に燃焼ガスの主流方向(図示
右方)に向かって拡開するテーパ状の内面を形成し、そ
の後端部をスプリング13を介して燃焼器外筒3と同心
状に、かつ軸心方向の摺動自在に支承する。上記のフロ
ースリーブ12の前端部に駆動用の軸12aを固着し、
この軸12aを燃焼器外筒頂板3aの軸受手段14に貫
通させて軸心方向の摺動自在に支承する。
上記の、駆動用の軸12aを介してフロースリーブ12
を燃焼器ライナ4の軸心方向に往復駆動する手段を設け
る。本実施例においては次のようにして電気−油圧回路
を用い゛C駆動手段を構成しである。即ち、駆動用の油
圧シリンダニ6を設置してそのピストン棒と前aIシの
駆動用の軸12aとをリンク15で連結し、電磁制御式
の油圧サーボ弁17によって油圧シリ・ンダ16を操作
してフロースリーブ12を左右方向に往復13動し得る
ように構成する。
以上のように(M成したガスタービン・燃焼器のフロー
スリーブ12fc軸心方向に移動させると、その内面を
テーパ状に形成しであるだめ燃焼空気孔9に供給される
圧縮機吐出空気1aの流路抵抗が変化し、これによシ燃
焼用空気と希釈用空気との流量配分を調節することがで
きる。すなわち、ガスタービンの起動時はフロースリー
ブ12を右方へ移動させて燃焼空気孔9から流入する空
気−lを少なくすると、良好な着火および保炎性能が得
られる。着火後、燃焼状態が安定すると、負荷の上昇に
応じてフロースリーブ12を左方に移動させる。これに
伴って燃焼空気孔9からの流入空気量が増加し、常に良
好な燃焼状態を保つことができる。
本実施例におりては、燃焼器ライナ4内の圧力変動を検
知するための圧力検知管18を設け、電空変換器19に
よって燃焼振動変動圧力を電気信号として取り出し、最
低電圧ゲート20を介してサーボ弁17の電磁操作部1
7Hに与える。以上のように構成したガスタービン燃焼
器においては、燃焼器ライナ4内の圧力変動が許容値の
上限に達した場合に最低電圧ゲート20が電空変換器1
9の出力信号をサーボ弁電磁操作部17aに伝えて該サ
ーボ弁17を作動させ、フロースリーブ12を右方に移
動させて燃焼空気孔9の空気流量を抑制するように調節
しておく。これにより、このガスタービン燃焼器の燃焼
振動変動圧力が許容値を越えないよう自動的に燃焼用空
気流量が制御されるという効果が得られる。
以上説明した如く、本発明は燃料噴霧ノズル、燃焼空気
孔、冷却空気孔、及び希釈空気孔を備えた燃焼器ライナ
と、上記の燃焼器ライナの外周に設置された燃焼器外筒
とよりなるガスタービン燃焼器において、前記の燃焼器
ライナと燃焼器外筒との間に筒状のフロースリーブを設
け、上記フロースリーブの内周面をテーパ状に形成する
とともに、該フロースリーブを燃焼器ライナの軸心方向
に移動させる手段を股りることにより、ガスタービンの
運転条件に応じて燃焼器ライナ内への流入空気量の分布
を制御して良好な燃焼を行なわしめることができるとい
う優れた実用的効果を奏する。
第5図は、上記と同一の目的を達成するために7構成し
たガスタービン燃焼器の他の実施例である。
この実施例にかかる発明装置は、燃料噴霧ノズル、燃焼
空気孔、冷却空気孔、及び希釈空気孔を備えた燃焼器ラ
イナと、上記の燃焼器ライナの外周に設置された燃焼器
外筒とよりなるガスタービン燃焼器において、前記の燃
焼器ライナと燃焼器外筒との間に筒状のフロースリーブ
を設け、上記フロースリーブを円周方向に関して複数個
に分割し、分割した各々のフロースリーブを半径方向に
移動させる手段を設けたことを特徴とする。
第5図(a)は上記の発明のガスタービン燃焼器の一実
施例の軸心を含む縦断面を示し、第5図Φンは同図(a
)に示しだA−A面による断面を概要的に示した図であ
る。
本実施例はフロースリーブ12を第5図(b)に示す如
くその円周方向に関して8個に区分していわゆる縦割シ
にしである。そして分割した各々のフロースリーブに油
圧シリンダ16 (1飼のみ図示す)のピストン棒先端
を取シつけ、分割された8個のフロースリーブを個々に
半径方向に駆動し得るように構成する。
以上のようにr4成したガスタービン燃焼器において、
分割されたフロースリーブ8個の内の幾つかを燃焼器ラ
イナ4に対して近づけると、燃焼器外筒3と燃焼器ライ
ナ4とに囲まれた円筒状空間の中に軸心と平行な方向の
案内路が形成されるので、仮想線Fで示した旋回流が矯
正され、燃焼器ライナ4内への空気吹込み状態が該燃焼
器ライナの円周方向に関して均一となシ、燃焼器ライナ
4内の火炎の偏りが軽減される。
更に、本実施例は燃焼器ライナ4に熱α対22を取υ付
け、かつ熱′ト1を対22の数をフロースリーブ12の
分割数と同数にしでおく。この複数の熱電対22の出力
に基づいて平均・差分演算器21によシ平均値および個
々の熱α対22の平均値からの差分を演算させる。この
差分の電気信号をサーボ弁17の電磁操作部17aに加
えることにより、油圧シリンダ16およびそれと直結さ
れたフロースリーブ12は平均値からの偏差に応じて半
径方向外側または内側へ移動し、熱α対22の出力の平
均値に等しくなった位置で停止して燃焼器ライナ4内の
火炎の偏りを自動的に矯正し、より均一な燃焼状態が得
られるという効果を秦する。
また、上述のように、分割された8個のフロースリーブ
12を個々に移動させることの他に、これら8個のフロ
ースリーブ12を全体的に軸心に接近させることによシ
燃焼空気孔9を通る空気の流路抵抗を増加させて流量を
制限し、起動操作に適した状態とすることができる。起
動操作を完了した後タービン負負荷に応じて8個のフロ
ースリーブ12を全体的に軸心から遠ざけると燃焼空気
孔9を通る空気の流量が増加して高負荷運転に適した状
態になる。
以上説明した如く、第5図(a)、 (b)に示した発
明は、燃料噴霧ノズル、燃焼空気孔、冷却空気孔、及び
希釈空気孔を備えた燃焼器ライナと、上記の燃焼器ライ
ナの外周に設置された燃焼器外筒とよシなるガスタービ
ン燃焼器において、前記の燃焼器ライナと燃焼器外筒と
の間に筒状のフロースリーブを設け、上記フロースリー
ブを円周方向に関して複数個に分割し、分割した各々の
フロースリーブを半径方向に移動させる手段を設けるこ
とによシ、ガスタービンの運転条件に応じて燃焼器ライ
ナ内への流入空気量の分布を制御して良好な燃焼を行な
わせることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来形ガスタービン燃焼器の断面図、第2図は
燃焼器ライナ内に供給する空気配分と燃焼振動変動圧力
との関係を示す図表、第3図は燃焼器ライナの外側に発
生する空気の旋回流の説明図、第4図は本発明のガスタ
ービン燃焼器の一実施例の断面図である。第5図は上記
と異なる発明のガスタービン燃焼器の一実施例を示し、
同図(a)は軸心を含む断面図、同図(b>は同図(a
)に示し九A−人断面図である。 2・・・タービンケーソング、3・・・燃焼器外筒、4
・・・燃焼器ライナ、9・・・燃焼空気孔、10・・・
希釈空気孔、11・・・冷却空気孔、12・・・フロー
スリーブ、12a・・・駆動用の軸、13・・・スプリ
ング、14・・・シールを備えた軸受手段、15・・・
リンク、16・・・油圧シリンダ、17・・・サーボ弁
、17a・・・同屯磁操作部、18・・・圧力検出管、
19・・・電空変換器、20・・・最低電圧ゲート。 代理人 弁理士 秋本正実

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、燃料噴霧ノズル、燃焼空気孔、冷却空気孔、及び希
    釈空気孔を備えた燃焼器ライナと、上記の燃焼器ライナ
    の外周に設置された燃焼器外筒とよシなるガスタービン
    燃焼器において、前記の燃焼器ライナと燃焼器外筒との
    間に筒状のフロースリーブを設け、上記フロースリーブ
    の内周面をテーパ状に形成するとともに、該フロースリ
    ーブを燃焼器ライナの軸心方向に移動させる手段を設け
    たことを特徴とするガスタービン燃焼器。 2、前記のフロースリーブを移動させる手段は、燃焼器
    ライチ内の燃焼振動を検知する振動検出器を備え、該振
    動検出器によって検出した振動値に基づいてフロースリ
    ーブを移動せしめるように構成したことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項に記載のガスタービン燃焼器。 3、燃料噴霧ノズル、燃焼空気孔、冷却空気孔、及び希
    釈空気孔を備えた燃焼器ライナと、上記の燃焼器ライナ
    の外周に設置された燃焼器外筒とよシなるガスタービン
    燃焼器において、前記の燃焼器ライナと燃焼器外筒との
    間に筒状のフロースリーブを設け、上記フロースリーブ
    を円周方向に関して複数個に分割し、分割した各々のフ
    ロースリーブを半径方向に移動させるト段f:設けたこ
    とを特許とするガスタービン燃焼器。 4、前記の分割したフロースリーブを移動させる手段は
    、燃焼器ライナの温度を検知する温度検出器を備え、該
    温度検出器によって検出した温度に基づいてフロースリ
    ーブを移動式せるように構成したことを特徴とする特許
    請求の範囲絹3項に記載のガスタービン燃焼器。
JP14342482A 1982-08-20 1982-08-20 ガスタ−ビン燃焼器 Pending JPS5935723A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14342482A JPS5935723A (ja) 1982-08-20 1982-08-20 ガスタ−ビン燃焼器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14342482A JPS5935723A (ja) 1982-08-20 1982-08-20 ガスタ−ビン燃焼器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5935723A true JPS5935723A (ja) 1984-02-27

Family

ID=15338413

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14342482A Pending JPS5935723A (ja) 1982-08-20 1982-08-20 ガスタ−ビン燃焼器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5935723A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8944688B2 (en) 2011-10-13 2015-02-03 Ihi Corporation Radial foil bearing
US9376959B2 (en) 2012-12-19 2016-06-28 Ntn Corporation Foil bearing
CN106016361A (zh) * 2016-05-14 2016-10-12 刘洋 一种用于燃气轮机的高效燃料室

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8944688B2 (en) 2011-10-13 2015-02-03 Ihi Corporation Radial foil bearing
US9376959B2 (en) 2012-12-19 2016-06-28 Ntn Corporation Foil bearing
US9631556B2 (en) 2012-12-19 2017-04-25 Ntn Corporation Foil bearing
US9784307B2 (en) 2012-12-19 2017-10-10 Ntn Corporation Foil bearing
CN106016361A (zh) * 2016-05-14 2016-10-12 刘洋 一种用于燃气轮机的高效燃料室
CN106016361B (zh) * 2016-05-14 2018-12-14 泉州台商投资区春凯机械科技有限公司 一种用于燃气轮机的高效燃料室

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5343693A (en) Combustor and method of operating the same
US7513100B2 (en) Systems for low emission gas turbine energy generation
JP5078237B2 (ja) 低エミッションガスタービン発電のための方法及び装置
US5069029A (en) Gas turbine combustor and combustion method therefor
US4628687A (en) Gas turbine combustor with pneumatically controlled flow distribution
US6860098B2 (en) Gas turbine combustor having bypass and annular gas passage for reducing uneven temperature distribution in combustor tail cross section
US5081843A (en) Combustor for a gas turbine
JP2017181021A (ja) ガスタービンエンジンオーグメンタ用の閉鎖型渦停留キャビティのパイロット
CN102213423A (zh) 气动火焰稳定器
JP2011196373A (ja) 燃焼器内の空気流を警報するためのシステム及び方法
JPH07190364A (ja) 熱音響的な振動を減衰させるための方法並びに該方法を実施するための装置
EP3421738B1 (en) Damper check valve
JP2008151441A (ja) 希薄予混合型燃焼装置とその制御方法
EP3505826A1 (en) Burner for a gas turbine power plant combustor, gas turbine power plant combustor comprising such a burner and a gas turbine power plant comprising such a combustor
JPS5935723A (ja) ガスタ−ビン燃焼器
US5058375A (en) Gas turbine annular combustor with radial dilution air injection
JP4995657B2 (ja) ガスタービンエンジン燃焼器のミキサ組立体への燃料流量を能動的に制御するための装置
JP2002162036A (ja) 燃焼器
WO2015067482A1 (en) Gas turbine burner having separately controllable fuel stages in pilot burner swirl vanes
WO2022128959A1 (en) Method of operating a combustor for a gas turbine
JPH0518537A (ja) 予混合燃焼器
JPS6152523A (ja) ガスタ−ビン燃焼器
JP3488934B2 (ja) ガスタービンの燃焼器
JP3472424B2 (ja) ガスタービンおよびガスタービンの運転方法
JP2729748B2 (ja) ガスタービン用燃焼方法およびその装置