JPS61119920A - ガスタ−ビン燃焼器 - Google Patents

ガスタ−ビン燃焼器

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JPS61119920A
JPS61119920A JP14390384A JP14390384A JPS61119920A JP S61119920 A JPS61119920 A JP S61119920A JP 14390384 A JP14390384 A JP 14390384A JP 14390384 A JP14390384 A JP 14390384A JP S61119920 A JPS61119920 A JP S61119920A
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JP
Japan
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combustion chamber
fuel
combustor
fuel nozzle
head
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JP14390384A
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English (en)
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JPH0343536B2 (ja
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Nobuyuki Iizuka
飯塚 信之
Fumiyuki Hirose
文之 広瀬
Hiroshi Inose
猪瀬 博
Yoji Ishibashi
石橋 洋二
Isao Sato
勲 佐藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • 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
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34Feeding into different combustion zones

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Of Fluid Fuel (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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ガスタービンの燃焼器に係り、特に燃焼ガス
中の窒素酸化物N Oxの濃度が低い二段燃焼方式を採
用したガスタービン燃焼器に関する。
〔発明の背景〕
ガスタービン燃焼器において、大巾なN Ox低減を図
る為に、燃焼器内の全体に亘り均一な低温度燃焼を行う
ことが可能なように、燃料を2段に供給するいわゆる二
段燃焼方式が最近多用されつつめる。二段燃焼方式の燃
焼器は例えば実開昭57−161422号公報に見られ
る如く公知である。
この公知の燃焼器の断面図を第4図に示す。ガスタービ
ンは、圧縮機l、メタ−ン2、燃焼器3などKよって構
成されている。圧縮機1で圧縮された空気4は、燃焼器
3に導かれるが、燃焼器3は、外筒5、内筒6および頭
部燃焼室7に1次燃料8を供給する1次燃料ノズル9を
装着したエンドカバー10が取付けられる。内筒6は、
頭部燃焼室7とこれよυも径が大きい後部燃焼室11で
形成され、頭部燃焼室7と後部燃焼電工1との接続部1
2には二次空気供給孔13が設けられ、ここに二次燃料
14が噴出され、二次空気と共に後部燃焼電工1へ供給
されて、空気過剰となる予混合燃焼火炎15を形成する
。内筒6は、前に述べたようにg5図に示す如く頭部燃
焼室7、二次空気供給孔13及び後部燃焼室11が接続
された一体構造となっており、後端部を尾筒16、頭部
を放射状に突出九教本のストッパ17によシ支持され外
筒5内に納められている。また、二次空気供給孔13の
上流部には、円板形状した二次燃料ノズル本体14aが
設けられ、複数本の二次燃料ノズル14bが二次空気供
給孔13&c向は燃料噴射可能なように軸方向に突出て
いる。ところが、上述した従来形の二段燃焼器において
は以下に述べる欠点を有している。一つは、1次燃焼火
炎18と2次燃焼火炎15が接する頭部燃焼室7の後端
部7aにおいて火炎のよどみが生じメタル温度が異常に
上昇することがある。また二次空気供給孔13は、たえ
ず低い温度の空気が流入していることによりメタル温度
が低く、後端部7aとの接続部に温度差による過大の熱
応力が発生するという欠点がある。このことは、後部燃
焼室11との接続部についても同様なことが言える。二
つ目は、二次燃料ノズル14bとの相対位置関係が、両
者の熱伸びあるいは、変形が生じた場合く保持できない
という欠点がある。以上が、従来形二段燃焼器において
有する欠点である。
〔発明の目的〕
本発8Aは、二段燃焼方式により低N Ox化を図るこ
とか可能な燃焼器において、弱点である二次空気供給孔
部における信頼性向上を図り、ガスタービンの長期間運
転における信頼性の確保、並びに保守・運用の費用低減
を図ることを目的とする。
〔発明の概要〕
二段燃焼方式にて低N Ox化を図ることが可能な燃焼
器において、二次空気流入孔部の位置にて燃焼器内筒を
二分割とし、運転中の熱応力の発生を防止すると共に、
製作工数0組立1分解の工数の低減を図るようにし、長
期間運転における信頼性の確保が図れるようにしたこと
を特徴とするガスタービン燃焼器である。
〔発明の実施例〕
第1図に本発明の一実施例を示す。本図において、燃焼
器ケーシング20の前側には複数本の外筒21が取付け
られておりその内部には、燃焼器内筒22とそこで発生
した燃焼ガスをタービン部へ導く尾筒23が位置してい
る。この燃焼器内筒22は、1次燃料ノズル24からの
燃料を燃焼させる頭部燃焼室25と2次燃料ノズル26
からの燃料を燃焼させかつ1次燃焼ガスと混合させる為
の後部燃焼室27の2つの燃焼室から構成されており、
各々は別体構造となっている。外筒21は、前部外筒2
1aと後部外筒21bから構成されておυ、両者外筒の
中間部には円板状の2次燃料ノズル本体28が挾まれた
状態にてボルト締めされている。頭部燃焼室25は、前
端部25aの部分において、1次燃料ノズル24の燃料
噴射ノズル24aが燃焼器内に突出するように円周方向
に大のあいた前側カバー29が取付けられており、その
内側に設けられたカラー30により1次燃料ノズル24
のコーン24bとはまりあうことにより、外筒21の中
心に頭部燃焼室25が位置するように麦っている。また
、頭部燃焼室25の外周には、複数の板状のストッパー
31が放射状に設けられており、前部外筒21aの内周
より中心側に突き出たサポート32とはまりあうように
して組込まれており、運転中の軸方向の動きならびに周
方向の回転を防止するようになっている。尚、軸方向の
動きで特に頭部燃焼室25が異常に前側へ移動1−ない
ように、1次燃料ノズル24を支持しているカバー33
より軸方向に突出たビン34によシ動きが押えられる構
造となっている。一方、頭部燃焼室25の後端部25b
の外周には、板状のバネ35が全周に亘り設けられてい
る。後部燃焼室27は、頭部燃焼室25より直径がやや
大きくなっており、前端部27aは、頭部燃焼室25の
ようなカバーはなく円筒形状となっている。この後部燃
焼室27は、前端部27aの外周に頭部燃焼室25と同
様のストッパー36、サポート37及び2次燃料ノズル
本体28に取付けられたピン38により支持、固定され
ている。後端部27bの外周には、尾筒23との取合い
を確実にする為の板状のバネ39が全周に亘り設けられ
、尾筒23に後部燃焼室27が挿入されるような状態で
組込まれている。第2図に、本発明の燃焼器の詳細を示
す。本図において、頭部燃焼室25の後端部25bと後
部燃焼室27の前端部27aとは、軸方向にある寸法を
有しかつ、半径方向く均一のスペースを有するように前
述したストッパー及びサポートによシ位置決めされる。
このスペース部には、2次燃料ノズル本体28内を通り
、燃料溜28aを通って下流側に突出た2次燃料噴出ノ
ズル40から噴出される燃料41とこの部分く流入する
2次空気42とを混合して燃焼器内に流入させるスワラ
−43が装着されている。このスワラ−43は、複数本
の2次燃料噴出ノズル4oからの燃料41を効率よく混
合させる為、2重円輪形状をしており、外周側の全周に
設けられた板状のバネ44と前述した頭部燃焼室25の
後端部25bの外周側全周に設けられた板状バネ35と
の間に、各々のバネを少量圧縮することくよシ挿入、支
持されている。この構造とするととによシ、各々の燃焼
室には、温度差による熱応力が発生することはなく、又
、各々の熱伸びは、この板状バネによシ吸収することが
できる。さらに燃焼振動等による燃焼器の振動をもこの
板バネによシ吸収することができる。後部燃焼室27に
は、運転中のメタル温度の上昇を防止する為、無数の冷
却小孔45が設けられ空気46を流入されることによシ
壁面47の冷却を行っている。しかし、運転中は、同様
に板状のバネ35.44部の廻りも高温となる為、板状
のバネ35.44は、第3図に示す如く軸方向にスリッ
ト48が多数段けられおり、バネの取付時の作業性向上
と冷却空気導入溝として使用され、冷却空気52が流入
することにより頭部燃焼室25の後端部25bの壁面4
9の冷却ならびにスワラ−43の内外周面、後部燃焼室
27の前端部27aの冷却ができるようになっている。
尚、板状のバネ35(バネ44も同様)は、第3図に示
す如く円弧形状をしており、一端部を燃焼室本体50に
スポット溶接51あるいは他の手段により固定し取付け
られている。2次燃料ノズル本体28においては、2次
燃料噴出ノズル40からの燃料41と2次空気42とを
効率良く混合させる為、スワラ−43を設けることは前
述したが、この各々の位置関係が非常に重要であり、均
一な予混曾が可能なようにスワラ−43と2次燃料ノズ
ル本体28とをある位置に保持できるように両者を溶接
するか、あるいはボルト締めなどの手段により一体化し
た構造となっている。以上述べたように、頭部燃焼室と
後部燃焼室とを別体としたことを特徴としかつ、予混合
を効率良く達成しうるように燃料ノズル噴出孔と混合促
進の為のスワラ−とを一体化して成ることを特徴とする
〔発明の効果〕
本発明によれば、2次空気供給孔廻りの自由度が増加す
る為、温度差による熱応力の発生を防止することができ
るので燃焼器の信頼性向上が期待できる。又、径違いの
二段燃焼方式の燃焼器を各各別体で製作できる為、大巾
々工数低減が図れるものである。組立2分解においては
、単品の重量が軽くなる為、容易にかつ短時間に作業を
行うことが可能となる。さらに、燃焼器の局部的な損傷
等においては、燃焼器一式を全て交換することはなく、
どちらか損傷を受けた燃焼室のみを交換することが可能
な為、運用において費用の低減を図ることができる。燃
料ノズルにおいては、燃料ノズル噴出孔とスワラ−とを
一体化することができる為、燃料と空気の予混合を効率
良く行うことができる。燃焼室の長さが分割構造の為、
単品としては短くなシ、このことによシ燃焼室内外の圧
力差による座屈強度あるいは、高温でのクリープ変形の
進行を防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例を示す断面図、第2図は、
要部詳細断面図、第5図は要部詳細説明図、第4図及び
第5図は従来の燃焼器の断面図である。 40・・・2次燃料噴出ノズル、48・・・スリット、
28・・・燃料ノズル本体、51・・・スポット溶接、
35・・・バネ、52・・・冷却空気、43・・・スワ
ラ−125・・・頭部燃焼室、44・・パバネ、27・
・・後部燃焼室。 箒 (虐 茗20 嘉 3刀 箔4の 清 手続補正書(方式)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、1段目の燃料を噴出させる1段目燃料ノズルを有し
    かつ、空気を導入させて燃焼を行わせる頭部燃焼室とこ
    の後流に2段目の燃料を噴出させる2段目の燃料ノズル
    を有しかつ、空気との混合気を供給して燃焼を行わせる
    後部燃焼室とを備えた2段燃焼器において、頭部燃焼室
    と後部燃焼室とを分離し、1段目燃料ノズルと頭部燃焼
    室、2段目燃料ノズルと後部燃焼室の組合せで別体構造
    としたことを特徴とするガスタービン燃焼器。 2、特許請求の範囲第1項において、2段目燃料ノズル
    は、2段目燃料ノズルからの燃料と空気との混合を行う
    ためのスワラーを備えており、このスワラーにより頭部
    燃焼室、後部燃焼室が支持されていることを特徴とする
    ガスタービン燃焼器。 3、特許請求の範囲第2項において、2段目燃料ノズル
    は、外筒に固定され頭部燃焼室の外周と後部燃焼室の内
    周に挿入されていることを特徴とするガスタービン燃焼
    器。 4、特許請求の範囲第2項において、燃料ノズルと燃焼
    室の支持方法は、板バネによる弾性支持であることを特
    徴とするガスタービン燃焼器。 5、特許請求の範囲第2項において、2段目燃料ノズル
    は、軸方向に複数本突出ており、ここで噴出される燃料
    と空気との混合を効率良く成し得る為、燃料ノズルと各
    々に対向するスワラーを備えておりこれら両者を一体化
    構造としたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
JP14390384A 1984-07-11 1984-07-11 ガスタ−ビン燃焼器 Granted JPS61119920A (ja)

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JPH0343536B2 JPH0343536B2 (ja) 1991-07-02

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