JPS6275034A - ガス燃料制御方法及び装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガス燃料制御方法及び装置に関し、更に詳し
くはガス燃料を用いたガスタービン発電設備等において
、燃料ガスの圧力や濃度が変動しても発熱量を一定にす
るガス燃料制御方法及びガス燃料制御装置に関するもの
である。

〔従来技術〕

ガスタービンにおいて、ガス燃料の発熱量が大きく変化
する場合の対策として、特開昭６０−６７７２４号公報
には、２重のガスマニホールド及び２重の燃料ノズル孔
を設け、燃焼器内圧力及び燃料ノズル入口のガス圧力を
検知してその圧力比に応じてノズル入口切替弁を切り替
えるようにすることが開示されている。

ところが、上記の構造では、ガスマニホールドが２重に
必要となるとともに、燃料ノズルにガス通路を２重に設
ける必要があり、このため構造が複雑になるという問題
があった。また切替弁の切替え時でも発熱量が一定にな
るように制御することは非常に困難を伴うものであった
。

〔発明の目的〕

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
ものであって、簡単な構成でかつ切替弁の難しい切替制
御等を必要とせず、発熱量を一定にすることのできるガ
ス燃料制御方法及び装置の提供を目的とするものである
。

〔発明の構成〕

本発明に係るガス燃料制御方法は、発熱量に対応するも
のとして燃料ガスの主要ガス濃度を検知し、その濃度に
応じて燃料ガスの供給圧力を制御して燃料ガス流量を制
御することにより発熱量を一定にするとともに、燃料ノ
ズルの流出断面積を燃料ガスの濃度に応じて制御して燃
料ガス流量が変化しても燃料ガスの流出速度が一定にな
るようにし、安定した燃焼を確保するようにしたことを
特徴とするものである。

また、上記方法を実施するための本発明に係るガス燃料
制御装置は、燃料ガスの主要ガス濃度を検知するガス濃
度計を設け、燃料ガスの供給圧力調整手段の設定圧を前
記ガス濃度計からの信号により調節する圧力調節計を設
け、燃料ガスを燃焼器内に噴射する燃料ノズルとして、
コーンタイプでそのスロート面積が前記ガス濃度計から
の信号により調整されるスロート可変形の燃料ノズルを
設けたことを特徴とするものである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明すれば、以下の通りである。

坑内ガス（ガス成分：メタン、空気）などの燃料ガスが
燃料ガス源１からホルダー２に供給されて貯蔵されてい
る。この燃料ガスは、ホルダー２から圧縮機３で高圧ガ
スに圧縮されて、手動遮断弁４・ストレーナ５・自動遮
断弁６・燃料ガス制御弁７・燃料ガスマニホールド８を
経て、燃焼器９の燃焼筒１０内に臨んで配設された燃料
ノズル１１に供給される。前記圧縮機３の吐出口からは
ホルダー２に還流するバイパス路１２が分岐され、この
バイパス路１２に圧力調整弁１３が配設されており、こ
の圧力調整弁１３で圧力調整された燃料ガスが燃料ガス
制御弁７に供給されるように構成されている。また、圧
縮機３の吐出口には、燃料ガスの主要ガス濃度を検出す
るガス濃度計１４が配設され、その出力信号が圧力調整
弁１３の設定圧力を調節する圧力調節計１５に入力され
ている。

前記燃料ノズル１１は、第２図に示すように、内部にガ
ス通路１７を有し先端部がコーン状に形成された筒状の
本体ケース１６内に、先端部にコーン状部の形成された
弁棒１８が移動可能に配置されて成る。前記ガス通路１
７は本体ケース１６の中間部に形成されたガス供給口１
９を介して前記燃料ガスマニホールド８に連通されると
ともに、本体ケース１６と弁棒１８の先端部の間に形成
されたスロート２０に連通され、弁棒１８の移動によっ
てこのスロート２０の面積が変化するように構成され、
コーンタイプでスロート可変形の燃料ノズルとなってい
る。前記弁棒１８の後端部はピストン部２１に形成され
るとともに圧縮バネ２２にて後方に付勢され、またこの
ピストン部２１の後面と本体ケース１６の後端部と後端
カバー２３にて圧力室２４が形成され、この圧力室２４
に開口する圧力供給口２５が後端カバー２３に形成され
ている。前記圧縮機３の吐出口からはスロート調整ガス
通路２６が分岐されて前記圧力供給口２５に連通されて
おり、このスロート調整ガス通路２６の途中に圧力調整
弁２７が介装され、さらにこの圧力調整弁２７の設定圧
力を調節する圧力調節計２８に前記ガス濃度計１４の出
力信号が入力されている。

前記燃料ガス制御弁７は、速度信号に基づいて作動する
アクチュエータ３０にてリンク２９を介して制御され、
燃料ガス流量を制御するように構成されている。また、
この燃料ガス制御弁７には燃焼器９内の圧力に関する信
号が入力されており、起動時にはアクチュエータ３０の
制御によらず、第３図に示すように燃焼器内圧力に応じ
て加速燃料を制御するように構成されている。

以上の構成において、燃料ガスが坑内ガスである場合、
そのメタンガス濃度は３０〜６０％程度変化する。例え
ば、メタンガス濃度が急に下がった場合は、その変化が
ガス濃度計１４で検出され、その濃度に応じて圧力調節
計１５により圧縮機３のバイパス路１２に設けられた圧
力調整弁１３の設定圧力が調節されることによって圧力
調整弁１３の開度が絞られ、バイパス流量が減って圧縮
機３の吐出圧力が上昇する。すると、燃料ガス制御弁７
において、第３図に示すように加速時も定格負荷時も燃
料ガス圧力の上昇に応じて燃料ガス流量が増加する。ま
た、燃料ノズル１１についてもガス濃度に応じて圧力調
節計２８にてスロート調整ガス通路２６の圧力調整弁２
７の設定圧力が調節されることによって圧力調整弁２７
が絞られ、燃料ノズル１１の圧力室２４への供給圧力が
低下して、弁棒１８が後退移動してスロート２０の面積
が増加する。こうして、燃料ガスの濃度が低下した場合
には、燃料ガスの供給圧力が上昇して燃料ガス流量が増
加することによって発熱量が一定に維持されるとともに
、燃料ガス流量の増大にかかわらずスロート面積が増加
することでスロート２０からの流出速度が一定になって
燃焼の安定が図られるのである。また、燃料ガス濃度が
上がった場合は、逆に圧縮機３の吐出圧力を低下させる
とともにスロート面積を減少させる。こうして、常に発
熱量及び燃料ノズルの流出速度が一定になるように制御
されるのである。

尚、上記実施例では圧縮機３の吐出圧力を調整するのに
、圧力調整弁１３を備えたバイパス路１２を設けたもの
を例示したが、例えばスクリュー圧縮機の場合にはスラ
イド弁にて制御させてもよく、またターボ圧縮機の場合
にあっては吸込口の絞り制御を行うことによって上記と
同様の機能を具備させても良い。また、圧力調整は空圧
制御でも電気制御でもよいが、電気制御の場合は防爆構
造とする必要がある。

〔発明の効果〕

本発明のガス燃料制御方法によれば、以上のように、燃
料ガスの主要ガス濃度を検知してその濃度に応じて燃料
ガスの供給圧力を制御するとともに燃料ノズルの流出断
面積を燃料ガスの濃度に応じて制御しガス流出速度を一
定にするので、燃料ガスの流量制御により発熱量を一定
にすることができるとともに、燃料ガスの流量が変化し
てもガス流出速度を一定にして安定した燃焼を確保する
ことができる。これにより、ガスマニホールドを２重に
設ける必要も、また燃料ノズル孔を２重にする必要もな
くなり、構造が簡単になり、また切替弁等による複雑な
切替制御も必要でなくなるので、制御が容易になる等の
効果を奏する。

また本発明のガス燃料制御装置によれば、上記方法をガ
ス濃度計と圧力調節計を用いることにより簡単な構成で
的確に実施することができ、また燃料ノズルの構成が簡
単であり、動作が確実でかつ安価に得られる等の効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

各図は本発明の一実施例を示し、第１図は全体構成図、
第２図は燃料ノズルの断面図、第３図は燃料ガス制御弁
の燃焼器内圧力と燃料ガス流量との関係を示す特性図で
ある。 ３は圧縮機、９は燃焼器、１１は燃料ノズル、１３は圧
力調整弁、１４はガス濃度計、１５は圧力調節計、２０
はスロート、２６はスロート調整ガス通路１．２７は圧
力調整弁、２８は圧力調節計である。 特許出願人　　　　　株式会社　神戸製鋼所乙 響＄楓颯−８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料ガスの主要ガス濃度を検知してその濃度に応じ
   て燃料ガスの供給圧力を制御するとともに、燃料ノズル
   の流出断面積を燃料ガスの濃度に応じて制御しガス流出
   速度を一定にすることを特徴とするガス燃料制御方法。 ２、燃料ガスの主要ガス濃度を検知するガス濃度計を設
   け、燃料ガスの供給圧力調整手段の設定圧を前記ガス濃
   度計からの信号により調節する圧力調節計を設け、燃料
   ガスを燃焼器内に噴射する燃料ノズルとして、コーンタ
   イプでそのスロート面積が前記ガス濃度計からの信号に
   より調整されるスロート可変形の燃料ノズルを設けたこ
   とを特徴とするガス燃料制御装置。