JPS63156926A - ガスタービンの燃焼室とこの燃焼室の運転方法 - Google Patents
ガスタービンの燃焼室とこの燃焼室の運転方法Info
- Publication number
- JPS63156926A JPS63156926A JP62309765A JP30976587A JPS63156926A JP S63156926 A JPS63156926 A JP S63156926A JP 62309765 A JP62309765 A JP 62309765A JP 30976587 A JP30976587 A JP 30976587A JP S63156926 A JPS63156926 A JP S63156926A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustion chamber
- primary
- combustor
- combustion
- gas turbine
- 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
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 118
- 238000011017 operating method Methods 0.000 title 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 43
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 32
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000010517 secondary reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
- F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
- F23C6/042—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with fuel supply in stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C6/00—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion
- F23C6/04—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection
- F23C6/045—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure
- F23C6/047—Combustion apparatus characterised by the combination of two or more combustion chambers or combustion zones, e.g. for staged combustion in series connection with staged combustion in a single enclosure with fuel supply in stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/34—Feeding into different combustion zones
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は液体燃料を使用して運転するガスタービンの
燃焼室に関する。 この発明は更にその燃焼室の運転方
法にも関する。
燃焼室に関する。 この発明は更にその燃焼室の運転方
法にも関する。
この発明の課題はガスタービンの燃焼室における工学的
改良であって、この燃焼室ではガスタービン燃焼室にお
ける液体燃料の乾燥した、ＮＯｘの乏しい燃焼を目指す
ことにある。ガス状の燃料を使用するガスタービン燃焼
室の運転の際のＮＯｘ排出値の一次側の低Ｆを達成する
ために基本的に四つの原理が知られている。即ち ａ）−次混合燃焼 ｂ）二段階燃焼。この場合第一段階で化学量論以下の燃
焼が導入され、続いて第二段階で空気の急速な混入と化
学量論以上の二次燃焼が行なわれる。
改良であって、この燃焼室ではガスタービン燃焼室にお
ける液体燃料の乾燥した、ＮＯｘの乏しい燃焼を目指す
ことにある。ガス状の燃料を使用するガスタービン燃焼
室の運転の際のＮＯｘ排出値の一次側の低Ｆを達成する
ために基本的に四つの原理が知られている。即ち ａ）−次混合燃焼 ｂ）二段階燃焼。この場合第一段階で化学量論以下の燃
焼が導入され、続いて第二段階で空気の急速な混入と化
学量論以上の二次燃焼が行なわれる。
Ｃ）平面的燃焼。この場合の目的はガスが反応域中に滞
留する時間をできる限り短くすることであるｄ）反応温
度を大きく低下させるために反応域に水また゛は蒸気を
吹き込むこと。
留する時間をできる限り短くすることであるｄ）反応温
度を大きく低下させるために反応域に水また゛は蒸気を
吹き込むこと。
行政側からなお容認されている低いＮＯｘ排出値は平面
的燃焼の場合にはせいぜい熱く酸素の多い帯域中のガス
粒子滞留時間ができる限り短い場合、即ち数ミリ砂量」
二ではない場合に維持することができる。他面低いＣＯ
排出値が得られるようにするために反応領域では或限界
温度を下回らないようにする必要がある。
的燃焼の場合にはせいぜい熱く酸素の多い帯域中のガス
粒子滞留時間ができる限り短い場合、即ち数ミリ砂量」
二ではない場合に維持することができる。他面低いＣＯ
排出値が得られるようにするために反応領域では或限界
温度を下回らないようにする必要がある。
その他、段階的燃焼によりＮＯｘを回避することが知ら
れている。この段階は、低い温度で二次燃焼を続けて行
う化学量論以下の一次燃焼域かまたは化学量論量−ヒで
操作される燃焼器要素の段階的接続を意味することがあ
る。この場合には段階が強力な混合機構をも必要とする
。
れている。この段階は、低い温度で二次燃焼を続けて行
う化学量論以下の一次燃焼域かまたは化学量論量−ヒで
操作される燃焼器要素の段階的接続を意味することがあ
る。この場合には段階が強力な混合機構をも必要とする
。
予備混合燃焼の原理はガス状の燃料の燃焼のためにはＮ
Ｏｘ還元に最良の工学的処置であることが・〜を証され
た。
Ｏｘ還元に最良の工学的処置であることが・〜を証され
た。
予備混合燃焼の本質はたとえば、一定数の管状要素内部
で燃料と圧縮空気との間に、本来の燃料過程が炎保持器
の流下方向に起こる前に、空気数が大きいにも拘わらず
予備混合過程が経過するこことにある。これにより燃焼
に原因する有害物質の排出値を大幅に小さくすることが
できる。あるときは炎がまだ燃えていることによりかつ
更に余り多くないＣＯが発生することによって起こる可
能な限り大きい空気数の燃焼はその間にＮｏｗの有害物
質量のみでなく、その」−他の有害物質即ち既に述べた
ようにＣＯと燃焼しなかった炭化水素の実質的な減少を
ももたらす。この過程の能率化は公知の燃焼室の場合低
いＮＯｘ排出値に関しては次のような所まで行なわれる
。即ち燃焼と二次反応のための空間は本来の燃焼に必要
であろう程より遥かに長く確保される。これにより大き
な空気数の選択が可能になり、そうなると、まず大量の
ＣＯが発生ずるがしかしこれが反応してＣ０２になるこ
とがあるので、結局ＣＯ排出は小さいままである。他面
空気数が大きいためにＮＯｘ排出値も小さくなる。この
種の予備燃焼技術では専ら炎の安定性が特に部分負荷の
場合には極めて少ない混合物とそこから生じる低い炎の
温度のために消失ｌ恨界に至らないようにすることだけ
は守らなければならない。このような処置はたとえば燃
料調整や段階的に運転に取り込まれる予備混合要素によ
って機械回転数に応じて実行する必要がある液体燃料、
たとえばジーゼルの自己点火に至るまでの点火遅延時間
が短いために液体燃料の予備混合燃焼は次第に問題にな
らなくなってきているというのは現代のガスタービン構
造の発達により自体合口でも既に極めて強く定められて
いる燃焼室圧を更に強めようとしているからである。そ
れを解決したのがこの発明である。
で燃料と圧縮空気との間に、本来の燃料過程が炎保持器
の流下方向に起こる前に、空気数が大きいにも拘わらず
予備混合過程が経過するこことにある。これにより燃焼
に原因する有害物質の排出値を大幅に小さくすることが
できる。あるときは炎がまだ燃えていることによりかつ
更に余り多くないＣＯが発生することによって起こる可
能な限り大きい空気数の燃焼はその間にＮｏｗの有害物
質量のみでなく、その」−他の有害物質即ち既に述べた
ようにＣＯと燃焼しなかった炭化水素の実質的な減少を
ももたらす。この過程の能率化は公知の燃焼室の場合低
いＮＯｘ排出値に関しては次のような所まで行なわれる
。即ち燃焼と二次反応のための空間は本来の燃焼に必要
であろう程より遥かに長く確保される。これにより大き
な空気数の選択が可能になり、そうなると、まず大量の
ＣＯが発生ずるがしかしこれが反応してＣ０２になるこ
とがあるので、結局ＣＯ排出は小さいままである。他面
空気数が大きいためにＮＯｘ排出値も小さくなる。この
種の予備燃焼技術では専ら炎の安定性が特に部分負荷の
場合には極めて少ない混合物とそこから生じる低い炎の
温度のために消失ｌ恨界に至らないようにすることだけ
は守らなければならない。このような処置はたとえば燃
料調整や段階的に運転に取り込まれる予備混合要素によ
って機械回転数に応じて実行する必要がある液体燃料、
たとえばジーゼルの自己点火に至るまでの点火遅延時間
が短いために液体燃料の予備混合燃焼は次第に問題にな
らなくなってきているというのは現代のガスタービン構
造の発達により自体合口でも既に極めて強く定められて
いる燃焼室圧を更に強めようとしているからである。そ
れを解決したのがこの発明である。
この発明の基本課題は、初めに記載した様式の燃焼室で
ガス状の燃料により運転される燃焼室の場合と比較でき
る低いＮＯｘ燃焼値を燃焼空間の外側で液体燃料が自己
発火する危険なしに得ることにある。
ガス状の燃料により運転される燃焼室の場合と比較でき
る低いＮＯｘ燃焼値を燃焼空間の外側で液体燃料が自己
発火する危険なしに得ることにある。
この発明の利点は、本質的に次の点にある。即ち簡単に
、低いＮＯｘ排出をするようなシステムの開発にある。
、低いＮＯｘ排出をするようなシステムの開発にある。
このシステムは自体真に高価な技術と予備混合の達成に
必要な下部構造がなくて間に合うものである。
必要な下部構造がなくて間に合うものである。
この概念は原理的に、−火燃焼システムと二次燃焼シス
テムを設ける点にある。液体燃料は直接燃焼空間内に吹
き込まれる。二次燃焼器では吹き込まれた燃料は空気ジ
ャケットで遮蔽される。その場合ここでは非自動供給式
燃焼°器ではない。中央室内で一次燃焼室の端部に配置
してある二次燃焼室はその都度−個または数個の一次燃
焼器と組合わされて用いられる。一次燃焼器から生じた
熱ガスは、化学量論に近い条件での燃焼を回避するため
に二次燃焼器の燃料ノズルの直ぐ近くでは二次燃焼器か
ら生じた混合物に点火すべきではないそのためにねじれ
ておらずかつ二次燃焼室ノズルから出ている燃料の霧を
まず外側の熱ガスに対して効果的に遮蔽する空気ジャケ
ットが働く。二次燃焼混合物の点火は、二次燃焼ノズル
によって持ち込まれた液体燃料が遮蔽されたジャケット
空気と空気含有熱ガスと十分に強く混合した場合にのみ
可能になるようにしなければならない。その結果温度が
低い場合わずかな混合物中で燃焼が行なわれ゛る。
テムを設ける点にある。液体燃料は直接燃焼空間内に吹
き込まれる。二次燃焼器では吹き込まれた燃料は空気ジ
ャケットで遮蔽される。その場合ここでは非自動供給式
燃焼°器ではない。中央室内で一次燃焼室の端部に配置
してある二次燃焼室はその都度−個または数個の一次燃
焼器と組合わされて用いられる。一次燃焼器から生じた
熱ガスは、化学量論に近い条件での燃焼を回避するため
に二次燃焼器の燃料ノズルの直ぐ近くでは二次燃焼器か
ら生じた混合物に点火すべきではないそのためにねじれ
ておらずかつ二次燃焼室ノズルから出ている燃料の霧を
まず外側の熱ガスに対して効果的に遮蔽する空気ジャケ
ットが働く。二次燃焼混合物の点火は、二次燃焼ノズル
によって持ち込まれた液体燃料が遮蔽されたジャケット
空気と空気含有熱ガスと十分に強く混合した場合にのみ
可能になるようにしなければならない。その結果温度が
低い場合わずかな混合物中で燃焼が行なわれ゛る。
実施例を示した図について更に詳記する。
第１図はＧＴ環状機枠１の内側に設けたガスタービンの
燃焼室を示す。燃焼室全体がＧＴ環状機枠ｌの内側に埋
設してある場合には、燃焼室は圧縮機１０から出る圧縮
空気１１と室式に結合されている。ガスタービン環状機
枠壁は、圧縮機最終圧力に耐える。燃焼空間の幾何学的
形状は軸方向断面Ｉ２が示しているように環内筒状であ
り、端面側に配置された二つの一次燃焼室５，５ａから
成り、これらの一次燃焼器は中央燃焼室６に対して対称
であり、Ｖ字型に配置してある。熱論一次燃焼室５．５
８は中央燃焼室６の中実軸に対して水平面」−に置くこ
とができる。一次燃焼室り、５ａ自体はその端面側端部
で周方向に燃焼室の出力によってきまる数量の軸に・１
行に配置された一次燃焼室２．２ａを備えている。これ
らの燃焼室は本質的に一本の燃料管３，３ａと一個の旋
回体８，８ａとから構成されている。
燃焼室を示す。燃焼室全体がＧＴ環状機枠ｌの内側に埋
設してある場合には、燃焼室は圧縮機１０から出る圧縮
空気１１と室式に結合されている。ガスタービン環状機
枠壁は、圧縮機最終圧力に耐える。燃焼空間の幾何学的
形状は軸方向断面Ｉ２が示しているように環内筒状であ
り、端面側に配置された二つの一次燃焼室５，５ａから
成り、これらの一次燃焼器は中央燃焼室６に対して対称
であり、Ｖ字型に配置してある。熱論一次燃焼室５．５
８は中央燃焼室６の中実軸に対して水平面」−に置くこ
とができる。一次燃焼室り、５ａ自体はその端面側端部
で周方向に燃焼室の出力によってきまる数量の軸に・１
行に配置された一次燃焼室２．２ａを備えている。これ
らの燃焼室は本質的に一本の燃料管３，３ａと一個の旋
回体８，８ａとから構成されている。
一個の環円筒状一次燃焼室５．５ａを通して設ける代わ
りに周縁部に自体閉鎖している燃焼室ユニットをいくつ
か分散配置することができる。これ゛らの燃焼室ユニッ
トは特に反回転方向に向けられた旋回体を有するそれぞ
れ一組の双体燃焼゛室から構成される。その結果個々の
燃焼室ユニット中で効果的な混合工程を行うことができ
る。その場合環内筒状排出管路が個々の燃焼室ユニット
から出る熱ガスを集めてそれを中央燃焼室６に運ぶ。こ
こに示した環円筒状一次燃焼室５．５８を配置する場合
には、そこに隣接して軸に平行に配置された一次燃焼室
２あるいは２ａは交互に反回転方向に向けた旋回体８，
８ａを備えることができる。特に二つの向き合う一次燃
焼室２，２ａと組合わせてそれぞれ一個の二次燃焼室４
を設けである。二次燃焼室４からは液体燃料１５が直接
燃焼空間に入れられ、空気ジャケット１４により遮蔽さ
れる。二次燃焼室４は、自動供給式ではなく構成されて
いる。即ちその混合物燃焼には永久点火を必要とする。
りに周縁部に自体閉鎖している燃焼室ユニットをいくつ
か分散配置することができる。これ゛らの燃焼室ユニッ
トは特に反回転方向に向けられた旋回体を有するそれぞ
れ一組の双体燃焼゛室から構成される。その結果個々の
燃焼室ユニット中で効果的な混合工程を行うことができ
る。その場合環内筒状排出管路が個々の燃焼室ユニット
から出る熱ガスを集めてそれを中央燃焼室６に運ぶ。こ
こに示した環円筒状一次燃焼室５．５８を配置する場合
には、そこに隣接して軸に平行に配置された一次燃焼室
２あるいは２ａは交互に反回転方向に向けた旋回体８，
８ａを備えることができる。特に二つの向き合う一次燃
焼室２，２ａと組合わせてそれぞれ一個の二次燃焼室４
を設けである。二次燃焼室４からは液体燃料１５が直接
燃焼空間に入れられ、空気ジャケット１４により遮蔽さ
れる。二次燃焼室４は、自動供給式ではなく構成されて
いる。即ちその混合物燃焼には永久点火を必要とする。
一次燃焼器２ 、２ ａから生じた熱ガスｉ３は二次燃
焼器４から生じた混合物１４／１５を燃焼器４の燃料ノ
ズルの直ぐ近くでは点火できないようにする必要がある
。そのために遮蔽作用する空気ジャケット１４が効力を
発揮する。この空気ジャケットは特にねじれないもので
なければならず、かつ二次燃焼ノズルから出て行く燃料
の霧Ｉ５をまずそこに集まる一次燃焼器２．２８の熱ガ
ス１３に対して゛効果的に遮蔽する。二次燃焼混合物１
４／１５の点火は、燃焼ノズルによって持ち込まれた液
体燃料１５が十分に強く遮蔽作用空気ジャケットＩ４と
混合している場合にのみ可能になるようにずべきである
。二次燃焼器４の燃料供給と空気ジャケット１４に関す
る空気数は予備混合燃焼器の場合と同様の危険に応じて
きまる。この二次燃焼原理では熱ガス１３の急速な混入
が、この熱ガスが二次燃焼混合物１４／１５の最初の異
物点火を導入した後燃焼の安定性のために重要な役割を
果たす。従って一次燃焼ガスＩ３と二次燃焼混合物１４
／１５との間のパルス密度比が極めて大きく、１より遥
かに大きく、定められることに注意しなければならない
。その場合、最良の構造の二次燃焼器４は予備混合燃焼
器より多くのＮｏｗは殆ど生じないことが裏付けられ、
一方無論自動供給式でなければならない一次燃焼器２．
２ａはたとえば拡散燃焼器として構成されており、遥か
に高いＮｏｘ排出の原因となる。この理由からガスター
ビン燃焼室中では、できるだけ多量の液体燃料を二次燃
焼室４経由で供給する処置をとらなければならない。従
って二次燃焼室２，２ａはできる限り小さく設計すべき
であるし、高い空気数で運転する必要がある。二つの処
置によって、一次燃焼器２．２ａの運転から生じるＮ０
ｗ排出を可能な限り低く抑えることができる。その結果
ガスタービン燃焼室の運転に有利になるように、一次燃
焼器２．２ａと二次燃焼器４とが段階的に運転されるよ
うに整合される。特にガスタービンのゼロ荷重の付近の
負荷点では二次燃焼器４が接続される。接続点と最大荷
重の間では荷重は二次燃焼器４に対する燃料供給を介し
てのみ調整される。そうなると二次燃焼荷重の増大と共
に二次燃焼器２．２８に対する燃料供給の段階的減少を
導入することができる一一次燃焼Ｚｓ ２ 、２ ａに
対する燃料供給の減少のド限は一つには一次燃焼器の消
失限界によりまた他方では二次燃焼器燃料を燃え切らせ
るために−・次燃焼器の排ガスの温度を十分に高くしな
ければならないことによってきまる。空気ジャケット１
４は一次燃焼器２．２ａから出る熱ガス１３から二次燃
焼器４とその円錐形噴霧液体燃料１５を遮蔽する。既に
記載したように、二次燃焼器４から生じた混合物１４／
Ｉ ５は化学量論に近い条件では燃料ノズル１５の直ぐ
近くでは着火に至らない方がよい。二次燃焼混合物１４
／Ｉ ５の着火は二次燃焼ノズルによりもたらされた液
体燃料１５が十分に強く遮蔽作用する空気シャケブト１
４と混合した場合、即ち中央燃焼室６の下流にある場合
にのみ可能になる。更に、下流には混合室７があり、ど
の混合室は、圧力全体と温度が一様な渦のない流れがタ
ービン９に当たる前に発生しうるように働くものである
。
焼器４から生じた混合物１４／１５を燃焼器４の燃料ノ
ズルの直ぐ近くでは点火できないようにする必要がある
。そのために遮蔽作用する空気ジャケット１４が効力を
発揮する。この空気ジャケットは特にねじれないもので
なければならず、かつ二次燃焼ノズルから出て行く燃料
の霧Ｉ５をまずそこに集まる一次燃焼器２．２８の熱ガ
ス１３に対して゛効果的に遮蔽する。二次燃焼混合物１
４／１５の点火は、燃焼ノズルによって持ち込まれた液
体燃料１５が十分に強く遮蔽作用空気ジャケットＩ４と
混合している場合にのみ可能になるようにずべきである
。二次燃焼器４の燃料供給と空気ジャケット１４に関す
る空気数は予備混合燃焼器の場合と同様の危険に応じて
きまる。この二次燃焼原理では熱ガス１３の急速な混入
が、この熱ガスが二次燃焼混合物１４／１５の最初の異
物点火を導入した後燃焼の安定性のために重要な役割を
果たす。従って一次燃焼ガスＩ３と二次燃焼混合物１４
／１５との間のパルス密度比が極めて大きく、１より遥
かに大きく、定められることに注意しなければならない
。その場合、最良の構造の二次燃焼器４は予備混合燃焼
器より多くのＮｏｗは殆ど生じないことが裏付けられ、
一方無論自動供給式でなければならない一次燃焼器２．
２ａはたとえば拡散燃焼器として構成されており、遥か
に高いＮｏｘ排出の原因となる。この理由からガスター
ビン燃焼室中では、できるだけ多量の液体燃料を二次燃
焼室４経由で供給する処置をとらなければならない。従
って二次燃焼室２，２ａはできる限り小さく設計すべき
であるし、高い空気数で運転する必要がある。二つの処
置によって、一次燃焼器２．２ａの運転から生じるＮ０
ｗ排出を可能な限り低く抑えることができる。その結果
ガスタービン燃焼室の運転に有利になるように、一次燃
焼器２．２ａと二次燃焼器４とが段階的に運転されるよ
うに整合される。特にガスタービンのゼロ荷重の付近の
負荷点では二次燃焼器４が接続される。接続点と最大荷
重の間では荷重は二次燃焼器４に対する燃料供給を介し
てのみ調整される。そうなると二次燃焼荷重の増大と共
に二次燃焼器２．２８に対する燃料供給の段階的減少を
導入することができる一一次燃焼Ｚｓ ２ 、２ ａに
対する燃料供給の減少のド限は一つには一次燃焼器の消
失限界によりまた他方では二次燃焼器燃料を燃え切らせ
るために−・次燃焼器の排ガスの温度を十分に高くしな
ければならないことによってきまる。空気ジャケット１
４は一次燃焼器２．２ａから出る熱ガス１３から二次燃
焼器４とその円錐形噴霧液体燃料１５を遮蔽する。既に
記載したように、二次燃焼器４から生じた混合物１４／
Ｉ ５は化学量論に近い条件では燃料ノズル１５の直ぐ
近くでは着火に至らない方がよい。二次燃焼混合物１４
／Ｉ ５の着火は二次燃焼ノズルによりもたらされた液
体燃料１５が十分に強く遮蔽作用する空気シャケブト１
４と混合した場合、即ち中央燃焼室６の下流にある場合
にのみ可能になる。更に、下流には混合室７があり、ど
の混合室は、圧力全体と温度が一様な渦のない流れがタ
ービン９に当たる前に発生しうるように働くものである
。
原理的には混合室７の長さは混合過程の強さに強く影響
される。観察により、圧力が一様で渦のない流れは対応
する燃焼室ユニットのほぼ三つの直径の長さに応じて得
られることが分かった。一次燃焼器２．２８の最善の態
様に関しては、ヨーロッパ特許出願公開第０１９３０２
９号の特に第２図以下に記載がある。
される。観察により、圧力が一様で渦のない流れは対応
する燃焼室ユニットのほぼ三つの直径の長さに応じて得
られることが分かった。一次燃焼器２．２８の最善の態
様に関しては、ヨーロッパ特許出願公開第０１９３０２
９号の特に第２図以下に記載がある。
第２図に示した態様は二次燃焼器４を一次燃焼器２．２
８の熱ガス１３から更に良く遮蔽するものである。この
目的のために遮蔽空気１４の入り口■６は燃焼室中に少
なくとも円錐形噴霧液体燃料１５が共に遮蔽される程延
長される。熱ガス１３はここで初めて更に下流の二次燃
焼混合物１４／１５に向かって流下する。そこで液体燃
料１５と遮蔽作用する空気ジャケットＩ４との混合は、
この混合物１４／ｆ ５の順調に進むところまで進展す
る。
８の熱ガス１３から更に良く遮蔽するものである。この
目的のために遮蔽空気１４の入り口■６は燃焼室中に少
なくとも円錐形噴霧液体燃料１５が共に遮蔽される程延
長される。熱ガス１３はここで初めて更に下流の二次燃
焼混合物１４／１５に向かって流下する。そこで液体燃
料１５と遮蔽作用する空気ジャケットＩ４との混合は、
この混合物１４／ｆ ５の順調に進むところまで進展す
る。
第３図は他の変形例で、二次燃焼室４とその円錐形噴霧
液体燃料１５が中央燃焼室６の領域で熱ガス菫３から遮
蔽される。遮蔽作用する空気１４は二次燃焼器４に沿っ
てかつ側方では何枚かの薄板Ｉ７の間を通って中央燃焼
室６に流入する。このよ′うな処置には、液体燃料１５
と混合室７の前の遮蔽作用する空気１４との間の混合が
最善状態になるという利点がある。そうなると既に混合
室７の始めの所でそこに流入する熱ガス■３によってこ
の混合物１４／１５の着火が行なわれる。こうして混合
室７の全長は、圧力が一様でかつ流体の当たるタービン
のための温度の渦のない流れを作るために利用される。
液体燃料１５が中央燃焼室６の領域で熱ガス菫３から遮
蔽される。遮蔽作用する空気１４は二次燃焼器４に沿っ
てかつ側方では何枚かの薄板Ｉ７の間を通って中央燃焼
室６に流入する。このよ′うな処置には、液体燃料１５
と混合室７の前の遮蔽作用する空気１４との間の混合が
最善状態になるという利点がある。そうなると既に混合
室７の始めの所でそこに流入する熱ガス■３によってこ
の混合物１４／１５の着火が行なわれる。こうして混合
室７の全長は、圧力が一様でかつ流体の当たるタービン
のための温度の渦のない流れを作るために利用される。
第１図は一次燃焼器と二次燃焼器を有する環円筒状燃焼
室を示し、第２図は一個の二次燃焼器の周囲を示し、第
３図は更にその周囲を示す図である。 図中符号 ｌ・・・ＧＴ環状機枠、２．２ａ・・・一次燃焼器、３
，３ａ・・・燃料管、４・・・二次燃焼器、５．５ａ・
・・一次燃焼器、６・・・中央燃焼室、７・・・混合室
、８．８８・・・旋回体、９・・・タービン流入口、１
０・・・圧縮器、１１・・・圧縮空気、１２・・・軸方
向断面、１３・・・−火燃焼器の熱ガス、１４・・・遮
蔽作用する空気ジャケット、１５・・・円錐形噴霧液体
燃料、１４／１５・・・混合空気／液体燃料、二次燃焼
混合物、Ｉ６・・・二次燃焼器の流入口、１７・・・薄
膜。
室を示し、第２図は一個の二次燃焼器の周囲を示し、第
３図は更にその周囲を示す図である。 図中符号 ｌ・・・ＧＴ環状機枠、２．２ａ・・・一次燃焼器、３
，３ａ・・・燃料管、４・・・二次燃焼器、５．５ａ・
・・一次燃焼器、６・・・中央燃焼室、７・・・混合室
、８．８８・・・旋回体、９・・・タービン流入口、１
０・・・圧縮器、１１・・・圧縮空気、１２・・・軸方
向断面、１３・・・−火燃焼器の熱ガス、１４・・・遮
蔽作用する空気ジャケット、１５・・・円錐形噴霧液体
燃料、１４／１５・・・混合空気／液体燃料、二次燃焼
混合物、Ｉ６・・・二次燃焼器の流入口、１７・・・薄
膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）液体燃料を使用して運転するためのガスタービンの
燃焼室において、燃焼室の燃焼部に一個または数個の一
次燃焼器（２、２ａ）と組み合わせてそれぞれ少なくと
も一個の二次燃焼器（４）を装入してあり、二次燃焼器
（４）と少なくともその円錐燃料噴霧器（１５）を一次
燃焼器（２、２ａ）の加熱ガス（１３）の前で回りを囲
む空気流（１４）により遮蔽してある、ガスタービンの
燃焼室。 ２）燃焼室を環円筒状中央燃焼室（６）とそこからそれ
ぞれ側方へ鏡像配置された環円筒状一次燃焼室（５、５
ａ）とから構成し、中央燃焼室（６）には二次燃焼器（
４）を備え、一次燃焼室（５、５ａ）には端面に周方向
に軸方向配置の一次燃焼器（２、２ａ）を備えた、特許
請求の範囲１）に記載の燃焼室。 ３）一次燃焼室（５、５ａ）を中央燃焼室（６）に対し
てＶ字型に設けてある、特許請求の範囲２）に記載の燃
焼室。 ４）中央燃焼室（６）の周方向に各側面に燃焼室ユニッ
トを規則的に配置し、これらの燃焼室には双体燃焼室を
形成する二個の一次燃焼室（２、２ａ）をそれぞれ備え
、燃焼室ユニットの内部に対向渦流を生じる旋回体（８
、８ａ）を設けた、特許請求の範囲１）に記載の燃焼室
。 ５）二次燃焼器とその円錐燃料噴霧器（１５）を機械的
手段（１６、１７）によって流れ来る熱ガス（１３）か
ら保護してある、特許請求の範囲１）に記載の燃焼室。 ６）液体燃料（１５）を直接中央燃焼室（６）中に噴霧
する二次燃焼室（４）を設けてあり、二次燃焼室（４）
は自動供給式ではなく、遮蔽作用をする空気ジャケット
（１４）がねじれないようにしたことを特徴とする、燃
焼室の燃焼部に一個または数個の一次燃焼器（２、２ａ
）と組み合わせてそれぞれ少なくとも一個の二次燃焼器
（４）を装入してあり、二次燃焼器（４）と少なくとも
その円錐燃料噴霧器（１５）を一次燃焼器（２、２ａ）
の加熱ガス（１３）の前で回りを囲む空気流（１４）に
より遮蔽してある液体燃料を使用するガスタービンの燃
焼室の運転方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH4892/86-9 | 1986-12-09 | ||
| CH4892/86A CH672366A5 (ja) | 1986-12-09 | 1986-12-09 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63156926A true JPS63156926A (ja) | 1988-06-30 |
Family
ID=4284343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62309765A Pending JPS63156926A (ja) | 1986-12-09 | 1987-12-09 | ガスタービンの燃焼室とこの燃焼室の運転方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4805411A (ja) |
| EP (1) | EP0276397B1 (ja) |
| JP (1) | JPS63156926A (ja) |
| CH (1) | CH672366A5 (ja) |
| DE (1) | DE3767873D1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8789375B2 (en) | 2006-01-03 | 2014-07-29 | General Electric Company | Gas turbine combustor having counterflow injection mechanism and method of use |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4928481A (en) * | 1988-07-13 | 1990-05-29 | Prutech Ii | Staged low NOx premix gas turbine combustor |
| US5199265A (en) * | 1991-04-03 | 1993-04-06 | General Electric Company | Two stage (premixed/diffusion) gas only secondary fuel nozzle |
| US5259184A (en) * | 1992-03-30 | 1993-11-09 | General Electric Company | Dry low NOx single stage dual mode combustor construction for a gas turbine |
| US5323604A (en) * | 1992-11-16 | 1994-06-28 | General Electric Company | Triple annular combustor for gas turbine engine |
| DE19615910B4 (de) * | 1996-04-22 | 2006-09-14 | Alstom | Brenneranordnung |
| GB2319078B (en) | 1996-11-08 | 1999-11-03 | Europ Gas Turbines Ltd | Combustor arrangement |
| EP0924470B1 (de) * | 1997-12-19 | 2003-06-18 | MTU Aero Engines GmbH | Vormischbrennkammer für eine Gasturbine |
| US6430919B1 (en) * | 2000-03-02 | 2002-08-13 | Direct Propulsion Devices, Inc. | Shaped charged engine |
| DE50212743D1 (de) * | 2002-01-14 | 2008-10-16 | Alstom Technology Ltd | Brenneranordnung für die ringförmige brennkammer einer gasturbine |
| US8178045B2 (en) * | 2007-12-17 | 2012-05-15 | University Of Louisville Research Foundation, Inc. | Interchangeable preconcentrator connector assembly |
| US8448532B2 (en) * | 2009-03-18 | 2013-05-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Actively cooled vapor preconcentrator |
| RU2534189C2 (ru) * | 2010-02-16 | 2014-11-27 | Дженерал Электрик Компани | Камера сгорания для газовой турбины(варианты) и способ эксплуатации газовой турбины |
| US20120304660A1 (en) * | 2011-06-06 | 2012-12-06 | Kupratis Daniel B | Turbomachine combustors having different flow paths |
| US20230280035A1 (en) * | 2022-03-07 | 2023-09-07 | General Electric Company | Bimodal combustion system |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54111007A (en) * | 1978-01-28 | 1979-08-31 | Rolls Royce | Gas turbine engine |
| JPS5755975U (ja) * | 1980-09-16 | 1982-04-01 | ||
| JPS59202324A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン低ＮＯｘ燃焼器 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2221621B1 (ja) * | 1973-03-13 | 1976-09-10 | Snecma | |
| US3872664A (en) * | 1973-10-15 | 1975-03-25 | United Aircraft Corp | Swirl combustor with vortex burning and mixing |
| US4173118A (en) * | 1974-08-27 | 1979-11-06 | Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fuel combustion apparatus employing staged combustion |
| US4052844A (en) * | 1975-06-02 | 1977-10-11 | Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation | Gas turbine combustion chambers |
| US4012904A (en) * | 1975-07-17 | 1977-03-22 | Chrysler Corporation | Gas turbine burner |
| US4168609A (en) * | 1977-12-01 | 1979-09-25 | United Technologies Corporation | Folded-over pilot burner |
| GB2013788B (en) * | 1978-01-28 | 1982-06-03 | Rolls Royce | Gas turbine engine |
| GB2043868B (en) * | 1979-03-08 | 1982-12-15 | Rolls Royce | Gas turbine |
| US4292801A (en) * | 1979-07-11 | 1981-10-06 | General Electric Company | Dual stage-dual mode low nox combustor |
| GB2072827A (en) * | 1980-03-29 | 1981-10-07 | Rolls Royce | A tubo-annular combustion chamber |
| GB2073400B (en) * | 1980-04-02 | 1984-03-14 | United Technologies Corp | Fuel injector |
| JPS57187531A (en) * | 1981-05-12 | 1982-11-18 | Hitachi Ltd | Low nox gas turbine burner |
| JPS6057131A (ja) * | 1983-09-08 | 1985-04-02 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン燃焼器の燃料供給方法 |
| EP0169431B1 (en) * | 1984-07-10 | 1990-04-11 | Hitachi, Ltd. | Gas turbine combustor |
| EP0193029B1 (de) * | 1985-02-26 | 1988-11-17 | BBC Brown Boveri AG | Brennkammer für Gasturbinen |
-
1986
- 1986-12-09 CH CH4892/86A patent/CH672366A5/de not_active IP Right Cessation
-
1987
- 1987-11-19 EP EP87117059A patent/EP0276397B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1987-11-19 DE DE8787117059T patent/DE3767873D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-11-25 US US07/125,126 patent/US4805411A/en not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-09 JP JP62309765A patent/JPS63156926A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54111007A (en) * | 1978-01-28 | 1979-08-31 | Rolls Royce | Gas turbine engine |
| JPS5755975U (ja) * | 1980-09-16 | 1982-04-01 | ||
| JPS59202324A (ja) * | 1983-05-04 | 1984-11-16 | Hitachi Ltd | ガスタ−ビン低ＮＯｘ燃焼器 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8789375B2 (en) | 2006-01-03 | 2014-07-29 | General Electric Company | Gas turbine combustor having counterflow injection mechanism and method of use |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH672366A5 (ja) | 1989-11-15 |
| DE3767873D1 (de) | 1991-03-07 |
| US4805411A (en) | 1989-02-21 |
| EP0276397A1 (de) | 1988-08-03 |
| EP0276397B1 (de) | 1991-01-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1042339A (en) | Pollutant reduction with selective gas stack recirculation | |
| US3982392A (en) | Combustion apparatus | |
| US5158445A (en) | Ultra-low pollutant emission combustion method and apparatus | |
| US4356698A (en) | Staged combustor having aerodynamically separated combustion zones | |
| JP3312152B2 (ja) | 低ＮＯｘ燃焼 | |
| US5013236A (en) | Ultra-low pollutant emission combustion process and apparatus | |
| US5584684A (en) | Combustion process for atmospheric combustion systems | |
| US5687571A (en) | Combustion chamber with two-stage combustion | |
| US5645410A (en) | Combustion chamber with multi-stage combustion | |
| EP0388886A2 (en) | Method of burning a premixed gas and a combustor for practicing the method | |
| JPH02208417A (ja) | ガスタービン燃焼器及びその運転方法 | |
| JPS63156926A (ja) | ガスタービンの燃焼室とこの燃焼室の運転方法 | |
| CN101968220A (zh) | 低氮氧化物燃烧工艺和燃烧装置以及应用 | |
| KR20030036174A (ko) | 에너지 시스템에 사용되는 환상 연소기 | |
| JP2000514171A (ja) | バーナ | |
| EP0773410B1 (en) | Fuel and air mixing tubes | |
| JPH11190504A (ja) | バーナ内でガス状、液状並びに中カロリー又は低カロリーの燃料を燃焼する方法と該方法を実施するための熱発生器用のバーナ | |
| RU2306483C1 (ru) | Способ сжигания жидкого или газообразного топлива для получения тепла и воздухонагреватель для его осуществления | |
| JPS6325418A (ja) | 化学量論的量を下回る燃焼のための前燃焼室を備えた燃焼室装置 | |
| JPH05202769A (ja) | ガスタービン動力プラント | |
| CN105889980A (zh) | 用于衬套中的空气进入以减少需水量来控制NOx的新型方法 | |
| JPH0443220A (ja) | ガスタービンの燃焼器 | |
| JPH08247419A (ja) | ２段燃焼式燃焼室 | |
| JP2565980B2 (ja) | 低カロリーガス用ガスタービン燃焼器 | |
| RU2133411C1 (ru) | Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя |