(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、ガスタービン燃焼器において、低ＮＯｘと燃焼安定性を両立する構造を提供することにある。【解決手段】  本発明は、空気孔プレートの燃焼室側壁面は、内周側壁面が外周側壁面より燃焼室下流側に位置するとともに、内周側壁面及び外周側壁面とを接続する接続部壁面の空気孔プレート中心軸からの半径距離が、燃焼室上流側に比べ下流側を減少させるように、接続部壁面が中心軸に対して傾斜していることを特徴とする。【効果】  本発明によれば、ガスタービン燃焼器において、低ＮＯｘと燃焼安定性を両立する構造を提供できる。【選択図】図１
2010133621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と空気とが供給される燃焼室と、
該燃焼室の上流側壁面に位置し、複数の空気孔を備えた空気孔プレートと、
それぞれの該空気孔の上流側に配置された燃料ノズルとを備えたガスタービン燃焼器であって、
前記空気孔プレートの燃焼室側壁面は、内周側壁面が外周側壁面より燃焼室下流側に位置するとともに、
前記内周側壁面及び前記外周側壁面とを接続する接続部壁面の空気孔プレート中心軸からの半径距離が、燃焼室上流側に比べ下流側を減少させるように、前記接続部壁面が前記中心軸に対して傾斜していることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項２】
燃料と空気とが供給される燃焼室と、
該燃焼室の上流側壁面に位置し、複数の空気孔を備えた空気孔プレートと、
それぞれの該空気孔の上流側に配置され、前記空気孔プレートの中心軸側に設けられた第１の燃料ノズル群、及び前記第１の燃料ノズル群の外周側に位置する第２の燃料ノズル群と、
前記燃料ノズル群に燃料を供給する２つの燃料系統とを備えたガスタービン燃焼器であって、
前記空気孔プレートの燃焼室側壁面は、内周側壁面が外周側壁面より燃焼室下流側に位置するとともに、
前記内周側壁面及び前記外周側壁面とを接続する接続部壁面の空気孔プレート中心軸からの半径距離が、燃焼室上流側に比べ下流側を減少させるように、前記接続部壁面が前記中心軸に対して傾斜している構造を有し、
前記第１の燃料ノズル群から供給される燃料流量が前記第２の燃料ノズル群から供給される燃料流量に比べ多いことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項３】
請求項１又は２のガスタービン燃焼器において、前記空気孔プレートに配設された空気孔は前記空気孔プレート中心軸に対して傾斜配置されることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項４】
請求項１又は２のガスタービン燃焼器であって、
前記空気孔プレートの厚みが半径方向で一定であることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガスタービン燃焼器に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境に対する規制や社会的要求が日増しに強くなっており、ガスタービンにおいてもさらなる高効率化，低ＮＯｘ化が求められている。
【０００３】
ガスタービンを高効率化させるための一方策として、タービン入口ガス温度を上昇させることが考えられるが、この場合ガスタービン燃焼器での火炎温度の上昇に伴ってＮＯｘの排出量増加が懸念される。
【０００４】
特許文献１には、燃焼室に燃料を供給する燃料ノズルと、この燃料ノズルの下流側に位置し、酸化剤を供給する酸化剤ノズルとを備え、燃料ノズルの噴出孔と酸化剤ノズルの噴出孔とを同軸上に配置した燃料燃焼用ノズルを開示する。また、特許文献１では、燃料と空気による同軸噴流で生成した火炎が吹き消えても再着火可能とするために、酸化剤ノズルを備えたプレートの外周側部材が中心側部材に比べ厚く形成されている（図１）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０６３０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、引用文献１ではＮＯｘ低減について考慮されていなかった。
【０００７】
そこで本発明の目的は、ガスタービン燃焼器において、低ＮＯｘと燃焼安定性を両立する構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、空気孔プレートの燃焼室側壁面は、内周側壁面が外周側壁面より燃焼室下流側に位置するとともに、内周側壁面及び外周側壁面とを接続する接続部壁面の空気孔プレート中心軸からの半径距離が、燃焼室上流側に比べ下流側を減少させるように、接続部壁面が中心軸に対して傾斜していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガスタービン燃焼器において、低ＮＯｘと燃焼安定性を両立する構造を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、各実施例について説明する。
【実施例１】
【００１１】
図２は発電用ガスタービンプラント１０００の全体構成を表すシステム図である。
【００１２】
図２において、発電用ガスタービンは、吸い込み空気１００を加圧して高圧空気１０１を生成する圧縮機１と、圧縮機１で生成した高圧空気１０１と燃料２００とを燃焼させて高温燃焼ガス１０２を生成するガスタービン燃焼器２と、ガスタービン燃焼器２で生成した高温燃焼ガス１０２によって駆動されるタービン３と、タービン３の駆動によって回転され電力を発生させる発電機２０と、圧縮機１，タービン３及び発電機２０を一体に連結するシャフト２１を備える。
【００１３】
そして、ガスタービン燃焼器２は、ケーシング４の内部に格納されている。
【００１４】
また、ガスタービン燃焼器２は、その頭部にバーナ６を備え、このバーナ６の下流側となるガスタービン燃焼器２の内部に、高圧空気と燃焼ガスとを隔てる概略円筒状の燃焼器ライナ１０を備える。
【００１５】
この燃焼器ライナ１０の外周に、高圧空気を流下させる空気流路を形成する外周壁となるフロースリーブ１１が配設されている。フロースリーブ１１は燃焼器ライナ１０よりも直径が大きく、燃焼器ライナ１０とほぼ同心円の円筒状に配設されている。
【００１６】
燃焼器ライナ１０の下流側は、ガスタービン燃焼器２の燃焼室５０で発生した高温燃焼ガス１０２をタービン３に導くための尾筒内筒１２が配設されている。また、尾筒内筒１２の外周側に、尾筒外筒１３が配設されている。
【００１７】
吸い込み空気１００は、圧縮機１によって圧縮された後に高圧空気１０１となる。高圧空気１０１は、ケーシング４内に充満した後、尾筒内筒１２と尾筒外筒１３の間の空間に流入し、尾筒内筒１２を外壁面から対流冷却する。
【００１８】
さらに高圧空気１０１は、フロースリーブ１１と燃焼器ライナ１０との間に形成された環状の流路を通って燃焼器の頭部に向かって流下する。高圧空気１０１が流下する途中で、燃焼器ライナ１０の対流冷却に使用される。
【００１９】
また、流下する高圧空気１０１の一部は、燃焼器ライナ１０に設けられた多数の冷却孔から燃焼器ライナ内へ流入し、燃焼器ライナ１０のフィルム冷却に使用される。
【００２０】
燃焼器ライナ１０のフィルム冷却に使用されなかった高圧空気１０１は、燃焼室５０の上流側壁面に設けられた空気孔プレート３３が備える多数の空気孔３２から燃焼器ライナ１０内に流入する。
【００２１】
多数の空気孔３２から燃焼器ライナ１０に流入した高圧空気１０１は、燃料ノズル３１から噴出される燃料２００とともに、燃焼室５０で燃焼して高温燃焼ガス１０２を生成する。この高温燃焼ガス１０２は尾筒内筒１２を通じてタービン３に供給される。
【００２２】
高温燃焼ガス１０２は、タービン３を駆動した後に排出されて、排ガス１０３となる。
【００２３】
タービン３で得られた駆動力は、シャフト２１を通じて圧縮機１及び発電機２０に伝えられる。
【００２４】
タービン３で得られた駆動力の一部は、圧縮機１を駆動して空気を加圧し高圧空気を生成する。また、タービン３で得られた駆動力の他の一部は、発電機２０を回転させて電力を発生させる。
【００２５】
次に、ガスタービン燃焼器２の構成について説明する。
【００２６】
本実施例のガスタービン燃焼器２のバーナ６は、燃料を噴出する多数の燃料ノズル３１が燃料ノズルヘッダ３０に取り付けられている。また、空気孔３２を多数備えた空気孔プレート３３は、燃料ノズル３１の１本１本に対応すると共に、燃料ノズル３１の下流側に位置する。
【００２７】
図１５のＡ部詳細図・Ｂ部詳細図は、図２に記載したガスタービン燃焼器２において、Ａ部及びＢ部における一対の燃料ノズル３１と空気孔３２との配置関係を表している。
【００２８】
Ａ部では、燃料ノズル３１と空気孔プレート３３に設けた空気孔３２は、両者の軸線が同一線上に位置するように配置されている。一方、Ｂ部では、燃料ノズル３１の中心軸に対して、空気孔３２の中心軸が傾斜している（詳細は後述する）。そのため、空気孔プレートの中心軸を含む平面による空気孔プレートの切断面形状は、Ｂ部詳細図のように表される。なお、図１〜図１４における全ての空気孔形状は、便宜的に直管形状で表す。Ａ部・Ｂ部のように、空気孔の内部では、燃料噴流３５の周囲を空気噴流３６が包み込むように流れる。このような燃料噴流３５及び空気噴流３６の同軸噴流は、燃料ノズル３１と空気孔３２との対の数だけ多数形成することができる。
【００２９】
空気孔プレート３３に設けた空気孔３２内では、燃料噴流３５とその外周側を囲む空気噴流３６による同軸噴流が流下する。そのため、空気孔３２内における壁面近傍の燃料濃度はほぼゼロとなり、逆火による焼損のポテンシャルを低くすることができる。
【００３０】
また、燃料噴流３５と空気噴流３６との小さな同軸噴流を多数形成することにより、燃料と空気の界面が増加する。そのため、空気孔３２の出口側では燃料噴流３５と空気噴流３６との混合が促進した混合気が形成される。この混合気をガスタービン燃焼器２の燃焼室５０で燃焼させることによって、火炎温度を均一化させることができ、ＮＯｘの発生量を抑制することができる。
【００３１】
さらに、バーナ６はＦ１燃料２０１とＦ２燃料２０２の二つの燃料系統を備える。それぞれの燃料系統は燃料流量調整弁２１１，２１２を備えている。そして、Ｆ１燃料２０１の流量は燃料流量調整弁２１１で、Ｆ２燃料２０２の流量は燃料流量調整弁２１２でそれぞれ調節される。そして、ガスタービンプラント１０００の発電量が制御される。
【００３２】
図１は、図２のガスタービンプラントにおける、燃料ノズル３１と空気孔３２の周辺部位を拡大した概略断面図である。図３（ａ）は空気孔プレート３３を燃焼室５０から見た正面図である。
【００３３】
本実施例において、空気孔３２は同心円状に３列配置されており、バーナ内周側から６個，１２個，１８個の空気孔３２が設けられている。なお、それぞれの空気孔列は、内周側から第１列の空気孔３２ａ，第２列の空気孔３２ｂ，第３列の空気孔３２ｃとする。
【００３４】
また、燃焼室５０に旋回流を形成するため、第１列の空気孔３２ａはバーナ軸方向（燃料ノズルの中心軸）に対してθだけ傾斜して配設されている。図３（ｂ）は、第１列の空気孔３２ａをバーナの円周方向に切断した図を示す。
【００３５】
さらに、本実施例の燃料系統は、Ｆ１燃料２０１を供給する系統とＦ２燃料２０２を供給する系統の２つに分かれている。ここで、Ｆ１燃料２０１は第１列の空気孔３２ａに対応する燃料ノズル３１ａ（第１の燃料ノズル群）に供給され、Ｆ２燃料２０２は第２列の空気孔３２ｂ及び第３列の空気孔３２ｃに対応する燃料ノズル３１ｂ及び３１ｃ（第２の燃料ノズル群）に供給される。
【００３６】
本実施例では、Ｆ１燃料２０１が供給される第１列の空気孔３２ａを内周バーナ５１、Ｆ２燃料２０２が供給される第２列の空気孔３２ｂ及び第３列の空気孔３２ｃを外周バーナ５２と呼ぶ。そして、図１の一点鎖線で囲まれた部分が一つのバーナ６を構成する。
【００３７】
空気孔プレート３３の燃焼室側壁面は、空気孔出口が分布する面である。そして、燃焼室側壁面において内周側壁面が外周側壁面より燃焼室下流側に位置する。そのため、内周側壁面に位置する第１列の空気孔３２ａにおける噴出口は、外周側壁面に位置する第３列の空気孔３２ｃにおける噴出口と比べ、燃焼室下流側に位置する。また、内周側壁面と外周側壁面とを接続する接続部壁面は、空気孔プレート中心軸からの半径距離が燃焼室上流側に比べ下流側を減少させるように、接続部壁面が中心軸に対して傾斜する。従って、空気孔プレートの接続部壁面は、円錐台形状となる。
【００３８】
このような空気孔プレート形状により、内周バーナ５１に対して外周バーナ５２をバーナ軸方向の上流側に配設せしめる。
【００３９】
図４は、本実施例のバーナを用いて得られる火炎の概略形状と流体の流れを示す。
【００４０】
内周バーナ５１を構成する、空気孔プレート３３の燃焼室側壁面はバーナ軸（即ち、空気孔プレートの中心軸）に対して垂直である。そのため、第１列の空気孔３２ａの出口に近い領域に、淀み領域４２ａ及び４２ｂが形成される。
【００４１】
淀み領域４２ａ，４２ｂの近傍は流れが淀むために流速が遅くなり、局所的に燃焼速度と流速が釣り合う部分が生じる。その燃焼速度と流速が釣り合う部分を基点として、火炎４１が形成される。さらに、第１列の空気孔３２ａは、バーナ軸（空気孔プレートの中心軸）に対して傾斜して配設されているため、循環流４０が生じる。この循環流４０によって、火炎４１の下流から上流に高温の燃焼ガスが輸送され、熱エネルギーも下流から上流に輸送される。よって、空気孔３２から燃焼室に供給される未燃混合気が加熱されて反応性が高まり、燃焼安定性を高めることができる。以上より、内周バーナ５１を燃焼安定性の高いバーナとすることができる。
【００４２】
一方、外周バーナ５２は、内周側壁面及び外周側壁面とを接続する接続部４３を備える。この接続部壁面の空気孔プレート中心軸からの半径距離が、燃焼室上流側に比べ下流側を減少させるように、接続部壁面が傾斜している。第２列の空気孔３２ｂの出口と第３列の空気孔３２ｃの出口の間の接続部壁面は、バーナ軸に対して傾斜しているために淀みにくい。したがって、外周バーナ５２を構成する空気孔プレート３３の近傍に火炎は形成されない。そのため、図４に示すように、内周バーナ５１を火種とした火炎４１が形成される。また、接続部壁面の空気孔プレート中心軸からの半径距離は、燃焼室上流側に比べ下流側を減少させるように接続部壁面が傾斜しているため、接続部壁面における予混合気流の剥離を防止し、淀みにくくなる。
【００４３】
本実施例のように、空気孔３２の内部流路を流れる同軸噴流は、内部流路から燃焼室空間に急拡大することで、燃料と空気が急速混合する。また、燃料と空気は燃焼室に流入した後も、燃料と空気の混合はさらに進行する。
【００４４】
燃料と空気の混合が十分に進行すると、局所燃焼温度が均一化されるために低ＮＯｘ化に有効である。すなわち、本実施例のような多数の燃料と空気の同軸噴流から構成されるバーナにおいては、燃料と空気の混合が十分に進行した位置で燃料を燃焼させること、すなわち空気孔３２の出口から離れた位置で火炎４１を形成することが好ましい。
【００４５】
本実施例は、図４に示すように、燃焼安定性の高いバーナである内周バーナ５１を基点に、火炎４１が安定に形成される。したがって、空気孔プレートの燃焼室側壁面において、内周側壁面が外周側壁面より燃焼室下流側に形成されることによって、外周バーナ５２が備える第２列の空気孔３２ｂの出口及び第３列の空気孔３２ｃの出口から離間して火炎４１が形成される。すなわち、燃料と空気の混合は空気孔３２の出口における急拡大の効果だけでなく、空気孔３２の出口から火炎４１に到達するまでの間にも進行する。そのため、外周バーナ５２では火炎温度が均一化して低ＮＯｘ燃焼が実現される。
【００４６】
このように、本実施例の内周バーナと外周バーナを備えることにより、低ＮＯｘと燃焼安定性を両立した構造を提供できる。
【００４７】
また、本実施例においては内周側壁面及び外周側壁面とを接続する接続部壁面はテーパ加工されている。但し、図５に示すように内周バーナ５１と外周バーナ５２を曲線で接続しても実現できる。
【００４８】
また、本実施例では内周バーナ５１に供給されるＦ１燃料２０１と外周バーナ５２に供給されるＦ２燃料２０２という二つの燃料系統を備えている。
【００４９】
ここで、空気流量に対する燃料流量の比率を上げることは、燃焼安定性を高める有効な方法である。すなわち、Ｆ２燃料２０２の燃料流量に比べ、Ｆ１燃料２０１の燃料流量を増加させることによって、内周バーナ５１における空気流量に対する燃料流量の比率が増加し、火炎温度が上昇する。そのため、内周バーナ５１の燃焼安定性を高めることができる。
【００５０】
しかし、内周バーナ５１から噴出するＦ１燃料２０１の流量を増加させただけでは、バーナ６全体に供給される燃料２００の流量が変化するため、得られる出力も変化してしまう。そこで、Ｆ１燃料２０１の流量比率を上げると同時にＦ２燃料２０２の流量比率を下げている。従って、バーナ６全体に供給される燃料２００の燃料流量を増加させることなく、内周バーナ５１において空気流量に対する燃料流量の比率を高める。
【００５１】
このようにして、バーナ６全体に供給される燃料２００の流量を変化させないため、得られる出力も変わらない。そのため、内周バーナ５１の燃焼安定性を高めるとともに、バーナ６全体から排出されるＮＯｘ排出量の増加も抑制することができる。
【００５２】
図６は、空気孔プレートの内周側壁面及び外周側壁面とを接続する接続部壁面の幅を広くした変形例を示す。具体的には、内周バーナ５１の空気孔３２ａの最外周位置（図中Ａの位置）から外周方向にテーパ加工とする構造である。
【００５３】
ここで、図７は図６を燃焼室５０側から見た正面図である。
【００５４】
図８は、図６のバーナを用いて得られる火炎の概略形状と流体の流れを示す。図８では、流速と燃焼速度が釣り合う位置は、淀み領域４２すなわち第１列の空気孔３２ａの内側領域に形成される。したがって、火炎４１は図８に示すように形成される。
【実施例２】
【００５５】
次に、実施例２のガスタービン燃焼器について図９を用いて説明する。
【００５６】
本実施例のガスタービン燃焼器の構成は、実施例１のガスタービン燃焼器の構成と基本的な部分が共通しているので、両者に共通した構成の説明は省略して相違した構成についてのみ以下に説明する。
【００５７】
図９は燃料ノズル３１と空気孔３２の周辺部位を拡大した概略断面図であり、図１０は空気孔プレート３３を燃焼室５０から見た正面図である。
【００５８】
本実施例は、空気孔プレート３３の厚みが半径方向でほぼ同一である。即ち、空気孔プレートの燃焼室側壁面と燃料ノズル側壁面が平行である。
【００５９】
本実施例では、空気孔プレート３３の厚みが半径方向でほぼ同一であるため、全ての空気孔の内部流路長さも同一である。従って、空気噴流３６が空気孔３２を通過する際に生じる圧力損失を空気孔３２の位置に拠らず一定にできる。
【００６０】
さらに、燃料ノズル３１の噴出孔から空気孔３２の入口までの距離を全て同一とするために、第３列の燃料ノズル３１の長さに比べて、第１列と第２列の燃料ノズル３１の長さを長くしている。それによって、空気孔３２に空気噴流３６が流入する際に生じる圧力損失を、空気孔３２の位置に拠らず一定とすることができる。
【００６１】
このようにして、空気噴流３６が空気孔３２の内部を通過する際、及び空気噴流３６が空気孔３２に流入する際に生じる圧力損失を空気孔３２の位置に拠らず一定とする。そして、空気孔プレート３３の上流側と下流側の圧力差を、空気孔３２の配設位置に関わらず一定となる。
【００６２】
そうすることで、空気孔プレート３３における空気孔３２の配設位置によって空気噴流３６の流量に偏差が生じることを防ぐことができる。
【００６３】
したがって、空気孔プレート３３における空気孔３２の配設位置に拠らず、燃料流量に対する空気流量の比率を一定とすることができるため、意図しない局所的な火炎温度の上昇を防ぎ低ＮＯｘ燃焼とすることができる。
【００６４】
かくして、内周バーナ５１では十分な燃焼安定性が確保され、外周バーナ５２では低ＮＯｘ燃焼が実現されるため、燃焼安定性と低ＮＯｘ燃焼を両立させることができる。
【実施例３】
【００６５】
次に、実施例３のガスタービン燃焼器について図１１を用いて説明する。
【００６６】
本実施例のガスタービン燃焼器の構成は、実施例１のガスタービン燃焼器の構成と基本的な部分が共通しているので、両者に共通した構成の説明は省略して相違した構成についてのみ以下に説明する。
【００６７】
図１１は燃料ノズル３１と空気孔３２の周辺部位を拡大した概略断面図であり、図１２は空気孔プレート３３を燃焼室５０から見た正面図である。
【００６８】
本実施例では、内周バーナ５１の構成は実施例１と同じである。ただし、外周バーナ５２に配設された空気孔３２ｂ及び３２ｃの空気孔径が、空気孔プレート３３上での配設位置によって異なる。すなわち、外周バーナ５２に配設された空気孔のうち、第３列の空気孔３２ｃは、第２列の空気孔３２ｂとの孔間距離が大きいものは孔径を拡大し、小さいものについては孔径を縮小する。
【００６９】
具体的に図１２を用いて説明する。
【００７０】
まず、外周バーナ５２に配設された空気孔３２のうち第３列の空気孔３２ｃの一部である空気孔３２ｃ−１に注目する。円周方向における空気孔３２ｃ−１の位置は、空気孔３２ｃ−１と隣接し、円周方向に並ぶ第２列の空気孔３２ｂの間に設けられている。即ち、第３列の空気孔３２ｃ−１と第２列の空気孔３２ｂとの孔間が最も離間しているため、図示するように孔径を拡大する。
【００７１】
一方で、第３列の空気孔３２ｃの空気孔３２ｃ−１とは異なる部分の空気孔３２ｃ−２に注目する。ここで、この空気孔３２ｃ−２は第２列の空気孔３２ｂとの孔間が近接しているために、図示するように孔径を縮小する。
【００７２】
このように、第３列の空気孔３２ｃより内側に配設されるとともに、隣接する第２列の空気孔３２ｂとの孔間距離に応じて、空気孔３２ｃの孔径を拡大又は縮小させる。従って、第３列の空気孔３２ｃと第２列の空気孔３２ｂとの間の空気孔プレート３３の残肉量を空気孔プレート３３上でほぼ等しくする。
【００７３】
空気孔プレート３３の燃焼室側壁面において、空気孔３２が配設されていない部分の領域４３ａ及び４３ｂを小さくして、流れが淀むことを抑制する。こうして流れが淀む箇所をなくすことで、領域４３ａ，４３ｂの近傍において燃焼速度と流速が釣り合う点が生成せず、火炎４１は領域４３ａ，４３ｂの近傍に形成しにくくなる。
【００７４】
一方で、内周バーナ５１には実施例１と同じく、淀み４２の近傍で流速が燃焼速度と釣り合う位置を基点とした、安定な火炎４１が形成される。
【００７５】
したがって、外周バーナ５２では空気孔３２ｂ及び３２ｃの出口から離間させた位置に火炎４１が形成される。よって、燃料と空気が十分に混合した位置に火炎４１が形成されるために、火炎温度は均一化され、外周バーナ５２では低ＮＯｘ燃焼が実現される。
【００７６】
かくして、内周バーナ５１では十分な燃焼安定性が確保され、外周バーナ５２では低ＮＯｘ燃焼が実現されるため、燃焼安定性と低ＮＯｘ燃焼を両立させることができる。
【実施例４】
【００７７】
次に、実施例４のガスタービン燃焼器について図１３を用いて説明する。
【００７８】
本実施例のガスタービン燃焼器の構成は、実施例１のガスタービン燃焼器の構成と基本的な部分が共通しているので、両者に共通した構成の説明は省略して相違した構成についてのみ以下に説明する。
【００７９】
本実施例は、実施例１に示すバーナ６を７個組み合わせて１つの燃焼装置を構成している。
【００８０】
図１３は燃料ノズル３１と空気孔３２の周辺部位を拡大した概略断面図であり、図１４は空気孔プレート３３を燃焼室５０から見た正面図である。
【００８１】
図１３に示すように、中心に一つのバーナを配設して、そのバーナの外周側に６個のバーナを配設している。これらのバーナ６には、それぞれ燃料系統が２系統ずつ接続されている。また、全てのバーナ６において図２のバーナ構造を採用している。
【００８２】
図１３に示すように、燃料系統を各バーナ６の内周バーナ５１と外周バーナ５２に分けることで、ガスタービン負荷に応じて燃焼させるバーナ本数を制御することができる。したがって、ガスタービンの起動条件から１００％負荷条件まで各バーナのＦ１燃料２０１及びＦ２燃料２０２の流量を変化させて安定に燃焼させることができる。
【００８３】
また、実施例１〜３に示すバーナ６の構造を組み合わせて１つの燃焼装置とすることもできる。
【００８４】
かくして、本実施例の構成によって燃焼安定性と低ＮＯｘ燃焼を両立させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は発電用のガスタービン燃焼器だけでなく、熱と電力を併給可能なコジェネレーションシステム、あるいはポンプ・圧縮機などの機械駆動用エンジンとしてのガスタービン燃焼器に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】実施例１におけるガスタービン燃焼器の燃料供給部を構成する燃料ノズルヘッダと燃料ノズル及び空気孔プレートとの配置状況の詳細を示す部分構造図である。
【図２】実施例１のガスタービン燃焼器が適用されるガスタービンプラントの概略構成を示すプラントの系統図である。
【図３】図１に示した実施例１の空気孔プレートを燃焼室側から見た正面図である。
【図４】実施例１におけるガスタービン燃焼器の燃料供給部を構成する燃料ノズルヘッダと燃料ノズル及び空気孔プレートとの配置における燃焼室内の燃料流と空気流の流動状態を示した図である。
【図５】実施例１におけるガスタービン燃焼器の燃料供給部を構成する燃料ノズルヘッダと燃料ノズル及び空気孔プレートとの配置状況の詳細を示す部分構造図（変形例）である。
【図６】実施例１におけるガスタービン燃焼器の燃料供給部を構成する燃料ノズルヘッダと燃料ノズル及び空気孔プレートとの配置状況の詳細を示す部分構造図（変形例）である。
【図７】図６に示した実施例１の空気孔プレートを燃焼室側から見た正面図（変形例）である。
【図８】実施例１であるガスタービン燃焼器の燃料供給部を構成する燃料ノズルヘッダと燃料ノズル及び空気孔プレートとの配置における燃焼室内の燃料流と空気流の流動状態を示した図（変形例）である。
【図９】実施例２であるガスタービン燃焼器の燃料供給部を構成する燃料ノズルヘッダと燃料ノズル及び空気孔プレートとの配置状況の詳細を示す部分構造図である。
【図１０】図９に示した実施例２の空気孔プレートを燃焼室側から見た正面図である。
【図１１】実施例３であるガスタービン燃焼器の燃料供給部を構成する燃料ノズルヘッダと燃料ノズル及び空気孔プレートとの配置状況の詳細を示す部分構造図である。
【図１２】図１１に示した実施例３の空気孔プレートを燃焼室側から見た正面図である。
【図１３】実施例４であるガスタービン燃焼器の燃料供給部を構成する燃料ノズルヘッダと燃料ノズル及び空気孔プレートとの配置状況の詳細を示す部分構造図である。
【図１４】図１３に示した実施例４の空気孔プレートを燃焼室側から見た正面図である。
【図１５】図２のＡ部・Ｂ部を拡大した図である。
【符号の説明】
【００８７】
１  圧縮機
２  ガスタービン燃焼器
３  タービン
４  ケーシング
６  バーナ
１０  燃焼器ライナ
１１  フロースリーブ
１２  尾筒内筒
１３  尾筒外筒
２０  発電機
２１  シャフト
３０  燃料ノズルヘッダ
３１  燃料ノズル
３２  空気孔
３３  空気孔プレート
３５  燃料噴流
３６  空気噴流
４０  循環流
４１  火炎
４２  淀み
４３  接続部
４３ａ，４３ｂ  領域
５０  燃焼室
５１  内周バーナ
５２  外周バーナ
１００  吸い込み空気
１０１  高圧空気
１０２  高温燃焼ガス
２００  燃料
２０１  Ｆ１燃料
２０２  Ｆ２燃料
２１１，２１２  燃料流量調整弁
１０００  ガスタービンプラント
【図１】
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【図２】
2010133621.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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