(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
傾斜ヘッド及び燃焼領域が設けられており、上記傾斜ヘッド及び燃焼室の燃焼領域に対応する部分を除いて燃焼室の表面に分布された冷却空気供給用の小さい偏向開口部が設けられ、主炎を発生するとともに、環状空気流を有する空気のスペースによって包囲されている燃焼室と、上記燃焼室の上流側に設けられたチョークと、上記燃焼室の上流側に配設され、上記チョークによって燃焼室から分離されており、前記空気のスペースからの燃焼空気と燃料を混合する、空気のスペースによって包囲されている予備混合室と、前記主炎と同心円に配設され、前記チョークの半径方向外方に環状に配設され、円形の追加の炎を作る一連の平行なバーナーとを有し、上記バーナーはそのバーナーへの燃料供給部と、前記傾斜ヘッドの壁、及びその傾斜ヘッドの壁の外方に配設され、多数の小さい穴を備えた第２の壁とによって形成された環状室から燃焼空気をバーナーに供給する燃焼空気供給部を有し、さらに、上記環状室から燃焼室に空気を螺旋状に送る回転羽根を有することを特徴とする、汚染放出物を減少させるガスタービン用燃焼装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、炎の安定に必要な追加的な燃料量を低減し、バーナーそれ自身によって使用される正確な空気及び燃料量を知ることができる追加のバーナーを使用することによって、燃焼室の炎の優れた安全な点火、すなわち瞬間的な、従って、圧力波のない、点火が可能になるだけでなく、タービンのすべてのチャージ水準で酸化窒素の汚染物質の放出を最小限にすることができるガスタービン用の新しい燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
本発明は、さらに詳細には、１９９２年９月２４日に出願したイタリヤ特許出願ＭＩ９２Ａ００２１８９に示されているガスタービンにおける低い汚染物質の放出を行なう好ましい燃焼装置に関する。
【０００３】
上述した特許出願は、予備混合タイプのガスータービン用燃焼装置に関し、燃焼室の前でチョークによって燃焼室から分けられた予備混合室が使用され、予備混合室は、燃焼室と共に前記燃焼室に向かう燃焼室への流れと反対の方向に流れる循環圧力の下の空気空間によって包囲される。この空気は、予備混合室の燃料と混合される燃焼空気として、また燃焼室及び燃焼生成物の双方の冷却空気として使用される。その結果、タービンのすべてのチャージ水準で酸化窒素の汚染放出を少なくするために、上記の公知の燃焼装置において、燃焼装置の外面に存在するウインドウを通る前記の空気の空間から予備混合室への燃焼空気の通路は、燃焼空気対燃料比を最適値に維持するために使用する燃料の量に関連して変化され、さらに、傾斜ヘッド及び前記チョークのすぐ後の燃焼室の部分の冷却空気を冷却室に送り、冷却室は、チョークから離れた燃焼室の壁に位置するコレクタ穴によって前記燃焼室に連通する。他方、小さい穴の環状配列は、炎の消失または不安定性を避けるために、前記表面に配置され、前記チョークのすぐ後の燃焼領域を燃料を濃くするのに必要とされる。
【０００４】
この既知の燃焼装置は、従来の装置に関して、たとえ、窒素酸化物の汚染物質をかなり低減することができても、事実、汚染放出物を生成し続け、その大部分はチョークそれ自身の表面に配置された小さい穴の環状の配列を通って、チョークのすぐ後の燃焼領域に追加的な燃料の高濃度の噴射を行うことになる。事実、この領域に噴射される燃料の量を低減することによって窒素酸化物がかなり低減される。
【０００５】
しかしながら、上述した汚染放出物の低減は、炎の安定性を小さくすることなしに、ある制限を越えて長期化することはできないので、前述した燃焼装置は、窒素酸化物の汚染放出物を最大限にまで小さくすることはできない。
【０００６】
本発明の目的は、前記欠点を克服し、その結果、必要とされる追加燃料を小さくすることによって、汚染物質の放出を最小限にし炎の安定性を維持するガスタービン用の予備混合タイプの燃焼装置を提供することである。
【０００７】
これは、チョークの面に配置され、追加的な燃料が送られ小さい穴の前記環状のシリーズの代わりに、一連の平行なバーナーが使用され、これらは、前記チョークのすぐ後の領域に対応して連続した追加的な炎をつくるためにチョークの周りにその円周方向に配置されており、これらのバーナーには、追加的な燃料と前記燃焼室の傾斜ヘッドの冷却空気から送られる燃焼空気とが自律的に送られる。
この空気は、空気にほぼ螺旋運動を与える回転羽根を介してバーナーに送られる。
【０００８】
このように、実際には基本的にパイロットフレームであるバーナーの追加的な炎によって、安定した燃焼装置の第１の中央炎は消化を防止するだけではなく、バーナーによって使用される燃料及び空気の量を自律的に知ることによって、優れた制御された点火、すなわち、安全で繰り返し可能で圧力波のない瞬間的な点火を得るために調整することが可能である。
【０００９】
他方、バーナーの炎に関して必要とされる追加的な燃料量が極端に少なくなり、従って、酸化窒素の汚染放出物が著しく減少する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、汚染放出物を減少させるガスタービン用燃焼装置において、傾斜ヘッド及び燃焼領域が設けられており、上記傾斜ヘッド及び燃焼室の燃焼領域に対応する部分を除いて燃焼室の表面に分布された冷却空気供給用の小さい偏向開口部が設けられ、主炎を発生するとともに、環状空気流を有する空気のスペースによって包囲されている燃焼室と、上記燃焼室の上流側に設けられたチョークと、上記燃焼室の上流側に配設され、上記チョークによって燃焼室から分離されており、前記空気のスペースからの燃焼空気と燃料を混合する、空気のスペースによって包囲されている予備混合室と、前記主炎と同心円に配設され、前記チョークの半径方向外方に環状に配設され、円形の追加の炎を作る一連の平行なバーナーとを有し、上記バーナーはそのバーナーへの燃料供給部と、前記傾斜ヘッドの壁、及びその傾斜ヘッドの壁の外方に配設され、多数の小さい穴を備えた第２の壁とによって形成された環状室から燃焼空気をバーナーに供給する燃焼空気供給部を有し、さらに、上記環状室から燃焼室に空気を螺旋状に送る回転羽根を有することを特徴とする。
【００１１】
【実施例】
以下に、本発明の一実施例を図面を参照してさらに詳細に説明する。
【００１２】
図面を参照すると、１は、ガスタービンの燃焼装置の燃焼室を示し、その傾斜ヘッド１′は、直ぐ後ろに本当の燃焼領域４または室１の主炎があるチョーク３によって予備混合室２に接続されている。これらの全部は、図面には示さない軸流圧縮器によって加圧された空気スペースによって包囲されており、このスペースで、空気は矢印６の方向、すなわち、燃焼室１を出る燃焼生成物の流れ７と反対の方向に循環する。燃焼室１の外面８は、室の冷却空気１０の偏向器の開口部９を備えており、それに対し、前記燃焼領域４に対応する表面８の部分８′並びに前記ヘッド１′は、開口部を有さず、それらの冷却は、前記部分８′に関しては直接的に空気１０によって、傾斜ヘッド１′に関しては前記ヘッド１′の前記壁によって縁取られた環状室１１と空気１０の多数の小さい入口穴１３を備えた外壁１２とによって実行される。
【００１３】
また、予備混合室２には、パイプ１４及び半径方向に連続している有孔パイプ１５によって燃料が送られ、それに対し、燃焼空気１０′は、前記室の外面１７に存在する一連のウインドウ１６を通って予備混合室２の空気スペースに送られる。これらのウインドウ１６は、前記外面１７の回転ドラム１９の対応するウインドウ１８と共に作用し、ウインドウ１８は、アクチュエータ２１のピニオン２０によって回転され、ピニオン２０は、使用する燃料量に関して前記ウインドウ１６の開口部を変化するためにドラム自身１９のセクタ歯車２２に係合する。前記予備混合室２及びチョーク３の近傍に羽根２３があり、これらは、混合気の流れに関して予備設定された整合可能な角度に配置され、主炎の安定に有利になるように多少の強制的な回転運動を行う。
【００１４】
最後に、前記チョーク３の外側において、チョーク３の直ぐ後に前記燃焼領域４で生じる円周方向に配列された平行なバーナー２４があり、その追加的な炎に対応する環状の配列は、中央の炎と同心的である。前記バーナー２４には、環状室２５及びパイプ２６を通して追加的な燃料が送られ、燃焼空気は、環状室１１から送られ、そこから、空気１０にほぼ渦巻き運動を与えるために環状溝２７及び回転羽根２８を通してバーナー２４に送られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガスタービンの汚染放出物を低減する燃焼装置の長手方向の断面図である。
【図２】図１の装置の特定の部分の長手方向の拡大断面図である。
【符号の説明】
１′  傾斜ヘッド
２  混合室
３  チョーク
５  空気のスペース
８  外面
１０  空気
１４  パイプ
１６  ウインドウ
１７  外面
１９  ドラム
２２  ギヤ
２４  バーナー
２７  環状溝
【図１】
0003696645.tif 000002
【図２】
0003696645.tif 000003