(57)【要約】【課題】マイクロ・ガスタービン用環状型燃焼器に関し、燃焼性能を落とすことなく、細長い構造を太短い構造にし、ガスタービン全体のより小型簡素化を可能にする。【解決手段】環状型燃焼器ライナーの子午断面において燃焼ガス上流部を半径方向内向きとし、燃焼ガス中流部においてＵターンし、燃焼ガス下流部を半径方向外向きとする凹状断面のライナーを有する装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン等に用いる環状型燃焼器に関し、ライナーの子午断面において燃焼ガス上流部を半径方向内向きとし、燃焼ガス中流部においてＵターンし、燃焼ガス下流部を半径方向外向きとする凹状断面のライナーを有する装置
【請求項２】
【請求項１】
において、複数の燃料噴射ノズルを燃焼ガス上流部のライナー最外周面において円周方向等間隔に半径方向内向きに取付ける装置
【請求項３】
【請求項１】
において、ライナー外周面外側のくぼみ空間の中央にドウナツ形平板の整流機構を有する装置
【請求項４】
【請求項１】
において、ライナー内周面の軸心側の空間に混入蒸気と燃焼用空気を隔離する隔離筒を有する装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマイクロ・ガスタービン装置の環状型燃焼器に関わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスタービン用燃焼器は一般に缶型と環状型および環状缶型に分類される。缶型はさらに単缶型と円周状に複数の同一缶型を配列する多缶型に分類される。
【図２】に代表的な環状型燃焼器の模式図を示す。子午断面におけるライナー内の燃焼ガス通路は軸方向にほぼ平行な直線的な構造となっている。かかる環状型燃焼器は他の形式の燃焼器と比較して、構造が小さくなること、圧力損失が小さいこと、火移りが容易なことなどの利点を有する反面、燃料と空気の流れ模様の最適化が難しく、出口におけるガス温度分布が一様になり難い欠点を有する。その欠点は燃焼ガス通路の長さが通路断面積に比して小さい場合、すなわち太短い環状構造の場合にはより顕著となる。したがって軸流形式のガスタービンに比べ、圧縮機とタービンの段落として半径流形式を採用し、軸長が短いマイクロ・ガスタービンの燃焼器としては、圧縮空気の取入管と燃焼ガスの取出管が錯綜する欠点を有するにも拘らず単缶型がしばしば使われる。単缶型の欠点を避け、環状型を敢えて採用する設計ではタービン段落の下流まで軸方向に長く伸びる細長い燃焼器となり、ガスタービン全体の長大化を招いている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はマイクロ・ガスタービン装置において、従来の燃焼器に関する技術を適用した場合に生じる前述の課題、すなわち単缶型における圧縮空気の取入管と燃焼ガスの取出管が錯綜する構造の複雑化を避け、環状型における構造の長伸化の課題を解決する簡素短型の環状型燃焼器を新たに提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明を、ガスタービン装置と排熱ボイラ装置と背圧タービン装置を用いた熱サイクル動力発生装置の燃焼器（特願２０００−１３２９７５における符号２）
に適用する場合の装置の組立て断面図を
【図１】に示す。１は燃焼器ライナー、２は燃料噴射ノズル、３は燃焼空気孔、４は希釈空気孔、５は希釈蒸気／空気用孔、６、７、８は各々ガスタービン・ケーシング兼燃焼器外筒で相互にボルトによって締付けられる。９は空気整流板、１０は空気と蒸気の隔離筒、１１は軸受用ハウジング、１２は圧縮空気の取入口、１３は蒸気取入口、１４は燃焼ガスの
取出口を示す。
【図３】は燃焼器ライナー１の外観を示し、
【図４】は噴射ノズル２を取付けたケーシング７に燃焼器ライナー１を組入れた状態の外観を示す。燃焼用および希釈用の圧縮空気はガスタービン・ケーシング６に明けられた圧縮空気取入口１２より燃焼器ライナー１の外側の空間へ導かれ、ライナー１の外周側と内周側に二分して流れる。燃料は燃料噴射ノズル２より半径方向内向きにライナー１の内部へ噴射され、燃焼空気孔３より入る燃焼用空気と化合し、燃焼する。着火プラグはライナー１の最外周面の一箇所に装備する。ライナー１の外周側を流れる圧縮空気は整流板９とライナー１の間を通り、中途に一部が燃焼空気として燃焼空気孔３よりライナー１内へ混入し、残余が希釈空気として希釈空気孔４よりライナー１内へ混入する。ライナー１の内周側を流れる圧縮空気はケーシング６とライナー１の間を通り、さらに隔離筒１０とライナー１の間を通り、中途に一部が燃焼空気として燃焼空気孔３よりライナー１内へ混入し、残余は希釈空気となる。希釈蒸気はガスタービン・ケーシング６に明けらられた蒸気取入口１３より隔離筒１０の内側を通り、ライナー１の内周側を通過してくる希釈空気と混合した後に希釈蒸気／空気用孔５よりライナー１内へ混入する。ライナー１の内部の上流部および中流部で生成された燃焼ガスはライナー下流部で希釈空気および希釈蒸気と混合し燃焼ガス取出口１４へと導かれる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明をガスタービン装置と排熱ボイラ装置と背圧タービン装置を用いた熱サイクル動力発生装置の燃焼器（特願２０００−１３２９７５における符号２）に
適用する場合の動力発生装置全体の組立断面図を
【図５】に示す。符号１５は空気圧縮機段落、１６は背圧蒸気タービン翼車、１７はタービン段落を示す。
【０００６】
【発明の効果】
環状型燃焼器においてライナーの外周面と内周面の間の距離が離れている場合には、適正な圧損の下で燃焼空気や希釈空気・蒸気をライナー中心付近まで均一に混入することが出来ず、出口におけるガス温度分布は一様にならならない。また、燃焼ガス通路が流れ方向に短小なライナー内では燃焼および混合に必要なガス通過時間が取れずに、不十分な燃焼あるいは混合状態のまま燃焼ガスは出口に達する。
環状ライナーの子午断面において燃焼ガス上流部を半径方向内向きとし、燃焼ガス中流部においてＵターンし、燃焼ガス下流部を半径方向外向きとする本発明の構造によって、燃焼空気および希釈空気／蒸気は中心部まで達し、燃焼ガス通路が流れ方向に長くなり、燃焼および混合に十分な通過時間を得ることが出来る。その結果として、一様な出口ガス温度分布と高い燃焼効率を有し、太短い構造空間に納まる燃焼器を得る。かかる燃焼器はマイクロ・ガスタービンの全体構造の簡素化と小型短小化に大いに寄与する。
また、燃料噴射ノズル２をライナー１の燃焼ガス上流部の最外周面において半径方向内向きにケーシング７の外表面より取付ける構造は燃料噴射ノズル２の交換点検作業を容易にする。
ライナー１の外周面外側のくぼみ空間の中央に取付けるドウナツ形平板の整流機構９によって、ライナー１に入る前に燃焼用ならびに希釈用空気の流れは整流され、ライナー１を外周面より効果的に冷却する。
本発明を、ガスタービン装置と排熱ボイラ装置と背圧タービン装置を用いた熱サイクル動力発生装置の燃焼器（特願２０００−１３２９７５における符号２）として用いる場合には、ライナー１の内周側に混入蒸気と燃焼空気を隔離する隔離筒１０を設け、蒸気が燃焼空気に多量に混じり、燃焼性能を悪化させることを防ぐ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による燃焼器の組立断面図であり、
【特許の請求範囲】
【請求項１】より【請求項４】を示す。
【図２】従来の環状燃焼器の模式図である。左図は子午断面を示し、右図は子午断面に直角な環状断面の円周方向の一部を示す。
【図３】燃焼器ライナー１の外観図
【図４】噴射ノズル２を取付けたケーシング７に燃焼器ライナー１を組入れた状態の外観図
【図５】本発明をガスタービン装置と排熱ボイラ装置と背圧タービン装置を用いた熱サイクル動力発生装置の燃焼器に適用する場合の動力発生装置全体の組立断面図
【符号の説明】
１は燃焼器ライナー、２は燃料噴射ノズル、３は燃焼空気孔、４は希釈空気孔、５は希釈蒸気／空気用孔、６、７、８はガスタービン・ケーシング兼燃焼器外筒、９は空気整流板、１０は空気と蒸気の隔離筒、１１は軸受用ハウジング、１２は空気取入口、１３は蒸気取入口、１４は燃焼ガス出口、１５は空気圧縮機段落、１６は背圧蒸気タービン翼車、１７はタービン段落を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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