(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油燃料を供給する油燃料通路とガス燃料を供給するガス燃料通路とを備えたメインノズルを複数有し、前記複数のメインノズルがノズル管台に環状に支持されたガスタービン燃焼器において、
複数の前記油燃料通路を、前記ノズル管台を貫通して設け、
前記ノズル管台の外部において前記油燃料通路同士を多角形状に最短距離で接続する複数の接続配管を設け、
該接続配管の１つに油燃料の供給部を接続して、各々の前記油燃料通路に油燃料を分配するようにしたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項２】
油燃料を供給する油燃料通路とガス燃料を供給するガス燃料通路とを備えたメインノズルを複数有し、前記複数のメインノズルがノズル管台に環状に支持されたガスタービン燃焼器において、
複数の前記油燃料通路を、前記ノズル管台を貫通して設けると共に、前記油燃料通路と各々接続され、前記ノズル管台に立設された複数の立設配管を設け、
前記ノズル管台の外部において前記立設配管同士を多角形状に最短距離で接続する複数の接続配管を設け、
該接続配管の１つに油燃料の供給部を接続して、各々の前記油燃料通路に油燃料を分配するようにした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又は請求項２に記載のガスタービン燃焼器において、
複数の前記油燃料通路又は複数の前記立設配管を、複数のグループに分け、
各グループにおいて、前記油燃料通路同士又は前記立設配管同士を前記接続配管で接続し、
各グループにおける前記接続配管の１つに油燃料の供給部を接続した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】
ガスタービンの燃焼器５１は、図５に示すように、ガスタービンの車室５０の周囲に環状に複数取り付けられたものである。各燃焼器５１は、図６（ａ）に示すように、１つのパイロットノズル５２と、その周囲に環状に配置された複数のメインノズル５３を有しており、各々ノズル管台５６に環状に支持されている。油燃料又はガス燃料に切り替え可能なデュアル方式の場合、メインノズル５３は、油燃料が通る中心管５４と、中心管５４の外周に配置され、ガス燃料が通る外管５５との二重構造となっている。なお、パイロットノズル５２も同様な二重構造となっている。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第４２５８５４４号明細書
【特許文献２】特許第３４９５７３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したように、デュアル方式のガスタービン燃焼器において、そのパイロットノズル５２、メインノズル５３は、二重構造となっており、そのため、各々独立して、燃料供給系が構成される。例えば、パイロットノズル５２において、ガス燃料を使用する場合には、パイロットノズルガス燃料供給部５７からガス燃料が供給され、油燃料を使用する場合には、パイロットノズル油燃料供給部５８から油燃料が供給されることになる。メインノズル５３において、ガス燃料を使用する場合には、メインノズルガス燃料供給部５９からガス燃料が供給され、ガス室６０を経由して、各メインノズル５３の外管５５内部へ供給され、油燃料を使用する場合には、メインノズル油燃料供給部（図示省略）から油燃料が供給され、油室６１を経由して、各メインノズル５３の中心管５４内部へ供給されることになる。
【０００５】
この油室６１は、ノズル管台５６の内部に形成されており、燃焼器５１の頭部側から見た形状は、図６（ｂ）に示すように、星型形状の空間に形成されており、その頂点部６１ａに中心管５４が配置された構成である。図５に示すように、同じ構造の燃焼器５１は、ガスタービンの車室５０の周囲に環状に複数配置されるが、燃焼器５１の外周方向は必ず決まっており、そのため、油室６１においては、最下方となる位置が、各々の燃焼器５１で相違することになる。そこで、図６（ｂ）に示すように、油室６１を星型形状とすることにより、どのような位置の燃焼器５１においても、複数の頂点部６１ａのうちの１つの頂点部６１ａが最下方となるようにしている。従って、油燃料の供給を停止しても、最下方の頂点部６１ａに油燃料が溜まることになり、その位置に配置された中心管５４により油燃料をエアーパージして、油燃料の残留を避けることが可能となる。
【０００６】
ノズル管台５６は、燃焼器５１の内部を通過する高温（例えば、４５０℃程度）の燃焼用空気の影響を受けており、もし、油室６１に油燃料の残留があれば、その温度の影響により、油燃料がコーキングされて、目詰まりを起こすおそれがあるが、上記構造により、油燃料の残留を避けて、油燃料のコーキングを防止している。なお、ノズル管台５６の内部に星型形状の油室６１を設けると共に、油室６１の周囲に空気断熱層を設けて、温度の影響を低減するようにしたものも提案されている（引用文献２）。
【０００７】
しかしながら、ノズル管台５６の内部に、複雑な形状の油室６１や空気断熱層を設けた構成は、複雑な機械加工と溶接が要求され、そのため、高コストとなる問題があり、より低コストとなるものが望まれていた。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、低コストとなるガスタービン燃焼器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する第１の発明に係るガスタービン燃焼器は、
油燃料を供給する油燃料通路とガス燃料を供給するガス燃料通路とを備えたメインノズルを複数有し、前記複数のメインノズルがノズル管台に環状に支持されたガスタービン燃焼器において、
複数の前記油燃料通路を、前記ノズル管台を貫通して設け、
前記ノズル管台の外部において前記油燃料通路同士を多角形状に最短距離で接続する複数の接続配管を設け、
該接続配管の１つに油燃料の供給部を接続して、各々の前記油燃料通路に油燃料を分配するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決する第２の発明に係るガスタービン燃焼器は、
油燃料を供給する油燃料通路とガス燃料を供給するガス燃料通路とを備えたメインノズルを複数有し、前記複数のメインノズルがノズル管台に環状に支持されたガスタービン燃焼器において、
複数の前記油燃料通路を、前記ノズル管台を貫通して設けると共に、前記油燃料通路と各々接続され、前記ノズル管台に立設された複数の立設配管を設け、
前記ノズル管台の外部において前記立設配管同士を多角形状に最短距離で接続する複数の接続配管を設け、
該接続配管の１つに油燃料の供給部を接続して、各々の前記油燃料通路に油燃料を分配するようにしたことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決する第３の発明に係るガスタービン燃焼器は、
上記第１、第２の発明に記載のガスタービン燃焼器において、
複数の前記油燃料通路又は複数の前記立設配管を、複数のグループに分け、
各グループにおいて、前記油燃料通路同士又は前記立設配管同士を前記接続配管で接続し、
各グループにおける前記接続配管の１つに油燃料の供給部を接続したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明によれば、ノズル管台の外部において、ノズル管台を貫通して設けた油燃料通路を、複数の接続配管により多角形状に最短距離で接続したので、複数の接続配管を、複数の頂点を有する油室とすることができる。その結果、油燃料遮断時、ガスタービン燃焼器をどのような位置に取り付けても、いずれか１つの頂点を油溜まり箇所とすることができ、その位置にある油燃料通路から油燃料を排出して、油燃料の残留を防止することができる。
【００１３】
第２発明によれば、ノズル管台の外部において、油燃料通路に接続され、ノズル管台に立設された立設配管を、複数の接続配管により多角形状に最短距離で接続したので、複数の接続配管を、複数の頂点を有する油室とすることができる。その結果、ガスタービン燃焼器をどのような位置に取り付けても、いずれか１つの頂点を油溜まり箇所とすることができ、その位置にある油燃料通路から油燃料を排出して、油燃料の残留を防止することができる。又、立設配管により、全ての接続配管をノズル管台から離して配置することになり、ガスタービン燃焼器の内部温度の影響を受けるノズル管台からの温度の影響を低減することができる。
なお、立設配管において、その接続（溶接）部分を除いて、該配管の肉厚を薄くして、油燃料通路と接続するようにしてもよく、その場合、接続部分に集中しやすい力を、肉厚を薄くした配管部分でも分散負担して、接続部分に働く力を低減することができる。
【００１４】
第３発明によれば、油供給通路又は立設配管をグループ分けして、接続配管を接続するので、他の供給通路との干渉を避けて、メンテナンス性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図１〜図４を参照して、本発明に係るガスタービン燃焼器の実施形態例を説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明に係るガスタービン燃焼器の実施形態の一例を示す概略図である。本実施例のガスタービンの燃焼器１も、従来と同様に、ガスタービンの車室の周囲に環状に複数取り付けられたものである。又、油燃料又はガス燃料に切り替え可能なデュアル方式であり、図１に示すように、１つのパイロットノズル２と、その周囲に環状に配置された複数（例えば、８本）のメインノズル３とを有し、メインノズル３は、油燃料が通る油燃料通路となる中心管４と、中心管４の外周に配置され、ガス燃料が通るガス燃料通路となる外管５との二重構造となっている。なお、パイロットノズル２も同様な二重構造となっている。
【００１７】
従来の燃焼器においては、メインノズルに油燃料を分配する油室を、パイロットノズル、メインノズルを支持するノズル管台の内部に設けていた。これに対して、本実施例の燃焼器１では、ノズル管台１１の内部ではなく、ノズル管台１１の外部に、油室に該当する油室配管を設けた構成である。そこで、図２に、燃焼器１の頭部の斜視図、図３（ａ）に、その上面図、図３（ｂ）に油室配管の上面図、図４に油室配管の展開図を示して、この構成を説明する。なお、構成を判りやすくするため、図３（ａ）では、図２で示したボルト穴、ボルト等を省略して図示しており、又、図３（ｂ）では、油室配管のみを抜き出して図示しており、図４では、油室配管を、その周方向に展開して図示している。
【００１８】
本実施例の燃焼器１において、全ての中心管４は、全てのメインノズル３を支持するノズル管台１１を貫通するように設けられている。そして、油室に該当する油室配管２０（２０Ａ、２０Ｂ）は、各メインノズル３の中心管４と各々接続され、ノズル管台１１から垂直に立設された複数の立設配管２１と、隣り合う立設配管２１同士を多角形状に最短距離で接続する複数の接続配管２２とを有している。本実施例においては、メインノズル３の数に対応して、８本の立設配管２１が立設されており、これらを、４本ずつの２つのグループ２０Ａ、２０Ｂに分け、各々のグループ２０Ａ、２０Ｂにおいて、接続継ぎ手２３を用いて、３本の接続配管２２により隣り合う立設配管２１同士を接続している。そして、各々のグループ２０Ａ、２０Ｂにおいて、接続配管２２の１本にメインノズル油燃料供給部１４を接続している。従って、油燃料を使用する場合には、メインノズル油燃料供給部１４から、３本の接続配管２２を経由して、各立設配管２１へ分配されて、各メインノズル３の中心管４に油燃料を供給することになる。
【００１９】
上述した油室配管２０の構成により、各グループ２０Ａ、２０Ｂにおいて、複数の頂点を有する多角形を構成することになる。その多角形には、最下方となる頂点、つまり、最下方となる接続継ぎ手２３（立設配管２１）が必ず存在し、油燃料の使用停止時又はガス燃料への切替時に、その最下方となる接続継ぎ手２３を油溜まり箇所とすることができる。なお、立設配管２１と接続継ぎ手２３は一体でもよい。そして、エアーパージを行うことにより、最下方に位置する立設配管２１により油燃料を排出して、油燃料の残留を防止することになる。これは、燃焼器１がどのような方向に取り付けられたとしても、同様であり、各グループ２０Ａ、２０Ｂの４本の立設配管２１の内、いずれか１本は、他の全ての立設配管２１より下方側となり、その結果、最下方に位置する立設配管２１により油燃料を排出して、油燃料の残留を防止することになる。ちなみに、図３に示す矢印方向が常に外周方向となるように、燃焼器１は配置される。
【００２０】
油室配管２０は、ノズル管台１１の外部に設けているため、その周囲は大気であり、油燃料が加熱されることはない。ノズル管台１１は、燃焼器１内部を流れる高温の燃焼用空気の温度の影響を受けているが、このように、ノズル管台１１から離すように油室配管２０を設けることにより、ノズル管台１１からの温度の影響を低減している。又、引用文献２のように、空気断熱層を別途形成する必要もなく、単純な構成により、ノズル管台１１からの温度の影響を低減すると共に、コストの低減を図っている。
【００２１】
なお、立設配管２１は、少なくとも、ノズル管台１１を貫通していればよく、本実施例のように、中心管４がノズル管台１１を貫通している場合には、立設配管２１を省略して、その中心管４自体に接続配管２２を直接接続してもよい。又、立設配管２１は、ノズル管台１１側へ溶接する際、その母材管において、溶接部分以外を若干薄肉に加工してから、溶接を行っている。これは、油室配管２０に働く力を薄肉部分でも負担して、溶接部分に働く力を分散するようにするためである。なお、このような力をより分散するためには、立設配管２１は長いほうが望ましいが、あまり長いと振動するおそれがあり、その長さは、適宜に設定される。
【００２２】
本実施例では、パイロットノズル２に対するガス燃料供給部１５、アトマイズ系統供給部１７の配置を考慮して、複数の立設配管２１を２つのグループ２０Ａ、２０Ｂに分けた構成としたが、必ずしも、複数のグループに分けた構成とする必要はなく、全ての立設配管２１同士を接続配管２２で連通した構成としてもよい。その場合でも、接続配管２２は、多角形状に配置されることになる。又、逆に、メインノズル３の数が更に多い場合には、２つのグループではなく、複数の立設配管２１を更に多くのグループに分けた構成としてもよいし、複数の立設配管２１を分ける数をグループ毎に異なる数としてもよい。いずれの場合でも、各グループにおいて、最下方となる立設配管２１（接続継ぎ手２３）が存在するため、油燃料の使用停止時又はガス燃料への切替時に、その最下方となる接続継ぎ手２３が油溜まり箇所となり、エアーパージにより、最下方に位置する立設配管２１により油燃料を排出して、油燃料の残留を防止することになる。
【００２３】
このように、油室配管２０は、ノズル管台１１の外部に設けたシンプルな構造であり、そのメンテナンス性を向上させることができ、又、立設配管２１、接続配管２２は、一般的に使用される標準パイプでよいため、その製造コストを低減することができる。更に、立設配管２１、接続配管２２は、直管であるため、油室配管２０自体の剛性を高くすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、油燃料又はガス燃料に切り替え可能なデュアル方式のガスタービン燃焼器に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るガスタービン燃焼器の実施形態の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示すガスタービン燃焼器の頭部を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、図１に示すガスタービン燃焼器の頭部を示す上面図であり、（ｂ）は、油室配管を抜き出して示す上面図である。
【図４】図３に示す油室配管を展開して示す展開図である。
【図５】環状に配置された複数のガスタービン燃焼器を、流れ方向上流側からみた図である。
【図６】（ａ）は、従来のガスタービン燃焼器を示す概略図であり、（ｂ）は、油室の形状を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１    ガスタービン燃焼器
２    パイロットノズル
３    メインノズル
４    中心管
５    外管
１４  メインノズル油燃料供給部
２０  油室配管
２１  立設配管
２２  接続配管
２３  接続継ぎ手
【図１】
0004764392.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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