(57)【要約】【課題】気温の変化に影響されることなく、常に、良好な着火性が得られるガスタービンの点火電極を提供する。【解決手段】複数の燃焼器の中、互いに隣接し合う一対の燃焼器にそれぞれ単一の点火電極３１，４１が設けられ、その一対の点火電極３１，４１により前記複数の燃焼器への点火を開始するようにしたガスタービンにおいて、何れか一方の前記燃焼器に設けられる点火電極３１（又は４１）の先端部を通常の点火位置に設定する一方、他方の前記燃焼器に設けられる点火電極４１（又は３１）の先端部を、前記通常の点火位置よりも着火しやすい燃料濃度が希薄になる希薄域２４に臨ませている。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の燃焼器の中、一対の燃焼器にそれぞれ単一の点火電極が設けられ、その一対の点火電極により前記複数の燃焼器への点火を行うようにしたガスタービンにおいて、
何れか一方の前記燃焼器に設けられる点火電極の先端部を通常の点火位置に臨ませる一方、他方の前記燃焼器に設けられる点火電極の先端部を、前記通常の点火位置よりも燃料濃度が希薄になる希薄域に臨ませることを特徴とするガスタービンの点火電極。
【請求項２】
前記他方の燃焼器に設けられる点火電極の先端部を、通常の点火位置から燃料が希薄になる側に５〜２０ｍｍ退避した位置に臨ませることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンの点火電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の燃焼器の中、互いに隣接し合う一対の燃焼器から各燃焼器への点火を行うようにしたガスタービンにおける点火性能を向上させる技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機を駆動させるガスタービンでは、例えば、ロータを中心として環状に配列された複数の燃焼器の中、互いに隣接し合う一対の燃焼器にそれぞれ単一の点火電極を設け、その一対の点火電極により点火を行い、火炎伝播管を介して各燃焼器への点火を行うように構成される。このようなガスタービンでは、通常、数秒で全燃焼器が着火する。なお、複数の燃焼器を同心円上に配列したガスタービン及びその着火方法についての提案が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１２１９８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のように構成される従来のガスタービンでは、特に、夏期に点火不良が発生することがあった。即ち、夏期には、気温の上昇に伴い燃料量に対する空気量が低下するため、燃料噴射ノズルから噴射される燃料の濃度が高くなり、着火しにくい燃料濃度の高い領域が拡がるからであると考えられる。このような現象は、例えば、図５（ａ）（ｂ）により説明することができる。
【０００４】
燃料噴射ノズル２１から噴射される燃料の濃度が通常の場合、図５（ａ）に示すように、点火電極２２の先端部は、ハッチングで示す着火しにくい高濃度域２３の外側に形成されるドットを付した部分で示す燃料濃度が希薄になる希薄域２４に臨んでいるため、着火性は良好である。これに対して、夏期等に燃料の濃度が上がると、図５（ｂ）に示すように、高濃度域２３が拡大されるため、点火電極２２の先端部が高濃度域２３に入り込んでしまい着火不良になることが多い。
【０００５】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、気温の変化に影響されることなく、常に、良好な着火性が得られるガスタービンの点火電極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】
【０００６】
本発明に係るガスタービンの点火電極は、上述の課題を解決するための手段を、以下のように構成している。
（１）複数の燃焼器の中、一対の燃焼器にそれぞれ単一の点火電極が設けられ、その一対の点火電極により前記複数の燃焼器への点火を行うようにしたガスタービンにおいて、
何れか一方の前記燃焼器に設けられる点火電極の先端部を通常の点火位置に臨ませる一方、他方の前記燃焼器に設けられる点火電極の先端部を、前記通常の点火位置よりも燃料濃度が希薄になる希薄域に臨ませている。
【０００７】
このような構成によれば、他方の燃焼器に設けられる点火電極の先端部を、通常の点火位置よりも燃料濃度が希薄になる希薄域に設定しているため、夏期等の気温の高い時期においても、他方の燃焼器の点火電極は確実に着火する。一方、冬期等の燃料リーンになりやすい時期には、一方の通常の点火位置に配置された点火電極が確実に点火する。従って、オールシーズンにわたり良好な着火性を確保することができる。
【０００８】
（２）このようなガスタービンの点火電極にあっては、前記他方の燃焼器に設けられる点火電極の先端部を、通常の点火位置から燃料が希薄になる側に５〜２０ｍｍ退避した位置に臨ませてもよい。このようにすれば、他方の燃焼器の点火電極の先端部を希薄域に臨ませることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るガスタービンの点火電極は、一対の点火電極により複数の燃焼器への点火を開始するようにしたガスタービンにおいて、何れか一方の燃焼器に設けられる点火電極の先端部を通常の点火位置に設定する一方、他方の燃焼器に設けられる点火電極の先端部を、通常の点火位置よりも燃料が希薄になる希薄域に臨ませるので、夏期等の気温の高い時期においても、他方の燃焼器の点火電極は確実に着火する。一方、冬期等の燃料リーンになりやすい時期には、一方の通常の点火位置に配置された点火電極が確実に点火する。従って、オールシーズンにわたり良好な着火性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の最良の実施の形態に係るガスタービンの点火電極について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（ａ）は、圧縮機（図示省略）側から見たガスタービンの正面図、図１（ｂ）は燃焼器の断面図を示す。これらの図に示すように、このガスタービンは、ロータ（図示省略）を中心として同一円周上に配列された１０個の燃焼器１〜１０を備えており、その中の隣接し合う一対の燃焼器３，４に、それぞれ点火電極３１，４１と燃料噴射ノズル３２，４２を設けて、その点火電極３１，４１により点火を開始し、火炎伝播管（図示省略）を介して、その他の燃焼器１，２，５〜１０への点火をも行うように構成されている。
【００１１】
このような構成にあって、隣接し合う一方の燃焼器３は、図２に示すように、その点火電極３１の取り付けフランジ３３が、燃焼器３のフレームに立設された受けフランジ３４にボルト締結により載設固定され、その点火電極３１の先端部を、燃料噴射ノズル３２の中心軸から若干（２〜３ｍｍ程度）上方にシフトした通常の点火位置に臨ませている。
【００１２】
そして、他方の燃焼器４は、図３に示すように、その点火電極４１の先端部を、通常の点火位置よりも１０ｍｍ上方に退避させた位置、つまり燃料濃度が希薄になる希薄域２４に臨ませている。この場合、図示のように、その点火電極４１の取り付けフランジ４３と、受けフランジ４４との間に、厚さ１０ｍｍのスペーサー（ガスケットの厚さを含む）４５を間装することにより、点火電極４１の先端部の位置を変更している。
【００１３】
ちなみに、繰り返し行った実験によると、他方の燃焼器４の点火電極４１の先端部は、通常の点火位置から燃料噴射ノズル４２の中心軸に直交する方向に５ｍｍ〜２０ｍｍ退避させた位置に臨ませればよいことが確認されている。この退避距離Ｌが５ｍｍ未満であると、夏期等の燃料リッチな時期に、着火良好域から外れるおそれがある。退避距離Ｌが２０ｍｍを超えると、冬期等の燃料リーンな時期には、希薄域２４から外れて着火不良を起こすおそれがある。
【００１４】
このように、一対の点火電極３１，４１の中の一方を通常の点火位置から退避させた位置に配置したことにより、夏期、冬期を問わず、常に、良好な着火性を維持することができる。この点について説明すると、例えば、燃料リッチになりやすい夏期においては、図４（ａ）に示すように、ハッチングで示す着火しにくい高濃度域２３が拡大されるため、通常の点火位置に配置された一方の点火電極３１の先端は、高濃度域２３に入り込んでしまう。そのため、着火性が低下する。これに対して、他方の点火電極４１の先端は、図４（ｂ）に示すように、希薄域２４に臨んでいるため、着火性は良好である。従って、夏期においても、この他方の点火電極４１により確実に点火させることができる。
【００１５】
これに対して、燃料リーンになりやすい冬期では、図４（ｃ）（ｄ）に示すように、高濃度域２３が縮小されるため、希薄域２４も縮小される。しかし、そのために、たとえ、図４（ｄ）に示すように、通常の点火位置からシフトさせた他方の点火電極４１の先端が、希薄域２４から少し外れるようなことがあっても、図４（ｃ）に示すように、一方の点火電極３１の先端が、希薄域２４に臨んでいるため、確実に着火する。従って、良好な着火性が維持されることとなる。
【００１６】
このように、本実施の形態のガスタービンの点火電極によれば、２つの点火電極３１，４１の中、何れか一方の燃焼器３（又は４）の点火電極３１（又は４１）の先端を通常の点火位置に設定し、他方の燃焼器４（又は３）の点火電極４１（又は３１）の先端部を、前記通常の点火位置よりも着火しやすい燃料濃度が希薄になる希薄域２４に臨ませるので、オールシーズンにわたり良好な着火性を維持することができる。
【００１７】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、点火電極４１の先端部の移動方向（退避方向）は、中心軸に沿う方向であってもよい。要するに、（着火しにくい高濃度域２３から外れた）希薄域２４に点火電極４１の先端部を臨ませればよい。あるいは、環境温度の変化に応じて点火電極４１を自動的に移動させるようにしてもよい。この場合、図示は省略するが、例えば、駆動源に接続された伝動機構により点火電極４１の位置を調整できるようにし、温度センサからの検出信号を受けた制御手段（例えば、マイクロコンピュータ等からなる）から、予め用意された温度対応の位置調整のためのデータに基づいて、駆動源に対して制御信号を出力し、点火電極４１の位置を自動調整するように構成すればよい。このように構成すれば、単一の点火電極４１のみを位置調整することにより、オールシーズンに対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態に係るガスタービンの要部正面図、（ｂ）は燃焼器の断面図である。
【図２】同一方の燃焼器の点火電極の配置図である。
【図３】同他方の燃焼器の点火電極の配置図である。
【図４】同点火電極の着火性の説明図で、（ａ）（ｂ）は燃料リッチな場合、（ｃ）（ｄ）は燃料リーンな場合の説明図である。
【図５】従来の点火電極の着火性の説明図で、（ａ）は通常時の着火性の説明図、（ｂ）は燃料リッチな場合の着火不良の説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１〜１０…燃焼器、２４…希薄域、３１，４１…点火電極
【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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