(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側に周方向に分散して第１の噴出部を備える直線部分とその直線部分に連なる傾斜部分とを有する屈曲構成の内側供給管と、
前記内側供給管に外嵌して、前記第１の噴出部に外周側で近接して周方向に分散した第２の噴出部を先端側に備えた外側供給管とを有し、
前記内側供給管および外側供給管のいずれか一方から燃料ガスを、他方から蒸気を供給するように構成した分離型燃料・蒸気噴霧ノズルであって、
前記外側供給管を、前記内側供給管の直線部分に外嵌する円筒形状の第１の部分と、前記内側供給管の傾斜部分に外嵌する第２の部分とから構成し、前記第１の部分の内周面の半径を、その筒軸芯方向のほぼ全長にわたって、前記第２の部分の内周面の最大半径よりも大に構成し、前記第１の部分の内周面と前記内側供給管の外周面との間に、圧力分布を均一化する環状の均圧空間を形成してあることを特徴とする分離型燃料・蒸気噴霧ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンなどの燃焼器に用いてＮＯｘを簡便に低減できるようにするために、燃料ガスと蒸気とを供給する分離型燃料・蒸気噴霧ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のものでは、タービンの外筒の外方から外筒内の燃焼筒内に燃料ガスと蒸気とを供給するために、内側供給管に外側供給管を外嵌した屈曲構成の二重管に形成され、その内側供給管から蒸気または燃料ガスを噴出供給し、一方、内側供給管の外周面と外側供給管の内周面との間から燃料ガスまたは蒸気を噴出供給するように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような屈曲構成をとらざるを得ないために、外側供給管において、屈曲構成の外曲がり側を流れる流体（蒸気または燃料ガス）の速度と、内曲がり側を流れる流体の速度とに違いを生じ、第２の噴出部からの流体の噴出圧力が周方向で不均一になり、燃焼性能が低下する欠点があった。
【０００４】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、簡単な構成により、外側供給管の第２の噴出部からの流体の噴出圧力を均一化できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述のような目的を達成するために、
先端側に周方向に分散して第１の噴出部を備える直線部分とその直線部分に連なる傾斜部分とを有する屈曲構成の内側供給管と、
前記内側供給管に外嵌して、前記第１の噴出部に外周側で近接して周方向に分散した第２の噴出部を先端側に備えた外側供給管とを有し、
前記内側供給管および外側供給管のいずれか一方から燃料ガスを、他方から蒸気を供給するように構成した分離型燃料・蒸気噴霧ノズルであって、
前記外側供給管を、前記内側供給管の直線部分に外嵌する円筒形状の第１の部分と、前記内側供給管の傾斜部分に外嵌する第２の部分とから構成し、前記第１の部分の内周面の半径を、その筒軸芯方向のほぼ全長にわたって、前記第２の部分の内周面の最大半径よりも大に構成し、前記第１の部分の内周面と前記内側供給管の外周面との間に、圧力分布を均一化する環状の均圧空間を形成して構成する。
【０００６】
【作用】
本発明の分離型燃料・蒸気噴霧ノズルの構成によれば、外側供給管において屈曲構成の外曲がり側および内曲がり側を流れる流体（蒸気または燃料ガス）が、いずれも均圧空間に流入するに伴って拡散され、それらが混合し合う状態になって流速の違いを吸収し、圧力分布を均一化して外側供給管の第２の噴出部から噴出供給することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る分離型燃料・蒸気噴霧ノズルを用いたガスタービンを示す全体概略縦断面図であり、圧縮機１とタービン２との間において、外筒３内に燃焼器４が設けられている。
【０００８】
燃焼器４は、図２の横断面図に示すように、周方向に所定間隔を隔てて設けられた６個の燃焼筒５の長手方向一端側と外筒３とにわたって分離型燃料・蒸気噴霧ノズル６を設けて構成されている。
【０００９】
分離型燃料・蒸気噴霧ノズル６は、図３の縦断面図に示すように、蒸気を供給する内側供給管７と、その内側供給管７に外嵌して燃料ガスを供給する外側供給管８とから構成されている。
【００１０】
内側供給管７は、図３および図４の側面図に示すように、先端側に周方向に分散して１０個の第１の噴出部９を備えた直線部分７ａとその直線部分７ａに連なる傾斜部分７ｂとを有する屈曲管状に構成されている。
【００１１】
外側供給管８は、内側供給管７の直線部分７ａに外嵌する円筒形状の第１の部分８ａと、内側供給管７の傾斜部分７ｂに外嵌する第２の部分８ｂとから構成され、第１の部分８ａの先端側に、第１の噴出部９に外周側で近接して周方向に分散した１０個の第２の噴出部１０が備えられている。
【００１２】
図３に示すように、外側供給管８の第１の部分８ａの外周面の半径ＯＤが、その筒軸芯Ｐ方向のほぼ全長にわたって、内側供給管７の直線部分７ａの軸芯Ｐに直交してその軸芯Ｐから第２の噴出部１０の外周面の最外端縁に至る長さＬにほぼ等しい半径に構成されている。
【００１３】
また、図３に示すように、外側供給管８の第１の部分８ａの内周面の半径Ｄ１が、その筒軸芯Ｐ方向のほぼ全長にわたって、第２の部分８ｂの内周面の最大半径Ｄ２よりも大に構成され、第１の部分８ａの内周面と内側供給管７の外周面との間に、圧力分布を均一化する環状の均圧空間Ｓが形成されている。
【００１４】
図５の断面図（図３のＡ−Ａ線断面図）に示すように、外筒３への取付け用フランジ１１において、外側供給管８に連なる箇所が、横断面視においてトラック形状に構成されるとともに、内側供給管７の外周面との間で周方向全周にわたって隙間が形成されている。
【００１５】
また、図６の断面図（図３のＢ−Ｂ線断面図）に示すように、外側供給管８の第２の部分８ｂが、横断面視においてトラック形状に構成されるとともに、内側供給管７の傾斜部分７ｂの外周面との間で周方向全周にわたって隙間が形成されている。
【００１６】
上記構成により、外側供給管８内を流れる周方向全周からの燃料ガスを均圧空間Ｓ内に流入させて拡散させ、屈曲構成のために流速分布が周方向で不均一になることに起因する流速差を吸収し、圧力分布を均一化させた状態で第２の噴出部１０から燃料ガスを供給することができる。
【００１７】
上記実施例によれば、第２の噴出部１０を、その外周面の最外端縁が、分離型燃料・蒸気噴霧ノズル６を燃焼筒５に組付ける筒部の内周面に近接位置するように設け、外側供給管８の第１の部分８ａの外周面の半径ＯＤを、その筒軸芯Ｐ方向のほぼ全長にわたって、内側供給管７の直線部分７ａの軸芯Ｐに直交してその軸芯Ｐから第２の噴出部１０の外周面の最外端縁に至る長さＬにほぼ等しい半径に構成し、分離型燃料・蒸気噴霧ノズル６を極力小径にできる利点を有している。構成上、燃焼筒５に組付ける筒部の内周面の半径を、上述の第２の噴出部１０の外周面の最外端縁に至る長さＬよりも比較的大きくとれる場合には、第１の部分８ａの外周面の半径ＯＤを、燃焼筒５に組付ける筒部の内周面の半径と等しくなるように構成し、これに伴って、第１の部分８ａの内周面の半径を上記実施例におけるよりも大に構成して均圧空間Ｓの横断面積を拡大するように構成するものでも良い。
【００１８】
上記実施例では、内側供給管７から蒸気を供給し、外側供給管８から燃料ガスを供給するように構成しているが、本発明としては、内側供給管７から燃料ガスを供給し、外側供給管８から蒸気を供給するように構成するものでも良い。
【００１９】
また、上記実施例では、外側供給管８の第２の部分８ｂの横断面形状をトラック形状に構成しているが、本発明としては、第２の部分８ｂの横断面形状を円形状や楕円形状に構成するものにも適用できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の分離型燃料・蒸気噴霧ノズルによれば、外側供給管における屈曲構成の外曲がり側および内曲がり側を流れる流体の流速の違いを均圧空間で吸収し、圧力分布を均一化して外側供給管の第２の噴出部から噴出供給するから、第１および第２の噴出部から燃料ガスと蒸気とを均一化した状態で噴出供給でき、燃焼性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る分離型燃料・蒸気噴霧ノズルを用いたガスタービンを示す全体概略縦断面図である。
【図２】図１の横断面図である。
【図３】図１の要部の縦断面図である。
【図４】図３の側面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
７…内側供給管
７ａ…内側供給管の直線部分
７ｂ…内側供給管の傾斜部分
８…外側供給管
８ａ…外側供給管の第１の部分
８ｂ…外側供給管の第２の部分
９…第１の噴出部
１０…第２の噴出部
【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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【図６】
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