JP2001041454A - 非発兼用燃料噴射ノズル - Google Patents
非発兼用燃料噴射ノズルInfo
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- JP2001041454A JP2001041454A JP11211482A JP21148299A JP2001041454A JP 2001041454 A JP2001041454 A JP 2001041454A JP 11211482 A JP11211482 A JP 11211482A JP 21148299 A JP21148299 A JP 21148299A JP 2001041454 A JP2001041454 A JP 2001041454A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大型の純水装置をなくしてコストダウンと設
置スペースの減少を図ることができ、かつ配管系統を簡
素化でき、水による腐食を最小限度に抑えることができ
る非発兼用燃料噴射ノズルを提供する。 【解決手段】 常用時にガス燃料１と水蒸気２を予混合
して噴射・燃焼させるガス燃料用ノズル１２と、非常時
に液体燃料４、５を噴射・燃焼させる液体燃料用ノズル
１４とを備える。非常時に、液体燃料用ノズル１４から
水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図る。
置スペースの減少を図ることができ、かつ配管系統を簡
素化でき、水による腐食を最小限度に抑えることができ
る非発兼用燃料噴射ノズルを提供する。 【解決手段】 常用時にガス燃料１と水蒸気２を予混合
して噴射・燃焼させるガス燃料用ノズル１２と、非常時
に液体燃料４、５を噴射・燃焼させる液体燃料用ノズル
１４とを備える。非常時に、液体燃料用ノズル１４から
水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン用の
燃料噴射ノズルに係わり、更に詳しくは、常用／非常用
兼用でかつ低ＮＯｘ用の非発兼用燃料噴射ノズルに関す
る。
燃料噴射ノズルに係わり、更に詳しくは、常用／非常用
兼用でかつ低ＮＯｘ用の非発兼用燃料噴射ノズルに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン用の燃料噴射ノズルとし
て、常用／非常用兼用でかつ低ＮＯｘ用の非発兼用燃料
噴射ノズルが従来から用いられている。この非発兼用燃
料噴射ノズルは、液体燃料用ノズルとガス燃料用ノズル
の両方を備え、常用時にはガス燃料用ノズルから都市ガ
ス等のガス燃料を噴射しかつ液体燃料用ノズルから水を
噴射し、火事等の非常時には、液体燃料用ノズルから灯
油等の液体燃料を噴射しかつガス燃料用ノズルから水を
噴射して低ＮＯｘ化を図っていた。
て、常用／非常用兼用でかつ低ＮＯｘ用の非発兼用燃料
噴射ノズルが従来から用いられている。この非発兼用燃
料噴射ノズルは、液体燃料用ノズルとガス燃料用ノズル
の両方を備え、常用時にはガス燃料用ノズルから都市ガ
ス等のガス燃料を噴射しかつ液体燃料用ノズルから水を
噴射し、火事等の非常時には、液体燃料用ノズルから灯
油等の液体燃料を噴射しかつガス燃料用ノズルから水を
噴射して低ＮＯｘ化を図っていた。
【０００３】すなわち従来の非発兼用燃料噴射ノズルに
はガス用と液用の２つのポートがあり、常用時には、ガ
ス燃料を使用すると共に液用のポートからＮＯｘ低減の
ために水噴射を行い、逆に非常時には、液体燃料を使用
すると共にガス用のポートからＮＯｘ低減のために水噴
射を行っていた。
はガス用と液用の２つのポートがあり、常用時には、ガ
ス燃料を使用すると共に液用のポートからＮＯｘ低減の
ために水噴射を行い、逆に非常時には、液体燃料を使用
すると共にガス用のポートからＮＯｘ低減のために水噴
射を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の非発兼
用燃料噴射ノズルでは、常用時（ガス焚き時）の水噴射
によるＮＯｘ低減のため、大量（例えば１０ｔ／ｈ以
上）の純水が必要であり、この純水製造のために大型の
純水装置が不可欠であり、コストアップと設置スペース
増大の要因になっていた。
用燃料噴射ノズルでは、常用時（ガス焚き時）の水噴射
によるＮＯｘ低減のため、大量（例えば１０ｔ／ｈ以
上）の純水が必要であり、この純水製造のために大型の
純水装置が不可欠であり、コストアップと設置スペース
増大の要因になっていた。
【０００５】また、ガス焚き時に液体燃料用ノズルに水
を流すため、燃料と水を切り替える必要があり、配管系
統が複雑となりやすく、かつ水による腐食が生じやすい
問題点があった。
を流すため、燃料と水を切り替える必要があり、配管系
統が複雑となりやすく、かつ水による腐食が生じやすい
問題点があった。
【０００６】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、大
型の純水装置をなくしてコストダウンと設置スペースの
減少を図ることができ、かつ配管系統を簡素化でき、水
による腐食を最小限度に抑えることができる非発兼用燃
料噴射ノズルを提供することにある。
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、大
型の純水装置をなくしてコストダウンと設置スペースの
減少を図ることができ、かつ配管系統を簡素化でき、水
による腐食を最小限度に抑えることができる非発兼用燃
料噴射ノズルを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、常用時
にガス燃料と水蒸気を予混合して噴射・燃焼させかつ非
常時に水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図るガス燃
料用ノズル（１２）と、非常時に液体燃料を噴射・燃焼
させる液体燃料用ノズル（１４）と、を備えたことを特
徴とする非発兼用燃料噴射ノズルが提供される。また、
非常時に水を短時間供給する小型の純水装置を備える、
ことが好ましい。
にガス燃料と水蒸気を予混合して噴射・燃焼させかつ非
常時に水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図るガス燃
料用ノズル（１２）と、非常時に液体燃料を噴射・燃焼
させる液体燃料用ノズル（１４）と、を備えたことを特
徴とする非発兼用燃料噴射ノズルが提供される。また、
非常時に水を短時間供給する小型の純水装置を備える、
ことが好ましい。
【０００８】上記本発明の非発兼用燃料噴射ノズルによ
れば、常用時にガス燃料と水蒸気を予混合して噴射・燃
焼させることにより、従来大量に必要だった蒸留水を不
要にし、水蒸気で低ＮＯｘ化を図ることができる。
れば、常用時にガス燃料と水蒸気を予混合して噴射・燃
焼させることにより、従来大量に必要だった蒸留水を不
要にし、水蒸気で低ＮＯｘ化を図ることができる。
【０００９】また、非常時には、同じ液体燃料用ノズル
（１４）から水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図る
が、非常時の水噴射時間は短い（例えば２０分以内）の
で、その分の純水をタンク等に保管し、或いは、純水を
短時間供給する小型の純水装置を備えることで、大型の
純水装置をなくしてコストダウンと設置スペースの減少
を図ることができる。なお、水蒸気は蒸留水でなく普通
の清浄水を用いてガスタービンの排熱で容易に製造する
ことができる。
（１４）から水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図る
が、非常時の水噴射時間は短い（例えば２０分以内）の
で、その分の純水をタンク等に保管し、或いは、純水を
短時間供給する小型の純水装置を備えることで、大型の
純水装置をなくしてコストダウンと設置スペースの減少
を図ることができる。なお、水蒸気は蒸留水でなく普通
の清浄水を用いてガスタービンの排熱で容易に製造する
ことができる。
【００１０】更に、非常時には、同じ液体燃料用ノズル
（１４）から水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図る
ので、液体燃料の配管系統を簡素化でき、かつ水による
腐食を最小限度に抑えることができる。
（１４）から水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図る
ので、液体燃料の配管系統を簡素化でき、かつ水による
腐食を最小限度に抑えることができる。
【００１１】本発明の好ましい実施形態によれば、前記
ガス燃料用ノズル（１２）は、ガス燃料と水蒸気をそれ
ぞれ供給する隣接したガス燃料ポート（１１ａ）及び水
蒸気ポート（１１ｂ）と、供給されたガス燃料と水蒸気
を予混合する予混合室（１３ａ）と、予混合ガスを噴射
する複数の噴射口（１３ｂ）とを備える。
ガス燃料用ノズル（１２）は、ガス燃料と水蒸気をそれ
ぞれ供給する隣接したガス燃料ポート（１１ａ）及び水
蒸気ポート（１１ｂ）と、供給されたガス燃料と水蒸気
を予混合する予混合室（１３ａ）と、予混合ガスを噴射
する複数の噴射口（１３ｂ）とを備える。
【００１２】隣接したガス燃料ポート（１１ａ）及び水
蒸気ポート（１１ｂ）と、予混合室（１３ａ）を設けた
ことにより、ガス燃料と水蒸気の予混合を促進し、希薄
燃焼を促進しかつ火炎温度を下げて更に低ＮＯｘ化を図
ることができる。
蒸気ポート（１１ｂ）と、予混合室（１３ａ）を設けた
ことにより、ガス燃料と水蒸気の予混合を促進し、希薄
燃焼を促進しかつ火炎温度を下げて更に低ＮＯｘ化を図
ることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態を図面を参照して説明する。図１は、本発明による非
発兼用燃料噴射ノズルの構成図である。この図におい
て、本発明の非発兼用燃料噴射ノズル１０（常用／非常
用兼用ノズル）は、ガス燃料用ノズル１２と液体燃料用
ノズル１４とを備えている。
態を図面を参照して説明する。図１は、本発明による非
発兼用燃料噴射ノズルの構成図である。この図におい
て、本発明の非発兼用燃料噴射ノズル１０（常用／非常
用兼用ノズル）は、ガス燃料用ノズル１２と液体燃料用
ノズル１４とを備えている。
【００１４】ガス燃料用ノズル１２は、この例では、ガ
ス燃料１と水蒸気２をそれぞれ供給するガス燃料ポート
１１ａ及び水蒸気ポート１１ｂと、供給されたガス燃料
１と水蒸気２を予混合する予混合室１３ａと、予混合ガ
ス３を噴射する複数の噴射口１３ｂとを備える。水蒸気
ポート１１ｂは、ガス燃料入口部（ガス燃料ポート１１
ａ）に隣接してこの例では斜めに設置され、予混合室１
３ａ内での混合を図るようになっている。また、予混合
室１３ａの直径と長さは、ガス燃料１と水蒸気２の混合
を促進し、かつ圧損を低く抑えるように、従来のガス燃
料通路とり太くかつ長くなっている。更に、噴射口１３
ｂは予混合ガス３を従来と同等の速度で噴射するよう
に、従来よりも多く設けている。
ス燃料１と水蒸気２をそれぞれ供給するガス燃料ポート
１１ａ及び水蒸気ポート１１ｂと、供給されたガス燃料
１と水蒸気２を予混合する予混合室１３ａと、予混合ガ
ス３を噴射する複数の噴射口１３ｂとを備える。水蒸気
ポート１１ｂは、ガス燃料入口部（ガス燃料ポート１１
ａ）に隣接してこの例では斜めに設置され、予混合室１
３ａ内での混合を図るようになっている。また、予混合
室１３ａの直径と長さは、ガス燃料１と水蒸気２の混合
を促進し、かつ圧損を低く抑えるように、従来のガス燃
料通路とり太くかつ長くなっている。更に、噴射口１３
ｂは予混合ガス３を従来と同等の速度で噴射するよう
に、従来よりも多く設けている。
【００１５】なお、好ましくはガスタービンの下流側に
排熱回収ボイラ等（図示せず）を備え、通常の清浄水を
用いて排熱で水蒸気を発生させ、水蒸気ポート１１ｂに
供給するようになっている。
排熱回収ボイラ等（図示せず）を備え、通常の清浄水を
用いて排熱で水蒸気を発生させ、水蒸気ポート１１ｂに
供給するようになっている。
【００１６】液体燃料用ノズル１４は、この例では、中
心に位置するパイロットノズル１４ａとそのまわりに位
置するメインノズル１４ｂとからなる。パイロットノズ
ル１４ａとメインノズル１４ｂには、それぞれパイロッ
ト燃料パイプ１５ａとメイン燃料パイプ１５ｂが連結さ
れており、それぞれ独立に液体燃料４、５（例えば灯
油）を供給するようになっている。また、この図で１６
ａはパイロットノズル１４ａの中心に設けられた調整ロ
ッドであり、パイロットノズル１４ａからの噴射流量を
微調整できるようになっている。さらに、１６ｂは、ス
ワラであり、図示しないコンプレッサで圧縮された空気
流６を旋回させて液体燃料と空気との混合を促進するよ
うになっている。
心に位置するパイロットノズル１４ａとそのまわりに位
置するメインノズル１４ｂとからなる。パイロットノズ
ル１４ａとメインノズル１４ｂには、それぞれパイロッ
ト燃料パイプ１５ａとメイン燃料パイプ１５ｂが連結さ
れており、それぞれ独立に液体燃料４、５（例えば灯
油）を供給するようになっている。また、この図で１６
ａはパイロットノズル１４ａの中心に設けられた調整ロ
ッドであり、パイロットノズル１４ａからの噴射流量を
微調整できるようになっている。さらに、１６ｂは、ス
ワラであり、図示しないコンプレッサで圧縮された空気
流６を旋回させて液体燃料と空気との混合を促進するよ
うになっている。
【００１７】本発明では、更に非常時に水を短時間供給
する小型の純水装置（図示ぜす）を備え、非常時にはガ
ス燃料用ノズル１２に水を噴射して低ＮＯｘ化を図るよ
うになっている。なお、非常時にも水蒸気が利用できる
場合は、水の代わりに水蒸気を供給してもよい。
する小型の純水装置（図示ぜす）を備え、非常時にはガ
ス燃料用ノズル１２に水を噴射して低ＮＯｘ化を図るよ
うになっている。なお、非常時にも水蒸気が利用できる
場合は、水の代わりに水蒸気を供給してもよい。
【００１８】上述した本発明の非発兼用燃料噴射ノズル
１０によれば、常用時にガス燃料１と水蒸気２を予混合
して噴射・燃焼させることにより、従来大量に必要だっ
た蒸留水を不要にし、水蒸気で低ＮＯｘ化を図ることが
できる。
１０によれば、常用時にガス燃料１と水蒸気２を予混合
して噴射・燃焼させることにより、従来大量に必要だっ
た蒸留水を不要にし、水蒸気で低ＮＯｘ化を図ることが
できる。
【００１９】また、非常時には、同じ液体燃料用ノズル
１４から水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図るが、
非常時の水噴射時間は短い（例えば２０分以内）ので、
その分の純水をタンク等に保管し、或いは、水を短時間
供給する小型の純水装置を備えることで、大型の純水装
置をなくしてコストダウンと設置スペースの減少を図る
ことができる。なお、水蒸気は蒸留水でなく普通の清浄
水を用いてガスタービンの排熱で容易に製造することが
できる。
１４から水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図るが、
非常時の水噴射時間は短い（例えば２０分以内）ので、
その分の純水をタンク等に保管し、或いは、水を短時間
供給する小型の純水装置を備えることで、大型の純水装
置をなくしてコストダウンと設置スペースの減少を図る
ことができる。なお、水蒸気は蒸留水でなく普通の清浄
水を用いてガスタービンの排熱で容易に製造することが
できる。
【００２０】更に、非常時には、同じ液体燃料用ノズル
１４から水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図るの
で、液体燃料の配管系統を簡素化でき、かつ水による腐
食を最小限度に抑えることができる。
１４から水又は水蒸気を噴射して低ＮＯｘ化を図るの
で、液体燃料の配管系統を簡素化でき、かつ水による腐
食を最小限度に抑えることができる。
【００２１】
【実施例】上述した本発明の非発兼用燃料噴射ノズルを
製作し、４〜６ＭＷ級非発兼用ガスタービンコージェネ
レーション設備に適用した結果、燃料都市ガスとＮＯｘ
低減用ノズル蒸気の供給圧力を従来と変えることなく予
混合ができ、かつガスタービン排出ガス中のＮＯｘ値が
１００ｐｐｍ＠０％Ｏ2以下で運用できることが確認さ
れた。
製作し、４〜６ＭＷ級非発兼用ガスタービンコージェネ
レーション設備に適用した結果、燃料都市ガスとＮＯｘ
低減用ノズル蒸気の供給圧力を従来と変えることなく予
混合ができ、かつガスタービン排出ガス中のＮＯｘ値が
１００ｐｐｍ＠０％Ｏ2以下で運用できることが確認さ
れた。
【００２２】また本発明の非発兼用燃料噴射ノズルにお
いて、燃料ガスラインの流路抵抗は、ガス専焼標準ノズ
ルの流路抵抗より若干小さく、また蒸気ラインの流量特
性はガス専焼標準ノズルの流量特性とほぼ同等という結
果が実証試験にて得られ、ＮＯｘ低減特性においてもガ
ス専焼標準ノズルに比べて約５％程度良好な成果が達成
された。
いて、燃料ガスラインの流路抵抗は、ガス専焼標準ノズ
ルの流路抵抗より若干小さく、また蒸気ラインの流量特
性はガス専焼標準ノズルの流量特性とほぼ同等という結
果が実証試験にて得られ、ＮＯｘ低減特性においてもガ
ス専焼標準ノズルに比べて約５％程度良好な成果が達成
された。
【００２３】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】上述したように、本発明の非発兼用燃料
噴射ノズルは、大型の純水装置をなくしてコストダウン
と設置スペースの減少を図ることができ、かつ配管系統
を簡素化でき、水による腐食を最小限度に抑えることが
でき、更に従来以上に低ＮＯｘ化と低圧損化ができる、
等の優れた効果を有する。
噴射ノズルは、大型の純水装置をなくしてコストダウン
と設置スペースの減少を図ることができ、かつ配管系統
を簡素化でき、水による腐食を最小限度に抑えることが
でき、更に従来以上に低ＮＯｘ化と低圧損化ができる、
等の優れた効果を有する。
【図１】本発明による非発兼用燃料噴射ノズルの構成図
である。
である。
１ ガス燃料 ２ 水蒸気 ３ 予混合ガス ４、５ 液体燃料 ６ 空気流 １０ 非発兼用燃料噴射ノズル １１ａ ガス燃料ポート １１ｂ 水蒸気ポート １２ ガス燃料用ノズル １３ａ 予混合室 １３ｂ 噴射口 １４ 液体燃料用ノズル １４ａ パイロットノズル １４ｂ メインノズル １５ａ パイロット燃料パイプ １５ｂ メイン燃料パイプ １６ａ 調整ロッド １６ｂ スワラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉本 尚旺 東京都江東区豊洲２丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 今村 龍三 東京都江東区豊洲２丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内
Claims (3)
- 【請求項１】 常用時にガス燃料と水蒸気を予混合して
噴射・燃焼させかつ非常時に水又は水蒸気を噴射して低
ＮＯｘ化を図るガス燃料用ノズル（１２）と、非常時に
液体燃料を噴射・燃焼させる液体燃料用ノズル（１４）
と、を備えたことを特徴とする非発兼用燃料噴射ノズ
ル。 - 【請求項２】 純水を短時間供給する純水装置を備え
る、ことを特徴とする請求項１に記載の非発兼用燃料噴
射ノズル。 - 【請求項３】 前記ガス燃料用ノズル（１２）は、ガス
燃料と水蒸気をそれぞれ供給する隣接したガス燃料ポー
ト（１１ａ）及び水蒸気ポート（１１ｂ）と、供給され
たガス燃料と水蒸気を予混合する予混合室（１３ａ）
と、予混合ガスを噴射する複数の噴射口（１３ｂ）とを
備える、ことを特徴とする請求項１に記載の非発兼用燃
料噴射ノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11211482A JP2001041454A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 非発兼用燃料噴射ノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11211482A JP2001041454A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 非発兼用燃料噴射ノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001041454A true JP2001041454A (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=16606694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11211482A Pending JP2001041454A (ja) | 1999-07-27 | 1999-07-27 | 非発兼用燃料噴射ノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001041454A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1999
- 1999-07-27 JP JP11211482A patent/JP2001041454A/ja active Pending
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