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JP2005283001A - Combustion device for gas turbine engine - Google Patents

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JP2005283001A
JP2005283001A JP2004099817A JP2004099817A JP2005283001A JP 2005283001 A JP2005283001 A JP 2005283001A JP 2004099817 A JP2004099817 A JP 2004099817A JP 2004099817 A JP2004099817 A JP 2004099817A JP 2005283001 A JP2005283001 A JP 2005283001A
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JP
Japan
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air
combustion
fuel
premixer
gas turbine
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Pending
Application number
JP2004099817A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Wakabayashi
努 若林
Koji Moriya
浩二 守家
Yasuhide Okazaki
泰英 岡崎
Masanori Osone
正範 大曽根
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
Priority to JP2004099817A priority Critical patent/JP2005283001A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of efficiently reducing discharge of air polluting material, while excellently absorbing axial extension of a combustion cylinder 30 due to thermal expansion with simple structure, in regard to a combustion device 100 for a gas turbine engine structured by arranging a combustor 10 for burning fuel G supplied through a fuel supply pipe 50 provided inside a combustor casing 1 by using air A inside the combustor casing 1 in a cylindrical combustor case 1 for driving a turbine 5 by supplying the compressed air A from an air opening 2 formed in one end thereof and by injecting combustion gas CG from an injection opening 3 formed in the other end thereof, and by forming the combustor 10 by arranging a pre-mixer 20 for forming pre-fuel-air-mixture by mixing the fuel G and the air A and the combustion cylinder 30 for burning the pre-air-fuel-mixture M formed by the pre-mixer 20 by receiving it in order from an upstream side. <P>SOLUTION: In this combustion device for a gas turbine engine, at least one part of a fuel supply pipe 50 is structured of a flexible tube 51. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一端側に形成された空気口から圧縮空気が供給され、他端側に形成された噴出口から燃焼ガスを噴出してタービンを駆動する筒状の燃焼器ケーシング内に、前記燃焼器ケーシング内に架設された燃料供給管を介して供給された燃料を前記燃焼器ケーシング内の空気を利用して燃焼させる燃焼器を配置し、前記燃焼器が、燃料と空気とを混合して予混合気を形成する予混合器と、前記予混合器で形成された予混合気を受け入れて燃焼させる燃焼筒とを、上流側より順に配置して構成されているガスタービンエンジン用燃焼装置に関する。   In the present invention, compressed air is supplied from an air port formed on one end side, and combustion gas is injected from a jet port formed on the other end side into a cylindrical combustor casing that drives a turbine. A combustor for combusting fuel supplied through a fuel supply pipe installed in the combustor casing using the air in the combustor casing, and the combustor mixes fuel and air. The present invention relates to a combustion apparatus for a gas turbine engine comprising a premixer that forms a premixed gas and a combustion cylinder that receives and burns the premixed gas formed by the premixer in order from the upstream side. .

化石燃料を燃焼させるガスタービンエンジンから排出される空気汚染物質としては、窒素酸化物、一酸化炭素、未燃炭化水素等が挙げられる。近年、世界的に、これら空気汚染物質の排出に関する規制が厳しくなる傾向があり、ガスタービンエンジンから排出される空気汚染物質の低減が強く望まれている。   Examples of air pollutants discharged from a gas turbine engine that burns fossil fuels include nitrogen oxides, carbon monoxide, and unburned hydrocarbons. In recent years, regulations regarding the emission of these air pollutants tend to be stricter worldwide, and reduction of air pollutants discharged from gas turbine engines is strongly desired.

ガスタービンエンジンからの窒素酸化物等の空気汚染物質の排出量を低減させる技術として、ガスタービンエンジン用燃焼装置内の燃焼部に直接大量の水或いは蒸気を噴射する方法やガスタービンエンジンから排出された燃焼ガスを選択的還元触媒システムに導入して低減する方法があるが、燃焼部に直接大量の水或いは蒸気を噴射する方法では運転費用の増加や燃費の低減等の問題があり、また、選択的還元触媒システムを利用する方法では、設備費用が高くなるなどの問題があった。   As a technique for reducing the emission of air pollutants such as nitrogen oxides from gas turbine engines, a method of directly injecting a large amount of water or steam into a combustion section in a combustion apparatus for gas turbine engines or a gas turbine engine There is a method of reducing the combustion gas introduced into the selective reduction catalyst system, but the method of injecting a large amount of water or steam directly into the combustion section has problems such as an increase in operating cost and a reduction in fuel consumption. In the method using the selective reduction catalyst system, there are problems such as high equipment costs.

現在、最も有効な方法としてガスタービンエンジンに広く採用されている技術は希薄予混合燃焼技術と呼ばれるもので、これは、燃料と空気を予め混合して燃料が均一に希薄な予混合気を形成し、この予混合気を燃焼させることによって、火炎温度を低下させ、窒素酸化物生成の主要因である燃焼部の高温域をなくすものである。   The technology that is currently widely used in gas turbine engines as the most effective method is called lean premixed combustion technology, which premixes fuel and air to form a uniformly lean premixed fuel. Then, by burning this premixed gas, the flame temperature is lowered, and the high temperature region of the combustion part, which is the main factor for the generation of nitrogen oxides, is eliminated.

以上のように、希薄予混合気を燃焼させるガスタービンエンジン用燃焼装置を用いることは、ガスタービンエンジンの空気汚染物質の排出量の低減に大きく寄与する。しかしながら、このようなガスタービンエンジン用燃焼装置において、効果的に空気汚染物質の排出量を低減させるためには、燃料が均一に希薄な予混合気を形成する必要があり、従来のガスタービンエンジン用燃焼装置は、以下のように構成されていた。   As described above, the use of the gas turbine engine combustion apparatus that burns the lean premixed gas greatly contributes to the reduction of the amount of air pollutants discharged from the gas turbine engine. However, in such a combustion apparatus for a gas turbine engine, in order to effectively reduce the emission amount of air pollutants, it is necessary to form a premixed gas in which the fuel is uniformly lean. The combustion apparatus for the construction was configured as follows.

図4に示すように、従来のガスタービンエンジン用燃焼装置200は、一端側に形成された空気口2から空気圧縮機4からの圧縮空気Aが供給され、他端側に形成された噴出口3から燃焼ガスCGを噴出してタービン5を駆動する筒状の燃焼器ケーシング1内に、燃焼器ケーシング1内に架設された燃料供給管60を介して供給された燃料Gを燃焼器ケーシング1内の空気Aを利用して燃焼させる燃焼器10を配置し、燃焼器10が、燃料Gと空気Aとを混合して予混合気Mを形成する予混合器20と、予混合器20で形成された予混合気Mを受け入れて燃焼させる燃焼筒30とを、上流側より順に配置して構成されており、その燃焼筒30が燃焼器ケーシング1に固定され、予混合器20が燃焼筒30に内挿されている(例えば、特許文献1を参照。)。   As shown in FIG. 4, a conventional combustion apparatus for a gas turbine engine 200 is supplied with compressed air A from an air compressor 4 from an air port 2 formed on one end side, and a jet port formed on the other end side. The fuel G supplied from the fuel supply pipe 60 installed in the combustor casing 1 is injected into the cylindrical combustor casing 1 that ejects the combustion gas CG from the fuel injector 3 and drives the turbine 5. A combustor 10 that burns using the air A therein, and the combustor 10 includes a premixer 20 that mixes fuel G and air A to form a premixed gas M, and a premixer 20. Combustion cylinders 30 that receive and burn the formed premixed gas M are arranged in order from the upstream side, the combustion cylinders 30 are fixed to the combustor casing 1, and the premixer 20 is a combustion cylinder. 30 (for example, patent literature) See.).

また、このようなガスタービンエンジン用燃焼室200では、燃料供給管60は硬質な金属材料製であり、燃料供給管60の一旦側は固定機構61により燃焼器ケーシング1に固定され、他端側は予混合器20の燃料分配部材21に連結されている。また、燃焼筒30の熱膨張による軸方向(燃焼器ケーシング内における空気及び燃焼ガスの流れ方向)の伸びを吸収して予混合器20に軸方向に負荷が加わることを防止するために、予混合器20と燃焼器30とは、予混合器20の外筒23を燃焼器30の挿入部31に内挿されて別体とされている。   In such a gas turbine engine combustion chamber 200, the fuel supply pipe 60 is made of a hard metal material, and the fuel supply pipe 60 is temporarily fixed to the combustor casing 1 by the fixing mechanism 61 and the other end side. Is connected to the fuel distribution member 21 of the premixer 20. Further, in order to prevent the axial load on the premixer 20 by absorbing the elongation in the axial direction (the flow direction of air and combustion gas in the combustor casing) due to the thermal expansion of the combustion cylinder 30, The mixer 20 and the combustor 30 are separated from each other by inserting the outer cylinder 23 of the premixer 20 into the insertion portion 31 of the combustor 30.

特開2001−324137号公報JP 2001-324137 A

図4に示すような従来のガスタービンエンジン用燃焼装置200では、燃焼筒30の熱膨張による軸方向の伸びを吸収するために、予混合器20の外筒23と燃焼筒30の挿入部31に若干の隙間7が必要となるため、予混合器20の外側を流通する比較的低温の空気Aがその隙間7を介して燃焼筒30内に流入する。そして、燃焼筒30内において、その隙間7から低温の空気Aが流入することによって、その隙間7付近の予混合気Mの当量比の低下或いは温度の低下が生じ、効果的に空気汚染物質の排出を低減できないという問題があった。   In the conventional gas turbine engine combustion apparatus 200 as shown in FIG. 4, in order to absorb the axial extension due to the thermal expansion of the combustion cylinder 30, the outer cylinder 23 of the premixer 20 and the insertion portion 31 of the combustion cylinder 30. Therefore, a relatively low gap 7 is required, so that the relatively low temperature air A flowing outside the premixer 20 flows into the combustion cylinder 30 through the gap 7. And in the combustion cylinder 30, when the low temperature air A flows in from the clearance 7, the equivalence ratio or the temperature of the premixed gas M near the clearance 7 decreases, and the air pollutant is effectively removed. There was a problem that emissions could not be reduced.

更に、従来のガスタービンエンジン用燃焼装置200では、燃料供給管60が予混合器20の燃料分配部材21に連結されているので、燃料供給管60及び予混合器20の組み付けに煩雑な作業が必要であった。   Furthermore, in the conventional combustion apparatus 200 for a gas turbine engine, since the fuel supply pipe 60 is connected to the fuel distribution member 21 of the premixer 20, complicated work is required for assembling the fuel supply pipe 60 and the premixer 20. It was necessary.

また、上記のような予混合器と燃焼筒との間の隙間を無くすべく、予混合器と燃焼筒とを隙間を無くした状態で固定接続すると共に、燃料供給管を予混合器と一体とはせずに、予混合器に内挿するように構成することも考えられるが、この場合においても、燃料供給管と予混合器との間に隙間が生じ、その隙間から燃料が漏れて、効果的に空気汚染物質の排出を低減できないという問題がある。   In addition, in order to eliminate the gap between the premixer and the combustion cylinder as described above, the premixer and the combustion cylinder are fixedly connected with the gap eliminated, and the fuel supply pipe is integrated with the premixer. It is conceivable to insert the premixer into the premixer, but in this case, a gap is generated between the fuel supply pipe and the premixer, and fuel leaks from the gap. There is a problem that the discharge of air pollutants cannot be effectively reduced.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガスタービンエンジン用燃焼装置において、簡単な構成で、燃焼筒等の熱膨張による軸方向の伸びを良好に吸収しながら、空気汚染物質の排出を効率良く低減できる技術を提供する点にある。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gas turbine engine combustion apparatus with a simple configuration while satisfactorily absorbing axial expansion due to thermal expansion of a combustion cylinder or the like. The object is to provide a technology that can efficiently reduce the emission of air pollutants.

上記目的を達成するための本発明に係るガスタービンエンジン用燃焼装置は、一端側に形成された空気口から圧縮空気が供給され、他端側に形成された噴出口から燃焼ガスを噴出してタービンを駆動する筒状の燃焼器ケーシング内に、前記燃焼器ケーシング内に架設された燃料供給管を介して供給された燃料を前記燃焼器ケーシング内の空気を利用して燃焼させる燃焼器を配置し、前記燃焼器が、燃料と空気とを混合して予混合気を形成する予混合器と、前記予混合器で形成された予混合気を受け入れて燃焼させる燃焼筒とを、上流側より順に配置して構成されているガスタービンエンジン用燃焼装置であって、その第1特徴構成は、前記燃料供給管の少なくとも一部が可撓管により構成されている点にある。   In order to achieve the above object, a combustion apparatus for a gas turbine engine according to the present invention is configured such that compressed air is supplied from an air port formed on one end side, and combustion gas is ejected from a jet port formed on the other end side. A combustor that burns fuel supplied through a fuel supply pipe installed in the combustor casing using air in the combustor casing is disposed in a cylindrical combustor casing that drives a turbine. A premixer that mixes fuel and air to form a premixed gas, and a combustion cylinder that receives and burns the premixed gas formed by the premixer from the upstream side. A combustion apparatus for a gas turbine engine that is arranged and configured in order, and a first characteristic configuration thereof is that at least a part of the fuel supply pipe is constituted by a flexible pipe.

上記第1特徴構成によれば、上記燃料供給管の少なくとも一部を可撓管により構成することで、その燃料供給管が接続される予混合器及びその予混合器に接続される燃焼筒との熱膨張による軸方向の伸びをその可撓管が撓むことにより吸収することができるので、燃料供給管と予混合器及び予混合器と燃焼筒との間を隙間が無い状態で固定接続することができ、燃料供給管と予混合器との隙間における燃料の漏れ、及び、予混合器と燃焼筒との隙間における空気の流入を防止して、効果的に空気汚染物質の排出を抑制することができる。   According to the first characteristic configuration, at least a part of the fuel supply pipe is formed of a flexible pipe, so that the premixer to which the fuel supply pipe is connected, and the combustion cylinder connected to the premixer, Since the flexible tube can absorb the axial extension due to thermal expansion of the fuel, the fuel supply tube and the premixer and the premixer and the combustion cylinder are fixedly connected without any gaps. This effectively prevents the leakage of fuel in the gap between the fuel supply pipe and the premixer, and the inflow of air in the gap between the premixer and the combustion cylinder, effectively suppressing the emission of air pollutants. can do.

本発明に係るガスタービンエンジン用燃焼装置の第2特徴構成は、前記燃焼器ケーシングに固定され前記可撓管の少なくとも上流側を囲うガイド部材を備えた点にある。   A second characteristic configuration of the combustion apparatus for a gas turbine engine according to the present invention lies in that a guide member fixed to the combustor casing and surrounding at least the upstream side of the flexible tube is provided.

上記第2特徴構成によれば、可撓管の上流側を囲うように上記ガイド部材を設けることにより、燃焼器ケーシング内を流通する空気流が直接可撓管へ衝突することを防止することができ、可撓管がその空気流により変形或いは振動することを防止することができ、少なくとも一部が可撓管として構成されている燃料供給管により、燃料を安定して供給することができる。   According to the second characteristic configuration, by providing the guide member so as to surround the upstream side of the flexible tube, it is possible to prevent the air flow flowing through the combustor casing from directly colliding with the flexible tube. In addition, the flexible tube can be prevented from being deformed or vibrated by the air flow, and the fuel can be stably supplied by the fuel supply tube at least partially configured as the flexible tube.

本発明に係るガスタービンエンジン用燃焼装置の第3特徴構成は、前記ガイド部材が、前記燃料供給管の全周を囲う管状に形成され、
前記予混合器に、前記ガイド部材に軸方向に嵌合される支持部が形成されている点にある。
In a third characteristic configuration of the combustion apparatus for a gas turbine engine according to the present invention, the guide member is formed in a tubular shape surrounding the entire circumference of the fuel supply pipe,
The premixer is formed with a support portion that is axially fitted to the guide member.

上記第3特徴構成によれば、予混合器の支持部をその管状のガイド部材に嵌合させることで、予混合器とガイド部材との熱膨張による軸方向の伸びを吸収して予混合器とガイド部材とに軸方向に負荷が加わることを防止しながら、予混合器とガイド部材との横断方向(燃焼器ケーシング内における空気及び燃焼ガスの流れと直交する方向)における相対位置を良好に固定することができ、例えば、水平方向を軸方向とする場合において、燃焼器ケーシングに固定されるガイド部材により、ガイド部材に支持部を嵌合させた予混合器を横断方向において支持させることができる。   According to the third characteristic configuration, the premixer is fitted to the tubular guide member so that the axial extension due to the thermal expansion between the premixer and the guide member is absorbed. The relative position of the premixer and the guide member in the transverse direction (the direction perpendicular to the flow of air and combustion gas in the combustor casing) is improved while preventing an axial load from being applied to the guide member and the guide member. For example, when the horizontal direction is the axial direction, the premixer in which the support portion is fitted to the guide member can be supported in the transverse direction by the guide member fixed to the combustor casing. it can.

本発明に係るガスタービン用燃焼装置の第4特徴構成は、前記ガイド部材の外表面に突起を形成してある点にある。   A fourth characteristic configuration of the combustion apparatus for a gas turbine according to the present invention is that a projection is formed on the outer surface of the guide member.

上記第4特徴構成によれば、上記ガイド部材の外表面にトリッピングワイヤを巻きつけるなどにより突起を形成して空気の剥離を安定させることで、ガイド部材の外表面を通過して予混合器へ供給される空気のばたつきを防止することができる。   According to the fourth characteristic configuration, the protrusion is formed on the outer surface of the guide member by, for example, winding a tripping wire to stabilize air separation, so that it passes through the outer surface of the guide member to the premixer. The fluttering of the supplied air can be prevented.

本発明に係るガスタービン用燃焼装置(以下、燃焼装置と略称する。)の実施の形態について、図1〜図3に基づいて説明する。
燃焼装置100は、図1に示すように、一端側に形成された空気口2から空気圧縮機4からの圧縮空気Aが供給され、他端側に形成された噴出口3から燃焼ガスCGを噴出してタービン5を駆動する筒状の燃焼器ケーシング1内に、燃焼器ケーシング1内に架設された燃料供給管50を介して供給された燃料Gを燃焼器ケーシング1内の空気Aを利用して燃焼させる燃焼器10を配置し、燃焼器10が、燃料Gと空気Aとを混合して予混合気Mを形成する予混合器20と、予混合器20で形成された予混合気Mを受け入れて燃焼させる燃焼筒30とを、上流側より順に配置して構成されている。
An embodiment of a gas turbine combustion apparatus (hereinafter abbreviated as a combustion apparatus) according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, the combustion apparatus 100 is supplied with compressed air A from an air compressor 4 from an air port 2 formed on one end side, and generates combustion gas CG from an outlet 3 formed on the other end side. The fuel G supplied through the fuel supply pipe 50 installed in the combustor casing 1 in the cylindrical combustor casing 1 that jets and drives the turbine 5 is used in the air A in the combustor casing 1. The combustor 10 to be combusted is disposed, and the combustor 10 mixes the fuel G and the air A to form the premixed gas M, and the premixed gas formed by the premixer 20. Combustion cylinders 30 that receive M and burn it are arranged in order from the upstream side.

更に、燃焼筒30は、燃焼器ケーシング1に固定されており、予混合器20が燃焼筒30に隙間を無くした状態で固定接続されている。よって、予混合器20の外側を流通する比較的低温の空気Aが予混合器20と燃焼筒30との隙間を介して燃焼筒30内に流入することが防止され、空気汚染物質の排出が効果的に低減されている。   Further, the combustion cylinder 30 is fixed to the combustor casing 1, and the premixer 20 is fixedly connected to the combustion cylinder 30 with no gap. Therefore, the relatively low temperature air A flowing outside the premixer 20 is prevented from flowing into the combustion cylinder 30 through the gap between the premixer 20 and the combustion cylinder 30, and air pollutants are discharged. It is effectively reduced.

そして、上記燃料供給管50は、燃焼器ケーシング1に取り付けられ燃料Gが供給される接続機構62に接続される接続部52と、予混合器20の燃料分配部材21に接続される接続部53とを両端に設けた金属製の可撓管51で構成されている。
そして、燃料供給管50の一部を可撓管51により構成することで、例えば燃焼装置100の運転及び停止等による燃焼器ケーシング1内の温度変化に伴って、予混合器20及びその予混合器20が固定される燃焼筒30の熱膨張による軸方向の伸び量が変化しても、その可撓管51が撓むことにより、燃料供給管50や予混合器20等に軸方向に応力が加わることが防止され、その負荷により損傷することが防止される。
The fuel supply pipe 50 is connected to a connection mechanism 62 attached to the combustor casing 1 and supplied with fuel G, and a connection portion 53 connected to the fuel distribution member 21 of the premixer 20. And a flexible tube 51 made of metal provided at both ends.
Then, by configuring a part of the fuel supply pipe 50 with the flexible pipe 51, the premixer 20 and its premixing are accompanied by a temperature change in the combustor casing 1 due to operation and stop of the combustion apparatus 100, for example. Even if the axial expansion amount due to thermal expansion of the combustion cylinder 30 to which the combustor 20 is fixed changes, the flexible pipe 51 bends to cause stress in the fuel supply pipe 50 and the premixer 20 in the axial direction. Is prevented from being damaged by the load.

燃焼器ケーシング1内には、可撓管51の少なくとも上流側を囲うガイド部材として、燃料供給管50の全周を囲う管状のガイド管57が設けられている。
即ち、燃焼器ケーシング1内では、例えば500℃程度の空気Aが流速200m/s程度で流れるのであるが、ガイド管57を設けることにより、その空気Aの流れが直接可撓管51へ衝突することが防止されて可撓管51の変形及び振動が抑制され、予混合器20への燃料Gの供給量の変動が抑制される。
In the combustor casing 1, a tubular guide tube 57 that surrounds the entire circumference of the fuel supply tube 50 is provided as a guide member that surrounds at least the upstream side of the flexible tube 51.
That is, in the combustor casing 1, for example, air A at about 500 ° C. flows at a flow rate of about 200 m / s. However, by providing the guide tube 57, the flow of the air A directly collides with the flexible tube 51. Thus, deformation and vibration of the flexible tube 51 are suppressed, and fluctuations in the amount of fuel G supplied to the premixer 20 are suppressed.

このガイド管57の一旦側は、燃焼器ケーシング1の接続機構62側に固定されているが、他端側は、図2に示すように、予混合器20の燃料分配部材21の下流側端部に突出形成された支持部24が軸方向に緩み嵌め状態で嵌合されているので、予混合器20とガイド管57との熱膨張による軸方向の伸びが吸収されながら、予混合器20とガイド管57との横断方向における相対位置が良好に固定される。尚、上記支持部24の外径はガイド管57の内径よりも2mm以上小さいことが好ましい。   The guide tube 57 is temporarily fixed to the connection mechanism 62 side of the combustor casing 1, but the other end is the downstream end of the fuel distribution member 21 of the premixer 20 as shown in FIG. 2. Since the support portion 24 protruding from the portion is fitted in a loosely fitted state in the axial direction, the premixer 20 is absorbed while the axial extension due to thermal expansion between the premixer 20 and the guide tube 57 is absorbed. And the relative position in the transverse direction of the guide tube 57 are fixed well. The outer diameter of the support portion 24 is preferably smaller than the inner diameter of the guide tube 57 by 2 mm or more.

また、燃焼装置100の軸方向を水平方向とする場合において、上記のように予混合器20の支持部24を燃焼器ケーシング1に固定されたガイド管57に嵌合させることで、予混合器20の自重の一部をガイド管57による支持することができ、予混合器20の自重により燃焼筒30に対してかかる応力を低減させることができる。   Further, when the axial direction of the combustion apparatus 100 is set to the horizontal direction, the support portion 24 of the premixer 20 is fitted into the guide tube 57 fixed to the combustor casing 1 as described above, so that the premixer A part of the weight of 20 can be supported by the guide tube 57, and the stress applied to the combustion cylinder 30 by the weight of the premixer 20 can be reduced.

ガイド管57の外表面には、図2に示すように、トリッピングワイヤを巻きつけることによって突起56が形成されており、この突起56により、ガイド管57の外表面に沿って流通する空気Aの剥離を安定したものとすることができ、予混合器20への空気Aの流れを安定させることができる。また、このような突起56の高さは1mm以上15mm以下であることが好ましい。   As shown in FIG. 2, a protrusion 56 is formed on the outer surface of the guide tube 57 by winding a tripping wire. By the protrusion 56, the air A flowing along the outer surface of the guide tube 57 is formed. Separation can be stabilized, and the flow of air A to the premixer 20 can be stabilized. Moreover, it is preferable that the height of such a protrusion 56 is 1 mm or more and 15 mm or less.

尚、ガイド管57の代わりに、例えば、燃料供給管50の可撓管51の上流側のみを囲うガイド部材を備えても構わない。また、空気Aの流れによる可撓管51の変形や振動が問題とならない場合には、上記ガイド部材を省略しても構わない。   Instead of the guide pipe 57, for example, a guide member that surrounds only the upstream side of the flexible pipe 51 of the fuel supply pipe 50 may be provided. Moreover, when the deformation | transformation and vibration of the flexible tube 51 by the flow of the air A do not become a problem, you may abbreviate | omit the said guide member.

ガスタービンエンジンにおいて、上記のような燃焼装置100の複数を、タービン5軸を中心に配置して所謂カニュラ型に構成した場合には、一の燃料供給源から複数の燃焼装置100の燃料供給路50へ燃料Gを供給するときに、夫々の燃料供給路50までの流路における流動抵抗が互いに異なるものとなり、夫々の燃焼装置100における燃料Gの供給量が異なるものとなって燃焼状態にばらつきが生じる恐れがある。
そこで、図3に示すように、夫々の燃料供給管50には流路断面積を縮小させて燃料Gの流量を設定可能なオリフィス54が設け、夫々のオリフィス54の開口面積を、夫々の燃焼装置100における燃料Gの供給量が等しくなるように設定することが好ましい。
In a gas turbine engine, when a plurality of combustion devices 100 as described above are arranged in a so-called cannula type with the turbine 5 axis as the center, fuel supply paths of the plurality of combustion devices 100 from one fuel supply source. When the fuel G is supplied to 50, the flow resistances in the flow paths to the respective fuel supply paths 50 are different from each other, the supply amounts of the fuel G in the respective combustion devices 100 are different, and the combustion state varies. May occur.
Therefore, as shown in FIG. 3, each fuel supply pipe 50 is provided with an orifice 54 capable of setting the flow rate of the fuel G by reducing the cross-sectional area of the flow path, and the opening area of each orifice 54 is set in accordance with each combustion. It is preferable to set the supply amount of the fuel G in the apparatus 100 to be equal.

予混合器20について説明を加えると、予混合器20には、燃焼筒30に固定される外筒23と、その外筒23に外囲される内筒22と、その内筒22に外囲される燃料分配部材21とで構成されている。
そして、上記燃料分配部材21は、詳細については説明を省略するが、内筒22内部に形成されたパイロット燃焼用流路26を流通する空気Aに燃料Gを供給して比較的高当量比のパイロット燃焼用の予混合気Mpを形成すると共に、内筒22と外筒23との間に形成されたメイン燃焼用流路25を流通する空気Aに燃料Gを供給して比較的低当量比のメイン燃焼用の予混合気Mmを形成する。
そして、このように形成されたパイロット燃焼用の予混合気Mpが燃焼筒30内に流出して比較的安定したパイロット燃焼が行われ、一方、メイン燃焼用の予混合気が燃焼筒30内に流出して上記パイロット燃焼により保炎される形態で比較的低当量比の希薄予混合気Mmによるメイン燃焼が行われる。
The premixer 20 will be described. The premixer 20 includes an outer cylinder 23 fixed to the combustion cylinder 30, an inner cylinder 22 surrounded by the outer cylinder 23, and an outer periphery of the inner cylinder 22. It is comprised with the fuel distribution member 21 made.
Although the fuel distribution member 21 will not be described in detail, the fuel G is supplied to the air A flowing through the pilot combustion flow path 26 formed in the inner cylinder 22 so as to have a relatively high equivalent ratio. The fuel G is supplied to the air A flowing through the main combustion flow path 25 formed between the inner cylinder 22 and the outer cylinder 23 while forming the premixed gas Mp for pilot combustion, and a relatively low equivalent ratio The premixed gas Mm for main combustion is formed.
The pilot combustion premixed gas Mp formed in this way flows into the combustion cylinder 30 and relatively stable pilot combustion is performed, while the main combustion premixed gas enters the combustion cylinder 30. The main combustion is performed by the lean premixed gas Mm having a relatively low equivalent ratio in the form of flowing out and holding the flame by the pilot combustion.

また、予混合気Mの点火は、燃焼器ケーシング1から外筒23及び内筒22を穿設する状態で配置された点火栓32により行われる。   The premixed gas M is ignited by a spark plug 32 that is disposed in a state where the outer cylinder 23 and the inner cylinder 22 are formed from the combustor casing 1.

ガスタービンエンジン用燃焼装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a combustion apparatus for a gas turbine engine 燃料供給管の部分拡大図Partial enlarged view of fuel supply pipe ガイド管の部分拡大図Partial enlarged view of the guide tube 従来のガスタービンエンジン用燃焼装置の概略構成図Schematic configuration diagram of a conventional combustion apparatus for a gas turbine engine

符号の説明Explanation of symbols

1:燃焼器ケーシング
3:噴出口
5:タービン
10:燃焼器
20:予混合器
22:内筒
23:外筒
24:支持部
30:燃焼筒
50:燃料供給管
51:可撓管
54:オリフィス
57:ガイド管
100:ガスタービン用燃焼装置
A:空気
CG:燃焼ガス
G:燃料
M,Mm,Mp:予混合気
1: Combustor casing 3: Jet port 5: Turbine 10: Combustor 20: Premixer 22: Inner cylinder 23: Outer cylinder 24: Support section 30: Combustion cylinder 50: Fuel supply pipe 51: Flexible pipe 54: Orifice 57: Guide tube 100: Gas turbine combustion device A: Air CG: Combustion gas G: Fuel M, Mm, Mp: Premixed gas

Claims (4)

一端側に形成された空気口から圧縮空気が供給され、他端側に形成された噴出口から燃焼ガスを噴出してタービンを駆動する筒状の燃焼器ケーシング内に、前記燃焼器ケーシング内に架設された燃料供給管を介して供給された燃料を前記燃焼器ケーシング内の空気を利用して燃焼させる燃焼器を配置し、前記燃焼器が、燃料と空気とを混合して予混合気を形成する予混合器と、前記予混合器で形成された予混合気を受け入れて燃焼させる燃焼筒とを、上流側より順に配置して構成されているガスタービンエンジン用燃焼装置であって、
前記燃料供給管の少なくとも一部が可撓管により構成されているガスタービンエンジン用燃焼装置。
Compressed air is supplied from an air port formed on one end side, and a combustion gas is ejected from an outlet formed on the other end side into a cylindrical combustor casing that drives a turbine. A combustor is provided for combusting fuel supplied through a built-in fuel supply pipe using air in the combustor casing, and the combustor mixes fuel and air to produce a premixed gas. A combustion apparatus for a gas turbine engine configured to sequentially form a premixer to be formed and a combustion cylinder that receives and burns the premixed gas formed by the premixer, from the upstream side;
A combustion apparatus for a gas turbine engine, wherein at least a part of the fuel supply pipe is constituted by a flexible pipe.
前記燃焼器ケーシングに固定され前記可撓管の少なくとも上流側を囲うガイド部材を備えた請求項1に記載のガスタービンエンジン用燃焼装置。   The combustion apparatus for a gas turbine engine according to claim 1, further comprising a guide member fixed to the combustor casing and surrounding at least the upstream side of the flexible tube. 前記ガイド部材が、前記燃料供給管の全周を囲う管状に形成され、
前記予混合器に、前記ガイド部材に軸方向に嵌合される支持部が形成されている請求項2に記載のガスタービンエンジン用燃焼装置。
The guide member is formed in a tubular shape surrounding the entire circumference of the fuel supply pipe;
The combustion apparatus for a gas turbine engine according to claim 2, wherein a support portion that is axially fitted to the guide member is formed in the premixer.
前記ガイド部材の外表面に突起を形成してある請求項3に記載のガスタービンエンジン用燃焼装置。   The combustion apparatus for a gas turbine engine according to claim 3, wherein a protrusion is formed on an outer surface of the guide member.
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