JPH09303776A - Fuel injection nozzle for gas turbine combustor - Google Patents
Fuel injection nozzle for gas turbine combustorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービン燃焼
器の燃料噴射ノズルに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fuel injection nozzle for a gas turbine combustor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ガスタービン燃焼器として用いら
れている気体及び液体燃料の双方を燃焼可能な予混合炎
型低NOxの燃焼器の全体構成図を図2に、そのメイン
燃料ノズルを図3に示す。2. Description of the Related Art A conventional premixed flame type low NOx combustor capable of burning both gas and liquid fuel, which is conventionally used as a gas turbine combustor, is shown in FIG. 3 shows.
【0003】燃焼器の断面中央に火炎部分を形成するパ
イロット燃焼ノズル104が、また、パイロット燃焼ノ
ズル104のまわりには円筒形の外筒106をもち燃料
と空気の予混合ガスを形成する複数個のメイン燃料ノズ
ル102が配置されている。パイロット燃焼ノズル10
2にはパイロットスワラ103が設けられている。各メ
イン燃料ノズル102の上流部分には、同メイン燃焼ノ
ズル102の周りに配置され外筒106へと延びている
メインスワラ101が設けられ、メイン燃料ノズル10
2のメインスワラ101より下流側のノズル本体壁面の
部分に複数のノズル孔105が穿設されている。A plurality of pilot combustion nozzles 104 that form a flame portion in the center of the cross section of the combustor, and a cylindrical outer cylinder 106 around the pilot combustion nozzles 104 are provided to form a premixed gas of fuel and air. The main fuel nozzle 102 of is arranged. Pilot combustion nozzle 10
2 is provided with a pilot swirler 103. A main swirler 101, which is arranged around the main combustion nozzle 102 and extends to the outer cylinder 106, is provided at an upstream portion of each main fuel nozzle 102.
A plurality of nozzle holes 105 are formed in the wall surface of the nozzle body on the downstream side of the second main swirler 101.
【0004】この従来のガスタービン燃焼器では、空気
は複数個のメインスワラ101と1つのパイロットスワ
ラ103から供給され、燃料はメイン燃料ノズル10
2、パイロット燃料ノズル104から供給される。In this conventional gas turbine combustor, air is supplied from a plurality of main swirlers 101 and one pilot swirler 103, and fuel is supplied to the main fuel nozzles 10.
2. It is supplied from the pilot fuel nozzle 104.
【0005】メイン燃料ノズル102においては、図3
に示すように、燃料はノズル本体壁面にあけられたノズ
ル孔105より噴出され、メインスワラ101を介して
ノズル外周を流れる空気と混合して予混合ガスとなる。In the main fuel nozzle 102, FIG.
As shown in, the fuel is ejected from the nozzle hole 105 formed in the wall surface of the nozzle body, and is mixed with the air flowing around the outer periphery of the nozzle through the main swirler 101 to form a premixed gas.
【0006】なお、図2及び図3中矢印は燃料と空気の
流れを示す。The arrows in FIGS. 2 and 3 indicate the flow of fuel and air.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】前記の図2及び図3に
示すようなガスタービンの燃焼器において、その自己着
火温度が燃焼用空気温度よりも低い燃料を燃焼させる場
合、ノズル本体壁面近傍の空気流の低流速域(速度境界
層)で燃料濃度が可燃範囲に入っていると、その滞留時
間が着火遅れ時間より長い場合には自己着火が生起して
しまう危険性がある。In the combustor of the gas turbine as shown in FIGS. 2 and 3, when the fuel whose self-ignition temperature is lower than the combustion air temperature is burned, the vicinity of the wall surface of the nozzle body is If the fuel concentration is in the combustible range in the low velocity region (velocity boundary layer) of the air flow, there is a risk that self-ignition will occur if the residence time is longer than the ignition delay time.
【0008】本発明は、以上の問題点を解決することが
できるガスタービン燃焼器の燃料噴射ノズルを提供しよ
うとするものである。The present invention is intended to provide a fuel injection nozzle for a gas turbine combustor which can solve the above problems.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、予混合炎型低
NOxのガスタービン燃焼器の燃料噴射ノズルにおい
て、燃料のノズル孔をノズル本体壁面より突出させ、そ
の出口をノズル本体壁面近傍の空気流の低速域外に位置
させたことを特徴とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION In the fuel injection nozzle of a premixed flame type low NOx gas turbine combustor, the present invention has a nozzle hole for fuel projecting from the wall surface of the nozzle body, and its outlet near the wall surface of the nozzle body. It is characterized by being located outside the low speed region of the air flow.
【0010】本発明では、ノズル本体壁面より突出した
燃料のノズル孔の出口をノズル本体壁面近傍の空気流の
低速域外に位置させているので、ノズル壁から直接燃料
を噴出する従来の場合に比べて空気流の低速域である速
度境界層での燃料濃度が低下する。従って、可燃混合ガ
スは、空気流の主流域に存在することになり、滞留時間
が短くなり自己着火の危険性を回避することができる。In the present invention, since the outlet of the fuel nozzle hole protruding from the wall surface of the nozzle body is located outside the low speed region of the air flow in the vicinity of the wall surface of the nozzle body, the fuel is jetted directly from the nozzle wall as compared with the conventional case. As a result, the fuel concentration in the velocity boundary layer, which is the low speed region of the air flow, decreases. Therefore, the combustible mixed gas is present in the main flow region of the air flow, the residence time is shortened, and the risk of self-ignition can be avoided.
【0011】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態を、図1に
よって説明する。本実施の形態は、図2及び図3に示さ
れるガスタービン燃焼器において、メイン燃料ノズルの
燃料のノズル孔105を以下説明するように構成したも
ので、その他の部分は変更がないので、その説明を省略
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, in the gas turbine combustor shown in FIGS. 2 and 3, the fuel nozzle hole 105 of the main fuel nozzle is configured as described below, and other parts are not changed, The description is omitted.
【0012】即ち、本実施の形態では、メイン燃料ノズ
ル102の本体壁面のメインスワラ101より下流側の
部分に設けられたノズル孔105を本体壁面より外方へ
突出させて設け、その先端の出口を、メインスワラ10
1を通った空気流がメイン燃料ノズル102の本体壁面
近傍に形成する速度境界層である空気流の低速域外に位
置させるようにした。なお、図1中矢印は燃料と空気の
流れを示す。That is, in the present embodiment, the nozzle hole 105 provided in the portion of the main wall surface of the main fuel nozzle 102 on the downstream side of the main swirler 101 is provided so as to project outward from the main wall surface, and the outlet at the tip thereof is provided. , Main swirler 10
The air flow passing through No. 1 is located outside the low speed region of the air flow which is the velocity boundary layer formed near the main body wall surface of the main fuel nozzle 102. The arrows in FIG. 1 indicate the flow of fuel and air.
【0013】本実施の形態では、燃料は、メイン燃料ノ
ズル102のノズル孔105の先端の出口より噴出され
る。燃料は、前記のように、メイン燃料ノズル102の
本体壁面近傍に形成される空気流の低速域の外側に噴出
されるので、空気流の主流部分に可燃の予混合ガスが形
成される。従って、前記空気流の低速域における燃料濃
度を低く抑えることができ、予混合ガスをすみやかに火
炎部分へ供給して予混合ガスが自己発火することを確実
に防止することができる。In the present embodiment, the fuel is jetted from the outlet at the tip of the nozzle hole 105 of the main fuel nozzle 102. As described above, the fuel is ejected to the outside of the low speed region of the air flow formed in the vicinity of the main wall surface of the main fuel nozzle 102, so that a combustible premixed gas is formed in the main flow portion of the air flow. Therefore, the fuel concentration in the low speed region of the air flow can be suppressed to a low level, and the premixed gas can be promptly supplied to the flame portion to reliably prevent the premixed gas from self-igniting.
【0014】なお、前記本発明の実施の一形態では、メ
イン燃料ノズル102の突出したノズル孔105をメイ
ンスワラ101の下流側に設けているが、本発明におけ
るノズル孔は、メインスワラの上流側に設けるようにし
てもよく、これによって、メイン燃料ノズルの本体壁面
近傍の空気流の低速域(速度境界層)における燃料濃度
を低く抑えるようにすることもできる。しかし、前記メ
インスワラを通って整流された空気中に燃料を噴射し方
がより均一な予混合ガスを形成することができるため
に、前記本発明の実施の一形態におけるように、突出し
たノズル孔をメインスワラの下流側に設けた方がよりよ
い効果を得ることができる。In the embodiment of the present invention, the projecting nozzle hole 105 of the main fuel nozzle 102 is provided on the downstream side of the main swirler 101, but the nozzle hole in the present invention is provided on the upstream side of the main swirler. Alternatively, the fuel concentration in the low speed region (velocity boundary layer) of the air flow near the main body wall surface of the main fuel nozzle can be kept low. However, since it is possible to form a more uniform premixed gas by injecting fuel into the air rectified through the main swirler, as in the embodiment of the present invention, the protruding nozzle holes It is possible to obtain a better effect by providing the downstream side of the main swirler.
【0015】[0015]
【発明の効果】本発明は、メイン燃料ノズルのノズル本
体の壁面近傍における空気流の低速域(速度境界層)に
おける燃料濃度を低く抑え、可燃の予混合ガスの自己着
火の危険性を回避することができる。According to the present invention, the fuel concentration in the low speed region (velocity boundary layer) of the air flow in the vicinity of the wall surface of the nozzle body of the main fuel nozzle is kept low to avoid the risk of self-ignition of the combustible premixed gas. be able to.
【図1】本発明の実施の一形態に係るメイン燃料ノズル
の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a main fuel nozzle according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の予混合炎型低NOxのガスタービン燃焼
器の全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a conventional premixed flame type low NOx gas turbine combustor.
【図3】従来のガスタービン燃焼器のメイン燃料ノズル
の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a main fuel nozzle of a conventional gas turbine combustor.
101 メインスワラ 102 メイン燃料ノズル 103 パイロットスワラ 104 パイロット燃焼ノズル 105 ノズル孔 101 Main Swirler 102 Main Fuel Nozzle 103 Pilot Swirler 104 Pilot Combustion Nozzle 105 Nozzle Hole
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西田 幸一 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Koichi Nishida 2-1-1 Shinhama, Arai-cho, Takasago-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Plant
Claims (1)
器の燃料噴射ノズルにおいて、燃料のノズル孔をノズル
本体壁面から突出させ、その出口をノズル本体壁面近傍
の空気流の低速域で外に位置させたことを特徴とするガ
スタービン燃焼器の燃料噴射ノズル。1. In a fuel injection nozzle of a premixed flame type low NOx gas turbine combustor, a nozzle hole for fuel is projected from a wall surface of a nozzle body, and its outlet is outside in a low speed region of an air flow near the wall surface of the nozzle body. A fuel injection nozzle for a gas turbine combustor characterized by being positioned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11613796A JPH09303776A (en) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | Fuel injection nozzle for gas turbine combustor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11613796A JPH09303776A (en) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | Fuel injection nozzle for gas turbine combustor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09303776A true JPH09303776A (en) | 1997-11-28 |
Family
ID=14679656
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11613796A Pending JPH09303776A (en) | 1996-05-10 | 1996-05-10 | Fuel injection nozzle for gas turbine combustor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09303776A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2402652A1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Burner |
| CN105240847A (en) * | 2015-11-19 | 2016-01-13 | 哈尔滨东安发动机(集团)有限公司 | Anti-backfire structure of combustion chamber |
-
1996
- 1996-05-10 JP JP11613796A patent/JPH09303776A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2402652A1 (en) * | 2010-07-01 | 2012-01-04 | Siemens Aktiengesellschaft | Burner |
| EP2588805B1 (en) * | 2010-07-01 | 2016-04-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Burner |
| CN105240847A (en) * | 2015-11-19 | 2016-01-13 | 哈尔滨东安发动机(集团)有限公司 | Anti-backfire structure of combustion chamber |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030304 |