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JPH08135969A - Air flow rate regulator for gas turbine combustor - Google Patents

Air flow rate regulator for gas turbine combustor

Info

Publication number
JPH08135969A
JPH08135969A JP27351694A JP27351694A JPH08135969A JP H08135969 A JPH08135969 A JP H08135969A JP 27351694 A JP27351694 A JP 27351694A JP 27351694 A JP27351694 A JP 27351694A JP H08135969 A JPH08135969 A JP H08135969A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas turbine
air
combustion
turbine combustor
air flow
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP27351694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shohei Yoshida
正平 吉田
Kazumi Iwai
一躬 岩井
Yoji Ishibashi
洋二 石橋
Hiroshi Inoue
洋 井上
Shigeyuki Akatsu
茂行 赤津
Tomoki Koganezawa
知己 小金沢
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP27351694A priority Critical patent/JPH08135969A/en
Publication of JPH08135969A publication Critical patent/JPH08135969A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To provide a gas turbine combustor, permitting reduction of NOx, by a method wherein combustion air is supplied into a premixing device without disturbing the flow of combustion air in the premixing device to retain the mixing ratio of fuel to air in combustion zone so as to be uniform regardless of the flow rate of combustion air. CONSTITUTION: A flow regulating ring 18, having lattice type slits for dividing the flow passage of air which flows into a premixing device 15, is arranged at the combustion air intake unit 19 of the premixing device 15. A lid body, covering the flow regulating ring 18, or an air flow rate regulating valve 20, having a cylindrical shape and provided with lattice type slits, is arranged at the outer periphery of the flow regulating ring 18. The air flow rate regulating valve 20 is moved into the axial direction of a gas turbine combustor whereby the opening area of the flow regulating ring 18 is regulated and the flow rate of air, which flows into the premixing device 15, can be controlled.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、予混合器を有するガス
タービンの燃焼器の空気流量調節器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air flow controller for a gas turbine combustor having a premixer.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービン燃焼器から排出される排ガ
ス中には大気汚染の原因とされるNOxやCO、HCな
どのガスが含まれるが、これらのガスについては、厳し
い排出規制が設けられている。現在、低NOx化の方法
として、燃料を多段に分配し、一段当たりの燃焼負荷を
少なくしたり、希薄燃焼を行わせたりすることにより、
部分的な高温領域の発生を抑制する方法が主流になって
いる。
BACKGROUND ART Exhaust gas discharged from a gas turbine combustor contains gases such as NOx, CO, and HC that cause air pollution, but these gases are subject to strict emission regulations. There is. At present, as a method of reducing NOx, by distributing fuel in multiple stages to reduce the combustion load per stage or to perform lean combustion,
The method of suppressing the generation of a partial high temperature region has become the mainstream.

【0003】ガスタービン燃焼器の場合は、構造等の制
約から、燃焼器の上流側から燃料と空気とが別々に燃焼
器内に流入して燃焼する拡散燃焼と、燃料と空気とが予
め混合して下流側で燃焼する予混合燃焼との、いわゆる
二段燃焼方式が採用されている。近年では、一層の低N
Ox化を図るため、高負荷領域において、予混合燃焼の
燃焼割合を多くする傾向にある。
In the case of a gas turbine combustor, due to structural restrictions, diffusion combustion in which fuel and air separately flow into the combustor from the upstream side of the combustor and burns, and fuel and air are mixed in advance. Then, a so-called two-stage combustion system with premixed combustion in which combustion is performed on the downstream side is adopted. In recent years, even lower N
In order to achieve Ox, the combustion ratio of premixed combustion tends to increase in the high load region.

【0004】また、ガスタービンの低NOx燃焼器で
は、不安定な燃焼防止のため、燃料流量と空気流量との
比が設定値となるように、燃料と空気との各流量を調節
することが必要であり、燃料の流量調節は、通常の場
合、負荷変化に応じ制御弁などによって行われている。
Further, in a low NOx combustor of a gas turbine, in order to prevent unstable combustion, it is possible to adjust the flow rates of fuel and air so that the ratio of the fuel flow rate to the air flow rate becomes a set value. It is necessary and the flow rate of fuel is normally adjusted by a control valve or the like according to a change in load.

【0005】また、予混合器に流入する燃焼用空気流量
を調節する方法が、特開昭61−195214号公報に
開示されている。したがって、この方法を図4を用いて
説明する。図4は、この公知例の予混合器への流入空気
用流量調節弁の説明図である。
A method of adjusting the flow rate of combustion air flowing into the premixer is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-195214. Therefore, this method will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory view of a flow rate control valve for inflow air into the premixer of this known example.

【0006】すなわち、2段目燃料ノズル16が設置さ
れている予混合器15の燃焼用空気取り入れ部19の開
口部に、開口部を覆う蓋体である空気流量調節弁20を
配置し、この開口部の面積が変化するように空気流量調
節弁20を移動して、予混合器15内に流入する空気流
量を調節する方法である。これにより、負荷変化に関係
なく、燃料流量と空気流量との比の制御が可能となり、
未燃分燃料の排出を防止できるようになっている。
That is, at the opening of the combustion air intake portion 19 of the premixer 15 in which the second-stage fuel nozzle 16 is installed, an air flow rate control valve 20 which is a lid for covering the opening is arranged. In this method, the air flow rate control valve 20 is moved so that the area of the opening changes, and the air flow rate flowing into the premixer 15 is adjusted. This makes it possible to control the ratio of the fuel flow rate to the air flow rate regardless of load changes.
It is designed to prevent the discharge of unburned fuel.

【0007】また、上述のように空気流量調節弁を移動
する場合、その移動に伴う空気流量変化を鈍感にして、
空気流量配分を適正にする方法が、特開昭62−842
27号公報に開示されている。
Further, when the air flow control valve is moved as described above, the change in the air flow caused by the movement is made insensitive to
A method for properly distributing the air flow rate is disclosed in JP-A-62-842.
No. 27 publication.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ガスタービン燃焼器の
低NOx化には、燃料と空気とを予め混合して得られ
る、いわゆる予混合気を燃焼させる割合、すなわち予混
合燃焼の燃焼割合を多くすることが、非常に有効な手段
である。また、ガスタービンの全負荷帯において、低N
Ox化を実現するためには、燃料流量と空気流量との比
を制御することが必要であり、そのためには、上述の公
知例に示したような予混合器に供給する空気流量を調節
する方法が、必要不可欠となる。
In order to reduce NOx in a gas turbine combustor, a so-called premixed combustion ratio, which is obtained by premixing fuel and air, that is, a premixed combustion combustion ratio is increased. Doing is a very effective means. Also, low N in the entire load range of the gas turbine.
In order to realize Ox conversion, it is necessary to control the ratio between the fuel flow rate and the air flow rate, and for that purpose, the air flow rate supplied to the premixer as shown in the above-mentioned known example is adjusted. Method becomes essential.

【0009】また、予混合燃焼を行う場合、燃焼域に供
給される予混合気における燃料と空気との混合割合が、
時間的に一定であり、かつ空間的に均一であることが、
低NOx化に有利であることが知られている。
When performing premixed combustion, the mixing ratio of fuel and air in the premixed gas supplied to the combustion region is
Being temporally constant and spatially uniform,
It is known to be advantageous in reducing NOx.

【0010】更に、燃料と空気との混合割合を均一に保
持するには、混合距離を長くすることが好ましく、この
ため、上述の公知例では、予混合器の上流位置に燃料供
給ノズルを配置して、燃焼域までの混合距離を長くする
ような構成にしている。
Further, in order to keep the mixing ratio of fuel and air uniform, it is preferable to increase the mixing distance. Therefore, in the above-mentioned known example, the fuel supply nozzle is arranged at the upstream position of the premixer. Then, the mixing distance to the combustion region is increased.

【0011】しかし、上述の公知例の場合、燃料供給ノ
ズルは予混合器流路の曲がり部に設置してあり、この位
置は燃焼用空気の流れが乱れる領域である。また、予混
合器の燃焼用空気取り入れ部の開度が小さい場合は、空
気流量調節弁の下流位置にも大きな渦が形成され、流れ
を一層乱すことになる。
However, in the case of the above-mentioned known example, the fuel supply nozzle is installed at the curved portion of the premixer flow path, and this position is a region where the flow of combustion air is disturbed. Further, when the opening degree of the combustion air intake portion of the premixer is small, a large vortex is formed at the downstream position of the air flow rate control valve, which further disturbs the flow.

【0012】このように、予混合器内の燃焼用空気の流
れが乱れたときには、燃料と空気との混合割合を均一に
保持することが不可能になり、予混合器内部に火が入る
逆火現象や、火が消えるという事態の発生する恐れがあ
る。
As described above, when the flow of the combustion air in the premixer is disturbed, it becomes impossible to keep the mixing ratio of the fuel and air uniform, and a fire enters the premixer. There is a risk of fire and extinguishing.

【0013】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであり、予混合器に供給する燃焼用空気を、空気流
量に関係なく、かつ予混合器内の燃焼用空気の流れを乱
すことなく、予混合器内に供給し、燃焼域での燃料と空
気との混合割合を均一に保持することにより、低NOx
化を可能としたガスタービン燃焼器を提供することを目
的としている。
The present invention has been made in view of such circumstances, and the combustion air supplied to the premixer is disturbed regardless of the air flow rate and the flow of the combustion air in the premixer is disturbed. Instead, it is supplied into the premixer to maintain a uniform mixing ratio of fuel and air in the combustion region, thereby reducing NOx.
It is an object of the present invention to provide a gas turbine combustor that can be converted into a gas.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的は、次のように
して達成することができる。
The above object can be achieved as follows.

【0015】(1)周壁に空気導入用の開口部を設けた
円筒状の拡散燃焼部ライナと、拡散燃焼部ライナの頭部
に位置し、拡散燃焼部ライナの内部に燃料を供給する複
数の燃料ノズルからなる拡散燃焼室と、拡散燃焼部ライ
ナの外周側に形成されている環状流路の頭部に複数の燃
料ノズルと燃焼用空気取り入れ部とを備えた予混合器
と、予混合器の下流側に位置し、予混合器による予混合
燃焼を行うための予混合燃焼室とを備えるともに、予混
合器の燃焼用空気取り入れ部の外周側に位置し、燃焼用
空気取り入れ部の開口面積が変化するように移動する環
状の蓋体を備えたガスタービン燃焼器の空気流量調節器
において、予混合器の燃焼用空気取り入れ部に、ガスタ
ービン燃焼器の軸方向に配列された複数の開口部を有す
る環状の整流板を設けていること。
(1) A cylindrical diffusion combustion section liner having an opening for introducing air on its peripheral wall, and a plurality of fuels which are located at the head of the diffusion combustion section liner and which supply fuel to the inside of the diffusion combustion section liner. A premixer having a diffusion combustion chamber formed of a fuel nozzle, a plurality of fuel nozzles and a combustion air intake section at the head of an annular flow path formed on the outer peripheral side of the diffusion combustion section liner, and a premixer And a premixing combustion chamber for performing premixed combustion by the premixer, and is located on the outer peripheral side of the combustion air intake section of the premixer and has an opening of the combustion air intake section. In an air flow controller for a gas turbine combustor equipped with an annular lid that moves so that the area changes, a plurality of air turbines arranged in the axial direction of the gas turbine combustor are provided at the combustion air intake section of the premixer. An annular straightening plate with an opening is installed. To have it.

【0016】(2)(1)において、蓋体及び整流板の
それぞれに、ガスタービン燃焼器の軸方向に配列された
複数のスリットを設けていること。
(2) In (1), each of the lid and the current plate is provided with a plurality of slits arranged in the axial direction of the gas turbine combustor.

【0017】(3)(1)において、蓋体及び整流板の
それぞれに、ガスタービン燃焼器の軸方向に配列された
複数の格子状のスリットを設けていること。
(3) In (1), a plurality of lattice-shaped slits arranged in the axial direction of the gas turbine combustor are provided on each of the lid and the current plate.

【0018】(4)(1)、(2)又は(3)におい
て、整流板に、整流板の空気流れ方向下流側に向かって
延びる案内羽根を設けていること。
(4) In (1), (2) or (3), the straightening vanes are provided with guide vanes extending toward the downstream side of the straightening vanes in the air flow direction.

【0019】[0019]

【作用】本発明では、ガスタービン燃焼器の空気流量調
節器において、予混合器の燃焼用空気取り入れ部に、
(1)ガスタービン燃焼器の軸方向に配列された複数の
開口部を有する環状の整流板、(2)ガスタービン燃焼
器の軸方向に配列された複数のスリットを、それぞれ有
する環状の蓋体、及び環状の整流板、又は(3)ガスタ
ービン燃焼器の軸方向に配列された複数の格子状のスリ
ットを、それぞれ有する環状の蓋体、及び環状の整流板
を設けている。
In the present invention, in the air flow controller of the gas turbine combustor, the combustion air intake portion of the premixer is
(1) An annular flow plate having a plurality of openings arranged in the axial direction of the gas turbine combustor, and (2) an annular lid body having a plurality of slits arranged in the axial direction of the gas turbine combustor. , And an annular current plate, or (3) an annular lid body and an annular current plate that respectively have a plurality of lattice-shaped slits arranged in the axial direction of the gas turbine combustor.

【0020】このため、それぞれの燃焼用空気取り入れ
部の下流側に形成される渦の大きさが、予混合器の流路
に比べて小さくなるので、燃焼用空気取り入れ部の下流
側に配置した燃料供給ノズルの位置では、多数の小さな
渦による流れ場が形成される。したがって、燃焼域での
燃料と空気との混合割合を均一に保持することができ、
低NOx化を図ることができる。
For this reason, the size of the vortex formed on the downstream side of each combustion air intake section becomes smaller than that on the flow path of the premixer, so that it is arranged on the downstream side of the combustion air intake section. At the position of the fuel supply nozzle, a flow field is formed by many small vortices. Therefore, the mixing ratio of fuel and air in the combustion region can be kept uniform,
Low NOx can be achieved.

【0021】また、上述の(1)、(2)又は(3)に
おいて、整流板に、整流板の空気流れ方向下流側に向か
って延びる案内羽根を設けているので、燃焼空気の整流
作用が一層よくなり、火炎の安定性を増す効果が得られ
る。
Further, in the above (1), (2) or (3), since the straightening vanes are provided on the straightening vanes toward the downstream side in the air flow direction of the straightening vanes, the straightening action of the combustion air is improved. The effect is improved and the stability of the flame is increased.

【0022】[0022]

【実施例】本発明の一実施例を、図1及び図2を用いて
説明する。図1は本実施例の空気流量調節器を備えたガ
スタービンプラントの略解図、図2は図1の要部拡大図
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic diagram of a gas turbine plant equipped with an air flow controller according to this embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【0023】本実施例の特徴は、空気流量調節器にある
が、まず、本実施例の空気流量調節器を装着したガスタ
ービンプラントについて、その概要を説明する。
The feature of this embodiment lies in the air flow rate controller. First, an outline of a gas turbine plant equipped with the air flow rate controller of this embodiment will be described.

【0024】ガスタービンプラントは、図1に示すよう
に、主としてガスタービン燃焼器1、及びガスタービン
2に連結され、燃焼用及び冷却用の圧縮空気を得る圧縮
機3により構成されている。
As shown in FIG. 1, the gas turbine plant is mainly composed of a gas turbine combustor 1 and a compressor 3 which is connected to a gas turbine 2 to obtain compressed air for combustion and cooling.

【0025】圧縮機3から吐出された圧縮空気はガスタ
ービン燃焼器1に導かれ、ガスタービン燃焼器1の燃焼
器ライナ4の内部に形成されいる燃焼室5で燃料と共に
燃焼し、そのとき発生する高温高圧の燃焼ガスはトラン
ジションピース7を経てガスタービン2に噴射され、ガ
スタービン2を駆動する。そして、ガスタービン2に結
合されている発電機(図示せず)により発電するように
構成されている。
The compressed air discharged from the compressor 3 is guided to the gas turbine combustor 1 and burned together with the fuel in the combustion chamber 5 formed inside the combustor liner 4 of the gas turbine combustor 1 and generated at that time. The high-temperature and high-pressure combustion gas is injected into the gas turbine 2 through the transition piece 7 and drives the gas turbine 2. Then, it is configured to generate electric power by a generator (not shown) connected to the gas turbine 2.

【0026】ガスタービン燃焼器1の主な構成は、燃焼
ガスを生成する、燃焼器ライナ4、燃料供給系及び空気
供給系からなり、これらは外筒8及びエンドカバー9で
密閉された圧力容器10内に装着されている。
The main structure of the gas turbine combustor 1 is composed of a combustor liner 4 for producing combustion gas, a fuel supply system and an air supply system, which are sealed by an outer cylinder 8 and an end cover 9. It is installed inside 10.

【0027】燃焼器ライナ4の上流側には、拡散燃焼部
12が設けられている。すなわち、下流側より径の小さ
な拡散燃焼部ライナ11が設けられ、更に拡散燃焼部ラ
イナ11内には拡散燃焼用の1段目燃料ノズル13と内
筒14とが設置され、拡散燃焼部12が形成されてい
る。そして、拡散燃焼部ライナ11内で1段目燃料ノズ
ル13から供給された燃料により、拡散燃焼が行われる
ようになっている。
A diffusion combustion section 12 is provided on the upstream side of the combustor liner 4. That is, the diffusion combustion section liner 11 having a smaller diameter than that on the downstream side is provided, and the first stage fuel nozzle 13 for diffusion combustion and the inner cylinder 14 are installed in the diffusion combustion section liner 11, and the diffusion combustion section 12 is provided. Has been formed. Then, the diffusion combustion is performed in the diffusion combustion liner 11 by the fuel supplied from the first stage fuel nozzle 13.

【0028】拡散燃焼部ライナ11の半径方向の外周側
には、予混合器15が設置され、その上流側に予混合燃
焼用の2段目燃料ノズル16が設けられている。圧縮機
3から吐出された圧縮空気は、外筒8と燃焼器ライナ4
によって形成された空気流路17を経て、予混合器15
内に流入し、2段目燃料ノズル16から噴出された燃料
と予混合器15内で混合し、予混合気となる。
A premixer 15 is installed on the outer circumferential side of the diffusion combustion liner 11 in the radial direction, and a second-stage fuel nozzle 16 for premix combustion is provided upstream of the premixer 15. The compressed air discharged from the compressor 3 is transferred to the outer cylinder 8 and the combustor liner 4.
Through the air flow path 17 formed by the premixer 15
The fuel that has flowed into the interior of the tank and is injected from the second-stage fuel nozzle 16 is mixed with the fuel in the premixer 15 to form a premixed gas.

【0029】予混合気は、予混合燃焼部6を経て燃焼室
5に噴出し、拡散燃焼部ライナ11内の拡散燃焼による
熱エネルギを得て、燃焼室5で予混合燃焼をする。
The premixed gas is jetted into the combustion chamber 5 through the premixing combustion section 6, and heat energy is generated by the diffusion combustion in the diffusion combustion section liner 11, and the premixed combustion is performed in the combustion chamber 5.

【0030】次に、本実施例の空気流量調節器について
説明する。
Next, the air flow controller of this embodiment will be described.

【0031】本実施例は、このようなガスタービンプラ
ントの構成において、予混合器15の燃焼用空気取り入
れ部19に、予混合器15に供給する空気の流路を分割
するための格子状のスリットを有する整流リング18を
配置し、整流リング18の外周側にこれを覆うような蓋
体、すなわち円筒状で、かつ格子状のスリットを有する
空気流量調節弁20を設置した場合である。
In this embodiment, in the structure of such a gas turbine plant, the combustion air intake portion 19 of the premixer 15 has a grid-like shape for dividing the flow path of the air supplied to the premixer 15. This is a case where the rectifying ring 18 having slits is arranged, and the lid body covering the rectifying ring 18 on the outer peripheral side thereof, that is, the air flow rate control valve 20 having cylindrical and lattice-shaped slits is installed.

【0032】すなわち、空気流量調節弁20を、ガスタ
ービン燃焼器1の軸方向(以下、単に軸方向と略称)に
移動させることにより、燃焼用空気取り入れ部19に配
置した整流リング18の開口面積を調整して、予混合器
15に供給する空気流量を制御する場合である。
That is, by moving the air flow rate control valve 20 in the axial direction of the gas turbine combustor 1 (hereinafter simply referred to as the axial direction), the opening area of the rectifying ring 18 arranged in the combustion air intake portion 19 is increased. Is adjusted to control the flow rate of air supplied to the premixer 15.

【0033】このように構成された、共に格子状のスリ
ットを有する整流リング18と空気流量調節弁20の動
作を、図2を用いて説明する。すなわち、図2は、図1
における本実施例の要部の拡大図であり、燃焼用空気取
り入れ部19には整流リング18を配置した。なお、整
流リング18の開口部の総面積は、予混合器15の燃焼
性能、すなわち予混合器15の出口の設計流速によって
決定した。
The operation of the rectifying ring 18 and the air flow rate adjusting valve 20 both having the lattice-like slits thus configured will be described with reference to FIG. That is, FIG.
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of this embodiment, in which a rectifying ring 18 is arranged in a combustion air intake part 19. The total area of the openings of the rectifying ring 18 was determined by the combustion performance of the premixer 15, that is, the design flow velocity at the outlet of the premixer 15.

【0034】本実施例では、整流リング18のスリット
部すなわち開口部18aと、閉止部18bとが、同じ軸
方向長さとなるように構成し、かつ整流リング18を覆
うように配置した空気流量調節弁20のスリット部すな
わち開口部20aと、閉止部20bとの、それぞれの軸
方向長さが、整流リング18のそれらと同等になるよう
に構成した。このようにして、空気流量調節弁20の開
口部20aの総面積と、整流リング18の開口部18a
の総面積とを、同一にした。
In this embodiment, the slit portion, that is, the opening portion 18a and the closing portion 18b of the rectifying ring 18 have the same axial length and are arranged so as to cover the rectifying ring 18. The axial lengths of the slit portion, that is, the opening portion 20a and the closing portion 20b of the valve 20 are configured to be equal to those of the rectifying ring 18. In this way, the total area of the openings 20a of the air flow control valve 20 and the openings 18a of the rectifying ring 18 are
And the total area of

【0035】図2の(a)は、整流リング18の開口部
18aが閉止された状態を示しており、図2の(b)
は、図2の(a)の状態から、空気流量調節弁20が軸
方向に移動し、開口部18aが大きく開放された状態を
示している。
FIG. 2A shows a state in which the opening 18a of the rectifying ring 18 is closed, and FIG.
2 shows a state in which the air flow rate control valve 20 has moved in the axial direction from the state of FIG. 2A, and the opening 18a has been largely opened.

【0036】通常、予混合器15に流入する空気流量が
少ない場合、すなわち開口部18aの開度が小さい時に
は、空気流量調節弁20の下流側に強い逆流域が発生
し、この逆流によって予混合器15内の流れを乱すこと
が考えられる。
Normally, when the flow rate of air flowing into the premixer 15 is small, that is, when the opening of the opening 18a is small, a strong reverse flow region is generated on the downstream side of the air flow control valve 20, and this reverse flow causes premixing. It is possible to disturb the flow in the vessel 15.

【0037】しかし、本実施例では、図2の(b)に示
すように、整流リング18の開口部18aを、軸方向に
等分に分割している。したがって、空気流量調節弁20
の下流側に発生する逆流域が小さくなり、予混合器15
内の燃焼用空気の流れを乱すことがなくなる。
However, in this embodiment, as shown in FIG. 2B, the opening 18a of the rectifying ring 18 is divided into equal parts in the axial direction. Therefore, the air flow control valve 20
The backflow region generated on the downstream side of the
The flow of combustion air inside is not disturbed.

【0038】また、燃焼用空気取り入れ部19には、空
気流量に関係なく、空気が流れ方向から均等に供給され
るため、流れ方向の空気流量分布は均一となる。更に、
燃焼用空気取り入れ部19は拡大流路となっているた
め、整流作用が働き、空気流の乱れが小さくなる。すな
わち、予混合燃焼域に、時間的に一定で、かつ空間的に
均一な予混合気を供給することが可能となるので、低N
Ox化を図ることができる。
Further, since the air is uniformly supplied to the combustion air intake section 19 from the flow direction regardless of the air flow rate, the air flow rate distribution in the flow direction becomes uniform. Furthermore,
Since the combustion air intake portion 19 has an enlarged flow path, a rectifying function works and air flow turbulence is reduced. That is, since it becomes possible to supply a premixed gas that is constant in time and spatially uniform to the premixed combustion region, a low N
Ox conversion can be achieved.

【0039】本実施例では整流リング18の開口部18
a、及び空気流量調節弁20の開口部20aの形状を、
いずれも格子状、すなわち矩形の孔としたが、開口部の
形状が、例えば円形であっても、本実施例と同様の効果
を得ることができる。
In this embodiment, the opening 18 of the rectifying ring 18 is used.
a and the shape of the opening 20a of the air flow rate control valve 20,
Although the holes have a lattice shape, that is, a rectangular shape, even if the shape of the opening is circular, the same effect as that of the present embodiment can be obtained.

【0040】また、通常、空気流量調節弁における軸方
向の制御範囲は、燃焼用空気取り入れ部の開口部の軸方
向長さとなるが、本実施例のような構成であれば、整流
リング18の開口部18aの軸方向長さとなる。これ
は、空気流量調節弁20の開口部20aの軸方向長さで
もあるが、このように制御範囲を短縮することが可能と
なるので、信頼性の面からも有利となる。
Further, normally, the axial control range of the air flow rate control valve is the axial length of the opening of the combustion air intake portion. It is the axial length of the opening 18a. This is also the axial length of the opening 20a of the air flow rate control valve 20, but since the control range can be shortened in this way, it is also advantageous in terms of reliability.

【0041】本発明の他の実施例を、図3を用いて説明
する。図3は、本実施例の空気流量調節器を備えたガス
タービンプラントの要部説明図であり、予混合器15、
2段目燃料ノズル16及び空気流量調節弁20などの主
要構成部品は、前述の実施例と同様である。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is an explanatory view of a main part of a gas turbine plant provided with the air flow rate controller of the present embodiment.
The main components such as the second stage fuel nozzle 16 and the air flow rate control valve 20 are the same as those in the above-described embodiment.

【0042】本実施例の特徴は、整流リング18の閉止
部18bに、予混合器15の流路形状に合わせて製作し
た案内羽根21を取り付けたことである。これにより、
前述の実施例に比較して、燃焼空気の整流作用が一層よ
くなり、火炎の安定性を増加することができた。
The feature of the present embodiment is that a guide vane 21 manufactured according to the flow path shape of the premixer 15 is attached to the closing portion 18b of the rectifying ring 18. This allows
As compared with the above-mentioned embodiment, the rectifying action of the combustion air was further improved, and the flame stability could be increased.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明によれば、予混合器に供給する燃
焼用空気を、空気流量に関係なく、かつ予混合器内の燃
焼用空気の流れを乱すことなく、予混合器内に供給でき
るので、予混合器出口の燃焼域に、時間的に一定し、か
つ空間的に均一な予混合気を供給することが可能とな
り、低NOx化を図ることができる。
According to the present invention, the combustion air supplied to the premixer is supplied to the premixer regardless of the air flow rate and without disturbing the flow of the combustion air in the premixer. Therefore, it becomes possible to supply the premixed gas that is temporally constant and spatially uniform to the combustion region at the outlet of the premixer, and it is possible to reduce the NOx.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の略解図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】図2は図1の要部拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.

【図3】本発明の他の実施例の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention.

【図4】従来の燃焼用空気流量調節器の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional combustion air flow rate regulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ガスタービン燃焼器、2…ガスタービン、3…圧縮
機、4…燃焼器ライナ、5…燃焼室、6…予混合燃焼
部、7…トランジションピース、8…外筒、9…エンド
カバー、10…圧力容器、11…拡散燃焼部ライナ、1
2…拡散燃焼部、13…1段目燃料ノズル、14…内
筒、15…予混合器、16…2段目燃料ノズル、17…
空気流路、18…整流リング、18a…開口部、18b
…閉止部、19…燃焼用空気取り入れ部、20…空気流
量調節弁、20a…開口部、20b…閉止部、21…案
内羽根。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas turbine combustor, 2 ... Gas turbine, 3 ... Compressor, 4 ... Combustor liner, 5 ... Combustion chamber, 6 ... Premix combustion part, 7 ... Transition piece, 8 ... Outer cylinder, 9 ... End cover, 10 ... Pressure vessel, 11 ... Diffusion combustion liner, 1
2 ... Diffusion combustion part, 13 ... First stage fuel nozzle, 14 ... Inner cylinder, 15 ... Premixer, 16 ... Second stage fuel nozzle, 17 ...
Air flow path, 18 ... straightening ring, 18a ... opening, 18b
... Closing part, 19 ... Combustion air intake part, 20 ... Air flow control valve, 20a ... Opening part, 20b ... Closing part, 21 ... Guide vane.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 洋 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 赤津 茂行 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 小金沢 知己 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Inoue, 502 Jinritsucho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hiritsu Seisakusho Co., Ltd. (72) Inventor Shigeyuki Akatsu 502, Jinritsucho, Tsuchiura-shi, Ibaraki Hiritsu Seisakusho, Ltd. In the Mechanical Research Laboratory (72) Inventor Tomoki Kogana, 502 Kintatecho, Tsuchiura City, Ibaraki Prefecture

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周壁に空気導入用の開口部を設けた円筒
状の拡散燃焼部ライナと、前記拡散燃焼部ライナの頭部
に位置し、前記拡散燃焼部ライナの内部に燃料を供給す
る複数の燃料ノズルからなる拡散燃焼室と、前記拡散燃
焼部ライナの外周側に形成されている環状流路の頭部に
複数の燃料ノズルと燃焼用空気取り入れ部とを備えた予
混合器と、前記予混合器の下流側に位置し、前記予混合
器による予混合燃焼を行うための予混合燃焼室とを備え
るともに、前記予混合器の燃焼用空気取り入れ部の外周
側に位置し、前記燃焼用空気取り入れ部の開口面積が変
化するように移動する環状の蓋体を備えたガスタービン
燃焼器の空気流量調節器において、前記予混合器の前記
燃焼用空気取り入れ部に、前記ガスタービン燃焼器の軸
方向に配列された複数の開口部を有する環状の整流板を
設けていることを特徴とするガスタービン燃焼器の空気
流量調節器。
1. A cylindrical diffusion combustion section liner having a peripheral wall provided with an opening for introducing air, and a plurality of fuel supply units located at the head of the diffusion combustion section liner for supplying fuel to the inside of the diffusion combustion section liner. And a premixer having a plurality of fuel nozzles and a combustion air intake section at the head of an annular flow path formed on the outer peripheral side of the diffusion combustion section liner, It is located on the downstream side of the premixer and is provided with a premixing combustion chamber for performing premixed combustion by the premixer, and is located on the outer peripheral side of the combustion air intake part of the premixer, In an air flow controller of a gas turbine combustor having an annular lid body that moves so that the opening area of the intake air intake portion changes, the gas turbine combustor is provided in the combustion air intake portion of the premixer. Multiple elements arranged in the axial direction of An air flow controller for a gas turbine combustor, which is provided with an annular flow straightening plate having a number of openings.
【請求項2】 前記蓋体及び前記整流板のそれぞれに、
前記ガスタービン燃焼器の軸方向に配列された複数のス
リットを設けている請求項1記載のガスタービン燃焼器
の空気流量調節器。
2. Each of the lid and the current plate,
The air flow controller for a gas turbine combustor according to claim 1, wherein a plurality of slits arranged in the axial direction of the gas turbine combustor are provided.
【請求項3】 前記蓋体及び前記整流板のそれぞれに、
前記ガスタービン燃焼器の軸方向に配列された複数の格
子状のスリットを設けている請求項1記載のガスタービ
ン燃焼器の空気流量調節器。
3. Each of the lid and the current plate,
The air flow controller for a gas turbine combustor according to claim 1, wherein a plurality of lattice-shaped slits arranged in the axial direction of the gas turbine combustor are provided.
【請求項4】 前記整流板に、前記整流板の空気流れ方
向下流側に向かって延びる案内羽根を設けている請求項
1、2又は3記載のガスタービン燃焼器の空気流量調節
器。
4. The air flow rate regulator for a gas turbine combustor according to claim 1, 2 or 3, wherein the flow straightening plate is provided with guide vanes extending toward a downstream side of the flow straightening plate in an air flow direction.
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