JP2003074852A - Micro gas-turbine combustion equipment - Google Patents
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロガスター
ビンに関し、さらに詳しくは、その燃焼器に関する。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a micro gas turbine, and more particularly to a combustor thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】エネルギー、特に電気エネルギーの発生
源を、従来のように大型発電プラントに集中するのでは
なくて、中型・小型発電設備を多数個分散設置する分散
型エネルギーシステムにおいては、前記中型・小型発電
設備として種々の形式が考えられるが、100家族程度
以下の小集合住宅あるいは小居住区用、将来的には家族
用の小型発電設備としては、燃料電池と、マイクロガス
タービンとの20kW〜80kW容量のハイブリットシ
ステムが有望な一案と考えられる。2. Description of the Related Art In a distributed energy system in which a large number of medium-sized and small-sized power generation facilities are distributed and installed, instead of concentrating energy, particularly electric energy, in a large-scale power generation plant as in the conventional case,・ Various types of small power generation facilities are possible, but as a small power generation facility for small apartments or small living areas with less than about 100 families, in the future as a small power generation facility for families, 20 kW of fuel cell and micro gas turbine A hybrid system with a capacity of ~ 80 kW is considered to be a promising plan.
【0003】すなわち、燃料電池とマイクロガスタービ
ンとを、ハイブリット使用すると高い効率が得られる可
能性があること、消費者に近い地域での発電は、熱併給
発電(コジェネレーション)が可能で、高い熱利用率が
達成できる可能性があることから、将来性が期待されて
いるのである。That is, if a fuel cell and a micro gas turbine are used in a hybrid manner, high efficiency may be obtained, and power generation in a region close to the consumer is high because cogeneration (cogeneration) is possible. There is a possibility that the heat utilization rate can be achieved, so the future is expected.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】かかるマイクロガスタ
ービンは、上述のように、小集合住宅あるいは小居住区
用、将来的には家族用の小型発電設備として期待される
ものであり、その小型化、動作の安定化、排気の清浄化
はマイクロガスタービン開発の上で非常に重要である。As described above, such a micro gas turbine is expected as a small-sized power generation facility for small apartments or small living areas, and in the future for families. Stabilization of operation, cleaning of exhaust gas are very important for the development of micro gas turbine.
【0005】マイクロガスタービンの小型化、火災の安
定化、排気の清浄化を図るには、特に、その燃焼器の小
型化、コンパクト化、火災の安定化、排気の清浄化が必
要である。In order to miniaturize the micro gas turbine, stabilize the fire, and purify the exhaust, it is necessary to miniaturize the combustor, reduce the size of the combustor, stabilize the fire, and purify the exhaust.
【0006】本発明は、上述の点に鑑みて為されたもの
であって、小型、コンパクトで安定かつ排気が清浄なマ
イクロガスタービン燃焼器を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a micro gas turbine combustor which is small, compact, stable, and has clean exhaust gas.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明では、上述の目的
を達成するために、次のように構成している。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is constructed as follows.
【0008】すなわち、本発明のマイクロガスタービン
燃焼器は、燃料ガスおよび圧縮機からの圧縮空気が導入
され、前記燃料ガスを燃焼させてタービンを駆動するた
めの燃焼ガスを生成するマイクロガスタービン燃焼器に
おいて、複数の燃焼室が、前記タービンの回転軸心の仮
想延長線周りに環状に配置され、前記圧縮空気を燃焼室
内に吐出する複数の空気孔を有する仕切り板が、各燃焼
室に個別的に対応して複数設けられている。That is, the micro gas turbine combustor according to the present invention is a micro gas turbine combustion system in which fuel gas and compressed air from a compressor are introduced to combust the fuel gas to generate combustion gas for driving the turbine. In the reactor, a plurality of combustion chambers are annularly arranged around a virtual extension line of the rotation axis of the turbine, and a partition plate having a plurality of air holes for discharging the compressed air into the combustion chambers is provided in each combustion chamber. A plurality of them are provided correspondingly.
【0009】本発明によると、複数の燃焼室を、タービ
ンの回転軸心の仮想延長線周りに環状に配置して環状の
燃焼器としたので、当該燃焼器を備えるマイクロガスタ
ービンの小型化を図ることができるとともに、燃焼ガス
の入り口が外周にあるラジアルガスタービンに円滑に燃
焼ガスを供給できる。According to the present invention, the plurality of combustion chambers are annularly arranged around the virtual extension line of the rotation axis of the turbine to form an annular combustor. Therefore, the micro gas turbine including the combustor can be miniaturized. In addition to the above, the combustion gas can be smoothly supplied to the radial gas turbine having the combustion gas inlet on the outer periphery.
【0010】また、圧縮空気を燃焼室内に吐出する複数
の空気孔を有する仕切り板を備えているので、仕切り板
の複数の空気孔から燃焼室に圧縮空気が吐出され、ノズ
ルから燃料が吹き込まれることで、空気、燃料およびそ
の混合気の循環流が生じ、火炎の安定性が確保でき、排
気中の非清浄成分濃度の低減を図ることができる。Further, since the partition plate having the plurality of air holes for discharging the compressed air into the combustion chamber is provided, the compressed air is discharged into the combustion chamber from the plurality of air holes of the partition plate, and the fuel is blown from the nozzle. As a result, a circulating flow of air, fuel, and a mixture thereof is generated, flame stability can be ensured, and the concentration of non-clean component in exhaust gas can be reduced.
【0011】また、本発明のマイクロガスタービン燃焼
器は、燃料ガスおよび圧縮機からの圧縮空気が導入さ
れ、前記燃料ガスを燃焼させてタービンを駆動するため
の燃焼ガスを生成するマイクロガスタービン燃焼器にお
いて、前記タービンの回転軸心の仮想延長線と同心に、
筒状の内壁およぴ外壁で区画された燃焼室を備えるとと
もに、前記圧縮空気を燃焼室内に吐出する複数の空気孔
を有する仕切り板を、備えている。The micro gas turbine combustor of the present invention is a micro gas turbine combustion system in which fuel gas and compressed air from a compressor are introduced to combust the fuel gas to generate combustion gas for driving the turbine. In the vessel, concentric with the virtual extension of the rotation axis of the turbine,
A combustion chamber defined by a cylindrical inner wall and an outer wall is provided, and a partition plate having a plurality of air holes for discharging the compressed air into the combustion chamber is provided.
【0012】本発明によると、前記タービンの回転軸心
の仮想延長線と同心に、筒状の内壁および外壁で区画さ
れて燃焼室が構成されるので、環状の燃焼器となり、当
該燃焼器を備えるマイクロガスタービンの小型化、火災
の安定化、排気の清浄化を図ることができるとともに、
燃焼ガスの入り口が外周にあるラジアルガスタービンに
円滑に燃焼ガスを供給できる。According to the present invention, since the combustion chamber is formed concentrically with the virtual extension line of the rotation axis of the turbine by the cylindrical inner wall and the outer wall, the combustion chamber becomes an annular combustor. The equipped micro gas turbine can be downsized, fire can be stabilized, and exhaust gas can be cleaned.
The combustion gas can be smoothly supplied to the radial gas turbine having the combustion gas inlet on the outer periphery.
【0013】また、圧縮空気を燃焼室内に吐出する複数
の空気孔を有する仕切り板を備えているので、仕切り板
の複数の空気孔から燃焼室に圧縮空気が吐出され、ノズ
ルから燃料が吹き込まれることで、空気、燃料およびそ
の混合気の循環流が生じ、火炎の安定性が確保でき、排
気中の非清浄成分濃度の低減を図ることができる。Further, since the partition plate having the plurality of air holes for discharging the compressed air into the combustion chamber is provided, the compressed air is discharged into the combustion chamber from the plurality of air holes of the partition plate, and the fuel is blown from the nozzle. As a result, a circulating flow of air, fuel, and a mixture thereof is generated, flame stability can be ensured, and the concentration of non-clean component in exhaust gas can be reduced.
【0014】本発明の他の実施態様においては、前記仕
切り板には、前記燃料ガスを前記燃焼室内に噴出する単
一あるいは複数のノズルが設けられている。In another embodiment of the present invention, the partition plate is provided with a single or a plurality of nozzles for ejecting the fuel gas into the combustion chamber.
【0015】本発明によると、燃料ガスの噴流および空
気の噴流を、同じ仕切り板のノズルおよび空気孔から噴
出するので、レイノルズ数の低下を防いで乱流による燃
料ガスと空気との混合を良好とし、さらに、空気孔から
噴出される空気の循環流による滞留時間の長大化の結
果、火炎が短くなって燃焼室の長さを短くでき、したが
って、燃焼器を小型化することができるとともに火炎の
安定化、排気中の非清浄成分濃度の低減を図ることがで
きる。According to the present invention, the jet of fuel gas and the jet of air are jetted from the nozzle and the air hole of the same partition plate, so that the Reynolds number is prevented from decreasing and the mixing of fuel gas and air due to turbulence is excellent. In addition, as a result of the longer residence time due to the circulating flow of the air ejected from the air holes, the flame becomes shorter and the length of the combustion chamber can be shortened, so that the combustor can be downsized and the flame can be shortened. Can be stabilized and the concentration of the non-clean component in the exhaust can be reduced.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明の実施
の形態について詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【0017】図1は、本発明の一つの実施の形態に係る
燃焼器2を備えるマイクロガスタービンの概略構成図で
ある。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a micro gas turbine including a combustor 2 according to one embodiment of the present invention.
【0018】この実施の形態のマイクロガスタービン
は、燃焼器2と、この燃焼器2からの燃焼ガスAで回転
し、図示しない発電機および圧縮機4を駆動するタービ
ン3と、空気を圧縮する前記圧縮機4と、タービン3の
排気Cと圧縮機4からの圧縮空気Dとの熱交換によって
該圧縮空気Dを加熱する再生熱交換器1とを備えてい
る。The micro gas turbine of this embodiment compresses air with a combustor 2, a turbine 3 which rotates with a combustion gas A from the combustor 2 and drives a generator and a compressor 4 (not shown), and air. The compressor 4 and the regenerative heat exchanger 1 for heating the compressed air D by exchanging heat between the exhaust C of the turbine 3 and the compressed air D from the compressor 4 are provided.
【0019】圧縮機4に導入された空気Bは、高温、例
えば、250℃の程度の圧縮空気Dとなり、再生熱交換
器1で、タービン3の排気ガスCとの熱交換によって、
例えば、650℃程度に加熱される。再生熱交換器1に
導入されるタービン3の排気ガスCの温度は、例えば、
700℃程度である。The air B introduced into the compressor 4 becomes a compressed air D having a high temperature, for example, about 250 ° C., and is exchanged with the exhaust gas C of the turbine 3 in the regenerative heat exchanger 1,
For example, it is heated to about 650 ° C. The temperature of the exhaust gas C of the turbine 3 introduced into the regenerative heat exchanger 1 is, for example,
It is about 700 ° C.
【0020】再生熱交換器1からの高温の圧縮空気E
は、図示しない燃料が導入される燃焼器2に導入され、
この燃焼器2で、燃料ガスを燃焼させて、高温、例え
ば、1000℃程度の燃焼ガスAを生成してタービン3
を駆動し、このタービン3の回転によって、前記圧縮機
4を作動させるとともに、図示しない発電機を作動させ
て発電を行うものである。Hot compressed air E from the regenerative heat exchanger 1
Is introduced into the combustor 2 into which fuel (not shown) is introduced,
In the combustor 2, the fuel gas is burned to generate a combustion gas A having a high temperature, for example, about 1000 ° C., and the turbine 3
Is driven, and the compressor 4 is operated by the rotation of the turbine 3 and an unillustrated generator is operated to generate electric power.
【0021】この実施の形態では、マイクロガスタービ
ン燃焼器を、安定した高い燃焼効率の小型、コンパクト
なものとし、排気の清浄化を図るために、複数の燃焼器
2を、タービン3の回転軸心の仮想延長線周りに環状に
配置している。In this embodiment, the micro gas turbine combustor is made small and compact with stable and high combustion efficiency, and a plurality of combustors 2 are connected to the rotary shaft of the turbine 3 in order to purify exhaust gas. It is arranged in a ring around the virtual extension of the heart.
【0022】各燃焼器2は、図2に示されるように、再
生熱交換器1で熱交換された高温の圧縮空気Eを、燃焼
室11内に吐出する複数の空気孔12が形成された円盤
状の仕切り版13を備えるとともに、その仕切り板13
のほぼ半径方向中央位置には、燃料ガスを、燃焼室11
内に噴出するノズル14が設けられている。As shown in FIG. 2, each combustor 2 is formed with a plurality of air holes 12 for discharging the hot compressed air E, which has been heat-exchanged by the regenerative heat exchanger 1, into the combustion chamber 11. The disk-shaped partition plate 13 is provided, and the partition plate 13 is provided.
Fuel gas at a substantially central position in the radial direction of the combustion chamber 11
A nozzle 14 that ejects inside is provided.
【0023】このように複数の燃焼器2を、タービン3
の回転軸心周りに環状に配置しているので、当該燃焼器
を備えるマイクロガスタービンの小型化を図ることがで
きる。また、環状の燃焼器であるので、燃焼ガスの入り
口が外周にあるラジアルガスタービンに円滑に燃焼ガス
を供給できる。また、環状に配置された燃焼器2は、後
述する渦巻き形状の再生熱交換器1より流出する予熱圧
縮空気Eを導く上で好適な形状である。In this way, the plurality of combustors 2 are connected to the turbine 3
Since they are arranged in an annular shape around the rotation axis, the micro gas turbine including the combustor can be downsized. Further, since it is an annular combustor, the combustion gas can be smoothly supplied to the radial gas turbine having the inlet of the combustion gas on the outer periphery. The annularly arranged combustor 2 has a shape suitable for guiding the preheated compressed air E flowing out from the spiral-shaped regenerative heat exchanger 1 described later.
【0024】この実施の形態では、さらに、各燃焼器2
は、圧縮空気を、燃焼室11内に吐出する複数の空気孔
12が形成された仕切り板13を備えているので、前記
複数の空気孔12から燃焼室11に圧縮空気が吐出され
るとともに、ノズル14から燃料が吹き込まれること
で、空気、燃料およびその混合気の循環流が生じ、火炎
の安定性が確保でき、排気中の非清浄成分濃度の低減を
図ることができる。In this embodiment, each combustor 2 is further provided.
Includes a partition plate 13 in which a plurality of air holes 12 for discharging compressed air into the combustion chamber 11 are formed, and thus compressed air is discharged from the plurality of air holes 12 into the combustion chamber 11, When the fuel is blown from the nozzle 14, a circulating flow of air, fuel and a mixture thereof is generated, flame stability can be ensured, and the concentration of the non-clean component in the exhaust can be reduced.
【0025】しかも、燃料ガスの噴流および空気の噴流
を、同じ仕切り板13の小寸法のノズル14および空気
孔12から噴出するので、レイノルズ数の低下を防いで
乱流による燃料ガスと空気との混合を良好とし、さら
に、空気孔12から噴出される空気の循環流による滞留
時間の長大化の結果、火炎が短くなって燃焼室11の長
さを短くでき、したがって、燃焼器2を小型化すること
ができる。Moreover, since the jet of fuel gas and the jet of air are jetted from the small-sized nozzle 14 and the air hole 12 of the same partition plate 13, the Reynolds number is prevented from decreasing and the fuel gas and air due to turbulence flow. As a result of improving the mixing and further increasing the residence time due to the circulation flow of the air ejected from the air holes 12, the flame is shortened and the length of the combustion chamber 11 can be shortened. Therefore, the combustor 2 can be downsized. can do.
【0026】また、燃焼器2は、再生熱交換器1の内側
に配置されているので、燃焼ガスAの保温上有利であ
る。Further, since the combustor 2 is arranged inside the regenerative heat exchanger 1, it is advantageous in keeping the temperature of the combustion gas A.
【0027】さらに、この実施の形態では、再生熱交換
器1の性能を高める、すなわち、迅速に熱が交換できる
とともに、タービン3の排気ガスCおよび圧縮空気Dが
通過する際の圧力損失を小さくするために、次のように
構成している。Further, in this embodiment, the performance of the regenerative heat exchanger 1 is enhanced, that is, heat can be quickly exchanged, and the pressure loss when the exhaust gas C and the compressed air D of the turbine 3 pass is small. In order to do so, it is configured as follows.
【0028】すなわち、この実施の形態の再生熱交換器
1では、図1に示されるように、タービン3の排気ガス
Cの流路5と、圧縮空気Dの流路6とが、タービン3の
回転軸心の延長線周りに渦巻き状に形成され、複数の各
流路5,6が、例えば、ステンレス鋼製の薄板7を介し
て隣り合うように層状に形成されている。That is, in the regenerative heat exchanger 1 of this embodiment, as shown in FIG. 1, the exhaust gas C flow path 5 of the turbine 3 and the compressed air D flow path 6 of the turbine 3 are connected to each other. The plurality of flow paths 5 and 6 are formed in a spiral shape around the extension line of the rotation axis, and are formed in layers so as to be adjacent to each other via a thin plate 7 made of stainless steel, for example.
【0029】このようにタービン排気Cの流路5および
圧縮空気Dの流路6を、タービン3の回転軸心の延長線
周りに形成しているので、当該再生熱交換器1を備える
マイクロガスタービンの小型化を図ることができる。Since the flow path 5 for the turbine exhaust C and the flow path 6 for the compressed air D are formed around the extension line of the rotation axis of the turbine 3 as described above, the micro gas provided with the regenerative heat exchanger 1 concerned. It is possible to reduce the size of the turbine.
【0030】この実施の形態では、複数の流路の層を、
渦巻き状に形成したけれども、本発明の他の実施の形態
として、渦巻き状に代えて、同心状に形成してもよい。In this embodiment, the layers of the plurality of flow channels are
Although it is formed in a spiral shape, as another embodiment of the present invention, it may be formed in a concentric shape instead of the spiral shape.
【0031】この実施の形態では、さらに、各流路に
は、図3の一部拡大図に示されるように、伝熱部材とし
て、例えば、ステンレス鋼製のワイヤをつる巻き状にし
た多数のつる巻きバネ8が、流路5,6に沿って充填配
置されている。In this embodiment, as shown in a partially enlarged view of FIG. 3, in each flow path, a large number of, for example, stainless steel wires are wound as a heat transfer member. A spiral spring 8 is filled and arranged along the flow paths 5 and 6.
【0032】このようにワイヤをつる巻き状にした多数
のつる巻きバネ8を、タービン3の排気ガスCおよぴ圧
縮空気Dの流路5,6に、当該流路5,6に沿うように
充填配置しているので、流路5,6内の流速の分布が、
伝熱部材を充填しない場合に比べて、一様分布に近づ
き、層状の流路5,6を区画する薄板7近傍の流速が大
きくなり、タービン排気Cの流路5と圧縮空気Dの流路
6との間の熱移動を促進することができ、また、多数の
つる巻きバネ8は、タービン3の排気ガスCまたは圧縮
空気Dとの熱交換面積(伝熱面積)を増大させ、フィン
効果によってタービン排気Cの流路5と圧縮空気Dの流
路6との間の熱移動を一層促進するものである。As described above, a large number of spiral springs 8 in which the wire is spirally wound are provided along the flow paths 5 and 6 of the exhaust gas C and the compressed air D of the turbine 3 along the flow paths 5 and 6. Since it is filled and arranged in the
Compared with the case where the heat transfer member is not filled, the flow rate approaches the uniform distribution, the flow velocity near the thin plate 7 that divides the layered flow paths 5, 6 increases, and the flow path 5 of the turbine exhaust C and the flow path of the compressed air D are increased. The heat transfer area between the exhaust gas C and the compressed air D of the turbine 3 is increased by the large number of spiral springs 8, and the fin effect can be enhanced. This further promotes heat transfer between the flow path 5 of the turbine exhaust C and the flow path 6 of the compressed air D.
【0033】しかも、多数のつる巻きバネ8が、流路
5,6に沿って配置されるので、空隙率が高く、過大な
圧力損失を招くことがない。Moreover, since a large number of spiral springs 8 are arranged along the flow paths 5 and 6, the void ratio is high and an excessive pressure loss is not caused.
【0034】図4は、この再生熱交換器1を製造する方
法を示す図である。同図(a)に示されるように、所要
の外径および長さを有する棒体9に、ワイヤ8あるいは
幅の小さいリボンを適当なピッチでつる巻き状に巻回
し、前記棒体9を抜くことにより、つる巻きバネ8を製
作する。FIG. 4 is a diagram showing a method of manufacturing the regenerative heat exchanger 1. As shown in FIG. 3A, a wire 8 or a ribbon having a small width is wound around a rod 9 having a required outer diameter and length in a spiral shape at an appropriate pitch, and the rod 9 is pulled out. As a result, the spiral spring 8 is manufactured.
【0035】次に、半田ペーストが塗布された、例え
ば、薄板7の片面に、つる巻きバネ8を、同図(b)に
示されるように、流路方向に沿うようにピッチを詰めて
多数並べて配置し、薄板7の下面側から加熱して半田ペ
ーストを溶融させるとともに、つる巻きバネ8を薄板7
に押圧し、薄板7を急冷することによってつる巻きバネ
8を、薄板7に半田付けして薄板マット10を製造す
る。Next, a spiral spring 8 is provided on one surface of the thin plate 7 coated with the solder paste, for example, with a plurality of pitches arranged along the flow path direction as shown in FIG. They are arranged side by side, and the lower surface of the thin plate 7 is heated to melt the solder paste, and the spiral spring 8 is attached to the thin plate 7.
Then, the spiral spring 8 is soldered to the thin plate 7 by pressing the thin plate 7 to rapidly cool the thin plate 7 to manufacture the thin plate mat 10.
【0036】次に、同図(c)に示されるように、2枚
の薄板マット10を重ねて渦巻き状に巻き取り、成形す
る。なお、タービン3の排気ガスCの流路5と圧縮空気
Dの流路6とを分離するために、巻き取りの始端側およ
び終端側は、適宜の手段によって閉塞する。その後、ヘ
ッダー部をつけ、熱処理をして半田を除去するのであ
る。Next, as shown in FIG. 3C, the two thin plate mats 10 are stacked and wound in a spiral shape to be molded. In order to separate the flow path 5 of the exhaust gas C and the flow path 6 of the compressed air D of the turbine 3, the winding start end side and the winding end side are closed by appropriate means. After that, the header portion is attached and heat treatment is performed to remove the solder.
【0037】このように、ワイヤをつる巻き状に形成し
たつる巻きバネ8を、二枚の薄板7の片面に並べて配置
し、それらを、渦巻き状に巻回して層状の複数の流路
5,6を形成するので、特別の材料や製造方法等を必要
とせず、容易に再生熱交換器1を製造できることにな
る。In this way, the spiral springs 8 formed by spirally winding the wire are arranged side by side on one surface of the two thin plates 7, and they are spirally wound to form a plurality of layered flow paths 5. Since 6 is formed, the regenerative heat exchanger 1 can be easily manufactured without requiring any special material or manufacturing method.
【0038】また、つる巻きバネ8の充填層は、消音効
果も有するので、燃料電池とのハイブリッドシステムと
して、小集合住宅あるいは小居住区用などの発電設備と
して期待されるマイクロガスタービンとして好適であ
る。Further, since the filling layer of the spiral spring 8 also has a sound deadening effect, it is suitable as a hybrid system with a fuel cell as a micro gas turbine expected as a power generation facility for small apartments or small living areas. is there.
【0039】上述の実施の形態では、伝熱部材は、つる
巻き状であったけれども、つる巻き状に限らず、ワイヤ
を束ねた束子状やその他の形状であってもよい。In the above-described embodiment, the heat transfer member has a spiral shape, but the shape is not limited to the spiral shape, and may be a bundle shape in which wires are bundled or other shapes.
【0040】つる巻きばねならびにワイヤを束ねた束子
は、それが持つ弾力性から、半田ペースト溶融・除去後
も薄板7と密着するので、薄板との接触熱伝導抵抗は小
さく保たれ、有効なフィン効果が保たれる。Since the spiral spring and the bundle that bundles the wires are in close contact with the thin plate 7 even after the solder paste is melted and removed due to its elasticity, the contact heat conduction resistance with the thin plate is kept small, and the effective fin is effective. The effect is maintained.
【0041】上述の実施の形態では、複数の燃焼器2
を、タービン3の回転軸心周りに環状に配置したけれど
も、本発明の他の実施の形態として、図5に示されるよ
うに、燃焼器2’を、タービンの回転軸心の仮想延長線
と同心に、筒状の内壁およぴ外壁で区画された単一の燃
焼器とし、この燃焼器2’は、再生熱交換器1で熱交換
された高温の圧縮空気Eを燃焼室11’内に吐出する複
数の空気孔12’が形成されるとともに、燃料ガスを燃
料室11’内に噴出するノズル14’が設けられた中空
円盤状の仕切り板13’を備えた構成としてもよい。In the above embodiment, the plurality of combustors 2
Is arranged around the rotation axis of the turbine 3, the combustor 2 ′ is replaced with a virtual extension line of the rotation axis of the turbine as shown in FIG. 5 as another embodiment of the present invention. A single combustor, which is concentrically divided by a cylindrical inner wall and an outer wall, is used as the combustor 2 ', and the high-temperature compressed air E heat-exchanged by the regenerative heat exchanger 1 is stored in the combustion chamber 11'. A plurality of air holes 12 'for discharging to the inside may be formed, and a hollow disk-shaped partition plate 13' provided with a nozzle 14 'for ejecting fuel gas into the fuel chamber 11' may be provided.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、タービン
の回転軸心の仮想延長線周りに環状に設けられる環状の
燃焼器としたので、タービンの回転軸に直交するよう
に、その側方に燃焼器が突設される一部の従来構造に比
べて、当該燃焼器を備えるマイクロガスタービンの小型
化を図ることができ、また、燃焼ガスの入り口が外周に
あるラジアルガスタービンに円滑に燃焼ガスを供給でき
る。As described above, according to the present invention, since the annular combustor is provided annularly around the virtual extension line of the rotational axis of the turbine, the side of the combustor is arranged so as to be orthogonal to the rotational axis of the turbine. It is possible to reduce the size of the micro gas turbine equipped with the combustor as compared with a part of the conventional structure in which the combustor is protruded toward the radial direction. Can be supplied with combustion gas.
【0043】また、仕切り板の複数の空気孔から燃焼室
に圧縮空気が吐出され、ノズルから燃料が吹き込まれる
ことで、空気、燃料およびその混合気の循環流が生じ、
火炎を安定に保持することができると同時に排気中の非
清浄成分濃度の低減を図ることができ、さらに、燃料ガ
スの噴流および空気の噴流を、同じ仕切り板のノズルお
よび空気孔から噴出するので、レイノルズ数の低下を防
いで乱流による燃料ガスと空気との混合を良好とし、さ
らに、空気孔から噴出される空気の循環流による滞留時
間の長大化の結果、火炎が短くなって燃焼室の長さを短
くでき、したがって、燃焼器を小型化することができ
る。Further, the compressed air is discharged into the combustion chamber from the plurality of air holes of the partition plate, and the fuel is blown from the nozzle, so that a circulating flow of air, the fuel and the air-fuel mixture is generated,
The flame can be held stably and at the same time the concentration of non-clean components in the exhaust can be reduced.Furthermore, the jet of fuel gas and the jet of air are jetted from the nozzles and air holes of the same partition plate. , The decrease of Reynolds number is prevented to improve the mixing of fuel gas and air due to turbulence, and the residence time is lengthened due to the circulating flow of air ejected from the air holes. Can be shortened and therefore the combustor can be miniaturized.
【図1】本発明の一つの実施の形態に係るマイクロガス
タービンの概略構成図である。。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a micro gas turbine according to an embodiment of the present invention. .
【図2】図1の燃焼器の構成図である。2 is a block diagram of the combustor of FIG. 1. FIG.
【図3】図1の再生熱交換器の一部を拡大して示す図で
ある。FIG. 3 is an enlarged view showing a part of the regenerative heat exchanger of FIG.
【図4】図1の再生熱交換器の製造手順を説明するため
の図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a manufacturing procedure of the regenerative heat exchanger of FIG.
【図5】本発明の他の実施の形態の燃焼器の構成図であ
る。FIG. 5 is a configuration diagram of a combustor according to another embodiment of the present invention.
1 再生熱交換器 2,2’ 燃焼器 3 タービン 4 圧縮機 11,11’燃焼室 12,12’空気孔 13,13’バッフル板 14,14’ノズル 1 Regenerative heat exchanger 2,2 'combustor 3 turbine 4 compressor 11,11 'combustion chamber 12,12 'air holes 13,13 'baffle board 14,14 'nozzle
Claims (3)
導入され、前記燃料ガスを燃焼させてタービンを駆動す
るための燃焼ガスを生成するマイクロガスタービン燃焼
器において、 複数の燃焼室が、前記タービンの回転軸心の仮想延長線
周りに環状に配置され、前記圧縮空気を燃焼室内に吐出
する複数の空気孔を有する仕切り板が、各燃焼室に個別
的に対応して複数設けられることを特徴とするマイクロ
ガスタービン燃焼器。1. A micro gas turbine combustor in which fuel gas and compressed air from a compressor are introduced to combust the fuel gas to generate combustion gas for driving a turbine, wherein a plurality of combustion chambers are provided. A plurality of partition plates arranged annularly around a virtual extension line of the rotation axis of the turbine and having a plurality of air holes for discharging the compressed air into the combustion chamber are provided corresponding to each combustion chamber individually. Characteristic micro gas turbine combustor.
導入され、前記燃料ガスを燃焼させてタービンを駆動す
るための燃焼ガスを生成するマイクロガスタービン燃焼
器において、 前記タービンの回転軸心の仮想延長線と同心に、筒状の
内壁およぴ外壁で区画された燃焼室を備えるとともに、
前記圧縮空気を燃焼室内に吐出する複数の空気孔を有す
る仕切り板を、備えることを特徴とするマイクロガスタ
ービン燃焼器。2. A micro gas turbine combustor in which fuel gas and compressed air from a compressor are introduced to combust the fuel gas to generate combustion gas for driving a turbine, wherein Concentric with the virtual extension line, equipped with a combustion chamber partitioned by a cylindrical inner wall and outer wall,
A micro gas turbine combustor comprising: a partition plate having a plurality of air holes for discharging the compressed air into a combustion chamber.
燃焼室内に噴出する単一あるいは複数のノズルが設けら
れる請求項1または2記載のマイクロガスタービン燃焼
器。3. The micro gas turbine combustor according to claim 1, wherein the partition plate is provided with a single or a plurality of nozzles for ejecting the fuel gas into the combustion chamber.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257655A JP2003074852A (en) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | Micro gas-turbine combustion equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001257655A JP2003074852A (en) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | Micro gas-turbine combustion equipment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003074852A true JP2003074852A (en) | 2003-03-12 |
Family
ID=19085281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001257655A Pending JP2003074852A (en) | 2001-08-28 | 2001-08-28 | Micro gas-turbine combustion equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003074852A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047825A1 (en) | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Ihi Corporation | Gas turbine combustor |
-
2001
- 2001-08-28 JP JP2001257655A patent/JP2003074852A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008047825A1 (en) | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Ihi Corporation | Gas turbine combustor |
| US9038392B2 (en) | 2006-10-20 | 2015-05-26 | Ihi Corporation | Gas turbine combustor |
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