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公開番号2025032475
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-12
出願番号2023137752
出願日2023-08-28
発明の名称ダクトバーナ、およびガスタービンシステム
出願人三菱重工パワーインダストリー株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F02C 6/18 20060101AFI20250305BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】安定燃焼させることができる。
【解決手段】ガスタービンから排出される排ガスが流通する排ガス流路に配置されるダクトバーナは、排ガス流路にガス燃料を噴出する少なくとも1つのノズルと、ノズルを挟んで互いに反対側に位置し排ガス流路の下流側に向かうにつれてノズルの中心軸から離間する一対の板状部材を含む保炎器と、を備え、ノズルは、ガス燃料を板状部材の排ガス流路の下流側の保炎面に沿って噴出するように構成される少なくとも1つの副孔と、副孔よりも大径であり、ガス燃料を副孔よりもノズルの中心軸側に傾斜させて噴出するように構成される少なくとも1つの主孔と、を含む。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ガスタービンから排出される排ガスが流通する排ガス流路に配置されるダクトバーナであって、
前記排ガス流路にガス燃料を噴出する少なくとも１つのノズルと、
前記ノズルを挟んで互いに反対側に位置し前記排ガス流路の下流側に向かうにつれて前記ノズルの中心軸から離間する一対の板状部材を含む保炎器と、を備え、
前記ノズルは、
前記ガス燃料を前記板状部材の前記排ガス流路の下流側の保炎面に沿って噴出するように構成される少なくとも１つの副孔と、
前記副孔よりも大径であり、前記ガス燃料を前記副孔よりも前記ノズルの中心軸側に傾斜させて噴出するように構成される少なくとも１つの主孔と、を含む、
ダクトバーナ。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記主孔は、前記ノズルの中心軸に対して２０度以上４０度未満の噴出角度で構成され、
前記副孔は、前記ノズルの中心軸に対して４０度以上５０度未満の噴出角度で構成され、
前記ノズルの中心軸に対する前記保炎面の角度は、４０度以上５０度以下である、
請求項１に記載のダクトバーナ。
【請求項３】
前記板状部材には、前記保炎面から前記保炎面の反対側の面まで延びる少なくとも１つの貫通孔が形成されている、
請求項１又は２に記載のダクトバーナ。
【請求項４】
前記板状部材には、複数の前記貫通孔が形成されており、
前記保炎面の面積に対する複数の前記貫通孔の面積の割合を開口率とすると、前記開口率は２０％以上５０％以下である、
請求項３に記載のダクトバーナ。
【請求項５】
前記少なくとも１つの主孔は、前記ノズルの中心軸の周りに並べられる複数の前記主孔を含み、
前記少なくとも１つの副孔は、前記ノズルの中心軸の周りに並べられる複数の前記副孔を含み、
前記ノズルは、前記副孔よりも小径であり、前記ガス燃料を複数の前記主孔および複数の前記副孔よりも前記ノズルの中心軸側から噴出するように構成される小径孔が形成される着火ノズルを含む、
請求項１又は２に記載のダクトバーナ。
【請求項６】
前記排ガス流路を画定する内壁面を有するダクトに設けられた着火装置をさらに備え、
前記少なくとも１つのノズルは、複数の前記ノズルを含み、
複数の前記ノズルのうち前記着火装置に最も近くに配置される前記ノズルは、前記着火ノズルである、
請求項５に記載のダクトバーナ。
【請求項７】
前記少なくとも１つのノズルは、左右方向に沿って並べられる複数の前記ノズルを含み、
前記一対の板状部材は、上下方向に沿って並べられている、
請求項１又は２に記載のダクトバーナ。
【請求項８】
前記少なくとも１つの主孔は、複数の前記主孔を含み、
前記少なくとも１つの副孔は、複数の前記副孔を含み、
複数の前記主孔および複数の前記副孔のそれぞれは、前記ノズルの中心軸の周りに交互に並べられている、
請求項７に記載のダクトバーナ。
【請求項９】
複数の前記ノズルは、左側ノズルと、前記左側ノズルよりも右方に隣接する右側ノズルと、を含み、
前記ダクトバーナを前記排ガス流路の下流側から視た場合に、前記ノズルの中心軸から上方に延びる仮想線の角度位置を０度とし、前記角度位置は前記ノズルの中心軸を回転中心として時計回りに回転するにつれて増加し、前記仮想線が一回転したときの前記角度位置を３６０度と定義すると、
前記左側ノズルおよび前記右側ノズルのそれぞれは、
複数の前記副孔のうちの１つであって、前記角度位置が０度以上１０度以下、または３５０度以上３６０度以下である上側副孔と、
複数の前記副孔のうちの１つであって、前記角度位置が１７０度以上１９０度以下である下側副孔と、を含む、
請求項８に記載のダクトバーナ。
【請求項１０】
前記左側ノズルは、複数の前記副孔のうちの１つであって、前記角度位置が８０度以上１００度以下である右側副孔を含み、
前記右側ノズルは、複数の前記副孔のうちの１つであって、前記角度位置が２６０度以上２８０度以下である左側副孔を含む、
請求項９に記載のダクトバーナ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ダクトバーナ、およびこのダクトバーナを備えるガスタービンシステムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
例えば、非特許文献１に開示されているように、ガスタービンと排熱回収ボイラとを備えたガスタービンコージェネレーションシステムにおいて、排熱回収ボイラでの熱回収量増大を図るため、ダクトバーナが排熱回収ボイラの上流側に設けられることがある。ダクトバーナは、ガスタービンから排出される排ガスに燃料を噴射し、この排ガスに含まれる酸素を利用して燃焼加熱を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
ＩＨＩ技報ＶＯＬ．４９Ｎｏ．２（２００９－６）Ｐ１０３－Ｐ１０７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、排ガスに含まれる酸素濃度が低い場合には、ダクトバーナを安定燃焼させることが容易ではない。
【０００５】
本開示は、上述の課題に鑑みてなされたものであって、安定燃焼させることができるダクトバーナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係るダクトバーナは、ガスタービンから排出される排ガスが流通する排ガス流路に配置されるダクトバーナであって、前記排ガス流路にガス燃料を噴出する少なくとも１つのノズルと、前記ノズルを挟んで互いに反対側に位置し前記排ガス流路の下流側に向かうにつれて前記ノズルの中心軸から離間する一対の板状部材を含む保炎器と、を備え、前記ノズルは、前記ガス燃料を前記板状部材の前記排ガス流路の下流側の保炎面に沿って噴出するように構成される少なくとも１つの副孔と、前記副孔よりも大径であり、前記ガス燃料を前記副孔よりも前記ノズルの中心軸側に傾斜させて噴出するように構成される少なくとも１つの主孔と、を含む。
【発明の効果】
【０００７】
本開示のダクトバーナによれば、安定燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態に係るダクトバーナを備えるガスタービンシステムの構成を概略的に示す図である。
一実施形態に係るノズルの構成を概略的に示す図である。
一実施形態に係るノズルの側断面図である（図４のＡ－Ａ線矢視図）。
一実施形態に係るノズルの構成を概略的に示す図である。
一実施形態に係る着火ノズルの構成を概略的に示す図である。
一実施形態に係る左側ノズルおよび右側ノズルの構成を概略的に示す図である。
幾つかの実施形態に係るノズルの構成を概略的に示す図である。
一実施形態に係るダクトバーナの安定燃焼が行われたか否かを示す図である。
別の一実施形態に係るダクトバーナの安定燃焼が行われたか否かを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の実施の形態によるダクトバーナについて、図面に基づいて説明する。かかる実施の形態は、本開示の一態様を示すものであり、この開示を限定するものではなく、本開示の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。
【００１０】
＜ガスタービン＞
図１は、幾つかの実施形態に係るダクトバーナ１を備えるガスタービンシステム１００の構成を概略的に示す図である。図１に示すように、ガスタービンシステム１００は、ガスタービン１１０と、ガスタービン１１０から排出される排ガスＧが流通する排ガス流路１２０と、排ガス流路１２０に配置される排熱回収ボイラ１３０と、幾つかの実施形態に係るダクトバーナ１と、を備える。
（【００１１】以降は省略されています）

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