特許ウォッチ

公開番号2025115236
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2024009668
出願日2024-01-25
発明の名称燃焼器及びガスタービン
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類F23R 3/10 20060101AFI20250730BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】圧力損失の増加を抑制しながら、燃焼器の周方向における空気流量の偏りを抑制することが可能な燃焼器及びガスタービンを提供する。
【解決手段】ガスタービン用の燃焼器は、燃料ノズルを囲むように設けられる内筒と、前内筒に対して前記燃焼器の径方向外側に設けられる外筒と、前記内筒と前記外筒との間に形成される空気通路に設けられ、前記空気通路における空気流れを整流するための多孔板部と、を備え、前記多孔板部は、ロータ側領域と、前記ロータ側領域よりも前記ガスタービンのロータの径方向外側に位置し、前記ロータ側領域よりも前記多孔板部の実開口率又は有効開口率が小さい車室側領域と、を含み、前記実開口率は、前記空気通路の面積に対する前記多孔板部の孔の面積の比であり、前記有効開口率は、前記空気通路の面積に対する、前記多孔板部の孔の面積と前記多孔板部の流量係数との積の比である。
【選択図】図3

特許請求の範囲【請求項１】
ガスタービン用の燃焼器であって、
燃料ノズルを囲むように設けられる内筒と、
前記内筒に対して前記燃焼器の径方向外側に設けられる外筒と、
前記内筒と前記外筒との間に形成される空気通路に設けられ、前記空気通路における空気流れを整流するための多孔板部と、
を備え、
前記多孔板部は、
ロータ側領域と、
前記ロータ側領域よりも前記ガスタービンのロータの径方向外側に位置し、前記ロータ側領域よりも前記多孔板部の実開口率又は有効開口率が小さい車室側領域と、
を含み、
前記実開口率は、前記空気通路の面積に対する前記多孔板部の孔の面積の比であり、
前記有効開口率は、前記空気通路の面積に対する、前記多孔板部の孔の面積と前記多孔板部の流量係数との積の比である
燃焼器。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記ロータ側領域における前記多孔板部の前記実開口率は７５％以下であり、
前記車室側領域における前記多孔板部の前記実開口率は５５％以上である
請求項１に記載の燃焼器。
【請求項３】
前記ロータ側領域における前記多孔板部の前記実開口率と前記車室側領域における前記多孔板部の前記実開口率との差が５％以上である
請求項１又は２に記載の燃焼器。
【請求項４】
前記ロータ側領域における前記多孔板部の前記有効開口率は１１５％以下であり、
前記車室側領域における前記多孔板部の前記有効開口率は７５％以上である
請求項１又は２に記載の燃焼器。
【請求項５】
前記ロータ側領域における前記多孔板部の前記有効開口率と前記車室側領域における前記多孔板部の前記有効開口率との差が１０％以上である
請求項１又は２に記載の燃焼器。
【請求項６】
前記多孔板部は、前記燃焼器の軸方向に直交する平面に沿って延在するとともに前記燃焼器の周方向に沿って配列される複数の多孔板を含み、
前記燃焼器の径方向に沿って延び、前記複数の多孔板を支持するための複数のリブを備える
請求項１又は２に記載の燃焼器。
【請求項７】
前記複数の多孔板は、
前記ロータ側領域に設けられる少なくとも１つの第１多孔板と、
前記車室側領域に設けられる少なくとも１つの第２多孔板と、
を含み、
前記少なくとも１つの第２多孔板の各々の実開口率は前記少なくとも１つの第１多孔板の各々の実開口率よりも小さく、又は、前記少なくとも１つの第２多孔板の各々の有効開口率は前記少なくとも１つの第１多孔板の各々の有効開口率よりも小さい
請求項６に記載の燃焼器。
【請求項８】
前記複数の多孔板は、
前記ロータ側領域に設けられる少なくとも３枚の前記第１多孔板と、
前記車室側領域に設けられる少なくとも３枚の前記第２多孔板と、
前記周方向にて前記少なくとも３枚の第１多孔板と前記少なくとも３枚の第２多孔板との間に設けられ、前記実開口率又は前記有効開口率が前記第１多孔板よりも小さく前記第２多孔板よりも大きい第３多孔板と、
を含む
請求項７に記載の燃焼器。
【請求項９】
ガスタービン用の燃焼器であって、
燃料ノズルを囲むように設けられる内筒と、
前記内筒に対して前記燃焼器の径方向外側に設けられる外筒と、
前記内筒と前記外筒との間に形成される空気通路に設けられ、前記空気通路における空気流れを整流するための多孔板部と、
を備え、
前記多孔板部は、
前記多孔板部に設けられる孔の端部に面取り部が形成されているロータ側領域と、
前記ロータ側領域よりも前記ガスタービンのロータの径方向外側に位置し、前記多孔板部に設けられる孔の端部に面取り部が形成されていない車室側領域と、
を含む
燃焼器。
【請求項１０】
燃料を燃焼させるように構成された請求項１又は９に記載の燃焼器と、
前記燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、
を備えるガスタービン。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、燃焼器及びガスタービンに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ガスタービンの燃焼器には、燃焼器に流入する空気流れを整流するための機構が設けられることがある。
【０００３】
特許文献１には、燃料ノズルを囲むように設けられる内筒と、内筒に対して燃焼器の径方向外側に設けられる外筒と、を備え、内筒と外筒との間に形成される圧縮空気流路に、空気の流量調整手段としての多孔板（整流板）が設けられた燃焼器が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００９－１９２１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃焼器の内筒と外筒との間に形成される空気通路において、燃焼器上流の形状の影響などに起因する空気流れの偏流により、燃焼器の周方向における空気流量の偏りが生じると、窒素酸化物（ＮＯｘ）発生量の増加や燃焼振動の発生の要因になり得ると考えられる。整流板に設けられる孔の径を小さくすることで、このような燃焼器の周方向における空気流量の偏りを抑制できると考えられるが、この場合、整流板での圧力損失が大きくなり、ガスタービンの性能が低下するおそれがある。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、圧力損失の増加を抑制しながら、燃焼器の周方向における空気流量の偏りを抑制することが可能な燃焼器及びガスタービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の少なくとも一実施形態に係る燃焼器は、
ガスタービン用の燃焼器であって、
燃料ノズルを囲むように設けられる内筒と、
前記内筒に対して前記燃焼器の径方向外側に設けられる外筒と、
前記内筒と前記外筒との間に形成される空気通路に設けられ、前記空気通路における空気流れを整流するための多孔板部と、
を備え、
前記多孔板部は、
ロータ側領域と、
前記ロータ側領域よりも前記ガスタービンのロータの径方向外側に位置し、前記ロータ側領域よりも前記多孔板部の実開口率又は有効開口率が小さい車室側領域と、
を含み、
前記実開口率は、前記空気通路の面積に対する前記多孔板部の孔の面積の比であり、
前記有効開口率は、前記空気通路の面積に対する、前記多孔板部の孔の面積と前記多孔板部の流量係数との積の比である。
【０００８】
また、本発明の少なくとも一実施形態に係る燃焼器は、
ガスタービン用の燃焼器であって、
燃料ノズルを囲むように設けられる内筒と、
前記内筒に対して前記燃焼器の径方向外側に設けられる外筒と、
前記内筒と前記外筒との間に形成される空気通路に設けられ、前記空気通路における空気流れを整流するための多孔板部と、
を備え、
前記多孔板部は、
前記多孔板部に設けられる孔の端部に面取り部が形成されているロータ側領域と、
前記ロータ側領域よりも前記ガスタービンのロータの径方向外側に位置し、前記多孔板部に設けられる孔の端部に面取り部が形成されていない車室側領域と、
を含む。
【０００９】
また、本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンは、
燃料を燃焼させるように構成された上述の燃焼器と、
前記燃焼器からの燃焼ガスによって駆動されるように構成されたタービンと、
を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、圧力損失の増加を抑制しながら、燃焼器の周方向における空気流量の偏りを抑制することが可能な燃焼器及びガスタービンが提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許