JPH1073254A - 低ＮＯｘ燃焼装置 - Google Patents
低ＮＯｘ燃焼装置Info
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- JPH1073254A JPH1073254A JP22842896A JP22842896A JPH1073254A JP H1073254 A JPH1073254 A JP H1073254A JP 22842896 A JP22842896 A JP 22842896A JP 22842896 A JP22842896 A JP 22842896A JP H1073254 A JPH1073254 A JP H1073254A
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- Japan
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- combustor
- combustion
- nox
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 全長が長くならず、構造及び制御が単純で、
ＮＯｘの低減が可能な燃焼装置を実現する。 【解決手段】 燃料噴射ノズル４より圧縮機出口空気５
が流入し燃料１０が噴射される燃焼器３と、同燃焼器３
の外周を包むように配設されたライナ２を備えた燃焼装
置において、上記燃焼器３が触媒入り多孔質材料により
形成されたものとし、また、上記ライナをも触媒入り多
孔質材料により形成されたものとし、更に、上記燃料噴
射ノズルに水／蒸気供給管、又は還元ガス供給管が接続
されたものとする。
ＮＯｘの低減が可能な燃焼装置を実現する。 【解決手段】 燃料噴射ノズル４より圧縮機出口空気５
が流入し燃料１０が噴射される燃焼器３と、同燃焼器３
の外周を包むように配設されたライナ２を備えた燃焼装
置において、上記燃焼器３が触媒入り多孔質材料により
形成されたものとし、また、上記ライナをも触媒入り多
孔質材料により形成されたものとし、更に、上記燃料噴
射ノズルに水／蒸気供給管、又は還元ガス供給管が接続
されたものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、発電用、コジェネ
用、船舶用、機械駆動用及び航空用のガスタービンエン
ジンに適用される低ＮＯｘ燃焼装置に関する。
用、船舶用、機械駆動用及び航空用のガスタービンエン
ジンに適用される低ＮＯｘ燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の２段燃焼式低公害燃焼装置におい
ては、図５（ａ）に示すように燃焼装置が予燃焼室１６
と主燃焼室１８により形成されており、低出力時は、予
燃焼室燃料ノズル１５から燃料を噴射し、予燃焼室１６
と主燃焼室１８で完全燃焼させ、高出力時は、主燃焼室
ノズル１７からも燃料を噴射し、主燃焼室１８で希薄燃
焼させてＮＯｘの生成量を低減していた。
ては、図５（ａ）に示すように燃焼装置が予燃焼室１６
と主燃焼室１８により形成されており、低出力時は、予
燃焼室燃料ノズル１５から燃料を噴射し、予燃焼室１６
と主燃焼室１８で完全燃焼させ、高出力時は、主燃焼室
ノズル１７からも燃料を噴射し、主燃焼室１８で希薄燃
焼させてＮＯｘの生成量を低減していた。
【０００３】また、従来の触媒式低公害燃焼装置におい
ては、図５（ｂ）に示すように流量調整板１９を通過し
た圧縮空気は、希薄予混合ノズル２０から供給される燃
料と混合して予燃焼室２１でこれを燃焼させた後、主燃
焼室２４に流入する。さらに、主燃焼室２４で主燃料供
給管２２から噴射された燃料と混合して燃焼させた後に
触媒２３を通過し、触媒２３が発生したＮＯｘをＮ2 に
還元して低ＮＯｘ化していた。
ては、図５（ｂ）に示すように流量調整板１９を通過し
た圧縮空気は、希薄予混合ノズル２０から供給される燃
料と混合して予燃焼室２１でこれを燃焼させた後、主燃
焼室２４に流入する。さらに、主燃焼室２４で主燃料供
給管２２から噴射された燃料と混合して燃焼させた後に
触媒２３を通過し、触媒２３が発生したＮＯｘをＮ2 に
還元して低ＮＯｘ化していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の低ＮＯｘ燃焼装
置としては、前記のように主燃焼室で希薄燃焼させてＮ
Ｏｘの生成量を低減する２段燃焼式、または燃焼後のＮ
Ｏｘを吸収する触媒式が用いられていた。
置としては、前記のように主燃焼室で希薄燃焼させてＮ
Ｏｘの生成量を低減する２段燃焼式、または燃焼後のＮ
Ｏｘを吸収する触媒式が用いられていた。
【０００５】これらの装置の場合、それぞれ「構造およ
び制御が複雑」、「触媒組込部の全長が長い」ことが課
題であった。本発明は上記の課題を解決しようとするも
のである。
び制御が複雑」、「触媒組込部の全長が長い」ことが課
題であった。本発明は上記の課題を解決しようとするも
のである。
【０００６】
（１）請求項１に記載の発明は、圧縮機出口空気と燃料
が供給される燃料噴射ノズル、同ノズルが結合された燃
焼器、および同燃焼器の外周を包むように配設されたラ
イナを備えた燃焼装置において、上記燃焼器が触媒入り
多孔質材料により形成されたことを特徴としている。
が供給される燃料噴射ノズル、同ノズルが結合された燃
焼器、および同燃焼器の外周を包むように配設されたラ
イナを備えた燃焼装置において、上記燃焼器が触媒入り
多孔質材料により形成されたことを特徴としている。
【０００７】上記において、圧縮機出口空気は燃料噴射
ノズルを通過して燃焼器内に流入し、燃料は燃料噴射ノ
ズルにより燃焼器内に噴射され、両者は燃焼器内で均一
に混合し、燃料が燃焼する。
ノズルを通過して燃焼器内に流入し、燃料は燃料噴射ノ
ズルにより燃焼器内に噴射され、両者は燃焼器内で均一
に混合し、燃料が燃焼する。
【０００８】上記燃焼器は、触媒入り多孔質材料により
形成されているため、上記燃料の燃焼中に生成するＮＯ
ｘは触媒反応により素早くＮ2 に還元され、ＮＯｘの低
減が可能となる。
形成されているため、上記燃料の燃焼中に生成するＮＯ
ｘは触媒反応により素早くＮ2 に還元され、ＮＯｘの低
減が可能となる。
【０００９】（２）請求項２に記載の発明は、上記発明
（１）に記載の低ＮＯｘ燃焼装置において、上記ライナ
が触媒入り多孔質材料により形成されたことを特徴とし
ている。
（１）に記載の低ＮＯｘ燃焼装置において、上記ライナ
が触媒入り多孔質材料により形成されたことを特徴とし
ている。
【００１０】上記においては、ライナが触媒入り多孔質
材料により形成されているため、燃料の燃焼直後に生成
するＮＯｘもＮ2 に還元され、上記発明（１）に比べて
一層のＮＯｘの低減が可能となる。
材料により形成されているため、燃料の燃焼直後に生成
するＮＯｘもＮ2 に還元され、上記発明（１）に比べて
一層のＮＯｘの低減が可能となる。
【００１１】（３）請求項３に記載の発明は、上記発明
（１）又は（２）に記載の低ＮＯｘ燃焼装置において、
上記燃料噴射ノズルに接続された水／蒸気供給管を備え
たことを特徴としている。
（１）又は（２）に記載の低ＮＯｘ燃焼装置において、
上記燃料噴射ノズルに接続された水／蒸気供給管を備え
たことを特徴としている。
【００１２】上記においては、燃焼器内に圧縮機出口空
気及び燃料とともに水／蒸気が噴射されるため、触媒に
よるＮＯｘのＮ2 への還元とともに、燃焼温度の低減が
なされ、上記発明（１）又は（２）に比べて更にＮＯｘ
の生成を抑制することができる。
気及び燃料とともに水／蒸気が噴射されるため、触媒に
よるＮＯｘのＮ2 への還元とともに、燃焼温度の低減が
なされ、上記発明（１）又は（２）に比べて更にＮＯｘ
の生成を抑制することができる。
【００１３】（４）請求項４に記載の発明は、上記発明
（１）又は（２）に記載の低ＮＯｘ燃焼装置において、
上記燃料噴射ノズルに接続された還元ガス供給管を備え
たことを特徴としている。
（１）又は（２）に記載の低ＮＯｘ燃焼装置において、
上記燃料噴射ノズルに接続された還元ガス供給管を備え
たことを特徴としている。
【００１４】上記においては、燃焼器内に圧縮機出口空
気及び燃料とともに還元ガスが噴射されるため、触媒反
応と還元反応の組合せ効果を得ることができ、上記発明
（１）又は（２）に比べて更にＮＯｘの生成量を抑制す
ることができる。
気及び燃料とともに還元ガスが噴射されるため、触媒反
応と還元反応の組合せ効果を得ることができ、上記発明
（１）又は（２）に比べて更にＮＯｘの生成量を抑制す
ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第１形態に係る低
ＮＯｘ燃焼器について、図１及び図２により説明する。
ＮＯｘ燃焼器について、図１及び図２により説明する。
【００１６】図１及び図２に示す本実施形態に係る低Ｎ
Ｏｘ燃焼装置は、圧縮機が排出する圧縮機出口空気５が
流入する燃料噴射ノズル４、同ノズル４が結合され点火
プラグ９が設けられ触媒入り多孔質材料により煉炭状に
形成された燃焼器３、同燃焼器３の外周を包むように配
設され触媒入り多孔質材料により形成されたライナ２、
および上記燃料噴射ノズル４に接続された燃料供給管８
を備えている。
Ｏｘ燃焼装置は、圧縮機が排出する圧縮機出口空気５が
流入する燃料噴射ノズル４、同ノズル４が結合され点火
プラグ９が設けられ触媒入り多孔質材料により煉炭状に
形成された燃焼器３、同燃焼器３の外周を包むように配
設され触媒入り多孔質材料により形成されたライナ２、
および上記燃料噴射ノズル４に接続された燃料供給管８
を備えている。
【００１７】上記において、圧縮機出口空気５は、燃料
噴射ノズル４を均等に通過して燃焼器３に流入する。ま
た燃料１０は、燃料供給管８を通り、燃料噴射ノズル４
から均等に燃焼器３内に噴射される。
噴射ノズル４を均等に通過して燃焼器３に流入する。ま
た燃料１０は、燃料供給管８を通り、燃料噴射ノズル４
から均等に燃焼器３内に噴射される。
【００１８】上記圧縮機出口空気５と燃料１０は、燃焼
器３の内部で混合された後、点火プラグで点火されて燃
焼ガス６となる。この燃焼ガス６は、燃焼器３の内部及
びライナ２の内側を通過する過程でＮＯｘが触媒により
Ｎ2 に還元され、低ＮＯｘ化された燃焼器出口ガス７と
なって燃焼装置から排出される。
器３の内部で混合された後、点火プラグで点火されて燃
焼ガス６となる。この燃焼ガス６は、燃焼器３の内部及
びライナ２の内側を通過する過程でＮＯｘが触媒により
Ｎ2 に還元され、低ＮＯｘ化された燃焼器出口ガス７と
なって燃焼装置から排出される。
【００１９】上記燃焼器３やライナ２が形成される多孔
質材料はセラミックスからなり、それぞれの孔のメッシ
ュは１／３２インチ以上であり、これが含有する触媒は
セラミックスハニカムやアルミナペレットの表面に担持
された白金等の貴金属である。そのため、燃焼器出口ガ
ス７はＮＯｘ量を６０〜７０ppm 程度に低減させること
ができる。
質材料はセラミックスからなり、それぞれの孔のメッシ
ュは１／３２インチ以上であり、これが含有する触媒は
セラミックスハニカムやアルミナペレットの表面に担持
された白金等の貴金属である。そのため、燃焼器出口ガ
ス７はＮＯｘ量を６０〜７０ppm 程度に低減させること
ができる。
【００２０】次に、本発明の実施の第２形態に係る低Ｎ
Ｏｘ燃焼装置について、図３により説明する。図３に示
す本実施形態は、上記第１実施形態に係る低ＮＯｘ燃焼
装置において、燃料噴射ノズル４に接続された水／蒸気
供給管１１を備えている。
Ｏｘ燃焼装置について、図３により説明する。図３に示
す本実施形態は、上記第１実施形態に係る低ＮＯｘ燃焼
装置において、燃料噴射ノズル４に接続された水／蒸気
供給管１１を備えている。
【００２１】上記において、燃料噴射ノズル４は、第１
実施形態と同様に圧縮機出口空気５を通過させ、燃料を
噴射するとともに、水／蒸気供給管１１より供給された
水／蒸気１２を燃焼器３内に均等に噴射する。この水／
蒸気１２は、燃焼器３内にて触媒反応によりＮＯｘをＮ
2 に還元するとともに、燃焼ガス６の燃焼温度を下げ、
ＮＯｘの生成量を低減する。
実施形態と同様に圧縮機出口空気５を通過させ、燃料を
噴射するとともに、水／蒸気供給管１１より供給された
水／蒸気１２を燃焼器３内に均等に噴射する。この水／
蒸気１２は、燃焼器３内にて触媒反応によりＮＯｘをＮ
2 に還元するとともに、燃焼ガス６の燃焼温度を下げ、
ＮＯｘの生成量を低減する。
【００２２】なお、上記水／蒸気１２の噴射量は、燃料
１０に対する重量比で０．５〜１．５程度であり、重量
比が０．５の場合にＮＯｘ量を半減させることができ、
１．０で１／３とすることができる。
１０に対する重量比で０．５〜１．５程度であり、重量
比が０．５の場合にＮＯｘ量を半減させることができ、
１．０で１／３とすることができる。
【００２３】次に、本発明の実施の第３形態に係る低Ｎ
Ｏｘ燃焼装置について、図４により説明する。図４に示
す本実施形態は、上記第１実施形態に係る低ＮＯｘ燃焼
装置において、燃料噴射ノズル４に接続された還元ガス
供給管１３を備えている。
Ｏｘ燃焼装置について、図４により説明する。図４に示
す本実施形態は、上記第１実施形態に係る低ＮＯｘ燃焼
装置において、燃料噴射ノズル４に接続された還元ガス
供給管１３を備えている。
【００２４】上記において、燃料噴射ノズル４は、第１
実施形態と同様に圧縮機出口空気５を通過させ、燃料を
噴射するとともに、還元ガス供給管１３より供給された
還元ガス１４を燃焼器３内に均等に噴射する。
実施形態と同様に圧縮機出口空気５を通過させ、燃料を
噴射するとともに、還元ガス供給管１３より供給された
還元ガス１４を燃焼器３内に均等に噴射する。
【００２５】この燃料１０と還元ガス１４が噴射された
燃焼器３内では、触媒反応とともに燃焼ガス６の還元ガ
ス１４による反応が行われてＮＯｘをＮ2 に還元し、Ｎ
Ｏｘの生成量を低減する。
燃焼器３内では、触媒反応とともに燃焼ガス６の還元ガ
ス１４による反応が行われてＮＯｘをＮ2 に還元し、Ｎ
Ｏｘの生成量を低減する。
【００２６】なお、還元ガス１４としてはＮＨ3 が最適
であるが、ＣＯ、Ｈ2 、ＨＣなどの利用も可能で、その
濃度はＮＯｘの濃度と同程度以上のものを供給する必要
があり、それによる効果は第２実施形態の場合と同様で
ある。
であるが、ＣＯ、Ｈ2 、ＨＣなどの利用も可能で、その
濃度はＮＯｘの濃度と同程度以上のものを供給する必要
があり、それによる効果は第２実施形態の場合と同様で
ある。
【００２７】
【発明の効果】本発明の低ＮＯｘ燃焼装置は、燃料噴射
ノズルより圧縮機出口空気が流入し燃料が噴射される燃
焼器と、同燃焼器の外周を包むように配設されたライナ
を備えた燃焼装置において、上記燃焼器が触媒入り多孔
質材料により形成されたものとしたことによって、燃料
の燃焼中に生成されたＮＯｘを触媒がＮ2 に還元するた
めに全長が長くならず、構造及び制御が単純な低ＮＯｘ
の燃焼装置の実現が可能となり、また、上記ライナをも
触媒入り多孔質材料により形成されたものとしたことに
よって、燃料の燃焼直後に生成されたＮＯｘも還元され
るため、更にＮＯｘの低減が可能となり、更に、上記燃
料噴射ノズルに水／蒸気供給管、又は還元ガス供給管が
接続されたものとしたことによって、燃焼温度の低減が
可能となり、又は触媒反応と還元反応の組合せ効果を得
ることが可能となるため、更に、ＮＯｘの生成量の抑制
が可能となる。
ノズルより圧縮機出口空気が流入し燃料が噴射される燃
焼器と、同燃焼器の外周を包むように配設されたライナ
を備えた燃焼装置において、上記燃焼器が触媒入り多孔
質材料により形成されたものとしたことによって、燃料
の燃焼中に生成されたＮＯｘを触媒がＮ2 に還元するた
めに全長が長くならず、構造及び制御が単純な低ＮＯｘ
の燃焼装置の実現が可能となり、また、上記ライナをも
触媒入り多孔質材料により形成されたものとしたことに
よって、燃料の燃焼直後に生成されたＮＯｘも還元され
るため、更にＮＯｘの低減が可能となり、更に、上記燃
料噴射ノズルに水／蒸気供給管、又は還元ガス供給管が
接続されたものとしたことによって、燃焼温度の低減が
可能となり、又は触媒反応と還元反応の組合せ効果を得
ることが可能となるため、更に、ＮＯｘの生成量の抑制
が可能となる。
【図１】本発明の実施の第１形態に係る低ＮＯｘ燃焼装
置が用いられたエンジンの説明図である。
置が用いられたエンジンの説明図である。
【図２】上記第１実施形態に係る燃焼装置の詳細説明図
である。
である。
【図３】本発明の実施の第２形態に係る燃焼装置の詳細
説明図である。
説明図である。
【図４】本発明の実施の第３形態に係る燃焼装置の詳細
説明図である。
説明図である。
【図５】従来の燃焼装置の説明図で、（ａ）は２段燃焼
式低公害燃焼装置、（ｂ）は触媒式低公害燃焼装置の説
明図である。
式低公害燃焼装置、（ｂ）は触媒式低公害燃焼装置の説
明図である。
１ ガスタービンエンジン ２ ライナ ３ 燃焼器 ４ 燃料噴射ノズル ５ 圧縮機出口空気 ６ 燃焼ガス ７ 燃焼器出口ガス ８ 燃料供給管 ９ 点火プラグ １０ 燃料 １１ 水／蒸気供給管 １２ 水／蒸気 １３ 還元ガス供給管 １４ 還元ガス
Claims (4)
- 【請求項１】 圧縮機出口空気と燃料が供給される燃料
噴射ノズル、同ノズルが結合された燃焼器、および同燃
焼器の外周を包むように配設されたライナを備えた燃焼
装置において、上記燃焼器が触媒入り多孔質材料により
形成されたことを特徴とする低ＮＯｘ燃焼装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の低ＮＯｘ燃焼装置にお
いて、上記ライナが触媒入り多孔質材料により形成され
たことを特徴とする低ＮＯｘ燃焼装置。 - 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の低ＮＯｘ
燃焼装置において、上記燃料噴射ノズルに接続された水
／蒸気供給管を備えたことを特徴とする低ＮＯｘ燃焼装
置。 - 【請求項４】 請求項１又は請求項２に記載の低ＮＯｘ
燃焼装置において、上記燃料噴射ノズルに接続された還
元ガス供給管を備えたことを特徴とする低ＮＯｘ燃焼装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22842896A JPH1073254A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 低ＮＯｘ燃焼装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22842896A JPH1073254A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 低ＮＯｘ燃焼装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1073254A true JPH1073254A (ja) | 1998-03-17 |
Family
ID=16876337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22842896A Pending JPH1073254A (ja) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | 低ＮＯｘ燃焼装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1073254A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004510119A (ja) * | 2000-09-26 | 2004-04-02 | シーメンス ウエスチングハウス パワー コーポレイション | 濃厚点火過薄触媒燃焼ハイブリッド燃焼器 |
| JP2006523294A (ja) * | 2003-01-22 | 2006-10-12 | ヴァスト・パワー・システムズ・インコーポレーテッド | 反応装置 |
| JP2018123755A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 株式会社Ihi | 燃焼装置及びガスタービン |
| WO2019188012A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 株式会社Ihi | 燃焼装置及びガスタービン |
| WO2019188409A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 株式会社Ihi | 燃焼装置及びガスタービン |
-
1996
- 1996-08-29 JP JP22842896A patent/JPH1073254A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004510119A (ja) * | 2000-09-26 | 2004-04-02 | シーメンス ウエスチングハウス パワー コーポレイション | 濃厚点火過薄触媒燃焼ハイブリッド燃焼器 |
| JP4772269B2 (ja) * | 2000-09-26 | 2011-09-14 | シーメンス エナジー インコーポレイテッド | 濃厚点火過薄触媒燃焼ハイブリッド燃焼器 |
| JP2006523294A (ja) * | 2003-01-22 | 2006-10-12 | ヴァスト・パワー・システムズ・インコーポレーテッド | 反応装置 |
| EP3578779A4 (en) * | 2017-01-31 | 2020-12-16 | IHI Corporation | COMBUSTION DEVICE AND GAS TURBINE |
| WO2018143168A1 (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 株式会社Ihi | 燃焼装置及びガスタービン |
| US20190345873A1 (en) * | 2017-01-31 | 2019-11-14 | Ihi Corporation | Combustion device and gas turbine |
| JP2018123755A (ja) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | 株式会社Ihi | 燃焼装置及びガスタービン |
| AU2018216390B2 (en) * | 2017-01-31 | 2021-02-18 | Ihi Corporation | Combustion device and gas turbine |
| US10995662B2 (en) | 2017-01-31 | 2021-05-04 | Ihi Corporation | Combustion device and gas turbine |
| WO2019188012A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 株式会社Ihi | 燃焼装置及びガスタービン |
| WO2019188409A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | 株式会社Ihi | 燃焼装置及びガスタービン |
| CN111801528A (zh) * | 2018-03-28 | 2020-10-20 | 株式会社Ihi | 燃烧装置以及燃气轮机 |
| JPWO2019188012A1 (ja) * | 2018-03-28 | 2021-02-25 | 株式会社Ihi | 燃焼装置及びガスタービン |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030527 |