二段燃焼型インジェクタを用いた超小型水素ガスタービン用試験燃焼器の燃焼特性に及ぼす二次空気噴流の影響

摘要

マイクロガスタービンを用いた分散型発電システムの導入が進んでいる。 このシステムの燃料に水素を用いれば，エネルギー資源の有効利用のみならず，CO{sub}2の排出がなくなることで，地球温暖化の防止にも寄与できると考えられる。 水素ガスタービン実現への取り組みとして，著者らは出力が数kWクラスの超小型ガスタービンで用いる予混合型の水素燃焼器の開発研究を行っている。 近年，MGC (Melt-Growth Composite)と呼ばれる，高温下でも機械的強度を有する超耐熱材料が開発され，将来的にはMGCの無冷却超耐熱タービンの出現が期待される。 これによって1700℃程度のTITが達成されれば，熱効率の大幅な改善とともに排熱の利用価値も高めることができる。 このような高温作動型ガスタービンの実現には，高当量比条件における火炎安定性と低エミッション性能とを同時に達成する燃焼器の開発が不可欠である。 この要求を満足する燃焼方式として，著者らは二段燃焼方式に着目し，水素燃焼器への適用を検討してきた。 これは，燃焼器内に安定化させた燃料過濃な水素－空気予混合火炎に対し，二次空気を一気に供給·混合させることで，NO{sub}x生成反応の凍結と余剰燃料の完全希薄燃焼とを同時に達成する，いわゆるRQL燃焼(Rich-Quench-Lean Combustion)と呼ばれるものである。