CN101858595A - 燃烧器和燃烧器的改造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃烧器和燃烧器的改造方法。本发明的课题是维持燃烧器的可靠性。本发明的燃烧器的特征是，具有向下流侧燃烧室喷出燃料的燃料喷嘴和面向该燃烧室的上流侧且设置在上述燃烧喷嘴和上述燃烧室之间的平板状的空气孔板，上述空气孔板是向上述燃烧室喷出燃料流和在该燃料流的外周侧形成的空气流的空气孔相对于上述空气孔板的中心，在圆周方向上等间隔排列多个的燃烧器，其中，在能独立运转的多个燃烧装置和在圆周方向上排列的上述空气孔中，由上述空气孔喷出的燃料流和空气流到达上述燃烧室的内壁面的位相，或者，与相邻的2个上述燃烧装置干涉的位相的上述空气孔之间的间隔，比上述位相以外的空气孔之间的间隔宽。根据本发明，能维持燃烧器的可靠性。

Description

燃烧器和燃烧器的改造方法

技术领域

本发明涉及燃烧器和燃烧器的改造方法。

背景技术

作为维持产业用电的发电设备之一，包括以天然气或石油等化石资源为燃料的气体涡轮发电设备。该气体涡轮发电设备以化石资源为燃料，排出地球温暖化物质的二氧化碳(CO₂)，因此迄今为止要求进一步提高发电效率。作为提高发电效率的方法，可以列举出从气体涡轮燃烧器排出的燃烧气体的高温化。然而，伴随着燃烧气体的高温化，燃烧气体中所含的环境有害物质氮氧化物(NOx)指数函数地增加。因此，能提高发电效率并降低NOx的对策是重要的技术课题。

此外，近年来，从防止地球温暖化的观点出发，在制铁过程的焦炭炉中产生的焦炭炉气体(COG)等含氢燃料中，采用气体涡轮发电设备的事例也逐渐增加。作为含氢燃料，除了以上列举的焦炭炉气体以外，还可以列举在石油精制过程中产生的称为废气的副产物气体和煤气化发电设备(IGCC)中使用的煤气化气体等。燃料中所含的氢气可燃范围宽，燃烧速度快，因此在燃烧装置的壁面附近有时会产生高温火焰，会损害燃烧装置的可靠性。为了使局部不产生高温的火焰，因此分散燃料、在全部燃烧器中均匀燃烧是有效的方法。

因此，在专利文献1中，公开了在燃料喷嘴和燃烧室之间设置空气孔板，在空气孔板中设置的空气孔的内部，使燃料流和燃料流的外周侧形成的空气流喷出到燃烧室中。根据该专利文献1的燃烧器，能提高燃料对空气的分散性，降低NOx。

[现有技术文献]

专利文献

专利文献1：日本特开2003-148734号公报

发明内容

发明要解决的问题

对于专利文献1的空气孔板，将在燃烧室侧的板面上设置的空气孔出口排列、等间隔地设置在相对于空气孔板的中心部分的周围方向上。然而，在使用含氢燃料的情况下，燃烧速度较快，因此火焰温度上升。因而在火焰接近燃烧器壁面的位置附近，燃烧器壁面温度上升，有时会损害燃烧器的可靠性。此外，在多个火焰相互接近的区域，相邻的火焰之间会产生变形。因而引起压力改变等，有时会损害燃烧器的可靠性。

本发明的目的是维持燃烧器的可靠性。

用于解决课题的方案

本发明的特征在于，在能独立运行的多个燃烧装置和在圆周方向上排列的空气孔中，由空气孔喷出的燃料流和空气流到达燃烧室内壁面上的位相，或者，与相邻的2个燃烧装置干涉的位相的空气孔之间的间隔比上述位相以外的空气孔之间的间隔宽。

发明效果

根据本发明，能维持燃烧器的可靠性。

附图说明

图1是表示实施例1中空气孔板的结构图。

图2表示燃烧器概略结构和燃烧器内部中的燃料流和空气流的流动方向。

图3是燃料喷嘴顶端部分的放大图。

图4是采用实施例1的燃烧器的气体涡轮系统的概略结构图。

图5是表示实施例1中，相邻的外周燃烧装置的火焰之间彼此相接的燃烧器轴方向位置的混合气喷射的位置的图。

图6是表示实施例1中，外周燃烧装置的火焰与燃烧器衬里相接的燃烧器轴方向位置的混合气喷射的位置的图。

图7表示实施例2中燃烧器概略结构。

图8是表示实施例2中空气孔板的结构图。

图9是表示在各燃烧装置中，在空气孔21内部设置燃烧喷嘴22的顶端的例子的图。

图10是表示在燃烧器中外周燃烧装置的火焰之间彼此接触的燃烧器轴方向的位置和外周燃烧装置的火焰与燃烧器衬里接触的截面轴方向上的位置的图。

图11是表示在燃烧器中外周燃烧装置火焰之间彼此接触的燃烧器轴方向的位置中混合气喷流的截面内的位置的图。

图12是表示在燃烧器中外周燃烧装置的火焰与燃烧器衬里接触的燃烧器轴方向的位置中的混合气喷流的截面内的位置的图。

图13是表示在使用代表性的富氢燃料焦炭炉气作为燃料的情况下的实施例中示出的燃烧器，在从空气孔出口喷出后随着时间经过，燃烧反应进行的状态图。

图14是表示由实施例所示的空气孔板20喷出的混合气在燃烧室内的喷出轨迹的图。

图15是表示相对于位于最外圆周的空气孔中赋予的旋转角度，示出最早到达燃烧器衬里3壁的空气孔的开口位相ψ₁的图。

图16是表示在燃烧反应结束时间τ₂时，正好到达燃烧器衬里3壁的空气孔开口的位相ψ₁’的图。

图17是表示在实施例中，在空气孔中除了赋予旋转角θ还赋予内倾角φ的情况下，由空气孔板20喷出的混合气在燃烧室内的喷出轨迹的图。

符号说明

1燃烧室

2燃烧器外筒

3燃烧器衬里

4燃烧器尾筒

5压缩机

6涡轮

7隔室

8燃烧器尾罩

10压缩空气

11冷却空气

12燃烧用空气

13燃烧气体

14燃料

14a燃料遮蔽阀

15a，16a燃料压力调整阀

15b，16b燃料流量调节阀

17启动用燃料

18外周燃烧装置燃料

19，19-1，19-2，19-3混合气

20空气孔板

21，21-1，21-2，21-3空气孔

22燃料喷嘴

23燃料分配器

30火焰

31旋转流

32循环流

40启动用燃烧装置

41油燃料用喷射喷嘴

50外周燃烧装置

51外周燃烧装置中心

52第3列空气孔节距圆半径

53从外周燃烧装置的中心下垂至燃烧器衬里的垂线与连接相邻的外周燃烧装置中心51的直线的夹角

54避免干涉部分

60冷却空气孔

61从外周燃烧装置中心至燃烧器衬里内面的距离

62连接相邻外周燃烧装置中心的直线距离

具体实施方式

以下，对本发明的实施例进行说明。

图4是采用本实施例的燃烧器100的气体涡轮系统的概略结构图。

由压缩机5产生的压缩空气10流入燃烧器100的隔室7内。

作为燃烧器100，在燃烧器外筒2的内部，具有使燃料和空气的混合气19在其内部燃烧的燃烧器衬里3，和在燃烧器衬里3的内部形成的燃烧室1。由压缩机5供应的压缩空气10通过燃烧器外筒2和燃烧器衬里3之间的空间，部分压缩空气10作为冷却燃烧器衬里3的冷却空气11。此外，残留的压缩空气10作为燃烧用空气12，进入燃烧器尾罩8和空气孔板20之间的空间中。

另一方面，燃料14由燃烧器尾罩8外部流入燃料分配器23中，由在空气孔板20的上流侧设置的燃料喷嘴22喷出。本实施例中示出的燃烧器100具有能独立运行的多个燃烧装置，可以分类为：尤其是位于燃烧器中心部分从点火至启动部分运行的启动用燃烧装置，和尤其是负载负荷运行的外周燃烧装置。向启动用燃烧装置供应的燃料(启动用燃料17)经由燃料压力调整阀15a和燃料流量调整阀15b调整为规定流量，供应至燃烧器100中。此外，向外周燃烧装置供应的燃料(外周燃烧装置燃料18)经由燃料压力调整阀16a和燃料流量调整阀16b调整为规定流量，供应至燃烧器100中。在空气孔板20中，相对于空气孔板的中心轴，在圆周方向上的多个空气孔21是等间隔设置的。由空气孔21喷出的燃料流和空气流在燃烧室1中形成火焰。然后，燃烧气体13流至燃烧器尾筒4，流入涡轮6中，用于驱动发电机等。

图3是燃料喷嘴22顶端部分的放大图。平板状的空气孔板20设置在燃料喷嘴22与燃烧室1之间。此外，在空气孔板20的上流侧，来自压缩机5的压缩空气10进入比空气孔板20更上流侧。燃料喷嘴22设置在空气孔21的上流侧。因此，由燃料喷嘴22喷出的燃料流14流入空气孔21的内部。此外，由空气孔板20的上流侧供应的燃烧用空气12也由燃料喷嘴22的外周侧流入空气孔21中。此时，燃烧用空气12由在空气孔板20的上流侧形成的宽阔空间流入狭小空间的空气孔21中。因此，认为在空气孔21的内部，燃料流和在燃料流的外周侧形成的环状空气流向着燃烧室1流动。此外，通过空气孔21的燃料流和空气流一口气喷出到比空气孔21宽阔的空间的燃烧室1中，因此在燃烧室1中，燃料流与空气流快速混合。

由此，如果在空气孔板中设置多个空气孔，在空气孔的上流侧设置燃料喷嘴，则流入燃烧室的燃料快速分散，因此燃料与空气的混合度增加，在短距离内快速混合。在该结构中，在空气孔内部，燃料流流向中心部分，空气流在燃料流的周围流动，因此在燃料喷嘴的最近处不会形成可燃范围的混合气。此外，由于在空气孔内部非常狭小区域中进行混合，因此具有如下特征：燃烧气体很难进入空气孔的内部，很难产生逆火。

在上述示出的燃料喷嘴、空气孔的位置关系中，空气孔21的中心轴向空气孔板20的圆周方向倾斜。因此，由空气孔21喷出的燃料流和空气流沿空气孔21的中心轴喷射入燃烧室1。由此，空气孔21向空气孔板20的圆周方向上倾斜，因此由空气孔21喷射的燃料流和空气流在燃烧室1的内部以螺旋状旋转并形成向下流侧流动的旋转流。

图2表示燃烧器概略结构和燃烧器内部中的燃料流、空气流的流动方向。在本实施例中，由空气孔板20喷出的旋转流31以螺旋状旋转，且旋转半径扩大。因此，在燃烧室中心轴上，从下流侧向上流侧形成压力降低的逆压力梯度区域，部分燃烧的混合气体作为循环流32逆流至空气孔板侧。通过使用该循环流32具有的高温燃烧气体热，向由空气孔供应的混合气中赋予活性化能量，从而维持燃烧反应，在燃烧器内形成圆锥状的火焰。

如上所述，在本实施例中示出的燃烧器100具有能独立运行的7个燃烧装置。尤其是能分类为位于燃烧器中心部分，从点火至启动时运行的1个启动用燃烧装置，和承担负荷运行的6个外周燃烧装置。

图1是表示空气孔板20的图。(a)是从燃烧室1侧看空气孔板20的图，(b)是注意空气孔板中的1个外周燃烧装置，将其拆卸下的图。在空气孔板20用虚线围出的中心部分中，设置与上述启动用燃烧装置40相对应的空气孔21。在启动用燃烧装置40的空气孔21中设置旋转角，使得由空气孔21喷出的燃料与空气的混合气从燃烧室侧看，能顺时针地旋转。在空气孔中设置的旋转角θ为空气孔的中心轴与设置空气孔的圆周上的切线所夹的角。

此外，在本实施例中，在启动用燃烧装置40的外周上，设置与6个外周燃烧装置50对应的空气孔21。外周燃烧装置50的空气孔由具有相同的节距圆的3列空气孔群构成，在第1列空气孔21-1、第2列空气孔21-2、第3列空气孔21-3中，分别形成旋转角，使由空气孔喷出的燃料和空气的混合气从燃烧室侧看，能逆时针地旋转。

另外，上述空气孔也能形成圆形以外的形状(例如矩形槽)。

在图1(a)中，以虚线表示位于燃料喷嘴侧的空气孔板20下流外侧的燃烧器衬里3的位置。此外，在图1(b)中，外周燃烧装置50的空气孔由具有相同的节距圆的3列空气孔群，第1列空气孔21-1、第2列空气孔21-2、第3列空气孔21-3构成。第1列空气孔21-1、第2列空气孔21-2的空气孔相对于空气孔板的中心，在圆周方向上等间隔地排列。另一方面，位于最外周的第3列空气孔21-3设置在第3列节距圆半径52的圆周上，在避免干涉部分54未设置空气孔，该避免干涉部分54相当于从由空气孔喷出的混合气开始到达燃烧器壁面的位相开始，至由空气孔喷出的混合气与由相邻的燃烧装置喷出的混合气开始干涉的位相。因此，避免干涉部分54与其他空气孔之间的间隔相比，间隔较宽。

如上所述，在各个燃烧装置中，由空气孔板20喷出的燃料和空气的混合气以螺旋状旋转并扩大，从而形成圆锥状的火焰，因此避免干涉部分54为从直面燃烧器衬里3和相邻的燃烧装置的位置开始，与旋转方向相反的方向(沿顺时针方向旋转)的位相。因此，通过具有避免干涉部分54，从而外周燃烧装置50朝向启动用燃烧装置40具有存在切口的第3列空气孔的设置。即，在第3列空气孔中，在空气孔之间的间隔中设置宽的狭缝。

在空气孔板20附近的区域中，启动用燃烧装置40火焰的燃烧气13的一部分从上述第3列空气孔设置的切口部分向外周燃烧装置的区域流入。外周燃烧装置50形成与启动用燃烧装置40相反方向的旋转，因此在外周燃烧装置区域中流入的燃烧气体13通过外周燃烧装置自身的旋转流，从而能被进一步卷入。此外，启动用燃烧装置40的燃烧气体的热量通过混合流入外周燃烧装置的混合气中，从而能强化外周燃烧装置50的燃烧稳定性，维持燃烧器的可靠性。此外，尤其是在外周燃烧装置50点火时，启动用燃烧装置40的燃烧气体能有效转移到外周燃烧装置50一侧，因此具有良好的火焰转移的效果。

图5是在相邻的外周燃烧装置50的火焰之间彼此接触的燃烧器轴方向的下流位置中，从下流方向看由空气孔21喷出的燃料与空气的混合气喷流的图。如上所述，由空气孔21喷出的燃料和空气的混合气螺旋状地扩大旋转半径并流动，从而形成圆锥状的火焰。因此，在相邻的外周燃烧装置50的火焰之间彼此接触的燃烧器轴方向的下流位置中，启动用燃烧装置的混合气喷流以顺时针方向旋转，外周燃烧装置的混合气喷流以逆时针方向旋转。

因此，在空气孔板20附近，避免干涉部分54位于外周燃烧装置和启动用燃烧装置40之间。此外，在相邻的外周燃烧装置50的火焰之间彼此接触的燃烧器轴方向的下流位置中(图5)，相当于避免干涉部分54的没有混合气喷流的区域位于外周燃烧装置间的空间中。因此，能避免外周燃烧装置50彼此的火焰干涉。

接着，作为比较例1，对没有避免干涉部分，在本实施例的避免干涉部分也存在混合气喷流的情况进行研究。在比较例的情况下，在外周燃烧装置50之间的空间中，具有从燃烧器衬里3侧向燃烧器中心的速度成分的混合气与来自相邻的燃烧装置的从燃烧器中心流向燃烧器衬里3侧的混合气具有大的速度成分差而相邻，从而产生强的剪切。

如果在火焰中发生强的剪切，则火焰面变形，火焰的表面积增大，表观的火焰速度增大，有时会剧烈发热，产生压力变化。此外，如果剪切极端增强，则伴随着火焰面的变形产生的表面积增加无法赶上燃烧速度，引起火焰拥挤消失，因此产生剧烈的发热和火焰消失交互重复的状况，发生大的压力变化。

尤其是在燃料中含氢的情况下，原来燃烧速度较快的可燃范围增大，因此火焰受到大的剪切变形，火焰拥挤消失时的边界也增加，如果产生如上述的压力变化，则存在压力变动振幅非常大的可能性。因此，虽然在激发燃烧反应的区域中，不会产生极大的剪切，但在燃料中含氢的情况下是重要的，通过设置避免干涉部分54，从而在相邻的燃烧装置之间的空间中，能回避具有相反方向的速度成分的混合气的喷流产生干涉，不会产生大的剪切。

此外，在相当于避免干涉部分54的没有混合气喷流的区域中，来自启动用燃烧装置的燃烧气体13流入，因此燃烧稳定性得到改善。

图6是在外周燃烧装置50的火焰与燃烧器衬里3相接的燃烧器轴方向的下流位置，从下流侧看从空气孔21喷出的燃料和空气的混合气喷流的图。如上所述，从空气孔21喷出的燃料和空气的混合气螺旋状地扩大旋转半径并流动，从而形成圆锥状的火焰。因此，在外周燃烧装置50的火焰与燃烧器衬里3相接的燃烧器轴方向的下流位置，混合气喷流的位置在启动用燃烧装置中在顺时针方向上旋转，在外周燃烧装置中在逆时针方向上旋转。

因此，在空气孔板20的位置中，避免干涉部分54位于启动用燃烧装置40之间。此外，图6中示出的外周燃烧装置50的火焰与燃烧器衬里3相接的燃烧器轴方向的下流位置，在相当于避免干涉部分54的没有混合气喷流的区域面向燃烧器衬里3的位置，能避免在燃烧器壁面上，高温火焰产生干涉而形成局部的高温部分。

相对于实施例，在没有避免干涉部分，在本实施例的避免干涉部分中也存在混合气喷流的比较例2的情况下，火焰直接吹向燃烧器衬里3，产生局部的高温区域。尤其是在使用含氢燃料的情况下，氢的无火炎距离非常小，直到金属壁的极近处火焰尽可能靠近，并且，燃烧速度快，因此燃烧气温度达到高温。因此，如果火焰直接接触燃烧器衬里3，则与其他燃料相比，衬里壁面的温度上升非常快。因此，在激发燃烧反应的区域中，火焰不直接与燃烧器衬里3接触，但在燃烧中含氢的情况下，是非常重要的。通过设置避免干涉部分54，能避免燃烧器衬里3直接与火焰接触，在燃烧器衬里3中能够不产生局部的高温区域。

以下，对图1中设置避免干涉部分的位相进行说明。其中，从外周燃烧装置50的中心51至燃烧器衬里3内面的距离61为L₁，连接相邻外周燃烧装置中心51的直线距离62计为L₂。此外，外周燃烧装置第3列空气孔的节距圆的半径52为r，从外周燃烧装置50的中心51下垂至燃烧器衬里3内面的垂线与连接相邻外周燃烧装置的中心51的直线所夹的角53表示为α。角度的开始位置为从外周燃烧装置50的中心51下垂至燃烧器衬里3内面的垂线，将与旋转方向相反的方向(在本实施例中为顺时针方向)定义为角度增加，角度的单位使用以全部圆为360度的单位。此外，将在第3列空气孔中形成的旋转角定义为θ°。此外，第3列空气孔的直径为d。

由空气孔喷出的混合气开始至燃烧器壁面的位相ψ₁可以近似为下式(1)。

${\mathrm{\ψ}}_1\≈\frac{\mathrm{\θ}}{(0.035\mathrm{\θ}+0.25)}\×[-3.70{\left\{\frac{(L_1-\frac{d}{2})}{r}\right\}}^2+12.1\{\frac{(L_1-\frac{d}{2})}{r}\}-7.81]$ ……式(1)

此外，由空气孔喷出的混合气与由相邻燃烧装置喷出的混合气干涉的位相ψ₂可以近似为下式(2)。

${\mathrm{\ψ}}_2\≈\mathrm{\α}+\frac{\mathrm{\θ}}{(0.035\mathrm{\θ}+0.25)}\×[-3.70{\left\{\frac{(L_2+d)}{2r}\right\}}^2+12.1\{\frac{(L_2+d)}{2r}\}-7.81]$ ……式(2)

只要通过上式(1)和(2)求出的ψ₁和ψ₂的角度范围内的位相区域为避免干涉部分54即可。其中，关于设置空气孔的个数和角度的步调(pitch)，即使避免干涉部分54的开始位置ψ₁和结束位置ψ₂存在微小偏差，也能确保同样的效果。

在实施例1中，示出了外周燃烧装置以3列构成的情况，在以2列构成的情况下，只要在第2列采用上述结构，在以4列以上构成的情况下，在位于最外圆周的列中采用上述结构，就能获得同样的效果。

另外，在现有燃烧器具有平板状空气孔板的情况下，通过替换为本实施例的空气孔板，也能获得本实施例的效果。

实施例2

图7表示实施例2中燃烧器100的概略结构和燃烧器内部中燃料流、空气流的流动方向。对于与实施例1不同部分的结构进行说明。就结构上不同的点而言，由于通过使用油燃料作为启动用燃料17，因而在启动用燃烧装置的中央设置油燃料用的喷射喷嘴。此外，在油燃料喷射喷嘴的周围，构成使用外周燃烧装置燃料18的燃烧装置，两者结合形成启动用燃烧装置，这也与实施例1不同。在含氢燃料的情况下，如果气体涡轮启动时着火失败，则存在以没有燃烧的状态排出的燃料在下流侧的机器内燃烧的可能性。因此，为了安全，有时也以不含氢的燃料进行点火和直到过程中的启动，在启动过程中依次加入含氢的燃料。本实施例是针对上述事例的燃烧器。

在图8中示出从燃烧室侧看实施例2中空气孔板20的正面图。对与实施例1不同部分的结构进行说明。首先，如上所述，在空气孔板20的中央设置启动用燃料17的油燃料用喷射喷嘴41，在其周围开有使用外周燃烧装置燃料18的启动用燃烧装置的空气孔21。启动用燃烧装置的空气孔与实施例1相同，设置有使由空气孔喷出的燃料和空气的混合气顺时针旋转的旋转角。

另一方面，对于外周燃烧装置50，在6个外周燃烧装置中，3个形成使由空气孔喷出的燃料和空气的混合气逆时针旋转的旋转角，剩余的3个形成使由空气孔喷出的燃料与空气的混合气顺时针旋转的旋转角。此外，赋予逆时针旋转的外周燃烧装置50与赋予顺时针旋转的外周燃烧装置50交互设置，是与实施例1不同的。

此外，对于个别的外周燃烧装置50，不仅在空气孔21中赋予旋转角θ，还赋予使空气孔21向外周燃烧装置中心51内向倾斜的内倾角，是与实施例1不同的。

此外，在外周燃烧装置50的外侧，设置用于保护燃烧器衬里3的冷却空气孔60。

在本实施例中，与实施例1相比，具有如下效果。第1，通过将彼此旋转相反的外周燃烧装置50交互设置，从而在相邻外周燃烧装置50之间的空间中，由空气孔喷出的燃料和空气的混合气喷流具有的速度成分朝向相同的方向，因此在相邻的外周燃烧装置的火焰之间不会引起干涉，相反，通过加强彼此的旋转，能提高燃烧稳定性。

第2，通过将彼此旋转相反的外周燃烧装置交互设置，能形成外周燃烧装置50的避免干涉部分54通过2个外周燃烧装置50连通的设置，来自启动用燃烧装置40的燃烧气体13能容易地流入外周燃烧装置50的区域。此外，在连通的避免干涉部分54的两侧，均存在由燃烧器中心轴方向向燃烧器衬里3方向的流动，因此从启动用燃烧装置40引入燃烧气体13的效果进一步加强，来自启动用燃烧装置40的热量能积极地引向外周燃烧装置50。由此，火转移性能和燃烧稳定性得到改善。

第3，对于外周燃烧装置50，不仅在空气孔21中赋予旋转角θ，还在空气孔21上赋予向外周燃烧装置51内倾的内倾角φ，从而由空气孔21喷出的燃料和空气的混合气能在边缩小旋转半径边螺旋状旋转后，旋转扩大而流出。由于该混合气能够流动，因此形成的火焰与实施例1相比，空气孔板侧的半径较小，且火焰半径的扩大变缓。因此，外周燃烧装置50的火焰与燃烧器衬里3接触的位置向下流侧移动。此外，引发燃烧反应的空气孔附近的燃烧器衬里3的冷却裕度增大，冷却容易。

接着，在图8中，对设置避免干涉部分的位相进行说明。其中，与图1相同，从外周燃烧装置50的中心51至燃烧器衬里3内面的距离61为L₁，连接相邻外周燃烧装置中心51的直线距离62为L₂。此外，外周燃烧装置第3列空气孔的节距圆的半径52为r，从外周燃烧装置50的中心51下垂至燃烧器衬里3内面的垂线与连接相邻外周燃烧装置51的中心的直线所夹的角53表示为α。角度的开始位置为从外周燃烧装置50的中心51下垂至燃烧器衬里3内面的垂线，将旋转方向的相反方向(在本实施例中为顺时针旋转方向)定义为角度增加，角度的单位使用以全部圆为360度的单位。此外，将在第3列空气孔中赋予的旋转角定义为θ°。此外，将在第3列空气孔中赋予的内倾角定义为φ°，内倾角为，用空气孔21-3入口(燃料喷嘴侧)的节距圆和空气孔21-3出口(燃烧室侧)的节距圆的半径差Δ与空气孔板20的厚度t，以下式(3)定义的角度。

$\mathrm{\φ}={\tan }^{-1}\left(\frac{\mathrm{\Δ}}{t}\right)\·\·\·\·\·\·\left(3\right)$

此外，第3列空气孔的直径为d。

由空气孔喷出的混合气开始至燃烧器壁面的位相ψ₁可以近似为下式(4)。

${\mathrm{\ψ}}_1\≈\frac{\mathrm{\θ}}{(0.035\mathrm{\θ}+0.25)}\×[-3.70{\left\{\frac{(L_1-\frac{d}{2})}{r}\right\}}^2+12.1\{\frac{(L_1-\frac{d}{2})}{r}\}-7.81]$

$\×\frac{\mathrm{\φ}}{\{(0.020\×\mathrm{\θ}-0.057)\mathrm{\φ}-(0.026\×\mathrm{\θ}-1.60)\}}$ ……式(4)

此外，由空气孔喷出的混合气与由相邻燃烧装置喷出的混合气干涉的位相ψ₂可以近似为下式(5)。

${\mathrm{\ψ}}_2\≈\mathrm{\α}+\frac{\mathrm{\θ}}{(0.035\mathrm{\θ}+0.25)}\×[-3.70{\left\{\frac{(L_2+d)}{2r}\right\}}^2+12.1\{\frac{(L_2+d)}{2r}\}-7.81]$

$\×\frac{\mathrm{\φ}}{\{(0.020\×\mathrm{\θ}-0.057)\mathrm{\φ}-(0.026\×\mathrm{\θ}-1.60)\}}$ ……式(5)

只要通过上式(4)和(5)求出的ψ₁和ψ₂的角度范围内的位相区域为避免干涉部分54即可。其中，设置空气孔的个数或角度的步调(pitch)关系中，即使避免干涉部分54的开始位置ψ₁和结束位置ψ₂存在微小偏差，也能确保同样的效果。

另外，在已有的燃烧器具有平板状空气孔板的情况下，通过替换为本实施例的空气孔板，也能获得本实施例的效果。

在图9中，示出了在各燃烧装置中，在空气孔21内部设置燃烧喷嘴22的顶端的例子。在上述各实施例中，示出了燃料喷嘴22的顶端设置比在空气孔板20更上流侧的例子，但如图9中所示，其也可以位于空气孔板20内部。也可以位于空气孔板20的下流侧。尤其是在使用燃烧速度快的含氢燃料时，通过如图9的设置，从而能适当设定燃料和空气的混合状态。

在图10中，示出了明确描述在上述燃烧器中，外周燃烧装置的火焰之间彼此接触的燃烧器轴方向的位置和外周燃烧装置的火焰与燃烧器衬里接触的截面轴方向上的位置。此外，在图11中示出在上述燃烧器中，外周燃烧装置火焰之间彼此接触的燃烧器轴方向的位置中混合气喷流的截面内的位置。此外，同样，在图12中示出在上述燃烧器中，外周燃烧装置的火焰与燃烧器衬里接触的燃烧器轴方向的位置中的混合气喷流的截面内的位置。其中，绘制为圆形的箭头表示该轴方向位置中的混合气19的旋转方向，其外侧网格覆盖区域表示该轴方向位置中的混合气19的存在范围。各箭头并不是完整的圆形，存在缺少的部分。作为避免干涉部分54的未设置空气孔和燃料喷嘴22的部分，相当于该缺少的部分。不会从该避免干涉部分54喷出空气与燃料的混合气19。因此，该部分为缺少混合气19的部分。

在各实施例的空气孔21中设置有旋转角，混合气19以旋转流的形式旋转并向燃烧室1供应。如果这样的话，混合气19的缺少部分，随着向下流流动，其位相改变并继续存在。为了有效设置该混合气19的缺少部分，在空气孔板上设置干涉回避部分54，这是各实施例燃烧器的特征之一。

如果使用以上说明的各实施例的燃烧器，则能获得以下2点的重要效果。一个是能降低由于向燃烧器衬里3的热导致的损害。这可以通过抑制火焰接近燃烧器衬里3来实现。另一个是通过增大由相邻的燃烧装置喷出的旋转流的相对速度，从而能抑制产生的压力变动。

在各实施例中，示出了如下的燃烧器：其具有喷出燃料的多个燃料喷嘴22和将由上述燃料喷嘴22喷出的燃料和空气供应至燃烧室1的空气孔板20，该空气孔板20具有多个单元的空气孔群，该空气孔群具有沿中心相同的多个圆中的各个圆分别设置的多个空气孔22，在上述空气孔22中，与上述多个空气孔群各自对应地设置旋转角，以形成以上述中心为中心旋转的旋转流。

该燃烧器可以组合多个燃烧装置。即，如图1中所示，在空气孔板20中，以同心圆状排列3列的空气孔为1个单元的空气孔群，设置7个单元的空气孔群。将1个单元的空气孔群和向该空气孔群供应燃料的燃料喷嘴22组合起来作为1个单元的燃烧装置。如果这样的话，则可以说各实施例的燃烧器组合了1个启动用燃烧装置40和6个外周燃烧装置50的总计7个燃烧装置。

在各实施例的燃烧器中，在作为启动用燃烧装置40中心的第一中心周围，设置多个作为外周燃烧装置50中心的第二中心。此外，按照如下方式来构成：由沿以上述第一中心为中心的圆设置的第一空气孔群形成的旋转流，与由沿以上述第二中心为中心的圆设置的第二空气孔群形成的旋转流为相反旋转。即，按照如下方式来构成：由启动用燃烧装置40喷出的旋转流和由外周燃烧装置50中的至少一个喷出的旋转流为相反旋转。在旋转方向相反的相邻燃烧装置中，在接近相反旋转的旋转流的区域中，两者的流动朝基本相同的方向进行，相对的速度差较小。结果可以抑制由于相邻燃烧装置的旋转流引起的压力变动。

在各实施例的燃烧器中，沿以启动燃烧装置40的中心为中心的圆设置的第一空气孔群的沿最外圆周设置的空气孔22的相邻空气孔间隔是等间隔的。此外，对于沿以外周燃烧装置50的中心为中心的圆设置的第二空气孔群的沿最外圆周设置的空气孔21-3的相邻空气孔间隔，具有非等间隔的部分。在各实施例的燃烧器中，在该非等间隔的部分以外，等间隔地设置空气孔21-3。在非等间隔的部分，不设置空气孔21-3。该部分相当于避免干涉部分54。

设定该未设置空气孔21-3的区域，以降低由第二空气孔群的空气孔供应的燃料和空气生成的燃料气体，即，由来自外周燃烧装置50的流体对燃烧室壁的损害，因此能够抑制火焰接近燃烧器衬里3。

在进行燃烧反应过程中的火焰，作为反应中间产物，存在例如C₂自由基或CH自由基等不稳定的化合物，具有转化为稳定的二氧化碳或水蒸气等化合物的过程。如果该状态的火焰接近燃烧室壁，则可以利用部分供应用于热保护燃烧室的冷却空气，氧化反应中间产物，从而散出反应热，因此在壁面的最近处发热后保护壁面的冷却空气流形成衰减的状态，壁面温度会局部急剧上升。因此，各实施例的特征之一是，为了使存在大量上述反应中间产物的该状态的火焰不接近燃烧室壁，在燃烧反应结束的时间内火焰能到达壁面的位置，不设置空气孔，避免燃烧室壁面与火焰的干涉。

由此，只要能抑制由外周燃烧装置50喷出的流体，即，由第二空气孔群的空气孔供应的流体在其燃烧反应结束前到达燃烧室壁附近，更正确地说，是达到燃烧室壁的无火焰距离，就能实现可靠性高的燃烧器管理。

所谓的无火炎距离，是指在火焰接近壁面时，在燃烧室壁热容量的影响下，火焰能消灭的距离。也就是说，火焰可以接近燃烧室壁面直到无火焰距离。该无火炎距离根据燃烧的燃烧性有所不同，在燃烧速度较慢的天然气的情况下，为2mm，在燃烧速度较快的富氢燃料的情况下，为0.4mm左右。即，使用富氢燃料的情况下，由火焰给予燃烧器衬里3的热所导致的损害更大。

在各实施例的燃烧器中，具体地说，对于第二空气孔群的沿最外圆周设置的多个空气孔21-3，只要未设置空气孔21-3的区域的起点在10度～35度的范围内，区域的终点在60度～85度的范围内即可。另外，该角度以连接作为第一中心的启动用燃烧装置40的中心和作为第二中心的外周燃烧装置50的中心的直线上，从上述第二中心开始向上述第一中心反方向延伸的部分为基准。例如，在图1中，以61绘制的直线相当于该基准。此外，该角度沿着通过上述第二空气孔群形成的旋转流的旋转方向的相反方向计算。

在图13中示出，在使用代表性的富氢燃料焦炭炉气作为燃料的情况下的实施例中示出的燃烧器，在从空气孔出口喷出后随着时间经过，燃烧反应进行的状态。焦炭炉气是含有约55％氢气，约10％一氧化碳，约25％甲烷，还含有10％左右其他以氮气为主的惰性成分的燃料。在图13中，在供应给燃烧器的混合气19的温度Tmx至燃烧装置局部火焰温度Tf范围的温度上升的期间，对于作为燃料供应的氢气和一氧化碳消耗的状态，以通过空气孔出口供应时的氢气和一氧化碳的浓度来标准化，其中，关于氢气以点划线示出，关于一氧化碳以虚线示出。

喷出到燃烧室1内部的混合气19由于甲烷等的热分解产生反应中间产物，并缓缓发热而温度上升，在充分进行热分解后，反应中间产物氧化，并快速发热，气体温度上升。一氧化碳是作为燃料成分一部分的甲烷发生分解反应的中间产物，作为观察此时反应进行的指标是适合的。即，在从空气孔喷出后，直至图13中示出的初期反应结束时间τ₁，主要通过燃料的热分解生成反应中间产物的时期，发热缓慢。另一方面，从初期反应结束时间τ₁至图13中示出的燃料反应结束时间τ₂的时期，是生成的不稳定的反应中间产物快速氧化，大量发热的期间。

直至初期反应结束时间τ₁的时间，如果产生对火焰起到产生过大速度差的干涉，则仅能缓慢发热，因此会产生无法维持反应那样的条件，伴随着压力变化，存在生产燃烧不稳定的危险。此外，在直至初期反应结束时间τ₁的期间，如果在燃烧室壁附近侵入火焰，则会在燃烧室壁上吸收反应热，恐怕无法进行平稳的燃烧反应。另一方面，在从初期反应结束时间τ₁至燃料反应结束时间τ₂期间，如果在燃烧室壁附近侵入火焰，则会利用一部分用于热保护燃烧室而供应的冷却空气，反应中间产物发生氧化，散开生成的反应热，因此在壁面最近处发热后，由于保护壁面的冷却空气流形成衰弱的状态，壁面温度会局部急剧上升。因此，在直至初期反应结束时间τ₁的期间，必须回避相邻的具有相同旋转方向的燃烧装置的干涉，此外，在直至燃料反应结束时间τ₂期间，必须回避火焰侵入燃烧室壁面。

在图14中示出由实施例所示的空气孔板20喷出的混合气在燃烧室内的喷出轨迹。该轨迹(流线)通过下述方法求出得到：相对于各轴方向的位置，由在空气孔中赋予的旋转角θ和空气孔节距圆的半径r算出燃烧装置中心51和空气孔中心轴间的距离。如图14中所示，混合气的喷流轨迹如果能从空气孔在一定程度上进入轴方向，则能达到燃烧器衬里3的壁面附近。在该喷流直到达到燃烧器衬里3壁面附近的位置的距离除以混合气喷出的流速得到的值比燃烧反应结束时间τ₂小的位置，如果空气孔开口，则会在燃烧器衬里3产生局部的高温区域。

在图15中，相对于位于最外圆周的空气孔中赋予的旋转角度，示出最早到达燃烧器衬里3壁的空气孔的开口位相ψ₁。在图15中存在多条线是由于，根据燃烧器，作为第二中心的外周燃烧装置50的中心直到燃烧器衬里3壁面的距离L1和最外圆周空气孔的节距圆半径r是不同的。另一方面，在燃烧反应结束时间τ₂时，正好到达燃烧器衬里3壁的空气孔开口的位相ψ₁’同样在图16中示出。这些位相角的关系为严密的复杂三角方程式，例如，对于最早到达燃烧器衬里3壁的空气孔的开口位相ψ₁，在工业上，可以通过式(1)近似。

另一方面，各实施例的燃烧器还可以设置未设定空气孔21-3的区域，以抑制作为由第二空气孔群的空气孔供应的流体的来自外周燃烧装置50的流体与由其他外周燃烧装置50或启动用燃烧装置40供应的流体干涉。通过使用该具有空气孔板的燃烧器，能抑制由相邻的燃烧装置喷出的旋转流之间的干涉，能够抑制由于旋转流之间的相对速度较大引起的压力变化。此外，只要是控制向各个燃烧装置中供应的燃料流量等，以抑制相邻的燃烧装置的旋转流之间的干涉等的控制，就能够提高压力变化抑制效果。

具体地说，对于第二空气孔群的沿最外圆周设置的多个空气孔21-3，只要未设置空气孔21-3的区域的起点在10度～35度的范围内，区域的终点在60度～85度的范围内即可。另外，该角度以连接相邻的作为第二中心的外周燃烧装置50之间的中心的直线为基准，沿着通过第二空气孔群形成的旋转流的旋转方向的相反方向计算。

为了能抑制作为由该第二空气孔群的空气孔供应的流体的来自外周燃烧装置50的流体与由其他外周燃烧装置50供应的流体产生干涉，设定未设置空气孔21-3的区域的方法，与为了避免上述燃烧器衬里3与火焰产生干涉而设定未设置空气孔21-3的区域的方法相同。即，通过几何学求出由在最外周的某位相开口的空气孔喷出的喷流的轨迹到达与相邻外周燃烧装置50的边界面的轴方向位置，由混合气19的喷出流速计算出到达该位置的时间，只要该时间比初期反应结束时间τ₁小，乃至如果从更安全角度考虑比燃烧反应结束时间τ₂小，则由该位相的空气孔喷出的混合气与相邻的外周燃烧装置50的最外周喷出的混合气19产生干涉的可能性提高。

基于上述思想，如果为了抑制作为由第二空气孔群的空气孔供应的流体的来自外周燃烧装置50的流体与由其他外周燃烧装置50供应的流体产生干涉，求出未设置空气孔21-3的区域，则针对最外周空气孔喷出的喷流的轨迹与壁面的干涉进行说明时的轨迹相同，如果为了安全，考虑应当避免干涉的时间比燃料反应结束时间τ₂大，则求出位相的公式与用于避免和壁面的干涉使用的公式基本相同，避免干涉的对象的位置并不是与壁面的距离(L₁-d/2)，而是与相邻的外周燃烧装置的距离(L₂+d)/2。因此，只要从外周燃烧装置50的中心51下垂至燃烧器衬里3内面的垂线与连接相邻外周燃烧装置51的直线所夹的角53为α，则未设置空气孔21-3的区域的终点可以近似为式(2)。

此外，作为兼具上述二种作用效果的区域的选择方法，只要将起点设置为式(1)表示的点，终点设置为式(2)表示的点即可。如果考虑实用的外周燃烧装置的个数为4～8个，则α在90°～135°的范围内。因此，用于避免燃烧器衬里3内壁与火焰的干涉的未设置空气孔21-3的区间的终端与用于避免与相邻的外周燃烧装置的干涉的未设置空气孔21-3的区间的起点之间的角度仅为40度左右，作为设置的空气孔，仅最多2个可以开口，由1个～2个的孤立空气孔喷出的喷流火焰向周围的空气流发出的热增大，有时存在吹灭，或重复点火和火焰消灭的不稳定燃烧，因此，在用于避免燃烧器衬里3内壁与火焰的干涉的未设置空气孔21-3的区间的终端与用于避免相邻的外周燃烧装置的干涉的未设置空气孔21-3的区间所挟的区域中，设置孤立的空气孔是不稳定燃烧的要因。

各实施例的燃烧器基于上述思想进行设定，使得至少一个空气空群沿最外圆周设置的空气孔的相邻空气孔间隔，具有非等间隔的部分。只要在启动用燃烧装置40中设定非等间隔的部分，则能抑制由于与由相邻的燃烧装置喷出的流体干涉产生的压力变化。只要在外周燃烧装置50中设定非等间隔的部分，则能进一步抑制火焰接近燃烧器衬里3。

在图17中，与图14同样示出在实施例中，在空气孔中除了赋予旋转角θ还赋予内倾角φ的情况下，由空气孔板20喷出的混合气在燃烧室内的喷出轨迹。如果在空气孔中给予旋转角θ还赋予内倾角φ，则由空气孔板20喷出的混合气的旋转半径在缩小后扩大，因此到达燃烧器衬里3壁面或相邻外周燃烧装置50的边界的轴方向位置向下流侧移动。因此，对于用于避免燃烧器衬里3内壁与火焰的干涉的未设置空气孔21-3的区间，或用于避免相邻的外周燃烧装置的干涉的未设置空气孔21-3的区间，需要延缓由于内倾角φ导致喷流轨迹扩大的补正。

考虑由于内倾角φ使喷流的旋转半径缩小喷流到达会引起干涉的对象的边界的轴方向位置向下流侧移动的补正项，可以通过喷流的几何学特性求出。补正项为严密复杂的三角函数式，在工业上，可以由下述式(6)近似。

$\frac{\mathrm{\φ}}{\{(0.020\×\mathrm{\θ}-0.057)\mathrm{\φ}-(0.026\×\mathrm{\θ}-1.60)\}}$ ……式(6)

导入该补正项，近似用于避免燃烧器衬里3内壁与火焰的干涉的未设置空气孔21-3的区间的起点的公式为式(4)，近似用于回避相邻外周燃烧装置的干涉的未设置空气孔21-3的区间的终点的公式为式(5)。如果导入该补正项，则为了避免燃烧器衬里3内壁与火焰的干涉，在各实施例中，具体地说，只要对于第二空气孔群沿最外圆周设置的多个空气孔21-3，未设置空气孔21-3的区域的起点在10度～210度的范围内，区域的终点在80度～210度的范围内即可。另外，该角度以连接作为第一中心的启动用燃烧装置40的中心和作为第二中心的外周燃烧装置50的中心的直线上，从上述第二中心开始向上述第一中心反方向延伸的部分为基准。

同样在导入上述补正项的情况下，为了避免与相邻的外周燃烧装置的干涉，各实施例的燃烧器中，具体来说，对于第二空气孔群的沿着最外圆周设置的多个空气孔21-3，只要未设置空气孔21-3的区域的起点在10度～65度的范围内，区域的终点在从起点开始40度～60度的范围内即可。另外，该角度以连接相邻的作为第二中心的外周燃烧装置50之间的中心的直线为基准，沿着通过第二空气孔群形成的旋转流的旋转方向的相反方向计算。

如果从外周燃烧装置50的中心51下垂至燃烧器衬里3内面的垂线与连接相邻外周燃烧装置的中心51的直线所夹的角53为α，则如果考虑实用的外周燃烧装置的个数为4～8个，那么α在90度～135度的范围内。因此，用于避免燃烧器衬里3内壁与火焰的干涉的未设置空气孔21-3的区间或用于避免相邻的外周燃烧装置的干涉的未设置空气孔21-3的区间，以连接上述第一中心和上述第二中心的直线上，从上述第二中心开始向上述第一中心反方向延伸的部分为基准，在与旋转方向相反的方向上，直至210度之间为终点。换言之，对于上述第二空气孔群沿最外圆周设置的多个空气孔，以连接上述第一中心和上述第二中心的直线上，从上述第二中心开始向上述第一中心反方向延伸的部分为基准，从基准开始，至旋转流的旋转方向上至少150度之间，无需设定未设置空气孔21-3的区域。

因此，只要该区域的空气孔21-3的相邻空气孔间隔为等间隔的，就能提供来自各个空气孔的喷流火焰能与相邻的喷流火焰适当地合并辅助，能形成稳定传播火焰的燃烧器。

在各实施例的燃烧器中，能独立地运用启动用燃烧装置40和外周燃烧装置50的燃料系统。从结构上说，具有在通过第一空气孔群对向燃烧室1中喷出燃料的燃料喷嘴22供应启动用燃料17的第一燃料供应系统，和通过第二空气孔群对向燃烧室1中喷出燃料的燃料喷嘴22供应外周燃烧装置燃料18的第二燃料供应系统。由此，能适合地启动气体涡轮，且在负荷运转时，能低NOx地运转。此外，可以形成这样的燃烧器：还能实现抑制燃烧器衬里3的热负荷或来自相邻燃烧装置的旋转流的干涉那样的最佳控制。

通过在外周燃烧装置50中设置干涉回避部分54，还能获得以下的附带效果。在外周燃烧装置50中，通过存在避免干涉部分54，存在混合气缺少部分。结果，由外周燃烧装置50喷出的混合气在向该混合气缺少部分侧倾斜的状态下，向下流动。即，对于由各外周燃烧装置50喷出的混合气，能获得与设置旋转角相同的效果。如果这样的话，不仅在空气孔21的单元中，而且在外周燃烧装置50的单元中，均能发挥旋转作用。结果，还能获得火焰的稳定性进一步提高这样的效果。

Claims (13)

1.一种燃烧器，其特征在于，该燃烧器具有：

喷出燃料的多个燃料喷嘴，和

将由上述燃料喷嘴喷出的燃料和空气供应至燃烧室的空气孔板，该空气孔板具有多个单元的空气孔群，该空气孔群具有沿中心相同的多个圆中的各个圆分别设置了多个的空气孔，

在上述空气孔中，与上述多个空气孔群各自对应地设置旋转角，以形成以上述中心为中心旋转的旋转流，

按照如下方式来构成：

在第一中心的周围设置多个第二中心，

由沿以上述第一中心为中心的圆设置的第一空气孔群形成的旋转流，与由沿以上述第二中心为中心的圆设置的第二空气孔群形成的旋转流为相反旋转。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，对于至少一个空气孔群的沿最外圆周设置的空气孔的相邻空气孔间隔，具有非等间隔的部分。

3.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

在第一中心的周围设置多个第二中心，

沿以上述第一中心为中心的圆设置的第一空气孔群的沿最外圆周设置的空气孔的相邻空气孔间隔是等间隔的，

对于沿以上述第二中心为中心的圆设置的第二空气孔群的沿最外圆周设置的空气孔的相邻空气孔间隔，具有非等间隔部分。

4.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

对于上述第二空气孔群的沿最外圆周设置的多个空气孔，

以连接上述第一中心和上述第二中心的直线上从上述第二中心开始向上述第一中心反方向延伸的部分为基准，在通过上述第二空气孔群形成的旋转流的旋转方向上，至少在直至150度上设置的空气孔的相邻空气孔间隔是等间隔的。

5.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

为了降低由上述第二空气孔群的空气孔供应的燃料和空气生成的燃料气体对燃烧室壁的损害，对于上述第二空气孔群的沿最外圆周设置的多个空气孔，具有非等间隔的部分。

6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

对于上述第二空气孔群的沿最外圆周设置的多个空气孔，具有未设置空气孔的区域，

以连接上述第一中心和上述第二中心的直线上从上述第二中心开始向上述第一中心反方向延伸的部分为基准，在通过上述第二空气孔群形成的旋转流的旋转方向的相反方向上，

上述区域的起点在10度～120度的范围内，上述区域的终点在80度～210度内。

7.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

为了抑制由上述第二空气孔群的空气孔供应的流体与由其他空气孔群供应的流体产生干涉，对于上述第二空气孔群的沿最外圆周设置的多个空气孔，具有非等间隔的部分。

8.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，对于上述第二空气孔群的沿最外圆周设置的多个空气孔，具有未设置空气孔的区域，

以连接上述第二中心和与上述第二空气孔群相邻的空气孔群的中心的直线为基准，在通过上述第二空气孔群形成的旋转流的旋转方向的相反方向上，

上述区域的起点在10度～65度的范围内，上述区域的终点在从起点开始的40度～60度内。

9.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

对于上述第二空气孔群的沿最外圆周设置的多个空气孔，

以连接上述第一中心和上述第二中心的直线上从上述第二中心开始向上述第一中心反方向延伸的部分为基准，在通过上述第二空气孔群形成的旋转流的旋转方向的相反方向上，

在起点由式(1)表示、终点由式(2)表示的范围内没有空气孔。

10.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

具有向通过上述第一空气孔群向上述燃烧室喷出燃料的燃料喷嘴供应燃料的第一燃料供应系统，和向通过上述第二空气孔群向上述燃烧室喷出燃料的燃料喷嘴供应燃料的第二燃料供应系统。

11.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，

在上述第二空气孔群的空气孔中，设置向上述第二中心内倾的内倾角。

12.一种燃烧器的运行方法，其特征在于，该燃烧器具有：

喷出燃料的燃料喷嘴，和

将由上述燃料喷嘴喷出的燃料和空气供应至燃烧室的空气孔板，该空气孔板具有多个单元的空气孔群，该空气孔群具有沿中心相同的多个圆中的各个圆分别设置多个的空气孔，在上述空气孔中设置有旋转角，

在该燃烧器的运行方法中，作为上述空气孔板，使用：对于上述第二空气孔群的沿最外圆周设置的空气孔的相邻空气孔间隔，具有非等间隔部分的空气孔板，

抑制由上述第二空气孔群的空气孔供应的流体在其燃烧反应结束前达到燃烧室壁的无火焰距离内。

13.一种燃烧器的运行方法，其特征在于，该燃烧器具有：

喷出燃料的燃料喷嘴，和

将由上述燃料喷嘴喷出的燃料和空气供应至燃烧室的空气孔板，该空气孔板具有多个单元的空气孔群，该空气孔群具有沿中心相同的多个圆中的各个圆分别设置多个的空气孔，在上述空气孔中设置有旋转角，

在该燃烧器的运行方法中，作为上述空气孔板，使用：对于上述第二空气孔群的沿最外圆周设置的空气孔的相邻空气孔间隔，具有非等间隔部分的空气孔板，

抑制由上述第二空气孔群的空气孔供应的流体与由其他空气孔群供应的流体产生干涉。

Images