JP2001241663A - ガスタービンエンジン用多段式・多面型燃焼システム - Google Patents

ガスタービンエンジン用多段式・多面型燃焼システム

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JP2001241663A JP2001045027A JP2001045027A JP2001241663A JP 2001241663 A JP2001241663 A JP 2001241663A JP 2001045027 A JP2001045027 A JP 2001045027A JP 2001045027 A JP2001045027 A JP 2001045027A JP 2001241663 A JP2001241663 A JP 2001241663A
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low
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W Wills Jeffrey
ダブリュ．ウィリス ジェフリー
Guillermo Pont
ポン ギリェルモ
Benjamin E Toby
イー．トウビィ ベンジャミン
Robert D Mckeirnan Jr
ディ．マッケイルナン，ジュニア ロバート
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡素な構造であるけれども、ガスタービンエ
ンジンの運転範囲の全域で低排出と安定した性能を実現
できる低排気燃焼システムを提供する。 【解決手段】 互いに距離を置いた二面間にて、二重管
型燃焼装置の燃焼器ドーム端に燃料―空気予混合気を導
入する複数接線方向燃料噴射装置を有する低排気燃焼シ
ステムである。互いに距離を置いた各面には、二重管型
燃焼装置に燃料―空気予混合気を配入する多重型接線方
向燃料噴射装置が設けられている。略裾型をした流体制
御遮蔽板は、先細り内筒から燃焼装置下流にある二重管
型燃焼装置内に伸展している。流体制御遮蔽板の下にあ
る先細り内筒上の複数の空気希釈孔から希釈空気を二重
管型燃焼装置に導入する一方、円筒型の外筒上のもう１
つの空気希釈孔から流体制御遮蔽板の下流に更に希釈空
気を導入する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼システムに関
し、特に、小型ガスタービンエンジン用多段式・多面型
燃焼システムに関する。
【０００２】
【従来の技術ならびに発明が解決しようとする課題】小
型ガスタービンエンジンでは、吸入空気は連続的に圧縮
され非発火濃度比率で燃料と混合され、混合気を点火さ
せるため点火源と接触させることにより燃焼を持続させ
る。その様にして発生した熱エネルギ―は燃焼ガス内で
タービンへ流れそこで回転エネルギーに変換されて発電
機等の機器を駆動する。その後燃焼ガスは圧縮機から供
給される空気にその熱の一部を伝達した後大気中に放出
される。
【０００３】通常、燃焼反応必要最小量を大幅に上回る
空気を圧縮供給して燃焼器内壁を冷却し、かつ、燃焼器
排気ガスを希釈することによりタービンノズル及びター
ビン翼への損傷を避けている。一般的に、前部燃焼器は
最小必要反応条件で作動させ華氏約４０００度の燃焼ガ
ス温度を生成させる。更に燃焼器に沿って、二次空気を
導入し空気―燃料比（ＡＦＲ）を高めると共にガス温度
を下げ燃焼器を出るガスの温度を華氏２０００度の範囲
に落とす。ＮＯｘの生成は熱力学的に高温に偏っている
ことは立証されている。ＮＯｘの生成反応が極めて温度
依存的であるため、燃焼域での燃焼生成物の滞留時間を
限定することが可能であるなら、最高燃焼温度を下げる
ことによりガスタービンエンジンのＮＯｘ排出を削減す
る手段として有効である。燃焼工程を極めて希釈な条件
下（即ち、高過剰空気下）で運転することは温度低下、
即ちＮＯｘ排出量削減を達成する最も簡単な方法であ
る。しかし、極低希釈下の着火及び燃焼は必然的に不完
全燃焼を引き起こし、それに伴なう排出成分を生成す
る。しかも、このような極端に希釈な操作条件下では燃
焼工程を維持するのが困難で、小型ガスタービンエンジ
ンではタービンの運転範囲の全域で低排出を達成するこ
とは難しい。
【０００４】低排出燃焼システムの重要な改良では、例
えば、本出願と同一の譲受人の受託下にある、本件に参
照、編入されている”低排出燃焼システム”なる表題
の、１９９８年１２月公布の米国特許第５、８５０、７
３２に記載されたものがある。さらに高い燃焼負荷と燃
焼システムの全運転域で低排出を維持する必要のある場
合には、単一段・単一面型燃焼システムではその限界が
更に明白である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による低排出燃焼
システムは、略円形外筒及び燃焼ドームと一体を成す先
細り形の内筒からなる二重管型燃焼室を含むものであ
る。複数の接線型燃料噴射器により燃料―空気混合気を
二重管型燃焼室の燃焼ドームにある２箇所の有間隔の噴
射面に導入する。各噴射面は燃料と空気の予混合気を二
重管型燃焼器に配送する複式噴射装置を含む。略裾形を
した流体制御遮蔽板が先細り形の内筒から二重管型燃焼
室に伸展している。流体制御遮蔽板の下部にある先細り
形の内筒上にもうけた複数の空気希釈孔から二重管型燃
焼器に希釈空気を導入する。加えて、円筒状の外筒にも
うけた複数の空気希釈孔から、流体制御遮蔽板のに更な
る空気を導入する。
【０００６】燃料噴射器は復熱器外蔽より復熱器外壁と
復熱器内壁間に達した後、燃焼器容器の円筒状外筒を通
って二重管型燃焼器の内部に延びる有角管を通じ燃焼室
内に伸展している。通常、燃料噴射装置は少なくとも１
個の燃料注入孔のある接合器を有する外端を含む扁平状
の噴射器で構成される。圧縮された燃焼用空気は復熱器
容器と燃焼器間の空間に開口する燃料噴射器の周りの有
角管から圧縮空気を受け入れる開孔より扁平状の噴射器
の内部に供給される。
【０００７】本発明は、ガスタービンエンジンの運転範
囲の全域で低排出と安定した性能の達成を可能にするも
のである。これは、従来大型の極めて複雑な燃焼システ
ムでのみ可能であった。本システムは、現在使用されて
いる他のシステムと比較して、複雑さが著しく低いもの
である。
【０００８】以上、本発明について一般的に記述した
が、次に添付の図面を引用する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明による低排出燃焼システム
を利用するターボ発電装置１２を図１に示す。ターボ発
電装置１２は、通常永久磁石型発電機２０、発電部２
１、燃焼器２２、及び復熱器（又は熱交換器）２３から
なる。
【００１０】永久磁石型発電機２０には永久磁石回転体
又は套管２６を含み、永久磁石が、間隔を持たせた一対
のジャーナル軸受により、固定子２７内に、回転可能な
様に支持されている。径方向の固定子冷却フィン２８は
外円筒套２９内に囲まれて同心円状の空気通路を形成し
て固定子２７を冷却することにより発電部２１へ向かう
空気を予熱する。
【００１１】ターボ発電装置１２の発電部２１は圧縮機
３０、タービン３１、及び軸受け回転子３２を含み、そ
の回転子から連結軸３３を経て永久磁石回転子２６が通
っている。圧縮機３０は圧縮機の衝動翼又は回転羽車３
４を有し固定子２７の周りの円筒形套管２９中の二重管
空気通路から流入する予熱空気を取り込み、復熱器２３
で予熱された空気を受給する燃焼器２２の加熱排気ガス
を受け止めるタービン回転羽車３５を持つタービン３１
により駈動される。圧縮機回転羽車３４及びタービン回
転羽車３５は、径方向に伸展する軸受け回転子推力板３
６を有する軸受け心棒又は固定子３２上に支持されてい
る。軸受け固定子３２は、中央軸受け体３７内の単一の
ジャーナル軸受により回転可能な様に支持されていると
同時に、軸受け固定子３２の圧縮機後端にある軸受け回
転子推力板３６は双方向スラスト軸受により回転可能な
様に支持されている。
【００１２】吸入空気は永久磁石型発電機２０を通過し
て圧縮機３０により吸引され、空気圧が高められて復熱
器２３内に圧送される。復熱器２３には、熱交換部４
１、排気ガス円頭部４２、及び燃焼器円頭部４３を有す
る同心円容器４０が含まれる。タ―ビン３１からの排熱
は、加熱空気が燃料と混合し燃焼する燃焼器２２に入る
前の空気を加熱するために使用される。燃焼ガスは次に
タービン３１中で膨脹し圧縮機３０及びタービン３１と
同一軸上に着装された永久磁石型発電機２０の永久磁石
回転子２６を駆動する。膨脹したタービン排気ガスは復
熱器２３を通過しターボ発電装置１２から排出される。
【００１３】燃焼器２２の燃焼器外套３９は図２〜図５
に図示され、略円筒形の外筒４４と先細り形の内筒４６
からなり、これらは燃焼器ドーム４３と共に、燃焼器ド
ーム４３からタ―ビン３１に渡って、通常拡張型の二重
管型燃焼器外套又は燃焼室３９を形成する。複数の燃料
噴射器５０は、突起部４９から復熱器外壁５７と燃焼器
内壁間の有角管を通過し復熱器２３を通ってのびてい
る。次に、燃料噴射器５０は燃焼器外蔽３９の円筒形の
外筒４４からのびて二重管型燃焼器外套３９の内部に達
し、燃料―空気混合気を通常、二重管型燃焼器外蔽３９
の最後部に位置する燃焼器ドーム４３に燃料噴射装置平
面即ち注入軸３及び４に沿って接線上に沿って導入す
る。燃焼器ドーム４３は燃料噴射装置５０からの流体流
動領域が完全発達するよう、また燃焼器内の構造上の負
荷を低減させるため、略平滑に仕上げられている。
【００１４】流体制御遮蔽板４８は先細り形の内筒４６
から二重管型燃焼器外蔽３９内に伸展している。遮蔽板
４８は、略裾形を成し、先細り形の内筒４６と円筒形の
外筒４４間距離の３分の１から２分の１の間まで伸展し
ている。流体制御遮蔽板４８の下部に位置する先細り形
の内筒４６上の２列からなる複数の有間隔の段違い空気
希釈孔５３及び５４から希釈空気を二重管型燃焼器外蔽
３９内に導入する。空気希釈孔５３及び５４の行列は同
一寸法であってもよいし、空気希釈孔５３が空気希釈孔
５４よりも小さくてもよい。
【００１５】加えて、円筒形の外筒４４に１列に並ぶ複
数の有間隔の段違い空気希釈孔５１より流体制御遮蔽板
４８の下流から更に空気を導入する。必要ならば、第２
列目の複数、有間隔、段違い空気希釈孔を第１列目の複
数、有間隔、段違い空気希釈孔５１の下流部に段差を付
けて配置してもよい。
【００１６】本発明による低排出燃焼システムは天然ガ
スやプロパンなどの気体燃料、ガソリンやディーゼル油
などの液体燃料で作動することができ、あるいは気体又
は液体燃料のどちらでも使用できるよう設計が可能であ
る。単一燃料又は気体又は液体燃料のどちらでも作動可
能な燃料噴射装置の実例は米国特許番号第５、８５０、
７３２に記載されている。
【００１７】図１に示すように、燃料は各燃料噴射装置
５０から個々に供給できると共に、燃料多岐管１５を用
いて断面３又は断面４上の燃料噴射装置全てから、ある
いは、３及び４の両断面上の全燃料噴射装置へ供給する
ことができる。
【００１８】燃料多岐管１５には燃料源（図示せず）か
ら燃料を取り入れる燃料入り口１６が含まれる。流量制
御弁１７は多岐管１５から各燃料噴射装置５０への各燃
料管に装着されている。流量制御弁１７は個々に開―閉
位置で（燃料噴射装置を個々にどのような組み合わせで
も別々に使用するため）制御するか、まとめて加減制御
することができる。他の方法としては、流量制御弁１７
は燃料圧で開閉することができるか、ソレノイドで補完
又は利用して制御できる。
【００１９】図３に最もうまく示すされるように、燃料
噴射面３には２個の対向する燃料噴射装置５０ａ及び５
０ｂが含まれる。燃料噴射装置５０ａは通常、燃料―空
気予混合気を燃焼器外套３９の頂点近傍へ噴射するのに
対し、燃料噴射装置５０ｂは通常、燃料―空気予混合気
を燃焼器外套３９の最底辺近傍へ噴射する。面３の両燃
料噴射装置５０ａ及び５０ｂは角度約１８０度、放れて
いる。両燃料噴射装置５０ａ及び５０ｂは共に復熱器２
３を通って、復熱器突起部４９ａ、及び４９ｂからそれ
ぞれ、有角管５８ａ及び５８ｂ内に伸展している。燃料
噴射装置５０ａ及び５０ｂは径方向から角度’ｘ’で傾
斜し通常、燃料及び空気を燃焼器外蔽３９の外筒壁４４
と内筒壁４６間の中央部に噴射する。当角度’ｘ’は通
常、２０度から２５度であるが、径方向から１５から３
０度の角度を成す。燃料噴射面３には更に燃焼器外蔽３
９内で一般的に燃料噴射装置５０ａ及び５０ｂの間に着
火器６１を設定するための点火器冠６０が含まれる。こ
の位置で、点火器６１が燃料噴射装置５０ａの配送点に
位置し、その点は燃焼器外蔽内中で、燃料噴射装置５０
ａが燃料―空気予混合気を噴射する外筒壁４４と内筒壁
４６間に位置する。
【００２０】図４に４分等間隔に配置された燃料噴射装
置５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、及び５０ｆを含む燃料噴射
面４を図示する。燃料噴射装置５０ｃ、５０ｄ、５０
ｅ、及び５０ｆは燃料―空気予混合気を垂直を基準角０
度として、４５度、１３５度、２２５度、及び３３５
度、の角度から噴入するよう設定されている。これらの
燃料噴射装置も又断面３の燃料噴射装置と同様に、径方
向から有角度を成している。
【００２１】図５は、燃料噴射面４、燃料噴射装置５０
ｃ、５０ｄ、５０ｅ、及び５０ｆに対する、燃料噴射面
３、燃料噴射装置５０ａ及び５０ｂの相対的位置関係を
図示している。点火器６１は燃料噴射装置５０ａに対し
相対的に燃料噴射面３内に位置し、燃料噴射装置５０ａ
により燃焼器外蔽３９へ配送される燃料―空気予混合気
を点火させる。燃料噴射装置５０ａが一旦、点火又は着
火すれば、燃料噴射装置５０ａからの高温燃焼ガスは燃
料噴射装置５０ｂからの燃料―空気予混合気を点火する
のに利用される。
【００２２】図６に、本発明による低排出燃焼システム
で利用できうる燃料噴射装置５０を図示する。燃料噴射
装置のフランジ５５は復熱器外壁５７上の突起部４９に
着装され、復熱器外壁５７と復熱器内壁５９間へ傾斜管
５８を通過して伸展している。燃料噴射装置５０は、燃
焼器外蔽３９の円筒形の外筒４４内を通り同心円状燃焼
器外蔽３９の内部へ伸展している。
【００２３】燃料噴射装置５０は一般的に吸入口端と排
出口端を持つ噴射管７１から成る。噴射管７１の吸入口
端は、噴射管７１の内部に燃料を供給する燃料吸入孔を
有する連結器７２を含む。燃料は、燃料の通過を可能に
する複数の有間隔開口７６を持つ中心設定環７５により
噴射管７１内に分散される。これら有間隔開口７６は、
噴射管７１内の良好な燃料分散に貢献している。
【００２４】有角管５８と外環噴射管７１の間隙は、復
熱器内壁５９と燃焼器外蔽３９円筒形の外筒４４の間の
空間に開口している。復熱器２３からの加熱圧縮空気は
復熱器内壁５９と燃焼器外蔽３９の円筒形外筒４４の間
へ供給され有角管５８の内部で利用できる。
【００２５】中心設定環７５の下流に位置する噴射管７
１上に設けた複数の開口７７から中心設定環７５の下流
に位置する噴射管７１中の燃料に有角管５８から圧縮空
気を配送する。これら複数の開口７７から、燃焼器外蔽
３９の円筒形の外筒４４と復熱器内壁５９間の空間より
圧縮空気を取り込むための有角管５８を通して圧縮空気
を配送する。中心設定環７５の下流面は傾斜しており噴
射管７１に流入する圧縮空気を下流方向に仕向ける。燃
料と空気は中心設定環７５の下流にある噴射管７１中で
予混合され、噴射管７１出口で燃焼する。
【００２６】図７に、種々の燃焼運転様態を表示する。
違った数の燃料噴射装置での運転による運転出力のパー
センテージ及び燃料―空気比（ＦＡＲ）の最高パーセン
テージを示す。パイロット様態下又は燃焼器外套３９に
燃料―空気予混合気を供給する予混合様態下で、燃料噴
射装置５０ａ又は５０ｂの一方又は両方を使って運転す
ることができる。最重要点は、補助運転を廃止すること
でＮＯｘ濃度が、これらの低出力運転条件下では、相等
量低減する。
【００２７】出力が上昇するに従い、燃料噴射面４上の
燃料噴射装置５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、及び５０ｆが始
動する。燃料噴射面４は通常、燃料噴射面３から軸方向
下流に、燃料噴射口径の約２倍、概むね４から６センチ
メ―トルの距離にある。燃料噴射面３上の燃料噴射装置
５０ａ及び５０ｂからの高温燃焼ガスは、燃焼器外蔽３
９内を軸方向下流に移動するに従い、膨脹しながら減速
する。高温燃焼ガスは、更に出力を必要とする場合い
に、燃料噴射面４上の燃料噴射装置５０ｃ、５０ｄ、５
０ｅ、及び５０ｆを点火するために利用できる。
【００２８】５ないし４５パ―セントの間の出力が必要
な場合は、燃料噴射装置５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、又は
５０ｆの内のどれか１個を点火し、燃焼中の燃料噴射装
置の総数を、断面３で２個、断面４で１個、計３個とす
る。第４個目の燃料噴射装置は、４４ないし６７パ―セ
ントの間の出力が必要な場合に点火するが、この燃料噴
射装置は普通、燃焼中の第３個目の燃料噴射装置の反対
方向に位置する。言い換えれば、もし燃料噴射装置５０
ｃが第３個目の燃焼中の燃料噴射装置とすれば、第４個
目の燃料噴射装置として燃料噴射装置５０ｅを点火す
る。６７から１００パ―セントまでの間の出力が必要な
場合は、断面４中の残り２個の燃料噴射装置を１個又は
２個点火する。出力需要が減少すれば、燃料噴射装置を
点火した順序と同様の順序で消火すればよい。
【００２９】又別に、断面３上の燃料噴射装置５０ａ及
び５０ｂをシステムを始動するために使用し、断面４上
の燃料噴射装置５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、あるいは、５
０ｆを一旦点火したならば、断面３上の燃料噴射装置５
０ａ及び５０ｂのいずれか１個又は両方を消火して、断
面４上の燃料噴射装置５０ｃ、５０ｄ、５０ｅ、又は５
０ｆのみを燃焼させておいてもよい。
【００３０】このような方法で、燃焼システムの運転範
囲の全域で低排出が達成可能である。加えて、より広い
運転領域でより高い燃焼安定性を提供できる。断面３上
の燃料噴射装置からの噴流で断面４に達するまでに良好
な拡散を受けるため、全体的に良好な分布因子を達成で
き、これにより断面４上の燃料噴射装置から出る火炎を
安定させる。またこれにより、断面３上の燃料噴射装置
から約４５度の角度差を持たせて燃料噴射面４上の４個
の燃料噴射装置を周辺に沿って等間隔に配置できるため
燃料噴射装置の通過構の間の空間を大きくとるこを可能
にする。
【００３１】第２次燃焼域に到達する前に完全燃焼を達
するために第１次燃焼域において十分な滞留時間を与え
てある。これにより断面３上の燃料噴射装置のみが点火
している低出力運転下で、特に一酸化炭素及び全炭化水
素排出量低下をもたらす。第２次燃焼域の長さも十分あ
るため高出力での排出、中間出力での安定性、及びパタ
―ン因子を高める。第１次燃料噴射面３近傍の滞留時間
は第２次燃料噴射面４近傍の滞留時間よりも相当長くな
っている。
【００３２】高温燃焼ガスが第１次燃焼域を出るに伴な
い、内筒から及び後には外筒からの希釈空気と混合され
所望のタ―ビン入り口温度を得ることができる。これは
燃焼装置からでる高温燃焼ガスが通常、均一なパタ―ン
因子をつくるような方法で達成される。
【００３３】ここで認識すべき点は、ここでの詳細な記
述が、２個の噴射装置のある一番目の面３及び４個の噴
射装置のある二番目の面４に対して特に集中して成され
ているが、燃焼システム及び方法では、第一及び第２の
面上で色々違った数の噴射装置を利用することができ
る。例えば、第１の面３には、３ないし４個の噴射装置
が含まれても良いし、第２の面４には、２個又は３個の
噴射装置を含んでいてもよい。さらに、第一及び第２の
面上の噴射装置の数に係わらず、第１の面３をパイロッ
ト炎に利用してもよく、第２の面４の噴射装置を火炎保
持器のような機械的な安定装置に利用してもよい。
【００３４】以上のように、本発明の具体的な機構を図
示および記述したが、これらは単なる例示に過ぎず、本
発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の特許
請求の範囲に応じた範囲によってのみ限定されること
は、云うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多段式・多面型燃焼システムを適
用したターボ発電装置の部分断面斜視図である。
【図２】本発明による多段式・多面型燃焼システム用燃
焼容器の側面図である。
【図３】図２の断面３―３に沿った復熱器を含む図２の
燃焼容器の断面図である。
【図４】図２の断面４―４に沿った復熱器を含む図２の
燃焼容器の断面図である。
【図５】本発明による多段式・多面型燃焼システムの二
面の相対位置関係を図示する復熱器を含む図２の燃焼容
器の一部側面図である。
【図６】本発明による多段式・多面型燃焼システム用の
噴射装置の拡大側面図である。
【図７】燃焼システム運転上の４段階、即ち４様式を明
記した一覧表図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ２３Ｒ 3/30 Ｆ２３Ｒ 3/30 (72)発明者 ギリェルモ ポン アメリカ合衆国，カリフォルニア 90027, ロサンゼルス，エヌ．アレキサンドリア 1926，＃４ (72)発明者 ベンジャミン イー．トウビィ アメリカ合衆国，カリフォルニア 91024, シエラ マドレ，オールド ランチ ロー ド 276，＃Ａ (72)発明者 ロバート ディ．マッケイルナン，ジュニ ア アメリカ合衆国，カリフォルニア 91361, ウエストレイク ヴィレッジ，ツウィンフ ット コート 1086

Claims (72)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガスタービンエンジン用の低排気燃焼シ
    ステムであって、下記の構成を有することを特徴とする
    低排気燃焼システム：外筒、内筒、上流での閉鎖端、及
    び開口排出端をもつ二重管型燃焼装置；前記燃焼装置の
    閉鎖端の周辺近傍に間隙を持たせて、しかも第１の軸面
    に設置した第１の複数の接線方向燃料噴射装置；前記の
    燃焼装置の閉鎖端の周辺近傍に間隙を持たせて、しかも
    前記第１の軸面の下流にある第２の軸面に設置した第２
    の複数の接線方向燃料噴射装置；前記内筒と前記外筒の
    間の二重管型燃焼装置中に下流方向に前記の内筒から延
    びる曲面のある略裾型をした流体制御遮蔽板、前記内筒
    と前記外筒の間距離の略三分の一ないし三分の二の位置
    から突出する、曲面のある略裾型をした流体制御遮蔽
    板；曲面のある略裾型をした流体制御遮蔽板の下部の前
    記内筒上の複数の有間隔の空気希釈開口、前記複数の有
    間隔の空気希釈開口からの空気を下流方向に向ける曲面
    のある略裾型をした流体制御遮蔽板；及び前記の曲面の
    ある略裾型をした流体制御遮蔽板の通常下流方向へ前記
    二重管型燃焼装置中に余分の希釈空気を注入するために
    の前記燃焼装置の前記外筒上の複数の有間隔の空気希釈
    開口。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の低排気燃焼システムに
    おいて、前記燃焼装置が略同心円領域にその開口排出端
    にまで拡大している低排気燃焼システム。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の低排気燃焼システムに
    おいて、前記外筒が略前記同心円燃焼装置の開口排出端
    までは同一径しており、前記内筒が前記二重管型燃焼装
    置の上流閉鎖端から前記同心円型燃焼装置の開口排出端
    へ向けて径の減少する低排気燃焼システム。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の低排気燃焼システムに
    おいて、前記二重管型燃焼装置の閉鎖端が略ドーム型の
    低排気燃焼システム。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の低排気燃焼システムに
    おいて、燃料噴射装置の第１の面からの燃焼ガスを利用
    して燃料噴射装置の第２の面に点火する低排気燃焼シス
    テム。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の低排気燃焼システムに
    おいて、前記第１の面と前記第２の面の軸方向の間隙が
    前記第１の面と前記第２の面上の接線方向燃料噴射装置
    の径の略２倍である低排気燃焼システム。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の低排気燃焼システムに
    おいて、前記第２の面が前記第１の面から十分に距離を
    もつため、前記第１の面上の前記第１の複数の接線方向
    燃料噴射装置からの高温燃焼ガスが、前記第２の面の到
    達するまでに、実質的に完全に分散される低排気燃焼シ
    ステム。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の低排気燃焼システムに
    おいて、前記の曲面のある一般的に裾型をした流体制御
    遮蔽板の下部にある前記内筒上の前記複数の有間隔の空
    気希釈開口が、複数列の有段差孔を有し、前記外筒上の
    複数の有間隔の空気希釈開口が少なくとも１列の開口を
    有する低排気燃焼システム。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の低排気燃焼システムに
    おいて、前記内筒上の複数列の有段差孔が２列であり、
    前記外筒上の前記開口列の少なくとも１列が１である低
    排気燃焼システム。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の低排気燃焼システム
    において、前記第１の面上の接線方向燃料噴射装置の数
    が１である低排気燃焼システム。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の２個の接線方向燃料噴射
    装置が対角線的に対向するものであり、接線方向燃料噴
    射装置の１個から燃料―空気予混合気は前記二重管型燃
    焼装置の頂点近傍に供給され、前記接線方向燃料噴射装
    置２個の内の他の１個からの燃料―空気予混合気は前記
    二重管型燃焼装置の最低部近傍に供給される低排気燃焼
    システム。
  12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向燃料噴射装置の
    数が４個の低排気燃焼システム。
  13. 【請求項１３】 請求項１２に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向の４個の燃焼噴
    射装置が前記二重管型燃焼装置周辺部に等間隔にもうけ
    られ前記第１の面上接線方向の４個の燃焼噴射装置に対
    して角度上約４５度分、転置されている低排気燃焼シス
    テム。
  14. 【請求項１４】 請求項１２に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の接線方向の２個の燃焼噴
    射装置が前記二重管型燃焼装置の頂点近傍へ噴射される
    １個の接線方向燃焼噴射装置からの燃料―空気予混合気
    に、又前記二重管型燃焼装置の底辺近傍へ噴射される前
    記２個の接線方向燃焼噴射装置のもう１個からの燃料―
    空気予混合気に対角線上に対向しており、前記第２の面
    上の４個の接線方向燃焼噴射装置は前記二重管型燃焼装
    置周辺部に等間隔に配置され、しかも前記第１の面上接
    線方向の２個の燃焼噴射装置に対して角度上約４５度
    分、転置されている低排気燃焼システム。
  15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の接線方向の２個の燃焼噴
    射装置のみがアイドルと低出力運転モード中に点火して
    いる低排気燃焼システム。
  16. 【請求項１６】 請求項１４に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の２個の燃焼噴射装置及び
    前記第２の面上の４個の燃焼噴射装置の１個が低出力か
    ら中低出力運転モード中に点火している低排気燃焼シス
    テム。
  17. 【請求項１７】 請求項１４に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の２個の燃料噴射装置及び
    前記第２の面上の４個の燃料噴射装置の２個が中低出力
    から中間出力運転モード中に点火している低排気燃焼シ
    ステム。
  18. 【請求項１８】 請求項１４に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の２個の燃料噴射装置及び
    前記第２の面上の４個の燃料噴射装置の３個が中間出力
    から中高出力運転モード中に点火している低排気燃焼シ
    ステム。
  19. 【請求項１９】 請求項１４に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の２個の燃料噴射装置及び
    前記第２の面上の４個の燃料噴射装置の４個全部が中高
    出力から全出力運転モード中に点火している低排気燃焼
    システム。
  20. 【請求項２０】 請求項１４に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の２個の燃料噴射装置が前
    記第２の面上の燃料噴射装置点火後、消火する低排気燃
    焼システム。
  21. 【請求項２１】 請求項１に記載の低排気燃焼システム
    において、前記第１の面上の接線方向燃料噴射装置の数
    が３である低排気燃焼システム。
  22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の３個の接線方向燃料噴射
    装置が前記同心円型燃焼装置周辺部に等間隔にもうけら
    れている低排気燃焼システム。
  23. 【請求項２３】 請求項２１に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向燃料噴射装置の
    数が２である低排気燃焼システム。
  24. 【請求項２４】 請求項２３に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の２個の接線方向燃料噴射
    装置が対角線上に対向ししかも前記第１の面上の３個の
    接線方向燃料噴射装置に対して異角度で転置されている
    低排気燃焼システム。
  25. 【請求項２５】 請求項２４に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置のみがアイ
    ドルと低出力運転モード中に点火している低排気燃焼シ
    ステム。
  26. 【請求項２６】 請求項２４に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置及び前記第
    ２の面上の燃料噴射装置が低排気燃焼システムの種々の
    運転モード中に点火している低排気燃焼システム。
  27. 【請求項２７】 請求項２１に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向燃料噴射装置の
    数が３である低排気燃焼システム。
  28. 【請求項２８】 請求項２７に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向の３個の燃料噴
    射装置が等間隔にもうけられしかも前記第１の面上接線
    方向の３個の接線方向燃料噴射装置に対して異角度で転
    置されている低排気燃焼システム。
  29. 【請求項２９】 請求項２８に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置のみがアイ
    ドルと低出力運転モード中に点火している低排気燃焼シ
    ステム。
  30. 【請求項３０】 請求項２８に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置及び前記第
    ２の面上の燃料噴射装置が低排気燃焼システムの種々の
    運転モード中に点火している低排気燃焼システム。
  31. 【請求項３１】 請求項２１に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向燃料噴射装置の
    数が４である低排気燃焼システム。
  32. 【請求項３２】 請求項３１に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向の４個の燃料噴
    射装置が等間隔にもうけられしかも前記第１の面上接線
    方向の３個の接線方向燃料噴射装置に対して異角度で転
    置されている低排気燃焼システム。
  33. 【請求項３３】 請求項３２に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置のみがアイ
    ドルと低出力運転モード中に点火している低排気燃焼シ
    ステム。
  34. 【請求項３４】 請求項３２に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置及び前記第
    ２の面上の燃料噴射装置が低排気燃焼システムの種々の
    運転モード中に点火している低排気燃焼システム。
  35. 【請求項３５】 請求項１に記載の低排気燃焼システム
    において、前記第１の面上の接線方向燃料噴射装置の数
    が４である低排気燃焼システム。
  36. 【請求項３６】 請求項３５に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の接線方向の４個の燃料噴
    射装置が前記同心円型燃焼装置周辺部に等間隔にもうけ
    られている低排気燃焼システム。
  37. 【請求項３７】 請求項３５に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の接線方向燃料噴射装置の
    数が２である低排気燃焼システム。
  38. 【請求項３８】 請求項３７に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の２個の接線方向燃焼噴射
    装置が対角線上に対向ししかも前記第１の面上の４個の
    接線方向燃料噴射装置に対して異角度で転置されている
    低排気燃焼システム。
  39. 【請求項３９】 請求項３８に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置のみがアイ
    ドルと低出力運転モード中に点火している低排気燃焼シ
    ステム。
  40. 【請求項４０】 請求項３８に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置及び前記第
    ２の面上の燃料噴射装置が低排気燃焼システムの種々の
    運転モード中に点火している低排気燃焼システム。
  41. 【請求項４１】 請求範３５の低排気燃焼システムにお
    いて、前記第２の面上の接線方向燃料噴射装置の数が３
    である低排気燃焼システム。
  42. 【請求項４２】 請求項４１に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向の３個の燃料噴
    射装置が等間隔にもうけられしかも前記第１の面上接線
    方向の４個の接線方向燃料噴射装置に対して異角度で転
    置されている低排気燃焼システム。
  43. 【請求項４３】 請求項４２に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置のみがアイ
    ドルと低出力運転モード中に点火している低排気燃焼シ
    ステム。
  44. 【請求項４４】 請求項４２に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置及び前記第
    ２の面上の燃料噴射装置が低排気燃焼システムの種々の
    運転モード中に点火している低排気燃焼システム。
  45. 【請求項４５】 請求項３５に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向燃料噴射装置の
    数が４である低排気燃焼システム。
  46. 【請求項４６】 請求項４５に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向の４個の燃料噴
    射装置が等間隔にもうけられしかも前記第１の面上接線
    方向の４個の接線方向燃料噴射装置に対して異角度で転
    置されている低排気燃焼システム。
  47. 【請求項４７】 請求項４６に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置のみがアイ
    ドルと低出力運転モード中に点火している低排気燃焼シ
    ステム。
  48. 【請求項４８】 請求項４６に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置及び前記第
    ２の面上の燃料噴射装置が低排気燃焼システムの種々の
    運転モード中に点火している低排気燃焼システム。
  49. 【請求項４９】 ガスタービンエンジン用の低排気燃焼
    システムであって、圧縮機、前記圧縮機を駆動するガス
    タービン、及び燃焼用空気を加熱するための前記タービ
    ンの排気ガスを受容する外套付きの二重管型複熱器を有
    し、下記の構成を有することを特徴とする低排気燃焼シ
    ステム：前記タービンを駆動する為の高温燃焼ガスを発
    生するための二重管型燃焼器で、前記二重管型複熱器か
    ら加熱圧縮空気を供給する二重空間を有する外套内に同
    心円状に設置した前記二重管型燃焼器で、外筒、内筒、
    通常ドーム型をした閉鎖上流端、及び開口排出端を有す
    る前記二重管型燃焼器；その中を通過し前記複熱器と前
    記燃焼器の二重空間に開口する複数の有間隔の有角管を
    含む前記複熱器外蔽；有角管１個を通過する燃料噴射装
    置１個を有する前記複数の有角管内の前記複熱器を通過
    して前記二重管型燃焼器の閉鎖端中へ伸展している第一
    番目で、しかも第一軸面に設置した複数の接線方向燃料
    噴射装置；有角管１個を通過する燃料噴射装置１個を有
    する前記複数の有角管内の前記複熱器を通過して前記二
    重管型燃焼装置の閉鎖端中へ伸展している第二番目で、
    しかも第２の軸面上で、前記複数の第一番燃料噴射装置
    の下に設置した複数の接線方向燃料噴射装置；前記内筒
    と前記外筒の間の二重管型燃焼装置中に下流方向に前記
    の内筒から延びる曲面のある略裾型をした流体制御遮蔽
    板で、しかも前記内筒と前記外筒の間距離の略三分の一
    ないし三分の二の位置から突出する、曲面のある略裾型
    をした流体制御遮蔽板；曲面のある略裾型をした流体制
    御遮蔽板の下部の前記内筒上の複数の有間隔の空気希釈
    開口、前記複数の有間隔の空気希釈開口からの空気を下
    流方向に向ける曲面のある略裾型をした流体制御遮蔽
    板；及び前記の曲面のある略裾型をした流体制御遮蔽板
    の通常下流方向へ前記二重管型燃焼装置中に余分の希釈
    空気を注入するためにの前記燃焼装置の前記外筒上の複
    数の有間隔の空気希釈開口。
  50. 【請求項５０】 請求項４９に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、それに加えて、前記第一番目及び前記第二
    番目の複数の燃料噴射装置への燃料流を増減する複数の
    燃料制御バルブ、及び個々の前記燃料噴射装置に連係す
    る個々の燃料制御バルブを備える低排気燃焼システム。
  51. 【請求項５１】 請求項４９に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、それに加えて、前記第一番目及び前記第二
    番目の複数の燃料噴射装置への燃料流を順連操作する複
    数の燃料制御バルブ、及び個々の前記燃料噴射装置に連
    係する個々の燃料制御バルブを備えた低排気燃焼システ
    ム。
  52. 【請求項５２】 請求項４９に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、それに加えて、前記第一番目及び前記第二
    番目の複数の燃料噴射装置への燃料流を制御する１個の
    燃料制御バルブを備えた低排気燃焼システム。
  53. 【請求項５３】 請求項４９に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置からの燃焼
    ガスを利用して前記第２の面上の燃料噴射装置を点火す
    る低排気燃焼システム。
  54. 【請求項５４】 請求項４９に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面及び前記第２の面の間の軸方
    向間隔が、前記第１の面及び前記第２の面の上の接線方
    向燃料噴射装置の直径の略２倍ある低排気燃焼システ
    ム。
  55. 【請求項５５】 請求項４９に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、それに加えて、前記第１の面上の複数の接
    線方向燃料噴射装置からの高温排気ガスが前記第２の面
    に到達する前に、高温排気ガスを実質上完全に分散させ
    る低排気燃焼システム。
  56. 【請求項５６】 請求項４９に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の接線方向燃料噴射装置の
    数が２である低排気燃焼システム。
  57. 【請求項５７】 請求項４９に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の２個の接線方向燃料噴射
    装置が対角線上で対向している低排気燃焼システム。
  58. 【請求項５８】 請求項５７に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上対角線上で対向している２
    個の接線方向燃料噴射装置の１個が前記二重管型燃焼装
    置の頂点近傍へ燃料―空気予混合気を噴射し、しかも前
    記第１の面上対角線上で対向しているもう１個の接線方
    向燃料噴射装置が燃料―空気予混合気を前記二重管型燃
    焼装置最底辺部に噴射する低排気燃焼システム。
  59. 【請求項５９】 請求項５７に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向燃料噴射装置の
    数が４である低排気燃焼システム。
  60. 【請求項６０】 請求項５９に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第２の面上の接線方向の４個の燃料噴
    射装置が前記二重管型燃焼装置周辺部に等間隔に配置さ
    れ、しかも前記第１の面上接線方向の２個の燃料噴射装
    置に対して角度上約４５度分、転置されている低排気燃
    焼システム。
  61. 【請求項６１】 請求項５８に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の接線方向の２個の燃料噴
    射装置が対角線上で対向していおり、１個の接線方向燃
    料噴射装置から前記二重管型燃焼装置の頂点近傍へ燃料
    ―空気予混合気の噴射を受け、又前記２個の接線方向燃
    料噴射装置の２個のもう１個から前記二重管型燃焼装置
    の底辺近傍へ燃料―空気予混合気の噴射を受けるもの
    で、前記第２の面上の４個の接線方向燃料噴射装置は前
    記二重管型燃焼装置周辺部に等間隔に配置され、しかも
    前記第１の面上接線方向の２個の燃料噴射装置に対して
    角度上約４５度分、転置されている低排気燃焼システ
    ム。
  62. 【請求項６２】 請求項６１に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置のみがアイ
    ドルと低出力運転モード中に点火している低排気燃焼シ
    ステム。
  63. 【請求項６３】 請求項６１に記載の低排気燃焼システ
    ムにおいて、前記第１の面上の燃料噴射装置及び前記第
    ２の面上の燃料噴射装置が低排気燃焼システムの種々の
    運転モード中に点火している低排気燃焼システム。
  64. 【請求項６４】 ガスタービンエンジン用の低排気燃焼
    方法であって、下記の工程を有することを特徴とする低
    排気燃焼方法：前記二重管型燃焼装置の閉鎖端近傍に、
    前記第一軸面上に燃料―空気予混合気を噴射する第１の
    複数の接線方向燃料噴射装置を用意する工程；前記二重
    管型燃焼装置の閉鎖端近傍に、前記第一軸面の下流のあ
    る前記第２の軸面上に燃料―空気予混合気を噴射する第
    ２の複数の接線方向燃料噴射装置を用意する工程；及
    び、アイドルと低出力運転モード用に前記第１の複数の
    接線方向燃料噴射装置を点火する工程。
  65. 【請求項６５】 請求項６４に記載の低排気燃焼方法に
    おいて、前記第１の面上の点火された前記第１の複数の
    接線方向燃料噴射装置からの高温燃焼ガスによって前記
    第２の複数の接線方向燃料噴射装置のうちの１個を点火
    せしめ、アイドル以上の低出力運転モードに見合う出力
    を得る工程をさらに有する低排気燃焼方法。
  66. 【請求項６６】 請求項６４に記載の低排気燃焼方法に
    おいて、前記第１の面上の点火された前記第１の複数の
    接線方向燃料噴射装置からの高温燃焼ガスによって前記
    第２の複数の接線方向燃料噴射装置を１個以上点火せし
    め、中間出力運転モードに見合う出力を得る工程をさら
    に有する低排気燃焼方法。
  67. 【請求項６７】 請求項６４に記載の低排気燃焼方法に
    おいて、前記第１の面上の点火された前記第１の複数の
    接線方向燃料噴射装置からの高温燃焼ガスによって前記
    第２の複数の接線方向燃料噴射装置を全部点火せしめ、
    高出力運転モードに見合う出力を得る工程をさらに有す
    る低排気燃焼方法。
  68. 【請求項６８】 請求項６４に記載の低排気燃焼方法に
    おいて、前記第２の面と前記第１の面の距離が離れてい
    るため、前記第一段の複数接線方向燃料噴射装置からの
    高温燃焼ガスが、前記第２の面の到達するまでに、実質
    的に完全に分散される工程をさらに有する低排気燃焼方
    法。
  69. 【請求項６９】 請求項６４に記載の低排気燃焼方法に
    おいて、前記第一段の複数接線方向の燃料噴装置の数が
    ２である低排気燃焼方法。
  70. 【請求項７０】 請求項６４に記載の低排気燃焼方法に
    おいて、前記第二段の複数接線方向燃料噴射装置の数が
    ３である低排気燃焼方法。
  71. 【請求項７１】 請求項６４に記載の低排気燃焼方法に
    おいて、前記第二段の複数接線方向燃料噴射装置の数が
    ４である低排気燃焼方法。
  72. 【請求項７２】 請求項６４に記載の低排気燃焼方法に
    おいて、前記第一段の複数接線方向燃料噴射装置の数が
    ２で、前記第二段の複数接線方向燃料噴射装置の数が４
    である低排気燃焼方法。
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