JP2003083541A - ガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルおよびガスタービン燃焼器並びにガスタービン - Google Patents
ガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルおよびガスタービン燃焼器並びにガスタービンInfo
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料を均一に燃焼させつつガスタービンの運
転時における逆火を低減すること。 【解決手段】 燃料供給ノズル６００は、円筒状のノズ
ル胴部６０を備えており、その内部は燃料を供給するた
めに中空となっている。ノズル胴部６０の周囲には、断
面形状が翼形をした複数の中空スポーク６２が設けられ
ている。この中空スポーク６２の側面には、一方の側面
につき２個づつ、計４個の燃料を供給するための燃料供
給孔６１がノズル胴部６０の表面から離して設けてあ
る。そして、中空スポーク６２の内部は中空であり、中
空のノズル胴部６０へ送られた燃料が中空スポーク６２
の内部を通って燃料供給孔６１から噴射される。
転時における逆火を低減すること。 【解決手段】 燃料供給ノズル６００は、円筒状のノズ
ル胴部６０を備えており、その内部は燃料を供給するた
めに中空となっている。ノズル胴部６０の周囲には、断
面形状が翼形をした複数の中空スポーク６２が設けられ
ている。この中空スポーク６２の側面には、一方の側面
につき２個づつ、計４個の燃料を供給するための燃料供
給孔６１がノズル胴部６０の表面から離して設けてあ
る。そして、中空スポーク６２の内部は中空であり、中
空のノズル胴部６０へ送られた燃料が中空スポーク６２
の内部を通って燃料供給孔６１から噴射される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ガスタービンの
ガスタービン燃焼器に関し、さらに詳しくは、ガスター
ビンのガスタービン燃焼器に導かれた空気に燃料を供給
するガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルおよびこれを
備えたガスタービン燃焼器並びに前記ノズルを備えたガ
スタービンに関する。
ガスタービン燃焼器に関し、さらに詳しくは、ガスター
ビンのガスタービン燃焼器に導かれた空気に燃料を供給
するガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルおよびこれを
備えたガスタービン燃焼器並びに前記ノズルを備えたガ
スタービンに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガスタービン燃焼器においては、
燃料と燃焼用空気とをそれぞれ異なるノズルから噴出し
て燃焼させる拡散燃焼方式が多く使用されていた。しか
し、近年においては、上記拡散燃焼方式に代わってサー
マルＮＯｘの低減により有利な予混合燃焼方式も使用さ
れるようになってきている。ここで予混合燃焼方式と
は、燃料と燃焼用空気とを予め混合し、同一のノズルか
ら噴出して燃焼させるものをいう。この燃焼方式によれ
ば、燃料が希薄な状態であってもすべての燃焼領域にお
いてその状態で燃焼させることができるため予混合火炎
の温度を下げやすく、拡散燃焼方式と比較してＮＯｘの
低減に有利である。その反面、拡散燃焼方式と比較して
燃焼の安定性が劣り、逆火や予混合気体の自己着火が発
生するという問題もある。
燃料と燃焼用空気とをそれぞれ異なるノズルから噴出し
て燃焼させる拡散燃焼方式が多く使用されていた。しか
し、近年においては、上記拡散燃焼方式に代わってサー
マルＮＯｘの低減により有利な予混合燃焼方式も使用さ
れるようになってきている。ここで予混合燃焼方式と
は、燃料と燃焼用空気とを予め混合し、同一のノズルか
ら噴出して燃焼させるものをいう。この燃焼方式によれ
ば、燃料が希薄な状態であってもすべての燃焼領域にお
いてその状態で燃焼させることができるため予混合火炎
の温度を下げやすく、拡散燃焼方式と比較してＮＯｘの
低減に有利である。その反面、拡散燃焼方式と比較して
燃焼の安定性が劣り、逆火や予混合気体の自己着火が発
生するという問題もある。
【０００３】図２４は、予混合方式のガスタービン燃焼
器の一例を示す軸方向断面図である。また、図２５は、
これまで使用されてきた予混合方式のガスタービン燃焼
器の主燃料供給ノズルを示す説明図である。ガスタービ
ン燃焼器外筒１０内には、一定の間隔をおいてガスター
ビン燃焼器内筒２０が設けられており、当該ガスタービ
ン燃焼器内筒２０の中央部には拡散火炎を形成して予混
合火炎を安定させるための拡散火炎形成コーン３０が設
けられている。そしてパイロット燃料供給ノズル３１か
ら供給されるパイロット燃料と、ガスタービン燃焼器外
筒１０とガスタービン燃焼器内筒２０との間から供給さ
れる燃焼用空気とを反応させて拡散火炎を形成する。
器の一例を示す軸方向断面図である。また、図２５は、
これまで使用されてきた予混合方式のガスタービン燃焼
器の主燃料供給ノズルを示す説明図である。ガスタービ
ン燃焼器外筒１０内には、一定の間隔をおいてガスター
ビン燃焼器内筒２０が設けられており、当該ガスタービ
ン燃焼器内筒２０の中央部には拡散火炎を形成して予混
合火炎を安定させるための拡散火炎形成コーン３０が設
けられている。そしてパイロット燃料供給ノズル３１か
ら供給されるパイロット燃料と、ガスタービン燃焼器外
筒１０とガスタービン燃焼器内筒２０との間から供給さ
れる燃焼用空気とを反応させて拡散火炎を形成する。
【０００４】前記拡散火炎形成コーン３０の周囲に設け
られている予混合火炎形成ノズル４０の内部には、主燃
料を噴射し燃焼用空気と混合して予混合気体を形成する
主燃料供給ノズル６１０が設けられている。この主燃料
供給ノズル６１０は先端が円錐状をしており、当該主燃
料供給ノズル６１０の外周面には主燃料を噴射するため
の燃料供給孔６１が設けられている。この燃料供給孔６
１から噴射された主燃料は、前記ガスタービン燃焼器外
筒１０とガスタービン燃焼器内筒２０との間から供給さ
れる燃焼用空気と混合されて予混合気体を形成し、前記
予混合火炎形成ノズル４０から予混合火炎形成ノズル延
長管４００を介して燃焼室５０側へ噴射される。
られている予混合火炎形成ノズル４０の内部には、主燃
料を噴射し燃焼用空気と混合して予混合気体を形成する
主燃料供給ノズル６１０が設けられている。この主燃料
供給ノズル６１０は先端が円錐状をしており、当該主燃
料供給ノズル６１０の外周面には主燃料を噴射するため
の燃料供給孔６１が設けられている。この燃料供給孔６
１から噴射された主燃料は、前記ガスタービン燃焼器外
筒１０とガスタービン燃焼器内筒２０との間から供給さ
れる燃焼用空気と混合されて予混合気体を形成し、前記
予混合火炎形成ノズル４０から予混合火炎形成ノズル延
長管４００を介して燃焼室５０側へ噴射される。
【０００５】燃焼室５０側へ噴射された予混合気体は、
上記拡散火炎から排出される高温の燃焼ガスによって着
火され予混合火炎を形成する。この予混合火炎は前記拡
散火炎形成コーン３０によって形成された拡散火炎によ
って安定する。そして、この予混合火炎から高温・高圧
の燃焼ガスが排出されて、当該燃焼ガスはガスタービン
燃焼器尾筒（図示せず）を通った後、タービン第一段ノ
ズルへと導かれる。
上記拡散火炎から排出される高温の燃焼ガスによって着
火され予混合火炎を形成する。この予混合火炎は前記拡
散火炎形成コーン３０によって形成された拡散火炎によ
って安定する。そして、この予混合火炎から高温・高圧
の燃焼ガスが排出されて、当該燃焼ガスはガスタービン
燃焼器尾筒（図示せず）を通った後、タービン第一段ノ
ズルへと導かれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記主燃料
供給ノズル６１０は、当該主燃料供給ノズル６１０の外
周表面に主燃料を噴射する燃料供給孔６１が設けられて
いるため、主燃料が主燃料供給ノズル６１０の表面に沿
って噴出する。このため主燃料は下流側で拡散しにくく
なり、均一に燃焼させることができないという問題があ
った。この問題を改善するため、特開平６−２８４８号
公報には、燃料供給ノズルの径方向に複数の燃料供給孔
を備えた円筒状のスポークを当該ノズルに複数設け、そ
のスポークに設けられた燃料供給孔から燃料を噴射する
燃料供給ノズルが開示されている。図２６は、この先行
例に係る燃料供給ノズルの説明図である。
供給ノズル６１０は、当該主燃料供給ノズル６１０の外
周表面に主燃料を噴射する燃料供給孔６１が設けられて
いるため、主燃料が主燃料供給ノズル６１０の表面に沿
って噴出する。このため主燃料は下流側で拡散しにくく
なり、均一に燃焼させることができないという問題があ
った。この問題を改善するため、特開平６−２８４８号
公報には、燃料供給ノズルの径方向に複数の燃料供給孔
を備えた円筒状のスポークを当該ノズルに複数設け、そ
のスポークに設けられた燃料供給孔から燃料を噴射する
燃料供給ノズルが開示されている。図２６は、この先行
例に係る燃料供給ノズルの説明図である。
【０００７】この燃料供給ノズル６２０は、円筒状の中
空スポーク６８に設けられた複数の燃料供給孔６１から
燃料を噴射する。このため、燃料を中空スポーク６８の
下流側で拡散させやすく、均一で安定した燃焼状態を保
つことができるという利点がある。しかし、中空スポー
ク６８の断面形状は円形をしていたため、当該中空スポ
ーク６８の後方では燃焼用空気の流れが乱れてしまい、
これが原因で逆火を招くという問題があった。そこで、
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃料
を拡散させて均一に燃焼させつつ、ガスタービンの運転
時における逆火の発生を抑制できるガスタービン燃焼器
の燃料供給ノズルおよびこれを備えたガスタービン燃焼
器並びに前記ノズルを備えたガスタービンに関する。
空スポーク６８に設けられた複数の燃料供給孔６１から
燃料を噴射する。このため、燃料を中空スポーク６８の
下流側で拡散させやすく、均一で安定した燃焼状態を保
つことができるという利点がある。しかし、中空スポー
ク６８の断面形状は円形をしていたため、当該中空スポ
ーク６８の後方では燃焼用空気の流れが乱れてしまい、
これが原因で逆火を招くという問題があった。そこで、
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、燃料
を拡散させて均一に燃焼させつつ、ガスタービンの運転
時における逆火の発生を抑制できるガスタービン燃焼器
の燃料供給ノズルおよびこれを備えたガスタービン燃焼
器並びに前記ノズルを備えたガスタービンに関する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係るガスタービン燃焼器の燃料供給ノズ
ルは、中空の燃料供給ノズル胴部の周囲に、断面が翼形
形状をした複数の中空スポークを設け、当該中空スポー
クの側面に燃料を供給する複数の燃料供給孔を前記燃料
供給ノズル胴部の表面から離して設けたことを特徴とす
る。
に、請求項１に係るガスタービン燃焼器の燃料供給ノズ
ルは、中空の燃料供給ノズル胴部の周囲に、断面が翼形
形状をした複数の中空スポークを設け、当該中空スポー
クの側面に燃料を供給する複数の燃料供給孔を前記燃料
供給ノズル胴部の表面から離して設けたことを特徴とす
る。
【０００９】この燃料供給ノズルは、中空のスポークの
側面に燃料を供給する複数の燃料供給孔をノズル胴部の
表面から離して設けているため、スポークの下流側で燃
料が拡散しやすくなる。その結果、燃料と燃焼用空気と
の混合気体が均一に燃焼して局所的な高温部の発生が抑
制されるので、従来よりもＮＯｘの発生を低減できる。
また、この発明に係るスポークは断面が翼形形状なの
で、燃焼用空気が滑らかに流れる。このため、スポーク
後方における燃焼用空気の乱れが少なくなるので、燃料
を拡散させつつ逆火が抑制できる。この結果、ノズル延
長管等の焼損を低減できるので、ガスタービン燃焼器の
寿命を長くできる。なお、翼形形状には一般的な翼形の
他、図１（ｄ）に示すように、上記スポークの断面形状
を上流側縁部においては半円形としてその下流側には平
面部を設け、さらに燃料供給孔の後流側は滑らかに翼厚
を薄くしたような断面形状も含まれるものとする（以下
同様）。
側面に燃料を供給する複数の燃料供給孔をノズル胴部の
表面から離して設けているため、スポークの下流側で燃
料が拡散しやすくなる。その結果、燃料と燃焼用空気と
の混合気体が均一に燃焼して局所的な高温部の発生が抑
制されるので、従来よりもＮＯｘの発生を低減できる。
また、この発明に係るスポークは断面が翼形形状なの
で、燃焼用空気が滑らかに流れる。このため、スポーク
後方における燃焼用空気の乱れが少なくなるので、燃料
を拡散させつつ逆火が抑制できる。この結果、ノズル延
長管等の焼損を低減できるので、ガスタービン燃焼器の
寿命を長くできる。なお、翼形形状には一般的な翼形の
他、図１（ｄ）に示すように、上記スポークの断面形状
を上流側縁部においては半円形としてその下流側には平
面部を設け、さらに燃料供給孔の後流側は滑らかに翼厚
を薄くしたような断面形状も含まれるものとする（以下
同様）。
【００１０】なお、本燃料供給ノズルは、ガスタービン
の予混合ガスタービン燃焼器に適用すると逆火を抑制す
る効果が大きいが、拡散ガスタービン燃焼器の燃料供給
ノズルとして使用してもよい。この場合も逆火を抑制
し、ガスタービン燃焼器の寿命を延ばすことができる。
の予混合ガスタービン燃焼器に適用すると逆火を抑制す
る効果が大きいが、拡散ガスタービン燃焼器の燃料供給
ノズルとして使用してもよい。この場合も逆火を抑制
し、ガスタービン燃焼器の寿命を延ばすことができる。
【００１１】また、請求項２に記載のガスタービン燃焼
器の燃料供給ノズルは、請求項１に記載のガスタービン
燃焼器の燃料供給ノズルにおいて、さらに、燃料と空気
とを混合させた燃焼用気体を噴射して火炎を形成する火
炎形成ノズルの内部に設けられる、前記燃焼用気体を攪
拌するためのスワラーの上流に、前記中空スポークが設
けられることを特徴とする。
器の燃料供給ノズルは、請求項１に記載のガスタービン
燃焼器の燃料供給ノズルにおいて、さらに、燃料と空気
とを混合させた燃焼用気体を噴射して火炎を形成する火
炎形成ノズルの内部に設けられる、前記燃焼用気体を攪
拌するためのスワラーの上流に、前記中空スポークが設
けられることを特徴とする。
【００１２】このガスタービン燃焼器の燃料供給ノズル
は、中空スポークをスワラーの上流に配置してある。こ
のようにすると、中空スポークの下流に配置したスワラ
ーによって火炎形成ノズル内の燃料と空気とが混合した
燃焼用気体に圧力損失が発生する。この圧力損失によっ
て燃焼用気体が攪拌されるので、燃焼用気体中の燃料と
空気とはより均一に混合される。これによって、燃焼用
気体はさらに均一に燃焼するので局所的な高温部の発生
はさらに抑制される。その結果、ＮＯｘの発生をさらに
低減できる。
は、中空スポークをスワラーの上流に配置してある。こ
のようにすると、中空スポークの下流に配置したスワラ
ーによって火炎形成ノズル内の燃料と空気とが混合した
燃焼用気体に圧力損失が発生する。この圧力損失によっ
て燃焼用気体が攪拌されるので、燃焼用気体中の燃料と
空気とはより均一に混合される。これによって、燃焼用
気体はさらに均一に燃焼するので局所的な高温部の発生
はさらに抑制される。その結果、ＮＯｘの発生をさらに
低減できる。
【００１３】また、請求項３に記載のガスタービン燃焼
器の燃料供給ノズルは、請求項１または２に記載のガス
タービン燃焼器の燃料供給ノズルにおいて、さらに、燃
料と空気とを混合させた燃焼用気体を噴射して火炎を形
成する火炎形成ノズルの入口よりも上流側に、上記中空
スポークの端部における後縁が位置するように上記中空
スポークを配置したことを特徴とする。
器の燃料供給ノズルは、請求項１または２に記載のガス
タービン燃焼器の燃料供給ノズルにおいて、さらに、燃
料と空気とを混合させた燃焼用気体を噴射して火炎を形
成する火炎形成ノズルの入口よりも上流側に、上記中空
スポークの端部における後縁が位置するように上記中空
スポークを配置したことを特徴とする。
【００１４】このガスタービン燃焼器の燃料供給ノズル
は、火炎形成ノズルの入口よりも上流側に、中空スポー
クの端部における後縁が位置するようにしてある。この
ため、火炎形成ノズルの入口から流入する空気は、火炎
形成ノズルの入口と中空スポークの端部における後縁と
の間から火炎形成ノズル内へ流れ込む。これによって、
十分な空気量を火炎形成ノズルに供給することができる
ので、ＮＯｘの発生量を低減できる。ここで後縁とは、
図１（ｃ）に示すように、断面が翼形形状をした中空ス
ポークが有する二つの縁のうち、燃焼用空気の流れ方向
における下流側の縁をいう（以下同様）。そして、後縁
の反対側における縁が前縁である（以下同様）。
は、火炎形成ノズルの入口よりも上流側に、中空スポー
クの端部における後縁が位置するようにしてある。この
ため、火炎形成ノズルの入口から流入する空気は、火炎
形成ノズルの入口と中空スポークの端部における後縁と
の間から火炎形成ノズル内へ流れ込む。これによって、
十分な空気量を火炎形成ノズルに供給することができる
ので、ＮＯｘの発生量を低減できる。ここで後縁とは、
図１（ｃ）に示すように、断面が翼形形状をした中空ス
ポークが有する二つの縁のうち、燃焼用空気の流れ方向
における下流側の縁をいう（以下同様）。そして、後縁
の反対側における縁が前縁である（以下同様）。
【００１５】また、請求項４に記載のガスタービン燃焼
器の燃料供給ノズルは、燃料と空気とを混合させた燃焼
用気体を噴射して火炎を形成する火炎形成ノズルの内壁
に、断面が翼形形状をした中空スポークを設け、当該中
空スポーク内に供給された燃料を前記火炎形成ノズル内
に供給する燃料供給孔が、前記中空スポークの側面に前
記火炎形成ノズルの径方向に向かって複数設けられたこ
とを特徴とする。
器の燃料供給ノズルは、燃料と空気とを混合させた燃焼
用気体を噴射して火炎を形成する火炎形成ノズルの内壁
に、断面が翼形形状をした中空スポークを設け、当該中
空スポーク内に供給された燃料を前記火炎形成ノズル内
に供給する燃料供給孔が、前記中空スポークの側面に前
記火炎形成ノズルの径方向に向かって複数設けられたこ
とを特徴とする。
【００１６】この燃料供給ノズルは中空スポークのみで
構成されているため、筒状のノズル胴部を備えていな
い。このため、火炎形成ノズル内部において燃焼用空気
が通過する断面積が、筒状のノズル胴部を備えた燃料供
給ノズルを使用する場合よりも大きくなる。したがっ
て、流入する燃焼用空気の量が同じであれば、火炎形成
ノズルの外形寸法を小さくできる。その結果、上記逆火
の抑制およびＮＯｘの低減といった効果に加え、ガスタ
ービン燃焼器全体をコンパクトにできるという効果があ
る。
構成されているため、筒状のノズル胴部を備えていな
い。このため、火炎形成ノズル内部において燃焼用空気
が通過する断面積が、筒状のノズル胴部を備えた燃料供
給ノズルを使用する場合よりも大きくなる。したがっ
て、流入する燃焼用空気の量が同じであれば、火炎形成
ノズルの外形寸法を小さくできる。その結果、上記逆火
の抑制およびＮＯｘの低減といった効果に加え、ガスタ
ービン燃焼器全体をコンパクトにできるという効果があ
る。
【００１７】また、請求項５に記載のガスタービン燃焼
器の燃料供給ノズルは、請求項１〜４のいずれか１項に
記載のガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルにおいて、
さらに、上記中空スポークを、燃焼用空気の進行方向に
対して傾けたことを特徴とする。
器の燃料供給ノズルは、請求項１〜４のいずれか１項に
記載のガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルにおいて、
さらに、上記中空スポークを、燃焼用空気の進行方向に
対して傾けたことを特徴とする。
【００１８】この燃料供給ノズルは、スポークが燃料供
給ノズルの軸方向、すなわち燃焼用空気の進行方向に対
して傾けてある。このため、燃焼用空気に旋回を与える
ことができるので、スポークの後方で燃料と燃焼用空気
とを十分に混合できる。その結果、局所高温部の発生を
抑制できるので、ＮＯｘの発生をさらに低減できる。ま
た、上記同様にスポークの断面形状が翼形であるから燃
焼用空気の剥離が少なく、フィン後方に生ずる流れの乱
れを抑制できるので、逆火を低減できる。さらに、スポ
ークで燃焼用空気に旋回を与えるので、その程度によっ
ては、予混合ノズルの燃焼用空気入口近傍に備えられて
いたスワラーを使用しなくともよい。
給ノズルの軸方向、すなわち燃焼用空気の進行方向に対
して傾けてある。このため、燃焼用空気に旋回を与える
ことができるので、スポークの後方で燃料と燃焼用空気
とを十分に混合できる。その結果、局所高温部の発生を
抑制できるので、ＮＯｘの発生をさらに低減できる。ま
た、上記同様にスポークの断面形状が翼形であるから燃
焼用空気の剥離が少なく、フィン後方に生ずる流れの乱
れを抑制できるので、逆火を低減できる。さらに、スポ
ークで燃焼用空気に旋回を与えるので、その程度によっ
ては、予混合ノズルの燃焼用空気入口近傍に備えられて
いたスワラーを使用しなくともよい。
【００１９】また、請求項６に記載のガスタービン燃焼
器の燃料供給ノズルは、請求項１〜５のいずれか１項に
記載のガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルにおいて、
さらに、上記中空スポークの後縁には前進角が設けられ
ていることを特徴とする。
器の燃料供給ノズルは、請求項１〜５のいずれか１項に
記載のガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルにおいて、
さらに、上記中空スポークの後縁には前進角が設けられ
ていることを特徴とする。
【００２０】このガスタービン燃焼器の燃料供給ノズル
は、中空スポークの後縁に前進角が設けられている。こ
のため、前縁側から流入した燃焼用空気が後縁に沿って
滑らかに流れるので、中空スポーク後流における流れの
乱れが少なくなり、逆火を抑制できる。また、上述した
ように火炎形成ノズルの入口よりも上流側へ中空スポー
クの端部における後縁が位置するように中空スポークを
設けた場合には、逆火を抑制しつつＮＯｘも十分に低減
できる。ここで前進角とは、図１（ｃ）に示すように、
断面が翼形形状をした中空スポークの後縁が、燃焼用空
気の流れ方向上流側に傾いている場合における傾き角を
いう（以下同様）。また、後縁については既述した通り
である。
は、中空スポークの後縁に前進角が設けられている。こ
のため、前縁側から流入した燃焼用空気が後縁に沿って
滑らかに流れるので、中空スポーク後流における流れの
乱れが少なくなり、逆火を抑制できる。また、上述した
ように火炎形成ノズルの入口よりも上流側へ中空スポー
クの端部における後縁が位置するように中空スポークを
設けた場合には、逆火を抑制しつつＮＯｘも十分に低減
できる。ここで前進角とは、図１（ｃ）に示すように、
断面が翼形形状をした中空スポークの後縁が、燃焼用空
気の流れ方向上流側に傾いている場合における傾き角を
いう（以下同様）。また、後縁については既述した通り
である。
【００２１】また、請求項７に係るガスタービン燃焼器
は、ガスタービン燃焼器内筒と、前記ガスタービン燃焼
器内筒の内部に配置され、パイロット燃料と空気とを混
合して拡散火炎を形成する拡散火炎形成ノズルと、前記
ガスタービン燃焼器内筒とパイロット火炎形成コーンと
の間に環状に設けられ、主燃料と空気とを混合させた予
混合気体によって予混合火炎を形成するための予混合火
炎形成ノズルとを備えており、前記拡散火炎形成ノズル
または前記予混合火炎形成ノズルのうち少なくとも一方
は、請求項１〜６のいずれか１項に記載したガスタービ
ン燃焼器の燃料供給ノズルを有することを特徴とする。
は、ガスタービン燃焼器内筒と、前記ガスタービン燃焼
器内筒の内部に配置され、パイロット燃料と空気とを混
合して拡散火炎を形成する拡散火炎形成ノズルと、前記
ガスタービン燃焼器内筒とパイロット火炎形成コーンと
の間に環状に設けられ、主燃料と空気とを混合させた予
混合気体によって予混合火炎を形成するための予混合火
炎形成ノズルとを備えており、前記拡散火炎形成ノズル
または前記予混合火炎形成ノズルのうち少なくとも一方
は、請求項１〜６のいずれか１項に記載したガスタービ
ン燃焼器の燃料供給ノズルを有することを特徴とする。
【００２２】このガスタービン燃焼器は、上記ガスター
ビン燃焼器の燃料供給ノズルを有している。これによっ
て、ＮＯｘの発生を抑制できるので、清浄な排ガスを排
出して環境負荷を低減できる。また、上記ガスタービン
燃焼器の燃料供給ノズルによって逆火を抑えることがで
きるのでガスタービン燃焼器の寿命が延び、また、保守
・点検の手間も軽減できる。さらに、逆火の発生を抑え
ることによって安定した燃焼状態を維持できる。
ビン燃焼器の燃料供給ノズルを有している。これによっ
て、ＮＯｘの発生を抑制できるので、清浄な排ガスを排
出して環境負荷を低減できる。また、上記ガスタービン
燃焼器の燃料供給ノズルによって逆火を抑えることがで
きるのでガスタービン燃焼器の寿命が延び、また、保守
・点検の手間も軽減できる。さらに、逆火の発生を抑え
ることによって安定した燃焼状態を維持できる。
【００２３】また、請求項８に係るガスタービンは、空
気を圧縮する圧縮機と、当該圧縮機で圧縮された空気と
燃料とを反応させて燃焼ガスを生成する請求項７に記載
したガスタービン燃焼器と、当該ガスタービン燃焼器で
生成された燃焼ガスが噴射されることによって駆動され
るタービンとを備えたことを特徴とする。
気を圧縮する圧縮機と、当該圧縮機で圧縮された空気と
燃料とを反応させて燃焼ガスを生成する請求項７に記載
したガスタービン燃焼器と、当該ガスタービン燃焼器で
生成された燃焼ガスが噴射されることによって駆動され
るタービンとを備えたことを特徴とする。
【００２４】このガスタービンは、上記ガスタービン燃
焼器の燃料供給ノズルを有するガスタービン燃焼器を備
えているので、ＮＯｘを低減できる。これによって、清
浄な排ガスによって環境負荷を低減できる。また、逆火
の発生も抑制できるので、安定した燃焼状態を維持して
信頼性の高い運転ができる。さらに、ガスタービン燃焼
器の寿命が延びるので、保守・点検の手間を軽減でき
る。
焼器の燃料供給ノズルを有するガスタービン燃焼器を備
えているので、ＮＯｘを低減できる。これによって、清
浄な排ガスによって環境負荷を低減できる。また、逆火
の発生も抑制できるので、安定した燃焼状態を維持して
信頼性の高い運転ができる。さらに、ガスタービン燃焼
器の寿命が延びるので、保守・点検の手間を軽減でき
る。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、この発明につき図面を参照
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、下記実施の形
態における構成要素には、当業者が容易に想定できるも
の或いは実質的に同一のものが含まれる。
しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこ
の発明が限定されるものではない。また、下記実施の形
態における構成要素には、当業者が容易に想定できるも
の或いは実質的に同一のものが含まれる。
【００２６】（実施の形態１）図１は、この発明の実施
の形態１に係るガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルを
示す説明図である。図１に示すように、本実施の形態に
係る燃料供給ノズル６００は、円筒状のノズル胴部６０
を備えている。また、その内部は燃料を供給するために
中空となっている。
の形態１に係るガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルを
示す説明図である。図１に示すように、本実施の形態に
係る燃料供給ノズル６００は、円筒状のノズル胴部６０
を備えている。また、その内部は燃料を供給するために
中空となっている。
【００２７】ノズル胴部６０の周囲には、断面形状が翼
形をした複数の中空スポーク６２が放射状に設けられて
いる（図１（ｂ））。この中空スポーク６２の側面に
は、一方の側面につき２個ずつ、計４個の燃料を供給す
るための燃料供給孔６１がノズル胴部６０の表面から離
して設けられている。また、中空スポーク６２の内部は
中空であり、中空のノズル胴部６０へ送られた燃料が中
空スポーク６２の内部を通って燃料供給孔６１から噴射
される。ここで、前記燃料供給孔６１の径が小さくなる
と、その個数は多くなる。また、燃料供給孔６１の径を
あまり小さくすると、燃料の供給が不安定になる。この
ため、燃料供給孔６１の数は４個に限定されるものでは
ないが、燃料を安定して供給できる径の範囲で個数を定
めるのが望ましい。この個数は前記燃料供給孔６１の径
にもよるが、一方の側面につき１個から４個、より好ま
しくは２個または３個である。
形をした複数の中空スポーク６２が放射状に設けられて
いる（図１（ｂ））。この中空スポーク６２の側面に
は、一方の側面につき２個ずつ、計４個の燃料を供給す
るための燃料供給孔６１がノズル胴部６０の表面から離
して設けられている。また、中空スポーク６２の内部は
中空であり、中空のノズル胴部６０へ送られた燃料が中
空スポーク６２の内部を通って燃料供給孔６１から噴射
される。ここで、前記燃料供給孔６１の径が小さくなる
と、その個数は多くなる。また、燃料供給孔６１の径を
あまり小さくすると、燃料の供給が不安定になる。この
ため、燃料供給孔６１の数は４個に限定されるものでは
ないが、燃料を安定して供給できる径の範囲で個数を定
めるのが望ましい。この個数は前記燃料供給孔６１の径
にもよるが、一方の側面につき１個から４個、より好ま
しくは２個または３個である。
【００２８】図１（ｃ）は、中空スポーク６２に前進角
θを設けた状態を示している。このようにすると、燃焼
用空気が中空スポーク６２の後縁６２ｔに沿って滑らか
に流れるので、燃焼用空気の乱れを抑えることにより逆
火を抑制できる。その結果、予混合火炎形成ノズルの焼
損を抑えて寿命を長くできるため、中空スポーク６２に
は図１（ｃ）に示すように前進角θを設けることが好ま
しい。ここで、前進角θとは、中空スポーク６２の後縁
６２ｔが、燃焼用空気の流れ方向上流側に傾いている場
合における傾き角θをいう。また、中空スポーク６２の
後縁６２ｔは、断面翼型形状の中空スポーク６２に二つ
存在する縁６２ｌおよび６２ｔのうち燃焼用空気の流れ
方向下流側の縁をいう。そして、上流側の縁が前縁６２
ｌとなる。
θを設けた状態を示している。このようにすると、燃焼
用空気が中空スポーク６２の後縁６２ｔに沿って滑らか
に流れるので、燃焼用空気の乱れを抑えることにより逆
火を抑制できる。その結果、予混合火炎形成ノズルの焼
損を抑えて寿命を長くできるため、中空スポーク６２に
は図１（ｃ）に示すように前進角θを設けることが好ま
しい。ここで、前進角θとは、中空スポーク６２の後縁
６２ｔが、燃焼用空気の流れ方向上流側に傾いている場
合における傾き角θをいう。また、中空スポーク６２の
後縁６２ｔは、断面翼型形状の中空スポーク６２に二つ
存在する縁６２ｌおよび６２ｔのうち燃焼用空気の流れ
方向下流側の縁をいう。そして、上流側の縁が前縁６２
ｌとなる。
【００２９】この燃料供給ノズル６００は、中空の中空
スポーク６２の側面に燃料を供給する複数の燃料供給孔
６１をノズル胴部６０の表面から離して設けているた
め、中空スポーク６２の下流側で燃料が拡散しやすくな
る。その結果、燃料と燃焼用空気との混合気体が均一に
燃焼して局所的な高温部の発生が抑制されるので、従来
よりもＮＯｘの発生を低減できる。
スポーク６２の側面に燃料を供給する複数の燃料供給孔
６１をノズル胴部６０の表面から離して設けているた
め、中空スポーク６２の下流側で燃料が拡散しやすくな
る。その結果、燃料と燃焼用空気との混合気体が均一に
燃焼して局所的な高温部の発生が抑制されるので、従来
よりもＮＯｘの発生を低減できる。
【００３０】また、従来、この中空スポーク６２の周方
向断面形状は円形であったが、当該断面形状では中空ス
ポーク６２の後方に渦や燃焼用空気の剥離が発生し、こ
れが原因で逆火を発生させていた。これに対し、本実施
の形態に係る中空スポーク６２のように、断面を翼形形
状とすることで、燃焼用空気が滑らかに流れて中空スポ
ーク６２の後方における燃焼用空気の乱れが少なくな
る。したがって、燃料を燃焼用空気に拡散させてＮＯｘ
の発生を抑制しつつ、逆火も抑制できる。この結果、ノ
ズル延長管等の焼損を低減できるので、ガスタービン燃
焼器の寿命を長くできる。また、保守・点検の手間も軽
減できる。
向断面形状は円形であったが、当該断面形状では中空ス
ポーク６２の後方に渦や燃焼用空気の剥離が発生し、こ
れが原因で逆火を発生させていた。これに対し、本実施
の形態に係る中空スポーク６２のように、断面を翼形形
状とすることで、燃焼用空気が滑らかに流れて中空スポ
ーク６２の後方における燃焼用空気の乱れが少なくな
る。したがって、燃料を燃焼用空気に拡散させてＮＯｘ
の発生を抑制しつつ、逆火も抑制できる。この結果、ノ
ズル延長管等の焼損を低減できるので、ガスタービン燃
焼器の寿命を長くできる。また、保守・点検の手間も軽
減できる。
【００３１】上述した中空スポーク６２の断面は翼形で
あるが、これを板状としても中空スポーク６２の後方に
おける燃焼用空気の乱れを抑制する作用を得ることがで
きる。中空スポーク６２の断面を板状にした場合は、断
面を翼形とした場合と比較して上記燃焼用空気の乱れを
抑制する効果はやや劣るが、製造は容易になる（以下同
様）。
あるが、これを板状としても中空スポーク６２の後方に
おける燃焼用空気の乱れを抑制する作用を得ることがで
きる。中空スポーク６２の断面を板状にした場合は、断
面を翼形とした場合と比較して上記燃焼用空気の乱れを
抑制する効果はやや劣るが、製造は容易になる（以下同
様）。
【００３２】なお、本実施の形態において、スワラーを
使用して燃焼用空気に旋回を与える場合には、中空スポ
ーク６２をノズル胴部６０の軸方向に対して傾けて、中
空スポーク６２がスワラーで旋回を与えられた燃焼用空
気の進行方向に対して平行になるように取付けてもよ
い。このようにすると、スワラーで向きが変えられた燃
焼用空気が中空スポーク６２の表面に沿って滑らかに流
れるので、中空スポーク６２の後方における燃焼用空気
の乱れが低減される。その結果、スワラーによって燃焼
用空気と燃料とを十分に混合して局所高温部の発生を抑
制してＮＯｘを低減しつつ、逆火の発生を抑制してノズ
ル延長管等の焼損も低減できる。
使用して燃焼用空気に旋回を与える場合には、中空スポ
ーク６２をノズル胴部６０の軸方向に対して傾けて、中
空スポーク６２がスワラーで旋回を与えられた燃焼用空
気の進行方向に対して平行になるように取付けてもよ
い。このようにすると、スワラーで向きが変えられた燃
焼用空気が中空スポーク６２の表面に沿って滑らかに流
れるので、中空スポーク６２の後方における燃焼用空気
の乱れが低減される。その結果、スワラーによって燃焼
用空気と燃料とを十分に混合して局所高温部の発生を抑
制してＮＯｘを低減しつつ、逆火の発生を抑制してノズ
ル延長管等の焼損も低減できる。
【００３３】図２は、この発明の実施の形態１に係る中
空スポークの変形例を示す説明図である。図２（ａ）に
示すように、燃焼用空気が進行する方向の下流側におけ
る中空スポーク６２ａの後縁６２ａｔに燃料供給孔６１
を設けてもよい。この構成は、特に軽油や重油等の液体
燃料を供給する場合に適する。
空スポークの変形例を示す説明図である。図２（ａ）に
示すように、燃焼用空気が進行する方向の下流側におけ
る中空スポーク６２ａの後縁６２ａｔに燃料供給孔６１
を設けてもよい。この構成は、特に軽油や重油等の液体
燃料を供給する場合に適する。
【００３４】さらに、図２（ｂ）に示すように、中空ス
ポーク６２ｂの断面形状を前縁６２ｂｌにおいては半円
形としてその下流側には平面部を設け、さらに燃料供給
孔６１の後流側では滑らかに中空スポーク６２ｂの翼厚
が薄くなるようにしてもよい。このようにすると、中空
スポーク６２ｂの上流側縁部のみが曲面で構成され、そ
れ以外の部分は平面で構成されるので、製造が容易にな
る。
ポーク６２ｂの断面形状を前縁６２ｂｌにおいては半円
形としてその下流側には平面部を設け、さらに燃料供給
孔６１の後流側では滑らかに中空スポーク６２ｂの翼厚
が薄くなるようにしてもよい。このようにすると、中空
スポーク６２ｂの上流側縁部のみが曲面で構成され、そ
れ以外の部分は平面で構成されるので、製造が容易にな
る。
【００３５】図３は、燃料供給ノズル６００を拡散火炎
形成ノズルに適用した例を示す説明図である。同図
（ａ）に示すように、本実施の形態に係る燃料供給ノズ
ル６００を拡散火炎形成ノズル３２に適用してもよい。
このようにすると、中空スポーク６２の下流側で燃料が
拡散しやすくなるため、燃焼用空気と燃料とが十分に混
合されてより均一に燃焼できる。
形成ノズルに適用した例を示す説明図である。同図
（ａ）に示すように、本実施の形態に係る燃料供給ノズ
ル６００を拡散火炎形成ノズル３２に適用してもよい。
このようにすると、中空スポーク６２の下流側で燃料が
拡散しやすくなるため、燃焼用空気と燃料とが十分に混
合されてより均一に燃焼できる。
【００３６】また、図３（ｂ）に示すように、スワラー
３３の上流側に中空スポーク６２を配置してもよい。こ
のようにすると、中空スポーク６２の下流に配置したス
ワラー３３によって拡散火炎形成ノズル３２内に流れ込
んだ空気には圧力損失が発生する。この圧力損失によっ
て空気が攪拌されるので、拡散火炎形成ノズル３２内の
燃料と空気とは十分に混合される。これによって、燃料
と空気とがさらに均一に燃焼するので局所的な高温部の
発生をさらに抑制できる。
３３の上流側に中空スポーク６２を配置してもよい。こ
のようにすると、中空スポーク６２の下流に配置したス
ワラー３３によって拡散火炎形成ノズル３２内に流れ込
んだ空気には圧力損失が発生する。この圧力損失によっ
て空気が攪拌されるので、拡散火炎形成ノズル３２内の
燃料と空気とは十分に混合される。これによって、燃料
と空気とがさらに均一に燃焼するので局所的な高温部の
発生をさらに抑制できる。
【００３７】（実施の形態２）図４は、この発明の実施
の形態２に係るガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルを
示す説明図である。図４（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、本実施の形態に係る燃料供給ノズル６０１は、中空
スポーク６３が燃焼用空気の進行方向（図４中矢印Ｄ方
向）に対して傾けてある点に特徴がある。このようにす
ることで、燃焼用空気に旋回を与えることができるの
で、中空スポーク６３の後方で燃料と燃焼用空気とを十
分に混合できる。
の形態２に係るガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルを
示す説明図である。図４（ａ）および（ｂ）に示すよう
に、本実施の形態に係る燃料供給ノズル６０１は、中空
スポーク６３が燃焼用空気の進行方向（図４中矢印Ｄ方
向）に対して傾けてある点に特徴がある。このようにす
ることで、燃焼用空気に旋回を与えることができるの
で、中空スポーク６３の後方で燃料と燃焼用空気とを十
分に混合できる。
【００３８】その結果、局所高温部の発生を抑制できる
ので、ＮＯｘの発生をさらに低減できる。また、上記同
様に中空スポーク６３の断面形状が翼形であるから燃焼
用空気の剥離が少なく、フィン後方で流れが乱れない。
このため、逆火を抑制できる。さらに、中空スポーク６
３で燃焼用空気に旋回を与えるので、その程度によって
は、予混合ノズルの燃焼用空気入口近傍に備えられてい
たスワラーを使用しなくともよい。
ので、ＮＯｘの発生をさらに低減できる。また、上記同
様に中空スポーク６３の断面形状が翼形であるから燃焼
用空気の剥離が少なく、フィン後方で流れが乱れない。
このため、逆火を抑制できる。さらに、中空スポーク６
３で燃焼用空気に旋回を与えるので、その程度によって
は、予混合ノズルの燃焼用空気入口近傍に備えられてい
たスワラーを使用しなくともよい。
【００３９】図５は、この発明の実施の形態２に係る燃
料供給ノズルの変形例を示す説明図である。同図に示す
ように、この燃料供給ノズル６０２は、燃焼用空気の進
行方向（図５中矢印Ｄ方向）に対して曲率を持って傾け
た中空スポーク６４を備えている点に特徴がある。この
中空スポーク６４は断面が翼形をしており、さらに燃焼
用空気の進行方向に対して曲率を持って傾けてあるの
で、燃焼用空気は中空スポーク６４の表面に沿って流
れ、剥離がほとんど発生しない。したがって、さらに流
れの乱れを抑制できるので、逆火をより低減できる。
料供給ノズルの変形例を示す説明図である。同図に示す
ように、この燃料供給ノズル６０２は、燃焼用空気の進
行方向（図５中矢印Ｄ方向）に対して曲率を持って傾け
た中空スポーク６４を備えている点に特徴がある。この
中空スポーク６４は断面が翼形をしており、さらに燃焼
用空気の進行方向に対して曲率を持って傾けてあるの
で、燃焼用空気は中空スポーク６４の表面に沿って流
れ、剥離がほとんど発生しない。したがって、さらに流
れの乱れを抑制できるので、逆火をより低減できる。
【００４０】（実施の形態３）図６は、この発明の実施
の形態３に係るガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルを
示す説明図である。同図に示すように、本実施の形態に
係る燃料供給ノズル６０３は、中空スポーク６５を火炎
形成ノズル４１の内壁に取付けて構成した点に特徴があ
る。ここで火炎形成ノズル４１には、燃料と燃焼用空気
とを混合して予混合気体を形成し、この予混合気体によ
って予混合火炎を形成するノズルや、燃焼用空気中に燃
料を噴射して燃料を燃焼させて拡散燃焼火炎を形成する
ノズルが含まれる。また、後述する適用例２における、
パイロット燃料と燃焼用空気との混合気体および予混合
気体を噴射して予混合火炎を形成ノズルも含まれる。
の形態３に係るガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルを
示す説明図である。同図に示すように、本実施の形態に
係る燃料供給ノズル６０３は、中空スポーク６５を火炎
形成ノズル４１の内壁に取付けて構成した点に特徴があ
る。ここで火炎形成ノズル４１には、燃料と燃焼用空気
とを混合して予混合気体を形成し、この予混合気体によ
って予混合火炎を形成するノズルや、燃焼用空気中に燃
料を噴射して燃料を燃焼させて拡散燃焼火炎を形成する
ノズルが含まれる。また、後述する適用例２における、
パイロット燃料と燃焼用空気との混合気体および予混合
気体を噴射して予混合火炎を形成ノズルも含まれる。
【００４１】図６に示すように、火炎形成ノズル４１の
内壁側には断面形状が翼形をした４枚の中空スポーク６
５で構成された燃料供給ノズル６０３が設けられてい
る。この中空スポーク６５の内部は中空であり、火炎形
成ノズル４１の外部に設けられた燃料供給部４５から送
られる主燃料が供給されるようになっている。また、こ
の中空スポーク６５の側面には、一方の側面につき２個
ずつ、計４個の主燃料を噴射するための燃料供給孔６１
が設けられている。なお、前記燃料供給孔６１の径およ
び個数については実施の形態１で説明したものが適用で
きる。この実施の形態に係る中空スポーク６５は、火炎
形成ノズル４１の軸方向に垂直な断面が十字形状をして
いる。すなわち、中空スポーク６５の枚数は４枚である
が、中空スポーク６５の枚数は４枚には限られるもので
はない。
内壁側には断面形状が翼形をした４枚の中空スポーク６
５で構成された燃料供給ノズル６０３が設けられてい
る。この中空スポーク６５の内部は中空であり、火炎形
成ノズル４１の外部に設けられた燃料供給部４５から送
られる主燃料が供給されるようになっている。また、こ
の中空スポーク６５の側面には、一方の側面につき２個
ずつ、計４個の主燃料を噴射するための燃料供給孔６１
が設けられている。なお、前記燃料供給孔６１の径およ
び個数については実施の形態１で説明したものが適用で
きる。この実施の形態に係る中空スポーク６５は、火炎
形成ノズル４１の軸方向に垂直な断面が十字形状をして
いる。すなわち、中空スポーク６５の枚数は４枚である
が、中空スポーク６５の枚数は４枚には限られるもので
はない。
【００４２】また、この中空スポーク６５の後縁６５ｔ
には前進角θが設けられている。このように前進角θを
設けると、空気の剥離を抑えて逆火を抑制できるため好
ましい。ここで後縁６５ｔは、図６（ａ）に示すよう
に、中空スポーク６５が有する二つの縁６５ｌおよび６
５ｔのうち、燃焼用空気の流れ方向における下流側の縁
である。また前進角θは、図６（ａ）に示すように、中
空スポーク６５の後縁６５ｔが、燃焼用空気の流れ方向
上流側に傾いている場合における傾き角をいう。前進角
θは中空スポーク６５の後縁６５ｔにおける空気の剥離
を抑制する観点から、１０〜３０度が好ましく、さらに
は１５〜２５度が好ましい。
には前進角θが設けられている。このように前進角θを
設けると、空気の剥離を抑えて逆火を抑制できるため好
ましい。ここで後縁６５ｔは、図６（ａ）に示すよう
に、中空スポーク６５が有する二つの縁６５ｌおよび６
５ｔのうち、燃焼用空気の流れ方向における下流側の縁
である。また前進角θは、図６（ａ）に示すように、中
空スポーク６５の後縁６５ｔが、燃焼用空気の流れ方向
上流側に傾いている場合における傾き角をいう。前進角
θは中空スポーク６５の後縁６５ｔにおける空気の剥離
を抑制する観点から、１０〜３０度が好ましく、さらに
は１５〜２５度が好ましい。
【００４３】火炎形成ノズル４１の入口４６から流入し
た燃焼用空気は、燃料供給孔６１から火炎形成ノズル４
１内に噴射される燃料と混合される。本実施の形態に係
る燃料供給ノズル６０３は、実施の形態１で説明した主
燃料供給ノズル６００と異なり、中心部に円筒状のノズ
ル胴部６０（図１参照）を備えていない。このため、火
炎形成ノズル４１内部において燃焼用空気が通過する断
面積は、実施の形態１で説明した燃料供給ノズル６００
を使用する場合よりも大きくなる。したがって、流入す
る燃焼用空気の量が同じであれば、火炎形成ノズル４１
の内径を小さくできるので、ガスタービン燃焼器全体を
コンパクトにできる。
た燃焼用空気は、燃料供給孔６１から火炎形成ノズル４
１内に噴射される燃料と混合される。本実施の形態に係
る燃料供給ノズル６０３は、実施の形態１で説明した主
燃料供給ノズル６００と異なり、中心部に円筒状のノズ
ル胴部６０（図１参照）を備えていない。このため、火
炎形成ノズル４１内部において燃焼用空気が通過する断
面積は、実施の形態１で説明した燃料供給ノズル６００
を使用する場合よりも大きくなる。したがって、流入す
る燃焼用空気の量が同じであれば、火炎形成ノズル４１
の内径を小さくできるので、ガスタービン燃焼器全体を
コンパクトにできる。
【００４４】また、本実施の形態において、スワラーを
使用して燃焼用空気に旋回を与える場合には、中空スポ
ーク６５を火炎形成ノズル４１の軸方向に対して傾けて
取付けてもよい。このようにすると、スワラーで向きが
変えられた燃焼用空気が中空スポーク６５の表面に沿っ
て滑らかに流れるので、中空スポーク６５の後方におけ
る燃焼用空気の乱れが低減される。その結果、スワラー
によって燃焼用空気と燃料とを十分に混合して局所高温
部の発生を抑制してＮＯｘを低減しつつ、逆火の発生を
抑制してノズル延長管等の焼損も低減できる。
使用して燃焼用空気に旋回を与える場合には、中空スポ
ーク６５を火炎形成ノズル４１の軸方向に対して傾けて
取付けてもよい。このようにすると、スワラーで向きが
変えられた燃焼用空気が中空スポーク６５の表面に沿っ
て滑らかに流れるので、中空スポーク６５の後方におけ
る燃焼用空気の乱れが低減される。その結果、スワラー
によって燃焼用空気と燃料とを十分に混合して局所高温
部の発生を抑制してＮＯｘを低減しつつ、逆火の発生を
抑制してノズル延長管等の焼損も低減できる。
【００４５】なお、実施の形態２において説明したよう
に、本実施の形態に係る燃料供給ノズル６０３の中空ス
ポーク６５を燃焼用空気の進行方向に対して傾けること
により燃焼用空気に旋回を与えて、主燃料と十分に混合
してもよい。この場合、旋回の程度によっては、燃焼用
空気に旋回を与えるスワラーを使用しなくともよい。
に、本実施の形態に係る燃料供給ノズル６０３の中空ス
ポーク６５を燃焼用空気の進行方向に対して傾けること
により燃焼用空気に旋回を与えて、主燃料と十分に混合
してもよい。この場合、旋回の程度によっては、燃焼用
空気に旋回を与えるスワラーを使用しなくともよい。
【００４６】（適用例１）つぎに、本発明に係る燃料供
給ノズルをガスタービン燃焼器に適用した例を説明す
る。図７は、本発明に係る燃料供給ノズルをガスタービ
ン燃焼器に適用した第一の例を示す正面図である。図８
は、図７に示したガスタービン燃焼器の軸方向断面図で
ある。図９は、本発明に係る燃料供給ノズルをガスター
ビン燃焼器に適用した第二の例を示す軸方向断面図であ
る。図１０は、本発明に係る燃料供給ノズルをガスター
ビン燃焼器に適用した第三の例を示す軸方向断面図であ
る。また、図１１は、このガスタービン燃焼器に使用す
る予混合火炎形成ノズル延長管の軸方向断面図である。
なお、以下の適用例においては、実施の形態１で説明し
た燃料供給ノズル６００（図１参照）を適用した場合に
ついて説明するが、実施の形態２および３において説明
した燃料供給ノズルも同様に適用できる。
給ノズルをガスタービン燃焼器に適用した例を説明す
る。図７は、本発明に係る燃料供給ノズルをガスタービ
ン燃焼器に適用した第一の例を示す正面図である。図８
は、図７に示したガスタービン燃焼器の軸方向断面図で
ある。図９は、本発明に係る燃料供給ノズルをガスター
ビン燃焼器に適用した第二の例を示す軸方向断面図であ
る。図１０は、本発明に係る燃料供給ノズルをガスター
ビン燃焼器に適用した第三の例を示す軸方向断面図であ
る。また、図１１は、このガスタービン燃焼器に使用す
る予混合火炎形成ノズル延長管の軸方向断面図である。
なお、以下の適用例においては、実施の形態１で説明し
た燃料供給ノズル６００（図１参照）を適用した場合に
ついて説明するが、実施の形態２および３において説明
した燃料供給ノズルも同様に適用できる。
【００４７】図７および図８に示すように、ガスタービ
ン燃焼器内筒２０の内部には拡散火炎形成コーン３０が
設けられている。この拡散火炎形成コーン３０の内部に
は、パイロット燃料を噴射するパイロット燃料供給ノズ
ル３１が設けられており、パイロット燃料供給ノズル３
１から噴射されたパイロット燃料は、燃焼用空気と反応
して拡散燃焼火炎を形成する。また、前記パイロット燃
料供給ノズル３１の周囲には燃焼用空気を攪拌するため
のスワラー３３が設けられており、燃焼用空気とパイロ
ット燃料とを十分に混合する。前記拡散火炎形成コーン
３０は、燃焼用空気とパイロット燃料とが混合した気体
を燃焼室５０側（図８参照）へ噴射して、拡散燃焼火炎
を形成する。
ン燃焼器内筒２０の内部には拡散火炎形成コーン３０が
設けられている。この拡散火炎形成コーン３０の内部に
は、パイロット燃料を噴射するパイロット燃料供給ノズ
ル３１が設けられており、パイロット燃料供給ノズル３
１から噴射されたパイロット燃料は、燃焼用空気と反応
して拡散燃焼火炎を形成する。また、前記パイロット燃
料供給ノズル３１の周囲には燃焼用空気を攪拌するため
のスワラー３３が設けられており、燃焼用空気とパイロ
ット燃料とを十分に混合する。前記拡散火炎形成コーン
３０は、燃焼用空気とパイロット燃料とが混合した気体
を燃焼室５０側（図８参照）へ噴射して、拡散燃焼火炎
を形成する。
【００４８】図８に示すように、予混合火炎形成ノズル
４０はガスタービン燃焼器内筒２０と拡散燃焼火炎を形
成する拡散火炎形成コーン３０の間に配置されている。
ここで、図８からは明らかではないが、８個の前記予混
合火炎形成ノズル４０が前記拡散火炎形成コーン３０の
周囲に環状に配置されている。なお、予混合火炎形成ノ
ズル４０の数は８個に限定されるものではなく、ガスタ
ービン燃焼器の仕様に応じて適宜増減することができ
る。
４０はガスタービン燃焼器内筒２０と拡散燃焼火炎を形
成する拡散火炎形成コーン３０の間に配置されている。
ここで、図８からは明らかではないが、８個の前記予混
合火炎形成ノズル４０が前記拡散火炎形成コーン３０の
周囲に環状に配置されている。なお、予混合火炎形成ノ
ズル４０の数は８個に限定されるものではなく、ガスタ
ービン燃焼器の仕様に応じて適宜増減することができ
る。
【００４９】また、図７および図８に示すように、前記
予混合火炎形成ノズル４０の出口には、予混合火炎形成
ノズル延長部として予混合火炎形成ノズル延長管（以下
ノズル延長管と略称）４１０が設けられている。そし
て、予混合気体は当該ノズル延長管４１０を介して燃焼
室５０側へ噴射される。
予混合火炎形成ノズル４０の出口には、予混合火炎形成
ノズル延長部として予混合火炎形成ノズル延長管（以下
ノズル延長管と略称）４１０が設けられている。そし
て、予混合気体は当該ノズル延長管４１０を介して燃焼
室５０側へ噴射される。
【００５０】図７に示すように、前記ノズル延長管４１
０の出口形状は扇形状である。このようにすると、隣り
合うノズル延長管４１０同士の間隔はほぼ一定になるた
め、隣り合うノズル延長管４１０からは均等に空気が流
れる。このため、空気の流れが弱い部分に高温の燃焼ガ
スが逆流することを抑制できるので、ノズル延長管４１
０同士が隣り合う部分における焼損を低減できる。ま
た、隣り合うノズル延長管４１０の間、ノズル延長管４
１０とガスタービン燃焼器内筒２０との間およびノズル
延長管４１０と拡散火炎形成コーン３０との間からもほ
ぼ均等に空気が流れる。このため、不均一な空気の流れ
に起因する逆火を抑制できるので、ノズル延長管４１０
等の焼損を低減できる。
０の出口形状は扇形状である。このようにすると、隣り
合うノズル延長管４１０同士の間隔はほぼ一定になるた
め、隣り合うノズル延長管４１０からは均等に空気が流
れる。このため、空気の流れが弱い部分に高温の燃焼ガ
スが逆流することを抑制できるので、ノズル延長管４１
０同士が隣り合う部分における焼損を低減できる。ま
た、隣り合うノズル延長管４１０の間、ノズル延長管４
１０とガスタービン燃焼器内筒２０との間およびノズル
延長管４１０と拡散火炎形成コーン３０との間からもほ
ぼ均等に空気が流れる。このため、不均一な空気の流れ
に起因する逆火を抑制できるので、ノズル延長管４１０
等の焼損を低減できる。
【００５１】このノズル延長管４１０は、ガスタービン
燃焼器内筒２０の径方向に存在する前記ノズル延長管４
１０の側部のうち、少なくとも前記ガスタービン燃焼器
内筒２０の中心軸に近い側部４１１を、前記ガスタービ
ン燃焼器内筒２０の中心軸に垂直な平面に対して一定の
角度αをもって前記ガスタービン燃焼器内筒２０の径方
向外側に傾けてある（図１１（ａ））。さらに、図１１
（ｂ）に示すように、前記ノズル延長管４１０は前記ガ
スタービン燃焼器内筒２０の周方向に存在する前記ノズ
ル延長管４１０の側部４１２を、前記ガスタービン燃焼
器内筒２０の中心軸に垂直な平面に対して一定の角度β
をもってガスタービン燃焼器内筒２０の周方向へ傾けて
ある。
燃焼器内筒２０の径方向に存在する前記ノズル延長管４
１０の側部のうち、少なくとも前記ガスタービン燃焼器
内筒２０の中心軸に近い側部４１１を、前記ガスタービ
ン燃焼器内筒２０の中心軸に垂直な平面に対して一定の
角度αをもって前記ガスタービン燃焼器内筒２０の径方
向外側に傾けてある（図１１（ａ））。さらに、図１１
（ｂ）に示すように、前記ノズル延長管４１０は前記ガ
スタービン燃焼器内筒２０の周方向に存在する前記ノズ
ル延長管４１０の側部４１２を、前記ガスタービン燃焼
器内筒２０の中心軸に垂直な平面に対して一定の角度β
をもってガスタービン燃焼器内筒２０の周方向へ傾けて
ある。
【００５２】このように、ノズル延長管４１０を前記ガ
スタービン燃焼器内筒２０の径方向外側へ向かって傾け
ることによって予混合気体に外向きの流れを与えること
ができる（図１１（ａ）中の矢印Ａ）。さらに周方向へ
傾けることによって、当該予混合気体に前記ガスタービ
ン燃焼器内筒２０の周方向に向かう回転を与えることが
できる（図１１（ｂ）中の矢印Ｂ）。なお、前記角度α
およびβはガスタービン燃焼器の仕様によって適宜最適
な値を選択することができるが、再循環領域を効果的に
形成するという観点からは、αおよびβともに２０度か
ら５０度の範囲とすることが好ましい。そして、ノズル
延長管４１０における圧力損失をできるだけ少なくしつ
つ効果的な再循環領域を形成するという観点からは、α
およびβともに３０度から４０度の範囲とすることが望
ましい。
スタービン燃焼器内筒２０の径方向外側へ向かって傾け
ることによって予混合気体に外向きの流れを与えること
ができる（図１１（ａ）中の矢印Ａ）。さらに周方向へ
傾けることによって、当該予混合気体に前記ガスタービ
ン燃焼器内筒２０の周方向に向かう回転を与えることが
できる（図１１（ｂ）中の矢印Ｂ）。なお、前記角度α
およびβはガスタービン燃焼器の仕様によって適宜最適
な値を選択することができるが、再循環領域を効果的に
形成するという観点からは、αおよびβともに２０度か
ら５０度の範囲とすることが好ましい。そして、ノズル
延長管４１０における圧力損失をできるだけ少なくしつ
つ効果的な再循環領域を形成するという観点からは、α
およびβともに３０度から４０度の範囲とすることが望
ましい。
【００５３】次は、図８を参照して説明する。圧縮機
（図示せず）から送られてきた空気はガスタービン燃焼
器外筒１０内に導かれ、当該ガスタービン燃焼器外筒１
０とガスタービン燃焼器内筒２０との間を通った後進行
方向を１８０度変える。その後、前記ガスタービン燃焼
器内筒２０の後方から予混合火炎形成ノズル４０および
拡散火炎形成ノズル３２へ送られて、主燃料およびパイ
ロット燃料と混合される。
（図示せず）から送られてきた空気はガスタービン燃焼
器外筒１０内に導かれ、当該ガスタービン燃焼器外筒１
０とガスタービン燃焼器内筒２０との間を通った後進行
方向を１８０度変える。その後、前記ガスタービン燃焼
器内筒２０の後方から予混合火炎形成ノズル４０および
拡散火炎形成ノズル３２へ送られて、主燃料およびパイ
ロット燃料と混合される。
【００５４】拡散火炎形成ノズル３２内に導かれた圧縮
空気は、拡散火炎形成ノズル３２内に設けられたスワラ
ー３３によって攪拌され、パイロット燃料供給ノズル３
１から噴射されたパイロット燃料と十分に混合される。
そして両者の混合気体は拡散火炎を作り、拡散火炎形成
コーン３０から燃焼室５０側に向かって拡散火炎が噴出
される。この拡散火炎は、予混合火炎形成ノズル４０で
作られる予混合気体を速やかに燃焼させ、また、当該予
混合気体の燃焼を安定させて予混合火炎の逆火や予混合
気体の自己着火を抑制する。
空気は、拡散火炎形成ノズル３２内に設けられたスワラ
ー３３によって攪拌され、パイロット燃料供給ノズル３
１から噴射されたパイロット燃料と十分に混合される。
そして両者の混合気体は拡散火炎を作り、拡散火炎形成
コーン３０から燃焼室５０側に向かって拡散火炎が噴出
される。この拡散火炎は、予混合火炎形成ノズル４０で
作られる予混合気体を速やかに燃焼させ、また、当該予
混合気体の燃焼を安定させて予混合火炎の逆火や予混合
気体の自己着火を抑制する。
【００５５】予混合火炎形成ノズル４０内に導かれた圧
縮空気は、予混合火炎形成ノズル４０内に設けられたス
ワラー４２によって攪拌される。そして燃料供給ノズル
６００の中空スポーク６２に設けられた燃料供給孔６１
から噴射された主燃料と十分に混合されて予混合気体を
形成した後、ノズル延長管４１０から燃焼室５０側へ噴
射される。ここで、燃料供給孔６１はノズル胴部６０の
表面から離して設けてあるため、主燃料は燃焼用空気で
ある前記圧縮空気へ十分に拡散して混合される。なお、
予混合気体はＮＯｘの発生を抑制する必要があることか
ら、燃料に対して空気が過剰の状態となっている。この
予混合気体は前記拡散火炎から排出される高温の燃焼ガ
スによって速やかに発火し、予混合火炎を形成して、当
該予混合火炎から高温・高圧の燃焼ガスが排出される。
縮空気は、予混合火炎形成ノズル４０内に設けられたス
ワラー４２によって攪拌される。そして燃料供給ノズル
６００の中空スポーク６２に設けられた燃料供給孔６１
から噴射された主燃料と十分に混合されて予混合気体を
形成した後、ノズル延長管４１０から燃焼室５０側へ噴
射される。ここで、燃料供給孔６１はノズル胴部６０の
表面から離して設けてあるため、主燃料は燃焼用空気で
ある前記圧縮空気へ十分に拡散して混合される。なお、
予混合気体はＮＯｘの発生を抑制する必要があることか
ら、燃料に対して空気が過剰の状態となっている。この
予混合気体は前記拡散火炎から排出される高温の燃焼ガ
スによって速やかに発火し、予混合火炎を形成して、当
該予混合火炎から高温・高圧の燃焼ガスが排出される。
【００５６】なお、図８に示す予混合火炎形成ノズル４
０においては、スワラー４２の下流に中空スポーク６２
を配置しているが、図９に示す予混合火炎形成ノズル４
０ａのように、スワラー４２の上流に中空スポーク６２
を配置してもよい。このようにすると、中空スポーク６
２の下流に配置したスワラー４２によって予混合火炎形
成ノズル４０ａ内の主燃料と空気とが混合した燃焼用気
体に圧力損失が発生する。この圧力損失によって燃焼用
気体が攪拌されるので、燃焼用気体中の燃料と空気とは
より均一に混合される。これによって、燃焼用気体はさ
らに均一に燃焼するので局所的な高温部の発生はさらに
抑制され、ＮＯｘの発生をさらに低減できるため好まし
い。
０においては、スワラー４２の下流に中空スポーク６２
を配置しているが、図９に示す予混合火炎形成ノズル４
０ａのように、スワラー４２の上流に中空スポーク６２
を配置してもよい。このようにすると、中空スポーク６
２の下流に配置したスワラー４２によって予混合火炎形
成ノズル４０ａ内の主燃料と空気とが混合した燃焼用気
体に圧力損失が発生する。この圧力損失によって燃焼用
気体が攪拌されるので、燃焼用気体中の燃料と空気とは
より均一に混合される。これによって、燃焼用気体はさ
らに均一に燃焼するので局所的な高温部の発生はさらに
抑制され、ＮＯｘの発生をさらに低減できるため好まし
い。
【００５７】さらに、図１０に示す予混合ノズル４０ｂ
のように、予混合火炎形成ノズル４０ｂの入口４０ｉよ
りも上流側に、中空スポーク６２の端部６２ｘにおける
後縁６２ｔが位置するようにしてもよい。このようにす
ると、予混合火炎形成ノズル４０ｂの入口４０ｉから流
入する空気は、予混合火炎形成ノズル４０ｂの入口４０
ｉと中空スポーク６２の端部６２ｘにおける後縁６２ｔ
との間から、予混合火炎形成ノズル４０ｂ内へ流れ込
む。これによって、十分な空気量を予混合火炎形成ノズ
ル４０ｂに供給することができるので、ＮＯｘの発生量
を低減できる。ここで後縁６２ｔとは、図１０に示すよ
うに、中空スポーク６２が有する二つの縁６２ｌおよび
６２ｔのうち、燃焼用空気の流れ方向における下流側の
縁をいう。そして、後縁の反対側における縁が前縁６２
ｌである。
のように、予混合火炎形成ノズル４０ｂの入口４０ｉよ
りも上流側に、中空スポーク６２の端部６２ｘにおける
後縁６２ｔが位置するようにしてもよい。このようにす
ると、予混合火炎形成ノズル４０ｂの入口４０ｉから流
入する空気は、予混合火炎形成ノズル４０ｂの入口４０
ｉと中空スポーク６２の端部６２ｘにおける後縁６２ｔ
との間から、予混合火炎形成ノズル４０ｂ内へ流れ込
む。これによって、十分な空気量を予混合火炎形成ノズ
ル４０ｂに供給することができるので、ＮＯｘの発生量
を低減できる。ここで後縁６２ｔとは、図１０に示すよ
うに、中空スポーク６２が有する二つの縁６２ｌおよび
６２ｔのうち、燃焼用空気の流れ方向における下流側の
縁をいう。そして、後縁の反対側における縁が前縁６２
ｌである。
【００５８】また、同じく図１０に示すように、中空ス
ポーク６２の後縁６２ｔには前進角θを設けてもよい。
前進角θを設けると、空気が後縁６２ｔに沿って滑らか
に流れるため、逆火の発生を抑えることができる。これ
によって、予混合火炎形成ノズル４０ｂの焼損を抑える
ことができるので、予混合火炎形成ノズル４０ｂの寿命
を長くでき、また、保守・点検の手間も軽減でき好まし
い。なお、中空スポーク６２の後縁６２ｔにおける空気
の剥離を抑制する観点から、前進角θは１０〜３０度が
好ましく、さらには１５〜２５度が好ましい。
ポーク６２の後縁６２ｔには前進角θを設けてもよい。
前進角θを設けると、空気が後縁６２ｔに沿って滑らか
に流れるため、逆火の発生を抑えることができる。これ
によって、予混合火炎形成ノズル４０ｂの焼損を抑える
ことができるので、予混合火炎形成ノズル４０ｂの寿命
を長くでき、また、保守・点検の手間も軽減でき好まし
い。なお、中空スポーク６２の後縁６２ｔにおける空気
の剥離を抑制する観点から、前進角θは１０〜３０度が
好ましく、さらには１５〜２５度が好ましい。
【００５９】上述したように、ノズル延長管４１０は、
少なくともガスタービン燃焼器内筒２０の中心軸に近い
側部をガスタービン燃焼器内筒２０の軸方向に対して一
定の角度αを持って前記ガスタービン燃焼器内筒２０の
内壁側へ傾けてある。また、前記ノズル延長管４１０の
出口は、ガスタービン燃焼器内筒２０の軸方向に対して
一定の角度βを持って傾いている。このため、燃焼室５
０内における燃焼ガスは前記ガスタービン燃焼器内筒２
０の軸の周囲をらせん状に進む流れ、いわゆる外向き旋
回流となる。
少なくともガスタービン燃焼器内筒２０の中心軸に近い
側部をガスタービン燃焼器内筒２０の軸方向に対して一
定の角度αを持って前記ガスタービン燃焼器内筒２０の
内壁側へ傾けてある。また、前記ノズル延長管４１０の
出口は、ガスタービン燃焼器内筒２０の軸方向に対して
一定の角度βを持って傾いている。このため、燃焼室５
０内における燃焼ガスは前記ガスタービン燃焼器内筒２
０の軸の周囲をらせん状に進む流れ、いわゆる外向き旋
回流となる。
【００６０】つぎに、ガスタービン燃焼器内筒２０の冷
却について説明する。図１２は、冷却手段を取付けたガ
スタービン燃焼器内筒を示す軸方向断面図である。本発
明のガスタービン燃焼器における燃焼ガスの流れは外向
き旋回流となるため、燃焼室５０側におけるガスタービ
ン燃焼器内筒２０ａに燃焼ガスが衝突する（図１２
（ａ）中の矢印Ｃ）。このため、燃焼室５０側における
ガスタービン燃焼器内筒２０ａの燃焼ガスが衝突する部
分が高温となり、この部分の寿命を短くしてしまうこと
もある。
却について説明する。図１２は、冷却手段を取付けたガ
スタービン燃焼器内筒を示す軸方向断面図である。本発
明のガスタービン燃焼器における燃焼ガスの流れは外向
き旋回流となるため、燃焼室５０側におけるガスタービ
ン燃焼器内筒２０ａに燃焼ガスが衝突する（図１２
（ａ）中の矢印Ｃ）。このため、燃焼室５０側における
ガスタービン燃焼器内筒２０ａの燃焼ガスが衝突する部
分が高温となり、この部分の寿命を短くしてしまうこと
もある。
【００６１】これを避けるために、燃焼室５０側におけ
るガスタービン燃焼器内筒２０ａの周囲に冷却手段を配
置して、燃焼ガスの熱を除去することが望ましい。図１
２に示した例は、冷却手段として燃焼室５０側における
ガスタービン燃焼器内筒２０ａをプレートフィン２１で
構成したものである。ここで、プレートフィン２１の構
造を図１２（ｂ）に示す。まず、ガスタービン燃焼器外
筒１０とガスタービン燃焼器内筒２０との間を通ってき
た圧縮機からの空気が、プレートフィン２１のガスター
ビン燃焼器外筒１０側に設けられた冷却空気孔２１ａ
（図１２（ｂ）参照）からプレートフィン２１内部に流
入する。この空気はプレートフィン２１内部を流れる際
に、対流冷却により燃焼室５０側の内筒を冷却する。ま
た、プレートフィン２１内部を流れ終わった空気は、燃
焼室５０側へ流れ出る（図中の矢印Ｊ方向）。この空気
は燃焼室５０側におけるガスタービン燃焼器内筒２０ａ
の表面を流れることで、その表面近傍に温度境界層を形
成して、燃焼室５０側における内筒をフィルム冷却す
る。
るガスタービン燃焼器内筒２０ａの周囲に冷却手段を配
置して、燃焼ガスの熱を除去することが望ましい。図１
２に示した例は、冷却手段として燃焼室５０側における
ガスタービン燃焼器内筒２０ａをプレートフィン２１で
構成したものである。ここで、プレートフィン２１の構
造を図１２（ｂ）に示す。まず、ガスタービン燃焼器外
筒１０とガスタービン燃焼器内筒２０との間を通ってき
た圧縮機からの空気が、プレートフィン２１のガスター
ビン燃焼器外筒１０側に設けられた冷却空気孔２１ａ
（図１２（ｂ）参照）からプレートフィン２１内部に流
入する。この空気はプレートフィン２１内部を流れる際
に、対流冷却により燃焼室５０側の内筒を冷却する。ま
た、プレートフィン２１内部を流れ終わった空気は、燃
焼室５０側へ流れ出る（図中の矢印Ｊ方向）。この空気
は燃焼室５０側におけるガスタービン燃焼器内筒２０ａ
の表面を流れることで、その表面近傍に温度境界層を形
成して、燃焼室５０側における内筒をフィルム冷却す
る。
【００６２】なお、冷却手段としては上記プレートフィ
ンには限られず、ＭＴフィンと呼ばれるフィンを使用し
たり、あるいは燃焼室５０側におけるガスタービン燃焼
器内筒２０ａの周囲に孔を設けて、この孔から冷却空気
を噴射して燃焼室５０側におけるガスタービン燃焼器内
筒２０ａをフィルム冷却したりしてもよい。このような
冷却手段によれば、高温の燃焼ガスが燃焼室５０側にお
ける内筒の表面に当たってもその部分が冷却されるた
め、燃焼室５０側におけるガスタービン燃焼器内筒２０
ａの局所的な温度上昇を抑制できる。したがって、より
積極的に外向きの流れを作ることができるので予混合気
体の混合をさらに促進できる。
ンには限られず、ＭＴフィンと呼ばれるフィンを使用し
たり、あるいは燃焼室５０側におけるガスタービン燃焼
器内筒２０ａの周囲に孔を設けて、この孔から冷却空気
を噴射して燃焼室５０側におけるガスタービン燃焼器内
筒２０ａをフィルム冷却したりしてもよい。このような
冷却手段によれば、高温の燃焼ガスが燃焼室５０側にお
ける内筒の表面に当たってもその部分が冷却されるた
め、燃焼室５０側におけるガスタービン燃焼器内筒２０
ａの局所的な温度上昇を抑制できる。したがって、より
積極的に外向きの流れを作ることができるので予混合気
体の混合をさらに促進できる。
【００６３】従来のガスタービン燃焼器における燃焼ガ
スは、ガスタービン燃焼器の中心に向かって旋回するい
わゆる内向き旋回流であったため、燃焼室５０の中心付
近に予混合気体が集中する。その結果、この部分におい
て燃焼が早まり、また局所高温部が発生しやすくなるた
め、ＮＯｘの発生を十分に抑制をすることができなかっ
た。また、再循環領域が十分に形成されないため、予混
合火炎が不安定となって燃焼振動等を発生していた。
スは、ガスタービン燃焼器の中心に向かって旋回するい
わゆる内向き旋回流であったため、燃焼室５０の中心付
近に予混合気体が集中する。その結果、この部分におい
て燃焼が早まり、また局所高温部が発生しやすくなるた
め、ＮＯｘの発生を十分に抑制をすることができなかっ
た。また、再循環領域が十分に形成されないため、予混
合火炎が不安定となって燃焼振動等を発生していた。
【００６４】これに対して本発明の燃料供給ノズル６０
０を適用したガスタービン燃焼器は、予混合火炎形成ノ
ズル４０内に設けられた燃料供給ノズル６００によっ
て、予混合気体を十分に混合しているので、局所高温部
の発生を抑制できる。さらに、このガスタービン燃焼器
では、ノズル延長管４１０に一定の角度を設けることに
よって、予混合気体にガスタービン燃焼器内筒２０の径
方向外側に向かい、且つ周方向に旋回する流れ、すなわ
ち外向き旋回流を与えている。このため、予混合気体
は、拡散火炎を取り巻くように流れる過程でさらに混合
されながら、燃焼室５０の全領域にわたって均一に燃焼
する。これらの相互作用によって、局所高温部の発生が
十分に抑制されるため、ＮＯｘの発生を十分に抑制する
ことができる。
０を適用したガスタービン燃焼器は、予混合火炎形成ノ
ズル４０内に設けられた燃料供給ノズル６００によっ
て、予混合気体を十分に混合しているので、局所高温部
の発生を抑制できる。さらに、このガスタービン燃焼器
では、ノズル延長管４１０に一定の角度を設けることに
よって、予混合気体にガスタービン燃焼器内筒２０の径
方向外側に向かい、且つ周方向に旋回する流れ、すなわ
ち外向き旋回流を与えている。このため、予混合気体
は、拡散火炎を取り巻くように流れる過程でさらに混合
されながら、燃焼室５０の全領域にわたって均一に燃焼
する。これらの相互作用によって、局所高温部の発生が
十分に抑制されるため、ＮＯｘの発生を十分に抑制する
ことができる。
【００６５】また、本発明の燃料供給ノズル６００では
中空スポーク６２の断面形状が翼形であるため、中空ス
ポーク６２の表面を燃焼用空気が滑らかに流れる。この
ため、中空スポーク６２の後方における燃焼用空気の乱
れが抑制される結果、燃焼用空気の乱れに起因する逆火
が抑制できる。さらに、外向き旋回流によってガスター
ビン燃焼器の中心部分に形成される再循環領域が拡大す
る。これらの相互作用によって、予混合火炎の燃焼が安
定し燃焼振動も抑制できるので、ガスタービンを安定し
て運転できる。また、予混合気体は燃焼室５０の全領域
にわたって燃焼するため、予混合気体の燃え残りがほと
んどなくなって燃料を効率的に利用できる。なお、本実
施の形態においては、外向き旋回流を作るためにノズル
延長管４１０の出口をガスタービン燃焼器内筒２０の径
方向外側および周方向に傾けるだけなので、ノズル延長
管４１０の出口内に特別な加工をする必要がなく、製造
が容易となる。
中空スポーク６２の断面形状が翼形であるため、中空ス
ポーク６２の表面を燃焼用空気が滑らかに流れる。この
ため、中空スポーク６２の後方における燃焼用空気の乱
れが抑制される結果、燃焼用空気の乱れに起因する逆火
が抑制できる。さらに、外向き旋回流によってガスター
ビン燃焼器の中心部分に形成される再循環領域が拡大す
る。これらの相互作用によって、予混合火炎の燃焼が安
定し燃焼振動も抑制できるので、ガスタービンを安定し
て運転できる。また、予混合気体は燃焼室５０の全領域
にわたって燃焼するため、予混合気体の燃え残りがほと
んどなくなって燃料を効率的に利用できる。なお、本実
施の形態においては、外向き旋回流を作るためにノズル
延長管４１０の出口をガスタービン燃焼器内筒２０の径
方向外側および周方向に傾けるだけなので、ノズル延長
管４１０の出口内に特別な加工をする必要がなく、製造
が容易となる。
【００６６】つぎに、上記適用例１に係る第一の変形例
について説明する。図１３は、第一の適用例に係るガス
タービン燃焼器の第一の変形例を示す正面図である。上
記適用例１に係るガスタービン燃焼器においては、ノズ
ル延長管４１０（図７参照）の出口形状は扇形状であっ
たが、本変形例のようにノズル延長管４２０の出口形状
を楕円形としてもよい。このようにしても、ノズル延長
管４２０から噴射される予混合気体は外向き旋回流を形
成する。したがって、燃料供給ノズル６００によって十
分に燃料が拡散した予混合気体が燃焼室（図示せず）の
全体にわたって燃焼するので局所高温部が減少し、ＮＯ
ｘの発生を抑制することができる。なお、本変形例にお
いてノズル延長管４２０の出口形状を円形としてもよ
い。
について説明する。図１３は、第一の適用例に係るガス
タービン燃焼器の第一の変形例を示す正面図である。上
記適用例１に係るガスタービン燃焼器においては、ノズ
ル延長管４１０（図７参照）の出口形状は扇形状であっ
たが、本変形例のようにノズル延長管４２０の出口形状
を楕円形としてもよい。このようにしても、ノズル延長
管４２０から噴射される予混合気体は外向き旋回流を形
成する。したがって、燃料供給ノズル６００によって十
分に燃料が拡散した予混合気体が燃焼室（図示せず）の
全体にわたって燃焼するので局所高温部が減少し、ＮＯ
ｘの発生を抑制することができる。なお、本変形例にお
いてノズル延長管４２０の出口形状を円形としてもよ
い。
【００６７】図１４は、第一の適用例に係るガスタービ
ン燃焼器の第二の変形例を示す正面図である。この変形
例のように、外向きのノズル延長管４３０と外向き旋回
流を形成するノズル延長管４２０とを交互に配置しても
よい。このようにすると、ノズル延長管４３０による予
混合気体の外向きの直進流と、ノズル延長管４２０によ
る予混合気体の外向き旋回流とが衝突する。そして、燃
料供給ノズル６００によって十分に燃料が拡散した予混
合気体がさらに混合されるため、局所高温部の発生が少
なくなってＮＯｘの発生もさらに抑制される。なお、ノ
ズル延長管４３０および４２０の出口形状は図１３や図
１４に示した楕円状に限られず、円形あるいは図８に示
したような扇形としてもよい。
ン燃焼器の第二の変形例を示す正面図である。この変形
例のように、外向きのノズル延長管４３０と外向き旋回
流を形成するノズル延長管４２０とを交互に配置しても
よい。このようにすると、ノズル延長管４３０による予
混合気体の外向きの直進流と、ノズル延長管４２０によ
る予混合気体の外向き旋回流とが衝突する。そして、燃
料供給ノズル６００によって十分に燃料が拡散した予混
合気体がさらに混合されるため、局所高温部の発生が少
なくなってＮＯｘの発生もさらに抑制される。なお、ノ
ズル延長管４３０および４２０の出口形状は図１３や図
１４に示した楕円状に限られず、円形あるいは図８に示
したような扇形としてもよい。
【００６８】（適用例２）図１５は、本発明に係る燃料
供給ノズルをガスタービン燃焼器に適用した第二の例を
示す正面図である。図１６は、図１５に示したガスター
ビン燃焼器の軸方向断面図である。また、図１７は、第
二の適用例に係るガスタービン燃焼器に使用する混合気
体形成用円筒を示す軸方向断面図である。このガスター
ビン燃焼器は、混合気体形成用筒７０の内部に主燃料を
供給するための燃料供給孔６１を備えた中空スポーク６
２とパイロットノズル３６とを備え、当該混合気体形成
用筒７０をガスタービン燃焼器内筒２０の内部へ環状に
配置した点に特徴がある。
供給ノズルをガスタービン燃焼器に適用した第二の例を
示す正面図である。図１６は、図１５に示したガスター
ビン燃焼器の軸方向断面図である。また、図１７は、第
二の適用例に係るガスタービン燃焼器に使用する混合気
体形成用円筒を示す軸方向断面図である。このガスター
ビン燃焼器は、混合気体形成用筒７０の内部に主燃料を
供給するための燃料供給孔６１を備えた中空スポーク６
２とパイロットノズル３６とを備え、当該混合気体形成
用筒７０をガスタービン燃焼器内筒２０の内部へ環状に
配置した点に特徴がある。
【００６９】この適用例２で使用する混合気体形成用筒
７０は、図１７に示すように、主燃料を噴射する燃料供
給孔６１を備えた中空スポーク６２と、内部にパイロッ
ト燃料供給ノズル３５を備えたパイロットノズル３６と
を備えている。また、前記混合気体形成用筒７０の燃焼
用空気取り入れ口側にはスワラー７２が備えられてお
り、燃焼用空気に旋回を与えて主燃料およびパイロット
燃料と十分に混合させる。
７０は、図１７に示すように、主燃料を噴射する燃料供
給孔６１を備えた中空スポーク６２と、内部にパイロッ
ト燃料供給ノズル３５を備えたパイロットノズル３６と
を備えている。また、前記混合気体形成用筒７０の燃焼
用空気取り入れ口側にはスワラー７２が備えられてお
り、燃焼用空気に旋回を与えて主燃料およびパイロット
燃料と十分に混合させる。
【００７０】前記混合気体形成用筒７０の出口側にはノ
ズル延長管４４０が設けられており、燃焼用空気と主燃
料およびパイロット燃料とが混合した気体を燃焼室５０
側に噴射する。前記ノズル延長管４４０の出口形状は円
形をしており、ガスタービン燃焼器内筒２０の径方向外
側へ傾けてある。また、前記ノズル延長管４４０は、前
記ガスタービン燃焼器内筒２０の周方向に対しても傾け
てある。なお、ノズル延長管４４０の出口形状は円形の
みならず、実施の形態１で示したような扇形や楕円形と
してもよい。以下同様である。
ズル延長管４４０が設けられており、燃焼用空気と主燃
料およびパイロット燃料とが混合した気体を燃焼室５０
側に噴射する。前記ノズル延長管４４０の出口形状は円
形をしており、ガスタービン燃焼器内筒２０の径方向外
側へ傾けてある。また、前記ノズル延長管４４０は、前
記ガスタービン燃焼器内筒２０の周方向に対しても傾け
てある。なお、ノズル延長管４４０の出口形状は円形の
みならず、実施の形態１で示したような扇形や楕円形と
してもよい。以下同様である。
【００７１】この適用例２におけるガスタービン燃焼器
は、出口にノズル延長管４４０を備えた混合気体形成用
筒７０を、ガスタービン燃焼器内筒２０（図１５および
図１６参照）の内部に５個環状に配置してある。なお、
混合気体形成用筒７０の個数は５個に限定されるもので
はなく、ガスタービン燃焼器の仕様等によって適宜増減
することができる。
は、出口にノズル延長管４４０を備えた混合気体形成用
筒７０を、ガスタービン燃焼器内筒２０（図１５および
図１６参照）の内部に５個環状に配置してある。なお、
混合気体形成用筒７０の個数は５個に限定されるもので
はなく、ガスタービン燃焼器の仕様等によって適宜増減
することができる。
【００７２】次は図１６を参照して説明する。圧縮機
（図示せず）から送られてきた燃焼用空気はガスタービ
ン燃焼器外筒１０内に導かれ、ガスタービン燃焼器外筒
１０とガスタービン燃焼器内筒２０との間を通った後１
８０度進行方向を変える。そして、前記燃焼用空気は混
合気体形成用筒７０の後方からパイロットノズル３６内
と混合気体形成用筒７０内とへ導かれる。
（図示せず）から送られてきた燃焼用空気はガスタービ
ン燃焼器外筒１０内に導かれ、ガスタービン燃焼器外筒
１０とガスタービン燃焼器内筒２０との間を通った後１
８０度進行方向を変える。そして、前記燃焼用空気は混
合気体形成用筒７０の後方からパイロットノズル３６内
と混合気体形成用筒７０内とへ導かれる。
【００７３】次は図１７を参照して説明する。パイロッ
トノズル３６内に導かれた燃焼用空気は、パイロット燃
料供給ノズル３５から噴射されたパイロット燃料と十分
に混合される。また、混合気体形成用筒７０内に導かれ
た燃焼用空気は、まず前記混合気体形成用筒７０内に設
けられたスワラー７２によって攪拌される。そして中空
スポーク６２に設けられた燃料供給孔６１から噴射され
た主燃料と十分に混合されて予混合気体を形成する。こ
こで、燃料供給孔６１はパイロットノズル３６の表面か
ら離して設けてあるため、主燃料は燃焼用空気へ十分に
拡散して混合される。なお、この予混合気体はＮＯｘの
発生を抑制するため、燃料に対して空気が過剰の状態で
ある。
トノズル３６内に導かれた燃焼用空気は、パイロット燃
料供給ノズル３５から噴射されたパイロット燃料と十分
に混合される。また、混合気体形成用筒７０内に導かれ
た燃焼用空気は、まず前記混合気体形成用筒７０内に設
けられたスワラー７２によって攪拌される。そして中空
スポーク６２に設けられた燃料供給孔６１から噴射され
た主燃料と十分に混合されて予混合気体を形成する。こ
こで、燃料供給孔６１はパイロットノズル３６の表面か
ら離して設けてあるため、主燃料は燃焼用空気へ十分に
拡散して混合される。なお、この予混合気体はＮＯｘの
発生を抑制するため、燃料に対して空気が過剰の状態で
ある。
【００７４】パイロット燃料と燃焼用空気との混合気体
および予混合気体は、ノズル延長管４４０を介して燃焼
室５０側へ噴射される。燃焼室５０側に噴射されたパイ
ロット燃料と燃焼用空気との混合気体は拡散火炎を形成
し、当該拡散火炎から発生する高温の燃焼ガスによって
前記予混合気体を速やかに燃焼させる。また、予混合気
体の燃焼を安定させて予混合火炎の逆火や予混合気体の
自己着火を抑制する。燃焼した予混合気体は予混合火炎
を形成して、当該予混合火炎から高温・高圧の燃焼ガス
が排出される。
および予混合気体は、ノズル延長管４４０を介して燃焼
室５０側へ噴射される。燃焼室５０側に噴射されたパイ
ロット燃料と燃焼用空気との混合気体は拡散火炎を形成
し、当該拡散火炎から発生する高温の燃焼ガスによって
前記予混合気体を速やかに燃焼させる。また、予混合気
体の燃焼を安定させて予混合火炎の逆火や予混合気体の
自己着火を抑制する。燃焼した予混合気体は予混合火炎
を形成して、当該予混合火炎から高温・高圧の燃焼ガス
が排出される。
【００７５】前記パイロット燃料と燃焼用空気との混合
気体および予混合気体は、ノズル延長管４４０によっ
て、ガスタービン燃焼器内筒２０の径方向外側へ向かい
且つ周方向へ旋回する外向き旋回流となり、燃焼室５０
内を流れる。この外向き旋回流によって、予混合気体等
が十分に混合されながらガスタービン燃焼器の全域にわ
たって燃焼が進行する。また、予混合気体は中空スポー
ク６２によって主燃料が拡散されているため、前記混合
作用との相互作用によってさらに局所高温部が少なくな
りＮＯｘの発生が抑制される。
気体および予混合気体は、ノズル延長管４４０によっ
て、ガスタービン燃焼器内筒２０の径方向外側へ向かい
且つ周方向へ旋回する外向き旋回流となり、燃焼室５０
内を流れる。この外向き旋回流によって、予混合気体等
が十分に混合されながらガスタービン燃焼器の全域にわ
たって燃焼が進行する。また、予混合気体は中空スポー
ク６２によって主燃料が拡散されているため、前記混合
作用との相互作用によってさらに局所高温部が少なくな
りＮＯｘの発生が抑制される。
【００７６】また、前記外向き旋回流によって燃焼室５
０の内壁近傍における圧力は高く、中心近傍の圧力は低
くなる結果、内壁近傍と中心近傍との間に循環流が発生
し、再循環領域を形成する。また、中空スポーク６２の
断面形状は翼形であるので燃焼用空気が滑らかに流れる
結果、逆火の発生が抑制される。これらの作用によっ
て、火炎が安定し燃焼振動も低減するので、安定したガ
スタービンの運転ができる。
０の内壁近傍における圧力は高く、中心近傍の圧力は低
くなる結果、内壁近傍と中心近傍との間に循環流が発生
し、再循環領域を形成する。また、中空スポーク６２の
断面形状は翼形であるので燃焼用空気が滑らかに流れる
結果、逆火の発生が抑制される。これらの作用によっ
て、火炎が安定し燃焼振動も低減するので、安定したガ
スタービンの運転ができる。
【００７７】（適用例３）図１８は、本発明に係る燃料
供給ノズルをガスタービン燃焼器に適用した第三の例を
示す正面図である。この適用例に係るガスタービン燃焼
器は、ガスタービン燃焼器内筒２０の軸方向に垂直な平
面上に存在する、異なる大きさのピッチ円Ｄ1およびＤ2
（Ｄ1＞Ｄ2）上に複数の予混合ノズルを配置した点に特
徴がある。
供給ノズルをガスタービン燃焼器に適用した第三の例を
示す正面図である。この適用例に係るガスタービン燃焼
器は、ガスタービン燃焼器内筒２０の軸方向に垂直な平
面上に存在する、異なる大きさのピッチ円Ｄ1およびＤ2
（Ｄ1＞Ｄ2）上に複数の予混合ノズルを配置した点に特
徴がある。
【００７８】図１８に示すように、適用例３に係るガス
タービン燃焼器では、ガスタービン燃焼器内筒２０の内
部に拡散燃焼火炎を形成するコーン３０が備えられてお
り、このコーン３０の周囲には複数の予混合火炎形成ノ
ズル（図示せず）が大きさの異なる少なくとも２個のピ
ッチ円上に配置されている。そして、前記ピッチ円Ｄ 1
およびＤ2上にはそれぞれ４個の予混合火炎形成ノズル
が配置されている。なお、予混合火炎形成ノズルの数は
４個に限定されるものではない。
タービン燃焼器では、ガスタービン燃焼器内筒２０の内
部に拡散燃焼火炎を形成するコーン３０が備えられてお
り、このコーン３０の周囲には複数の予混合火炎形成ノ
ズル（図示せず）が大きさの異なる少なくとも２個のピ
ッチ円上に配置されている。そして、前記ピッチ円Ｄ 1
およびＤ2上にはそれぞれ４個の予混合火炎形成ノズル
が配置されている。なお、予混合火炎形成ノズルの数は
４個に限定されるものではない。
【００７９】予混合火炎形成ノズルは、その内部に主燃
料を噴射する燃料供給ノズル６００（図１参照）を備え
ている。この燃料供給ノズル６００は、中空スポーク６
２に設けられた燃料供給孔６１から主燃料を噴射して、
燃焼用空気に主燃料を十分に拡散させる（図１参照）。
また、前記予混合火炎形成ノズルの出口側にはノズル延
長管４５０が設けられており、燃焼用空気と主燃料とが
混合した予混合気体を燃焼室側（図示せず）に噴射す
る。前記ノズル延長管４５０の出口形状は円形をしてお
り、ガスタービン燃焼器内筒２０の径方向外側へ傾けて
ある。同時に前記ノズル延長管４５０は、前記ガスター
ビン燃焼器内筒２０の周方向へも傾けてある。
料を噴射する燃料供給ノズル６００（図１参照）を備え
ている。この燃料供給ノズル６００は、中空スポーク６
２に設けられた燃料供給孔６１から主燃料を噴射して、
燃焼用空気に主燃料を十分に拡散させる（図１参照）。
また、前記予混合火炎形成ノズルの出口側にはノズル延
長管４５０が設けられており、燃焼用空気と主燃料とが
混合した予混合気体を燃焼室側（図示せず）に噴射す
る。前記ノズル延長管４５０の出口形状は円形をしてお
り、ガスタービン燃焼器内筒２０の径方向外側へ傾けて
ある。同時に前記ノズル延長管４５０は、前記ガスター
ビン燃焼器内筒２０の周方向へも傾けてある。
【００８０】前記予混合火炎形成ノズルから噴射された
予混合気体はノズル延長管４５０を介して燃焼室側へ噴
射される。そして、燃焼室側へ噴射された予混合気体
は、ノズル延長管４５０によって外向き旋回流となっ
て、燃焼室内をらせん状に流れる。この適用例に係るガ
スタービン燃焼器においては、二つのピッチ円Ｄ1およ
びＤ2上にそれぞれ予混合火炎形成ノズルを配置してい
るため、ピッチ円Ｄ1およびＤ2上に設けられているそれ
ぞれの予混合火炎形成ノズル群に対応した外向き旋回流
が発生する。この二つの外向き旋回流によって、燃焼室
の内壁近傍と中心近傍との間、および外側の予混合火炎
形成ノズル群による外向き旋回流と内側の予混合火炎形
成ノズル群による外向き旋回流との間に循環流が発生す
る。そして、この外向き旋回流と循環流とによって、燃
料供給ノズル６００によって主燃料を十分に拡散された
予混合気体はさらに混合される。その結果、局所高温部
が少なくなりさらにＮＯｘの発生を抑制できる。
予混合気体はノズル延長管４５０を介して燃焼室側へ噴
射される。そして、燃焼室側へ噴射された予混合気体
は、ノズル延長管４５０によって外向き旋回流となっ
て、燃焼室内をらせん状に流れる。この適用例に係るガ
スタービン燃焼器においては、二つのピッチ円Ｄ1およ
びＤ2上にそれぞれ予混合火炎形成ノズルを配置してい
るため、ピッチ円Ｄ1およびＤ2上に設けられているそれ
ぞれの予混合火炎形成ノズル群に対応した外向き旋回流
が発生する。この二つの外向き旋回流によって、燃焼室
の内壁近傍と中心近傍との間、および外側の予混合火炎
形成ノズル群による外向き旋回流と内側の予混合火炎形
成ノズル群による外向き旋回流との間に循環流が発生す
る。そして、この外向き旋回流と循環流とによって、燃
料供給ノズル６００によって主燃料を十分に拡散された
予混合気体はさらに混合される。その結果、局所高温部
が少なくなりさらにＮＯｘの発生を抑制できる。
【００８１】また、燃料供給ノズル６００に設けられて
いる中空スポーク６２の断面形状は翼形であるので、中
空スポーク６２の後方においては滑らかに燃焼用空気が
流れる。この作用、および上記二つの再循環領域によっ
て予混合火炎がより安定し、燃焼振動等も軽減できる。
さらに、本実施の形態に係るガスタービン燃焼器では、
二つのピッチ円Ｄ1およびＤ2上にそれぞれ予混合火炎形
成ノズルを配置しているため、負荷に応じて使用する予
混合火炎形成ノズル群を適宜選択することができる。し
たがって、部分負荷から全負荷にわたって最適な燃空比
で希薄燃焼運転ができるので、すべての負荷領域でＮＯ
ｘの発生を抑制することができる。
いる中空スポーク６２の断面形状は翼形であるので、中
空スポーク６２の後方においては滑らかに燃焼用空気が
流れる。この作用、および上記二つの再循環領域によっ
て予混合火炎がより安定し、燃焼振動等も軽減できる。
さらに、本実施の形態に係るガスタービン燃焼器では、
二つのピッチ円Ｄ1およびＤ2上にそれぞれ予混合火炎形
成ノズルを配置しているため、負荷に応じて使用する予
混合火炎形成ノズル群を適宜選択することができる。し
たがって、部分負荷から全負荷にわたって最適な燃空比
で希薄燃焼運転ができるので、すべての負荷領域でＮＯ
ｘの発生を抑制することができる。
【００８２】（適用例４）図１９は、本発明に係る燃料
供給ノズルをガスタービン燃焼器に適用した第四の例を
示す正面図である。図２０は、第四の適用例に係るガス
タービン燃焼器に使用するノズル延長管の軸方向断面図
である。本ガスタービン燃焼器は、ノズル延長管４６０
の内部に設けたフィンにより予混合気体の方向を調整す
る点に特徴がある。
供給ノズルをガスタービン燃焼器に適用した第四の例を
示す正面図である。図２０は、第四の適用例に係るガス
タービン燃焼器に使用するノズル延長管の軸方向断面図
である。本ガスタービン燃焼器は、ノズル延長管４６０
の内部に設けたフィンにより予混合気体の方向を調整す
る点に特徴がある。
【００８３】図１９および２０に示すように、ノズル延
長管４６０の出口はガスタービン燃焼器内筒２０の内壁
に向かって傾けられており、この傾きによって予混合気
体に外向きの流れを与える。また、当該ノズル延長管４
６０の出口近傍には、予混合気体にガスタービン燃焼器
内筒２０の周方向に向かう旋回を与えるためのフィン４
６５が備えられている。フィン４６５の枚数は適宜増減
できる。なお、フィン４６５はガスタービン燃焼器内筒
２０の内壁に取付けてもよい。この場合にはフィン４６
５がより燃焼室（図示せず）の近くに設置されて、より
高温にさらされるので、フィルム冷却や対流冷却等の冷
却手段によってフィン４６５を冷却することが好まし
い。
長管４６０の出口はガスタービン燃焼器内筒２０の内壁
に向かって傾けられており、この傾きによって予混合気
体に外向きの流れを与える。また、当該ノズル延長管４
６０の出口近傍には、予混合気体にガスタービン燃焼器
内筒２０の周方向に向かう旋回を与えるためのフィン４
６５が備えられている。フィン４６５の枚数は適宜増減
できる。なお、フィン４６５はガスタービン燃焼器内筒
２０の内壁に取付けてもよい。この場合にはフィン４６
５がより燃焼室（図示せず）の近くに設置されて、より
高温にさらされるので、フィルム冷却や対流冷却等の冷
却手段によってフィン４６５を冷却することが好まし
い。
【００８４】適用例４に係るガスタービン燃焼器はノズ
ル延長管４６０の出口にフィン４６５が設けられてお
り、また前記ノズル延長管４６０の出口はガスタービン
燃焼器内筒２０の径方向外側に傾いている。そして、予
混合火炎形成ノズルに備えられている燃料供給ノズル６
００（図１参照）によって、主燃料は燃焼用空気に拡散
される。前記ノズル延長管４６０から噴射された十分に
主燃料が混合した予混合気体は、前記ガスタービン燃焼
器内筒２０の軸の周囲をらせん状に進む流れ、いわゆる
外向き旋回流となる。この外向き旋回流によって予混合
気体はさらに十分に混合されるので局所高温部はより少
なくなり、ＮＯｘの発生をさらに抑制できる。
ル延長管４６０の出口にフィン４６５が設けられてお
り、また前記ノズル延長管４６０の出口はガスタービン
燃焼器内筒２０の径方向外側に傾いている。そして、予
混合火炎形成ノズルに備えられている燃料供給ノズル６
００（図１参照）によって、主燃料は燃焼用空気に拡散
される。前記ノズル延長管４６０から噴射された十分に
主燃料が混合した予混合気体は、前記ガスタービン燃焼
器内筒２０の軸の周囲をらせん状に進む流れ、いわゆる
外向き旋回流となる。この外向き旋回流によって予混合
気体はさらに十分に混合されるので局所高温部はより少
なくなり、ＮＯｘの発生をさらに抑制できる。
【００８５】そして、燃料供給ノズル６００に設けられ
た中空スポーク６２の断面形状は翼形なので、予混合気
体はノズル延長管４６０から滑らかに噴射される。ま
た、上記外向き旋回流によって燃焼室５０の内壁近傍の
圧力は高く、中心近傍の圧力は低くなる結果、内壁近傍
と中心近傍との間に大きな循環流が発生し再循環領域が
拡大する。これらの作用によって予混合気体が安定して
燃焼するので、燃焼振動等が抑制されて、より安定して
ガスタービンの運転ができる。なお、フィン４６５をガ
スタービン燃焼器内筒２０の内壁側に取付けた場合も、
同様の効果を得ることができる。
た中空スポーク６２の断面形状は翼形なので、予混合気
体はノズル延長管４６０から滑らかに噴射される。ま
た、上記外向き旋回流によって燃焼室５０の内壁近傍の
圧力は高く、中心近傍の圧力は低くなる結果、内壁近傍
と中心近傍との間に大きな循環流が発生し再循環領域が
拡大する。これらの作用によって予混合気体が安定して
燃焼するので、燃焼振動等が抑制されて、より安定して
ガスタービンの運転ができる。なお、フィン４６５をガ
スタービン燃焼器内筒２０の内壁側に取付けた場合も、
同様の効果を得ることができる。
【００８６】図２１は、第四の適用例に係るガスタービ
ン燃焼器の変形例を示す正面図である。図２２は、この
変形例に使用する予混合火炎形成ノズル延長管の軸方向
断面図である。上記ガスタービン燃焼器はフィン４６５
によって予混合気体に旋回を与えたが、本変形例に係る
ガスタービン燃焼器はフィン４７５によって予混合気体
に外向きの流れを、ノズル延長管の傾きによって旋回を
与えるものである。
ン燃焼器の変形例を示す正面図である。図２２は、この
変形例に使用する予混合火炎形成ノズル延長管の軸方向
断面図である。上記ガスタービン燃焼器はフィン４６５
によって予混合気体に旋回を与えたが、本変形例に係る
ガスタービン燃焼器はフィン４７５によって予混合気体
に外向きの流れを、ノズル延長管の傾きによって旋回を
与えるものである。
【００８７】この変形例に係るガスタービン燃焼器はノ
ズル延長管４７０の出口にフィン４７５が設けられてお
り、前記ノズル延長管４７０の出口は予混合気体にガス
タービン燃焼器内筒２０の周方向に向かう旋回を与える
ように傾いている。また、フィン４７５はガスタービン
燃焼器内筒２０の径方向外側へ傾けてあり、予混合気体
に当該方向へ向かう流れを与える。なお、このフィン４
７５の枚数は適宜増減できる。
ズル延長管４７０の出口にフィン４７５が設けられてお
り、前記ノズル延長管４７０の出口は予混合気体にガス
タービン燃焼器内筒２０の周方向に向かう旋回を与える
ように傾いている。また、フィン４７５はガスタービン
燃焼器内筒２０の径方向外側へ傾けてあり、予混合気体
に当該方向へ向かう流れを与える。なお、このフィン４
７５の枚数は適宜増減できる。
【００８８】前記ノズル延長管４７０から噴射された予
混合気体は、ノズル延長管４７０の傾きおよびフィンの
傾きによって、前記ガスタービン燃焼器内筒２０の軸の
周囲をらせん状に進む流れ、すなわち外向き旋回流とな
る。この外向き旋回流および燃料供給ノズル６００（図
１参照）によって、予混合気体は十分に混合されるの
で、局所高温部が少なくなりＮＯｘの発生が抑制され
る。また、この外向き旋回流によって燃焼室５０の内壁
近傍における圧力は高く、中心近傍の圧力は低くなる結
果、燃焼室５０の内壁と中心との間に循環流が発生し再
循環領域を形成する。この再循環領域および燃料供給ノ
ズル６００（図１参照）が燃焼用空気を滑らかに流しつ
つ主燃料を拡散させる作用によって、予混合火炎が安定
して形成される。その結果、燃焼振動等が低減され、さ
らに安定した運転ができる。
混合気体は、ノズル延長管４７０の傾きおよびフィンの
傾きによって、前記ガスタービン燃焼器内筒２０の軸の
周囲をらせん状に進む流れ、すなわち外向き旋回流とな
る。この外向き旋回流および燃料供給ノズル６００（図
１参照）によって、予混合気体は十分に混合されるの
で、局所高温部が少なくなりＮＯｘの発生が抑制され
る。また、この外向き旋回流によって燃焼室５０の内壁
近傍における圧力は高く、中心近傍の圧力は低くなる結
果、燃焼室５０の内壁と中心との間に循環流が発生し再
循環領域を形成する。この再循環領域および燃料供給ノ
ズル６００（図１参照）が燃焼用空気を滑らかに流しつ
つ主燃料を拡散させる作用によって、予混合火炎が安定
して形成される。その結果、燃焼振動等が低減され、さ
らに安定した運転ができる。
【００８９】図２３は、この発明に係るガスタービン燃
焼器の燃料供給ノズルを備えたガスタービンを示す説明
図である。このガスタービン１００に備えられたガスタ
ービン燃焼器１０６には、上記ガスタービン燃焼器の燃
料供給ノズルを備えたガスタービン燃焼器が適用されて
いる。空気取り入れ口１０２から取り込まれた空気は、
圧縮機１０４によって圧縮される。そして、高温・高圧
の圧縮空気となってガスタービン燃焼器１０６へ送り込
まれる。ガスタービン燃焼器１０６では、この圧縮空気
に天然ガス等のガス燃料、あるいは軽油や軽重油等の液
体燃料を供給して燃料を燃焼させ、作動流体である高温
・高圧の燃焼ガスを生成させる。そして、この高温・高
圧の燃焼ガスはタービン１０８に噴射される。タービン
１０８を駆動した後の燃焼ガスは、ガスタービン１００
の外部へ排出される。
焼器の燃料供給ノズルを備えたガスタービンを示す説明
図である。このガスタービン１００に備えられたガスタ
ービン燃焼器１０６には、上記ガスタービン燃焼器の燃
料供給ノズルを備えたガスタービン燃焼器が適用されて
いる。空気取り入れ口１０２から取り込まれた空気は、
圧縮機１０４によって圧縮される。そして、高温・高圧
の圧縮空気となってガスタービン燃焼器１０６へ送り込
まれる。ガスタービン燃焼器１０６では、この圧縮空気
に天然ガス等のガス燃料、あるいは軽油や軽重油等の液
体燃料を供給して燃料を燃焼させ、作動流体である高温
・高圧の燃焼ガスを生成させる。そして、この高温・高
圧の燃焼ガスはタービン１０８に噴射される。タービン
１０８を駆動した後の燃焼ガスは、ガスタービン１００
の外部へ排出される。
【００９０】ここで、図２３からは明らかではないが、
ガスタービン燃焼器１０６には、この発明に係る燃料供
給ノズル６００等が備えられているので、燃料供給ノズ
ル６００等に設けられた中空スポーク６２等（図１等参
照）の下流側で燃料が拡散しやすくなる。その結果、燃
料と燃焼用空気との混合気体が均一に燃焼して局所的な
高温部の発生が抑制されるので、このガスタービン１０
０においては、従来のガスタービンよりもＮＯｘの発生
を低減できる。また、中空スポークの断面形状を翼形と
すれば、燃焼用空気をさらに滑らかに流すことができ
る。このため、中空スポーク後方における燃焼用空気の
乱れが少なくなるので、燃料を十分に拡散させつつ逆火
が抑制できる。その結果、ノズル延長管等の焼損を低減
できるので、このガスタービン１００ではガスタービン
燃焼器１０６の寿命を長くでき、保守・点検の手間を軽
減できる。また、安定して燃料を燃焼させることができ
るので、信頼性の高い運転ができる。
ガスタービン燃焼器１０６には、この発明に係る燃料供
給ノズル６００等が備えられているので、燃料供給ノズ
ル６００等に設けられた中空スポーク６２等（図１等参
照）の下流側で燃料が拡散しやすくなる。その結果、燃
料と燃焼用空気との混合気体が均一に燃焼して局所的な
高温部の発生が抑制されるので、このガスタービン１０
０においては、従来のガスタービンよりもＮＯｘの発生
を低減できる。また、中空スポークの断面形状を翼形と
すれば、燃焼用空気をさらに滑らかに流すことができ
る。このため、中空スポーク後方における燃焼用空気の
乱れが少なくなるので、燃料を十分に拡散させつつ逆火
が抑制できる。その結果、ノズル延長管等の焼損を低減
できるので、このガスタービン１００ではガスタービン
燃焼器１０６の寿命を長くでき、保守・点検の手間を軽
減できる。また、安定して燃料を燃焼させることができ
るので、信頼性の高い運転ができる。
【００９１】さらに、燃焼用空気の進行方向に対して傾
けたスポークを使用すれば、燃焼用空気に旋回を与える
ことができるので、スポークの後方で燃料と燃焼用空気
とを十分に混合できる。その結果、局所高温部の発生を
抑制できるので、このガスタービン１００においては、
従来のガスタービンと比較してＮＯｘの発生をさらに低
減できる。また逆火の発生も従来のガスタービンよりも
抑制できるので、安定した燃焼状態を維持して信頼性の
高い運転ができる。さらに、ガスタービン燃焼器１０６
の寿命も長くできるので、保守・点検の手間も軽減でき
る。
けたスポークを使用すれば、燃焼用空気に旋回を与える
ことができるので、スポークの後方で燃料と燃焼用空気
とを十分に混合できる。その結果、局所高温部の発生を
抑制できるので、このガスタービン１００においては、
従来のガスタービンと比較してＮＯｘの発生をさらに低
減できる。また逆火の発生も従来のガスタービンよりも
抑制できるので、安定した燃焼状態を維持して信頼性の
高い運転ができる。さらに、ガスタービン燃焼器１０６
の寿命も長くできるので、保守・点検の手間も軽減でき
る。
【００９２】また、図１０に開示した予混合火炎形成ノ
ズル４０ｂを使用すれば、中空スポーク６２による予混
合火炎形成ノズル４０ｂへ流入する空気の干渉を抑える
ことができる。これにより、十分な空気量を予混合火炎
形成ノズル４０ｂに供給することができるので、ＮＯｘ
の発生量を低減できる。さらに、同図に開示したよう
に、中空スポーク６２の後縁６２ｔに前進角θを設ける
と、空気が後縁６２ｔに沿って滑らかに流れるため、逆
火の発生を抑えることができる。これによって、予混合
火炎形成ノズル４０ｂの焼損を抑えることができるの
で、予混合火炎形成ノズル４０ｂの寿命を長くでき、ま
た、保守・点検の手間も軽減できる。
ズル４０ｂを使用すれば、中空スポーク６２による予混
合火炎形成ノズル４０ｂへ流入する空気の干渉を抑える
ことができる。これにより、十分な空気量を予混合火炎
形成ノズル４０ｂに供給することができるので、ＮＯｘ
の発生量を低減できる。さらに、同図に開示したよう
に、中空スポーク６２の後縁６２ｔに前進角θを設ける
と、空気が後縁６２ｔに沿って滑らかに流れるため、逆
火の発生を抑えることができる。これによって、予混合
火炎形成ノズル４０ｂの焼損を抑えることができるの
で、予混合火炎形成ノズル４０ｂの寿命を長くでき、ま
た、保守・点検の手間も軽減できる。
【００９３】なお、このガスタービン１００において
は、ガスタービン燃焼器１０６に備えられた拡散火炎形
成ノズル（図示せず）にこの発明に係る燃料供給ノズル
６００等（図１等参照）を適用してもよい。このように
すると、スポークの下流側で燃料が拡散しやすくなるた
め、燃焼用空気と燃料とが十分に混合されてより均一に
燃焼できる。その結果、局所高温部の発生を低減できる
ので、ＮＯｘの発生量を従来のガスタービンよりも低減
できる。
は、ガスタービン燃焼器１０６に備えられた拡散火炎形
成ノズル（図示せず）にこの発明に係る燃料供給ノズル
６００等（図１等参照）を適用してもよい。このように
すると、スポークの下流側で燃料が拡散しやすくなるた
め、燃焼用空気と燃料とが十分に混合されてより均一に
燃焼できる。その結果、局所高温部の発生を低減できる
ので、ＮＯｘの発生量を従来のガスタービンよりも低減
できる。
【００９４】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るガ
スタービン燃焼器の燃料供給ノズル（請求項１）では、
断面が翼形形状である中空スポークの側面に燃料を供給
する複数の燃料供給孔をノズル胴部の表面から離して設
けたので、当該スポークの下流側においては燃料が拡散
しやすくなる。その結果、燃料と燃焼用空気との混合気
体が均一に燃焼して局所的な高温部の発生が抑制される
ので、従来よりもＮＯｘの発生を低減できる。また、こ
の発明に係るスポークの断面は翼形をしているので、燃
焼用空気が滑らかに流れる。このためスポーク後方にお
いては燃焼用空気の乱れが低減するため、ＮＯｘの発生
を低減させつつ、逆火も抑制できる。
スタービン燃焼器の燃料供給ノズル（請求項１）では、
断面が翼形形状である中空スポークの側面に燃料を供給
する複数の燃料供給孔をノズル胴部の表面から離して設
けたので、当該スポークの下流側においては燃料が拡散
しやすくなる。その結果、燃料と燃焼用空気との混合気
体が均一に燃焼して局所的な高温部の発生が抑制される
ので、従来よりもＮＯｘの発生を低減できる。また、こ
の発明に係るスポークの断面は翼形をしているので、燃
焼用空気が滑らかに流れる。このためスポーク後方にお
いては燃焼用空気の乱れが低減するため、ＮＯｘの発生
を低減させつつ、逆火も抑制できる。
【００９５】また、この発明に係るガスタービン燃焼器
の燃料供給ノズル（請求項２）では、中空スポークをス
ワラーの上流に配置した。このため、中空スポークの下
流に配置したスワラーによって燃焼用気体に圧力損失が
発生するので、燃焼用気体が攪拌される。これによっ
て、燃焼用気体中の燃料と空気とはより均一に混合され
るので、燃焼用気体はさらに均一に燃焼する。その結
果、局所的な高温部の発生がさらに抑制されて、ＮＯｘ
をさらに低減できる。
の燃料供給ノズル（請求項２）では、中空スポークをス
ワラーの上流に配置した。このため、中空スポークの下
流に配置したスワラーによって燃焼用気体に圧力損失が
発生するので、燃焼用気体が攪拌される。これによっ
て、燃焼用気体中の燃料と空気とはより均一に混合され
るので、燃焼用気体はさらに均一に燃焼する。その結
果、局所的な高温部の発生がさらに抑制されて、ＮＯｘ
をさらに低減できる。
【００９６】また、この発明に係るガスタービン燃焼器
の燃料供給ノズル（請求項３）では、火炎形成ノズルの
入口よりも上流側に、中空スポークの端部における後縁
が位置するようにした。このため、中空スポークの影響
を小さく抑えて、火炎形成ノズル内へ十分な量の燃焼用
空気を供給することができるので、ＮＯｘの発生量を低
減できる。
の燃料供給ノズル（請求項３）では、火炎形成ノズルの
入口よりも上流側に、中空スポークの端部における後縁
が位置するようにした。このため、中空スポークの影響
を小さく抑えて、火炎形成ノズル内へ十分な量の燃焼用
空気を供給することができるので、ＮＯｘの発生量を低
減できる。
【００９７】また、この発明に係るガスタービン燃焼器
の燃料供給ノズル（請求項４）では、中空スポークのみ
で構成した燃料供給ノズルを火炎形成ノズルの内壁に設
けた。このため筒状のノズル胴部が不要となり、火炎形
成ノズル内部において燃焼用空気が通過する断面積は、
筒状のノズル胴部を備えた燃料供給ノズルを使用する場
合よりも大きくできる。したがって、流入する燃焼用空
気の量が同じであれば、火炎形成ノズルの外形寸法を小
さくできる。その結果、ＮＯｘの発生を低減しつつ逆火
を抑制し、またガスタービン燃焼器全体をコンパクトに
できる。
の燃料供給ノズル（請求項４）では、中空スポークのみ
で構成した燃料供給ノズルを火炎形成ノズルの内壁に設
けた。このため筒状のノズル胴部が不要となり、火炎形
成ノズル内部において燃焼用空気が通過する断面積は、
筒状のノズル胴部を備えた燃料供給ノズルを使用する場
合よりも大きくできる。したがって、流入する燃焼用空
気の量が同じであれば、火炎形成ノズルの外形寸法を小
さくできる。その結果、ＮＯｘの発生を低減しつつ逆火
を抑制し、またガスタービン燃焼器全体をコンパクトに
できる。
【００９８】また、この発明に係るガスタービン燃焼器
の燃料供給ノズル（請求項５）では、スポークを燃焼用
空気の進行方向に対して傾けるようにした。このため、
燃焼用空気に旋回を与えることができるので、上記燃料
の拡散作用との相互作用によって燃料と燃焼用空気とを
十分に混合できる。また、スポークの断面形状が翼形で
あるため燃焼用空気の剥離が少なく、スポーク後方にお
ける流れの乱れを抑制できる。その結果、局所高温部の
発生を抑制してＮＯｘの発生をさらに低減しつつ、逆火
も抑制できる。
の燃料供給ノズル（請求項５）では、スポークを燃焼用
空気の進行方向に対して傾けるようにした。このため、
燃焼用空気に旋回を与えることができるので、上記燃料
の拡散作用との相互作用によって燃料と燃焼用空気とを
十分に混合できる。また、スポークの断面形状が翼形で
あるため燃焼用空気の剥離が少なく、スポーク後方にお
ける流れの乱れを抑制できる。その結果、局所高温部の
発生を抑制してＮＯｘの発生をさらに低減しつつ、逆火
も抑制できる。
【００９９】また、この発明に係るガスタービン燃焼器
の燃料供給ノズル（請求項６）では、中空スポークの後
縁に前進角を設けた。このため、前縁側から流入した燃
焼用空気が後縁に沿って滑らかに流れるので、中空スポ
ーク後流における流れの乱れが少なくなり、逆火を抑制
できる。
の燃料供給ノズル（請求項６）では、中空スポークの後
縁に前進角を設けた。このため、前縁側から流入した燃
焼用空気が後縁に沿って滑らかに流れるので、中空スポ
ーク後流における流れの乱れが少なくなり、逆火を抑制
できる。
【０１００】また、この発明に係るガスタービン燃焼器
（請求項７）では、上記ガスタービン燃焼器の燃料供給
ノズルを備えるようにした。これによって、ＮＯｘの発
生を抑制できるので、清浄な排ガスを排出して環境負荷
を低減できる。また、上記ガスタービン燃焼器の燃料供
給ノズルによって逆火を抑えることができるのでガスタ
ービン燃焼器の寿命が延び、また、保守・点検の手間も
軽減できる。
（請求項７）では、上記ガスタービン燃焼器の燃料供給
ノズルを備えるようにした。これによって、ＮＯｘの発
生を抑制できるので、清浄な排ガスを排出して環境負荷
を低減できる。また、上記ガスタービン燃焼器の燃料供
給ノズルによって逆火を抑えることができるのでガスタ
ービン燃焼器の寿命が延び、また、保守・点検の手間も
軽減できる。
【０１０１】また、この発明に係るガスタービン（請求
項８）では、上記ガスタービン燃焼器の燃料供給ノズル
を有するガスタービン燃焼器を備えたので、ＮＯｘを低
減できる。これによって、清浄な排ガスによって環境負
荷を低減できる。また、逆火の発生も抑制できるので、
安定した燃焼状態を維持して信頼性の高い運転ができ
る。
項８）では、上記ガスタービン燃焼器の燃料供給ノズル
を有するガスタービン燃焼器を備えたので、ＮＯｘを低
減できる。これによって、清浄な排ガスによって環境負
荷を低減できる。また、逆火の発生も抑制できるので、
安定した燃焼状態を維持して信頼性の高い運転ができ
る。
【図１】この発明の実施の形態１に係るガスタービン燃
焼器の燃料供給ノズルを示す説明図である。
焼器の燃料供給ノズルを示す説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る中空スポークの
変形例を示す説明図である。
変形例を示す説明図である。
【図３】燃料供給ノズルを拡散火炎形成ノズルに適用し
た例を示す説明図である。
た例を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態２に係るガスタービン燃
焼器の燃料供給ノズルを示す説明図である。
焼器の燃料供給ノズルを示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係る燃料供給ノズル
の変形例を示す説明図である。
の変形例を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態３に係るガスタービン燃
焼器の燃料供給ノズルを示す説明図である。
焼器の燃料供給ノズルを示す説明図である。
【図７】本発明に係る燃料供給ノズルをガスタービン燃
焼器に適用した第一の例を示す正面図である。
焼器に適用した第一の例を示す正面図である。
【図８】図７に示したガスタービン燃焼器の軸方向断面
図である。
図である。
【図９】本発明に係る燃料供給ノズルをガスタービン燃
焼器に適用した第二の例を示す軸方向断面図である。
焼器に適用した第二の例を示す軸方向断面図である。
【図１０】本発明に係る燃料供給ノズルをガスタービン
燃焼器に適用した第三の例を示す軸方向断面図である。
燃焼器に適用した第三の例を示す軸方向断面図である。
【図１１】このガスタービン燃焼器に使用する予混合火
炎形成ノズル延長管の軸方向断面図である。
炎形成ノズル延長管の軸方向断面図である。
【図１２】冷却手段を取付けたガスタービン燃焼器内筒
を示す軸方向断面図である。
を示す軸方向断面図である。
【図１３】第一の適用例に係るガスタービン燃焼器の第
一の変形例を示す正面図である。
一の変形例を示す正面図である。
【図１４】第一の適用例に係るガスタービン燃焼器の第
二の変形例を示す正面図である。
二の変形例を示す正面図である。
【図１５】本発明に係る燃料供給ノズルをガスタービン
燃焼器に適用した第二の例を示す正面図である。
燃焼器に適用した第二の例を示す正面図である。
【図１６】図１４に示したガスタービン燃焼器の軸方向
断面図である。
断面図である。
【図１７】第二の適用例に係るガスタービン燃焼器に使
用する混合気体形成用円筒を示す軸方向断面図である。
用する混合気体形成用円筒を示す軸方向断面図である。
【図１８】本発明に係る燃料供給ノズルをガスタービン
燃焼器に適用した第三の例を示す正面図である。
燃焼器に適用した第三の例を示す正面図である。
【図１９】本発明に係る燃料供給ノズルをガスタービン
燃焼器に適用した第四の例を示す正面図である。
燃焼器に適用した第四の例を示す正面図である。
【図２０】第四の適用例に係るガスタービン燃焼器に使
用するノズル延長管の軸方向断面図である。
用するノズル延長管の軸方向断面図である。
【図２１】第四の適用例に係るガスタービン燃焼器の変
形例を示す正面図である。
形例を示す正面図である。
【図２２】この変形例に使用する予混合火炎形成ノズル
延長管の軸方向断面図である。
延長管の軸方向断面図である。
【図２３】この発明に係るガスタービン燃焼器の燃料供
給ノズルを備えたガスタービンを示す説明図である。
給ノズルを備えたガスタービンを示す説明図である。
【図２４】予混合方式のガスタービン燃焼器の一例を示
す軸方向断面図である。
す軸方向断面図である。
【図２５】これまで使用されてきた予混合方式のガスタ
ービン燃焼器の主燃料供給ノズルを示す説明図である。
ービン燃焼器の主燃料供給ノズルを示す説明図である。
【図２６】この先行例に係る燃料供給ノズルの説明図で
ある。
ある。
１０ ガスタービン燃焼器外筒
２０ ガスタービン燃焼器内筒
２１ プレートフィン
３０ 拡散火炎形成コーン
３１、３５ パイロット燃料供給ノズル
３２ 拡散火炎形成ノズル
３３、４２、７２ スワラー
３６ パイロットノズル
４０、４０ａ、４０ｂ 予混合火炎形成ノズル
４１ 火炎形成ノズル
４５ 燃料供給部
４６ 入口
５０ 燃焼室
６０ ノズル胴部
６１ 燃料供給孔
６２、６２ａ、６２ｂ、６３、６４、６５、６８ 中空
スポーク ６２ｌ 前縁 ６２ｔ 後縁 ６２ｘ 端部 ７０ 混合気体形成用筒 ４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４
７０ ノズル延長管 ４１１ 側部 ４１２ 側部 ６００、６０１、６０２、６０３、６２０ 燃料供給ノ
ズル ６１０ 主燃料供給ノズル
スポーク ６２ｌ 前縁 ６２ｔ 後縁 ６２ｘ 端部 ７０ 混合気体形成用筒 ４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０、４
７０ ノズル延長管 ４１１ 側部 ４１２ 側部 ６００、６０１、６０２、６０３、６２０ 燃料供給ノ
ズル ６１０ 主燃料供給ノズル
Claims (8)
- 【請求項１】 中空の燃料供給ノズル胴部の周囲に、断
面が翼形形状をした複数の中空スポークを備え、当該中
空スポークの側面に燃料を供給する複数の燃料供給孔を
前記燃料供給ノズル胴部の表面から離して設けたことを
特徴とするガスタービン燃焼器の燃料供給ノズル。 - 【請求項２】 さらに、燃料と空気とを混合させた燃焼
用気体を噴射して火炎を形成する火炎形成ノズルの内部
に設けられる、前記燃焼用気体を攪拌するためのスワラ
ーの上流に、上記中空スポークが設けられることを特徴
とする請求項１に記載のガスタービン燃焼器の燃料供給
ノズル。 - 【請求項３】 さらに、燃料と空気とを混合させた燃焼
用気体を噴射して火炎を形成する火炎形成ノズルの入口
よりも上流側に、上記中空スポークの端部における後縁
が位置するように上記中空スポークを配置したことを特
徴とする請求項１または２に記載のガスタービン燃焼器
の燃料供給ノズル。 - 【請求項４】 燃料と空気とを混合させた燃焼用気体を
噴射して火炎を形成する火炎形成ノズルの内壁に、断面
が翼形形状をした中空スポークを設け、当該中空スポー
ク内に供給された燃料を前記火炎形成ノズル内に供給す
る燃料供給孔が、前記中空スポークの側面に前記火炎形
成ノズルの径方向に向かって複数設けられたことを特徴
とするガスタービン燃焼器の燃料供給ノズル。 - 【請求項５】 さらに、上記中空スポークを、燃焼用空
気の進行方向に対して傾けたことを特徴とする請求項１
〜４のいずれか１項に記載のガスタービン燃焼器の燃料
供給ノズル。 - 【請求項６】 さらに、上記中空スポークの後縁には前
進角が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の
いずれか１項に記載のガスタービン燃焼器の燃料供給ノ
ズル。 - 【請求項７】 ガスタービン燃焼器内筒と、 前記ガスタービン燃焼器内筒の内部に配置され、パイロ
ット燃料と空気とを混合して拡散火炎を形成する拡散火
炎形成ノズルと、 前記ガスタービン燃焼器内筒とパイロット火炎形成コー
ンとの間に環状に設けられ、主燃料と空気とを混合させ
た予混合気体によって予混合火炎を形成するための予混
合火炎形成ノズルとを備えており、 前記拡散火炎形成ノズルまたは前記予混合火炎形成ノズ
ルのうち少なくとも一方は、請求項１〜６のいずれか１
項に記載したガスタービン燃焼器の燃料供給ノズルを有
することを特徴とするガスタービン燃焼器。 - 【請求項８】 空気を圧縮する圧縮機と、 当該圧縮機で圧縮された空気と燃料とを反応させて燃焼
ガスを生成する請求項７に記載したガスタービン燃焼器
と、 当該ガスタービン燃焼器で生成された燃焼ガスが噴射さ
れることによって駆動されるタービンとを備えたことを
特徴とするガスタービン。
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