JP2005283000A - バーナ装置及びガスタービンエンジン - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、燃料ガスＧの総供給量が所定の受入開始供給量Ｘ，Ｙ以上となったときに第１供給口から噴出された燃料ガスＧの一部が受入口に受け入れられるように構成され、第１燃焼用流路４１に燃料ガスＧを供給して安定したパイロット燃焼を行いながら、第２燃焼用流路４２に燃料ガスＧを供給してメイン燃焼を行うバーナ装置において、第２燃焼用流路４２における未燃成分の発生を抑制し、良好な排ガス性状且つ高効率化を実現する点にある。
【解決手段】 夫々の分配機構５０ａ，５０ｂにおける第１供給口と受入口との配置状態が、遠側分配機構５０ｂにおける受入開始供給量Ｙを近側分配機構５０ａにおける受入開始供給量Ｘよりも大きく設定する供給量設定構造を有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、内部に流通する酸素含有ガスに燃料ガスが供給されて形成された混合気を燃焼部に供給して燃焼させる第１燃焼用流路及び第２燃焼用流路を備え、
前記第１燃焼用流路と前記第２燃焼用流路とに燃料ガスを分配供給する分配機構を複数備え、
前記分配機構が、前記第１燃焼用流路に開口し前記第１燃焼用流路での酸素含有ガスの流通方向に交差する方向に燃料ガスを噴出させる第１供給口と、前記第１燃焼用流路に前記第１供給口の前記燃料ガスの噴出方向に対向して開口する受入口を一端側に形成し前記第２燃焼用流路に開口する第２供給口を他端側に形成した供給路とからなり、前記総供給量が所定の受入開始供給量以上となったときに前記第１供給口から噴出された燃料ガスの一部が前記受入口に受け入れられるように構成され、
前記複数の分配機構が、前記第２供給口が前記第１燃焼用流路から近い側に配置されている近側分配機構と、前記第２供給口が前記近側分配機構よりも前記第１燃焼用流路から遠い側に配置されている遠側分配機構とからなるバーナ装置、及び、そのバーナ装置を備えたガスタービンエンジンに関する。

上記のようなバーナ装置は、コジェネレーションシステム等に利用されるガスタービンエンジン用のバーナ装置として利用されるほか、焼却炉のバーナ装置などに利用される。また、このように構成されたバーナ装置は、夫々の燃焼用流路から燃焼部に供給される夫々の混合気の当量比を適正に保って良好な燃焼を維持するために、燃焼部における燃焼負荷の増減に応じて、上記第１燃焼用流路として構成されるパイロット燃焼用流路及び上記第２燃焼用流路として構成されるメイン燃焼用流路への燃料ガスの供給量を調整するのみならず、夫々の燃焼用流路に供給する空気（酸素含有ガスの一例）の流量を調整する必要がある。

燃焼負荷等に基づくパイロット燃焼用流路及びメイン燃焼用流路への燃料ガスの分配供給及びその分配比率の調整を容易に行え、しかも、バーナ装置への燃料ガスの総供給量の減少に伴い、パイロット燃焼流路への供給量の分配比率を大きくできるバーナ装置が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。

上記特許文献１及び２に記載のバーナ装置は、定格燃焼負荷に対する燃焼負荷の減少に伴って、燃料ガスの総供給量を減少させるのであるが、その総供給量の減少に伴って、総供給量に対するパイロット燃焼用流路への供給量の割合を増やすことができるように、燃料ガスをパイロット燃焼用流路及びメイン燃焼用流路に分配供給する分配機構を備え、安定したパイロット燃焼を維持することができる。

即ち、このバーナ装置は、図９に示すように、燃焼部１４５においてパイロット燃焼を行うためのパイロット燃焼用流路１４１と、その周囲を円筒状に囲んで燃焼部１４５において予混合希薄燃焼であるメイン燃焼を行うためのメイン燃焼用流路１４２とを備え、更に、パイロット燃焼用流路１４１とメイン燃焼用流路１４２とに、燃料流路１４３に供給された燃料ガスＧを分配供給するための分配機構１００を備える。

この分配機構１００は、パイロット燃焼用流路１４２での空気Ａの流通方向に交差する方向に燃料ガスＧを供給する第１供給口１０１と、パイロット燃焼用流路１４２に第１供給口１０１の燃料ガスＧの噴出方向に対向して開口する受入口１０２を一端側に形成しメイン燃焼用流路１４２に開口する第２供給口１０３を他端側に形成した供給路１０４とで構成されている。
即ち、上記分配機構１００においては、第１供給口１０１と受入口１０２との間に、パイロット燃焼用流路１４１に開放されるスリット状の開放部１０６が形成され、供給路１０４は、第１供給口への燃料ガスＧの総供給量が所定の受入開始供給量以上に増加したときに、第１供給口１０１から上記開放部１０６に噴出された燃料ガスＧの一部を受入口１０２に受け入れて、その受け入れた燃料ガスを第２供給口１０３からメイン燃焼用流路１４２に供給することができる。

よって、このバーナ装置は、上記分配機構１００により、燃料ガスＧの総供給量を調整して燃焼負荷を広範囲に調整可能としながら、燃焼負荷範囲全域において良好な燃焼状態を実現することができる。

即ち、パイロット燃焼のみを行う低燃焼負荷運転を行うには、第１供給口１０１から噴出された燃料ガスＧが受入口１０２に受け入れられずに、パイロット燃焼用流路１４１のみに燃料ガスＧが供給されるように、燃料ガスＧの総供給量が分配機構における受入開始供給量未満に低下される。そして、このような低燃焼負荷運転においては、メイン燃焼用流路１４２に過剰希薄混合気が形成されないので、未燃成分の発生を抑制することができる。

一方、メイン燃焼及びパイロット燃焼の両方を行う高燃焼負荷運転を行うには、第１供給口１０１から噴出された燃料ガスＧが受入口１０２に受け入れられて、メイン燃焼用流路１４２にも燃料ガスＧが供給されるように、燃料ガスＧの総供給量が分配機構における受入開始供給量以上に増加される。そして、このような高燃焼負荷運転においては、燃料ガスＧの総供給量が大きいほど、メイン燃焼用流路１４２への燃料ガスＧの供給量の上記総供給量に対する分配比率が大きくなり、逆に、燃料ガスＧの総供給量が小さいほど、メイン燃焼用流路１４２への燃料ガスＧの分配比率が小さくなる。即ち、高燃焼負荷運転において比較的燃焼負荷が低いときは、パイロット燃焼用流路１４１への燃料ガスＧの分配比率を比較的大きくして、パイロット燃焼を安定したものとしながらも、高燃焼負荷運転において比較的燃焼負荷が高いときは、燃料ガスＧを各燃焼用流路１４１，１４２全体において均質に供給して、希薄予混合気による低ＮＯｘ燃焼を実現できる。

また、上記バーナ装置は、複数の分配機構１００が設けられ、複数の分配機構１００における夫々の第２供給口１０３が、パイロット燃焼用流路１４１に近い側から遠い側に渡って、言い換えれば、メイン燃焼用流路１４２の円筒状の径方向において、分配配置されている。そして、このようにメイン燃焼用流路１０２において第２供給口１０３を分散配置することで、メイン燃焼用流路１４２に対して均質に燃料ガスＧを供給することができる。

国際公開番号ＷＯ ０１／４４７２０ Ａ１ 国際公開番号ＷＯ ０２／０７３０９１ Ａ１

しかし、上記のように、複数の分配機構を備え、複数の第２供給口が第２燃焼用流路（メイン燃焼用流路）において第１燃焼用流路（パイロット燃焼用流路）に近い側から遠い側に渡って分配配置されているバーナ装置において、全ての分配機構における受入開始供給量は同等に設定されているので、燃料ガスの総供給量を全ての分配機構における受入開始供給量以上に増加させて高燃焼負荷運転を行うときには、比較的燃焼負荷が低い場合でも、メイン燃焼用流路に対して均質に燃料ガスが供給されることになり、メイン燃焼用流路に形成される混合気の当量比が小さくなりすぎて、安定した燃焼状態を確保できなくなるという問題がある。特に、メイン燃焼用流路において、比較的パイロット燃焼用流路から遠い第２供給口から供給された燃料ガスは、パイロット燃焼により着火され難いので、燃焼せずに未燃成分として排出されてしまうことがあり、排ガス性状の悪化及び効率低下の原因となる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、パイロット燃焼用流路としての第１燃焼用流路に燃料ガスを供給して安定したパイロット燃焼を行いながら、メイン燃焼用流路としての第２燃焼用流路に燃料ガスを供給してメイン燃焼を行う場合において、第２燃焼用流路における未燃成分の発生を抑制し、良好な排ガス性状且つ高効率化を実現するバーナ装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係るバーナ装置は、内部に流通する酸素含有ガスに燃料ガスが供給されて形成された混合気を燃焼部に供給して燃焼させる第１燃焼用流路及び第２燃焼用流路を備え、
前記第１燃焼用流路と前記第２燃焼用流路とに燃料ガスを分配供給する分配機構を複数備え、
前記分配機構が、前記第１燃焼用流路に開口し前記第１燃焼用流路での酸素含有ガスの流通方向に交差する方向に燃料ガスを噴出させる第１供給口と、前記第１燃焼用流路に前記第１供給口の前記燃料ガスの噴出方向に対向して開口する受入口を一端側に形成し前記第２燃焼用流路に開口する第２供給口を他端側に形成した供給路とからなり、前記総供給量が所定の受入開始供給量以上となったときに前記第１供給口から噴出された燃料ガスの一部が前記受入口に受け入れられるように構成され、
前記複数の分配機構が、前記第２供給口が前記第１燃焼用流路から近い側に配置されている近側分配機構と、前記第２供給口が前記近側分配機構よりも前記第１燃焼用流路から遠い側に配置されている遠側分配機構とからなるバーナ装置であって、その第１特徴構成は、前記夫々の分配機構における前記第１供給口と前記受入口との配置状態が、前記遠側分配機構における前記受入開始供給量を前記近側分配機構における前記受入開始供給量よりも大きく設定する供給量設定構造を有する点にある。

上記第１特徴構成によれば、複数の分配機構を備え、複数の第２供給口が第２燃焼用流路において第１燃焼用流路から近い側から遠い側に渡って分配配置されているバーナ装置において、夫々の分配機構における第１供給口と受入口との配置状態が上記供給量設定構造を有することで、燃料ガスの総供給量を近側分配機構の受入開始供給量以上且つ遠側分配機構の受入開始供給量未満に設定する中燃焼負荷運転において、第２燃焼用流路に対して、安定した燃焼を確保する第１燃焼用流路から近い側の近側分配機構の第２供給口からのみ燃料ガスを供給して、その第２燃焼用流路に供給された燃料ガスを良好に第１燃焼用流路における燃焼により着火し燃焼させることができる。

即ち、夫々の分配機構における受入開始供給量が、第２供給口が第１燃焼用流路から遠い分配機構ほど大きくなるように、夫々の分配機構における第１供給口と受入口との対向方向や離間距離等の配置状態が設定されているので、中燃焼負荷運転においては、近側分配機構の受入口には燃料ガスが受け入れられるものの、遠側分配機構の受入口には燃料ガスが受け入れられなくなる。よって、第２燃焼用流路に対して、近側分配機構の第２供給口のみから第１燃焼用流路から近い側に集中して燃料ガスを供給することができる。

一方、燃料ガスの総供給量を遠側分配機構の受入開始供給量以上に設定する高燃焼負荷運転においては、第２燃焼用流路に対して、近側分配機構の第２供給口に加えて遠側分配機構の第２供給口からも燃料ガスを供給して、燃料ガスＧを第２燃焼用流路全体において均質に供給して、希薄予混合気による低ＮＯｘ燃焼を実現できる。

従って、上記第１特徴構成により、第２燃焼用流路における未燃成分の発生を抑制し、良好な排ガス性状且つ高効率化を実現するバーナ装置を実現することができる。

本発明に係るバーナ装置の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記供給量設定構造が、前記遠側分配機構における前記第１供給口と前記受入口との離間距離を前記近側分配機構における前記離間距離よりも大きく設定した構造である点にある。

上記第２特徴構成によれば、第１燃焼用流路においては、酸素含有ガスの流れが、第１供給口から受入口に向かう燃料ガスの流れに対して、それを第１燃焼用流路の下流側に導こうとする力を与える。そして、夫々の分配機構における第１供給口と受入口との離間距離を、第２供給口が第１燃焼用流路から遠いほど大きく設定することで、遠側分配機構における上記酸素含有ガスの流れによる燃料ガスの流れに対する力を、近側分配機構よりも大きくして、遠側分配機構において第１供給口から噴出された燃料ガスが受入口に受け入れられ難くすることで、上記供給量設定構造を実現し、遠側分配機構の受入開始供給量を、近側分配機構の受入開始供給量よりも大きくすることができる。

本発明に係るバーナ装置の第３特徴構成は、上記第１又は第２特徴構成に加えて、前記第２燃焼用流路の前記第１燃焼用流路から近い側の壁部に沿って前記燃焼部に流出した混合気を、前記第１燃焼用流路側に誘導する第１誘導壁を備えた点にある。

上記第３特徴構成によれば、上記第１誘導壁を設けることにより、中燃焼負荷運転おいて、第２燃焼用流路に対して、安定した燃焼を確保する第１燃焼用流路から近い側の近側分配機構の第２供給口からのみ燃料ガスを供給する場合において、その第２燃焼用流路に供給された燃料ガスにより形成された混合気は、前記第１燃焼用流路から近い側の壁部に沿って燃焼部に流出するのであるが、その混合気を第１誘導壁により比較的安定した燃焼が行われている第１燃焼用流路側に誘導して確実に燃焼させることができるので、一層未燃成分の生成を抑制することができる。

本発明に係るバーナ装置の第４特徴構成は、上記第１から第３の何れかの特徴構成に加えて、前記第２燃焼用流路に、前記複数の第２供給口の下流側を、前記第１燃焼用流路から近い側の近側流路と前記第１燃焼用流路から遠い側の遠側流路とに区画する区画壁を備えた点にある。

上記第４特徴構成によれば、上記区画壁を設けることにより、中燃焼負荷運転おいて、第２燃焼用流路に対して、安定した燃焼を確保する第１燃焼用流路から近い側の近側分配機構の第２供給口からのみ燃料ガスを供給する場合において、その近側分配機構の第２供給口から上記近側流路に供給された燃料ガスが、前記第１燃焼用流路から遠い側即ち上記遠側流路側に拡散することを抑制することができ、第１燃焼用流路側の比較的安定した燃焼により、その燃料ガスを確実に燃焼させることができるので、一層未燃成分の生成を抑制することができる。

本発明に係るバーナ装置の第５特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、前記遠側流路において前記区画壁に沿って前記区画壁の下流側に流出した混合気を、前記第１燃焼用流路側に誘導する第２誘導壁を備えた点にある。

上記第５特徴構成によれば、上記第２誘導壁を設けることにより、燃料ガスの総供給量を増加させ、第２燃焼用流路において遠側流路にも燃料ガスが供給され始めて高燃焼負荷運転を開始した時点において、遠側流路に供給された燃料ガスにより形成された混合気が、区画壁に沿って燃焼部に流出するのであるが、その混合気を第２誘導壁により第１燃焼用流路側に誘導し、第１燃焼用流路における比較的安定した燃焼により確実に燃焼させることができるので、燃料ガスの総供給量を増加させた場合でも一層未燃成分の生成を抑制することができる。

本発明に係るバーナ装置の第６特徴構成は、上記第１から第５の何れかの特徴構成に加えて、前記夫々の分配機構における前記第１供給口が、前記第１燃焼用流路での酸素含有ガスの流通方向視で、互いに重かさなることなく配置されている点にある。

上記第６特徴構成によれば、夫々の分配機構における第１供給口を、第１燃焼用流路での酸素含有ガスの流通方向視で、互いに重かさなることなく配置することで、第１燃焼用流路において、夫々の分配機構の第１供給口と受入口との間に形成された開放部には、他の分配機構の開放部が邪魔することなく安定して酸素含有ガスが通過することになる。よって、夫々の分配機構において、第１供給口から噴出された燃料ガスの一部が受入口に受け入れられるときの総供給量である受入開始供給量が安定し、前述の供給量設定構造において、安定した状態で、遠側分配機構における受入開始供給量を近側分配機構における受入開始供給量よりも大きく設定することができ、良好な排ガス性状且つ高効率化を安定して実現可能となる。

上記目的を達成するための本発明に係るガスタービンエンジンの特徴構成は、上記第１から第５の何れかの特徴構成のバーナ装置を備え、前記バーナ装置の燃焼部から排出される燃焼排ガスの運動エネルギによりタービンを回転させる点にある。

上記特徴構成のガスタービンエンジンによれば、これまで説明してきたバーナ装置を備えているので、良好な排ガス性状且つ高効率化を実現しながら、広い運転負荷範囲で運転することができる。

本発明の第１実施形態について以下に説明する。
図１に示すガスタービンエンジンは、バーナ装置６０の燃焼部４５から排出される燃焼排ガスの運動エネルギによりタービン６２を回転させるように構成され、更に、タービン６２の回転動力の一部を利用してバーナ装置６０に空気Ａ（酸素含有ガスの一例）を押し込む圧縮器６１を備える。

バーナ装置６０は、図２も参照して、燃料流路４３を規定する燃料筒１と、この燃料筒１を外囲するパイロット燃焼用流路４１（第１燃焼用流路の一例）を規定する内筒２と、この内筒２を外囲するメイン燃焼用流路４２（第２燃焼用流路の一例）を規定する外筒３とを同軸状に備えて構成されている。
そして、パイロット燃焼用流路４１及びメイン燃焼用流路４２には、前記圧縮機６１により供給された空気Ａが流通すると共に、後述の分配機構５０ａ，５０ｂにより燃料ガスＧが分配供給され、パイロット燃焼用流路４１及びメイン燃焼用流路４２において形成された混合気が、燃焼部４５に流出して燃焼される。

パイロット燃焼用流路４１及びメイン燃焼用流路４２とは、燃焼部４５において隣接するように、同心状に並設されている。尚、パイロット燃焼用流路４１及びメイン燃焼用流路４２は、少なくとも燃焼部４５において隣接するものであれば、別に同心状に並設する必要はない。

燃料流路４３には、燃料ガスＧを蓄えた図示しないガス供給源から図示しない導管を介して燃料ガスＧが供給される。
そして、燃料流路４３内の燃料ガスＧをパイロット燃焼用流路４１及びメイン燃焼用流路４２に分配供給する分配機構５０ａ，５０ｂが複数設けられている。

分配機構５０ａ，５０ｂは、図３も参照して、パイロット燃焼用流路４１に配置されパイロット燃焼用流路４１での空気Ａの流通方向に交差する方向に燃料ガスを供給する第１供給口３１ａ，３１ｂと、第１供給口３１ａ，３１ｂに対して離間して対向するように配置された受入口３２ａ，３２ｂを一端側に形成しメイン燃焼用流路４２に配置された第２供給口３４ａ，３４ｂを他端側に形成した供給路３３ａ，３３ｂとを有して構成されている。また、第１供給口３１ａ，３１ｂと受入口３２ａ，３２ｂとの間には、パイロット燃焼用流路４１に開放されるスリット状の開放部７が形成されることになる。

そして、供給路３３ａ，３３ｂは、第１供給口３１ａ，３１ｂへの燃料ガスＧの総供給量が、夫々の分配機構５０ａ，５０ｂについて設定された所定の受入開始供給量以上に増加したときに、第１供給口３１ａ，３１ｂから上記開放部７に噴出された燃料ガスＧの一部を受入口３２ａ，３２ｂに受け入れて、その受け入れた燃料ガスを第２供給口３４ａ，３４ｂからメイン燃焼用流路４２に供給することができる。

上記第１供給口３１ａ，３１ｂは、上記燃料筒１の外周からパイロット燃焼用流路４１側に突出した第１供給部材４内に形成され、上記供給路３３ａ，３３ｂは、上記内筒２からメイン燃焼用流路４２側に突出した第２供給部材５内に形成されている。
また、上記第１供給部材４及び第２供給部材５は、図２にも示すように、燃料筒１及び内筒２の周方向においては薄く、空気Ａの流れ方向に沿って延びる翼形状に形成されており、このような上記第１供給部材４及び第２供給部材５は、上記周方向の８箇所に等間隔で配置されている。

上記複数の分配機構５０ａ，５０ｂは、第２供給口３４ａがパイロット燃焼用流路４１から近い側に配置されている近側分配機構５０ａと、第２供給口３４ｂが近側分配機構５０ａよりもパイロット燃焼用流路４１から遠い側に配置されている遠側分配機構５０ｂとからなる。即ち、複数の分配機構５０ａ，５０ｂの第２供給口３４ａ，３４ｂの夫々が、パイロット燃焼用流路４１に近い側から遠い側に渡って、言い換えれば、メイン燃焼用流路４２の円筒状の径方向において、分配配置されている。

そして、上記のように構成されたバーナ装置６０において、夫々の分配機構５０ａ，５０ｂにおける第１供給口３１ａ，３１ｂと受入口３２ａ，３２ｂとの配置状態が、遠側分配機構５０ｂにおける前述の受入開始供給量Ｙを近側分配機構５０ａにおける受入開始供給量Ｘよりも大きく設定する供給量設定構造を有するように構成されている。

詳しくは、上記供給量設定構造は、遠側分配機構５０ｂにおける第１供給口３１ｂと受入口３２ｂとの離間距離が、近側分配機構５０ａにおける第１供給口３１ａと受入口３２ａとの離間距離よりも大きく設定した構造とされている。
即ち、遠側分配機構５０ｂにおいて第１供給口３１ｂから噴出された燃料ガスＧが受入口３２ｂに受け入れられ難くなるので、前述のような供給量設定構造が実現され、遠側分配機構５０ｂの受入開始供給量Ｙが、近側分配機構５０ａの受入開始供給量Ｘよりも大きくなる。

そして、このような供給量設定構造によって、パイロット燃焼用流路４１にのみ燃料ガスＧを供給して燃焼部４５においてパイロット燃焼用流路４１の下流側部分のみでパイロット燃焼を行う低燃焼負荷運転から、燃焼部４５において上記パイロット燃焼に加えてメイン燃焼用流路４２の下流側部分でもメイン燃焼を行う中燃焼負荷運転及び高燃焼負荷運転に渡る広い燃焼負荷域において、良好な燃焼状態を実現することができる。

即ち、図４を参照して、低燃焼負荷運転においては、燃料ガスＧの総供給量が、近側分配機構５０ａの受入開始供給量Ｘ未満の範囲内に設定され、第１供給口３１ａ，３１ｂら噴出された燃料ガスＧが、受入口３２ａ，３２ｂに受け入れられずに、パイロット燃焼用流路４１のみに燃料ガスＧが供給される。
そして、このような低燃焼負荷運転においては、メイン燃焼用流路４２に過剰希薄混合気が形成されないので、未燃成分の発生を抑制することができる。

また、中燃焼負荷運転においては、燃料ガスＧの総供給量が、近側分配機構５０ａの受入開始供給量Ｘ以上且つ遠側分配機構５０ｂの受入開始供給量Ｙ未満の範囲内に設定され、近側分配機構５０ａの第１供給口３１ａから噴出された燃料ガスＧの一部のみが、それに対向する受入口３２ａに受け入れられ、その受け入れられた燃料ガスＧが、近側分配機構５０ａの第２供給口３４ａからメイン燃焼用流路４２におけるパイロット燃焼用流路４１から近い側に供給される。
そして、このような中燃焼負荷運転においては、メイン燃焼用流路４２に対しては、安定した燃焼を確保するパイロット燃焼用流路４１から近い側の近側分配機構５０ａの第２供給口３４ａからのみ燃料ガスＧを供給して、そのメイン燃焼用流路４２に供給された燃料ガスを、パイロット燃焼から良好に火移りさせて着火して燃焼させることができる。

また、高燃焼負荷運転においては、燃料ガスＧの総供給量が、遠側分配機構５０ｂの受入開始供給量Ｙ以上の範囲内に設定され、夫々の第１供給口３１ａ，３１ｂから噴出された燃料ガスＧの一部が、それに対向する夫々の受入口３２ａ，３２ｂに受け入れられ、その受け入れられた燃料ガスＧが、夫々の第２供給口３４ａ，３４ｂからメイン燃焼用流路４２全体に供給され、希薄予混合気による低ＮＯｘ燃焼を実現できる。
る。

内筒２の下流側端部近くには、空気Ａの流れ方向に沿って縮径する筒状の第１エアステージリング１３（第１誘導壁の一例）が設けられている。
そして、この第１エアステージリング１３を設けることにより、メイン燃焼用流路４１のパイロット燃焼用流路４２から近い側の壁部２ａ、即ち、内筒の外側の壁部２ａに沿って燃焼部４５に流出した混合気を、パイロット燃焼用流路４１側に誘導して、パイロット燃焼により確実に燃焼させることができる。

メイン燃焼用流路４２には、第２供給部材５の下流側を、パイロット燃焼用流路４１から近い側の近側流路４２ａとパイロット燃焼用流路４１から遠い側の遠側流路４２ｂとに区画する区画筒１４（区画壁の一例）が設けられている。
そして、この区画筒１４を設けることにより、近側分配機構５０ａの第２供給口３４ａからメイン燃焼用流路４２に供給された燃料ガスＧがパイロット燃焼用流路４１から遠ざかって遠側流路４２ｂ側に拡散することを抑制することができ、パイロット燃焼用流路４１側の比較的安定した燃焼により、その燃料ガスＧを確実に燃焼させることができる。

更に、この区画筒１４の下流側端部近くには、空気Ａの流れ方向に沿って縮径する筒状の第２エアステージリング１５（第２誘導壁の一例）が設けられている。
そして、この第２エアステージリング１５を設けることにより、区画筒１４の外側の壁部１４ａに沿って燃焼部４５に流出した混合気を、パイロット燃焼用流路４５側に誘導してパイロット燃焼により確実に燃焼させることができる。

外筒３と内筒２との間には、外筒３に内筒２を支持させるストラット１２が周方向に分散配置されており、更に、その１つのストラット１２の内部には、パイロット燃焼用流路４１から流出した混合気を点火するための点火装置が内蔵されている。

また、第２供給部材５に形成された夫々の第２供給口３４ａ，３４ｂの外側には、夫々の第２供給口３４ａ，３４ｂの外側を覆うように形成された筒状の混合促進筒２１，２２が設けられている。
そして、この混合促進筒２１，２２を設けることにより、第２供給口３４ａ，３４ｂからメイン燃焼用流路４２に供給された燃料ガスＧを内筒２から離間する方向（即ち径方向）に衝突させ、衝突した燃料ガスＧをメイン燃焼用流路４２において周方向に拡散させることができる。

パイロット燃焼用流路４１の第１供給部材４の下流側には、パイロット燃焼用流路４１内に流れてきた空気Ａと燃料ガスＧとの混合気に旋回力を付与する第１スワラー１６が配置されており、更に、メイン燃焼用流路４２の第２供給部材５の下流側には、空気Ａと燃料ガスＧとの混合気に、旋回力を付与する第２スワラー１１が配置されている。
そして、これら第１スワラー１６及び第２スワラー１１により、パイロット燃焼用流路４１及びメイン燃焼用流路４２における空気Ａ若しくは混合気に旋回力が付与されて、火炎の保炎性を向上させることができる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、近側分配機構５０ａの第１供給口３１ａ及び供給路３３ａと、遠側分配機構５０ｂの第１供給口３１ｂ及び供給路３３ｂとを、共通の第１供給部材４及び第２供給部材５内に形成したが、別に、図５及び図６に示すように、近側分配機構５０ａの第１供給口３１ａ及び供給路３３ａを第１供給部材４ａ及び第２供給部材５ａ内に形成し、図５及び図７に示すように、遠側分配機構５０ｂの第１供給口３１ｂ及び供給路３３ｂを、上記第１供給部材４ａ及び第２供給部材５ａとは別体の第１供給部材４ｂ及び第２供給部材５ｂ内に形成しても構わない。

また、このように近側分配機構５０ａ及び遠側分配機構５０ｂを別体で構成する場合には、図５に示すように、近側分配機構５０ａの開放部７ａ及び遠側分配機構５０ｂの開放部７ｂの夫々に空気Ａが安定供給されるように、夫々の分配機構５０ａ，５０ｂにおける第１供給口３１ａが、パイロット燃焼用流路４１での空気Ａの流通方向視で、互いに重畳することなく、パイロット燃焼用流路４１の円筒状の径方向において分配配置することができる。

（２）上記実施の形態では、空気Ａの流れに沿って、近側分配機構５０ａを遠側分配機構５０ｂの上流側に配置したが、逆に、図８に示すように、近側分配機構５０ａを遠側分配機構５０ｂの下流側に配置しても構わない。
また、この場合でも、夫々の近側分配機構５０ａ及び遠側分配機構５０ｂは一体又は別体で構成することができる。

（３）上記実施の形態において、一般的な例として、燃料ガスＧの燃焼のための酸素含有ガスとして空気Ａを利用したものを説明したが、空気の以外の燃焼用酸素含有ガスとしては、例えば、酸素成分含有量が空気に対して高い酸素富化ガス等を利用することが可能である。

（４）上記実施の形態において、第１供給部材４及び第２供給部材５内に、供給量設定構造を実現するために近側分配機構５０ａと遠側分配機構５０ｂとを一つずつ設けたが、供給量設定構造を実現する夫々の分配機構の組合せは適宜変更可能である。例えば、近側分配機構及び遠側分配機構のうち一方を他方よりも多く設けても構わない。
また、３つ以上の分配機構を設け、第２供給口の位置がパイロット燃焼用流路４１に近いものから遠いものにかけて、受入開始供給量が順に大きくなるように、例えば、第１供給口と受入口との離間距離を順に大きくして、供給量設定構造を構成しても構わない。この場合、ある分配機構において、第２供給口の位置がその分配機構のものよりもパイロット燃焼用流路４１側に近い位置である分配機構が近側分配機構５０ａであり、ある分配機構において、第２供給口の位置がその分配機構のものよりもパイロット燃焼用流路４１から遠い位置である分配機構が遠側分配機構５０ｂであるといえる。

（５）上記実施の形態において、本発明に係るバーナ装置をガスタービンエンジンに備えたバーナ装置６０に適用した例について説明したが、本発明に係るバーナ装置は、単独で焼却炉用などのバーナ装置として利用することもできる。

ガスタービンエンジン用のバーナ装置の概略構成図 図１に示すバーナ装置の横断正面図 分配機構の構成を説明するための拡大図 燃料ガスの総供給流量と夫々の分配機構の受入開始供給量との関係を示すグラフ図 別実施形態のバーナ装置の横断正面図 図５の近側分配機構の構成を説明するための拡大図 図５の遠側分配機構の構成を説明するための拡大図 別実施形態のバーナ装置の分配機構の構成を説明するための拡大図 従来のバーナ装置の概略構成図

符号の説明

１：燃料筒
４，４ａ，４ｂ：第１供給部材
５，５ａ，５ｂ：第２供給部材
７，７ａ，７ｂ：開放部
１３：第１エアステージリング（第１誘導壁）
１４：区画筒（区画壁）
１５：第２エアステージリング（第２誘導壁）
２１，２２：混合促進筒
３１ａ，３１ｂ：第１供給口
３２ａ，３２ｂ：受入口
３３ａ，３３ｂ：供給路
３４ａ，３４ｂ：第２供給口
４１：パイロット燃焼用流路（第１燃焼用流路）
４２：メイン燃焼用流路（第２燃焼用流路）
４３：燃料流路
４５：燃焼部
５０ａ：近側分配機構
５０ｂ：遠側分配機構
６０：バーナ装置
Ａ：空気
Ｇ：燃料ガス
Ｘ，Ｙ：受入開始供給量

Claims (7)

1. 内部に流通する酸素含有ガスに燃料ガスが供給されて形成された混合気を燃焼部に供給して燃焼させる第１燃焼用流路及び第２燃焼用流路を備え、
   前記第１燃焼用流路と前記第２燃焼用流路とに燃料ガスを分配供給する分配機構を複数備え、
   前記分配機構が、前記第１燃焼用流路に開口し前記第１燃焼用流路での酸素含有ガスの流通方向に交差する方向に燃料ガスを噴出させる第１供給口と、前記第１燃焼用流路に前記第１供給口の前記燃料ガスの噴出方向に対向して開口する受入口を一端側に形成し前記第２燃焼用流路に開口する第２供給口を他端側に形成した供給路とからなり、前記総供給量が所定の受入開始供給量以上となったときに前記第１供給口から噴出された燃料ガスの一部が前記受入口に受け入れられるように構成され、
   前記複数の分配機構が、前記第２供給口が前記第１燃焼用流路から近い側に配置されている近側分配機構と、前記第２供給口が前記近側分配機構よりも前記第１燃焼用流路から遠い側に配置されている遠側分配機構とからなるバーナ装置であって、
   前記夫々の分配機構における前記第１供給口と前記受入口との配置状態が、前記遠側分配機構における前記受入開始供給量を前記近側分配機構における前記受入開始供給量よりも大きく設定する供給量設定構造を有するバーナ装置。
2. 前記供給量設定構造が、前記遠側分配機構における前記第１供給口と前記受入口との離間距離を前記近側分配機構における前記離間距離よりも大きく設定した構造である請求項１に記載のバーナ装置。
3. 前記第２燃焼用流路の前記第１燃焼用流路から近い側の壁部に沿って前記燃焼部に流出した混合気を、前記第１燃焼用流路側に誘導する第１誘導壁を備えた請求項１から３の何れか１項に記載のバーナ装置。
4. 前記第２燃焼用流路に、前記複数の第２供給口の下流側を、前記第１燃焼用流路から近い側の近側流路と前記第１燃焼用流路から遠い側の遠側流路とに区画する区画壁を備えた請求項１又は２に記載のバーナ装置。
5. 前記遠側流路において前記区画壁に沿って前記区画壁の下流側に流出した混合気を、前記第１燃焼用流路側に誘導する第２誘導壁を備えた請求項３に記載のバーナ装置。
6. 前記夫々の分配機構における前記第１供給口が、前記第１燃焼用流路での酸素含有ガスの流通方向視で、互いに重畳することなく配置されている請求項１から５の何れか１項に記載のバーナ装置。
7. 請求項１から６の何れか１項に記載のバーナ装置を備え、前記バーナ装置の燃焼部から排出される燃焼排ガスの運動エネルギによりタービンを回転させるガスタービンエンジン。

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