JP2005283002A - 燃焼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、メイン燃焼用の予混合気を燃焼部４５に流出させてメイン燃焼させるメイン燃焼用流路４２と、パイロット燃焼用の予混合気を燃焼部４５に流出させてパイロット燃焼させるパイロット燃焼用流路４１とを備えて構成され、パイロット燃焼用流路４１が内筒２内部に形成され、メイン燃焼用流路４２が内筒２とそれを外囲する外筒３との間に形成されているガスタービンエンジン等で用いられる燃焼装置６０において、メイン燃焼用流路４２の圧力上昇を抑制しながら、メイン燃焼用の予混合気の燃焼性を充分に向上し高効率化を図る技術を提供する点にある。
【解決手段】 外筒３の下流側端部を内筒２の下流側端部よりも下流側に位置させると共に、メイン燃焼用流路４２の流路断面積を内筒２の下流側端部において縮小させるメイン燃焼用流路縮小部１０を備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は、メイン燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてメイン燃焼させるメイン燃焼用流路と、パイロット燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてパイロット燃焼させるパイロット燃焼用流路とを備えて構成され、
前記パイロット燃焼用流路が内筒内部に形成され、前記メイン燃焼用流路が前記内筒とそれを外囲する外筒との間に形成されている燃焼装置に関する。

上記のような燃焼装置は、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燃焼装置として利用されるほか、焼却炉の燃焼装置などに利用することもできる。
即ち、上記燃焼装置は、内筒内部に形成されたパイロット燃焼用流路において形成された比較的高当量比の予混合気を燃焼部に流出させて比較的安定したパイロット燃焼を行いながら、内筒と外筒との間に形成されたメイン燃焼用流路において形成された比較的低当量比の予混合気を燃焼部に流出させて上記パイロット燃焼により保炎される形態でメイン燃焼を行うように構成されている。このような燃焼装置により、全体的には低当量比の予混合気を燃焼させて低ＮＯｘ化を図りながら、パイロット燃焼による保炎により安定した燃焼状態を維持することができる。

また、このように構成された燃焼装置は、夫々の燃焼用流路において形成される予混合気の当量比を適正に保って安定した燃焼状態を維持するために、燃焼負荷の増減に応じて、上記夫々の燃焼用流路への燃料の供給量を各別に調整する必要がある。
そこで、燃焼負荷等に基づく夫々の燃焼用流路への燃料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、燃焼装置への燃料の総供給量の減少に伴い、パイロット燃焼用流路への供給量の分配比率を大きくできる燃焼装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。

また、上記特許文献１に記載の燃焼装置は、パイロット燃焼用流路での空気の流通方向に交差する方向に燃料を噴出させる第１供給口と、パイロット燃焼用流路において第１供給口の燃料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メイン燃焼用流路に燃料を噴出させる第２供給口を他端側に形成した供給路とから構成された燃料分配機構により、パイロット燃焼用流路及びメイン燃焼用流路の夫々に流通する空気に燃料を分配供給して予混合気を形成させるように構成されている。

このような燃焼装置において、メイン燃焼用の予混合気の当量比が比較的低い場合、その予混合気が充分に燃焼せずに排出されて、未燃焼成分の増加及び効率低下が発生する場合がある。
そして、上記特許文献１に記載された燃焼装置では、メイン燃焼用の予混合気の燃焼性を向上させるために、内筒の外壁に沿って燃焼部に流出した予混合気を内筒内のパイロット燃焼用流路の下流側へ誘導する形態で、下流側ほど縮径する筒状のコーン部材が設けられている。

また、メイン燃焼用流路から燃焼部への予混合気の流速を稼ぎ逆火を防止することができる燃焼装置として、外筒の下流側端部と内筒の下流側端部とを軸方向において同位置とすると共に、外筒と内筒との間に形成されたメイン燃焼用流路の出口における流路断面積を縮小させる形態で、外筒を内筒に近づけるように構成された燃焼装置が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。

国際公開番号ＷＯ ０１／４４７２０ Ａ１ 特開平０９−１１９６４０号公報

上記特許文献１に記載された燃焼装置では、内筒の下流側端部付近にコーン部材を設けられているが、特にメイン燃焼用流路への燃料供給量を増加させて高燃焼負荷域運転を行う場合において、メイン燃焼用流路から燃焼部に流出したメイン燃焼用の予混合気が完全に燃焼せずに排出されてしまうことがあり、メイン燃焼用の予混合気の燃焼性が充分に向上されているとはいえなかった。

また、従来の燃焼装置において、メイン燃焼用流路から流出した予混合気は、内筒の下流側端部近傍において、パイロット燃焼により保炎されメイン燃焼するので、そのメイン燃焼用流路の出口近傍におけるメイン燃焼によりメイン燃焼用流路の圧力が上昇する場合があり、メイン燃焼用流路への燃料供給圧を高める必要がある。
特に、上記特許文献１に記載の燃焼装置では、パイロット燃焼用流路に設けられた受入口に受け入れた燃料を、供給路を通じて第２供給口からメイン燃焼用流路に供給するように構成されているので、上記のようにメイン燃焼用流路の圧力が上昇すると、メイン燃焼用流路への燃料供給が充分に行うことができずに、パイロット燃焼用流路へ多くの燃料が供給されてしまうことになり、ＮＯｘ等の排出量が増加することが懸念される。

また、上記特許文献２に記載された燃焼装置は、軸方向において同位置とされた外筒と内筒との間から比較的高い流速でメイン燃焼用の予混合気が流出させることで逆火を防止できるものの、上記のように、メイン燃焼用の予混合気の燃焼性を向上するものではない。

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、ガスタービンエンジン等で用いられる燃焼装置において、メイン燃焼用流路の圧力上昇を抑制しながら、メイン燃焼用の予混合気の燃焼性を充分に向上し高効率化を図る技術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燃焼装置は、メイン燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてメイン燃焼させるメイン燃焼用流路と、パイロット燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてパイロット燃焼させるパイロット燃焼用流路とを備えて構成され、
前記パイロット燃焼用流路が内筒内部に形成され、前記メイン燃焼用流路が前記内筒とそれを外囲する外筒との間に形成されている燃焼装置であって、その第１特徴構成は、前記外筒の下流側端部を前記内筒の下流側端部よりも下流側に位置させると共に、前記メイン燃焼用流路の流路断面積を前記内筒の下流側端部において縮小させるメイン燃焼用流路縮小部を備えた点にある。

上記第１特徴構成によれば、燃焼部が外筒の下流側端部から拡径する状態で形成され、その拡径部である外筒の下流側端部が内筒の下流側端部よりも下流側に位置させると共に、上記メイン燃焼用流路縮小部を設けることにより、メイン燃焼用流路から予混合気を比較的早い速度で燃焼部へ流出させて、メイン燃焼を内筒の下流側端部よりも更に下流側に離間した上記拡径部付近で発生させ、メイン燃焼によるメイン燃焼用流路の圧力上昇を抑制することができる。
更に、パイロット燃焼用流路から流出した予混合気は内筒の下流側端部近傍で燃焼して安定したパイロット燃焼が発生することにより、そのパイロット燃焼の下流側の上記拡径部付近において良好にメイン燃焼を保炎することができ、高効率化を図ることができる。

本発明に係る燃焼装置の第２特徴構成は、前記メイン燃焼用流路縮小部が、前記内筒の下流側端部を下流側ほど拡径させたテーパ形状とすることで構成されている点にある。

上記第２特徴構成によれば、上記内筒の下流側端部を下流側ほど拡径させる上記テーパ形状とすることにより、メイン燃焼用流路の圧力上昇を抑制しながら、メイン燃焼用の予混合気の燃焼性を充分に向上するためのメイン燃焼用流路縮小部を構成することで、内筒内部に形成されるパイロット燃焼用流路の流路断面積が内筒の下流側端部の上記テーパ形状により拡大するので、パイロット燃焼用流路から燃焼部への予混合気の流出速度を低下させて安定したパイロット燃焼を行うことができ、更に、メイン燃焼用流路において内筒の外側に沿って燃焼部に流出したメイン燃焼用の予混合気がそのテーパ形状の内筒の下流側端部を巻き込んで内筒内部に形成されたパイロット燃焼用流路の下流側に向かうという循環流が形成されるので、メイン燃焼用の予混合気の燃焼性を一層向上させることができる。

本発明に係る燃焼装置の第３特徴構成は、前記パイロット燃焼用流路及び前記メイン燃焼用流路の夫々に流通する酸素含有ガスに燃料を分配供給して予混合気を形成させる燃料分配機構が、前記パイロット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を噴出させる第１供給口と、前記パイロット燃焼用流路において前記第１供給口の前記燃料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メイン燃焼用流路に燃料を噴出させる第２供給口を他端側に形成した供給路とから構成されている点にある。

上記第３特徴構成によれば、上記のような燃料分配機構を設けることで、パイロット燃焼用流路に設けられた第１供給口と受入口との間に、パイロット燃焼用流路に開放されるスリット状の開放部が形成され、供給路は、第１供給口への燃料ガスの総供給量が増加したときに、第１供給口から開放部に噴出された燃料の一部を受入口に受け入れて、その受け入れた燃料を第２供給口からメイン燃焼用流路に供給することができる。即ち、この燃料分配機構により、パイロット燃焼用流路及びメイン燃焼用流路への燃料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、燃焼装置への燃料の総供給量を減少させて低負荷域運転を行う場合に、パイロット燃焼用流路への供給量の分配比率を大きくして、安定燃焼させることができる。
そして、このような燃料分配機構を設けた場合においても、燃焼部が外筒の下流側端部から拡径する状態で形成され、その拡径部である外筒の下流側端部が内筒の下流側端部よりも下流側に位置させると共に、上記メイン燃焼用流路縮小部を設けることにより、メイン燃焼によるメイン燃焼用流路の圧力上昇が抑制されるので、メイン燃焼用流路への燃料供給を良好に行うことができ、特に燃料の総供給量を増加させて高負荷域運転を行う場合において、全体的に低当量比の均一な予混合気を燃焼させて低ＮＯｘ化を図ることができる。

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３の何れかの特徴構成の燃焼装置を備え、前記燃焼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。

上記特徴構成によれば、これまで説明してきた燃焼装置を備えているので、メイン燃焼用流路の圧力上昇を抑制しながら、メイン燃焼用の予混合気の燃焼性を充分に向上し高効率化を図ることができるガスタービンエンジンを実現することができる。

図１に示すガスタービンエンジンは、燃焼装置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燃焼装置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。

燃焼装置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を規定する外筒３とを同軸状に備えて構成されている。
また、外筒３の下流側端部には、下流側にかけて拡径する燃焼筒３０が接続されている。

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、後述の燃料分配機構５０ａ，５０ｂにより天然ガスなどの燃料ガス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予混合気が、外筒３の下流側内部から燃焼筒３０内部に渡る燃焼部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。

更に、外筒３の下流側端部は内筒２の下流側端部よりも下流側に位置しており、更に、メイン燃焼用流路４２の流路断面積を内筒２の下流側端部において縮小させるメイン燃焼用流路縮小部１０が設けられている。

そして、このメイン燃焼用流路縮小部１０により、メイン燃焼用流路４２から予混合気を比較的早い速度で燃焼部４５へ流出させて、メイン燃焼を内筒２の下流側端部よりも更に下流側に離間した外筒３の下流側端部付近で発生させるので、メイン燃焼によるメイン燃焼用流路４２の圧力上昇が抑制され、更に、パイロット燃焼用流路４１から流出した予混合気により内筒２の下流側端部近傍で安定したパイロット燃焼が発生するので、そのパイロット燃焼の下流側の上記外筒３の下流側端部付近において良好にメイン燃焼が保炎される。

従って、詳細については後述するが、メイン燃焼用流路４２において予混合気が形成されメイン燃焼を行う中乃至高燃焼負荷域運転において、燃料ガスＧを比較的低圧で良好にメイン燃焼用流路４２に供給して、全体的に低当量比の均一な予混合気を安定して燃焼させて低ＮＯｘ化及び高効率化が図られている。

更に、メイン燃焼用流路縮小部１０は、内筒２の下流側端部を下流側ほど拡径させたテーパ形状１１とすることで構成してあり、パイロット燃焼用流路４１の流路断面積が内筒２の下流側端部の上記テーパ形状１１により拡大するので、パイロット燃焼用流路４１から燃焼部４５への予混合気の流出速度を低下させて安定したパイロット燃焼を行うことができる。また、メイン燃焼用流路４２において内筒２の外側に沿って燃焼部４５に流出したメイン燃焼用の予混合気が、そのテーパ形状１１の内筒２の下流側端部を巻き込んでパイロット燃焼用流路４１の下流側に向かうという循環流が形成されるので、メイン燃焼用の燃焼性が一層向上されている。

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に分配供給する燃料分配機構５０ａ，５０ｂが複数設けられている。

燃料分配機構５０ａ，５０ｂは、図３及び図４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、夫々の燃料分配機構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、上記周方向に等間隔で配置されている。

上記複数の燃料分配機構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燃料分配機構５０ａと、第２供給口３４ｂが近側燃料分配機構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燃料分配機構５０ｂとからなる。即ち、複数の燃料分配機構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燃焼装置６０において、夫々の燃料分配機構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、遠側燃料分配機構５０ｂにおける受入開始供給量を近側燃料分配機構５０ａにおける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、遠側燃料分配機構５０ｂにおける第１供給口３１ｂと受入口３２ｂとの離間距離が、近側燃料分配機構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、遠側燃料分配機構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、遠側燃料分配機構５０ｂの受入開始供給量が、近側燃料分配機構５０ａの受入開始供給量よりも大きくなる。

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域運転から、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域運転及び高燃焼負荷域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、低燃焼負荷域運転においては、燃料ガスＧの総供給量が、近側燃料分配機構５０ａの受入開始供給量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域運転においては、メイン燃焼用流路４２に過剰希薄予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、中燃焼負荷域運転においては、燃料ガスＧの総供給量が、近側燃料分配機構５０ａの受入開始供給量以上且つ遠側燃料分配機構５０ｂの受入開始供給量未満の範囲内に設定され、近側燃料分配機構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、近側燃料分配機構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域運転においては、パイロット燃焼用流路４１では、第１供給口３１ａ，３１ｂら噴出され受入口３２ａ，３２ｂに受け入れられなかった燃料ガスＧが供給されて比較的高当量比のパイロット燃焼用の予混合気が形成されて、そのパイロット燃焼用の予混合気が燃焼部４５に流出して安定したパイロット燃焼が行われ、一方、メイン燃焼用流路４２では、第１供給口３１ａから受入口３２ａに受け入れられた燃料ガスＧがパイロット燃焼用流路４１から近い側の近側燃料分配機構５０ａの第２供給口３４ａから供給されて比較的低当量比のメイン燃焼用の予混合気が形成され、そのメイン燃焼用の予混合気が燃焼部４５に流出して、上記の安定したパイロット燃焼から良好に火移りして保炎される形態でメイン燃焼が行われる。

また、高燃焼負荷域運転においては、燃料ガスＧの総供給量が、遠側燃料分配機構５０ｂの受入開始供給量以上の範囲内に設定され、メイン燃焼用流路４２では、夫々の第１供給口３１ａ，３１ｂから夫々の受入口３２ａ，３２ｂに受け入れられた燃料ガスＧが、近側燃料分配機構５０ａの第２供給口３４ａに加えてパイロット燃焼用流路４１から遠い側の第２供給口３４ｂから供給されて、メイン燃焼用流路４２全体に渡ってメイン燃焼用の予混合気が形成され、そのメイン燃焼用の予混合気が燃焼部４５に流出して、上記の安定したパイロット燃焼から良好に火移りして保炎される形態でメイン燃焼が行われ、希薄予混合気による低ＮＯｘ燃焼を実現できる。

そして、特に、中乃至高燃焼負荷域運転特に高燃焼負荷域運転において、上述したように、メイン燃焼用流路縮小部１０等により、メイン燃焼によるメイン燃焼用流路４２の圧力上昇が抑制されるので、受入口３２ａ更には受入口３２ｂに受け入れられた燃料ガスＧを良好に第２供給口３４ａ更には第２供給口３４ｂからメイン燃焼用流路４２に供給されることになる。

近側燃料分配機構５０ａの第１供給口３１ａ及び供給路３３ａは、第１供給部材４ａ及び第２供給部材５ａ内に形成し、遠側燃料分配機構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内に形成している。尚、第１供給部材４ａと第１供給部材４ｂ、及び、第２供給部材５ａと第２供給部材５ｂを、周方向に同じ位置に配置させると共に共通の部材で構成しても構わない。

また、このように近側燃料分配機構５０ａ及び遠側燃料分配機構５０ｂを別体で構成する場合には、近側燃料分配機構５０ａの開放部７ａ及び遠側燃料分配機構５０ｂの開放部７ｂの夫々に空気Ａが安定供給されるように、夫々の燃料分配機構５０ａ，５０ｂにおける第１供給口３１ａを、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好ましい。

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、近側燃料分配機構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。

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から流出した予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との予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との予混合気に、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若しくは予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）上記実施の形態では、パイロット燃焼用流路４１とメイン燃焼用流路４２とへ燃料ガスＧを分配供給するための燃料分配機構５０を設けたが、この燃料分配機構５０を適宜改変しても構わない。また、このような燃料分配機構５０の変わりに、パイロット燃焼用流路４１とメイン燃焼用流路４２とへ各別に燃料ガスＧを流量調整弁による流量調整を伴って燃料ガスＧを供給するように構成しても構わない。

（２）上記実施の形態では、メイン燃焼用流路縮小部１０を、内筒２の下流側端部を下流側ほど拡径させたテーパ形状１１とすることで構成したが、このテーパ形状１１は適宜メイン燃焼用流路４２の流路断面積を内筒２の下流側端部において縮小させることができる範囲内で適宜改変可能であり、更に、上記テーパ形状１１以外の構成により、上記メイン燃焼用流路縮小部１０を構成しても構わない。

（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、本発明に係る燃焼装置をガスタービンエンジンに備えた燃焼装置６０に適用した例について説明したが、本発明に係る燃焼装置は、単独で焼却炉用などの燃焼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燃焼装置の概略構成図 図１に示す燃焼装置の横断正面図 燃料分配機構の構成を説明するための拡大図 燃料分配機構の構成を説明するための拡大図

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
１０：メイン燃焼用流路縮小部
１１：テーパ形状
１４：区画筒
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
４２：メイン燃焼用流路
４３：燃料流路
４５：燃焼部
５０：燃料分配機構
５０ａ：近側燃料分配機構
５０ｂ：遠側燃料分配機構
６０：燃焼装置
Ａ：空気
Ｇ：燃料ガス

Claims (4)

1. メイン燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてメイン燃焼させるメイン燃焼用流路と、パイロット燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてパイロット燃焼させるパイロット燃焼用流路とを備えて構成され、
   前記パイロット燃焼用流路が内筒内部に形成され、前記メイン燃焼用流路が前記内筒とそれを外囲する外筒との間に形成されている燃焼装置であって、
   前記外筒の下流側端部を前記内筒の下流側端部よりも下流側に位置させると共に、前記メイン燃焼用流路の流路断面積を前記内筒の下流側端部において縮小させるメイン燃焼用流路縮小部を備えた燃焼装置。
2. 前記メイン燃焼用流路縮小部が、前記内筒の下流側端部を下流側ほど拡径させたテーパ形状とすることで構成されている請求項１に記載の燃焼装置。
3. 前記パイロット燃焼用流路及び前記メイン燃焼用流路の夫々に流通する酸素含有ガスに燃料を分配供給して予混合気を形成させる燃料分配機構が、前記パイロット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を噴出させる第１供給口と、前記パイロット燃焼用流路において前記第１供給口の前記燃料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メイン燃焼用流路に燃料を噴出させる第２供給口を他端側に形成した供給路とから構成されている請求項１又は２に記載の燃焼装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の燃焼装置を備え、前記燃焼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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