JP2018136056A - Combustor and gas turbine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combustor and gas turbine, which can inhibit generation of combustion vibration while suppressing an increase in man hours related to manufacture of a main burner.SOLUTION: A combustor includes as a main burner 16, a first burner 16A for generating a mixture by circling primary air, and a second burner 16B for generating a mixture by circling primary air in an opposite direction relative to the first burner 16A. Multiple main burners 16 are arranged while being spaced apart between them in a circumferential direction. The first burner 16A and the second burner 16B are arranged in a non-periodic arrangement pattern across the whole circumference in the circumferential direction.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

この発明は、燃焼器及びガスタービンに関する。   The present invention relates to a combustor and a gas turbine.

ガスタービンの燃焼器においては、周方向に等間隔で並べられた同一形状の複数のメインバーナーを備えている場合がある。
特許文献1には、広範囲な燃焼火炎を形成して安定性と低エミッションを実現するために、燃料供給ノズルの後流における空気との混合通路形状を異ならせることで、大外径の短い火炎と、細長い火炎を形成させる技術が記載されている。
特許文献2には、中心軸線に平行に配置された旋回軸を有するスワラーを周方向に複数備える燃焼器において、隣り合うスワラーによる旋回流の外縁が合流する際に生じるせん断を減少させて、NOxやCO排出の低減を図るために、各スワラーに対して、それぞれ隣り合うスワラーの旋回方向とは互いに反対方向となるような旋回流を与える技術が記載されている。
A gas turbine combustor may include a plurality of main burners having the same shape and arranged at equal intervals in the circumferential direction.
In Patent Document 1, in order to form a wide range of combustion flames and realize stability and low emission, the shape of the mixing passage with the air in the wake of the fuel supply nozzle is made different so that a flame with a short outer diameter is large. And a technique for forming an elongated flame is described.
In Patent Document 2, in a combustor including a plurality of swirlers having swirl shafts arranged in parallel to the central axis in the circumferential direction, shear generated when outer edges of swirl flows by adjacent swirlers merge is reduced, and NOx In order to reduce CO emission and CO emission, a technique is described in which a swirl flow is given to each swirler so that the swirl directions of adjacent swirlers are opposite to each other.

米国特許第6931853号明細書US Pat. No. 6,931,853 米国特許第9500368号明細書U.S. Pat. No. 9500368

例えば、周方向に並んで配置された複数のメインバーナーによって形成される火炎が全て同じ特性の場合、周方向における火炎の形状が一様になり、火炎の軸方向長さも周方向で一様となる。
特許文献2に記載のメインバーナーは、周方向で隣接するメインバーナー同士で旋回方向が反対方向となるように配置されている。しかし、特許文献2に記載されたメインバーナーによって形成される火炎も、周方向で一様になってしまう。
このように周方向で一様な火炎が形成されると、メインバーナーに圧力変動が生じると、火炎が周方向で同じ変動を起こす。互いの火炎が同相で変動することで、燃焼器における発熱率の変動の振幅が大きくなり、燃焼振動が大きくなってしまう。
その一方で、特許文献1に記載の燃焼器のように、火炎の形状を変化させるために外形が異なるメインバーナーを複数用いる場合、メインバーナーの製造に係る工数が増加してしまうという課題がある。
For example, when the flames formed by a plurality of main burners arranged side by side in the circumferential direction all have the same characteristics, the shape of the flame in the circumferential direction is uniform, and the axial length of the flame is also uniform in the circumferential direction. Become.
The main burner described in Patent Document 2 is arranged such that the turning direction is opposite between main burners adjacent in the circumferential direction. However, the flame formed by the main burner described in Patent Document 2 also becomes uniform in the circumferential direction.
When a uniform flame is formed in the circumferential direction in this way, when the pressure fluctuation occurs in the main burner, the flame causes the same fluctuation in the circumferential direction. When the flames of each other fluctuate in phase, the amplitude of fluctuation of the heat generation rate in the combustor increases and combustion vibration increases.
On the other hand, when using a plurality of main burners having different outer shapes in order to change the shape of the flame, as in the combustor described in Patent Document 1, there is a problem that the number of steps involved in manufacturing the main burner increases. .

この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、メインバーナーの製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる燃焼器及びガスタービンを提供するものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a combustor and a gas turbine capable of suppressing the occurrence of combustion vibration while suppressing an increase in the number of steps for manufacturing a main burner. It is.

上記の課題を解決するために以下の構成を採用する。
この発明の第一態様によれば、燃焼器は、一次空気を旋回させて混合気を生成する第一バーナーと、前記第一バーナーとは逆方向に一次空気を旋回させて混合気を生成する第二バーナーと、をメインバーナーとして備え、前記メインバーナーは、周方向に間隔をあけて複数配置され、前記周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで前記第一バーナーと前記第二バーナーとが配置されている。
このように一次空気を旋回させる方向が互いに逆方向となる第一バーナーと第二バーナーとを周方向の全周に渡って非周期的に配置することで、周方向で一様な火炎となることを抑制できる。そのため、外形が異なる複数種のメインバーナーを用いる必要が無くなる。
したがって、メインバーナーの製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
In order to solve the above problems, the following configuration is adopted.
According to the first aspect of the present invention, the combustor generates the air-fuel mixture by swirling the primary air in a direction opposite to the first burner, and rotating the primary air to generate the air-fuel mixture. A second burner as a main burner, and a plurality of the main burners are arranged at intervals in the circumferential direction, and the first burner and the first burner are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction. Two burners are arranged.
By arranging the first burner and the second burner in which the primary air swirl directions are opposite to each other in a non-periodic manner over the entire circumference in the circumferential direction, a uniform flame is produced in the circumferential direction. This can be suppressed. Therefore, it is not necessary to use a plurality of types of main burners having different external shapes.
Therefore, generation | occurrence | production of a combustion vibration can be suppressed, suppressing the man-hour concerning manufacture of a main burner increasing.

この発明の第二態様によれば、第一態様に係る第一バーナーと、第二バーナーとは、周方向で非対称な配置パターンで配置されていていてもよい。
つまり、第一バーナーと第二バーナーとを回転対称に配置しないため、周方向で一様な火炎となることを抑制できる。
According to the second aspect of the present invention, the first burner according to the first aspect and the second burner may be arranged in an asymmetric arrangement pattern in the circumferential direction.
That is, since the first burner and the second burner are not arranged rotationally symmetrically, it is possible to suppress a uniform flame in the circumferential direction.

この発明の第三態様によれば、第一態様に係る第一バーナーと、第二バーナーとは、複数の前記メインバーナーの全体の発熱率の重心位置が、前記周方向の中心位置からオフセットする配置パターンで配置されていてもよい。
このように各メインバーナーによる火炎の発熱率を指標とした重心位置を、複数のメインバーナーの配置の中心位置からオフセットさせることで、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。
According to the third aspect of the present invention, in the first burner and the second burner according to the first aspect, the center of gravity position of the overall heat generation rate of the plurality of main burners is offset from the center position in the circumferential direction. It may be arranged in an arrangement pattern.
In this way, by offsetting the position of the center of gravity with the heat generation rate of the flame by each main burner as an index from the center position of the arrangement of the plurality of main burners, the balance of the flame in the circumferential direction is disrupted and a uniform flame can be obtained. Can be suppressed.

この発明の第四態様によれば、第一態様に係る第一バーナーと、第二バーナーとは、周方向における前記第一バーナーと前記第二バーナーとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じた単位ベクトルをそれぞれ合成した合成ベクトルの大きさが前記単位ベクトルの大きさ以上となる配置パターンで配置されていてもよい。
このように、第一バーナーと第二バーナーとの周方向における配置パターンを、合成ベクトルの大きさが単位ベクトルの大きさ以上となる配置パターンとすることで、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the first burner according to the first aspect and the second burner are in the direction of the radial flow generated at the boundary between the first burner and the second burner in the circumferential direction. You may arrange | position with the arrangement | positioning pattern from which the magnitude | size of the synthetic | combination vector which respectively synthesize | combined the corresponding unit vector becomes more than the magnitude | size of the said unit vector.
In this way, the arrangement pattern in the circumferential direction of the first burner and the second burner is an arrangement pattern in which the size of the combined vector is greater than the size of the unit vector, thereby disrupting the balance of the flame in the circumferential direction. It can suppress that it becomes a uniform flame.

この発明の第五態様によれば、第一態様に係る燃焼器において、周方向に間隔をあけて配置された複数の前記メインバーナーを、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナーからなり、且つ、同数のメインバーナーからなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの前記群における第一バーナー及び第二バーナーの配置関係が、他の前記群と異なるようにしても良い。
このように構成することで、周方向において一様な火炎が形成されることを抑制できる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the combustor according to the first aspect, the plurality of main burners arranged at intervals in the circumferential direction are composed of one or a plurality of main burners adjacent to each other in the circumferential direction. And when it divides | segments into the group which consists of the same number of main burners in the circumferential direction, you may make it the arrangement | positioning relationship of the 1st burner and the 2nd burner in at least one said group differ from the said other group.
By comprising in this way, it can suppress that a uniform flame is formed in the circumferential direction.

この発明の第六態様によれば、ガスタービンは、第一から第五態様の何れか一つの態様に係る燃焼器を備えている。
このように構成することで、燃焼振動により運転状態が不安定になることを低減できる。
According to the sixth aspect of the present invention, the gas turbine includes the combustor according to any one of the first to fifth aspects.
By comprising in this way, it can reduce that an operating state becomes unstable by combustion vibration.

上記燃焼器及びガスタービンによれば、メインバーナーの製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。   According to the combustor and the gas turbine, it is possible to suppress the occurrence of combustion vibration while suppressing an increase in the number of man-hours for manufacturing the main burner.

この発明の第一実施形態におけるガスタービンの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the gas turbine in 1st embodiment of this invention. この発明の第一実施形態における燃焼器の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the combustor in 1st embodiment of this invention. この発明の第一実施形態におけるメインバーナーの配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the main burner in 1st embodiment of this invention. この発明の第一実施形態におけるメインバーナーの旋回方向を示す図である。It is a figure which shows the turning direction of the main burner in 1st embodiment of this invention. この発明の第一実施形態における発熱率の重心位置を示す図である。It is a figure which shows the gravity center position of the heat rate in 1st embodiment of this invention. この発明の第一実施形態における合成ベクトルを示す図である。It is a figure which shows the synthetic | combination vector in 1st embodiment of this invention. この発明の第二実施形態における図4に相当する図である。It is a figure equivalent to FIG. 4 in 2nd embodiment of this invention. この発明の第三実施形態における図4に相当する図である。It is a figure equivalent to FIG. 4 in 3rd embodiment of this invention. この発明の第四実施形態における図4に相当する図である。It is a figure equivalent to FIG. 4 in 4th embodiment of this invention. 左側の縦軸を発熱率重心と燃焼器中心との距離とし、右側の縦軸を合成ベクトルの大きさとし、横軸をケース番号としたグラフである。It is a graph in which the vertical axis on the left is the distance between the heat generation rate gravity center and the center of the combustor, the vertical axis on the right is the magnitude of the combined vector, and the horizontal axis is the case number.

(第一実施形態)
次に、この発明の第一実施形態における燃焼器及びガスタービンを図面に基づき説明する。
図1は、この発明の第一実施形態におけるガスタービンの概略構成を示す図である。
図1に示すように、ガスタービン1は、圧縮機2と、燃焼器3と、タービン4と、を備えている。
圧縮機2は、空気Aを圧縮して圧縮空気を生成する。燃焼器3は、燃料Fを圧縮機2で生成した圧縮空気中で燃焼させて高温高圧の燃焼ガスを生成する。タービン4は、燃焼器3により生成された燃焼ガスにより駆動され、燃焼ガスのエネルギーを回転エネルギーに変換する。
(First embodiment)
Next, a combustor and a gas turbine in a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a gas turbine in a first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the gas turbine 1 includes a compressor 2, a combustor 3, and a turbine 4.
The compressor 2 compresses the air A to generate compressed air. The combustor 3 burns the fuel F in the compressed air generated by the compressor 2 to generate high-temperature and high-pressure combustion gas. The turbine 4 is driven by the combustion gas generated by the combustor 3 and converts the energy of the combustion gas into rotational energy.

圧縮機2は、圧縮機ロータ6と、圧縮機ケーシング7と、を備えている。また、タービン4は、タービンロータ8と、タービンケーシング9と、を備えている。
圧縮機ロータ6とタービンロータ8は、直列に配置されて回転軸線Arを中心に回転する。タービンロータ8と圧縮機ロータ6とは一体に連結されており、これら圧縮機ロータ6とタービンロータ8とによってガスタービンロータ10が構成されている。このガスタービンロータ10には、例えば、発電機GENのロータが連結されている。
The compressor 2 includes a compressor rotor 6 and a compressor casing 7. The turbine 4 includes a turbine rotor 8 and a turbine casing 9.
The compressor rotor 6 and the turbine rotor 8 are arranged in series and rotate around the rotation axis Ar. The turbine rotor 8 and the compressor rotor 6 are integrally connected, and the compressor rotor 6 and the turbine rotor 8 constitute a gas turbine rotor 10. For example, a rotor of a generator GEN is connected to the gas turbine rotor 10.

圧縮機ケーシング7は、圧縮機ロータ6を覆うとともに回転可能に支持している。同様に、タービンケーシング9は、タービンロータ8を覆うとともに回転可能に支持している。圧縮機ケーシング7とタービンケーシング9とは連結されており、これら圧縮機ロータ6とタービンロータ8とによってガスタービンロータ10が構成されている。このガスタービンケーシング11には、燃焼器3が固定されている。   The compressor casing 7 covers the compressor rotor 6 and supports it rotatably. Similarly, the turbine casing 9 covers the turbine rotor 8 and supports it rotatably. The compressor casing 7 and the turbine casing 9 are connected to each other, and the compressor rotor 6 and the turbine rotor 8 constitute a gas turbine rotor 10. The combustor 3 is fixed to the gas turbine casing 11.

図2は、この発明の第一実施形態における燃焼器の概略構成を示す図である。図3は、この発明の第一実施形態におけるメインバーナーの配置を示す図である。
図2に示すように、燃焼器3は、燃焼筒(又は尾筒)13と、燃料噴出器14Aとを備えている。燃焼筒13は、その内部で燃料Fを燃焼させて、この燃料Fの燃焼の結果生成される燃焼ガスをタービン4に送る。燃料噴出器14Aは、燃焼筒13内に燃料F及び圧縮空気Aを噴出する。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the combustor in the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view showing the arrangement of the main burners in the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 2, the combustor 3 includes a combustion cylinder (or tail cylinder) 13 and a fuel ejector 14A. The combustion cylinder 13 burns the fuel F therein, and sends the combustion gas generated as a result of the combustion of the fuel F to the turbine 4. The fuel ejector 14 </ b> A ejects fuel F and compressed air A into the combustion cylinder 13.

図3に示すように、燃料噴出器14Aは、パイロットバーナー15と、メインバーナー16と、バーナー保持筒17と、を備えている。
パイロットバーナー15は、燃焼器軸線Ac上に配置され、燃料を拡散燃焼させる。このパイロットバーナー15は、パイロットノズル18と、パイロットバーナー筒19と、パイロットスワラ(図示せず)と、を備えている。
As shown in FIG. 3, the fuel ejector 14 </ b> A includes a pilot burner 15, a main burner 16, and a burner holding cylinder 17.
The pilot burner 15 is disposed on the combustor axis Ac, and diffuses and burns fuel. The pilot burner 15 includes a pilot nozzle 18, a pilot burner cylinder 19, and a pilot swirler (not shown).

パイロットノズル18は、燃焼器軸線Acを中心として軸線方向Daに延びるように形成されている。このパイロットノズル18は、例えば、その下流側端部に燃料噴射用の噴射孔18aを有している。   The pilot nozzle 18 is formed to extend in the axial direction Da around the combustor axis Ac. The pilot nozzle 18 has, for example, an injection hole 18a for fuel injection at its downstream end.

パイロットバーナー筒19は本体部21と、コーン部22と、を備えている。本体部21は、パイロットノズル18の外周を覆っている。コーン部22は、本体部21の下流側に配置されて、下流側向かって次第に拡径するように形成されている。   The pilot burner tube 19 includes a main body portion 21 and a cone portion 22. The main body 21 covers the outer periphery of the pilot nozzle 18. The cone portion 22 is disposed on the downstream side of the main body portion 21 and is formed so as to gradually increase in diameter toward the downstream side.

パイロットスワラ(図示せず)は、パイロットノズル18の噴射孔が形成されている位置よりも軸線方向Daで上流側に配置されている。このパイロットスワラ(図示せず)は、上流側から流れてきた圧縮空気(一次空気)Aを、燃焼器軸線Acを旋回中心にして旋回させる。パイロットスワラ(図示せず)は、パイロットバーナー筒19の本体部21の内周面から径方向内側に延びている。これらパイロットスワラ(図示せず)は、例えば、周方向に間隔をあけて複数形成されている。   The pilot swirler (not shown) is arranged upstream in the axial direction Da from the position where the injection hole of the pilot nozzle 18 is formed. This pilot swirler (not shown) turns compressed air (primary air) A flowing from the upstream side around the combustor axis Ac as a turning center. The pilot swirler (not shown) extends radially inward from the inner peripheral surface of the main body 21 of the pilot burner cylinder 19. A plurality of these pilot swirlers (not shown) are formed at intervals in the circumferential direction, for example.

上述した構成を備えるパイロットバーナー15は、そのパイロットバーナー筒19内に、圧縮機2で圧縮された圧縮空気Aが上流側から流入する。また、パイロットノズル18の噴射孔から燃料が噴射される。この燃料は、パイロットスワラ(図示せず)により旋回成分を付与された圧縮空気Aと共に、パイロットバーナー筒19から燃焼筒13に向けて噴出され、燃焼筒13内で拡散燃焼する。   In the pilot burner 15 having the above-described configuration, the compressed air A compressed by the compressor 2 flows into the pilot burner cylinder 19 from the upstream side. Further, fuel is injected from the injection hole of the pilot nozzle 18. This fuel is jetted from the pilot burner cylinder 19 toward the combustion cylinder 13 together with the compressed air A to which a swirl component is given by a pilot swirler (not shown), and diffusely burns in the combustion cylinder 13.

メインバーナー16は、複数設けられ、パイロットバーナー15の外周を囲むように配置され、燃料を予混合燃焼させる。これらメインバーナー16は、燃焼器軸線Acを中心とした周方向に間隔をあけて、より具体的には等間隔に配置されている。
メインバーナー16は、メインノズル23と、メインバーナー筒24と、メインスワラ25と、を備えている。
メインノズル23は、燃焼器軸線Acと平行に延びるように形成されている。これらメインノズル23は、例えば、その外周面に燃料噴射用の噴射孔23aを有している。
A plurality of main burners 16 are provided and arranged so as to surround the outer periphery of the pilot burner 15 to premix and burn the fuel. These main burners 16 are spaced apart in the circumferential direction around the combustor axis Ac, and more specifically are arranged at equal intervals.
The main burner 16 includes a main nozzle 23, a main burner cylinder 24, and a main swirler 25.
The main nozzle 23 is formed to extend in parallel with the combustor axis line Ac. The main nozzles 23 have, for example, fuel injection holes 23a on the outer peripheral surface thereof.

メインバーナー筒24は、メインノズル23の外周を覆っている。図3に例示するメインバーナー筒24は、燃焼器軸線Acを中心とした径方向における内側に配置される部分が、パイロットバーナー筒19の一部を兼ねている。
メインスワラ25は、上流側から流れてきた圧縮空気(一次空気)Aを、メインノズル23を旋回中心にして旋回させる。メインスワラ25は、メインバーナー筒24の内周面からメインノズル23に向かって延びている。メインスワラ25は、複数設けられたメインバーナー16において、それぞれメインノズル23を中心とした周方向に間隔をあけて複数設けられている。
The main burner cylinder 24 covers the outer periphery of the main nozzle 23. In the main burner cylinder 24 illustrated in FIG. 3, a portion disposed on the inner side in the radial direction centering on the combustor axis line Ac also serves as a part of the pilot burner cylinder 19.
The main swirler 25 turns the compressed air (primary air) A flowing from the upstream side with the main nozzle 23 as the turning center. The main swirler 25 extends from the inner peripheral surface of the main burner cylinder 24 toward the main nozzle 23. A plurality of main swirlers 25 are provided at intervals in the circumferential direction around the main nozzle 23 in the main burner 16 provided in a plurality.

バーナー保持筒17は、上述したパイロットバーナー15及びメインバーナー16を保持している。より具体的には、複数のメインバーナー16がパイロットバーナー15の外周を囲むように、パイロットバーナー15及びメインバーナー16を保持している。   The burner holding cylinder 17 holds the pilot burner 15 and the main burner 16 described above. More specifically, the pilot burner 15 and the main burner 16 are held so that the plurality of main burners 16 surround the outer periphery of the pilot burner 15.

上述した構成を備えるメインバーナー16は、そのメインバーナー筒24内に、圧縮機2で圧縮された圧縮空気Aが上流側から流入する。また、メインノズル23の噴射孔から燃料が噴射される。この燃料は、メインスワラ25により旋回成分を付与された圧縮空気Aと混合され、又は、圧縮空気Aに噴射された後にメインスワラ25により旋回成分が付与される。これら燃料と圧縮空気Aとが混合された予混合気体は、燃焼筒13に向けて噴出され、燃焼筒13内で予混合燃焼する。   In the main burner 16 having the above-described configuration, the compressed air A compressed by the compressor 2 flows into the main burner cylinder 24 from the upstream side. Further, fuel is injected from the injection hole of the main nozzle 23. This fuel is mixed with the compressed air A to which the swirl component is imparted by the main swirler 25, or after being injected into the compressed air A, the swirl component is imparted by the main swirler 25. The premixed gas in which the fuel and the compressed air A are mixed is ejected toward the combustion cylinder 13 and premixed and combusted in the combustion cylinder 13.

図4は、この発明の第一実施形態におけるメインバーナーの旋回方向を示す図である。
図4に示すように、メインバーナー16は、メインスワラ25による旋回方向が互いに逆方向となる第一バーナー16Aと、第二バーナー16Bと、を備えている。これら第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとは、旋回方向が互いに逆方向である点を除いて、同一の構成となっている。なお、図4において、パイロットバーナー15の図示を省略している。
FIG. 4 is a view showing the turning direction of the main burner in the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the main burner 16 includes a first burner 16 </ b> A and a second burner 16 </ b> B whose turning directions by the main swirler 25 are opposite to each other. The first burner 16A and the second burner 16B have the same configuration except that the turning directions are opposite to each other. In FIG. 4, the pilot burner 15 is not shown.

この第一実施形態における第一バーナー16Aは、燃焼筒13側から見て旋回方向が左回りになり、第二バーナー16Bは、燃焼筒13側から見て旋回方向が右回りになっている。また、この第一実施形態における燃料噴出器14Aは、5つの第一バーナー16Aが周方向に連続して配置されるとともに、3つの第二バーナー16Bが周方向に連続して配置されている。ここで、図4に示す燃料噴出器14Aは、8つのメインバーナー16を備える場合を示しているが、メインバーナー16の数は、複数であれば9つ以上や、7つ以下であっても良い。なお、図4において、周方向の8つのメインバーナー16の位置をそれぞれ配置番号「1」から「8」で示している。   The first burner 16A in the first embodiment has a turning direction counterclockwise when viewed from the combustion cylinder 13 side, and the second burner 16B has a turning direction clockwise when viewed from the combustion cylinder 13 side. In the fuel ejector 14A in the first embodiment, five first burners 16A are continuously arranged in the circumferential direction, and three second burners 16B are continuously arranged in the circumferential direction. Here, the fuel ejector 14A shown in FIG. 4 shows a case where the eight main burners 16 are provided. However, the number of the main burners 16 may be nine or more or seven or less as long as it is plural. good. In FIG. 4, the positions of the eight main burners 16 in the circumferential direction are indicated by arrangement numbers “1” to “8”, respectively.

燃料噴出器14Aは、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが配置されている。ここで、「周期的な配置パターン」とは、燃焼器軸線Acを中心として周方向に一周する間に、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの配置されている順序のパターンが同一のパターンのみで繰り返されることである。周期的な場合の一例としては、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが周方向に交互に配置されている場合や、第一バーナー16Aのみが配置される場合や、第二バーナー16Bのみが配置される場合などを挙げることができる。
つまり、この第一実施形態における燃料噴出器14Aにおけるメインバーナー16の配置パターンは、燃焼器軸線Acを中心として周方向に一周する間に、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの配置されている順序のパターンが同一のパターンのみで繰り返されていない。
In the fuel injector 14A, the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction. Here, the “periodic arrangement pattern” is a pattern in which the first burner 16 </ b> A and the second burner 16 </ b> B are arranged in the same order in the circumferential direction around the combustor axis Ac. It is only to be repeated. As an example of a periodic case, when the first burner 16A and the second burner 16B are alternately arranged in the circumferential direction, only the first burner 16A is arranged, or only the second burner 16B is provided. The case where it arrange | positions can be mentioned.
That is, the arrangement pattern of the main burners 16 in the fuel ejector 14A in the first embodiment is such that the first burner 16A and the second burner 16B are arranged around the combustor axis line Ac in the circumferential direction. The patterns in the order are not repeated with only the same pattern.

また、燃料噴出器14Aは、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが、燃焼器軸線Acを中心とした周方向で非対称な配置パターンで配置されている。この周方向で非対称な配置パターンとは、いわゆる回転対称となるような順序で第一バーナー16Aと第二バーナー16Bが配置されていないことを意味している。なお、以下の実施形態の説明においては、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの配置パターンの非周期性の指標の一例として、発熱率重心と合成ベクトルとを用いているが、何れか一方だけ用いても良い。   In the fuel injector 14A, the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in an asymmetric arrangement pattern in the circumferential direction around the combustor axis Ac. This circumferentially asymmetric arrangement pattern means that the first burner 16A and the second burner 16B are not arranged in a so-called rotationally symmetric order. In the following description of the embodiment, as an example of the aperiodic index of the arrangement pattern of the first burner 16A and the second burner 16B, the heat generation rate centroid and the combined vector are used. May be used only.

燃料噴出器14Aは、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが、複数のメインバーナー16の全体の発熱率の重心位置g(図5参照)が、周方向の中心位置である燃焼器軸線Acからオフセットする配置パターンで配置されている。周方向で全てが第一バーナー16Aである場合、周方向ですべてが第二バーナー16Bである場合、及び、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが周方向で交互に配置されている場合には、全周で発熱率がバランスされるため、発熱率の重心位置gと燃焼器軸線Acとは実質的に一致する。   In the fuel ejector 14A, the first burner 16A and the second burner 16B have a combustor axis Ac whose center of gravity g (see FIG. 5) of the overall heat generation rate of the plurality of main burners 16 is the center position in the circumferential direction. Are arranged in an arrangement pattern that is offset from When all are the first burners 16A in the circumferential direction, when all are the second burners 16B in the circumferential direction, and when the first burners 16A and the second burners 16B are alternately arranged in the circumferential direction Since the heat generation rate is balanced all around, the center of gravity position g of the heat generation rate and the combustor axis Ac substantially coincide.

図5は、この発明の第一実施形態における発熱率の重心位置を示す図である。ここで、図5において「8−1」,「1−2」,「2−3」,「3−4」,「4−5」,「5−6」,「6−7」は、それぞれ図4に示すメインバーナー16の配置番号に対応した位置である。一例を示すと、「8−1」は、メインバーナー16の位置「1」と「8」の間の位置を示している。   FIG. 5 is a view showing the barycentric position of the heat generation rate in the first embodiment of the present invention. In FIG. 5, “8-1”, “1-2”, “2-3”, “3-4”, “4-5”, “5-6”, and “6-7” This is the position corresponding to the arrangement number of the main burner 16 shown in FIG. As an example, “8-1” indicates a position between the positions “1” and “8” of the main burner 16.

図5に示すように、この第一実施形態の燃料噴出器14Aは、3つの第二バーナー16Bが周方向に連続して配置され、5つの第一バーナー16Aが周方向に連続して配置されるため、周方向において発熱率に偏りが生じて位置「8−1」の外側にオフセットしている。この発熱率の偏りは、周方向で隣り合う第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの境界におけるスワールの向きによるものと考えられる。そのため、この燃料噴出器14Aの発熱率の重心位置gは、燃焼器軸線Acから位置「8−1」側にオフセットしている。ここで、図5において、全周に第一バーナー16Aが設けられている場合(後述するケース0の場合)、周方向の全周に渡って発熱率が「1」となる(図5中、実線で示す)。そして、この場合、発熱率の重心位置gは、燃焼器軸線Acと重なる。また、径方向外側に向かうスワールが強い場合は、発熱率を1.5とし、径方向内側に向かうスワールが強い場合は、発熱率を0.5としている(図5中、破線で示す)。   As shown in FIG. 5, in the fuel injector 14A of the first embodiment, three second burners 16B are continuously arranged in the circumferential direction, and five first burners 16A are continuously arranged in the circumferential direction. Therefore, the heat generation rate is biased in the circumferential direction and is offset to the outside of the position “8-1”. This bias in the heat generation rate is considered to be due to the swirl direction at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B adjacent in the circumferential direction. Therefore, the gravity center position g of the heat generation rate of the fuel injector 14A is offset from the combustor axis Ac to the position “8-1” side. Here, in FIG. 5, when the first burner 16A is provided on the entire circumference (case 0 described later), the heat generation rate becomes “1” over the entire circumference in the circumferential direction (in FIG. 5, (Indicated by a solid line). In this case, the center-of-gravity position g of the heat generation rate overlaps with the combustor axis Ac. Further, when the swirl toward the radially outer side is strong, the heat generation rate is 1.5, and when the swirl toward the radially inner side is strong, the heat generation rate is 0.5 (indicated by a broken line in FIG. 5).

さらに、燃料噴出器14Aは、周方向における第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じた単位ベクトルをそれぞれ合成した合成ベクトルの大きさが単位ベクトルの大きさ以上となる配置パターンで配置されている。   Further, in the fuel ejector 14A, the size of the combined vector obtained by synthesizing unit vectors corresponding to the direction of the radial flow generated at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction is the size of the unit vector. It is arranged in an arrangement pattern that is more than this.

例えば、隣り合うメインバーナー16の旋回方向が同一の場合、境界において互いの旋回流同士が打ち消し合うように作用するので、径方向の流れは実質的に生じないものとする。その一方で、隣り合うメインバーナー16の旋回方向が逆方向の場合、その境界において互いの旋回流が径方向で同一の方向に向かう。つまり、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの境界には、燃焼器軸線Acを中心とした径方向内側又は径方向外側への流れが生じる。この境界に生じる径方向の流れを大きさが「1」の単位ベクトルで表すと、図4に示すような径方向外側に向かう単位ベクトルUAと、径方向内側に向かう単位ベクトルUBとを描くことができる。   For example, when the swirl directions of the adjacent main burners 16 are the same, the swirl flows act so as to cancel each other at the boundary, so that the radial flow is not substantially generated. On the other hand, when the swirl directions of the adjacent main burners 16 are opposite, the swirl flows are directed in the same direction in the radial direction at the boundary. That is, a flow inward or outward in the radial direction around the combustor axis Ac is generated at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B. When the radial flow generated at the boundary is expressed by a unit vector having a size of “1”, a unit vector UA that is directed outward in the radial direction and a unit vector UB that is directed radially inward as illustrated in FIG. 4 are drawn. Can do.

図6は、この発明の第一実施形態における合成ベクトルを示す図である。
図6に示すように、この第一実施形態における燃料噴出器14は、燃焼器軸線Acの位置を原点としての(0,0)座標とすると、単位ベクトルUAは、(0,0)座標から(0,1)座標に至る。また、単位ベクトルUBは、(−0.71,0.71)座標から(0,0)座標に至る。そして、これら単位ベクトルUA,UBの和(以下、合成ベクトルSVと称する)の大きさは、1.8程度となる。すなわち、単位ベクトルUA,UBの合成ベクトルSVの大きさは、1以上となっている。
FIG. 6 is a diagram showing the combined vector in the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 6, in the fuel injector 14 in the first embodiment, when the position of the combustor axis Ac is the (0, 0) coordinate, the unit vector UA is determined from the (0, 0) coordinate. The (0,1) coordinate is reached. The unit vector UB extends from the (−0.71, 0.71) coordinate to the (0, 0) coordinate. The sum of these unit vectors UA and UB (hereinafter referred to as a combined vector SV) is about 1.8. That is, the size of the combined vector SV of the unit vectors UA and UB is 1 or more.

また、この発明の第一実施形態における燃料噴出器14Aは、周方向に間隔をあけて配置された複数のメインバーナー16を、互いに周方向に隣接する複数のメインバーナー16からなり、且つ、同数のメインバーナー16からなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの群における第一バーナー16A及び第二バーナー16Bの周方向の配置順(配置関係)が、他の群と異なるようになっている。   Further, the fuel ejector 14A according to the first embodiment of the present invention includes a plurality of main burners 16 arranged at intervals in the circumferential direction, and a plurality of main burners 16 adjacent to each other in the circumferential direction. When the main burner 16 is divided into a group in the circumferential direction, the arrangement order (arrangement relationship) in the circumferential direction of the first burner 16A and the second burner 16B in at least one group is different from the other groups. ing.

図4に示すように、この第一実施形態の燃料噴出器14Aは、周方向に隣接する2つのメインバーナー16を一つの群とすると、周方向に4つの群が設定できる。この場合、周方向のうち一方向(例えば、右回り)で見ると、メインバーナー16の配置番号で「8」及び「7」の2つの第二バーナー16Bからなる第一群G1と、配置番号「6」及び「5」の一つの第二バーナー16Bと一つの第一バーナー16Aとからなる第二群G2と、が設定できる。さらに、メインバーナー16の配置番号で「4」及び「3」の2つの第一バーナー16Aのみからなる第三群G3と、配置番号「2」及び「1」の2つの第一バーナー16Aのみからなる第四群G4と、が設定できる。そして、第一群G1は、第二群G2から第四群G4の何れに対しても周方向の第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの配置順が異なっている。なお、上述した群として組み合わせるメインバーナー16は、上述したものに限られない。例えば、メインバーナー16の配置番号で「7」を周方向の始点として、配置番号「7」と「6」、「5」と「4」、「3」と「2」、「1」と「8」等による各群を構成しても同様である。   As shown in FIG. 4, in the fuel injector 14A of the first embodiment, when two main burners 16 adjacent in the circumferential direction are grouped, four groups can be set in the circumferential direction. In this case, when viewed in one of the circumferential directions (for example, clockwise), the arrangement number of the first group G1 composed of the two second burners 16B of “8” and “7” as the arrangement numbers of the main burner 16 and A second group G2 composed of one second burner 16B of "6" and "5" and one first burner 16A can be set. Furthermore, from the third group G3 including only the first burners 16A having the arrangement numbers “4” and “3” of the main burner 16 and the two first burners 16A having the arrangement numbers “2” and “1”. The fourth group G4 can be set. In the first group G1, the arrangement order of the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction is different from any of the second group G2 to the fourth group G4. In addition, the main burner 16 combined as a group mentioned above is not restricted to what was mentioned above. For example, the arrangement number “7” and “6”, “5” and “4”, “3” and “2”, “1” and “1” and “ This is the same even if each group of “8” is configured.

この第一実施形態の燃料噴出器14Aは、8つのメインバーナー16を有しているため、複数のメインバーナー16を周方向に等分できる個数は、2個又は4個である。図示は省略するが、4個の場合も2個の場合と同様に、それぞれの群における第一バーナー16Aと第二バーナー16Bの配置順は異なるものとなる。   Since the fuel injector 14A of the first embodiment has eight main burners 16, the number of the plurality of main burners 16 that can be equally divided in the circumferential direction is two or four. Although illustration is omitted, the arrangement order of the first burner 16A and the second burner 16B in each group is different in the case of four as in the case of two.

したがって、上述した第一実施形態によれば、燃焼器軸線Acを中心とする周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが配置されている。
これにより、外形が異なる複数種のメインバーナーを用いずに、周方向で一様ではない火炎を形成することができる。
その結果、メインバーナー16の製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
Therefore, according to the first embodiment described above, the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in an aperiodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction centering on the combustor axis Ac. .
Thereby, the flame which is not uniform in the circumferential direction can be formed, without using the multiple types of main burner from which an external shape differs.
As a result, it is possible to suppress the occurrence of combustion vibration while suppressing an increase in the number of man-hours for manufacturing the main burner 16.

また、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとを回転対称に配置しないため、周方向で一様な火炎となることを抑制できる。   In addition, since the first burner 16A and the second burner 16B are not rotationally symmetrical, it is possible to suppress a uniform flame in the circumferential direction.

さらに、各メインバーナー16による火炎の発熱率を指標とした重心位置gを、複数のメインバーナー16の配置の中心位置である燃焼器軸線Acからオフセットさせることで、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。   Furthermore, the balance of the flame in the circumferential direction is lost by offsetting the center of gravity position g using the flame heat generation rate of each main burner 16 as an index from the combustor axis Ac that is the center position of the arrangement of the plurality of main burners 16. And can suppress a uniform flame.

また、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの周方向における配置パターンを、合成ベクトルSVの大きさが単位ベクトルUAの大きさ以上となる配置パターンとすることで、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。   In addition, by arranging the arrangement pattern in the circumferential direction of the first burner 16A and the second burner 16B as an arrangement pattern in which the magnitude of the combined vector SV is greater than or equal to the unit vector UA, the balance of the flame in the circumferential direction is improved. It can suppress that it breaks down and becomes a uniform flame.

さらに、周方向に間隔をあけて配置された複数のメインバーナー16を、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナー16からなり、且つ、同数のメインバーナー16からなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの群における第一バーナー16A及び第二バーナー16Bの配置関係が、他の群と異なるようにしている。そのため、周方向において一様な火炎が形成されることを抑制できる。   Further, the plurality of main burners 16 arranged at intervals in the circumferential direction are divided in the circumferential direction into a group composed of one or a plurality of main burners 16 adjacent to each other in the circumferential direction and the same number of main burners 16. In this case, the arrangement relationship between the first burner 16A and the second burner 16B in at least one group is made different from that in the other groups. Therefore, it can suppress that a uniform flame is formed in the circumferential direction.

(第二実施形態)
次に、この発明の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態は、上述した第一実施形態に対してメインバーナーの配置パターンを変化させたものである。そのため、上述した第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the second embodiment, the arrangement pattern of the main burner is changed from the first embodiment described above. Therefore, the same portions as those in the first embodiment described above are described with the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図7は、この発明の第二実施形態における図4に相当する図である。
図7に示すように、この第二実施形態における燃料噴出器14Bは、上述した第一実施形態の燃料噴出器14Aと同様に、複数のメインバーナー16として第一バーナー16Aと、第二バーナー16Bと、を備えている。これら第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとは、旋回方向が互いに逆方向である点を除いて、同一の構成となっている。
FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 4 in the second embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 7, the fuel ejector 14B in the second embodiment includes a first burner 16A and a second burner 16B as a plurality of main burners 16, similarly to the fuel ejector 14A of the first embodiment described above. And. The first burner 16A and the second burner 16B have the same configuration except that the turning directions are opposite to each other.

この第二実施形態における燃料噴出器14Bは、6つの第一バーナー16Aが周方向に連続して配置されるとともに、2つの第二バーナー16Bが周方向に連続して配置されている。図7に示す燃料噴出器14Bは、図4と同様に、8つのメインバーナー16を備える場合を示しているが、メインバーナー16の数は、複数であれば9つ以上や、7つ以下であっても良い。   In the fuel injector 14B according to the second embodiment, six first burners 16A are continuously arranged in the circumferential direction, and two second burners 16B are continuously arranged in the circumferential direction. The fuel injector 14B shown in FIG. 7 shows a case where eight main burners 16 are provided as in FIG. 4, but the number of the main burners 16 is nine or more, or seven or less if there are a plurality. There may be.

燃料噴出器14Bは、燃料噴出器14Aと同様に、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが配置されている。
さらに、燃料噴出器14Bは、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが、燃焼器軸線Acを中心とした周方向で非対称な配置パターン(回転対称ではない配置パターン)で配置されている。
In the fuel ejector 14B, the first burner 16A and the second burner 16B are disposed in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction, similarly to the fuel ejector 14A.
Further, in the fuel ejector 14B, the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in a circumferentially asymmetric arrangement pattern (an arrangement pattern that is not rotationally symmetric) about the combustor axis Ac.

また、燃料噴出器14Bは、第一実施形態の燃料噴出器14Aと同様に、その発熱率の重心位置gが、燃焼器軸線Acからオフセットしている。
さらに、燃料噴出器14Bは、周方向における第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じた単位ベクトルUA,UBをそれぞれ合成した合成ベクトルSVの大きさが単位ベクトルUA(又はUB)の大きさ以上となる配置パターンで配置されている。
Further, in the fuel injector 14B, the gravity center position g of the heat generation rate is offset from the combustor axis Ac, similarly to the fuel injector 14A of the first embodiment.
Further, the fuel ejector 14B has a size of a combined vector SV obtained by synthesizing unit vectors UA and UB corresponding to the direction of the radial flow generated at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction. They are arranged in an arrangement pattern that is greater than or equal to the unit vector UA (or UB).

また、燃料噴出器14Bは、周方向に隣接する2つのメインバーナー16を一つの群とすると、周方向に4つの群が設定できる。この場合、周方向のうち一方向(例えば、右回り)で見ると、2つの第二バーナー16Bからなる第一群G1と、二つの第一バーナー16Aからなる第二群G2から第四群G4と、が設定できる。そして、第一群G1は、第二群G2から第四群G4の何れに対しても周方向の第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの配置順が異なっている。なお、この第二実施形態の燃料噴出器14Bも、第一実施形態と同様に、8つのメインバーナー16を有している。つまり、複数のメインバーナー16を周方向に等分できる個数は、2個又は4個である。   Further, in the fuel ejector 14B, when two main burners 16 adjacent in the circumferential direction are made into one group, four groups can be set in the circumferential direction. In this case, when viewed in one of the circumferential directions (for example, clockwise), the first group G1 composed of the two second burners 16B and the second group G2 to the fourth group G4 composed of the two first burners 16A. And can be set. In the first group G1, the arrangement order of the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction is different from any of the second group G2 to the fourth group G4. Note that the fuel ejector 14B of the second embodiment also has eight main burners 16 as in the first embodiment. That is, the number of the plurality of main burners 16 that can be equally divided in the circumferential direction is two or four.

したがって、上述した第二実施形態によれば、第一実施形態と同様に、燃焼器軸線Acを中心とする周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが配置されている。
これにより、外形が異なる複数種のメインバーナーを用いずに、周方向で一様ではない火炎を形成することができる。
その結果、メインバーナー16の製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
Therefore, according to the second embodiment described above, similar to the first embodiment, the first burner 16A and the second burner are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction centering on the combustor axis Ac. A burner 16B is arranged.
Thereby, the flame which is not uniform in the circumferential direction can be formed, without using the multiple types of main burner from which an external shape differs.
As a result, it is possible to suppress the occurrence of combustion vibration while suppressing an increase in the number of man-hours for manufacturing the main burner 16.

また、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとを回転対称に配置しないため、周方向で一様な火炎となることを抑制できる。   In addition, since the first burner 16A and the second burner 16B are not rotationally symmetrical, it is possible to suppress a uniform flame in the circumferential direction.

さらに、各メインバーナー16による火炎の発熱率を指標とした重心位置gを、複数のメインバーナー16の配置の中心位置である燃焼器軸線Acからオフセットしているため、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。   Further, since the center of gravity position g using the heat generation rate of the flame by each main burner 16 as an index is offset from the combustor axis Ac which is the center position of the arrangement of the plurality of main burners 16, the balance of the flame in the circumferential direction is improved. It can suppress that it breaks down and becomes a uniform flame.

また、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの周方向における配置パターンを、合成ベクトルSVの大きさが単位ベクトルUA(又は、UB)の大きさ以上となる配置パターンとすることで、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。   Further, by arranging the arrangement pattern in the circumferential direction of the first burner 16A and the second burner 16B as an arrangement pattern in which the magnitude of the combined vector SV is equal to or larger than the magnitude of the unit vector UA (or UB), the circumferential direction It is possible to suppress the balance of the flame in the case of becoming a uniform flame.

さらに、周方向に間隔をあけて配置された複数のメインバーナー16を、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナー16からなり、且つ、同数のメインバーナー16からなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの群における第一バーナー16A及び第二バーナー16Bの配置関係が、他の群と異なるようにしている。そのため、周方向において一様な火炎が形成されることを抑制できる。   Further, the plurality of main burners 16 arranged at intervals in the circumferential direction are divided in the circumferential direction into a group composed of one or a plurality of main burners 16 adjacent to each other in the circumferential direction and the same number of main burners 16. In this case, the arrangement relationship between the first burner 16A and the second burner 16B in at least one group is made different from that in the other groups. Therefore, it can suppress that a uniform flame is formed in the circumferential direction.

(第三実施形態)
次に、この発明の第三実施形態を図面に基づき説明する。この第三実施形態は、第二実施形態と同様に、上述した第一実施形態に対してメインバーナーの配置パターンを変化させたものである。そのため、上述した第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the third embodiment, like the second embodiment, the arrangement pattern of the main burners is changed from the first embodiment described above. Therefore, the same portions as those in the first embodiment described above are described with the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図8は、この発明の第三実施形態における図4に相当する図である。
図8に示すように、この第三実施形態における燃料噴出器14Cは、上述した第一実施形態の燃料噴出器14Aと同様に、複数のメインバーナー16として第一バーナー16Aと、第二バーナー16Bと、を備えている。これら第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとは、旋回方向が互いに逆方向である点を除いて、同一の構成となっている。
FIG. 8 is a view corresponding to FIG. 4 in the third embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 8, the fuel injector 14C according to the third embodiment includes a first burner 16A and a second burner 16B as a plurality of main burners 16, similarly to the fuel injector 14A according to the first embodiment described above. And. The first burner 16A and the second burner 16B have the same configuration except that the turning directions are opposite to each other.

この第三実施形態における燃料噴出器14Cは、4つの第一バーナー16Aが周方向に連続して配置されるとともに、4つの第二バーナー16Bが周方向に連続して配置されている。図8に示す燃料噴出器14Cは、図4と同様に、8つのメインバーナー16を備える場合を示しているが、メインバーナー16の数は、複数であれば9つ以上や、7つ以下であっても良い。   In the fuel ejector 14C in the third embodiment, four first burners 16A are continuously arranged in the circumferential direction, and four second burners 16B are continuously arranged in the circumferential direction. The fuel injector 14C shown in FIG. 8 shows a case where eight main burners 16 are provided as in FIG. 4, but the number of the main burners 16 is nine or more and seven or less if there are a plurality. There may be.

燃料噴出器14Cは、燃料噴出器14Aと同様に、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが配置されている。
ここで、第三実施形態においては、一見すると周期的な配置パターンであるように見える。しかし、ここで言う周期的な配置パターンとは、周方向で第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが隣り合う配置パターンにおいて、例えば、周方向で第一バーナー16A、第二バーナー16Bの順、又は、第二バーナー16B、第一バーナー16Aの順の何れかの配置パターンが周方向に一周する間に2回以上現れる配置パターンを意味する。
Similarly to the fuel ejector 14A, the fuel ejector 14C has the first burner 16A and the second burner 16B disposed in an aperiodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction.
Here, in the third embodiment, at first glance, it seems to be a periodic arrangement pattern. However, the periodic arrangement pattern referred to here is an arrangement pattern in which the first burner 16A and the second burner 16B are adjacent in the circumferential direction, for example, in the order of the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction. Alternatively, it means an arrangement pattern that appears twice or more while one arrangement pattern in the order of the second burner 16B and the first burner 16A makes one round in the circumferential direction.

さらに、燃料噴出器14Bは、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが、燃焼器軸線Acを中心とした周方向で非対称な配置パターン(回転対称ではない配置パターン)で配置されている。
また、燃料噴出器14Bは、第一実施形態の燃料噴出器14Aと同様に、その発熱率の重心位置gが、燃焼器軸線Acからオフセットしている。
さらに、図示は省略するが、燃料噴出器14Bは、周方向における第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じた単位ベクトルUA,UBをそれぞれ合成した合成ベクトルSVの大きさが単位ベクトルUA(又は、UB)の大きさ以上となる配置パターンで配置されている。なお、この第三実施形態における合成ベクトルSVの大きさは、単位ベクトルUA(又は、UB)に対して2倍の大きさとなっている。
Further, in the fuel ejector 14B, the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in a circumferentially asymmetric arrangement pattern (an arrangement pattern that is not rotationally symmetric) about the combustor axis Ac.
Further, in the fuel injector 14B, the gravity center position g of the heat generation rate is offset from the combustor axis Ac, similarly to the fuel injector 14A of the first embodiment.
Further, although not shown in the drawing, the fuel ejector 14B is a composite in which unit vectors UA and UB are combined according to the direction of the radial flow generated at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction. The vectors SV are arranged in an arrangement pattern in which the size of the vector SV is greater than or equal to the size of the unit vector UA (or UB). Note that the size of the combined vector SV in the third embodiment is twice as large as the unit vector UA (or UB).

また、燃料噴出器14Bは、周方向に隣接する2つのメインバーナー16を一つの群とすると、周方向に4つの群が設定できる。この場合、周方向のうち一方向(例えば、右回り)で見ると、メインバーナー16の配置位置が「1」と「8」の1つの第一バーナー16Aと一つの第二バーナー16Bとからなる第一群G1と、二つの第一バーナー16Aからなる第二群G2と、一つの第二バーナー16Bと一つの第一バーナー16Aとからなる第三群G3と、二つの第一バーナー16Aからなる第四群G4と、が設定できる。そして、第一群G1は、第二群G2から第四群G4の何れに対しても周方向の第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの配置順が異なっている。なお、この第三実施形態の燃料噴出器14Cも、第一実施形態と同様に、8つのメインバーナー16を有している。つまり、複数のメインバーナー16を周方向に等分できる個数は、2個又は4個である。   Further, in the fuel ejector 14B, when two main burners 16 adjacent in the circumferential direction are made into one group, four groups can be set in the circumferential direction. In this case, when viewed in one direction (for example, clockwise) in the circumferential direction, the arrangement position of the main burner 16 is composed of one first burner 16A and one second burner 16B with “1” and “8”. The first group G1, the second group G2 composed of two first burners 16A, the third group G3 composed of one second burner 16B and one first burner 16A, and the two first burners 16A The fourth group G4 can be set. In the first group G1, the arrangement order of the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction is different from any of the second group G2 to the fourth group G4. Note that the fuel injector 14C of the third embodiment also has eight main burners 16 as in the first embodiment. That is, the number of the plurality of main burners 16 that can be equally divided in the circumferential direction is two or four.

したがって、上述した第三実施形態によれば、第一実施形態と同様に、燃焼器軸線Acを中心とする周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが配置されている。
これにより、外形が異なる複数種のメインバーナーを用いずに、周方向で一様ではない火炎を形成することができる。
その結果、メインバーナー16の製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
Therefore, according to the third embodiment described above, similarly to the first embodiment, the first burner 16A and the second burner are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction centering on the combustor axis Ac. A burner 16B is arranged.
Thereby, the flame which is not uniform in the circumferential direction can be formed, without using the multiple types of main burner from which an external shape differs.
As a result, it is possible to suppress the occurrence of combustion vibration while suppressing an increase in the number of man-hours for manufacturing the main burner 16.

また、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとを回転対称に配置しないため、周方向で一様な火炎となることを抑制できる。   In addition, since the first burner 16A and the second burner 16B are not rotationally symmetrical, it is possible to suppress a uniform flame in the circumferential direction.

さらに、各メインバーナー16による火炎の発熱率を指標とした重心位置gを、複数のメインバーナー16の配置の中心位置である燃焼器軸線Acからオフセットしているため、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。   Further, since the center of gravity position g using the heat generation rate of the flame by each main burner 16 as an index is offset from the combustor axis Ac which is the center position of the arrangement of the plurality of main burners 16, the balance of the flame in the circumferential direction is improved. It can suppress that it breaks down and becomes a uniform flame.

また、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの周方向における配置パターンを、合成ベクトルSVの大きさが単位ベクトルUA(又は、UB)の大きさ以上となる配置パターンとすることで、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。   Further, by arranging the arrangement pattern in the circumferential direction of the first burner 16A and the second burner 16B as an arrangement pattern in which the magnitude of the combined vector SV is equal to or larger than the magnitude of the unit vector UA (or UB), the circumferential direction It is possible to suppress the balance of the flame in the case of becoming a uniform flame.

さらに、周方向に間隔をあけて配置された複数のメインバーナー16を、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナー16からなり、且つ、同数のメインバーナー16からなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの群における第一バーナー16A及び第二バーナー16Bの配置関係が、他の群と異なるようにしている。そのため、周方向において一様な火炎が形成されることを抑制できる。   Further, the plurality of main burners 16 arranged at intervals in the circumferential direction are divided in the circumferential direction into a group composed of one or a plurality of main burners 16 adjacent to each other in the circumferential direction and the same number of main burners 16. In this case, the arrangement relationship between the first burner 16A and the second burner 16B in at least one group is made different from that in the other groups. Therefore, it can suppress that a uniform flame is formed in the circumferential direction.

(第四実施形態)
次に、この発明の第四実施形態を図面に基づき説明する。この第四実施形態は、上述した第一実施形態に対してメインバーナーの配置パターンを変化させたものである。また、第四実施形態は、合成ベクトルの大きさが「1」未満になる点で第一実施形態と異なる。そのため、上述した第一実施形態と同一部分に同一符号を付して説明するとともに、重複する説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the fourth embodiment, the arrangement pattern of the main burners is changed with respect to the first embodiment described above. The fourth embodiment is different from the first embodiment in that the size of the combined vector is less than “1”. Therefore, the same portions as those in the first embodiment described above are described with the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted.

図9は、この発明の第四実施形態における図4に相当する図である。
図9に示すように、この第四実施形態における燃料噴出器14Dは、上述した第一実施形態の燃料噴出器14Aと同様に、複数のメインバーナー16として第一バーナー16Aと、第二バーナー16Bと、を備えている。これら第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとは、旋回方向が互いに逆方向である点を除いて、同一の構成となっている。
FIG. 9 is a view corresponding to FIG. 4 in the fourth embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 9, the fuel injector 14D in the fourth embodiment includes a first burner 16A and a second burner 16B as a plurality of main burners 16, similarly to the fuel injector 14A of the first embodiment described above. And. The first burner 16A and the second burner 16B have the same configuration except that the turning directions are opposite to each other.

この第四実施形態における燃料噴出器14Dは、7つの第一バーナー16Aが周方向に連続して配置されるとともに、1つの第二バーナー16Bが配置されている。つまり、周方向に配置された複数のメインバーナー16のうち、一つだけ第二バーナー16Bとされ、他の全てが第一バーナー16Aとなっている。図9に示す燃料噴出器14Dは、図4と同様に、8つのメインバーナー16を備える場合を示しているが、メインバーナー16の数は、複数であれば9つ以上や、7つ以下であっても良い。   In the fuel ejector 14D in the fourth embodiment, seven first burners 16A are continuously arranged in the circumferential direction, and one second burner 16B is arranged. That is, only one of the plurality of main burners 16 arranged in the circumferential direction is the second burner 16B, and the other is the first burner 16A. The fuel ejector 14D shown in FIG. 9 shows a case where eight main burners 16 are provided as in FIG. 4, but the number of the main burners 16 is nine or more, or seven or less if there are a plurality. There may be.

燃料噴出器14Dは、燃料噴出器14Aと同様に、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが配置されている。
さらに、燃料噴出器14Dは、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが、燃焼器軸線Acを中心とした周方向で非対称な配置パターン(回転対称ではない配置パターン)で配置されている。
Similarly to the fuel ejector 14A, the fuel ejector 14D has the first burner 16A and the second burner 16B disposed in an aperiodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction.
Further, in the fuel ejector 14D, the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in an asymmetric arrangement pattern (an arrangement pattern that is not rotationally symmetric) in the circumferential direction around the combustor axis Ac.

また、燃料噴出器14Dは、第一実施形態の燃料噴出器14Aと同様に、その発熱率の重心位置gが、燃焼器軸線Acからオフセットしている。   Further, in the fuel injector 14D, similarly to the fuel injector 14A of the first embodiment, the gravity center position g of the heat generation rate is offset from the combustor axis Ac.

さらに、燃料噴出器14Dは、周方向に隣接する2つのメインバーナー16を一つの群とすると、周方向に4つの群が設定できる。この場合、周方向のうち一方向(例えば、右回り)で見ると、一つの第二バーナー16Bと一つの第一バーナー16Aとからなる第一群G1(メインバーナー16の配置番号「8」及び「7」)と、二つの第一バーナー16Aからなる第二群G2から第四群G4(メインバーナー16の配置番号「6」及び「5」,「4」及び「3」,「2」及び「1」)と、が設定できる。そして、第一群G1は、第二群G2から第四群G4の何れに対しても周方向における第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの配置順が異なっている。なお、この第四実施形態の燃料噴出器14Dも、第一実施形態と同様に、8つのメインバーナー16を有している。つまり、複数のメインバーナー16を周方向に等分できる個数は、2個又は4個である。   Furthermore, the fuel ejector 14D can set four groups in the circumferential direction when the two main burners 16 adjacent in the circumferential direction are grouped. In this case, when viewed in one of the circumferential directions (for example, clockwise), the first group G1 composed of one second burner 16B and one first burner 16A (arrangement number “8” of the main burner 16 and "7"), and the second group G2 to the fourth group G4 consisting of two first burners 16A (arrangement numbers "6" and "5", "4" and "3", "2" and the main burner 16) “1”) can be set. In the first group G1, the arrangement order of the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction is different from any of the second group G2 to the fourth group G4. The fuel ejector 14D of the fourth embodiment also has eight main burners 16 as in the first embodiment. That is, the number of the plurality of main burners 16 that can be equally divided in the circumferential direction is two or four.

したがって、上述した第四実施形態によれば、第一実施形態と同様に、燃焼器軸線Acを中心とする周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが配置されている。
これにより、外形が異なる複数種のメインバーナーを用いずに、周方向で一様ではない火炎を形成することができる。
その結果、メインバーナー16の製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
Therefore, according to the fourth embodiment described above, as in the first embodiment, the first burner 16A and the second burner are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction around the combustor axis Ac. A burner 16B is arranged.
Thereby, the flame which is not uniform in the circumferential direction can be formed, without using the multiple types of main burner from which an external shape differs.
As a result, it is possible to suppress the occurrence of combustion vibration while suppressing an increase in the number of man-hours for manufacturing the main burner 16.

また、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとを回転対称に配置しないため、周方向で一様な火炎となることを抑制できる。   In addition, since the first burner 16A and the second burner 16B are not rotationally symmetrical, it is possible to suppress a uniform flame in the circumferential direction.

さらに、各メインバーナー16による火炎の発熱率を指標とした重心位置gを、複数のメインバーナー16の配置の中心位置である燃焼器軸線Acからオフセットしているため、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。   Further, since the center of gravity position g using the heat generation rate of the flame by each main burner 16 as an index is offset from the combustor axis Ac which is the center position of the arrangement of the plurality of main burners 16, the balance of the flame in the circumferential direction is improved. It can suppress that it breaks down and becomes a uniform flame.

さらに、周方向に間隔をあけて配置された複数のメインバーナー16を、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナー16からなり、且つ、同数のメインバーナー16からなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの群における第一バーナー16A及び第二バーナー16Bの配置関係が、他の群と異なるようにしている。そのため、周方向において一様な火炎が形成されることを抑制できる。   Further, the plurality of main burners 16 arranged at intervals in the circumferential direction are divided in the circumferential direction into a group composed of one or a plurality of main burners 16 adjacent to each other in the circumferential direction and the same number of main burners 16. In this case, the arrangement relationship between the first burner 16A and the second burner 16B in at least one group is made different from that in the other groups. Therefore, it can suppress that a uniform flame is formed in the circumferential direction.

次に、上述した各実施形態の燃料噴出器を有する燃焼器の実施例について説明する。
以下の表に示すケース1からケース22まで、第一バーナー16A及び第二バーナー16Bが配置される配置パターンについて、それぞれ発熱率の重心(発熱率重心)と、合成ベクトルの大きさとを求めるとともに、燃焼振動の大きさを求めた。以下の表において、各列における最も上に記載した「1」から「8」の数字は、上述した各実施形態の周方向におけるメインバーナー16の位置に対応している。また、最も左側の逆旋回本数とは、一つの燃料噴射器における第二バーナーの本数である。また、「発熱率重心」は、燃焼器軸線Acから発熱率重心までの距離を示したものある。なお、発熱率重心を計算する際には径方向外側に向かうスワールが強い場合は、発熱率を1.5とし、径方向内側に向かうスワールが強い場合は、発熱率を0.5としている。
Next, an example of a combustor having the fuel ejector of each of the above-described embodiments will be described.
For the arrangement patterns in which the first burner 16A and the second burner 16B are arranged from the case 1 to the case 22 shown in the following table, respectively, the center of heat rate (heat rate center of gravity) and the size of the combined vector are obtained, The magnitude of combustion vibration was determined. In the following table, the numbers “1” to “8” described at the top in each column correspond to the position of the main burner 16 in the circumferential direction of each embodiment described above. The leftmost counter-turn number is the number of second burners in one fuel injector. The “heat rate center of gravity” indicates the distance from the combustor axis Ac to the heat rate center of gravity. When calculating the heat generation rate center of gravity, if the swirl toward the radially outer side is strong, the heat generation rate is 1.5, and if the swirl toward the radially inner side is strong, the heat generation rate is set to 0.5.

Figure 2018136056
Figure 2018136056

(実施例)
ここで、上述した第一実施形態の燃料噴出器14Aにおけるメインバーナー16の配置は、ケース「6」である。さらに、第二実施形態の燃料噴出器14Bにおけるメインバーナー16の配置は、ケース「2」である。また、第三実施形態の燃料噴出器14Cにおけるメインバーナー16の配置は、ケース「13」である。さらに、第四実施形態の燃料噴出器14Dにおけるメインバーナー16の配置は、ケース「1」である。
なお、この表において、第一バーナー16Aが配置されている場合は「0」で、第二バーナー16Bが配置されている場合は「1」で示している。
(Example)
Here, the arrangement of the main burner 16 in the fuel ejector 14A of the first embodiment described above is the case “6”. Furthermore, the arrangement of the main burner 16 in the fuel ejector 14B of the second embodiment is the case “2”. Further, the arrangement of the main burner 16 in the fuel injector 14C of the third embodiment is the case “13”. Furthermore, the arrangement of the main burner 16 in the fuel ejector 14D of the fourth embodiment is the case “1”.
In this table, “0” is indicated when the first burner 16A is arranged, and “1” is indicated when the second burner 16B is arranged.

(比較例)
上記の表におけるケース「0」、ケース「5」、ケース「20」、ケース「22」は、それぞれ周方向の全周に渡って周期的な配置パターンで第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとが配置されている。
(Comparative example)
Case “0”, case “5”, case “20”, and case “22” in the above table are arranged in a periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction. Is arranged.

(発熱率重心)
比較例であるケース「0」、ケース「5」、ケース「20」、ケース「22」の発熱率重心の値は、何れも「0.0000」となった。
その一方で、比較例を除く全てのケースについては、発熱率重心の値が「0.0000」よりも大きくなっている。
(Heating rate center of gravity)
The values of the heat generation rate centroids of case “0”, case “5”, case “20”, and case “22”, which are comparative examples, were all “0.0000”.
On the other hand, in all cases except the comparative example, the value of the heat generation rate centroid is larger than “0.0000”.

(合成ベクトルの大きさ)
図10は、左側の縦軸を発熱率重心と燃焼器中心との距離とし、右側の縦軸を合成ベクトルの大きさとし、横軸をケース番号としたグラフである。実線は、発熱率重心の値、破線は、合成ベクトルの大きさを示している。この図10において、横軸の左端部がケース「0」であり、右端部がケース「22」である。つまり、横軸においてケース番号は、右側に向かうほど大きくなっている。また、図10中、水平方向に延びる太い実線は、これら発熱率重心の値と合成ベクトルの大きさとの基準値の一例である。
(Size of composite vector)
FIG. 10 is a graph in which the left vertical axis is the distance between the heat generation rate gravity center and the combustor center, the right vertical axis is the magnitude of the combined vector, and the horizontal axis is the case number. The solid line indicates the value of the heat generation rate centroid, and the broken line indicates the size of the combined vector. In FIG. 10, the left end of the horizontal axis is the case “0”, and the right end is the case “22”. That is, on the horizontal axis, the case number increases toward the right side. In FIG. 10, a thick solid line extending in the horizontal direction is an example of a reference value for the value of the center of gravity of the heat generation rate and the magnitude of the combined vector.

この図10に示すように、合成ベクトルの大きさ(破線)は、発熱率重心の値(実線)と相関があることが分かる。そして、これら合成ベクトルの大きさと発熱率重心の値とは、上述した第一、第二、第三実施形態に対応するケース「2」、「6」、「13」において、特に高い数値となっている。また、これらケース「2」、「6」、「13」よりも低い数値ではあるものの、第四実施形態に対応するケース「1」の場合も、合成ベクトルの大きさ、及び発熱率重心の値は、「0」よりも十分に高い値となっている。   As shown in FIG. 10, it can be seen that the magnitude of the combined vector (broken line) has a correlation with the value of the heat generation rate gravity center (solid line). The size of the combined vector and the value of the heat generation rate centroid are particularly high in the cases “2”, “6”, and “13” corresponding to the first, second, and third embodiments described above. ing. In addition, in the case “1” corresponding to the fourth embodiment, although the values are lower than those in the cases “2”, “6”, “13”, the magnitude of the composite vector and the value of the heat generation rate centroid Is sufficiently higher than “0”.

燃焼振動による圧力変動の値をシミュレーション計算により検証したところ、ケース「1」、「2」、「6」、「13」において、それぞれケース「0」よりも燃焼振動が低減される傾向が確認された。
これらケース「1」、「2」、「6」、「13」は、何れも、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの配置が非周期的であるとともに回転対称ではなく、さらにそれぞれの発熱率重心の値と合成ベクトルの大きさとが、ケース「0」の場合よりも大きくなり、特に、ケース「2」、「6」において、燃焼振動の低減が顕著となった。
つまり、第一バーナー16Aと第二バーナー16Bとの配置パターンの非周期性と、燃焼振動の低減との間に相関があることが確認された。
When the value of the pressure fluctuation due to the combustion vibration was verified by simulation calculation, it was confirmed that in each of the cases “1”, “2”, “6”, “13”, the combustion vibration tends to be reduced more than the case “0”. It was.
In these cases “1”, “2”, “6”, and “13”, the arrangement of the first burner 16A and the second burner 16B is non-periodic and not rotationally symmetric, and each of the cases generates heat. The value of the rate centroid and the size of the combined vector are larger than in the case “0”, and in particular, in the cases “2” and “6”, the reduction of the combustion vibration becomes remarkable.
That is, it was confirmed that there is a correlation between the non-periodicity of the arrangement pattern of the first burner 16A and the second burner 16B and the reduction of combustion vibration.

この発明は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
例えば、第一実施形態から第四実施形態の配置パターンに限られない。すなわち、ケース「1」、「2」、「6」、「13」の配置パターンに限られない。ケース「0」、ケース「5」、ケース「20」、ケース「22」を除く他のケース(配置パターン)であれば、ケース「1」、「2」、「6」、「13」以外の配置パターンであっても良い。
The present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above, and the design can be changed without departing from the gist thereof.
For example, the arrangement pattern is not limited to those in the first to fourth embodiments. That is, the arrangement pattern is not limited to the case “1”, “2”, “6”, “13”. For cases other than case “0”, case “5”, case “20”, and case “22” (arrangement pattern), cases other than case “1”, “2”, “6”, and “13” It may be an arrangement pattern.

1 ガスタービン
2 圧縮機
3 燃焼器
4 燃焼ガスをタービン
4 タービン
6 圧縮機ロータ
7 圧縮機ケーシング
8 タービンロータ
9 タービンケーシング
10 ガスタービンロータ
11 ガスタービンケーシング
13 燃焼筒
14A,14B,14C,14D 燃料噴出器
15 パイロットバーナー
16 メインバーナー
16A 第一バーナー
16B 第二バーナー
17 バーナー保持筒
18 パイロットノズル
18a 燃料噴射用の噴射孔
19 パイロットバーナー筒
21 本体部
22 コーン部
23 メインノズル
23a 燃料噴射用の噴射孔
24 メインバーナー筒
25 メインスワラ
A 圧縮空気(一次空気)
Ac 燃焼器軸線
Ar 回転軸線
Da 軸線方向
F 燃料
g 重心位置
G1 第一群
G2 第二群
G3 第三群
G4 第四群
GEN 発電機
SV 合成ベクトル
UA 単位ベクトル
UB 単位ベクトル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gas turbine 2 Compressor 3 Combustor 4 Combustion gas is turbine 4 Turbine 6 Compressor rotor 7 Compressor casing 8 Turbine rotor 9 Turbine casing 10 Gas turbine rotor 11 Gas turbine casing 13 Combustion cylinder 14A, 14B, 14C, 14D Fuel ejection 15 Pilot burner 16 Main burner 16A First burner 16B Second burner 17 Burner holding cylinder 18 Pilot nozzle 18a Injection hole 19 for fuel injection Pilot burner cylinder 21 Main body part 22 Cone part 23 Main nozzle 23a Injection hole 24 for fuel injection Main burner tube 25 Main swirler A Compressed air (primary air)
Ac Combustor axis Ar Rotation axis Da Axial direction F Fuel g Center of gravity G1 First group G2 Second group G3 Third group G4 Fourth group GEN Generator SV Composite vector UA Unit vector UB Unit vector

Claims (6)

一次空気を旋回させて混合気を生成する第一バーナーと、
前記第一バーナーとは逆方向に一次空気を旋回させて混合気を生成する第二バーナーと、をメインバーナーとして備え、
前記メインバーナーは、周方向に間隔をあけて複数配置され、
前記周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで前記第一バーナーと前記第二バーナーとが配置されている燃焼器。
A first burner that swirls the primary air to produce an air-fuel mixture;
A second burner that swirls primary air in the opposite direction to the first burner to generate an air-fuel mixture, as a main burner,
A plurality of the main burners are arranged at intervals in the circumferential direction,
A combustor in which the first burner and the second burner are arranged in an aperiodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction.
前記第一バーナーと、前記第二バーナーとは、
周方向で非対称な配置パターンで配置されている請求項1に記載の燃焼器。
The first burner and the second burner are:
The combustor according to claim 1, wherein the combustor is arranged in a circumferentially asymmetric arrangement pattern.
前記第一バーナーと、前記第二バーナーとは、
複数の前記メインバーナーの全体の発熱率の重心位置が、前記周方向の中心位置からオフセットする配置パターンで配置されている請求項1に記載の燃焼器。
The first burner and the second burner are:
2. The combustor according to claim 1, wherein the center-of-gravity positions of the overall heat generation rates of the plurality of main burners are arranged in an arrangement pattern that is offset from the center position in the circumferential direction.
前記第一バーナーと、前記第二バーナーとは、
周方向における前記第一バーナーと前記第二バーナーとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じた単位ベクトルをそれぞれ合成した合成ベクトルの大きさが前記単位ベクトルの大きさ以上となる配置パターンで配置されている請求項1に記載の燃焼器。
The first burner and the second burner are:
An arrangement pattern in which the size of a combined vector obtained by synthesizing unit vectors corresponding to the direction of the radial flow generated at the boundary between the first burner and the second burner in the circumferential direction is equal to or greater than the size of the unit vector. The combustor according to claim 1, which is arranged.
周方向に間隔をあけて配置された複数の前記メインバーナーを、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナーからなり、且つ、同数のメインバーナーからなる群に周方向に分割した場合に、
少なくとも一つの前記群における第一バーナー及び第二バーナーの配置関係が、他の前記群と異なる請求項1に記載の燃焼器。
When the plurality of main burners arranged at intervals in the circumferential direction are composed of one or a plurality of main burners adjacent to each other in the circumferential direction, and divided into a group of the same number of main burners in the circumferential direction,
The combustor according to claim 1, wherein an arrangement relationship of the first burner and the second burner in at least one of the groups is different from that of the other groups.
請求項1から5の何れか一項に記載の燃焼器を備えるガスタービン。   A gas turbine comprising the combustor according to any one of claims 1 to 5.
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