JP2021060141A - ガスタービン用燃焼器、ガスタービン及び油燃料の燃焼方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼振動を抑制できるガスタービン用燃焼器を提供する。【解決手段】本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン用燃焼器３は、複数の第１ノズル６４が円筒状の燃焼筒２０の内周に沿って設けられた第１バーナ６０と、複数の第１ノズル６４に取り囲まれた第２ノズル５４とを備える。第２ノズル５４は、燃料を噴射可能な燃料噴射孔１１４を有する。燃焼筒２０の軸方向から見たときの燃料噴射孔１１４の図心と燃料噴射孔１１４の外周縁との距離は、燃焼筒２０の周方向における外周縁の位置によって異なる。【選択図】図４

Description

本開示は、ガスタービン用燃焼器、ガスタービン及び油燃料の燃焼方法に関する。

ガスタービンを構成する燃焼器は、圧縮機によって生成された圧縮空気が導入される車室内部に設けられている。燃焼器は、筒状をなす燃焼筒の内部で高温かつ高圧の燃焼ガスを生成する。燃焼器は、燃焼ガスが供給されるタービンの周方向に複数個が互いに隣接するように配置されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１５−１２９４９０号公報

ガスタービンの出力を増加させるためにタービン入口温度を上昇させると燃焼振動が上昇するため、ガスタービンの出力増の妨げとなる。そのため、燃焼振動を抑制することが求められている。

上述の事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態は、燃焼振動を抑制できるガスタービン用燃焼器を提供することを目的とする。

（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン用燃焼器は、
複数の第１ノズルが円筒状の燃焼筒の内周に沿って設けられた第１バーナと、
前記複数の第１ノズルに取り囲まれた第２ノズルと、
を備え、
前記第２ノズルは、燃料を噴射可能な燃料噴射孔を有し、
前記燃焼筒の軸方向から見たときの前記燃料噴射孔の図心と前記燃料噴射孔の外周縁との距離は、前記燃焼筒の周方向における前記外周縁の位置によって異なる。

（２）本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン用燃焼器は、
複数の第１ノズルが円筒状の燃焼筒の内周に沿って設けられた第１バーナと、
前記複数の第１ノズルに取り囲まれた第２ノズルと、
を備え、
前記第２ノズルは、
燃料を噴射可能な燃料噴射孔を有し、
前記燃料噴射孔から噴射される前記燃料の噴霧形状が前記燃焼筒の中心軸に直交する断面において、前記噴霧形状の図心である第１図心を通過する最も長い第１長軸と、前記第１図心を通過するとともに前記第１長軸と直交していて前記第１長軸よりも短い第１短軸とを有するように前記燃料を噴射可能である。

（３）本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービンは、
ロータと、
前記ロータの周囲に環状に複数配置される上記（１）又は（２）の何れかの構成の燃焼器と、
を備える。

（４）本開示の少なくとも一実施形態に係る油燃料の燃焼方法は、
ガスタービンにおける油燃料の燃焼方法であって、
複数の第１ノズルが円筒状の燃焼筒の内周に沿って設けられた第１バーナにおいて前記複数の第１ノズルから前記油燃料を噴射する工程と、
前記複数の第１ノズルに取り囲まれた第２ノズルが有する燃料噴射孔から前記油燃料を噴射する工程と、
を備え、
前記燃料噴射孔から前記油燃料を噴射する工程は、前記燃料噴射孔から噴射される前記油燃料の噴霧形状が前記燃焼筒の中心軸に直交する断面において、前記噴霧形状の図心を通過する最も長い長軸と、前記図心を通過するとともに前記長軸と直交していて前記長軸よりも短い短軸とを有するように前記油燃料を噴射する。

本開示の少なくとも一実施形態によれば、燃焼振動を抑制できる。

本開示の一実施形態に係るガスタービンの構成を概略的に示す図である。 ガスタービンの燃焼器周辺の構成を説明するための図である。 燃焼筒（内筒）の軸方向に沿った、内筒の近傍の断面を模式的に示す図である。 図３におけるＩＶ−ＩＶ矢視断面を模式的に示した図である。 図３におけるＶ−Ｖ矢視断面を模式的に示した図である。 ガスタービンの周方向に沿って隣り合う二つの燃焼器を示す図である。 幾つかの実施形態に係るパイロットノズルの先端近傍の軸方向に沿った断面を模式的に示した図である。 図７のＶＩＩＩ矢視図である。 幾つかの実施形態に係るスプレーノズルの模式的な斜視図である。 幾つかの実施形態に係るスプレーノズルの燃料噴射孔から噴射される燃料の噴霧形状について説明するための図である。 アトマイズキャップの水噴射孔から噴射される水の流れについて説明するための図である。 水噴射孔から噴射される水の噴霧形状の望ましい形状の例を示す図である。 延長管の出口開口の軸方向位置において燃焼筒の中心軸に直交する断面を軸方向下流側から見たときの模式的な図である。 延長管の出口開口の軸方向位置において燃焼筒の中心軸に直交する断面を軸方向下流側から見たときの模式的な図である。 連結管が存在する軸方向位置における断面図である。 燃焼筒内での燃料の旋回について説明するための模式図である。 連結管が存在する軸方向位置における断面図である。 一実施形態に係る油燃料の燃焼方法における処理手順を示したフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

図１は、本開示の一実施形態に係るガスタービンの構成を概略的に示す図である。
図２は、ガスタービンの燃焼器周辺の構成を説明するための図である。
図３は、燃焼筒（内筒）の軸方向に沿った、内筒の近傍の断面を模式的に示す図である。
図４は、図３におけるＩＶ−ＩＶ矢視断面を模式的に示した図である。
図５は、図３におけるＶ−Ｖ矢視断面を模式的に示した図である。

（ガスタービン１について）
図１に示すように、本実施形態に係るガスタービン１は、圧縮機２、燃焼器３、及び、タービン４を備えており、例えば発電機Ｇ等の外部機器を駆動するものである。発電用のガスタービン１の場合、ロータ５には発電機Ｇが連結される。
圧縮機２は、外部の空気である大気を吸入して圧縮し、圧縮された空気を１つ以上の燃焼器３に供給するものである。

燃焼器３は、圧縮機２により圧縮された空気を用いて、外部から供給された燃料を燃焼させることにより、高温ガス（燃焼ガス）を生成するものである。一実施形態に係るガスタービン１では、複数の燃焼器３がロータ５の周囲に環状に配置されている。一実施形態に係るガスタービン１では、燃料として可燃性の液体である油燃料（液体燃料）が用いられるが、燃料として可燃性の気体である気体燃料を用いてもよい。
タービン４は、燃焼器３により生成された高温燃焼ガスの供給を受けて回転駆動力を発生させ、発生した回転駆動力を圧縮機２及び外部機器に出力するものである。

図２に示したように、車室７内には、燃焼器３の燃焼器設置スペース８が設けられている。燃焼器設置スペース８は、軸方向上流側の圧縮機２の出口と軸方向下流側のタービン４の入口との間に位置している。燃焼器３は、燃焼器設置スペース８に配置され、圧縮空気が燃焼器３の一端側から燃焼器３内に流入する。一方、燃焼器３には、外部から燃料が供給され、燃料と空気を混合させ高温の燃焼ガスを発生させ、燃焼ガスにより下流側のタービン４を回転駆動させる。

より詳しくは、幾つかの実施形態に係る燃焼器３は、ノズル部１０と、燃焼筒２０とを有する。燃焼筒２０は、内筒１２と、尾筒１４とを含む。なお、内筒１２と尾筒１４とは一体的に形成されていてもよい。燃焼筒２０は、後述するメインノズル６４及びパイロットノズル５４から噴射された燃料が燃焼する燃焼室１８を内側に有する。
ノズル部１０は、パイロットバーナ５０及び複数のメインバーナ（予混合燃焼バーナ）６０を有する。以下の説明では、メインバーナ６０のことを第１バーナ６０とも呼び、パイロットバーナ５０のことを第２バーナ５０とも呼ぶ。

パイロットバーナ５０は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに沿って配置されている。そして、パイロットバーナ５０を囲むように、複数のメインバーナ６０が互いに離間して配列されている。
パイロットバーナ５０は、燃料ポート５２に連結されたパイロットノズル（第２ノズル）５４と、パイロットノズル５４を囲むように配置されたパイロットノズル筒（第２ノズル筒）５６と、パイロットノズル５４の外周に設けられた不図示のスワラと、を有している。なお、パイロットバーナ５０の具体的な構成については後述する。
メインバーナ６０は、燃料ポート６２に連結されたメインノズル（第１ノズル）６４と、メインノズル６４を囲むように配置されたメインノズル筒（第１ノズル筒）６６と、メインノズル６４の外周に設けられた不図示のスワラと、を有している。

幾つかの実施形態に係るメインバーナ６０は、メインノズル筒６６の出口側の開口６６ｂと一致する入口開口６８ａと、環状扇型形状の出口開口６８ｂとを有する複数の延長管６８を有する。延長管６８は、入口開口６８ａがメインノズル筒６６の出口側の開口６６ｂに接続されている。

上記構成を有する燃焼器３において、圧縮機２で生成された圧縮空気は燃焼器設置スペース８内に供給され、さらに燃焼器設置スペース８からメインノズル筒６６内に流入する。そして、この圧縮空気と、燃料ポート６２から供給された燃料とがメインノズル筒６６内で予混合される。この際、予混合気は不図示のスワラにより主として旋回流を形成し、内筒１２に流れ込む。また、圧縮空気と、燃料ポート５２を介してパイロットバーナ５０から噴射された燃料とが混合され、図示しない種火により着火されて燃焼し、燃焼ガスが発生する。このとき、燃焼ガスの一部が火炎を伴って周囲に拡散することで、各メインバーナ６０から内筒１２内に流れ込んだ予混合気に着火されて燃焼する。すなわち、パイロットバーナ５０から噴射されたパイロット燃料によるパイロット火炎によって、メインバーナ６０からの予混合気（予混合燃料）の安定燃焼を行うための保炎を行うことができる。

図６は、ガスタービン１のロータ５の周囲に環状に複数配置された燃焼器３のうち、ガスタービン１の周方向に沿って隣り合う二つの燃焼器３を示す図である。なお、図６は、図３におけるＶＩ矢視断面における模式的な断面図である。幾つかの実施形態に係る複数の燃焼器３のそれぞれは、隣り合う二つの燃焼器３の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管２２が取り付けられている。

図７は、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４の先端近傍の軸方向に沿った断面を模式的に示した図である。なお、図７では、燃焼筒２０の中心軸ＡＸよりも上側の断面は、図４におけるＶＩＩａ矢視断面を表し、燃焼筒２０の中心軸ＡＸよりも下側の断面は、図４におけるＶＩＩｂ矢視断面を表す。また、図７では、図示の便宜上、パイロットノズル５４の内部を流通する燃料や水を漏れを防止するためのシール部材などの記載を省略している。
図８は、図７のＶＩＩＩ矢視図である。すなわち、図８は、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４を軸方向下流側から上流側に向かって見たときの図である。
以下の説明では、燃焼筒２０の中心軸ＡＸの延在方向を単に軸方向とも呼び、中心軸ＡＸと中心とする周方向を単に周方向とも呼び、中心軸ＡＸと中心とする径方向を単に径方向とも呼ぶ。

幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４は、二重管構造を有しており、内側管１０２と外側管１５２とを含む。
内側管１０２は、燃料ポート５２と接続されている。内側管１０２の下流端１０４には、スプレーノズル１１０が取り付けられている。幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０は、パイロットノズル５４の中心軸ＡＸｎに沿って配置されている。
外側管１５２は、不図示の水供給配管と接続されている。外側管１５２の下流端には、後述するアトマイズキャップ１６０が取り付けられている。

（スプレーノズル１１０について）
図９は、幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０の模式的な斜視図である。なお、図９では、スプレーノズル１１０の燃料噴射孔１１４の拡大図も併せて図示している。
幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０は、例えば円柱形状を有するスプレーノズル本体１１２の先端に燃料噴射孔１１４が形成されている。スプレーノズル本体１１２には、外周面からスプレーノズル本体１１２の径方向外側に突出するフランジ部１１６が形成されている。フランジ部１１６には、フランジ部１１６の周方向に沿って１８０度毎に、切欠き部１１８が形成されている。切欠き部１１８は、スプレーノズル本体１１２の径方向外側を向いた平面部１１８ａを有する。

幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０の燃料噴射孔１１４は、スプレーノズル本体１１２の軸ＡＸｓ方向に沿ってスプレーノズル本体１１２の内部からスプレーノズル本体１１２の先端１１２ａに向かうにつれて、スプレーノズル本体１１２の径方向外側に向かうように形成された傾斜面１１４ａを有する。この傾斜面を外周縁１１４ａとも呼ぶ。

幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０の燃料噴射孔１１４では、スプレーノズル本体１１２の軸方向から見たときの燃料噴射孔１１４の図心（第２図心）Ｇ２と燃料噴射孔１１４の外周縁１１４ａとの距離Ｌｎは、スプレーノズル本体１１２の周方向における外周縁１１４ａの位置によって異なっている。例えば、幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０の燃料噴射孔１１４では、外周縁１１４ａは、スプレーノズル本体１１２の軸方向から見たときに、第２図心Ｇ２を通過する最も長い長軸（第２長軸）ＸＬ２と、第２図心Ｇ２を通過するとともに第２長軸ＸＬ２と直交していて第２長軸ＸＬ２よりも短い短軸（第２短軸）ＸＳ２とを有するように形成されているとよい。このような外周縁１１４ａの形状の一例として、図９によく示すように、スプレーノズル本体１１２の軸方向から見たときの外周縁１１４ａの形状は、楕円形状であってもよい。
スプレーノズル本体１１２の軸方向から見たときの外周縁１１４ａの形状は、楕円形状以外の回転対称の性質を有する種々の形状であってもよい。
なお、説明の便宜上、以下の説明では、第２長軸ＸＬ２を含む直線を直線Ｌｃとし、第２短軸ＸＳ２を含む直線を直線Ｌｄとする。

図１０は、幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０の燃料噴射孔１１４から噴射される燃料の噴霧形状について説明するための図である。
幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０では、燃料ポート５２から内側管１０２を介して供給される燃料Ｆを燃料噴射孔１１４から噴射できる。

燃料噴射孔１１４から燃料Ｆを噴射すると、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃料噴射孔１１４の形状に応じた形状となる。具体的には、幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０では、燃料噴射孔１１４から噴射される燃料Ｆの噴霧形状１２０がスプレーノズル本体１１２の軸ＡＸｓに直交する断面（例えば図１０におけるＸ−Ｘ矢視断面）において、噴霧形状１２０の図心である第１図心Ｇ１と、噴霧形状１２０の外縁１２１との距離Ｌｆは、軸ＡＸｓを中心とする周方向における該外縁１２１の位置によって異なる。

例えば、幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０では、燃料Ｆの噴霧形状１２０がスプレーノズル本体１１２の軸ＡＸｓ、すなわち燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、第１図心Ｇ１を通過する最も長い第１長軸ＸＬ１と、第１図心Ｇ１を通過するとともに第１長軸ＸＬ１と直交していて第１長軸ＸＬ１よりも短い第１短軸ＸＳ１とを有するように燃料Ｆを噴射可能であるとよい。
例えば、幾つかの実施形態に係るスプレーノズル１１０では、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃焼筒の中心軸に直交する断面において楕円形状であるとよい。
燃料Ｆの噴霧形状１２０は、楕円形状以外の回転対称の性質を有する種々の形状であってもよい。
なお、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、例えば図１０に示すように、燃料Ｆが存在しない円錐形状の領域１２２が形成される中空の噴霧形状１２０であってもよく、図示はしていないが中実の噴霧形状１２０であってもよい。
説明の便宜上、以下の説明では、第１長軸ＸＬ１を含む直線を直線Ｌａとし、第１短軸ＸＳ１を含む直線を直線Ｌｂとする。

（スプレーノズル１１０の位置決めについて）
幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、例えば上述した第１長軸ＸＬ１及び第１短軸ＸＳ１が燃焼器３内で予め定められた方向に向かって延在するように、パイロットノズル５４の中心軸ＡＸｎを中心とするスプレーノズル１１０の角度位置が予め定められている。幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、スプレーノズル１１０の角度位置が予め定められた角度位置となるように、以下の構成を有する。
すなわち、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、図７に示すように、内側管１０２の下流端１０４には、内側管１０２の軸方向に突出する突出部１０６が形成されている。幾つかの実施形態では、突出部１０６は、内側管１０２の周方向に沿って１８０度毎に形成されており、内側管１０２の径方向内側を向いた平面部１０６ａをそれぞれ有する。

幾つかの実施形態では、スプレーノズル１１０を内側管１０２の下流端１０４に取り付けると、突出部１０６の平面部１０６ａとスプレーノズル１１０の切欠き部１１８の平面部１１８ａとが当接するように突出部１０６及び切欠き部１１８が構成されている。したがって、幾つかの実施形態では、突出部１０６及び切欠き部１１８によって、スプレーノズル１１０の角度位置を予め定められた角度位置に位置決めすることができる。
なお、幾つかの実施形態では、スプレーノズル１１０は、取り付けナット１３２を内側管１０２の下流端近傍で内側管１０２の外周面に形成された雄ネジ部に結合することで、取り付けナット１３２と内側管１０２の下流端１０４とでフランジ部１１６が挟持されて内側管１０２に固定される。

（アトマイズキャップ１６０について）
例えば図７に示すように、幾つかの実施形態では、燃焼ガス中の窒素酸化物を抑制するために、水を噴射可能なアトマイズキャップ１６０が外側管１５２の下流端に取り付けられている。
幾つかの実施形態に係るアトマイズキャップ１６０は、例えば図８に示すように、外側管１５２を介して供給される水を燃焼室１８内に噴射可能な複数の水噴射孔１６２を有する。複数の水噴射孔１６２は、それぞれ水入口開口１６４と水出口開口１６６とを有する。

水出口開口１６６のそれぞれは、燃料噴射孔１１４よりも径方向外側において周方向に沿って間隔を空けて配置されている。水出口開口１６６のそれぞれの径方向の位置は、例えば同じである。
水入口開口１６４のそれぞれの径方向の位置は、水出口開口１６６の周方向の位置よって異なる。具体的には、水入口開口１６４及び水出口開口１６６の位置、すなわち水噴射孔１６２の延在方向は、燃料噴射孔１１４から噴射された燃料Ｆの径方向外側の領域で燃料Ｆの噴射方向に沿って水Ｗを噴射できるように設定されている。図１１は、アトマイズキャップ１６０の水噴射孔１６２から噴射される水Ｗの流れについて説明するための図である。なお、図１１では、燃焼筒２０の中心軸ＡＸ（パイロットノズル５４の中心軸ＡＸｎ）よりも上側の断面は、図４におけるＶＩＩａ矢視断面を表し、パイロットノズル５４の中心軸ＡＸｎよりも下側の断面は、図４におけるＶＩＩｂ矢視断面を表す。

幾つかの実施形態では、例えば、燃料Ｆの噴霧形状１２０が楕円形状を有していれば、水噴射孔１６２から噴射される水Ｗの噴射形状も楕円形状を有しているとよい。
図１２は、燃料Ｆの噴霧形状１２０が楕円形状を有している場合に水噴射孔１６２から噴射される水Ｗの噴霧形状１７０の望ましい形状の例を示す図である。なお、図１２は、軸方向下流側から見たときの水Ｗの噴霧形状１７０を表している。図１２に示す噴霧形状１７０は、ある軸方向位置において燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面に現れる噴射形状である。図１２において各水出口開口１６６から径方向外側に向かって延在する一点鎖線１７２は、水噴射孔１６２から噴射される水Ｗの軌跡を示している。

幾つかの実施形態によれば、水入口開口１６４のそれぞれの径方向の位置を水出口開口１６６の周方向の位置よって異ならせることで、燃料噴射孔１１４から噴射された燃料Ｆの径方向外側の領域で燃料Ｆの噴射方向に沿って水Ｗを噴射できる。これにより、噴射される水Ｗによる燃料Ｆの噴霧形状１２０への影響を抑制しつつ、燃料Ｆの燃焼による窒素酸化物の発生を抑制できる。

（燃焼振動の抑制について）
ガスタービン１の出力を増加させるためにタービン入口温度を上昇させると燃焼振動が大きくなるため、ガスタービン１の出力増の妨げとなる。そのため、燃焼振動を抑制することが求められている。
燃焼振動を抑制するには、複数のメインノズル６４から同時刻に噴射された燃料Ｆが火炎となって燃焼筒２０の内壁に接触することにより振動するまでの時間、及び火炎と内壁との接触位置を周方向の位置によって異ならせるとよい。
そこで、幾つかの実施形態に係る燃焼器３では、次のようにして燃焼振動を抑制するようにしている。

例えば幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４は、燃料Ｆを噴射可能な燃料噴射孔１１４を有する。より具体的には、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４は、スプレーノズル本体１１２の先端に燃料噴射孔１１４が形成されたスプレーノズル１１０を有する。
幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４は、燃料噴射孔１１４から噴射される燃料Ｆの噴霧形状１２０が燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、第１図心Ｇ１と、噴霧形状１２０の外縁１２１との距離Ｌｆが、周方向における該外縁１２１の位置によって異なるように構成されている。
なお、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、軸方向から見たときの燃料噴射孔１１４の図心である第２図心Ｇ２と燃料噴射孔１１４の外周縁１１４ａとの距離Ｌｎを、周方向における外周縁１１４ａの位置によって異ならせてもよい。

このようなパイロットノズル５４によれば、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、第１図心Ｇ１と、噴霧形状１２０の外縁１２１との距離Ｌｆが、周方向における噴霧形状１２０の外縁１２１の位置によって異なる。すなわち、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、円形にはならない。そのため、燃料噴射孔１１４から噴射された燃料Ｆによって、噴霧形状１２０と同様の形状の火炎が形成される。このような形状を有する火炎によって複数のメインノズル６４から噴射された燃料Ｆが着火されると、燃焼器３内の同一断面中に火炎が充満し難くなるため、燃焼振動の発生が抑制される。より具体的には、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４によれば、複数のメインノズル６４から同時刻に噴射された燃料Ｆが火炎となって燃焼筒２０の内壁に接触することにより振動するまでの時間、及び火炎と内壁との接触位置を周方向の位置によって異ならせることができる。これにより、振動の発生する時刻及び軸方向位置が分散されるので、燃焼振動の発生が抑制される。

幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４は、燃料噴射孔１１４から噴射される燃料Ｆの噴霧形状１２０が燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、第１図心Ｇ１を通過する最も長い第１長軸ＸＬ１と、第１図心Ｇ１を通過するとともに第１長軸ＸＬ１と直交していて第１長軸ＸＬ１よりも短い第１短軸ＸＳ１とを有するように燃料Ｆを噴射可能に構成されている。
なお、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、軸方向から見たときの燃料噴射孔１１４の外周縁１１４ａの形状は、第２図心Ｇ２を通過する最も長い第２長軸ＸＬ２と、第２図心Ｇ２を通過するとともに第２長軸ＸＬ２と直交していて第２長軸ＸＬ２よりも短い第２短軸ＸＳ２とを有していてもよい。

このようなパイロットノズル５４によれば、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、第１図心Ｇ１を通過する最も長い第１長軸ＸＬ１と、第１図心Ｇ１を通過するとともに第１長軸ＸＬ１と直交していて第１長軸ＸＬ１よりも短い第１短軸ＸＳ１とを有する。これにより、燃焼器３内の同一断面中に火炎がより充満し難くなるため、燃焼振動の発生が効果的に抑制される。

幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、噴霧形状１２０は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において楕円形状である。
なお、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、軸方向から見たときの外周縁１１４ａの形状は、楕円形状であってもよい。

このようなパイロットノズル５４によれば、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、燃料Ｆの噴霧形状１２０を楕円形状とすることができる。これにより、燃焼振動の発生を効果的に抑制できる燃料Ｆの噴霧形状１２０を容易に実現できる。また、燃料噴射孔１１４の形状が比較的単純な形状となるので、パイロットノズル５４の製造コストを抑制できる。

幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面における噴霧形状１２０は、第１長軸ＸＬ１に対する第１短軸ＸＳ１の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下であるとよい。
なお、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、軸方向から見たときの外周縁１１４ａの形状は、第２長軸ＸＬ２に対する第２短軸ＸＳ２の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下であってもよい。

発明者らが鋭意検討した結果、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、噴霧形状１２０の第１長軸ＸＬ１に対する第１短軸ＸＳ１の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下とすると、燃焼振動の抑制効果が比較的高くなることが分かった。また、上述したように、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃料噴射孔１１４の形状に応じた形状となる。したがって、このようなパイロットノズル５４によれば、第１長軸ＸＬ１に対する第１短軸ＸＳ１の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下となる形状に噴霧形状１２０が近づくので、燃焼振動の発生を効果的に抑制できる。

図１３は、延長管６８の出口開口６８ｂの軸方向位置において燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面を軸方向下流側から見たときの模式的な図であり、図３におけるＶ−Ｖ矢視断面と同じ断面を示す図である。説明の便宜上、図１３では、延長管６８の出口開口６８ｂと燃料Ｆの噴霧形状１２０との関係の説明に必要のない構成の記載は省略している。
図１４は、延長管６８の出口開口６８ｂの軸方向位置において燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面を軸方向下流側から見たときの模式的な図であり、図３におけるＶ−Ｖ矢視断面と同じ断面を示す図である。説明の便宜上、図１４では、延長管６８の出口開口６８ｂと燃料噴射孔１１４との関係の説明に必要のない構成の記載は省略している。

図１３に示すように、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、第１長軸ＸＬ１は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち延長管６８の出口開口６８ｂが存在する断面において、第１図心Ｇ１と出口開口６８ｂの中心（図心）Ｃ１とを結ぶ第１仮想線Ｌｉ１の延在方向とは異なる方向に延在する。
なお、図１４に示すように、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、第２長軸ＸＬ２は、軸方向から見たときに、出口開口６８ｂにおける周方向の中心（図心）Ｃ１位置から周方向にずれた位置に向かって延在してもよい。

発明者らが鋭意検討した結果、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち延長管６８の出口開口６８ｂが存在する断面において、第１図心Ｇ１と出口開口６８ｂの中心Ｃ１とを結ぶ第１仮想線Ｌｉ１の延在方向とは異なる方向に第１長軸ＸＬ１が延在するように燃料Ｆを噴射すると、第１長軸ＬＸ１が第１仮想線Ｌｉ１の延在方向と同じ方向に延在するように燃料Ｆを噴射した場合よりも燃焼振動を効果的に抑制できることが分かった。したがって、このようなパイロットノズル５４によれば、第１長軸ＸＬ１が第１仮想線Ｌｉ１の延在方向とは異なる方向に延在するように燃料Ｆを噴射できるので、燃焼振動を効果的に抑制できる。
なお、延長管６８の出口開口６８ｂの軸方向位置において、周方向に隣り合う二つの出口開口６８ｂの間に第１長軸ＸＬ１が向かっていると、燃焼振動をより効果的に抑制できる。周方向に隣り合う二つの出口開口６８ｂについての二つの第１仮想線Ｌｉ１がなす角度θｉ１を二等分する線分を線分Ｌｉｈとする。第１長軸ＸＬ１（直線Ｌａ）と線分Ｌｉｈとの角度の差が、例えば１０°以内であれば、燃焼振動をより効果的に抑制できる。

図６に示すように、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４では、第１長軸ＸＬ１は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、連結管２２の開口２２ａに向かって延在するとよい。
なお、図６は、図３におけるＶＩ矢視断面における模式的な断面図、すなわち、連結管２２が存在する軸方向位置における断面図である。
図１５は、連結管２２が存在する軸方向位置における断面図である。説明の便宜上、図１５では、連結管２２の開口２２ａと燃料噴射孔１１４との関係の説明に必要のない構成の記載は省略している。
図１５に示すように、第２長軸ＸＬ２は、軸方向から見たときに、連結管２２の開口２２ａに向かって延在していてもよい。

燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、第１長軸ＸＬ１が連結管２２の開口２２ａに向かって延在するように燃料を噴射することで、隣り合う二つの燃焼器３の一方から他方へ連結管２２を介して火炎を伝播させることが容易となる。したがって、幾つかの実施形態に係るパイロットノズル５４によれば、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、第１長軸ＸＬ１の延在方向を連結管２２の開口２２ａに近づけることができるので、連結管２２を介した火炎の伝搬性が良好となる。
なお、連結管２２の開口２２ａの軸方向位置において、第１図心Ｇ１と開口２２ａの中心（図心）Ｃ２とを結ぶ第２仮想線Ｌｉ２（図６参照）と第１長軸ＸＬ１（直線Ｌａ）との角度の差が、例えば２２．５°以内であれば、連結管２２を介した火炎の伝搬性が良好となる。

（燃焼筒２０内での燃料Ｆの旋回について）
図１６は、燃焼筒２０内での燃料Ｆの旋回について説明するための模式図であり、軸方向下流側から上流側に向かって見た状態を示している。なお、図１６は、連結管２２が存在する軸方向位置における燃料Ｆの噴霧形状１２０を表している。
幾つかの実施形態では、燃料噴射孔１１４から噴射される燃料Ｆは、スプレーノズル本体１１２の軸ＡＸｓを中心とする周方向、すなわち燃焼筒２０の中心軸ＡＸを中心とする周方向に旋回する旋回速度成分を有している。そのため、燃料噴射孔１１４から噴射された後の燃料Ｆは、該旋回速度成分によって燃焼筒２０内で旋回しようとする。
また、燃料噴射孔１１４から噴射された後の燃料Ｆは、燃焼筒２０内の圧縮空気の流れの影響を受ける。燃焼筒２０内では、圧縮空気は上述した不図示のスワラによって燃焼筒２０の中心軸ＡＸを中心とす周方向に旋回する旋回速度成分が与えられている。
すなわち、燃料噴射孔１１４から噴射された後の燃料Ｆは、燃料Ｆが有する旋回速度成分と、燃焼筒２０内で旋回する圧縮空気の流れの影響とによって、燃焼筒２０内で旋回する。

例えば、幾つかの実施形態に係る燃焼器３では、燃料Ｆが有する旋回速度成分による燃料Ｆの旋回方向は、燃焼筒２０内での圧縮空気の旋回方向と逆の方向である。以下の説明では、燃料Ｆが有する旋回速度成分による燃料Ｆの旋回方向を第１旋回方向Ｓ１とも呼び、第１旋回方向Ｓ１とは反対の旋回方向を第２旋回方向Ｓ２とも呼ぶ。
図１６に示すように、燃焼筒２０内で旋回する圧縮空気の流れの影響がなかったと仮定したとき、燃料噴射孔１１４から噴射された後の燃料Ｆは、噴霧形状１２０ｉのように、連結管２２が存在する軸方向位置に到達するまでに第１旋回方向Ｓ１に向かって角度θ１だけ旋回する。すなわち、燃焼筒２０内で旋回する圧縮空気の流れの影響がなかったと仮定したとき、燃料噴射孔１１４から噴射された後の燃料Ｆの仮想的な第１長軸ＸＬ１ｉは、第２長軸ＸＬ２に対して角度θ１だけ第１旋回方向Ｓ１にずれる。

しかし、ガスタービン１の運転時には、燃料噴射孔１１４から噴射された後の燃料Ｆは、連結管２２が存在する軸方向位置に到達するまでに第２旋回方向Ｓ２に向かって角度θ２だけ押し戻される。したがって、ガスタービン１の運転時には、燃料噴射孔１１４から噴射された後の燃料Ｆは、連結管２２が存在する軸方向位置に到達するまでに、「角度θ１−角度θ２」となる角度だけ第１長軸ＸＬ１が第２長軸ＸＬ２に対して第１旋回方向Ｓ１にずれる。なお、（角度θ２の絶対値）＜（角度θ１の絶対値）であれば、燃料噴射孔１１４から噴射された後の燃料Ｆは、第１旋回方向Ｓ１に旋回し、（角度θ１の絶対値）＜（角度θ２の絶対値）であれば、燃料噴射孔１１４から噴射された後の燃料Ｆは、第２旋回方向Ｓ２に旋回する。（角度θ２の絶対値）＝（角度θ１の絶対値）であれば、燃料噴射孔１１４から噴射された後の燃料Ｆは、第１旋回方向Ｓ１にも第２旋回方向Ｓ２にも旋回しない。

したがって、上述した燃焼筒２０内での燃料Ｆの旋回量を考慮した上で、第１長軸ＸＬ１の延在方向が所望の方向となるようにすることが望ましい。

なお、幾つかの実施形態では、上述した水噴射孔１６２から噴射される水Ｗは、燃料Ｆが有する旋回速度成分による燃料Ｆの旋回方向とは逆の方向に向かう速度成分、すなわち第２旋回方向Ｓ２へ向かう速度成分を有している。

図１７は、連結管２２が存在する軸方向位置における断面図である。説明の便宜上、図１７では、連結管２２の開口２２ａと燃料噴射孔１１４との関係の説明に必要のない構成の記載は省略している。
例えば図１７に示すように、幾つかの実施形態において、第２長軸ＸＬ２は、軸方向から見たときに、第２図心Ｇ２と連結管２２の開口２２ａの中心Ｃ２とを結ぶ第２仮想線Ｌｉ２に対して第１旋回方向Ｓ１とは逆の方向、すなわち第２旋回方向Ｓ２にずれていてもよい。

燃料噴射孔１１４から噴射される燃料Ｆは、該燃料Ｆが周方向への速度成分を有していると、周方向に旋回しながら軸方向下流側に向かって流れる。そのため、該燃料Ｆが周方向への速度成分を有していると、第１長軸ＸＬ１の向きは軸方向位置によって変化する。例えば、燃料Ｆが周方向への速度成分による寄与分が燃焼筒２０内で旋回する圧縮空気の流れによる寄与分よりも大きいと、第１長軸ＸＬ１は軸方向下流側に向かうにつれて第１旋回方向Ｓ１に旋回する。
このような場合であっても、軸方向から見たときに、第２長軸ＸＬ２が第２仮想線Ｌｉ２に対して第２旋回方向Ｓ２にずれていれば、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、第１長軸ＸＬ１の延在方向を連結管２２の開口２２ａに近づけることができる。これにより、連結管２２を介した火炎の伝搬性が良好となる。

燃料噴射孔１１４からの燃料Ｆが連結管２２の開口２２ａが存在する軸方向位置に到達するまでに燃焼筒２０の周方向に実際に旋回する旋回方向及び旋回角度を燃料旋回方向Ｓ及び燃料旋回角度θｓとする。
燃料旋回方向Ｓ及び燃料旋回角度θｓは、上述したように、燃料Ｆが有する旋回速度成分と、燃焼筒２０内で旋回する圧縮空気の流れの影響とによって決まる。

幾つかの実施形態において、第２長軸ＸＬ２は、軸方向から見たときに、第２仮想線Ｌｉ２に対して燃料旋回方向Ｓとは逆方向にずれているとよい。すなわち、燃焼筒２０内で燃料Ｆが周方向に旋回することを見越して、第２仮想線Ｌｉ２に対して燃料旋回方向Ｓとは逆方向に第２長軸ＸＬ２がずれているとよい。そして、軸方向から見たときの第２長軸ＸＬ２と第２仮想線Ｌｉ２との角度のずれ量△θは、燃料旋回角度θｓに対して±５°の範囲内であるとよい。
これにより、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、第１長軸ＸＬ１の延在方向を連結管２２の開口２２ａに近づけることができる。具体的には、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、第１長軸ＸＬ１の延在方向と第２仮想線Ｌｉ２との角度のずれ量を±５°以内とすることができる。これにより、連結管２２を介した火炎の伝搬性が良好となる。

幾つかの実施形態に係る燃焼器３を備えたガスタービン１によれば、燃焼振動を抑制できる。

（油燃料の燃焼方法について）
幾つかの実施形態に係る燃焼器３を備えたガスタービン１において、次のような油燃料の燃焼方法で油燃料を燃焼させてもよい。
図１８は、一実施形態に係る油燃料の燃焼方法における処理手順を示したフローチャートである。
一実施形態に係る油燃料の燃焼方法は、複数のメインノズル６４から油燃料Ｆを噴射する工程Ｓ１０と、パイロットノズル５４が有する燃料噴射孔１１４から油燃料Ｆを噴射する工程Ｓ２０とを備える。
一実施形態に係る油燃料の燃焼方法では、燃料噴射孔１１４から油燃料Ｆを噴射する工程Ｓ２０は、燃料噴射孔１１４から噴射される油燃料Ｆの噴霧形状１２０が燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、噴霧形状１２０の第１図心Ｇ１を通過する最も長い第１長軸ＸＬ１と、第１図心Ｇ１を通過するとともに第１長軸ＸＬ１と直交していて第１長軸ＸＬ１よりも短い第１短軸ＸＳ１とを有するように油燃料Ｆを噴射する。

一実施形態に係る油燃料の燃焼方法によれば、燃料Ｆの噴霧形状１２０が燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、上記第１長軸ＸＬ１及び第１短軸ＸＳ１を有するので、上述したように、燃焼器２０内の同一断面中に火炎がより充満し難くなるため、燃焼振動の発生が効果的に抑制される。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン用燃焼器（燃焼器３）は、
複数の第１ノズル（メインノズル６４）が円筒状の燃焼筒２０の内周に沿って設けられた第１バーナ（メインバーナ６０）を備える。本開示の少なくとも一実施形態に係る燃焼器３は、複数のメインノズル６４に取り囲まれた第２ノズル（パイロットノズル５４）を備える。
パイロットノズル５４は、燃料Ｆを噴射可能な燃料噴射孔１１４を有する。
燃焼筒２０の軸方向から見たときの燃料噴射孔１１４の図心（第２図心Ｇ２）と燃料噴射孔１１４の外周縁１１４ａとの距離Ｌｎは、燃焼筒２０の周方向における外周縁１１４ａの位置によって異なる。

上記（１）の構成によれば、パイロットノズル５４が上記燃料噴射孔１１４を有するので、上述したように、燃料噴射孔１１４から燃焼筒２０の軸方向に燃料Ｆを噴射すると、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃料噴射孔１１４の形状に応じた形状となる。具体的には、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、噴霧形状１２０の図心である第１図心Ｇ１と、噴霧形状１２０の外縁１２１との距離Ｌｆは、燃焼筒２０の周方向における噴霧形状１２０の外縁１２１の位置によって異なる。すなわち、燃料Ｆの噴霧形状は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、円形にはならない。そのため、上記燃料噴射孔１１４から噴射された燃料Ｆによって、上述した噴霧形状１２０と同様の形状の火炎が形成される。このような形状を有する火炎によって複数のメインノズル６４から噴射された燃料Ｆが着火されると、燃焼器３内の同一断面中に火炎が充満し難くなるため、燃焼振動の発生が抑制される。より具体的には、上記（１）の構成によれば、複数のメインノズル６４から同時刻に噴射された燃料Ｆが火炎となって燃焼筒２０の内壁に接触することにより振動するまでの時間、及び火炎と内壁との接触位置を周方向の位置によって異ならせることができる。これにより、振動の発生する時刻及び軸方向位置が分散されるので、燃焼振動の発生が抑制される。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、軸方向から見たときの外周縁１１４ａの形状は、図心（第２図心Ｇ２）を通過する最も長い長軸（第２長軸ＸＬ２）と、第２図心Ｇ２を通過するとともに第２長軸ＸＬ２と直交していて第２長軸ＸＬ２よりも短い短軸（第２短軸ＸＳ２）とを有する。

上述したように、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃料噴射孔１１４の形状に応じた形状となる。したがって、上記（２）の構成によれば、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、噴霧形状１２０の図心である第１図心Ｇ１を通過する最も長い第１長軸ＸＬ１と、第１図心Ｇ１を通過するとともに第１長軸ＸＬ１と直交していて第１長軸ＸＬ１よりも短い第１短軸ＸＳ１とを有する。これにより、燃焼器３内の同一断面中に火炎がより充満し難くなるため、燃焼振動の発生が効果的に抑制される。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、軸方向から見たときの外周縁１１４ａの形状は、楕円形状である。

上記（３）の構成によれば、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、燃料Ｆの噴霧形状１２０を楕円形状とすることができる。これにより、燃焼振動の発生を効果的に抑制できる燃料Ｆの噴霧形状１２０を容易に実現できる。また、燃料噴射孔１１４の形状が比較的単純な形状となるので、パイロットノズル５４の製造コストを抑制できる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の構成において、軸方向から見たときの外周縁１１４ａの形状は、第２長軸ＸＬ２に対する第２短軸ＸＳ２の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下である。

上述したように、発明者らが鋭意検討した結果、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、噴霧形状１２０の第１長軸ＸＬ１に対する第１短軸ＸＳ１の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下とすると、燃焼振動の抑制効果が比較的高くなることが分かった。また、上述したように、燃料Ｆの噴霧形状１２０は、燃料噴射孔１１４の形状に応じた形状となる。したがって、上記（４）の構成によれば、第１長軸ＸＬ１に対する第１短軸ＸＳ１の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下となる形状に噴霧形状１２０が近づくので、燃焼振動の発生を効果的に抑制できる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（４）の何れかの構成において、
メインノズル６４の周囲を囲む第１ノズル筒（メインノズル筒６６）の出口側の開口６６ｂと一致する入口開口６８ａと、環状扇型形状の出口開口６８ｂ
とを有する複数の延長管６８をさらに備える。
第２長軸ＸＬ２は、軸方向から見たときに、出口開口６８ｂにおける周方向の中心（図心）Ｃ１位置から周方向にずれた位置に向かって延在する。

上述したように、発明者らが鋭意検討した結果、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち延長管６８の出口開口６８ｂが存在する断面において、上述した第１図心Ｇ１と出口開口６８ｂの中心とを結ぶ第１仮想線Ｌｉ１の延在方向とは異なる方向に第１長軸ＸＬ１が延在するように燃料Ｆを噴射すると、第１長軸ＸＬ１が第１仮想線Ｌｉ１の延在方向と同じ方向に延在するように燃料Ｆを噴射した場合よりも燃焼振動を効果的に抑制できることが分かった。したがって、上記（５）の構成によれば、第１長軸ＸＬ１が第１仮想線Ｌｉ１の延在方向とは異なる方向に延在するように燃料Ｆを噴射できるので、燃焼振動を効果的に抑制できる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（５）の何れかの構成において、
水Ｗを噴射可能な複数の水噴射孔１６２を有するアトマイズキャップ１６０をさらに備える。
複数の水噴射孔１６２は、それぞれ水入口開口１６４と水出口開口１６６とを有する。
水出口開口１６６のそれぞれは、燃料噴射孔１１４よりも燃焼筒２０の径方向外側において周方向に沿って間隔を空けて配置されている。
水入口開口１６４のそれぞれの径方向の位置は、水出口開口１６６の周方向の位置よって異なる。

上記（６）の構成によれば、水入口開口１６４のそれぞれの径方向の位置を水出口開口１６６の周方向の位置よって異ならせることで、燃料噴射孔１１４から噴射された燃料Ｆの径方向外側の領域で燃料Ｆの噴射方向に沿って水Ｗを噴射できる。これにより、噴射される水Ｗによる燃料Ｆの噴霧形状１２０への影響を抑制しつつ、燃料Ｆの燃焼による窒素酸化物の発生を抑制できる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（６）の何れかの構成において、燃焼器３は、ガスタービン１のロータ５の周囲に環状に複数配置されている。
複数の燃焼器３のそれぞれは、隣り合う二つの燃焼器３の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管２２が取り付けられている。
第２長軸ＸＬ２は、軸方向から見たときに、連結管２２の開口２２ａに向かって延在する。

上述した噴霧形状１２０における第１長軸ＸＬ１が燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、連結管２２の開口２２ａに向かって延在するように燃料Ｆを噴射することで、隣り合う二つの燃焼器３の一方から他方へ連結管２２を介して火炎を伝播させることが容易となる。したがって、上記（７）の構成によれば、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、第１長軸ＸＬ１の延在方向を連結管２２の開口２２ａに近づけることができるので、連結管２２を介した火炎の伝搬性が良好となる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（６）の何れかの構成において、燃焼器３は、ガスタービン１のロータ５の周囲に環状に複数配置されている。
複数の燃焼器３のそれぞれは、隣り合う二つの燃焼器３の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管２２が取り付けられており、
燃料噴射孔１１４から噴射される燃料Ｆが有する周方向への速度成分によって燃料Ｆが旋回する方向を第１旋回方向Ｓ１とする。
第２長軸ＸＬ２は、軸方向から見たときに、第２図心Ｇ２と連結管２２の開口２２ａの中心Ｃ２とを結ぶ第２仮想線Ｌｉ２に対して第１旋回方向Ｓ１とは逆の方向にずれている。

燃料噴射孔１１４から噴射される燃料Ｆは、該燃料Ｆが周方向への速度成分を有していると、周方向に旋回しながら軸方向下流側に向かって流れる。そのため、該燃料Ｆが周方向への速度成分を有していると、第１長軸ＸＬ１の向きは軸方向位置によって変化する。
上記（８）の構成によれば、該燃料Ｆが周方向への速度成分を有していても、燃焼筒２０の中心軸に直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、第１長軸ＸＬ１の延在方向を連結管２２の開口２２ａに近づけることができる。これにより、連結管２２を介した火炎の伝搬性が良好となる。

（９）本開示の少なくとも一実施形態に係る燃焼器３は、複数のメインノズル６４が円筒状の燃焼筒の内周に沿って設けられたメインバーナ６０と、複数のメインノズル６４に取り囲まれたパイロットノズル５４とを備える。
パイロットノズル５４は、燃料Ｆを噴射可能な燃料噴射孔１１４を有する。パイロットノズル５４は、燃料噴射孔１１４から噴射される燃料Ｆの噴霧形状１２０が燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、噴霧形状１２０の図心である第１図心Ｇ１を通過する最も長い第１長軸ＸＬ１と、第１図心Ｇ１を通過するとともに第１長軸ＸＬ１と直交していて第１長軸ＸＬ１よりも短い第１短軸ＸＳ１とを有するように燃料Ｆを噴射可能である。

上記（９）の構成によれば、燃料Ｆの噴霧形状１２０が、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、第１長軸ＸＬ１及び第１短軸ＸＳ１を有するので、上述したように、燃焼器３内の同一断面中に火炎がより充満し難くなるため、燃焼振動の発生が効果的に抑制される。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（９）の構成において、噴霧形状１２０は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において楕円形状である。

上記（１０）の構成によれば、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、燃料Ｆの噴霧形状１２０が楕円形状を有するので、上述したように、燃焼器３内の同一断面中に火炎がより充満し難くなるため、燃焼振動の発生が効果的に抑制される。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（９）又は（１０）の構成において、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面における噴霧形状１２０は、第１長軸ＸＬ１に対する第１短軸ＸＳ１の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下である。

上述したように、発明者らが鋭意検討した結果、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、噴霧形状１２０の第１長軸ＸＬ１に対する第１短軸ＸＳ１の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下とすると、燃焼振動の抑制効果が比較的高くなることが分かった。したがって、上記（１１）の構成によれば、燃焼振動の発生を効果的に抑制できる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（９）乃至（１１）の何れかの構成において、メインノズル６４の周囲を囲むメインノズル筒６６の出口側の開口６６ｂと一致する入口開口６８ａと、環状扇型形状の出口開口６８ｂとを有する複数の延長管６８をさらに備える。
噴霧形状１２０の第１長軸ＸＬ１は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち出口開口６８ｂが存在する断面において、第１図心Ｇ１と出口開口６８ｂの中心とを結ぶ第１仮想線Ｌｉ１の延在方向とは異なる方向に延在する。

上述したように、発明者らが鋭意検討した結果、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち延長管６８の出口開口６８ｂが存在する断面において、第１仮想線Ｌｉ１の延在方向とは異なる方向に第１長軸ＸＬ１が延在するように燃料Ｆを噴射すると、第１仮想線Ｌｉ１の延在方向と同じ方向に第１長軸ＸＬ１が延在するように燃料Ｆを噴射した場合よりも燃焼振動を効果的に抑制できることが分かった。したがって、上記（１２）の構成によれば、燃焼振動を効果的に抑制できる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（９）乃至（１２）の何れかの構成において、
水Ｗを噴射可能な複数の水噴射孔１６２を有するアトマイズキャップ１６０をさらに備える。
複数の水噴射孔１６２は、それぞれ水入口開口１６４と水出口開口１６６とを有する。
水出口開口１６６のそれぞれは、燃料噴射孔１１４よりも燃焼筒２０の径方向外側において燃焼筒２０の周方向に沿って間隔を空けて配置されている。
水入口開口１６４のそれぞれの径方向の位置は、水出口開口１６６の周方向の位置よって異なる。

上記（１３）の構成によれば、水入口開口１６４のそれぞれの径方向の位置を水出口開口１６６の周方向の位置よって異ならせることで、燃料噴射孔１１４から噴射された燃料Ｆの径方向外側の領域で燃料Ｆの噴射方向に沿って水Ｗを噴射できる。これにより、噴射される水Ｗによる燃料Ｆの噴霧形状１２０への影響を抑制しつつ、燃料Ｆの燃焼による窒素酸化物の発生を抑制できる。

（１４）幾つかの実施形態では、上記（９）乃至（１３）の何れかの構成において、燃焼器３は、ガスタービン１のロータ５の周囲に環状に複数配置されている。
複数の燃焼器３のそれぞれは、隣り合う二つの燃焼器３の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管２２が取り付けられている。
噴霧形状１２０の第１長軸ＸＬ１は、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、連結管２２の開口２２ａに向かって延在する。

上記（１４）の構成によれば、連結管２２を介した火炎の伝搬性が良好となる。

（１５）幾つかの実施形態では、上記（９）乃至（１４）の何れかの構成において、燃焼器３は、ガスタービン１のロータ５の周囲に環状に複数配置されている。
複数の燃焼器３のそれぞれは、隣り合う二つの燃焼器３の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管２２が取り付けられている。
燃焼筒２０の軸方向から見たときの燃料噴射孔１１４の外周縁１１４ａの形状は、燃料噴射孔１１４の図心である第２図心Ｇ２を通過する最も長い第２長軸ＸＬ２と、第２図心Ｇ２を通過するとともに第２長軸ＸＬ２と直交していて第２長軸ＸＬ２よりも短い第２短軸ＸＳ２とを有する。
燃料噴射孔１１４から噴射される燃料Ｆが有する燃焼筒２０の周方向への速度成分によって燃料Ｆが旋回する方向を第１旋回方向Ｓ１とする。
第２長軸ＸＬ２は、軸方向から見たときに、第２図心Ｇ２と連結管２２の開口２２ａの中心Ｃ２とを結ぶ第２仮想線Ｌｉ２に対して第１旋回方向Ｓ１とは逆の方向にずれている。

上記（１５）の構成によれば、燃料噴射孔１１４から噴射される燃料Ｆが周方向への速度成分を有していても、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、第１長軸ＸＬ１の延在方向を連結管２２の開口２２ａに近づけることができる。これにより、連結管２２を介した火炎の伝搬性が良好となる。

（１６）幾つかの実施形態では、上記（９）乃至（１４）の何れかの構成において、燃焼器３は、ガスタービン１のロータ５の周囲に環状に複数配置されている。
複数の燃焼器３のそれぞれは、隣り合う二つの燃焼器３の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管２２が取り付けられている。
燃焼筒２０の軸方向から見たときの燃料噴射孔１１４の外周縁１１４ａの形状は、燃料噴射孔１１４の図心である第２図心Ｇ２を通過する最も長い第２長軸ＸＬ２と、第２図心Ｇ２を通過するとともに第２長軸ＸＬ２と直交していて第２長軸ＸＬ２よりも短い第２短軸ＸＳ２とを有する。
燃料噴射孔１１４からの燃料Ｆが連結管２２の開口２２ａが存在する軸方向の位置に到達するまでに燃焼筒２０の周方向に旋回する旋回方向及び旋回角度を燃料旋回方向Ｓ及び燃料旋回角度θｓとする。
第２長軸ＸＬ２は、軸方向から見たときに、第２図心Ｇ２と連結管２２の開口２２ａの中心Ｃ２とを結ぶ第２仮想線Ｌｉ２に対して燃料旋回方向Ｓとは逆方向にずれている。
軸方向から見たときの第２長軸ＸＬ２と第２仮想線Ｌｉ２との角度のずれ量△θは、燃料旋回角度θｓに対して±５°の範囲内である。

上記（１６）の構成によれば、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面のうち連結管２２の開口２２ａが存在する断面において、第１長軸ＸＬ１の延在方向を連結管２２の開口２２ａに近づけることができる。これにより、連結管２２を介した火炎の伝搬性が良好となる。

（１７）本開示の少なくとも一実施形態に係るガスタービン１は、ロータ５と、ロータ５の周囲に環状に複数配置される上記（１）乃至（１６）の何れかの構成の燃焼器３と、を備える。

上記（１７）の構成によれば、燃焼振動を抑制できる。

（１８）本開示の少なくとも一実施形態に係る油燃料の燃焼方法は、ガスタービン１における油燃料の燃焼方法である。
一実施形態に係る油燃料の燃焼方法は、複数のメインノズル６４が円筒状の燃焼筒２０の内周に沿って設けられたメインバーナ６０において複数のメインノズル６４から油燃料Ｆを噴射する工程Ｓ１０を備える。
一実施形態に係る油燃料の燃焼方法は、複数のメインノズル６４に取り囲まれたパイロットノズル５４が有する燃料噴射孔１１４から油燃料Ｆを噴射する工程Ｓ２０とを備える。
燃料噴射孔１１４から油燃料Ｆを噴射する工程Ｓ２０は、燃料噴射孔１１４から噴射される油燃料Ｆの噴霧形状１２０が燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、噴霧形状１２０の第１図心Ｇ１を通過する最も長い第１長軸ＸＬ１と、第１図心Ｇ１を通過するとともに第１長軸ＸＬ１と直交していて第１長軸ＸＬ１よりも短い第１短軸ＸＳ１とを有するように油燃料Ｆを噴射する。

上記（１８）の方法によれば、燃料Ｆの噴霧形状１２０が、燃焼筒２０の中心軸ＡＸに直交する断面において、第１長軸ＸＬ１及び第１短軸ＸＳ１を有するので、上述したように、燃焼器３内の同一断面中に火炎がより充満し難くなるため、燃焼振動の発生が効果的に抑制される。

１ ガスタービン
３ 燃焼器
５ ロータ
２０ 燃焼筒
２２ 連結管
５０ パイロットバーナ
５４ パイロットノズル
６０ メインバーナ
６４ メインノズル
６８ 延長管
１１０ スプレーノズル
１１４ 燃料噴射孔
１６０ アトマイズキャップ
１６２ 水噴射孔

Claims (18)

1. 複数の第１ノズルが円筒状の燃焼筒の内周に沿って設けられた第１バーナと、
   前記複数の第１ノズルに取り囲まれた第２ノズルと、
   を備え、
   前記第２ノズルは、燃料を噴射可能な燃料噴射孔を有し、
   前記燃焼筒の軸方向から見たときの前記燃料噴射孔の図心と前記燃料噴射孔の外周縁との距離は、前記燃焼筒の周方向における前記外周縁の位置によって異なる
   ガスタービン用燃焼器。
2. 前記軸方向から見たときの前記外周縁の形状は、前記図心を通過する最も長い長軸と、前記図心を通過するとともに前記長軸と直交していて前記長軸よりも短い短軸とを有する
   請求項１に記載のガスタービン用燃焼器。
3. 前記軸方向から見たときの前記外周縁の形状は、楕円形状である
   請求項２に記載のガスタービン用燃焼器。
4. 前記軸方向から見たときの前記外周縁の形状は、前記長軸に対する前記短軸の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下である
   請求項２又は３に記載のガスタービン用燃焼器。
5. 前記第１ノズルの周囲を囲む第１ノズル筒の出口側の開口と一致する入口開口と、環状扇型形状の出口開口とを有する複数の延長管
   をさらに備え、
   前記長軸は、前記軸方向から見たときに、前記出口開口における前記周方向の中心位置から前記周方向にずれた位置に向かって延在する
   請求項２乃至４の何れか一項に記載のガスタービン用燃焼器。
6. 水を噴射可能な複数の水噴射孔を有するアトマイズキャップ
   をさらに備え、
   前記複数の水噴射孔は、それぞれ水入口開口と水出口開口とを有し、
   前記水出口開口のそれぞれは、前記燃料噴射孔よりも前記燃焼筒の径方向外側において前記周方向に沿って間隔を空けて配置されており、
   前記水入口開口のそれぞれの前記径方向の位置は、前記水出口開口の前記周方向の位置よって異なる
   請求項２乃至５の何れか一項に記載のガスタービン用燃焼器。
7. 前記ガスタービン用燃焼器は、ガスタービンのロータの周囲に環状に複数配置され、
   前記複数のガスタービン用燃焼器のそれぞれは、隣り合う二つのガスタービン用燃焼器の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管が取り付けられており、
   前記長軸は、前記軸方向から見たときに、前記連結管の開口に向かって延在する
   請求項２乃至６の何れか一項に記載のガスタービン用燃焼器。
8. 前記ガスタービン用燃焼器は、ガスタービンのロータの周囲に環状に複数配置され、
   前記複数のガスタービン用燃焼器のそれぞれは、隣り合う二つのガスタービン用燃焼器の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管が取り付けられており、
   前記燃料噴射孔から噴射される前記燃料が有する前記周方向への速度成分によって前記燃料が旋回する方向を第１旋回方向としたときに、
   前記長軸は、前記軸方向から見たときに、前記図心と前記連結管の開口の中心とを結ぶ仮想線に対して前記第１旋回方向とは逆の方向にずれている
   請求項２乃至６の何れか一項に記載のガスタービン用燃焼器。
9. 複数の第１ノズルが円筒状の燃焼筒の内周に沿って設けられた第１バーナと、
   前記複数の第１ノズルに取り囲まれた第２ノズルと、
   を備え、
   前記第２ノズルは、
   燃料を噴射可能な燃料噴射孔を有し、
   前記燃料噴射孔から噴射される前記燃料の噴霧形状が前記燃焼筒の中心軸に直交する断面において、前記噴霧形状の図心である第１図心を通過する最も長い第１長軸と、前記第１図心を通過するとともに前記第１長軸と直交していて前記第１長軸よりも短い第１短軸とを有するように前記燃料を噴射可能である
   ガスタービン用燃焼器。
10. 前記噴霧形状は、前記燃焼筒の中心軸に直交する断面において楕円形状である
    請求項９に記載のガスタービン用燃焼器。
11. 前記燃焼筒の中心軸に直交する断面における前記噴霧形状は、前記第１長軸に対する前記第１短軸の長さの比がｔａｎ１５°以上ｔａｎ３０°以下である
    請求項９又は１０に記載のガスタービン用燃焼器。
12. 前記第１ノズルの周囲を囲む第１ノズル筒の出口側の開口と一致する入口開口と、環状扇型形状の出口開口とを有する複数の延長管
    をさらに備え、
    前記噴霧形状の第１長軸は、前記燃焼筒の中心軸に直交する断面のうち前記出口開口が存在する断面において、前記第１図心と前記出口開口の中心とを結ぶ第１仮想線の延在方向とは異なる方向に延在する
    請求項９乃至１１の何れか一項に記載のガスタービン用燃焼器。
13. 水を噴射可能な複数の水噴射孔を有するアトマイズキャップ
    をさらに備え、
    前記複数の水噴射孔は、それぞれ水入口開口と水出口開口とを有し、
    前記水出口開口のそれぞれは、前記燃料噴射孔よりも前記燃焼筒の径方向外側において前記燃焼筒の周方向に沿って間隔を空けて配置されており、
    前記水入口開口のそれぞれの前記径方向の位置は、前記水出口開口の前記周方向の位置よって異なる
    請求項９乃至１２の何れか一項に記載のガスタービン用燃焼器。
14. 前記ガスタービン用燃焼器は、ガスタービンのロータの周囲に環状に複数配置され、
    前記複数のガスタービン用燃焼器のそれぞれは、隣り合う二つのガスタービン用燃焼器の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管が取り付けられており、
    前記噴霧形状の第１長軸は、前記燃焼筒の中心軸に直交する断面のうち前記連結管の開口が存在する断面において、前記連結管の前記開口に向かって延在する
    請求項９乃至１３の何れか一項に記載のガスタービン用燃焼器。
15. 前記ガスタービン用燃焼器は、ガスタービンのロータの周囲に環状に複数配置され、
    前記複数のガスタービン用燃焼器のそれぞれは、隣り合う二つのガスタービン用燃焼器の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管が取り付けられており、
    前記燃焼筒の軸方向から見たときの前記燃料噴射孔の外周縁の形状は、前記燃料噴射孔の図心である第２図心を通過する最も長い第２長軸と、前記第２図心を通過するとともに前記第２長軸と直交していて前記第２長軸よりも短い第２短軸とを有し、
    前記燃料噴射孔から噴射される前記燃料が有する前記燃焼筒の周方向への速度成分によって前記燃料が旋回する方向を第１旋回方向としたときに、
    前記第２長軸は、前記軸方向から見たときに、前記第２図心と前記連結管の開口の中心とを結ぶ第２仮想線に対して前記第１旋回方向とは逆の方向にずれている
    請求項９乃至１４の何れか一項に記載のガスタービン用燃焼器。
16. 前記ガスタービン用燃焼器は、ガスタービンのロータの周囲に環状に複数配置され、
    前記複数のガスタービン用燃焼器のそれぞれは、隣り合う二つのガスタービン用燃焼器の一方から他方へ火炎を伝播させるための連結管が取り付けられており、
    前記燃焼筒の軸方向から見たときの前記燃料噴射孔の外周縁の形状は、前記燃料噴射孔の図心である第２図心を通過する最も長い第２長軸と、前記第２図心を通過するとともに前記第２長軸と直交していて前記第２長軸よりも短い第２短軸とを有し、
    前記燃料噴射孔からの前記燃料が前記連結管の開口が存在する前記軸方向の位置に到達するまでに前記燃焼筒の周方向に旋回する旋回方向及び旋回角度を燃料旋回方向及び燃料旋回角度としたときに、
    前記第２長軸は、前記軸方向から見たときに、前記第２図心と前記連結管の開口の中心とを結ぶ仮想線に対して前記燃料旋回方向とは逆方向にずれており、
    前記軸方向から見たときの前記第２長軸と前記仮想線との角度のずれ量は、前記燃料旋回角度に対して±５°の範囲内である
    請求項９乃至１４の何れか一項に記載のガスタービン用燃焼器。
17. ロータと、
    前記ロータの周囲に環状に複数配置される請求項１乃至１６の何れか一項に記載の燃焼器と、
    を備えるガスタービン。
18. ガスタービンにおける油燃料の燃焼方法であって、
    複数の第１ノズルが円筒状の燃焼筒の内周に沿って設けられた第１バーナにおいて前記複数の第１ノズルから前記油燃料を噴射する工程と、
    前記複数の第１ノズルに取り囲まれた第２ノズルが有する燃料噴射孔から前記油燃料を噴射する工程と、
    を備え、
    前記燃料噴射孔から前記油燃料を噴射する工程は、前記燃料噴射孔から噴射される前記油燃料の噴霧形状が前記燃焼筒の中心軸に直交する断面において、前記噴霧形状の図心を通過する最も長い長軸と、前記図心を通過するとともに前記長軸と直交していて前記長軸よりも短い短軸とを有するように前記油燃料を噴射する
    油燃料の燃焼方法。

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