JP3488934B2 - ガスタービンの燃焼器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンエンジン
の燃焼器の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンエンジン（以下ガスタービ
ン）の燃焼器では、均一な混合気を得るために予混合室
を備えたものが知られている（特開昭６０−１１７００
８号公報参照）。

【０００３】これについて説明すると、図６に示すよう
に、ケーシング４の内周には断熱部材３を介して筒状の
燃焼室２が形成されるとともに、この燃焼室２へ混合気
を供給する筒状の予混合室１と、予混合室１へ図示しな
い熱交換器あるいは圧縮機からの加圧空気を導入する高
圧空気通路１６がそれぞれ形成される。

【０００４】高圧空気通路１６から予混合室１へ流入し
た加圧空気はスワーラ１５で旋回を付与された後、主燃
料噴射弁１０から噴射された燃料と混合される。予混合
室１は筒状の燃焼室２とほぼ平行に配設されるととも
に、連通路５を介して予混合室１は燃焼室２の上流と連
通する。

【０００５】連通路５は燃焼室２の基端において孔部６
Ａを備えたバッフル板６を介して画成されており、この
燃焼室２の基端には内部に補助燃料噴射弁９を収装した
筒状の保炎器７が燃焼室２とほぼ同軸的に配設され、端
部７Ａがバッフル板６に形成された孔部６Ａへ挿通され
る。

【０００６】そして、この保炎器７はガイド１７を介し
て軸方向へ変位可能にケーシング４で支持されるととも
に、図示しない駆動手段によって端部７Ａがバッフル板
６に形成された孔部６Ａから燃焼室２の内部に突出する
方向へ駆動される。

【０００７】保炎器７の外壁とバッフル板６の孔部６Ａ
との間には所定の間隙で構成された環状ノズル８が形成
され、この環状ノズル８に面した保炎器７の端部７Ａの
外周にはテーパー状に広がるテーパー部７０が形成され
ており、保炎器７の軸方向の位置に応じて環状ノズル８
の断面積、すなわち、燃焼室２へ流入する混合気の流路
断面積を運転負荷に応じて変化させ、連通路５から燃焼
室２へ吹き出す混合気の空気配分率を変化させる。

【０００８】予混合室１からの混合気は保炎器７とバッ
フル板６との間の環状ノズル８から燃焼室２へ導入さ
れ、連通路５は燃焼室２の内周に沿うように燃焼室２の
軸に対してオフセットされて配設されて、連通路５を通
過する混合気は保炎器７を中心として燃焼室２の内壁に
沿う旋回流となり、燃焼室２内の火炎は保炎器７の端部
７Ａを起点とするコーン状の火炎を形成する。

【０００９】さらに希釈筒１３に開口した希釈口１２か
ら流入した空気で燃焼ガス温度を下げた後、スクロール
入口１４を介して図示しないタービンへ流入する。

【００１０】このような、ガスタービンの燃焼器として
は、上記の他に、ＡＳＭＥ ＰＡＰＥＲ ７８−ＧＴ−
１５５（１９７８年４月９日発行）に開示されるものが
知られている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、燃焼室２に
おける燃焼の安定性は、環状ノズル８から燃焼室２へ流
入する混合気の流速のみに依存とすると従来から考えら
れていたため、低負荷時などでは環状ノズル８の断面積
を縮小すれば燃焼安定性を改善可能と考えられた。

【００１２】しかしながら、このような従来のガスター
ビンの燃焼器にあっては、環状ノズル８からの吹き出し
流速を増大しても燃焼安定性は改善されず、特に、運転
負荷が低い状況では燃焼室２へ流入する混合気の流量が
低下するのに伴って、連通路５からの混合気の旋回も低
下するため、充分な保炎効果が得られずに燃焼が不安定
になる場合があった。

【００１３】そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなさ
れたもので、燃焼室へ流入する混合気の流速に加えて、
混合気の旋回を制御することで負荷にかかわらず安定し
た燃焼が可能なガスタービンの燃焼器を提供することを
目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、加圧空気
を導入する高圧空気通路と、主燃料噴射弁を備えて前記
高圧空気通路からの加圧空気と燃料とを混合する予混合
室と、燃焼室と予混合室とを連通するとともに、混合気
に所定の方向の旋回流を付与する連通路と、前記連通路
が燃焼室に開口する孔部と、この孔部に挿通可能かつ、
燃焼室の内部へ向けて変位可能に支持されるとともに、
筒状部材で形成された保炎器と、前記孔部と保炎器との
間に形成された環状ノズルとを備えたガスタービンの燃
焼器において、前記保炎器の外周に形成されて混合気に
所定の方向の旋回を付与するとともに、孔部の内周と接
離可能なスワーラとを備え、前記スワーラは、連通路が
混合気に付与する旋回方向とは逆方向へ混合気に旋回を
付与する。

【００１５】 また、第２の発明は、加圧空気を導入す
る高圧空気通路と、主燃料噴射弁を備えて前記高圧空気
通路からの加圧空気と燃料とを混合する予混合室と、燃
焼室と予混合室とを連通するとともに、混合気に所定の
方向の旋回流を付与する連通路と、前記連通路が燃焼室
に開口する孔部と、この孔部に挿通可能かつ、燃焼室の
内部へ向けた軸方向へ変位可能に支持されるとともに、
筒状部材で形成された保炎器と、この保炎器の燃焼室側
の端部に形成されて燃焼室に向けて外径を拡大するテー
パー部と、前記孔部と保炎器のテーパー部との間に形成
された環状ノズルとを備えたガスタービンの燃焼器にお
いて、前記孔部の内周に形成されて混合気に所定の方向
の旋回を付与するとともに、保炎器のテーパー部の外周
と接離可能なスワーラとを備え、前記スワーラは、連通
路が混合気に付与する旋回方向とは逆方向へ混合気に旋
回を付与する。

【００１６】 また、第３の発明は、前記第１または第
２の発明において、前記スワーラは、所定の間隔で配設
された翼で形成されるとともに、前記翼を所定の角度で
配設される。

【００１７】また、第４の発明は、前記第１ないし第３
の発明のいずれかひとつにおいて、前記保炎器は、ガス
タービンの負荷に応じて伸縮駆動する手段を備えて、高
負荷時では保炎器を燃焼室へ向けて伸長駆動して環状ノ
ズルの流路断面積を拡大する一方、低負荷時では保炎器
を収縮駆動して環状ノズルを閉鎖する。

【００１８】

【作用】したがって、第１の発明は、高圧空気通路から
予混合室へ流入した混合気は主燃料噴射弁からの燃料と
混合されて連通路へ導かれ、混合気は連通路によって所
定の方向の旋回を付与されて、旋回流となって孔部と保
炎器の間の環状ノズルから燃焼室へ流入する。燃焼室へ
向けた軸方向へ変位可能な保炎器を、ガスタービンの高
負荷時では最伸長位置に変位させて孔部内周とスワーラ
との間の環状ノズルの流路断面積を最大にして、連通路
に応じた旋回方向で混合気を燃焼室へ導く一方、低負荷
時では保炎器を収縮させてスワーラを孔部内周に当接さ
せて環状ノズルを閉鎖して、流路断面積を縮小するとと
もに、スワーラが付与する旋回方向に応じて混合気を旋
回させて燃焼室へ導き、流量が低下する低負荷時におい
て、混合気の流速を増大させるとともに、確実に旋回を
付与することで安定した火炎を形成する。そして、環状
ノズルの閉鎖時には連通路からの混合気がスワーラによ
って連通路が付与する旋回方向とは逆方向へ旋回を付与
され、流量の少ない低負荷時において、混合気の流速を
高めながら確実に旋回を付与して安定した火炎を形成す
るとともに、環状ノズルを開放する高負荷時において
は、連通路によって旋回を付与された混合気は、この旋
回方向と逆に旋回を付与するスワーラの影響を受ける可
能性が低いため、連通路に付与された旋回流を乱すこと
はなく、常時安定した火炎を形成することが可能とな
る。

【００１９】 また、第２の発明は、予混合室からの混
合気は連通路によって所定の方向の旋回を付与されて、
旋回流となって保炎器のテーパー部と孔部に形成された
スワーラとの間の環状ノズルから燃焼室へ流入する。燃
焼室へ向けた軸方向へ変位可能な保炎器を、ガスタービ
ンの高負荷時では最伸長位置に変位させてテーパー部外
周とスワーラとの間の環状ノズルの流路断面積を最大に
して、連通路に応じた旋回方向で混合気を燃焼室へ導く
一方、低負荷時では保炎器を収縮させてテーパー部をス
ワーラ内周に当接させて環状ノズルを閉鎖して、流路断
面積を縮小するとともに、スワーラが付与する旋回方向
に応じて混合気を旋回させて燃焼室へ導き、流量が低下
する低負荷時において、混合気の流速を増大させるとと
もに、確実に旋回を付与することで安定した火炎を形成
する。そして、環状ノズルの閉鎖時には連通路からの混
合気がスワーラによって連通路が付与する旋回方向とは
逆方向へ旋回を付与され、流量の少ない低負荷時におい
て、混合気の流速を高めながら確実に旋回を付与して安
定した火炎を形成するとともに、環状ノズルを開放する
高負荷時においては、連通路によって旋回を付与された
混合気は、この旋回方向と逆に旋回を付与するスワーラ
の影響を受ける可能性が低いため、連通路に付与された
旋回流を乱すことはなく、常時安定した火炎を形成する
ことが可能となる。

【００２０】また、第３の発明は、環状ノズルの閉鎖時
には連通路からの混合気はスワーラの翼と翼の間から燃
焼室へ流入し、このとき、連通路が付与する旋回方向と
は逆方向へ各翼が混合気に旋回を付与し、流量の少ない
低負荷時において、混合気の流速を高めながら確実に旋
回を付与して安定した火炎を形成するとともに、環状ノ
ズルを開放する高負荷時においては、連通路によって旋
回を付与された混合気は、この旋回方向と逆の旋回方向
へ向けられた翼間に流入する可能性が低いため、連通路
に付与された旋回流を乱すことはなく、常時安定した火
炎を形成することが可能となる。

【００２１】また、第４の発明は、前記保炎器をガスタ
ービンの負荷に応じて伸縮駆動するため、燃焼室へ流入
する混合気は、高負荷時では連通路によって旋回を付与
される一方、低負荷時ではスワーラによって旋回を付与
されて、負荷変動に拘わらず常時安定した火炎を形成す
ることができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２３】図１において、ケーシング４の内周には断
熱部材３を介して円筒状の燃焼室２と、燃焼室２へ混合
気を供給する筒状の予混合室１及び予混合室１へ図示し
ない熱交換器等からの加圧空気を導入する高圧空気通路
１６がそれぞれ形成される。

【００２４】予混合室１は上流側に配設したスワーラ１
５を介して高圧空気通路１６と連通すると共に、内部に
主燃料噴射弁１０を備え、予混合室１の下流側は連通路
５を介して燃焼室２と連通する。

【００２５】連通路５は前記従来例に示した図８と同様
にして混合気へ燃焼室２の内周に沿うような旋回を付与
するために燃焼室２の軸に対してオフセットして配設さ
れるとともに、連通路５は燃焼室２の基端においてバッ
フル板６で画成されると共に、燃焼室２と同軸的にバッ
フル板６に貫通形成された孔部６Ａを介して連通路５は
燃焼室２と連通する。

【００２６】連通路５は燃焼室２の基端において孔部６
Ａを備えたバッフル板６及び隔壁５０を介して画成され
ており、この燃焼室２の基端側には内部に補助燃料噴射
弁９を収装した筒状の保炎器７が燃焼室２とほぼ同軸的
に配設され、保炎器７の燃焼室２側の端部７Ａは、バッ
フル板６に形成された孔部６Ａへ挿通される。

【００２７】補助燃料噴射弁９は高負荷時に燃料を増量
するもので、図示しない燃料供給手段によって選択的に
駆動されるものである。

【００２８】そして、この保炎器７はガイド１７を介し
て軸方向へ変位可能にケーシング４で支持されるととも
に、保炎器７の外壁は連通路５を画成する隔壁５０とシ
ール１８を介して摺接する。

【００２９】保炎器７は燃焼室２へ向けた軸方向への変
位によって、孔部６Ａに対して相対変位を行うもので、
保炎器７は図示しないし駆動手段によって軸方向へ駆動
される。

【００３０】なお、駆動手段はタービンの負荷に応じて
保炎器７を伸縮駆動するもので、後述するように、低負
荷時では保炎器７を最収縮位置へ駆動する一方、高負荷
時では保炎器７を最伸長位置へ駆動する。

【００３１】保炎器７とバッフル板６の孔部６Ａとの間
には、保炎器７の軸方向の位置に応じた所定の間隙で構
成された環状ノズル８が形成され、この環状ノズル８に
面した保炎器７の端部７Ａ側の外壁には燃焼室２へ向け
てテーパー状に広がるスワーラ２０が形成される。

【００３２】スワーラ２０は図２に示すように、端部７
Ａ側の外壁に沿って所定の間隔で配設された多数の旋回
発生翼２０Ａから構成され、これら旋回発生翼２０Ａ
は、保炎器７の外周へ向けて突設されるとともに、保炎
器７の軸方向に対して所定の角度θで取り付けられる。

【００３３】そして、旋回発生翼２０Ａの取付角θは、
連通路５が混合気に付与する旋回方向とは逆になる所定
の角度に設定され、例えば、スワーラ２０を通過する混
合気のスワールナンバーにして約０．１〜１．０に設定
される。

【００３４】このスワールナンバーは、図７に示すよう
に、軸を中心に速度Ｖで旋回する流体の任意の点ａにお
いて、この流体の軸方向の速度成分Ｖｘと、周方向の速
度成分Ｖθの比で表されるもので、スワールナンバーを
Ｓとすると、 Ｓ＝Ｖθ／Ｖｘ で表現される。

【００３５】スワーラ２０は保炎器７の最収縮位置にお
いて、外周の少なくとも一部が孔部６Ａと当接可能な外
径に形成されるとともに、この保炎器７の最収縮位置で
は環状ノズル８は閉鎖されるが、スワーラ２０の旋回発
生翼２０Ａ、２０Ａの間を介して連通路５と燃焼室２は
連通し、最小の流路断面積で連通路５の混合気を燃焼室
２へ導くのである。

【００３６】一方、保炎器７の最伸長位置では端部７Ａ
が所定量だけ燃焼室２へ向けて変位し、スワーラ２０と
孔部６Ａとの間隙は最大となって環状ノズル８の流路断
面積は最大値となる。

【００３７】燃焼室２に面した所定の位置には点火せん
１１が配設され、この燃焼室２の下流側には複数の希釈
口１２を備えた希釈筒１３が嵌合するとともに、希釈口
１２は高圧空気通路１６と連通して希釈用の加圧空気を
導入する。

【００３８】そして、この希釈筒１３は下流に結合した
スクロール入口１４を介して図示しないタービンと連通
する。

【００３９】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００４０】図示しない熱交換器から圧送された加圧空
気の一部は高圧空気通路１６からスワーラ１５を介して
予混合室１へ導かれ、ここで主燃料噴射弁１０から噴射
された燃料と混合して混合気となり、この混合気は連通
路５を経て導かれることにより保炎器７を中心とする旋
回流となり、バッフル板６の孔部６Ａと保炎器７との間
の環状ノズル８から燃焼室２へ旋回しながら導入され
る。

【００４１】こうして燃焼室２へ導かれた混合気は、高
負荷時では補助燃料噴射弁９から噴射される燃料とさら
に混合しながら燃焼室２で燃焼し、希釈筒１３に開口し
た希釈口１２から流入した空気で燃焼ガス温度を下げた
後、スクロール入口１４を介して図示しないタービンへ
流入して圧縮機及び負荷を駆動する。

【００４２】ここで、環状ノズル８の流路断面積はター
ビンの負荷に応じて変更され、中高負荷時では図３に示
すように、図示しない駆動手段は保炎器７を燃焼室２へ
向けて伸長させ、スワーラ２０と孔部６Ａの間に所定の
間隙を形成して環状ノズル８の流路断面積を増大する一
方、低負荷時においては図４に示すように、駆動手段は
保炎器７を収縮駆動して、スワーラ２０の外周が孔部６
Ａに当接する最収縮位置へ変位させて環状ノズル８を閉
鎖し、孔部６Ａに当接したスワーラ２０の旋回発生翼２
０Ａの間から混合気を噴射する。

【００４３】環状ノズル８を通過する混合気の流量が充
分な中、高負荷時では、予混合室１から導かれる混合気
は燃焼室２の軸に対してオフセットされた連通路５を通
過することにより所定の方向の旋回流となって環状ノズ
ル８から燃焼室２へ導かれて燃焼する。

【００４４】このとき、環状ノズル８から燃焼室２へ流
入する混合気は、連通路５によってスワーラ２０の旋回
発生翼２０Ａの案内方向とは逆の旋回を付与されるが、
混合気の流量、流速が大きいため充分な旋回を付与さ
れ、環状ノズル８の外周、すなわち、孔部６Ａに沿って
燃焼室２へ流入する一方、混合気は連通路５の旋回方向
とは逆に向けられた旋回発生翼２０Ａ、２０Ａの間にほ
とんど流入することがなく、また、流入した混合気は連
通路５の旋回方向とは逆方向に向けられるため、連通路
５によって付与された旋回流を乱すことなく円滑に燃焼
室２へ流入でき、安定した火炎を形成することができ
る。

【００４５】一方、連通路５において混合気の流量及び
流速が低下する低負荷時では、図４に示すように、保炎
器７が最収縮位置へ駆動されて、環状ノズル８は閉鎖さ
れ、スワーラ２０の旋回発生翼２０Ａの間から連通路５
の混合気は燃焼室２へ案内される。

【００４６】このとき、連通路５と燃焼室２の間の流路
断面積は最小となるのに加えて、連通路５が混合気に付
与する旋回方向とは逆方向に向けて配設された旋回発生
翼２０Ａによって、連通路５から燃焼室２へ流入する混
合気はスワーラ２０の旋回発生翼２０Ａに応じた旋回流
となり、さらに縮小した流路断面積によって流速を増大
させることで、安定した火炎を形成することができ、低
負荷時における燃焼の安定性を確保することが可能とな
り、さらに、中、高負荷時では前記従来例と同様に連通
路５による旋回流によって燃焼の安定性を向上すること
ができるのである。

【００４７】こうして、外周にスワーラ２０を形成した
保炎器７を、タービンの負荷に応じてバッフル板６の後
部６Ａに対して相対変位させ、環状ノズル８の流路断面
積を変更して混合気の流量に応じて流速を制御するとと
もに、中、高負荷時では連通路５によって混合気に旋回
を付与する一方、低負荷時にはスワーラ２０によって旋
回を付与するようにしたため、負荷の変動にかかわらず
安定した火炎を形成して、安定した燃焼を確保すること
ができ、旋回発生翼２０Ａを連通路５の旋回方向とは逆
方向の所定の角度θで取り付けたため、中、高負荷時の
旋回流は旋回発生翼２０Ａ間に流入する確立は低くなっ
て連通路５に付与された旋回流を偏向することがなくな
って、負荷に応じた旋回流を効率良く発生することがで
き、燃焼室２に常時安定した火炎を形成してガスタービ
ンの安定性を向上させることができるのである。

【００４８】図５は第２の実施例を示し、前記第１実施
例におけるスワーラ２０をバッフル板６の孔部６Ａ側に
設けたスワーラ２１とし、保炎器７の端部７Ａ側の外壁
を燃焼室２へ向けて拡大するテーパー部７０としたもの
で、その他の構成は前記第１実施例と同様である。

【００４９】スワーラ２１は、前記第１実施例と同様に
図示しない旋回発生翼を孔部６Ａの内周に所定の間隔で
保炎器７に向けて突設するとともに、前記第１実施例の
旋回発生翼２０Ａと同様に連通路５の旋回付与方向とは
逆方向へ混合気に旋回を付与する所定の取付角度θに設
定されるものである。

【００５０】スワーラ２１の内周と保炎器７の外壁との
間に環状ノズル８が形成され、この環状ノズル８は保炎
器７の最収縮位置で閉鎖される一方、保炎器７の最伸長
位置で流路断面積を最大にする。

【００５１】前記第１実施例と同様に、タービンの中、
高負荷時には保炎器７は最伸長位置に駆動され、環状ノ
ズル８から連通路５に応じて旋回を付与された混合気を
燃焼室２へ導いて、安定した燃焼を確保し、スワーラ２
１は前記第１実施例と同様に連通路５の旋回方向とは逆
方向に向けた旋回発生翼を備えるため、中、高負荷時の
混合気の流入を抑制して旋回流を乱すことがなく、円滑
に火炎を形成することができるのである。

【００５２】一方、タービンの低負荷時では保炎器７を
最収縮位置へ駆動して端部７Ａ側のテーパー部７０をス
ワーラ２１の内周に当接させて、環状ノズル８を閉鎖し
て流路断面積を縮小して流速を増大させるとともに、ス
ワーラ２１の図示しない旋回発生翼で連通路５とは逆方
向に向けて混合気に旋回を付与することで、流速の増大
と旋回の付与を確実に行って、低負荷時においても安定
した燃焼を確保することができ、負荷に応じて保炎器７
を孔部６Ａに対して相対変位させることで、環状ノズル
８を通過する混合気に、流量に応じた流速と旋回を付与
することができ、負荷の変動にかかわらず燃焼を安定さ
せることが可能となるのである。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明は、加圧
空気を導入する高圧空気通路と、主燃料噴射弁を備えて
前記高圧空気通路からの加圧空気と燃料とを混合する予
混合室と、燃焼室と予混合室とを連通するとともに、混
合気に所定の方向の旋回流を付与する連通路と、前記連
通路が燃焼室に開口する孔部と、この孔部に挿通可能か
つ、燃焼室の内部へ向けて変位可能に支持されるととも
に、筒状部材で形成された保炎器と、前記孔部と保炎器
との間に形成された環状ノズルとを備えたガスタービン
の燃焼器において、前記保炎器の外周に形成されて混合
気に所定の方向の旋回を付与するとともに、孔部の内周
と接離可能なスワーラとを備え、保炎器の軸方向への伸
縮に応じて、流路断面積を変更するとともに、混合気に
付与する旋回方向を切り換えることが可能となり、ガス
タービンの低負荷時に保炎器を収縮させてスワーラを孔
部内周に当接させて環状ノズルを閉鎖すれば、流路断面
積を縮小するとともに、スワーラが付与する旋回方向に
応じて混合気を旋回させることが可能となって、流量が
低下する低負荷時において、混合気の流速を増大させる
とともに、確実に旋回を付与することで安定した火炎を
形成し、ガスタービンの安定性を向上させることが可能
となるのである。さらに、環状ノズルの閉鎖時には連通
路からの混合気がスワーラによって連通路が付与する旋
回方向とは逆方向へ旋回を付与され、流量の少ない低負
荷時において、混合気の流速を高めながら確実に旋回を
付与して安定した火炎を形成するとともに、環状ノズル
を開放する高負荷時においては、連通路によって旋回を
付与された混合気は、この旋回方向と逆に旋回を付与す
るスワーラの影響を受ける可能性が低いため、連通路に
付与された旋回流を乱すことはなく、常時安定した火炎
を形成することが可能となる。

【００５４】 また、第２の発明は、加圧空気を導入す
る高圧空気通路と、主燃料噴射弁を備えて前記高圧空気
通路からの加圧空気と燃料とを混合する予混合室と、燃
焼室と予混合室とを連通するとともに、混合気に所定の
方向の旋回流を付与する連通路と、前記連通路が燃焼室
に開口する孔部と、この孔部に挿通可能かつ、燃焼室の
内部へ向けた軸方向へ変位可能に支持されるとともに、
筒状部材で形成された保炎器と、この保炎器の燃焼室側
の端部に形成されて燃焼室に向けて外径を拡大するテー
パー部と、前記孔部と保炎器のテーパー部との間に形成
された環状ノズルとを備えたガスタービンの燃焼器にお
いて、前記孔部の内周に形成されて混合気に所定の方向
の旋回を付与するとともに、保炎器のテーパー部の外周
と接離可能なスワーラとを備え、保炎器の軸方向への伸
縮に応じて、流路断面積を変更するとともに、混合気に
付与する旋回方向を切り換えることが可能となり、ガス
タービンの低負荷時に保炎器を収縮させてテーパー部を
スワーラ内周に当接させて環状ノズルを閉鎖すれば、流
路断面積を縮小するとともに、スワーラが付与する旋回
方向に応じて混合気を旋回させることが可能となって、
流量が低下する低負荷時において、混合気の流速を増大
させるとともに、確実に旋回を付与することで安定した
火炎を形成し、ガスタービンの安定性を向上させること
が可能となるのである。さらに、環状ノズルの閉鎖時に
は連通路からの混合気がスワーラによって連通路が付与
する旋回方向とは逆方向へ旋回を付与され、流量の少な
い低負荷時において、混合気の流速を高めながら確実に
旋回を付与して安定した火炎を形成するとともに、環状
ノズルを開放する高負荷時においては、連通路によって
旋回を付与された混合気は、この旋回方向と逆に旋回を
付与するスワーラの影響を受ける可能性が低いため、連
通路に付与された旋回流を乱すことはなく、常時安定し
た火炎を形成することが可能となる。

【００５５】また、第３の発明は、前記スワーラは、所
定の間隔で配設された翼で形成されるとともに、連通路
が混合気に付与する旋回方向とは逆方向へ混合気に旋回
を付与するように前記翼を所定の角度で配設され、環状
ノズルの閉鎖時には連通路からの混合気を翼と翼の間か
ら燃焼室へ流入させるとともに、翼の取付角度に応じて
連通路とは逆方向の旋回を付与することで、流量の低い
低負荷時においても混合気の流速を高めながら確実に旋
回を付与して安定した火炎を形成することが可能となる
とももに、中、高負荷時の混合気は連通路の旋回方向と
は逆方向に向けられた翼間に流入しにくいため、連通路
で付与された旋回を乱すことはなく、負荷に拘わらずガ
スタービンの安定性を向上させることができる。

【００５６】また、第４の発明は、前記保炎器は、ガス
タービンの負荷に応じて伸縮駆動する手段を備えて、高
負荷時では保炎器を燃焼室へ向けて伸長駆動して環状ノ
ズルの流路断面積を拡大する一方、低負荷時では保炎器
を収縮駆動して環状ノズルを閉鎖し、燃焼室へ流入する
混合気は、高負荷時では連通路によって旋回を付与され
る一方、低負荷時ではスワーラによって旋回を付与され
て、負荷にかかわらず常時安定した火炎を形成して、ガ
スタービンの安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す燃焼器の断面図である。

【図２】同じくスワーラと環状ノズルの関係を示す拡大
図である。

【図３】中、高負荷時におけるスワーラと環状ノズルの
関係を示す拡大図である。

【図４】低負荷時におけるスワーラと環状ノズルの関係
を示す拡大図である。

【図５】第２の実施例を示す保炎器の断面拡大図であ
る。

【図６】従来の例を示す燃焼器の断面図である。

【図７】旋回流を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 予混合室 ２ 燃焼室 ５ 連通路 ６ バッフル板 ６Ａ 孔部 ７ 保炎器 ８ 環状ノズル １０ 主燃料噴射弁 １６ 高圧空気通路 ２０ スワーラ ２１ スワーラ ７０ テーパー部

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】加圧空気を導入する高圧空気通路と、 主燃料噴射弁を備えて前記高圧空気通路からの加圧空気
   と燃料とを混合する予混合室と、 燃焼室と予混合室とを連通するとともに、混合気に所定
   の方向の旋回流を付与する連通路と、 前記連通路が燃焼室に開口する孔部と、 この孔部に挿通可能かつ、燃焼室の内部へ向けて変位可
   能に支持されるとともに、筒状部材で形成された保炎器
   と、 前記孔部と保炎器との間に形成された環状ノズルとを備
   えたガスタービンの燃焼器において、 前記保炎器の外周に形成されて混合気に所定の方向の旋
   回を付与するとともに、孔部の内周と接離可能なスワー
   ラとを備え、 前記スワーラは、連通路が混合気に付与する旋回方向と
   は逆方向へ混合気に旋回を付与するようにし たことを特
   徴とするガスタービンの燃焼器。
2. 【請求項２】加圧空気を導入する高圧空気通路と、 主燃料噴射弁を備えて前記高圧空気通路からの加圧空気
   と燃料とを混合する予混合室と、 燃焼室と予混合室とを連通するとともに、混合気に所定
   の方向の旋回流を付与する連通路と、 前記連通路が燃焼室に開口する孔部と、 この孔部に挿通可能かつ、燃焼室の内部へ向けた軸方向
   へ変位可能に支持されるとともに、筒状部材で形成され
   た保炎器と、 この保炎器の燃焼室側の端部に形成されて燃焼室に向け
   て外径を拡大するテーパー部と、 前記孔部と保炎器のテーパー部との間に形成された環状
   ノズルとを備えたガスタービンの燃焼器において、 前記孔部の内周に形成されて混合気に所定の方向の旋回
   を付与するとともに、保炎器のテーパー部の外周と接離
   可能なスワーラとを備え、 前記スワーラは、連通路が混合気に付与する旋回方向と
   は逆方向へ混合気に旋回を付与するようにし たことを特
   徴とするガスタービンの燃焼器。
3. 【請求項３】前記スワーラは、所定の間隔で配設された
   翼で形成されるとともに、前記翼を所定の角度で配設し
   たことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のガ
   スタービンの燃焼器。
4. 【請求項４】 前記保炎器は、ガスタービンの負荷に応
   じて伸縮駆動する手段を備えて、高負荷時では保炎器を
   燃焼室へ向けて伸長駆動して環状ノズルの流路断面積を
   拡大する一方、低負荷時では保炎器を収縮駆動して環状
   ノズルを閉鎖することを特徴とする請求項１ないし請求
   項３のいずれかひとつに記載のガスタービンの燃焼器。