JP5524149B2 - ガスタービン燃焼器用の音響ライナー、ガスタービン燃焼器、およびガスタービン - Google Patents

Description

本発明は、ハウジングの内部に燃焼振動抑制用の共鳴空間を有するガスタービン燃焼器用の音響ライナー、ガスタービン燃焼器、およびガスタービンに関するものである。

ガスタービン燃焼器用の音響ライナーとしては、例えば、特許文献１に開示されたものが知られている。

特表２００４−５０９３１３号公報（ＦＩＧ．５Ａ）

しかしながら、上記特許文献１に開示されているガスタービン燃焼器用の音響ライナーは、燃焼筒の壁面に対向する面（第２の部材）に設けられた多数の開口（パージ孔）が、周方向に沿って均一に（満遍なく）設けられている。そのため、これら多数の開口を通って共鳴空間内に流入するパージ空気の比率が高くなり、その分、ガスタービンの燃焼器で燃焼される燃焼用空気の量が減少して、燃焼ガスの温度が高くなり、ＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）の発生量（排出量）が増加してしまうといった問題点があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、パージ用空気の消費量を適正な量とすることができ、ガスタービンの燃焼器で燃焼される燃焼用空気の量を増加させることができて、燃焼ガスの温度を低減させることができるとともに、ＮＯ_Ｘの発生量（排出量）を低減させることができるガスタービン燃焼器用の音響ライナーを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用した。
本発明に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーは、内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成されるハウジングとを備えたガスタービン燃焼器用の音響ライナーであって、前記ハウジングの一側面または他側面の一方のみに、周方向に沿うとともにその全周にわたって複数のパージ孔が均等に穿設されている。

本発明に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーによれば、パージ孔が、ハウジングの一側面または他側面の一方のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔の数（すなわち、パージ孔全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気は、燃焼筒の壁面に沿って、孔全体を覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、共鳴空間内の燃焼筒の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒内から共鳴空間内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

本発明に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーは、内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の、周方向の一部を除く壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成される２つのハウジングとを備えたガスタービン燃焼器用の音響ライナーであって、前記ハウジングの一側面または他側面の一方のみに、周方向に沿うとともにその全周にわたって複数のパージ孔が均等に穿設されている。

本発明に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーによれば、パージ孔が、ハウジングの一側面または他側面の一方のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔の数（すなわち、パージ孔全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気は、燃焼筒の壁面に沿って、孔全体を覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、共鳴空間内の燃焼筒の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒内から共鳴空間内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

本発明に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーは、内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の上流側に位置する壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成されるハウジングとを備え、内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の下流側に位置する、周方向の一部を除く壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成される２つのハウジングとを備えたガスタービン燃焼器用の音響ライナーであって、前記ハウジングの一側面または他側面の一方のみに、周方向に沿うとともにその全周にわたって複数のパージ孔が均等に穿設されている。

本発明に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーによれば、パージ孔が、ハウジングの一側面または他側面の一方のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔の数（すなわち、パージ孔全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気は、燃焼筒の壁面に沿って、孔全体を覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、共鳴空間内の燃焼筒の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒内から共鳴空間内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

本発明の参考例に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーは、内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成されるハウジングとを備えたガスタービン燃焼器用の音響ライナーであって、前記ハウジングの一側面および他側面の双方に、周方向に沿うとともにその全周にわたって複数のパージ孔が均等に穿設され、かつ、前記一側面に穿設された前記パージ孔と、前記他側面に穿設された前記パージ孔とが、周方向において重ならないように配置されている。

本発明の参考例に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーによれば、パージ孔が、ハウジングの一側面および他側面の双方のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔の数（すなわち、パージ孔全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気は、燃焼筒の壁面に沿って、孔全体を覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、共鳴空間内の燃焼筒の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒内から共鳴空間内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

本発明の参考例に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーは、内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の、周方向の一部を除く壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成される２つのハウジングとを備えたガスタービン燃焼器用の音響ライナーであって、前記ハウジングの一側面および他側面の双方に、周方向に沿うとともにその全周にわたって複数のパージ孔が均等に穿設され、かつ、前記一側面に穿設された前記パージ孔と、前記他側面に穿設された前記パージ孔とが、周方向において重ならないように配置されている。

本発明の参考例に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーによれば、パージ孔が、ハウジングの一側面および他側面の双方のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔の数（すなわち、パージ孔全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気は、燃焼筒の壁面に沿って、孔全体を覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、共鳴空間内の燃焼筒の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒内から共鳴空間内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

本発明の参考例に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーは、内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の上流側に位置する壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成されるハウジングとを備え、内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の下流側に位置する、周方向の一部を除く壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成される２つのハウジングとを備えたガスタービン燃焼器用の音響ライナーであって、前記ハウジングの一側面および他側面の双方に、周方向に沿うとともにその全周にわたって複数のパージ孔が均等に穿設され、かつ、前記一側面に穿設された前記パージ孔と、前記他側面に穿設された前記パージ孔とが、周方向において重ならないように配置されている。

本発明の参考例に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーによれば、パージ孔が、ハウジングの一側面および他側面の双方のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔の数（すなわち、パージ孔全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気は、燃焼筒の壁面に沿って、孔全体を覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、共鳴空間内の燃焼筒の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒内から共鳴空間内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

上記ガスタービン燃焼器用の音響ライナーにおいて、前記ハウジングの内部に、前記共鳴空間を周方向に仕切る仕切板が設けられているとさらに好適である。
このようなガスタービン燃焼器用の音響ライナーによれば、パージ孔を介して供給されたパージ用空気の、共鳴空間内における周方向への拡散を防止することができるので、パージ孔から共鳴空間内に流入するパージ用空気を、例えば、燃焼筒内の静圧が高くなり、燃焼筒内の高温燃焼ガスが共鳴空間内に噴出してくる場所に、より集中的（より効果的）に供給することができ、より少ないパージ用空気を用いて、燃焼筒内から共鳴空間内への高温燃焼ガスの流入を効率よく抑制することができる。

上記ガスタービン燃焼器用の音響ライナーにおいて、前記パージ孔は、周方向に一定幅を有するスリット状の孔であるとさらに好適である。

本発明に係るガスタービン燃焼器またはガスタービンは、パージ用空気の消費量を適正な量とすることができ、ガスタービン燃焼器で燃焼される燃焼用空気の量を増加させることができるガスタービン燃焼器用の音響ライナーを備えている。
本発明に係るガスタービン燃焼器またはガスタービンによれば、パージ用空気の消費量が低減した分、ガスタービン燃焼器で燃焼される燃焼用空気の消費量を増加させることができ、燃焼ガスの温度を低減させることができて、ＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）の発生量（排出量）を低減させることができる。

本発明によれば、パージ用空気の消費量を適正な量とすることができ、ガスタービンの燃焼器で燃焼される燃焼用空気の量を増加させることができて、燃焼ガスの温度を低減させることができるとともに、ＮＯ_Ｘの発生量（排出量）を低減させることができるという効果を奏する。

本発明の第１参考実施形態に係る音響ライナーを具備したガスタービン燃焼器の要部断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 本発明の第１参考実施形態に係る音響ライナーの一部を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。 燃焼筒の壁面近傍における静圧と周方向角度との関係、燃焼筒の壁面近傍におけるキャビティ内温度と周方向角度との関係を示すグラフである。 本発明の第２参考実施形態に係る音響ライナーの一部を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。 本発明の第３参考実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。 本発明の第４参考実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。 本発明の第５参考実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。

以下、本発明に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーの第１参考実施形態を、図１から図４を参照しながら説明する。
図１は本実施形態に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーを具備したガスタービン燃焼器の要部断面図、図２は図１のＡ−Ａ矢視断面図、図３は本実施形態に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナーの一部を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図、図４は燃焼筒の壁面近傍における静圧と周方向角度との関係、燃焼筒の壁面近傍におけるキャビティ（共鳴空間）内温度と周方向角度との関係を示すグラフである。

図１に示すように、本実施形態に係るガスタービン燃焼器用の音響ライナー（以下、「音響ライナー」という。）１１を具備したガスタービン燃焼器（以下、「燃焼器」という。）１は、燃焼筒２を備えている。燃焼筒２は、内部に燃焼領域３を形成し、外部に圧縮空気流４と接する筒状をなしている。燃焼筒２の上流側には、複数本（本実施形態では８本）の予混合ノズル５と、１本のパイロットノズル６とが設けられている。また、燃焼筒２の下流側に位置する壁面には、空気を導入するためのバイパス流路８が設けられている。
なお、予混合ノズル５は、周方向に沿って等間隔（４５°間隔）に設けられており、パイロットノズル６は、予混合ノズル５の略中央部に位置するように設けられている。

さて、本実施形態に係る音響ライナー１１は、図２に示すように、燃焼筒２の壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔１１ａと、これら孔１１ａが設けられた領域における燃焼筒２の外周側（燃焼筒２から見て冷却空気領域４に接する側）を取り囲むように配置され、燃焼筒２の壁面との間にキャビティ（共鳴空間）を形成するハウジング１１ｂとを主たる要素として構成されたものである。

ハウジング１１ｂは、燃焼筒２の外周を一周するように取り付けられており、ハウジング１１ｂの内部に仕切りは設けられておらず、ハウジング１１ｂの内部は、一体的な空間をなしている。

図２中の符号１３は、燃焼領域３において他よりも高温となる高温領域である。この高温領域１３は、概ね予混合ノズル５の下流に位置している。そして、この高温領域１３に近い場所における燃焼筒２の壁面には、孔１１ａが多く設けられており、高温領域１３からより遠い場所における燃焼筒２の壁面には、孔１１ａがより少なく設けられているか、または孔１１ａが設けられていない。

また、図３に示すように、ハウジング１１ｂの、燃焼筒２の壁面と対向する面（外周面）には、パージ孔１４が設けられている。
パージ孔１４は、周方向に沿って複数個（本実施形態では８個）穿設されている。パージ孔１４はそれぞれ、ガスタービンが運転されているときに、燃焼筒２内（燃焼領域３）の静圧が高くなり、それに伴って燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所に対応して設けられている。

ガスタービンが運転されているときに、燃焼筒２内の静圧が高くなり、それに伴って燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所（周方向における位置および軸方向における位置）は、ＣＦＤ等の数値計算を用いて解析する（求める）ことができる。図４はその解析結果の一具体例を示すグラフである。図４中の実線は燃焼筒２の壁面近傍における静圧と周方向角度との関係を示しており、図４中の破線は燃焼筒２の壁面近傍におけるキャビティ内温度と周方向角度との関係を示している。また、図４から、破線と実線のピーク（最大値）が、周方向に沿って等間隔（４５°間隔）に現れていることがわかる。これは予混合ノズル５の配置間隔と同じである。
なお、ガスタービンが運転されているときに、燃焼筒２内の静圧が高くなり、それに伴って燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所は、ガスタービン（あるいはガスタービン燃焼器）の機種毎に異なるので、機種毎にＣＦＤ等の数値計算を用いて特定する必要がある。

本実施形態に係る音響ライナー１１によれば、パージ孔１４が、燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔１４の数（すなわち、パージ孔１４全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔１４からキャビティ内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔１４からキャビティ内に流入するパージ用空気は、燃焼筒２内の静圧が高くなり、燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所に、パージ孔１４を介してパージ用空気が集中的（ピンポイント的）に供給されることとなるので、パージ用空気の動圧により、燃焼筒２内からキャビティ内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

そして、このような音響ライナー１１を具備したガスタービン燃焼器１またはガスタービンによれば、パージ用空気の消費量が低減した分、ガスタービン燃焼器１で燃焼される燃焼用空気の消費量を増加させることができ、燃焼ガスの温度を低減させることができて、ＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）の発生量（排出量）を低減させることができる。

本発明に係る音響ライナーの第２参考実施形態を、図５を用いて説明する。
図５は本実施形態に係る音響ライナーの一部を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は斜視図である。
本実施形態に係る音響ライナー２０は、パージ孔１４の代わりにパージ孔２１が設けられているという点で上述した第１参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

図５に示すように、パージ孔２１は、ガスタービンが運転されているときに、燃焼筒２内（燃焼領域３）の静圧が高くなり、それに伴って燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所にそれぞれ、周方向に３列、軸方向に３列、合計９個ずつ設けられている。パージ孔２１はそれぞれ、上述したパージ孔１４よりも小さな直径を有しており、パージ孔２１全体の開口面積は、上述したパージ孔１４全体の開口面積と略同じになるように設定されている。

本実施形態に係る音響ライナー２０によれば、パージ孔２１が、燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔２１の数（すなわち、パージ孔２１全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔２１からキャビティ内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔２１からキャビティ内に流入するパージ用空気は、燃焼筒２内の静圧が高くなり、燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所に、パージ孔２１を介してパージ用空気が集中的（ピンポイント的）に供給されることとなるので、パージ用空気の動圧により、燃焼筒２内からキャビティ内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。
なお、パージ孔２１の数が多い分、パージ孔１４の孔１個の場合より広い範囲で高温燃焼ガスの噴出を抑制できる反面、パージ孔２１から噴出されるパージ用空気の噴流は、上述したパージ孔１４から噴出されるパージ用空気の噴流よりも弱くなる。したがって、パージ孔２１全体の開口面積を保ったままでパージ孔の数を調整することにより、パージ用空気の噴流強さを調整することができる。

そして、このような音響ライナー２０を具備したガスタービン燃焼器１またはガスタービンによれば、パージ用空気の消費量が低減した分、ガスタービン燃焼器１で燃焼される燃焼用空気の消費量を増加させることができ、燃焼ガスの温度を低減させることができて、ＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）の発生量（排出量）を低減させることができる。

本発明に係る音響ライナーの第１実施形態を、図６を用いて説明する。図６は本実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。
本実施形態に係る音響ライナー３０は、パージ孔１４，２１の代わりにパージ孔３１が設けられているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

図６に示すように、パージ孔３１は、ハウジング１１ｂの一側面（本実施形態では上流側の側面）に、周方向に沿うとともにその全周にわたって均等に配置されている。

本実施形態に係る音響ライナー３０によれば、パージ孔３１が、ハウジング１１ｂの一側面のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔３１の数（すなわち、パージ孔３１全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔３１からキャビティ内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔３１からキャビティ内に流入するパージ用空気は、燃焼筒２の壁面に沿って、孔１１ａ全体を覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、キャビティ内の燃焼筒２の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒２内からキャビティ内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

そして、このような音響ライナー３０を具備したガスタービン燃焼器１またはガスタービンによれば、パージ用空気の消費量が低減した分、ガスタービン燃焼器１で燃焼される燃焼用空気の消費量を増加させることができ、燃焼ガスの温度を低減させることができて、ＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）の発生量（排出量）を低減させることができる。

本発明に係る音響ライナーの第３参考実施形態を、図７を用いて説明する。図７は本実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。
本実施形態に係る音響ライナー４０は、パージ孔３１の代わりにパージ孔４１が設けられているという点で上述した第１実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

図７に示すように、パージ孔４１は、ガスタービンが運転されているときに、燃焼筒２内（燃焼領域３）の静圧が高くなり、それに伴って燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所に集中的に（局所的に）設けられている。

本実施形態に係る音響ライナー４０によれば、パージ孔４１が、燃焼筒２内の静圧が高くなり、燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所のみに設けられることとなるので、上述した第１実施形態のものよりもパージ孔４１の数（すなわち、パージ孔４１全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔４１からキャビティ内に流入するパージ用空気の消費量をさらに低減させることができる。
また、パージ孔４１からキャビティ内に流入するパージ用空気は、ガスタービンが運転されているときに、燃焼筒２内（燃焼領域３）の静圧が高くなり、それに伴って燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所の燃焼筒２の壁面に沿って、当該場所の孔１１ａを覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、キャビティ内の燃焼筒２の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒２内からキャビティ内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

そして、このような音響ライナー４０を具備したガスタービン燃焼器１またはガスタービンによれば、パージ用空気の消費量が低減した分、ガスタービン燃焼器１で燃焼される燃焼用空気の消費量を増加させることができ、燃焼ガスの温度を低減させることができて、ＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）の発生量（排出量）を低減させることができる。

本発明に係る音響ライナーの第４参考実施形態を、図８を用いて説明する。図８は本実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。
本実施形態に係る音響ライナー５０は、パージ孔１４，２１の代わりにパージ孔５１が設けられているという点で上述した第１参考実施形態および第２参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１参考実施形態および第２参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１参考実施形態および第２参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

図８に示すように、パージ孔５１は、ハウジング１１ｂの両側面（上流側の側面および下流側の側面）に、周方向に沿うとともにその全周にわたって均等に配置されている。パージ孔５１はそれぞれ、一の側面のパージ孔５１と、他の側面のパージ孔５１とが周方向において重ならないように、すなわち、一の側面のパージ孔５１が、他の側面のパージ孔５１とパージ孔５１との略中間に位置するように形成されている。また、パージ孔５１はそれぞれ、上述したパージ孔３１と同じ略直径を有しており、パージ孔５１の数は、上述したパージ孔３１の数と略同じになるように設定されている。

本実施形態に係る音響ライナー５０によれば、パージ孔５１が、ハウジング１１ｂの両側面のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔５１の数（すなわち、パージ孔５１全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔５１からキャビティ内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔５１からキャビティ内に流入するパージ用空気は、燃焼筒２の壁面に沿って、孔１１ａ全体を覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、キャビティ内の燃焼筒２の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒２内からキャビティ内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

そして、このような音響ライナー５０を具備したガスタービン燃焼器１またはガスタービンによれば、パージ用空気の消費量が低減した分、ガスタービン燃焼器１で燃焼される燃焼用空気の消費量を増加させることができ、燃焼ガスの温度を低減させることができて、ＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）の発生量（排出量）を低減させることができる。

本発明に係る音響ライナーの第２実施形態を、図９を用いて説明する。図９は本実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。
本実施形態に係る音響ライナー６０は、パージ孔１４，２１の代わりにパージ孔６１が設けられているという点で上述した第１参考実施形態および第２参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１参考実施形態および第２参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１参考実施形態および第２参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

図９に示すように、パージ孔６１はそれぞれ、周方向に一定幅を有するスリット状（周方向に沿って延びる長孔状）の孔であり、ハウジング１１ｂの一側面（本実施形態では上流側の側面）に、周方向に沿うとともにその全周にわたって複数個（例えば、８個）配置されている。

本実施形態に係る音響ライナー６０によれば、パージ孔６１が、ハウジング１１ｂの一側面のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔６１全体の開口面積を低減させることができて、パージ孔６１からキャビティ内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔６１からキャビティ内に流入するパージ用空気は、燃焼筒２の壁面に沿って、孔１１ａ全体を覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、キャビティ内の燃焼筒２の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒２内からキャビティ内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

そして、このような音響ライナー６０を具備したガスタービン燃焼器１またはガスタービンによれば、パージ用空気の消費量が低減した分、ガスタービン燃焼器１で燃焼される燃焼用空気の消費量を増加させることができ、燃焼ガスの温度を低減させることができて、ＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）の発生量（排出量）を低減させることができる。

本発明に係る音響ライナーの第５参考実施形態を、図１０を用いて説明する。図１０は本実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。
本実施形態に係る音響ライナー７０は、パージ孔１４，２１の代わりにパージ孔７１が設けられているという点で上述した第１参考実施形態および第２参考実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した第１参考実施形態および第２参考実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した第１参考実施形態および第２参考実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

図１０に示すように、パージ孔７１はそれぞれ、周方向に一定幅を有するスリット状（周方向に沿って延びる長孔状）の孔であり、ハウジング１１ｂの両側面（上流側の側面および下流側の側面）に、周方向に沿うとともにその全周にわたって均等に配置されている。パージ孔７１はそれぞれ、一の側面のパージ孔７１と、他の側面のパージ孔７１とが周方向において重ならないように、すなわち、一の側面のパージ孔７１が、他の側面のパージ孔７１とパージ孔７１との略中間に位置するように形成されている。また、パージ孔７１全体の開口面積は、上述したパージ孔６１全体の開口面積と略同じになるように設定されている。

本実施形態に係る音響ライナー７０によれば、パージ孔７１が、ハウジング１１ｂの両側面のみに設けられることとなるので、従来のものよりもパージ孔７１の数（すなわち、パージ孔７１全体の開口面積）を低減させることができて、パージ孔７１からキャビティ内に流入するパージ用空気の消費量を低減させることができる。
また、パージ孔７１からキャビティ内に流入するパージ用空気は、燃焼筒２の壁面に沿って、孔１１ａ全体を覆うように（ブロックするように）流れることとなる（すなわち、キャビティ内の燃焼筒２の壁面近傍に、パージ用空気による空気の層が形成されることとなる）ので、燃焼筒２内からキャビティ内への高温燃焼ガスの流入が抑制されることとなる。

そして、このような音響ライナー７０を具備したガスタービン燃焼器１またはガスタービンによれば、パージ用空気の消費量が低減した分、ガスタービン燃焼器１で燃焼される燃焼用空気の消費量を増加させることができ、燃焼ガスの温度を低減させることができて、ＮＯ_Ｘ（窒素酸化物）の発生量（排出量）を低減させることができる。

本発明に係る音響ライナーの第３実施形態を、図１１を用いて説明する。図１１は本実施形態に係る音響ライナーの一部を示す斜視図である。
本実施形態に係る音響ライナー８０は、ハウジング１１ｂの内部に、キャビティを周方向に仕切る（区切る）仕切板８１が設けられているという点で上述した実施形態のものと異なる。その他の構成要素については上述した実施形態のものと同じであるので、ここではそれら構成要素についての説明は省略する。
なお、上述した実施形態と同一の部材には同一の符号を付している。

図１１に示すように、仕切板８１は、ガスタービンが運転されているときに、燃焼筒２内（燃焼領域３）の静圧が高くなり、それに伴って燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所を囲むように（仕切るように）、一箇所に対して２枚ずつ、本実施形態では合計１６枚配置されている。
なお、図１１は、仕切板８１を第１参考実施形態の音響ライナー１１に適用した例を示している。

本実施形態に係る音響ライナー８０によれば、例えば、パージ孔１４を介して供給されたパージ用空気の、キャビティ内における周方向への拡散を防止することができるので、パージ孔１４からキャビティ内に流入するパージ用空気を、燃焼筒２内の静圧が高くなり、燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所に、より集中的（より効果的）に供給することができ、より少ないパージ用空気を用いて、燃焼筒２内からキャビティ内への高温燃焼ガスの流入を効率よく抑制することができる。

なお、上述した実施形態においては、各パージ孔が、他のパージ孔と同じ（あるいは略同じ）大きさ（開口面積）になるように穿設されたものを一具体例として説明してきた。しかし、本発明はこれらのものに限定されるものではなく、例えば、燃焼筒２内の静圧が高くなり、燃焼筒２内の高温燃焼ガスがキャビティ内に噴出してくる場所の近傍に位置するパージ孔の大きさを大きくし、その他の場所に位置するパージ孔の大きさを小さくする等、適宜必要に応じて周方向におけるパージ孔の大きさを変えることもできる。

また、音響ライナー１１，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０は、図２に示すような断面形状を有するものに限定されるものではなく、周方向の一部（図１において上部）を除く燃焼筒２の壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔１１ａと、これら孔１１ａが設けられた領域における燃焼筒２の外周側（燃焼筒２から見て冷却空気領域４に接する側）を取り囲むように配置され、燃焼筒２の壁面との間にキャビティ（共鳴空間）を形成する２つのハウジング１１ｂとを主たる要素として構成されたものであってもよい。
ハウジング１１ｂは、周方向の一部を除く燃焼筒２の外周に取り付けられており、各ハウジング１１ｂの内部に仕切りは設けられておらず、各ハウジング１１ｂの内部は、一体的な空間をなしている。

さらに、燃焼筒２の上流側に音響ライナー１１，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０を配置し、この音響ライナー１１，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０とバイパス流路８との間に音響ライナー１１，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０を配置することもできる。
なお、この場合、上流側に配置される音響ライナーの断面形状を図２に示すようなものとし、下流側に配置される音響ライナーの断面形状を上記段落〔００５３〕のようなものとし、上流側と下流側とで音響ライナーの断面形状が異なるようにすることもできる。
また、この場合、上流側に配置される音響ライナーまたは下流側に配置される音響ライナーのいずれか一方のみにパージ孔を設けるようにすることもできる。

さらにまた、第１参考実施形態から第３参考実施形態、第１実施形態、および第２実施形態のところで説明したパージ孔は、上流側に設けられる必要はなく、下流側に設けることもできる。

１ ガスタービン燃焼器
２ 燃焼筒
３ 燃焼領域
１１ 音響ライナー
１１ａ 孔
１１ｂ ハウジング
１４ パージ孔
２０ 音響ライナー
２１ パージ孔
３０ 音響ライナー
３１ パージ孔
４０ 音響ライナー
４１ パージ孔
５０ 音響ライナー
５１ パージ孔
６０ 音響ライナー
６１ パージ孔
７０ 音響ライナー
７１ パージ孔
８０ 音響ライナー
８１ 仕切板

Claims (7)

1. 内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成されるハウジングとを備えたガスタービン燃焼器用の音響ライナーであって、
   前記ハウジングの一側面または他側面の一方のみに、周方向に沿うとともにその全周にわたって複数のパージ孔が均等に穿設されていることを特徴とするガスタービン燃焼器用の音響ライナー。
2. 内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の、周方向の一部を除く壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成される２つのハウジングとを備えたガスタービン燃焼器用の音響ライナーであって、
   前記ハウジングの一側面または他側面の一方のみに、周方向に沿うとともにその全周にわたって複数のパージ孔が均等に穿設されていることを特徴とするガスタービン燃焼器用の音響ライナー。
3. 内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の上流側に位置する壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成されるハウジングとを備え、
   内部に燃焼領域が形成される燃焼筒の下流側に位置する、周方向の一部を除く壁面に、周方向に沿って穿設された多数の孔と、これら多数の孔が穿設された領域における前記燃焼筒の外周側を取り囲むように配置され、前記燃焼筒の壁面との間に共鳴空間が形成される２つのハウジングとを備えたガスタービン燃焼器用の音響ライナーであって、
   前記ハウジングの一側面または他側面の一方のみに、周方向に沿うとともにその全周にわたって複数のパージ孔が均等に穿設されていることを特徴とするガスタービン燃焼器用の音響ライナー。
4. 前記ハウジングの内部に、前記共鳴空間を周方向に仕切る仕切板が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のガスタービン燃焼器用の音響ライナー。
5. 前記パージ孔は、周方向に一定幅を有するスリット状の孔であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のガスタービン燃焼器用の音響ライナー。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のガスタービン燃焼器用の音響ライナーを具備してなることを特徴とするガスタービン燃焼器。
7. 請求項６に記載のガスタービン燃焼器を具備してなることを特徴とするガスタービン。

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