JP7474904B2 - 予混合燃焼バーナー、燃料噴射装置及びガスタービン - Google Patents

Description

本開示は、予混合燃焼バーナー、燃料噴射装置及びガスタービンに関する。
本願は、２０２１年２月１９日に日本に出願された特願２０２１－０２５５６５号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。

ガスタービン等の燃焼器においては、窒素酸化物の排出低減等のために、いわゆる予混合燃焼を行う技術が知られている。特許文献１には、水素など燃焼速度の高い高反応性燃料を用いる際に流路内へのフラッシュバックを抑制可能なガスタービン用の予混合燃焼バーナーが記載されている。この特許文献１の予混合燃焼バーナーは、管内流路の空気流れに対して燃料プレナムから燃料を流入させて混合させた後に、その混合気に交差するように空気プレナムから空気を流入させている。

特開２０１２－５７９２９号公報

特許文献１に記載されているような予混合燃焼バーナーにおいて管内流路を流れる混合気の流速は、管内壁面の近傍で遅くなる。その一方で、特許文献１のように、管内流路の空気流れに対して交差するように燃料を流入させる場合、管内壁面の近傍における燃料濃度が高まる場合が有る。そのため、燃料の燃焼速度が管内壁面の近傍における流速を上回り、管内流路を火炎が遡上するフラッシュバックの生じる可能性が有る。
本開示の目的は、フラッシュバックの発生を抑制することができる予混合燃焼バーナー、燃料噴射装置及びガスタービンを提供することにある。

上記課題を解決するために、本開示に係る予混合燃焼バーナーは、軸線の延びる軸線方向の第一側に入口開口を有するとともに前記軸線方向の第二側に出口開口を有する外管と、前記軸線方向に延びる筒状に形成されて、前記外管の内側に間隔をあけて配置され、前記外管との間にフィルム空気の流れるフィルム空気流路を形成する内管と、前記外管の内壁面から内方に向かって延びて前記内管を支持するストラットと、を備え、前記内管の前記第一側の端部は、前記外管の前記入口開口よりも第二側に配置され、前記内管の前記第二側の端部は、前記外管の前記出口開口よりも第一側に配置され、前記外管、前記ストラット及び前記内管には、燃料を前記外管の外側から前記ストラットの内部を経て前記内管の内側に噴射させる燃料噴射流路が形成されている。

上記態様によれば、フラッシュバックの発生を抑制することができる。

本開示の第一実施形態に係るガスタービンの構成を模式的に示す断面図である。 この発明の第一実施形態における燃焼器の断面図である。 本開示の第一実施形態に係る予混合燃焼バーナーの断面図である。 図３のストラットのＩＶ－ＩＶ断面図である。 上記予混合燃焼バーナーを軸線方向から見た図である。 縦軸を内管の内壁面及び内管よりも軸線下流側の外管の内壁面における燃料濃度、横軸を予混合燃焼バーナーの軸線方向位置としたグラフである。 本開示の第二実施形態に係る予混合燃焼バーナーの図３に相当する断面図である。 本開示の実施形態の第一変形例を示す予混合燃焼バーナーの断面図である。 本開示の実施形態の第二変形例を示す予混合燃焼バーナーの断面図である。

以下、本開示の実施形態を図面に基づき説明する。
〈第一実施形態〉
《ガスタービンの構成》
図１は、本開示の第一実施形態に係るガスタービンの構成を模式的に示す断面図である。
図１に示すように、ガスタービン１０は、空気Ａを圧縮する圧縮機２０と、圧縮機２０で圧縮された空気中で燃料を燃焼させて燃焼ガスＧを生成する複数の燃焼器４０と、燃焼ガスＧにより駆動するタービン３０と、を備えている。

圧縮機２０は、ロータ軸線Ｌｒを中心として回転する圧縮機ロータ２１と、圧縮機ロータ２１を回転可能に覆う圧縮機ケーシング２５と、複数の静翼列２６と、を有する。なお、以下では、ロータ軸線Ｌｒが延びる方向をロータ軸線方向Ｄａ、このロータ軸線方向Ｄａの一方側を軸線上流側Ｄａｕ、他方側を軸線下流側Ｄａｄとする。また、このロータ軸線Ｌｒを中心とした周方向を単に周方向Ｄｃとし、ロータ軸線Ｌｒに対して垂直な方向を径方向Ｄｒとする。さらに、径方向Ｄｒでロータ軸線Ｌｒに近づく側を径方向内側Ｄｒｉとし、その反対側を径方向外側Ｄｒｏとする。

圧縮機ロータ２１は、ロータ軸線Ｌｒに沿ってロータ軸線方向Ｄａに延びるロータ軸２２と、このロータ軸２２に取り付けられている複数の動翼列２３と、を有する。複数の動翼列２３は、ロータ軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼列２３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼で構成されている。複数の動翼列２３のそれぞれの軸線下流側Ｄａｄには、複数の静翼列２６のうちのいずれかの静翼列２６が配置されている。各静翼列２６は、圧縮機ケーシング２５の内側に設けられている。各静翼列２６は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼で構成されている。ロータ軸２２の径方向外側Ｄｒｏと圧縮機ケーシング２５の径方向内側Ｄｒｉとの間であって、ロータ軸線方向Ｄａで静翼及び動翼が配置されている領域の環状の空間は、空気が流れつつ圧縮される空気圧縮流路を成す。

タービン３０は、圧縮機２０の軸線下流側Ｄａｄに配置されている。このタービン３０は、ロータ軸線Ｌｒを中心として回転するタービンロータ３１と、タービンロータ３１を回転可能に覆うタービンケーシング３５と、複数の静翼列３６と、を有する。タービンロータ３１は、ロータ軸線Ｌｒに沿ってロータ軸線方向Ｄａに延びるロータ軸３２と、このロータ軸３２に取り付けられている複数の動翼列３３と、を有する。複数の動翼列３３は、ロータ軸線方向Ｄａに並んでいる。各動翼列３３は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の動翼で構成されている。

複数の動翼列３３のそれぞれの軸線上流側Ｄａｕには、複数の静翼列３６のうちのいずれかの静翼列３６が配置されている。各静翼列３６は、タービンケーシング３５の内側に設けられている。各静翼列３６は、いずれも、周方向Ｄｃに並んでいる複数の静翼で構成されている。ロータ軸３２の径方向外側Ｄｒｏとタービンケーシング３５の径方向内側Ｄｒｉとの間であって、ロータ軸線方向Ｄａで静翼及び動翼が配置されている領域の環状の空間は、燃焼器４０からの燃焼ガスＧが流れる燃焼ガス流路を成す。

圧縮機ロータ２１とタービンロータ３１とは、同一ロータ軸線Ｌｒ上に位置し、互いに接続されてガスタービンロータ１１を成す。このガスタービンロータ１１には、例えば、発電機ＧＥＮのロータが接続されている。ガスタービン１０は、さらに、ロータ軸線Ｌｒを中心として筒状の中間ケーシング１６を備える。

中間ケーシング１６は、ロータ軸線方向Ｄａで、圧縮機ケーシング２５とタービンケーシング３５との間に配置されている。圧縮機ケーシング２５とタービンケーシング３５とは、この中間ケーシング１６を介して接続されている。圧縮機ケーシング２５と中間ケーシング１６とタービンケーシング３５とは、互い接続されてガスタービンケーシング１５を成す。中間ケーシング１６内には、圧縮機２０からの圧縮空気Ａｃｏｍが流入する。複数の燃焼器４０は、この中間ケーシング１６に設けられている。

《燃焼器の構成》
図２は、この発明の第一実施形態における燃焼器の断面図である。なお、図２において、燃焼器４０内部の詳細な構成について図示を省略している。
図２に示すように、燃焼器４０は、燃焼筒５０と、燃料噴射装置６０と、を有する。
燃焼筒５０は、燃料噴射装置６０から噴射された混合気Ｇｍを燃焼（換言すれば、予混合燃焼）させることで高温・高圧の燃焼ガスＧを生成する。燃焼筒５０は、更に、この生成された高温高圧の燃焼ガスＧをタービン３０の燃焼ガス流路内に送る。この第一実施形態の燃焼筒５０は、中間ケーシング１６内に配置されている。

燃料噴射装置６０は、圧縮空気Ａｃｏｍと燃料Ｆ（図１参照）とを混合して燃焼筒５０内に混合気Ｇｍを噴射する。燃料噴射装置６０は、複数の予混合燃焼バーナー６１Ａと、ケーシング６２と、燃料プレナム６３（後述する）と、を備えている。この第一実施形態の燃焼器４０の燃料Ｆは、燃焼速度の高い高反応性燃料である水素などを用いることができる。なお、以下では、燃焼器４０の軸線Ａｔが延びる方向を燃焼器軸線方向Ｄｔとする。なお、燃焼器４０には、更にパイロットバーナー（図示せず）を備えていてもよい。

《予混合燃焼バーナーの構成》
図３は、本開示の第一実施形態に係る予混合燃焼バーナーの断面図であり、例えば、図２の破線で囲んだ部分の拡大図である。図４は、図３のストラットのＩＶ－ＩＶ断面図である。図５は、図３の予混合燃焼バーナーのＶ－Ｖ断面図である。上記予混合燃焼バーナーを軸線方向から見た図である。
予混合燃焼バーナー６１Ａは、圧縮機２０から供給される圧縮空気Ａｃｏｍと燃料ライン４５から供給される燃料Ｆとを混合する。図３に示すように、予混合燃焼バーナー６１Ａは、外管６４と、内管６５と、ストラット６６と、を備えている。

図２、図３に示すように、外管６４は、燃焼器軸線方向Ｄｔの第一側である軸線上流側Ｄｔｕに入口開口６７を有するとともに、燃焼器軸線方向Ｄｔの第二側である軸線下流側Ｄｔｄに出口開口６８を有している。この第一実施形態の外管６４は、その内側に軸線Ａｔと平行な中心軸線Ｏを中心とする円柱状の内部空間６９を形成している。この第一実施形態における複数の予混合燃焼バーナー６１Ａの外管６４のそれぞれの燃焼器軸線方向Ｄｔの長さは、同一に形成されている。さらに、これら外管６４の燃焼器軸線方向Ｄｔの位置は、それぞれ同一とされている。なお、以下では、外管６４の内部空間６９の中心軸線Ｏが延びる方向を軸線方向Ｄｏとする。また、軸線方向Ｄｏの第一側を軸線上流側Ｄｏｕ、第二側を軸線下流側Ｄｏｄとする。さらに、この中心軸線Ｏを中心とした周方向を単に周方向Ｄｏｃとし、中心軸線Ｏに対して垂直な方向を径方向Ｄｏｒとする。

図３に示すように、内管６５は、複数の外管６４のそれぞれの内側に間隔をあけて配置されている。内管６５は、軸線方向Ｄｏに延びる筒状に形成されている。内管６５は、外管６４との間にフィルム空気Ａｆの流れるフィルム空気流路７１を形成している。この第一実施形態で例示する内管６５は、厚さ寸法一定で中心軸線Ｏを中心とした円筒状に形成されている。これにより、この第一実施形態における内管６５の外周面６５ａと外管６４の内周面６４ａとの間には、ストラット６６の形成される箇所を除き、径方向Ｄｏｒの寸法が一定のフィルム空気流路７１が形成されている。例えば、フィルム空気流路７１の径方向Ｄｏｒの寸法Ｓは、外管６４の内径の１０％程度とすることができる。

内管６５の軸線上流側Ｄｏｕの端部６５ｃは、外管６４の入口開口６７よりも軸線下流側Ｄｏｄに配置されている。また、内管６５の軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄは、外管６４の出口開口６８よりも軸線上流側Ｄｏｕに配置されている。この第一実施形態で例示する予混合燃焼バーナー６１Ａは、軸線方向Ｄｏにおける軸線上流側Ｄｏｕの端部６５ｃと入口開口６７との距離Ｌ１よりも、軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄと出口開口６８との距離Ｌ２の方が大きくなっている。

この第一実施形態における内管６５は、軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄにテーパー面７２を有している。このテーパー面７２は、軸線下流側Ｄｏｄに向かうにしたがって内管６５の径方向Ｄｏｒ内側に形成される内側流路７３の流路断面積を拡大するように傾斜している。

図３、図５に示すように、ストラット６６は、外管６４の内周面６４ａから内方に向かって延びて内管６５を支持している。言い換えれば、ストラット６６は、フィルム空気流路７１を径方向Ｄｏｒに横断するように設けられて、外管６４の内周面６４ａと内管６５の外周面６５ａとを接続している。この第一実施形態におけるストラット６６は、周方向Ｄｏｃに間隔をあけて複数設けられている。図５においては、周方向Ｄｏｃに等間隔となるように四つのストラット６６が配置されている場合を例示している。

図４に示すように、ストラット６６の断面形状は、翼型をなしている。より具体的には、このストラット６６の断面形状は、周方向Ｄｏｃの第一側を向く第一面６６ａと、第二側を向く第二面６６ｂとが対称に形成され、周方向Ｄｏｃの中心線Ｌｃと翼弦とが一致する対称翼をなしている。そして、この対称翼の中心線Ｌｃは、軸線方向Ｄｏに延びている。上記のようにストラット６６の断面形状が対称翼をなしていることで、ストラット６６によりフィルム空気流路７１の空気流れに旋回成分が付与されることを抑制できる。

図３に示すように、この第一実施形態の内管６５の軸線上流側Ｄｏｕの端部６５ｃは、ストラット６６の最も軸線上流側Ｄｏｕの端部６６ｃよりも軸線上流側Ｄｏｕまで延びている。また、この第一実施形態のストラット６６の軸線下流側Ｄｏｄの端部６６ｄは、内管６５の軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄよりも軸線上流側Ｄｏｕの端部６６ｃに近い位置に配置されている。

図３に示すように、燃料プレナム６３は、ケーシング６２（図２参照）内で且つ外管６４の外側に設けられている。燃料プレナム６３には燃料ライン４５（図１参照）が接続されており、この燃料ライン４５から燃料プレナム６３に燃料Ｆが供給される。なお、図１に示すように、燃料ライン４５には、燃料プレナム６３へ供給する燃料Ｆの流量を調節する燃料流量調節弁４６が設けられている。この第一実施形態における燃料プレナム６３は、少なくともストラット６６の径方向Ｄｏｒの外側に形成されている。

外管６４、ストラット６６及び内管６５には、燃料噴射流路７４が形成されている。燃料噴射流路７４は、燃料Ｆを外管６４の外側からストラット６６の内部を経て内管６５の内側の内側流路７３に噴射させる。より具体的には、この第一実施形態の燃料噴射流路７４は、外管６４、ストラット６６及び内管６５を径方向Ｄｏｒに貫通している。この燃料噴射流路７４によって、外管６４に隣接する燃料プレナム６３と、内管６５の内側流路７３とが連通され、燃料噴射流路７４を通じて燃料プレナム６３の燃料Ｆが、図３中に破線で示すように内管６５の内側流路７３に噴射される。ここで、燃料噴射流路７４が径方向Ｄｏｒに延びる場合について説明したが、燃料噴射流路７４が延びる方向は径方向Ｄｏｒに限られない。燃料噴射流路７４の延びる方向は、図３の断面視で、中心軸線Ｏと交差する方向であればよい。

《外管及び内管の長さ》
図６は、縦軸を内管の内周面及び内管よりも軸線下流側の外管の内周面における燃料濃度、横軸を予混合燃焼バーナーの軸線方向位置としたグラフである。
上記の予混合燃焼バーナー６１Ａには、軸線上流側Ｄｏｕから圧縮空気Ａｃｏｍが流入する。具体的には、圧縮空気Ａｃｏｍは、外管６４の入口開口６７から流入して、内管６５の外側に位置するフィルム空気流路７１と、内管６５の内側に位置する内側流路７３とに分流する。この際、圧縮空気Ａｃｏｍは、フィルム空気流路７１と内側流路７３との流路断面積の比率に応じた流量（体積流量）でそれぞれ分流する。フィルム空気流路７１に流入した圧縮空気Ａｃｏｍの一部（言い換えれば、フィルム空気Ａｆ）は、フィルム空気流路７１を軸線下流側Ｄｏｄに向かって流れる。その一方で、内側流路７３に流入した圧縮空気Ａｃｏｍの残部（言い換えれば、主流）は、燃料噴射流路７４から噴射された燃料Ｆと混合されて混合気Ｇｍとなる。この第一実施形態における燃料Ｆの噴射は、内側流路７３の流れに対して交差する方向に噴射されるいわゆるクロスフローとなっている。

内管６５の内周面６５ｂの近傍、及び外管６４の内周面６４ａの近傍には、各内周面６４ａ，６５ｂに接触することで流速が低下して混合気Ｇｍの燃焼速度（言い換えれば、火炎の反応速度）を下回る流速の流れが生じる場合が有る。ここで、燃焼速度を下回る流速とは、例えば、可燃流体の流れであった場合に、流れの上流側に火炎が遡上してしまう流速を意味する。以下、各内周面６４ａ，６５ｂに接触することで流速が低下して混合気Ｇｍの燃焼速度を下回る流速の流れを、単に内周面６４ａに接する流れ、又は、内周面６５ｂに接する流れと称する。

このような予混合燃焼バーナー６１Ａにおいて噴射された燃料Ｆは、軸線下流側Ｄｏｄに向かうほど、圧縮空気Ａｃｏｍとの混合が進み、図６に示すように、内管６５の内周面６５ｂに接する流れの燃料濃度が徐々に上昇する。この第一実施形態の内管６５の軸線方向Ｄｏの長さは、この内管６５の内周面６５ｂに接する流れの燃料濃度が、気流中で火炎が保持される可能性のない十分に低い濃度（以下、基準濃度と称する、図６中、一点鎖線で示す）以下となるように形成されている。

内管６５の軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄ（図６中、内管出口）から軸線下流側Ｄｏｄに流れ出た混合気Ｇｍは、外管６４の内側の流路（内部空間６９）を軸線下流側Ｄｏｄに向かって流れる。ここで、内管６５の端部６５ｄから流れ出た直後の混合気Ｇｍの周囲には、フィルム空気流路７１から流れ出たフィルム空気Ａｆが流れている。そして、フィルム空気Ａｆは、軸線方向Ｄｏで内管６５の軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄから、外管６４の出口開口６８（図６中、外管出口）に向かうにしたがって、混合気Ｇｍと混ざり、その燃料濃度が徐々に上昇する。つまり、外管６４の内周面６４ａに接する流れの燃料濃度は、図６に示すように、軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄ（図６中、内管出口）の位置から軸線下流側Ｄｏｄに向かって徐々に上昇する。この第一実施形態の外管６４の軸線方向Ｄｏの長さは、この外管６４の内周面６４ａに接する流れの燃料濃度が基準濃度以下となるように形成されている。

《作用効果》
上述した第一実施形態の予混合燃焼バーナー６１Ａは、軸線上流側Ｄｏｕに入口開口６７を有するとともに軸線下流側Ｄｏｄに出口開口６８を有する外管６４と、軸線方向Ｄｏに延びる筒状に形成されて外管６４の内側に間隔をあけて配置され外管６４との間にフィルム空気Ａｆの流れるフィルム空気流路７１を形成する内管６５と、外管６４の内周面６４ａから内方に向かって延びて内管６５を支持するストラット６６と、を備えている。そして、内管６５の軸線上流側Ｄｏｕの端部６５ｃは、外管６４の入口開口６７よりも軸線下流側Ｄｏｄに配置され、内管６５の軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄは、外管６４の出口開口６８よりも軸線上流側Ｄｏｕに配置されている。さらに、外管６４、ストラット６６及び内管６５には、燃料Ｆを外管６４の外側からストラット６６の内部を経て内管６５の内側に噴射させる燃料噴射流路７４が形成されている。

このような構成を備える予混合燃焼バーナー６１Ａによれば、外管６４の内側に内管６５を配置してフィルム空気流路７１を形成していることで、内管６５よりも軸線下流側Ｄｏｄにおける外管６４の内周面６４ａに沿ってフィルム空気Ａｆを流すことができる。これにより、外管６４の内周面６４ａに接する流れの燃料濃度が上昇することを抑制できる。したがって、外管６４の内周面６４ａに接する流れの流速が燃焼速度を下回る場合であっても、外管６４の内周面６４ａに接する流れを火炎が遡上するフラッシュバックの発生を抑制することができる。

さらに、上記予混合燃焼バーナー６１Ａによれば、内管６５の軸線上流側Ｄｏｕの端部６５ｃが、外管６４の入口開口６７よりも軸線下流側Ｄｏｄに配置されているため、外管６４の入口開口６７から流入した圧縮空気Ａｃｏｍの流れを阻害せずに、圧縮空気Ａｃｏｍをフィルム空気流路７１と内側流路７３とに安定して分流させることができる。また、内管６５の軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄは、外管６４の出口開口６８よりも軸線上流側Ｄｏｕに配置されているため、内管６５の内周面６５ｂに接する流れを火炎が遡上することを抑制できる。

さらに、上記予混合燃焼バーナー６１Ａによれば、燃料噴射流路７４が外管６４、ストラット６６及び内管６５の各内部に形成されているため、外管６４の外側の燃料プレナム６３等に供給された燃料Ｆを、内管６５の内周面６５ｂから内側流路７３に向けてクロスフローとなるように噴射させることができる。したがって、燃料噴射流路７４を導くための専用の配管を形成することなく、内管６５を支持するストラット６６の内部を有効利用して燃料噴射流路７４を形成することができる。

上述した第一実施形態の予混合燃焼バーナー６１Ａの外管６４は、入口開口６７からフィルム空気流路７１を経て出口開口６８に至る流れのうち、外管６４の内周面６４ａに接する流れの燃料濃度が基準濃度以下の燃料濃度となる長さで形成されている。
したがって、外管６４の内周面６４ａに接する流れの燃料濃度が基準濃度以下となり、外管６４の内周面６４ａに接する流れが燃焼することを抑制できる。その結果、外管６４の内周面６４ａに接する流れを火炎が遡上するフラッシュバックの発生を抑制できる。

また、上述した第一実施形態の予混合燃焼バーナー６１Ａの内管６５は、内管６５の軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄから流出する流れのうち、内管６５の内周面６５ｂに接する流れの燃料濃度が基準濃度以下となる長さで形成されている。
したがって、内管６５の内周面６５ｂに接する流れの燃料濃度が基準濃度以下となり、内管６５の内周面６５ｂに接する流れが燃焼することを抑制できる。その結果、内管６５の内周面６５ｂに接する流れを火炎が遡上するフラッシュバックの発生を抑制できる。

さらに、上述した第一実施形態の予混合燃焼バーナー６１Ａのストラット６６は、断面翼型状をなしている。
したがって、フィルム空気流路７１において軸線方向Ｄｏへ流れるフィルム空気Ａｆの流路抵抗を低減できるため、フィルム空気Ａｆの流速低下を抑制することができる。

また、上述した第一実施形態の予混合燃焼バーナー６１Ａは、内管６５の軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄに、軸線下流側Ｄｏｄに向かうにしたがって内側流路７３の流路断面積が拡大するように傾斜したテーパー面７２を備えている。
したがって、内管６５の作成上の都合により軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄにテーパー面７２を設ける必要が生じた場合に、フィルム空気流路７１の流路断面積が拡大されてフィルム空気Ａｆが静圧回復して流速低下することを抑制できる。

さらに、上述した第一実施形態の予混合燃焼バーナー６１Ａは、燃料Ｆとして水素ガスを含んでいる。
上記予混合燃焼バーナー６１Ａによれば、このように水素ガスを含み、燃焼速度の高い高反応性燃料を用いている場合においても、有効にフラッシュバックの発生を抑制できる。

さらに、この第一実施形態の燃料噴射装置６０は、複数の予混合燃焼バーナー６１Ａと、予混合燃焼バーナー６１Ａを支持するケーシング６２と、ケーシング６２内で且つ外管６４の外側に設けられた燃料プレナム６３とを備えている。
上記燃料噴射装置６０によれば、上記予混合燃焼バーナー６１Ａを備えることでフラッシュバックによる損傷の発生を抑制できる。

また、この第一実施形態のガスタービン１０は、圧縮空気Ａｃｏｍを生成する圧縮機２０と、上記燃料噴射装置６０、及びこの燃料噴射装置６０から噴射された混合気Ｇｍを燃焼させることで燃焼ガスＧを生成する燃焼筒５０、を有した燃焼器４０と、燃焼器４０で生成された燃焼ガスＧにより駆動するタービン３０と、を備えている。
このようなガスタービン１０によれば、燃焼器４０の損傷発生を抑制して、ガスタービン１０の信頼性向上を図ることができる。

〈第二実施形態〉
次に、本開示の第二実施形態を図面に基づき説明する。以下に説明する第二実施形態においては、上述した第一実施形態と予混合燃焼バーナーの構成のみが異なる。そのため、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、重複説明を省略する（後述する第一変形例及び第二変形例も同様）。

《予混合燃焼バーナーの構成》
図７は、本開示の第二実施形態に係る予混合燃焼バーナーの図３に相当する断面図である。
図７に示すように、第二実施形態の予混合燃焼バーナー６１Ｂは、圧縮機２０から供給される圧縮空気Ａｃｏｍと燃料ライン４５から供給される燃料Ｆとを混合する。予混合燃焼バーナー６１Ｂは、外管６４Ｂと、内管６５Ｂと、ストラット６６と、を備えている。

この第二実施形態の外管６４Ｂは、第一実施形態と同様に、軸線上流側Ｄｏｕに入口開口６７を有するとともに、軸線下流側Ｄｏｄに出口開口６８を有している。外管６４Ｂは、外管本体８１と、出口断面縮小部８２と、出口端部８３と、を備えている。本実施形態の外管本体８１は、内側に軸線Ａｔと平行な中心軸線Ｏを中心とする円柱状の内部空間８４を形成している。なお、外管本体８１の内部空間８４の断面形状は円形に限られない。

出口断面縮小部８２は、外管本体８１の軸線下流側Ｄｏｄに形成されている。出口断面縮小部８２は、出口開口６８に向かって外管６４Ｂの内部空間６９の断面積（言い換えれば、流路断面積）を漸次減少させている。この第二実施形態の出口断面縮小部８２は、最も軸線下流側Ｄｏｄにおいて内管６５Ｂの内径ｒ１と同等の内径ｒ２まで一定の傾斜角度で外管６４Ｂの流路断面積を縮小させている。

出口端部８３は、出口断面縮小部８２の軸線下流側Ｄｏｄに形成されている。出口端部８３は、出口断面縮小部８２と出口開口６８とを繋いでおり、軸線方向Ｄｏの全域において一定の流路断面積となるように形成されている。この第二実施形態における出口端部８３の流路断面積（言い換えれば、内径）は、内管６５Ｂの内側流路７３の流路断面積（言い換えれば、内径）と同等になっている。

内管６５Ｂは、第一実施形態と同様に、外管６４Ｂの内側に間隔をあけて配置されている。内管６５Ｂは、軸線方向Ｄｏに延びる筒状に形成され、外管６４Ｂとの間にフィルム空気Ａｆの流れるフィルム空気流路７１を形成している。内管６５Ｂの軸線上流側Ｄｏｕの端部６５ｃは、外管６４Ｂの入口開口６７よりも軸線下流側Ｄｏｄに配置されている。また、内管６５Ｂの軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄは、外管６４Ｂの出口開口６８よりも軸線上流側Ｄｏｕに配置されている。この第二実施形態では、第一実施形態と同様に、軸線方向Ｄｏにおける軸線上流側Ｄｏｕの端部６５ｃと入口開口６７との距離よりも、軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄと出口開口６８との距離の方が大きくなっている。

この第二実施形態における内管６５Ｂの軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄは、出口断面縮小部８２の軸線上流側Ｄｏｕの一部と、軸線方向Ｄｏで重なるように形成されている。内管６５Ｂの軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄには、出口断面縮小部８２の内壁面８２ａと平行となるように面取り部８５が形成されている。この面取り部８５が形成されていることで、内管６５Ｂの端部６５ｄの近傍においてもフィルム空気流路７１の流路断面積（言い換えれば、径方向Ｄｏｒの寸法Ｓ）が一定に保たれている。

《作用効果》
上述した第二実施形態の予混合燃焼バーナー６１Ｂの外管６４Ｂは、出口開口６８に向かって流路断面積を漸次減少させる出口断面縮小部８２を備えている。
このような予混合燃焼バーナー６１Ｂによれば、上述した第一実施形態の作用効果に加え、出口断面縮小部８２により外管６４Ｂの流路断面積を漸次減少することができるため、内管６５Ｂの内側流路７３から流出した主流及びフィルム空気Ａｆが減速することを抑制できる。また、内側流路７３の流路断面積と、出口端部８３の流路断面積とが同一であるため、主流が減速されない。そのため、内管６５Ｂの軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄに形成される段差によって生じる渦の発達を抑制できる。

〈実施形態の第一変形例〉
次に、本開示の実施形態における第一変形例を図面に基づき説明する。
上述した第一、第二実施形態の予混合燃焼バーナー６１Ａ，６１Ｂでは、水素を含む一種類の燃料Ｆを燃料噴射流路７４から噴射させて混合する構成について説明した。しかし、予混合燃焼バーナー６１Ｃは、燃焼速度の異なる二種類以上の燃料を、圧縮空気Ａｃｏｍと予混合可能に構成してもよい。図８は、本開示の実施形態の第一変形例における予混合燃焼バーナーの断面図である。

図８に示すように、第一変形例における予混合燃焼バーナー６１Ｃは、上述した第一実施形態の予混合燃焼バーナー６１Ａの構成に加えて、水素を含む高反応性燃料である燃料Ｆの燃焼速度よりも低い燃焼速度の燃料（以下、単に低反応性燃料Ｆ２と称する）を噴射可能に構成されている。この第一変形例の予混合燃焼バーナー６１Ｃは、燃料Ｆと低反応性燃料Ｆ２とを選択的に噴射する構成であるが、燃料Ｆと低反応性燃料Ｆ２とを同時に噴射してもよい。低反応性燃料Ｆ２としては、例えば、メタンを含む燃料を例示できる。

この第一変形例の燃料噴射装置６０は、外管６４とケーシング６２との間に、燃料Ｆを貯留する第一燃料プレナム６３Ａと、低反応性燃料Ｆ２を貯留する第二燃料プレナム６３Ｂと、を備えている。
予混合燃焼バーナー６１Ｃは、軸線方向Ｄｏに間隔をあけて形成された複数のストラット６６を備えている。この第一変形例における予混合燃焼バーナー６１Ｃは、軸線方向Ｄｏに間隔をあけて配置された第一ストラット６６Ａと第二ストラット６６Ｂとを備えている。また、この第一変形例においては、第一ストラット６６Ａは、周方向Ｄｏｃに間隔をあけて複数設けられている。同様に、第二ストラット６６Ｂは、周方向Ｄｏｃに間隔をあけて複数設けられている。なお、周方向Ｄｏｃにおける第一ストラット６６Ａの位置と第二ストラット６６Ｂの位置とは、互いに同一となるようにしてもよい。

外管６４とストラット６６と内管６５とには、外管６４の外側からストラット６６の内部を経て内管６５の内側に燃料噴射させる燃料噴射流路７４が形成されている。この第一変形例では、外管６４と第一ストラット６６Ａと内管６５とに第一燃料噴射流路７４Ａが形成され、外管６４と第二ストラット６６Ｂと内管６５とに第二燃料噴射流路７４Ｂが形成されている。第一燃料噴射流路７４Ａは、第一燃料プレナム６３Ａと内管６５の内側流路７３とを連通させ、第二燃料噴射流路７４Ｂは、第二燃料プレナム６３Ｂと内管６５の内側流路７３とを連通させている。

上記第一変形例における予混合燃焼バーナー６１Ｃによれば、第一燃料噴射流路７４Ａよりも軸線上流側Ｄｏｕに第二燃料噴射流路７４Ｂが形成されているため、低反応性燃料Ｆ２を用いる際に、燃料Ｆよりも軸線上流側から噴射して圧縮空気Ａｃｏｍと混合させることができる。したがって、第二燃料噴射流路７４Ｂから出口開口６８までの距離を長くすることができるため、フラッシュバックを抑制しつつ、圧縮空気Ａｃｏｍと低反応性燃料Ｆ２との混合促進を図り、発生する窒素酸化物の量を低減することが可能となる。

〈実施形態の第二変形例〉
図９は、本開示の実施形態の第二変形例における予混合燃焼バーナーの断面図である。
上記の第一変形例では、第二燃料噴射流路７４Ｂが低反応性燃料Ｆ２を内管６５の内側流路７３に噴射する場合について説明した。しかし、第二燃料噴射流路７４Ｂの形成される位置は、第一変形例の位置に限られない。図９に示すように、例えば、内管６５よりも軸線上流側Ｄｏｕの外管６４に、低反応性燃料Ｆ２を噴射する第二燃料噴射流路７４Ｃを形成してもよい。この第二燃料噴射流路７４Ｃは、内管６５よりも軸線上流側Ｄｏｕの外管６４の内部空間６９に低反応性燃料Ｆ２を噴射する。この第二変形例の第二燃料噴射流路７４Ｃは、中心軸線Ｏに向かって径方向Ｄｏｒの外側から内側に向かって低反応性燃料Ｆ２を噴射しているため、噴射された低反応性燃料Ｆ２の大部分は、内管６５の内側流路７３に流入し圧縮空気Ａｃｏｍと混合される。つまり、フィルム空気流路７１に流入するフィルム空気Ａｆには、低反応性燃料Ｆ２が殆ど含まれない。

したがって、第二変形例の予混合燃焼バーナー６１Ｄによれば、上記第一変形例と同様に、第一燃料噴射流路７４Ａよりも軸線上流側Ｄｏｕに第二燃料噴射流路７４Ｃが形成されているため、低反応性燃料Ｆ２を用いる際に、燃料Ｆよりも軸線上流側Ｄｏｕから噴射して圧縮空気Ａｃｏｍと混合させることができる。そして、第二燃料噴射流路７４Ｃから出口開口６８までの距離を長くすることができるため、フラッシュバックを抑制しつつ、圧縮空気Ａｃｏｍと低反応性燃料Ｆ２との混合促進を図り、窒素酸化物を低減することが可能となる。

〈他の実施形態〉
以上、本開示の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上述した実施形態である第一、第二実施形態及び第一、第二変形例では、全てのストラット６６の内部に、燃料噴射流路７４が形成されていたが、燃料噴射流路７４を形成しないストラット６６を備えていてもよい。また、ストラット６６の数量は、上述した実施形態の数量に限られない。

上記の実施形態に係る燃料噴射装置６０は、外管６４の内周面６４ａが断面円形に形成され、内管６５が円筒状に形成されている場合について説明したが、外管６４及び内管６５の形状は、上記形状に限られない。例えば、外管６４の内周面６４ａを断面多角形状に形成するとともに、内管６５を断面多角形の筒状に形成してもよい。

また、第一実施形態及び第一、第二変形例では、内管６５の軸線下流側Ｄｏｄの端部６５ｄにテーパー面７２が形成されている場合を例示したが、テーパー面７２を省略してもよい。

さらに、上述した第一変形例及び第二変形例の構成には、第二実施形態のように出口断面縮小部８２を設けるようにしてもよい。さらに、上述した第一変形例及び第二変形例において、二種類の燃焼速度の異なる燃料を用いる場合を例示したが、燃焼速度の異なる三種類以上の燃料を噴射する三種類以上の燃料噴射流路を軸線方向Ｄｏに間隔をあけて設けるようにしてもよい。この場合、燃焼速度の低い燃料ほど、軸線上流側Ｄｏｕから噴射させればよい。

また、上記の実施形態では、ガスタービン１０の燃焼器４０に用いられる予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄについて説明したが、本開示の予混合燃焼バーナーは、ガスタービン以外の燃焼器にも適用可能である。

〈付記〉
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。

（１）第１の態様によれば、予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄは、軸線Ｏの延びる軸線方向Ｄｏの第一側に入口開口６７を有するとともに前記軸線方向Ｄｏの第二側に出口開口６８を有する外管６４，６４Ｂと、前記軸線方向Ｄｏに延びる筒状に形成されて、前記外管６４，６４Ｂの内側に間隔をあけて配置され、前記外管６４，６４Ｂとの間にフィルム空気Ａｆの流れるフィルム空気流路７１を形成する内管６５，６５Ｂと、前記外管６４，６４Ｂの内壁面６４ａから内方に向かって延びて前記内管６５，６５Ｂを支持するストラット６６と、を備え、前記内管６５，６５Ｂの前記第一側の端部は、前記外管６４，６４Ｂの前記入口開口６７よりも第二側に配置され、前記内管６５，６５Ｂの前記第二側の端部は、前記外管６４，６４Ｂの前記出口開口６８よりも第一側に配置され、前記外管６４，６４Ｂ、前記ストラット６６及び前記内管６５，６５Ｂには、燃料を前記外管６４，６４Ｂの外側から前記ストラット６６の内部を経て前記内管６５，６５Ｂの内側に噴射させる燃料噴射流路７４が形成されている。

第１の態様の予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄによれば、外管６４，６４Ｂの内側に内管６５，６５Ｂを配置してフィルム空気流路７１を形成していることで、内管６５，６５Ｂよりも軸線方向Ｄｏの第二側における外管６４，６４Ｂの内壁面６４ａに沿ってフィルム空気Ａｆを流すことができる。これにより、外管６４，６４Ｂの内壁面６４ａに接する流れの燃料濃度が上昇することを抑制できる。したがって、外管６４，６４Ｂの内壁面６４ａに接する流れの流速が燃焼速度を下回る場合であっても、外管６４，６４Ｂの内壁面６４ａに接する流れを火炎が遡上するフラッシュバックの発生を抑制することができる。

さらに、第１の態様の予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄによれば、内管６５，６５Ｂの軸線方向Ｄｏの第一側Ｄｏｕの端部６５ｃが、外管６４，６４Ｂの入口開口６７よりも軸線方向Ｄｏの第二側Ｄｏｄに配置されているため、外管６４，６４Ｂの入口開口６７から流入した圧縮空気Ａｃｏｍの流れを阻害せずに、圧縮空気Ａｃｏｍをフィルム空気流路７１と内側流路７３とに安定して分流させることができる。また、内管６５，６５Ｂの軸線方向Ｄｏの第二側Ｄｏｄの端部６５ｄは、外管６４，６４Ｂの出口開口６８よりも軸線方向Ｄｏの第一側Ｄｏｕに配置されているため、内管６５，６５Ｂの内壁面６５ｂに接する流れを火炎が遡上することを抑制できる。

さらに、第１の態様の予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄによれば、燃料噴射流路７４が外管６４，６４Ｂ、ストラット６６及び内管６５，６５Ｂの各内部に形成されているため、外管６４，６４Ｂの外側の燃料プレナム６３等に供給された燃料Ｆを、内管６５，６５Ｂの内壁面６５ｂから内部流路に向けてクロスフローとなるように噴射させることができる。したがって、燃料噴射流路７４を導くための専用の配管を形成することなく、内管６５，６５Ｂを支持するストラット６６の内部を有効利用して燃料噴射流路７４を形成することができる。

（２）第２の態様によれば、第１の態様に係る予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄにおいて、前記外管６４，６４Ｂは、前記入口開口６７から前記フィルム空気流路７１を経て前記出口開口６８に至る流れのうち、前記外管６４，６４Ｂの内壁面６４ａに接する流れの燃料濃度が気流中で火炎が保持される可能性のない基準濃度以下の燃料濃度となる長さで形成されているものであってよい。
このように構成することで、外管６４，６４Ｂの内壁面６４ａに接する流れの燃料濃度を基準濃度以下となり、外管６４，６４Ｂの内壁面６４ａに接する流れに火炎が至ることを抑制できる。その結果、外管６４，６４Ｂの内壁面６４ａに接する流れを火炎が遡上するフラッシュバックの発生を抑制できる。

（３）第３の態様によれば、第２の態様に係る予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄにおいて、前記内管６５，６５Ｂは、前記内管６５，６５Ｂの第二側Ｄｏｄの端部６５ｄから流出する流れのうち、前記内管６５，６５Ｂの内壁面６５ｂに接する流れの燃料濃度が気流中で火炎が保持される可能性のない基準濃度以下となる長さで形成されているものであってよい。
このように構成することで、内管６５，６５Ｂの内壁面６５ｂに接する流れの燃料濃度が基準濃度以下となり、内管６５，６５Ｂの内壁面６５ｂに接する流れに火炎が至ることを抑制できる。その結果、内管６５，６５Ｂの内壁面６５ｂに接する流れを火炎が遡上するフラッシュバックの発生を抑制できる。

（４）第４の態様によれば、第１から第３の態様の何れか一つの態様に係る予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄの前記ストラット６６は、断面翼型状をなす。
このように構成することで、フィルム空気流路７１において軸線方向Ｄｏへ流れるフィルム空気Ａｆの流路抵抗を低減できるため、フィルム空気Ａｆの流速低下を抑制することができる。

（５）第５の態様によれば、第１から第４の態様の何れか一つの態様に係る予混合燃焼バーナー６１Ａ，６１Ｃ，６１Ｄは、前記内管６５の前記第二側Ｄｏｄの端部６５ｄに、前記第二側Ｄｏｄに向かうにしたがって前記内管６５の内側流路７３の流路断面積が拡大するように傾斜したテーパー面７２を備える。
このようなテーパー面７２を設けることで、例えば、内管６５の作成上の都合により軸線方向Ｄｏの第二側Ｄｏｄの端部６５ｄにテーパー面７２を設ける必要が生じた場合に、フィルム空気流路７１の流路断面積が拡大されてフィルム空気Ａｆが静圧回復して流速低下することを抑制できる。

（６）第６の態様によれば、第１から第５の態様の何れか一つの態様の予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄの前記燃料Ｆは、水素ガスを含む。
このように水素ガスを含み、燃焼速度の高い高反応性燃料を用いている場合であっても、有効にフラッシュバックの発生を抑制できる。

（７）第７の態様によれば、第１から第６の態様の何れか一つの態様の予混合燃焼バーナー６１Ｂの前記外管６４Ｂは、前記出口開口６８に向かって流路断面積を漸次減少させる出口断面縮小部８２を備える。
このように構成することで、出口断面縮小部８２により外管６４Ｂの流路断面積を漸次減少することができるため、内管６５Ｂの内側流路７３から流出した主流及びフィルム空気Ａｆが減速することを抑制できる。また、内側流路７３の流路断面積と、出口端部８３の流路断面積とが同一であるため、主流が減速されない。そのため、内管６５Ｂの軸線方向Ｄｏの第二側Ｄｏｄの端部６５ｄに形成される段差によって生じる渦の発達を抑制できる。

（８）第８の態様によれば、第１から第７の態様の何れか一つの態様の予混合燃焼バーナー６１Ｃは、前記軸線方向Ｄｏに間隔をあけて形成された複数の前記ストラット６６（６６Ａ，６６Ｂ）を備え、前記外管６４と、前記軸線方向Ｄｏに間隔をあけて配置された複数のストラット６６と、前記内管６５とには、前記軸線方向Ｄｏに間隔をあけて形成された複数の前記燃料噴射流路７４（７４Ａ，７４Ｂ）が設けられ、前記軸線方向Ｄｏの第一側に配置された前記燃料噴射流路７４ほど、燃焼速度の低い他の燃料Ｆ２を噴射する。

（９）第９の態様によれば、第１から第７の態様の何れか一つの態様の予混合燃焼バーナー６１Ｄにおいて、前記内管６５よりも前記軸線方向Ｄｏの第一側Ｄｏｕの前記外管６４には、前記燃料Ｆよりも燃焼速度の低い他の燃料Ｆ２を前記外管６４の内側に噴射させる第二燃料噴射流路７４Ｃが形成されている。

第８の態様及び第９の態様によれば、燃料噴射流路７４よりも軸線方向Ｄｏの第一側にも燃料噴射流路７４が形成されていることで、燃焼速度の低い他の燃料Ｆ２を用いる際に、他の燃料Ｆ２をより第一側Ｄｏｕから噴射して圧縮空気Ａｃｏｍと混合させることができる。したがって、他の燃料Ｆ２を噴射する燃料噴射流路７４から出口開口６８までの距離を長くすることができるため、フラッシュバックを抑制しつつ、圧縮空気Ａｃｏｍと他の燃料Ｆ２との混合促進を図り、発生する窒素酸化物の量を低減することが可能となる。

（１０）第１０の態様によれば、燃料噴射装置６０は、複数の上記予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄと、複数の前記予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄを支持するケーシング６２と、前記ケーシング６２内で且つ前記外管６４の外側に設けられた燃料プレナム６３と、を備える。
上記のような予混合燃焼バーナー６１Ａ～６１Ｄを備えることでフラッシュバックを抑制できるため、燃料噴射装置６０における損傷の発生を抑制できる。

（１１）第１１の態様によれば、ガスタービン１０は、圧縮空気を生成する圧縮機２０と、第１０の態様に係る燃料噴射装置６０、及び前記燃料噴射装置６０から噴射された混合気Ｇｍを燃焼させることで燃焼ガスＧを生成する燃焼筒５０、を有した燃焼器４０と、前記燃焼器４０で生成された燃焼ガスＧにより駆動するタービン３０と、を備える。
上記のような燃料噴射装置６０をガスタービン１０が備えることで、ガスタービン１０の信頼性向上を図ることができる。

上記態様によれば、フラッシュバックの発生を抑制することができる。

１０…ガスタービン １１…ガスタービンロータ １５…ガスタービンケーシング １６…中間ケーシング ２０…圧縮機 ２１…圧縮機ロータ ２２…ロータ軸 ２３…動翼列 ２５…圧縮機ケーシング ２６…静翼列 ３０…タービン ３１…タービンロータ ３２…ロータ軸 ３３…動翼列 ３５…タービンケーシング ３６…静翼列 ４０…燃焼器 ５０…燃焼筒 ６０…燃料噴射装置 ６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄ…予混合燃焼バーナー ６２…ケーシング ６３…燃料プレナム ６３Ａ…第一燃料プレナム ６３Ｂ…第二燃料プレナム ６４，６４Ｂ…外管 ６４ａ…内周面 ６５，６５Ｂ…内管 ６５ａ…外周面 ６５ｂ…内周面 ６５ｃ…端部 ６５ｄ…端部 ６６…ストラット ６６Ａ…第一ストラット ６６Ｂ…第二ストラット ６６ａ…第一面 ６６ｂ…第二面 ６７…入口開口 ６８…出口開口 ６９…内部空間 ７１…フィルム空気流路 ７２…テーパー面 ７３…内側流路 ７４…燃料噴射流路 ７４Ａ…第一燃料噴射流路 ７４Ｂ，７４Ｃ…第二燃料噴射流路 ８１…外管本体 ８２…出口断面縮小部 ８３…出口端部 ８４…内部空間 ８５…面取り部

Claims (11)

1. 軸線の延びる軸線方向の第一側に入口開口を有するとともに前記軸線方向の第二側に出口開口を有する外管と、
   前記軸線方向に延びる筒状に形成されて、前記外管の内側に間隔をあけて配置され、前記外管との間にフィルム空気の流れるフィルム空気流路を形成する内管と、
   前記外管の内壁面から内方に向かって延びて前記内管を支持するストラットと、
   を備え、
   前記内管の前記第一側の端部は、前記外管の前記入口開口よりも第二側に配置され、
   前記内管の前記第二側の端部は、前記外管の前記出口開口よりも第一側に配置され、
   前記外管、前記ストラット及び前記内管には、燃料を前記外管の外側から前記ストラットの内部を経て前記内管の内側に噴射させる燃料噴射流路が形成されている予混合燃焼バーナー。
2. 前記外管は、前記入口開口から前記フィルム空気流路を経て前記出口開口に至る流れのうち、前記外管の内壁面に接する流れの燃料濃度が気流中で火炎が保持される可能性のない基準濃度以下の燃料濃度となる長さで形成されている請求項１に記載の予混合燃焼バーナー。
3. 前記内管は、前記内管の第二側の端部から流出する流れのうち、前記内管の内壁面に接する流れの燃料濃度が気流中で火炎が保持される可能性のない基準濃度以下となる長さで形成されている請求項２に記載の予混合燃焼バーナー。
4. 前記ストラットは、断面翼型状をなす請求項１から３の何れか一項に記載の予混合燃焼バーナー。
5. 前記内管の前記第二側の端部に、前記第二側に向かうにしたがって前記内管の流路断面積が拡大するように傾斜したテーパー面を備える請求項１から４の何れか一項に記載の予混合燃焼バーナー。
6. 前記燃料は、水素ガスを含む請求項１から５の何れか一項に記載の予混合燃焼バーナー。
7. 前記外管は、前記出口開口に向かって流路断面積を漸次減少させる出口断面縮小部を備える請求項１から６の何れか一項に記載の予混合燃焼バーナー。
8. 前記軸線方向に間隔をあけて形成された複数の前記ストラットを備え、
   前記外管と、前記軸線方向に間隔をあけて配置された複数のストラットと、前記内管とには、前記軸線方向に間隔をあけて形成された複数の前記燃料噴射流路が設けられ、
   前記軸線方向の第一側に配置された前記燃料噴射流路ほど、燃焼速度の低い他の燃料を噴射する請求項１から７の何れか一項に記載の予混合燃焼バーナー。
9. 前記内管よりも前記軸線方向の第一側の前記外管には、前記燃料よりも燃焼速度の低い他の燃料を前記外管の内側に噴射させる第二燃料噴射流路が形成されている請求項１から７の何れか一項に記載の予混合燃焼バーナー。
10. 複数の請求項１から９の何れか一項に記載の予混合燃焼バーナーと、
    複数の前記予混合燃焼バーナーを支持するケーシングと、
    前記ケーシング内で且つ前記外管の外側に設けられた燃料プレナムと、を備える燃料噴射装置。
11. 圧縮空気を生成する圧縮機と、
    請求項１０に記載の燃料噴射装置、及び前記燃料噴射装置から噴射された混合気を燃焼させることで燃焼ガスを生成する燃焼筒、を有した燃焼器と、
    前記燃焼器で生成された燃焼ガスにより駆動するタービンと、
    を備えるガスタービン。

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