JPH07208744A - 燃焼装置 - Google Patents

燃焼装置

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JPH07208744A
JPH07208744A JP7003049A JP304995A JPH07208744A JP H07208744 A JPH07208744 A JP H07208744A JP 7003049 A JP7003049 A JP 7003049A JP 304995 A JP304995 A JP 304995A JP H07208744 A JPH07208744 A JP H07208744A
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combustion
air
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premixed
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JP7003049A
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English (en)
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Luke H Cowell
エイチ コーウェル ルーク
Peter B Roberts
ビー ロバーツ ピーター
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Solar Turbines Inc
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Solar Turbines Inc
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D23/00—Assemblies of two or more burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F23R3/346—Feeding into different combustion zones for staged combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/40—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the use of catalytic means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスタービンエンジンの燃焼装置を提供す
る。 【構成】 触媒燃焼器を用いることは、窒素酸化物の発
生を制御するための一つの公知の方法である。しかしな
がら、ガスタービンエンジンにおいて触媒燃焼器を用い
ることは、エンジン作動の上方の範囲において最初の段
階でのみ効果的である。本発明のガスタービンエンジン
の燃焼装置は、触媒層を利用して上方の範囲でのエンジ
ン作動時に、混合気を作用させる、第一燃焼器手段と、
下方の範囲でのエンジン作動時に、混合気を着火させ
る、複数の予混合燃料噴射器を利用する第二燃焼器手段
とを用いる。

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
の燃焼装置に関する。より詳細には、触媒による燃焼器
と、予め希薄に混合された混合気の燃焼器とを用いて、
窒素酸化物エミッションレベルを超低レベルにする燃焼
器に関する。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンエンジン内の可燃性燃料と
して化石燃料を用いることによって、多量の望ましくな
いエミッションが発生することになる。特に望ましくな
い副産物の一つは窒素酸化物である。窒素酸化物エミッ
ションレベルを減少させるとわかっている、一つの燃焼
方法は、触媒による燃焼である。この方法は、効果的で
あると知られているが、燃焼器における全体の空燃比が
限定された範囲内であるときのみ有効である。部分負
荷、或いは過負荷の間、エンジン作動の窒素酸化物エミ
ッションのレベルは、かなり高くなり、環境的に受け入
れることができないということが知られている。例え
ば、アシストバーナが触媒層とともに用いられてきて、
燃焼器における全体の空燃比の範囲を広げてきた。この
範囲での作動において、触媒による燃焼処理を助けるた
めに、触媒層の下流側にアシストバーナを用いて、燃焼
器における空燃比の範囲を広げる。このような設計の一
つが、米国特許第４、４３２、２０７号に記載されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この設計は、触媒層の
下流側にアシストバーナを用いることによって、燃焼器
内の空燃比の全体の範囲を広げようと意図するものであ
るが、補助バーナによって燃焼された燃料の窒素酸化物
のエミッションレベルを制御するものではない。本発明
は、上述の問題の一つか二つ以上を解決する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の燃焼装置は、中
央に配置された開口を内部に備えた、少なくとも一つの
ほぼ環状形状の触媒層を有する触媒燃焼手段を含んでい
る。触媒層は、第一の所定の範囲でのエンジン作動時
に、混合気を反応させるのに充分である。予混合燃焼手
段は、触媒層の中央に配置された開口内に位置してお
り、第二の選択された範囲でのエンジン作動時で、混合
気を着火させるのに充分である。
【０００５】
【実施例】図１乃至図４を参照すると、ガスタービンエ
ンジン１０が示されている。ガスタービンエンジン１０
は、中心軸線１４を有する外側ハウジング１２を備えて
いる。圧縮器部分１６、タービン部分１８、及びこれら
圧縮器部分１６とタービン部分１８との間に作動的に配
置されている燃焼装置２０が、軸線１４を中心としてハ
ウジング１２内に配置されている。エンジン１０が作動
中のときには、この実施例において軸流型多段圧縮器２
２、或いは別の例としてラジアル型圧縮機、又は他の圧
縮空気源を含む圧縮器部分１６により、圧縮空気の流れ
が生じ、そのうちの少なくとも一部分が燃焼装置２０に
連通されている。以下詳細に述べるが、燃焼装置は、エ
ンジン１０のタービン部分１８に向けられる高レベルエ
ネルギーを有する、膨張ガスを生成する。膨張ガスのエ
ネルギーは、空気力学的に設計されたノズルガイドベー
ン組立体２４を通り、燃焼装置から入ってきたガスをタ
ービンホイール２６のブレード上に送ってこれによりタ
ービンホイール２６を回転させることになる。タービン
ホイールは駆動軸（図示せず）にスプライン結合され、
該駆動軸が発電器のような装備品に接続されて、駆動力
を該装備品に与える。
【０００６】燃焼装置２０は、ほぼ円筒形のハウジング
２８を備えている。ハウジング２８は、第一支持カラー
３２内に配置されている第一端部３０と、第二支持カラ
ー３６内に配置されている第二端部部分３４とを有して
いる。第一支持カラー３２と第二支持カラー３６は、エ
ンジンの外側ハウジング１２の一部分を形成する内側支
持部にボルト４０のような適当なファスナーによって取
りつけられているブラケット３８の複数の部分を形成す
る。単一の環状ハウジング２８が図面中に図示されてい
るが、複数の同様な燃焼器ハウジングが、中心軸線１４
のまわりに配置されており、以下詳細な説明において、
一個のみを記載する。全体として円筒形、あるいは環状
の導管４２がハウジング２８内に配置されており、半径
方向の端部壁４６に係合した第一端部４４を備えてい
る。端部壁４６は、ハウジングの第一端部３０に接続さ
れており、これを貫通して延びる複数の開口４７を形成
する。導管４２は、内側に第一端部４４からハウジング
２８の一部分にまで延びる第二端部４８を備えている。
導管４２の直径は、ハウジングの直径よりも小さく、ハ
ウジングとほぼ同心の状態で、ハウジング内に配置され
ている。このように配置されているので、ハウジング２
８は、一対の内側に向いた通路５０と５２にそれぞれ分
割される。第一空気通路５０は、導管とハウジングとの
間に配置されているが、第二空気通路５２は、導管によ
って形成されている。
【０００７】空気流れ制御手段５４が、半径方向に向い
た端部壁４６に組み合わされて配置されており、圧縮器
部分１６によって発生した空気の流れを第一空気通路５
０、或いは第二空気通路５２のいずれか一つに選択的に
送る。適切な制御バルブであれば如何なるものでも適用
できるが、図示した実施例は、複数の貫通孔５８を備え
た板部材５６を開示しており、これらの孔は、板部材が
所定量だけ回転したときに、端部壁４６内に形成され、
開口４７のうちの選択されたものと重なり、空気の流れ
を空気通路の一方又は他方に送るようになる。各状態を
図２と図３に示す。第一空気通路５０内には、第一燃焼
手段６０が配置されており、タービンホイール２６を駆
動するのに必要な高エネルギーガスを発生させる一手段
として、触媒による燃焼を用いる。触媒燃焼器手段は、
空気流れ手段５４にすぐ近傍で、下流側に配置された予
熱室６２を備えている。予熱室は、複数の希薄燃焼用
の、予め混合されたパイロット噴射器６４を格納する。
予混合パイロット噴射器は、ハウジング２８から内側に
延びる外側壁６８と、導管４２から外側に延びる内側壁
７０とから構成されている、第二導管６６内に配置され
ている。パイロット燃料の源（図示せず）は、導管７２
によってパイロット予混合噴射器と連通される。第二の
導管６６は、予混合パイロット噴射器の下流側で、内側
壁６８と外側壁７０に、形成された複数の開口７４を有
している。
【０００８】下流方向において第二導管６６のすぐ近傍
には、予混合室７５が配置されている。予混合室の少な
くとも一部分は、円錐形状のダクト、即ちベンチュリ７
６を備えている。ダクト７６は、断面積が小さくなった
開口７９を形成するくびれた部分を形成する第一端部７
８を有している。第二端部８０は、内径が徐々に大きく
なるにつれて断面積が大きくなる状態で、第一端部７８
の下流側に延びており、ダクト７６を円錐形状にする。
ダクト７６の第二端部内には、触媒層８２が配置されて
いる。触媒層８２は、ほぼ円錐形部材であり、環状導管
４２の第二端部４８を受け取るには充分な、中央に位置
する開口８４を形成する。触媒層は、公知の幾つかの設
計のうちのいずれかであればよく、蜂の巣状構造に形成
され、高温時に相対的に脆いセラミック材料からなるキ
ャリアから構成された、一体構造、即ち単体構造である
のが好ましい。このハニカム状構造は、多重の薄壁構造
の軸方向チャネルを形成し、このチャネルを混合気が通
過する。実際に、触媒として作用する材料は、セラミッ
ク基板の表面上に運ばれるか、或いはその中に埋め込ま
れるかのいずれかであり、また貴金属、或いはジルコニ
ウム、バナジウム、クロム、マンガン、銅、プラチナ、
パラジウム、イリジウム、ロジウム、セリウム、コバル
ト、ニッケル、鉄等の原素からなる酸化卑金属であれば
よい。
【０００９】多点燃料噴射器８６がハウジングに支持さ
れており、ハウジング２８のまわりに半径方向に配置さ
れた、複数の噴射点を形成する。燃料噴射器８６は、ハ
ウジング２８を通って第一空気通路５０に延びている、
複数の噴射ポート８８を形成する。噴射ポート８８は、
円錐形に形成されたダクト７６の第一端部７８とほぼ一
致する空気通路５０の領域内に配置されている。主燃料
噴射器は、所定量の燃料を空気通路に供給し、触媒層８
２に入る前に、円錐形ダクト７６内の空気通路５０内
で、予熱された圧縮空気と混合される。触媒層８２を通
った後に、触媒作用の結果として生じた、高エネルギー
の、膨張ガスが燃焼チャンバ９０内に流れ、そこでその
作用は終了する。燃焼チャンバ９０は、下流側の触媒層
のすぐ近傍にあり、燃焼作用を完全に行えることができ
る程度の容積の第一部分９２を備えている。一対のテー
パ状の壁９４と９６が互いの方向に向かって先細になっ
ており、燃焼室の第二端部９８を形成する。先細り壁９
４と９６は、絶縁セラミックのような材料から形成され
ているか、或いは絶縁セラミック材料で覆われており、
熱の損失を制限する断熱壁を形成する。第二端部９８
は、ノズルガイドベーン組立体２４とほぼ同じ大きさに
まで絞られており、ノズルガイドベーン組立体２４のす
ぐ傍に位置している。先細り壁は、高エネルギーガスを
ノズルガイドベーン組立体２４に向け、前述したよう
に、エンジン１０のタービン部分１８の必要な駆動回転
力を作り出す。
【００１０】図４に最もわかりやすく示されているよう
に、燃焼器１００の第二手段が、予混合燃焼器１００の
形で第二空気通路５２内に設けられている 予混合燃焼
器は、触媒層８２のほぼ中央に配置された開口８４の領
域内に配置された予混合燃料噴射器１０２を用いる。予
混合燃料噴射器は、ほぼ円筒形本体部分１０４を形成す
る。燃料噴射器１０２の円筒形本体１０４が、渦巻き部
材１０５によって導管と間隔をあけて、ほぼ同心となる
関係を保つように、燃料噴射器１０２を導管４２内に配
置する。燃料噴射器の第一端部１０６は、燃焼室９０の
第一部分９２に連通するように配置される。燃料噴射器
の第二端部１０８は、触媒層８２によって形成された開
口８４内に配置されている。図４でわかるように、閉鎖
部材１１０は、円筒形本体部分１０４と同断面積となる
ように配置され、燃料噴射器の第一端部１０６と間隔が
あけられて、リザーバ１１２を形成する。複数の斜め方
向の開口１１４が閉鎖部材１１０内に形成されており、
リザーバ１１２を燃焼室９０の第一部分９２と連通させ
る。第一燃料通路１１６は、燃料噴射器の本体部分１０
４によって形成されており、燃料噴射器の第二端部１０
８と外側周辺表面１１８との間を延びて、環状導管４２
と外側表面１１８との間の間隙１２０に連通される。第
二燃料通路１２２は、本体部分１０４によって形成され
ており、燃料噴射器の第二端部１０８とリザーバ１１２
との間を延びる。一対の導管１２４と１２６は第一燃料
通路１１６と第二燃料通路１２２とにそれぞれ接続され
ており、環状導管４２の長さまで延び、端部壁４６と空
気流れ制御手段５４の板部材５６を通って排出される。
導管１２４と１２６は、燃料通路１１６と１２２を主源
とパイロット燃料とにそれぞれ連通されている。空気通
路１２８は、噴射器の端部間を延びており、圧縮空気の
小さな流れをリザーバ１１２に連通させる。予混合燃料
噴射器１０２は、制御され、希薄された混合気が通るよ
うな種類のものである。この種の噴射器は、登録商標Ｓ
ｏＬｏＮＯｘで市場で売られている一般的な公知の噴射
器であり、その作動は、窒素酸化物、一酸化炭素及び不
燃焼炭化水素の発生を効果的に制限する。
【００１１】作動時において、ガスタービンエンジン１
０が始動し、暖機されて、適当な動力用途に用いられ
る。“部分荷重”或いは通常の作動荷重の５０パーセン
ト以下である“過渡”的状況と考えられる動力において
作動するとき、エンジンは、第二、即ち予混合燃焼手段
１００を用いることになる。図３と図４に示した動力に
おいて、空気流れ制御手段５４は、圧縮空気が導管４２
によって形成された第二空気通路５２に、板部材５６内
の穴５８を通って、流れ込むように配置されている。圧
縮空気は、導管４２を通って流れ、圧縮器部分１６から
排出されたときの温度をほぼ維持する。空気は、渦巻き
部材１０５を通り、間隙１２０内の第一燃料通路１１６
を通る主燃料の噴射と空気との混合を刺激する。制御さ
れた混合気は、予め希薄に混合された燃料噴射器１０２
の公知の作動に従って、着火され、着火の結果生じる膨
張ガス内の窒素酸化物をかなり低いレベルに維持する。
着火された混合気が燃焼室９０に流れ込むときに、燃焼
反応は完結し、１６４４°Ｋ（２５００華氏度（°
Ｆ））の温度になる。燃焼室の壁９４と９６は、通常、
絶縁セラミック、或いは断熱壁を構成する他の材料から
形成されているので、燃焼作用と、向上した安定性のあ
るガスを得ることができる。ガスは、タービン部分１８
を駆動するエネルギーを用いてノズルガイドベーン組立
体２４に連続して向けられる。
【００１２】エンジン荷重が、エンジン性能の約５０パ
ーセントを越えるレベルにまで増大するにつれて、空気
流れ制御手段５４は、空気の流れを第一空気通路を流れ
るように変える。ここで、圧縮空気は、予混合パイロッ
ト噴射器６４を通って予熱室６２に流れ、温度は、予混
合パイロット噴射器６４を燃焼することによって、約１
７５０°Ｋ（２７００華氏°Ｆ）にまで上昇する。パイ
ロット噴射器は、窒素酸化物エミッションを抑制する状
態で作動するように設計されている、希薄された予混合
の構成である。圧縮空気は、開口７４を通り、パイロッ
ト噴射器の下流側の第一通路に導かれて、パイロット噴
射器を通る、予熱された空気と混合される。この空気
は、予混合室７５内で混合され、その結果、噴射器８６
を通る主燃料源と更に混合される。主燃料の噴射は、円
錐形ダクト７６の開口で生じ、これによって生じたベン
チュリ効果を利用して、空気と燃料を完全に混合し、触
媒層８２に流れ込む前の空気流れの入口面の速度を小さ
くする。この点のガスの温度は、６４４から７５０°Ｋ
（７００から９００華氏°Ｆ）の範囲内の温度まで下が
る。混合気が触媒層８２を通り、温度が一般的に、１２
５０°Ｋから１３６７°Ｋ（１８００から２０００華氏
°Ｆ）の範囲にまで上昇するときに、混合気は反応を開
始する。反応した混合気が、燃焼室９０内を通るとき
に、反応工程は完結し、ガスの温度は、約１６４４°Ｋ
（２５００華氏°Ｆ）の温度にまで上昇する。混合気
は、連続して空気で希釈され、約１４３０°Ｋ（２１２
０華氏°Ｆ）の混合温度となる。この点で、混合気は、
タービン入口に入るのに十分となり、これにより、前述
したように、混合気はノズルガイドベーン組立体２４に
向けられる。
【００１３】触媒による燃焼モードの作動時に、予混合
燃料噴射気１０２と、触媒層の開口８４内の中央にこれ
らを配置する構成は、再循環ゾーン、或いは燃料噴射の
範囲内における燃焼室９０のガスの再循環を高める“垂
直本体”（Ｂｌｕｆｆ ｂｏｄｙ）を作り出す。再循環
されたガスの燃焼は、燃料噴射器１０２の閉鎖部材１１
０を介して設けられたパイロットフレーム（図２及び図
４）によって高められる。パイロットフレームは、パイ
ロット燃料をリザーバ１１２に導くことによって発生す
る。エンジン荷重のレベルが、燃焼手段が予混合燃焼か
ら触媒燃焼に変更することを指示されるときに、燃料は
パイロット導管１２６と第二燃料通路１２２を通って、
燃料噴射器１０２に導かれる。燃料は、閉鎖部材１１０
内の開口１１４を通って、燃焼室９０に連通されてお
り、その結果、着火される。このことは、再循環ガスの
燃焼を助けるだけではなく、エンジンのフレームアウト
の発生を防ぐことになる。前述したように燃焼装置で、
窒素酸化物の発生を、エンジン作動の全ての範囲におい
て制御でき、このために、窒素酸化物エミッションのレ
ベルをかなり低いものにできることがわかる。
【００１４】本発明の別の態様、目的、及び利点が図
面、説明及び請求の範囲により得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を実施するガスタービンエンジン
の、便宜のために部分的に断面図になった側面図であ
る。
【図２】図１の燃焼装置の部分的に断面図になった拡大
側面図である。
【図３】図２の燃焼装置と類似しているが、他の作動モ
ードを表す拡大断面図である。
【図４】燃焼装置のより詳細な部分を表す、図１におけ
る４で表した部分の拡大された側面図である。
【符号】
１０ ガスタービンエンジン １２ 外側ハウジング １４ 軸線 １６ 圧縮器部分 １８ タービン部分 ２０ 燃焼装置 ２２ 軸流型多段圧縮機 ２４ ノズルガイドベーン組立体 ２６ タービンホイール ２８ ハウジング ３０ 第一端部 ３２ 第一支持カラー ３４ 第二端部 ３６ 第二支持カラー ４２ 導管 ４６ 端部壁 ４７ 開口 ５０ 第一空気通路 ５２ 第二空気通路 ５４ 空気流れ制御手段 ６０ 第一燃焼器手段 ７５ 予混合室 ７６ ダクト ８２ 触媒層 １０２ 予混合燃焼器 １１２ リザーバ
フロントページの続き (72)発明者 ルーク エイチ コーウェル アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92111 サンディエゴ マウント エイブ ラハム アベニュー 3895 (72)発明者 ピーター ビー ロバーツ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92024 エンシニタス ペガソ ストリー ト 1408

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第一及び第二端部と、該端部間に配置さ
    れた第一及び第二空気通路とを有するハウジングと、 開口を備えており、前記第一空気通路内に配置され、第
    一の所定の範囲でのエンジン作動において混合気を反応
    させる少なくとも一つの触媒層を有する触媒燃焼器手段
    と、 前記第二空気通路内に配置され、第二の所定の範囲での
    エンジン作動において空燃混合気を着火する予混合燃焼
    器手段と、 前記ハウジングの前記第一端部に取りつけられており、
    前記空気の流れが前記第一空気通路を通る第一の状態
    と、前記空気の流れが前記第二空気通路を通る第二の状
    態との間を選択的に作動可能である、前記燃焼装置への
    空気の流れを制御する手段と、 を備えた、ガスタービンエンジンの圧縮器とタービン部
    分との間を流れる圧縮空気の流れの中に配置された燃焼
    装置。
  2. 【請求項２】 前記触媒燃焼器手段は、前記空気流れ制
    御手段と前記触媒層との間の前記空気流れ内に配置され
    た予混合パイロット噴射器を有する予混合燃焼器を備
    え、予熱された混合気を前記触媒層に導くことを特徴と
    する請求項１に記載の燃焼装置。
  3. 【請求項３】 前記触媒燃焼器手段は、前記パイロット
    噴射器の下流側の前記空気流れの中に半径方向に配置さ
    れた複数の噴射点を有する主燃料噴射器を含んでおり、
    主源燃料を予熱された混合気に導くことを特徴とする請
    求項２に記載の燃焼装置。
  4. 【請求項４】 予混合室は、前記主燃料噴射器と前記触
    媒層との間に配置されており、主燃料を前記触媒層に導
    く前に、前記主燃料を前記予熱混合気と充分に混合する
    ことを特徴とする請求項３に記載の燃焼装置。
  5. 【請求項５】 前記予混合室は、第一端部と第二端部と
    を備えたダクトを形成しており、前記第一端部は、前記
    ダクトの上流側に前記予混合室の断面積よりも小さな断
    面積を有して前記主燃料噴射器のすぐ近傍に配置された
    開口を形成しており、前記第二端部は、該第一端部より
    も大きい断面積を有し、前記触媒層のすぐ近傍に配置さ
    れていることを特徴とする請求項４に記載の燃焼装置。
  6. 【請求項６】 前記触媒及び予混合燃焼器のすぐ近傍
    で、この燃焼器の下流側に燃焼室が配置されており、該
    燃焼室は、燃焼反応が完結する第一部分と、前記エンジ
    ンのタービン部分に前記燃焼したガスを送る第二部分を
    備えることを特徴とする請求項１に記載の燃焼装置。
  7. 【請求項７】 前記予混合燃焼手段は予混合燃料噴射器
    を含んでおり、該噴射器は、該噴射器内を流れる、制御
    された希薄混合気を着火し、前記第二範囲でのエンジン
    作動中における窒素酸化物、一酸化炭素及び不燃焼炭化
    水素の発生を制御するのに充分なものであることを特徴
    とする請求項６に記載の燃焼装置。
  8. 【請求項８】 前記予混合燃料噴射器は、前記空気流れ
    制御手段に接続された第一端部と、前記触媒層によって
    形成された前記開口に接続された第二端部とを有する導
    管内に配置されており、前記環状導管とほぼ同心の関係
    に維持されていることを特徴とする請求項７に記載の燃
    焼装置。
  9. 【請求項９】 前記予混合燃料噴射器は、 外側周縁表面と第一及び第二端部を有する、ほぼ円筒形
    本体部分と、 前記円筒形本体の前記第一端部との間にリザーバを形成
    するように前記円筒形本体部分の前記第一端部に接続さ
    れており、前記リザーバと前記燃焼室との間を連通する
    ように配置された複数の貫通開口を備えた閉鎖部材と、 前記第二端部と前記円筒形本体部分によって形成された
    外側周縁表面との間を延びて、前記予混合燃料噴射器と
    前記環状導管との間の前記間隙に連通する第一燃料通路
    と、 前記第一端部と前記第二端部との間を軸線方向に延び
    て、前記リザーバと連通する第二燃料通路と、 を備えていることを特徴とする請求項８に記載の燃焼装
    置。
  10. 【請求項１０】 圧縮空気の流れを与える圧縮器部分
    と、出力軸と駆動係合するタービン部分と、前記圧縮器
    部分とタービン部分との間に配置され、高エネルギーガ
    スを前記タービン部分に向けて該タービン部分に駆動力
    を与える燃焼装置とを備え、該燃焼装置は、 第一端部と第二端部を有するほぼ環状ハウジングと、 前記ハウジングの前記第一端部と係合した第一端部と第
    二端部を有しており、前記環状ハウジングに対して半径
    方向内側に間隔をあけて、前記環状ハウジング内に配置
    されて、互いにほぼ同心の関係となるように配置された
    第一空気通路と第二空気通路を形成するようになってい
    る、前記環状ハウジングよりも小さい直径の環状導管部
    材と、 前記第一空気通路内に配置された触媒燃焼手段と、 前記第二空気通路内に配置された予混合燃焼手段と、 前記ハウジング部材の前記第一端部に接続され、前記第
    一通路と前記第二通路のいずれか一つを通る、前記圧縮
    空気の流れを選択的に制御する手段と、 が設けられていることを特徴とするガスタービンエンジ
    ン。
  11. 【請求項１１】 前記第一空気通路は、 圧縮空気が前記第一通路に流れ込むときに、前記圧縮空
    気を予熱するように、前記制御バルブに近接して配置さ
    れた複数の予混合パイロット噴射器を有する予熱燃焼器
    と、 円錐形状のダクトを備えた予混合室を備え、前記ダクト
    は、前記予混合室の断面積よりも小さい断面積の開口を
    備えた第一端部と、円錐形状で、前記第一端部よりも大
    きい断面積の第二端部とを有して円錐形状でベンチュリ
    タイプのダクトを形成するようになっており、前記予混
    合室は、前記開口の上流側に配置され、 前記ハウジングのまわりに半径方向に配置され、かつ前
    記円錐形状のダクトの前記第一端部とほぼ同心である位
    置で、前記第一空気通路にまで延びている複数の噴射点
    を有し、主燃料を前記第一通路に導いて前記ダクト内で
    前記予熱された圧縮空気と混合するようになっている主
    燃料噴射器と、 前記導管の前記第二端部に接続され、かつほぼ中央に配
    置された開口を有し、更に前記円錐形ダクトの前記第二
    端部に近接して配置され、窒素酸化物の発生を制御する
    温度で前記予混合室から導かれた前記混合気を反応させ
    る充分な材料から構成された、ほぼ円筒形状の触媒層
    と、 を有することを特徴とする請求項１０に記載の燃焼装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記予混合燃焼手段は、前記第二通路
    を通る、制御された希薄混合気を燃焼させる予混合され
    た燃料噴射器を含んでいることを特徴とする請求項１１
    に記載の燃焼装置。
  13. 【請求項１３】 前記触媒層と前記予混合燃料噴射器の
    下流側に、前記触媒層と前記予混合燃料噴射器にすぐ近
    接して燃焼室が配置されており、燃焼反応が完結して、
    この結果生じた高エネルギーガスが前記タービン部分に
    向けられる室を形成することを特徴とする請求項１２に
    記載の燃焼装置。
  14. 【請求項１４】 前記第二空気通路は、平行に間隔をあ
    けて前記導管内に配置された予混合燃料噴射器を備えて
    いることを特徴とする請求項１０に記載の燃焼装置。
  15. 【請求項１５】 複数のハウジングは、前記駆動軸の中
    央線の回りに半径方向に間隔があいていることを特徴と
    する請求項１０に記載の燃焼装置。
  16. 【請求項１６】 前記空気流れ制御手段は、貫通して形
    成された複数の孔を有する端部板を含んでおり、該端部
    板は、該孔が圧縮空気の流れを前記第一空気通路に連通
    させて前記空気の流れが前記第二空気通路に流れないよ
    うにする第一位置から前記孔が前記第二空気通路と連通
    して配置されて前記空気の流れが前記第一空気通路に流
    れないようにする第二位置まで回転可能であることを特
    徴とする請求項１０に記載の燃焼装置。
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