WO2018155496A1 - 燃焼器及びガスタービン - Google Patents

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WO2018155496A1
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combustor
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充典 磯野
斉藤　圭司郎
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
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    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Definitions

  • the present invention relates to a combustor and a gas turbine.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-029640 filed in Japan on February 21, 2017, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • a gas turbine combustor may include a plurality of main burners having the same shape and arranged at equal intervals in the circumferential direction.
  • Patent Document 1 in order to form a wide range of combustion flames and realize stability and low emission, the shape of the mixing passage with the air in the wake of the fuel supply nozzle is made different so that a flame with a short outer diameter is large. And a technique for forming an elongated flame is described.
  • Patent Document 2 in a combustor including a plurality of swirlers having swirl shafts arranged in parallel to the central axis in the circumferential direction, shear generated when outer edges of swirl flows by adjacent swirlers merge is reduced, and NOx
  • a technique is described in which a swirl flow is given to each swirler so that the swirl directions of adjacent swirlers are opposite to each other.
  • the shape of the flame in the circumferential direction is uniform, and the axial length of the flame is also uniform in the circumferential direction.
  • the main burner described in Patent Document 2 is arranged such that the turning direction is opposite between main burners adjacent in the circumferential direction.
  • the flame formed by the main burner described in Patent Document 2 also becomes uniform in the circumferential direction.
  • This invention provides a combustor and a gas turbine that can suppress the occurrence of combustion vibration while suppressing an increase in the number of steps involved in manufacturing a main burner.
  • the combustor includes a first burner as a main burner that swirls the primary air to generate an air-fuel mixture, and swirls the primary air in a direction opposite to the first burner for mixing. And a second burner as a main burner for generating energy.
  • a plurality of the main burners are arranged at intervals in the circumferential direction, and the first burner and the second burner are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction.
  • the first burner according to the first aspect and the second burner may be arranged in an asymmetric arrangement pattern in the circumferential direction. Since the first burner and the second burner are not arranged rotationally symmetrically, it is possible to suppress a uniform flame in the circumferential direction.
  • the center of gravity position of the overall heat generation rate of the plurality of main burners is offset from the center position in the circumferential direction. It may be arranged in an arrangement pattern. By offsetting the position of the center of gravity, which is based on the heat generation rate of the flame by each main burner, from the center position of the arrangement of the plurality of main burners, it is possible to suppress the balance of the flame in the circumferential direction and to suppress a uniform flame. .
  • the first burner according to the first aspect and the second burner are in the direction of the radial flow generated at the boundary between the first burner and the second burner in the circumferential direction.
  • the plurality of main burners arranged at intervals in the circumferential direction are composed of one or a plurality of main burners adjacent to each other in the circumferential direction. And when it divides
  • the gas turbine includes the combustor according to any one of the first to fifth aspects. By comprising in this way, it can reduce that an operating state becomes unstable by combustion vibration.
  • the combustor and the gas turbine it is possible to suppress the occurrence of combustion vibration while suppressing an increase in man-hours related to the production of the main burner.
  • FIG. 4 shows schematic structure of the gas turbine in 1st embodiment of this invention. It is a figure which shows schematic structure of the combustor in 1st embodiment of this invention. It is a figure which shows arrangement
  • the gas turbine 1 includes a compressor 2, a combustor 3, and a turbine 4.
  • the compressor 2 compresses the air A to generate compressed air.
  • the combustor 3 burns the fuel F in the compressed air generated by the compressor 2 to generate high-temperature and high-pressure combustion gas.
  • the turbine 4 is driven by the combustion gas generated by the combustor 3 and converts the energy of the combustion gas into rotational energy.
  • the compressor 2 includes a compressor rotor 6 and a compressor casing 7.
  • the turbine 4 includes a turbine rotor 8 and a turbine casing 9.
  • the compressor rotor 6 and the turbine rotor 8 are arranged in series and rotate around the rotation axis Ar.
  • the turbine rotor 8 and the compressor rotor 6 are integrally connected.
  • the compressor rotor 6 and the turbine rotor 8 constitute a gas turbine rotor 10.
  • a rotor of a generator GEN is connected to the gas turbine rotor 10.
  • the compressor casing 7 covers the compressor rotor 6 and rotatably supports the compressor rotor 6.
  • the turbine casing 9 covers the turbine rotor 8 and rotatably supports the turbine rotor 8.
  • the compressor casing 7 and the turbine casing 9 are connected.
  • the compressor rotor 6 and the turbine rotor 8 constitute a gas turbine rotor 10.
  • the combustor 3 is fixed to the gas turbine casing 11.
  • the combustor 3 includes a combustion cylinder (or tail cylinder) 13 and a fuel ejector 14A.
  • the combustion cylinder 13 burns the fuel F therein.
  • the combustion cylinder 13 sends combustion gas obtained as a result of burning the fuel F to the turbine 4.
  • the fuel ejector 14 ⁇ / b> A ejects fuel F and compressed air A into the combustion cylinder 13.
  • the fuel ejector 14 ⁇ / b> A includes a pilot burner 15, a main burner 16, and a burner holding cylinder 17.
  • the pilot burner 15 is disposed on the combustor axis Ac, and diffuses and burns fuel.
  • the pilot burner 15 includes a pilot nozzle 18, a pilot burner cylinder 19, and a pilot swirler (not shown).
  • the pilot nozzle 18 is formed to extend in the axial direction Da around the combustor axis Ac.
  • the pilot nozzle 18 has, for example, an injection hole 18a for fuel injection at its downstream end.
  • the pilot burner tube 19 includes a main body portion 21 and a cone portion 22.
  • the main body 21 covers the outer periphery of the pilot nozzle 18.
  • the cone portion 22 is disposed on the downstream side of the main body portion 21.
  • the cone portion 22 is formed so as to gradually increase in diameter toward the downstream side.
  • the pilot swirler (not shown) is arranged upstream of the position where the injection hole 18a of the pilot nozzle 18 is formed in the axial direction Da.
  • This pilot swirler (not shown) turns compressed air (primary air) A flowing from the upstream side around the combustor axis Ac as a turning center.
  • the pilot swirler (not shown) extends radially inward from the inner peripheral surface of the main body 21 of the pilot burner cylinder 19.
  • a plurality of these pilot swirlers (not shown) are formed at intervals in the circumferential direction, for example.
  • Compressed air A compressed by the compressor 2 flows into the pilot burner cylinder 19 of the pilot burner 15 from the upstream side.
  • the fuel is injected from the injection hole 18 a of the pilot nozzle 18. This fuel is jetted from the pilot burner cylinder 19 toward the combustion cylinder 13 together with the compressed air A to which a swirl component is given by a pilot swirler (not shown), and diffusely burns in the combustion cylinder 13.
  • a plurality of main burners 16 are provided. These main burners 16 are arranged so as to surround the outer periphery of the pilot burner 15. These main burners 16 premix and burn the fuel. These main burners 16 are arranged at intervals in the circumferential direction around the combustor axis Ac. More specifically, the main burners 16 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the combustor axis Ac.
  • the main burner 16 includes a main nozzle 23, a main burner cylinder 24, and a main swirler 25.
  • the main nozzle 23 extends in parallel with the combustor axis Ac. These main nozzles 23 have, for example, fuel injection holes 23a on the outer peripheral surface thereof.
  • the main burner cylinder 24 covers the outer periphery of the main nozzle 23.
  • the portion disposed on the inner side in the radial direction with the combustor axis Ac as the center also serves as a part of the pilot burner cylinder 19.
  • the main swirler 25 turns the compressed air (primary air) A flowing from the upstream side with the main nozzle 23 as the turning center.
  • the main swirler 25 extends from the inner peripheral surface of the main burner cylinder 24 toward the main nozzle 23.
  • the main swirler 25 is provided in each of a plurality of main burners 16 provided.
  • a plurality of main swirlers 25 are provided at intervals in the circumferential direction around the main nozzle 23.
  • the burner holding cylinder 17 holds the pilot burner 15 and the main burner 16 described above. More specifically, the burner holding cylinder 17 holds the pilot burner 15 and the main burner 16 so that the plurality of main burners 16 surround the outer periphery of the pilot burner 15.
  • Compressed air A compressed by the compressor 2 flows into the main burner cylinder 24 of the main burner 16 from the upstream side.
  • the fuel F is injected from the injection hole 23 a of the main nozzle 23.
  • This fuel F is mixed with the compressed air A to which the swirl component is given by the main swirler 25.
  • the main swirler 25 may give a swirl component after the fuel F is injected into the compressed air A.
  • the premixed gas in which the fuel and the compressed air A are mixed is ejected toward the combustion cylinder 13 and premixed and combusted in the combustion cylinder 13.
  • the fuel ejector 14 includes a first burner 16 ⁇ / b> A as a main burner 16 whose turning directions by the main swirler 25 are opposite to each other, and a second burner 16 ⁇ / b> B as a main burner 16. .
  • the first burner 16A and the second burner 16B have the same configuration except that the turning directions are opposite to each other.
  • the pilot burner 15 is not shown.
  • the main burner 16 used in this embodiment is only of two types, a first burner 16A and a second burner 16B.
  • the turning direction is counterclockwise as viewed from the combustion cylinder 13 side.
  • the second burner 16B in the first embodiment has a clockwise turning direction when viewed from the combustion cylinder 13 side.
  • five first burners 16A are continuously arranged in the circumferential direction.
  • three second burners 16B are continuously arranged in the circumferential direction.
  • the fuel ejector 14A shown in FIG. 4 shows a case where eight main burners 16 are provided, but the number of the main burners 16 may be plural, for example, nine or more and seven or less. Also good.
  • the positions of the eight main burners 16 in the circumferential direction are indicated by arrangement numbers “1” to “8”, respectively.
  • the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in an aperiodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction in the fuel ejector 14A.
  • the “periodic arrangement pattern” is a pattern in which the first burner 16 ⁇ / b> A and the second burner 16 ⁇ / b> B are arranged in the same order in the circumferential direction around the combustor axis Ac. It is only to be repeated.
  • a periodic case when the first burner 16A and the second burner 16B are alternately arranged in the circumferential direction, only the first burner 16A is arranged, or only the second burner 16B is provided. The case where it arrange
  • the arrangement pattern of the main burners 16 in the fuel injector 14A of the first embodiment is such that the first burner 16A and the second burner 16B are arranged around the combustor axis line Ac in the circumferential direction.
  • the patterns in the order are not repeated with only the same pattern.
  • the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in an asymmetric arrangement pattern in the circumferential direction around the combustor axis Ac in the fuel injector 14A.
  • the arrangement pattern asymmetric in the circumferential direction means that the first burner 16A and the second burner 16B are not arranged in the order of so-called rotational symmetry.
  • the heat generation rate centroid and the combined vector are used as an example of an aperiodic index of the arrangement pattern of the first burner 16A and the second burner 16B. Only one of the vectors may be used.
  • the first burner 16A and the second burner 16B include a combustor axis Ac in which the center of gravity g (see FIG. 5) of the overall heat generation rate of the plurality of main burners 16 is the center position in the circumferential direction in the fuel injector 14A.
  • the center of gravity position g of the heat generation rate and the combustor axis line Ac substantially coincide.
  • FIG. 5 “8-1”, “1-2”, “2-3”, “3-4”, “4-5”, “5-6”, and “6-7” are shown in FIG. It is a position corresponding to the arrangement number of the main burner 16 shown.
  • “8-1” indicates a position between the positions “1” and “8” of the main burner 16.
  • Three second burners 16B of the fuel ejector 14A of the first embodiment are continuously arranged in the circumferential direction.
  • Five first burners 16A of the fuel ejector 14A are continuously arranged in the circumferential direction. Therefore, as shown in FIG. 5, the heat generation rate of the fuel injector 14A is biased in the circumferential direction and is offset outward at the position “8-1”. This bias in the heat generation rate is considered to be caused by the swirl direction at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B adjacent in the circumferential direction.
  • the center-of-gravity position g of the heat generation rate of the fuel injector 14A is offset from the combustor axis Ac to the outside of the position “8-1”.
  • the first burner 16A and the second burner 16B of the fuel ejector 14A are arranged in an arrangement pattern that is a combined vector that is larger than the unit vector.
  • the unit vector is a vector corresponding to the direction of the radial flow generated at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction around the combustor axis Ac.
  • the combined vector is a vector obtained by combining unit vectors in the fuel injector 14A. That is, the size of the combined vector obtained by combining the unit vectors corresponding to the direction of the radial flow generated at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction around the combustor axis Ac is the unit.
  • the first burner 16 ⁇ / b> A and the second burner 16 ⁇ / b> B are arranged in an arrangement pattern that is larger than the size of the vector.
  • the swirl flows act so as to cancel each other at the boundary between the adjacent main burners 16, so that the flow in the radial direction does not substantially occur.
  • the swirl flows are directed in the same direction in the radial direction at the boundary between the adjacent main burners 16. That is, at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B, a flow that flows inward or outward in the radial direction around the combustor axis Ac is generated.
  • the unit vector UA is derived from the (0, 0) coordinates.
  • the (0,1) coordinate is reached.
  • the unit vector UB extends from ( ⁇ 0.71, 0.71) coordinates to (0,0) coordinates.
  • the sum of these unit vectors UA and UB (hereinafter referred to as a combined vector SV) is about 1.8. That is, the size of the combined vector SV of the unit vectors UA and UB is 1 or more.
  • a plurality of main burners 16 arranged at intervals in the circumferential direction are divided in the circumferential direction, and are composed of a plurality of main burners 16 adjacent to each other in the circumferential direction.
  • a “group” consisting of main burners 16 is formed.
  • the fuel ejector 14A according to the first embodiment of the present invention is different from the other groups in the circumferential arrangement order (arrangement relationship) of the first burner 16A and the second burner 16B in at least one group. It has become.
  • the fuel ejector 14A of the first embodiment if two main burners 16 adjacent in the circumferential direction are made into one group, four groups can be set in the circumferential direction.
  • the arrangement number of the first group G1 composed of the two second burners 16B of “8” and “7” as the arrangement numbers of the main burner 16 and A second group G2 composed of one second burner 16B of "6" and "5" and one first burner 16A can be set.
  • the third group G3 including only the first burners 16A having the arrangement numbers “4” and “3” of the main burner 16 and the two first burners 16A having the arrangement numbers “2” and “1”.
  • the fourth group G4 can be set.
  • the arrangement order of the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction is different from any of the second group G2 to the fourth group G4.
  • the main burners 16 to be combined as a group are not limited to the arrangement numbers described above. Each group has, for example, the arrangement number “7” and “6”, “5” and “4”, “3” and “2”, “ The same thing can be said even if it is composed of “1” and “8”.
  • the fuel ejector 14A of the first embodiment has eight main burners 16, the number of the plurality of main burners 16 that can be equally divided in the circumferential direction is two or four. Although illustration is omitted, the arrangement order of the first burner 16A and the second burner 16B in each group is different in the case of four as in the case of two. One group may include one main burner 16.
  • the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction centering on the combustor axis Ac.
  • 14 A of fuel ejectors can form the flame which is not uniform in the circumferential direction, without using the multiple types of main burner from which an external shape differs.
  • first burner 16A and the second burner 16B are not arranged rotationally symmetrically, it is possible to prevent the flame from becoming uniform in the circumferential direction.
  • the balance of the flame in the circumferential direction is achieved by offsetting the center-of-gravity position g using the flame heat rate of each main burner 16 as an index from the combustor axis Ac that is the central position of the arrangement of the plurality of main burners 16. Can be prevented from breaking down into a uniform flame.
  • the arrangement pattern in the circumferential direction of the first burner 16A and the second burner 16B is an arrangement pattern in which the magnitude of the combined vector SV is equal to or larger than the unit vector UA, the balance of the flame in the circumferential direction is lost. And can suppress a uniform flame.
  • the plurality of main burners 16 arranged at intervals in the circumferential direction are divided in the circumferential direction into a group composed of one or a plurality of main burners 16 adjacent to each other in the circumferential direction and the same number of main burners 16.
  • the arrangement relationship between the first burner 16A and the second burner 16B in at least one group is made different from that in the other groups. Therefore, it can suppress that a uniform flame is formed in the circumferential direction.
  • the fuel ejector 14B in the second embodiment includes a first burner 16A and a second burner 16B as a plurality of main burners 16, similarly to the fuel ejector 14A of the first embodiment described above. And.
  • the first burner 16A and the second burner 16B have the same configuration except that the turning directions are opposite to each other.
  • the six first burners 16A of the fuel ejector 14B in the second embodiment are continuously arranged in the circumferential direction.
  • Two second burners 16B of the fuel ejector 14B are continuously arranged in the circumferential direction.
  • the fuel ejector 14B shown in FIG. 7 shows a case where the eight main burners 16 are provided as in FIG. 4, but the number of the main burners 16 may be plural, for example, nine or more, It may be 7 or less.
  • the first burner 16A and the second burner 16B are disposed in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction, similarly to the fuel ejector 14A.
  • the first burner 16A and the second burner 16B are further arranged in an arrangement pattern that is asymmetric in the circumferential direction about the combustor axis Ac (an arrangement pattern that is not rotationally symmetric).
  • the center of gravity position g of the heat generation rate is offset from the combustor axis Ac, similarly to the fuel injector 14A of the first embodiment. Similar to the fuel injector 14A of the first embodiment, combined vectors obtained by combining unit vectors UA and UB corresponding to the direction of the radial flow generated at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction, respectively.
  • the main burner 16 (first burner 16A, second burner 16B) of the fuel injector 14B is arranged in an arrangement pattern in which the magnitude of SV is greater than or equal to the magnitude of the unit vector UA (or UB).
  • Fuel sprayer 14B can set four groups in the circumferential direction, if two main burners 16 adjacent in the circumferential direction are grouped. In this case, when viewed in one of the circumferential directions (for example, clockwise), the first group G1 composed of the two second burners 16B and the second group G2 to the fourth group G4 composed of the two first burners 16A. And can be set. In the first group G1, the arrangement order of the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction is different from any of the second group G2 to the fourth group G4.
  • the fuel ejector 14B of the second embodiment also has eight main burners 16 as in the first embodiment. That is, the number of the plurality of main burners 16 that can be equally divided in the circumferential direction is two or four.
  • the first burner 16A and the second burner 16B are non-periodic over the entire circumference in the circumferential direction centering on the combustor axis Ac. Arranged in an arrangement pattern. Thereby, the fuel ejector 14B can form a flame that is not uniform in the circumferential direction without using a plurality of types of main burners having different outer shapes. As a result, it is possible to suppress the occurrence of combustion vibration while suppressing an increase in the number of man-hours for manufacturing the main burner 16.
  • first burner 16A and the second burner 16B are not arranged rotationally symmetrical, it is possible to suppress the flame from becoming uniform in the circumferential direction.
  • the center of gravity position g using the flame heat generation rate by each main burner 16 as an index is offset from the combustor axis Ac which is the center position of the arrangement of the plurality of main burners 16. Therefore, the balance of the flame in the circumferential direction can be lost, and it can be suppressed that the flame becomes uniform in the circumferential direction.
  • the arrangement pattern in the circumferential direction of the first burner 16A and the second burner 16B is an arrangement pattern in which the size of the combined vector SV is greater than or equal to the unit vector UA (or UB). Therefore, the balance of the flame in the circumferential direction can be lost, and it can be suppressed that the flame becomes uniform in the circumferential direction.
  • the plurality of main burners 16 arranged at intervals in the circumferential direction are divided in the circumferential direction into a group composed of one or a plurality of main burners 16 adjacent to each other in the circumferential direction and the same number of main burners 16.
  • the arrangement relationship between the first burner 16A and the second burner 16B in at least one group is made different from that in the other groups. Therefore, it can suppress that a flame is formed uniformly in the circumferential direction.
  • the fuel ejector 14 ⁇ / b> C in the third embodiment includes a first burner 16 ⁇ / b> A and a second burner 16 ⁇ / b> B as a plurality of main burners 16, similarly to the fuel ejector 14 ⁇ / b> A of the first embodiment described above. It is equipped with.
  • the first burner 16A and the second burner 16B have the same configuration except that the turning directions are opposite to each other.
  • first burners 16A of the fuel ejector 14C in the third embodiment are continuously arranged in the circumferential direction.
  • Four second burners 16B of the fuel ejector 14C are continuously arranged in the circumferential direction.
  • the fuel ejector 14C shown in FIG. 8 shows a case where the eight main burners 16 are provided as in FIG. 4, but the number of the main burners 16 may be plural, for example, nine or more, It may be 7 or less.
  • the first burner 16A and the second burner 16B of the fuel ejector 14C are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction, similarly to the fuel ejector 14A.
  • the arrangement pattern of the first burner 16A and the second burner 16B of the third embodiment appears to be a periodic arrangement pattern at first glance.
  • the periodic arrangement pattern referred to here is an arrangement pattern in which the first burner 16A and the second burner 16B are adjacent in the circumferential direction, for example, in the order of the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction.
  • it means an arrangement pattern that appears twice or more while one arrangement pattern in the order of the second burner 16B and the first burner 16A makes one round in the circumferential direction.
  • the first burner 16A and the second burner 16B of the fuel ejector 14B are arranged in a circumferentially asymmetric arrangement pattern (an arrangement pattern that is not rotationally symmetric) about the combustor axis Ac.
  • the center-of-gravity position g of the heat generation rate of the fuel injector 14B is offset from the combustor axis Ac, similarly to the fuel injector 14A of the first embodiment.
  • a combined vector SV obtained by combining unit vectors UA and UB corresponding to the direction of the radial flow generated at the boundary between the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction. Is larger than the unit vector UA (or UB).
  • the main burners 16 (the first burner 16A and the second burner 16B) of the fuel ejector 14C are arranged in an arrangement pattern that becomes a combined vector SV that is equal to or larger than the unit vector UA (or UB).
  • the size of the combined vector SV in the third embodiment is twice as large as the unit vector UA (or UB).
  • Fuel sprayer 14B can set four groups in the circumferential direction, if two main burners 16 adjacent in the circumferential direction are grouped.
  • the arrangement position of the main burner 16 is composed of one first burner 16A and one second burner 16B with “1” and “8”.
  • the first group G1 the second group G2 composed of two first burners 16A
  • the third group G3 composed of one second burner 16B and one first burner 16A
  • the fourth group G4 can be set.
  • the arrangement order of the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction is different from any of the second group G2 to the fourth group G4.
  • the fuel injector 14C of the third embodiment also has eight main burners 16 as in the first embodiment. That is, the number of the plurality of main burners 16 that can be equally divided in the circumferential direction is two or four.
  • the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction centering on the combustor axis Ac. And are arranged.
  • 14 C of fuel ejectors can form the flame which is not uniform in the circumferential direction, without using the multiple types of main burner from which an external shape differs.
  • first burner 16A and the second burner 16B are not arranged rotationally symmetrical, it is possible to suppress the flame from becoming uniform in the circumferential direction.
  • the center of gravity position g using the heat generation rate of the flame by each main burner 16 as an index is offset from the combustor axis Ac which is the center position of the arrangement of the plurality of main burners 16, the balance of the flame in the circumferential direction is improved. Breaking down, it can be suppressed that the flame becomes uniform.
  • the circumferential direction of the first burner 16A and the second burner 16B is arranged as an arrangement pattern in which the magnitude of the combined vector SV is equal to or larger than the magnitude of the unit vector UA (or UB), the circumferential direction It is possible to suppress the balance of the flames and to make the flames uniform.
  • the plurality of main burners 16 arranged at intervals in the circumferential direction are divided in the circumferential direction into a group composed of one or a plurality of main burners 16 adjacent to each other in the circumferential direction and the same number of main burners 16.
  • the arrangement relationship between the first burner 16A and the second burner 16B in at least one group is made different from that in the other groups. Therefore, it can suppress that a flame is formed uniformly in the circumferential direction.
  • the fuel injector 14D in the fourth embodiment includes a first burner 16A and a second burner 16B as a plurality of main burners 16, similarly to the fuel injector 14A of the first embodiment described above. And.
  • the first burner 16A and the second burner 16B have the same configuration except that the turning directions are opposite to each other.
  • first burners 16A are continuously arranged in the circumferential direction, and one second burner 16B is arranged. That is, only one of the plurality of main burners 16 arranged in the circumferential direction is the second burner 16B, and the other is the first burner 16A.
  • the fuel injector 14D shown in FIG. 9 shows a case where eight main burners 16 are provided, as in FIG. However, the number of main burners 16 should just be two or more, for example, may be nine or more and seven or less.
  • the first burner 16A and the second burner 16B of the fuel injector 14D are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction, similarly to the fuel injector 14A. Furthermore, the first burner 16A and the second burner 16B of the fuel ejector 14D are arranged in an asymmetric arrangement pattern (an arrangement pattern that is not rotationally symmetric) in the circumferential direction around the combustor axis Ac.
  • center-of-gravity position g of the heat generation rate of the fuel injector 14D is offset from the combustor axis Ac, similarly to the fuel injector 1 ⁇ BR> SA of the first embodiment.
  • the fuel ejector 14D if two main burners 16 adjacent in the circumferential direction are made into one group, four groups can be set in the circumferential direction.
  • the first group G1 composed of one second burner 16B and one first burner 16A (arrangement number “8” of the main burner 16 and "7")
  • the second group G2 to the fourth group G4 consisting of two first burners 16A (arrangement numbers "6" and "5", "4" and "3", “2” and the main burner 16) “1”) can be set.
  • the arrangement order of the first burner 16A and the second burner 16B in the circumferential direction is different from any of the second group G2 to the fourth group G4.
  • the fuel ejector 14D of the fourth embodiment also has eight main burners 16 as in the first embodiment. That is, the number of the plurality of main burners 16 that can be equally divided in the circumferential direction is two or four.
  • the first burner 16A and the second burner 16B are arranged in a non-periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction centering on the combustor axis Ac. And are arranged.
  • fuel ejector 14D can form the flame which is not uniform in the circumferential direction, without using the multiple types of main burner from which an external shape differs.
  • first burner 16A and the second burner 16B are not arranged rotationally symmetrical, it is possible to suppress the flame from becoming uniform in the circumferential direction.
  • the center of gravity position g using the flame heat generation rate by each main burner 16 as an index is offset from the combustor axis Ac which is the center position of the arrangement of the plurality of main burners 16. Therefore, it is possible to suppress the balance of the flame in the circumferential direction and to prevent the flame from becoming uniform.
  • the plurality of main burners 16 arranged at intervals in the circumferential direction are divided in the circumferential direction into a group composed of one or a plurality of main burners 16 adjacent to each other in the circumferential direction and the same number of main burners 16.
  • the arrangement relationship between the first burner 16A and the second burner 16B in at least one group is made different from that in the other groups. Therefore, it can suppress that a flame is formed uniformly in the circumferential direction.
  • the “heat rate center of gravity” indicates the distance from the combustor axis Ac to the heat rate center of gravity.
  • the arrangement of the main burner 16 in the fuel ejector 14A of the first embodiment described above is the case “6”.
  • the arrangement of the main burner 16 in the fuel injector 14B of the second embodiment is the case “2”.
  • the arrangement of the main burner 16 in the fuel injector 14C of the third embodiment is a case “13”.
  • the arrangement of the main burner 16 in the fuel injector 14D of the fourth embodiment is the case “1”.
  • the first burner 16A is indicated by “0”
  • the second burner 16B is indicated by “1”.
  • Case “0”, case “5”, case “20”, and case “22” in the above table are arranged in a periodic arrangement pattern over the entire circumference in the circumferential direction. Is arranged.
  • Heat generation rate center of gravity The values of the heat generation rate centroids of case “0”, case “5”, case “20”, and case “22”, which are comparative examples, were all “0.0000”. On the other hand, in all cases except the comparative example, the value of the heat generation rate centroid is larger than “0.0000”.
  • the solid line indicates the value of the heat generation rate centroid.
  • the broken line indicates the size of the combined vector.
  • the left end of the horizontal axis is the case “0”, and the right end is the case “22”. That is, on the horizontal axis, the case number increases toward the right side.
  • a thick solid line extending in the horizontal direction is an example of a reference value for the value of the center of gravity of the heat generation rate and the magnitude of the combined vector.
  • the size of the composite vector has a correlation with the value of the center of gravity of heat generation rate (solid line).
  • the size of the combined vector and the value of the heat generation rate centroid are particularly high in the cases “2”, “6”, and “13” corresponding to the first, second, and third embodiments described above. . Although it is a numerical value lower than these cases “2”, “6”, and “13”, in the case “1” corresponding to the fourth embodiment, the size of the combined vector and the value of the heat generation rate centroid are: The value is sufficiently higher than “0”.
  • the present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above, and the design can be changed without departing from the gist thereof.
  • the arrangement pattern is not limited to those in the first to fourth embodiments. That is, the arrangement pattern is not limited to the case “1”, “2”, “6”, “13”. For cases other than case “0”, case “5”, case “20”, and case “22” (arrangement pattern), cases other than case “1”, “2”, “6”, and “13” It may be an arrangement pattern.
  • This invention can be applied to a combustor and a gas turbine. According to this invention, generation
  • production of a combustion vibration can be suppressed, suppressing the man-hour concerning manufacture of a main burner increasing.

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Abstract

燃焼器は、一次空気を旋回させて混合気を生成する第一バーナー（１６Ａ）と、前記第一バーナー（１６Ａ）とは逆方向に一次空気を旋回させて混合気を生成する第二バーナー（１６Ｂ）と、をメインバーナー（１６）として備えている。前記メインバーナー（１６）は、周方向に間隔をあけて複数配置され、前記周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで前記第一バーナー（１６Ａ）と前記第二バーナー（１６Ｂ）とが配置されている。

Description

燃焼器及びガスタービン
　この発明は、燃焼器及びガスタービンに関する。
　本願は、２０１７年２月２１日に、日本に出願された特願２０１７－０２９６４０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　ガスタービンの燃焼器においては、周方向に等間隔で並べられた同一形状の複数のメインバーナーを備えている場合がある。
　特許文献１には、広範囲な燃焼火炎を形成して安定性と低エミッションを実現するために、燃料供給ノズルの後流における空気との混合通路形状を異ならせることで、大外径の短い火炎と、細長い火炎を形成させる技術が記載されている。
　特許文献２には、中心軸線に平行に配置された旋回軸を有するスワラーを周方向に複数備える燃焼器において、隣り合うスワラーによる旋回流の外縁が合流する際に生じるせん断を減少させて、ＮＯｘやＣＯ排出の低減を図るために、各スワラーに対して、それぞれ隣り合うスワラーの旋回方向とは互いに反対方向となるような旋回流を与える技術が記載されている。
米国特許第６９３１８５３号明細書 米国特許第９５００３６８号明細書
　例えば、周方向に並んで配置された複数のメインバーナーによって形成される火炎が全て同じ特性の場合、周方向における火炎の形状が一様になり、火炎の軸方向長さも周方向で一様となる。
　特許文献２に記載のメインバーナーは、周方向で隣接するメインバーナー同士で旋回方向が反対方向となるように配置されている。しかし、特許文献２に記載されたメインバーナーによって形成される火炎も、周方向で一様になってしまう。
　このように周方向で一様な火炎が形成されると、メインバーナーに圧力変動が生じると、火炎が周方向で同じ変動を起こす。互いの火炎が同相で変動することで、燃焼器における発熱率の変動の振幅が大きくなり、燃焼振動が大きくなってしまう。
　特許文献１に記載の燃焼器のように、火炎の形状を変化させるために外形が異なるメインバーナーを複数用いる場合、メインバーナーの製造に係る工数が増加してしまうという課題がある。
　この発明は、メインバーナーの製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる燃焼器及びガスタービンを提供する。
　この発明の第一態様によれば、燃焼器は、一次空気を旋回させて混合気を生成するメインバーナーとしての第一バーナーと、前記第一バーナーとは逆方向に一次空気を旋回させて混合気を生成するメインバーナーとしての第二バーナーと、を備えている。前記メインバーナーは、周方向に間隔をあけて複数配置され、前記周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで前記第一バーナーと前記第二バーナーとが配置されている。
　このように一次空気を旋回させる方向が互いに逆方向となる第一バーナーと第二バーナーとを周方向の全周に渡って非周期的に配置することで、周方向で一様な火炎となることを抑制できる。そのため、外形が異なる複数種のメインバーナーを用いる必要が無くなる。
　したがって、メインバーナーの製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
　この発明の第二態様によれば、第一態様に係る第一バーナーと、第二バーナーとは、周方向で非対称な配置パターンで配置されていていてもよい。
　第一バーナーと第二バーナーとを回転対称に配置しないため、周方向で一様な火炎となることを抑制できる。
　この発明の第三態様によれば、第一態様に係る第一バーナーと、第二バーナーとは、複数の前記メインバーナーの全体の発熱率の重心位置が、前記周方向の中心位置からオフセットする配置パターンで配置されていてもよい。
　各メインバーナーによる火炎の発熱率を指標とした重心位置を、複数のメインバーナーの配置の中心位置からオフセットさせることで、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。
　この発明の第四態様によれば、第一態様に係る第一バーナーと、第二バーナーとは、周方向における前記第一バーナーと前記第二バーナーとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じた単位ベクトルをそれぞれ合成した合成ベクトルの大きさが前記単位ベクトルの大きさ以上となる配置パターンで配置されていてもよい。
　第一バーナーと第二バーナーとの周方向における配置パターンを、合成ベクトルの大きさが単位ベクトルの大きさ以上となる配置パターンとすることで、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。
　この発明の第五態様によれば、第一態様に係る燃焼器において、周方向に間隔をあけて配置された複数の前記メインバーナーを、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナーからなり、且つ、同数のメインバーナーからなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの前記群における第一バーナー及び第二バーナーの配置関係が、他の前記群と異なるようにしても良い。
　このように構成することで、周方向において一様な火炎が形成されることを抑制できる。
　この発明の第六態様によれば、ガスタービンは、第一から第五態様の何れか一つの態様に係る燃焼器を備えている。
　このように構成することで、燃焼振動により運転状態が不安定になることを低減できる。
　上記燃焼器及びガスタービンによれば、メインバーナーの製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
この発明の第一実施形態におけるガスタービンの概略構成を示す図である。 この発明の第一実施形態における燃焼器の概略構成を示す図である。 この発明の第一実施形態におけるメインバーナーの配置を示す図である。 この発明の第一実施形態におけるメインバーナーの旋回方向を示す図である。 この発明の第一実施形態における発熱率の重心位置を示す図である。 この発明の第一実施形態における合成ベクトルを示す図である。 この発明の第二実施形態における図４に相当する図である。 この発明の第三実施形態における図４に相当する図である。 この発明の第四実施形態における図４に相当する図である。 左側の縦軸を発熱率重心と燃焼器中心との距離とし、右側の縦軸を合成ベクトルの大きさとし、横軸をケース番号としたグラフである。
（第一実施形態）
　次に、この発明の第一実施形態における燃焼器及びガスタービンを図面に基づき説明する。
　図１に示すように、ガスタービン１は、圧縮機２と、燃焼器３と、タービン４と、を備えている。
　圧縮機２は、空気Ａを圧縮して圧縮空気を生成する。燃焼器３は、燃料Ｆを圧縮機２で生成した圧縮空気中で燃焼させて高温高圧の燃焼ガスを生成する。タービン４は、燃焼器３により生成された燃焼ガスにより駆動され、燃焼ガスのエネルギーを回転エネルギーに変換する。
　圧縮機２は、圧縮機ロータ６と、圧縮機ケーシング７と、を備えている。また、タービン４は、タービンロータ８と、タービンケーシング９と、を備えている。
　圧縮機ロータ６とタービンロータ８とは、直列に配置されて回転軸線Ａｒを中心に回転する。タービンロータ８と圧縮機ロータ６とは一体に連結されている。これら圧縮機ロータ６とタービンロータ８とによってガスタービンロータ１０が構成されている。このガスタービンロータ１０には、例えば、発電機ＧＥＮのロータが連結されている。
　圧縮機ケーシング７は、圧縮機ロータ６を覆うとともに圧縮機ロータ６を回転可能に支持している。タービンケーシング９は、タービンロータ８を覆うとともにタービンロータ８を回転可能に支持している。圧縮機ケーシング７とタービンケーシング９とは連結されている。これら圧縮機ロータ６とタービンロータ８とによってガスタービンロータ１０が構成されている。このガスタービンケーシング１１には、燃焼器３が固定されている。
　図２に示すように、燃焼器３は、燃焼筒（又は尾筒）１３と、燃料噴出器１４Ａとを備えている。燃焼筒１３は、その内部で燃料Ｆを燃焼させる。燃焼筒１３は、この燃料Ｆを燃焼させた結果得られる燃焼ガスをタービン４に送る。燃料噴出器１４Ａは、燃焼筒１３内に燃料Ｆ及び圧縮空気Ａを噴出する。
　図３に示すように、燃料噴出器１４Ａは、パイロットバーナー１５と、メインバーナー１６と、バーナー保持筒１７と、を備えている。
　パイロットバーナー１５は、燃焼器軸線Ａｃ上に配置され、燃料を拡散燃焼させる。このパイロットバーナー１５は、パイロットノズル１８と、パイロットバーナー筒１９と、パイロットスワラ（図示せず）と、を備えている。
　パイロットノズル１８は、燃焼器軸線Ａｃを中心として軸線方向Ｄａに延びるように形成されている。このパイロットノズル１８は、例えば、その下流側端部に燃料噴射用の噴射孔１８ａを有している。
　パイロットバーナー筒１９は本体部２１と、コーン部２２と、を備えている。本体部２１は、パイロットノズル１８の外周を覆っている。コーン部２２は、本体部２１の下流側に配置されている。このコーン部２２は、下流側に向かって次第に拡径するように形成されている。
　パイロットスワラ（図示せず）は、軸線方向Ｄａでパイロットノズル１８の噴射孔１８ａが形成されている位置よりも上流側に配置されている。このパイロットスワラ（図示せず）は、上流側から流れてきた圧縮空気（一次空気）Ａを、燃焼器軸線Ａｃを旋回中心にして旋回させる。パイロットスワラ（図示せず）は、パイロットバーナー筒１９の本体部２１の内周面から径方向内側に延びている。これらパイロットスワラ（図示せず）は、例えば、周方向に間隔をあけて複数形成されている。
　圧縮機２で圧縮された圧縮空気Ａは、上流側からパイロットバーナー１５のパイロットバーナー筒１９内に流入する。燃料は、パイロットノズル１８の噴射孔１８ａから噴射される。この燃料は、パイロットスワラ（図示せず）により旋回成分を付与された圧縮空気Ａと共に、パイロットバーナー筒１９から燃焼筒１３に向けて噴出され、燃焼筒１３内で拡散燃焼する。
　メインバーナー１６は、複数設けられている。これらメインバーナー１６は、パイロットバーナー１５の外周を囲むように配置されている。これらメインバーナー１６は、燃料を予混合燃焼させる。これらメインバーナー１６は、燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向に間隔をあけて配置されている。より具体的には、メインバーナー１６は、燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向に等間隔に配置されている。
　メインバーナー１６は、メインノズル２３と、メインバーナー筒２４と、メインスワラ２５と、を備えている。
　メインノズル２３は、燃焼器軸線Ａｃと平行に延びている。これらメインノズル２３は、燃料噴射用の噴射孔２３ａを、例えば、その外周面に有している。
　メインバーナー筒２４は、メインノズル２３の外周を覆っている。図３に例示するメインバーナー筒２４は、燃焼器軸線Ａｃを中心とした径方向において内側に配置されている部分が、パイロットバーナー筒１９の一部を兼ねている。
　メインスワラ２５は、上流側から流れてきた圧縮空気（一次空気）Ａを、メインノズル２３を旋回中心にして旋回させる。メインスワラ２５は、メインバーナー筒２４の内周面からメインノズル２３に向かって延びている。メインスワラ２５は、複数設けられたメインバーナー１６にそれぞれ設けられている。メインスワラ２５は、それぞれメインノズル２３を中心とした周方向に間隔をあけて複数設けられている。
　バーナー保持筒１７は、上述したパイロットバーナー１５及びメインバーナー１６を保持している。より具体的には、バーナー保持筒１７は、複数のメインバーナー１６がパイロットバーナー１５の外周を囲むように、パイロットバーナー１５及びメインバーナー１６を保持している。
　圧縮機２で圧縮された圧縮空気Ａは、上流側からメインバーナー１６のメインバーナー筒２４内に流入する。燃料Ｆは、メインノズル２３の噴射孔２３ａから噴射される。この燃料Ｆは、メインスワラ２５により旋回成分を付与された圧縮空気Ａと混合される。メインスワラ２５は、圧縮空気Ａに燃料Ｆが噴射された後に、旋回成分を付与するようにしてもよい。これら燃料と圧縮空気Ａとが混合された予混合気体は、燃焼筒１３に向けて噴出され、燃焼筒１３内で予混合燃焼する。
　図４に示すように、燃料噴出器１４は、メインスワラ２５による旋回方向が互いに逆方向となるメインバーナー１６としての第一バーナー１６Ａと、メインバーナー１６としての第二バーナー１６Ｂと、を備えている。これら第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、旋回方向が互いに逆方向である点を除いて、同一の構成となっている。図４において、パイロットバーナー１５の図示を省略している。この実施形態で用いるメインバーナー１６は、第一バーナー１６Ａと、第二バーナー１６Ｂとの二種類のみである。
　この第一実施形態における第一バーナー１６Ａは、燃焼筒１３側から見て旋回方向が左回りになっている。この第一実施形態における第二バーナー１６Ｂは、燃焼筒１３側から見て旋回方向が右回りになっている。この第一実施形態における燃料噴出器１４Ａは、５つの第一バーナー１６Ａが周方向に連続して配置されている。この第一実施形態における燃料噴出器１４Ａは、３つの第二バーナー１６Ｂが周方向に連続して配置されている。図４に示す燃料噴出器１４Ａは、８つのメインバーナー１６を備える場合を示しているが、メインバーナー１６の数は、複数であればよく、例えば、９つ以上や、７つ以下であっても良い。図４において、周方向の８つのメインバーナー１６の位置をそれぞれ配置番号「１」から「８」で示している。
　第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、燃料噴出器１４Ａにおいて、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置されている。ここで、「周期的な配置パターン」とは、燃焼器軸線Ａｃを中心として周方向に一周する間に、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの配置されている順序のパターンが同一のパターンのみで繰り返されることである。周期的な場合の一例としては、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが周方向に交互に配置されている場合や、第一バーナー１６Ａのみが配置される場合や、第二バーナー１６Ｂのみが配置される場合などを挙げることができる。
　つまり、この第一実施形態の燃料噴出器１４Ａにおけるメインバーナー１６の配置パターンは、燃焼器軸線Ａｃを中心として周方向に一周する間に、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの配置されている順序のパターンが同一のパターンのみで繰り返されていない。
　第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、燃料噴出器１４Ａにおいて燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向で非対称な配置パターンで配置されている。この周方向で非対称な配置パターンとは、いわゆる回転対称となるような順序で第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが配置されていないことを意味している。以下の実施形態の説明においては、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの配置パターンの非周期性の指標の一例として、発熱率重心と合成ベクトルとを用いているが、発熱率重心と合成ベクトルとの何れか一方だけ用いても良い。
　第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、燃料噴出器１４Ａにおいて、複数のメインバーナー１６の全体の発熱率の重心位置ｇ（図５参照）が、周方向の中心位置である燃焼器軸線Ａｃからオフセットする配置パターンで配置されている。燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向で全てのメインバーナー１６が第一バーナー１６Ａである場合、燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向で全てのメインバーナー１６が第二バーナー１６Ｂである場合、及び、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向で交互に配置されている場合には、全周で発熱率がバランスされる。そのため、発熱率の重心位置ｇと燃焼器軸線Ａｃとは実質的に一致する。
　図５において「８－１」，「１－２」，「２－３」，「３－４」，「４－５」，「５－６」，「６－７」は、それぞれ図４に示すメインバーナー１６の配置番号に対応した位置である。一例を示すと、「８－１」は、メインバーナー１６の位置「１」と「８」の間の位置を示している。
　第一実施形態の燃料噴出器１４Ａの第二バーナー１６Ｂは、周方向に３つ連続して配置されている。燃料噴出器１４Ａの第一バーナー１６Ａは、周方向に５つ連続して配置されている。そのため、図５に示すように、この燃料噴出器１４Ａの発熱率は、周方向に偏りが生じて位置「８－１」で外側にオフセットしている。この発熱率の偏りは、周方向で隣り合う第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの境界におけるスワールの向きに起因するものと考えられる。この燃料噴出器１４Ａの発熱率の重心位置ｇは、燃焼器軸線Ａｃから位置「８－１」の外側にオフセットしている。ここで、図５において、燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向の全周に第一バーナー１６Ａが設けられている場合（後述するケース０の場合）、この周方向の全周に渡って発熱率が「１」となる（図５中、実線で示す）。この場合、発熱率の重心位置ｇは、燃焼器軸線Ａｃと重なる。燃焼器軸線Ａｃを中心とした径方向において、外側に向かうスワールが強い場合は、発熱率を１．５とし、径方向内側に向かうスワールが強い場合は、発熱率を０．５としている（図５中、破線で示す）。
　燃料噴出器１４Ａの第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、単位ベクトルの大きさ以上の合成ベクトルとなる配置パターンで配置されている。ここで、単位ベクトルとは、燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向における第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じたベクトルである。合成ベクトルとは、燃料噴出器１４Ａにおいて、単位ベクトルをそれぞれ合成したベクトルである。
　つまり、燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向における第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じた単位ベクトルをそれぞれ合成した合成ベクトルの大きさが、単位ベクトルの大きさ以上となる配置パターンで、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが配置されている。
　例えば、隣り合うメインバーナー１６の旋回方向が同一の場合、隣り合うメインバーナー１６の境界において互いの旋回流同士が打ち消し合うように作用するので、径方向の流れは実質的に生じないものとする。隣り合うメインバーナー１６の旋回方向が逆方向の場合、隣り合うメインバーナー１６の境界において互いの旋回流が径方向で同一の方向に向かう。つまり、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの境界には、燃焼器軸線Ａｃを中心とした径方向で内側又は外側に向かう流れが生じる。この境界に生じる径方向の流れを大きさ「１」の単位ベクトルで表すと、図４に示すような径方向外側に向かう単位ベクトルＵＡと、径方向内側に向かう単位ベクトルＵＢとを描くことができる。
　図６に示すように、この第一実施形態における燃料噴出器１４Ａは、燃焼器軸線Ａｃの位置を原点である（０，０）座標とすると、単位ベクトルＵＡは、（０，０）座標から（０，１）座標に至る。単位ベクトルＵＢは、（－０．７１，０．７１）座標から（０，０）座標に至る。これら単位ベクトルＵＡ，ＵＢの和（以下、合成ベクトルＳＶと称する）の大きさは、１．８程度となる。すなわち、単位ベクトルＵＡ，ＵＢの合成ベクトルＳＶの大きさは、１以上となっている。
　燃料噴出器１４Ａにおいて、例えば、周方向に間隔をあけて配置された複数のメインバーナー１６を、周方向に分割して、互いに周方向に隣接する複数のメインバーナー１６からなり、且つ、同数のメインバーナー１６からなる「群」にする。この場合、この発明の第一実施形態における燃料噴出器１４Ａは、少なくとも一つの群における第一バーナー１６Ａ及び第二バーナー１６Ｂの周方向の配置順（配置関係）が、他の群と異なるようになっている。
　図４に示すように、この第一実施形態の燃料噴出器１４Ａは、周方向に隣接する２つのメインバーナー１６を一つの群とすると、周方向に４つの群が設定できる。この場合、周方向のうち一方向（例えば、右回り）で見ると、メインバーナー１６の配置番号で「８」及び「７」の２つの第二バーナー１６Ｂからなる第一群Ｇ１と、配置番号「６」及び「５」の一つの第二バーナー１６Ｂと一つの第一バーナー１６Ａとからなる第二群Ｇ２と、が設定できる。さらに、メインバーナー１６の配置番号で「４」及び「３」の２つの第一バーナー１６Ａのみからなる第三群Ｇ３と、配置番号「２」及び「１」の２つの第一バーナー１６Ａのみからなる第四群Ｇ４と、が設定できる。第一群Ｇ１は、第二群Ｇ２から第四群Ｇ４の何れに対しても周方向の第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの配置順が異なっている。群として組み合わせるメインバーナー１６は、上述した配置番号のものに限られない。各群は、例えば、メインバーナー１６の配置番号で「７」を周方向の始点として、配置番号「７」と「６」、「５」と「４」、「３」と「２」、「１」と「８」等により構成しても同様である。
　この第一実施形態の燃料噴出器１４Ａは、８つのメインバーナー１６を有しているため、複数のメインバーナー１６を周方向に等分できる個数は、２個又は４個である。図示は省略するが、４個の場合も２個の場合と同様に、それぞれの群における第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂの配置順は異なるものとなる。なお、一つの群は、一つのメインバーナー１６からなるようにしてもよい。
　第一実施形態によれば、燃焼器軸線Ａｃを中心とする周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが配置されている。
　これにより、燃料噴出器１４Ａは、外形が異なる複数種のメインバーナーを用いずに、周方向で一様ではない火炎を形成することができる。
　その結果、メインバーナー１６の製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
　また、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとを回転対称に配置しないため、火炎が周方向で一様になることを抑制できる。
　さらに、各メインバーナー１６による火炎の発熱率を指標とした重心位置ｇが、複数のメインバーナー１６の配置の中心位置である燃焼器軸線Ａｃからオフセットしていることで、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。
　また、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの周方向における配置パターンが、合成ベクトルＳＶの大きさを単位ベクトルＵＡの大きさ以上とする配置パターンであるので、周方向における火炎のバランスを崩して一様な火炎となることを抑制できる。
　さらに、周方向に間隔をあけて配置された複数のメインバーナー１６を、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナー１６からなり、且つ、同数のメインバーナー１６からなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの群における第一バーナー１６Ａ及び第二バーナー１６Ｂの配置関係が、他の群と異なるようにしている。そのため、周方向において一様な火炎が形成されることを抑制できる。
（第二実施形態）
　この発明の第二実施形態を図面に基づき説明する。この第二実施形態は、上述した第一実施形態に対してメインバーナーの配置パターンを変化させたものである。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、重複する説明を省略する。
　図７に示すように、この第二実施形態における燃料噴出器１４Ｂは、上述した第一実施形態の燃料噴出器１４Ａと同様に、複数のメインバーナー１６として第一バーナー１６Ａと、第二バーナー１６Ｂと、を備えている。これら第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、旋回方向が互いに逆方向である点を除いて、同一の構成となっている。
　この第二実施形態における燃料噴出器１４Ｂの第一バーナー１６Ａは、周方向に６つ連続して配置されている。燃料噴出器１４Ｂの第二バーナー１６Ｂは、周方向に２つ連続して配置されている。図７に示す燃料噴出器１４Ｂは、図４と同様に、８つのメインバーナー１６を備える場合を示しているが、メインバーナー１６の数は、複数であればよく、例えば、９つ以上や、７つ以下であっても良い。
　燃料噴出器１４Ｂは、燃料噴出器１４Ａと同様に、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが配置されている。
　燃料噴出器１４Ｂは、さらに、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが、燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向で非対称な配置パターン（回転対称ではない配置パターン）で配置されている。
　燃料噴出器１４Ｂは、第一実施形態の燃料噴出器１４Ａと同様に、その発熱率の重心位置ｇが、燃焼器軸線Ａｃからオフセットしている。
　第一実施形態の燃料噴出器１４Ａと同様に、周方向における第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じた単位ベクトルＵＡ，ＵＢをそれぞれ合成した合成ベクトルＳＶの大きさが単位ベクトルＵＡ（又はＵＢ）の大きさ以上となる配置パターンで、燃料噴出器１４Ｂのメインバーナー１６（第一バーナー１６Ａ、第二バーナー１６Ｂ）が配置されている。
　燃料噴出器１４Ｂは、周方向に隣接する２つのメインバーナー１６を一つの群とすると、周方向に４つの群が設定できる。この場合、周方向のうち一方向（例えば、右回り）で見ると、２つの第二バーナー１６Ｂからなる第一群Ｇ１と、二つの第一バーナー１６Ａからなる第二群Ｇ２から第四群Ｇ４と、が設定できる。第一群Ｇ１は、第二群Ｇ２から第四群Ｇ４の何れに対しても周方向の第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの配置順が異なっている。この第二実施形態の燃料噴出器１４Ｂも、第一実施形態と同様に、８つのメインバーナー１６を有している。つまり、複数のメインバーナー１６を周方向に等分できる個数は、２個又は４個である。
　上述した第二実施形態によれば、第一実施形態と同様に、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが、燃焼器軸線Ａｃを中心とする周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置されている。
　これにより、燃料噴出器１４Ｂは、外形が異なる複数種のメインバーナーを用いずに、周方向で一様ではない火炎を形成することができる。
　その結果、メインバーナー１６の製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
　また、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとを回転対称に配置しないため、火炎が、周方向で一様になることを抑制できる。
　さらに、各メインバーナー１６による火炎の発熱率を指標とした重心位置ｇが、複数のメインバーナー１６の配置の中心位置である燃焼器軸線Ａｃからオフセットしている。そのため、周方向における火炎のバランスを崩して、火炎が、周方向において一様になることを抑制できる。
　また、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの周方向における配置パターンが、合成ベクトルＳＶの大きさが単位ベクトルＵＡ（又は、ＵＢ）の大きさ以上となる配置パターンである。そのため、周方向における火炎のバランスを崩して、火炎が、周方向において一様になることを抑制できる。
　さらに、周方向に間隔をあけて配置された複数のメインバーナー１６を、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナー１６からなり、且つ、同数のメインバーナー１６からなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの群における第一バーナー１６Ａ及び第二バーナー１６Ｂの配置関係が、他の群と異なるようにしている。そのため、火炎が、周方向において一様に形成されることを抑制できる。
　（第三実施形態）
　この発明の第三実施形態を図面に基づき説明する。この第三実施形態は、第二実施形態と同様に、上述した第一実施形態に対してメインバーナーの配置パターンを変化させたものである。そのため、上述した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、重複する説明を省略する。
　図８に示すように、第三実施形態における燃料噴出器１４Ｃは、上述した第一実施形態の燃料噴出器１４Ａと同様に、複数のメインバーナー１６として第一バーナー１６Ａと、第二バーナー１６Ｂと、を備えている。これら第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、旋回方向が互いに逆方向である点を除いて、同一の構成となっている。
　第三実施形態における燃料噴出器１４Ｃの第一バーナー１６Ａは、周方向に４つ連続して配置されている。この燃料噴出器１４Ｃの第二バーナー１６Ｂは、周方向に４つ連続して配置されている。図８に示す燃料噴出器１４Ｃは、図４と同様に、８つのメインバーナー１６を備える場合を示しているが、メインバーナー１６の数は、複数であればよく、例えば、９つ以上や、７つ以下であっても良い。
　燃料噴出器１４Ｃの第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、燃料噴出器１４Ａと同様に、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置されている。
　ここで、第三実施形態の第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの配置パターンは、一見すると周期的な配置パターンであるように見える。しかし、ここで言う周期的な配置パターンとは、周方向で第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが隣り合う配置パターンにおいて、例えば、周方向で第一バーナー１６Ａ、第二バーナー１６Ｂの順、又は、第二バーナー１６Ｂ、第一バーナー１６Ａの順の何れかの配置パターンが周方向に一周する間に２回以上現れる配置パターンを意味する。
　燃料噴出器１４Ｂの第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向で非対称な配置パターン（回転対称ではない配置パターン）で配置されている。
　燃料噴出器１４Ｂの発熱率の重心位置ｇは、第一実施形態の燃料噴出器１４Ａと同様に、燃焼器軸線Ａｃからオフセットしている。
　図示は省略するが、燃料噴出器１４Ｃにおいて、周方向における第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じた単位ベクトルＵＡ，ＵＢをそれぞれ合成した合成ベクトルＳＶの大きさは、単位ベクトルＵＡ（又は、ＵＢ）の大きさ以上となっている。つまり、燃料噴出器１４Ｃのメインバーナー１６（第一バーナー１６Ａ、第二バーナー１６Ｂ）は、単位ベクトルＵＡ（又はＵＢ）の大きさ以上の合成ベクトルＳＶになる配置パターンで配置されている。なお、この第三実施形態における合成ベクトルＳＶの大きさは、単位ベクトルＵＡ（又は、ＵＢ）に対して２倍の大きさとなっている。
　燃料噴出器１４Ｂは、周方向に隣接する２つのメインバーナー１６を一つの群とすると、周方向に４つの群が設定できる。この場合、周方向のうち一方向（例えば、右回り）で見ると、メインバーナー１６の配置位置が「１」と「８」の１つの第一バーナー１６Ａと一つの第二バーナー１６Ｂとからなる第一群Ｇ１と、二つの第一バーナー１６Ａからなる第二群Ｇ２と、一つの第二バーナー１６Ｂと一つの第一バーナー１６Ａとからなる第三群Ｇ３と、二つの第一バーナー１６Ａからなる第四群Ｇ４と、が設定できる。第一群Ｇ１は、第二群Ｇ２から第四群Ｇ４の何れに対しても周方向の第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの配置順が異なっている。この第三実施形態の燃料噴出器１４Ｃも、第一実施形態と同様に、８つのメインバーナー１６を有している。つまり、複数のメインバーナー１６を周方向に等分できる個数は、２個又は４個である。
　上述した第三実施形態によれば、第一実施形態と同様に、燃焼器軸線Ａｃを中心とする周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが配置されている。
　これにより、燃料噴出器１４Ｃは、外形が異なる複数種のメインバーナーを用いずに、周方向で一様ではない火炎を形成することができる。
　その結果、メインバーナー１６の製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
　また、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとを回転対称に配置しないため、火炎が、周方向で一様になることを抑制できる。
　さらに、各メインバーナー１６による火炎の発熱率を指標とした重心位置ｇを、複数のメインバーナー１６の配置の中心位置である燃焼器軸線Ａｃからオフセットしているため、周方向における火炎のバランスを崩して、火炎が、一様になることを抑制できる。
　また、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの周方向における配置パターンを、合成ベクトルＳＶの大きさが単位ベクトルＵＡ（又は、ＵＢ）の大きさ以上となる配置パターンとすることで、周方向における火炎のバランスを崩して、火炎が、一様になることを抑制できる。
　さらに、周方向に間隔をあけて配置された複数のメインバーナー１６を、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナー１６からなり、且つ、同数のメインバーナー１６からなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの群における第一バーナー１６Ａ及び第二バーナー１６Ｂの配置関係が、他の群と異なるようにしている。そのため、火炎が、周方向において一様に形成されることを抑制できる。
（第四実施形態）
　次に、この発明の第四実施形態を図面に基づき説明する。この第四実施形態は、上述した第一実施形態に対してメインバーナーの配置パターンを変化させたものである。第四実施形態は、合成ベクトルの大きさが「１」未満になる点で第一実施形態と異なる。そのため、上述した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、重複する説明を省略する。
　図９に示すように、この第四実施形態における燃料噴出器１４Ｄは、上述した第一実施形態の燃料噴出器１４Ａと同様に、複数のメインバーナー１６として第一バーナー１６Ａと、第二バーナー１６Ｂと、を備えている。これら第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、旋回方向が互いに逆方向である点を除いて、同一の構成となっている。
　この第四実施形態における燃料噴出器１４Ｄは、７つの第一バーナー１６Ａが周方向に連続して配置されるとともに、１つの第二バーナー１６Ｂが配置されている。つまり、周方向に配置された複数のメインバーナー１６のうち、一つだけ第二バーナー１６Ｂとされ、他の全てが第一バーナー１６Ａとなっている。図９に示す燃料噴出器１４Ｄは、図４と同様に、８つのメインバーナー１６を備える場合を示している。しかし、メインバーナー１６の数は、複数であればよく、例えば、９つ以上や、７つ以下であっても良い。
　燃料噴出器１４Ｄの第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、燃料噴出器１４Ａと同様に、周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで配置されている。
　さらに、燃料噴出器１４Ｄの第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとは、燃焼器軸線Ａｃを中心とした周方向で非対称な配置パターン（回転対称ではない配置パターン）で配置されている。
　また、燃料噴出器１４Ｄの発熱率の重心位置ｇは、第一実施形態の燃料噴出器１・BR>SＡと同様に、燃焼器軸線Ａｃからオフセットしている。
　さらに、燃料噴出器１４Ｄは、周方向に隣接する２つのメインバーナー１６を一つの群とすると、周方向に４つの群が設定できる。この場合、周方向のうち一方向（例えば、右回り）で見ると、一つの第二バーナー１６Ｂと一つの第一バーナー１６Ａとからなる第一群Ｇ１（メインバーナー１６の配置番号「８」及び「７」）と、二つの第一バーナー１６Ａからなる第二群Ｇ２から第四群Ｇ４（メインバーナー１６の配置番号「６」及び「５」，「４」及び「３」，「２」及び「１」）と、が設定できる。そして、第一群Ｇ１は、第二群Ｇ２から第四群Ｇ４の何れに対しても周方向における第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの配置順が異なっている。この第四実施形態の燃料噴出器１４Ｄも、第一実施形態と同様に、８つのメインバーナー１６を有している。つまり、複数のメインバーナー１６を周方向に等分できる個数は、２個又は４個である。
　上述した第四実施形態によれば、第一実施形態と同様に、燃焼器軸線Ａｃを中心とする周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが配置されている。
　これにより、燃料噴出器１４Ｄは、外形が異なる複数種のメインバーナーを用いずに、周方向で一様ではない火炎を形成することができる。
　その結果、メインバーナー１６の製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
　また、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとを回転対称に配置しないため、火炎が、周方向で一様になることを抑制できる。
　さらに、各メインバーナー１６による火炎の発熱率を指標とした重心位置ｇが、複数のメインバーナー１６の配置の中心位置である燃焼器軸線Ａｃからオフセットしている。そのため、周方向における火炎のバランスを崩して、火炎が、一様になることを抑制できる。
　さらに、周方向に間隔をあけて配置された複数のメインバーナー１６を、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナー１６からなり、且つ、同数のメインバーナー１６からなる群に周方向に分割した場合に、少なくとも一つの群における第一バーナー１６Ａ及び第二バーナー１６Ｂの配置関係が、他の群と異なるようにしている。そのため、火炎が、周方向において一様に形成されることを抑制できる。
　次に、上述した各実施形態の燃料噴出器を有する燃焼器の実施例について説明する。
　以下の表に示すケース１からケース２２まで、第一バーナー１６Ａ及び第二バーナー１６Ｂが配置される配置パターンについて、それぞれ発熱率の重心（発熱率重心）と、合成ベクトルの大きさとを求めるとともに、燃焼振動の大きさを求めた。以下の表において、各列における最も上に記載した「１」から「８」の数字は、上述した各実施形態の周方向におけるメインバーナー１６の位置に対応している。以下の表において最も左側に記載された「逆旋回本数」とは、一つの燃料噴出器における第二バーナー１６Ｂの本数である。また、「発熱率重心」は、燃焼器軸線Ａｃから発熱率重心までの距離を示したものある。発熱率重心を計算する際、径方向外側に向かうスワールが強い場合は、発熱率を１．５とし、径方向内側に向かうスワールが強い場合は、発熱率を０．５としている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（実施例）
　この表において、上述した第一実施形態の燃料噴出器１４Ａにおけるメインバーナー１６の配置は、ケース「６」である。第二実施形態の燃料噴出器１４Ｂにおけるメインバーナー１６の配置は、ケース「２」である。第三実施形態の燃料噴出器１４Ｃにおけるメインバーナー１６の配置は、ケース「１３」である。第四実施形態の燃料噴出器１４Ｄにおけるメインバーナー１６の配置は、ケース「１」である。
　この表において、第一バーナー１６Ａが配置されている場合は「０」で示し、第二バーナー１６Ｂが配置されている場合は「１」で示している。
（比較例）
　上記の表におけるケース「０」、ケース「５」、ケース「２０」、ケース「２２」は、それぞれ周方向の全周に渡って周期的な配置パターンで第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとが配置されている。
（発熱率重心）
　比較例であるケース「０」、ケース「５」、ケース「２０」、ケース「２２」の発熱率重心の値は、何れも「０．００００」となった。
　その一方で、比較例を除く全てのケースについては、発熱率重心の値が「０．００００」よりも大きくなっている。
（合成ベクトルの大きさ）
　図１０において、実線は、発熱率重心の値を示している。図１０において、破線は、合成ベクトルの大きさを示している。図１０において、横軸の左端部がケース「０」であり、右端部がケース「２２」である。つまり、横軸においてケース番号は、右側に向かうほど大きくなっている。図１０中、水平方向に延びる太い実線は、これら発熱率重心の値と合成ベクトルの大きさとの基準値の一例である。
　図１０に示すように、合成ベクトルの大きさ（破線）は、発熱率重心の値（実線）と相関があることが分かる。これら合成ベクトルの大きさと発熱率重心の値とは、上述した第一、第二、第三実施形態に対応するケース「２」、「６」、「１３」において、特に高い数値となっている。これらケース「２」、「６」、「１３」よりも低い数値ではあるものの、第四実施形態に対応するケース「１」の場合も、合成ベクトルの大きさ、及び発熱率重心の値は、「０」よりも十分に高い値となっている。
　燃焼振動による圧力変動の値をシミュレーション計算により検証したところ、ケース「１」、「２」、「６」、「１３」において、それぞれケース「０」よりも燃焼振動が低減される傾向が確認された。
　これらケース「１」、「２」、「６」、「１３」は、何れも、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの配置が非周期的であるとともに回転対称ではなく、さらにそれぞれの発熱率重心の値と合成ベクトルの大きさとが、ケース「０」の場合よりも大きくなっている。特に、ケース「２」、「６」において、燃焼振動の低減が顕著となった。
　つまり、第一バーナー１６Ａと第二バーナー１６Ｂとの配置パターンの非周期性と、燃焼振動の低減との間に相関があることが確認された。
　この発明は上述した各実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で設計変更可能である。
　例えば、第一実施形態から第四実施形態の配置パターンに限られない。すなわち、ケース「１」、「２」、「６」、「１３」の配置パターンに限られない。ケース「０」、ケース「５」、ケース「２０」、ケース「２２」を除く他のケース（配置パターン）であれば、ケース「１」、「２」、「６」、「１３」以外の配置パターンであっても良い。
　この発明は、燃焼器及びガスタービンに適用できる。この発明によれば、メインバーナーの製造に係る工数が増加することを抑制しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
１　ガスタービン
２　圧縮機
３　燃焼器
４　燃焼ガスをタービン
４　タービン
６　圧縮機ロータ
７　圧縮機ケーシング
８　タービンロータ
９　タービンケーシング
１０　ガスタービンロータ
１１　ガスタービンケーシング
１３　燃焼筒
１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ　燃料噴出器
１５　パイロットバーナー
１６　メインバーナー
１６Ａ　第一バーナー
１６Ｂ　第二バーナー
１７　バーナー保持筒
１８　パイロットノズル
１８ａ　燃料噴射用の噴射孔
１９　パイロットバーナー筒
２１　本体部
２２　コーン部
２３　メインノズル
２３ａ　燃料噴射用の噴射孔
２４　メインバーナー筒
２５　メインスワラ
Ａ　圧縮空気（一次空気）
Ａｃ　燃焼器軸線
Ａｒ　回転軸線
Ｄａ　軸線方向
Ｆ　燃料
ｇ　重心位置
Ｇ１　第一群
Ｇ２　第二群
Ｇ３　第三群
Ｇ４　第四群
ＧＥＮ　発電機
ＳＶ　合成ベクトル
ＵＡ　単位ベクトル
ＵＢ　単位ベクトル

Claims (6)

  1. 　一次空気を旋回させて混合気を生成するメインバーナーとしての第一バーナーと、
    　前記第一バーナーとは逆方向に一次空気を旋回させて混合気を生成するメインバーナーとしての第二バーナーと、を備え、
    　前記メインバーナーは、周方向に間隔をあけて複数配置され、
    　前記周方向の全周に渡って非周期的な配置パターンで前記第一バーナーと前記第二バーナーとが配置されている燃焼器。
  2. 　前記第一バーナーと、前記第二バーナーとは、
    　周方向で非対称な配置パターンで配置されている請求項１に記載の燃焼器。
  3. 　前記第一バーナーと、前記第二バーナーとは、
    　複数の前記メインバーナーの全体の発熱率の重心位置が、前記周方向の中心位置からオフセットする配置パターンで配置されている請求項１に記載の燃焼器。
  4. 　前記第一バーナーと、前記第二バーナーとは、
    　周方向における前記第一バーナーと前記第二バーナーとの境界に生じる径方向の流れの向きに応じた単位ベクトルをそれぞれ合成した合成ベクトルの大きさが前記単位ベクトルの大きさ以上となる配置パターンで配置されている請求項１に記載の燃焼器。
  5. 　周方向に間隔をあけて配置された複数の前記メインバーナーを、一または互いに周方向に隣接する複数のメインバーナーからなり、且つ、同数のメインバーナーからなる群に周方向に分割した場合に、
    　少なくとも一つの前記群における第一バーナー及び第二バーナーの配置関係が、他の前記群と異なる請求項１に記載の燃焼器。
  6. 　請求項１から５の何れか一項に記載の燃焼器を備えるガスタービン。
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