(57)【要約】【課題】本発明は、水素含有燃料に対して、NOx排出量を低減すると共に、信頼性が向上し、安定的な運用を実現するガスタービン燃焼器を提供する。【解決手段】本発明のガスタービン燃焼器は、燃料と空気とを燃焼させる燃焼室と、燃焼室の上流側に位置し、同心円状に複数列および複数個配置された空気孔を有する空気孔プレートと、複数列および複数個配置された燃料ノズルと、を有し、燃料ノズルの先端部であって、燃料ノズル内壁に外周方向に広がる燃料ノズルテーパを有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と空気とを燃焼させる燃焼室と、
前記燃焼室の上流側に位置し、同心円状に複数列および複数個配置された空気孔を有する空気孔プレートと、
前記空気孔と同軸に、複数列および複数個配置された燃料ノズルと、を有し、
前記燃料ノズルの先端部であって、燃料ノズル内壁に外周方向に広がる燃料ノズルテーパを有することを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器において、
前記空気孔の入口部に、前記空気孔の孔径を縮小する空気孔テーパを有することを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項３】
請求項２に記載のガスタービン燃焼器において、
前記空気孔の出口部の孔径が、前記空気孔テーパで縮小された前記空気孔の孔径以下であることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項４】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器において、
前記空気孔が、傾斜流路を有することを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項５】
請求項２に記載のガスタービン燃焼器において、
前記空気孔テーパが、前記空気孔の入口部から所定の距離を離して設置することを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項６】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器において、
前記燃料ノズルの先端部であって、燃料ノズル外壁に内周方向に向かう燃料ノズルテーパを有することを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項７】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器において、
前記燃料が、水素を含む燃料であることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項８】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器において、
前記燃料ノズルが、前記空気孔と同軸に配置されることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項９】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器において、
同心円状に複数列および複数個配置された空気孔を有する空気孔プレートと、前記空気孔と同軸に複数列および複数個配置された燃料ノズルとを有する一つの中央バーナと、
前記中央バーナの周囲に同心円状に、同心円状に複数列および複数個配置された空気孔を有する空気孔プレートと、前記空気孔と同軸に複数列および複数個配置された燃料ノズルとを有する複数の外周バーナと、
を有することを特徴とするガスタービン燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン燃焼器に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電プラントでは、地球温暖化の原因となる二酸化炭素(CO2)の排出量を削減する手段として、発電効率を向上することや化石燃料以外の水素含有燃料を積極的に利用することが検討されている。
【０００３】
発電効率の向上には、火力発電プラントにおけるガスタービン発電設備のガスタービンの入口温度の高温化が有効である。
【０００４】
しかし、ガスタービンの入口温度の高温化に伴い、環境汚染物質である窒素酸化物(NOx)排出量が増加するため、発電効率の向上と共に、NOx排出量の低減が技術課題となっており、ガスタービンの入口温度の高温化と共に、水素含有燃料に対応したガスタービン燃焼器の低NOx燃焼方式が求められている。
【０００５】
ガスタービン燃焼器の低NOx燃焼方式として、一般的に拡散燃焼方式と予混合燃焼方式とがある。
【０００６】
拡散燃焼方式は、燃料をガスタービン燃焼器の燃焼室に直接噴射して、燃焼室の内部で燃料と空気とを混合する形式であり、燃焼室の内部で燃料が完全燃焼するために必要な空気の割合（量論混合比）に混合された領域から火炎が形成される。このため、燃焼室の上流への火炎の逆流や燃料供給系統の内部における自着火の可能性が無く、燃焼安定性を確保できる。しかし、燃焼室の内部で燃料と空気とが量論混合比に混合された領域に火炎が形成されるため、局所的に高温の火炎が形成される。この局所的に高温の火炎が形成される領域では、NOx排出量が多く、窒素や水や蒸気などの不活性媒体を噴射し、NOx排出量を削減する必要があるため、不活性媒体を供給する補機の動力が必要となり、発電効率が低下する可能性がある。
【０００７】
一方、予混合燃焼方式は、燃料と空気とを予め混合して燃焼室に供給する形式であり、燃料を希薄に燃焼させることができるため、NOx排出量を低減することができる。しかし、ガスタービンの入口温度の高温化に伴い、燃焼用空気の温度が上昇すると共に、燃料と空気とを混合する予混合器の内部における燃料の濃度が高まるため、火炎の逆流によりガスタービン燃焼器の構造物が焼損する可能性があり、信頼性の低下が懸念される。
【０００８】
上記のような水素含有燃料に対応したガスタービン燃焼器の場合、水素は天然ガスと比較して量論混合比における断熱火炎温度が高いため、拡散燃焼方式におけるNOx排出量は増加する。一方、予混合燃焼方式に水素含有燃料を用いると、水素は着火エネルギが小さく、燃焼速度が速いため、予混合器に火炎が逆流し、予混合器の内部で自着火する可能性が高くなる。
【０００９】
このような課題を解決するため、特開２００３−１４８７３４号公報（特許文献１）には、燃焼室の上流に配置された複数の燃料ノズルと複数の空気孔とを同軸上に配置し、燃料と空気とを同軸流として燃焼室に供給するガスタービン燃焼器が開示されている。このガスタービン燃焼器では、燃料と空気とを分散して同軸流として供給することにより、混合が急速に促進され、NOx排出量を低減することを可能としている。また、混合距離を短くすることができ、火炎の逆流を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１４８７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に記載されたガスタービン燃焼器は、天然ガスなどの一般的なガス燃料に対してNOx排出量を低減するものであり、水素含有燃料に対して、NOx排出量を低減すると共に、ガスタービン燃焼器の安定的な運用を実現することは開示されていない。
【００１２】
また、特許文献１に記載されたガスタービン燃焼器は、ガスタービン燃焼器の燃焼室で水素含有燃料を燃焼させた場合、水素は燃焼速度が速いため、ガスタービン燃焼器の燃焼室で形成される火炎がガスタービン燃焼器の構造物に接近しやすく、信頼性が低下する可能性がある。特に、空気孔の内部を流れる空気に対して、燃料の貫通力が高い場合は、流路に沿って流れる空気に燃料が追従できず、空気孔の出口部において燃料の低流速領域を形成する場合があり、空気孔の内部へ火炎が逆流する可能性がある。空気孔の内部へ火炎が逆流すると、燃料を噴射する燃料ノズルの先端部に火炎が形成され、空気孔の内壁や燃料ノズルを過熱し、信頼性が低下する可能性がある。
【００１３】
そこで、本発明は、水素含有燃料に対して、NOx排出量を低減すると共に、信頼性が向上し、安定的な運用を実現するガスタービン燃焼器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記技術課題を解決するために、本発明のガスタービン燃焼器は、燃料と空気とを燃焼させる燃焼室と、燃焼室の上流側に位置し、同心円状に複数列および複数個配置された空気孔を有する空気孔プレートと、複数列および複数個配置された燃料ノズルと、を有し、燃料ノズルの先端部であって、燃料ノズル内壁に外周方向に広がる燃料ノズルテーパを有する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、水素含有燃料に対して、NOx排出量を低減すると共に、信頼性が向上し、安定的な運用を実現するガスタービン燃焼器を提供することができる。
【００１６】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一の実施例におけるガスタービン燃焼器の構造を示す全体構成図である。
【図２】本発明の第一の実施例における空気孔および空気孔プレートの正面図である。
【図３】本発明の第一の実施例における空気孔の断面図である。
【図４】比較例における空気孔の断面図である。
【図５】本発明の第二の実施例における空気孔の断面図である。
【図６】本発明の第三の実施例における空気孔の断面図である。
【図７】本発明の第四の実施例における燃焼器バーナの正面図である。
【図８】本発明の第四の実施例における燃焼器バーナの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。なお、同一の構成には、同一の符号を付し、重複する部分については、その説明を省略する場合がある。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の第一の実施例におけるガスタービン燃焼器の構造を示す全体構成図である。
【００２０】
ガスタービンプラント１においては、圧縮機２で圧縮された圧縮空気１０２は、ディフューザ９を通過し、車室１３へ流入する。車室１３へ流入した圧縮空気１０２は、フロースリーブ１４を通過し、外筒１０とライナ１２との間へ流入する。圧縮空気１０２の一部は、ライナ１２の冷却空気１０３として燃焼室５へ流入する。
【００２１】
外筒１０とライナ１２との間を通過した圧縮空気１０２は、スプリングシール２６を通過し、プレートリップ２５の外周側を流れるリップ冷却空気１０５と、空気孔プレート２０に設置された空気孔２１に流入し、燃焼室５に噴出する燃焼用空気１０４と、に分配される。
【００２２】
燃焼用空気１０４は、燃料ノズル２２から噴出する燃料（本実施例では水素を含む燃料であり、いわゆる水素含有燃料である）と混合され、燃焼用空気１０４と燃料とが燃焼し、燃焼室５に火炎８３を形成する。
【００２３】
ガスタービンプラント１は、ガスタービン燃焼器（以下、燃焼器と称する）３で燃料を燃焼し、発生した高温高圧の燃焼ガス１１０をガスタービン（以下、タービンと称する）４に流入し、タービン４を回転駆動させ、タービン４の回転動力を電力として取り出す。
【００２４】
燃料ノズル２２へ燃料を供給する燃料供給系統２０１および燃料供給系統２０２は、燃料遮断弁６０を備えた燃料供給系統２００から分岐している。
【００２５】
また、燃料供給系統２０１および燃料供給系統２０２は、それぞれ燃料圧力調整弁６１aおよび燃料圧力調整弁６２aを備えており、個別に制御できる。また、その下流にはそれぞれ燃料流量調整弁６１bおよび燃料流量調整弁６２bを備えている。
【００２６】
燃焼器３は、複数本の燃料ノズル２２を備えており、それぞれ燃料ノズル２２は燃料を分配する燃料ヘッダー２３に接続される。燃料ヘッダー２３はエンドカバー７の内部に設けられており、燃料ヘッダー２３には燃料供給系統２０１および燃料供給系統２０２から燃料が供給される。なお、本実施例では、燃料を２系統に分配したが、それ以上の系統に分配してもよい。
【００２７】
このように燃料供給系統を複数に分配すれば、系統数の増加により運転の自由度を拡大できる。なお、燃焼器３は、燃料として、コークス炉ガス、製油所オフガス、石炭ガス化ガスなどの水素含有燃料が使用され、また、液化天然ガス(Liquefied Natural Gas : LNG)をはじめとする多くのガスが燃料として適用できる。本実施例で使用する燃料は、水素を含む燃料であり、いわゆる水素含有燃料である。
【００２８】
図２は、本発明の第一の実施例における空気孔および空気孔プレートの正面図である。
【００２９】
複数の空気孔２１が、空気孔プレート２０の中心軸周りに同心円状に配置され、本実施例では、３列（１列目空気孔５１、２列目空気孔５２、３列目空気孔５３）に配置されている。各空気孔２１の空気孔中心軸４０は、各列のピッチ円周方向に傾斜しており、噴出する燃焼用空気１０４に空気孔プレート２０の中心軸周りに旋回がかかるように旋回角が付与されている。
【００３０】
つまり、空気孔プレート２０は、燃焼室５の上流側に位置し、同心円状に複数列（本実施例では、３列）および複数個（本実施例では、１列目は６個、２列目１２個、３列目１８個）が配置された空気孔２１を有する。
【００３１】
空気孔プレート２０は、ライナ１２と同軸となっているため、燃焼用空気１０４に旋回を与えることで、燃焼室５の中心軸周りに旋回が作用し、循環流８０が形成され、火炎８３を安定化することができる（図１参照）。
【００３２】
図３は、本発明の第一の実施例における空気孔の断面図であり、空気孔プレート２０の拡大図である。
【００３３】
空気孔２１は、空気孔２１の入口部に空気孔テーパ９０を形成し、空気孔２１の孔径を縮小している。そして、空気孔２１の出口部の孔径D2を、空気孔テーパ９０で縮小した孔径D1以下（好ましくは、より小さく）としている。
【００３４】
また、燃料ノズル２２の先端部は、燃料ノズル内壁９２に燃料ノズルテーパ９１が形成され、燃料ノズル２２の先端部が、内側から外側に向かって、燃料の流路が拡大する。つまり、燃料ノズル２２の先端部であって、燃料ノズル内壁９２に外周方向に広がる燃料ノズルテーパ９１を有する。なお、この燃料ノズルテーパ９１の先端部は、好ましくは鋭角形状を有する。また、この燃料ノズルテーパ９１の角度は、２５°〜４５°程度であることが好ましい。
【００３５】
燃焼用空気１０４は、空気孔２１の入口部に流入し、燃料ノズル外壁９３の周りを環状に流れる。燃料ノズル２２から噴出する燃料１００は、環状に流れる燃焼用空気１０４の中心を流れ、燃焼室５に同軸噴流を形成する。
【００３６】
つまり、燃料ノズル２２は、空気孔２１と同軸に配置され、複数列（本実施例では、３列）および複数個（本実施例では、１列目は６個、２列目１２個、３列目１８個）配置される。なお、燃料ノズル２２が空気孔２１と同軸に配置されることにより、燃焼用空気１０４と燃料とが、より混合しやすくなる。
【００３７】
そして、空気孔２１は傾斜流路を有し、空気孔２１の出口部の流路は、入口部の流路に対して角度θを有する傾斜した傾斜流路となっており、燃料１００と燃焼用空気１０４との同軸噴流は、空気孔中心軸４０から逸れず、空気孔２１の傾斜流路に沿って流れ、空気孔２１の出口部より燃焼室５へ噴出する。燃焼室５では、空気孔２１から噴出した燃料１００と燃焼用空気１０４との同軸噴流が燃焼反応しており、空気孔プレート２０の下流で火炎８３（図示なし）が形成される。
【００３８】
また、燃料ノズル２２の先端部の下流では、後流８１が形成されており、燃料１００と燃焼用空気１０４の一部とが混合気体となり循環している。
【００３９】
図４は、比較例における空気孔の断面図であり、空気孔プレート２０の拡大図である。
【００４０】
図４に示す比較例は、図３に示す実施例と比較して、空気孔２１の入口部に空気孔テーパ９０が形成されず、孔径が縮小されていない点、および、燃料ノズル２２の先端部の燃料ノズル内壁９２に、燃料ノズルテーパ９１が形成されず、燃料ノズル２２の先端部が、内側から外側に向かって、燃料の流路が拡大していない点が、異なる。
【００４１】
本比較例では、空気孔２１を流れる燃焼用空気１０４に対して、燃料１００の貫通力が高い場合は、燃料１００が空気孔２１の傾斜流路を流れる燃焼用空気１０４に追従できず、空気孔中心軸４０から逸れて噴出し、空気孔２１の出口部において低流速領域８２を形成する。
【００４２】
低流速領域８２では、燃料１００と燃焼用空気１０４との混合気体が低速で流れるため、火炎を形成する可能性がある。特に、水素含有燃料を燃焼器３に使用する場合、水素は着火に必要な最小着火エネルギが低く、着火しやすい。そして、可燃範囲が広く、燃焼速度が高いため、燃焼室５で形成される火炎８３が空気孔プレート２０に接近しやすいと共に、低流速領域８２で火炎を形成する可能性が高い。
【００４３】
低流速領域８２において火炎が形成されると、燃料１００と燃焼用空気１０４との境界に沿って、火炎が燃料ノズル２２へ接近し、後流８１においても火炎が形成される可能性があり、燃料ノズル２２や空気孔２１の内壁が過熱され、燃焼器３の信頼性が低下する可能性がある。
【００４４】
一方、図３に示す実施例では、空気孔２１の入口部に空気孔テーパ９０を形成し、孔径を縮小している。そして、空気孔２１の出口部の孔径D2を、空気孔テーパ９０で縮小した孔径D1以下に（好ましくは、より小さく）している。これにより、空気孔２１を流れる燃焼用空気１０４の流速が増加している。
【００４５】
燃料用空気１０４の流速が増加することにより、燃焼用空気１０４の貫通力に対する燃料１００の貫通力の割合を低減できるため、低流速領域８２の形成を防止できる。さらに、空気孔２１の孔径を縮小することにより、燃焼室５へ噴出する燃料１００と燃焼用空気１０４との混合気体の流速も増加させることができるため、燃焼室５で形成される火炎８３を、空気孔プレート２０から遠ざけることができる。
【００４６】
さらに、図３に示す実施例では、燃料ノズル２２の先端部の燃料ノズル内壁９２に、燃料ノズルテーパ９１が形成され、燃料ノズル２２の先端部が、内側から外側に向かって、燃料の流路が拡大する。つまり、燃料ノズル２２の先端部の燃料ノズル内壁９２に、外周方向に広がる燃料ノズルテーパ９１が形成される。これにより、後流８１が形成される領域を縮小している。
【００４７】
後流８１が形成される領域を縮小することにより、火炎８３が空気孔２１に侵入した場合であっても、後流８１で火炎が形成される可能性を低減できる。
【００４８】
また、図３に示す実施例のように、燃料ノズルテーパ９１を形成し、燃料噴出孔の面積を拡大することにより（好ましくは、その形状を鋭角化することにより）、燃料ノズル２２から噴出する燃料１００の流速を低下させることができ、燃料１００の貫通力を低減することができるため、低流速領域８２の形成を防止できる。
【００４９】
このように、本実施例では、空気孔プレート２０の下流で形成される火炎８３が、空気孔２０の内部へ侵入することを防止できると共に、火炎８３を空気孔プレート２０から遠ざけることができるため、燃焼器３の信頼性を向上させることができる。
【００５０】
なお、空気孔２１に傾斜流路を設置していない場合においても、燃料ノズル２２の先端部に燃料ノズルテーパ９１を設置することにより、後流８１が形成される領域を縮小することができ、後流８１に火炎が形成される可能性を低減することができる。
【実施例２】
【００５１】
図５は、本発明の第二の実施例における空気孔の断面図であり、空気孔プレート２０の拡大図である。
【００５２】
図５に示す実施例は、図３に示す実施例と比較して、空気孔テーパ９０を空気孔２１の入口部から所定の距離（距離L）を離して設置した点が、異なる。
【００５３】
本実施例にける空気孔テーパ９０を、燃料ノズル２２の先端部の設置位置に設置することにより、実施例１と同様の作用効果に加え、空気孔２１に流入した燃焼用空気１０４を燃料ノズル２２の先端部で加速することができ、燃焼用空気１０４の流れを燃料ノズル２２へ向かわせることができ、燃焼用空気１０４の流れを転向できる。燃料ノズル２２へ向かう燃焼用空気１０４の流れは、燃料ノズル２２の先端部で形成される後流８１に作用し、後流８１が形成される領域を縮小でき、後流８１に火炎が接近した場合においても、燃焼用空気１０４がせん断流れとして作用し、後流８１における火炎が形成されることを防止できる。
【００５４】
なお、本実施例における空気孔テーパ９０は、燃料ノズル２２が空気孔２１に挿入される挿入量Lnに対し、L<Lnとなる位置に設置されることが好ましい。つまり、本実施例における空気孔テーパ９０は、空気孔２１の入口部から距離Lを離して設置され、空気孔２１に挿入されている燃料ノズル２２の先端部（挿入量Ln）より上流側に設置される。
【実施例３】
【００５５】
図６は、本発明の第三の実施例における空気孔の断面図であり、空気孔プレート２０の拡大図である。
【００５６】
図６に示す実施例は、図５に示す実施例と比較して、燃料ノズル２２の先端部において、燃料ノズル内壁９２と燃料ノズル外壁９３との両方に燃料ノズルテーパ９１が設置される点が、異なる。
【００５７】
つまり、燃料ノズル２２の先端部の燃料ノズル内壁９２に外周方向に向かう燃料ノズルテーパ９１を有し、更に、燃料ノズル２２の先端部の燃料ノズル外壁９３に内周方向に向かう燃料ノズルテーパ９１を有する。なお、好ましくは、燃料ノズルテーパ９１の先端部は鋭角形状を有する。
【００５８】
燃料ノズル２２の先端部において、燃料ノズル外壁９３にも、燃料ノズルテーパ９１を設置することにより、実施例２と同様の作用効果に加え、燃料ノズル２２の外径を縮小することができ、空気孔２１の内壁と燃料ノズル外壁９３とで形成される環状流路の流路面積を拡大することができ、燃焼用空気１０４の流量を増加させることができる。
【００５９】
また、燃料ノズル外壁９３の先端部が空気孔中心軸４０へ向く形状（内側へのテーパ形状）となるため、空気孔テーパ９０により燃料ノズル２２へ向かう燃焼用空気１０４の流れを、直接、後流８１へ案内することができる。
【００６０】
なお、参考例として、燃料ノズル外壁９３のみに燃料ノズルテーパ９１を設置した場合（図示なし）においても、燃料１００の流速を減少させることなく、燃料ノズル２２へ向かう燃焼用空気１０４の流れを、直接、後流８１へ案内することができる。
【実施例４】
【００６１】
図７は、本発明の第四の実施例における燃焼器バーナの正面図であり、空気孔プレート２０を燃焼室５側からみた正面図である。
【００６２】
本実施例に記載する燃焼器３は、より大きな発電出力とより多様な運用形態に対応するため、３列の空気孔２１と燃料ノズル２２（図示なし）とから成る燃焼器バーナ（以下、バーナと称する）８を、中央に１つ、その周囲に６つ配置する。
【００６３】
本実施例に記載する燃焼器は、中央に設置したバーナ８の中心部に起動用燃料ノズル２４を有し、中央に設置されたバーナ８が中央バーナ３２であり、その周囲に配置されたバーナ８が外周バーナ３３である。
【００６４】
すなわち、本実施例に記載する燃焼器は、燃焼器３の中心に位置する１個の中央バーナ３２と中央バーナ３２の外側に位置する６個の外周バーナ３３とを備える。各空気孔２１の中心軸は各列のピッチ円周方向に傾斜し、空気孔２１を通過した流れは空気孔２１の下流で螺旋状に旋回し、旋回流が形成される。
【００６５】
中央バーナ３２および外周バーナ３３は、３つの燃料系統に接続されており、それぞれ独立に燃料流量が制御できるようになっている。本実施例では、外周バーナ３３の個数が６個であるが、中央バーナ３２に対して同心円状に外周バーナ３３が設置されることが好ましく、その個数は３個以上であることが好ましい。燃料系統をバーナ８ごとに分割することにより、ガスタービンプラントの運転状態に応じて、バーナ８ごとの燃料配分を制御できる。
【００６６】
本実施例に記載する燃焼器３は、中央バーナ３２と外周バーナ３３とを有する。
【００６７】
中央バーナ３２は、中央に一つ配置され、同心円状に複数列（本実施例では、３列。中央には起動用燃焼ノズル２４。）および複数個（本実施例では、１列目、中央には起動用燃焼ノズル２４、２列目８個、３列目１２個）配置された空気孔を有する空気孔プレートと、空気孔と同軸に複数列（本実施例では、３列。中央には起動用燃焼ノズル２４。）および複数個（本実施例では、１列目、中央には起動用燃焼ノズル２４、２列目８個、３列目１２個）配置された燃料ノズルを有する。
【００６８】
外周バーナ３３は、中央バーナ３２の周囲に同心円状に複数（本実施例では６つ）配置され、同心円状に複数列（本実施例では、３列）および複数個（本実施例では、１列目４個、２列目８個、３列目１２個）配置された空気孔を有する空気孔プレートと、空気孔と同軸に複数列（本実施例では、３列）および複数個（本実施例では、１列目４個、２列目８個、３列目１２個）配置された燃料ノズルを有する。
【００６９】
図８は、本発明の第四の実施例における燃焼器バーナの断面図であり、燃焼器の軸方向断面図である。
【００７０】
本実施例では、複数個の空気孔プレート２０を配置して、１つの空気孔プレート２０を構成している。
【００７１】
中央バーナ３２には、中央バーナ燃料系統２０３とガスタービン起動用燃料系統２０６とが接続されており、主に、ガスタービンの起動運転に使用されると共に、負荷運転の際には燃焼器の全体の燃焼安定性を確保するため運用される。なお、本実施例では、ガスタービン起動用燃料系統２０６に供給する燃料は軽油や重油をはじめとする液体燃料である。
【００７２】
一方、外周バーナ３３には、外周バーナ内周燃料系統２０４と外周バーナ外周燃料系統２０５とが接続されている。外周バーナ３３の１列目（内側）同心円上に配置された同軸噴流群は、火炎の起点を形成するので、特に、燃焼安定性に関係する。そこで、本実施例のように、外周バーナ３２の１列目（内周）に供給する燃料流量を独立に制御することにより、火炎の起点を強固にし、より広い負荷範囲に対して安定な燃焼を維持することができる。
【００７３】
本実施例では、１つの中央バーナ３２と６つの外周バーナ３３とを備える空気孔プレート２０に設置された空気孔２１および燃料ノズル２２を有し、中央バーナ３２と外周バーナ３３とでは、それぞれ実施例１と同様の作用効果が得られる。
【００７４】
なお、本実施例では、中央バーナ３２と外周バーナ３３との全ての空気孔２１と燃料ノズル２２とに、実施例１を適用したが、空気孔２１と燃料ノズル２２との１組以上に実施例１を適用すれば、その適用箇所について、空気孔２１の出口部に形成される火炎８３の接近や空気孔２１の内部への火炎８３の侵入を防止することができる。
【００７５】
また、本実施例では空気孔２１および燃料ノズル２２に実施例１の構造を適用しているが、実施例２、実施例３の構造を適用した場合においても各々の実施例の作用効果が期待できる。
【００７６】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するためのものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７７】
１・・・ガスタービンプラント、２・・・圧縮機、３・・・ガスタービン燃焼器、４・・・ガスタービン、５・・・燃焼室、７・・・エンドカバー、８・・・燃焼器バーナ、９・・・ディフューザ、１０・・・外筒、１２・・・ライナ、１３・・・車室、１４・・・フロースリーブ、２０・・・空気孔プレート、２１・・・空気孔、２２・・・燃料ノズル、２３・・・燃料ヘッダー、２４・・・起動用燃料ノズル、２５・・・プレートリップ、２６・・・スプリングシール、３２・・・中央バーナ、３３・・・外周バーナ、４０・・・空気孔中心軸、５１・・・１列目空気孔、５２・・・２列目空気孔、５３・・・３列目空気孔、６０・・・燃料遮断弁、６１a、６２a・・・燃料圧力調整弁、６１b、６２b・・・燃料流量調整弁、８０・・・循環流、８１・・・後流、８２・・・低流速領域、８３・・・火炎、９０・・・空気孔テーパ、９１・・・燃料ノズルテーパ、９２・・・燃料ノズル内壁、９３・・・燃料ノズル外壁、１００・・・燃料、１０２・・・圧縮空気、１０３・・・冷却空気、１０４・・・燃焼用空気、１０５・・・リップ冷却空気、１１０・・・燃焼ガス、２００、２０１、２０２・・・燃料供給系統、２０３・・・中央バーナ燃料系統、２０４・・・外周バーナ内周燃料系統、２０５・・・外周バーナ外周燃料系統、２０６・・・ガスタービン起動用燃料系統
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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