(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メインバーナと、
複数のバーナを有するパイロットバーナと、
前記複数のバーナの燃料流量を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
化学量論比を含む設定の高ＮＯｘ局所燃空比範囲を記憶する記憶部と、
前記複数のバーナの燃料系統に指令を出力する演算部とを備え、
前記演算部は、前記化学量論比を跨いで前記パイロットバーナの燃空比を上昇させる際に、前記複数のバーナの各局所燃空比を、前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも低い局所燃空比領域である燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域、及び前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも高い局所燃空比領域である燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域に振り分ける化学量論比回避手順を実行する
ことを特徴とする燃焼器。
【請求項２】
請求項１の燃焼器において、
前記化学量論比回避手順は、
前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも低い燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域で前記複数のバーナの局所燃空比を増大させる手順、
一のバーナの局所燃空比を前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域に残したまま他のバーナの局所燃空比を前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも高い燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで上昇させる手順、
前記一のバーナの局所燃空比を前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から前記燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで上昇させるとともに、前記他のバーナの局所燃空比を前記燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで下降させる手順、及び
前記他のバーナの局所燃空比を前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から前記燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで上昇させる手順
を含むことを特徴とする燃焼器。
【請求項３】
請求項２の燃焼器において、
前記一のバーナに供給される空気流量が前記他のバーナに供給される空気流量よりも大きく、前記化学量論比回避手順の実行の前後においては、前記第１のバーナ及び前記他のバーナに供給される燃料流量の配分が、前記第１のバーナ及び前記他のバーナに供給される空気流量の配分に等しく設定されている
ことを特徴とする燃焼器。
【請求項４】
請求項１の燃焼器において、
前記化学量論比回避手順は、
前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも低い燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域で前記複数のバーナの局所燃空比を増大させる手順、
一のバーナの局所燃空比を前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域に残したまま他のバーナの局所燃空比を前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも高い燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで上昇させる手順、及び
前記一のバーナの局所燃空比を前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から前記燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで上昇させる手順
を含むことを特徴とする燃焼器。
【請求項５】
請求項４の燃焼器において、
前記一のバーナに供給される空気流量が前記他のバーナに供給される空気流量に等しく、前記化学量論比回避手順の実行の前後においては、前記第１のバーナ及び前記他のバーナに供給される燃料流量の配分が、前記第１のバーナ及び前記他のバーナに供給される空気流量の配分に等しく設定されている
ことを特徴とする燃焼器。
【請求項６】
請求項１−５のいずれかの燃焼器において、
前記複数のバーナは、燃焼室の上流側端部に位置する空気孔、及びこの空気孔と同軸上に配置された燃料ノズルをそれぞれ備え、燃焼器軸を中心に同心円状に複数列配置されている
ことを特徴とする燃焼器。
【請求項７】
空気を圧縮する圧縮機と、
この圧縮機からの圧縮空気と燃料とを混合し燃焼して燃焼ガスを生成する燃焼器と、
この燃焼器で生成された燃焼ガスで駆動するタービンとを備え、
前記燃焼器が、
メインバーナと、
複数のバーナを有するパイロットバーナと、
前記複数のバーナの燃料流量を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
化学量論比を含む設定の高ＮＯｘ局所燃空比範囲を記憶する記憶部と、
前記複数のバーナの燃料系統に指令を出力する演算部とを備え、
前記演算部は、前記化学量論比を跨いで前記パイロットバーナの燃空比を上昇させる際に、前記複数のバーナの各局所燃空比を、前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも低い局所燃空比領域である燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域、及び前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも高い局所燃空比領域である燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域に振り分ける化学量論比回避手順を実行する
ことを特徴とするガスタービン。
【請求項８】
メインバーナと複数のバーナを有するパイロットバーナとを備えた燃焼器の燃料制御方法であって、
化学量論比を含む高ＮＯｘ局所燃空比範囲を設定し、
前記化学量論比を跨いで前記パイロットバーナの燃空比を上昇させる際に、前記複数のバーナの各局所燃空比を、前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも低い局所燃空比領域である燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域、及び前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも高い局所燃空比領域である燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域に振り分ける化学量論比回避手順を実行する
ことを特徴とする燃焼器の燃料制御方法。
【請求項９】
請求項８の燃焼器の燃料制御方法において、
前記化学量論比回避手順は、
前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも低い燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域で前記複数のバーナの局所燃空比を増大させる手順、
一のバーナの局所燃空比を前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域に残したまま他のバーナの局所燃空比を前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも高い燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで上昇させる手順、
前記一のバーナの局所燃空比を前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から前記燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで上昇させるとともに、前記他のバーナの局所燃空比を前記燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで下降させる手順、及び
前記他のバーナの局所燃空比を前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から前記燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで上昇させる手順
を含むことを特徴とする燃焼器の燃料制御方法。
【請求項１０】
請求項８の燃焼器の燃料制御方法において、
前記化学量論比回避手順は、
前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも低い燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域で前記複数のバーナの局所燃空比を増大させる手順、
一のバーナの局所燃空比を前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域に残したまま他のバーナの局所燃空比を前記高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも高い燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで上昇させる手順、及び
前記一のバーナの局所燃空比を前記燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から前記燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで上昇させる手順
を含むことを特徴とする燃焼器の燃料制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃焼器、ガスタービン及び燃焼器の燃料制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば天然ガスや灯油、軽油のような窒素含有量の少ない低窒素含有燃料を用いる場合、燃焼器で発生するＮＯｘの大部分は空気中の窒素が酸化されて発生するサーマルＮＯｘである。サーマルＮＯｘの生成は温度依存性が高いため、低窒素含有燃料を使用するガスタービンでは、一般に火炎温度を低減することで低ＮＯｘ化を図っている。火炎温度を低減する方策としては、燃料と空気を予め混合した後に燃焼させる予混合燃焼が知られている。しかし、従来の予混合燃焼方式においては、燃焼用空気の温度が高い場合、燃料の自発火温度が低い場合等に、予混合器内部で燃料が燃焼する「逆火」が発生し得る。そこで、逆火を防止しつつ、火炎温度を適度に制御して低ＮＯｘ化を図るために、多数の小径の孔に燃料を噴射して空気との同軸噴流として燃料を燃焼室に噴出させるがある（特許文献１等参照）。
【０００３】
一方、燃焼器に供給される燃料と空気の比つまり燃空比について考えると、ガスタービンの運転においては、通常、ガスタービン負荷が低いときには燃空比を小さく、ガスタービン負荷が高いときには燃空比を大きくする。上述した多数の同軸噴流を形成させる燃焼器を含めて低ＮＯｘ燃焼を狙った燃焼器においては、燃空比を小さくするとＮＯｘ発生量は抑えられるものの燃焼安定性が低下してしまう。逆に燃空比を大きくするとＮＯｘ発生量が増加する傾向がある。それに対し、ガスタービンの広い負荷帯において低ＮＯｘ安定燃焼を実現するために、燃空比の増加に伴って燃焼させるバーナ群を増加させることによって、燃焼しているバーナの局所燃空比を一定の範囲に保つことが知られている（特許文献２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４８７３４号公報
【特許文献２】特開２００５−３０６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃空比の増加に伴って燃焼させるバーナ群を増加させることによって低ＮＯｘ化を図るためには、燃焼しているバーナの局所燃空比が化学量論比近傍の値とならないようにすることが必要である。一方、燃空比が最も小さいときでも燃焼を安定に維持するためには、燃焼しているバーナ群（パイロットバーナ）の燃空比を安定下限局所燃空比よりも十分大きく設定する必要がある。
【０００６】
このように設定されたパイロットバーナを燃焼させてガスタービン負荷を増加させる場合、化学量論比を跨いでパイロットバーナの燃空比を上昇させることになる。したがって、ガスタービン負荷の増大の過程で局所燃空比が化学量論比近傍にある間にＮＯｘの発生量が増加する。
【０００７】
本発明の目的は、バーナの局所燃空比が化学量論比を跨いで上昇することによって発生するＮＯｘ量を低減させることができる燃焼器、ガスタービン及び燃焼器の燃料制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、個別の燃料系統に接続した複数のバーナでパイロットバーナを構成し、パイロットバーナの燃空比が化学量論比を通過する際に、各バーナの局所燃空比を化学量論比に対して燃料希薄側と燃料過濃側に振り分けて設定することによって個々のバーナについて短時間で化学量論比近傍を通過する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バーナの局所燃空比が化学量論比を跨いで上昇することによって発生するＮＯｘ量を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る燃焼器の要部の側断面図をガスタービンプラント全体の模式図と併せて表した概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る燃焼器に備えられたバーナの要部を拡大して表す側断面図である。
【図３】図２中のIII部の拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る燃焼器に備えられた空気孔プレートを燃焼室側から見た図である。
【図５】図４中のＶ−Ｖ線による断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る燃焼器における化学量論比回避手順の実行に伴うパイロットバーナの燃料流量の推移を例示したグラフである。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る燃焼器における化学量論比回避手順の実行に伴うパイロットバーナの燃空比の推移を例示したグラフである。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る燃焼器に備えられた制御装置による化学量論比回避手順を含むパイロットバーナの制御手順を表すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る燃焼器における化学量論比回避手順の実行に伴うパイロットバーナの燃料流量の推移を例示したグラフである。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係る燃焼器における化学量論比回避手順の実行に伴うパイロットバーナの燃空比の推移を例示したグラフである。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る燃焼器に備えられた制御装置による化学量論比回避手順を含むパイロットバーナの制御手順を表すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る燃焼器に備えられたパイロットバーナの概略構成図である。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係る燃焼器の要部の側断面図をガスタービンプラント全体の模式図と併せて表した概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
（１）第１の実施の形態
図１は本発明の第１の実施の形態に係る燃焼器の要部の側断面図をガスタービンプラント全体の模式図と併せて表した概略構成図である。
【００１３】
図１に示したガスタービンプラントは、主として、空気１０１を圧縮して高圧の圧縮空気１０２を生成する圧縮機１と、この圧縮機１から導入される圧縮空気１０２と燃料２０１−２０３とを混合し燃焼して燃焼ガス１０５を生成する燃焼器２と、この燃焼器２から導入された燃焼ガス１０５で駆動するタービン３とを備えている。なお、圧縮機１はタービン３及び発電機４と同軸上に連結されており、タービン３の回転動力によって圧縮機１が駆動され、圧縮機１に連結された発電機４が駆動して発電するようになっている。
【００１４】
上記燃焼器２は、燃料２０１−２０３及び燃焼用空気１０４の混合気を燃焼させる燃焼室８を形成する円筒状の燃焼器ライナ１０と、燃焼器ライナ１０の内周部で燃焼ガス１０５の流れ方向における上流側（以下、単に「上流側」とし、その反対側を「下流側」とする）の端部に配置されたバーナ９と、燃焼器ライナ１０の外周部を包囲する円筒状の燃焼器外筒７とを備えている。バーナ９は、燃料２０１−２０３を噴射する複数の燃料ノズル３１と、燃焼器ライナ１０の上流側端部に配置された円盤状の空気孔プレート３３と、燃焼器外筒７の上流側端部に配置され円盤状の燃焼器カバー８とを備えている。空気孔プレート３３には、各燃料ノズル３１の下流側に対向するとともに圧縮機１からの燃焼用空気１０４が通過する複数の空気孔３２が設けられている。
【００１５】
圧縮機１で圧縮された圧縮空気１０２は燃焼器２に流入し、燃焼器外筒７と燃焼器ライナ１０の間の環状流路を流れる。その圧縮空気１０２の一部は、燃焼器ライナ１０の冷却空気１０３として燃焼器ライナ１０の外周部に設けた空気孔（不図示）を介して燃焼室８に流入する。また、残りの空気１０２は燃焼用空気１０４として空気孔プレート３３に設けた空気孔３２を通って燃焼室８に流入する。
【００１６】
本実施の形態において、燃料２０１−２０３の供給系統には、それぞれ遮断弁２１１−２１３及び流量制御弁２２１−２２３が設けてあり、制御装置３００によって遮断弁２１１−２１３及び流量制御弁２２１−２２３を制御することによって、燃料２０１−２０３の流量を個別に制御することができる。なお、後の図２に示したように、本実施の形態における燃料２０１−２０３の供給系統は燃料タンク（不図示）に接続したポンプ（不図示）の吐出系統２００から分岐した系統であり、吐出系統２００には遮断弁２１０が設けてある（後の図２参照）。遮断弁２１０も制御装置３００からの指令によって動作する。
【００１７】
各燃料ノズル３１は、燃焼器カバー８から下流側に突出して設けられており、燃料ヘッダー２３１−２３３に接続されている。燃料ヘッダー２３１−２３３は各燃料ノズル３１に燃料２０１−２０３を分配するものであり、それぞれ燃焼器カバー８の板厚内に設けられている。本実施の形態において、燃料ヘッダー２３１は燃焼器軸中心に設けられた円盤状の空間である。燃料ヘッダー２３２は燃料ヘッダー２３１よりも外周側に位置する環状の空間である。燃料ヘッダー２３３は燃料ヘッダー２３２よりもさらに外周側に位置する環状の空間である。
【００１８】
このように、複数の燃料ノズル３１は、燃料ヘッダー２３１に接続する第１群、燃料ヘッダー２３２に接続する第２群、及び燃料ヘッダー２３３に接続する第３群の３系統の燃料系統に分けられており、遮断弁２１１−２１３の開閉及び流量制御弁２２１−２２３の開度を制御することによって系統単位で燃料制御することができる。
【００１９】
図２は本実施の形態の燃焼器に用いるバーナ９の要部を拡大して表す側断面図、図３は図２中のIII部の拡大図である。
【００２０】
燃焼器カバー８の各燃料ノズルヘッダ２３１−２３３にはそれぞれ複数の燃料ノズル３１が取り付けられており、空気孔プレート３３には燃料ノズル３１の一本一本に対応した複数の空気孔３２が設けられている。空気孔プレート３３は、サポート３４を介して燃焼器カバー８に支持されている。
【００２１】
図３に示したように、空気プレート３３に設けた空気孔３２とこれに対応する燃料ノズル３１とはほぼ同軸となる（軸心線がほぼ一致する）ように設けられており、中央の燃料噴流３５の周囲を空気３６が覆った燃料と空気との同軸噴流を形成することができる。この同軸噴流構造によれば、空気孔３２内では燃料と空気が未混合であるため燃料の自発火が抑えられ、空気孔プレート３３を溶損するようなことがなく信頼性の高い燃焼器を形成することができる。また、このような小さな同軸噴流を多数形成することにより、燃料と空気の界面が増加し混合が促進されるため、ＮＯｘの発生量を抑制することができる。このようにして、低ＮＯｘ化と安定燃焼を両立することができる。
【００２２】
図４は空気孔プレート３３を燃焼室８側から見た図、図５は図４中のＶ−Ｖ線による断面図である。
【００２３】
本実施の形態において、各空気孔３２及びこれらに対応する各燃料ノズル３１（図２等参照）は同心円状に複数列（本実施の形態では８列）配置されている。また、内側から順に第１列、第２列・・・第８列とし、本実施の形態では第１列−第４列を第１バーナ９１、第５列を第２バーナ９２、第６−第８列を第３バーナ９３と区分している。本実施の形態においては、バーナ９１，９２が、ガスタービンの起動時及び低負荷時に燃焼器２の燃焼安定性を保つためのパイロットバーナを構成しており、パイロットバーナが複数のバーナ（本実施の形態では２つ）のバーナを備えている。バーナ９３は、ガスタービンの低負荷時から高負荷時にかけて燃焼器２の低ＮＯｘ性能を達成するためのメインバーナを構成する。
【００２４】
バーナ９１−９３の燃料ノズル３１は、それぞれヘッダー２３１−２３３（図２参照）に接続している。このような燃料ノズル３１の区分構造により、上記遮断弁２１１−２１３及び流量制御弁２２１−２２３を制御装置３００で制御することによって、バーナ９１−９３の燃料２０１−２０３の流量をバーナ単位で個別に制御することができる。さらに第１バーナ９１の空気孔３２は、図４及び図５に示したように周方向に傾斜している。具体的には、第１列の空気孔３２は、燃焼器ライナ１０の燃焼ガス１０５の流れ方向（図４の紙面直交方向の奥から手前側）に向かって第１列のピッチ円の接線方向の一方側（図４では反時計回り）に設定角度αだけ傾斜している。第２−第４列においても同様である。これにより第１バーナ９１から噴出する空気流全体に旋回成分を付与し、これにより生じる循環流によって火炎を安定化させている。外周側のバーナ９２，９３の火炎は、この第１バーナ９１による燃焼熱によって安定化される。
【００２５】
ここで、制御装置３００は、化学量論比を含む設定の高ＮＯｘ局所燃空比範囲（回避すべき局所燃空比範囲）として記憶する記憶部３０１（図２参照）と、燃料２０１−２０３の燃料系統の遮断弁２１０，２１１−２１３及び流量制御弁２２１−２２３に指令を出力する演算部３０２とを備えている。記憶部３０１にはまた、パイロットバーナ（バーナ９１，９２）に対する供給燃料の制御プログラムが格納されている。演算部３０１は、このプログラムを読み込み、ガスタービンの起動時から低負荷時にかけて、化学量論比を跨いでパイロットバーナの燃空比を上昇させる際に、バーナ９１，９２の各局所燃空比を、高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも低い局所燃空比領域（以下、燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域）及び高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも高い局所燃空比領域（以下、燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域）に振り分ける化学量論比回避手順を実行する。
【００２６】
次に本実施の形態の燃焼器の動作を説明する。
【００２７】
図６は化学量論比回避手順の実行に伴うパイロットバーナの燃料流量の推移を例示したグラフ、図７は化学量論比回避手順の実行に伴うパイロットバーナの燃空比の推移を例示したグラフである。
【００２８】
図６及び図７のグラフの横軸はパイロットバーナの燃空比であり、パイロットバーナに供給される燃料、すなわちバーナ９１，９２の燃料ノズル３１に供給される燃料２０１，２０２の流量（質量流量、単位ｋｇ／ｓ）の和をパイロットバーナに供給される燃焼空気１０４の流量（質量流量、単位ｋｇ／ｓ）の和で除したものである。以下、第１バーナ９１の空気孔３２に供給される燃焼空気１０４の流量をＡ１、第２バーナ９２の空気孔３２に供給される燃焼空気１０４の流量をＡ２とする。
【００２９】
図６のグラフの縦軸はバーナ９１，９２の燃料ノズル３１に供給される燃料流量の和とその割合を示している。本実施の形態では数値を単純化するためパイロットバーナの燃焼空気量（Ａ１＋Ａ２）を１ｋｇ／ｓとしたので、横軸のパイロット燃空比に対する縦軸の燃料流量は図６の太線（直線）に示したように推移する。バーナ９１，９２に供給される燃料流量Ｆ１，Ｆ２の内訳は図６の細線（折線）で示したように推移する。一方、図７のグラフ縦軸は、図６のように燃料流量が推移する場合のバーナ９１，９２のそれぞれの局所燃空比である。
【００３０】
本実施の形態では、パイロットバーナの燃焼空気（Ａ１＋Ａ２）を１００％としたとき、Ａ１＝４０％、Ａ２＝６０％としている。また、燃料としてメタンを主成分とする天然ガスを想定し、化学量論比となる燃空比を０．０５８、ＮＯｘ排出量が増加するために高ＮＯｘ局所燃空比範囲（ハッチング領域）を０．０４−０．０７としている。この高ＮＯｘ局所燃空比範囲は、本実施の形態では例示的に０．０４−０．０７としてあるが、化学量論比を含めた設定範囲であり、化学量論比の上下にどの程度の幅をとるかは運転条件等による。
【００３１】
図８は制御装置３００による化学量論比回避手順を含むパイロットバーナの制御手順を表すフローチャートである。以下にこの図８を図６及び図７と併せて参照しつつ化学量論比回避手順を説明する。
【００３２】
（１）ステップ１０１，１０２
ステップ１０１，１０２では、高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも低い燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域でバーナ９１，９２の局所燃空比を増大させる。
【００３３】
具体的には、制御装置３００の演算部３０２は、ガスタービン起動に伴って図８の制御を開始し、第１バーナ９１の燃料流量指令値Ｓ１及び第２バーナ９２の燃料流量指令値Ｓ２をともに増大させる（ステップ１０１）。このステップ１０１の手順は、パイロットバーナの燃空比が局所燃空比範囲の下限値０．０４に満たない設定の第１目標値ａ（本実施の形態では０．０３４（バーナ９１，９２ともに０．０３４）とする）に到達するまでの範囲で実行される。この間のバーナ９１，９２の燃料配分は、燃焼空気流量Ａ１，Ａ２の配分に合わせた値（ここでは４：６）とし（図６参照）、第１バーナ９１の局所燃空比（Ｆ１／Ａ１）と第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）が等しくなる（図７参照）。この段階では、図７に示したように高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも局所燃空比が小さいため低ＮＯｘが達成できる。
【００３４】
この間、演算部３０２は、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ目標値Ｓ１１，Ｓ２１に到達したかどうかを判定しており（ステップ１０２）、目標値Ｓ１１，Ｓ２１に到達していなければ、バーナ９１，９２の燃空比がまだ第１目標値ａに達していないと判断し、ステップ１０１の手順を継続する。
【００３５】
（２）ステップ１０３−１０８
続くステップ１０３−１０８では、バーナ９２の局所燃空比を燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域に残したまま、バーナ９１の局所燃空比を高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも高い燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで増大させる。具体的には次の通りである。
【００３６】
（２−１）ステップ１０３，１０４
燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれＳ１１，Ｓ２１に到達したら、演算部３０２は、先のステップ１０２でバーナ９１，９２の燃空比が第１目標値ａに到達したと判定し、ステップ１０３に手順を移して、燃料流量指令値Ｓ２を減少させるとともに燃料流量指令値Ｓ１の増大率を上げ、第１バーナ９１の燃料流量Ｆ１の割合を大きく、第２バーナ９２の燃料流量Ｆ２の割合を小さくする（図６参照）。このステップ１０３の手順は、バーナ９１，９２の燃空比が設定の第２目標値ｂ（本実施の形態では０．０３６（内訳はバーナ９１が０．０７５、バーナ９２が０．０１）とする）に到達するまでの範囲で実行される。パイロットバーナの燃空比を線形的に上昇させる上において、このように第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）を燃料希薄側の低ＮＯｘ領域内で所定値（ここでは０．０１）まで下げることにより、高ＮＯｘ局所燃空比範囲を超えた燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域の値（ここでは０．０７５）まで第１バーナ９１の局所燃空比（Ｆ１／Ａ１）を一気に上昇させ（図７参照）、パイロットバーナの燃空比を増大させていく（図７の二点差線、図６参照）。
【００３７】
この間、演算部３０２は、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ目標値Ｓ１２，Ｓ２２に到達したかどうかを判定しており（ステップ１０４）、目標値Ｓ１２，Ｓ２２に到達していなければ、バーナ９１，９２の燃空比がまだ第２目標値ｂに達していないと判断し、ステップ１０３の手順を継続する。
【００３８】
（２−２）ステップ１０５，１０６
燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれＳ１２，Ｓ２２に到達したら、演算部３０２は、ステップ１０４でバーナ９１，９２の燃空比が第２目標値ｂに到達したと判定し、ステップ１０５に手順を移して、燃料流量指令値Ｓ１を一定に維持しつつ燃料流量指令値Ｓ２を増大させ、第２バーナ９２の燃料流量Ｆ２の割合を増やしていく（図６参照）。このステップ１０５の手順は、バーナ９１，９２の燃空比が設定の第３目標値ｃ（本実施の形態では０．０５（内訳はバーナ９１が０．０７５、バーナ９２が０．０３）とする）に到達するまでの範囲で実行される。すなわち、第１バーナ９１の局所燃空比（Ｆ１／Ａ１）を一定としつつ第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）のみを燃料希薄側の低ＮＯｘ領域を逸脱しない範囲で（ここでは０．０３まで）増加させ（図７参照）、パイロットバーナの燃空比を所定値（ここでは０．０５）まで上昇させる（図７の二点差線、図６参照）。
【００３９】
この間、演算部３０２は、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２が、それぞれ目標値Ｓ１３，Ｓ２３に到達したかどうかを判定しており（ステップ１０６）、目標値Ｓ１３，Ｓ２３に到達していなければ、バーナ９１，９２の燃空比がまだ第３目標値ｃに達していないと判断し、ステップ１０５の手順を継続する。
【００４０】
（２−３）ステップ１０７，１０８
燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれＳ１３，Ｓ２３に到達したら、演算部３０２は、ステップ１０６でバーナ９１，９２の燃空比が第３目標値ｃに到達したと判定し、ステップ１０７に手順を移して、燃料流量指令値Ｓ２を一定に維持しつつ燃料流量指令値Ｓ１を増大させ、第１バーナ９１の燃料流量Ｆ１の割合を増やしていく（図６参照）。このステップ１０７の手順は、バーナ９１，９２の燃空比が設定の第４目標値ｄ（本実施の形態では０．０５８（内訳はバーナ９１が０．０９５、バーナ９２が０．０３）とする）に到達するまでの範囲で実行される。すなわち、第３目標値ｃに到達し燃料希薄側の低ＮＯｘ領域で第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）の上げ代に余裕がなくなったところで、第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）を一定としつつ第１バーナ９１の局所燃空比（Ｆ１／Ａ１）のみを燃料過濃側の低ＮＯｘ領域で（ここでは０．０９５まで）増加させ（図７参照）、パイロットバーナの燃空比を増大させていく（図７の二点差線、図６参照）。
【００４１】
この間、演算部３０２は、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ目標値Ｓ１４，Ｓ２４に到達したかどうかを判定しており（ステップ１０８）、目標値Ｓ１４，Ｓ２４に到達していなければ、バーナ９１，９２の燃空比がまだ第４目標値ｄに達していないと判断し、ステップ１０７の手順を継続する。
【００４２】
（３）ステップ１０９−１１２
続くステップ１０９−１１２では、バーナ９２の局所燃空比を燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで増大させるとともに、バーナ９１の局所燃空比を燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで減少させる。具体的には次の通りである。
【００４３】
（３−１）ステップ１０９，１１０
燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれＳ１４，Ｓ２４に到達したら、演算部３０２は、ステップ１０８においてバーナ９１，９２の燃空比が第４目標値ｄに到達したと判定し、ステップ１０９に手順を移して、燃料流量指令値Ｓ１を減少させるとともに燃料流量指令値Ｓ２を増大させ、燃料流量Ｆ２の割合を増やしていく（図６参照）。このステップ１０９の手順は、バーナ９１，９２の燃空比が設定の第５目標値ｅ（本実施の形態では０．０６０２（内訳はバーナ９１が０．０３５、バーナ９２が０．０７７）とする）に到達するまでの範囲で実行される。すなわち、第１バーナ９１の局所燃空比（Ｆ１／Ａ１）を燃料過濃側の低ＮＯｘ領域から燃料希薄側の低ＮＯｘ領域の値（ここでは０．０３５）まで急減させることによって、第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）を燃料希薄側の低ＮＯｘ領域から燃料過濃側の低ＮＯｘ領域の値（ここでは０．０７７）まで急増させて（図７参照）、パイロットバーナの燃空比を増大させていく（図７の二点差線、図６参照）。
【００４４】
この間、演算部３０２は、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２が、それぞれ目標値Ｓ１５，Ｓ２５に到達したかどうかを判定しており（ステップ１１０）、目標値Ｓ１５，Ｓ２５に到達していなければ、バーナ９１，９２の燃空比がまだ第５目標値ｅに達していないと判断し、ステップ１０９の手順を継続する。
【００４５】
（３−２）ステップ１１１，１１２
燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれＳ１５，Ｓ２５に到達したら、演算部３０２は、バーナ９１，９２の燃空比が第５目標値ｅに到達したと判定し、ステップ１１１に手順を移して、燃料流量指令値Ｓ１を一定に維持するとともに燃料流量指令値Ｓ２の増大率を減じ、第２バーナ９２の燃料流量Ｆ２の割合を緩やかに増やしていく（図６参照）。このステップ１１１の手順は、バーナ９１，９２の燃空比が設定の第６目標値ｆ（本実施の形態では０．０７４（バーナ９１が０．０３５、バーナ９２が０．１）とする）に到達するまでの範囲で実行される。
【００４６】
この間、演算部３０２は、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２が、それぞれ目標値Ｓ１６，Ｓ２６に到達したかどうかを判定しており（ステップ１１２）、目標値Ｓ１６，Ｓ２６に到達していなければ、バーナ９１，９２の燃空比がまだ第６目標値ｆに達していないと判断し、ステップ１１１の手順を継続する。すなわち、第１バーナ９１の局所燃空比（Ｆ１／Ａ１）を一定としつつ第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）のみを燃料過濃側の低ＮＯｘ領域で（ここでは０．１まで）増加させ（図７参照）、パイロットバーナの燃空比を増大させていく（図７の二点差線、図６参照）。
【００４７】
（４）ステップ１１３
ステップ１１３では、バーナ９１の局所燃空比を燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで増大させる。
【００４８】
具体的には、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれＳ１６，Ｓ２６に到達したら、演算部３０２は、ステップ１１２において高ＮＯｘ局所燃空比範囲を超えた第６目標値ｆにパイロットバーナ全体の燃空比が到達したと判定し、ステップ１１３の手順を実行して化学量論比回避手順を終了する。このステップ１１３においては、燃料流量指令値Ｓ１を増大させるとともに燃料流量指令値Ｓ２を減少させ、第１バーナ９１の燃料流量Ｆ１の割合をバーナ９１，９２の局所燃空比が等しくなるまで増やしていく（図６参照）。すなわち、ステップ１１２でパイロットバーナ全体の燃空比が高ＮＯｘ局所燃空比範囲の上限値（ここでは０．０７）を超えたと判断したことで、このステップ１１３では、バーナ９１，９２の燃料流量Ｆ１，Ｆ２の配分を空気流量Ａ１，Ａ２の配分（４：６）に戻し、これ以降は、低負荷運転の間、Ｆ１／Ａ１＝Ｆ２／Ａ２の条件でパイロットバーナの燃空比を所定の値まで増大させていく。局所燃空比が第６目標値ｆから増大する分には、高ＮＯｘ局所燃空比範囲に対して局所燃空比が十分大きい（化学量論比から離れていく）ため低ＮＯｘが達成できる。
【００４９】
次に本実施の形態の作用効果を説明する。
【００５０】
仮に化学量論比回避手順を実行しない場合、パイロットバーナの燃空比が第１目標値ａを超えてもバーナ９１，９２の局所燃空比を等しくしたままにしておくと、現実の局所燃空比（バーナ９１，９２の個々の局所燃空比）がいずれも０．０４を超えて高ＮＯｘ局所燃空比範囲に入ってしまい、以降、パイロットバーナの燃空比が０．０７を超えるまでの相応の時間、現実の局所燃空比が高ＮＯｘ局所燃空比範囲内で推移することとなる。
【００５１】
それに対し、本実施の形態では、パイロットバーナの燃空比が燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域に移行する過程で、バーナ９１，９２の燃料流量Ｆ１，Ｆ２の割合を巧みに調整し（図６参照）、パイロットバーナの燃空比（二点差線）が高ＮＯｘ局所燃空比範囲を推移する間の大部分において、高ＮＯｘ局所燃空比範囲を避けて現実の局所燃空比（バーナ９１，９２の個々の局所燃空比）を推移させることができる（図７参照）。
【００５２】
したがって、本実施の形態によれば、バーナ９１，９２について、それぞれ高ＮＯｘ局所燃空比範囲を迅速に通過させることでＮＯｘ発生量を個別に抑えることができるため、バーナの局所燃空比が化学量論比を跨いで上昇することによって発生するＮＯｘ量を低減させることができる（図７に化学量論比回避手順の実行に伴うＮＯｘ発生量の増減の様子を併せて図示した）。
【００５３】
なお、化学量論比近傍での燃焼を避けるためには、個別に燃料流量を制御できるバーナの数を増やし、燃焼するバーナを多数回にわたって増やしていくことも考えられる。しかしこの場合、燃料ヘッダーの構造が複雑化することに加えて燃料制御系統の数が増えるため、コストを増大させ運転も煩雑化させてしまう。それに対し、本実施の形態では、バーナ９１，９２の燃料流量Ｆ１，Ｆ２の割合を制御することによって巧みに高ＮＯｘ局所燃空比範囲を避けることができるので、必要以上に燃料系統を増設する必要がなく、構造の複雑化や燃料制御系統の増加を抑えることができる。
【００５４】
また、本実施の形態においては、空気流量Ａ１，Ａ２に４０％，６０％と差をつけたため、バーナ９１，９２の局所燃空比を等しくする上で燃料流量Ｆ１，Ｆ２に差をつけることができる。そのため、局所燃空比が第５目標値ｅから第６目標値ｆに到達するまでの間、より多くの燃料を噴射できるバーナ９２を燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域で用いることができる。その結果、局所燃空比が第５目標値ｅから第６目標値ｆに到達するまでの間、燃料過濃側で燃料流量Ｆ２を上げられる分、燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域において、バーナ９１の局所燃空比を高ＮＯｘ局所燃空比範囲まで余裕のある値（本実施の形態では０．０３５）に抑えることができ、より低ＮＯｘ化に有利となる。
【００５５】
（２）第２の実施の形態
本実施の形態が第１の実施の形態と相違する点は、第１の実施の形態が、バーナ９１，９２の局所燃空比をそれぞれ燃料過濃側及び燃料希薄側に振り分けた後、燃料希薄側及び燃料過濃側に入れ替えたのに対し、本実施の形態は入れ替えを伴わずに化学量論比回避手順を実行する点である。以下に詳細を説明する。
【００５６】
図９は本発明の第２の実施の形態に係る燃焼器における化学量論比回避手順の実行に伴うパイロットバーナの燃料流量の推移を例示したグラフ、図１０は化学量論比回避手順の実行に伴うパイロットバーナの燃空比の推移を例示したグラフである。図９及び図１０は第１の実施の形態の図６及び図７に対応する図である。
【００５７】
本実施の形態では、バーナ９１，９２の空気孔３２に供給される燃焼空気１０４の流量Ａ１，Ａ２について、パイロットバーナの燃焼空気（Ａ１＋Ａ２）を１００％としたとき、Ａ１＝Ａ２＝５０％となるように設計してある。燃焼器構成は第１の実施の形態と同様である。
【００５８】
図１１は制御装置３００による化学量論比回避手順を含むパイロットバーナの制御手順を表すフローチャートである。以下にこの図１１を図９及び図１０と併せて参照しつつ化学量論比回避手順を説明する。
【００５９】
（１）ステップ２０１，２０２
ステップ２０１，２０２は、第１の実施の形態の化学量論比回避手順におけるステップ１０１，１０２に対応している。
【００６０】
具体的には、制御装置３００の演算部３０２は、ガスタービン起動に伴って図１１の制御を開始し、バーナ９１，９２の燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２をともに増大させる（ステップ２０１）。このステップ２０１の手順は、パイロットバーナの燃空比が局所燃空比範囲の下限値０．０４に満たない設定の第１目標値ａ（本実施の形態では０．０３８（バーナ９１，９２ともに０．０３８）とする）に到達するまでの範囲で実行される。この間のバーナ９１，９２の燃料配分は、燃焼空気流量Ａ１，Ａ２の配分に合わせた値（５：５）とし（図９参照）、第１バーナ９１の局所燃空比（Ｆ１／Ａ１）と第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）を等しくする（図１０参照）。この段階では、図１０に示したように高ＮＯｘ局所燃空比範囲よりも局所燃空比が小さいため低ＮＯｘが達成できる。
【００６１】
この間、演算部３０２は、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ目標値Ｓ１１，Ｓ２１に到達したかどうかを判定しており（ステップ２０２）、目標値Ｓ１１，Ｓ２１に到達していなければ、バーナ９１，９２の燃空比がまだ第１目標値ａに達していないと判断し、ステップ２０１の手順を継続する。
【００６２】
（２）ステップ２０３−２０８
続くステップ２０３−２０８は、第１の実施の形態の化学量論比回避手順におけるステップ１０３−１０８に対応している。具体的には次の通りである。
【００６３】
（２−１）ステップ２０３，２０４
燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれＳ１１，Ｓ２１に到達したら、演算部３０２は、先のステップ２０２でバーナ９１，９２の燃空比が第１目標値ａに到達したと判定し、ステップ２０３に手順を移して、燃料流量指令値Ｓ２を減少させるとともに燃料流量指令値Ｓ１の増大率を上げる（図９参照）。このステップ２０３の手順は、バーナ９１，９２の燃空比が設定の第２目標値ｂ（本実施の形態では０．０４（内訳はバーナ９１が０．０７、バーナ９２が０．０１）とする）に到達するまでの範囲で実行される。パイロットバーナの燃空比を線形的に上昇させる上において、このように第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）を燃料希薄側の低ＮＯｘ領域内で所定値まで下げることにより、燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域の値まで第１バーナ９１の局所燃空比（Ｆ１／Ａ１）を一気に上昇させ（図１０参照）、パイロットバーナの燃空比を増大させていく（図１０の二点差線、図９参照）。
【００６４】
この間、演算部３０２は、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ目標値Ｓ１２，Ｓ２２に到達したかどうかを判定しており（ステップ２０４）、目標値Ｓ１２，Ｓ２２に到達していなければ、バーナ９１，９２の燃空比がまだ第２目標値ｂに達していないと判断し、ステップ２０３の手順を継続する。
【００６５】
（２−２）ステップ２０５，２０６
燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれＳ１２，Ｓ２２に到達したら、演算部３０２は、ステップ２０４でバーナ９１，９２の燃空比が第２目標値ｂに到達したと判定し、ステップ２０５に手順を移して、燃料流量指令値Ｓ１を一定に維持しつつ燃料流量指令値Ｓ２を増大させ、第２バーナ９２の燃料流量Ｆ２の割合を増やしていく（図９参照）。このステップ２０５の手順は、バーナ９１，９２の燃空比が設定の第３目標値ｃ（本実施の形態では０．０５４（内訳はバーナ９１が０．０７、バーナ９２が０．０３８）とする）に到達するまでの範囲で実行される。すなわち、第１バーナ９１の局所燃空比（Ｆ１／Ａ１）を一定としつつ第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）のみを燃料希薄側の低ＮＯｘ領域を逸脱しない範囲で増加させ（図１０参照）、パイロットバーナの燃空比を所定値まで上昇させる（図１０の二点差線、図９参照）。
【００６６】
この間、演算部３０２は、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２が、それぞれ目標値Ｓ１３，Ｓ２３に到達したかどうかを判定しており（ステップ２０６）、目標値Ｓ１３，Ｓ２３に到達していなければ、バーナ９１，９２の燃空比がまだ第３目標値ｃに達していないと判断し、ステップ２０５の手順を継続する。
【００６７】
（２−３）ステップ２０７，２０８
燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれＳ１３，Ｓ２３に到達したら、演算部３０２は、ステップ２０６でバーナ９１，９２の燃空比が第３目標値ｃに到達したと判定し、ステップ２０７に手順を移して、燃料流量指令値Ｓ２を一定に維持しつつ燃料流量指令値Ｓ１を増大させ、第１バーナ９１の燃料流量Ｆ１の割合を増やしていく（図９参照）。このステップ２０７の手順は、バーナ９１，９２の燃空比が設定の第４目標値ｄ（本実施の形態では０．０６８（内訳はバーナ９１が０．０９８、バーナ９２が０．０３８）とする）に到達するまでの範囲で実行される。すなわち、第３目標値ｃに到達し燃料希薄側の低ＮＯｘ領域で第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）の上げ代に余裕がなくなったところで、第２バーナ９２の局所燃空比（Ｆ２／Ａ２）を一定としつつ第１バーナ９１の局所燃空比（Ｆ１／Ａ１）のみを燃料過濃側の低ＮＯｘ領域で増加させ（図１０参照）、パイロットバーナの燃空比を増大させていく（図１０の二点差線、図９参照）。
【００６８】
この間、演算部３０２は、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれ目標値Ｓ１４，Ｓ２４に到達したかどうかを判定しており（ステップ２０８）、目標値Ｓ１４，Ｓ２４に到達していなければ、バーナ９１，９２の燃空比がまだ第４目標値ｄに達していないと判断し、ステップ２０７の手順を継続する。
【００６９】
（４）ステップ２０９
ステップ２０９では、バーナ９２の局所燃空比を燃料希薄側の低ＮＯｘ局所燃空比領域から燃料過濃側の低ＮＯｘ局所燃空比領域まで増大させる。
【００７０】
具体的には、燃料流量指令値Ｓ１，Ｓ２がそれぞれＳ１４，Ｓ２４に到達したら、演算部３０２は、ステップ２０８において高ＮＯｘ局所燃空比範囲を超えた第４目標値ｄにパイロットバーナ全体の燃空比が到達したと判定し、ステップ２０９の手順を実行して化学量論比回避手順を終了する。このステップ２０９においては、燃料流量指令値Ｓ１を減少させるとともに燃料流量指令値Ｓ２を増大させ、第２バーナ９２の燃料流量Ｆ２の割合をバーナ９１，９２の局所燃空比が等しくなるまで増やしていく（図９参照）。すなわち、ステップ２０８でパイロットバーナ全体の燃空比が高ＮＯｘ局所燃空比範囲の上限値（ここでは０．０７）を超えたと判断したことで、このステップ２０９では、バーナ９１，９２の燃料流量Ｆ１，Ｆ２の配分を空気流量Ａ１，Ａ２の配分（５：５）に戻し、これ以降は、低負荷運転の間、Ｆ１／Ａ１＝Ｆ２／Ａ２の条件でパイロットバーナの燃空比を所定の値まで増大させていく。局所燃空比が第４目標値ｄから増大する分には、高ＮＯｘ局所燃空比範囲に対して局所燃空比が十分大きい（化学量論比から離れていく）ため低ＮＯｘが達成できる。
【００７１】
本実施の形態においても、バーナ９１，９２について、それぞれ高ＮＯｘ局所燃空比範囲を迅速に通過させることでＮＯｘ発生量を個別に抑えることができるため、バーナの局所燃空比が化学量論比を跨いで上昇することによって発生するＮＯｘ量を低減させることができる。また、必要以上に燃料系統を増設する必要がなく、構造の複雑化や燃料制御系統の増加を抑えることもできる。
【００７２】
また、本実施の形態においては、第１の実施の形態に比べて制御手順が簡略である点でメリットがある。
【００７３】
（３）第３の実施の形態
第１及び第２の実施の形態では、燃料と空気の同軸噴流を多数形成することで燃料と空気の混合を促進して低ＮＯｘ化を図るバーナを適用例として示したが、本実施の形態では、第１の実施の形態とはタイプの異なるバーナを適用例として例示する。
【００７４】
図１２は本発明の第３の実施の形態に係る燃焼器に備えられたパイロットバーナの概略構成図である。既述の実施の形態と同様の部分には既出図面と同符号を付して説明を省略する。
【００７５】
図１２に示したパイロットバーナは、内部に内周流路及び外周流路を有する二重円筒状のメインノズル４０１を備えている。メインノズル４０１の外周部には半径方向に延びる複数のサブノズル４３１が備えられている。メインノズル４０１の内周流路は当該メインノズル４０１の下流端の燃料噴射孔に接続しており、燃料２０１は、燃焼器軸近傍においてメインノズル４０１の燃料噴射孔から燃料噴流３５ａとして燃焼室に向けて噴射される。一方、メインノズル４０１の外周流路はサブノズル４３１に接続しており、燃料２０２は、メインノズル４０１の外周側において、サブノズル４３１の噴射孔から燃料噴流３５ｂとして燃焼室に向けて噴射される。本実施の形態では、メインノズル４０１及びサブノズル４３１がそれぞれ第１バーナ４９１及び第２バーナ４９２（第１の実施の形態のバーナ９１，９２に相当）として機能する。また、メインノズル４０１の周囲には同心円状に二列の旋回羽根３７，３８が設けてあり、旋回羽根３７，３８を介して燃焼室に噴出す燃焼空気１０４ａ，１０４ｂによって、それぞれ燃料噴流３５ａ，３５ｂに旋回成分が付与されて火炎が安定化される。
【００７６】
このようなパイロットバーナにも本発明は適用可能であり、パイロットバーナの燃空比が化学量論比近傍を跨いで上昇する際に、第１及び第２の実施の形態と同様にバーナ４９１，４９２の局所燃空比を燃料希薄側と燃料過濃側に分けて設定することで、バーナ４９１，４９２のいずれにおいてもＮＯｘ発生量を抑えることができ、パイロットバーナの低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００７７】
（４）第４の実施の形態
以上においては、パイロットバーナを２系統に分けた場合を例示して説明したが、パイロットバーナを３系統以上に分けた場合にも本発明は適用可能である。
【００７８】
また、予め各燃料系統に対して定められた指令値（Ｓ１１，Ｓ２１等）に従って燃料流量Ｆ１，Ｆ２を制御する場合を例示して説明したが、ガスタービンの動作に応じて変化する何らかの状態量を検出し、検出値に応じて燃料系統を制御する構成とすることもできる。
【００７９】
例えば、通常、発電量＝燃料流量×発熱量×効率で求められ、発電量が燃空比に応じて変化することから、図１３に示したように発電量（負荷）を検出する検出器５０１を設け、図６及び図７、又は図９及び図１０のような燃料流量や燃空比の挙動となるように検出器５０１の検出値を基に燃料系統を制御することも考えられる。
【００８０】
また、実際にＮＯｘ排出量に影響するのは図７や図１０のグラフの縦軸に表された各燃空比なので、空気流量を検出する検出器５０２（図１３に併せて図示）を設けて、検出器５０２の検出値を基に燃料系統を制御することも考えられる。但し、空気流量計は高価であって流路に設置することで圧損を招くことから、タービン回転数を圧縮機１の入口弁開度から空気流量を計算し、これを空気流量の検出値とすることもできる。さらには、タービン３の排気通路にＮＯｘ濃度を検出する検出器５０３（図１３に併せて図示）を設け、直接排ガス中のＮＯｘ濃度から燃料流量Ｆ１，Ｆ２の割合の切り替えのタイミングを決めることも考えられ得る。
【符号の説明】
【００８１】
１              圧縮機
２              燃焼器
３              タービン
３１            燃料ノズル
３２            空気孔
９１            第１バーナ（バーナ、パイロットバーナ）
９２            第２バーナ（バーナ、パイロットバーナ）
９３            第３バーナ（メインバーナ）
１０２          圧縮空気
１０５          燃焼ガス
２０１，２０２  燃料
３００          制御装置
３０１          記憶部
３０２          演算部
【図１】
0005464376.tif 000002
【図２】
0005464376.tif 000003
【図３】
0005464376.tif 000004
【図４】
0005464376.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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