(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に燃焼空間を形成する燃焼筒と、
前記燃焼筒の外側に設けられ、該燃焼筒の外周面との間で音響空間を画成する音響ライナとを備え、
前記燃焼筒に、前記燃焼空間と前記音響空間とを連通する貫通孔群が形成され、
前記貫通孔群は、周方向に間隔をあけて配列された複数の貫通孔列が軸方向に間隔をあけて複数配列されて構成され、
隣り合う前記貫通孔列の各貫通孔同士が、それぞれの中心軸同士が周方向にずれた状態で、前記周方向に互いに重なるように配置されており、
前記音響ライナが設けられる位置に対応する前記燃焼筒の外周面と内周面とに挟まれる内部には、前記貫通孔を避けるように、冷却溝が形成されており、
前記冷却溝は、前記貫通孔列同士の間で前記周方向に延びる横冷却溝と、
前記貫通孔同士の間で前記軸方向に延びて、前記軸方向に隣り合う前記横冷却溝同士を接続する縦冷却溝とを有していることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記軸方向の下流側に比べて上流側の孔径が大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項３】
前記貫通孔は、前記軸方向の上流側から下流側に向かうに従って前記燃焼筒の径方向内側に向かって傾斜していることを特徴とする請求項１又は２に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項４】
前記貫通孔は、前記燃焼筒の外周面の開口と、前記燃焼筒の内周面の開口とのうち少なくとも一方が拡径していることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項５】
内側に燃焼空間を形成する燃焼筒と、
前記燃焼筒の外側に設けられ、該燃焼筒の外周面との間で音響空間を画成する音響ライナとを備え、
前記燃焼筒に、前記燃焼空間と前記音響空間とを連通する貫通孔群が形成され、
前記貫通孔群は、周方向に間隔をあけて配列された複数の貫通孔列が軸方向に間隔をあけて複数配列されて構成され、
隣り合う前記貫通孔列の各貫通孔同士が、それぞれの中心軸同士が周方向に一致した状態で配置され、
前記燃焼筒の外周面と内周面とに挟まれる内部に形成されて、前記軸方向に隣接する前記貫通孔列同士の間に前記周方向に延在する横冷却溝、及び、前記周方向に隣り合う前記貫通孔同士の間に前記軸方向に延在する縦冷却溝で構成される冷却溝に、前記貫通孔同士の前記周方向の間において前記冷却溝と前記燃焼空間とを連通する補助貫通孔が二つずつ形成されてい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から５のいずれか一項に記載の燃焼器を備えることを特徴とするガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン用の燃焼器に関するものであり、特に燃焼器の壁面冷却に関するものである。
本願は、２０１１年１１月２２日に日本に出願された特願２０１１−２５４９７９号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン燃焼器において燃焼筒の壁面冷却を行なう際には、燃焼筒の壁面内部に設けられた冷却溝によって冷却が行なわれ、壁面の温度上昇を抑制している。【０００３】
このように燃焼筒の壁面は冷却溝によって冷却されているため、壁面温度が上昇して、燃焼筒内の予混合気濃度が高くなると、壁面上での燃焼、即ち壁面燃焼が発生してしまう。そして、このような壁面燃焼が発生すると、予混合気の流速の低い壁面上を下流側から上流側に向かって火炎が遡るフラッシュバックが発生する。燃焼筒の上流側では予混合気における空気と燃料とが充分に混合されていないため、フラッシュバックによって火炎が上流側に到達して、上流側での燃焼が引き起こされた際には、ＮＯｘが生成されてしまう。【０００４】
また、燃焼筒の径方向内側位置での主燃焼に加えて、この主燃焼と同じ軸方向位置において上述のような壁面燃焼が発生した場合には、この軸方向位置で発熱集中が発生してしまう。さらに、壁面燃焼は、不安定なものであるため、発生の有無に応じて燃焼筒内部に大きな内圧変動が発生し、燃焼振動が生じてしまうおそれがあった。【０００５】
ここで、特許文献１には、燃焼筒の外周面に設けられて燃焼振動の減衰を行なう音響ライナが開示されている。そして、壁面の温度上昇の抑制を図って上述の壁面燃焼を防止する手法として、この音響ライナの音響孔へパージ用空気を供給して、燃焼筒の壁面上にフィルム空気を形成することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−９７９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示された音響ライナにおいては、燃焼筒の内周面上（壁面上）に周方向連続したフィルム空気を形成することが難しく、周方向の貫通孔（音響孔）同士の間においては、壁面燃焼が発生してしまうおそれがあった。【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、周方向に連続なフィルム空気を燃焼筒の内周面上に形成し、壁面燃焼の発生防止が可能な燃焼器及びガスタービンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係るガスタービン燃焼器は、内側に燃焼空間を形成する燃焼筒と、前記燃焼筒の外側に設けられ、該燃焼筒の外周面との間で音響空間を画成する音響ライナとを備え、前記燃焼筒に、前記燃焼空間と前記音響空間とを連通する貫通孔群が形成され、前記貫通孔群は、周方向に間隔をあけて配列された複数の貫通孔列が軸方向に間隔をあけて複数配列されて構成され、隣り合う前記貫通孔列の各貫通孔同士が、それぞれの中心軸同士が周方向にずれた状態で、前記周方向に互いに重なるように配置されており、前記音響ライナが設けられる位置に対応する前記燃焼筒の外周面と内周面とに挟まれる内部には、前記貫通孔を避けるように、冷却溝が形成されており、前記冷却溝は、前記貫通孔列同士の間で前記周方向に延びる横冷却溝と、前記貫通孔同士の間で前記軸方向に延びて、前記軸方向に隣り合う前記横冷却溝同士を接続する縦冷却溝とを有していることを特徴とする。【００１０】
このようなガスタービン燃焼器によると、貫通孔同士が互いに周方向に重なるように配置されており、貫通孔から燃焼筒内部へパージ用空気を流入させた際、周方向に連続したフィルム空気が燃焼筒内側の壁面上に形成される。このような周方向に連続したフィルム空気によって、燃焼筒の周方向全体の温度上昇が抑制されるとともに、燃焼筒の内周面近傍の燃料への空気の混合率を増大し、燃料濃度を低減できる。
また、このような冷却溝によって、貫通孔が周方向に重なるように配置された場合であっても、貫通孔に干渉することなく冷却溝を設けて、燃焼筒を冷却でき、燃焼筒の温度上昇を抑えて、壁面燃焼の発生防止効果の向上が可能となる。
さらに、縦冷却溝が軸方向に対して周方向に互い違いに配置され、貫通孔が周方向に重なるように配置された場合であっても、貫通孔に干渉することなく、横冷却溝及び縦冷却溝を設けることができる。また、冷却空気は、横冷却溝から縦冷却溝へ分岐して流通するため、境界層剥離による熱伝達効率向上によって燃焼筒の冷却効果を向上でき、壁面燃焼の発生防止効果の向上が可能となる。【００１１】
前記貫通孔は、前記軸方向の下流側に比べて上流側の孔径が大きくなっていてもよい。【００１２】
このように形成される貫通孔によって、下流側と比較して燃料濃度が高くなり、壁面燃焼を生じやすい上流側からより多くのパージ用空気を燃焼筒内部へ流入させ、フィルム空気の量を増加することができ、壁面燃焼の発生防止効果をさらに向上することが可能となる。【００１３】
また、前記貫通孔は、前記軸方向の上流側から下流側に向かうに従って前記燃焼筒の径方向内側に向かって傾斜していてもよい。【００１４】
このような貫通孔によって、燃焼筒の内周面により近い位置へパージ用空気を供給可能となり、より確実にフィルム空気を形成でき、壁面燃焼の発生防止効果をさらに向上できる。【００１５】
さらに、前記貫通孔は、前記燃焼筒の外周面の開口と、前記燃焼筒の内周面の開口とのうち少なくとも一方が拡径していてもよい。【００１６】
このような貫通孔によって、パージ用空気を円滑に取り込むとともに、燃焼筒の内周面に広がるようにパージ用空気を供給可能となり、さらに確実にフィルム空気を形成でき、壁面燃焼の発生防止効果を向上できる。【００１７】
また、本発明に係るガスタービン燃焼器は、内側に燃焼空間を形成する燃焼筒と、前記燃焼筒の外側に設けられ、該燃焼筒の外周面との間で音響空間を画成する音響ライナとを備え、前記燃焼筒に、前記燃焼空間と前記音響空間とを連通する貫通孔群が形成され、前記貫通孔群は、周方向に間隔をあけて配列された複数の貫通孔列が軸方向に間隔をあけて複数配列されて構成され、隣り合う前記貫通孔列の各貫通孔同士が、それぞれの中心軸同士が周方向に一致した状態で配置されて、前記軸方向に隣接する前記貫通孔列同士の間に前記周方向に延在する横冷却溝、及び、前記周方向に隣り合う前記貫通孔同士の間に前記軸方向に延在する縦冷却溝で構成される冷却溝に、前記貫通孔同士の前記周方向の間において前記冷却溝と前記燃焼空間とを連通する補助貫通孔が二つずつ形成されていることを特徴とする。
【００１８】
このような補助貫通孔によって、冷却溝を流通する冷却空気の一部を、貫通孔同士の周方向の間から燃焼筒の内部へ排出することが可能となり、周方向に連続なフィルム空気を形成することができ、壁面燃焼の発生を防止することが可能となる。【００１９】
さらに、本発明に係るガスタービンは、上記燃焼器を備えることを特徴とする。【００２０】
このようなガスタービンにおいては、周方向に連続なフィルム空気を燃焼器の燃焼筒の内周面上に形成することができ、壁面燃焼の発生を防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の燃焼器及びガスタービンによれば、周方向に連続なフィルム空気を燃焼筒の内周面上に形成でき、壁面燃焼の防止を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第一実施形態に係るガスタービンの全体概略図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係るガスタービンにおける燃焼器全体概略図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係るガスタービンに関し、燃焼器の音響ライナを示す斜視図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るガスタービンに関し、燃焼器の音響ライナにおける貫通孔と冷却溝の位置関係を示す図であって、図３を燃焼筒の内周面側から見たものである。
【図５】本発明の第二実施形態に係るガスタービンに関し、燃焼器の音響ライナにおける貫通孔と冷却溝の位置関係を示す図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係るガスタービンに関し、燃焼器の音響ライナにおける貫通孔と冷却溝の位置関係を示す図である。
【図７Ａ】本発明の第四実施形態に係るガスタービンに関し、燃焼器の音響ライナにおける貫通孔の形状を示す断面図である。
【図７Ｂ】本発明の第四実施形態に係るガスタービンに関し、燃焼器の音響ライナにおける貫通孔を燃焼筒の内周面側から見たものである。
【図８】本発明の第五実施形態に係るガスタービンに関し、燃焼器の音響ライナにおける貫通孔と冷却溝の位置関係を示す図である。
【図９】本発明の第五実施形態に係るガスタービンに関し、燃焼器の音響ライナにおける貫通孔と冷却溝の位置関係を示す図であって、図８の変形例を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態に係るガスタービン１について説明する。
図１に示すように、ガスタービン１は、圧縮機２において生成された圧縮空気Ａを、燃焼器（ガスタービン燃焼器）３で燃料Ｆと混合した後に燃焼し、高温・高圧の燃焼ガスＧを生成するように構成されている。そしてこの燃焼ガスＧをタービン４へ流入させることによって、このタービン４のロータ５を回転させ、回転動力を得るようになっており、また、上記燃焼ガスＧはタービン４を回転させた後に、排気室６を通じて排気される。
なお、以下では、ガスタービン１の圧縮機２側（図１の紙面左側）を上流側と称し、排気室６側（図１の紙面右側）を下流側と称する。
【００２４】
次に、図２を参照して、燃焼器３について説明する。
燃焼器３は、燃料Ｆ及び圧縮機２からの圧縮空気Ａを供給する燃料供給器１０と、これらを燃焼して高温・高圧の燃焼ガスＧを生成する燃焼筒１１と、燃焼筒１１に接続される尾筒１２と、燃焼筒１１の外側に設けられる音響部１３とを備えている。
【００２５】
燃料供給器１０は、燃料Ｆ及び圧縮空気Ａを予混合した予混合気体ＦＡを燃焼筒１１内へ供給して、この予混合気体ＦＡを燃焼するものである。
【００２６】
燃焼筒１１は、軸線Ｐを中心とした略円筒状をなし、上流側で燃料供給器１０に接続されて、内部の燃焼空間で燃焼ガスＧを生成するものである。そして下流側は尾筒１２に接続されており、尾筒１２を介して燃焼ガスＧをタービン４へ流入可能としている。
【００２７】
尾筒１２は、上流側で燃焼筒１１に接続されるとともに、下流側でタービン４に接続される略円筒状をなす部材であり、燃焼筒１１内で生成された燃焼ガスＧをタービン４へ供給するものである。
【００２８】
図３に示すように、音響部１３は、燃焼筒１１の外周面上に設けられる音響ライナ１５と、この音響ライナ１５の設置位置で燃焼筒１１の内外を連通して形成される貫通孔群１６と、音響ライナ１５の設置位置で、燃焼筒１１の外周面と内周面とに挟まれる内部に形成される冷却溝１７とを有している。
【００２９】
音響ライナ１５は、燃焼筒１１の外周面上を、周方向に一周して設けられるリング状の部材である。また、この音響ライナ１５は燃焼筒１１の外周面を径方向外側から覆うように、外周面との間で空間（音響空間）Ｓを画成して設けられている。
【００３０】
貫通孔群１６は、音響ライナ１５の設置位置で、燃焼筒１１の内外を連通するように形成された複数の貫通孔１６ａであって、燃焼筒１１の外側から内側へ向かってパージ用空気ＰＡが導入される。また、この貫通孔群１６においては、燃焼筒１１の周方向に間隔をあけて配置される貫通孔１６ａ同士が貫通孔列１６ｂを構成するとともに、この貫通孔列１６ｂが軸線Ｐ方向に間隔を空けて複数配列されている。
【００３１】
そして、これら貫通孔列１６ｂは、軸線Ｐ方向に隣接する貫通孔１６ａ各々の中心軸同士が周方向にずれた状態で、各々の貫通孔１６ａ同士が周方向に重なって配置されている。なお、周方向に重なる状態とは、貫通孔１６ａの外周同士が周方向に接する状態も含むものとする。
【００３２】
図４に示すように、冷却溝１７は、音響ライナ１５の設置位置で燃焼筒１１の外周面と内周面とに挟まれる内部に形成されて、冷却空気ＣＡを流通可能とする流路である。そしてこの冷却溝１７は、貫通孔１６ａの設置位置を避けるように、軸線Ｐ方向の上流側から下流側に向かって、周方向の一方側から他方側に向かって傾斜して形成されている。
なお、この冷却溝１７は、貫通孔群１６の形成位置以外においても、燃焼筒１１の外周面と内周面との間の内部に連続して形成されており、この貫通孔群１６の形成位置以外の位置においては、冷却溝１７を傾斜して形成する必要はないため、本実施形態では軸線Ｐ方向に平行に形成されている。
【００３３】
このようなガスタービン１においては、各々の貫通孔１６ａ同士が互いに周方向に重なるように配置されているため、図４の一点鎖線に示すように、周方向に隣接する貫通孔１６ａからのパージ用空気ＰＡが、周方向に重なるようにして貫通孔１６ａから燃焼筒１１内部へ流入する。即ち、パージ用空気ＰＡが周方向に連続することとなるため、燃焼筒１１の内周面上に周方向に連続するフィルム空気が形成される。このような周方向に連続したフィルム空気によって、燃焼筒１１の全体を漏れなく冷却可能となり、燃焼筒１１の温度上昇を抑制することができる。さらに、このようなフィルム空気によって、燃焼筒１１の内周面近傍の燃料Ｆへの空気混合率を増大でき、燃料Ｆの濃度を低減できるため、壁面燃焼の発生防止が可能となる。
【００３４】
ここで、例えば、周方向に連続したフィルム空気を形成するために、音響ライナ１５の設置位置とは別の位置に、別途空気供給孔を設けることも可能であるが、この場合、燃焼用の圧縮空気Ａの量が減少してしまい、燃料Ｆへの空気混合比率が低下することで、火炎温度上昇に伴うＮＯｘの発生増加が懸念される。
【００３５】
この点、本実施形態においては、冷却溝１７を軸線Ｐ方向に対して傾斜して形成することで、貫通孔１６ａに干渉することなく冷却溝１７を設けることができ、パージ用空気ＰＡを利用して周方向に連続なフィルム空気を形成できるため、火炎温度上昇に伴うＮＯｘの発生増加を抑えることができる。さらに、傾斜して形成したことで、冷却溝１７が複雑な構造とならないため、燃焼筒１１の耐久性を維持しながら燃焼筒１１を確実に冷却でき、燃焼筒１１の温度上昇を抑制して、壁面燃焼発生防止の効果を向上することが可能となる。
【００３６】
本実施形態のガスタービン１によると、周方向に連続するフィルム空気によって、燃焼筒１１の内周面の温度上昇を抑制することができ、さらに冷却溝１７によって温度上昇の抑制効果を向上できる。また、フィルム空気によって燃料Ｆの濃度の低減も可能となるため、確実に壁面燃焼の発生防止を達成できる。
【００３７】
そして、このような壁面燃焼の発生防止によって、上述のフラッシュバックによって引き起こされる燃焼筒１１の上流側でのＮＯｘ発生や、燃焼筒１１の内部での発熱集中及び内圧変動による燃焼振動の発生を防止でき、ガスタービン１の性能向上につながる。
【００３８】
次に、第二実施形態に係るガスタービン１について説明する。
なお、第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図５に示すように、本実施形態のガスタービン１は、音響部２３が第一実施形態の冷却溝１７に代えて、冷却溝２７が横冷却溝２７ａ及び縦冷却溝２７ｂを有している。
【００３９】
横冷却溝２７ａは、音響ライナ１５の設置位置で燃焼筒１１の外周面と内周面とに挟まれる内部に形成されて、冷却空気ＣＡを流通可能とする流路となっている。そしてこの横冷却溝２７ａは貫通孔１６ａの設置位置を避けるように、軸線Ｐ方向に隣接する貫通孔列１６ｂ同士の間に周方向に延在している。
【００４０】
縦冷却溝２７ｂは、横冷却溝２７ａ同様に、音響ライナ１５の設置位置で燃焼筒１１の外周面と内周面とに挟まれる内部に形成されて、冷却空気ＣＡを流通可能とする流路となっており、貫通孔１６ａを避けるように周方向に隣り合う貫通孔１６ａ同士の間に軸線Ｐ方向に延在して、軸線Ｐ方向に隣り合う横冷却溝２７ａ同士を接続している。このようにして、縦冷却溝２７ｂは軸線Ｐ方向に対して、周方向に互い違いに配置されている。
【００４１】
なお、貫通孔群１６の形成位置以外の燃焼筒１１にもこれら横冷却溝２７ａ及び縦冷却溝２７ｂに連続するように図示しない冷却溝が形成されているが、この位置においては、冷却溝２７が横冷却溝２７ａ及び縦冷却溝２７ｂを有する必要はない。
【００４２】
このようなガスタービン１においては、燃焼筒１１の内周面上に周方向に連続したフィルム空気を形成し、壁面燃焼の発生防止が可能となる。さらに、横冷却溝２７ａ及び縦冷却溝２７ｂによって、貫通孔１６ａに干渉することなく冷却溝２７を設けることができ、また、横冷却溝２７ａから縦冷却溝２７ｂへ分岐して冷却空気ＣＡが流通する。この際、境界層剥離による熱伝達効率向上によって燃焼筒１１の冷却効果の向上が可能となり、燃焼筒１１を確実に冷却して温度上昇を抑制し、壁面燃焼の発生防止の効果を向上することができる。
【００４３】
本実施形態のガスタービン１によると、周方向に連続するフィルム空気によって、燃焼筒１１の温度上昇を抑制することができ、さらに横冷却溝２７ａ及び縦冷却溝２７ｂによって、温度上昇の抑制効果を向上できる。また、フィルム空気によって燃料Ｆ濃度の低減も可能となるため、確実に壁面燃焼の発生防止を図ることができる。
【００４４】
そして、このような壁面燃焼の発生防止によって、上述のフラッシュバックによる燃焼筒１１上流側でのＮｏｘ発生や、燃焼振動の発生を防止でき、ガスタービン１の性能向上につながる。
【００４５】
次に、第三実施形態に係るガスタービン１について説明する。
なお、第一実施形態及び第二実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態のガスタービン１は、第一実施形態及び第二実施形態とは、音響部３３における貫通孔３６ａが異なっている。
【００４６】
図６に示すように、貫通孔３６ａは、軸線Ｐ方向の下流側に比べ上流側の方が孔径が大きく形成されている。
【００４７】
このようなガスタービン１においては、燃焼筒１１の内部の上流側は、下流側と比較して燃料Ｆの濃度が高くなっていることで壁面燃焼を生じ易くなっている。しかし、上流側の貫通孔３６ａの孔径を大きくすることによって、より多くのパージ用空気ＰＡを燃焼筒１１の内部へ流入させることが可能となり、上流側に形成されるフィルム空気量を増加することができる。従って、壁面燃焼の発生防止効果をより向上することが可能となる。
【００４８】
本実施形態のガスタービン１によると、周方向に連続するフィルム空気によって、燃焼筒１１の温度上昇の抑制と、燃料Ｆの濃度の低減とが可能となることに加え、上流側に形成されるフィルム空気を強化することによって、確実に壁面燃焼の発生防止を達成できる。
【００４９】
なお、本実施形態の燃焼筒１１の外周面と内周面とに挟まれる内部に形成される冷却溝は、第一実施形態で説明した冷却溝１７であってもよいし、第二実施形態のような横冷却溝２７ａ及び縦冷却溝２７ｂであってもよい。
【００５０】
次に、第四実施形態に係るガスタービン１について説明する。
なお、第一実施形態から第三実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態のガスタービン１は、第一実施形態から第三実施形態とは、音響部４３の貫通孔４６ａが異なっている。
【００５１】
図７Ａ、図７Ｂに示すように、貫通孔４６ａは、軸線Ｐ方向の上流側から下流側に向かうに従って軸線Ｐの径方向内側に向かって傾斜して形成されている。また、燃焼筒１１の内周面においては、軸線Ｐ方向の下流側に向かって周方向両側へ拡径するように、また外周面においては、軸線Ｐ方向の上流側に向かって周方向両側へ拡径するように形成されている。即ちこの貫通孔４６ａの開口部４８を径方向から見た場合には、略三角形状をなしていることとなる。
【００５２】
このようなガスタービン１においては、周方向に連続するフィルム空気を形成することで、壁面燃焼の発生を防止できる。さらに、貫通孔４６ａを傾斜して形成して、内周側と外周側の少なくとも一方の開口部４８が拡径していることによって、貫通孔４６ａへパージ用空気ＰＡを円滑に取り込み、より燃焼筒１１の内周面に近い位置へ内周面上を広がるように流出させることができる。従って、フィルム空気の量を増加して、フィルム空気をさらに強化することが可能となり、さらなる壁面燃焼の発生防止を図ることができる。
【００５３】
本実施形態のガスタービン１によると、周方向に連続するフィルム空気を強化し、燃焼筒１１の温度上昇の抑制、及び燃料Ｆの濃度の低減ができ、壁面燃焼の発生防止をさらに確実に達成できる。
【００５４】
なお、貫通孔４６ａの開口部４８を拡径して形成せずに、貫通孔４６ａを単純な傾斜孔として形成してもよく、この場合、機械加工等を用いて開口部４８を拡径する手間を削減でき、コストを抑えることができる。
【００５５】
次に、第五実施形態に係るガスタービン１について説明する。
なお、第一実施形態から第四実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
本実施形態のガスタービン１は、第一実施形態から第四実施形態とは音響部５３の貫通孔群５６の配置、及び冷却溝５７の配置が異なっており、さらに各貫通孔５６ａ同士の間に補助貫通孔５９が形成されている。
【００５６】
図８に示すように、音響部５３は、燃焼筒１１の外周面上に設けられる音響ライナ１５と、この音響ライナ１５の設置位置で燃焼筒１１の内外を連通して形成される貫通孔群５６と、音響ライナ１５の設置位置で燃焼筒１１の外周面と内周面とに挟まれる内部に設けられる冷却溝５７と、各貫通孔５６ａ同士の間に形成される補助貫通孔５９とを有している。
【００５７】
貫通孔群５６は、音響ライナ１５の設置位置で、燃焼筒１１の内外を連通するように形成された複数の貫通孔５６ａであって、燃焼筒１１の外側から内側へ向かってパージ用空気ＰＡが導入される。そしてこの貫通孔群５６においては、燃焼筒１１の周方向に間隔をあけて配置される貫通孔５６ａ同士が貫通孔列５６ｂを構成するとともに、この貫通孔列５６ｂが軸線Ｐ方向に間隔を空けて複数配列されている。
【００５８】
そして、この軸方向に配列される貫通孔列５６ｂは、軸線Ｐ方向に隣接する貫通孔５６ａ各々の中心軸同士が周方向に一致した状態で配置されている。
【００５９】
冷却溝５７は、音響ライナ１５の設置位置で燃焼筒１１の外周面と内周面とに挟まれる内部に形成されて、冷却空気ＣＡを流通可能とする流路となっている。そしてこの冷却溝５７は、貫通孔５６ａの設置位置を避けるように周方向に隣り合う貫通孔５６ａ同士の間に、軸線Ｐ方向の上流側から下流側へ向かって形成されている。
【００６０】
補助貫通孔５９は、冷却溝５７に、冷却溝５７と燃焼筒１１内側とを連通するように径方向内側に向かって形成される流路であり、冷却溝５７を流通する冷却空気ＣＡの一部を燃焼筒１１の内周面へ排出可能としている。
【００６１】
このようなガスタービン１においては、周方向に隣り合う貫通孔５６ａ同士が周方向に間隔をあけて配置されていても、補助貫通孔５９がこの間隔に形成されているため、周方向に連続なフィルム空気を燃焼筒１１の内周面上に形成することが可能となり、壁面燃焼の発生防止が可能となる。
【００６２】
本実施形態のガスタービン１によると、冷却溝５７の構成を簡易として、コストを抑制しながら、周方向に連続するフィルム空気を形成でき、燃焼筒１１の温度上昇の抑制と、燃料Ｆの濃度の低減とを達成することができ、確実に壁面燃焼の発生防止を図ることができる。
【００６３】
なお、図９に示すように、例えば隣り合う貫通孔列５６ｂ同士の間に、周方向に平行な冷却溝５７を形成し、周方向に隣り合う貫通孔５６ａ同士の間に補助貫通孔５９を二つずつ形成してもよい。この場合、より確実に周方向に連続するフィルム空気を形成でき、壁面燃焼の発生防止効果の向上を達成できる。
【００６４】
以上、本発明の実施形態についての詳細説明を行なったが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、冷却溝５７の構成は上述の実施形態に限定されることなく、貫通孔１６ａに干渉しないように冷却溝５７を形成できればよく、例えば、軸線Ｐ方向に向かって周方向の一方側から他方側へ形成されるものと、周方向の他方側から一方側へ形成されるものとによって、網目状に構成されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、周方向に連続なフィルム空気を燃焼筒の内周面上に形成し、壁面燃焼の発生防止が可能な燃焼器及びガスタービンに関する。
【符号の説明】
【００６６】
１…ガスタービン
２…圧縮機
３…燃焼器（ガスタービン燃焼器）
４…タービン
５…ロータ
６…排気室
Ａ…圧縮空気
Ｆ…燃料
Ｇ…燃焼ガス
ＦＡ…予混合気体
１０…燃料供給器
１１…燃焼筒
１２…尾筒
１３…音響部
１５…音響ライナ
１６…貫通孔群
１６ａ…貫通孔
１６ｂ…貫通孔列
１７…冷却溝
Ｐ…軸線
Ｓ…空間（音響空間）
ＣＡ…冷却空気
ＰＡ…パージ用空気
２３…音響部
２７…冷却溝
２７ａ…横冷却溝
２７ｂ…縦冷却溝
３３…音響部
３６ａ…貫通孔
４６ａ…貫通孔
４８…開口部
５６…貫通孔群
５６ａ…貫通孔
５６ｂ…貫通孔列
５７…冷却溝
５９…補助貫通孔
【図１】
0005868998.tif 000002
【図２】
0005868998.tif 000003
【図３】
0005868998.tif 000004
【図４】
0005868998.tif 000005
【図５】
0005868998.tif 000006
【図６】
0005868998.tif 000007
【図７Ａ】
0005868998.tif 000008
【図７Ｂ】
0005868998.tif 000009
【図８】
0005868998.tif 000010
【図９】
0005868998.tif 000011