(57)【要約】【課題】空気が燃焼室の上流側で流れの向きを反転して空気ノズルに流入し燃焼室に噴出される燃焼器において、燃焼室の上流側で空気の流れが反転するため、燃焼器の外周側に空気のよどみ域が生じ外周側に配置された空気ノズルに空気が流入しにくくなり、燃焼室における燃料濃度に偏りが生じ、ＮＯｘが増加する可能性がある。【解決手段】燃料と空気を燃焼させる燃焼室と燃焼室を形成する燃焼器ライナを備え、燃料を噴出する燃料ノズルと空気を噴出する空気ノズルを燃焼室上流に配置し、空気は燃焼室の下流側から燃焼器ライナの外側を通過し、燃焼室の上流側で流れの向きを反転して空気ノズルに流入し燃焼室に噴出される燃焼器において、燃焼器の半径方向外側に配置された空気ノズルの入口部を、燃焼器の軸中心側に配置された空気ノズルの入口部よりも下流側に配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料と空気を燃焼させる燃焼室と、前記燃焼室の上流側に配置された複数の空気ノズルと、前記複数の空気ノズルに燃料を噴射する複数の燃料ノズルとを備え、前記燃焼室を形成する燃焼器ライナの外側を下流側に向かって通過した後に前記複数の空気ノズルを通じて前記燃焼室に空気が供給される燃焼器であって、
前記複数の空気ノズルのうち、燃焼器の径方向外側に配置された空気ノズルの入口部が、燃焼器の径方向内側に配置された空気ノズルの入口部よりも下流側にあることを特徴とする燃焼器。
【請求項２】
請求項１に記載の燃焼器において、
燃焼器の径方向外側に配置された空気ノズルの出口部は、燃焼器の径方向内側に配置された空気ノズルの出口部よりも下流側にあることを特徴とする燃焼器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の燃焼器において、
空気ノズルは燃焼室の上流側に設置した壁状部材に設けられた多数の孔であり、前記壁状部材の上流側端面は階段状に燃焼器の軸中心側に向かって突き出ており、各段差に空気ノズルが配置されていることを特徴とする燃焼器。
【請求項４】
請求項３に記載の燃焼器において、
前記壁状部材に段差を同心円状に複数設け、各段差は燃焼器の軸中心側の段差ほど低くなるように構成したことを特徴とする燃焼器。
【請求項５】
請求項４に記載の燃焼器において、
ある段での径方向の空気の通過面積が、前記段より径方向内側の段に設けられた空気ノズルの開口面積の合計よりも小さいことを特徴とする燃焼器。
【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の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン燃焼器においては、拡散燃焼方式，予混合燃焼方式がある。拡散燃焼方式では、起動から定格負荷条件までのターンダウン比が大きく広範囲の燃焼安定性を確保するため、燃料を燃焼室に直接噴射する。一方、予混合燃焼方式は、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減するために燃料と空気を予め混合して燃焼室に供給する燃焼方式である。予混合燃焼方式には予混合器内に火炎が逆流して構造物を焼損する逆火現象が発生する等の課題がある。
【０００３】
この課題に対して、燃焼室に対向配置された複数の燃料ノズルと複数の空気ノズルを概略同軸上に配置し、燃料と空気を同軸流として燃焼室に供給する燃焼器が特許文献１に開示されている。この燃焼器では混合が急速に促進され、混合距離を短くすることが可能となり、その結果逆火が抑制されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【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】
【０００５】
環境に対する規制や社会的要求が日増しに強くなっており、予混合燃焼方式のガスタービンにおいても更なる低ＮＯｘ化が要求されており、特許文献１に記載のガスタービン燃焼器では、燃料と空気を複数の同軸噴流とし、燃料を燃焼室に均一に供給することでＮＯｘを低減している。特許文献１では、空気が圧縮機から吐出された後、燃焼器の下流側から外筒と燃焼器ライナの間を通過し、空気の一部がライナに設けた冷却孔からライナ壁面の冷却空気として燃焼室に流入し、残りの空気が燃焼器の上流側で流れの向きを反転して空気ノズルに流入し燃焼室に噴出されるリバースフロー式の燃焼器が用いられている。リバースフロー式の燃焼器は空気の多くを燃焼器ライナの対流冷却に使用できる。
【０００６】
しかしながら、リバースフロー式の燃焼器においては、燃焼室の上流側で空気の流れが反転するため、燃焼器の外周側に空気のよどみ域が生じ外周側に配置された空気ノズルに空気が流入しにくくなる可能性がある。空気ノズルごとに空気流量が異なると、燃焼室における燃料濃度に偏りが生じ、ＮＯｘが増加する可能性がある。
【０００７】
このＮＯの増加を抑制するために、軸中心側の空気ノズルにオリフィスなどを設けて流量配分を調整する方法があるが、燃焼器の圧力損失が増加し燃焼器の効率が低下する可能性がある。
【０００８】
また、空気ノズルごとに供給する燃料流量を変化させる方法もあるが、空気流量分布に応じて複数の燃料系統が必要となり、コストの増加や燃料制御の複雑化が必要となる。
【０００９】
本発明の目的は、各空気ノズルから燃焼室に供給される空気流量のばらつきを抑制した低ＮＯｘガスタービン燃焼器を提供する事である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
燃料と空気を燃焼させる燃焼室と燃焼室を形成する燃焼器ライナを備え、燃料を噴出する燃料ノズルと空気を噴出する空気ノズルを燃焼室上流に配置し、空気は燃焼室の下流側から燃焼器ライナの外側を通過し、燃焼室の上流側で流れの向きを反転して空気ノズルに流入し燃焼室に噴出される燃焼器において、燃焼器の半径方向外側に配置された空気ノズルの入口部は、燃焼器の軸中心側に配置された空気ノズルの入口部よりも下流側にあるように構成する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、各空気ノズルから燃焼室に供給される空気流量のばらつきを抑制した低ＮＯｘガスタービン燃焼器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１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。
【図２】本発明の第１実施例におけるガスタービン燃焼器の燃料制御の一例を示す図。
【図３】本発明の第１実施例における空気ノズルおよび空気ノズルプレートを上流側から見た概観図。
【図４】本発明の第１実施例における燃料ノズル，空気ノズル，空気ノズルプレートの配置を示した図３中のＡ−Ａ断面図。
【図５】本発明の第１実施例における空気ノズルプレート上流側の流れの様子を示した概念図。
【図６】比較例の構造における空気ノズルプレート上流側の流れの様子を示した概念図。
【図７】本発明の第２実施例における燃料ノズル，空気ノズル，空気ノズルプレートの配置を示した軸方向断面図。
【図８】本発明の第２実施例における空気ノズルプレート下流側の流れの様子を示した概念図。
【図９】本発明の第２実施例の別の実施形態における燃料ノズル，空気ノズル，空気ノズルプレートの配置を示した軸方向断面図。
【図１０】本発明の第３実施例における燃料ノズル，空気ノズル，空気ノズルプレートの配置を示した軸方向断面図。
【図１１】比較例の構造，第１，第２，第３実施例における燃焼室入口での燃料濃度の半径方向分布の概念図。
【図１２】本発明の第４実施例における燃料ノズル，空気ノズル，空気ノズルプレートの配置を示した軸方向断面図。
【図１３】本発明の第４実施例における空気ノズルおよび空気ノズルプレートを上流側から見た概観図。
【図１４】本発明の第５実施例における燃料ノズル，空気ノズル，空気ノズルプレート，通気孔での流れの様子を示した概念図。
【図１５】本発明の第６実施例における燃料ノズル，空気ノズル，空気ノズルプレート，通気孔での流れの様子を示した概念図。
【図１６】本発明の第７実施例における予混合器，予混合器プレートの配置を示した軸方向断面図。
【図１７】従来構造での予混合器，予混合器プレートの配置の一例を示した軸方向断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
燃料ノズルと空気ノズルを概略同軸上に多数配置し、燃料と空気を同軸流として燃焼室に供給する事で、燃料と空気が十分に混合された状態で燃焼室に供給され、低ＮＯｘ燃焼が可能となる。しかし、空気が圧縮機から吐出された後、燃焼器の下流側から外筒と燃焼器ライナの間を通過し、燃焼器の上流側で流れの向きを反転してから燃焼室に流入するリバースフロー式の燃焼器においては、燃焼室の上流側で空気の流れが反転するため、燃焼器の半径方向外側に空気のよどみ域が生じ、半径方向外側に配置された空気ノズルに空気が流入しにくくなる可能性がある。空気ノズルごとに空気流量が異なると、燃焼室における燃料濃度に偏りが生じ、ＮＯｘが増加する可能性がある。
【００１４】
そこで、空気ノズルを燃料ノズルと燃焼室の間に配置した壁状部材（以下、空気ノズルプレートとする）に設けた多数の孔とし、空気ノズルプレートの上流側端面は空気ノズルプレートの軸中心部が階段状に突き出し、各段に空気ノズルを配置する構造とする。このように構成することで、空気の流れが空気ノズルプレートに設けた段差の突き出し部に衝突し静圧を回復するため、半径方向外側のよどみ域が解消され空気が各空気ノズルに均等に供給される。
【００１５】
（第１の実施例）
以下、本発明の第１の実施例を図面により説明する。本実施例のガスタービン燃焼器の全体断面図を図１に示す。圧縮機５で圧縮された圧縮空気１０は、ディフューザー７を通って燃焼器に流入し、外筒２と燃焼器ライナ３の間を通過する。その圧縮空気１０の一部は燃焼器ライナ３の冷却空気１１として燃焼室１に流入する。また、その圧縮空気１０の残りは燃焼空気１２として空気ノズルプレート２０に形成された空気ノズル２１に流入し燃焼室１に噴出する。空気ノズルプレート２０の軸中心側に配置された空気ノズル２１は、噴出する燃焼空気１２に燃焼室１の軸周りの旋回がかかるように適度な旋回角を付与している。燃焼空気１２に旋回をあたえることで、循環領域１００が形成され、火炎１０１を安定化することができる。
【００１６】
燃料は、燃料母管１４から分岐したパイロット燃料供給系統１５およびメイン燃料供給系統１６を通じて燃料ヘッダー２３に供給され、燃料ヘッダー２３に接続された複数本の燃料ノズル２２に流入する。燃料ノズル２２に流入した燃料は燃焼空気１２とともに同軸流として燃焼室１に噴出され、燃焼して高温の燃焼ガスを形成する。
【００１７】
この時、各燃料ノズル２２の外径や燃料噴孔径は空気ノズルプレート２０の配置によらず同じ形状であることが望ましい。これは燃料ノズル２２の外径や燃料噴孔径が異なると燃料ノズル２２ごとに燃料と空気の混合特性が変化し、燃焼室１において燃料濃度分布が不均一となってＮＯｘが増大する可能性があるためである。
【００１８】
燃料母管１４，パイロット燃料供給系統１５，メイン燃料供給系統１６にはそれぞれ制御弁１７，遮断弁１８が備えられており、パイロット燃料供給系統１５とメイン燃料供給系統１６に供給する燃料流量の割合を制御できる。
【００１９】
図２に本実施例におけるガスタービン負荷とパイロット燃料供給系統１５，メイン燃料供給系統１６に供給される燃料流量の関係を示す。ガスタービン負荷の低い運転条件では、パイロット燃料供給系統１５に燃料を供給し、燃焼室１の軸中心部の燃料濃度を高くし、局所的な高温領域を形成することで火炎の安定化を図る。ガスタービン負荷の高い運転条件では、パイロット燃料供給系統１５およびメイン燃料供給系統１６に燃料を供給し、燃焼室１に供給する燃料の半径方向の濃度分布を均一にすることで、ＮＯｘを低減する。
【００２０】
図３に空気ノズルプレート２０を上流側から見た図を、図４に図３のＡ−Ａ断面における燃焼器上流側の断面図を示す。空気ノズルプレート２０の上流側端面は空気ノズルプレート２０の軸中心部が階段状に突き出し、各段に空気ノズル２１を配置する構造とする。図５に図４の上流側突き出し部２５近傍の燃焼空気１２の流れの様子を示す。燃焼空気１２は燃焼器の半径方向外側からフロースリーブ２４を通過し、燃焼器の中心軸に向かって流入する。燃焼空気１２は燃焼器の中心軸に向かって流れる途中で空気ノズルプレート２０の上流側突き出し部２５に衝突し、静圧を回復した後に突き出し部２５下流の空気ノズル２１から燃焼室１へ流入する。燃焼空気１２が空気ノズル２１に流入する前に静圧を回復することで、空気ノズル２１が空気ノズルプレート２０のどこに配置されるかによらず流量のばらつきを抑えて燃焼空気１２を流入させることができる。突き出し部２５の突出し度合いを同程度とすれば、各空気ノズルに流入する燃焼空気１２の流入量をより均等にすることができる。
【００２１】
この時、燃料ノズル２２先端の燃料噴孔が、燃料ノズル２２よりも軸中心側にある突き出し部２５の上流側端面よりも燃焼室１側になるように構成することが望ましい。このように構成することで、燃焼器の中心軸に向かって流れる燃焼空気１２により、燃料が他の空気ノズル２１に流入することを防ぐことができる。
【００２２】
本実施例の特徴は、空気ノズルプレート２０の上流側に突き出し部２５を設け、空気ノズル２１の入口部の軸方向位置を変化させたことにある。比較例として図６に示す特許文献１に開示された構成では、燃焼空気１２はフロースリーブ２４を通過時に燃焼空気１２の流れ方向が回りこむように変化するため、フロースリーブ２４近傍には燃焼空気１２によどみ域１０２が発生していた。このため、空気ノズルプレート２０の半径方向外側の空気ノズル２１ａは軸中心側の空気ノズル２１ｂよりも燃焼空気１２が流れにくくなり、燃焼空気１２が燃焼室１に均一に供給されず、空気流量に半径方向の偏りが生じていた。燃料ヘッダー２３に供給された燃料は、各燃料ノズル２２に均等に流入し燃焼室１に噴出されるため、燃焼空気１２の流量に半径方向の偏りが生じると、燃焼室１に流入する燃料濃度に偏りが生じてＮＯｘが増加する可能性があった。一方、本実施例では、燃焼空気１２の静圧を回復させることで、燃焼器の半径方向外側の空気ノズル２１にも燃焼空気１２が流入するため、燃焼空気１２が燃焼室１に均一に供給される。このため、燃焼室１に流入する燃料の半径方向の濃度分布が均一に近づき、ＮＯｘを低減できる。この効果は本実施例の燃焼器が、燃料と空気を燃焼させる燃焼室１と、燃焼室１の上流側に配置された複数の空気ノズル２１と、複数の空気ノズル２１に燃料を噴射する複数の燃料ノズル２２とを備え、燃焼室１を形成する燃焼器ライナ３の外側を下流側に向かって通過した後に複数の空気ノズル２１を通じて燃焼室１に空気が供給される燃焼器であって、複数の空気ノズル２１のうち、燃焼室１の径方向外側に配置された空気ノズル２１の入口部が、燃焼器の径方向内側に配置された空気ノズル２１の入口部よりも下流側にあることで得られるものである。
【００２３】
本実施例の燃焼器は、空気ノズル２１は燃焼室１の上流側に設置した壁状部材である空気ノズルプレート２０に設けられた多数の孔であり、空気ノズルプレート２０の上流側端面は階段状に燃焼室１の軸中心側に向かって突き出ており、各段差に空気ノズル２１が配置されている。空気ノズルプレート２０の段差は同心円状に複数設けられ、各段差は燃焼器の軸中心側の段差ほど低くなるようになっている。
【００２４】
本実施例は、メイン燃料供給系統１６を燃焼器の半径方向に複数設けて燃料の流量を制御し濃度分布を調整する方法と比べ、少ない燃料供給系統数でＮＯｘを低減することができるため、制御が容易であり、またコストを低減できる。
【００２５】
本実施例では突き出し部２５は空気ノズルプレート２０の半径方向外側に３段設けているが、段差の数は空気ノズルプレート２０や空気ノズル２１に応じてその数を増減させてもよい。
【００２６】
（第２の実施例）
第２の実施例を図７に示す。本実施例では空気ノズルプレート２０は、上流側端面は軸中心部が階段状に突き出し、下流側端面は半径方向外側が階段状に突き出す構造であって、各段に空気ノズルプレート２０を配置する構造とする。
【００２７】
図８に本実施例における空気ノズルプレート２０下流側の燃焼空気１２および燃料噴流１０３ａ，１０３ｂの流れの様子を示す。燃焼空気１２と燃料噴流１０３ａは空気ノズル２１内部で混合しながら同軸流として燃焼室１に噴出する。この時、空気ノズルプレート２０の突き出し部２６下流側で、燃料噴流１０３ａは半径方向外側に向かって広がり、循環流１０４を形成する。この循環流１０４と循環流１０４よりも半径方向外側から噴出する燃料噴流１０３ｂが衝突するせん断領域１０５では流れに強い乱れが生じ、燃料と燃焼空気１２がさらに混合される。
【００２８】
本実施例においては、燃焼室１の径方向外側に配置された空気ノズル２１の出口部が、燃焼室１の径方向内側に配置された空気ノズルの出口部よりも下流側にあるため、循環流１０４により火炎を安定に保炎することができ、また火炎が軸方向にずれて保炎されるため、燃焼器の軸方向での燃焼エネルギーの振動が減衰し燃焼振動を抑制できる。
【００２９】
本実施例の特徴は、空気ノズルプレート２０の下流側に突き出し部２６を設け、空気ノズル２１の出口部の軸方向位置を変化させたことにある。実施例１では、軸中心部に配置された空気ノズル２１に燃焼室１の軸周りの旋回がかかるように旋回角を付与し、燃焼室１に循環領域１００を形成し火炎１０１を安定に保炎している。しかし、燃焼室１に燃料を均一に供給すると、燃焼室１の軸中心部の火炎温度が低下し、火炎１０１を循環領域１００だけで安定に保炎できなくなる場合がある。一方、本実施例では、循環領域１００に加えて、突き出し部２７の下流側に形成される循環流２８によっても火炎１０１を保炎できるため、安定燃焼が可能となる。
【００３０】
本実施例において、空気ノズルプレート２０の各段の板厚２００を一定とすることで、各空気ノズル２１内における燃料噴流１０３と燃焼空気１２との混合距離を一定とすることができる。このように構成した場合、燃焼空気１２が空気ノズル２１を流れる際に生じる圧力損失を一定とすることができるため、空気ノズル２１に流入する空気流量をより均等に近づけることができる。
【００３１】
また、本実施例の別の実施形態として、図９に示すように空気ノズルプレート２０の板厚２００を、燃焼器の外周側ほど厚くする構造がある。このように構成することで、第１の実施例と比べて燃焼器の外周側での燃料噴流１０３と燃焼空気１２の混合距離を十分に長く確保でき、燃焼器の外周側から発生するＮＯｘをより低減することができる。空気ノズルプレート２０の軸中心部は混合距離が短いため混合が若干悪くなるが、その結果燃焼室１の軸中心部に高温の燃焼領域が形成されるため、燃焼安定性が向上する。この結果火炎１０１の中心軸部で火炎の安定を確保し、火炎１０１の外周側で低ＮＯｘ燃焼するため、全体として安定燃焼と低ＮＯｘ燃焼の両立が可能となる。
【００３２】
（第３の実施例）
第３の実施例を図１０に示す。本実施例は空気ノズルプレート２０に設けた突き出し部２５が軸中心部に向かうほど小さくなるように構成している。図１０中の記号で表せば
〔式１〕
２０１＞２０２＞２０３
となるように構成している。
【００３３】
本形状とした場合実施例１と比べて外周側の突き出し部２５により多くの燃焼空気１２が衝突するため、外周側の空気ノズル２１を流れる燃焼空気１２の流量は多く、軸中心側の空気ノズル２１に少なく流れる。このため、燃焼室１の軸中心側は燃料濃度が高くなり、高温の燃焼ガスを形成する。各実施例における燃焼室１の入口部での燃料濃度分布の概念図を図１１に示す。軸中心側の高温の燃焼ガスは、旋回により半径方向外側に広がるため、燃焼室１の外周側の燃料濃度の低い領域でも安定に火炎を形成することができる。また、燃焼室１の外周側は燃料濃度が低く燃焼温度が低下するため、燃焼器ライナ３のメタル温度を低く抑えることができる。
【００３４】
本実施例は、実施例１よりも火炎を安定させることができるため、発熱量の低い燃料を燃焼させる場合に適している。
【００３５】
（第４の実施例）
第４の実施例を図１２に示す。本実施例は、空気ノズルプレート２０の上流側端面と燃料ヘッダー２３との間を流れる燃焼空気の通過面積２０４が、２０５で示した、通過面よりも軸中心側の空気ノズル２１の開口面積の合計２０５Ｓよりも小さくなるように構成している。図１３に空気ノズル２１を上流側から見た図を示す。通過面よりも軸中心側の空気ノズル２１の開口面積の合計２０５Ｓとは、図１３中のハッチングで示した空気ノズルの開口面積の合計を意味する。式２に通過面積２０４、総開口面積２０５Ｓの関係を示す。
〔式２〕
２０４＜２０５Ｓ
【００３６】
また、各段の通過面積２０４は空気ノズルプレート２０の軸中心部ほど狭くなるように構成する。
【００３７】
本形状とした場合、すなわち、ある段での径方向の空気の通過面積が、この段より径方向内側の段に設けられた空気ノズル２１の開口面積の合計よりも小さくなるような形状の場合、突き出し部２５の各段に設けた空気ノズル２１に流入する空気流量はスロート部となる通過面積２０４によって決定され、軸中心側の空気ノズル２１に流入する空気流量が少なくなり、第３の実施例と同様に火炎を安定化し燃焼器ライナ３のメタル温度を低く抑えることができる。
【００３８】
（第５の実施例）
第５の実施例を図１４に示す。本実施例は燃焼空気１２が流通するための通気孔３０を空気ノズルプレート２０の突き出し部２５に接するように設けている。
【００３９】
本形状とした場合、燃焼空気１２は空気ノズルプレート２０の突き出し部２５に衝突し、空気ノズル２１および通気孔３０に流入する。空気ノズル２１に流入した燃焼空気１２は空気ノズル２１内部で同軸噴流として燃料と混合しながら燃焼室１に流入し、火炎を形成する。通気孔３０から流入した燃焼空気１２は空気ノズルプレート２０の燃焼室１側の突き出し部２７に沿って燃焼室１に流入し、空気ノズルプレート２０を冷却する。
【００４０】
第２の実施例においては、燃焼空気１２が空気ノズルプレート２０の突き出し部２５に衝突した際に、十分に静圧が回復しきらずに空気ノズルプレート２０近傍によどみ域を形成し、燃焼空気１２が空気ノズル２１に入りにくくなって圧力損失が増大する可能性がある。本実施例では、燃焼空気１２の一部を燃焼室１に流入させる通気孔３０を設けることで、よどみ域の形成を防ぐことができ、圧力損失の増大を回避できる。
【００４１】
（第６の実施例）
第６の実施例を図１５に示す。本実施例は第５の実施例の別の実施形態であり、空気ノズルプレート２０の突き出し部２５から空気ノズル２１へ貫通する通気孔３０を設けている。
【００４２】
このように構成する事で、空気ノズルプレート２０の突き出し部２５に衝突した燃焼空気１２は、その一部が通気孔３０を通過して空気ノズル２１の壁面から噴出し、空気ノズル２１内部に乱れ１０６を発生させ燃焼空気１２と燃料との混合を促進できる。
【００４３】
（第７の実施例）
第７の実施例を図１６に示す。本発明は複数の予混合器を備えたガスタービン燃焼器にも適用できる。
【００４４】
本実施例において、燃焼空気１２は燃焼器の外周側からフロースリーブ２４を通過し、燃焼器の軸中心部に向かって流入する。燃焼空気１２は軸中心部に流れる途中で予混合器３１および予混合器プレート３３に設けた突き出し部３４に衝突し、静圧を回復して予混合器３１の上流側に複数設けられた空気孔３２から予混合器３１の内部に流入する。予混合器３１に設けた空気孔３２は流入する燃焼空気１２が旋回成分を持つように形成する。燃料は予混合器３１の上流側から噴射され、燃焼空気１２の旋回によって急速に混合されて燃焼室１に流入し、火炎を形成する。予混合器３１内部で燃焼空気１２と燃料を十分に混合してから燃焼させることでＮＯｘを低減できる。
【００４５】
図１７に示すような予混合器３１および空気孔３２の軸方向位置を揃えた燃焼器では、フロースリーブ２４を通過した燃焼空気１２が軸方向に向かう速度成分を持つため、入口が燃焼器の半径方向外側を向いた空気孔３２により多くの燃焼空気１２が流入し、予混合器３１内部において燃焼空気１２の偏流が生じ、燃焼空気１２と燃料が十分に混合されない可能性がある。本実施例では、燃焼空気１２を予混合器３１および予混合器プレート３３に衝突させ、静圧を一度回復させてから予混合器３１内部に流入させるため、予混合器３１に周方向に均等に近い流量にて燃焼空気１２を供給することができＮＯｘを低減できる。
【符号の説明】
【００４６】
１  燃焼室
２  外筒
３  燃焼器ライナ
４  トランジションピース
５  圧縮機
６  タービン
７  ディフューザー
８  エンドカバー
１０  圧縮空気
１１  ライナ冷却空気
１２  燃焼空気
１４  燃料母管
１５  パイロット燃料供給系統
１６  メイン燃料供給系統
１７  制御弁
１８  遮断弁
２０  空気ノズルプレート
２１，２１ａ，２１ｂ  空気ノズル
２２  燃料ノズル
２３  燃料ヘッダー
２４  フロースリーブ
２５  突き出し部（上流側）
２６  突き出し部（下流側）
３０  通気孔
３１  予混合器
３２  空気孔
３３  予混合器プレート
３４  予混合器プレート突き出し部
１００  循環領域
１０１  火炎
１０２  よどみ域
１０３，１０３ａ，１０３ｂ  燃料噴流
１０４  循環流
１０５  せん断領域
１０６  乱れ
２００  空気ノズルプレート板厚
２０１，２０２，２０３  突き出し部高さ
２０４  空気ノズルプレート−燃料ヘッダー間通過面積
２０５  空気孔開口面積
【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】
2011191046.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011191046.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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