(57)【要約】【課題】同軸ノズルでの圧力損失を低減し、燃料と空気の混合を促進させてＮＯｘ排出量の低減を可能にしたガスタービン燃焼器を提供する。【解決手段】複数の燃料ノズルと空気孔プレートに形成され前記燃料ノズルと同軸の複数の空気孔とから構成した同軸ノズルを環状に複数列配設したバーナを備えたガスタービン燃焼器において、同軸ノズルを構成する燃料ノズルの先端部、またはこの燃料ノズルの先端部が位置する空気孔プレートに形成した空気孔の流路内のいずれかに空気流に乱れを発生させる部材を設けて同軸ノズルの空気孔の最小流路断面積を規定し、複数列配設したバーナのうち、外周側に配列されたバーナに位置する同軸ノズルの空気孔の最小流路断面積が、中心側に配列されたバーナに位置する同軸ノズルの空気孔の最小流路断面積よりも広くなるように形成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を噴出する複数の燃料ノズルと、燃料ノズルの下流側に位置する空気孔プレートに形成され前記燃料ノズルと同軸の複数の空気孔とから同軸ノズルを構成し、燃料と空気とを噴出する前記同軸ノズルを環状に複数列配設したバーナと、前記バーナの同軸ノズルを構成する燃料ノズル及び空気孔から噴出された燃料と空気を燃焼する燃焼室とを備えたガスタービン燃焼器において、
前記同軸ノズルを構成する燃料ノズルの先端部、またはこの燃料ノズルの先端部が位置する空気孔プレートに形成した空気孔の流路のいずれかに空気流に乱れを発生させる部材を設けて同軸ノズルの空気孔の最小流路断面積を規定し、
前記複数列配設したバーナのうち、外周側に配列されたバーナに位置する同軸ノズルの空気孔の最小流路断面積が、中心側に配列されたバーナに位置する同軸ノズルの空気孔の最小流路断面積よりも広くなるように形成した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、
前記バーナを構成する同軸ノズルの空気孔に旋回角θ２を形成し、
同軸ノズルの軸線となるバーナ中心軸に対して垂直な面に投影した空気孔の旋回部分の中心軸において空気孔の出口中心点から空気噴出方向側が空気孔の出口中心点とバーナ中心軸を最短で結ぶ線とがなす内傾角θ１は、
０°＜θ１＜９０°
に設定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３】
請求項２に記載のガスタービン燃焼器において、
複数列配設したバーナのうち、前記内傾角θ１は、中心側に配列された同軸ノズルの空気孔だけでなく、外周側に配列された同軸ノズルの空気孔にも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４】
請求項２に記載のガスタービン燃焼器において、
複数列配設したバーナのうち、前記内傾角θ１は、少なくとも中心側に配列された同軸ノズルの空気孔に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５】
請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のガスタービン燃焼器において、
前記バーナの中心側に位置する燃料ノズルの外径は、バーナの外周側に位置する燃料ノズルの外径よりも大きくなるように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２乃至請求項４のいずれか１項に記載のガスタービン燃焼器において、
前記バーナの中心側に位置する空気孔の直径は、バーナの外周側に位置する空気孔の直径よりも小さくなるように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７】
請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載のガスタービン燃焼器において、
前記バーナを複数個配置してマルチバーナを構成した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】
環境に対する規制や社会的要求によって更なる低ＮＯｘ化を実現するガスタービン燃焼器が求められている。
【０００３】
ガスタービン燃焼器で更なる低ＮＯｘ燃焼を実現しようとする場合には、低ＮＯｘ燃焼と同時に逆火現象を回避することが重要となる。
【０００４】
特開２００７−２３２２３４号公報に記載されたガスタービン燃焼器（以下、同軸燃焼器という）は、低ＮＯｘ燃焼と逆火の防止を実現する技術が開示されている。
【０００５】
このガスタービン燃焼器に関する技術では、燃焼用空気を燃焼室に供給する空気孔と燃料を燃焼室に供給する燃料ノズルとを同軸、または同軸に近い近接した位置に配置した同軸ノズルを多数配置した構造のガスタービン燃焼器が開示されている。
【０００６】
同軸燃焼器は、燃料と空気を均等に分散させて燃焼室に供給し、短い距離で燃料と空気を混合することによって、逆火を防ぐとともに低ＮＯｘ燃焼の実現を図っている。
【０００７】
そして、同軸ノズルを構成する燃料ノズルの外周側又は内周側に燃料と空気の流れを乱す突起物を複数個設けて燃焼室に供給する前の燃料と空気との混合を促進してＮＯｘを更に低減するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−２３２２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特開２００７−２３２２３４号公報に記載された同軸燃焼器は、ＮＯｘ排出量を低減させるために燃料ノズルの外周側又は内周側に燃料と空気の流れを乱す突起物を複数設けて燃料と空気の混合促進を図っているが、しかしながら、これらの突起物によって圧力損失が増加するので圧縮機からガスタービン燃焼器に流入してきた空気のうち、ライナの冷却空気孔に流れる空気量が増加し、燃焼の燃焼に用いる空気が減少して燃焼室内で形成される火炎の局所温度の上昇によってＮＯｘ濃度が増加するので、燃料と空気の混合促進によるＮＯｘ排出量の低減効果が弱められるといった課題がある。
【００１０】
本発明の目的は、同軸ノズルの燃料ノズルに燃料と空気の流れを乱す突起物を設けた場合でも、同軸ノズルでの圧力損失を低減して燃焼器に供給する燃焼用空気の空気量を増加させると共に燃焼室内に円錐状の火炎を形成させ、燃料と空気の混合を促進させてＮＯｘ排出量の低減を可能にしたガスタービン燃焼器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のガスタービン燃焼器は、燃料を噴出する複数の燃料ノズルと、燃料ノズルの下流側に位置する空気孔プレートに形成され前記燃料ノズルと同軸の複数の空気孔とから同軸ノズルを構成し、燃料と空気とを噴出する前記同軸ノズルを環状に複数列配設したバーナと、前記バーナの同軸ノズルを構成する燃料ノズル及び空気孔から噴出された燃料と空気を燃焼する燃焼室とを備えたガスタービン燃焼器において、前記同軸ノズルを構成する燃料ノズルの先端部、またはこの燃料ノズルの先端部が位置する空気孔プレートに形成した空気孔の流路のいずれかに空気流に乱れを発生させる部材を設けて同軸ノズルの空気孔の最小流路断面積を規定し、前記複数列配設したバーナのうち、外周側に配列されたバーナに位置する同軸ノズルの空気孔の最小流路断面積が、中心側に配列されたバーナに位置する同軸ノズルの空気孔の最小流路断面積よりも広くなるように形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、同軸ノズルの燃料ノズルに燃料と空気の流れを乱す突起物を設けた場合でも、同軸ノズルでの圧力損失を低減して燃焼器に供給する燃焼用空気の空気量を増加させると共に燃焼室内に円錐状の火炎を形成させ、燃料と空気の混合を促進させてＮＯｘ排出量の低減を可能にしたガスタービン燃焼器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施例のガスタービン装置の全体構成を示す概略図。
【図２】図１のガスタービン装置に採用されたガスタービン燃焼器の一実施例を示す軸方向断面図。
【図３】図２に示す実施例のガスタービン燃焼器におけるバーナを示す正面図。
【図４】図２に示す実施例のガスタービン燃焼器におけるバーナの空気孔を示す断面図。
【図５】図２に示す実施例のガスタービン燃焼器におけるバーナの１列目空気孔を示す正面図。
【図６】図５に示したガスタービン燃焼器における１列目空気孔からの空気噴流流線の包絡線図。
【図７】図２に示す実施例のガスタービン燃焼器におけるバーナの１列目空気孔の他の例の場合を示した正面図。
【図８】図７に示した実施例のガスタービン燃焼器におけるバーナの１列目空気孔からの空気噴流流線の包絡線図。
【図９】図２に示した実施例のガスタービン燃焼器における変形例を示す軸方向断面図。
【図１０】図２に示した実施例のガスタービン燃焼器における１列目の同軸ノズルの詳細構造を示す部分拡大図。
【図１１】図１０に示した１列目の同軸ノズルの燃料ノズルを空気孔から見た図。
【図１２】図２に示した実施例のガスタービン燃焼器における２列目及び３列目の同軸ノズルの詳細構造を示す部分拡大図。
【図１３】図１２に示した１列目の同軸ノズルの燃料ノズルを空気孔から見た図。
【図１４】図２に示した実施例のガスタービン燃焼器における２列目及び３列目の同軸ノズルの変形例の詳細構造を示す部分拡大図。
【図１５】図１４に示した２列目及び３列目の同軸ノズルの燃料ノズルを空気孔から見た図。
【図１６】図２に示した実施例のガスタービン燃焼器における２列目及び３列目の同軸ノズルの別の変形例の詳細構造を示す部分拡大図。
【図１７】図１６に示した２列目及び３列目の同軸ノズルの燃料ノズルを空気孔から見た図。
【図１８】図２に示した実施例のガスタービン燃焼器における２列目及び３列目の同軸ノズルの更に他の変形例の詳細構造を示す部分拡大図。
【図１９】図２に示した実施例のガスタービン燃焼器における２列目及び３列目の同軸ノズルの更に別の変形例の詳細構造を示す部分拡大図。
【図２０】図１のガスタービン装置に採用されたガスタービン燃焼器の他の実施例を示す軸方向断面図。
【図２１】図２０に示した実施例のガスタービン燃焼器における同軸ノズルを構成する燃料ノズルを示す部分拡大図。
【図２２】図１のガスタービン装置に採用されたガスタービン燃焼器の更に他の実施例を示す軸方向断面図。
【図２３】図２２に示した実施例のガスタービン燃焼器における同軸ノズルを構成する燃料ノズルと空気孔の部分拡大図。
【図２４】図１のガスタービン装置に採用されたガスタービン燃焼器の別の実施例を示す軸方向断面図。
【図２５】図２４に示した実施例のガスタービン燃焼器における同軸ノズルを構成する燃料ノズルと空気孔の部分拡大図。
【図２６】図１のガスタービン装置に採用されたガスタービン燃焼器の更に別の実施例を示すバーナ正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に本発明の実施例であるガスタービン燃焼器について図面を引用して以下に説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、本発明の実施例であるガスタービン装置の全体構成を示す概略図である。
【００１６】
図１において、このガスタービン装置は、空気を圧縮する圧縮機５と、圧縮機５で圧縮された空気１０と外部から導かれた燃料とを供給して燃焼して高温の燃焼ガスを生成するガスタービン燃焼器１ａと、ガスタービン燃焼器１ａで生成した燃焼ガスによって駆動されるタービン６と、このタービン６によって駆動されて発電する発電機９を備えている。
【００１７】
詳細に説明すると、圧縮機５によって圧縮された空気１０は、ディフューザ７を通過してガスタービン燃焼器１ａを構成する外筒２と、この外筒２の内部に設置した燃焼器ライナ３との間に形成した空気流路に流入する。
【００１８】
空気流路に流入した空気１０の一部は、燃焼器ライナ３の冷却空気２０としてガスタービン燃焼器１ａの内部に形成した燃焼室１に流入する。
【００１９】
また、空気流路に流入した空気１０の残りは燃焼空気２１として燃焼器ライナ３の頭部に設置した空気孔プレート４０に形成した空気孔４１を通り燃焼器ライナ３の内部に形成した燃焼室１に流入する。
【００２０】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａでは、ガスタービン燃焼器１ａに燃料供給系統１２および燃料供給系統１３を通じて燃料が供給されるが、燃料供給系統１２および燃料供給系統１３は制御弁１４ａを備えた燃料供給系統１４から分岐して配設されている。
【００２１】
また、燃料供給系統１２には制御弁１２ａ、燃料供給系統１３は制御弁１３ａが備えられており、個別に供給する燃料の流量を制御することができる。これらの燃料供給系統１２の制御弁１２ａ、及び燃料供給系統１３の制御弁１３ａの下流には遮断弁１２ｂ、１３ｂがそれぞれ備えられている。
【００２２】
図２に図１に示した本発明の実施例であるガスタービン装置に採用されたガスタービン燃焼器１ａの実施例の軸方向断面図を、図３に本実施例のガスタービン燃焼器１ａの内部に形成した燃焼室１から空気孔プレート４０を見た正面図をそれぞれ示す。
【００２３】
図２及び図３に示した本実施例のガスタービン燃焼器１ａにおいて、ガスタービン燃焼器１ａの頭部に設置されるバーナは、複数本の燃料ノズル３１及び３２と、これらの燃料ノズル３１及び３２と同軸に配列されて空気孔プレート４０に形成された複数個の空気孔４１とからそれぞれ同軸ノズルを構成している。
【００２４】
これらの複数本の燃料ノズル３１及び３２と、空気孔プレート４０に形成された複数個の空気孔４１とからなる同軸ノズルは、同心円状の１列目から３列目に至るように環状に３列に配置しており、バーナ中心側に位置する１列目には複数の燃料ノズル３１が環状に配置され、バーナ中心側の１列目の燃料ノズル３１よりもバーナ外周側となる２列目及び３列目には複数の燃料ノズル３２がそれぞれ環状に配置されている。
【００２５】
バーナ中心側の１列目に配置された複数の燃料ノズル３１に燃料を分配するために、エンドカバー３０の内部に形成された燃料ヘッダー１５に燃料ノズル３１が接続されており、また、バーナ外周側の２列目及び３列目に配置された複数の燃料ノズル３２に燃料を分配するために、同じくエンドカバー３０の内部で、燃料ヘッダー１５の外周側に配設された燃料ヘッダー１６に燃料ノズル３２が接続されている。
【００２６】
燃料ヘッダー１５には燃料供給系統１２を通じて燃料が供給され、燃料ヘッダー１６は燃料供給系統１３を通じて燃料が供給される。各燃料供給系統１２、１３には制御弁１２ａ、１３ａが備えられているため、複数本備えられた燃料ノズル３１及び燃料ノズル３２を一纏めにして前記燃料ノズル３１及び燃料ノズル３２にそれぞれ供給される燃料の供給量を制御することが可能である。
【００２７】
燃料ノズル３１及び燃料ノズル３２は空気孔プレート４０に形成された空気孔４１と対になって複数の同軸ノズルをそれぞれ構成している。
【００２８】
燃料ヘッダー１５、１６に供給された燃料は、燃料ノズル３１、３２から空気孔プレート４０の空気孔４１に噴出される。この空気孔４１には燃焼空気２１も流入しているので、空気孔４１に噴出された燃料と空気は燃焼器ライナ３の内部に形成した燃焼室１に流入して燃焼し火炎８２を形成する。
【００２９】
この燃焼室１の内部で発生した高温の燃焼ガスは燃焼器ライナ３に接続されたトランジションピース４を流下してタービン６に供給され、このタービン６によって発電機９を駆動して発電した後に排ガスとして該タービン６から排出される。
【００３０】
図４は空気孔プレート４０に形成した同軸ノズルを構成する一方の空気孔４１を拡大した断面図である。空気孔４１は、空気孔入口部４５と、空気孔入口部４５の下流側の燃料ノズル３１の軸線であるバーナ中心軸と平行な直管部４６と、直管部４６の下流側で空気孔プレート４０の出口側となるバーナ中心軸に平行な軸６３に対し流路中心軸６４が傾いている旋回部４７とに分けられる。
【００３１】
空気孔４１を構成する空気孔入口部４５は、流路の中に進むに従って流路面積が縮小する縮小流路を形成しており、圧力損失の低減に寄与する。この縮小流路は、入口角部を面取り加工したものや、丸みを付けたものでもよい。
【００３２】
空気孔４１を構成する旋回部４７では、空気孔４１から噴出される燃料と空気の混合気の噴流がバーナ中心軸に平行な軸６３に対して空気孔４１の流路中心軸６４が円周方向速度成分を持つように前記空気孔４１が角度θ２だけ傾いた傾斜角θ２が施されている。
【００３３】
旋回部４７の空気孔４１にこのような円周方向速度成分を持つように傾いた旋回角θ２を施すことで、図２に示したように、ガスタービン燃焼器１ａの燃焼室１の内部に旋回流８０を形成させ、この旋回流８０の内部に循環流８１を発生させることによって、燃焼室１の内部の下流側に発生する高温の燃焼ガスが火炎の基部にまで戻ってくることが可能となる。
【００３４】
この火炎の基部にまで戻ってくる高温の燃焼ガスが空気孔４１から噴出される燃料と空気の混合気に熱や活性化学種を伝えることで燃焼室１の内部で火炎を安定に保炎することができる。
【００３５】
次に空気孔プレート４０に形成した空気孔４１の内傾角θ１について、その詳細を図５及び図６に示して説明する。
【００３６】
図５は空気孔プレート４０の中心側となる１列目の空気孔４１を燃焼室１から見た正面図である。また、空気孔４１を構成する旋回部４７の流路中心軸６４をバーナ中心軸１００に垂直な面（バーナ端面）に投影して示す。
【００３７】
ここで空気孔プレート４０に形成した空気孔４１の角度θ１を定義する。角度θ１とはバーナ中心軸１００と空気孔４１の出口の中心点１０１を最短で結ぶ線６５と、空気孔４１の流路中心軸６４の空気孔４１の出口の中心点１０１から噴流噴出方向に伸びる側がなす角度であり、この角度θ１を内傾角θ１と称する。
【００３８】
本実施例のガスタービン燃焼器のバーナでは、空気孔プレート４０に形成した空気孔４１の内傾角θ１の角度θ１は９０°より小さくなるように、θ１＜９０に設定されている。ここで図６に１列目の空気孔４１から噴出した燃料と空気の混合気の噴流が燃焼室１に噴出されたときの混合気の噴流の軌跡が描く包絡線１０２を示す。
【００３９】
図６の縦軸はバーナ端面を基点にしたバーナ軸方向距離であり、横軸はバーナ中心軸１００からの半径方向距離である。
【００４０】
空気孔４１の内傾角θ１を９０°よりも小さく形成した場合には、空気孔４１から燃焼室１に噴出された噴流は一度バーナ中心軸１００に近づきながら下流に流れていく。
【００４１】
そのため、バーナ近傍領域では複数の噴流がお互いの距離を縮めながら流れ、バーナ中心に形成される循環流８１を噴流で取り囲むことができる。
【００４２】
この結果、図２に示されるように、燃焼室１の内部のバーナ中心に形成される循環流８１によって燃焼室１内の下流側から戻ってきた燃焼ガスが空気孔４１から燃焼室１に噴出された噴流の間をすり抜けてバーナ外周部へ漏れることを防ぎ、バーナ外周部の上流側での燃焼反応を防止することができる。
【００４３】
一方、図７に示す空気孔プレート４０の空気孔４１の場合のように、内傾角θ１を９０°よりも大きくなるように、内傾角θ１＞９０に設定した場合には、空気孔４１から噴出した燃料と空気の混合気の噴流の軌跡が描く包絡線１０２は図８に示したようになり、バーナ端面から離れるに従い噴流はバーナ外側に広がっていく。
【００４４】
そのため、噴流が下流に流れるに従い空気孔４１から燃焼室１に噴出された噴流と噴流の距離が広がり、その結果、循環流８１によって燃焼室１内の下流側から戻ってきた燃焼ガスの一部が噴流間の間をすり抜けてバーナ外周部に流れてしまうことになる。
【００４５】
バーナ外周部では高温の燃焼ガスが供給されているため、２列目の空気孔４１や３列目の空気孔４１から噴出される燃料と空気の混合気はバーナ端面近傍ですぐに燃焼反応してしまうことになる。
【００４６】
そこで、本実施例のガスタービン燃焼器のバーナにおいては、空気孔プレート４０に形成する空気孔４１のうち、少なくとも１列目の空気孔４１に旋回角θ２を設ける場合でも、ガスタービン燃焼器１ａの燃焼室１の内部に旋回流８０を形成できるのでこの旋回流８０の内部に火炎を安定に保炎できる循環流８１を形成することが可能となる。
【００４７】
さらに内傾角θ１の角度を、０°＜θ１＜９０°の範囲となるように設定することで、高温の燃焼ガスが外周部に流れ出ることを防ぐことができる。
【００４８】
また、本実施例のガスタービン燃焼器１ａのバーナのように、空気孔プレート４０に形成する２列目および３列目の同軸バーナを構成する空気孔４１にも旋回角θ２を設けることで、バーナ中心部にバーナ外周側の循環流よりも強い循環流を形成することができ、燃焼室１の内部に形成される火炎８２の安定性を強化することができる。
【００４９】
さらに２列目の空気孔４１に形成する内傾角θ１の角度を、０°＜θ１＜９０°の範囲となるように設定することで、確実に中央循還流の高温燃焼ガスを３列目の空気孔４１まで伝わらないようにすることができる。
【００５０】
ただし、前記空気孔４１に内傾角θ１及び旋回角θ２を施すと空気孔４１の形状が複雑となって加工費が増加するため、図９に示したガスタービン燃焼器１ａの実施例の変形例に示すように、構造を簡素化するために３列目の空気孔４１には内傾角θ１又は旋回角θ２を設けずに真直ぐな貫通孔として形成してもよい。また、さらにコスト低減のため１列目の空気孔４１のみに内傾角θ１及び旋回角θ２を設けるようにしても良い。即ち、少なくとも１列目の空気孔４１に内傾角θ１及び旋回角θ２を設けるようにしても良い。
【００５１】
次に図２に示した本実施例のガスタービン燃焼器１ａにおいて、１列目の同軸ノズルを構成する空気孔４１と燃料ノズル３１との組合せ構造の詳細を図１０及び図１１に示す。
【００５２】
図１０及び図１１に示したように、１列目の同軸ノズルを構成する燃料ノズル３１の先端は、空気孔４１を構成する空気孔入口部４５の内部に挿入されており、燃料ノズル３１の外周側から空気孔４１の内部に流入した空気２１は空気孔入口部４５の流路断面積が減少することで流速が早くなる。
【００５３】
さらに燃料ノズル３１の先端部にはリブ３５が設けられているため、燃料ノズル３１の外周側を流れる空気流に強い渦６１を発生させることができ、この強い渦６１によって燃料ノズル３１から噴射される燃料噴流６２を短い距離で周囲に分散させることができる。
【００５４】
その結果、燃料噴流６２が広く分散し、かつ流れ自体が強い乱れ成分を有することから、空気孔４１の出口に到達するまでに燃料と空気の混合が十分に進ませることができる。
【００５５】
また、本実施例のガスタービン燃焼器１ａでは空気孔４１を構成する旋回部４７の上流側に空気孔４１を構成する直管部４６を設けることで、燃料噴流が空気孔４１の壁面に偏って噴出されて燃料と空気の混合が阻害されることを防いでいる。
【００５６】
その結果、図１０の空気孔４１出口の右側に示した空気孔４１の出口における燃料濃度分布は、ほぼフラットな曲線を描くように燃料と空気を均一化させることができる。
【００５７】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａのバーナでは、図２に示したように燃焼室１の内部に形成する旋回流８０によって円錐状の火炎８２を形成しているので、１列目の燃料ノズル３１から燃焼室１の内部に噴出される燃料と空気の混合気はすぐに燃焼室１で燃焼するが、空気孔４１の出口においてすでに十分に燃料と空気の混合が進んでいるため、ＮＯｘの排出量を低く抑えることができる。
【００５８】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａのバーナにおいて、２列目及び３列目の同軸ノズルを構成する燃料ノズル３２と空気孔４１との組合せの例を図１２及び図１３に示す。
【００５９】
図１２及び図１３に示したように、２列目及び３列目の同軸ノズルを構成する燃料ノズル３２は１列目の同軸ノズルを構成する燃料ノズル３１と同様に前記燃料ノズル３２の先端にリブ３５が設けられている。
【００６０】
この結果、燃料ノズル３２では、この燃料ノズル３２の外周側から空気孔４１の内部に流入した空気流２１に渦６１を発生させることができ、この渦６１によって燃料ノズル３２から噴射される燃料噴流６２を短い距離で周囲に分散させることができる。
【００６１】
ところで、２列目及び３列目の前記燃料ノズル３２は、図１０に示した１列目の燃料ノズル３１の最大外径ＤＦに比べて燃料ノズル３２の最大外径Ｄ’Ｆが小さく形成されている（ＤＦ＞Ｄ’Ｆ）。
【００６２】
図１２及び図１３に示す２列目及び３列目の燃料ノズル３２と空気孔４１の組合せ構造における空気孔４１の最小流路断面５０の面積Ｓｍｉｎが、図１０に示した１列目の燃料ノズル３１と空気孔４１の組合せ構造における空気孔４１の最小流路断面５０の面積Ｓｍｉｎに比べて広くなっていることから、燃料ノズル３２の外周側から空気孔４１の内部に流入する燃焼空気２１の流量を増やすことができる。
【００６３】
図１２及び図１３に示す２列目及び３列目の燃料ノズル３２と空気孔４１の組合せ構造においては、燃料ノズル３２の先端部に形成された空気流に乱れを発生させるリブ３５が小さくなることで燃料ノズル３２の外周側を流れる空気流に発生させる渦６１が小さくなり、渦６１の発生領域と空気孔４１の壁面までの距離が伸びるため、渦６１による燃料と空気との混合効果は弱まり、図１２の空気孔４１出口の右側に示した空気孔４１の出口における燃料濃度分布は図１０に示す１列目の燃料ノズル３１を用いる場合に比べれて山形の曲線を描くように燃料と空気とが混合することになる。。
【００６４】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａのバーナにおいては、空気孔４１に旋回角θ２を設けて、図５及び図６で定義した内傾角θ１を９０°より小さくなるように設定することで、燃焼室１の内部に形成する旋回流８０によって円錐状の火炎８２を形成しているため、２列目及び３列目の燃料ノズル３２と空気孔４１とで形成される同軸噴流が、２列目及び３列目の空気孔４１の出口から火炎８２に到達するまでに一定の距離を有することになる。
【００６５】
この結果、空気孔４１の出口から火炎８２に到達するまでに空気孔４１の出口における急拡大による乱れによって燃料と空気とが混合して均一化されて燃焼することから、ＮＯｘの排出量を低く抑えることができる。
【００６６】
また、内傾角θ１が９０°より大きくなる場合には、燃焼室１に形成される火炎がバーナ端面に広く付着する恐れがあり、燃料と空気の混合が不十分のまま燃焼するため、火炎温度が下がってもＮＯｘの排出量が増加する可能性がある。
【００６７】
そこで本実施例のガスタービン燃焼器１ａのバーナにおいては、燃料ノズル３１、３２の先端部に乱れを発生させるリブ３５を設けて燃料と空気を混合してＮＯｘ排出量の低減を図るようにしたので、燃焼室１の内部に円錐状の火炎８２を形成して乱れを発生させる部材の大きさが必要最小限となり、燃料と空気の均一予混合燃焼を実現しながら空気孔４１内の最小流路断面積を広く取って燃焼空気２１の流量を多くして火炎の温度を低下させることが可能となる。
【００６８】
その結果、ガスタービン燃焼器の燃焼によって生成するＮＯｘ排出量を低減することができる。また、ガスタービン燃焼器のノズル部分を流れる空気流路の開口面積を広くすることができるため、ガスタービン燃焼器及び燃焼ライナにおける圧力損失を必要最小限とすることができ、ガスタービンの効率低下を抑えることができる。
【００６９】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａのバーナにおいては、１列目の燃料ノズル３１に対し、２列目及び３列目の燃料ノズル３２の先端部に設けるリブ３５の外径を小さくなるように形成して、空気孔４１内の最小流路断面積を大きくしているが、１列目の燃料ノズル３１に対し、３列目の燃料ノズル３２の先端部に設けるリブ３５の外径のみ小さくし、３列目の空気孔４１の内部の最小流路断面積を大きくなるように形成しても良い。
【００７０】
本実施例のガスタービン燃焼器のバーナにおいては、３列目の燃料ノズル３２と空気孔４１とから構成される同軸ノズルの個数はバーナ全体の半分を占めるため、十分なＮＯｘ排出量の低減効果を得ることができる。
【００７１】
本実施例のガスタービン燃焼器のバーナ１ａにおいては、燃料と空気を混合させるために２列目及び３列目の燃料ノズル３２の先端部にリブ３５を設けているが、図１４に示した燃料ノズル３２ａのようにこの燃料ノズル３２ａの先端部にリブ３５を設けずに該燃料ノズル３２ａの先端まで一様な円筒形状に形成してもよい。
【００７２】
図１４に示した燃料ノズル３２ａでは燃料ノズル３２ａの外周側から空気孔４１に流入した空気２１は燃料ノズル３２ａに沿って流れるが、燃料ノズル３２ａの先端部の縁で剥離が生じて渦６１が発生する。この渦６１によって燃料と空気の混合促進を図ることができる。
【００７３】
ただし、１列目の燃料ノズル３１のリブ径と２列目又は３列目の燃料ノズル３２ａの外径が同一の場合、燃料ノズル３２ａの方が発生する渦６１は弱くなり、混合促進効果も小さくなる。
【００７４】
燃料ノズル３２ａによって発生する渦が小さくなると圧力損失も小さくなるので、空気孔４１に流入する空気量を増やすことができる。
【００７５】
そのため、燃料ノズル３２ａを２列目や３列目の燃料ノズルとして用いることは有効である。また、形状が単純であるため燃料ノズル３２ａの加工コストを低減することができる。
【００７６】
この他に、３列目の燃料ノズルとして１列目の燃料ノズル３１と同一の形状の燃料ノズルを用い、２列目と３列目の空気孔４１の直径ＤＡを１列目の空気孔４１の直径ＤＡに比べて大きくすることで第１の実施例と同様の効果を得ることができる。
【００７７】
２列目と３列目の空気孔４１の直径ＤＡを大きく形成して孔径を拡大した空気孔４１と、１列目の燃料ノズル３１と同一形状の燃料ノズルを２列目と３列目の燃料ノズル３２ｂとして設置した燃料ノズル３２ｂと組合せた構成を図１６及び図１７に示す。
【００７８】
この図１６及び図１７に示したように、燃料ノズル３２ｂの先端部に設けたリブ３５の大きさが同じで、リブ３５をすり抜ける空気流速がほぼ同一程度であれば、リブ３５によって発生する渦６２は同程度の強さとなる。
【００７９】
空気孔４１の孔径を拡大した場合には、発生した渦６２が空気孔４１の壁面まで到達する距離が伸びるため、空気孔４１の壁面近傍を流れる空気と十分に混合を図るには、より長い空気孔４１の長さが必要となり、空気孔４１の出口における燃料濃度の不均一度が増す結果となる。
【００８０】
これに対して、空気孔４１における最小流路断面における面積が増加して流入空気量が増えるため、より低い燃空比で燃焼させることが可能となる。
【００８１】
また、空気孔４１の出口における燃料濃度の不均一度が増したとしても、燃焼室１の内部に円錐状の火炎８２を形成することで空気孔４１の出口から火炎８２に到達するまでの距離を長く取ることができる。
【００８２】
その結果、低い燃空比で希薄予混合燃焼させることができるため、ＮＯｘの排出量を低減することができる。また、１列目の空気孔４１に対し３列目の空気孔４１の直径のみ大きくし、最小流路断面積を拡大するようにしても良い。
【００８３】
また、前記燃料ノズル３２ｂの代わりに図１８に示す燃料ノズル３２ｃを用いることは、ガスタービン燃焼器１ａのＮＯｘ排出量低減に有効である。
【００８４】
図１８に示した燃料ノズル３２ｃは、図１６に示した燃料ノズル３２ｂの構成に加えて燃料噴孔６２をリブ３５上流の側面に複数個設けた構成を採用したことである。
【００８５】
本構造の燃料ノズル３２ｃでは燃料噴流６２を噴出する時点で多数に分散させ、さらに燃料噴流６２を空気流の乱れが発生する起点に供給することによって、渦６１に燃料６２が取り込まれ、燃料と空気を効果的に混合させることができる。
【００８６】
そのため、図１８に示したこの燃料ノズル３２ｃは、図１６に示した燃料ノズル３２ｂよりも燃料と空気の均一化を図ることができる。
【００８７】
また、ノズルの外形に違いがなければ空気孔４１の前後の圧力損失は同一であるため、圧力損失を増加させることなく混合促進できる。
【００８８】
前記燃料ノズル３２ｃは燃料ノズル３２ｂの代わりに用いても良い。その場合は、１列目に配置した燃料ノズル３１に対し、２、３列目の前記燃料ノズル３２ｃの最大径ＤＦを小さくし、空気孔４１の最小流路断面積Ｓｍｉｎを大きくすれば良い。
【００８９】
燃料ノズル３２ｃは燃料ノズル３２ｂよりも混合性能が良いため、燃料ノズル３２ｂに比べて燃料ノズル３２ｃの最大径ＤＦを小さくすることができる。
【００９０】
また、前記燃料ノズル３２ｂの代わりに、図１９に示した燃料ノズル３２ｄのように、空気孔４１の内部に障害物５０を配置するようにしても良い。本構成の燃料ノズル３２ｄでは燃料噴流６２を障害物５０に衝突し、空気孔４１の周方向に分散させることができる。
【００９１】
また、この燃料ノズル３２ｄから分散した燃料噴流６２は障害物５０の下流で発生する空気流の渦６１に取り込まれ、燃料と空気の混合が効果的におこなわれる。
【００９２】
また、本構成の燃料ノズル３２ｄは一度燃料噴流６２を障害物５０に衝突させるため、燃料流量に影響せず燃料と空気の混合を図ることができる。
【００９３】
そのため、水素を多分に含むような発熱密度の低い低カロリー燃料を用いる場合は燃料流量が増えるため、本構成の燃料ノズル３３を備えたガスタービン燃焼器１ａが有効である。
【００９４】
本実施例によれば、同軸ノズルの燃料ノズルに燃料と空気の流れを乱す突起物を設けた場合でも、同軸ノズルでの圧力損失を低減して燃焼器に供給する燃焼用空気の空気量を増加させると共に燃焼室内に円錐状の火炎を形成させ、燃料と空気の混合を促進させてＮＯｘ排出量の低減を可能にしたガスタービン燃焼器を実現することができる。
【実施例２】
【００９５】
次に図１に示したガスタービン装置に適用されるガスタービン燃焼器１ａの他の実施例について、図２０を用いて説明する。
【００９６】
図２０に示した本実施例のガスタービン燃焼器１ａは、図２及び図３に示した先の実施例のガスタービン燃焼器１ａと基本的な構成は同じであるので、両者に共通した構成についての説明は省略し、相違する構成についてのみ以下に説明する。
【００９７】
図２０に示した本実施例のガスタービン燃焼器１ａにおいて、燃料ノズル３２は空気孔４１の各空気孔列の出口から燃焼室１の内部に形成される円錐状の火炎８２までの距離が長くなるのに合わせて、１列目の燃料ノズル３１、２列目の燃料ノズル３１、３列目の燃料ノズル３２の最大直径を徐々に小さくなるように構成されており、１列目の燃料ノズル３１、２列目の燃料ノズル３１、３列目の燃料ノズル３２の最大直径をそれぞれＤＦ１、ＤＦ２、ＤＦ３とすると、ＤＦ１＞ＤＦ２＞ＤＦ３の関係となるように形成されている。
【００９８】
このとき前記燃料ノズル３１、３２の各列の同軸ノズルの空気孔４１の流路最小断面積をそれぞれＳｍ１、Ｓｍ２、Ｓｍ３とすると、Ｓｍ１＜Ｓｍ２＜Ｓｍ３の関係となるように形成されている。
【００９９】
１列目の燃料ノズル３１から２列目の燃料ノズル３１、３列目の燃料ノズル３２となるに従い、空気孔４１の出口における燃料濃度分布は不均一になっていくが、空気孔４１の出口から燃焼室１の内部に形成される円錐状火炎８２までの距離は長くなるため火炎面では一様に均一予混合燃焼させることができ、かつ燃焼空気量の割合を最大限に増加させることで、火炎温度を下げＮＯｘの排出量を低減させることができる。
【０１００】
また、燃料ノズル３１、燃料ノズル３２としては、リブ付の燃料ノズルに限らず、図１４に示したように燃料ノズルの先端まで一様な円筒形の燃料ノズル３２ａの形状を組合せた構成や、図１９に示したように空気孔４１の内部に障害物５０を配置した構成の燃料ノズル３２ｄを用いても良い。
【０１０１】
同様に、燃料ノズル３１、燃料ノズル３２側を調整するのではなく、空気孔４１の空気孔径の直径を列ごとに調整しても良い。このとき、１列目、２列目、３列目の空気孔４１の空気孔径をそれぞれＤＡ１、ＤＡ２、ＤＡ３とすると、ＤＡ１＜ＤＡ２＜ＤＡ３の関係となるように形成し、空気孔４１の空気孔最小流路断面積を、Ｓｍ１＜Ｓｍ２＜Ｓｍ３の関係となるように形成すれば良い。
【０１０２】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａでは、２列目と３列目の空気孔４１の空気孔最小流路断面積を大きくすることで空気量を増やしているが、２列目の空気孔４１よりも３列目の空気孔４１への流入空気量が多い。
【０１０３】
そのため、２列目の燃料ノズル３１、３列目の燃料ノズル３２のそれぞれに均一に燃料を供給した場合、各空気孔４１を通過する燃料と空気の比である局所の燃空比は２列目のほうが大きくなる。
【０１０４】
２列目の燃料ノズル３１と３列目の燃料ノズル３２を均一燃空比とした方が全体のＮＯｘ排出量を低く抑えることができることから、２列目の燃料ノズル３１よりも３列目の燃料ノズル３２を通過する燃料流量を多くして、２列目の燃料ノズル３１と３列目の燃料ノズル３２を同一燃空比条件にすると良い。
【０１０５】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａでは、同一の燃料ヘッダー１６から２列目の燃料ノズル３１と３列目の燃料ノズル３２に燃料を供給しているため、３列目の燃料ノズル３２に供給する燃料流量を増やすためには図２１に示すように燃料ヘッダー１６から燃料ノズル３１の出口、燃料ノズル３２の出口までの間に絞り流路３７をそれぞれ設け、絞り流路３７における流路径ｄを２列目の燃料ノズル３１よりも３列目の燃料ノズル３２が大きくなるように形成すると良い。
【０１０６】
また、絞り流路３７の位置は図２１に示す位置に限らず、燃料ノズル３１、３２の出口や燃料ノズル３１、３２内の流路の途中でもかまわない。
【０１０７】
本実施例によれば、同軸ノズルの燃料ノズルに燃料と空気の流れを乱す突起物を設けた場合でも、同軸ノズルでの圧力損失を低減して燃焼器に供給する燃焼用空気の空気量を増加させると共に燃焼室内に円錐状の火炎を形成させ、燃料と空気の混合を促進させてＮＯｘ排出量の低減を可能にしたガスタービン燃焼器を実現することができる。
【実施例３】
【０１０８】
次に図１に示したガスタービン装置に適用されるガスタービン燃焼器の他の実施例について、図２２を用いて説明する。
【０１０９】
図２２の本実施例のガスタービン燃焼器１ａは、図２に示した先の実施例のガスタービン装置と基本的な構成は同じであるので、両者に共通した構成についての説明は省略し、相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１１０】
図２２に示した本実施例のガスタービン燃焼器１ａでは、空気孔および燃料ノズルが４列の同心円周上に配置されている。
【０１１１】
１列目、２列目の燃料ノズル３１は燃料ヘッダー１５に接続され、３列目、４列目の燃料ノズル３２は燃料ヘッダー１５の外周側に形成された燃料ヘッダー１６に接続されている。
【０１１２】
また、１、２列目の燃料ノズル３１に対し、３、４列目の燃料ノズル３２の最大直径ＤＦは小さくなっており、空気孔最小流路断面積を大きくすることで、燃焼空気量を増加させている。
【０１１３】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａは、大きな火炎を形成するときに有効である。本実施例ガスタービン燃焼器１ａにおける空気孔４１および燃料ノズル３１、３２の配置は１列目から４列目に至る４列であるが、火炎の大きさに合わせて５列、６列と増やしても良い。このとき、燃料系統は２系統よりも増やしても良い。
【０１１４】
また、火炎が大きくなり列数が増えると、外周列ほど空気孔４１の出口から火炎８２までに到達する距離が長くなるため、例えば図２３に示すように燃料ノズル３１、３２が空気孔４１内部に挿入されていない場合で空気孔４１の出口において燃料と空気があまり混合していなくとも、火炎に到達するまでに混合し、希薄予混合燃焼させることができる。
【０１１５】
図２３に示した燃料ノズル３１、３２と空気孔４１との配置構成では、空気孔４１の最小流路断面積を広くできるため、圧力損失を低減し燃焼空気を増やすことによってＮＯｘを低減することができる。
【０１１６】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａでは４列すべての空気孔４１に旋回角θを施しているが、加工費の低減のため第１の実施例と同様に３列目や４列目空気孔４１は旋回角θを施さず真直ぐとしてもよい。
【０１１７】
本実施例によれば、同軸ノズルの燃料ノズルに燃料と空気の流れを乱す突起物を設けた場合でも、同軸ノズルでの圧力損失を低減して燃焼器に供給する燃焼用空気の空気量を増加させると共に燃焼室内に円錐状の火炎を形成させ、燃料と空気の混合を促進させてＮＯｘ排出量の低減を可能にしたガスタービン燃焼器を実現することができる。
【実施例４】
【０１１８】
次に図１に示したガスタービン装置に適用されるガスタービン燃焼器１ａの更に他の実施例について、図２４を用いて説明する。
【０１１９】
図２４の本実施例のガスタービン燃焼器１ａは、図２及び図３に示した先の実施例のガスタービン燃焼器１ａと基本的な構成は同じであるので、両者に共通した構成についての説明は省略し、相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１２０】
図２に示した先の実施例のガスタービン燃焼器１ａでは、燃焼器１内のバーナ中央に生じる循環流８１によって燃焼器１内の下流から戻ってきた高温燃焼ガスがバーナ外周部へ伝わることを防ぐことで、燃焼器１内に円錐状の火炎８２を形成している。
【０１２１】
ところで、バーナの端面は多数の空気孔４１から構成されるため、空気孔と空気孔の間にはデッドスペースがあり、このため１列目及び２列目の空気孔４１の下流側となる燃焼器１内に小さいながらも循環流８４が形成され、空気孔４１から噴出される噴流と噴流の間に低流速域が存在する。
【０１２２】
また、３列目の空気孔４１とライナ３の間にもスペースがあり、このため３列目の空気孔４１の下流側となる燃焼器１内にも循環流８４が形成される。
【０１２３】
図２に示した第１の実施例のガスタービン燃焼器１ａでは燃料ノズル３１、３２の先端に設けたリブ３５によって燃料と空気の混合を図っており、空気孔４１の出口において空気孔４１の壁面近傍に燃料が存在することから、空気孔４１の間のデッドスペース下流に形成される循環流領域や噴流間の低流速域にも燃料が存在する。
【０１２４】
そのため、水素を多分に含む燃料を燃焼させる場合やガスタービンが高温化して火炎の温度が上昇した場合に、火炎の燃焼速度が速くなり前記低流速域を火炎が伝播してバーナ端面の温度上昇をまねく可能性がある。
【０１２５】
そこで火炎の燃焼速度が早くなる場合の対策として図２４に示した本実施例のガスタービン燃焼器１ａにおいては、ガスタービン燃焼器１ａの２列目と３列目の燃料ノズル先端に先細りテーパ３８を施した燃料ノズル３２ｅを用いている。
【０１２６】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａにおける空気孔４１と２列目と３列目の燃料ノズル３２ｅの詳細を図２５に示す。図２５に示したように、２列目と３列目の燃料ノズル３２ｅの先端に先細りテーパ３８を施すことで、この燃料ノズル３２ｅの周囲を流れる空気２１に乱れを発生させない形状としている。
【０１２７】
また、空気孔４１については、空気孔４１における旋回部４７の上流側に直管部４６を設けることで、燃料ノズル３２ｅから空気孔４１に噴出される燃料噴流６２が空気孔４１の壁面に偏って噴出されることを防止している。
【０１２８】
これにより、燃料ノズル３２ｅから空気孔４１に噴出される燃料噴流６２は燃料ノズル３２ｅの周囲を流れる空気流２１に取り囲まれながら空気孔４１の内部を流れる。空気孔４１の内部は流路が狭く、乱れを発生させる部材もないため、燃料を半径方向に輸送する大きな乱れ（渦）が発生せず燃料と空気の混合は進まない。
【０１２９】
そのため、図２５に記載した空気孔４１の出口の右側に示した空気孔４１の出口における燃料濃度分布は、空気孔４１の出口断面において空気孔４１の壁面近傍の燃料濃度が可燃範囲以下となる。
【０１３０】
その結果、空気孔４１の出口周囲の低流速域には反応が進行するほどの十分な燃料は存在せず、空気孔４１の周囲への火炎の付着を防止できる。
【０１３１】
また、バーナ外周部端面への火炎付着にともなうフリッカの発生も防止できる。
【０１３２】
また、図２５に示す燃料ノズル３２ｅと空気孔４１の組合せの代わりに、図２３に示すように燃料ノズル３３を空気孔４１の入口上流側に配置した同軸ノズルでも同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
本実施例によれば、同軸ノズルの燃料ノズルに燃料と空気の流れを乱す突起物を設けた場合でも、同軸ノズルでの圧力損失を低減して燃焼器に供給する燃焼用空気の空気量を増加させると共に燃焼室内に円錐状の火炎を形成させ、燃料と空気の混合を促進させてＮＯｘ排出量の低減を可能にしたガスタービン燃焼器を実現することができる。
【実施例５】
【０１３４】
次に図１に示したガスタービン装置に適用されるガスタービン燃焼器の別の実施例について、図２６を用いて説明する。
【０１３５】
図２６の本実施例のガスタービン燃焼器１ａは、図２及び図３に示した先の実施例のガスタービン燃焼器１ａと基本的な構成は同じであるので、両者に共通した構成についての説明は省略し、相違する構成についてのみ以下に説明する。
【０１３６】
ガスタービン装置では起動から定格負荷条件まで幅広い燃空比条件を運転する必要がある。このガスタービン装置に用いられるガスタービン燃焼器においては、予混合火炎は拡散火炎に比べてＮＯｘ排出量は低いが安定燃焼できる燃空比条件の範囲が狭い。
【０１３７】
そこで本実施例のガスタービン燃焼器１ａとして図２６にバーナ正面図を示す。本実施例のガスタービン燃焼器１ａでは、図３に示した先の実施例のバーナを一つのセクターバーナ９０とし、このセクターバーナ９０をマルチ状に配置して一つのマルチバーナを構成したものである。
【０１３８】
本実施例のガスタービン燃焼器１ａではマルチバーナを構成する個々のセクターバーナ９０に円錐状の火炎がそれぞれ形成される。そしてセクターバーナ９０が形成する火炎の個数を変えることにより、燃焼負荷に応じた制御を行うことが容易となる。
【０１３９】
また、中央のバーナとしてはセクターバーナの変わりに拡散バーナを配置しても良い。この場合、ＮＯｘ排出量は増加するが、中央の拡散バーナが火種となって周囲のセクターバーナ９０に形成される火炎の安定性は向上するので、幅広い負荷範囲を安定して運用できる。
【０１４０】
本実施例によれば、同軸ノズルの燃料ノズルに燃料と空気の流れを乱す突起物を設けた場合でも、同軸ノズルでの圧力損失を低減して燃焼器に供給する燃焼用空気の空気量を増加させると共に燃焼室内に円錐状の火炎を形成させ、燃料と空気の混合を促進させてＮＯｘ排出量の低減を可能にしたガスタービン燃焼器を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４１】
本発明は、ガスタービン装置に使用されるガスタービン燃焼器に適用可能である。
【符号の説明】
【０１４２】
１ａ：ガスタービン燃焼器、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、９：発電機、１０：圧縮空気、１２、１３、１４：燃料供給系統、１５、１６：燃料ヘッダー、２０：冷却空気、２１：燃焼空気、２２：旋回流、３０：エンドカバー、３１、３２、３３、３４、３９：燃料ノズル、３５：リブ、３６：燃料ノズル先端縁、３７：絞り流路、３８：燃料ノズル先端テーパ、４０：空気孔プレート、４１：空気孔、４５：空気孔入口部、４６：空気孔直管部、４７：空気孔旋回部、５０：障害物、６１：渦、６２：燃料噴流、６３：バーナ中心軸平行線、６４：空気孔中心軸、６５：バーナ中心軸と空気孔出口中心点を最短で結ぶ線、８０：旋回流、８１、８４：循環流、８２：火炎、８３：燃焼ガス、８５：空気孔出口から火炎までの距離、９０：セクターバーナ、１００：バーナ中心軸、１０１：空気孔出口中心点、１０２：包絡線。
【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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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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