(57)【要約】【課題】バーナ内の燃焼プロセスを妨害することなく、中心部の部品／保炎器を冷却できるバーナおよびそれを有するガスタービンを提供すること。【解決手段】タービン用バーナ及びバーナを備えるガスタービンであって、該バーナは、ケーシング、バーナヘッドプレート、バッフルを有し、ケーシング内に集気室、予燃焼室、燃焼室が形成され、バーナヘッドプレートは自身により予燃焼室を燃焼室から隔てるようケーシング内に配置され、バッフルは自身により予燃焼室を集気室に流体接続される給気管に接する第１分室とバーナヘッドプレートに接する第２分室とに分割するよう予燃焼室内に配置され、バッフルが複数の連絡管を備え、給気管を介して集気室から第１分室内に流入した空気が連絡管を介して第２分室内に流入し、バーナヘッドプレートの第２分室に向いた裏面を流れるよう、複数の連絡管により第１分室が第２分室に流体接続されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン用バーナ（１）であって、ケーシング（１０）、バーナヘッドプレート（４０）、バッフル（３０）を有しており、前記ケーシング（１０）内には集気室（１３）、予燃焼室（１６）、燃焼室（１４）が形成されており、また、前記バーナヘッドプレート（４０）は前記バーナヘッドプレート（４０）により前記予燃焼室（１６）が前記燃焼室（１４）から隔てられるように前記ケーシング（１０）内に配置されており、また、前記バッフル（３０）は、前記バッフル（３０）により前記予燃焼室（１６）が、前記集気室（１３）に流体接続されている給気管に接している第１分室（１６ａ）と、前記バーナヘッドプレート（４０）に接している第２分室（１６ｂ）とに分割されるように前記予燃焼室（１６）内に配置されている、バーナ（１）において、
前記バッフル（３０）が複数の連絡管（３１）を有しており、前記給気管を介して前記集気室（１３）から前記第１分室(１６ａ)内に流入した空気が前記連絡管（３１）を介して前記第２分室(１６ｂ)内に流入して、前記バーナヘッドプレート（４０）の、前記第２分室(１６ｂ)に向いた裏面（４０ａ）上に流れることができるよう、前記複数の連絡管（３１）により前記第１分室（１６ａ）が前記第２分室（１６ｂ）に流体接続されていることを特徴とする、バーナ（１）。
【請求項２】
前記バッフル（３０）が前記バーナヘッドプレート（４０）に平行に延びているために、前記第２分室（１６ｂ）内に流入した空気が、前記バーナヘッドプレート（４０）の前記裏面（４０ａ）上に垂直に当たることを特徴とする、請求項１に記載のバーナ（１）。
【請求項３】
前記バーナヘッドプレート（４０）の外周に間隙（Ｓ）が設けられており、該間隙（Ｓ）を介して前記第２分室（１６ｂ）が前記燃焼室（１４）に流体接続されているため、前記バーナヘッドプレート（４０）の前記裏面（４０ａ）からはね返った空気が前記間隙（Ｓ）を介して前記燃焼室（１４）内に流出できることを特徴とする、請求項１または２に記載のバーナ（１）。
【請求項４】
前記第２分室（１６ｂ）の外周が挿入部（５０）により囲まれていること、及び、前記挿入部（５０）の壁内に、前記連絡管（３１）に対して垂直に延びる一つの開口部（５１）が設けられていて該一つの開口部（５１）により前記第２分室（１６ｂ）と前記間隙（Ｓ）とが流体接続されているために、前記バーナヘッドプレート（４０）の前記裏面（４０ａ）からはね返った空気が前記一つの開口部（５１）を介して前記間隙（Ｓ）内に流出できること、を特徴とする、請求項３に記載のバーナ（１）。
【請求項５】
前記間隙（Ｓ）が環状間隙として形成されていること、及び、前記挿入部（５０）の壁内に、前記連絡管（３１）に対して垂直に延びていて、前記間隙（Ｓ）の円周上に分配された複数の開口部（５１）が設けられており、該複数の開口部（５１）がそれぞれ、前記第２分室（１６ｂ）と前記間隙（Ｓ）とを流体接続しているために、前記バーナヘッドプレート（４０）の前記裏面（４０ａ）からはね返った空気が前記複数の開口部（５１）を介して前記間隙（Ｓ）内に流出できること、を特徴とする、請求項４に記載のバーナ（１）。
【請求項６】
前記間隙（Ｓ）内を通過する空気の流れの方向が、前記連絡管（３１）内を通過する空気の流れの方向に対して平行になるよう、前記間隙（Ｓ）が前記連絡管（３１）に平行に延びていることを特徴とする、請求項３から５のいずれか一項に記載のバーナ（１）。
【請求項７】
前記間隙（Ｓ）の幅が、前記間隙（Ｓ）から出て前記燃焼室（１４）に入る空気の流速が、前記間隙（Ｓ）に入る際の空気の流速より小さくなるような寸法になっていることを特徴とする、請求項３から６のいずれか一項に記載のバーナ（１）。
【請求項８】
バーナヘッドプレート（４０）内に、それぞれが前記第２分室（１６ｂ）を前記燃焼室（１４）に流体接続する複数の通過開口部が設けられていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のバーナ（１）。
【請求項９】
前記通過開口部の直径がそれぞれ０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲にあるため、前記通過開口部により、前記連絡管（３１）を介して前記第２分室（３１）内に流入した空気が、バーナヘッドプレート（４０）を通過して燃焼室（１４）内に吹き出すエフュージョンを起こすことを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のバーナ（１）。
【請求項１０】
前記第２分室（１６ｂ）内に流入した空気が前記バーナヘッドプレート（４０）の孔を介して前記燃焼室（１４）内に流出できるよう、前記バーナヘッドプレート（４０）が多孔質の材料で構成されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のバーナ（１）。
【請求項１１】
前記第２分室（１６ｂ）内に排気路が設けられており、該排気路を介して、前記バーナヘッドプレート（４０）の前記裏面（４０ａ）からはね返った空気を、前記燃焼室（１４）内での燃焼工程に関して前記バーナヘッドプレート（４０）の下流で供給できることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のバーナ（１）。
【請求項１２】
前記排気路が前記燃焼室（１４）の二次ゾーンに開口することを特徴とする、請求項１１に記載のバーナ（１）。
【請求項１３】
前記排気路が、前記バーナ（１）の煙突内に開口することを特徴とする、請求項１１に記載のバーナ（１）。
【請求項１４】
請求項１から１３のいずれか一項に記載のバーナ（１）を有するガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタービン用バーナ及びそのバーナを備えるガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
大気燃焼及び圧力下での燃焼のためのさまざまなバーナが知られている。ガスタービンの分野ではそのようなさまざまなバーナが用いられている。
【０００３】
ガスタービンのバーナの例は、特許文献１、２、３、４、５及び非特許文献１に記載されている。
【０００４】
そのようなバーナの主目的の一つは、幅広い運転範囲における燃焼を安定的に、制御された状態で、低汚染で、できるだけ完全に進行させることである。特定のバーナにおいては、燃焼ゾーン（放熱ゾーン）の安定化のために「保炎器」として特別な部品が導入されている。その他のバーナは、たとえばバーナ中心部など壁に近い領域における安定化が行われるよう構成されている。これらの部品は熱的に高い負荷を受けるため、耐用年数が短く、頻繁な交換が必要である。
【０００５】
燃焼の安定性に悪影響を与えないよう、又は、そのプロセスから冷却空気が出ないようにするため、従来の技術においてはこれらの部品の冷却は行われない。それにより、これらの部品の検査及び保守の間隔は相応に短く、それぞれの装置のダウンタイムとも相まって、高コストとなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許第１０２００６０４８８４２号明細書
【特許文献２】独国特許第１９５４２５２１号明細書
【特許文献３】独国特許第４３２８２９４号明細書
【特許文献４】独国特許第１９５４９１４３号明細書
【特許文献５】国際公開第９６／０４５１０号パンフレット
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】雑誌「ABB Technik」4/1998号、4〜16ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、タービン、特にガスタービン用のバーナであって、バーナ内の燃焼プロセスを妨害することなく、中心部の部品又は保炎器を効果的に冷却できるバーナを提供することである。本発明の課題はさらに、そのようなバーナを備えるガスタービンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題は、請求項１に記載のバーナ、又は、請求項１４に記載のガスタービンにより解決される。本発明の発展形は従属請求項に定義されている。
【００１０】
本発明の第１の態様においては、タービン用、特にガスタービン用のバーナが提供され、該バーナは、集気室、予燃焼室、及び燃焼室が設けられたケーシング、及び、該ケーシング内に配置された、予燃焼室と燃焼室とを隔てるためのバーナヘッドプレート、及び、該予燃焼室内に配置され、予燃焼室を、前記集気室に流体接続された給気管に隣接する第１分室と、前記バーナヘッドプレートに隣接する第２分室とに分割するためのバッフルを有しており、このとき、該バッフルは複数の連絡管を備えていて、これら複数の連絡管により前記第１分室と前記第２分室とが流体接続されているため、前記給気管を介して前記集気室から前記第１分室へと流入した空気は、前記連絡管を介して前記第２分室に流入することができ、また、前記バーナヘッドプレートの、前記第２分室に向いた裏面上に流れることができる。
【００１１】
バーナヘッドプレートにとって効果的なインピンジメント冷却が達成されるよう、本発明の解決法によりバーナヘッドプレートの裏面に冷却空気が衝突するため、バーナヘッドプレートを効果的に冷却することができ、それにより、バーナヘッドプレートの熱的摩耗を低下させることができる。そのため、本発明が提案する冷却により、バーナヘッドプレートの耐用年数が大幅に高められる。冷却空気が衝突するのはバーナヘッドプレートの裏面のみであり、その際該空気は望ましくはバーナヘッドプレートの外側の縁に沿って燃焼室に供給されるため、該空気又は冷却により、バーナ内の燃焼プロセスを妨害するような影響が与えられることはない。
【００１２】
本発明によるバーナの一つの実施形態においては、第２分室に流入した空気がバーナヘッドプレートの裏面に垂直に当たるよう、バッフルはバーナヘッドプレートに対して平行に延びている。
【００１３】
本発明によるバーナのさらなる実施形態においては、バーナヘッドプレートの外周に、第２分室と燃焼室とを流体接続する間隙が設けられているため、バーナヘッドプレートの裏面からはね返った空気は該間隙を介して燃焼室内に流れ込むことができる。
【００１４】
そのため、前記間隙により、冷却空気をバーナヘッドプレートの外側でその縁にそって燃焼プロセスを妨害することなく燃焼室内に導くことができ、それにより該空気は全プロセス（バーナ、タービン）にとって保たれたままとなる。
【００１５】
本発明においては、冷却空気の注入はできるだけ「外側」で、バーナの中央の再循環流から離れて行われるべきであり、それにより確実に、該再循環流のコアゾーンが妨害されないようにされる。
【００１６】
本発明のバーナのさらなる実施形態においては、第２分室の外周は挿入部により囲まれており、該挿入部の壁内には、連絡管に対して垂直に延びる開口部が設けられていて、該開口部により第２分室が前記間隙に流体接続されているため、バーナヘッドプレート裏面からはね返った空気が該開口部を介して間隙内に流れ込むことができる。
【００１７】
前記開口部により一方では、冷却空気を必要に応じてバーナヘッドプレート又は燃焼室の外縁に対して横方向に導くことができるため、冷却空気が燃焼に与える影響が最小限に抑えられ、また他方では、空気流の直径により目的に合わせて空気流を調整できる。
【００１８】
本発明のバーナのさらなる実施形態においては、前記間隙は環状間隙として構成されており、挿入部の壁内には、連絡管に対して垂直に延びた、間隙の円周上に分配された複数の開口部が設けられており、該開口部はそれぞれが第２分室と間隙とを流体接続しているため、バーナヘッドプレート裏面からはね返った空気が該開口部を介して間隙内に流入することができる。
【００１９】
間隙を環状間隙として形成すること、及び、この間隙の円周上に分配された複数の開口部を設けることにより、空気は、バーナヘッドプレート冷却後に非常に均一に燃焼室内に分布させられるため、燃焼に対する空気の影響がさらに最小限に抑えられる。
【００２０】
本発明のバーナのさらなる実施形態においては、前記間隙が前記連絡管に平行に延びているため、前記間隙内を通過して流れる空気の方向は、空気が連絡管内を通過して流れる方向に平行となる。
【００２１】
本発明のバーナのさらなる実施形態においては、前記間隙から出る際の空気の流速が、前記間隙に入る際の空気の流速より低くなるように前記間隙の幅の寸法が決められている。
【００２２】
換言すると、前記間隙の幅の選択の際には、空気の流速及びそれにより該空気が燃焼の主流内に浸入する深さが最少になるように、そしてそれにより該主流が受ける影響が確実になるべく小さくなるように、前記間隙の幅の大きさを選択する必要がある。
【００２３】
本発明のバーナの一つの実施形態においては、バーナヘッドプレート内に複数の通気開口部が設けられており、該通気開口部により第２分室がそれぞれ燃焼室に流体接続されている。
【００２４】
それにより、できるだけ燃焼に影響を与えずに、空気流を望ましくはバーナヘッドプレート又は燃焼室の外縁にそわせて、また、冷却が行われた後に該空気を全行程のためにさらに利用しつつ、流し去るためのさらなる可能性が提供される。
【００２５】
本発明のバーナのさらなる実施形態においては、前記通気開口部の直径はそれぞれ０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲にあるため、前記通気開口部により、前記連絡管を介して前記第２分室に流れ込んだ空気が、バーナヘッドプレートを通過して燃焼室内へと吹き出すエフュージョンが起こる。
【００２６】
本発明のこの構成により、冷却効率及び、冷却用の空気流が影響を与えないことが好適に支援される。
【００２７】
本発明のバーナのさらなる実施形態においては、前記バーナヘッドプレートが多孔性材料で構成されていて、第２分室に流入した空気が前記バーナヘッドプレートの孔を介して燃焼室内に流れ去ることができる。
【００２８】
本発明のこの実施形態も、冷却用の空気流を、できるだけ燃焼に影響を与えずに、及び、冷却が行われた後に全行程のために該空気流をさらに利用しつつ流し去るための好適な可能性を提供している。
【００２９】
本発明のバーナのさらなる実施形態においては、前記第２分室内に空気排出路が設けられており、該空気排出路を介して、バーナヘッドプレートの裏面からはね返った空気を、燃焼室内の燃焼工程に関してバーナヘッドプレートの下流で燃焼室内に供給することができる。
【００３０】
換言すると、外部からの冷却が挿入されるのであり、その際、冷却用の空気の取り出しは、本発明のその他の実施形態との関連において記述されたように行われるか、又は、たとえばコンプレッサ出口と集気室との間のその他の場所において行われる。冷却が行われた後、該空気は燃焼室内に直接注入されずに排出される。つまり該空気は旋回翼の直後ではなく、その後のある位置（燃焼において高温ガスの流れの方向の下流）に導かれる。該空気を導く位置として可能な位置は、燃焼室の二次ゾーンからガスタービンの煙突までの領域内にある。
【００３１】
この解決法の長所は、冷却用の空気が主流に与える影響、及びそれにより燃焼に与える影響が除外されることである。さらに、冷却の有効圧力差が高まり、それにより、より大きな温度低下が達成できる。この解決法の短所は、ガスタービン工程のためにもはや該空気を部分的にしか利用できないか又はまったく利用できないことである。
【００３２】
本発明の第２の態様では、本発明の前述の一つの、又は複数の、又はすべての実施形態の考え得るあらゆる組み合わせによるバーナを有するガスタービンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ガスタービンなどのタービン用のバーナの通常の構造を示す図である。
【図２】図１の領域Ｘの拡大図であり、バーナには、バーナヘッドプレート用の本発明による内部冷却装置が設けられている。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、本発明について望ましい実施の形態に基づき、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３５】
図１、図２に示されているように、ガスタービン（完全に図示されているわけではない）の、本発明の一つの実施形態によるバーナ１はケーシング１０を有しており、該ケーシング１０は、空気・燃焼ガス混合気の燃焼Ｖが行われる煙管１１、及び、該煙管１１を取り囲むジャケット１２を有している。煙管１１とジャケット１２との間には集気室１３が形成されており、該集気室１３はプレナムとも呼ばれ、その前面にはバーナカバー７０が設けられている。前記煙管内には、空気・燃焼ガス混合気の燃焼Ｖのために設けられた燃焼室１４が形成されている。
【００３６】
ケーシング１０はさらに混合部１５を有しており、該混合部１５を介して空気・燃焼ガス混合気が、燃焼室１４内での燃焼Ｖのために供給される。混合部１５内には予燃焼室１６が形成されている。
【００３７】
バーナ１はさらにプレート形状の中央カバー２０、バッフル３０、バーナヘッドプレート４０を有しており、これらはケーシング１０の混合部１５内に配置されている。より正確には、中央カバー２０は、バーナヘッドプレート４０の冷却用に用意されている冷却用空気Ｋのための入口を形成している。バーナ１はさらに、燃焼室１４内の側方又は外周に配置された、旋回翼又は混合部材８０を有しており、該旋回翼又は混合部材８０を介して、燃焼Ｖ用の空気・燃焼ガス混合気が作られる。
【００３８】
この目的のために、集気室１３（プレナム）は、（本図ではたとえばパイプといった）供給要素２１を介して中央カバー２０内の空気取り入れ開口部２２に流体接続されており、該供給要素内にはたとえばエアバルブの形の制御手段２１ａが設けられているため、集気室１３から供給要素２１を通過して流れる部分エアマスフローは制御可能である。
【００３９】
冷却用空気Ｋの流れの方向において中央カバー２０の下流では、バッフル３０が該中央カバー２０に平行に予燃焼室１６内に配置されている。中央カバー２０とバッフル３０との間には中間プレナムの形で、予燃焼室１６の第１分室１６ａが形成されている。
【００４０】
冷却用空気Ｋの流れの方向においてバッフル３０の下流には、該バッフル３０に平行にバーナヘッドプレート４０が予燃焼室１６内に配置されている。バッフル３０とバーナヘッドプレート４０との間には、予燃焼室１６の第２分室１６ｂが形成されている。
【００４１】
換言するとバッフル３０は、バッフル３０により予燃焼室１６が、集気室１３に流体接続している供給要素２１に隣接する第１分室１６ａと、バーナヘッドプレート４０に隣接する第２分室１６ｂとに分割されるように、予燃焼室１６内に配置されている。
【００４２】
バーナヘッドプレート４０は、バーナヘッドプレート４０により予燃焼室１６を燃焼室１４から隔てるようケーシング１０の予燃焼室１６内に配置されていて、バーナ１の中心的部品を形成している。
【００４３】
たとえば複数の供給要素２１を用いて集気室１３から部分エアマスフローを対称的に取り出すことにより、均一の取り出し及び冷却用空気Ｋの第１分室１６ａへの均一な流入が確保される。このとき第１分室１６ａ（中間プレナム）は、冷却用空気Ｋが均等に分配され、（たとえばバッフルプレートなどの）バッフル３０に冷却用空気Ｋが均等に供給されるように構成されている。
【００４４】
バッフル３０は、第１分室１６ａを第２分室１６ｂに流体接続する複数の連絡管３１を有しているため、供給要素（空気供給管）２１を介して集気室１３から第１分室１６ａ内に流入した冷却用空気Ｋが連絡管３１を介して第２分室１６ｂ内に流入し、バーナヘッドプレート４０の、第２分室１６ｂに向いた裏面４０ａ上に流れることができる。
【００４５】
バッフル３０はバーナヘッドプレート４０に平行に延びているため、第２分室１６ｂ内に流入した冷却用空気Ｋはほぼ垂直にバーナヘッドプレート４０の裏面４０ａ上に当たる。
【００４６】
第２分室１６ｂの外周は挿入部５０に囲まれており、該挿入部５０の壁内には、連絡管３１に対して垂直に延びる複数の開口部５１が設けられている。挿入部の外周にはジャケット部６０が設けられており、該ジャケット部６０により混合部１５の外周が囲まれている。該ジャケット部６０は、バーナ１のバーナカバー７０内にセットされていて、このバーナカバー７０により保持されており、該バーナカバーにより集気室１３が閉じられている又は集気室１３の境界が形成されている。
【００４７】
挿入部５０とジャケット部６０との間、及びバーナヘッドプレート４０の外周には、環状間隙の形状の間隙Ｓが設けられており、該間隙Ｓを介して第２分室１６ｂが燃焼室１４に流体接続されているため、バーナヘッドプレート４０の裏面４０ａからはね返った冷却用空気Ｋは該間隙を介して燃焼室１４内へと流れ出すことができる。
【００４８】
より正確には、第２分室１６ｂは、間隙Ｓの円周に沿って分配されている開口部５１を介して間隙Ｓに流体接続されているため、バーナヘッドプレート４０の裏面４０ａからはね返った冷却用空気Ｋはこれら開口部５１を介して燃焼室１４内へと流れ出すことができる。
【００４９】
間隙Ｓは連絡管３１に対して平行に延びていて、燃焼室１４内に開口しているため、冷却用空気Ｋが間隙Ｓを通過する流れの方向は、連絡管３１を通過する冷却用空気Ｋの流れの方向に対して平行である。
【００５０】
その結果、連絡管３１を介して生成された冷却空気ジェットがえプレート４０から熱を奪った後、冷却用空気Ｋは、望ましくはボアとして形成されている側方開口部５１を介して、間隙Ｓ内に、及び、該間隙Ｓから燃焼室１４内に導き出される。
【００５１】
インピンジメント冷却の効率は、バッフル３０内のボア配置の選択及び圧力損失（冷却用空気経路の個々の圧力損失）の選択により変化する。作用的な圧力差は、旋回翼８０を通過する（燃焼プロセスのための）メインのエアマスフローの圧力損失によりほぼ与えられる。
【００５２】
先述したように、熱負荷はバーナヘッドプレート又はバーナプレート４０の中心において最大であり、バーナヘッドプレート４０の中心は、本発明により実現された冷却により最も効果的に冷却される。直径が大きくなるほど横流が高まり、冷却効率は低下する。その点において、提案されている冷却は、バーナヘッドプレート４０の、高温ガス側又は燃焼室側が受ける熱負荷に適している。
【００５３】
本発明により、冷却用空気Ｋの注入はなるべく「外側」で、バーナ１の中心的な再循環流ＲＳからなるべく離れて行われるべきことが認識されており、それにより、再循環流ＲＳのコアゾーンが妨害されないことが確実になる。本発明によりさらに認識されたことは、燃焼室１４内に入る際の冷却用空気Ｋの衝撃をできるだけ小さく保つことが同様に重要であることであり、それにより、燃焼Ｖに関連する主流内へ冷却用空気流が浸入する深さが大きくなりすぎることが回避され、それにより、主流に対する影響ができるだけ小さくされる。
【００５４】
この要件を満たすためには、冷却用空気Ｋを燃焼室１４内に導くために直径Ｄ（図２参照）をできるだけ大きく選択すべきであり、望ましくは規定によりＤ（＞１／２ｄ）とすることが可能であり、このときｄはバーナヘッドプレート４０の直径である。換言すると、間隙Ｓの幅はできるだけ大きくするべきであり、また、間隙Ｓは、バーナヘッドプレート４０に関して半径方向にできるだけ外側に配置するべきである。この時、ジャケット部６０と挿入部５０とにより定義される間隙Ｓの幅は望ましくは、冷却用空気Ｋが間隙Ｓから出て燃焼室１４に入る際の流速が、冷却用空気が間隙Ｓに入る際の流速より小さくなるような寸法にされる。
【００５５】
その結果、本発明により実現されたバーナヘッドプレート４０の冷却は、バーナ１の中心的部品としてのバーナヘッドプレート４０を非常に効率的に冷却するインピンジメント冷却に基づいたものとなっている。バーナヘッドプレート４０の縁における冷却用空気の流入が適切に選択されるため、燃焼工程が悪影響を受けることはない。さらに、図示した本発明の実施形態により冷却用空気Ｋを全体工程のために保つことが可能である（変形例としては、後述するように冷却用空気Ｋを外部に排出することも可能である）。冷却の設計基準としては、ガスタービンの一つの又は複数のバーナ１を介した圧力損失が用いられる。
【００５６】
追加的に、提案した解決法においては、制御手段２１ａのような、冷却又は冷却用空気量を最適化するための計器の使用も容易である。
【００５７】
図１及び図２には図示されていないが、間隙Ｓ及び開口部５１に代替的に又は追加的に、バーナヘッドプレート４０自体に、それぞれが第２分室１６ｂと燃焼室１４とを流体接続する複数の通過開口部を設けることも可能である。
【００５８】
このようにすると、連絡管３１を介して第２分室１６ｂ内に流入した冷却用空気Ｋは、直接的にバーナヘッドプレート４０を介して第２分室１６ｂから燃焼室１４内に流れ出させることができる。
【００５９】
望ましい変形例においては、前記通過開口部はそれぞれ、０．３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲の直径を有しているため、前記通過開口部により、連絡管３１を介して第２分室１６ｂ内に流入した冷却用空気Ｋがバーナヘッドプレート４０を通過して燃焼室１４内に吹き出すエフュージョンが起こる。
【００６０】
前記通過開口部に代替的に、バーナヘッドプレート４０は多孔質の物質で構成することができるため、第２分室１６ｂ内に流入した冷却用空気Ｋは、バーナヘッドプレート４０の孔を介して燃焼室１４内に流れ出すことができる。
【００６１】
先述のすべての場合において、冷却用空気Ｋは一次燃焼工程に再供給される。
【００６２】
これに代替的に、やはり図１及び図２には図示されていないものの、第２分室１６ｂ内に空気排出路を設けることができ、該空気排出路を介して、バーナヘッドプレート４０の裏面４０ａからはね返った冷却用空気Ｋは、燃焼室１４内での燃焼工程に関してバーナヘッドプレート４０の下流においてバーナヘッドプレート４０から離れたところに供給される。
【００６３】
換言すると、ここに外部冷却が用いられるということであり、その際、冷却用空気Ｋの取り出しは、本発明のその他の実施形態に関連してすでに前述したように行われるか、又は、たとえばコンプレッサ出口と集気室１３との間のその他の場所において行われる。冷却が行われた後、冷却用空気Ｋは燃焼室１４に直接注入されるのではなく、排出される。つまり冷却用空気Ｋは旋回翼８０の直後ではなく、燃焼Ｖの高温ガスの流れの方向において下流の、後方のある位置に導き入れられる。冷却用空気Ｋのこの導入位置として可能なのは、燃焼室１４の二次ゾーンからガスタービンの煙突までの範囲内である。
【００６４】
この解決法の長所は、冷却用空気流により主流が影響を受けることが排除され、及びそれにより燃焼Ｖが影響を受けることが排除されるところにある。追加的に、有効な冷却圧力差が増すため、より大幅な温度低下を達成することができる。この解決法の短所は、ガスタービン工程のために冷却用空気Ｋを部分的にしか利用できない、又はもはやまったく利用できないことである。
【符号の説明】
【００６５】
１      バーナ
１０    ケーシング
１１    煙管
１２    ジャケット
１３    集気室
１４    燃焼室
１５    混合部
１６    予燃焼室
１６ａ  第１分室
１６ｂ  第２分室
２０    中央カバー
２１    供給要素
２１ａ  制御手段
２２    空気取り入れ開口部
３０    バッフル
３１    連絡管
４０    バーナヘッドプレート
４０ａ  裏面
５０    挿入部
５１    開口部
６０    ジャケット部
７０    バーナカバー
８０    旋回翼
Ｓ      間隙
Ｖ      燃焼
Ｋ      冷却用空気
ＲＳ    再循環流
【図１】
2011094949.tif 000003
【図２】
2011094949.tif 000004