(57)【要約】【課題】燃料ノズルから噴射される液体燃料の液滴を効果的に微粒化可能なガスタービンの燃料ノズル及び燃焼器並びにガスタービンを提供する。【解決手段】ガスタービンの燃料ノズルは、ノズル本体と、前記ノズル本体の外表面に開口する噴射口を一端側に有するように前記ノズル本体に形成された燃料噴射孔と、前記燃料噴射孔の他端側において該燃料噴射孔に接続されるように前記ノズル本体の内部に設けられ、前記燃料噴射孔に液体燃料を供給するための燃料通路と、を備え、前記燃料噴射孔と前記燃料通路との接続部における前記燃料噴射孔の直径は、前記接続部における前記燃料通路の直径よりも大きく、前記燃料噴射孔の壁面に開口を有し、該開口を介して前記燃料噴射孔にガスを噴出するためのガス通路をさらに備える。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル本体と、
前記ノズル本体の外表面に開口する噴射口を一端側に有するように前記ノズル本体に形成された燃料噴射孔と、
前記燃料噴射孔の他端側において該燃料噴射孔に接続されるように前記ノズル本体の内部に設けられ、前記燃料噴射孔に液体燃料を供給するための燃料通路と、を備え、
前記燃料噴射孔と前記燃料通路との接続部における前記燃料噴射孔の直径は、前記接続部における前記燃料通路の直径よりも大きく、
前記燃料噴射孔の壁面に開口を有し、該開口を介して前記燃料噴射孔にガスを噴出するためのガス通路をさらに備える
ことを特徴とするガスタービンの燃料ノズル。
【請求項２】
前記燃料噴射孔の中心軸は、前記燃料通路の中心軸に対して傾斜している
ことを特徴とする請求項１に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項３】
前記燃料通路の前記中心軸に対する前記燃料噴射孔の前記中心軸の角度は、３０度以上６０度以下である
ことを特徴とする請求項２に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項４】
前記燃料ノズルの中心軸に平行であるとともに、前記燃料ノズルの前記中心軸と前記燃料噴射孔の前記中心軸とを含む平面に直交する断面において、前記ノズル本体の周方向における前記燃料噴射孔の大きさは、前記周方向に直交する方向における前記燃料噴射孔の大きさよりも大きい
ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項５】
前記燃料噴射孔の長さをＬ１としたとき、前記燃料噴射孔の中心軸の方向における前記燃料噴射孔の前記他端から前記ガス通路の前記開口までの距離は、０より大きくＬ１／２以下である
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項６】
前記燃料噴射孔の中心軸に対する前記ガス通路の中心軸の角度は、４５度以上９０度以下である
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項７】
前記燃料通路は、前記燃料噴射孔の前記他端側において前記燃料噴射孔の底面に接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項８】
前記ガス通路は、前記燃料噴射孔の内周面に形成された前記開口を介して前記燃料噴射孔に接続されている
ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項９】
前記燃料噴射孔の前記中心軸に直交する断面に前記ガス通路を投影したとき、前記断面上において、前記ガス通路の中心軸は、該中心軸に直交する方向において、前記燃料噴射孔の中心軸とはずれて位置している
ことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項１０】
前記燃料噴射孔の前記中心軸に直交する断面に前記燃料通路を投影したとき、前記断面上において、前記燃料通路の中心軸は、該中心軸に直交する方向において、前記燃料噴射孔の中心軸とはずれて位置している
ことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項１１】
前記燃料噴射孔の前記中心軸に直交する断面に前記ガス通路を投影したとき、前記断面上において、前記ガス通路の中心軸は、該中心軸に直交する方向において、前記燃料噴射孔の中心軸とはずれて位置し、
前記断面に前記燃料通路を投影したとき、前記断面上において、前記燃料通路の中心軸は、該中心軸に直交する方向において、前記燃料噴射孔の前記中心軸とはずれて位置し、
前記ガス通路から前記燃料噴射孔への前記ガスの噴出方向及び前記燃料通路からの前記燃料噴射孔への前記液体燃料の噴出方向は、前記燃料噴射孔の前記中心軸に関して、同じ方向の旋回成分を有している
ことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項１２】
前記ノズル本体から該ノズル本体の径方向外側に突出するように設けられ、前記ノズル本体の周囲を流れる流体を旋回させるように構成されるとともに、ガス燃料噴射孔が表面に開口するスワラベーンをさらに備え、
前記ノズル本体は、該ノズル本体の軸方向において前記スワラベーンよりも下流側に位置し、前記下流側に向かうにつれて先細る流線形部を含み、
前記燃料噴射孔の前記噴射口は、前記流線形部の表面に形成された
ことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載のガスタービンの燃料ノズル。
【請求項１３】
請求項１乃至１２の何れか一項に記載の燃料ノズルと、
前記燃料ノズルから噴射された燃料の燃焼により生じる燃焼ガスの通路を形成する燃焼筒と、
を備えることを特徴とするガスタービンの燃焼器。
【請求項１４】
請求項１３に記載の燃焼器と、
前記燃焼器の前記燃焼筒の下流側に設けられる静翼及び動翼と、
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】
本開示は、ガスタービンの燃料ノズル及び燃焼器並びにガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン燃焼器の燃料ノズルにおいて、液体燃料を噴射する場合の燃料の分散性向上や微粒化を目的として、燃料ノズルで液膜状の燃料の流れを形成し、噴射することが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されるガスタービンの燃焼器の燃料ノズルは、該燃料ノズルの先端部に設けられた円錐形状のディフレクタと、ディフレクタの先端部に向けて空気を吹き付けるための空気ノズルと、を有している。燃料ノズル内部に形成された燃料通路からの液体燃料がディフレクタに向けて噴出されると、円錐形状のディフレクタの表面で液体燃料の膜が形成され、この液膜は、ディフレクタの表面に沿ってディフレクタの先端部（燃料ノズルの先端部）に向かって流れる。そして、燃料の液膜は、ディフレクタの先端部から離れるとき、空気ノズルから噴き付けられる空気流れによってせん断されることにより液滴となり、燃焼器の燃焼室に流入するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２０１５−５０５５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃料ノズルから噴出される液体燃料の液滴の粒径が大きいと、噴霧液滴の蒸発に長い時間を要し、該噴霧液滴が未燃のまま、あるいは、燃焼しきらないうちに燃焼筒の内壁に衝突し、燃焼筒のメタル温度が過度に高くなることによって燃焼筒が焼損する場合がある。
この点、例えば特許文献１に記載される燃料ノズルでは、液膜状の液体燃料を空気流れでせん断することにより液体燃料の液滴を形成するので、液柱状の液体燃料を空気流れでせん断して液滴を形成する場合に比べ、得られる液滴の粒径が小さくなる傾向となり、上述した燃焼筒の焼損が生じる可能性は低減されると考えられる。しかしながら、燃料ノズルから噴射される液体燃料の液滴をより効果的に微粒化できることが望まれる。
【０００６】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態は、燃料ノズルから噴射される液体燃料の液滴を効果的に微粒化可能なガスタービンの燃料ノズル及び燃焼器並びに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】
【０００７】
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの燃料ノズルは、
ノズル本体と、
前記ノズル本体の外表面に開口する噴射口を一端側に有するように前記ノズル本体に形成された燃料噴射孔と、
前記燃料噴射孔の他端側において該燃料噴射孔に接続されるように前記ノズル本体の内部に設けられ、前記燃料噴射孔に液体燃料を供給するための燃料通路と、を備え、
前記燃料噴射孔と前記燃料通路との接続部における前記燃料噴射孔の直径は、前記接続部における前記燃料通路の直径よりも大きく、
前記燃料噴射孔の壁面に開口を有し、該開口を介して前記燃料噴射孔にガスを噴出するためのガス通路をさらに備える。
【０００８】
上記（１）の構成によれば、燃料噴射孔と燃料通路との接続部における燃料噴射孔の直径を該接続部における燃料通路の直径よりも大きく設定するとともに、燃料噴射孔の壁面に開口するガス通路を設けたので、燃料通路から燃料噴射孔に噴出される柱状の液体燃料に向けてガス通路からガスを噴出させることができる。よって、ガス通路からの噴出ガスにより柱状の液体燃料を燃料噴射孔の内壁面に向けて押し広げて、内壁面に沿って広がる液体燃料の液膜を効果的に形成することができる。また、このように形成された液膜が燃料噴射孔の噴射口から噴射されるため、液柱状のまま噴射される場合に比べ、噴射後に燃料ノズルの周囲を流れる気体流れに晒される液体燃料の面積が拡大する。よって、噴射後の液体燃料の気体流れでのせん断による微粒化を促進することができ、液体燃料を効果的に微粒化することができる。
【０００９】
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、
前記燃料噴射孔の中心軸は、前記燃料通路の中心軸に対して傾斜している。
【００１０】
上記（２）の構成によれば、燃料噴射孔の中心軸が、燃料通路の中心軸に対して傾斜するように燃料噴射孔及び燃料通路を設けたので、燃料通路から燃料噴射孔に流入した液体燃料を、燃料噴射孔の壁面に衝突させることができる。このため、燃料噴射孔から噴射される液体燃料の液膜をより効果的に形成することができる。
【００１１】
（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の構成において、
前記燃料通路の前記中心軸に対する前記燃料噴射孔の前記中心軸の角度は、３０度以上９０度以下である。
【００１２】
上記（３）の構成では、燃料通路の中心軸に対する燃料噴射孔の中心軸の角度を３０度以上に設定したので、燃料通路から燃料噴射孔に流入した液体燃料を、燃料噴射孔の壁面に効果的に衝突させることができる。また、上記（３）の構成では、燃料通路の中心軸に対する燃料噴射孔の中心軸の角度を９０度以下に設定したので、液体燃料が噴出ガスに押し戻されることによる液体燃料の運動エネルギーの低下を抑制することができる。よって、上記（３）の構成によれば、液体燃料の液膜をより効果的に形成するとともに、燃料噴射孔の噴射口から円滑に噴射することができる。
【００１３】
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、
前記燃料ノズルの中心軸に平行であるとともに、前記燃料ノズルの前記中心軸と前記燃料噴射孔の前記中心軸とを含む平面に直交する断面において、前記ノズル本体の周方向における前記燃料噴射孔の大きさは、前記周方向に直交する方向における前記燃料噴射孔の大きさよりも大きい。
【００１４】
ノズル本体の周囲の気体流れは、一般的に、ノズル本体の周方向に直交する方向に沿って流れる。
この点、上記（４）の構成によれば、上述の断面において、該燃料噴射孔の周方向の大きさが、周方向に直交する方向における大きさよりも大きい形状となるようにしたので、燃料噴射孔の内壁面で形成される液体燃料の液膜を周方向に沿って延びた形状とすることができる。よって、燃料噴射孔から噴射された液体燃料の液膜と、ノズル本体の周囲の気体流れとの接触面積が増大するため、該気体流れでのせん断による液体燃料の微粒化をより促進することができる。
【００１５】
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記燃料噴射孔の軸方向における、
前記燃料噴射孔の中心軸と前記ガス通路の中心軸との交点Ｐ１と、前記燃料噴射孔の中心軸と前記ノズル本体の前記外表面との交点Ｐ２との距離は、前記接続部における前記燃料噴射孔の前記直径の２倍より大きい。
あるいは、幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、
前記燃料噴射孔の長さをＬ１としたとき、前記燃料噴射孔の中心軸の方向における前記燃料噴射孔の前記他端から前記ガス通路の前記開口までの距離は、０より大きくＬ１／２以下である。
【００１６】
上記（５）の構成によれば、上述の点Ｐ１と点Ｐ２との距離が接続部における燃料噴射孔の直径の２倍よりも大きくように設定したので、燃料噴射孔において、燃料通路から燃料噴射孔に流入した液体燃料と、ガス通路からの噴出ガスが混合する領域の長さを長く確保することができる。あるいは、上記（５）の構成によれば、燃料噴射孔と燃料通路の接続部が設けられる燃料噴射孔の他端と、燃料噴射孔の表面に形成されるガス通路の開口との距離がＬ１／２以下になるようにしたので、ガス通路の開口と燃料噴射孔の噴射口との距離を大きく確保することができる。よって、燃料通路から燃料噴射孔に流入した液体燃料にガス通路からの噴出ガスが衝突してから、液体燃料が燃料噴射孔の噴射口から噴射されるまでの距離、すなわち、噴出ガスによって液体燃料が燃料噴射孔の内壁面に押し付けられて、液膜が形成される区間を長く確保することができるので、液体燃料の液膜をより効果的に形成することができる。
【００１７】
（６）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（５）の何れか一項の構成において、
前記燃料噴射孔の中心軸に対する前記ガス通路の中心軸の角度は、３０度以上９０度以下である。
【００１８】
上記（６）の構成によれば、燃料噴射孔の中心軸に対するガス通路の中心軸の角度を３０度以上９０度以下に設定したので、燃料噴射孔に流入した液体燃料と、ガス通路からの噴出ガスとの衝突エネルギーを大きくとることができる。このため、噴出ガスによって液体燃料を燃料噴射孔の内壁面に効果的に押し付けることができ、液体燃料の液膜をより効果的に形成することができる。
【００１９】
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（６）の何れかの構成において、
前記燃料通路は、前記燃料噴射孔の前記他端側において前記燃料噴射孔の底面に接続されている。
【００２０】
上記（７）の構成によれば、燃料通路が、記燃料噴射孔の他端側の底面に接続されているので、燃料通路からの液体燃料を、円滑に燃料噴射孔に流入させることができる。よって、燃料噴射孔において液体燃料の液膜を効果的に形成することができる。
【００２１】
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の構成において、
前記ガス通路は、前記燃料噴射孔の内周面に形成された前記開口を介して前記燃料噴射孔に接続されている。
【００２２】
上記（８）の構成によれば、ガス通路は、燃料噴射孔の内周面に形成された開口を介して燃料噴射孔に接続されているので、ガス通路からのガスを、燃料噴射孔の中心軸に直交する方向に沿って噴出させて、燃料通路からの液体燃料に衝突させることができる。よって、燃料噴射孔において液体燃料の液膜を効果的に形成することができる。
【００２３】
（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の構成において、
前記燃料噴射孔の前記中心軸に直交する断面に前記ガス通路を投影したとき、前記断面上において、前記ガス通路の中心軸は、該中心軸に直交する方向において、前記燃料噴射孔の中心軸とはずれて位置している。
【００２４】
上記（９）の構成によれば、上述の断面（投影面）上において、ガス通路の中心軸が、該中心軸に直交する方向において、燃料噴射孔の中心軸とはずれて位置するようにしたので、ガス通路からの噴出ガスを燃料噴射孔の内壁面に衝突させることにより、噴出ガスの流れに旋回成分を付与して内壁面に沿った旋回流を形成することができる。よって、燃料噴射孔における液体燃料と噴出ガスとの接触を促進させることができ、燃料噴射孔の内部においても、液体燃料の微粒化を促進することができる。
【００２５】
（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（９）の何れかの構成において、
前記燃料噴射孔の前記中心軸に直交する断面に前記燃料通路を投影したとき、前記断面上において、前記燃料通路の中心軸は、該中心軸に直交する方向において、前記燃料噴射孔の中心軸とはずれて位置している。
【００２６】
上記（１０）の構成によれば、上述の断面（投影面）上において、燃料通路の中心軸が、該中心軸に直交する方向において、燃料噴射孔の中心軸とはずれて位置するようにしたので、燃料通路からの液体燃料を燃料噴射孔の内壁面に衝突させることにより、液体燃料の流れに旋回成分を付与して内壁面に沿った旋回流を形成することができる。よって、燃料噴射孔における液体燃料と噴出ガスとの接触を促進させることができ、燃料噴射孔の内部においても、液体燃料の微粒化を促進することができる。
【００２７】
（１１）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１０）の何れかの構成において、
前記燃料噴射孔の前記中心軸に直交する断面に前記ガス通路を投影したとき、前記断面上において、前記ガス通路の中心軸は、該中心軸に直交する方向において、前記燃料噴射孔の中心軸とはずれて位置し、
前記断面に前記燃料通路を投影したとき、前記断面上において、前記燃料通路の中心軸は、該中心軸に直交する方向において、前記燃料噴射孔の前記中心軸とはずれて位置し、
前記ガス通路から前記燃料噴射孔への前記ガスの噴出方向及び前記燃料通路からの前記燃料噴射孔への前記液体燃料の噴出方向は、前記燃料噴射孔の前記中心軸に関して、同じ方向の旋回成分を有している。
【００２８】
上記（１１）の構成によれば、燃料噴射孔の内部で、ガス通路からの噴出ガスの流れに旋回成分を付与して内壁面に沿った旋回流が形成されるとともに、燃料通路からの液体燃料の流れに旋回成分を付与して内壁面に沿った旋回流が形成され、かつ、ガス通路からの噴出ガスの噴出方向と、燃料通路からの液体燃料の噴出方向は、燃料噴射孔の中心軸に関して同じ方向の旋回成分を有するように構成されている。よって、燃料噴射孔における液体燃料と噴出ガスとの接触を促進させることができ、燃料噴射孔の内部においても、液体燃料の微粒化を効果的に促進することができる。
【００２９】
（１２）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１１）の構成において、
前記燃料ノズルは、
前記ノズル本体から該ノズル本体の径方向外側に突出するように設けられ、前記ノズル本体の周囲を流れる流体を旋回させるように構成されるとともに、ガス燃料噴射孔が表面に開口するスワラベーンをさらに備え、
前記ノズル本体は、該ノズル本体の軸方向において前記スワラベーンよりも下流側に位置し、前記下流側に向かうにつれて先細る流線形部を含み、
前記燃料噴射孔の前記噴射口は、前記流線形部の表面に形成されている。
【００３０】
スワラベーン及び流線形のノズル本体を有する燃料ノズルでは、典型的には、スワラベーンに形成された燃料噴射孔からガス燃料を噴出することが可能である。
上記（１２）の構成によれば、スワラベーン及び流線形のノズル本体を有するとともに、液体燃料を噴射可能な燃料ノズルにおいて、上記（１）で述べたように、液体燃料の液膜を効果的に形成することができる。
【００３１】
（１３）本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンの燃焼器は、
上記（１）乃至（１２）の何れかに記載の燃料ノズルと、
前記燃料ノズルから噴射された燃料の燃焼により生じる燃焼ガスの通路を形成する燃焼筒と、
を備える。
【００３２】
上記（１３）の構成によれば、燃料噴射孔と燃料通路との接続部における燃料噴射孔の直径を該接続部における燃料通路の直径よりも大きく設定するとともに、燃料噴射孔の壁面に開口するガス通路を設けたので、燃料通路から燃料噴射孔に噴出される柱状の液体燃料に向けてガス通路からガスを噴出させることができる。よって、ガス通路からの噴出ガスにより柱状の液体燃料を燃料噴射孔の内壁面に向けて押し広げて、内壁面に沿って広がる液体燃料の液膜を効果的に形成することができる。また、このように形成された液膜が燃料噴射孔の噴射孔から噴射されるため、液柱状のまま噴射される場合に比べ、噴射後に燃料ノズルの周囲を流れる気体流れに晒される液体燃料の面積が拡大する。よって、噴射後の液体燃料の気体流れでのせん断による微粒化を促進することができ、液体燃料を効果的に微粒化することができる。
【００３３】
（１４）本発明の少なくとも一実施形態に係るガスタービンは、
上記（１３）に記載の燃焼器と、
前記燃焼器の前記燃焼筒の下流側に設けられる静翼及び動翼と、
を備える。
【００３４】
上記（１４）の構成によれば、燃料噴射孔と燃料通路との接続部における燃料噴射孔の直径を該接続部における燃料通路の直径よりも大きく設定するとともに、燃料噴射孔の壁面に開口するガス通路を設けたので、燃料通路から燃料噴射孔に噴出される柱状の液体燃料に向けてガス通路からガスを噴出させることができる。よって、ガス通路からの噴出ガスにより柱状の液体燃料を燃料噴射孔の内壁面に向けて押し広げて、内壁面に沿って広がる液体燃料の液膜を効果的に形成することができる。また、このように形成された液膜が燃料噴射孔の噴射孔から噴射されるため、液柱状のまま噴射される場合に比べ、噴射後に燃料ノズルの周囲を流れる気体流れに晒される液体燃料の面積が拡大する。よって、噴射後の液体燃料の気体流れでのせん断による微粒化を促進することができ、液体燃料を効果的に微粒化することができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の少なくとも一実施形態によれば、燃料ノズルから噴射される液体燃料の液滴を効果的に微粒化可能なガスタービンの燃料ノズル及び燃焼器並びにガスタービンが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】一実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。
【図２】一実施形態に係る燃焼器の要部を示す断面図である。
【図３】一実施形態に係る燃料ノズルの軸方向に沿った概略断面図である。
【図４】一実施形態に係る燃料ノズルの先端部の拡大断面図である。
【図５】一実施形態に係る燃料ノズルの先端部の拡大断面図である。
【図６】一実施形態に係る燃料ノズルを図４及び図５の矢印Ｂの方向に見た概略図である。
【図７】一実施形態に係る燃料ノズルを図４及び図５の矢印Ｂの方向に見た概略図である。
【図８】一実施形態に係る燃料ノズルの中心軸に直交する模式的な断面図である。
【図９】一実施形態に係る燃料ノズルの中心軸に直交する模式的な断面図である。
【図１０】図４に示す燃料ノズルの、燃料噴射孔近傍の模式的な斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３８】
まず、幾つかの実施形態に係る燃料ノズル及び燃焼器の適用先の一例であるガスタービンについて、図１を参照して説明する。図１は、一実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。
図１に示すように、ガスタービン１は、圧縮空気を生成するための圧縮機２と、圧縮空気及び燃料を用いて燃焼ガスを発生させるための燃焼器４と、燃焼ガスによって回転駆動されるように構成されたタービン６と、を備える。発電用のガスタービン１の場合、タービン６には不図示の発電機が連結される。
【００３９】
圧縮機２は、圧縮機車室１０側に固定された複数の静翼１６と、静翼１６に対して交互に配列されるようにロータ８に植設された複数の動翼１８と、を含む。
圧縮機２には、空気取入口１２から取り込まれた空気が送られるようになっており、この空気は、複数の静翼１６及び複数の動翼１８を通過して圧縮されることで高温高圧の圧縮空気となる。
【００４０】
燃焼器４には、燃料と、圧縮機２で生成された圧縮空気とが供給されるようになっており、該燃焼器４において燃料が燃焼され、タービン６の作動流体である燃焼ガスが生成される。図１に示すように、ガスタービン１は、ケーシング２０内にロータ８を中心として周方向に沿って複数配置された燃焼器４を有する。
【００４１】
タービン６は、燃焼器４の下流側に位置しており、タービン車室２２によって形成される燃焼ガス通路２８を有し、該燃焼ガス通路２８に設けられる複数の静翼２４及び動翼２６を含む。
静翼２４はタービン車室２２側に固定されており、ロータ８の周方向に沿って配列される複数の静翼２４が静翼列を構成している。また、動翼２６はロータ８に植設されており、ロータ８の周方向に沿って配列される複数の動翼２６が動翼列を構成している。静翼列と動翼列とは、ロータ８の軸方向において交互に配列されている。
タービン６では、燃焼ガス通路２８に流れ込んだ燃焼器４からの燃焼ガスが複数の静翼２４及び複数の動翼２６を通過することでロータ８が回転駆動され、これにより、ロータ８に連結された発電機が駆動されて電力が生成されるようになっている。タービン６を駆動した後の燃焼ガスは、排気室３０を介して外部へ排出される。
【００４２】
次に、図１及び図２を参照して、一実施形態に係る燃焼器４の構成について説明する。図２は、一実施形態に係る燃焼器の要部を示す断面図である。
【００４３】
図１に示すように、一実施形態に係る燃焼器４は、ロータ８を中心として環状に複数配置されている。図２に示すように、各燃焼器４は、ケーシング２０により画定される燃焼器車室４０に設けられた燃焼器ライナ（燃焼筒）４６と、燃焼器ライナ４６内にそれぞれ配置された第１燃焼バーナ５０及び複数の第２燃焼バーナ６０と、を含む。なお、燃焼器４は、燃焼ガスをバイパスさせるためのバイパス管（不図示）等の他の構成要素を備えていてもよい。
【００４４】
例えば、燃焼器ライナ（燃焼筒）４６は、第１燃焼バーナ５０及び複数の第２燃焼バーナ６０の周囲に配置される内筒４５ａと、内筒の先端部に連結された尾筒（不図示）と、を有している。燃焼器ライナ（燃焼筒）４６は、燃料ノズル（後述する第１ノズル５４や第２ノズル６４）から噴射された燃料の燃焼により生じる燃焼ガスの通路を形成する。
【００４５】
第１燃焼バーナ５０は、燃焼器ライナ４６の中心軸に沿って配置されている。そして、第１燃焼バーナ５０を囲むように、複数の第２燃焼バーナ６０が互いに離間して配列されている。
【００４６】
第１燃焼バーナ５０は、燃料ポート５２に連結された第１ノズル５４と、第１ノズル５４を囲むように配置された第１コーン５６と、第１ノズル５４の外周に設けられたスワラベーン５８と、を有している。
【００４７】
第２燃焼バーナ６０は、燃料ポート６２に連結された第２ノズル６４と、第２ノズル６４を囲むように配置されたバーナ筒６６と、バーナ筒６６と燃焼器ライナ４６（例えば内筒）をつなぐ延長管６５と、第２ノズル６４の外周に設けられたスワラベーン７０と、を有している。
【００４８】
なお、図２に示すように、延長管６５は、バーナ筒６６に接続される上流側端面から下流側端面（延長管出口６５ａ）まで延在している。また、図２には、第２ノズル６４の中心軸Ｏ’を示している。
【００４９】
上記構成を有する燃焼器４は、例えば、以下のように機能する。
該燃焼器４において、圧縮機２で生成された高温高圧の圧縮空気は車室入口（不図示）から燃焼器車室４０内に供給され、さらに燃焼器車室４０からバーナ筒６６内に流入する。そして、この圧縮空気と、燃料ポート６２から供給された燃料とがバーナ筒６６内で予混合される。この際、予混合気はスワラベーン７０により主として旋回流を形成し、燃焼器ライナ４６内に流れ込む。
なお、図２において、燃焼器４における圧縮空気の流れを矢印で示している。
【００５０】
また、圧縮空気と、燃料ポート５２を介して第１燃焼バーナ５０から噴射された燃料とが燃焼器ライナ４６内で混合され、図示しない種火により着火されて燃焼し、燃焼ガスが発生する。このとき、燃焼ガスの一部が火炎を伴って周囲に拡散することで、各第２燃焼バーナ６０から燃焼器ライナ４６内に流れ込んだ予混合気に着火されて燃焼する。
【００５１】
すなわち、第１燃焼バーナ５０から噴射されたパイロット燃料によるパイロット火炎によって、第２燃焼バーナ６０からの予混合気（予混合燃料）の安定燃焼を行うための保炎を行うことができる。その際、燃焼領域は例えば燃焼器ライナ４６の内筒に形成される。
【００５２】
なお、他の実施形態では、第１燃焼バーナ５０の第１ノズル５４には、予混合燃料が供給されるようになっていてもよい。また、第２燃焼バーナ６０の第２ノズル６４には、パイロット燃料が供給されるようになっていてもよい。
【００５３】
以下、本実施形態に係る燃料ノズル１００の構成について、一例として上述した第２燃焼バーナ６０の第２ノズル６４を用いて詳細に説明する。
なお、本実施形態に係る燃料ノズル１００は、上述の第２燃焼バーナ６０の第２ノズル６４に限定されるものではなく、燃料ノズル１００は、例えば、ガスタービン１の燃焼器４に設けられる上述の第１燃焼バーナ５０の第１ノズル５４であってもよい。また、本実施形態に係る燃料ノズル１００は、主として拡散燃焼するタイプの燃焼バーナの燃料ノズルであってもよいし、主として予混合燃焼するタイプの燃焼バーナの燃料ノズルであってもよいし、あるいは、ガスタービン１以外の機器に設けられる燃焼バーナの燃料ノズルであってもよい。
【００５４】
図３は、一実施形態に係る燃料ノズル１００（ここでは上述の第２ノズル６４）の軸方向に沿った概略断面図である。図４及び図５は、それぞれ、一実施形態に係る燃料ノズル１００の先端部の拡大断面図である。ただし、図４及び図５において、図３に含まれるパージガス供給路４７及びパージガス噴射孔４８等の図示を省略している。
【００５５】
図３〜図５に示すように、燃料ノズル１００は、ノズル本体３２と、上述した複数のスワラベーン７０と、ノズル本体３２に形成された燃料噴射孔３８及び燃料供給路３４と、を備えている。
【００５６】
図３に示すように、複数のスワラベーン７０は、それぞれ、ノズル本体３２の径方向に突出するように設けられており、ノズル本体３２の周囲を流れる流体（燃焼器車室４０（図２参照）からの圧縮空気や、後述するガス燃料噴射孔７１から噴射されるガス燃料）を旋回させるように構成されている。
【００５７】
また、各々のスワラベーン７０には、該スワラベーン７０の表面に開口するガス燃料噴射孔７１が設けられている。ガス燃料噴射孔７１には、ノズル本体３２の内部に設けられたガス燃料供給路（不図示）を介してガス燃料が供給されるようになっており、このように供給されたガス燃料が、スワラベーン７０の表面の開口を介して噴射されるようになっている。
【００５８】
ノズル本体３２は、該ノズル本体３２の軸方向（以下、単に「軸方向」ともいう。）において上述のスワラベーン７０よりも下流側に位置する流線形部７２を含んでいてもよい。流線形部７２は、ノズル本体３２の軸方向において、下流側に向かうにつれて先細る形状を有している。
【００５９】
燃料噴射孔３８は、ノズル本体３２の外表面３２ａに開口する噴射口３９を有している。また、燃料供給路３４は、燃料噴射孔３８よりも上流側において軸方向に沿って延びるように設けられている。燃料噴射孔３８には、燃料供給路３４を介して液体燃料が供給されるようになっており、このように供給された液体燃料が、上述の噴射口３９を介して噴射されるようになっている。
なお、燃料噴射孔３８の噴射口３９は、ノズル本体３２のうち、流線形部７２の表面に形成されていてもよい。
また、複数の燃料噴射孔３８が、ノズル本体３２の周方向に沿って複数配列されていてもよい。
【００６０】
このように、本実施形態に係る燃料ノズル１００は、気体燃料及び液体燃料の両方を噴出可能なデュアルノズルである。
【００６１】
図３に示す燃料ノズル１００は、ノズル本体３２に形成されたパージガス供給路４７及びパージガス噴射孔４８をさらに備えている。パージガス供給路４７は、パージガス噴射孔４８よりも上流側において軸方向に沿って延びるように設けられており、パージガス噴射孔４８は、該パージガス噴射孔４８の下流端に位置するとともに、ノズル本体３２の先端部における表面に開口するパージガス噴射口を有している。
また、図３に示す例示的な実施形態では、パージガス供給路４７は、燃料供給路３４の径方向外側に位置する環状の流路である。
【００６２】
パージガス噴射孔４８には、該パージガス供給路４７を介してパージガス（例えば空気）が供給されるようになっており、パージガス噴射孔４８に供給されたパージガスは、パージガス噴射口４９を介して噴射されるようになっている。
【００６３】
ガス燃料を噴射可能な燃料ノズル１００においては、渦芯フラッシュバック（燃料ガスの旋回流れの渦芯部から火炎の遡上）が生じることがある。そこで、パージガス噴射孔４８からパージガスを噴出することで、燃焼器４における渦芯フラッシュバックを抑制することができる。
【００６４】
図４〜図５に示すように、幾つかの実施形態では、ノズル本体３２の内部には、燃料噴射孔３８に液体燃料を供給するための燃料通路３６が設けられている。燃料通路３６は、燃料噴射孔３８と燃料供給路３４との間において、燃料噴射孔３８よりも上流側、かつ、燃料供給路３４よりも下流側に設けられている。また、燃料通路３６は、燃料噴射孔３８の両端のうち、噴射口３９を有する一端３８Ａ側とは反対側の他端３８Ｂ側において、該燃料噴射孔３８に接続されるように設けられている。
燃料供給路３４からの液体燃料は、該燃料通路３６を介して、燃料噴射孔３８に供給されるようになっている。
【００６５】
図４〜図５に示すように、燃料通路３６は、燃料噴射孔３８の他端３８Ｂ側において３８燃料噴射孔の底面８０に接続されるように、設けられていてもよい。
【００６６】
また、ノズル本体３２の内部には、燃料噴射孔３８にガス（例えば空気等）を噴出するためのガス通路４４が設けられている。
ガス通路４４は、燃料噴射孔３８の壁面（内周面）８２に形成された開口４５を介して、該燃料噴射孔３８に接続されている。また、ガス通路４４の上流側には、軸方向に沿って延びるガス供給路４２が設けられており、ガス供給路４２からのガスが、ガス通路４４及び開口４５を介して、燃料噴射孔３８に噴出されるようになっている。
また、図３に示す例示的な実施形態では、ガス供給路４２は、燃料供給路３４の径方向外側に位置する環状の流路である。
【００６７】
そして、燃料噴射孔３８と燃料通路３６との接続部７８における燃料噴射孔の直径Ｄ１は、接続部７８における燃料通路３６の直径Ｄ２よりも大きく設定される。
ここで、燃料噴射孔３８と燃料通路３６との接続部７８とは、燃料噴射孔３８の長さＬ１としたとき、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐの方向において、燃料噴射孔３８と燃料通路３６との接続位置からの距離が０．２Ｌ１以下の範囲内の部分をいう。
すなわち、上記接続部７８において、燃料通路３６から燃料噴射孔３８に向かって、液体燃料の通路の断面積が、急拡大する形状となっている。
【００６８】
ここで、図１０は、図４に示す燃料ノズル１００の、燃料噴射孔３８近傍の模式的な斜視図である。なお、図１０において、説明の便宜上、燃料噴射孔３８、燃料通路３６、及びガス通路４４を実線で示している。
【００６９】
上述した実施形態（図４、図５及び図１０参照）では、燃料噴射孔３８と燃料通路３６との接続部７８における燃料噴射孔３８の直径Ｄ１を該接続部７８における燃料通路３６の直径Ｄ２よりも大きく設定するとともに、燃料噴射孔３８の壁面８２に開口するガス通路４４が設けられている。このため、図１０に示すように、燃料通路３６から燃料噴射孔３８に噴出される柱状の液体燃料１０２に向けてガス通路４４からガス１１０を噴出させることができる。よって、ガス通路４４からの噴出ガス１１０により柱状の液体燃料１０２を燃料噴射孔の壁面８２に向けて押し広げて、壁面８２に沿って広がる液体燃料の液膜１０４を効果的に形成することができる。
【００７０】
また、このように形成された液膜１０４が燃料噴射孔３８の噴射口３９から噴射されると、燃料ノズル１００の周囲を流れる気体の流れ（空気や予混合気；図中の横風）によってせん断されて、液滴１０８が形成される。
このように、噴射口３９から噴射される液体燃料が液膜１０４を形成している場合、液体燃料が液柱状のまま噴射される場合に比べ、噴射後に燃料ノズル１００の周囲を流れる気体流れに晒される液体燃料（液膜１０４）の面積が拡大する。よって、噴射後の液体燃料の気体流れでのせん断により形成される液滴１０８の粒径の微細化を促進することができる。よって、燃料ノズル１００から噴射される液体燃料を効果的に微粒化することができる。
【００７１】
なお、燃料噴射孔３８又は燃料通路３６の断面形状が円形以外（例えば、楕円形や矩形等）である場合も考慮して、燃料噴射孔３８の直径Ｄ１又は燃料通路３６の直径Ｄ２として、流路断面積Ａｆと濡れ縁長さＷｐで表される等価直径Ｄｅ（Ｄｅ＝４Ａｆ／Ｗｐ）を採用してもよい。
【００７２】
幾つかの実施形態では、ガス通路４４から燃料噴射孔３８に噴出するガスとして、燃焼器車室４０（図２参照）からバーナ筒６６（図２及び図３参照）内に流入した圧縮空気を利用してもよい。この場合、図３に示すように、ガス供給路４２は、燃料ノズル１００の軸方向におけるスワラベーン７０よりも上流側の位置において、ノズル本体３２の表面に開口する空気導入孔７４を有していてもよい。この空気導入孔７４から、比較的高圧の空気をガス供給路４２に導入し、ガス通路４４を介して燃料噴射孔３８に噴出させることができる。
【００７３】
また、幾つかの実施形態では、ガス通路４４から燃料噴射孔３８に噴出するガスとして、ガスタービン１の圧縮機２から抽気された圧縮空気を用いるようにしてもよい。
あるいは、幾つかの実施形態では、ガス通路４４から燃料噴射孔３８に噴出するガスとして、ガスタービン１の外部において圧縮機等により生成された高圧ガスを用いるようにしてもよい。
【００７４】
幾つかの実施形態では、例えば図４に示すように、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐと、燃料通路３６の中心軸Ｑとは、略平行であってもよい。また、図４に示すように、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐと、燃料通路３６の中心軸Ｑとは、同軸であってもよい。
【００７５】
幾つかの実施形態では、例えば図５に示すように、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐは、燃料通路３６の中心軸Ｑに対して傾斜していてもよい。
【００７６】
このように、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐが、燃料通路３６の中心軸Ｑに対して傾斜するように燃料噴射孔３８及び燃料通路３６を設けることにより、燃料通路３６から燃料噴射孔３８に流入した液体燃料を、燃料噴射孔３８の壁面８２に衝突させることができる。このため、燃料噴射孔３８から噴射される液体燃料の液膜をより効果的に形成することができる。
【００７７】
上述のように、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐは、燃料通路３６の中心軸Ｑに対して傾斜させる場合、燃料通路３６の中心軸Ｑに対する燃料噴射孔３８の中心軸Ｐの角度θ（図５参照）は、２０度以上９０度以下であってもよい。あるいは、上述の角度θは、４０度以上５０度以下であってもよい。
【００７８】
上述の角度θを２０度以上又は９０度以上に設定することにより、燃料通路３６から燃料噴射孔３８に流入した液体燃料を、燃料噴射孔３８の壁面８２に効果的に衝突させることができる。また、上述の角度θを６０度以下又は５０度以下に設定することにより、液体燃料が燃料噴射孔３８の壁面８２へ衝突することによる液体燃料の運動エネルギーの低下を抑制することができる。よって、上述の角度θを上述の範囲内にすることで、液体燃料の液膜をより効果的に形成するとともに、燃料噴射孔３８の噴射口３９から円滑に噴射することができる。
【００７９】
幾つかの実施形態では、燃料噴射孔３８の軸方向（中心軸Ｐの方向）における点Ｐ１（図４及び図５参照）と点Ｐ２（図４及び図５参照）との距離は、接続部７８における燃料噴射孔の直径Ｄ１の２倍より大きい。ただし、図４及び図５に示す断面（燃料ノズル１００の中心軸Ｏ’及び燃料噴射孔３８の中心軸Ｐを通る断面）において、上述の点Ｐ１は、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐとガス通路４４の中心軸Ｒとの交点であり、上述の点Ｐ２は、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐとノズル本体３２の外表面３２ａとの交点である。
【００８０】
あるいは、幾つかの実施形態では、燃料噴射孔３８の長さをＬ１（図４及び図５参照）としたとき、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐの方向における燃料噴射孔３８の他端３８Ｂからガス通路４４の開口４５までの距離Ｌ２（図４及び図５参照）は、０より大きくＬ１／２以下である。
ここで、燃料噴射孔の長さＬ１とは、燃料噴射孔３８の一端３８Ａ（噴射口３９の位置）と他端３８Ｂとによって中心軸Ｐから切り出した線分の長さである。
【００８１】
上述の点Ｐ１と点Ｐ２との距離を接続部７８における燃料噴射孔３８の直径Ｄ１の２倍よりも大きく設定することにより、燃料噴射孔３８において、燃料通路３６から燃料噴射孔３８に流入した液体燃料と、ガス通路４４からの噴出ガスが混合する領域の長さを長く確保することができる。あるいは、上述の距離Ｌ２を０より大きくＬ１／２以下に設定することにより、ガス通路４４の開口４５と燃料噴射孔３８の噴射口３９との距離を大きく確保することができる。よって、燃料通路３６から燃料噴射孔３８に流入した液体燃料にガス通路４４からの噴出ガスが衝突してから、液体燃料が燃料噴射孔３８の噴射口３９から噴射されるまでの距離、すなわち、噴出ガスによって液体燃料が燃料噴射孔３８の壁面８２に押し付けられて、液膜が形成される区間を長く確保することができる。よって、液体燃料の液膜をより効果的に形成することができる。
【００８２】
幾つかの実施形態では、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐに対するガス通路４４の中心軸Ｒの角度φ（図４及び図５参照）は、３０度以上９０度以下である。
【００８３】
上述の角度φを３０度以上９０度以下に設定することにより、燃料噴射孔３８に流入した液体燃料と、ガス通路４４からの噴出ガスとの衝突エネルギーを大きくとることができる。このため、噴出ガスによって液体燃料を燃料噴射孔３８の壁面８２に効果的に押し付けることができ、液体燃料の液膜をより効果的に形成することができる。
【００８４】
図６及び図７は、それぞれ、一実施形態に係る燃料ノズル１００を、図４及び図５に示す矢印Ｂの方向（すなわち、燃料ノズル１００の中心軸Ｏ’に垂直であり、かつ、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐを通る方向）に見た概略図である。
【００８５】
幾つかの実施形態では、燃料ノズル１００の中心軸Ｏ’に平行であるとともに、燃料ノズル１００の中心軸Ｏ’と燃料噴射孔３８の中心軸Ｐとを含む平面に直交する断面において、ノズル本体３２の周方向（以下、単に「周方向」ともいう。）における燃料噴射孔３８の大きさＬＣは、周方向に直交する方向における燃料噴射孔３８の大きさＬＡよりも大きい（図６及び図７参照）。
なお、図６においては、上述の断面における燃料噴射孔３８の形状は楕円であり、該楕円の長軸がＬＣであり短軸がＬＡである。
また、図７においては、上述の断面における燃料噴射孔３８の形状は長方形であり、該長方形の長辺がＬＣであり短辺がＬＡである。
【００８６】
ノズル本体の周囲の気体流れは、一般的に、ノズル本体３２の周方向に直交する方向に沿って流れる。
この点、上記実施形態のように、上述の断面において、燃料噴射孔３８の周方向の大きさＬＣが、周方向に直交する方向における大きさＬＡよりも大きい形状となるようにすることで、燃料噴射孔３８の壁面８２で形成される液体燃料の液膜を周方向に沿って延びた形状とすることができる。よって、燃料噴射孔３８から噴射された液体燃料の液膜と、ノズル本体３２の周囲の気体流れとの接触面積が増大するため、該気体流れでのせん断による液体燃料の微粒化をより促進することができる。
【００８７】
図８及び図９は、それぞれ、一実施形態に係る燃料ノズル１００の中心軸Ｐに直交する模式的な断面図であり、燃料噴射孔３８と、ガス通路４４及び／又は燃料通路３６との位置関係を示す図である。なお、図９において、ノズル本体３２の図示を省略している。
【００８８】
幾つかの実施形態では、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐに直交する断面にガス通路４４を投影したとき（図８及び図９参照）、例えば図８及び図９に示すように、上述の断面上において、ガス通路４４の中心軸Ｒは、該中心軸Ｒに直交する方向において、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐとは、ずれて位置している。例えば、図８及び図９に示す実施形態では、ガス通路４４の中心軸Ｒに直交する方向において、ガス通路４４の中心軸Ｒと、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐとは、距離ｄ１だけ離れている。
【００８９】
このように、上述の断面（投影面）上において、ガス通路４４の中心軸Ｒが、該中心軸Ｒに直交する方向において、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐとはずれて位置するようにすることで、ガス通路４４からの噴出ガスを燃料噴射孔３８の壁面（内周面）８２に衝突させることにより、噴出ガスの流れに旋回成分を付与して壁面（内周面）８２に沿った旋回流を形成することができる（図８の矢印参照）。よって、燃料噴射孔３８における液体燃料と噴出ガスとの接触を促進させることができ、燃料噴射孔３８の内部においても、液体燃料の微粒化を促進することができる。
【００９０】
幾つかの実施形態では、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐに直交する断面に燃料通路３６を投影したとき（図９参照）、図９に示すように、上述の断面上において、燃料通路３６の中心軸Ｑは、該中心軸Ｑに直交する方向において、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐとは、ずれて位置している。例えば、図９に示す実施形態では、燃料通路３６の中心軸Ｑに直交する方向において、燃料通路３６の中心軸Ｑと、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐとは、距離ｄ２だけ離れている。
【００９１】
このように、上述の断面（投影面）上において、燃料通路３６の中心軸Ｑが、該中心軸Ｑに直交する方向において、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐとはずれて位置するようにしたので、燃料通路３６からの液体燃料を燃料噴射孔３８の壁面（内周面）８２に衝突させることにより、液体燃料の流れに旋回成分を付与して壁面（内周面）８２に沿った旋回流を形成することができる。よって、燃料噴射孔３８における液体燃料と噴出ガスとの接触を促進させることができ、燃料噴射孔３８の内部においても、液体燃料の微粒化を促進することができる。
【００９２】
図９に示す例示的な実施形態では、ガス通路４４から燃料噴射孔３８へのガスの噴出方向（図９の矢印ＶＡ参照）及び燃料通路３６からの燃料噴射孔３８への液体燃料の噴出方向（図９の矢印ＶＢ参照）は、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐに関して、同じ方向の旋回成分を有している。すなわち、図９では、ガス通路４４からのガスの噴出方向を示す矢印ＶＡ、及び、燃料通路３６からの液体燃料の噴出方向を示す矢印ＶＢは、どちらも、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐに関して、反時計回り方向の旋回成分を有している。
【００９３】
このように、ガス通路４４からの噴出ガスの噴出方向と、燃料通路３６からの液体燃料の噴出方向が、燃料噴射孔３８の中心軸Ｐに関して同じ方向の旋回成分を有するように構成されている。よって、燃料噴射孔３８における液体燃料と噴出ガスとの接触を促進させることができ、燃料噴射孔３８の内部においても、液体燃料の微粒化を効果的に促進することができる。
【００９４】
幾つかの実施形態では、パージガス供給路４７からパージガス噴射孔４８に供給されるガスとして、燃焼器車室４０（図２参照）からバーナ筒６６（図２及び図３参照）内に流入した圧縮空気を利用してもよい。この場合、図３に示すように、パージガス供給路４７は、燃料ノズル１００の軸方向におけるスワラベーン７０よりも上流側の位置において、ノズル本体３２の表面に開口する空気導入孔７６を有していてもよい。この空気導入孔７６から、比較的高圧の空気をパージガス供給路４７に導入し、パージガス噴射孔４８を介して、パージガス噴射口４９からパージガスを噴出させることができる。
【００９５】
幾つかの実施形態では、パージガス供給路４７からパージガス噴射孔４８に供給されるガスとして、ガスタービン１の圧縮機２から抽気された圧縮空気を用いるようにしてもよい。
あるいは、幾つかの実施形態では、パージガス供給路４７からパージガス噴射孔４８に供給されるガスとして、ガスタービン１の外部において圧縮機等により生成された高圧ガスを用いるようにしてもよい。
【００９６】
幾つかの実施形態では、ガス供給路４２は、燃料ノズル１００の径方向において、燃料供給路３４と、パージガス供給路４７との間に位置していてもよい。
この場合、液体燃料が通る燃料供給路３４と、パージガスが通るパージガス供給路４７との間に、ガス供給路４２が挟まれる。よって、例えば、高温のパージガスが用いられる場合、ガス供給路４２に比較的低温のガスを流すことにより、燃料供給路３４を通る液体燃料を、高温のパージガスから遮熱することができる。これにより、燃料供給路３４のコーキングを抑制することができる。
【００９７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
【００９８】
本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
【符号の説明】
【００９９】
１      ガスタービン
２      圧縮機
４      燃焼器
６      タービン
８      ロータ
１０    圧縮機車室
１２    空気取入口
１６    静翼
１８    動翼
２０    ケーシング
２２    タービン車室
２４    静翼
２６    動翼
２８    燃焼ガス通路
３０    排気室
３２    ノズル本体
３２ａ  外表面
３４    燃料供給路
３６    燃料通路
３８    燃料噴射孔
３８Ａ  一端
３８Ｂ  他端
３９    噴射口
４０    燃焼器車室
４２    ガス供給路
４４    ガス通路
４５    開口
４５ａ  内筒
４６    燃焼器ライナ
４７    パージガス供給路
４８    パージガス噴射孔
４９    パージガス噴射口
５０    第１燃焼バーナ
５２    燃料ポート
５４    第１ノズル
５６    第１コーン
５８    スワラベーン
６０    第２燃焼バーナ
６２    燃料ポート
６４    第２ノズル
６５    延長管
６５ａ  延長管出口
６６    バーナ筒
７０    スワラベーン
７１    ガス燃料噴射孔
７２    流線形部
７４    空気導入孔
７６    空気導入孔
７８    接続部
８０    底面
８２    壁面
１００  燃料ノズル
１０２  液体燃料
１０４  液膜
１０８  液滴
１１０  噴出ガス
【図１】
2019168146.tif 000003
【図２】
2019168146.tif 000004
【図３】
2019168146.tif 000005
【図４】
2019168146.tif 000006
【図５】
2019168146.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019168146.tif 000009
【図８】
2019168146.tif 000010
【図９】
2019168146.tif 000011
【図１０】
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