(57)【要約】【課題】低ＮＯｘを維持しつつ、燃焼振動の発生を抑制すること。【解決手段】燃料を供給するノズル（メインノズル２）を複数配置した燃焼器１０２において、複数の前記ノズルの全部または一部に接続されて各々の燃料配管２Ｂに水を供給する水供給手段４を備え、前記水供給手段４は、供給する水の量を供給される前記ノズル毎に可変とする。【選択図】図２
2015129490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を供給するノズルを複数配置した燃焼器において、
複数の前記ノズルの全部または一部に接続されて各々の燃料配管に水を供給する水供給手段を備え、
前記水供給手段は、供給する水の量を供給される前記ノズル毎に可変とすることを特徴とする燃焼器。
【請求項２】
前記ノズルがパイロットノズルの周りに周方向に配置されたメインノズルであることを特徴とする請求項１に記載の燃焼器。
【請求項３】
前記水供給手段は、
水の供給量を可変する供給量可変部と、
燃焼器運転状況に応じた水の供給量が設定された水供給情報を予め記憶され、前記燃焼器運転状況と前記水供給情報とに基づき前記供給量可変部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の燃焼器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つ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、燃焼器および当該燃焼器が適用されるガスタービンに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１に記載の燃焼器は、ＮＯｘ（窒素酸化物）の低減を目的とし、燃料と共に水を噴射することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３１１４０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料濃度の均一化は、ＮＯｘ（窒素酸化物）の低減に効果がある。その反面、各燃料ノズルから供給される燃料濃度が均一であると、各燃料ノズルから噴射される燃料の燃焼状態が等しくなり、燃焼器の全周において燃焼器内の中心軸方向の発熱率の分布が等しくなる。このため、燃焼器内に発熱率のピークが集中する領域が生じる。そして、この集中発熱により燃焼振動が起こりやすくなるという新たな課題を有している。
【０００５】
本発明は上述した課題を解決するものであり、低ＮＯｘを維持しつつ、燃焼振動の発生を抑制することのできる燃焼器およ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】
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明の燃焼器は、燃料を供給するノズルを複数配置した燃焼器において、複数の前記ノズルの全部または一部に接続されて各々の燃料配管に水を供給する水供給手段を備え、前記水供給手段は、供給する水の量を供給される前記ノズル毎に可変とすることを特徴とする。
【０００７】
この燃焼器によれば、水供給手段により、各ノズルに水を供給することで、低ＮＯｘを維持することができる。しかも、水供給手段により、各ノズルに異なる量の水を供給することで、燃料濃度が異なるノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器の全周において燃焼器内の中心軸方向で発熱率の分布が分散するため、燃焼器の全周を加えた発熱率のピーク値を抑え、燃焼振動の発生を抑制することができる。
【０００８】
また、本発明の燃焼器では、前記ノズルがパイロットノズルの周りに周方向に配置されたメインノズルであることを特徴とする。
【０００９】
この燃焼器によれば、パイロットノズルの周りに周方向に配置された各メインノズルに異なる量の水を供給することで、燃料濃度が異なるメインノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器の全周において燃焼器内の中心軸方向で発熱率の分布を分散させることができる。このため、燃焼器の全周を加えた発熱率のピーク値を抑え、燃焼振動の発生を抑制する効果を顕著に得ることができる。
【００１０】
また、本発明の燃焼器では、前記水供給手段は、水の供給量を可変する供給量可変部と、燃焼器運転状況に応じた水の供給量が設定された水供給情報を予め記憶され、前記燃焼器運転状況と前記水供給情報とに基づき前記供給量可変部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この燃焼器によれば、各ノズルへの水の供給量を燃焼器運転状況に応じて適したものに替えることができる。
【００１２】
上述の目的を達成するために、本発明のガスタービンは、上述したいずれか一つの燃焼器を備えることを特徴とする。
【００１３】
このガスタービンによれば、燃焼器において、水供給手段により、各ノズルに水を供給することで、タービンに送る燃焼ガスの低ＮＯｘを維持することができる。しかも、水供給手段により、各ノズルに異なる供給量の水を供給することで、燃料濃度が異なるノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器の全周において燃焼器内の中心軸方向で発熱率の分布が分散するため、燃焼器の全周を加えた発熱率のピーク値を抑え、燃焼振動の発生を抑制することができ、燃焼器から伝達される振動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低ＮＯｘを維持しつつ、燃焼振動の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態１に係る燃焼器の構成図である。
【図３】図３は、図２におけるＡ矢視概略図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態１に係る燃焼器における燃焼率を比較するグラフである。
【図５】図５は、本発明の実施形態２に係る燃焼器の構成図である。
【図６】図６は、図５におけるＡ矢視概略図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態３に係る燃焼器の構成図である。
【図８】図８は、図７におけるＡ矢視概略図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態３に係る燃焼器における燃焼率を比較するグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態４に係る燃焼器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１７】
図１は、本実施形態に係るガスタービンの概略構成図である。
【００１８】
ガスタービン１００は、図１に示すように、圧縮機１０１と燃焼器１０２とタービン１０３とにより構成されている。また、ガスタービン１００は、圧縮機１０１、燃焼器１０２およびタービン１０３の中心部に、ロータ１０４が貫通して配置されている。圧縮機１０１、燃焼器１０２およびタービン１０３は、ロータ１０４の軸心Ｒに沿い、空気の流れの前側から後側に向かって順に並設されている。なお、以下の説明において、タービン軸方向とは軸心Ｒに平行な方向をいい、タービン周方向とは軸心Ｒを中心とした周り方向をいう。
【００１９】
圧縮機１０１は、空気を圧縮して圧縮空気とするものである。圧縮機１０１は、空気を取り込む空気取入口１１１を有した圧縮機ケーシング１１２内に圧縮機静翼１１３および圧縮機動翼１１４が設けられている。圧縮機静翼１１３は、圧縮機ケーシング１１２側に取り付けられてタービン周方向に複数並設されている。また、圧縮機動翼１１４は、ロータ１０４側に取り付けられてタービン周方向に複数並設されている。これら圧縮機静翼１１３と圧縮機動翼１１４とは、タービン軸方向に沿って交互に設けられている。
【００２０】
燃焼器１０２は、圧縮機１０１で圧縮された圧縮空気に対して燃料（液体燃料：主に油燃焼）を供給することで、高温・高圧の燃焼ガスを生成するものである。燃焼器１０２は、燃焼筒として、圧縮空気と燃料を混合して燃焼させる内筒１２１と、内筒１２１から燃焼ガスをタービン１０３に導く尾筒１２２と、内筒１２１の外周を覆い、圧縮機１０１からの圧縮空気を内筒１２１に導く空気通路１２５をなす外筒１２３とを有している。この燃焼器１０２は、燃焼器ケーシング１２４に対しタービン周方向に複数（例えば１６個）並設されている。なお、燃料は、液体燃料に限らず気体燃料であってもよい。
【００２１】
タービン１０３は、燃焼器１０２で燃焼された燃焼ガスにより回転動力を生じるものである。タービン１０３は、タービンケーシング１３１内にタービン静翼１３２およびタービン動翼１３３が設けられている。タービン静翼１３２は、タービンケーシング１３１側に取り付けられてタービン周方向に複数並設されている。また、タービン動翼１３３は、ロータ１０４側に取り付けられてタービン周方向に複数並設されている。これらタービン静翼１３２とタービン動翼１３３とは、タービン軸方向に沿って交互に設けられている。また、タービンケーシング１３１の後側には、タービン１０３に連続する排気ディフューザ１３４ａを有した排気室１３４が設けられている。
【００２２】
ロータ１０４は、圧縮機１０１側の端部が軸受部１４１により支持され、排気室１３４側の端部が軸受部１４２により支持されて、軸心Ｒを中心として回転自在に設けられている。そして、ロータ１０４は、圧縮機１０１側の端部に発電機（図示せず）の駆動軸が連結されている。
【００２３】
このようなガスタービン１００は、圧縮機１０１の空気取入口１１１から取り込まれた空気が、複数の圧縮機静翼１１３と圧縮機動翼１１４と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。この圧縮空気に対し、燃焼器１０２において燃料が混合されて燃焼されることで高温・高圧の燃焼ガスが生成される。そして、この燃焼ガスがタービン１０３のタービン静翼１３２とタービン動翼１３３とを通過することでロータ１０４が回転駆動され、このロータ１０４に連結された発電機に回転動力を付与することで発電を行う。そして、ロータ１０４を回転駆動した後の排気ガスは、排気室１３４の排気ディフューザ１３４ａで静圧に変換されてから大気に放出される。
【００２４】
［実施形態１］
図２は、本実施形態に係る燃焼器の構成図であり、図３は、図２におけるＡ矢視概略図であり、図４は、本実施形態に係る燃焼器における燃焼率を比較するグラフである。
【００２５】
燃焼器１０２は、図２に示すように、燃料を供給するパイロットノズル１およびメインノズル２が設けられている。パイロットノズル１は、内筒１２１の中心となる中心軸Ｃ上に１本設けられている。パイロットノズル１は、燃焼器１０２の外側に設けられた燃料ポート１Ａに、パイロット燃料ライン１Ｂが接続されている。パイロット燃料ライン１Ｂは、燃料供給装置３に接続されている。燃料供給装置３は、パイロット燃料ライン１Ｂに燃料を供給するもので、図には明示しないが、燃料を圧送するポンプや、燃料の供給を開始または停止する弁や、燃料の流量を調整する流量調整機構などを有している。すなわち、燃料供給装置３により、パイロット燃料ライン１Ｂ、燃料ポート１Ａを介してパイロットノズル１に燃料が供給されてパイロットノズル１から燃料が噴射される。パイロットノズル１は、その先端部の周囲に、筒状で先端側が広角して形成されたパイロットコーン１Ｃが設けられている。さらに、パイロットノズル１は、その外周面とパイロットコーン１Ｃの内周面との間に旋回翼１Ｄが設けられている。
【００２６】
メインノズル２は、パイロットノズル１の周りを囲むように周方向に複数（本実施形態では８本：図３参照）設けられている。各メインノズル２は、燃焼器１０２の外側に設けられた燃料ポート２Ａを介し、図３に示すメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに対応した各燃料配管２Ｂであるメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈが接続されている。各メイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈは、燃料供給装置３に接続されている。燃料供給装置３は、各メイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈに燃料を供給する。すなわち、燃料供給装置３により、各メイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈを介して各メインノズル２に燃料が供給されて各メインノズル２から燃料が噴射される。メインノズル２は、その先端部の周囲に、バーナ筒２Ｃが設けられている。さらに、メインノズル２は、その外周面とバーナ筒２Ｃの内周面との間に旋回翼２Ｄが設けられている。
【００２７】
この燃焼器１０２は、図２に示すように、高温・高圧の圧縮空気の空気流が空気通路１２５に流れ込み、この圧縮空気が内筒１２１内に流れ込む。内筒１２１内では、圧縮空気がメインノズル２から噴射された燃料と混合され、バーナ筒２Ｃおよび旋回翼２Ｄにて予混合気の旋回流となって尾筒１２２内に流れ込む。また、燃料混合気は、パイロットノズル１から噴射された燃料と混合され、図示しない種火により着火されて燃焼し、燃焼ガスとなって尾筒１２２内に噴出する。このとき、燃焼ガスの一部が尾筒１２２内に火炎を伴って周囲に拡散するように噴出することで、各メインノズル２のバーナ筒２Ｃからの予混合気に着火されて燃焼する。すなわち、パイロットノズル１から噴射した燃料による拡散火炎により、各メインノズル２のバーナ筒２Ｃからの予混合気の燃焼を安定させるための保炎を行う。そして、燃焼ガスにおいて、各メインノズル２のバーナ筒２Ｃからの予混合気と、火炎との境を火炎面Ｆという。
【００２８】
このような燃焼器１０２を予混合燃焼方式の燃焼器という。予混合燃焼方式の燃焼器１０２は、燃料と圧縮空気とを予め混合してから燃焼させることから、燃料濃度を均一化でき、低ＮＯｘ化に効果がある。
【００２９】
本実施形態の燃焼器１０２は、図２に示すように、水供給手段４を有している。水供給手段４は、各燃料配管２Ｂであるメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈに接続されて、各メインノズル２への燃料に水を供給するものである。水供給手段４は、水供給部４Ａ、水供給ライン４Ｂ、および供給量可変部４Ｃを有している。
【００３０】
水供給部４Ａは、図には明示しないが、水を貯留するタンクや、水を圧送するポンプなどを有し、水を供給する。
【００３１】
水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａと、各メイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈとの間に接続されている。具体的に、水供給ライン４Ｂは、メイン燃料ライン２Ｂａに接続された水供給配管４Ｂａ、メイン燃料ライン２Ｂｂに接続された水供給配管４Ｂｂ、メイン燃料ライン２Ｂｃに接続された水供給配管４Ｂｃ、メイン燃料ライン２Ｂｄに接続された水供給配管４Ｂｄ、メイン燃料ライン２Ｂｅに接続された水供給配管４Ｂｅ、メイン燃料ライン２Ｂｆに接続された水供給配管４Ｂｆ、メイン燃料ライン２Ｂｇに接続された水供給配管４Ｂｇ、メイン燃料ライン２Ｂｈに接続された水供給配管４Ｂｈを含む。また、水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａと水供給配管４Ｂａ，４Ｂｃ，４Ｂｅ，４Ｂｇとに接続された第一分岐配管４Ｂｉを含む。また、水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａと水供給配管４Ｂｂ，４Ｂｄ，４Ｂｆ，４Ｂｈとに接続された第二分岐配管４Ｂｊを含む。
【００３２】
すなわち、水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａから第一分岐配管４Ｂｉと第二分岐配管４Ｂｊとに分岐されている。そして、第一分岐配管４Ｂｉは、水供給配管４Ｂａ，４Ｂｃ，４Ｂｅ，４Ｂｇを介してメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｃ，２Ｂｅ，２Ｂｇに接続されている。また、第二分岐配管４Ｂｊは、水供給配管４Ｂｂ，４Ｂｄ，４Ｂｆ，４Ｂｈを介してメイン燃料ライン２Ｂｂ，２Ｂｄ，２Ｂｆ，２Ｂｈに接続されている。従って、水供給部４Ａから供給される水は、第一分岐配管４Ｂｉ側において、水供給配管４Ｂａ，４Ｂｃ，４Ｂｅ，４Ｂｇを介してメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｃ，２Ｂｅ，２Ｂｇの燃料に添加され、燃料と共に図３に示すメインノズル２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇに供給される。また、水供給部４Ａから供給される水は、第二分岐配管４Ｂｊ側において、水供給配管４Ｂｂ，４Ｂｄ，４Ｂｆ，４Ｂｈを介してメイン燃料ライン２Ｂｂ，２Ｂｄ，２Ｂｆ，２Ｂｈの燃料に添加され、燃料と共に図３に示すメインノズル２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｈに供給される。
【００３３】
供給量可変部４Ｃは、水供給部４Ａから供給される水の供給量を変えるものである。本実施形態において、供給量可変部４Ｃは、第一分岐配管４Ｂｉに設けられた第一流量調整弁４Ｃ１と、第二分岐配管４Ｂｊに設けられた第二流量調整弁４Ｃ２と、を有する。これら、第一流量調整弁４Ｃ１と第二流量調整弁４Ｃ２とは、水の供給量が異なるように設定されている。すなわち、供給量可変部４Ｃは、図３に示すメインノズル２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇへの水の供給量と、メインノズル２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｈへの水の供給量と、を異ならせる。本実施形態においては、図３に示すように、複数のメインノズル２が周方向にメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの順で配置されて、交互に水の供給量を異ならせる。
【００３４】
このように、本実施形態の燃焼器１０２は、燃料を供給するメインノズル２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ）を複数配置した燃焼器１０２において、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに接続されて各々の燃料配管２Ｂに水を供給する水供給手段４を備え、水供給手段４は、供給する水の量を供給されるメインノズル２毎に可変とする。具体的に、本実施形態の燃焼器１０２は、上述したように、水供給手段４により、メインノズル２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇへの水の供給量と、メインノズル２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｈへの水の供給量と、を異ならせる。
【００３５】
図４では、水供給手段４を備える本実施形態に係る燃焼器１０２（図４（ａ））と、水の供給量が均一である比較例の燃焼器（図４（ｂ））とにおいて燃焼率を比較している。図４（ｂ）に示すように、比較例の燃焼器は、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈから供給される燃料濃度が均一であって、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈから噴射される燃料の燃焼状態が等しくなり、燃焼器の全周において燃焼器内の中心軸Ｃに平行する方向（中心軸方向という）の発熱率の分布が等しくなる。このため、燃焼器内に発熱率のピークが集中する領域が生じる。そして、この集中発熱により燃焼器の全周を加えた発熱率のピーク値（β）が高くなり燃焼振動が起こりやすくなる。
【００３６】
一方、図４（ａ）に示すように、水供給手段４を備える本実施形態に係る燃焼器１０２では、水供給手段４により、メインノズル２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇへの水の供給量と、メインノズル２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｈへの水の供給量と、を異ならせるため、メインノズル２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇから供給される燃料濃度と、メインノズル２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｈから供給される燃料濃度とが異なるので、燃料濃度が異なるメインノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器１０２の全周において燃焼器１０２内の中心軸方向で発熱率の分布が分散する。
【００３７】
具体的に、図４（ａ）では、破線で示すメインノズル２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇへの水の供給量を比較例よりも少なくし、一点鎖線で示すメインノズル２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｈへの水の供給量を比較例よりも多くしている。水の供給量の絶対値は同様である。例えば、水を添加しない場合、燃焼エネルギーは、燃焼ガス自身の温度を上昇させる力となる。これに対して、燃料に水を供給すると、水に対しても燃焼エネルギーを与えなければならないため、燃焼速度が低下する。燃焼速度が低下すると、火炎の勢いが抑えられ、バーナ筒２Ｃからの予混合気と火炎との境の火炎面Ｆが中心軸方向の下流側（タービン１０３側）に移動する。従って、水の供給量を異ならせると、水の供給量の比較的少ないメインノズル２ａ，２ｃ，２ｅ，２ｇの火炎面Ｆが上流側（圧縮器１０１側）に移動し、水の供給量の比較的多いメインノズル２ｂ，２ｄ，２ｆ，２ｈの火炎面Ｆが下流側に移動する。このため、燃焼器１０２の全周において発熱率のピークが中心軸方向で分散することになり、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値（α）が比較例よりも低くなる。この結果、燃焼振動が抑えられることになる。
【００３８】
このように本実施形態の燃焼器１０２によれば、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに水を供給することで、低ＮＯｘを維持することができる。しかも、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに異なる供給量の水を供給することで、燃料濃度が異なるメインノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器１０２の全周において燃焼器１０２内の中心軸方向で発熱率の分布が分散するため、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値を抑え、燃焼振動の発生を抑制することができる。
【００３９】
また、本実施形態のガスタービン１００は、上述した燃焼器１０２を備える。
【００４０】
このガスタービン１００によれば、燃焼器１０２において、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに水を供給することで、タービン１０３に送る燃焼ガスの低ＮＯｘを維持することができる。しかも、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに異なる供給量の水を供給することで、燃料濃度が異なるメインノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器１０２の全周において燃焼器１０２内の中心軸方向で発熱率の分布が分散するため、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値を抑え、燃焼振動の発生を抑制することができ、燃焼器１０２から伝達される振動を抑制することができる。
【００４１】
なお、本実施形態において、各メインノズル２は、メイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈが接続されており、それぞれのメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈに、水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃ，４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈが接続されているが、この限りではない。具体的に、本実施形態では、水供給手段４において、第一分岐配管４Ｂｉと第二分岐配管４Ｂｊとで異なる量の水を供給しているため、図には明示しないが、燃料配管２Ｂを第一分岐配管４Ｂｉと第二分岐配管４Ｂｊとに接続される２本とし、これら２本の燃料配管２Ｂから燃料ポート２Ａを介して同量の水を供給すべき各メインノズル２に燃料および水を供給するようにしてもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、水供給手段４は、全部のメインノズル２に接続されて各々の燃料配管に水を供給する構成としたが、一部のメインノズル２に接続されて各々の燃料配管に水を供給する構成であってもよい。
【００４３】
［実施形態２］
図５は、本実施形態に係る燃焼器の構成図であり、図６は、図５におけるＡ矢視概略図である。本実施形態の燃焼器１０２は、上述した実施形態１に示す燃焼器１０２に対し、水供給手段４の構成が異なる。従って、以下の説明において、実施形態１と同等分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００４４】
本実施形態の燃焼器１０２は、図５に示すように、水供給手段４を有している。水供給手段４は、各燃料配管２Ｂであるメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈに接続されて、各メインノズル２への燃料に水を供給するものである。水供給手段４は、水供給部４Ａ、水供給ライン４Ｂ、および供給量可変部４Ｃを有している。
【００４５】
水供給部４Ａは、図には明示しないが、水を貯留するタンクや、水を圧送するポンプなどを有し、水を供給する。
【００４６】
水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａと、各メイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈとの間に接続されている。具体的に、水供給ライン４Ｂは、メイン燃料ライン２Ｂａに接続された水供給配管４Ｂａ、メイン燃料ライン２Ｂｂに接続された水供給配管４Ｂｂ、メイン燃料ライン２Ｂｃに接続された水供給配管４Ｂｃ、メイン燃料ライン２Ｂｄに接続された水供給配管４Ｂｄ、メイン燃料ライン２Ｂｅに接続された水供給配管４Ｂｅ、メイン燃料ライン２Ｂｆに接続された水供給配管４Ｂｆ、メイン燃料ライン２Ｂｇに接続された水供給配管４Ｂｇ、メイン燃料ライン２Ｂｈに接続された水供給配管４Ｂｈを含む。また、水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａと水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃとに接続された第一分岐配管４Ｂｉを含む。また、水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａと水供給配管４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈとに接続された第二分岐配管４Ｂｊを含む。
【００４７】
すなわち、水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａから第一分岐配管４Ｂｉと第二分岐配管４Ｂｊとに分岐されている。そして、第一分岐配管４Ｂｉは、水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃを介してメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃに接続されている。また、第二分岐配管４Ｂｊは、水供給配管４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈを介してメイン燃料ライン２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈに接続されている。従って、水供給部４Ａから供給される水は、第一分岐配管４Ｂｉ側において、水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃを介してメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃの燃料に添加され、燃料と共に図６に示すメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃに供給される。また、水供給部４Ａから供給される水は、第二分岐配管４Ｂｊ側において、水供給配管４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈを介してメイン燃料ライン２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈの燃料に添加され、燃料と共に図６に示すメインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに供給される。
【００４８】
供給量可変部４Ｃは、水供給部４Ａから供給される水の供給量を変えるものである。本実施形態において、供給量可変部４Ｃは、第一分岐配管４Ｂｉに設けられた第一流量調整弁４Ｃ１と、第二分岐配管４Ｂｊに設けられた第二流量調整弁４Ｃ２と、を有する。これら、第一流量調整弁４Ｃ１と第二流量調整弁４Ｃ２とは、水の供給量が異なるように設定されている。すなわち、供給量可変部４Ｃは、図６に示すメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃへの水の供給量と、メインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量と、を異ならせる。本実施形態においては、図６に示すように、複数のメインノズル２が周方向にメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの順で配置されて、数の異なるメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃとメインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈとの２群に分けて各群への水の供給量を異ならせる。なお、２群に限らず、数が異なる複数群に分けてもよい。なお、数の異なる群は、連続して隣り合うメインノズルで構成しているが、そうでなくてもよい。
【００４９】
このように、本実施形態の燃焼器１０２は、燃料を供給するメインノズル２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ）を複数配置した燃焼器１０２において、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに接続されて各々の燃料配管２Ｂに水を供給する水供給手段４を備え、水供給手段４は、供給する水の量を供給されるメインノズル２毎に可変とする。具体的に、本実施形態の燃焼器１０２は、上述したように、水供給手段４により、メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃへの水の供給量と、メインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量と、を異ならせる。
【００５０】
図４では、水供給手段４を備える本実施形態に係る燃焼器１０２（図４（ａ））と、水の供給量が均一である比較例の燃焼器（図４（ｂ））とにおいて燃焼率を比較している。図４（ｂ）に示すように、比較例の燃焼器は、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈから供給される燃料濃度が均一であって、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈから噴射される燃料の燃焼状態が等しくなり、燃焼器の全周において燃焼器内の中心軸Ｃに平行する方向（中心軸方向という）の発熱率の分布が等しくなる。このため、燃焼器内に発熱率のピークが集中する領域が生じる。そして、この集中発熱により燃焼器の全周を加えた発熱率のピーク値（β）が高くなり燃焼振動が起こりやすくなる。
【００５１】
一方、図４（ａ）に示すように、水供給手段４を備える本実施形態に係る燃焼器１０２では、水供給手段４により、メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃへの水の供給量と、メインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量と、を異ならせるため、メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃから供給される燃料濃度と、メインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈから供給される燃料濃度とが異なるので、燃料濃度が異なるメインノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器１０２の全周において燃焼器１０２内の中心軸方向で発熱率の分布が分散する。
【００５２】
具体的に、図４（ａ）では、破線で示すメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃへの水の供給量を比較例よりも多くし、一点鎖線で示すメインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量を比較例よりも少なくている。水の供給量の絶対値は同様である。例えば、水を添加しない場合、燃焼エネルギーは、燃焼ガス自身の温度を上昇させる力となる。これに対して、燃料に水を供給すると、水に対しても燃焼エネルギーを与えなければならないため、燃焼速度が低下する。燃焼速度が低下すると、火炎の勢いが抑えられ、バーナ筒２Ｃからの予混合気と火炎との境の火炎面Ｆが中心軸方向の下流側（タービン１０３側）に移動する。従って、水の供給量を異ならせると、水の供給量の比較的多いメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃの火炎面Ｆが下流側に移動し、水の供給量の比較的少ないメインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの火炎面Ｆが上流側（圧縮器１０１側）に移動する。このため、燃焼器１０２の全周において発熱率のピークが中心軸方向で分散することになり、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値（α）が比較例よりも低くなる。この結果、燃焼振動が抑えられることになる。
【００５３】
このように本実施形態の燃焼器１０２によれば、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに水を供給することで、低ＮＯｘを維持することができる。しかも、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに異なる供給量の水を供給することで、燃料濃度が異なるメインノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器１０２の全周において燃焼器１０２内の中心軸方向で発熱率の分布が分散するため、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値を抑え、燃焼振動の発生を抑制することができる。
【００５４】
また、本実施形態の燃焼器１０２では、水供給手段４は、複数のメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈを数の異なる少なくとも２群（メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃとメインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ）に分け、各群のメインノズルに異なる供給量の水を供給する。
【００５５】
例えば、上述した実施形態１では、偶数のメインノズル２が周方向にメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの順で配置されて、交互に水の供給量を異ならせている。この場合、燃焼器１０２内の周方向の発熱率の分布が等しくなる。このため、周方向において燃焼振動が発生する傾向となる。これに対し、本実施形態の燃焼器１０２によれば、数の異なる各群（メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃとメインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ）のメインノズルに異なる供給量の水を供給することから、燃焼器１０２内の周方向の発熱率の分布を分散させるため、周方向における燃焼振動の発生を抑制することもできる。
【００５６】
また、本実施形態のガスタービン１００は、上述した燃焼器１０２を備える。
【００５７】
このガスタービン１００によれば、燃焼器１０２において、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに水を供給することで、タービン１０３に送る燃焼ガスの低ＮＯｘを維持することができる。しかも、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに異なる供給量の水を供給することで、燃料濃度が異なるメインノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器１０２の全周において燃焼器１０２内の中心軸方向で発熱率の分布が分散するため、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値を抑え、燃焼振動の発生を抑制することができ、燃焼器１０２から伝達される振動を抑制することができる。
【００５８】
しかも、このガスタービン１００によれば、燃焼器１０２において、水供給手段４により、数の異なる各群（メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃとメインノズル２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ）のメインノズルに異なる供給量の水を供給することから、燃焼器１０２内の周方向の発熱率の分布を分散させるため、周方向における燃焼振動の発生を抑制することもでき、燃焼器１０２から伝達される振動を抑制することができる。
【００５９】
なお、本実施形態において、各メインノズル２は、メイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈが接続されており、それぞれのメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈに、水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃ，４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈが接続されているが、この限りではない。具体的に、本実施形態では、水供給手段４において、第一分岐配管４Ｂｉと第二分岐配管４Ｂｊとで異なる量の水を供給しているため、図には明示しないが、燃料配管２Ｂを第一分岐配管４Ｂｉと第二分岐配管４Ｂｊとに接続される２本とし、これら２本の燃料配管２Ｂから燃料ポートを介して同量の水を供給すべき各メインノズル２に燃料および水を供給するようにしてもよい。
【００６０】
また、本実施形態では、水供給手段４は、全部のメインノズル２に接続されて各々の燃料配管に水を供給する構成としたが、一部のメインノズル２に接続されて各々の燃料配管に水を供給する構成であってもよい。
【００６１】
［実施形態３］
図７は、本実施形態に係る燃焼器の構成図であり、図８は、図７におけるＡ矢視概略図であり、図９は、本実施形態に係る燃焼器における燃焼率を比較するグラフである。本実施形態の燃焼器１０２は、上述した実施形態１に示す燃焼器１０２に対し、水供給手段４の構成が異なる。従って、以下の説明において、実施形態１と同等分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
本実施形態の燃焼器１０２は、図７に示すように、水供給手段４を有している。水供給手段４は、各燃料配管２Ｂであるメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈに接続されて、各メインノズル２への燃料に水を供給するものである。水供給手段４は、水供給部４Ａ、水供給ライン４Ｂ、および供給量可変部４Ｃを有している。
【００６３】
水供給部４Ａは、図には明示しないが、水を貯留するタンクや、水を圧送するポンプなどを有し、水を供給する。
【００６４】
水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａと、各メイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈとの間に接続されている。具体的に、水供給ライン４Ｂは、メイン燃料ライン２Ｂａに接続された水供給配管４Ｂａ、メイン燃料ライン２Ｂｂに接続された水供給配管４Ｂｂ、メイン燃料ライン２Ｂｃに接続された水供給配管４Ｂｃ、メイン燃料ライン２Ｂｄに接続された水供給配管４Ｂｄ、メイン燃料ライン２Ｂｅに接続された水供給配管４Ｂｅ、メイン燃料ライン２Ｂｆに接続された水供給配管４Ｂｆ、メイン燃料ライン２Ｂｇに接続された水供給配管４Ｂｇ、メイン燃料ライン２Ｂｈに接続された水供給配管４Ｂｈを含む。また、水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａと水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃ，４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈとに接続された主配管４Ｂｋを含む。
【００６５】
すなわち、水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａから主配管４Ｂｋを経て水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃ，４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈを介してメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈに接続されている。従って、水供給部４Ａから供給される水は、水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃ，４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈを介してメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈの燃料に添加され、燃料と共に図８に示すメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに供給される。
【００６６】
供給量可変部４Ｃは、水供給部４Ａから供給される水の供給量を変えるものである。本実施形態において、供給量可変部４Ｃは、水供給排管４Ｂａに設けられた第一流量調整弁４Ｃａ、水供給排管４Ｂｂに設けられた第二流量調整弁４Ｃｂ、水供給排管４Ｂｃに設けられた第三流量調整弁４Ｃｃ、水供給排管４Ｂｄに設けられた第四流量調整弁４Ｃｄ、水供給排管４Ｂｅに設けられた第五流量調整弁４Ｃｅ、水供給排管４Ｂｆに設けられた第六流量調整弁４Ｃｆ、水供給排管４Ｂｇに設けられた第七流量調整弁４Ｃｇ、水供給排管４Ｂｈに設けられた第八流量調整弁４Ｃｈを含む。各流量調整弁４Ｃａ，４Ｃｂ，４Ｃｃ，４Ｃｄ，４Ｃｅ，４Ｃｆ，４Ｃｇ，４Ｃｈは、それぞれ水の供給量が異なるように設定されている。すなわち、供給量可変部４Ｃは、図８に示すメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量をそれぞれ異ならせる。本実施形態においては、図８に示すように、複数のメインノズル２が周方向にメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの順で配置されているが、水の供給量は、メインノズル２の周方向の順で大きくしても、小さくしても、混在していてもよい。
【００６７】
このように、本実施形態の燃焼器１０２は、燃料を供給するメインノズル２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ）を複数配置した燃焼器１０２において、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに接続されて各々の燃料配管２Ｂに水を供給する水供給手段４を備え、水供給手段４は、供給する水の量を供給されるメインノズル２毎に可変とする。具体的に、本実施形態の燃焼器１０２は、上述したように、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量をそれぞれ異ならせる。
【００６８】
図９では、水供給手段４を備える本実施形態に係る燃焼器１０２（図９（ａ））と、水の供給量が均一である比較例の燃焼器（図９（ｂ））とにおいて燃焼率を比較している。図９（ｂ）に示すように、比較例の燃焼器は、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈから供給される燃料濃度が均一であって、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈから噴射される燃料の燃焼状態が等しくなり、燃焼器の全周において燃焼器内の中心軸Ｃに平行する方向（中心軸方向という）の発熱率の分布が等しくなる。このため、燃焼器内に発熱率のピークが集中する領域が生じる。そして、この集中発熱により燃焼器の全周を加えた発熱率のピーク値（β）が高くなり燃焼振動が起こりやすくなる。
【００６９】
一方、図９（ａ）に示すように、水供給手段４を備える本実施形態に係る燃焼器１０２では、水供給手段４により、メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量をそれぞれ異ならせるため、メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈのそれぞれから供給される燃料濃度が異なるので、燃料濃度が異なるメインノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器１０２の全周において燃焼器１０２内の中心軸方向で発熱率の分布が分散する。
【００７０】
具体的に、図９（ａ）では、破線で示すメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ,２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量の絶対値を比較例と同じとし、それぞれの水の供給量を比較例に対して増減させて異ならせている。例えば、水を添加しない場合、燃焼エネルギーは、燃焼ガス自身の温度を上昇させる力となる。これに対して、燃料に水を供給すると、水に対しても燃焼エネルギーを与えなければならないため、燃焼速度が低下する。燃焼速度が低下すると、火炎の勢いが抑えられ、バーナ筒２Ｃからの予混合気と火炎との境の火炎面Ｆが中心軸方向の下流側（タービン１０３側）に移動する。従って、水の供給量を異ならせると、水の供給量の比較的多いメインノズル２の火炎面Ｆが下流側に移動し、水の供給量の比較的少ないメインノズル２の火炎面Ｆが上流側（圧縮器１０１側）に移動する。このため、燃焼器１０２の全周において発熱率のピークが中心軸方向で分散することになり、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値（θ）が比較例よりも低くなる。この結果、燃焼振動が抑えられることになる。
【００７１】
このように本実施形態の燃焼器１０２によれば、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに水を供給することで、低ＮＯｘを維持することができる。しかも、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに異なる供給量の水を供給することで、燃料濃度が異なるメインノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器１０２の全周において燃焼器１０２内の中心軸方向で発熱率の分布が分散するため、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値を抑え、燃焼振動の発生を抑制することができる。
【００７２】
また、本実施形態の燃焼器１０２では、水供給手段４は、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈにそれぞれ異なる供給量の水を供給する。
【００７３】
例えば、上述した実施形態１では、偶数のメインノズル２が周方向にメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈの順で配置されて、交互に水の供給量を異ならせている。この場合、燃焼器１０２内の周方向の発熱率の分布が等しくなる。このため、周方向において燃焼振動が発生する傾向となる。これに対し、本実施形態の燃焼器１０２によれば、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈにそれぞれ異なる供給量の水を供給することから、燃焼器１０２内の周方向の発熱率の分布を分散させるため、周方向における燃焼振動の発生を抑制することもできる。
【００７４】
しかも、本実施形態の燃焼器１０２によれば、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈにそれぞれ異なる供給量の水を供給することで、燃焼器１０２内の周方向の発熱率の分布を各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈごとに分散させることから、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値（θ）は、実施形態１のピーク値（α）よりも抑えられるため、軸方向における燃焼振動の発生を抑制する効果を顕著に得ることができる。
【００７５】
また、本実施形態のガスタービン１００は、上述した燃焼器１０２を備える。
【００７６】
このガスタービン１００によれば、燃焼器１０２において、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに水を供給することで、タービン１０３に送る燃焼ガスの低ＮＯｘを維持することができる。しかも、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに異なる供給量の水を供給することで、燃料濃度が異なるメインノズルから噴射される燃料の燃焼状態が異なり、燃焼器１０２の全周において燃焼器１０２内の中心軸方向で発熱率の分布が分散するため、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値を抑え、燃焼振動の発生を抑制することができ、燃焼器１０２から伝達される振動を抑制することができる。
【００７７】
しかも、このガスタービン１００によれば、燃焼器１０２において、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈにそれぞれ異なる供給量の水を供給することから、燃焼器１０２内の周方向の発熱率の分布を分散させるため、周方向における燃焼振動の発生を抑制することもでき、燃焼器１０２から伝達される振動を抑制することができる。さらに、このガスタービン１００によれば、燃焼器１０２において、水供給手段４により、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈにそれぞれ異なる供給量の水を供給することから、燃焼器１０２の全周を加えた発熱率のピーク値（θ）は、実施形態１のピーク値（α）よりも抑えられるため、軸方向における燃焼振動の発生を抑制する効果を顕著に得ることができ、燃焼器１０２から伝達される振動を抑制する効果を顕著に得ることができる。
【００７８】
［実施形態４］
図１０は、本実施形態に係る燃焼器の構成図である。本実施形態の燃焼器１０２は、上述した実施形態１に示す燃焼器１０２に対し、水供給手段４の構成が異なる。従って、以下の説明において、実施形態１と同等分には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
本実施形態の燃焼器１０２は、図１０に示すように、水供給手段４を有している。水供給手段４は、各燃料配管２Ｂであるメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈに接続されて、各メインノズル２への燃料に水を供給するものである。水供給手段４は、水供給部４Ａ、水供給ライン４Ｂ、供給量可変部４Ｃおよび制御部４Ｄを有している。
【００８０】
水供給部４Ａは、図には明示しないが、水を貯留するタンクや、水を圧送するポンプなどを有し、水を供給する。
【００８１】
水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａと、各メイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈとの間に接続されている。具体的に、水供給ライン４Ｂは、メイン燃料ライン２Ｂａに接続された水供給配管４Ｂａ、メイン燃料ライン２Ｂｂに接続された水供給配管４Ｂｂ、メイン燃料ライン２Ｂｃに接続された水供給配管４Ｂｃ、メイン燃料ライン２Ｂｄに接続された水供給配管４Ｂｄ、メイン燃料ライン２Ｂｅに接続された水供給配管４Ｂｅ、メイン燃料ライン２Ｂｆに接続された水供給配管４Ｂｆ、メイン燃料ライン２Ｂｇに接続された水供給配管４Ｂｇ、メイン燃料ライン２Ｂｈに接続された水供給配管４Ｂｈを含む。また、水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａと水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃ，４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈとに接続された主配管４Ｂｋを含む。
【００８２】
すなわち、水供給ライン４Ｂは、水供給部４Ａから主配管４Ｂｋを経て水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃ，４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈを介してメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈに接続されている。従って、水供給部４Ａから供給される水は、水供給配管４Ｂａ，４Ｂｂ，４Ｂｃ，４Ｂｄ，４Ｂｅ，４Ｂｆ，４Ｂｇ，４Ｂｈを介してメイン燃料ライン２Ｂａ，２Ｂｂ，２Ｂｃ，２Ｂｄ，２Ｂｅ，２Ｂｆ，２Ｂｇ，２Ｂｈの燃料に添加され、燃料と共に図１０に示すメインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに供給される。
【００８３】
供給量可変部４Ｃは、水供給部４Ａから供給される水の供給量を変えるものである。本実施形態において、供給量可変部４Ｃは、水供給排管４Ｂａに設けられた第一流量調整弁４Ｃａ、水供給排管４Ｂｂに設けられた第二流量調整弁４Ｃｂ、水供給排管４Ｂｃに設けられた第三流量調整弁４Ｃｃ、水供給排管４Ｂｄに設けられた第四流量調整弁４Ｃｄ、水供給排管４Ｂｅに設けられた第五流量調整弁４Ｃｅ、水供給排管４Ｂｆに設けられた第六流量調整弁４Ｃｆ、水供給排管４Ｂｇに設けられた第七流量調整弁４Ｃｇ、水供給排管４Ｂｈに設けられた第八流量調整弁４Ｃｈを含む。
【００８４】
制御部４Ｄは、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）および記憶装置等を備えた演算装置であり、各流量調整弁４Ｃａ，４Ｃｂ，４Ｃｃ，４Ｃｄ，４Ｃｅ，４Ｃｆ，４Ｃｇ，４Ｃｈを制御して水の供給量を設定する。また、制御部４Ｄは、必要に応じて記憶装置に記憶されている水供給情報を読み出す。水供給情報は、燃焼器運転状況と水の供給量とを関連付けて設定されたもので、予め記憶装置に記憶されている。また、制御部４Ｄは、燃焼器運転状況を取得する。燃焼器運転状況は、燃焼器１０２の運転状況であり、例えば、低負荷運転時や高負荷運転時のロータ１０４の回転速度から検出することができる。本実施形態では、制御部４Ｄは、燃料供給装置３に接続されており、各メインノズル２への燃料の供給量を可変する燃料供給装置３に入力される燃焼器１０２の運転状況を取得したり、燃焼器１０２の運転状況に応じて各メインノズル２への燃料の供給量を可変した燃料供給装置３の燃料供給量の信号を取得したりすることができる。すなわち、制御部４Ｄは、燃焼器運転状況に応じた水の供給量が設定された水供給情報を予め記憶されており、燃焼器運転状況と水供給情報とに基づき供給量可変部４Ｃである各流量調整弁４Ｃａ，４Ｃｂ，４Ｃｃ，４Ｃｄ，４Ｃｅ，４Ｃｆ，４Ｃｇ，４Ｃｈを制御して水の供給量を設定する。
【００８５】
このように、本実施形態の燃焼器１０２では、燃料を供給するメインノズル２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ）を複数配置した燃焼器１０２において、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈに接続されて各々の燃料配管２Ｂに水を供給する水供給手段４を備え、水供給手段４は、供給する水の量を供給されるメインノズル２毎に可変とする。さらに、水供給手段４は、水の供給量を可変する供給量可変部４Ｃと、燃焼器運転状況に応じた水の供給量が設定された水供給情報を予め記憶され、燃焼器運転状況と水供給情報とに基づき供給量可変部４Ｃを制御する制御部４Ｄと、を備える。
【００８６】
この燃焼器１０２によれば、上述した実施形態１〜実施形態３における各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量を燃焼器運転状況に応じて設定することができる。また、この燃焼器１０２によれば、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量を燃焼器運転状況に応じて適したものに替えることができる。
【００８７】
また、本実施形態のガスタービン１００は、上述した燃焼器１０２を備える。
【００８８】
このガスタービン１００によれば、上述した実施形態１〜実施形態３における各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量を燃焼器運転状況に応じて設定することができる。また、このガスタービン１００によれば、各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量を燃焼器運転状況に応じて適したものに替えることができる。この結果、燃焼器１０２の運転状況、延いては、ガスタービン１００の運転状況に応じて適したものに各メインノズル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈへの水の供給量を設定することができる。
【符号の説明】
【００８９】
２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ）  メインノズル
２Ｂ  燃料配管
４  水供給手段
４Ａ  水供給部
４Ｂ  水供給ライン
４Ｃ  供給量可変部
４Ｄ  制御部
１００  ガスタービン
１０２  燃焼器
【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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