(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナを備えて該バーナから空気と燃料を噴出する燃焼器頭部と、
前記燃焼器頭部の下流側に燃焼室を設置して該燃焼室の内部でバーナから噴出した燃料と空気を混合して燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生する燃焼室部分と、
前記燃焼室部分の下流側に燃焼ガスを流下させる流路となる隔壁を設置して該燃焼室で発生した燃焼ガスを該隔壁で形成した流路を通じて流下させる燃焼器尾部と、
前記燃焼器頭部にバーナを取り囲むように設けられた内筒、及び内筒の外周側を取り囲むように設けられた外筒と、
前記内筒と外筒との間に形成された空気を供給する空気流路を備え、
前記内筒に空気流路を通じて供給された空気を内筒の外周側から内筒の内周側に導入する開口部を設け、
前記内筒の開口部に連通する前記空気流路内に、空気の流れに対して障害となる障害物を設けると共に、この障害物は空気を上流側から下流側に流通させる複数の孔を有する多孔板によって形成し、
前記障害物はこの障害物に形成した前記孔の開口部分と、前記孔を除いた空気の流れの遮蔽となる遮蔽部分との面積の比率である開口率が、前記障害物の内周側では小さく、前記障害物の外周側では大き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】
燃焼器の頭部に内周と外周を区分して空気を供給する内筒と、内筒を取り囲む外筒を備え、
内筒と外筒との間に空気を供給する空気流路を設け、内筒の一部に前記空気流路を通じて流下する空気を燃焼器の内筒の外周側から内周側に導入する開口部を設け、前記開口部の上流側の前記空気流路内に、空気の流れに対して障害となる障害物を設けると共に、この障害物に空気の流れを流通させる複数の孔を設けた多孔板で形成し、
前記障害物はこの障害物に形成した前記孔の開口部分と、前記孔を除いた空気の流れの遮蔽となる遮蔽部分との面積の比率である開口率が、前記障害物の内周側で小さく、前記障害物の外周側で大きくなるように形成していることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項３】
軸心側となる中心部に備えたパイロットバーナと、このパイロットバーナの外周側に備えた複数のメインバーナから空気と燃料を噴出する燃焼器頭部と、
前記燃焼器頭部の下流側に設置された燃焼室の内部で前記パイロットバーナとメインバーナから噴出した燃料と空気を混合して燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生する燃焼室部分と、
前記燃焼室部分の下流側に設置され前記燃焼室で発生した燃焼ガスを流下させる流路となる燃焼器尾部と、
前記燃焼器頭部で前記パイロットバーナとメインバーナを取り囲むように設けられた内筒、及び前記内筒の外周側を取り囲むように設けられた外筒と、
前記内筒と外筒との間に形成された空気を供給する空気流路を備え、
前記内筒に前記空気流路を通じて供給された空気を前記内筒の外周側から内筒の内周側に導入する開口部を設け、
前記内筒の開口部に連通する前記空気流路内に、空気の流れに対して障害となる障害物を設けると共に、この障害物は空気を上流側から下流側に流通させる複数の孔を有する多孔板によって形成し、
前記障害物に形成された孔は該障害物の内周側で孔の開口部断面積に対する孔の周囲長の比率が大きく、該障害物の外周側で孔の開口部断面積に対する孔の周囲長の比率が小さく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１又は請求項２に記載のガスタービン燃焼器において、
前記障害物に形成された孔は該障害物の内周側で孔の開口部断面積に対する孔の周部の長さが長く、該障害物の外周側で孔の開口部断面積に対する孔の周部の長さが短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５】
請求項３に記載のガスタービン燃焼器において、
前記空気流路内に設けた前記障害物は、前記空気流路内の内周側のみに設置して前記空気流路内の外周側は空気の流れに対して障害とならないようにしており、
更に、前記障害物の外周側の端面に、前記空気流路の長手方向に対して平行に伸びる案内板を設け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１乃至請求項３のいずれか１項に記載のガスタービン燃焼器において、
前記障害物の内周側の端面を燃焼器の前記内筒の外周側に接続させて設置し、前記障害物の外周側の端面は前記外筒の内周側との間に隙間を形成するように前記障害物を設置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ものであり、特にガスタービン燃焼器の内部を流れる空気の偏りを抑制して圧力損失を低下させる流路構造を有するガスタービン燃焼器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン燃焼器は、燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）や未燃焼分の低減による高い環境性能と共に、ガスタービン燃焼器内を流れる空気の圧力損失を低減して発電効率を向上することが求められる。
【０００３】
ＮＯｘの低減に対しては、燃焼前に燃料と空気を予め混合させる予混合燃焼方式をガスタービン燃焼器に適用することが有効である。燃料と空気を混合し、燃料の少ない希薄状態で燃焼することで火炎温度を低減し、高温で生成するＮＯｘを抑制する。
【０００４】
この予混合燃焼方式をガスタービン燃焼器に適用する際は、燃料を分散供給するとともに空気をガスタービン燃焼器内に均一に流して両者を均等に混合する必要がある。このため、ガスタービン燃焼器内で空気の偏流を抑制し、均一に流動させることが望ましい。
【０００５】
空気の偏流を抑制するには、ガスタービンで空気がタービン軸方向に直線状に流れることが望ましい。しかし、圧縮機から出た空気をガスタービン燃焼器、さらにタービンと直線状に配置すると、ガスタービンが軸方向に長くなってしまう。
【０００６】
このため、ガスタービンでは、非特許文献１に示すように逆流型のガスタービンの方式が多く使われる。
【０００７】
この逆流型のガスタービンでは、ガスタービン燃焼器を圧縮機の外側に複数個配置して、圧縮機とタービンを近づける構成にすることでタービン軸方向の長さを縮小する。
【０００８】
この場合、圧縮機から出た空気はガスタービン燃焼器の外周に沿ってガスタービン燃焼器の尾部から頭部に進み、ガスタービン燃焼器の頭部で空気の流れ方向を１８０度反転してガスタービン燃焼器の内部に流入する。
【０００９】
このように逆流型のガスタービンでは、ガスタービン燃焼器の頭部で空気の流れ方向が１８０度変わる流路反転部を有する。このガスタービン燃焼器の流路反転部は空気の流れ方向が大きく変わることから圧力損失が大きい。また、流路反転部で空気の流れが反転する際に、空気の持つ慣性力により偏流が生じやすい。
【００１０】
これらの圧力損失や偏流を抑制する方法として、流路断面積を大きくして流速を低下させる、流路に整流板等の抵抗体を取り付ける、または、流れを分割して案内する案内板を設ける等の方法がある。
【００１１】
例えば、ガスタービン燃焼器の流路反転部での空気の偏流を抑制する構造の１つとして、特開２００７−２３２３４８号公報（特許文献１）には、圧縮機出口からの空気をガスタービン燃焼器の頭部で１８０度反転させてガスタービン燃焼器に導く際に、流れの偏流を抑制するために、前記流路反転部の入口に整流板を設け、この流路反転部に流れを案内する案内板を設けた技術が開示されている。
【００１２】
また、特開２００９−１９２１７５号公報（特許文献２）には、ガスタービン燃焼器の流路反転部の入口に流量調整手段を設け、この流量調整手段によって前記流路反転部の内周側の流量を外周側の流量よりも大きくした技術が開示されている。この特許文献２には、更に、流量調整手段によって流れに乱れを与えることで、前記流路反転部での流れの偏流を抑制する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−２３２３４８号公報
【特許文献２】特開２００９−１９２１７５号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】燃焼工学ハンドブック  ２３２頁  （社）日本機械学会（１９９５年７月）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
逆流型のガスタービン燃焼器において、従来は流路反転部で生じる圧力損失や空気の偏流を抑制するため、流路断面積を大きくして流速を低下する方法や、流路に整流板等の抵抗体を取り付ける、または、流れを分割して案内する案内板を設ける方法が用いられてきた。
【００１６】
流路断面積を大きくして反転時の流速を低下させる方法では、流路反転部の上流側から流路を拡大する必要があり、ガスタービン燃焼器の構造が大きくなってしまう。
【００１７】
一方、特許文献１に記載の技術では、整流板や案内板を設けることで流路断面積の拡大を抑制するものの、整流板や案内板の設置により流路が複雑となる。特に、流路の途中に挿入する構造物は、ガスタービンの停止時と運転時で流路の温度が異なるため、熱変形を考慮した支持が必要となる。このため支持方法が複雑となり、圧力損失も増加する課題がある。
【００１８】
特許文献２に記載の技術では、流量調整手段にて内周側の流量を多くする方法、流路全体に乱れを与えることで反転部での流れの剥離を抑制する方法ことが提案されているが、流量の調整や、流れに乱れを与える際に流れに対し抵抗を与える必要があることから、流量調整手段によって圧力損失が増加するという課題がある。
【００１９】
本発明の目的は、ガスタービン燃焼器の流路反転部での圧力損失と流れの偏流を抑制して燃料と空気の混合を均一にし、ＮＯｘを低減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】
【００２０】
本発明のガスタービン燃焼器は、バーナを備えて該バーナから空気と燃料を噴出する燃焼器頭部と、前記燃焼器頭部の下流側に燃焼室を設置して該燃焼室の内部でバーナから噴出した燃料と空気を混合して燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生する燃焼室部分と、前記燃焼室部分の下流側に燃焼ガスを流下させる流路となる隔壁を設置して該燃焼室で発生した燃焼ガスを該隔壁で形成した流路を通じて流下させる燃焼器尾部と、前記燃焼器頭部にバーナを取り囲むように設けられた内筒、及び内筒の外周側を取り囲むように設けられた外筒と、前記内筒と外筒との間に形成された空気を供給する空気流路を備え、前記内筒に空気流路を通じて供給された空気を内筒の外周側から内筒の内周側に導入する開口部を設け、前記内筒の開口部は空気が内筒の外周側から内周側に入る際に流れ方向が反転する流路反転部となり、前記流路反転部の上流側に位置する前記空気流路内に、空気の流れに対して障害となる障害物を設けると共に、この障害物は空気を上流側から下流側に流通させる複数の孔を有する多孔板によって形成し、前記障害物はこの障害物に形成した前記孔の開口部分と、前記孔を除いた空気の流れの遮蔽となる遮蔽部分との面積の比率である開口率が、前記障害物の内周側では小さく、前記障害物の外周側では大きくなるように形成したことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のガスタービン燃焼器は、燃焼器の頭部に内周と外周を区分して空気を供給する内筒と、内筒を取り囲む外筒を備え、内筒と外筒との間に空気を供給する空気流路を設け、内筒の一部に前記空気流路を通じて流下する空気を燃焼器の内筒の外周側から内周側に導入する開口部を設け、前記内筒の開口部は空気が内筒の外周側から内周側に入る際に流れ方向が反転する流路反転部となり、前記空気流路内に、空気の流れに対して障害となる障害物を設けると共に、この障害物に空気の流れを流通させる複数の孔を設けた多孔板で形成し、前記障害物はこの障害物に形成した前記孔の開口部分と、前記孔を除いた空気の流れの遮蔽となる遮蔽部分との面積の比率である開口率が、前記障害物の内周側で小さく、前記障害物の外周側で大きくなるように形成されていることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明のガスタービン燃焼器は、軸心側となる中心部に備えたパイロットバーナと、このパイロットバーナの外周側に備えた複数のメインバーナから空気と燃料を噴出する燃焼器頭部と、前記燃焼器頭部の下流側に設置された燃焼室の内部で前記パイロットバーナとメインバーナから噴出した燃料と空気を混合して燃料を燃焼させて燃焼ガスを発生する燃焼室部分と、前記燃焼室部分の下流側に設置され前記燃焼室で発生した燃焼ガスを流下させる流路となる燃焼器尾部と、前記燃焼器頭部で前記パイロットバーナとメインバーナを取り囲むように設けられた内筒、及び前記内筒の外周側を取り囲むように設けられた外筒と、前記内筒と外筒との間に形成された空気を供給する空気流路を備え、前記内筒に前記空気流路を通じて供給された空気を前記内筒の外周側から内筒の内周側に導入する開口部を設け、前記内筒の開口部は空気が内筒の外周側から内周側に入る際に流れ方向が反転する流路反転部となり、前記流路反転部に連通する前記空気流路内に、空気の流れに対して障害となる障害物を設けると共に、この障害物は空気を上流側から下流側に流通させる複数の孔を有する多孔板によって形成し、前記障害物に形成された孔は該障害物の内周側で孔の開口部断面積に対する孔の周囲長の比率が大きく、該障害物の外周側で孔の開口部断面積に対する孔の周囲長の比率が小さく形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の実施例のガスタービン燃焼器は、空気反転部の上流側の空気流路に前述の特徴を有する障害物を設けることで、下記の効果が得られる。先ず、空気流路の内周側にて障害物の孔（開口部）を通過後の空気は、孔を通過後に流路が拡大することで流速が低下する。また、周囲の気体との流速差により乱れが多くなる。低流速で乱れが多いことから流れが曲がりやすく、反転部の内周を通り燃焼器内部の外周側を流れる。
【００２４】
一方、空気流路の外周側にて障害物の孔（開口部）を通過後の空気は、開口部の断面積が内周側に比べて大きく、遮蔽される断面積が内周側に比べて小さい。このため、孔（開口部）を通過後の流路の拡大が小さいので流速の低下も少ない。
【００２５】
また、周囲の気体との接触面積が少ないので乱れも内周側に比べて小さい。内周側に比べて高流速で乱れが小さいことから慣性力により直進しやすい。このため、反転部の外周を廻り燃焼器内部の中心側を流れる。
【００２６】
このように空気反転部の上流側の空気流路に本発明の障害物を設けることで、反転部では内周を通り燃焼器内部の内周側を流れる流れと、外周を通り、燃焼器内部の中心側を流れる流れが形成し、反転部や燃焼器内部に均一に流れる。
【００２７】
反転部分の上流に障害物を設けるだけであることから、ガスタービン燃焼器の構造はシンプルである。反転部分の上流に障害物を設けることで空気反転部の上流側の障害物部分では圧力損失が多少増加するものの、流路反転部分で流れに偏流が生じないことからガスタービン燃焼器全体での空気の圧力損失を低減できる。
【００２８】
また、ガスタービン燃焼器内部に均一に空気が流れることで、燃料と空気の混合を均一にし易くなり、ＮＯｘの低減など燃焼性能を改善できる。
【００２９】
本発明によれば、ガスタービン燃焼器の流路反転部での圧力損失と流れの偏流を抑制して燃料と空気の混合を均一にし、ＮＯｘを低減したガスタービン燃焼器が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器の断面を示す模式図。
【図２】図１に示す本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器において、流路反転部近傍を示す部分拡大図。
【図３】図２に示す本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器において、流路反転部上流側の流路の一部分を示す矢視図。
【図４】本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器において、流路反転部近傍を示す部分拡大図。
【図５】図４に示す本発明の第２実施例のガスタービン燃焼器において、流路反転部上流側の流路の一部分を示す矢視図。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施例であるガスタービン燃焼器について、図面を用いて以下に説明する。
【実施例１】
【００３２】
本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器について図１から図６を用いて説明する。
【００３３】
図１は本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０の断面図を示す。
【００３４】
図２は図１に示す本発明の第１実施例１であるガスタービン燃焼器１０における空気流路の一部分を拡大して示す部分断面図である。
【００３５】
図３は空気流路に設けた本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器における障害物の形状を示す図２のＡ−Ａ方向の矢視図である。
【００３６】
図１に示した本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０を備えたガスタービン発電装置は、燃焼用の空気６を取り込んで圧縮する圧縮機１と、前記圧縮機１で圧縮された空気６と外部から燃料供給系統４を通じて供給された燃料５を混合して前記燃料５を燃焼し、高温高圧の燃焼ガス７を発生するガスタービン燃焼器１０と、前記ガスタービン燃焼器１０で発生した燃焼ガスを導入して駆動されるタービン２と、このタービン２の駆動によって回転して発電する発電機３と、運転制御器（図示せず）によってガスタービン発電装置を構成している。
【００３７】
図１に示した本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０を備えたガスタービン発電装置において、燃料５は外部から燃料供給系統４を通ってガスタービン燃焼器１０に供給される。
【００３８】
空気６は圧縮機１によって加圧圧縮され、連量５を燃焼させる燃焼用の空気６としてガスタービン燃焼器１０に供給される。
【００３９】
ガスタービン燃焼器１０では燃料５を空気６と混合して燃焼させて高温高圧の燃焼ガス７を発生させる。そして、発生した高温高圧の燃焼ガス７は、ガスタービン燃焼器１０からタービン２に導入されて該タービン２を駆動し、このタービン２にて燃焼ガス７が保持するエネルギーを回収する。
【００４０】
そして、燃焼ガス７が保持するエネルギーの一部はタービン２によって駆動される圧縮機１の動力源となり、また、燃焼ガス７が保持するエネルギーの他の一部は前記タービン２によって駆動される発電機３を回転させて発電に供される。
【００４１】
図１に示した本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０を備えたガスタービン発電装置では、圧縮機１とタービン２及び発電機３を１つの軸で連結した１軸形式のガスタービン発電装置を示しているが、本発明の実施例であるガスタービン燃焼器１０はタービン２が高圧タービンと低圧タービンとに分割された２軸形式のガスタービン発電装置にも適用できる。
【００４２】
また、本発明の実施例であるガスタービン燃焼器１０は発電機３以外に動力源として使用する場合のガスタービン発電装置にも適用できる。
【００４３】
さらに、図１に示した本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０を備えたガスタービン発電装置において、ガスタービン燃焼器１０に燃料５を供給する燃料供給系統４の配管や弁等の構成によっては、燃料５として気体燃料だけでなく液体燃料にも使用できる。
【００４４】
図１に示した本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０を備えたガスタービン発電装置では、燃料供給系統４を１系統設けた場合を示すが、燃料系統４を複数系統設けてガスタービン燃焼器１０で複数の燃料種を使用することも可能である。
【００４５】
本発明の第１実施例として示したガスタービン燃焼器１０は、空気の流れる様態から逆流型と呼ばれる。以下、第１実施例のガスタービン燃焼器１０の具体的な構成について説明する。
【００４６】
図１に示した第１実施例のガスタービン燃焼器１０において、ガスタービン燃焼器１０の構成部分を、図１の左側から燃焼器頭部１０ａ、燃焼室部分１０ｂ、燃焼器尾部１０ｃにそれぞれ区分して説明する。
【００４７】
図１に示した本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０において、本実施例のガスタービン燃焼器１０を構成する燃焼器頭部１０ａの軸心中心部には、パイロットバーナ１１が配置され、このパイロットバーナ１１の外周側の周囲に複数のメインバーナ１２が配置されている。
【００４８】
前記パイロットバーナ１１の中心軸上には、その先端に燃料５を燃焼室２１に噴出する噴出孔を有するパイロットノズル１３が設置されている。
【００４９】
また、前記メインバーナ１２内には燃料５を噴出する噴出孔を有するメインノズル１４を備えている。なお、本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器１０では、メインノズル１４の先端はメインバーナ１２の内部に配置されており、このメインバーナ１２の先端の内部に燃料５と空気６が混合する予混合部１５が備えられている。
【００５０】
パイロットバーナ１１とメインバーナ１２の外周側の周囲には、パイロットバーナ１１とメインバーナ１２を取り囲むように内筒１８が設けられている。
【００５１】
この内筒１８の外周側には該内筒１８の外周を取り囲むように外筒１９が設けられており、さらに、前記外筒１９の端部にはエンドカバー２０が設けられており、この外筒１９とエンドカバー２０によって密閉された圧力容器を構成している。
【００５２】
そして前記内筒１８の外周側と前記外筒１９の内周側との間に、後述する空気が流れる空気流路２６と連通して、同じく空気が流れる空気流路２６ａを形成している。
【００５３】
本実施例のガスタービン燃焼器１０を構成する燃焼室部分１０ｂは、中心部に前記パイロットバーナ１１及びメインバーナ１２から供給される燃料５と空気６を混合して該燃料５を燃焼し、高温高圧の燃焼ガス７を発生する燃焼室２１が備えられており、前記燃焼室２１の外周にはライナ２２を設置して該燃焼室２１を仕切っている。
【００５４】
前記ライナ２２の外周側には隔壁２３が配置されており、前記ライナ２２の外周側と隔壁２３の内周側との間に前記空気流路２６ａと連通した空気６が流れる空気流路２６が形成されている。
【００５５】
本実施例のガスタービン燃焼器１０を構成する燃焼器尾部１０ｃは、隔壁２４で仕切られた中央の空間に前記燃焼室２１で発生した高温高圧の燃焼ガス７が流下しており、この燃焼ガス７がガスタービン燃焼器１０の下流側に設置したタービン２に供給される。
【００５６】
前記隔壁２４の外周側は前記空気流路２６に面しており、この空気流路２６に圧縮機１の出口から空気流路２５を通ってガスタービン燃焼器１０に供給された空気６が流れている。
【００５７】
ガスタービン燃焼室１０に流入する空気６は、圧縮機１の出口から空気流路２５を通って前記ガスタービン燃焼器１０の燃焼器尾部１０ｃから燃焼器頭部１０ａに向かいガスタービン燃焼器１０の外周側の前記空気流路２６及びこの空気流路２６と連通した空気流路２６ａを順次流れる。
【００５８】
前記空気流路２６ａを流れた空気６は、ガスタービン燃焼器１０の燃焼器頭部１０ａにおいて、内筒１８の壁面に設けられた開口部２７を通って内筒内部空間２７ａに流入する。
【００５９】
開口部２７に流入する前の空気６の流れは、燃焼器尾部１０ｃから燃焼器頭部１０ａに向かう前記空気流路２６及び空気流路２６ａを順次流れる空気６の流れとなるが、開口部２７から内筒内部空間２７ａに流入した後は、燃焼器頭部１０ａから燃焼室部分１０ｂ及び燃焼器尾部１０ｃに向かう流れとなる。このように開口部２７は流路反転部となる。
【００６０】
なお、前記空気流路２６及び空気流路２６ａを順次流れる空気６の一部は燃焼器頭部１０ａまでは流れずに、前記空気流路２６の途中からライナ２２及び隔壁２４に設けた空気孔より前記燃焼室２１内に流入するように構成しても良い（図示せず）。
【００６１】
ガスタービン燃焼器１０の内筒１８の開口部２７から内筒内部空間２７ａに流入した空気６は、パイロットバーナ１１及びメインバーナ１２を経て内筒内部空間２７ａの下流側に接続する燃焼室部分１０ｂである前記燃焼室２１に流入する。
【００６２】
そして、前記燃焼室２１にてパイロットノズル１３及びメインノズル１４から供給される燃料５と空気６を混合して該燃料５を燃焼し、高温高圧の燃焼ガス７を発生させる。
【００６３】
前記燃焼室２１で発生した高温、高圧の燃焼ガス７は、燃焼室尾部１０ｃである前記隔壁２４の内周側を流下して前記燃焼室尾部１０ｃの下流側に設置されたタービン２に流入する。
【００６４】
ガスタービン燃焼器１０では、燃焼ガス７中の窒素酸化物（ＮＯｘ）や一酸化炭素（ＣＯ）、未燃分の低減が重要である。また、空気６の燃焼器前後での圧力損失はガスタービンの効率に影響するので低減することが望まれる。
【００６５】
前記燃焼室２１で燃料を燃焼時の燃焼ガス７中のＮＯｘやＣＯ、未燃分の低減では、燃料５と空気６の混合が重要である。燃料と空気を別個に供給し混合しながら燃焼させる拡散燃焼方法は、火炎が安定に形成しやすいものの、火炎内に局所的な高温部が形成することからＮＯｘが生成しやすい。
【００６６】
一方、燃料と空気を予め混合した上で燃焼させる予混合燃焼方法は、燃料が希薄な条件で燃焼させると火炎内の温度が均一となることからＮＯｘを低減できるものの、安定燃焼する範囲が狭い。このため、両者を組合せた燃焼方法が一般的である。
【００６７】
本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０では、燃焼器の中心部に設けたパイロットバーナ１１で拡散燃焼させている。また、パイロットバーナ１１の外周に設けたメインバーナ１２では予混合燃焼させている。
【００６８】
パイロットバーナ１１での拡散燃焼によって形成する火炎でメインバーナ１２の火炎を保持することで安定燃焼させ、ＣＯや未燃分の生成を抑制する。また、メインバーナ１２に投入する燃料を増やすことで、予混合燃焼させる予混合燃焼の比率を高めてＮＯｘの生成を抑制する。
【００６９】
上述の燃焼方式においては、燃料５の配分と共に空気６をパイロットバーナ１１とメインバーナ１２に適切に配分することが重要である。
【００７０】
しかしながら、空気６の流れは燃焼器頭部１０ａで空気６の流れ方向が反転する際に空気６の流れに偏り（偏流）が生じ易く、これが燃焼性能の悪化や圧力損失の上昇を招く可能性があった。
【００７１】
そこで、本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０では、開口部２７から内筒内部空間２７ａに流入した空気６の流れの偏りを抑制して圧力損失を低減している。
【００７２】
以下、図２及び図３に示した本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器１０における燃焼器頭部１０近傍の部分拡大図を用いて、第１実施例のガスタービン燃焼器１０について詳細に説明する。なお、図２は、ガスタービン燃焼器１０の空気流路２６ａに障害物３０を設けた構造の部分拡大図であり、図３は、ガスタービン燃焼器１０の燃焼器頭部１０ａを図２の矢印Ａ側から見た障害物３０の拡大図である。
【００７３】
図２において、本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器１０は、燃焼器頭部１０ａの外筒１９と内筒１８との間に形成された空気流路２６ａを流下した空気６は、内筒１８の壁面に設けられた開口部２７を通って内筒内部空間２７ａに流入するが、開口部２７の上流側に連通した空気流路２６ａの内部には、該空気流路２６ａを流れる空気６に対して障害物となる障害物３０が設けられている。
【００７４】
前記障害物３０は、上流側と下流側に連通する該障害物３０の内周部３０ａに形成した多数の孔と、該障害物３０の外周部３０ｂに形成した多数の孔で構成された多孔板で形成されており、空気６の流れに対して内筒１８の壁面に設けられた開口部２７の上流側に位置するように前記内筒１８の外周側の壁面に前記障害物３０の内周部３０ａの端部を接続させて設置しているが、前記外筒１９の内周側の壁面と前記障害物３０の外周部３０の端部との間には間隙を形成して前記障害物３０の外周部３０ｂが接続しないように構成している。
【００７５】
そして、空気流路２６ａを流れる空気６は、該空気流路２６ａに設置された障害物３０である多孔板に形成された内周部３０ａの孔である内周側開口部３１ａ、及び外周部３０ｂの孔である外周側開口部３１ｂをそれぞれ通って内筒１８に設けた開口部２７から内筒内部空間２７ａに流入する。
【００７６】
図２及び図３に示すように、本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０の開口部２７と連通した空気流路２６ａに設けられた障害物３０は、空気６が通過する内周部３０ａに形成した孔の部分の断面積を内周側開口部３１ａ、外周部３０ｂに形成した孔の部分の断面積を外周側開口部３１ｂとしている。
【００７７】
また、前記障害物３０のうち、図３に斜線部で示される空気６の流れを妨げる部分を、障害物３０の内周部３０ａでは内周側開口部３１ａを除いた部分を内周側の遮蔽部３２ａとし、障害物３０の外周部３０ｂでは外周側開口部３１ｂを除いた部分を外周側の遮断部３２ｂとしている。尚、図３に示した点線は障害物３０の内周部３０ａと外周部３０ｂとを区分する区分線３３である。
【００７８】
そして、前記障害物３０の内周部３０ａの孔として形成した内周側開口部３１ａ及び外周部３０ｂの孔として形成した外周側開口部３１ｂと、前記障害物３０の内周側遮蔽部３２ａ及び外周側遮蔽部３２ｂの断面積の合算に占める前記内周側開口部３１ａ及び外周側開口部３１ｂの断面積の比率を開口率とする。
【００７９】
さらに、図３に点線の区分線３３で区分したように、前記障害物３０を、障害物３０の内周部３０ａに形成した内周側開口部３１ａ及び内周側の遮蔽部３２ａと、障害物３０の外周部３０ｂに形成した外周側開口部３１ｂ及び外周側の遮蔽部３２ｂとに区分している。
【００８０】
本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０において、開口部２７と連通した空気流路２６ａに設けられた障害物３０は、内周部３０ａで開口率が小さく、外周部３０ｂで開口率が大きくなるように構成されている。
【００８１】
即ち、障害物３０は内周部３０ａに形成した内周側開口部３１ａが小さく、外周部３０ｂに形成した外周側開口部３１ｂが大きい。
【００８２】
本発明の第１実施例であるガスタービン燃焼器１０では、開口部２７と連通する空気流路２６ａに設けた障害物３０の内周部３０ａに開口率が小さな内周側開口部３１ａ、及び、障害物３０の外周部３０ｂに開口率が大きな外周側開口部３１ｂを有する構成を採用することによって、空気流れ３４、３５の偏流を抑制するように構成している。
【００８３】
具体的には、図２に示した本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器１０において、開口部２７と連通する空気流路２６ａに設置した障害物３０の内周部３０ａに設けた内周側開口部３１ａ及び外周部３０ｂに設けた外周側開口部３１ｂの構成を変更することによって、空気流路２６ａの内周側を流れる空気の流れ３４の流速を低下するように構成している。
【００８４】
一方、流路反転部２７ａに連通する空気流路２６ａの外周側を流れる空気の流れ３５の流速は増加するように構成している。即ち、空気流路２６ａに、障害物３０の内周部３０ａには開口率が小さな内周側開口部３１ａ、及び、障害物３０の外周部３０ｂには開口率が大きな外周側開口部３１ｂを有する前記した構成の障害物３０を設けている。
【００８５】
前記障害物３０を上記構成にすることによって、前記障害物３０の下流側で障害物３０の内周部３０ａに形成した内周側開口部３１ａを経て空気流路２６ａの内周側を流れる空気の流れ３４と、障害物３０の外周部３０ｂに形成した外周側開口部３１ｂを経て空気流路２６ａの外周側を流れる空気の流れ３５に流速の差を形成させ、空気流路２６ａを流下した空気を、前記障害物３０の内周部３０ａに設けた内周側開口部３１ａを通る空気の流れ３４と、前記障害物３０の外周部３０ｂに設けた外周側開口部３１ｂを通る空気の流れ３５を、実質的に均一な流れにして、内筒１８に設けた開口部２７から内筒１８の内部に形成した内筒内部空間２７ａに流入させるように形成したものである。
【００８６】
以下に、前記障害物３０の構造と、この障害物３０の下流での空気の流れ３４と空気の流れ３５について説明する。
【００８７】
図２に示した本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器１０において、開口部２７に連通する空気流路２６ａに設置した障害物３０の内周部３０ａは、この障害物３０の内周部３０ａに設けた内周側開口部３１ａの断面積と、内周側開口部３１ａと内周側の遮蔽部３２ａの断面積の比率である障害物３０の内周側３０ａでの開口率が小さくなるように形成されている。
【００８８】
このため、障害物３０の下流側となる空気流路２６ａでは該障害物３０の内周部３０ａに設けた内周側開口部３１ａを通った空気の流れ３４は、遮蔽部３２ａの下流側の流れの淀み部との流速差により乱れが生じ、淀み部に前記空気の流れ３４の流れが広がるので、この空気の流れ３４の流速は低下する。
【００８９】
前記障害物３０の内周部３０ａでの開口率が小さいことから、前記障害物３０の内周部３０ａの下流側では空気の流れ３４の流速の低下が、前記障害物３０の外周部３０ｂの下流側での空気の流れ３５の流速の低下に比べて大きい。
【００９０】
また、障害物３０の内周部３０ａでの開口率が小さいことから、前記障害物３０の内周部３０ａの下流側では空気の流れ３４の流量も少ない。このため、障害物３０の内周部３０ａの下流側では空気の流れ３４の慣性力が弱まる。
【００９１】
空気の流れ３４の慣性力が弱いことから、空気の流れ３４の流れの方向は変わりやすく、前記空気の流れ３４は、障害物３０を介して空気流路２６ａから内筒内部空間２７ａに流入する際に、内筒１８先端に近い位置で反転する空気の流れ３４となり、内筒１８内では内筒１８の外周側のメインバーナ１２側に空気の流れ３４が流れることになる。
【００９２】
一方、障害物３０の外周部３０ｂでは、該障害物３０の外周部３０ｂに設けた外周側開口部３１ｂの断面積と、外周側開口部３１ｂと外周側の遮蔽部３２ｂの断面積の比率である開口率が大きくなる。
【００９３】
このため、障害物３０の外周部３０ｂの下流側では外周側開口部３１ｂを通った空気の流れ３５は、外周側の遮蔽部３２ｂの下流側の流れの淀み部との流速差により乱れが内周側に比べて小さい。
【００９４】
また、外周側の遮蔽部３２ｂの断面積が小さいことから、障害物３０の外周部３０ｂを流れる空気の流れ３５の流速の低下が障害物３０の内周部３０ａを流れる空気の流れ３４の流速の低下に比べて小さい。
【００９５】
また、開口率が大きいことから、障害物３０の外周部３０ｂを流れる空気の流れ３５の流量も多い。このため、障害物３０の外周部３０ｂは障害物３０の内周部３０ａに比べて慣性力が高いことから、障害物３０の外周部３０ｂを流れる空気の流れ３５の流れの方向は変わりにくく、空気の流れが障害部３０を介して空気流路２６ａから内筒内部空間２７ａに入る際に、ガスタービン燃焼器１０の頭部１０ａから近い位置で空気の流れ方向が反転する空気の流れ３５となり、内筒内部空間２７ａで中心軸のパイロットバーナ１２側に流れる方向の空気の流れ３５となる。
【００９６】
このように、本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器１０においては、開口部２７に連通する空気流路２６ａに障害物３０を設け、この障害物３０の内周部３０ａの開口率を外周部３０ｂの開口率よりも小さくなるように構成することで、空気の流れが反転する部分である開口部２７にてガスタービン燃焼器１０の頭部１０ａのエンドカバー２０よりも離れた位置からエンドカバー２０に近い位置に至るまで、空気の流れ３４及び空気の流れ３５がそれぞれ反転する均一な流れを実質的に形成することができる。
【００９７】
この結果、内筒内部空間２７ａでは、空気の流れ３４及び空気の流れ３５が一か所に偏らないで実質的に均一な流れを形成するので、圧力損失を低減できる。
【００９８】
また、内筒内部空間２７ａの下流側のガスタービン燃焼器１０の内筒１８内に空気の流れ３４及び空気の流れ３５が一様に流入するように構成することで、パイロットバーナ１１やメインバーナ１２に均等に空気が配分される。
【００９９】
この結果、パイロットバーナ１１やメインバーナ１２での燃料と空気の混合を均一にし易くなり、ＮＯｘの低減と圧力損失の低減を両立できる。
【０１００】
本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器１０では、開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた障害物３０は内周部３０ａの開口率を外周部３０ｂの開口率よりも小さくすることを特徴とする。
【０１０１】
図３に示した本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器１０においては、開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた障害物３０の多孔板に形成された孔として、該障害物３０の内周部３０ａに設けた内周側開口部３１ａの形状を円形に、障害物３０の外周部３０ｂに設けた外周側開口部３１ｂを矩形に形成した場合を示すが、多孔板である前記障害物３０の内周部３０ａに設けた内周側開口部３１ａの形状、及び、外周部３０ｂに設けた外周側開口部３１ｂの形状は円形や矩形に限らず、楕円や多角形に形成しても構わない。
【０１０２】
また、第１実施例のガスタービン燃焼器１０では、開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた障害物３０の内周部３０ａの内周側開口部３１ａの孔の形状を、この孔の周囲境界面が円形の穴に比べて大きい形状、例えば星形の形状にすると、内周側開口部３１ａを通過後の空気の流れ３４の乱れが強まり、空気の流れ３４の流れの減速を更に進めることが可能となる。
【０１０３】
以上説明したように、本発明の実施例によれば、ガスタービン燃焼器の流路反転部での圧力損失と流れの偏流を抑制して燃料と空気の混合を均一にし、ＮＯｘを低減したガスタービン燃焼器が実現できる。
【実施例２】
【０１０４】
本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０について図４及び図５を用いて説明する。
【０１０５】
図４は本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０の空気流路２６の一部分を拡大して示す断面図である。
【０１０６】
図５は本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０の空気流路２６ａに設けた障害物５０の形状を示す図４のＡ−Ａ方向の矢視図である。
【０１０７】
図４及び図５に示した本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０の基本的な構成は、第１実施例のガスタービン燃焼器１０と実質的に同じなので説明を省略する。
【０１０８】
本発明の第２実施例のガスタービン燃焼器１０において、第１実施例のガスタービン燃焼器１０と異なる点は、ガスタービン燃焼器１０の頭部１０ａの外筒１９と内筒１８の間の空気流路２６に設けた障害物５０の形状にある。
【０１０９】
図４及び図５に示した本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０において、第２実施例のガスタービン燃焼器１０は、ガスタービン燃焼器１０の頭部１０ａで、開口部２７と連通する前記空気流路２６ａの内部に障害物５０が設けられている。
【０１１０】
前記障害物５０は上流側と下流側を連通する多数の孔である内周側開口部５１で構成された多孔板であり、空気６の流れにおいて内筒１８の壁面に設けられた開口部２７の上流側となる前記内筒１８の外周面に設置されている。
【０１１１】
そして、空気流路２６ａを流れる空気は多孔板から形成された前記障害物５０に形成された多数の孔である内周側開口部５１を通って流下し、内筒１８の壁面に設けられた開口部２７を通って内筒１８の内側に形成された内筒内部空間２７ａに流入する。
【０１１２】
また、空気流路２６ａに設けた前記障害物５０は、空気流路２６ａの内周側にのみに設けられている。
【０１１３】
本発明の第２実施例のガスタービン燃焼器１０では、開口部２７に連通する空気流路２６ａを流れる空気はその一部が障害物５０を構成する多孔板に設けた内周側開口部５１を通り、その他は障害物５０の外周側となる障害物の無い空気流路２６ａの空間部を通って流れる。
【０１１４】
また、図４及び図５に示すように、前記障害物５１の先端には空気の流れ方向と平行に下流側に延びる案内板５７を設けてもよい。
【０１１５】
本発明の第２実施例のガスタービン燃焼器１０では、開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた前記障害物５０のうち、空気が通過する孔を内周側開口部５１とし、前記障害物５０のうち、空気流路２６ａの内周側の空気が通過する孔である内周側開口部５１が無く空気の流れを妨げる部分を内周側の遮蔽部５２としている。
【０１１６】
また、本発明の第２実施例のガスタービン燃焼器１０において、前記障害物５０の内周側開口部５１と内周側の遮蔽部５２の断面積に対して内周側開口部５１の断面積の比率を開口率とする。
【０１１７】
図４及び図５に示した本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０において、流路反転部２７に連通する空気流路２６ａに設けた障害物５０は、空気流路２６ａの内周側にのみ設けられている。
【０１１８】
このため、本発明の第２実施例のガスタービン燃焼器１０では、開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた障害物５０のうち、障害物５０が存在する流路部分は開口率が１未満であり、障害物５０が存在しない該障害物５０の外周側の流路部分は開口率が１となる。
【０１１９】
本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０では、開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた前記障害物５０は内筒１８の外面にのみ設けられているので、前記障害物５０は内筒１８と外筒１９の熱伸び差の影響を受けない。
【０１２０】
以下に、本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０における開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた障害物５０の構造と、前記障害物５０の構造物の下流での空気の流れについて説明する。
【０１２１】
図４に示した本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０において、開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた障害物５０は、内周側開口部５１の断面積と、内周側開口部５１と内周側の遮蔽部５２の断面積の比率である開口率が小さい。
【０１２２】
このため、障害物５０の下流側では内周側開口部５１を通った空気の流れ５４は、障害物５０の内周側遮蔽部５２の下流側の流れの淀み部との流速差によって乱れが生じ、淀み部に流れが広がるので空気の流れ５４の流速は低下する。
【０１２３】
障害物５０の内周側は開口率が小さいことから、障害物５０の内周側の下流側では流速の低下が障害物５０の外周側の下流側に比べて大きい。また、障害物５０の開口率が小さいことから流量も少ない。
【０１２４】
このため、障害物５０の内周側の下流では空気の慣性力が弱まる。慣性力が弱いことから流れの方向は変わりやすく、開口部２７に入る際に内筒１８先端に近い位置で空気の流れ５４の方向が反転する空気の流れとなる。
【０１２５】
すなわち、開口部５１を通った空気の流れ５４は、内筒１８先端に近い位置を通り、外周側のメインバーナ１２側に空気が流れる。
【０１２６】
一方、障害物５０の外周側は、障害物が形成されないので開口率は１と大きい。このため、障害物５０の外周側を通った空気の流れ５５は、乱れが内周側の空気の流れ５４に比べて小さく、流速の低下も内周側の流れ５４に比べて小さい。
【０１２７】
このため、障害物５０の外周側は障害物５０の内周側に比べて慣性力が高くなり、空気の流れの方向は変わりにくく、開口部２７に入る際に燃焼器の頭部から近い位置で空気の流れる方向が反転する空気の流れ５５となり、内筒１８内で中心軸のパイロットバーナ１２側に空気が流れる。
【０１２８】
このように、本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０では、開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた障害物５０を内周側のみに設け、障害物５０の内周側の開口率を障害物５０の外周側の開口率よりも小さくすることで、空気の流れ５４と空気の流れ５５が空気の流れる方向を反転する部分である開口部２７にて、ガスタービン燃焼器１０の頭部から離れた位置から近い位置まで空気の流れる方向が反転する流れを形成することができる。
【０１２９】
この結果、開口部２７では、空気の流れ５４と空気の流れ５５が一か所に偏らないで一様な流れを形成し、圧力損失を低減できる。
【０１３０】
また、開口部２７の下流側のガスタービン燃焼器１０の内筒１８内の内筒内部空間２７ａに、空気の流れ５４と空気の流れ５５が一様に流入することで、パイロットバーナ１１やメインバーナ１２に空気の流れ５４と空気の流れ５５を均等に配分される。
【０１３１】
この結果、パイロットバーナ１１やメインバーナ１２での燃料と空気の混合を均一にし易くなり、ＮＯｘの低減と燃焼器の構造の簡素化や圧力損失の低減を両立できる。
【０１３２】
本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０では、図４に示すようにガスタービン燃焼器１０の開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた障害物５０の外周側の端面となる先端に、空気流路２６ａの長手方向に対して平行に伸びる案内板５７を設けている。
【０１３３】
この障害物５０の外周側の端面となる先端に前記案内板５７を設けることで、流路反転部２７ａに連通する空気流路２６ａの内周側を流れる空気の流れ５４と、空気流路２６ａの外周側を流れる空気の流れ５５を分離することができる。
【０１３４】
空気流路２６ａの内周側を流れる空気の流れ５４と、空気流路２６ａの外周側を流れる空気の流れ５５を、この空気流路２６ａ内に設けた前記障害物５０の外周側の端面となる先端に設けた案内板５７によって分離することで、前記障害物５０を介して前記空気流路２６ａから開口部２７に流入した空気の流れ５４と空気の流れ５５は一か所に偏らないで、空気の流れ５４と空気の流れ５５の一様な流れを形成し、圧力損失をさらに低減できる。
【０１３５】
なお、障害物５０の外周側の端面となる先端に設けた前記案内板５７は空気の流れ方向と平行となるように前記障害物５０に設けているので、案内板５７の設置による圧力損失は小さい。
【０１３６】
ここで、ガスタービン燃焼器１０の構造は同一で、空気流路２６ａに障害物５０を設けた場合を第２実施例のガスタービン燃焼器１０、障害物５０を取り外した場合を比較例のガスタービン燃焼器として、本発明の第２実施例であるガスタービン燃焼器１０の空気流路２６ａに前記障害物５０を設けたことによる圧力損失の低下を試算した。
【０１３７】
比較例のガスタービン燃焼器では、圧力損失が約６．０％であるのに対し、本発明の第２実施例のガスタービン燃焼器１０では、空気流路２６ａに障害物５０を設けることで圧力損失は約０．３％低下する。
【０１３８】
第２実施例であるガスタービン燃焼器１０の開口部２７に連通する空気流路２６ａに障害物５０を設けると、空気流路２６ａに抵抗体が増えるので圧力損失は増加するが、一方、上述したように空気の流れる方向が反転する部分である開口部２７にて空気の流れ５４及び空気の流れ５５の双方を共にガスタービン燃焼器１０の頭部１０ａのエンドカバー２０に近い位置からエンドカバー２０から離れた位置に至るまで空気の流れ５４及び空気の流れ５５の双方が一か所に偏らないで一様な流れを形成するので、開口部２７での圧力損失を低減することができる。
【０１３９】
両方の効果を合算すると、開口部２７での圧力損失の低減効果が大きくなることから、第２実施例のガスタービン燃焼器１０では圧力損失が低下したものと考える。
【０１４０】
なお、図５ではガスタービン燃焼器１０の開口部２７に連通する空気流路２６ａに設けた障害物５０の孔である内周側開口部５１の形状を円形とした場合を示すが、内周側開口部５１の形状は円形や矩形に限らず、楕円や多角形でも構わない。また、内周側開口部５１の孔の形状を周囲境界面の大きい形状、例えば星形とすると、孔を通過後の空気の乱れが強まり、流れの減速が進む。
【０１４１】
また、前述した本発明の第１実施例のガスタービン燃焼器１０や、第２実施例のガスタービン燃焼器１０では、パイロットバーナ１１とメインバーナ１２を組合せたガスタービン燃焼器１０を例に説明したが、逆流型のガスタービンの燃焼器に対しても本発明のガスタービン燃焼器１０の構成を適用することができる。
【０１４２】
これらの場合でも、空気の圧力損失の低減や空気をガスタービン燃焼器内に均等に配分することによる燃焼性能の改善は、本発明の第１実施例や第２実施例のガスタービン燃焼器１０に示す通りである。
【０１４３】
さらに、本発明の第１実施例及び第２実施例のガスタービン燃焼器１０に、開口部２７や内筒内部空間２７ａ、空気流路２６ａに空気の流れを案内する案内板を設置しても良い。
【０１４４】
前述したように、本発明の前記した各実施例のガスタービン燃焼器１０では、開口部２７に連通し、該開口部２７の上流側となる空気流路２６ａ内に、前記した構成の障害物３０又は５０を設けることで、下記の効果が得られる。
【０１４５】
先ず、空気流路２６ａの内周側にて障害物３０の孔（開口部）を通過後の空気は、孔を通過後に流路が拡大することで流速が低下する。また、周囲の気体との流速差により乱れが多くなる。低流速で乱れが多いことから流れが曲がりやすく、開口部２７の内周を通り燃焼器内部の外周側を流れることになる。
【０１４６】
一方、空気流路２７ａの外周側にて障害物３０の孔（開口部）を通過後の空気は、開口部の断面積が内周側に比べて大きく、孔が遮蔽される断面積が内周側に比べて小さい。このため、障害物３０の孔（開口部）を通過後の空気が流れる流路の拡大が小さいので、流速の低下も少ない。
【０１４７】
また、周囲の気体との接触面積が少ないので乱れも内周側に比べて小さい。内周側に比べて高流速で乱れが小さいことから、慣性力により直進しやすい。このため、内筒内部空間２７ａの外周を廻り燃焼器内部の中心側を流れることになる。
【０１４８】
このように、内筒１８の内部に形成した開口部２７に連通し、該開口部２７の上流側となる空気流路２６ａに障害物３０又は５０を設けることによって、内筒内部空間２７ａではその内周側を通り燃焼器内部の内周側を流れる流れと、その外周側を通り、燃焼器内部の軸心となる中心側を流れる流れが形成されて、開口部２７や燃焼器１０の内部に空気の流れを均一に流すことができる。
【０１４９】
開口部２７の上流となる空気流路２６ａに障害物３０又は５０を設けるだけであることから、ガスタービン燃焼器１０の構造はシンプルである。開口部２７の上流に障害物を設けることで開口部２７の上流側の障害物３０又は５０では圧力損失が多少増加するものの、開口部２７で空気の流れに偏流が生じることが抑制されることから、ガスタービン燃焼器全体での空気の流れの圧力損失を低減できる。
【０１５０】
また、ガスタービン燃焼器１０の内部に均一に空気が流れることで、燃料と空気の混合を均一にし易くなり、ＮＯｘの低減など燃焼性能を改善できる。
【０１５１】
前記した本発明の実施例によれば、ガスタービン燃焼器の流路反転部での圧力損失と流れの偏流を抑制して燃料と空気の混合を均一にし、ＮＯｘを低減したガスタービン燃焼器が実現できる。
【符号の説明】
【０１５２】
１：圧縮機、２：タービン、３：発電機、４：燃料供給系統、５：燃料、６：空気、７：燃焼排ガス、１０：ガスタービン燃焼器、１０ａ：燃焼器頭部、１０ｂ：燃焼室部分、１０ｃ：燃焼器尾部、１１：パイロットバーナ、１２：メインバーナ、１３：パイロットノズル、１４：メインノズル、１５：予混合部、１８：内筒、１９：外筒、２０：エンドカバー、２１：燃焼室、２２：ライナ、２３、２４：隔壁、２６、２６ａ：空気流路、２７：開口部、２７ａ：内筒内部空間、３０：障害物、３０ａ：内周部、３０ｂ：外周部、３１ａ：内周側開口部、３１ｂ：外周側開口部、３２ａ：内周側の遮断部、３２ｂ：外周側の遮蔽部、３３：内外周の区分線、３４、３５：空気の流れ、５０  障害物、５１：内周側開口部、５２：障害物の遮蔽部、５４、５５：空気の流れ、５７：案内板。
【図１】
0006484126.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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