(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器内筒と、
前記燃焼器内筒の内部に配置されパイロット燃料と空気とを混合して拡散火炎を形成する拡散火炎形成コーンと、
主燃料と空気とを混合して作られる予混合気体によって予混合火炎を形成し、前記燃焼器内筒と前記拡散火炎形成コーンとの間に環状に複数個配置された予混合火炎形成ノズルと、を備えており、
前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口を、隣り合う前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口における外周の間隔が隣り合う前記予混合火炎形成ノズル同士の間で一定寸法となるような形状にしたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項２】
さらに、前記予混合火炎形成ノズルの外周の間隔がノズル出口にて直線状になるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項３】
さらに、前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口における外周と前記燃焼器内筒の出口における内周との間隔と、前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口における外周と前記拡散火炎形成コーンの出口における外周との間隔と、のうち少なくとも一方の間隔を一定寸法にしたことを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項４】
燃焼器内筒と、
前記燃焼器内筒の内部に配置されパイロット燃料と空気とを混合して拡散火炎を形成する拡散火炎形成コーンと、
主燃料と空気とを混合して作られる予混合気体によって予混合火炎を形成し、前記燃焼器内筒と前記拡散火炎形成コーンとの間に環状に複数個配置された予混合火炎形成ノズルと、
隣り合う前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口における間隔が一定寸法になるように当該隣り合う予混合火炎形成ノズルの間に設けられる塞ぎ部材と、
を備えたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項５】
燃焼器内筒と、
前記燃焼器内筒の内部に配置されパイロット燃料と空気とを混合して拡散火炎を形成する拡散火炎形成コーンと、
主燃料と空気とを混合して作られる予混合気体によって予混合火炎を形成し、前記燃焼器内筒と前記拡散火炎形成コーンとの間に環状に複数個配置された断面円形または楕円形の予混合火炎形成ノズルと、
前記予混合火炎形成ノズルと燃焼器内筒との間、前記予混合火炎形成ノズルと拡散火炎形成コーンとの間に形成される三角形状の空間に設けられ、予混合火炎形成ノズルの外周に一定寸法の間隔を生じさせる断面山形状の塞ぎ部材と、
を備えたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項６】
主燃料と空気とを混合して作られる予混合気体によって予混合火炎を形成する予混合火炎形成ノズルと、
複数の前記予混合火炎形成ノズルを内部へ環状に配置すると共に、筒内部を、前記環状の予混合火炎形成ノズル群の外形に一定寸法の間隔をもって合わせた形状にした燃焼器内筒と、
前記燃焼器内筒の内部に配置され且つパイロット燃料と空気とを混合して拡散火炎を形成すると共に、コーン外部を、前記環状の予混合火炎形成ノズル群の外形に一定寸法の間隔をもって合わせた形状にした拡散火炎形成コーンと、
を備え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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガスタービンに関し、さらに詳しくは、燃焼ガスの逆流による予混合火炎形成ノズルの焼損を防止できるガスタービンの燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のガスタービン燃焼器においては、燃料と空気とをそれぞれ異なるノズルから噴出して燃焼させる拡散燃焼方式が多く使用されていた。しかし、近年においては、上記拡散燃焼方式に代わってサーマルＮＯｘの低減により有利な予混合燃焼方式も使用されるようになってきている。予混合燃焼方式とは、燃料と空気とを予め混合し、同一のノズルから噴出して燃焼させるものをいい、この燃焼方式によれば燃料が希薄な状態であってもすべての燃焼領域においてその状態で燃焼させることができるため予混合火炎温度を下げ易く、拡散燃焼方式と比較してＮＯｘの低減に有利である。その反面、燃料に対して空気が過剰であるため予混合火炎の温度が低くなり、燃焼状態の安定性が劣るという問題もある。
【０００３】
近年では係る問題を解決し、予混合燃焼方式において燃料が希薄な状態で安定した燃焼状態を保つため、パイロット燃料と空気とを反応させて形成した拡散火炎をパイロット火炎として使用する技術が存在している。具体的には、予混合燃焼方式において当該拡散火炎から排出される高温の燃焼ガスを利用して予混合気体に着火し、且つ予混合火炎を安定させる技術であって、この技術を用いたガスタービン燃焼器をマルチノズル形予混合方式のガスタービン燃焼器という。
【０００４】
図７は、これまで使用されてきたマルチノズル形予混合方式のガスタービン燃焼器の正面図である。また、図８は、図７に示したガスタービン燃焼器の軸方向断面図である。燃焼器外筒１０内には、一定の間隔をおいて燃焼器内筒２０が設けられており、当該燃焼器内筒２０の中央部には拡散火炎を形成するための拡散火炎形成コーン３０が設けられている。当該拡散火炎形成コーン３０は、パイロット燃料供給ノズル３１から供給されるパイロット燃料と、燃焼器外筒１０と燃焼器内筒２０との間から供給される空気とを反応させて拡散火炎を形成する。
【０００５】
予混合火炎を形成するための予混合火炎形成ノズル４０は前記拡散火炎形成コーン３０の周囲に８個設けられている。予混合気体は前記燃焼器外筒１０と燃焼器内筒２０との間から供給される空気と主燃料とを混合させて作られた後、前記予混合火炎形成ノズル４０から噴射される。前記予混合火炎形成ノズル４０から噴射された予混合気体は、上記拡散火炎から排出される高温の燃焼ガスによって着火され予混合火炎を形成する。この予混合火炎から高温・高圧の燃焼ガスが排出されて、当該燃焼ガスは燃焼器尾筒（図示せず）を通った後タービン第一段ノズルへと導かれる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来の予混合火炎形成ノズル４０では出口が楕円形状をしていたため、図７に示すように、隣り合う予混合火炎形成ノズル４０の間隔は一定ではなかった。このため、当該間隔の広い部分と狭い部分とを通過する空気の流れが不均一となることに起因して、予混合火炎から排出される高温の燃焼ガスが逆流し、特に予混合火炎形成ノズル４０が隣り合っている部分（予混合火炎形成ノズル４０のうち、燃焼器内筒２０の周方向に隣り合う側面部）に焼損が顕著に生じるという問題があった。
【０００７】
これに対して、当該焼損を回避するために予混合火炎形成ノズル４０同士をある程度離して配置し、前記燃焼ガスの逆流が発生しないようにすることもできるが、係る配置では設置できるノズルの個数が少なくなったり、あるいは多くのノズルを設置しようとすると燃焼器自体の寸法が大きくなったりするという問題がある。
【０００８】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高温の燃焼ガスが逆流することによる予混合火炎形成ノズルの焼損を防止できるガスタービン燃焼器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１のガスタービン燃焼器は、燃焼器内筒と、前記燃焼器内筒の内部に配置されパイロット燃料と空気とを混合して拡散火炎を形成する拡散火炎形成コーンと、主燃料と空気とを混合して作られる予混合気体によって予混合火炎を形成し、前記燃焼器内筒と前記拡散火炎形成コーンとの間に環状に複数個配置された予混合火炎形成ノズルと、を備えており、前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口形状を、隣り合う前記予混合火炎形成ノズルの外周の間隔がノズル出口にて一定寸法となるようにしたことを特徴とする。
【００１０】
これまでのガスタービン燃焼器では、隣り合う予混合火炎形成ノズルの外周の間隔が一定でなかったため、ほとんどの冷却空気が隣り合う予混合ノズル同士と燃焼器内筒との間等から流れていた。しかしこのガスタービン燃焼器では、予混合火炎形成ノズルのノズル出口形状を、隣り合う前記予混合火炎形成ノズルの外周の間隔がノズル出口にて一定寸法となるようにしたので、冷却空気が隣り合う予混合火炎形成ノズルの間にも流れるようになる。この結果、燃焼ガスがこの部分に逆流することを抑制でき、隣り合う予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できる。
【００１１】
次に、請求項２のガスタービン燃焼器は、上記ガスタービン燃焼器において、前記予混合火炎形成ノズルの外周の間隔がノズル出口にて直線状になるようにしたことを特徴とする。
【００１２】
このガスタービン燃焼器は、予混合火炎形成ノズルの外周の間隔がノズル出口にて略直線状になるようにすることで、予混合火炎形成ノズルの形状が簡単なものとすることができる。このため、予混合火炎形成ノズルの製造が比較的容易になる。同時に、上記ガスタービン燃焼器と同様、隣接する予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できる。前記予混合火炎形成ノズルの外周における間隔をノズル出口にて略直線状になるようにするには、燃焼器内筒の径方向に対して直線状とするほか、前記燃焼器内筒の径方向に対してある角度をもった方向に対して直線状としてもよい。
【００１３】
次に、請求項３のガスタービン燃焼器は、上記ガスタービン燃焼器において、前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口における外周と前記燃焼器内筒の出口における内周との間隔と、前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口における外周と前記拡散火炎形成コーンの出口における外周との間隔と、のうち少なくとも一方の間隔を一定寸法にしたことを特徴とする。
【００１４】
上記ガスタービン燃焼器においては、少なくとも隣り合う予混合火炎形成ノズルの間隔を一定寸法としていたが、このガスタービン燃焼器では、これ以外の部分、例えば予混合火炎形成ノズルの外周部分と燃焼器内筒の出口における内周との間隔等も一定寸法としている。このため、前記予混合火炎形成ノズル出口外周のより多くの領域において、冷却空気がまんべんなく流れるようになる。
【００１５】
次に、請求項４のガスタービン燃焼器は、燃焼器内筒と、前記燃焼器内筒の内部に配置されパイロット燃料と空気とを混合して拡散火炎を形成する拡散火炎形成コーンと、主燃料と空気とを混合して作られる予混合気体によって予混合火炎を形成し、前記燃焼器内筒と前記拡散火炎形成コーンとの間に環状に複数個配置された予混合火炎形成ノズルと、隣り合う前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口における間隔が一定寸法になるように当該隣り合う予混合火炎形成ノズルの間に設けられる塞ぎ部材とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
このガスタービン燃焼器は、隣り合う予混合火炎形成ノズルの間に設けた塞ぎ部材によって、隣り合う予混合火炎形成ノズルのノズル出口における間隔を一定寸法にする。このため、隣り合う予混合火炎形成ノズルの間にも冷却空気が流れるようになり、燃焼ガスがこの部分に逆流することを抑制できる。その結果、隣り合う予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できる。
【００１７】
なお、前記塞ぎ部材は燃焼器内筒および拡散火炎形成コーンに設けてもよいし、予混合火炎形成ノズルに設けてもよい。また、前記塞ぎ部材を隣り合う一方の予混合火炎形成ノズルに設け、もう一方のノズル出口を前記塞ぎ部材の外形に合わせた形状として、予混合火炎形成ノズル出口における間隔が一定寸法になるようにしてもよい。さらに、前記塞ぎ部材を燃焼器内筒または拡散火炎形成コーンの少なくとも一方に設け、予混合火炎形成ノズル出口を前記部材の外形に合わせた形状として、予混合火炎形成ノズル出口における間隔が一定寸法になるようにしてもよい。
【００１８】
次に、請求項５のガスタービン燃焼器は、燃焼器内筒と、前記燃焼器内筒の内部に配置されパイロット燃料と空気とを混合して拡散火炎を形成する拡散火炎形成コーンと、主燃料と空気とを混合して作られる予混合気体によって予混合火炎を形成し、前記燃焼器内筒と前記拡散火炎形成コーンとの間に環状に複数個配置された断面円形または楕円形の予混合火炎形成ノズルと、前記予混合火炎形成ノズルと燃焼器内筒との間、前記予混合火炎形成ノズルと拡散火炎形成コーンとの間に形成される三角形状の空間に設けられ、予混合火炎形成ノズルの外周に一定寸法の間隔を生じさせる断面山形状の塞ぎ部材とを備えたことを特徴とする。
【００１９】
すなわち、このガスタービン燃焼器では、略三角形の空間に塞ぎ部材を設けることで、予混合火炎形成ノズルの外周に略一定寸法の間隔を生じさせるようにしている。このため、大半の冷却空気が当該間隔を通過することになるから、燃焼ガスが隣り合う予混合火炎形成ノズル間に逆流することを抑制でき、隣り合う予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できる。
【００２０】
次に、請求項６のガスタービン燃焼器は、主燃料と空気とを混合して作られる予混合気体によって予混合火炎を形成する予混合火炎形成ノズルと、複数の前記予混合火炎形成ノズルを内部へ環状に配置すると共に、筒内部を、前記環状の予混合火炎形成ノズル群の外形に一定寸法をもって合わせた形状にした燃焼器内筒と、前記燃焼器内筒の内部に配置され且つパイロット燃料と空気とを混合して拡散火炎を形成すると共に、コーン外部を、前記環状の予混合火炎形成ノズル群の外形に一定寸法をもって合わせた形状にした拡散火炎形成コーンとを備えたことを特徴とする。
【００２１】
このガスタービン燃焼器は、燃焼器内筒内部と拡散火炎形成コーン外部とを予混合火炎形成ノズル郡の外形に一定寸法をもって合わせたため、冷却空気は前記予混合ノズルの周囲をまんべんなく流れる。このため、燃焼ガスが隣り合う予混合火炎形成ノズルの方向へ逆流することを抑制でき、その結果、予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態の構成要素には、当業者が容易に想定できるものが含まれるものとする。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に係るガスタービン燃焼器を示す正面図である。なお、予混合火炎形成ノズルから直接予混合気体を燃焼室側へ噴射する場合のみならず、当該ノズルに延長管を設けて予混合気体を燃焼室側へ噴射する場合にもこの発明は適用される。
【００２４】
このガスタービン燃焼器に係る予混合火炎形成ノズル４１は、その出口形状を扇形状とすることによって、隣り合う予混合火炎形成ノズル４１同士の間隔６０を一定にしている。そして８個の前記予混合火炎形成ノズル４１が、拡散燃焼火炎を形成する拡散火炎形成コーン３０の周囲へ環状に配置されている。なお、予混合火炎形成ノズル４１の数は８個に限定されるものではなく、燃焼器の仕様に応じて適宜増減することができる。また、前記間隔６０は、予混合火炎形成ノズル４１と拡散火炎形成コーン３０等との寸法や形状を考慮して、適宜その寸法を決定することが望ましい。
【００２５】
また、隣り合う予混合火炎形成ノズル４１の出口外周の間隔を一定寸法にすることに加え、予混合火炎形成ノズル４１の出口外周部分と燃焼器内筒２０の出口における内周との間隔、または予混合火炎形成ノズル４１の外周部分と拡散火炎形成コーン３０の出口における内周との間隔のうち、少なくとも一方を一定寸法としてもよい。このようにすると、前記予混合火炎形成ノズル４１出口外周のより多くの領域において、冷却空気がまんべんなく流れるようになり、予混合火炎形成ノズル４１全体を均一に冷却することができる。
【００２６】
なお、予混合火炎形成ノズル４１の外周部分と燃焼器内筒２０の出口における内周との間隔と、予混合火炎形成ノズル４１の外周部分と前記拡散火炎形成コーン３０の出口における外周との間隔と、隣り合う予混合火炎形成ノズル４１の間隔とは、どれか一つの寸法がほかの二つの寸法と極端に異ならないようにすることが望ましい。一つの寸法だけ極端に異なると、大半の冷却空気がその部分から流れたり、逆にその部分には冷却空気がほとんど流れないことがあるからである。
【００２７】
次は図８を参照して説明する。圧縮機（図示せず）から送られてきた空気は燃焼器外筒１０内に導かれ、当該燃焼器外筒１０と燃焼器内筒２０との間を通った後進行方向を１８０°変える。その後、前記燃焼器内筒２０の後方から予混合火炎形成ノズル４１および拡散火炎形成コーン３０へ送られて、メイン燃料およびパイロット燃料と混合される。また、一部の空気は、燃焼器内筒２０と予混合火炎形成ノズル４１との間隔、あるいは予混合火炎形成ノズル４１と拡散火炎形成コーン３０との間を通過して燃焼室５０側へ排出される。その過程で当該空気は燃焼器内筒２０、予混合火炎形成ノズル４１、および拡散火炎形成コーン３０を冷却し、さらに燃焼室５０側から高温の燃焼ガスが逆流するのを防止する。
【００２８】
パイロット燃料と圧縮機からの空気とが反応して拡散火炎を作り、拡散火炎形成コーン３０から拡散火炎が噴出される。また、予混合火炎形成ノズル４１内では大量の空気と主燃料を混合して予混合気体が作られ、この予混合気体は前記拡散火炎から排出される高温の燃焼ガスによって速やかに発火する。すると、前記予混合火炎形成ノズル４１出口から予混合火炎が形成されて、当該予混合火炎からは高温・高圧の燃焼ガスが排出される。そして、当該燃焼ガスは燃焼器尾筒（図示せず）を通ってタービン第一段ノズルへと導かれる。
【００２９】
一方、圧縮機から送られてきた一部の空気は予混合火炎形成ノズル等を冷却した後、予混合火炎形成ノズル４１と燃焼器内筒２０との間隔等を通って燃焼室５０側へ排出される。ここで、従来のガスタービン燃焼器では、予混合火炎形成ノズル４０の出口が楕円形状をしていたので、隣り合う予混合火炎形成ノズル４０同士と拡散火炎形成コーン３０および隣り合う予混合火炎形成ノズル４０同士と燃焼器内筒２０との間に形成された略三角形の空間６２（図７参照）から冷却空気の大半が排出されていた。その結果、前記略三角形の空間６２と、隣り合う予混合火炎形成ノズル４０同士の間隔６３とを通過する冷却空気の流れに偏りが発生し、これが原因で予混合火炎から排出される高温の燃焼ガスが逆流し、この逆流した燃焼ガスが予混合火炎形成ノズル４０同士が隣接する部分を焼損させる場合があった。
【００３０】
これに対して、本発明のガスタービン燃焼器は、予混合火炎形成ノズル４１の出口形状を扇形状にして前記拡散火炎形成コーン３０の周囲へ配置してあるため、従来使用されてきた予混合火炎形成ノズル４０のように、隣り合う予混合火炎形成ノズル４０同士と拡散火炎形成コーン３０等との間に形成された略三角形の空間６２は存在しない。したがって、従来のように冷却空気の流れは偏ったものとはならず、隣り合う予混合火炎形成ノズル４１の間にも冷却空気は流れるようになり、燃焼ガスがその部分へ逆流することを抑制できる。その結果、隣接する予混合火炎形成ノズル４１間における焼損を防止できる。
【００３１】
図２は、この発明の実施の形態１に係るガスタービン燃焼器の変形例を示す正面図である。このガスタービン燃焼器に係る予混合火炎形成ノズル４０および４２は、隣り合う予混合火炎形成ノズル４０および４２が互いにはめ合わされるような出口形状とし、隣接する予混合火炎形成ノズル４０と４２との間の間隔６０を一定に保つ点に特徴がある。
【００３２】
このガスタービン燃焼器は、出口形状が楕円の予混合火炎形成ノズル４０と、出口形状が略鼓形状の予混合火炎形成ノズル４２とを交互に組み合わせて、拡散火炎形成コーン３０の周囲へ環状に配置したものである。予混合火炎形成ノズル４２は出口形状が楕円の予混合火炎形成ノズル４０と隣接する。また、前記予混合火炎形成ノズル４２の外周部分は凹円形であり、前記予混合火炎形成ノズル４０の外周に沿った形状となっている。したがって、予混合火炎形成ノズル４０と４２とを交互に配置すると、両者の間隔６０を一定に保つことができる。
【００３３】
以上、このガスタービン燃焼器では、前記隣接する部分の間隔６０が一定であるため、冷却空気の流れに偏りは生じなくなり、予混合火炎形成ノズル４０と４２との間にも冷却空気が流れるようになる。その結果、燃焼ガスが隣り合う予混合火炎形成ノズル４０と４２との間に形成される間隔６０へ逆流することが抑制され、隣接する予混合火炎形成ノズル４０および４２間における焼損を防止できるようになる。
【００３４】
（実施の形態２）
図３は、この発明の実施の形態２に係るガスタービン燃焼器を示す正面図である。このガスタービン燃焼器は、上記略三角形の空間６２（図７参照）を塞ぐための塞ぎ部材７０を、予混合火炎形成ノズル４０に設けた点に特徴がある。予混合火炎形成ノズル４０の出口には、塞ぎ部材７０が前記予混合火炎形成ノズル４０の出口から張り出すように設けてある。そして、前記塞ぎ部材７０は隣り合う前記予混合火炎形成ノズル４０の間隔６０を一定にするように配置されている。
【００３５】
この塞ぎ部材７０は、強度を考慮すると前記予混合火炎形成ノズル４０と一体に形成することが望ましい。また、塞ぎ部材7０を予混合火炎形成ノズル４０すべてに設けるのではなく、例えば隣り合う予混合火炎形成ノズル４０の一方に前記塞ぎ部材７０を設け、もう一方の予混合火炎形成ノズル４０の出口を前記塞ぎ部材７０に合わせた形状としてもよい。なお、冷却空気の流れを乱さないように、当該塞ぎ部材７０の冷却空気が衝突する側を、例えば図４（ａ）および（ｂ）に示すような構造としてもよい。
【００３６】
このガスタービン燃焼器は、前記塞ぎ部材７０によって、隣り合う予混合火炎形成ノズル４０同士と拡散火炎形成コーン３０または燃焼器内筒２０との間に存在していた略三角形の空間６２（図７参照）を塞いである。そして隣り合う予混合火炎形成ノズル４０の出口においては、前記塞ぎ部材７０によって一定寸法の間隔６０が設けてある。
【００３７】
従来のガスタービン燃焼器において、大半の冷却空気は前記略三角形の空間６２から流れ出ていたが、このガスタービン燃焼器では前期塞ぎ部材７０による一定寸法の間隔６０から均等に流れ出る。したがって冷却空気の流れは従来のように偏ったものとはならず、隣り合う予混合火炎形成ノズル４０の間隔６０にも冷却空気が流れるようになり、燃焼ガスがその部分へ逆流することを抑制できる。
その結果、隣り合う予混合火炎形成ノズル４０間における焼損を防止できる。
【００３８】
（実施の形態３）
図５は、この発明の実施の形態３に係るガスタービン燃焼器を示す正面図である。このガスタービン燃焼器は、上記略三角形の空間６２（図７参照）を塞ぐ断面山形状の塞ぎ部材７０を、燃焼器内筒２０および拡散火炎形成コーン３０に設けた点に特徴がある。燃焼器内筒２０および拡散火炎形成コーン３０の周辺部には、正面から見た形状が断面山形状の塞ぎ部材７０が設けてある。この塞ぎ部材７０は、強度を考慮すると、前記燃焼器内筒２０および拡散火炎形成コーン３０と一体に形成することが望ましい。なお、当該塞ぎ部材７０の冷却空気が衝突する側は、上述したように冷却空気の流れを乱さないような構造とすることもできる。
【００３９】
このガスタービン燃焼器は、前記塞ぎ部材７０によって、隣り合う予混合火炎形成ノズル４０同士と拡散火炎形成コーン３０または燃焼器内筒２０との間に存在していた略三角形の空間６２（図７参照）を塞いである。そして予混合火炎形成ノズル４０と前記塞ぎ部材７０との間には、一定の寸法をもった間隔が設けてある。ここで、従来の予混合火炎形成ノズルにおいて、大半の冷却空気は前記略三角形の空間６２から流れ出ていたが、このガスタービン燃焼器では予混合火炎形成ノズル４０の周囲からまんべんなく流れ出る。したがって冷却空気の流れは従来のように偏ったものとはならず、予混合火炎形成ノズル４０間にも冷却空気は流れるようになり、燃焼ガスが隣り合う予混合火炎形成ノズル４０の間へ逆流することを抑制できる。その結果、隣接する予混合火炎形成ノズル４０間における焼損を防止できる。
【００４０】
（実施の形態４）
図６は、この発明の実施の形態４に係るガスタービン燃焼器を示す正面図である。このガスタービン燃焼器は、燃焼器内筒２０の内部の形状と拡散火炎形成コーン３０外部の形状とを、予混合火炎形成ノズル４０群の外形に一定寸法の間隔をもって合わせた形状とした点に特徴がある。図６に示すように、燃焼器内筒２０および拡散火炎形成コーン３０の外周は、断面が楕円形状である予混合火炎形成ノズル４０群からなる環形状外周に沿って波型に曲げられている。従来の予混合火炎形成ノズルにおいて、大半の冷却空気は前記略三角形の空間６２（図７参照）から流れ出ていたが、このノズルでは予混合火炎形成ノズル４０の周囲全体から流れ出る。
【００４１】
したがって冷却空気の流れに従来のような偏りは発生せず、予混合火炎形成ノズル４０間にも十分な冷却空気が流れるようになり、燃焼ガスが隣り合う予混合火炎形成ノズル４０の間へ逆流することを抑制できる。その結果、隣接する予混合火炎形成ノズル４０間における焼損を防止できる。なお、隣接する予混合火炎形成ノズル４０同士の間隔と、予混合火炎形成ノズル４０と燃焼器内筒２０との間隔と、予混合火炎形成ノズル４０と拡散火炎形成コーン３０との間隔とは、それぞれ略等しくなるようにすることが望ましい。このようにすることによって、予混合火炎形成ノズル４０の周囲からより偏りなく冷却空気が流れ出るようになるため、さらに効果的に燃焼ガスの逆流を防止することができる。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明のガスタービン燃焼器（請求項１）では、予混合火炎形成ノズルのノズル出口形状を、隣り合う前記予混合火炎形成ノズルの外周の間隔がノズル出口にて一定寸法となるようにした。このため、隣り合う予混合火炎形成ノズルの間にも流れるようになり、燃焼ガスがこの部分に逆流することを防止できる。その結果、隣り合う予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できるようになる。
【００４３】
また、この発明のガスタービン燃焼器（請求項２）では、上記ガスタービン燃焼器において、前記予混合火炎形成ノズルの外周の間隔がノズル出口にて直線状になるようにしたため、隣接する予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できるようになると共に、予混合火炎形成ノズルの製造が比較的容易になる。
【００４４】
また、この発明のガスタービン燃焼器（請求項３）では、上記ガスタービン燃焼器において、さらに前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口における外周と前記燃焼器内筒の出口における内周との間隔と、前記予混合火炎形成ノズルのノズル出口における外周と前記拡散火炎形成コーンの出口における外周との間隔と、のうち少なくとも一方の間隔を一定寸法にした。このため、前記予混合火炎形成ノズル出口外周のより多くの領域において、冷却空気がまんべんなく流れるようになり、より効果的に隣接する予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できるようになる。
【００４５】
また、この発明のガスタービン燃焼器（請求項４）では、隣り合う予混合火炎形成ノズルの間に設けた塞ぎ部材によって、隣り合う予混合火炎形成ノズルのノズル出口における間隔が一定寸法になる。このため、隣り合う予混合火炎形成ノズルの間にも冷却空気が流れるようになり、燃焼ガスがこの部分に逆流することを抑制して、隣り合う予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できる。
【００４６】
また、この発明のガスタービン燃焼器（請求項５）では、隣り合うノズル同士と拡散火炎形成コーンおよび燃焼器内筒との間に形成された三角形の空間に、予混合火炎形成ノズルの出口外周と一定の間隔を開けて塞ぐ断面山形上の部材を設置した。この塞ぎ部材によって、隣り合う予混合火炎形成ノズル同士と拡散火炎形成コーンおよび燃焼器内筒との間に形成された三角形の空間は存在しなくなるため、隣り合う予混合火炎形成ノズルの間にも冷却空気が流れるようになる。その結果、燃焼ガスが隣り合う予混合火炎形成ノズル間に逆流することを抑制できる。この結果、隣り合う予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できる。
【００４７】
また、この発明のガスタービン燃焼器（請求項６）では、燃焼器内筒内部と拡散火炎形成コーン外部とを予混合火炎形成ノズル群の外形に一定寸法をもって合わせたため、冷却空気は前記予混合ノズルの周囲をまんべんなく流れるため、燃焼ガスが隣り合う予混合火炎形成ノズルの方向へ逆流することを抑制できる。その結果、予混合火炎形成ノズル間における焼損を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係るガスタービン燃焼器を示す正面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係るガスタービン燃焼器の変形例を示す正面図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係るガスタービン燃焼器を示す正面図である。
【図４】塞ぎ部材の一例を示す側面図および斜視図である。
【図５】この発明の実施の形態３に係るガスタービン燃焼器を示す正面図である。
【図６】この発明の実施の形態４に係るガスタービン燃焼器を示す正面図である。
【図７】これまで使用されてきたマルチノズル形予混合方式のガスタービン燃焼器の正面図である。
【図８】図７に示したガスタービン燃焼器の軸方向断面図である。
【符号の説明】
１０  燃焼器外筒
２０  燃焼器内筒
３０  拡散火炎形成コーン
３１  パイロット燃料供給ノズル
４０、４１、４２  予混合火炎形成ノズル
５０  燃焼室
６０、６３  間隔
６２  空間
７０  塞ぎ部材
【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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