(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に燃焼室を形成する筒状のライナと、
前記ライナの軸方向一端に設けられたバーナと、
前記ライナ及び前記バーナを内包する外筒と、
前記ライナのバーナ側端部を含む所定の領域を囲むように前記外筒内に設置され、前記ライナと共に環状の空間を形成するバイパス空気受容れ部と、
一端が前記バイパス空気受容れ部に接続され、圧縮機からの圧縮空気の一部をバイパス空気として前記バイパス空気受容れ部にバイパスさせるバイパス配管と、
前記バイパス配管に設置され、前記バイパス配管を流れるバイパス空気の流量を調整可能なバイパス弁とを備え、
前記ライナは、前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域における所定の位置に、前記バイパス空気受容れ部内の空間と前記燃焼室とを連通するバイパス空気孔を有し、
前記バイパス配管は、前記バイパス空気受容れ部のバーナ側端部に接続された
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器において、
前記バイパス配管は、前記外筒の外側に延在する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項３】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器において、
前記バイパス空気受容れ部内の空間に前記ライナに対向するように設置したインピンジ部材を更に備え、
前記インピンジ部材は、前記バイパス空気受容れ部内に流入するバイパス空気を前記ライナの外表面に噴出させるインピンジ孔を複数有する
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に記載のガスタービン燃焼器において、
前記バイパス弁の弁開度をガスタービンの負荷条件に応じて制御する制御装置を更に備える
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項５】
請求項４に記載のガスタービン燃焼器において、
前記制御装置は、前記バイパス弁の弁開度を、前記ガスタービンの負荷が無負荷条件で最大開度とし、負荷の上昇に伴い減少させ、定格負荷条件で最小開度となるように制御する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項６】
内部に燃焼室を形成する筒状のライナと、
前記ライナの軸方向一端に設けられたバーナと、
前記ライナ及び前記バーナを内包する外筒と、
前記ライナのバーナ側端部を含む所定の領域を囲むように前記外筒内に設置され、前記ライナと共に環状の空間を形成するバイパス空気受容れ部と、
一端が前記バイパス空気受容れ部に接続され、圧縮機からの圧縮空気の一部をバイパス空気として前記バイパス空気受容れ部にバイパスさせるバイパス配管と、
前記バイパス配管に設置され、前記バイパス配管を流れるバイパス空気の流量を調整可能なバイパス弁と、
前記バイパス弁の弁開度をガスタービンの負荷条件に応じて制御する制御装置とを備え、
前記ライナは、前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域における所定の位置に、前記バイパス空気受容れ部内の空間と前記燃焼室とを連通するバイパス空気孔を有し、
前記制御装置は、前記ガスタービンの負荷が無負荷条件から低負荷条件において、前記ライナ内におけるバーナ側端部から前記バイパス空気孔に対応する位置までの領域の当量比が１．０となるように、前記バイパス弁の弁開度を制御する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項７】
内部に燃焼室を形成する筒状のライナと、
前記ライナの軸方向一端に設けられたバーナと、
前記ライナ及び前記バーナを内包する外筒と、
前記ライナのバーナ側端部を含む所定の領域を囲むように前記外筒内に設置され、前記ライナと共に環状の空間を形成するバイパス空気受容れ部と、
一端が前記バイパス空気受容れ部に接続され、圧縮機からの圧縮空気の一部をバイパス空気として前記バイパス空気受容れ部にバイパスさせるバイパス配管と、
前記バイパス配管に設置され、前記バイパス配管を流れるバイパス空気の流量を調整可能なバイパス弁と、
前記バイパス弁の弁開度をガスタービンの負荷条件に応じて制御する制御装置とを備え、
前記ライナは、前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域における所定の位置に、前記バイパス空気受容れ部内の空間と前記燃焼室とを連通するバイパス空気孔を有し、
前記制御装置は、前記ガスタービンの負荷が高負荷条件から定格負荷条件において、前記ライナ内におけるバーナ側端部から前記バイパス空気孔に対応する位置までの領域の当量比が１．５以上３．０以下となるように、前記バイパス弁の弁開度を制御する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項８】
請求項６に記載のガスタービン燃焼器において、
前記制御装置は、前記ガスタービンの負荷が高負荷条件から定格負荷条件において、前記ライナ内におけるバーナ側端部から前記バイパス空気孔に対応する位置までの領域の当量比が１．５以上３．０以下となるように、前記バイパス弁の弁開度を制御する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項９】
内部に燃焼室を形成する筒状のライナと、
前記ライナの軸方向一端に設けられたバーナと、
前記ライナ及び前記バーナを内包する外筒と、
前記ライナのバーナ側端部を含む所定の領域を囲むように前記外筒内に設置され、前記ライナと共に環状の空間を形成するバイパス空気受容れ部と、
一端が前記バイパス空気受容れ部に接続され、圧縮機からの圧縮空気の一部をバイパス空気として前記バイパス空気受容れ部にバイパスさせるバイパス配管と、
前記バイパス配管に設置され、前記バイパス配管を流れるバイパス空気の流量を調整可能なバイパス弁と、
前記バイパス弁の弁開度をガスタービンの負荷条件に応じて制御する制御装置と、
前記ライナにおける前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域の温度を検出する温度検出器とを備え、
前記ライナは、前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域における所定の位置に、前記バイパス空気受容れ部内の空間と前記燃焼室とを連通するバイパス空気孔を有し、
前記制御装置は、前記温度検出器の検出信号及び前記ガスタービンの負荷条件に基づいて、前記バイパス弁の弁開度を制御する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項１０】
請求項９に記載のガスタービン燃焼器において、
前記制御装置は、前記温度検出器の検出信号が予め定めた設定値を超えた場合において、前記ガスタービンの負荷が５０％未満時には、弁開度を減少させる指令を前記バイパス弁に出力し、前記ガスタービンの負荷が５０％以上時には、弁開度を増加させる指令を前記バイパス弁に出力する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項１１】
空気を圧縮して高圧の圧縮空気を生成する圧縮機と、
前記圧縮機から導入される圧縮空気と燃料とを混合して燃焼させることで燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記燃焼器で生成された燃焼ガスのエネルギーにより軸駆動力を得るタービンとを備え、
前記燃焼器は
内部に燃焼室を形成するライナと、
前記ライナを内包する外筒と、
前記ライナにおける燃焼ガス上流側の端部を含む所定の領域を囲むように前記外筒内に設置され、前記ライナと共に環状の空間を形成するバイパス空気受容れ部と、
一端が前記バイパス空気受容れ部に接続され、前記圧縮機からの圧縮空気の一部をバイパス空気として前記バイパス空気受容れ部にバイパスするバイパス配管と、
前記バイパス配管に設置され、前記バイパス配管に流れるバイパス空気の流量を調整可能なバイパス弁とを備え、
前記ライナは、前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域における所定の位置に、前記バイパス空気受容れ部内の空間と前記燃焼室とを連通するバイパス空気孔を有し、
前記バイパス配管は、前記バイパス空気受容れ部の燃焼ガス上流側の端部に接続された
ことを特徴とするガスタービン。
【請求項１２】
内部に燃焼室を形成するライナと、前記ライナの軸方向一端に設けられたバーナとを有するガスタービン燃焼器を備えたガスタービンの運転方法であって、
前記ガスタービンの負荷条件を検出し、
前記ライナのバーナ側端部を含む所定の領域を囲むように設置されて前記ライナと共に環状の空間を形成するバイパス空気受容れ部を介して、前記ライナの前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域における所定の位置に設けたバイパス空気孔から前記燃焼室に流入する圧縮機からの圧縮空気の一部であるバイパス空気の流量を、検出した前記ガスタービンの負荷条件に応じて調整し、
検出した前記ガスタービンの負荷条件が無負荷条件及び低負荷条件のいずれかの場合には、前記ライナ内におけるバーナ側端部から前記バイパス空気孔に対応する位置までの領域の当量比が１．０となるように、前記バイパス空気の流量を調整する
ことを特徴とするガスタービンの運転方法。
【請求項１３】
内部に燃焼室を形成するライナと、前記ライナの軸方向一端に設けられたバーナとを有するガスタービン燃焼器を備えたガスタービンの運転方法であって、
前記ガスタービンの負荷条件を検出し、
前記ライナのバーナ側端部を含む所定の領域を囲むように設置されて前記ライナと共に環状の空間を形成するバイパス空気受容れ部を介して、前記ライナの前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域における所定の位置に設けたバイパス空気孔から前記燃焼室に流入する圧縮機からの圧縮空気の一部であるバイパス空気の流量を、検出した前記ガスタービンの負荷条件に応じて調整し、
検出した前記ガスタービンの負荷条件が高負荷条件及び定格負荷条件のいずれかの場合には、前記ライナ内におけるバーナ側端部から前記バイパス空気孔に対応する位置までの領域の当量比が１．５以上３．０以下となるように、前記バイパス空気の流量を調整する
ことを特徴とするガスタービンの運転方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載のガスタービンの運転方法であって、
検出した前記ガスタービンの負荷条件が高負荷条件及び定格負荷条件のいずれかの場合には、前記ライナ内におけるバーナ側端部から前記バイパス空気孔に対応する位置までの領域の当量比が１．５以上３．０以下となるように、前記バイパス空気の流量を調整する
ことを特徴とするガスタービンの運転方法。
【請求項１５】
内部に燃焼室を形成するライナと、前記ライナの軸方向一端に設けられたバーナとを有するガスタービン燃焼器を備えたガスタービンの運転方法であって、
前記ガスタービンの負荷条件を検出し、
前記ライナのバーナ側端部を含む所定の領域を囲むように設置されて前記ライナと共に環状の空間を形成するバイパス空気受容れ部を介して、前記ライナの前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域における所定の位置に設けたバイパス空気孔から前記燃焼室に流入する圧縮機からの圧縮空気の一部であるバイパス空気の流量を、検出した前記ガスタービンの負荷条件に応じて調整し、
前記ライナにおける前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域の温度を更に検出し、
検出した温度が予め定めた設定値を超えたか否かを更に判定し、
検出した温度が前記設定値を超えたと判定し、かつ、検出した前記ガスタービンの負荷が５０％未満の場合には、前記バイパス空気の流量を減少させ、
検出した温度が前記設定値を超えたと判定し、かつ、検出した前記ガスタービンの負荷が５０％以上の場合には、前記バイパス空気の流量を増加させる
ことを特徴とするガスタービンの運転方法。
【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、それを備えたガスタービン、及びそのガスタービンの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発熱量の低い燃料は、一般に、ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas）等と比べて火炎温度が低く燃焼速度が遅いため、燃えにくい燃料である。このような低カロリーガスの代表例として、高炉ガスが挙げられる。高炉ガスは、製鉄プロセスにおいて高炉から発生する副生ガスであり、一酸化炭素や水素を主要可燃成分とし、その他に窒素や二酸化炭素を多量に含む難燃性のガスである。この高炉ガスをガスタービンの燃料として利用したいというニーズがある。
【０００３】
ガスタービン燃焼器において、一般に、ガスタービンの部分負荷運転時、特に低負荷運転時には、定格負荷運転時よりも燃料流量が少なくなるので、燃焼温度が低くなる。低い燃焼温度では燃料の反応性が低下するので、燃焼効率が低下する傾向にある。特に、難燃性のガスである高炉ガスを燃料として用いる場合、燃料の反応性が低下すると、燃料が不完全燃焼となり、燃焼効率の低下が問題となる。
【０００４】
そこで、部分負荷運転時の燃焼効率の向上のために、圧縮機からの圧縮空気の一部を燃焼器に流入させずにタービンに流入するようにバイパスさせることで、燃焼器内の燃料濃度を高めて燃焼温度を高くする方法がある。このようなバイパス構造を有するガスタービンの一例として、圧縮機からの圧縮空気を受ける室を形成するケーシングと、その室内に配置された円筒状のライナにより形成された燃焼器と、燃焼器の後端部に結合されて燃焼器内で発生した燃焼ガスをタービンに送給する連絡ダクトと、室で受けた圧縮空気の一部が燃焼器をバイパス可能となるように連絡ダクトに接続された空気式バイパス弁装置と、圧縮機から空気式バイパス弁装置に可変圧力で制御空気を供給する供給手段とを備えたものがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−４９５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記した特許文献１に記載のガスタービンにおいては、部分負荷運転時に、圧縮機からの圧縮空気の一部が燃焼器をバイパスして燃焼器の下流側の連絡ダクト内に流入するので、ライナ（燃焼器）の外表面に沿って流れる圧縮空気の流量が減少する。この圧縮空気は、ライナ外表面に沿って流れる際に、燃焼器内で発生した燃焼ガスにより加熱されたライナを冷却する機能を有している。したがって、ライナ外表面に沿って流れる圧縮空気がバイパスにより減少すると、ライナの冷却が不十分になる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、ガスタービンの無負荷条件から部分負荷条件において、高い燃焼効率を維持しつつライナの冷却を向上させることができるガスタービン燃焼器、ガスタービン、及びガスタービンの運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、内部に燃焼室を形成する筒状のライナと、前記ライナの軸方向一端に設けられたバーナと、前記ライナ及び前記バーナを内包する外筒と、前記ライナのバーナ側端部を含む所定の領域を囲むように前記外筒内に設置され、前記ライナと共に環状の空間を形成するバイパス空気受容れ部と、一端が前記バイパス空気受容れ部に接続され、圧縮機からの圧縮空気の一部をバイパス空気として前記バイパス空気受容れ部にバイパスさせるバイパス配管と、前記バイパス配管に設置され、前記バイパス配管を流れるバイパス空気の流量を調整可能なバイパス弁とを備え、前記ライナは、前記バイパス空気受容れ部に囲まれた領域における所定の位置に、前記バイパス空気受容れ部内の空間と前記燃焼室とを連通するバイパス空気孔を有し、前記バイパス配管は、前記バイパス空気受容れ部のバーナ側端部に接続されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、圧縮空気の一部をバイパス空気としてバイパスさせるバイパス配管を、ライナのバーナ側端部を含む所定の領域を囲むバイパス空気受容れ部に接続すると共に、ライナの所定の位置にバイパス空気孔を設けることにより、バイパス空気がライナのバイパス空気受容れ部に囲まれた領域を冷却して燃焼室の所定の位置に流入可能となるので、ガスタービンの無負荷条件から部分負荷条件において、高い燃焼効率を維持しつつライナの冷却を向上させることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を示す縦断面図及びそれを備えるガスタービンを示す概略構成図である。
【図２】図１の符号Ａで示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態の一部を構成するバイパス空気受容れ部を拡大した縦断面図である。
【図３】図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態の一部を構成するライナの積算開口面積と軸方向位置との関係を示す特性図である。
【図４】図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態の一部を構成するライナに設けるバイパス空気孔の所定の位置を示す説明図である。
【図５】図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を備えたガスタービンの運転方法におけるガスタービン負荷とバイパス弁の弁開度との関係を示す特性図である。
【図６】代表的な高炉ガスにおける理論火炎温度と当量比との関係を示す特性図である。
【図７】図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を備えたガスタービンの運転方法におけるガスタービン負荷と当量比との関係を示す特性図である。
【図８】図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を備えたガスタービンの運転方法における無負荷条件の場合のライナの軸方向位置と当量比との関係を示す特性図である。
【図９】図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を備えたガスタービンの運転方法における定格負荷条件の場合のライナの軸方向位置と当量比との関係を示す特性図である。
【図１０】本発明のガスタービン燃焼器の第２の実施の形態を示す縦断面図及びそれを備えるガスタービンを示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のガスタービン燃焼器、ガスタービン、ガスタービンの運転方法の実施の形態を図面を用いて説明する
［第１の実施の形態］
本発明のガスタービン燃焼器、ガスタービン、ガスタービンの運転方法の第１の実施の形態を図１乃至図９を用いて説明する。
まず、本発明のガスタービン燃焼器及びそれを備えたガスタービンの第１の実施の形態の構成を１乃至図３を用いて説明する。図１は本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を示す縦断面図及びそれを備えるガスタービンを示す概略構成図、図２は図１の符号Ａで示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態の一部を構成するバイパス空気受容れ部を拡大した縦断面図、図３は図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態の一部を構成するライナの積算開口面積と軸方向位置との関係を示す特性図である。図１中、矢印はガスタービンの作動流体又は燃料の流れ方向を示している。図２中、矢印はバイパス空気又は燃焼用空気の流れ方向を示している。図３中、縦軸Ｓは図１に示すライナ２１の冷却空気孔３１及びバイパス空気孔４８の積算開口面積を、横軸ｘはライナ２１の左端（バーナ２２側端）を０とした軸方向位置を示している。なお、図1及び図２において、燃焼器は、その左側が燃焼ガスの上流側、その右側が下流側になるように図示されている。
【００１２】
図１において、ガスタービンは、空気を圧縮して高圧の圧縮空気１００を生成する圧縮機１と、圧縮機１から導入される圧縮空気１００と燃料２００とを混合して燃焼させることで、高温の燃焼ガス１１０を生成する燃焼器２と、燃焼器２で生成された燃焼ガス１１０のエネルギーにより軸駆動力を得るタービン３とを備えている。ガスタービンには、発電機４が機械的に連結されている。圧縮機１の出口には、圧縮空気１００の流量を検出する空気流量検出器８が設けられている。燃焼器２には、燃料２００を供給する燃料系統１０が接続されている。燃料系統１０は、燃料流量を検出する燃料流量検出器１１を備えている。燃料２００として、例えば、低カロリーガスの高炉ガスが挙げられる。
【００１３】
燃焼器２は、内部に燃焼室３０を形成する略円筒状のライナ２１と、ライナ２１の軸方向一端（図１では左端）に設けられ、燃料２００及び圧縮空気１００の一部を燃焼用空気１０１として燃焼室３０に噴射するバーナ２２と、ライナ２１及びバーナ２２を内包する圧力容器としての外筒２３と、ライナ２１の軸方向他端（図１では右端）とタービン３とを接続し、燃焼室３０で生成された燃焼ガス１１０をタービン３に導くトランジションピース２４と、外筒２３のバーナ２２側一端（図１では左端）の開口部を閉塞するエンドカバー２５とを備えている。外筒２３の他端（図１では右端）は、ケーシング６に接続されている。ケーシング６の内部には、圧縮機１から圧縮空気１００が流入する空間７が形成されている。燃焼器２は、圧縮機１からケーシング６を介して圧縮空気１００が流入するように構成されている。
【００１４】
外筒２３とライナ２１の間には、圧縮空気１００が流通する環状流路３２が形成されている。ライナ２１の右側（燃焼ガス１１０の下流側）領域には、その軸方向及び周方向に、圧縮空気１００の一部をライナ２１の冷却空気１０２として燃焼室３０に流入させる冷却空気孔３１が複数設けられている。この右側領域としては、例えば、右端から全長の約３分の２の部分である。
【００１５】
燃焼器２は、さらに、圧縮空気１００の一部をバイパス空気１０３として迂回（バイパス）させて燃焼器２内の燃焼室３０の所定の位置に流入させるバイパス機構４０を備えている。バイパス機構４０は、図１及び図２に示すように、ライナ２１の左側端部（バーナ２２側端部）を含む所定の領域を囲むように環状流路３２内に設置され、ライナ２１と共に環状の空間４７を形成するバイパス空気受容れ部４１と、一端（図１では右端）がケーシング６に接続されてケーシング６の外側に延在すると共に、他端（図１では左端）が外筒２３を貫通してバイパス空気受容れ部４１に接続されるバイパス空気配管４２と、バイパス空気配管４２に設置されたバイパス弁４３とを備えている。バイパス空気受容れ部４１が囲むライナ２１の所定の領域とは、後述するバイパス空気孔４８を設けた部分を含む領域であり、例えば、ライナ２１の左側端部から全長の約３分の１までの部分である。
【００１６】
バイパス空気配管４２は、圧縮機１からの圧縮空気１００の一部をバイパス空気１０３として抽気してバイパス空気受容れ部４１にバイパスさせるものである。バイパス空気配管４２は、図２に示すように、バイパス空気受容れ部４１の左側端部に接続されている。バイパス空気受容れ部４１内の空間４７には、ライナ２１に対向する略円筒状のインピンジ部材４５が設置されている。インピンジ部材４５は、その軸方向及び周方向に、ライナ２１の外表面にバイパス空気１０３を噴出させるインピンジ孔４９を複数有している。
【００１７】
ライナ２１の軸方向の所定の位置には、図１及び図２に示すように、バイパス空気受容れ部４１内の空間４７と燃焼室３０とを連通し、バイパス空気１０３を燃焼室３０に流入させるバイパス空気孔４８が周方向に複数設けられている。つまり、ライナ２１は、バイパス空気受容れ部４１に囲まれた領域における所定の位置、例えば、領域の右側端部にバイパス空気孔４８を複数有している。ライナ２１のバイパス空気受容れ部４１に囲まれた領域には、図１及び図３に示すように、その右側端部にバイパス空気孔４８のみが設けられており、冷却空気孔３１は設けられていない。ライナ２１の軸方向の所定の位置とは、詳細は後述するが、バイパス空気１０３が燃焼室３０に流入しても、燃焼温度が低下せず、燃焼器２の燃焼効率が低下しない位置である。例えば、ライナ２１の左端から全長の約３分の１離隔した位置である。
【００１８】
図１において、バイパス弁４３は、バイパス配管４２を流れるバイパス空気１０３の流量を調整するものである。バイパス弁４３には、制御装置４４が接続されている。制御装置４４には、燃料流量検出器１１及び空気流量検出器８がそれぞれ接続されており、燃料流量検出器１１で検出された流量に応じた検出信号、及び空気流量検出器８で検出された流量に応じた検出信号がそれぞれ入力される。制御装置４４は、燃料流量検出器１１で検出された燃料流量、空気流量検出器８で検出された圧縮空気流量、及びガスタービンの負荷条件に基づいて、バイパス弁４３の弁開度を制御し、バイパス空気１０３の流量を調整する。
【００１９】
次に、バイパス空気孔を設けるライナの軸方向の所定の位置について図４を用いて説明する。
図４は図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態の一部を構成するライナに設けるバイパス空気孔の所定の位置を示す説明図及び代表的な高炉ガスが当量比１．０で燃焼した場合における火炎温度とライナの軸方向位置との概略的な関係を示す特性図である。図４中、縦軸Ｔは代表的な高炉ガスが当量比１．０で燃焼した場合の火炎温度（℃）を、横軸ｘはライナ２１の左端（バーナ２２側端）を０とした軸方向位置を示している。当量比とは、燃料の空気に対する濃さを表す指標であり、理論空燃比を実際の混合気の空燃比で割った値である。なお、図４において、図１乃至図３に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２０】
当量比が１．０となる燃料と燃焼用空気とが反応した場合、図４に示すように、火炎温度Ｔは、左端０からある位置ｘまで１０００℃よりかなり低い数百℃の状態であり、それより右側に行くにしたがって徐々に上昇する。そして、ある軸方向位置ｈにおいて約１０００℃に到達し、更に右側では１０００℃超で略一定となる。
【００２１】
もし、火炎温度Ｔが１０００℃に達しない位置ｘからバイパス空気を燃焼室内に流入させた場合、バイパス空気が燃焼温度の上昇を妨げ、燃料の反応性が低下する。つまり、圧縮空気をバイパスさせた意味がなくなってしまう。それに対して、火炎温度Ｔが１０００℃以上に達した位置ｘからバイパス空気を流入させた場合、バイパス空気は、上昇した燃焼温度を低下させず、新たな酸素供給源となって燃焼を促進させる。
【００２２】
そこで、本実施の形態においては、例えば、当量比が１．０となる燃料と燃焼用空気とが反応して燃焼温度が１０００℃以上に到達可能なライナ２１の軸方向位置に、バイパス空気孔４８を設けている。このような位置にバイパス空気孔４８を設けることにより、バイパス空気１０３が燃焼室３０内に流入しても、燃焼温度は低下せず、高い燃焼効率の維持が可能である。つまり、バイパス空気孔を設ける所定の位置とは、バイパス空気１０３が燃焼室３０に流入しても燃焼効率の低下を生じさせない位置である。
【００２３】
次に、本発明のガスタービン燃焼器を備えたガスタービンの第１の実施の形態における作動流体の流れを図１及び図２を用いて説明する。
図１に示すように、ガスタービンは、圧縮機１が大気より吸込んだ空気を圧縮し、圧縮空気１００をケーシング６内の空間７へと供給する。その圧縮空気１００は、その一部がライナ２１と外筒２３の間に形成された環状流路３２に流入し、残りがバイパス空気１０３としてバイパス空気配管４２に流入する。
【００２４】
環状流路３２に流入した圧縮空気１００は、バーナ２２側に向かって流れ、このとき、ライナ２１の外表面を冷却する。この圧縮空気１００の一部は、燃焼器２の左側端部に到達し、エンドカバー２５に衝突して流れの向きを変え、燃焼用空気１０１としてバーナ２２に流入する。バーナ２２に流入した燃焼用空気１０１は、旋回成分を付与されて燃焼室３０に噴射され、バーナ２２から噴射される燃料２００と混合する。これにより、拡散火炎１０５が形成され、燃焼ガス１１０が発生する。また、環状流路３２に流入した圧縮空気１００の他の部分は、冷却空気１０２として冷却空気孔３１から燃焼室３０に流入する。この冷却空気１０２によって、高温の燃焼ガス１１０によるライナ２１の温度上昇が抑制される。冷却空気１０２は、例えば、ライナ２１の軸方向に沿うように燃焼室３０に流入する。
【００２５】
一方、バイパス空気１０３は、バイパス空気配管４２を通じてバイパス空気受容れ部４１に流入する。このバイパス空気１０３は、図１及び図２に示すように、インピンジ部材４５に衝突し、インピンジ部材４５のインピンジ孔４９から噴出してライナ２１に衝突する。これにより、拡散火炎により加熱されて高温となるライナ２１の部分がインピンジメント冷却される。ライナ２１に衝突した後のバイパス空気１０３は、ライナ２１とインピンジ部材４５の間隙を下流側（図１及び図２の右側）のバイパス空気孔４８に向かって流れ、バイパス空気孔４８から燃焼室３０に流入する。このバイパス空気１０３は、ライナ２１の外表面に沿って流れるとき、伝熱によりライナ２１を冷却する。つまり、本実施の形態においては、拡散火炎１０５により加熱されて高温となるライナ２１の部分は、バイパス空気１０３の噴出によりインピンジメント冷却されると共に、バイパス空気１０３との伝熱により冷却される。
【００２６】
燃焼室３０で発生した燃焼ガス１１０は、燃焼室３０に流入した冷却空気１０２及びバイパス空気１０３と混合し、トランジションピース２４を通過してタービン３に流入する。燃焼ガス１１０の供給によりタービン３には回転動力が与えられ、タービン３の回転動力は圧縮機１及び発電機４に伝達される。圧縮機１に伝達された回転動力は圧縮動力として用いられ、発電機４に伝達された回転動力は電気エネルギーに変換される。
【００２７】
次に、本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を備えたガスタービンの運転方法を図５乃至図９を用いて説明する。
先ず、ガスタービンの負荷条件に対するバイパス弁の弁開度の関係を図５を用いて説明する。
図５は図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を備えたガスタービンの運転方法におけるガスタービン負荷とバイパス弁の弁開度との関係を示す特性図である。図５中、縦軸Ｖはバイパス弁の弁開度を、横軸Ｌはガスタービンの負荷（％）を示している。なお、図５において、図１乃至図４に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２８】
制御装置４４（図１参照）は、図５に示すように、バイパス弁４３（図１参照）の弁開度を、ガスタービンの無負荷条件（０％）で最大開度とし、負荷の上昇に伴い減少させ、定格負荷条件（１００％）で最小開度となるように制御する。このとき、負荷の変化量に対する弁開度の変化量は、低負荷条件（例えば、約４０％未満）及び高負荷条件（例えば、約６０％超）の場合の方が、中負荷条件（例えば、約４０％以上約６０％以下）の場合よりも小さくなるようにする。制御装置４４は、バイパス弁４３の弁開度を制御することで、燃焼用空気１０１とバイパス空気１０３との比率を調整し、最終的には、燃焼室３０の燃料２００と燃焼用空気１０１との比率（当量比φ）を調整している。
【００２９】
次に、ガスタービンの負荷条件に対する当量比の関係を図６及び図７を用いて説明する。
図６は代表的な高炉ガスにおける理論火炎温度と当量比との関係を示す特性図、図７は図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を備えたガスタービンの運転方法におけるガスタービン負荷と当量比との関係を示す特性図である。図６中、縦軸Ｔは代表的な高炉ガスを用いた場合の理論火炎温度（℃）を、横軸φは当量比を示している。図７中、縦軸φは当量比を、横軸Ｌはガスタービンの負荷（％）を示している。当量比φは、図１に示すライナ２１内のバイパス空気孔４８に対応する軸方向位置における値である。破線αはバイパス弁４３の弁開度を常に全閉とした場合であり、実線βはバイパス弁４３を図５に示すように制御した場合である。なお、図６及び図７において、図１乃至図５に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
燃料２００として代表的な高炉ガスを用いる場合、図６に示すように、理論火炎温度Ｔは、当量比φが１．０（量論混合比）近傍において最も高くなる。つまり、当量比φが１．０近傍から増加及び低下するにつれて、理論火炎温度は低下していく。この当量比と火炎温度の観点から、次の２種類の運転方法を比較する。
【００３１】
先ず、バイパス弁４３（図１参照）をガスタービン負荷の大きさに関わらず全閉する場合、すなわち、圧縮空気１００をバイパスさせない運転方法の場合、図７の破線αで示すように、当量比φはガスタービンの負荷上昇に伴い増加していく。つまり、ガスタービンの負荷の上昇に応じて燃料流量を増加させると、その燃料流量の増加によって当量比φが上昇する。ガスタービン負荷が無負荷条件から低負荷条件では、燃料流量が少量であるため、当量比φが１．０（量論混合比）よりも十分に小さくなる。このため、図６から明らかなように、燃焼温度が低くなり、燃料２００の反応性が低下する。このため、燃料２００として難燃性の高炉ガスを用いた場合、不完全燃焼となり、燃焼効率が低下する。
【００３２】
一方、本実施の形態における運転方法においては、図７の実線βで示すように、ガスタービンの無負荷条件から低負荷条件では、ライナ２１内のバイパス空気孔４８に対応する軸方向位置での当量比が１．０になるように、バイパス弁４３の弁開度を制御装置４４（図１参照）により制御する。これにより、無負荷条件及び低負荷条件のように燃料流量が少ない場合においても、図６に示すように、燃焼温度が低くなることがなく、燃料２００の反応性の低下を防止できる。このため、難燃性の燃料２００を用いても、燃焼効率が低下することがない。
【００３３】
上記制御の具体的な一例を図１を用いて説明する。図１において、制御装置４４は、先ず、燃料流量検出器１１で検出された検出信号、空気流量検出器８で検出された検出信号、及びガスタービンの負荷条件の検出信号を取り込む。ガスタービンの負荷条件の検出信号として、例えば、発電機４とガスタービンの接続の有無の検出信号や発電機４の発電量に応じた検出信号、又は、燃料流量に応じた検出信号が挙げられる。このような検出信号に基づき、制御装置４４は、ガスタービンの負荷条件を判定する。ガスタービンの負荷が無負荷条件又は低負荷条件である場合には、制御装置４４は、燃料流量検出器１１及び空気流量検出器８の検出信号に基づいて、当量比φが１．０となるような弁開度に変更する指令をバイパス弁４３に出力する。これにより、バイパス空気配管４２を流れるバイパス空気１０３の流量が調整され、その結果、燃焼室３０に流入する燃焼用空気１０１の流量が調整される。
【００３４】
次いで、ガスタービンの無負荷条件におけるライナ（燃焼室）の軸方向位置に対する当量比の関係及びガスタービンの無負荷条件における運転方法を図１、図２、図６及び図８を用いて説明する。
図８は図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を備えたガスタービンの運転方法における無負荷条件の場合のライナの軸方向位置と当量比との関係を示す特性図である。図８中、縦軸φは当量比を、横軸ｘは図１に示すライナ２１（燃焼室３０）の左端（バーナ２２側端）を０とした軸方向位置（％）を示している。破線αはバイパス弁４３の弁開度を全閉とした場合であり、実線βはバイパス弁４３を図５に示すように制御した場合である。なお、図８において、図１乃至図７に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３５】
図１に示すライナ２１内（燃焼室３０）の軸方向位置０における当量比φは、バーナ２２から流入する燃焼用空気１０１及び燃料２００の流量で決定される。また、ライナ２１における軸方向位置０からバイパス空気孔４８までの領域には、ライナ２１をその半径方向に貫通する孔が存在しないため（図１及び図２参照）、図８に示すように、その領域（Ｃ部分）の当量比φは、一定となり、軸方向位置０の当量比と同一である。また、ライナ２１の右側部分では、冷却空気孔３１から冷却空気１０２が燃焼室３０に流入するため（図１参照）、ライナ２１内の右側領域の当量比φは、右側に行くにしたがって徐々に低下する。
【００３６】
バイパス弁４３を全閉とした場合、すなわち、圧縮空気１００をバイパスさせない運転方法の場合、圧縮空気１００は燃焼用空気１０１及び冷却空気１０２として燃焼室３０に流入する（図１参照）。このため、燃焼用空気１０１の流量が多量となり、図８の破線αで示すように、ライナ２１内の左側端部からバイパス空気孔４８に対応する位置までの領域（Ｃ部分）の当量比φは、１．０（量論混合比）よりも十分に低くなる。そのため、上述したように、燃焼温度が低くなり、燃焼効率が低下する。
【００３７】
それに対して、本実施の形態における運転方法においては、バイパス弁４３を開放する。これにより、バイパス空気１０３の流量が増加するので、その増加分、燃焼用空気１０１及び冷却空気１０２の流量が減少する。このため、図８の実線βで示すように、ライナ２１内の上記領域（Ｃ部分）の当量比φは、バイパス弁４３を全閉とした場合と比較して上昇する。
【００３８】
また、本実施の形態の運転方法においては、図８の実線βで示すように、ライナ２１内の上記領域（Ｃ部分）の当量比φが１．０になるように、制御装置４４によりバイパス弁４３の弁開度を制御する。当量比φが１．０のとき、図６に示すように、燃焼温度が高くなるので、ライナ２１内（燃焼室３０）のその領域は高温となる。燃焼室３０に高温領域が形成されることで、燃焼用空気１０１と燃料２００の燃焼反応が促進される。また、高温領域が軸方向に一定範囲形成されるため、燃焼用空気１０１と燃料２００の燃焼反応に必要な時間が確保される。このように、無負荷条件において、制御装置４４でバイパス弁４３の弁開度を制御して、燃焼室３０における左側端部からバイパス空気孔４８に対応する位置までの領域を高温にすることにより、燃料２００の反応性の低下を防止し、高い燃焼効率を得ることができる。
【００３９】
このように、燃焼室３０の上記領域が高温になると、その領域のライナ２１の部分も燃焼室３０の温度に応じて高温になるため、ライナ２１のその領域を冷却する必要がある。本実施の形態においては、図２に示すように、ライナ２１の左側端部からバイパス空気孔４８までを含む領域（高温となる領域）を囲んだバイパス空気受容れ部４１にバイパス空気１０３が流入し、インピンジ部材４５により衝突噴流としてライナ２１に衝突する。この衝突噴流によるインピンジ冷却によりライナ２１の温度上昇が抑制される。また、ライナ２１に衝突後のバイパス空気１０３は、ライナ２１の外表面に沿ってバイパス空気孔４８に向かって流れる。このライナ２１の外表面に沿って流れるバイパス空気１０３は、ライナ２１との伝熱により、ライナ２１の温度上昇を抑制する。つまり、圧縮空気１００をバイパスさせることで高温となったライナ２１の領域をバイパス空気１０３で冷却することによりライナ２１の温度上昇を抑制することができる。
【００４０】
なお、ガスタービン負荷が低負荷条件においても、無負荷条件の場合と同様な制御を行う。したがって、低負荷条件においても、上述したような作用効果を得ることができる。
【００４１】
次に、ガスタービンの定格負荷条件におけるライナ（燃焼室）の軸方向位置に対する当量比の関係、及び、ガスタービンの定格負荷条件・高負荷条件における運転方法を図１、図５乃至図７、及び図９を用いて説明する。
図９は図１に示す本発明のガスタービン燃焼器の第１の実施の形態を備えたガスタービンの運転方法における定格負荷条件の場合のライナの軸方向位置と当量比との関係を示す特性図である。図９中、縦軸φは当量比を、横軸ｘはライナ２１（燃焼室３０）の左端（バーナ２２側端）を０とした軸方向位置（％）を示している。なお、図９において、図１乃至図８に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００４２】
定格負荷条件において、燃料流量は低負荷条件よりも増加するので、当量比φが高くなる。当量比φが３．０以上の場合、図６に示すように、理論火炎温度が１０００℃以下となるので、酸素不足及び燃料２００の反応性の低下により火炎が不安定になる可能性がある。そこで、定格負荷条件では、図７及び図９に示すように、当量比φが３．０未満となるように、図１に示す制御装置４４によりバイパス弁４３の弁開度を小さくする。これにより、バイパス空気１０３の流量が減少し、その結果、バーナ２２に流入する燃焼用空気１０１の流量が増加する。このため、ライナ２１内の左側端部からバイパス空気孔４８に対応する位置までの領域（図９のＣ部分）の当量比φが高くなりすぎて火炎が不安定になることを抑制できる。
【００４３】
また、高負荷条件においても、定格負荷条件と同様に、燃料流量は低負荷条件よりも増加するので、当量比φが低負荷条件より高くなる。そこで、高負荷条件でも、制御装置４４によりバイパス弁４３の弁開度を負荷に応じて小さくなるように制御する（図５参照）。
【００４４】
定格負荷条件及び高負荷条件において、バイパス弁４３の弁開度を絞ってバイパス空気１０３の流量を減少させると、バイパス空気１０３のインピンジ冷却効率が低下してライナ２１の温度が上昇する虞がある。そこで、本実施の形態においては、図７に示すように、ライナ２１内の上記領域の当量比φが１．５以上となるように、制御装置４４によりバイパス弁４３の弁開度を制御する。当量比φが１．５となる燃料過濃状態においては、図６に示すように、当量比φが１．０の場合より理論火炎温度が約２０％低下する。つまり、当量比φを１．５以上にすることで、燃焼温度が低下するので、ライナ２１の加熱が抑制される。このように、定格負荷条件及び高負荷条件において、バイパス空気１０３の流量が少量であっても、ライナ２１の温度上昇を抑制することができる。
【００４５】
本実施の形態においては、無負荷条件から低負荷条件では、バイパス弁４３の弁開度が定格負荷条件より相対的に大きくなるように制御してバイパス空気１０３の流量を増加させることで、ライナ２１内のバーナ２２側端部からバイパス空気孔４８に対応する位置までの領域の当量比φを略１．０にする。これにより、高い燃焼効率を得ることができると共に、ライナ２１の温度上昇を抑制することができる。
【００４６】
一方、定格負荷条件及び高負荷条件では、バイパス弁４３の弁開度を低負荷条件よりも相対的に小さくなるように制御してバイパス空気１０３の流量を減少させることで、当量比φを１．５以上３．０以下の燃料過濃状態にする。これにより、火炎を安定化させることができると共に、ライナ２１の温度上昇を抑制することができる。
【００４７】
中負荷条件では、バイパス弁４３の弁開度の変化量を大きくする制御を行うことで（図５参照）、当量比φを量論混合比から燃料過濃状態へと速やかに切り替える。
【００４８】
上述したように、本発明のガスタービン燃焼器、ガスタービン、及びガスタービンの運転方法の第１の実施の形態によれば、圧縮空気１００の一部をバイパス空気１０３としてバイパスさせるバイパス配管４２を、ライナ２１のバーナ２２側端部を含む所定の領域を囲むバイパス空気受容れ部４１に接続すると共に、ライナ２１の所定の位置にバイパス空気孔４８を設けることにより、バイパス空気１０３がライナ２１のバイパス空気受容れ部４１に囲まれた領域を冷却して燃焼室３０の所定の位置に流入可能となるので、ガスタービンの無負荷条件から部分負荷条件において、高い燃焼効率を維持しつつライナ２１の冷却を向上させることができる。
【００４９】
また、本実施の形態によれば、バイパス配管４２をバイパス空気受容れ部４１の左側端部（バーナ２２側端部）に接続したので、ライナ２１のバイパス空気受容れ部４１に囲まれた領域の全体をバイパス空気１０３により確実に冷却できる。
【００５０】
さらに、本実施の形態によれば、バイパス配管４２を外筒２３の外側に延在させたので、バイパス配管４２を介してバイパス空気１０３が外部雰囲気に冷却される。このため、ライナ２１のバイパス空気受容れ部４１に囲まれた領域の温度上昇をさらに抑制できる。
【００５１】
また、本実施の形態によれば、インピンジ部材４５をバイパス空気受容れ部４１内に設置しているので、バイパス空気１０３がインピンジ孔４９から噴出して、ライナ２１のバイパス空気受容れ部４１に囲まれた領域を効率的に冷却できる。
【００５２】
さらに、本実施の形態によれば、ガスタービンの負荷に応じてバイパス弁４３の弁開度を制御装置４４により制御するので、バイパス空気１０３の流量が適正に保持され、高い燃焼効率及びライナ２１の適切な冷却を確実に維持できる。
【００５３】
［第２の実施の形態］
次に、本発明のガスタービン燃焼器、ガスタービン、及びガスタービンの運転方法の第２の実施の形態を図１０を用いて説明する。
図１０は本発明のガスタービン燃焼器の第２の実施の形態を示す縦断面図及びそれを備えるガスタービンを示す概略構成図である。図１０中、矢印はガスタービンの作動流体又は燃料の流れ方向を示している。なお、図１０において、図１乃至図９に示す符号と同符号のものは、同一部分であるので、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
図１０に示す本発明のガスタービン燃焼器及びそれを備えたガスタービンの第２の実施の形態は、第１の実施の形態の構成に追加して、ライナ２１のバイパス空気受容れ部４１に囲まれた領域の温度を検出する温度検出器５０を更に備えたものである。また、第１の実施の形態の制御装置４４に代えて、温度検出器５０の検出温度も更に考慮してバイパス弁４３の弁開度を制御する制御装置４４Ａを備えたものである。温度検出器５０は、制御装置４４Ａに接続され、検出した温度に応じた検出信号を制御装置４４Ａに出力する。温度検出器５０として、例えば、熱電対が挙げられる。
【００５５】
燃料２００として高炉ガスを用いている場合、その燃料組成が変化する可能性がある。第１の実施の形態においては、燃料組成の変化により燃料２００の発熱量が増加した場合、発熱量の増加に応じて燃焼温度が上昇するので、ライナ２１のバイパス空気受容れ部４１に囲まれた領域の温度も上昇する可能性がある。
【００５６】
そこで、本実施の形態において、制御装置４４Ａは、温度検出器５０の検出信号が予め定めた設定値を超えたと判定すると、ガスタービンの負荷に応じて弁開度を変更する指令をバイパス弁４３に出力する。すなわち、ライナ２１の温度が所定の温度を超えた場合に、バイパス弁４３の弁開度を変更させることで、バイパス空気１０３の流量を増減させてライナ２１の温度を低下させる。
【００５７】
具体的には、制御装置４４Ａは、先ず、第１の実施の形態と同様に燃料流量検出器１１、空気流量検出器８及びガスタービンの負荷条件の検出信号をそれぞれ取り込むと共に、温度検出器５０の検出信号も取り込む。次に、温度検出器５０の検出信号が設定値を超えたか否かを判定する。温度検出器５０の検出信号が設定値を超えていないと判定した場合には、第１の実施の形態と同様な制御を行う。
【００５８】
一方、温度検出器５０の検出信号が設定値を超えたと判定し、ガスタービンの負荷条件が５０％未満であると判定した場合には、制御装置４４Ａは、弁開度を減少させる指令をバイパス弁４３に出力する。これにより、バイパス空気１０３の流量減少により相対的に燃焼用空気１０１の流量が増加するので、ライナ２１内（燃焼室３０）のバーナ２２側端部からバイパス空気孔４８に対応する位置までの領域の当量比φが１．０よりも低下する。当量比φが１．０未満になると、図６に示すように、火炎温度は急激に低下するので、ライナ２１の温度上昇が抑制される。
【００５９】
また、温度検出器５０の検出信号が設定値を超えたと判定し、ガスタービンの負荷が５０％以上であると判定した場合には、制御装置４４Ａは、弁開度を増加させる指令をバイパス弁４３に出力する。これにより、バイパス空気１０３の流量が増加するので、インピンジ部材４５によるライナ２１に対するインピンジ冷却の効率及びバイパス空気１０３の伝熱による冷却効率が向上し、ライナ２１の冷却が促進される。また、バイパス空気１０３の流量増加により相対的に燃焼用空気１０１の流量が減少するので、当量比φがより燃料過濃になる。より燃料過濃な状態になると、図６に示すように、火炎温度は低下するので、ライナ２１の温度上昇が抑制される。
【００６０】
上述した本発明のガスタービン燃焼器、ガスタービン、及びガスタービンの運転方法の第２の実施の形態によれば、前述した第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００６１】
また、本実施の形態によれば、制御装置４４Ａにより、温度検出器５０で検出したライナ２１の温度及びガスタービンの負荷条件に基づいてバイパス弁４３の弁開度を制御するので、燃料２００の燃料組成の変化等によるライナ２１の温度上昇に対して、バイパス空気１０３の流量を増減させてライナ２１の温度を低下させることができる。
【００６２】
［その他の実施形態］
なお、上述した第１及び第２の実施の形態においては、燃料として高炉ガスのような低カロリーガスを用いた例を示したが、ガスタービンに用いられる一般的な燃料を使用した場合においても同様な効果を得ることができる。
【００６３】
また、上述した第１及び第２の実施の形態においては、バイパス空気受容れ部４１を、バイパス空気孔４８が右側端部に位置するように設置した例を示したが、バイパス空気受容れ部は、ライナ２１のバーナ２２側端部から少なくともバイパス空気孔４８を含む領域を囲むように設置されればよい。例えば、バイパス空気受容れ部４１は、バイパス空気孔４８の位置を超えてさらに右側領域まで囲むように設置することも可能である。バイパス空気受容れ部４１に囲まれた領域のライナ２１は、バイパス空気１０３により冷却される。
【００６４】
なお、上述した第１及び第２の実施の形態においては、冷却空気１０２がライナ２１の軸方向に沿って燃焼室３０に流入するように冷却空気孔３１を設けた例を示したが、冷却空気が燃焼室３０で旋回するように冷却空気孔を設けることも可能である。冷却空気が旋回して燃焼室３０に流入することにより、燃焼室３０内の旋回流が強化され、火炎の安定性を増すことができる。
【００６５】
また、本発明は上述した第１乃至第２の実施の形態に限られるものではなく、様々な変形例が含まれる。上記した実施形態は本発明をわかり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。例えば、ある実施形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１…圧縮機、  ２…燃焼器、  ３…タービン、  ２１…ライナ、  ２２…バーナ、２３…外筒、  ３０…燃焼室、  ４１…バイパス空気受容れ部、
４２…バイパス空気配管、  ４３…バイパス弁、  ４４、４４Ａ…制御装置、
４５…インピンジ部材、  ４８…バイパス空気孔、  ４９…インピンジ孔、
５０…温度検出器、
【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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