(57)【要約】  【課題】  投入燃料あたりのＮＯｘ発生量を低減させることができると共に、燃焼振動の発生及び逆火の発生を防止することができ、環境負荷が少なく燃焼器及び燃焼器が接続している構造物が振動することで破壊することを防止することができる燃焼器を提供する。  【解決手段】  ケーシング１と、筒状の予混合筒２と、予混合筒２と連通する燃焼筒３と、燃焼用空気を供給するための空気流入部１１と、気流の方向をかえて気流を予混合筒２に導入するための気流導入部１３と、予混合筒２の中心軸上に設けられるパイロットノズル４と、パイロットノズル４に対して略平行に伸び、予混合筒２内に等中心角度間隔で設けられるメイン予混合ノズル５とを有しており、メイン予混合ノズル５は下流側燃料噴射ペグ５３を有しており、前記空気流入部の上流側に第１の上流側燃料噴射ペグ７１ａと第１の上流側燃料噴射ペグ７１ａとメイン予混合燃料噴射ペグ５３の間に第２の上流側燃料噴射ペグ７２ａとを設けている燃焼器ＢＳ１。【選択図】      図１
2005233574.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンに燃焼ガスを供給する燃焼器であって、
ケーシングと、
前記ケーシング内部に設けられる筒状の予混合筒と、
前記予混合筒と連通する燃焼筒と、
空気流入部を流れる気流の方向をかえて気流を予混合筒に導入するための気流導入部と、
前記予混合筒の中心軸上に設けられるパイロットノズルと、
前記パイロットノズルに対して略平行に伸び、該予混合筒内に等中心角度間隔で設けられるメイン予混合ノズルとを有しており、
前記メイン予混合ノズルは中心軸上に燃料を流動させる燃料棒と、該燃料棒に等中心角度間隔で取り付けられ、半径方向外側に延びる下流側燃料噴射ペグを有しており、
前記予混合筒の上流側に気流方向に沿って複数段に配置される上流側燃料噴射ペグが備えられていることを特徴とする燃焼器。
【請求項２】
前記ケーシングと前記予混合筒の間は間隙を有しており、燃焼用空気を供給するための空気流入部が形成されており、
前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段は前記空気流入部内に設けられ、前記ケーシングより前記予混合筒へ向けて延びることを特徴とする請求項１に記載の燃焼器。
【請求項３】
前記空気流入部の上流側には前記ケーシングに燃焼用空気を流入させるための空気吸入部が設けられており、
前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段が前記空気吸入部に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃焼器。
【請求項４】
前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段は前記ケーシングから半径内側方向に延び、等中心角度間隔に設けられていることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の燃焼器。
【請求項５】
前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段は気流の折り返し部に前記予混合筒の中心軸と略平行に等中心角度間隔で設けられていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに燃焼器。
【請求項６】
前記ケーシングには等中心角度間隔で取り付けられるとともに予混合筒と接続するステーが備えられており、
前記ステーは内部に燃料が流動する中空部が形成されるとともに表面に中空部から外部に貫通する燃料噴射孔が形成されており、前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグの１段として用いられることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の燃焼器。
【請求項７】
前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段は前記燃料棒に等中心角度間隔で取り付けられ、半径方向外側に延びることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の燃焼器。
【請求項８】
前記上流側燃料噴射ペグは第１の上流側燃料噴射ペグと第２の上流側燃料噴射ペグの２段の上流側燃料噴射ペグの２段であることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮機より供給される燃焼用ガスと燃料を混合し、燃焼することで、ガスタービンのタービンに燃焼ガスを供給する燃焼器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のガスタービンの燃焼器において、燃料と燃焼用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。ところが、近年、上記の拡散燃焼方式に変わってサーマルＮＯｘの低減に、より有利な予混合燃焼方式が使われるようになってきている。予混合燃焼方式とは、燃料と燃焼用空気とをノズルの上流側で予め混合しておき、該ノズルから混合気として噴出して燃焼させるものである。
【０００３】
図６に予混合燃焼方式の燃焼器の一例の断面図を示す。図６に示す燃焼器ＢＳ５はケーシング９１と予混合筒９２と燃焼筒９３とを有しており、予混合筒９２の中心軸線上にパイロットノズル９４が配置されており、このパイロットノズル９４の周りには、パイロットノズル９４に対して略平行に延びる複数のメイン予混合ノズル９５が周方向に等中心角度間隔で配置されている。
【０００４】
メイン予混合ノズル９５には燃料を供給するメイン燃料棒９５１を備えている。パイロットノズル９４の周りには、パイロットスワールベーン９４１が配置されている。パイロットノズル９４先端部には燃料を噴出するための燃料噴射孔９４２を形成している。
【０００５】
また、メイン予混合ノズル９５のメイン燃料棒９５１の回りには、予混合スワールベーン９５２が配置されている。メイン予混合ノズル９５には、メイン燃料棒９５１の側壁から放射状に半径方向外側に延びる複数の燃料噴射ペグ９５３が円周方向に等中心角度間隔で設けられており、燃料噴射ペグ９５３とメイン燃料棒９５１は連通している。燃料噴射ペグ９５３には燃料噴出孔９５４が複数設けられており、燃料噴出孔９５４より燃料を噴出して燃料と燃焼用空気を混合する。
【０００６】
燃焼器ＢＳ５には燃焼用空気が流入する空気流入部９１１が設けられており、空気流入部９１１から流入した燃焼用空気はケーシング９１に備えられた上流側燃料噴射ペグ９７より燃料を噴射されて希薄混合気を形成する。希薄混合気は予混合筒９２の端部で約１８０度反転して予混合筒９２に流入する。
【０００７】
予混合筒９２へ流入した混合気はメイン予混合ノズル９５とパイロットノズル９４に流入する。流入した混合気はパイロットスワールベーン９４１及び予混合スワールベーン９５２を通過することで周方向に旋回する気流（スワール）になる。混合気はパイロット燃料噴射口９４２からの燃料噴射により拡散火炎の温度を上昇させて、火炎を安定させる。
【０００８】
また、メイン予混合ノズル９５に流入した空気は燃料噴射ペグ９５３より噴射された燃料と混合し、さらに濃度の濃い混合気とした状態でスワールベーン９５２を通過しスワールが形成され、より混合気の濃淡が無いように混合される。予混合筒９２とメイン予混合ノズル９５の間隙９６に流入した混合気は予混合筒９２とメイン予混合ノズル９５の間隙９６より燃焼筒９３に連通するフィルム孔９６１より冷却フィルムＦｉとして燃焼筒９３に流入する。パイロットノズル９４から噴出した混合気はパイロット拡散火炎を形成しており、メイン予混合ノズル９５から噴出される混合気はパイロット拡散火炎に接触して主火炎Ｂｎを形成して燃焼する。
【０００９】
このように、予め空気流入部９１１で燃焼用空気に燃料を噴射して濃度の薄い混合気を形成しておき、その後、メイン予混合ノズル９５にて濃度の濃い混合気として燃焼筒９３に噴射することで、混合気の燃料と燃焼用空気をより均一に混合することが可能である。
【００１０】
混合気の燃料の濃度（燃空比）は混合気が燃焼して発生する燃焼ガスが所定の温度となるように決定しているが、混合気中に部分的に燃空比が大きくなる（均一に混合していない）部分があると、その部分ではより多くのＮＯｘが発生することになる。予混合燃焼方式の燃焼器を用いることで、混合気の均一度をより高くすることができる。これによって、燃空比の偏りによる燃焼ガスの高温部の発生を防止することができ、それだけ、ＮＯｘの発生を防止することができる。
【００１１】
上流側燃料噴射ペグ９７を設けることで、メイン予混合ノズル９５で利用されないパイロット空気及び冷却フィルムなどにも燃料を混合させることが出来、なおかつメイン予混合ノズル９５の出口の濃度分布も均一傾向となり、燃焼器全体で燃料濃度の均一化を図るものである。上流側燃料噴射ペグ９７より噴射される燃料は多いほど、混合気も均一度は増すが、冷却フィルムが燃焼するのを防ぐために、それには限定されないがここでは、上流側燃料噴射ペグ９７、メイン燃料噴射ペグ９５３及びパイロットノズル９４より噴射される全燃料噴射量の約１０％〜３０％の燃料を噴射している。
【００１２】
さらにパイロット空気やフィルム空気が混合気となることで、パイロットノズル９４からの拡散火炎による燃料の安定化（保炎性）が不十分なときに、保炎性を向上することができる。
【特許文献１】特開平１０−３１８５４１号公報
【特許文献２】特開２００３−６５５３６号公報
【特許文献３】特開２００３−１２０９３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、上流側燃料噴射ペグ９７より噴射される燃料噴射量が多いほど、混合気はより均一に混合されるものであるが、上流側燃料噴射ペグ９７より噴射する燃料の比率を上昇させると、燃焼振動が発生する。燃焼振動が発生すると大きな振動音が発生するとともに、燃焼振動が構造物と共振することで構造物を破壊することもある。
【００１４】
前記燃焼振動により発振する周波数は上流側燃料噴射ペグ９７の位置により変わることが知られており、燃焼振動が発生するときは上流側燃料噴射ペグ９７を移動すれば効果的である。しかしながら、上流側燃料噴射ペグ９７を移動しても前記燃焼振動の周波数とは異なる周波数を有する燃焼振動が発生することが起こりうる。
【００１５】
以上の問題を鑑みて本発明は、燃料と燃焼用空気の予混合気の混合促進をはかり、燃料濃度が均一な予混合気を形成することで燃焼器に投入される燃料あたりのＮＯｘ発生量を抑えることができ、燃焼振動の発生を防止することができる燃焼器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】
【００１６】
上記目的を達成するために本発明は、ガスタービンに燃焼ガスを供給する燃焼器であって、ケーシングと、前記ケーシング内部に設けられる筒状の予混合筒と、前記予混合筒と連通する燃焼筒と、空気流入部を流れる気流の方向をかえて気流を予混合筒に導入するための気流導入部と、前記予混合筒の中心軸上に設けられるパイロットノズルと、前記パイロットノズルに対して略平行に伸び、該予混合筒内に等中心角度間隔で設けられるメイン予混合ノズルとを有しており、前記メイン予混合ノズルは中心軸上に燃料を流動させる燃料棒と、該燃料棒に等中心角度間隔で取り付けられ、半径方向外側に延びる下流側燃料噴射ペグを有しており、前記予混合筒の上流側に気流方向に沿って複数段に配置される上流側燃料噴射ペグが設けられていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によると、上流側燃料噴射ペグを複数段に分けることで、燃焼筒に流入する予混合気は高い均一度で撹拌されると共に、燃焼振動の発生を抑制することができる。
【００１８】
それだけ、投入燃料あたりのＮＯｘ発生量を低減させることができると共に、燃焼振動の発生を防止することができ、環境負荷が少なく燃焼器及び燃焼器が接続している構造物が振動することで破壊することを防止することができる。
【００１９】
上記構成の燃焼器において、ケーシングと前記予混合筒の間は間隙を有しており、燃焼用空気を供給するための空気流入部が形成されており、前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段は前記空気流入部内に設けられ、前記ケーシングより前記予混合筒向けて延びるものとしてもよい。
【００２０】
上記構成の燃焼器において、空気流入部の上流側には前記ケーシングに燃焼用空気を流入させるための空気吸入部が設けられており、前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段が前記空気吸入部に設けられていてもよい。
【００２１】
上記構成の燃焼器において、前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段は前記ケーシングから半径内側方向に延び、等中心角度間隔に設けられていてもよい。
【００２２】
上記構成の燃焼器において、前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段は気流の折り返し部に前記予混合筒の中心軸と略平行に等中心角度間隔で設けられているものであってもよい。
【００２３】
上記構成の燃焼器において、ケーシングには等中心角度間隔で取り付けられるとともに予混合筒と接続するステーが備えられており、前記ステーは内部に燃料が流動する中空部が形成されるとともに表面に中空部から外部に貫通する燃料噴射孔が形成されており、前記ステーを前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグの１段として用いてもよい。
【００２４】
この構成によると、前記ステーを前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグの１段として利用することで、構成部材が減り、それだけ、製造にかかる手間を省くことができる。また、気流の圧力損失を少なくすることができ、それだけ、混合気をより均一に混合することができる。
【００２５】
上記構成の燃焼器において、前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段は前記燃料棒に等中心角度間隔で取り付けられ、半径方向外側に延びるものであってもよい。
【００２６】
燃料流路は分岐されている場合もあるが、この構成によると、メイン燃料棒を燃料供給路として下流側燃料噴射ペグと前記複数段に配置される上流側燃料噴射ペグのうち少なくとも１段とで共有することができるので、燃料供給路を簡略化することができる。
【００２７】
上記構成の上流側燃料噴射ペグとして、第１の上流側燃料噴射ペグと第２の上流側燃料噴射ペグを有する２段のものを例示することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によると、投入燃料あたりのＮＯｘ発生量を低減させることができると共に、燃焼振動の発生を防止することができ、環境負荷が少なく燃焼器及び燃焼器が接続している構造物が振動することで破壊することを防止することができる燃焼器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。図１に本発明にかかる燃焼器の内部構造の断面図を示す。
【００３０】
図１に示す燃焼器ＢＳ１はケーシング１と、予混合筒２と、予混合筒２と連接された燃焼筒３と、燃焼筒３の中心軸線上にはパイロットノズル４が配置されており、このパイロットノズル４の周りには、パイロットノズル４に対して略平行に延びる複数のメイン予混合ノズル５が周方向に等中心角度間隔で配置されている。メイン予混合ノズル５と予混合筒２との間には間隙６が形成されており、間隙６の燃焼筒３側の端部は燃焼筒３の内面に、冷却フィルムＦｉを形成するための冷却フィルム用孔６１が形成されている。
【００３１】
パイロットノズル４の周りには、パイロットスワールベーン４１が配置されている。パイロットノズル４の先端部には燃料を噴出するための燃料噴射孔４２が形成されている。パイロットノズル４の先端部はパイロット拡散火炎を形成しており、後述のメイン予混合ノズル５から噴出される混合気が燃焼筒３に送られて、パイロット拡散火炎に接触して主火炎Ｂｎを形成して燃焼する。燃焼後の燃焼ガスはタービンに導入される。
【００３２】
ケーシング１には、圧縮機で圧縮された空気を供給するための空気吸入部１１が設けられている。ケーシング１と予混合筒２の間には燃焼用空気を供給する空気流入部１２が形成されており、空気流入部１２は空気吸入部１１の下流に連接されている。さらに、予混合筒２の燃焼筒３が連接されている側と反対側の端部近傍には空気流入部１２より流入してきた空気の流れる方向を略１８０°曲げるための気流導入部１３が設けられており、気流導入部１３には断面半円状の方向転換部材１３１が備えられている。
【００３３】
また、気流導入部１３にはケーシング１と予混合筒２を繋ぐステー１３２が設けられている。ステー１３２は等中心角度間隔で複数個(例えば8個)設けられており、ステー１３２は一方の端部１３２１がケーシング１と、他方の端部１３２２は予混合筒２の空気導入部１３側の端部と接続している。
【００３４】
メイン予混合ノズル５には燃料を供給するメイン燃料棒５１が設けられている。メイン予混合ノズル５の内部にはメイン予混合ノズル５に流れる気流をメイン燃料棒５１の回りに旋回する旋回流を発生するための予混合スワールベーン５２が備えられている。また予混合スワールベーン５２の上流側にはメイン燃料棒５１より半径外側に延びる下流側燃料噴射ペグ５３が等中心角度間隔に取り付けられている。下流側燃料噴射ペグ５３はメイン燃料棒５１より供給された燃料を噴射するための燃料噴射孔５３１を複数備えている。
【００３５】
パイロットノズル４とメイン予混合ノズル５のメイン燃料棒５１は、燃焼器ＢＳ１のケーシング１の端部を貫通しており、燃焼器ＢＳ１の外部より燃料を供給するものである。
【００３６】
空気流入部１２にはケーシング１より半径方向内側に延伸し等中心角度間隔で複数個(例えば16個)配置される第１の上流側燃料噴射ペグ７１aと、第１の上流側燃料噴射ペグ７１ａの気流流れ方向の下流側にケーシング１より半径方向内側に延伸し、等中心角度間隔で複数個(例えば16個)配置される第２の上流側燃料噴射ペグ７２ａとを有している。第１の上流側燃料噴射ペグ７１ａ及び第２の上流側燃料噴射ペグ７２ａは燃料を噴射するための燃料噴射孔７３を複数備えている。
【００３７】
空気吸入部１１に圧縮機より燃焼用空気が供給される。空気吸入部１１に供給された燃焼用空気は空気流入部１２に導入される。空気流入部１２に流入してきた燃焼用空気に対して第１の上流側燃料噴射ペグ７１ａより燃料を噴射することで非常に希薄な燃焼用空気と燃料の超希薄混合気を形成する。その後、超希薄混合気は空気吸入部１２を下流側に流動するとともに、下流側に設けられている第２の上流側燃料噴射ペグ７２ａにて、さらに燃料を噴射されて希薄混合気になる。
【００３８】
希薄混合気は気流導入部１３に備えられた方向転換部材１３１に沿って流動方向を曲げられて、予混合筒２に流入する。予混合筒２に流入した希薄混合気の多くはメイン予混合ノズル５に流入し、残りの希薄混合気の一部はパイロットノズル４の周囲に、さらに残りの希薄混合気は予混合筒２とメイン予混合ノズル５の間隙６に流入する。
【００３９】
パイロットノズル４の周囲に流入した希薄混合気はスワールベーン４１を通過する。その後燃料噴射ノズル４２より噴射された燃料とともに燃焼筒３で燃焼され、パイロット火炎が形成される。
【００４０】
メイン予混合ノズル５に流入した希薄混合気は、メイン燃料棒５１に沿って流動するとともに、メイン燃料棒５１に設けられた下流側燃料噴射ペグ５３より燃料を噴射する。その後、予混合気は予混合スワールベーン５２を通過することで、らせん状の気流とすることができ、燃料と空気が均一になるように撹拌することができる。メイン予混合ノズル５より燃焼筒３に流入した予混合気はパイロット拡散火炎に接触することで主火炎Ｂｎを形成する。
【００４１】
間隙６に流入した希薄混合気は間隙６の下流側に形成されたフィルム冷却孔６１より燃焼筒３の内壁面に吹き付けられることで、冷却フィルムＦｉを形成する。
【００４２】
第１の上流側燃料噴射ペグ７１ａと第２の上流側燃料噴射ペグ７２ａとで燃料を噴射して希薄混合気を生成した後、メイン予混合ノズル５で燃料混合を行って予混合気を生成するので燃料と空気の混合の均一度を高くすることができる。ここで、希薄混合気はフィルム冷却孔６１より噴出されて冷却フィルムを形成するので燃料濃度が低いほうがよく、それには限定されないがここでは、第１及び第２の上流側燃料噴射ペグ７１ａ、７２ａより噴射される燃料は全体の燃料投入量の約１０％〜３０％を例示できる。
【００４３】
燃焼筒３で発生する燃焼振動は上流側燃料噴射ペグと下流側燃料噴射ペグ５３との位置関係や燃料噴射量によって発生することが知られており、上流側燃料噴射ペグを第１の上流側燃料噴射ペグ７１ａと第２の上流側燃料噴射ペグ７２ａに分けることで、燃焼振動の発生を防止することが可能である。燃焼振動については現在以下のように考えられている。
・燃焼振動は圧力変動であり、流速変動でもある。
・燃料の供給は一定でも、速度変動があると、予混合気の濃度に粗密が出来る。
・粗密の波が流れに伴って燃焼域に伝えられ、新たな燃焼振動を発生する。
・燃焼領域と燃料供給位置との距離が燃焼振動の周波数や安定性（発生しにくさ）を大き  く左右する。
・燃焼振動は様々な周波数で発生するため、普遍的に絶対安定な燃料噴射位置は存在しな  い。
・そこで燃料噴射する空気流れ方向に沿った位置に関し、複数の位置に設置することで、  様々な燃焼振動の周波数に対して安定化させることが可能となる。
【００４４】
図２に本発明にかかる燃焼器の内部構造の軸方向断面図を示す。図２に示す燃焼器ＢＳ２は第２の上流側燃料噴射ペグが図１に示す燃焼器ＢＳ１とは異なる位置に取り付けられている。それ以外の部分は実質上、図１に示す燃焼器ＢＳ１と同一の構造を有しており、実質上同一の部分には同一の符号が付してある。
【００４５】
図２に示すように燃焼器ＢＳ２のケーシング１と予混合筒２はステー１３２によって接続されており、第２の上流側燃料噴射ペグ７２ｂは気流導入部１３に、予混合筒２の中心軸と平行でステー１３２をかわすようにして配置されている。また、第２の上流側燃料噴射ペグ７２ｂはケーシング１の端部１５に設けられており燃料噴射する燃料噴射孔７３を複数備えている。
【００４６】
空気流入部１２に流入してきた燃焼用空気に対し、第１の上流側燃料噴射ペグ７１ａより燃料を噴射して超希薄混合気を生成する。超希薄混合気は気流導入部１３に流入され、方向転換部材１３１にて方向転換されるとともに、第２の上流側燃料噴射ペグ７２ｂより燃料を噴射して希薄混合気となる。その後は、図１に示す燃焼器ＢＳ１と同様にして燃焼ガスを生成する。
【００４７】
また、図３にステーの拡大図を示す。図３に示すステー１３３は内部に中空部１３３１が形成されており、また、中空部１３３１から外部に貫通する燃料噴射孔１３３２が形成されている。ステー１３３の中空部１３３１には燃料が流動しており、燃料噴射孔１３３２より燃料を噴射して、希薄混合気を生成することができる。このように形成されたステー１３３を第２の上流側燃料噴射ペグとしても用いることで、ステー１３３を第２の上流側燃料噴射ペグとして用いることができ、それだけ、気流導入部１３での圧力損失を抑えることが可能である。
【００４８】
図４に本発明にかかる燃焼器の内部構造の軸方向断面図を示す。図４に示す燃焼器ＢＳ３は第２の上流側燃料噴射ペグ７２ｃがメイン予混合ノズル５のメイン燃料棒５１の上流側に取り付けられている。それ以外は図１に示す燃焼器ＢＳ１と同一の形状を有しており、実質上同一の部分には同一の符号が付してある。
【００４９】
図４に示す燃焼器ＢＳ３の第２の上流側燃料噴射ペグ７２ｂは、予混合筒２の内部でメイン予混合ノズル５に設けられているメイン燃焼棒５１の下流側燃料噴射ペグ５３の上流側に等中心角度間隔に設けられている。
【００５０】
燃焼器ＢＳ３の気流導入部１３より予混合筒２に流入してきた超希薄混合気に対して、第２の上流側燃料噴射ペグ７２ｃより燃料を噴射することで、希薄混合気が生成される。その後は、図１に示す燃焼器ＢＳ１と同様にして燃焼ガスを生成する。
【００５１】
第２の上流側燃料噴射ペグ７２ｃの取り付け位置をメイン予混合ノズル５の入口近傍に設けることで、メイン予混合ノズル５と予混合筒２の間隙６に流入する混合気をより希薄な混合気とすることができる。これにより冷却効果の高い冷却フィルムを形成することができる。
【００５２】
また、第２の上流側燃料噴射ペグ７２ｃを設けることは図１、２の実施例に比較して間隙６の濃度を薄くしやすくなる。通常上流ノズルを設置すると逆火しやすくなる傾向になるが図４の実施例では逆火が避けられる利点がある。またメイン燃料棒５１と燃料系統を一体化出来るので低コストとなる。
【００５３】
図５に本発明にかかる燃焼器の内部構造の軸方向断面図を示す。図５に示す燃焼器ＢＳ４は第１の上流側燃料噴射ペグ７１ｄが、空気吸入部１１に取り付けられている。それ以外は図１に示す燃焼器ＢＳ１と同一の形状を有しており、実質上同一の部分には同一の符号が付してある。
【００５４】
図５に示す燃焼器ＢＳ４は燃焼用空気を吸入する空気吸入部１１に、第１の上流側燃料噴射ぺグ７１ｄが取り付けられている。燃焼器ＢＳ４の空気吸入部１１に吸入された燃焼用空気に対して第１の上流側燃料噴射ペグ７１ａより燃料を噴射して、燃焼用空気は超希薄混合気となる。超希薄混合気はケーシング１の内壁に沿って流れていき、空気流入部１２に流入する。空気流入部１２において第２の上流側燃料噴射ペグ７２ａは超希薄混合気に対して燃料を噴射し、燃料が噴射されることで超希薄混合気が希薄混合気になる。この後、図１に示す燃焼器ＢＳ１と同じ手順で燃焼ガスを生成する。
【００５５】
図５に示す燃焼器ＢＳ４では第２の上流側燃料噴射ペグとして、空気流入部１１に設けられている第２の上流側燃料噴射ペグ７１ｄを採用しているが、それに限定されるものではなく図２、図４に示すような、気流導入部１３に設けられる第２の上流側燃料噴射ペグ７２ｂや、メイン予混合ノズル５のメイン燃料棒５１の予混合筒２内の部分に第２の上流側燃料噴射ペグ７２ｃを用いてもよい。
【００５６】
第１の上流側燃料噴射ペグ７１ａ、７１ｄの両方を用いていてもよい。また、第２の上流側燃料噴射ペグ７２ａ、７２ｂ、７２ｃの２個以上を備えていてもよい。上流側燃料噴射ペグを多種配置することで、燃焼振動の発生をより高度に防止することができる。
【００５７】
上述の各実施例において上流側燃料噴射ペグが２段に配置されているものを例示しているが、それに限定されるものではなく、２段以上の多段に配置された上流側燃料噴射ペグを有していてもよい。上流側燃料噴射ペグの段数が多いほど、予混合気の濃度がより均一になると共に、多くの燃焼振動の周波数に対して安定化させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明にかかる燃焼器の一例の断面図である。
【図２】本発明にかかる燃焼器の一例の断面図である。
【図３】ケーシングと予混合筒を接続するステーの一例の断面図である。
【図４】本発明にかかる燃焼器の一例の断面図である。
【図５】本発明にかかる燃焼器の一例の断面図である。
【図６】従来の燃焼器の断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ケーシング
１１  空気吸入部
１２  空気流入部
１３  気流導入部
１３１  方向転換部材
１３２  ステー
１３３  ステー
２  予混合筒
３  燃焼筒
４  パイロットノズル
４１  スワールベーン
４２  燃料噴射孔
５  メイン予混合ノズル
５１  メイン燃料棒
５２  予混合スワールベーン
５３  下流側燃料噴射ペグ
６  間隙
６１  フィルム冷却孔
７１ａ、７１ｄ  第１の上流側燃料噴射ペグ
７２ａ、７２ｂ、７２ｃ  第２の上流側燃料噴射ペグ
ＢＳ１〜ＢＳ４  燃焼器
Ｂｎ  主火炎
【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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