(57)【要約】【課題】  本発明はガスタービンエンジン等で利用される燃焼装置１００に関し、その目的は、燃焼負荷等に基づくメイン燃焼用流路２とパイロット燃焼用流路３とへの液体燃料等の燃料Ｆの分配供給及びその分配比率の調整を、低ＮＯｘ化を図りながら安定した燃焼状態を維持することができるように、適切に行うことができる技術を提供する点にある。【解決手段】  燃料Ｆを分散状態で噴射する燃料噴射ノズル５を備え、燃料噴射ノズル５が高燃焼負荷時における高燃焼負荷分散角度θＨと低燃焼負荷時における低燃焼負荷分散角度θＬとを互いに異ならせる状態で、燃料Ｆの噴射量の調整に伴って分散角度θを調整可能に構成されており、メイン燃焼用流路２が高燃焼負荷分散角度θＨで噴射された燃料Ｆを受け入れ、パイロット燃焼用流路３が低燃焼負荷分散角度θＬで噴射された燃料Ｆを受け入れるように構成されている。【選択図】        図１
2005283005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メイン燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてメイン燃焼させるメイン燃焼用流路と、パイロット燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてパイロット燃焼させるパイロット燃焼用流路とを備えた燃焼装置であって、
燃料を分散状態で噴射する燃料噴射ノズルを備え、
前記燃料噴射ノズルが、高燃焼負荷時における分散角度である高燃焼負荷分散角度と低燃焼負荷時における分散角度である低燃焼負荷分散角度とを互いに異ならせる状態で、燃料の噴射量の調整に伴って分散角度を調整可能に構成されており、
前記メイン燃焼用流路が、前記燃料噴射ノズルから前記高燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を受け入れ、前記パイロット燃焼用流路が、前記燃料噴射ノズルから前記低燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を受け入れるように構成されている燃焼装置。
【請求項２】
前記パイロット燃焼用流路が内筒内部に形成され、前記メイン燃焼用流路が前記内筒とそれを外囲する外筒との間に形成されており、
前記燃料噴射ノズルが、前記高燃焼負荷分散角度が前記低燃焼負荷分散角度よりも狭くなるように構成されていると共に、前記内筒内部から前記内筒内面に向けて燃料を噴射するように配置され、
前記内筒に、前記燃料噴射ノズルから前記高燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を前記内筒外部に導く誘導口が形成されている請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項３】
前記パイロット燃焼用流路が内筒内部に形成され、前記メイン燃焼用流路が前記内筒とそれを外囲する外筒との間に形成されており、
前記燃料噴射ノズルが、前記高燃焼負荷分散角度が前記低燃焼負荷分散角度よりも広くなるように構成されていると共に、前記内筒よりも前記酸素含有ガスの流れ方向における上流側から筒軸心方向に燃料を噴射するように配置され、
前記内筒の上流側端部が、前記燃料噴射ノズルから前記低燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を前記内筒内部に導き、前記燃料噴射ノズルから前記高燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を前記内筒外部に導くように配置されている請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１項に記載の燃焼装置を備え、前記燃焼装置の燃焼部から排出される燃焼排ガスの運動エネルギによりタービンを回転させるガスタービンエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メイン燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてメイン燃焼させるメイン燃焼用流路と、パイロット燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてパイロット燃焼させるパイロット燃焼用流路とを備えた燃焼装置及びそれを備えたガスタービンエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような燃焼装置は、コジェネレーションシステム等に利用されるガスタービンエンジン用の燃焼装置として利用されるほか、焼却炉のバーナなどに利用することもできる。
即ち、上記燃焼装置は、例えば内筒内部に形成されたパイロット燃焼用流路において形成された比較的高当量比の予混合気を燃焼部に流出させて比較的安定したパイロット燃焼を行いながら、例えば内筒と外筒との間に形成されたメイン燃焼用流路において形成された比較的低当量比の予混合気を燃焼部に流出させて上記パイロット燃焼により保炎される形態でメイン燃焼を行うように構成されている。このような燃焼装置により、全体的には低当量比の予混合気を燃焼させて低ＮＯｘ化を図りながら、パイロット燃焼による保炎により安定した燃焼状態を維持することができる。
【０００３】
また、このように構成された燃焼装置は、夫々の燃焼用流路において形成される予混合気の当量比を適正に保って安定した燃焼状態を維持するために、燃焼負荷の増減に応じて、上記夫々の燃焼用流路への燃料供給量を各別に調整する必要がある。
そこで、燃焼負荷等に基づく夫々の燃焼用流路への燃料の分配供給及びその分配比率の調整を容易に行え、しかも、燃焼装置への総燃料供給量の減少に伴い、パイロット燃焼用流路への燃料供給量の分配比率を大きくできる燃焼装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００４】
また、上記特許文献１に記載の燃焼装置は、パイロット燃焼用流路での空気の流通方向に交差する方向に燃料を噴出させる第１供給口と、パイロット燃焼用流路において第１供給口の燃料の噴出方向に対向して開口する受入口を一端側に形成しメイン燃焼用流路に燃料を噴出させる第２供給口を他端側に形成した供給路とから構成された燃料分配機構を備える。そして、その燃料分配機構により、パイロット燃焼用流路には、第１供給口と供給路のパイロット燃焼用流路に開口する受入口との間に、パイロット燃焼用流路に開放されるスリット状の開放部が形成されるので、高燃焼負荷時には、第１供給口から開放部に噴出される総燃料供給量が多いため、その燃料の大部分が受入口に受け入れられて第２供給口からメイン燃焼用流路に供給され、一方、低燃料負荷時には、第１供給口から開放部に噴出される総燃料供給量が少ないため、パイロット燃焼用流路の空気の流れによりその燃料の大部分が受入口に受け入れられずに、パイロット燃焼用流路に供給されることになる。従って、燃焼装置への燃料の総燃料供給量の減少に伴い、パイロット燃焼用流路への燃料供給量の分配比率を増加させる形態で、パイロット燃焼用流路及びメイン燃焼用流路に燃料を分配供給して予混合気を形成させることができる。
【０００５】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ  ０１／４４７２０  Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１に記載された燃焼装置では、燃料が特に気体燃料のように比重が小さい場合には、特に低燃焼負荷時において総燃料供給量を少なくしたときに、第１供給口から開放部に噴出された燃料が、パイロット燃焼用流路の空気の流れにより良好にパイロット燃焼用流路側に供給されることになるが、液体燃料のように比重が大きい場合には、第１供給口から噴出された液体燃料の運動エネルギが大きいため、第１供給口から開放部に噴出された燃料が、空気の流れがあまり影響せずに受入口に受け入れられて、メイン燃焼用流路側に供給されてしまい、結果、燃料の分配比率が適正なものでなくなる場合がある。
【０００７】
また、適正な分配比率でメイン燃焼用流路及びパイロット燃焼用流路へ液体燃料を分配供給するために、夫々の燃焼用流路に対して各別に燃料を供給するための燃料供給路及びその燃料供給量を調整するための調整弁を設けることが考えられるが、装置構造及びそれら調整弁を制御するための制御装置が煩雑化して、高コスト化及び装置の大型化の原因となり、更に、急激な負荷変動に追従させて燃料の分配比率を制御することが困難となる。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ガスタービンエンジン等で用いられる燃焼装置において、特に燃料として液体燃料を使用しても、全体的には低当量比の予混合気を燃焼させて低ＮＯｘ化を図り、且つ、パイロット燃焼による保炎により安定した燃焼状態を維持しながら、簡単な構造で燃焼負荷等に基づく夫々の燃焼用流路への燃料の分配供給及びその分配比率の調整を適切に行うことができる技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明に係る燃焼装置は、メイン燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてメイン燃焼させるメイン燃焼用流路と、パイロット燃焼用の予混合気を燃焼部に流出させてパイロット燃焼させるパイロット燃焼用流路とを備えた燃焼装置であって、その第１特徴構成は、燃料を分散状態で噴射する燃料噴射ノズルを備え、
前記燃料噴射ノズルが、高燃焼負荷時における分散角度である高燃焼負荷分散角度と低燃焼負荷時における分散角度である低燃焼負荷分散角度とを互いに異ならせる状態で、燃料の噴射量の調整に伴って分散角度を調整可能に構成されており、
前記メイン燃焼用流路が、前記燃料噴射ノズルから前記高燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を受け入れ、前記パイロット燃焼用流路が、前記燃料噴射ノズルから前記低燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を受け入れるように構成されている点にある。
【００１０】
上記第１特徴構成によれば、液体燃料等の燃料を分散状態で噴射する、例えば円錐の頂角で示される分散角度を有する形態で該円錐状に噴射する燃料噴射ノズルを備えると共に、その燃料噴射ノズルが上述のように高燃焼負荷から低燃焼負荷に渡る噴射量の調整に伴って分散角度を調整可能に構成し、更に、メイン燃焼用流路が燃料噴射ノズルから高燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を受け入れ、パイロット燃焼用流路が燃料噴射ノズルから上記高燃焼負荷分散角度とは異なる低燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を受け入れるように構成することで、低燃焼負荷時には、燃料噴射ノズルによる燃料の噴射量の減少に伴い、パイロット燃焼用流路への燃料供給量の分配比率が増加するので、パイロット燃焼による保炎により安定した燃焼状態を維持することができ、逆に、高燃焼負荷時には、燃料噴射ノズルによる燃料の噴射量の増加に伴い、パイロット燃焼用流路への燃料供給量の分配比率が減少するので、メイン燃焼の負荷割合を増加させて全体的に低当量比の予混合気を燃焼させて低ＮＯｘ化を図ることができる。
従って、ガスタービンエンジン等で用いられる燃焼装置において、特に燃料として液体燃料を使用しても、夫々の燃焼用流路に対して各別に燃料噴射ノズルを設けることなく、簡単な構造で、燃焼負荷等に基づく夫々の燃焼用流路への燃料の分配供給及びその分配比率の調整を適切に行うことができる燃焼装置を実現することができる。
【００１１】
本発明に係る燃焼装置の第２特徴構成は、前記パイロット燃焼用流路が内筒内部に形成され、前記メイン燃焼用流路が前記内筒とそれを外囲する外筒との間に形成されており、
前記燃料噴射ノズルが、前記高燃焼負荷分散角度が前記低燃焼負荷分散角度よりも狭くなるように構成されていると共に、前記内筒内部から前記内筒内面に向けて燃料を噴射するように配置され、
前記内筒に、前記燃料噴射ノズルから前記高燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を前記内筒外部に導く誘導口が形成されている点にある。
【００１２】
上記第２特徴構成によれば、燃料噴射ノズルが、高燃焼負荷分散角度が低燃焼負荷分散角度よりも狭くなるように構成されている、即ち、噴射量の増加に伴って分散角度が縮小するように構成されている場合に、上記のように構成することにより、高燃焼負荷時において、燃料噴射ノズルから比較的狭い高燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を、その誘導口を通じて内筒の外部に形成されたメイン燃焼用流路へ供給し、一方、低燃焼負荷時において、燃料噴射ノズルから比較的広い低燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を、その誘導口の周囲の内筒内面に衝突させてパイロット燃焼用流路に供給することができ、燃料の分配供給及びその分配比率の調整を適切に行うことができる。
【００１３】
本発明に係る燃焼装置の第３特徴構成は、前記パイロット燃焼用流路が内筒内部に形成され、前記メイン燃焼用流路が前記内筒とそれを外囲する外筒との間に形成されており、
前記燃料噴射ノズルが、前記高燃焼負荷分散角度が前記低燃焼負荷分散角度よりも広くなるように構成されていると共に、前記内筒よりも前記酸素含有ガスの流れ方向における上流側から筒軸心方向に燃料を噴射するように配置され、
前記内筒の上流側端部が、前記燃料噴射ノズルから前記低燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を前記内筒内部に導き、前記燃料噴射ノズルから前記高燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を前記内筒外部に導くように配置されている点にある。
【００１４】
上記第３特徴構成によれば、燃料噴射ノズルが、高燃焼負荷分散角度が低燃焼負荷分散角度よりも広くなるように構成されている、即ち、噴射量の増加に伴って分散角度が拡大するように構成されている場合は、上記のように構成することにより、高燃焼負荷時において、燃料噴射ノズルから比較的広い高燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を、内筒の上流側端部の外側を通じてメイン燃焼用流路へ供給し、一方、低燃焼負荷時において、燃料噴射ノズルから比較的狭い低燃焼負荷分散角度で噴射された燃料を、内筒の上流側端部の内側を通じてパイロット燃焼用流路に供給することができ、燃料の分配供給及びその分配比率の調整を適切に行うことができる。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明に係るガスタービンエンジンの特徴構成は、上記第１から第３の何れかの特徴構成の燃焼装置を備え、前記燃焼装置の燃焼部から排出される燃焼排ガスの運動エネルギによりタービンを回転させる点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、これまで説明してきた燃焼装置を備えているので、特に燃料として液体燃料を使用しても、夫々の燃焼用流路に対して各別に燃料噴射ノズルを設けることなく、簡単な構造で、燃焼負荷等に基づく夫々の燃焼用流路への燃料の分配供給及びその分配比率の調整を適切に行うことができるガスタービンエンジンを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係る燃焼装置及びガスタービンエンジンの実施形態について図面に基づいて説明する。
【００１８】
〔ガスタービンエンジン〕
後述する燃焼装置１００，２００は、図６に示すガスタービンエンジンに設けられる。即ち、このようなガスタービンエンジンは、燃焼装置１００，２００において、特に灯油や軽油などの液体燃料を燃料Ｆとし、その燃料Ｆを圧縮機６１により供給される空気Ａ（酸素含有ガスの一例）を利用して燃焼部１において燃焼させ、燃焼部１から流出する燃焼排ガスＣＧの運動エネルギによりタービン６２を回転駆動させるように構成されており、タービン６２の回転動力は発電機等の動力等として利用される。
以下、燃焼装置の第１実施形態（燃焼装置１００）及び第２実施形態（燃焼装置２００）について説明する。
【００１９】
〔燃焼装置の第１実施形態〕
第１実施形態の燃焼装置１００について、図１〜図３に基づいて説明する。
燃焼装置１００は、比較的低当量比のメイン燃焼用の予混合気を燃焼部１に流出させてＮＯｘの排出を抑制したメイン燃焼を行うためのメイン燃焼用流路２と、比較的高当量比のパイロット燃焼用の予混合気を燃焼部１に流出させて安定したパイロット燃焼を行うためのパイロット燃焼用流路３とを備え、そのパイロット燃焼用流路３を内部に規定する内筒８と、この内筒８を外囲するメイン燃焼用流路２を内筒８との間に規定する外筒７とが同心円状に配設されている。
また、外筒７の下流側端部には、下流側にかけて拡径する燃焼筒３０が接続されている。
尚、燃焼部１におけるパイロット燃焼用流路３の下流側にはパイロット燃焼用流路３から流出した燃料Ｆを点火してパイロット燃焼を発生させるための点火栓（図示せず）が設けられている。
【００２０】
そして、燃焼装置１００には、詳細については後述するが、燃料Ｆを分散状態で噴射する燃料噴射ノズル５が設けられており、この燃料噴射ノズル５の特徴的な構成及び配置等により、低燃焼負荷時には、メイン燃焼用流路２及びパイロット燃焼用流路３への総燃料供給量である燃焼噴射ノズル５からの燃料Ｆの噴射量を比較的少ない量に調整することで、メイン燃焼用流路２に対するパイロット燃焼用流路３への燃料供給量の分配比率が増加して、パイロット燃焼による保炎により安定した燃焼状態が維持され、逆に、高燃焼負荷時には、燃焼噴射ノズル５からの燃料Ｆの噴射量を比較的多い量に調整することで、メイン燃焼用流路２に対するパイロット燃焼用流路３への燃料供給量の分配比率が減少して、全体的に低当量比の予混合気を燃焼させて低ＮＯｘ化が図られる。
以下、このような燃料Ｆの分配供給を行うための構成について説明を加える。
【００２１】
燃料噴射ノズル５は、燃料Ｆの噴射量の調整に伴って、分散角度θを調整可能に構成されており、詳しくは、図２及び図３に示すように、燃料Ｆの噴射量の増加に伴って燃料Ｆの分散角度θが縮小するように構成されている。
【００２２】
即ち、上記燃料噴射ノズル５には、供給された燃料Ｆが燃料噴射方向回りに旋回する渦室５１が形成され、その渦室５１の旋回中心に燃料Ｆを噴射する墳孔５６が形成されている。また、渦室５１には、燃料供給源（図示せず）からポンプ５３により燃料Ｆが供給される供給路５２が旋回方向に向けて接続され、更に、渦室５１から燃料供給源へ燃料Ｆを戻す戻り路５４が旋回中心に接続されている。
そして、ポンプ５３により、渦室５１に一定流量の燃料Ｆを供給すると共に、戻り路５４に設けられた戻り弁５５の開度を調整することにより、燃料噴射ノズル５において墳孔５６から噴射される燃料Ｆの噴射量が調整される。
尚、このような戻り路５４等を備える燃料噴射ノズル５の形式を還流式と呼ぶ場合がある。
【００２３】
更に、上記のような燃料噴射ノズル５では、分散角度θは、燃料Ｆの噴射速度の旋回方向成分と軸方向成分との大きさの割合で決まる。そして、上記燃料Ｆの噴射速度の旋回方向成分は、渦室５１において一定流量の燃料Ｆが供給され一定速度で旋回していることから常に一定であり、燃料Ｆの噴射速度の軸方向成分は燃料Ｆの噴射量の増加に伴って増加することから、燃料Ｆの分散角度θは燃料Ｆの噴射量の増加に伴って縮小することになる。
【００２４】
燃焼装置１００において、上記の燃料噴射ノズル５は、内筒８内部のパイロット燃焼用流路３から内筒８内面に向けて燃料Ｆを噴射するように、噴射方向を径外方向として複数配置されており、更に、内筒８の燃料噴射ノズル５から燃料Ｆが噴射される領域には、メイン燃焼用流路２に開口する誘導口１０が形成されている。
【００２５】
そして、図１（ａ）に示すように、燃料噴射ノズル５から比較的多い量で燃料Ｆが噴射される高燃焼負荷時において、燃料噴射ノズル５から比較的狭い高燃焼負荷分散角度θＨで噴射された燃料は、誘導口１０に受け入れられて内筒８の外部に形成されたメイン燃焼用流路２へ供給され、一方、図１（ｂ）に示すように、燃料噴射ノズル５から比較的少ない量で燃料Ｆが噴射される低燃焼負荷時において、燃料噴射ノズル５から比較的広い低燃焼負荷分散角度θＬで噴射された燃料Ｆの少なくとも一部が、誘導口１０に受け入れられずに、その誘導口１０の周囲の内筒８内面に衝突して、パイロット燃焼用流路３に供給されることになる。
従って、低燃焼負荷時には、燃料噴射ノズル５による燃料の噴射量の減少に伴い、パイロット燃焼用流路３への燃料供給量の分配比率が増加するので、パイロット燃焼による保炎により安定した燃焼状態を維持することができ、逆に、高燃焼負荷時には、燃料噴射ノズルによる燃料の噴射量の増加に伴い、パイロット燃焼用流路への燃料供給量の分配比率が減少するので、全体的に低当量比の予混合気を燃焼させて低ＮＯｘ化を図ることができる。
【００２６】
尚、上記誘導口１０の径や燃料噴射ノズル５と誘導口１０との相対位置関係は、誘導口１０が、上記燃料噴射ノズル５から高燃焼負荷分散角度θＨで噴射された燃料Ｆを受け入れ、上記燃料噴射ノズル５から低燃焼負荷分散角度θＬで噴射された燃料Ｆの大部分を受け入れない形態で、適切に設定することができる。
【００２７】
また、このような燃焼装置１００においては、内筒８は、パイロット燃焼用流路３に接する第１内筒８ａと、その第１内筒８ａの内部に配置され上流側が封鎖されている第２内筒８ｂとで構成されており、その第２内筒８ｂの上流側の封鎖された底部の内側に上記燃料噴射ノズル５が固設され、パイロット燃焼用流路３は、その第２内筒８ｂの内部に形成されている。
【００２８】
そして、第１内筒８ａと第２内筒８ｂとの間には、上流側から空気Ａが流入する空気流路１２が形成され、更に、第２内筒８ｂの側面には、その空気流路１２から第２内筒８ｂの内部のパイロット燃焼用流路３に空気Ａを流入させる流入口１３，１４が形成されている。
また、第２内筒８ｂの内面において、燃料ノズル５よりも下流側には、第２内筒８ｂの内面を伝って下流側に流れる液体の燃料Ｆをその内面から剥離させるための液膜ノズル１５が突出形成されており、燃料Ｆは流入口１３から流入した空気Ａにより微粒化される。そして、燃焼部１のパイロット燃焼用流路３の下流側付近では、燃料噴射ノズル５から噴射され液膜ノズル１５により第２内筒８ｂの内面から剥離して微粒化した燃料Ｆが、パイロット燃焼することになる。
【００２９】
また、内筒８に設けられた誘導口１０は、上記第１内筒８ａと第２内筒８ｂとに渡って架設されたテーパー状の筒部材１１内に形成されており、この筒部材１１により、高燃焼負荷時において誘導口１０に受け入れた燃料Ｆを良好にメイン燃焼用流路２に導くことができ、更に、その筒部材１１の燃料噴射ノズル５側の端部を第２内筒８ｂよりも中心側に突出させることにより、低燃焼負荷時において誘導口１０に受け入れられなかった燃料Ｆが壁部を伝って誘導口１０内に流入することが阻止されている。
【００３０】
尚、メイン燃焼用流路２やパイロット燃焼用流路３には、旋回流を発生させるためのスワラーを適宜配置することができる。また、流出口１３，１４にもスワラーを適宜配置することができる。
【００３１】
〔燃焼装置の第２実施形態〕
第２実施形態の燃焼装置２００について、図４，図５に基づいて説明する。尚、上記第１実施形態と同様の構成については同じ符号を付して説明を割愛する場合がある。
【００３２】
燃焼装置２００は、上記第１実施形態と同様に、パイロット燃焼を行うためのパイロット燃焼用流路３を内部に規定する内筒８と、この内筒８を外囲するメイン燃焼を行うためのメイン燃焼用流路２を内筒８との間に規定する外筒７とが同心円状に配設されている。
【００３３】
この燃焼装置２００に設けられる燃料噴射ノズル６は、燃料Ｆの噴射量の調整に伴って、分散角度θを調整可能に構成されており、詳しくは、上記第１実施形態における燃料噴射ノズル５とは逆に、図５に示すように、燃料Ｆの噴射量の増加に伴って燃料Ｆの分散角度θが拡大するように構成されている。
尚、このような燃料噴射ノズル６は、例えば、図２に示す燃料噴射ノズル５において、戻り路５４を無くした状態で、ポンプ５３による燃料供給量の調整により噴射量を調整し、噴射量の増加に伴って、噴射速度の旋回方向成分の増加割合が軸方向成分の増加割合よりも大きくなるように構成することで、実現することができる。
【００３４】
また、燃焼装置２００において、上記の燃料噴射ノズル６は、内筒８よりも上流側から燃焼部１に向けて筒軸心方向に燃料Ｆを噴射するように配置されており、更に、内筒８の上流側端部８ｃが、燃料噴射ノズル６から比較的狭い低燃焼負荷分散角度θＬで噴射された燃料Ｆを内筒８内部のパイロット燃焼用流路３に導き、燃料噴射ノズル６から比較的広い高燃焼負荷分散角度θＨで噴射された燃料Ｆを内筒８外部のメイン燃焼用流路２に導くように、燃料噴射ノズル６に対して相対配置されている。
【００３５】
従って、燃焼装置２００は、上記第１実施形態と同様に、図４（ａ）に示すように、燃料噴射ノズル６から比較的多い量で燃料Ｆが噴射される高燃焼負荷時においては、燃料噴射ノズル６から比較的広い高燃焼負荷分散角度θＨで噴射された燃料の少なくとも一部が、内筒８外部のメイン燃焼用流路２へ供給されて、全体的に低当量比の予混合気を燃焼させて低ＮＯｘ化を図ることができ、一方、図４（ｂ）に示すように、燃料噴射ノズル６から比較的少ない量で燃料Ｆが噴射される低燃焼負荷時においては、燃料噴射ノズル６から比較的狭い低燃焼負荷分散角度θＬで噴射された燃料が、内筒８内部のパイロット燃焼用流路３へ供給されて、パイロット燃焼による保炎により安定した燃焼状態を維持することができる。
【００３６】
なお、上記内筒８の上流側端部８ａの径や燃料噴射ノズル６と上流側端部８ａとの相対位置関係は、上流側端部８ａが、上記燃料噴射ノズル６から低燃焼負荷分散角度θＬで噴射された燃料Ｆを内筒８内部に受け入れ、上記燃料噴射ノズル６から高燃焼負荷分散角度θＨで噴射された燃料Ｆの少なくとも一部を内筒８内部に受け入れない形態で、適切に設定することができる。
【００３７】
また、燃料噴射ノズル６を、充円錐状に燃料Ｆを噴射するように構成すれば、高燃焼負荷時において燃料噴射ノズル６から噴射された燃料Ｆの一部が内筒８内部に供給されることになるので、高燃焼負荷時におけるパイロット燃焼の燃焼負荷を充分に稼いで、メイン燃焼に対する保炎性を良好なものとすることができる。
【００３８】
〔別実施形態〕
本発明に係る燃焼装置の別の実施形態を以下に説明する。
【００３９】
（１）上記実施の形態において、燃料Ｆとして液体燃料を利用したが別に気体燃料を利用しても構わない。また、燃料Ｆの燃焼のための酸素含有ガスとして空気Ａを利用したが別に空気の以外の酸素成分含有量が空気に対して高い酸素富化ガス等を利用しても構わない。
【００４０】
（２）上記実施の形態では、燃料噴射ノズル５，６は、燃料Ｆの噴射量の調整に伴って、燃料Ｆの噴射速度の軸方向成分若しくは旋回方向成分を変化させて、分散角度θを調整するように構成したが、別に、燃料噴射ノズル５，６内に、例えば燃料Ｆを衝突させて分散状態とする衝突部を設け、その衝突部の位置若しくは姿勢を調整することにより上記分散角度θを調整するように構成しても構わない。
【００４１】
（３）上記実施の形態において、本発明に係る燃焼装置をガスタービンエンジンに備えた燃焼装置１００，２００に適用した例について説明したが、本発明に係る燃焼装置は、単独で焼却炉用などの燃焼装置として利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１実施形態の燃焼装置の高燃焼負荷時（ａ）及び低燃焼負荷時（ｂ）における状態を示す図
【図２】図１に示す燃料噴射ノズルの概略構成図
【図３】図１に示す燃料噴射ノズルの噴射特性を示す図
【図４】第２実施形態の燃焼装置の高燃焼負荷時（ａ）及び低燃焼負荷時（ｂ）における状態を示す図
【図５】図４に示す燃料噴射ノズルの噴射特性を示す図
【図６】ガスタービンエンジンの概略構成図
【符号の説明】
【００４３】
１：燃焼部
２：メイン燃焼用流路
３：パイロット燃焼用流路
５，６：燃料噴射ノズル
７：外筒
８：内筒
８ａ：第１内筒
８ｂ：第２内筒
８ｃ：上流側端部
１０：誘導口
１１：筒部材
１２：空気流路
１３，１４：流入口
１５：液膜形成部
３０：燃焼筒
５１：渦室
５２：供給路
５３：ポンプ
５４：戻り路
５６：墳孔
６１：圧縮機
６２：タービン
１００，２００：燃焼装置
Ａ：空気（酸素含有ガス）
ＣＧ：燃焼排ガス
Ｆ：燃料
θ：分散角度
θＨ：高燃焼負荷分散角度
θＬ：低燃焼負荷分散角度
【図１】
2005283005.tif 000003
【図２】
2005283005.tif 000004
【図３】
2005283005.tif 000005
【図４】
2005283005.tif 000006
【図５】
2005283005.tif 000007
【図６】
2005283005.tif 000008