(57)【要約】【課題】低NOx化と燃焼安定性の向上の両立が可能なバーナを提供すること。【解決手段】燃焼器ライナ２１内に設置されたプレート１０と、プレート１０に設けられた複数の貫通孔５と、プレート１０の複数の貫通孔５内にそれぞれ燃料を噴出する複数の燃料ノズル４と、プレート１０上に位置する底部４１及びプレート１０と離れて位置する頂部４２を有し、底部４１から頂部４２に向かって径が小さくなる凸状部材４０と、凸状部材４０の周方向及び中心方向に傾いた中心軸を有し、プレート１０の複数の貫通孔５とそれぞれ連通するように凸状部材４０に設けられた複数の貫通孔４５と、凸状部材４０の頂部４１に設置された保炎器１２とを備える。【選択図】図５
2012063094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器ライナ内に設置されたプレートと、
当該プレートに設けられた複数の貫通孔と、
前記プレートの複数の貫通孔内にそれぞれ燃料を噴出する複数の燃料ノズルと、
前記プレート上に位置する底部及び前記プレートと離れて位置する頂部を有し、当該底部から当該頂部に向かって径が小さくなる凸状部材と、
前記凸状部材の周方向及び中心方向に傾いた中心軸を有し、前記プレートの複数の貫通孔とそれぞれ連通するように前記凸状部材に設けられた複数の貫通孔と、
前記凸状部材の頂部に設置された保炎器とを備えることを特徴とするバーナ。
【請求項２】
燃焼器ライナ内に設置されたプレートと、
当該プレートに設けられた複数の貫通孔と、
前記プレートの複数の貫通孔内にそれぞれ燃料を噴出する複数の燃料ノズルと、
前記プレート上に位置する底部及び前記プレートと離れて位置する頂部を有し、当該底部から当該頂部に向かって径が小さくなる凸状部材と、
前記凸状部材の周方向及び中心方向に傾いた中心軸を有し、前記プレートの複数の貫通孔とそれぞれ連通するように前記凸状部材に設けられた複数の貫通孔と、
前記凸状部材の貫通孔から噴出される混合ガスが衝突する面を有する保炎器とを備えることを特徴とするバーナ。
【請求項３】
請求項１に記載のバーナにおいて、
前記保炎器は、前記燃焼器ライナの軸方向において対向する２つの面を端面とする柱状形状を有しており、
当該柱状形状における２つの端面のうち前記凸状部材からの距離が遠い一方の端面を前記プレートへ正射影した投影面積は、他方の端面を前記プレートへ正射影した投影面積よりも大きいことを特徴とするバーナ。
【請求項４】
請求項３に記載のバーナにおいて、
前記保炎器は、前記燃焼器ライナの軸方向に中心軸を有する円柱状に形成されていることを特徴とするバーナ。
【請求項５】
請求項１に記載のバーナにおいて、
前記保炎器は、支持部材を介して前記凸状部材の頂部に取り付けられており、
前記プレートに正射影した前記支持部材の投影面積は、前記プレートに正射影した前記保炎器の投影面積よりも小さいことを特徴とするバーナ。
【請求項６】
燃焼器ライナ内に設置されたプレートと、
当該プレートに設けられた複数の貫通孔と、
前記プレートの複数の貫通孔内にそれぞれ燃料を噴出する複数の燃料ノズルと、
前記プレート上に位置する底部及び前記プレートと離れて位置する頂部を有し、当該底部から当該頂部に向かって径が小さくなる凸状部材と、
前記凸状部材の周方向及び中心方向に傾いた中心軸を有し、前記プレートの複数の貫通孔とそれぞれ連通するように前記凸状部材に設けられた複数の貫通孔と、
支持部材を介して前記凸状部材の頂部に取り付けられた保炎器とを備えることを特徴とするバーナ。
【請求項７】
請求項６に記載のバーナにおいて、
前記保炎器は、前記燃焼器ライナの軸方向に中心軸を有する円盤であることを特徴とするバーナ。
【請求項８】
請求項６に記載のバーナにおいて、
前記支持部材は、前記円盤状の保炎器の径よりも小さい径を有する円柱状に形成されていることを特徴とするバーナ。
【請求項９】
請求項１、２、６のいずれかに記載のバーナにおいて、
前記保炎器における２つの端面のうち前記凸状部材からの距離が遠い一方の端面には、複数の凹凸が形成されていることを特徴とするバーナ。
【請求項１０】
燃焼器ライナと、
当該燃焼器ライナ内に設置されたプレートと、
当該プレートに設けられた複数の貫通孔と、
前記プレートの複数の貫通孔内にそれぞれ燃料を噴出する複数の燃料ノズルと、
前記プレート上に位置する底部及び前記プレートと離れて位置する頂部を有し、当該底部から当該頂部に向かって径が小さくなる凸状部材と、
前記凸状部材の周方向及び中心方向に傾いた中心軸を有し、前記プレートの複数の貫通孔とそれぞれ連通するように前記凸状部材に設けられた複数の貫通孔と、
前記凸状部材の頂部に設置された保炎器とを備えることを特徴とする燃焼器。
【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のバーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービン発電プラントに設置されるガスタービン燃焼器は、発電効率を高めるために燃焼ガスの高温化が図られている。この燃焼ガスの高温化に伴い、燃焼排ガス中の環境阻害物質である窒素酸化物（NOx）が指数関数的に増加するため、発電効率を高めながらNOxを低減する対策が重要な技術課題となっている。
【０００３】
NOxを低減させる燃焼方法としては、充分な予混合距離を設けて燃料と空気を予め混合させることで燃料と空気の混合濃度を均一化し局所的な高温化を避ける予混合燃焼方式が知られている。しかし、この方式のように十分な予混合距離を設けると、予混合ガスの上流側に火が戻る現象（逆火）が発生して燃焼器を溶損するおそれがある。
【０００４】
このような逆火の防止を図った燃焼器バーナには、燃焼室に臨む円盤状のプレートに空気を通過させるための複数の貫通孔（空気孔）を設け、その各貫通孔と同軸上に燃料ノズルを配置させたものがある（特許文献１等参照）。このバーナは、燃料ノズルと貫通孔が同軸状に配置されているため、貫通孔内部ではその中心部を主に燃料が流れ当該燃料の周囲を主に空気が流れる。そのために、貫通孔内部では充分な予混合ガスが発生せず、逆火が発生しにくい特徴を持つ。その一方で、同軸ノズルを複数本集合化すること、つまり多数配列することで燃料を空気中に分散させて濃度分布を平坦化すると共に、貫通孔から流れ出た直後に噴流が急速に崩れることを利用して空気と燃料の混合を促進させることで低NOx化を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２００７−２３２２３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１のようにプレートに貫通孔を設けると、バーナ端面であるプレートの表面に火炎が付着し易く、燃焼振動が発生し易い要因となる。この点を鑑みてバーナ端面から火炎を離すことで燃焼安定化を図った技術として、プレートにおける燃焼室側の面に燃焼室側に突出した凸状部材を取り付け、その凸状部材にプレート上の貫通孔と連通する貫通孔を設けたものがある。この技術では、凸状部材に設けた貫通孔に空気及び燃料を流通させることで、当該凸状部材の頂部に向かって収束する旋回流を発生させ、凸状部材の頂部に火炎の開始点（火炎の最上流点）を形成することで燃焼安定化を図っている。しかし、このようにバーナを構成しても、条件によっては、旋回流によって形成される火炎の開始点が凸状部材の頂部から離れ易くなることがあり、バーナの燃焼安定性を改善する余地がある。
【０００７】
本発明の目的は低NOx化と燃焼安定性の向上の両立が可能なバーナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、燃焼器ライナ内に設置されたプレートと、当該プレートに設けられた複数の貫通孔と、前記プレートの複数の貫通孔内にそれぞれ燃料を噴出する複数の燃料ノズルと、前記プレート上に位置する底部及び前記プレートと離れて位置する頂部を有し、当該底部から当該頂部に向かって径が小さくなる凸状部材と、前記凸状部材の周方向及び中心方向に傾いた中心軸を有し、前記プレートの複数の貫通孔とそれぞれ連通するように前記凸状部材に設けられた複数の貫通孔と、前記凸状部材の頂部に設置された保炎器とを備えるものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、火炎開始点のゆらぎを抑制できるので、低NOx化と燃焼安定性の向上の両立が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の各実施の形態に係るガスタービン設備の概略図。
【図２】図１中のII方向から見たマルチバーナの正面図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るバーナ９の正面図。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係るバーナ９の側面図。
【図５】図３中のV-V断面図。
【図６】図５中のVI-VI断面図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るバーナ９Ａの正面図。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係るバーナ９Ａの側面図。
【図９】図７中のIX-IX断面図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るバーナ９Ｂの正面図。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るバーナ９Ｂの側面図。
【図１２】図１０中のXII-XII断面図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るバーナ９Ｃの正面図。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係るバーナ９Ｃの側面図。
【図１５】図１０中のXV-XV断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１２】
図１は本発明の各実施の形態に係るガスタービン設備の概略図であり、図２は図１中のII方向から見たマルチバーナの正面図である。これらの図に示すガスタービン設備は、燃焼器１と、燃焼器１に圧縮空気１９を供給する圧縮機１７と、燃焼器１から排出された燃焼ガス１１により回転駆動するタービン１８を備えている。
【００１３】
燃焼器１は、圧縮空気１９が導入される車室１４と、燃焼室１５を形成する燃焼器ライナ２１と、燃焼器ライナ２１の外側に燃焼器ライナ２１と同心円上に配置された外筒２２と、燃焼器ライナ２１内に設置されマルチバーナを構成する複数のバーナ９と、各バーナ９に燃料７，７ａを供給する燃料供給系２３を備えている。
【００１４】
燃料供給系２３は、制御弁２３ａを備えており、その制御弁２３ａの下流側で第１燃料供給系２５と第２燃料供給系２４の２つに分岐している。第１燃料供給系２５は、燃焼器ライナ２１内の中央に位置するバーナ９に燃料７ａを供給する燃料供給管２６と接続されており、この燃料供給管２６に供給される燃料流量を制御するための制御弁２５ａを備えている。第２燃料供給系統２４は、燃焼器ライナ２１の内側面近傍に位置する複数のバーナ９（本実施の形態では６つのバーナ）に燃料７を供給する燃料供給管２と接続されており、この燃料供給管２に供給される燃料流量を制御するための制御弁２４ａを備えている。制御弁２４ａと制御弁２５ａはそれぞれ独立して制御可能である。
【００１５】
図３は本発明の第１の実施の形態に係るバーナ９の正面図であり、図４は本発明の第１の実施の形態に係るバーナ９の側面図であり、図５は図３中のV-V断面図であり、図６は図５中のVI-VI断面図である。なお、ここでは、図２に示した合計７つのバーナ９のうち、燃焼器ライナ２１の近傍に位置するバーナ９の１つを取りあげて説明する。また、先の図と同じ部分には同じ符号を付して説明は省略する。
【００１６】
これらの図に示すバーナ９は、プレート１０と、複数の燃料ノズル４と、凸状部材４０と、保炎器１２を備えている。
【００１７】
プレート１０は、燃焼室１５に臨む円盤状の部材であり、燃焼器ライナ２１内に設置されている。プレート１０には、燃焼器ライナ２１の軸方向に中心軸を有する複数の貫通孔（空気孔）５が設けられている。本実施の形態では、１つのバーナ９に対して合計２８個の貫通孔５が設けられている（図６参照）。
【００１８】
各燃料ノズル４は、燃焼器ライナ２１の軸方向に中心軸を有しており、燃料供給管２が接続された燃料分配器３に接続されている。各燃料ノズル４は、その燃料噴出孔の中心軸が貫通孔５内を通過するように固定されており、各貫通孔５内に燃料を噴出可能に配置されている。これにより燃料ノズル４は貫通孔５とともに同軸噴流ノズルを構成している。本実施の形態では、１つのバーナ９に対して、貫通孔５と同様に合計２８本の燃料ノズル４が設置されている（図６参照）。なお、燃料と空気を均等に混合する観点からは、燃料ノズル４と貫通孔５の中心軸を同軸配置することが好ましい。また、図５では燃料ノズル４の先端が貫通孔５内に配置されているが、燃料ノズル４の先端を貫通孔５外に配置しても良い。
【００１９】
凸状部材４０は、プレート１０から燃焼室１５側に突出した部材であり、プレート１０における燃焼室１５側の面に取り付けられている。また、凸状部材４０は、プレート１０上に位置する底部４１及びプレート１０と離れて位置する頂部４２を有しており、底部４１から頂部４２に向かって径が小さくなるように形成されている。凸状部材４０の表面に混合ガス１３の一様な流れを発生させる観点からは、凸状部材４０は、図示したように燃焼器ライナ２１の軸方向に中心軸を有する円柱状に形成することが好ましく、当該円柱の２つの端面のうちプレート１０からの距離が近い一方の端面の径は、プレート１０からの距離が遠い他方の端面の径よりも大きくなっている。すなわち、図示した凸状部材４０は、底部４１を底面とする円錐をその中心軸に直交する面で切断して得られる部分のうち、当該円錐の底面（底部４１）が含まれる部分に相当する。
【００２０】
凸状部材４０は、１つのバーナ９を構成する一群の貫通孔５（本実施の形態では２８個）を覆うようにプレート１０上に設置されており、凸状部材４０には、当該複数の貫通孔５とそれぞれ連通する複数の貫通孔（空気孔）４５（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ）が設けられている。本実施の形態の貫通孔４５は、図３及び図４に示すように、凸状部材４０の底部４１付近に開口するように設けられた１２個の貫通孔４５ａと、貫通孔４５ａの開口部の下流に位置する部分に開口するように設けられた１０個貫通孔４５ｂと、凸状部材４０の頂部４２付近に開口するように設けられた６個の貫通孔４５ｃの３種類に大別される。
【００２１】
各貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃの中心軸は凸状部材４０の周方向に傾いている。そのため、各貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃを通過した燃料と空気の混合ガス１３は、固有の旋回角をもって噴出され、凸状部材４０の表面上を旋回流となって流れる。さらに、各貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃの中心軸は、混合ガス１３が内傾角をもって噴出されるように、凸状部材４０の中心方向に傾いている。すなわち、図３の矢印３１に示したように、各貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃからの混合ガス１３は、平面的に見て円周の接線方向よりも中心に傾斜して噴出される。これにより、各貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃから噴出した混合ガス１３の流れは、旋回角と内傾角を合わせた流れとなるため、全体の流れを上流から下流に向かって見ると、凸状部材４０の表面上を旋回しつつ当該部材４０の中心（頂部４２）に向かって絞り込まれるように形成される。
【００２２】
保炎器１２は、バーナ９によって形成される火炎の開始点（火炎の最上流点）の位置を保持するもので、凸状部材４０の頂部４２に取り付けられている。本実施の形態における保炎器１２は、燃焼器ライナ２１の軸方向において対向する２つの面４７，４８を端面とする柱状形状を有しており、２つの端面４７，４８の間には貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃから噴出される混合ガス１３が衝突する側面４６が形成されている。ここで、２つの端面４７，４８のうち、凸状部材４０からの距離が近いものを第１端面４７とし、凸状部材４０からの距離が遠いものを第２端面４８とし、プレート１０の燃焼室側の面に両端面４７，４８を正射影した面積を比較すると、第２端面４８の投影面積の方が第１端面４７の投影面積よりも大きくなるように形成されている。このように保炎器１２を形成すると、そのエッジ部の角度θ（図５参照）を９０度未満に設定することができ、後述の渦流１６ａ（図５参照）の発生を促進することができる。
【００２３】
上記のように構成される燃焼器１において、圧縮機１７で圧縮された空気１９は、まず車室１４に導入され、燃焼器ライナ２１と外筒２２との間に導入される。その空気１９の一部は、燃焼器ライナ２１の冷却空気２０として燃焼室１５に導入され、またその空気１９の残りは、燃焼用空気８として空気導入口２９を経由してバーナ９（貫通孔５）に導入される。
【００２４】
一方、第１燃料供給系２５からの燃料７ａは、燃焼器１内の燃料供給管２６に導入される。燃料供給管２６に導入された燃料７ａは、燃料分配器２７を通じて複数の燃料ノズル２８に分散して供給される。同様に、第２燃料供給系２４からの燃料７も、燃焼器１内の燃料供給管２より燃料分配器３を経て複数の燃料ノズル４に分散供給される。
【００２５】
燃料ノズル４，２８から噴出された燃料７，７ａは、空気導入孔２９からの燃焼用空気８とともに貫通孔５及び貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃに導入される。貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃから噴出された混合ガス１３（図５参照）は、凸状部材４０の表面上を旋回しながら保炎器１２に向かって流れる。そして、混合ガス１３は保炎器１２の側面４６と衝突し、凸状部材４０の径方向外側に広がって流れる混合ガス流１６（図５参照）が形成される。すなわち、混合ガス１３は、頂部４２に一旦向かって絞り込まれた直後に、保炎器１２の側面４６によって外向きに広がる流れに急変する。これにより保炎器１２の側面４６の終端の下流部にせん断力による流れの淀み点が混合ガス流１６によって形成され、保炎器１２の下流側に渦流１６ａ（図５参照）を形成することができる。燃焼室１５内で点火装置（図示せず）によって混合ガス流１６に着火すると保炎器１２の下流側に火炎３０が発生する。このとき、上記のように形成される渦流１６ａは保炎点となるので、火炎３０の開始点を保炎器１２に近づけることができ、保炎を強化することができる。
【００２６】
ところで、凸状部材４０に保炎器１２が取り付けられていないバーナ（以下、比較例のバーナと称することがある。）では、凸状部材４０の頂部４２が火炎の保炎面となる。この場合、凸状部材４０の貫通孔４５から頂部４２に向かって絞り込まれる流れが保炎面である頂部４２に影響を及ぼしていたため、火炎の開始点が変動しやすく、燃焼条件によっては燃焼が不安定になる場合が見受けられた。
【００２７】
これに対して、上記のように構成した本実施の形態によれば、保炎器１２の第２端面４８の近傍において安定した渦流１６ａを形成できるので、火炎３０の開始点のゆらぎを抑制でき、低NOx化と燃焼安定性の向上の両立が可能となる。さらに、本実施の形態では保炎器１２の第２端面４８が保炎面となるので、凸状部材４０の頂部４２が保炎面となる比較例のバーナよりも保炎面積を増加することができ、燃焼安定性をさらに向上できる。また、上記のように第２端面４８の面積を第１端面の面積より大きくすることで、凸状部材４０上の混合ガスの流れに対して側面４６を傾斜面にすると、側面４６に火炎が付きにくい上に、貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃから噴出される混合ガス１３によって冷却されるので、保炎器１２の温度上昇を抑制することができる。
【００２８】
なお、保炎器１２の第２端面４８上に渦流１６ａを均等に発生させる観点からは、保安器１２は、図４，５等に示すように、第１端面４７及び第２端面４８が円形で、燃焼器ライナ２１の軸方向に中心軸を有する円柱状に形成することが好ましい。すなわち、図示した保炎器１２は、第２端面４８を底面とする円錐をその中心軸に直交する面で切断して得られる部分のうち、当該円錐の底面（第２端面４８）が含まれる部分に相当している。
【００２９】
図７は本発明の第２の実施の形態に係るバーナ９Ａの正面図であり、図８は本発明の第２の実施の形態に係るバーナ９Ａの側面図であり、図９は図７中のIX-IX断面図である。
【００３０】
本実施の形態に係るバーナ９Ａは、支柱３３を介して凸状部材４０の頂部４２に取り付けられた保炎器３２を備えている点で先の実施の形態と異なる。その他の部分は先の実施の形態と同じであるので説明は省略する。
【００３１】
保炎器３２は、燃焼器ライナ２１の軸方向に中心軸を有する円盤で形成されている。保炎器３２は、保炎器３２をプレート１０へ正射影した投射面積が、凸状部材４０の頂部４２をプレート１０へ正射影した投影面積に近づくように形成することが好ましい。
【００３２】
支柱（支持部材）３３は、凸状部材４０と保炎器３２との距離を一定間隔に保持する役目を有している。支柱３３は、支柱３３をプレート１０へ正射影した投影面積が、保炎器３２をプレート１０へ正射影した投影面積よりも小さくなるように形成されており、支柱３３の投影面積が保炎器３２の投影面積の数分の１程度に小さくなるように形成することが好ましい。なお、図に示した支柱３３は、円盤状の保炎器３２の径よりも小さい径を有する円柱状に形成されている。
【００３３】
上記のように構成されるバーナ９Ａにおいて、貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃから噴出された混合ガス１３は、凸状部材４０の表面上を旋回しながら頂部４２に向かって流れる。この頂部４２に向かって絞り込まれる混合ガス１３の流れの中心部には、保炎器３２に向かって逆流する再循環流３４（図９参照）が発生し、再循環流３４は周囲の高温ガスを巻き込んで安定的な火炎３０を形成するように働く。
【００３４】
ところで、凸状部材４０の頂部４２に保炎器３２が取り付けられていない比較例のバーナでは、混合ガス１３によって上記同様の再循環流３４が発生して頂部４２が保炎面となる。火炎の開始点は高温なほど安定性に優れるが、この比較例のバーナでは保炎面である頂部４２が貫通孔４５ａ，４５ｂ，４５ｃからの混合ガス１３によって冷却されてしまうために、条件によっては再循環流３４による保炎効果が損なわれてしまい燃焼安定性が低下することがあった。
【００３５】
これに対して、本実施の形態のように支柱３３を介して保炎器３２を取り付けて、保炎器３２と凸状部材４０の頂部４２との距離を間隔を設けると、混合ガス１３によって保炎器３２の保炎面が冷却されることを防止できる。これにより保炎器３２の温度を燃料ガスの自然発火温度（例えば、メタン主成分の燃料ガスであれば６５０〜７００℃程度）以上に保持することができるので、火炎３０の保炎が強化され、燃焼安定性を向上することができる。
【００３６】
なお、燃焼器稼働中における保炎器３２の温度を、燃料ガスの自然発火温度に合わせて調節する場合には、保炎器３２の温度が所望の温度に保持されるように支柱３３の太さ（断面積）を調節すれば良い。
【００３７】
図１０は本発明の第３の実施の形態に係るバーナ９Ｂの正面図であり、図１１は本発明の第３の実施の形態に係るバーナ９Ｂの側面図であり、図１２は図１０中のXII-XII断面図である。
【００３８】
本実施の形態に係るバーナ９Ｂは、第１の実施の形態の保炎器１２の特徴と第２の実施の形態の保炎器３２の特徴を組み合わせて形成した保炎器３２ａを備えている点で先の実施の形態と異なる。すなわち、保炎器３２ａは、支柱３３を介して凸状部材４０の頂部４２に取り付けられており、エッジ部の角度θが９０度未満に設定され混合ガス１３が衝突する側面４６を備えている。なお、その他の部分は先の実施の形態と同じであるので説明は省略する。
【００３９】
このように構成したバーナ９Ｂによれば、保炎器３２ａの下流側に渦流１６ａを形成することができるので火炎３０の開始点を保炎器３２ａに近づけることができるとともに、混合ガス１３による保炎器３２ａの温度低下を抑制することができるので、第１及び第２の実施の形態よりも燃焼安定性を向上させることができる。
【００４０】
図１３は本発明の第４の実施の形態に係るバーナ９Ｃの正面図であり、図１４は本発明の第４の実施の形態に係るバーナ９Ｃの側面図であり、図１５は図１０中のXV-XV断面図である。
【００４１】
本実施の形態に係るバーナ９Ｃは、その保炎器３２ａの端面にディンプル３５が形成されている点において第３の実施の形態と異なる。ディンプル３５は、複数の凹凸（例えば、数十から数百の突起形状群）から形成されており、燃焼器ライナ２１の軸方向に配置された保炎器３２ａにおける２つの端面のうち、凸状部材４０からの距離が遠い端面（燃焼室１５に臨む端面）に設けられている。
【００４２】
このように保炎器３２ａにディンプル３５を設けると、その複数の凹凸に渦流１６ａ及び再循環流３４が衝突して、保炎器３２ａの端面上に細かな渦流１６ｂを安定形成することができる。これにより火炎３０の保炎がさらに強化されるので、第３の実施の形態よりも燃焼安定性を向上させることができる。
【００４３】
なお、ここでは、第３の実施の形態における保炎器３２ａにディンプル３５を設けた場合のみについて説明したが、第１の実施の形態の保炎器１２や第２の実施の形態の保炎器３２にディンプル３５を設けても燃焼安定性を向上させることができる。
【００４４】
また、以上の各実施の形態においては、天然ガスや石油などの化石資源を燃料とするガスタービン燃焼器について説明したが、本発明は化学プラントなどで副生されるオフガスを燃料とするガスタービン燃焼器にも適用可能である。例えば、H2リッチガスなどは燃焼速度が速く、ガス化複合発電（Integrated Gasification Combined Cycle（ＩＧＣＣ））のCO2分離回収（Carbon Capture and Storage（ＣＣＳ））プラントではH2濃度が変化し、従来からのバーナでは幅広い組成変化に対応することが困難なケースもあるが、本発明の保炎器を備えたバーナによれば、燃焼速度の異なる燃料についても保炎点を固定することができるので燃焼安定性が向上できる。
【符号の説明】
【００４５】
１      燃焼器
４      燃料ノズル
５      プレートの貫通孔
７      燃料
９      バーナ
１０      プレート
１５      燃焼室
２１      燃焼器ライナ
２８      燃料ノズル
３２      保炎器
３３      支柱
３４      再循環流
３５      ディンプル
４０      凸状部材
４１      底部
４２      頂部
４５      凸状部材の貫通孔
４６      側面
４７      第１端面
４８      第２端面
【図１】
2012063094.tif 000003
【図２】
2012063094.tif 000004
【図３】
2012063094.tif 000005
【図４】
2012063094.tif 000006
【図５】
2012063094.tif 000007
【図６】
2012063094.tif 000008
【図７】
2012063094.tif 000009
【図８】
2012063094.tif 000010
【図９】
2012063094.tif 000011
【図１０】
2012063094.tif 000012
【図１１】
2012063094.tif 000013
【図１２】
2012063094.tif 000014
【図１３】
2012063094.tif 000015
【図１４】
2012063094.tif 000016
【図１５】
2012063094.tif 000017