(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの圧縮機空気流を受容するためのプレナム（７）と、該プレナム（７）の内部に配置され、該プレナム（７）を流れ方向で見て、端部側で終わらせる少なくとも１つのバーナ（１００）と、下流側で前記少なくとも１つのバーナ（１００）に接続された燃焼空間（１２２）と、該燃焼空間（１２２）を取囲む、前記プレナム（７）内に開口する、冷却空気を導く通路（２，３）とから成る燃焼室（１）において、冷却空気を導く前記通路（２，３）が前記プレナム（７）へ開口する範囲に、インジェクタ系（８，９）が配置されており、該インジェクタ系（８，９）がそれぞれ、冷却空気を導く前記通路（２，３）の延長部としての流過通路と、該流過通路の周方向に配置された複数の開口（５ａ）とから成り、これらの開口（５ａ）が外から来る加速空気（５）で負荷可能でありかつ前記バーナ（１００）が流れ方向で内外に嵌合する、少なくとも２つの、中空の、円錐形の部分体（１０１，１０２）から成り、これらの部分体（１０１，１０２）の各長手方向対称軸線（１０１ｂ，１０２ｂ）が互いにずらされて延びており、該部分体（１０１，１０２）の隣り合う壁が、該部分体（１０１，１０２）の長手方向に、燃焼空気流（１１５）のために接線方向の通路（１１９，１２０）を形成しており、前記部分体（１０１，１０２）により形成された円錐中空空間（１１４）内に少なくとも１つの燃料ノズル（１０３）が存在していることを特徴とする、燃焼室。
【請求項２】
当該燃焼室（１）がリング燃焼室である、請求項１記載の燃焼室。
【請求項３】
前記インジェクタ系（８，９）が前記燃焼空間（１２２）の壁の周囲にリング状に配置されている、請求項２記載の燃焼室。
【請求項４】
前記インジェクタ系（８，９）が前記プレナム（７）内に突入している、請求項１記載の燃焼室。
【請求項５】
前記接線方向の通路（１１９，１２０）の範囲に、該通路（１１９，１２０）の長手方向に、別の燃料ノズル（１１７）が配置されている、請求項１記載の燃焼室。
【請求項６】
前記部分体（１０１，１０２）が流れ方向で、一定の角度で円錐状に拡大しているか又は増大する円錐傾斜又は減少する円錐傾斜を有している、請求項１記載の燃焼室。
【請求項７】
前記バーナ（３００）が渦流発生器（１００ａ）と該渦流発生器（１００ａ）の下流に配置された混合区間（２２０）とから成り、前記渦流発生器（１００ａ）の下流の前記混合区間（２２０）が第１の区間部分（２００）の内部に、流れ方向に延びる移行通路（２０１）を有し、該移行通路（２０１）が前記渦流発生器（１００ａ）において形成された流れ（４０）を前記移行通路（２０１）の下流に接続された前記混合区間（２２０）の流過横断面内に導く、請求項１記載の燃焼室。
【請求項８】
前記渦流発生器（１００ａ）が、流れ方向で内外に嵌合する、少なくとも２つの、中空でかつ円錐形である部分体（１０１，１０２；１３０，１３１，１３２，１３３；１４０，１４１，１４２，１４３）から成り、該部分体の各長手方向対称軸線（１０１ｂ，１０２ｂ；１３０ａ，１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ，１３４ａ；１４０ａ，１４１ａ，１４２ａ，１４３ａ）が互いにずらされて延び、前記部分体（１０１，１０２；１３０，１３１，１３２，１３３；１４０，１４１，１４２，１４３）の隣り合う壁が、該部分体（１０１，１０２；１３０，１３１，１３２，１３３；１４０，１４１，１４２，１４３）の長手方向に、接線方向の通路（１１９，１２０）を燃焼空気流（１１５）のために形成しており、前記部分体（１０１，１０２；１３０，１３１，１３２，１３３；１４０，１４１，１４２，１４３）により形成された円錐中空空間（１１４）内に少なくとも１つの燃料ノズル（１０３）が配置されている、請求項７記載の燃焼室。
【請求項９】
前記接線方向の通路（１１９，１２０）の範囲に、その長手方向に別の燃料ノズル（１１７）が配置されている、請求項８記載の燃焼室。
【請求項１０】
前記部分体（１４０，１４１，１４２，１４３）が横断面で見て羽根状のプロフィールを有している、請求項８記載の燃焼室。
【請求項１１】
前記混合区間（２２０）が管形状の混合部材として構成されている、請求項７記載の燃焼室。
【請求項１２】
前記混合区間（２２０）における前記移行通路（２０１）の数が前記渦流発生器（１００ａ）の前記部分体（１０１，１０２；１３０，１３１，１３２，１３３；１４０，１４１，１４２，１４３）の数に相当している、請求項８又は９記載の燃焼室。
【請求項１３】
前記混合区間（２２０）が前記移行通路（２０１）の下流側に、流れ方向及び周方向に、空気流を吹込むためのプレフィルミング孔（２１）としての開口を備えている、請求項７記載の燃焼室。
【請求項１４】
前記混合区間（２２０）が前記移行通路（２０１）の下流側に空気流を吹込むための接線方向の開口を備えている、請求項７記載の燃焼室。
【請求項１５】
前記移行通路（２０１）の下流側の前記混合区間（２２０）の流過横断面（２０）が、前記渦流発生器（１００ａ）に形成された流れ（４０）の横断面よりも小さいかそれと同じ大きさであるか又はそれよりも大きい、請求項７記載の燃焼室。
【請求項１６】
前記渦流発生器（１００ａ）の下流側で前記混合区間（２２０）の上流側に配置された前記移行通路（２０１）がセクタで前記混合区間（２２０）の端面を捉え、流れ方向で螺旋状に延びている、請求項７記載の燃焼室。
【請求項１７】
前記混合区間（２２０）の端部にディフューザが存在している、請求項７記載の燃焼室。
【請求項１８】
前記バーナ（１００，３００）の下流側に前記燃焼空間（１２２）が配置されており、前記バーナ（１００，３００）と前記燃焼空間（１２２）との間に横断面飛躍部が存在しており、該横断面飛躍部の範囲に逆流ゾーン（１０６）が存在している、請求項１又は７記載の燃焼室。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として少なくとも１つの圧縮機空気流を受容するためのプレナムと、プレナムの内部に配置された少なくとも１つのバーナと、プレナムの後ろに接続された燃焼空間と、燃焼空間を取囲む、プレナム内に開口する、冷却空気を導く通路とから成る燃焼室に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年のガスタービンにおいては圧縮機空気の１部が冷却を目的として分岐させられる。規定に従ってこの圧縮機空気は熱的に高い負荷を受ける装置の冷却に使用され、次いで燃焼空気としてガスタービンの回路へ導入される。この冷却空気を回路へ導入することは適当な個所で行われなければならないので、そこでは、この導入に際して発生する圧力損失が高くなりすぎるという内在する危険が生じる。これは必然的に当該設備の効率の低下をもたらす。さらに前述の圧縮機空気は燃焼室を冷却した後で燃焼ゾーンの前で再び回路へ戻されなければならないので、当該設備の固有出力が低下しないようにしたい。まさに先に述べた処置に際して、燃焼室における前混合バーナの使用と関連して、公知技術から明らかであるように、圧力損失が生じる。この圧力損失は冷却空気供給部とプレナムとの間の横断面の拡大に基づき通常は高い効率損失をもたらす。この効率損失はディフューザによって回避できることは正しいが、それにも拘わらずこのような手段は、特に今日一般的であるリング燃焼室の場合には、ガスタービンの長さを著しく増大させ、当業者なら良く判っている欠点をもたらす。これらの欠点はガスタービンがセクエンシャルな燃焼に構成されていると、すなわちガスタービンがそれぞれ後接続された２つの燃焼室とタービンとから成っていると顕著である。長すぎる燃焼室に基づくガスタービンの総長さを減少させるために燃焼室を、作用的に結合されている両方の流体機械に対して重畳させるという公知の構想も欠点を有している。何故ならばこの場合には作業媒体の流れ方向はそれぞれ２度変向されなければならないからである。これは効率と燃焼空気の混合の質とによって好ましくない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記欠点を除くことを目的としており、本発明の課題は請求項に記載したように、冒頭に述べた形式の燃焼室において燃焼空気流への冷却空気の導入が、圧力損失が減少し、しかも両方の空気流が良好に混合されて行われるようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
燃焼空気流へ冷却空気を合流させる際の圧力損失は、少なくとも１つのインジェクタ系により、プレナムに対する移行部において部体のないディフューザが形成されることにより減少させられた。
【０００５】
【発明の効果】
本発明の主要な利点は、冷却流を他の空気流を流入させることが、比較的に長い、流動的に良好に構成された移行ディフューザを使用した場合と同じように、コンパクトな構成で保証されることである。この結果、燃焼室はコンパクトに構成でき、冷却空気の混合が流体技術的に良好に経過し、有害成分のエミッション、特にＮＯｘ−エミッションの減少が結果としてもたらされるような火炎温度が得られる。
【０００６】
さらに本発明によっては圧力損失が減少されるだけではなく、積極的な形式で脈動の抑制も達成される。
【０００７】
本発明は特にリング燃焼室を有するガスタービンにおいて大きな利点をもたらす。何故ならば冷却空気を提案したように混合することはプレナムの延長を必要とせず、可視的な結果として、当該設備のロータ軸が短くなるからである。
【０００８】
本発明の利点と有利な実施態様は従属請求項に示されている。
【０００９】
【実施例】
次に図面に基づき本発明の複数の実施例を開示すると共にこれらについて説明する。本発明を理解するために直接必要ではない部材は省略してある。種々の図において同じ部材には同じ符号を付けてあり、媒体の流れ方向は矢印で示してある。
【００１０】
図１には、図示の軸線１０から判るように、図示の燃焼室がリング燃焼室１であることが示されている。このリング燃焼室１は、連続する円筒又は準円筒の形を有している。さらにこのような燃焼室は軸方向又は準軸方向に又は螺旋形に配置された複数の個別の燃焼空間から成ることもできる。又、このような燃焼室は単一の管から成ることもできる。さらにこの燃焼室はガスタービンの唯一の燃焼段を形成するか又はセクエンシャルに燃焼させられる設備燃焼段の１つを形成することもできる。リング燃焼室１はヘッド側ではプレナム７から成っており、該プレナム７の、流れ方向で見た端部側は、バーナ１００で終わっている。バーナ１００の分配並びに構成については図２以下を用いて詳細に説明する。このバーナ１００の下流側には燃焼室１の本来の燃焼空間１２２が接続されている。この燃焼空間１２２間で生ぜしめられた熱ガス１１は通常は後ろに接続されたタービンを負荷する。燃焼空間１２２は２重のリング状の通路２，３で取囲まれている。これらの通路２，３を通って冷却空気４が逆流れ方向へ流れる。ほぼ、バーナ１００の終端部と燃焼空間１２２の始端部との間の平面において、したがって前面壁１１０の平面において、この冷却空気４はポテンシャルの高い、外から来る空気量５（以下加速空気と呼ぶ）と作用的に結合される。この場合、両方の空気流４，５の協働はインジェクタ系８，９を介して行われる。これらのインジェクタ系８，９はリング燃焼室１の内壁と外壁とに対して周方向で配置されている。このインジェクタ系の構成については図２を用いて詳細に説明する。このインジェクタ系８，９の内部では冷却空気４には、加速空気５の作用により、きわめて短い区間内で、空間的にコンパクトな、良好な速度プロフィールが与えられる。この速度プロフィールは比較的に長いディフューザの速度プロフィールに相応する。この速度プロフィールは対応するインジェクタ系の壁に沿った流れの剥離を有していないので、横断面が拡大するたびに発生する圧力損失は、この空気流６がプレナム７内の別の圧縮空気に合流させられる場合に減少させられる。この結果、先に述べた両方の主空気流の混合で、一様な燃焼空気１１５が準備され、バーナ１００に良好な燃焼空気１１５が供給され、次いで燃料と混合されることで、点火可能な混合気が最善の状態で形成される。次いで行われる燃焼では、有害物質のエミッションが減少するという利点が得られる。この場合に使用されるバーナは前混合技術にしたがって構成されていると有利である。特定の使用にとっては拡散バーナを用いることもできる。
【００１１】
図２においては個々のインジェクタ系８，９の構造が示されている。さらに図２からは、後続の燃焼空間に対する前面壁１１０内のバーナ１００の配置状態が判る。この配置はケースバイケースで異なることができる。この場合にはバーナの数も異なることができる。さらに複合バーナ内部においてはパイロットバーナとメーンバーナとの分割が行われている。この手段によりトランジェントな負荷範囲が良好に始動されるようになる。バーナ１００の両側の両方の周方向で冷却空気４は個々のそれ自体閉じられたインジェクタ系８，９を通して導かれる。これらのインジェクタ系８，９は方形通路の形を有している。各通路の周方向には加速空気５はそこに規則的な間隔をおいて存在する孔５ａを介して供給され、通路のきわめて短い長さ内で冷却空気４に良好な速度プロフィールを与える。次いでこの冷却空気４はプレナム内へ流入する。もちろん通路の幾何学的な横断面形状は図示の方形形状に限定されるものではない。この通路の流過横断面及び最終的にはこの通路の周方向の数もケースバイケースで決定される。この場合にはどの設計に際しても目的は、最も短い区間内での冷却空気４の速度プロフィールの最適化でなければならない。
【００１２】
次に２つの前混合バーナタイプを示しかつこれについて詳細に説明する。１つは図１と図２とにおいてすでに概略的に示した、図３〜６に示した前混合バーナ１００であり、他の１つは図７〜１２に詳細に示されかつ説明される別の前混合バーナである。
【００１３】
バーナ１００の構造をより良く理解するためには、図３と共に図４〜６の個々の断面図を参照することが有利である。さらに図３を不要に見にくくしないために図３においては、図４〜６に示した案内薄板１２１ａ，１２１ｂは略示してあるに過ぎない。以後は図３の説明に際しては必要に応じて他の図４〜６を示すことにする。
【００１４】
図３のバーナ１００は前混合バーナであって２つの中空の円錐形の部分体１０１，１０２から成っている。部分体１０１，１０２は互いにずらされて、内外に嵌合させられている。円錐状の部分体１０１，１０２の各中心軸線又は長手方向対称軸線１０１ｂ，０２ｂが互いにずらされていることにより、両側には、鏡像的な配置で、それぞれ１つの接線方向の空気流入スリット又は通路１１９，１２０が形成されている（図４〜６を参照）。この空気流入スリット又は通路１１９，１２０を通って燃焼空気１１５はバーナ１００の内室へ、すなわち円錐中空室１１４内へ流入する。図示の部分体１０１，１０２の円錐形は流れ方向で所定の変わらない角度を有している。もちろん使用目的に応じて、部分体１０１，１０２は流れ方向で増大するか減少する円錐傾斜を、トランペット又はチューリップもしくはディフューザ又はコンフューザのように有していることもできる。後に述べた両方の形は図示していない。何故ならばこれらの形は当業者にとっては容易に想像できるものであるからである。両方の円錐状の部分体１０１，１０２はそれぞれ１つの円筒状の始端部分１０１ａ，１０２ａを有している。これらの始端部分１０１ａ，１０２ａは円錐状の部分体１０１，１０２と似たように、互いにずらされて延びているので、接線方向の空気流入スリット１１９，１２０はバーナ１００の全長に亘って存在している。円筒形の始端部分の範囲にはノズル１０３が配置されている。このノズル１０３の燃料吹込み部１０４は、円錐状の部分体１０１，１０２によって形成された円錐中空室１１４の最も狭い横断面と合致する。このノズル１０３の吹込み容積と形式は各バーナ１００の所定のパラメータに合わせられる。もちろんバーナは純円錐状に、すなわち円筒状の端部分１０１ａ，１０２ａなしで、唯一の接線方向の空気流入スリットを有する唯一の部分体から又は３つ以上の部分体から構成されていてもよい。さらに円錐状の部分体１０１，１０２はそれぞれ１つの燃料導管１０８，１０９を有している。この燃料導管１０８，１０９は接線方向の空気流入スリット１１９，１２０に沿って配置されかつ吹込み開口１１７を備えている。この吹込み開口１１７により有利にはガス状の燃料がそこを流過する燃料空気流１１５内へ、矢印１１６で示したように吹込まれる。この燃料導管１０８，１０９は有利には遅くとも接線方向の流入部の端部に、すなわち円錐中空室１１４への入口の前に配置され、良好な空気／燃料混合物が得られるようになっている。燃焼空間側１２２でバーナ１００の出口開口は前面壁１１０に移行している。この前面壁１１０には多数の孔１１０ａが存在している。後者の孔１１０ａは必要に応じて働き、希薄化空気又は冷却空気１１０ｂを燃焼空間１２２の前方部分へ供給する。さらにこの空気供給はバーナ１００の出口における火炎の安定化に役立つ。この火炎の安定化は、半径方向の扁平化に基づき火炎のコンパクト性を助ける場合に重要である。ノズル１０３を通って供給された燃料は液状又はガス状の燃料１１２であり、この燃料１１２にはいずれの場合にも、戻された排ガスを加えることができる。この燃料１１２は、これが液状の燃料である場合には特に、鋭角で円錐中空室１１４内へ吹込まれる。その結果ノズル１０３からは円錐状の燃料プロフィール１０５が形成され、この燃料１０５プロフィールは接線方向に流入する、回転する燃焼空気１１５で取囲まれる。軸方向では燃料１１２の集中は連続的に、流入する燃焼空気１１５によって、適正な混合のために解消される。バーナ１００がガス状の燃料１１３で運転されると、燃料の供給は有利には開口ノズル１１７を介して行われる。この場合、この燃料／空気混合物の形成は、円錐中空室１１４への空気流入スリット１１９の移行部において直接行われる。燃料１１２をノズル１０３を介して吹込むことはヘッド段の機能を充たす。すなわち、これは通常は運転開始及び部分負荷運転で行われる。もちろんこのヘッド段を介しては液状燃料を用いた基本負荷運転も可能である。バーナ１００の端部においては一方では横断面に亘って良好で均一な燃料集中が生じ、他方では臨界的な渦流数が生じる。後者はそこで構成された横断面の拡大と協働して渦流消滅をもたらすと共にそこに逆流ゾーン１０６を形成する。点火はこの逆流ゾーン１０６の先端で行われる。この個所ではじめて安定した火炎フロント１０７を発生させることができる。公知の前混合区間の場合に発生する惧れがあり、これに対して複雑な火炎保持体が設けられているように、火炎がバーナ１００の内部へフラッシュバックする惧れはこの場合にはなくなる。燃料空気１１５が付加的に予熱されているか又は戻された排ガスで富化されていると、これはいずれの場合にも、使用された液状の燃料１１２が燃焼ゾーンに達する前に気化されることを助ける。同じ考察は導管１０８，１０９を介してガス状の燃料の代わりに液状の燃料が供給される場合にもあてはまる。円錐状の部分体１０１，１０２の構成に際しては、円錐角と接線方向の空気流入スリット１１９，１２０の幅とに関し狭い限界を維持し、燃焼空気１１５の所望の流れ域がフラッシュバックゾーン１０６と共にバーナの出口に得られるようにしなければならない。一般的には接線方向の空気流入スリット１１９，１２０の縮小は、フラッシュバックゾーン１０６をより上流側へ移動させ、これにより混合気が早期に点火されるようにするということが言える。一度固定したフラッシュバックゾーン１０６の位置は安定していることを常に確認する必要がある。何故ならば渦流数は流れ方向でバーナ１００の円錐形の範囲で増大するからである。バーナ１００の内部の軸方向速度は軸方向の燃焼空気流の適当な図示されていない供給によって変化させることができる。さらにバーナ１００の前記構成は接線方向の空気流入スリット１１９，１２０の大きさを変化させ、これによってバーナ１００の構成長さを変化させることなく運転的に比較的に大きな帯幅を捉えることができるようにするのに適している。さらに円錐状の部分体１０１，１０２を螺旋形に内外に嵌合させることも可能である。
【００１５】
図４〜６には案内板１２１ａ，１２１ｂの幾何学的な構想が示されている。案内板１２１ａ，１２１ｂは流れ案内機能を有している。この場合、案内板１２１ａ，１２１ｂはその長さに相応して、円錐形の部分体１０１，１０２の各端部を流入方向で燃焼空気１１５に対して延長する。燃焼空気１１５を円錐中空室１１４内へ誘導することは、通路が円錐中空室１１４内に侵入する範囲に配置された旋回点１２３を中心として案内板１２１ａ，１２１ｂを開放もしくは閉鎖することにより、最適化することができる。特にこれは、接線方向の空気流入スリット１１９，１２０の元来のギャップ幅が変化させられると必要である。もちろんこの動的な手段は静的に設け、必要に応じて案内板が円錐状の部分体１０１，１０２と不動な構成部分を形成することもできる。同様にバーナ１００は案内板なしで運転することもできるし、このために他の補助手段を設けることもできる。
【００１６】
図７には別のバーナの全体構造が示されている。
【００１７】
最初に有効であるのは渦流発生器１００ａであり、この渦流発生器１００ａは図３のバーナ１００の渦流発生器とほぼ同じように構成されている。この渦流発生器１００ａは円錐形の構成体であって、接線方向で見て複数個所で、接線方向に流入する燃焼空気流で負荷される。これによって形成される流れは渦流発生器１００ａの下流に設けられた移行幾何学的形状に基づき連続に移行部２００に引き渡される。この移行部２００はそこで剥離域が発生し得ないように形成されている。この移行幾何学的構成については図１２に基づき詳しく説明する。この移行部２００は移行幾何学的形状の下流側で管２０により延長されている。この場合、両方の部分はバーナ３００の本来の混合管２２０を形成する。もちろん混合管２２０は単一の部材から成ることもできる。すなわち、移行部２００と管２０は単一の連続した構造体として鋳造されることもできる。この場合には各部分の特徴は維持されたままである。移行部２００と管２０とが２つの部分から造られると、これらの部分はブッシュリング５０によって結合される。この場合、同じブッシュリング５０はヘッド側では渦流発生器００ａの固定面として役立つ。さらにこのようなブッシュリング５０は種々の混合管を使用できるという利点を有している。管２０の下流側には本来の燃焼空間１２２がある。この燃焼空間１２２はほぼ図１の燃焼空間に相応しており、燃焼空間１２２は火炎管３０だけで略示してある。混合管２２０は渦流発生器１００ａの下流で、規定された混合区間が準備され、この混合区間内で種々の形式の燃料の完全な前混合が達成されるようにするという条件を充たしている。さらにこの混合区間、すなわち混合管２２０は損失のない流れの案内を可能にするので、当初移行幾何学的形状と協働してフラッシュバックゾーンを形成せず、これによって混合管２２０の長さに亘ってすべての種類の燃料の混合質に影響を及ぼすことができる。しかしながらこの混合管２２０は他の特性をも有している。この特性は、混合管２２０内において軸方向速度プロフィールが軸の上に顕著な最大を有し、燃焼室からの火炎の逆点火が可能ではなくなるということである。もちろんこのような構成においては軸方向速度が壁に向かって低下するということは正しい。この範囲でも逆点火を阻止するためには、混合管２２０には流れ方向及び周方向に、規則的又は不規則的に分配された、横断面と方向とが異なった多数の孔２１が設けられ、これらの孔２１を通って空気量が混合管２２０の内部へ流れ、壁に沿って速度の増大を誘発するようになっている。同じ効果を得るための別の可能性は、混合管２２０の流過横断面が、既に述べた移行幾何学的形状を形成する移行通路２０１の下流側で狭められ、これによって混合管２２０内の総速度レベルを上げることである。図面においては移行通路２０１の出口は混合管２２０のもっとも狭い流過横断面に相当する。したがって前述の移行通路２０１は形成された流れに不都合な影響を及ぼすことなく、そのつどの横断面差を橋絡する。これに対し、選択された手段が管流４０を混合管２２０に沿って案内する場合に許容できない圧力損失をもたらすと、混合管２２０の端部に図示されていないディフューザを設けることで対処することができる。混合管２２０の端部には燃焼空間の火炎管３０が接続される。この場合、両方の流過横断面の間には横断面飛躍部が存在する。この場合にはじめて火炎保持体の特性を有する中央の逆流ゾーン１０６が形成される。運転中にこの横断面飛躍部の内部に流れ縁部ゾーンが形成される。この流れ縁部ゾーンにおいてはそこを支配する負圧によって渦流剥離が生じるので、この結果、逆流ゾーン１０６のリング安定化が強められる。端面側では、すなわち前面壁１１０においては複数の開口３１が設けられ、これらの開口３１を介して空気量が直接的に横断面飛躍部に流れ、そこで逆流ゾーン１０６のリング安定化を強めるために寄与する。これに伴って、安定した逆流ゾーン１０６を生ぜしめるためには管内に十分に高い渦流数も必要であることを述べておく必要がある。これが不都合である場合には安定した逆流ゾーンを、管端部において、強い渦流の与えられた空気流を例えば接線方向の開口を介して供給することによって生ぜしめることができる。この場合にはこのために必要とされる空気量が総空気量の約５〜２０％であるということから出発している。
【００１８】
図８の渦流発生器１００ａの形状的な構成は、既に述べたように、ほぼ図３に示されたバーナ１００に相応している。この場合にはこの渦流発生器１００ａは前面壁をもはや有していない。ここで開示しておかなければならない相違に関しては、図７に基づく記述を参考にされたい。
【００１９】
図９に関しては図４〜６に基づく記述を参考にされたい。
【００２０】
図１０では、図９とは異なって、渦流発生器１００ａが４つの部分体１３０，１３１，１３２，１３３から構成されている。各部分体に対する長手方向対称軸線は、文字（ａ）で示してある。この構成について言えることは、これによって生ぜしめられた、低い渦流強さにより、適当に拡大されたスリット幅と協働することにより、混合管２２０内において渦流発生器１１０ａの下流側で渦流が消滅するのが阻止され、混合管がそれに期待した機能を充たすようにするために最も適するようになることである。
【００２１】
図１１は、部分体１４０，１４１，１４２，１４３が羽根プロフィール形状を有し、所定の流れを準備するために設けられている限りにおいて図１０とは異なっている。その他の点では渦流発生器の作用形式は変わっていない。燃料１１６を燃焼空気流に混合することは羽根プロフィールの内部から行われる。すなわち燃料導管１０８はいまや個々の羽根に統合されている。この場合にも個々の部分体に対する長手方向対称軸線は文字（ａ）で示されている。
【００２２】
図１２には移行部材２００が３次元的に見て示されている。移行幾何学的形状は図１０又は１１に相応して、４つの部分体を有する渦流発生器１００ａのために構成されている。これに相応して移行幾何学的形状は上流側で作用する部分体の自然の延長として４つの移行通路２０１を有している。これによって前述の部分体の１１４の円錐面は管２０もしくは混合管２２０の壁と交差するまで延長されている。同じ考察は渦流発生器が他の原理で、図８で記述したものとして構成されている場合にも当嵌まる。個々の移行通路２０１の、流れ方向で下方へ延びる面は流れ方向で螺旋状に延びる形を有している。この形は移行部材２００の流過横断面が流れ方向で円錐状に拡大するという事実に相応して鎌形の経過を描く。移行通路２０１の渦流角は、流れ方向で見て、管流７０が燃焼室入口における横断面飛躍部に達するまでにまだ十分に大きい区間が管流７０に与えられ、吹込まれた燃料との完全な前混合が行われるように選択されている。さらに前述の処置により混合管壁に沿った軸方向速度が渦流発生器の下流側で高められる。移行幾何学的形状と混合管２２０の範囲における処置は、この混合管の中心点に向かって軸方向速度プロフィールをはっきりと上昇させるので、これに相応して早期点火の惧れが回避される。
【図面の簡単な説明】
【図１】冷却空気を燃焼空気流に合流させる範囲においてリング燃焼室を示した図。
【図２】リング燃焼室を図１のＩＩ−ＩＩ線に沿って断面した図。
【図３】前混合バーナを適当に破断して示した斜視図。
【図４】図３のバーナの断面図。
【図５】図３のバーナの断面図。
【図６】図３のバーナの断面図。
【図７】別のバーナを示した図。
【図８】図７のバーナの構成部分としての渦流発生器を適当に破断して示した斜視図。
【図９】図８によるツウシェル構造の渦流発生器の断面図。
【図１０】フオシェル構造の渦流発生器の断面図
【図１１】シェルが羽根状に形成された渦流発生器の断面図。
【図１２】渦流発生器と後置の混合管との間の移行幾何学的形状を示した図。
【符号の説明】
１    リング燃焼室
２，３    リング形の冷却空気通路
４    冷却空気
５    加速空気
５ａ    孔
６    空気流
７    プレナム
８，９    インジェクタ系
１０    軸線
１１    熱ガス
２０    管
２１    空気流過開口
３０    火炎管
４０    管流
５０    ブッシュリング
１００    前混合バーナ
１００ａ    渦流発生器
１０１，１０２    部分体
１０１ａ，１０２ａ    円筒形の始端部
１０１ｂ，１０２ｂ    長手方向対称軸線
１０３    燃料ノズル
１０４    燃料吹込み部
１０５    吹込み燃料プロフィール
１０６    逆流ゾーン
１０７    火炎フロント
１０８，１０９    燃料導管
１１０    前面壁
１１０ａ    空気孔
１１０ｂ    冷却空気
１１２    液状燃料
１１３    ガス状燃料
１１４    円錐中空室
１１５    燃焼空気
１１６    吹込み燃料
１１７    燃料ノズル
１１９，１２０    接線方向の空気流入スリット
１２１ａ，１２１ｂ    案内板
１２２    燃焼空間
１２３    旋回点
１３０，１３１，１３２，１３３    部分体
１３０ａ，１３１ａ，１３２ａ，１３３ａ    長手方向対称軸線
１４０，１４１，１４２，１４３    羽根プロフィール形の部分体
１４０ａ，１４１ａ，１４２ａ，１４３ａ    長手方向対称軸線
２００    移行部材
２０１    移行通路
２２０    混合管
３００    バーナ
【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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【図１１】
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【図１２】
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