(57)【要約】      （修正有）【課題】ガスタービンエンジンまたはターボ機械の燃焼装置に接続された、希釈用空気または希釈用ガス噴射部を有する軸方向段階混合装置を動作させる方法を提供する。【解決手段】燃焼装置は、燃焼室と、この燃焼室から出る高温ガス流３００に空気またはガスの一部を混合する混合装置とを有している。この混合装置は、燃焼室の下流に延在する高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、この混合器２００は、燃焼室から出る少なくとも高温ガスを冷却するために空気の一部を混合するための、混合装置の側壁から内側を向いた複数の噴射手段を有している。混合装置の内部において、動作中の噴射手段の最後の噴射位置と、後段に配置された希釈用空気噴射部との間の、高温ガス流における間隔は、前記噴射位置間に音響波の波節がない場合、対流波長の半分またはその奇数倍に等しいかまたはこれに近い距離に対応する。【選択図】図３
2016121689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンまたはターボ機械の燃焼装置に接続された、希釈用空気または希釈用ガス噴射部を有する軸方向段階混合装置を動作させる方法において、
前記燃焼装置は、少なくとも１つの燃焼室と、当該燃焼室から出る高温ガス流に空気またはガスの一部を混合する少なくとも１つの混合装置とを有しており、
前記混合装置は、前記燃焼室の下流に延在する高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、
前記混合器は、前記燃焼室から出る少なくとも前記高温ガスを冷却するために空気の一部を混合するための、前記混合装置の側壁から内側を向いた複数の噴射手段を有している、方法において、
前記混合装置（２００）の内部において、動作中の噴射手段（２１０，２２０）の最後の噴射位置と、後段に配置される少なくとも１つの希釈用空気噴射部（２３０，２３３）との間の、前記高温ガス流（３００）における間隔は、前記噴射位置間に音響波の波節がない場合、対流波長の半分（λconv／２）またはその奇数倍、すなわち１／２，３／２，．．．，（２ｎ＋１）／２の倍数に等しいかまたはこれに近い距離に相当する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
ガスタービンエンジンまたはターボ機械の燃焼装置に接続された、希釈用空気または希釈用ガス噴射部を有する軸方向段階混合装置を動作させる方法において、
前記燃焼装置は、少なくとも１つの燃焼室と、当該燃焼室から出る高温ガス流に空気またはガスの一部を混合する少なくとも１つの混合装置とを有しており、
前記混合装置は、前記燃焼室の下流に延在する高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、
前記混合器は、前記燃焼室から出る少なくとも高温ガスを冷却するために空気の一部を混合するための、前記混合装置の側壁から内側を向いた複数の噴射手段を有している、方法において、
前記混合装置（２００）の内部において、動作中の噴射手段（２１０，２２０）の最後の噴射位置と、後段に配置された少なくとも１つの希釈用空気噴射部（２３０，２３３）との間の、前記高温ガス流（３００）における間隔は、前記噴射位置間に音響波の１つの波節がある場合、一波長またはその整数倍、すなわち１，２，３等々の倍数に等しい距離に相当する、
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
ガスタービンエンジンまたはターボ機械の燃焼装置に接続された、希釈用空気または希釈用ガス噴射部を有する軸方向段階混合装置を動作させる方法において、
前記燃焼装置は、少なくとも１つの燃焼室と、当該燃焼室から出る高温ガス流に空気またはガスの一部を混合する少なくとも１つの混合装置とを有しており、
前記混合装置は、前記燃焼室の下流に延在する高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、
前記混合器は、前記燃焼室から出る少なくとも高温ガスを冷却するために空気の一部を混合するための、前記混合装置の側壁から内側を向いた複数の噴射手段を有している、方法において、
２つまたはそれ以上の後段に配置される希釈用空気噴射部の段階距離を、所定のパルス周波数に対して対流波長の半分に選択し、
複数の周波数に対して少なくとも２つの段を使用する、
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
前記後段に配置される希釈用空気噴射部は、同じまたは異なる構造を有する噴射手段によって、すなわちパイプ、溝、孔によって実現され、
直後に従属する噴射手段との間隔、または、１つおきの噴射手段との間隔を前記波長にしたがって選択する、
請求項１から３までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記高温ガス流（３００）に燃料を噴射するため、前記希釈用空気噴射器（２３０）を補助的に使用する、
請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記高温ガス流（３００）の内側ライナに対して冷却用空気の噴散および／または対流および／または衝突させるため、対応するプレナムから流れる前記希釈用空気（１１０）を部分的に使用する、
請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記ガスタービンエンジンまたはターボ機械の少なくとも１つの圧縮機から前記希釈用空気を発生させる、
請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
ガスタービンエンジンまたはターボ機械の燃焼装置に接続された、希釈用空気または希釈用ガス噴射部を有する軸方向段階混合装置において、
前記燃焼装置は、少なくとも１つの燃焼室と、当該燃焼室から出る高温ガス流に空気またはガスの一部を混合する少なくとも１つの混合装置とを有しており、
前記混合装置は、前記燃焼室の下流に延在する高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、
前記混合器は、前記燃焼室から出る少なくとも前記高温ガスを冷却するために空気の一部を混合するための、前記混合装置の側壁から内側を向いた複数の噴射手段を有している、混合装置において、
前記混合装置（２００）の内部において、動作中の噴射手段（２１０，２２０）の最後の噴射位置と、後段に配置された少なくとも１つの希釈用空気噴射部（２３０，２３３）との間の、前記高温ガス流（３００）における間隔は、前記噴射位置間に音響波の波節がない場合、対流波長の半分（λconv／２）またはその奇数倍、すなわち１／２，３／２，．．．，（２ｎ＋１）／２の倍数に等しいかまたはこれに近い距離に相当する、
ことを特徴とする混合装置。
【請求項９】
ガスタービンエンジンまたはターボ機械の燃焼装置に接続された、希釈用空気または希釈用ガス噴射部を有する軸方向段階混合装置において、
前記燃焼装置は、少なくとも１つの燃焼室と、当該燃焼室から出る高温ガス流に空気またはガスの一部を混合する少なくとも１つの混合装置とを有しており、
前記混合装置は、前記燃焼室の下流に延在する高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、
前記混合器は、前記燃焼室から出る少なくとも前記高温ガスを冷却するために空気の一部を混合するための、前記混合装置の側壁から内側を向いた複数の噴射手段を有している、混合装置において、
前記混合装置（２００）の内部において、動作中の噴射手段（２１０，２２０）の最後の噴射位置と、後段に配置された少なくとも１つの希釈用空気噴射部（２３０，２３３）との間の、前記高温ガス流（３００）における間隔は、前記噴射位置間に音響波の波節がある場合、一波長またはその整数倍、すなわち１，２，３等々の倍数に等しい距離に相当する、
ことを特徴とする軸方向段階混合装置。
【請求項１０】
前記後段に配置される希釈用空気噴射部は、同じまたは別の構造を有する噴射手段によって実現され、
直後に従属する噴射手段との間隔、または１つおきの噴射手段との間隔は、前記波長にしたがって選択される、
請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
複数のパイプ（２１０）または溝（２２０）からなる前記噴射手段は、前記高温ガス流（３００）の内側ライナから内部を向いており、かつ、前記高温ガス流の円周方向に規則的または不規則的に分割されて配置されている、
請求項８から１０までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項１２】
前記噴射手段は、前記混合器ライナに埋め込まれた複数の孔からなる、
請求項８から１０までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項１３】
噴射手段の一つのタイプの組み込みは、前記噴射位置の円周方向全体に行われる、
請求項８から１２までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項１４】
所定量の燃料（２３２）が、前記噴射器（２３０）によってまたは当該噴射器の下流で噴射される、
請求項８から１３までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項１５】
前記希釈用空気噴射器（２３０）は、前記混合装置（２００）から有効段階距離だけ離れた端部に配置されている、
請求項８から１４までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項１６】
前記プレナムから流れる前記希釈用空気（１１０）は、接続ダクト（１１１）に沿って流れ、当該接続ダクトは、前記混合装置の前記高温ガス流（３００）のまわりにアニュラ型またはほぼアニュラ型に配置されている、
請求項８から１５までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項１７】
前記噴射パイプ（２１０）または溝（２２０）は、円筒状、円錐状または準錐状の形状を有する、
請求項８から１６までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項１８】
前記混合装置（２００）は、同じ突出深さ、類似の突出深さ、異なる突出深さ（Ｌａ〜Ｌｃ）を有する、前記高温ガス流（３００）に沿った複数の噴射列を有する、
請求項８から１７までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項１９】
前記混合器（２００）の前記噴射パイプ（２１０）または噴射溝（２２０）は、同じ断面、類似の断面、異なる断面を有する、
請求項８から１８までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項２０】
１つの列の前記噴射パイプ（２１０）または溝（２２０）は、前記混合器（２００）の中心に向かって延在しており、かつ、半径方向に互いに逆に配置されている、
請求項８から１９までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項２１】
少なくとも１つの噴射パイプ（２１０）または溝（２２０）は、前記高温ガス流（３００）に対して傾斜されている、
請求項８から２０までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項２２】
少なくとも１つの噴射パイプ（２１０）または溝（２２０）は、その突出深さに沿って複数の噴射孔（２２１，２３３）を有しており、
当該噴射孔は、前記高温ガス流（３００）に直角またはほぼ直角に流れる希釈用空気（１１０）を噴射するために使用される、
請求項８から２１までのいずれか１項に記載の軸方向段階混合装置。
【請求項２３】
ダンパとして動作させるための、請求項１から２２までいずれか１項に記載の前記混合器の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１，７の上位概念に記載した、ガスタービンエンジンまたはターボ機械の燃焼装置に接続された、希釈用空気または希釈用ガス噴射部を有する軸方向段階混合装置に関し、この燃焼装置は、少なくとも１つの燃焼室と、燃焼室から出る高温ガス流に空気またはガスの一部を混合する少なくとも１つの混合装置とを有しており、この混合装置は、燃焼室の下流に延在する高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、混合器は、少なくとも燃焼室から出る高温ガスを冷却するために空気の一部を混合するための、混合装置の側壁から内側を向いた複数の噴射手段を有する。
【０００２】
本発明は有利には、単一の燃焼器または逐次型燃焼装置を含むガスタービンに関する。この逐次型燃焼装置には、流体流れ接続において後段に配置された第１バーナと、第１燃焼室と、動作中に第１燃焼室から出る高温ガスに希釈用ガスを混合する混合器と、第２燃焼室とが含まれている。
【０００３】
上記混合器は、第１燃焼室と第２バーナとの間に延在する高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、この高温ガス流路には、第１燃焼室に接続するために構成された上流側端部の入口と、第２燃焼室に接続するために構成された下流側端部の出口とを有するダクトが含まれている。
【０００４】
付加的には、操作装置のコンポーネントは、例えば、ガスタービンエンジンのカン型燃焼器と係わる。さらに操作装置は、燃焼が行われ得る他のすべてのエンジンにも係わる。
【０００５】
一例として本発明は、いくつかのカン型燃焼器が回転輪郭の周りに配置されたパターンを有するガスタービンエンジンに関する。
【０００６】
カン型燃焼器は、自己完結型円筒形燃焼室である。各「カン型燃焼器」は、専用の燃料噴射器、点火装置、ライナおよびケーシングを有する。圧縮機からの１次空気は、個別のカン型燃焼器にそれぞれ案内され、ここで減速され、燃料と混合されて点火される。２次空気も圧縮機から到来し、ここでは空気がライナの外部から供給される（その内部は燃焼が行われる場所である）。つぎに２次空気は、一般的にはライナにおけるスリットを介して、燃焼ゾーンに供給され、薄膜冷却部を介してライナが冷却される。
【０００７】
さらに多重カン型燃焼器がエンジンの中心軸の周りに配置され、これらの燃焼器の共有の排気が（１つまたは複数の）タービンに供給される。カン型燃焼器は、その設計およびテストが容易である（システム全体をテストする必要なしに単一のカンをテストすることができる）ことに起因して、初期のガスタービンエンジンでは最も広く使用されていた。カン型燃焼器は、燃焼部全体ではなく単一のカンだけを取り除けばよいため、メンテナンスが容易である。
【０００８】
ここで焦点を当てているガスタービンエンジンには、圧縮機と、この圧縮機の下流のいくつかのカン型燃焼器とが含まれており、これらのカン型燃焼器の高温ガスがタービンに入れられ、これらのカン型燃焼器は、カン型燃焼器アーキテクチャに基づいて動作する。
【０００９】
付加的に他のガスタービンエンジンには、圧縮機と、この圧縮機の下流の第１カン型燃焼装置とが含まれており、第１カン型燃焼装置の高温ガスは、第１タービンまたは第２カン型燃焼装置に入れられ、第２カン型燃焼装置の高温ガスは、第２タービンまたは従属の蒸気サイクルに入れられる。ここでは少なくとも１つのカン型燃焼装置が、カン型燃焼器アーキテクチャに基づいて動作することができる。
【００１０】
さらに少なくとも１つのカン型燃焼器は、１つまたは複数の割り当てられたプレミキシングバーナまたはセミプレミキシングバーナを有する。第１タービンは、第１カン型燃焼装置から作動ガスを受け取るように接続されており、第２カン型燃焼装置は、第１タービンから排気された作動ガスを受け取り、この作業ガスを第２タービンに送出するように接続されており、第２カン型燃焼装置には、第１タービンの出口から第２タービンの入口への流れ方向に延在する燃焼空間を形成する環状ダクトと、自己点火燃焼のために第２カン型燃焼装置に燃料を導入するための手段とが含まれている。
【００１１】
さらに本発明の装置の操作上の使用は有利には、他のタイプの燃焼器、すなわちカニュラ型燃焼器にも関する。カン型燃焼器と同様にアニュラ型燃焼器は、固有の燃料噴射器を有する別個のライナに含まれている複数の個別の燃焼ゾーンを有する。カン型燃焼器とは異なり、すべての燃焼ゾーンは共通の一リング型（アニュラ）ケーシングを共有する。
【００１２】
ここでは各燃焼ゾーンをもはや圧力容器として使用する必要はない。燃焼ゾーン同士は、いくらかの空気を周囲に流すことのできるライナ孔または接続チューブまたはパイプを介して互いに「連通」することもできる。カニュラ型燃焼器からの出口流れは一般に比較的均一な温度プロフィールを有しており、これはタービン部分には一層好都合である。これにより、各燃焼室が固有の点火装置を有する必要もなくなる。１つまたは２つのカン型燃焼器において点火が行われると、火は容易に拡がり、他の燃焼器を点火する。
【００１３】
ガスタービンエンジンの燃焼器は少なくとも１つのプレミクスバーナを有しており、これらのプレミクスバーナは有利には刊行物欧州特許出願公開第０３２１８０９号明細書および／または欧州特許出願公開第０７０４６５７号明細書による燃焼処理および燃焼装置によって形成される。これらの刊行物は、本発明の組み込み部分を形成するものとする。特に上記のプレミクスバーナは、あらゆるタイプの液状および／またはガス状の燃料で動作することができる。したがって、個別のカン内に別の燃料を供給することも容易に可能である。このことが意味するのは、プレミクスバーナが異なる燃料によって同時に動作させることもできることである。
【背景技術】
【００１４】
風力または太陽光のような不安定な再生可能電源による発電が増大することにより、既存のガスタービンエンジンベースの発電設備は、ますます電力需要をバランスさせかつ送電網を安定化させるために使用されるようになっている。したがって運転のフレキシビリティを改善させることが要求されている。このことが意味するのは、ガスタービンは、ベースロード設計点よりも低い負荷で、すなわち、低い燃焼器入口温度およびタービン入口温度で動作されることが多いことを意味する。
【００１５】
同時に排ガス限界値および総排ガス許容量は一層厳しくなっているため、低い排出値で動作させ、部分負荷動作においてもまた過渡状態中にも排ガスを低く抑える必要がある。なぜならばこれらも累積排ガス限界量に算入されるからである。
【００１６】
従来技術の燃焼システムは、動作条件における所定の変化に対処するように設計されている。これは、例えば、圧縮機入口質量流を調整することによって、または、異なるバーナ、燃料ステージまたは燃焼器間で燃料の分割を制御することによって行われる。しかしながらこれは上記の新たな要求を満たすのには十分ではない。
【００１７】
排気ガスおよび逐次型燃焼の動作のフレキシビリティをさらに低減することとは、独国特許出願公開第１０３１２９７１号明細書に提案されている。動作条件に依存して、特に第１燃焼室の高温ガス温度に依存して、（逐次型バーナとも称される）第２バーナに入れる前にこの高温ガスを冷却しなければならないことがある。この冷却は、第２バーナにおける燃料噴射を可能にし、および、噴射される燃料と、第１燃焼器の高温燃料ガスとのプレミキシングを可能にするのに有利になり得る。
【００１８】
従来の冷却方法により、主ホッグガス流(main hog gas flow)における大きな圧力降下に結び付く熱交換構造体が必要となるか、または、側壁からの冷却媒体の噴射が提案されるのかのいずれかである。側壁から冷却媒体を噴射するためには、大きな圧力降下が必要であり、このことは、このような燃焼装置によって作動されるガスタービンの効率を損ない、また流れ全体を制御して冷却することは困難である。
【００１９】
国際公開第２０１４／０６３８３５号を参照すると、逐次型燃焼装置には、流体流接続において後段に配置された第１バーナと、第１燃焼室と、動作中に第１燃焼室から出る高温ガスに希釈用ガスを混合する混合器と、第２バーナと、第２燃焼室とが含まれている。この混合器は、第１燃焼室と第１バーナとの間に延在する高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、この高温ガス流路には、第１燃焼室との接続のために構成された上流側端部の入口と、第２燃焼器との接続のために構成された下流端部の出口とを有するダクトが含まれている。この混合器は、混合器の側壁から内側を向いた複数の噴射パイプを有しており、この噴射パイプは、第１燃焼室から出る高温燃料ガスを冷却するための希釈用ガスを混合するためのものである。
【００２０】
さらに国際公開第２０１４／０６３８３５号には、少なくとも１つの圧縮機を備えたガスタービンを動作させる方法が示されており、燃焼装置には、流体流接続において後段に配置される第１バーナと、第１燃焼室と、動作中に第１燃焼室から出る高温ガスに希釈用ガスを混合するための混合器と、第２バーナと、第２燃焼室とが含まれている。上記の混合器は、第１燃焼室に接続するために構成された上流端部の入口と、第２バーナに接続するために構成された下流端部の出口とを備えたダクトを有する、第１燃焼室と第２バーナとの間に伸びる高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されている。混合器には、タービンおよび第１燃焼室から出る高温の燃焼排ガスを冷却するための希釈用ガスを混合する、ダクトの側壁から内側を向いた複数の噴射パイプが含まれている。この希釈用ガスは、混合器の断面の異なる複数の領域に混合されるか、または、この希釈用ガスは、噴射孔および／または第２噴射パイプおよび第１噴射パイプを通して噴射され、これによって希釈用ガスが混合器のこれらの断面の異なる複数の領域に導入される。
【００２１】
さらにヘルムホルツダンパを使用した燃焼動特性の減衰は、ガスタービン部門において操業しているすべての会社によって広くされており、いくつかの特許明細書が提出されている。ここに記載されている従来技術は、カニュラ型燃焼器へのダンパ応用に焦点を合わせている。カン型燃焼器の周囲にヘルムホルツダンパを採用することは以下の刊行物からわかる。
【００２２】
米国特許公開第２００５／０１６６５９６号明細書には、燃焼システムの流路内の最も音圧振幅が大きい点またはその近傍に配置した場合に、音響エネルギから生じる不安定さを有効に減衰する一方で、このシステムをバイパスする流入空気量の増大を回避する貫流型共鳴器が記載されており、ここでこの流入空気量の増大は、共鳴器の一部が、約０．１０インチを上回る厚さを有するシステムの区画に組み込まれる場合に行われる。共鳴器の音響減衰性能は、音響コンダクタンスによって表すことができ、この音響コンダクタンスは、下流の孔の集合を通る体積速度の同相分を、共鳴器の下流面における圧力振動の振幅で割ったものとして定義される。音響コンダクタンスの値が大きいことは、減衰性能が高いことを示す。したがって共鳴器の音響コンダクタンスが大きければ大きいほど、ガスタービンのようなシステム内に必要な個別共鳴器は少なくなり、これによって損傷を与え得る燃焼振動が最小化されるか、または、このような燃焼振動に対する可能性が大きくなる。
【００２３】
米国特許出願公開第２０１１／０２２０４３３号明細書には以下の解決手段が示されている。すなわちこの出願が対象とするものの第１の態様は燃焼器であり、この燃焼器には、燃焼領域を定める筒体と、この燃焼領域と連通する音響ダンパ共鳴空間を有する音響部を含む音響ダンパとが含まれている。この音響部は、筒体に沿って設けられているため、この筒体の軸方向に対して交差する方向に延在している。この態様によれば、音響ダンパ共鳴空間を有する音響部は、筒体に沿って設けられているため、この筒体の軸方向に対して交差する方向に延在しており、すなわち周方向に延在しており、この音響部は、筒体の周方向に特定の領域に集中することなく、周方向に広く配置される。この結果、この音響部は、筒体の外周に向かって突出することが回避され、燃焼の外側に必要であった空間を低減することができる。したがってケーシングを小さくすることできるため、ケーシングを構成するハウジングを小さくすることができる。これにより、例えばガスタービンは十分に陸上で搬送することできるため、搬送コストを含む製造コストを低減することができる。さらに筒体の外周に向かう音響部の突出が低減されれば、燃焼器は、音響ダンパと共に容易に取り出すことができる。これにより、燃焼器のメンテナンスの容易さを向上させことができる。さらに上で説明した態様には、筒体を構成し、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔が設けられている多孔板部と、この多孔板部の周囲に所定の間隔を開けてこれを覆うように設けられたカバー部材とによって形成される音響ライナ共鳴空間を有する音響ライナを含むことができる。このようにすることにより、音響ライナによって減衰できる周波領域における振動と、音響ダンパによって減衰ができる周波数領域に振動とを減衰させることができる。したがって、広い周波数領域における燃焼振動を減衰させることができる。上記の構成において、音響部の少なくとも一部分を音響ライナの外周側に設けるのが好適である。
【００２４】
したがって圧縮機プレナムから直接供給すると、逐次のライナ冷却に対しては十分な空気が残らない。逐次のライナ冷却からの使用済み空気は、高温ガスの吸い込み、圧力降下の少なくとも領域におけるオーバヒート、高温ガスと混合器空気プレナムとが結合するリスクを増大させる。別の解決手段となり得るのは、希釈用空気にわたって圧力降下を大きく増大させることであるが、これは、エンジン性能に有害な作用を生じさせてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０３２１８０９号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０７０４６５７号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０３１２９７１号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１４／０６３８３５号
【特許文献５】米国特許公開第２００５／０１６６５９６号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２０１１／０２２０４３３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００２６】
上記の従来技術に対して革新的かつ発明性のある貢献を行うための本発明の基本的なアイデアは、逐次型バーナに対する入口温度を許容可能な値に低減し、第１段からの高温の空気を、より温度の低い希釈用空気または希釈用ガス（以下では希釈用ガスと称する）と混合することに関する。このことは、温度に大きく依存する必要な自己点火遅延時間を達成するために必要である。希釈用空気噴射にわたって利用可能な圧力降下は、制限されており、かつ、全体的な燃焼圧力降下によって定まる要件を満たさなければならない。
【００２７】
したがって、燃焼音によって、または、熱音響の不安定性が存在することによって燃焼室における圧力変動が形成される場合、この空気噴射は変調されることがあり、これによって下流のバーナに対する入口温度が一時的に変動する。これはつぎに自己点火遅延時間を大きく変調させ、これによって火炎位置の変動が生じる。この変動は、目下の燃焼動特性を強めて、許容できないほどの大きな振幅が発生する。この結合メカニズムが発生するためには、混合器から後段のバーナに至る対流波長が、実際の距離と近くなければならない（またはこの距離は、その倍数でなければならない）。これはＣＰＳＣに対する場合である。
【００２８】
本発明の基本的なアイデアは、希釈用空気の噴射を軸方向に広げて、これが、対流波長の所定の部分に及ぶようにすることである。特異な一パルス周波数を打ち消すための最も基本的な解決手段は、対流波長の半分だけ離れている異なる２つの位置において希釈用空気を噴射して、これらを均一にすることである。この単純な例において仮定したのは、音響波長が、対流波長よりも格段に大きく、２つの噴射位置の間に波節がない（ゼロ交差としても知られている音響波の波節）ことである。このＩＤＦに付属するスライドには、ＣＰＳＣに対する実施において、提案したこのコンセプトがどのように具現化できるかが示されている。内部ＣＰＳＣシステムの一般的な構成の本質は、第１燃焼段から到来する高温ガスが冷却されて、希釈用空気および冷却用空気を噴射することにより、最適な逐次型バーナ入口温度に下がるという事実にある。この冷却用空気により、種々異なる部品の金属温度限界を上回らないことも保証される。
【００２９】
本発明が解決しようとしている技術的な課題はさらに、希釈用空気噴射に対する正しい位置を得ることに関係しており、例えば、平均流速およびプロフィール、希釈用空気ジェットの貫通、後段のバーナ火炎までの距離、振動周波数、音響モード形状、および取り扱わなければならない複数のクリティカルな音響モードの個数などのようないくつかのパラメタを考慮しなければならない。
【００３０】
変動する希釈用空気を最善に打ち消すための軸方向間隔には、ＳＢ燃料噴射に近接した位置が必要になり得る。均一な温度プロフィールを得るため、壁面噴流の代わりに溝を介して希釈用空気を噴射しなければならない。これにより、（全体的な噴射領域は同じままにして）噴射孔直径を低減することができ、これにより規模の小さい混合部が得られる。これによって結果的に一層短い混合長さが得られ、ＳＢ燃料噴射に近接して空気噴射部を配置することができる。
【００３１】
特に希釈用空気噴射は、対流波長の半分（λconv／２）と等しいまたはこれに近い間隔だけ軸方向に段階付けされる。すなわち、主ストリームパーセル（main stream parcel）は、連続する２つの段において最大および最小圧力で希釈用空気噴射に曝されることになるため、変動が均一化されて除去される（図７を参照されたい）。
【００３２】
さらに、混合装置の内部において、動作中の噴射パイプまたは溝または孔の最後の噴射位置と、後段の希釈用空気噴射器との間の、高温ガス流における間隔は、一方では対流波長の半分に等しい距離に、また、他方ではガスタービンの動作に依存して、対流波長の半分に近い間隔に等しい距離に対応する。
【００３３】
したがって噴射位置Ａから噴射位置Ｂに至る対流移動時間が、上記対流波長の半分であれば、時刻ｔ０の低減された混合器質量流により、時刻ｔ１から質量流の増大が打ち消される。これが達成されるのは、２つの噴射位置の間の音響モード形状に波節がない場合だけである。
【００３４】
取り扱われる周波数が低いことにより、波節がないことの方が多いが、少なくとも１つの波節が形成される可能性がある。したがって、
噴射位置間に波節がない場合、波長の半分またはその奇数倍（すなわち、１／２，３／２，(２ｎ＋１)／２）に噴射位置の間隔を空ける必要がある。
【００３５】
噴射位置間に１つの波節がある場合、上記原理は同様に有効であるが、噴射位置は、一波長の整数倍（すなわち、１，２，３…）で間隔を空ける必要がある。
【００３６】
段式に配置される複数の希釈用空気用噴射器は、同じまたは異なる構造を有する噴射手段（パイプ、溝、孔）によって実施され、直後に従属する噴射手段との、または１つおき噴射手段との間隔は上記波長にしたがって選択される。したがって本発明にはまた、例えば、混合器または混合装置が４つの噴射手段を有しており、これらの手段１／３および２／４、または、１／４および２／３は、波長にしたがって間隔が開けられるケースも含まれているのである。
【００３７】
したがって上記のことから、以下のような結果が得られる。すなわち、
現在のＣＰＳＣ壁面噴流混合器により、応用される噴射理念に多くの空間的および時間的な変化形態が得られる。
【００３８】
適切な間隔を有する軸方向段階混合器により、時間的および空間的な変動の両方を補償することができる。
【００３９】
所定のパルス周波数に対し、段階距離を対流の半分に選択する。
【００４０】
連続する２つの希釈用空気噴射器間の段階距離は、所定のパルス周波数に対して対流の半分に選択され、複数の周波数に対して２つ以上の段を使用する。
【００４１】
複数の周波数に対しては、２つ以上の段を使用しなければならない。
【００４２】
本発明は付加的に、以下の好適かつ択一的な実施形態および／または方法に関する。
【００４３】
ここでは付加的な希釈用空気噴射器が、混合装置の出口に配置され、この噴射器はさらに、少なくとも部分的に、燃料噴射器としても使用可能であり、さらに、対応するプレナムから流れる所定量の希釈用空気によってこの燃料噴射を混合または冷却することができる。
【００４４】
プレナムから流れる希釈用空気は、混合装置の高温ガス流の周りにアニュラ型に配置された接続ダクトに沿って流れる。
【００４５】
上記噴射手段（パイプ、溝）は、高温ガス流の内側ライナから内側を向いており、かつ、高温ガス流の円周方向に規則的または不規則的に分割されて配置されており、上記噴射手段は、円筒形、円錐状または準錐状の形状を有する。
【００４６】
混合装置は、高温ガス流に沿って複数の噴射列を有しており、噴射手段は、ガスタービンエンジンまたはターボ機械の動作にしたがい、同じ突出深さ、類似の突出深さ、異なる突出深さを有する。
【００４７】
混合器の噴射手段は、１つの噴射列の内部または複数の噴射列内に同じ断面、類似の断面、異なる断面を有しており、少なくとも１つの列の噴射手段（パイプまたは溝）は、混合器の中心に向かって延在しており、かつ、半径方向に互いに逆に配置されており、少なくとも１つの噴射手段（パイプまたは溝）は、高温ガス流に対して傾斜されている。
【００４８】
少なくとも１つの噴射パイプまたは溝は、その突出深さに沿って複数の噴射孔を有しており、これらの噴射孔は、高温ガス流に直角またはほぼ直角に流れる希釈用空気を噴射するために使用される。
【００４９】
さらに本発明は、ガスタービンエンジンまたはターボ機械の燃焼装置に接続された、希釈用空気または希釈用ガス噴射部を有する軸方向段階混合器を動作させる方法に関連しており、ここで燃焼装置は、少なくとも１つの燃焼室と、この燃焼室から出る高温ガス流に空気またはガスの一部を混合する少なくとも１つの混合装置とを有している。この混合装置は、燃焼室の下流に延在する高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、この混合器は、燃焼室から出る少なくとも高温ガスを冷却するために空気の一部を混合するための、混合装置の側壁から内側を向いた複数の噴射手段を有している。混合装置の内部において、動作中の噴射手段の最後の噴射位置と、後段に配置される少なくとも１つの希釈用空気噴射部との間の、高温ガス流における間隔は、対流波長の半分に等しいかまたはこれに近い距離に対応する。
【００５０】
この方法は付加的に、対応するプレナムから流れてくる希釈用空気が、内側ライナの高温ガス流に対して、冷却空気を流出および／または対流および／または衝突させるために部分的に使用されるという特徴を有する。希釈用空気は好適には、少なくとも１つの圧縮機から、または逐次のライナ冷却部から、または逐次のバーナプレナムから、またはｐｋ２プレナムから直接、またはガスタービンエンジンまたはターボ機械の第１段冷却チャネルから得られる。これらのオプションを複数組み合わせることも可能である。
【００５１】
極めて重要であるのは、ガスタービンエンジンまたはターボ機械のすべての動作条件に対してダンパとして動作するため、混合器がダンパの機能を満たすことである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】希釈用空気または希釈用ガスを混合する混合装置を有し、かつ、段階燃焼を使用した一般的なガスタービンエンジンを示す図である。
【図２】従来技術による希釈用空気混合器を示す図である。
【図３】希釈用空気の種々異なる導入モードを有するガスタービンエンジンの混合装置を示す図である。
【図３ａ】希釈用空気の後段に配置された２つ導入モードを有するガスタービンエンジンの混合装置を示す図である。
【図４】面ＩＶ−ＩＶで切断した図３の断面を示す図である。
【図４ａ】図４による混合器の断面の上側部分を示す図である。
【図５】面Ｖ−Ｖで切断した図３の断面を示す図である。
【図５ａ】対流波長に関連して、混合器の端部に後段に配置される希釈用空気噴射器を示す図である。
【図６】端部プレート（ＭＥＴ）至る噴射の時間遅れ混合分布を時間領域において示す図である。
【図６ａ】図６による重み付け係数を示す線図である。
【図６ｂ】図６に示した目標周波数のために修正される構成のための形状を示す線図である。
【図７】希釈用空気段の位置を示す線図である。
【００５３】
以下では添付の図面を利用し、本発明と、その特徴と、その利点とをより詳細に説明する。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
図１には、本発明による逐次燃焼装置１０４を有する一般的なガスタービンエンジン１００が示されている。このガスタービンエンジンは、圧縮機１０３と、燃焼装置１０４と、タービン１０５とを有する。燃焼装置１０４は、第１バーナ１１２と、第１燃焼室１０１と、動作時に第１燃焼室１０１から出る高温ガス１０９に希釈用空気を混合するための混合装置１１５とを有する。燃焼装置１０４は、混合装置１１５の下流に第２バーナ１１３と、第２燃焼室１０２とをさらに有する。第１バーナ１１２と、第１燃焼室１０１と、混合器１１５と、第２バーナ１１３と、第２燃焼室１０２とは、流体流接続において後段に配置されている。燃料は、第１燃焼噴射部１２３を介して第１バーナ１１２に導入し、圧縮機１０３において圧縮された圧縮空気と混合させて第１燃焼室１０１で燃焼させることができる。希釈用空気は、後段の混合装置１１５において混合される。第２燃料噴射部１２４を介して第２バーナに付加的な燃料を導入し、混合装置１１５から出る高温ガス１０９と混合して、第２燃焼室１０２内で燃焼させることができる。第２燃焼室２０１から出る高温ガス１０９は、後段のタービン１０５で膨張し、仕事を行う。タービン１０５および圧縮機１０３は、軸１０６に配置されている。タービン１０５から出る排気ガス１０７の余熱はさらに、蒸気を生成するための（図示しない）熱回収蒸気発生器またはボイラにおいて使用することができる。この実施例において示した圧縮機出口ガスは、希釈用空気として混合される。一般的に圧縮機出口ガスは、圧縮された周囲空気１０８である。（図示しない）燃焼排ガス再循環を備えたガスタービンに対し、圧縮機出口ガスは、周囲空気と再循環された燃焼排ガスとの混合物である。一般的にガスタービンシステムには、ガスタービン１００の軸１０６に連結された（図示しない）発電機が含まれる。
【００５５】
図２には、従来技術による希釈用空気混合器１１５が示されている。この例において、圧縮機プレナムからの圧縮ガスは、希釈用空気１１０のプレナムとしての接続ダクト１１１における燃焼器ライナに沿って案内される。希釈用空気１１０は、接続ダクト１１から、種々異なる長さＬａ〜Ｌｃを有する噴射パイプ１１４ａ〜１１４ｃを介して混合器に噴射される。接続ダクト１１１は、高さＨの断面を有する。希釈用空気パイプ１１４ａ〜１１４ｃを介した圧力降下に対応する、プレナム１１１と燃焼室１１３との間の圧力降下（Ｐplenum−ＰCombustion Chamber(ch)）は、すべての希釈用空気パイプについて同じである。燃焼室への希釈用空気の侵入は、上記圧力降下およびパイプ長（突出深さ）によって左右される。
【００５６】
希釈用空気混合器１１５は、環状の断面で配置することができる。アニュラ型希釈用空気混合器に対し、上記高さＨは、アニュラ型流れ区画の外壁の直径と、アニュラ型流れ区画の内壁の直径との差分である。円筒形の断面を有する希釈用空気混合器（カン型の混合装置）に対して上記高さＨは、断面の直径である。多段式に配置された種々異なる噴射パイプ１１４ａ〜１１４ｃの高さＬａ〜Ｌｃは、噴射した希釈用空気１１０と、第１燃焼室から出る高温ガス１０９との良好な混合が保証されるように選択される。
【００５７】
図３には、円周方向に配置された複数の噴射手段について異なる構造を有する希釈用空気混合器が示されている（図４，図４ａを参照されたい）。
【００５８】
この混合器には、燃焼室から出る少なくともガス流を冷却するために空気の一部を混合するための、混合装置の側壁から内側を向いた複数の噴射パイプ２１０または溝２２０または（図示しない）孔が含まれている。
【００５９】
基本的に噴射手段の一タイプの組み込みは、円周方向全体に行われ、すなわち、図３または図４ａに示したようにパイプベース（解決手段１）または溝ベース（解決手段２）で行われる。
【００６０】
一般的に噴射手段２１０／２２０は、高温ガス流３００の内側ライナ２０１から内側を向いており、高温ガス流が円周方向に規則的または不規則的に分割されるように配置され、この噴射手段は、円筒状２１０、円錐状２２０または準錐状の形状を有する。
【００６１】
付加的にこの混合装置は、同じ突出深さ、類似の突出深さ、または異なる突出深さ（図６を参照されたい）を有する、高温ガス流に沿った噴射パイプまたは溝の複数の列を有し得る。さらに混合装置の噴射パイプまたは溝は、同じ突出深さ、類似の突出深さ、または突出深さを有する。
【００６２】
１つの列の噴射パイプまたは溝は、混合器の中心に向かって伸びることができ、半径方向に互いに逆に配置することができる（図４ｂを参照されたい）。択一的には少なくとも１つの噴射パイプまたは溝は高温ガス流に対して傾斜されている。
【００６３】
好適かつ択一的には少なくとも１つの噴射溝が、突出深さに沿って複数の噴射孔２２１を有する実施形態が含まれており、この噴射孔２２１を使用することにより、直角またはほぼ直角に流れる希釈用空気が高温ガス流に噴射される。
【００６４】
特に希釈用空気噴射部１１０は、対流波長の半分（λconv／２）に等しい間隔で軸方向に段階付けされている。すなわち、主ストリームパーセルは、噴射手段２１０／２２０の噴射位置と、第２または後段の希釈用空気噴射器２３０とに関連する連続する２つの段において最大および最小の圧力で希釈用空気噴射に曝されるため、変動が相殺される。最後に述べた希釈用空気噴射器２３０は、複数の希釈用空気孔２３３を有する（後段に配置された希釈用空気噴射器と称される。図５ａの説明も参照されたい）。
【００６５】
さらに噴射位置Ａから位置Ｂへの対流移動時間が対流波長の半分である場合、時間ｔ０の低減された混合器質量流量は、時間ｔ１からの増大した質量流量を打ち消す。これは、２つの噴射位置間の音響モード形状に波節が場合にのみ達成される。取り扱われる周波数低いことにより、大抵は波節が存在しないが、少なくとも１つ波節が形成される可能性がある。したがって噴射位置間に波節がない場合、これらを半波長またはその奇数倍だけ間隔（１／２，３／２，…，（２ｎ＋１）／２）を空ける必要がある。噴射位置間に１つの波節がある場合、上記原理は同様に機能するが、一波長の整数倍（１，２，３，…）で間隔を空ける必要がある。
【００６６】
連続して配置される複数の希釈用空気噴射部は、同じ構造または異なる構造を有する噴射手段（パイプ、溝、孔）によって実施され、直後の噴射手段との間隔、または１つの噴射手段をおいた噴射手段との間隔は、波長に応じて選択される。
【００６７】
したがって上で提案される混合装置は、高温ガス路と混合空気プレナムとの間の熱音響結合を減衰するダンパとして動作することが可能である。
【００６８】
図３ａには、軸方向延長部分内に連続して配置された希釈用空気の２つの導入モードを有するガスタービンエンジンの別の混合装置４００が示されている。また図３ａからは、ガスタービンエンジンまたはターボ機構の燃焼装置に関連して、希釈用空気または希釈用ガス噴射部を有する軸方向に段階付けされた混合装置４００を動作させる方法を理解することができ、ここでこの燃焼装置は、少なくとも１つの燃焼室と、燃焼室から出る高温ガス流に空気またはガスの一部を混合する少なくとも１つの混合装置とを有する。図示の混合装置は、燃焼室の下流に伸びる高温ガス流路に燃焼ガスを案内するように構成されており、ここでこの混合装置は、この混合装置の側壁から内側を向いた複数の噴射手段を有しており、これによって燃焼室から出る少なくとも高温ガス流を冷却するために、空気の一部が混合される。少なくとも連続して配置される希釈用空気噴射間の段の間隔は、所定のパルス周波数に対して対流波長の半分に選択され、複数の周波数に対し、２つ以上の段を使用することができる。図示の配置された空気噴射部は、連続して配置され、同じ構造の手段または異なる構造の手段、すなわちパイプ、溝、孔によって実施され、直後に従属している噴射手段との間隔または１つの噴射手段をおいた噴射手段との間隔は、波長に応じて選択される。
【００６９】
図４には、図３の面ＩＶ−ＩＶを通る断面が示されており、詳細な設計は図４ａから理解することができる。
【００７０】
図４ａには、本発明の好適な実施形態のベースラインが示されており、ここでは一連の噴射パイプが半径方向に取り付けられており、少なくとも１つのプレナム希釈用空気１１０（図２，参照符号１１１を参照されたい）が供給され、種々異なるパイプの配置、幾何学形状および噴射動作は、混合器２００の周方向において互いに異なる。種々異なる噴射パイプ２１０ａ〜２１０ｃは、流れる希釈用空気１１０ａを高温ガス流１０９（図３を参照されたい）に噴射するのに使用され、解決手段１（図３を参照されたい）によれば、図２による設計にほぼ対応して混合器の上半分に配置される。これに対して噴射溝２２４，２２５は、解決手段２（図３を参照されたい）にしたがい、混合器２００の下側に配置されており、半径方向に混合器の中心を向いている。すなわち、一方では複数の長い方の噴射溝２２４があり、他方では中間に配置された複数の短い方の噴射溝２２５がある。長い方の噴射溝も短い方の噴射溝も共に半径方向に混合器２００の中心を向いており、長い方の噴射溝２２４は、上記混合器の中心近くまで伸びている。混合器の円周方向における噴射溝２２４，２２５は均一に配置されており、ここでは均一的でない分配も可能である。各溝２２４，２２５には、多数の噴射孔２２３が設けられており、これらは流れる希釈用空気を高温ガス流１０９に噴射するのに使用される（図３を参照されたい）。混合器２００のキーとなる特徴は、噴射溝２２４，２２５の対応する半径方向の延長部に沿ってこのような噴射孔２２３を良好に分配することであり、これによって希釈用空気１１０は、あらかじめ分散され、したがって格段に短い混合時間および長さしか必要としないのである。要約すると、円錐形または別の幾何学形状によって特徴付けられるこれらの噴射溝は、紙面に対して垂直な方向の高温ガス流に希釈用空気を噴射して、全断面領域をカバーするように配置されるのである。同じ考察は、噴射パイプ２１０ａ〜２１０ｃにも適用される。
【００７１】
図５には、図３の面Ｖ−Ｖの通る断面が示されており、対流波長に関連して混合器の端部に配置される希釈用空気噴射器についての詳細な設計は、図５ａからわかる。
【００７２】
図５ａには、第２希釈用空気噴射器２３０が示されており、これは、格子構造２３１の形態で設計することができ、これには一方向だけに希釈用空気２３３を供給することができる。
【００７３】
ここでの噴射速度は、高温ガス流３００（図３を参照されたい）の熱力学データと、一般的には燃焼手順とに関連し、結果的に得られる波長に依存し得る。
【００７４】
さらに、第２希釈用空気噴射器２３０を通して噴射される希釈用空気２３３に関連して、この空気噴射器によって燃料２３２を噴射することが付加的に可能である。
【００７５】
このようなケースについて、２重機能の噴射器２３０は、いずれにせよ混合装置２００の有効範囲の端部に、目標とする波長に関連して配置され、燃料噴射部２３２は、空気プレナムから流れる所定量の希釈用空気２３３によって混合または冷却することができる。
【００７６】
図６には、同じ質量または同様の複数の質量（ｍ1，ｍ2，ｍ3，ｍ4）の希釈用空気を別々に噴射する際の遅延分布が示されており、ここではＭＥＴ領域を基準にした対応する噴射位置の長さＬ1，Ｌ2は異なっている。
【００７７】
図６ａには、図６による重み付け係数ついての線図が示されており、図６ｂには、図６にしたがい、目標周波数に対して修正した構成に対する形状についての線図が示されている。図６ａおよび図６ｂにしたがって示した線図の技術的な内容および意義は当業者には明らかであり、さらなる補足説明をしても付加的な価値は得られため、これは不要である。
【００７８】
同じ考察は、図７についても当てはまり、この図は、希釈用空気段の位置についての線図が示されている。この線図からわかるのは、希釈用空気噴射部は、対流波長の半分に等しい間隔で軸方向に段階付けされている。主ストリームパーセルは、連続する２つの噴射段階において最大および最小の圧力で希釈用空気噴射に曝されるが、変動は相殺される。
【００７９】
ここで示した複数の実施形態の利点は、段階バーナに対する入口温度を許容値に下げるための処理に関連しており、第１段からの高温の空気は、より低温の希釈用空気と混合される。このことは、温度に大きく依存する所要の自己点火遅延時間を達成するために必要である。希釈用空気噴射にわたって利用可能な圧力降下は、制限され、かつ、燃焼器の全体的な圧力降下によって定まる要件を満たさなければならない。火炎ノイズまたは既存の熱音響不安定性によって燃焼室に圧力変動が生じる場合、この空気噴射は変調され、これによって下流のバーナに対して一時的に変動する入口温度が発生する。このことにより、今度は自己点火遅延時間が大きく変調されて、結果的に火炎位置変動が発生し、これによって目下の燃焼動的特性が高められて、許容できない大きな振幅が発生し得る。このような結合メカニズムが発生するためには、混合器から段階バーナまでの対流波長は、目下の間隔と近くなければならない（またはこの間隔は、目下の間隔の倍数でなければならない）が、これはＣＰＳＣの場合である。
【００８０】
上記の混合器の混合品質が決定的であることを強調することは適切である。なぜならば、逐次燃焼に関連する第２室のバーナシステムには、あらかじめ定められた入口温度と、ガス流の入口速度プロファイルとが必要だからである。
【００８１】
付加的には、説明したすべての利点は、上で示した実施形態、方法または組み合わせだけに限定されることはなく、別の択一的な形態においてまたは単独で、本発明の範囲を逸脱することなく使用することができる。オプションでは、例えば上記のガスタービンエンジンの個別のバーナまたはバーナのグループを停止させるために別の可能性を考えることが可能である。さらに希釈用空気、または一般的には希釈用媒体は、対応する混合器に混合する前に冷却用空気クーラにおいて再冷却することができる。さらに噴射のための配置構成または噴射孔を予備的に設けることができる。すなわち、例えば、短い第２噴射パイプまたは溝を長い第１噴射パイプまたは溝の上流に配置することができるのである。さらに別の長さおよび直径ならびにそれぞれの断面の組み合わせを有する付加的なタイプのパイプまたは溝を設けることが可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１００  ガスタービン、  １０１  第１燃焼室、  １０２  第２燃焼室、  １０３  圧縮機、  １０４  燃焼装置、  １０５  タービン、  １０６  軸、  １０７  排ガス、  １０８  圧縮空気、  １０９  従来技術の高温ガス流、  １１０  希釈用空気流、  １１１  接続ダクト、  １１２  第１バーナ、燃焼室、  １１３  第２バーナ、燃焼室、  １１４ａ  従来技術の噴射パイプ、  １１４ｂ  従来技術の噴射パイプ、  １１４ｃ  従来技術の噴射パイプ、  １１５  従来技術の混合装置、  １２３  第１燃料噴射部、  １２４  第２燃料噴射部、  ２００  混合器、  ２０１  内側ライナ、  ２１０ａ  上側に配置された噴射パイプ、  ２１０ｂ  噴射パイプ、  ２１０ｃ  噴射パイプ、  ２２０  噴射溝、  ２２１  噴射孔、  ２２３  噴射孔、  ２２４  長い方の噴射溝、  ２２５  短い方の噴射溝、  ２３０  第２希釈用空気噴射部、  ２３１  格子構造部、  ２３２  燃料噴射孔、  ２３３  希釈用空気噴射孔、  ３００  高温ガス流、  ４００  混合装置、  Ｌａ〜Ｌｃ  噴射パイプの高さ、  Ｈ  アニュラ型希釈用空気プレナムの高さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図３ａ】
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【図４】
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【図４ａ】
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【図５】
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【図５ａ】
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【図６】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図７】
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【外国語明細書】
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