ガスタービンの燃焼器
【課題】ガスタービンの効率を高く維持しつつ、燃焼器内の燃焼ガスをよく希釈・攪拌して燃焼ガスの温度分布を略均一化し、タービンの破損を防ぐことができるガスタービンの燃焼器を提供する。
【解決手段】本発明の燃焼器３は、対向する壁部３３、３４間で燃料を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させるガスタービンの燃焼器であって、対向する壁部３３、３４に各々設けられる空気導入孔３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂを有し、対向する壁部３３、３４に各々設けられる空気導入孔３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂは、燃焼ガスの流動方向で互いにずれて、且つ、流動方向で延びる所定の軸周り方向で略対向して配置されるという構成を採用する。
【解決手段】本発明の燃焼器３は、対向する壁部３３、３４間で燃料を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させるガスタービンの燃焼器であって、対向する壁部３３、３４に各々設けられる空気導入孔３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂを有し、対向する壁部３３、３４に各々設けられる空気導入孔３３ａ、３３ｂ、３４ａ、３４ｂは、燃焼ガスの流動方向で互いにずれて、且つ、流動方向で延びる所定の軸周り方向で略対向して配置されるという構成を採用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させるガスタービンの燃焼器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料を燃焼器内で燃焼させ、発生する燃焼ガスでタービンにおける回転翼を回転させて、動力を発生するガスタービンが用いられている。
【０００３】
ところで、燃焼器内における燃焼ガスの温度分布にはばらつきがあり、高温の燃焼ガスがタービンの翼部分に導入されると、該翼を熱変形又は溶解させ寿命を短くする虞がある。そのため、燃焼器内に燃焼ガスの希釈・攪拌用の空気を導入することで、燃焼ガスの温度分布を均一化し、燃焼ガスの高温部分を極力無くすための技術が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５４５４２２１号明細書
【特許文献２】米国特許第５２３９８１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、燃焼器内に希釈用空気を導入させるための複数の導入孔が燃焼ガスの流動方向に関して互いに対向して設けられているため、それぞれの導入孔から導入された希釈用空気が互いに干渉し合うことでその運動エネルギーが相殺され、燃焼ガスをよく攪拌することが難しいという課題があった。
また、特許文献２に開示されている技術では、希釈用空気を導入させるための複数の板状部材を燃焼器内に配置し、該板状部材に形成された複数の孔部から希釈用空気を吐出することで燃焼ガスを希釈・攪拌している。この技術では燃焼器内の燃焼ガスはよく希釈・攪拌されるものの、複数の板状部材が燃焼器内に配置されているために燃焼ガスの圧力損失が大きくなり、ガスタービンの効率が大幅に低下してしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ガスタービンの効率を高く維持しつつ、燃焼器内の燃焼ガスをよく希釈・攪拌して燃焼ガスの温度分布を略均一化し、タービンの破損を防ぐことができるガスタービンの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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の燃焼器は、対向する壁部間で燃料を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させるガスタービンの燃焼器であって、対向する壁部に各々設けられる空気導入孔を有し、対向する壁部に各々設けられる空気導入孔は、燃焼ガスの流動方向で互いにずれて、且つ、流動方向で延びる所定の軸周り方向で略対向して配置されるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、燃焼器内を所定の方向で流動している燃焼ガスが、まず、一方の壁部に設けられた空気導入孔から導入された希釈用空気により他方の壁部に向かって付勢される。次に、上記付勢された燃焼ガスは、上記他方の壁部に同様に設けられた空気導入孔から導入された希釈用空気により上記一方の壁部に向かって付勢される。すなわち、燃焼ガスは、燃焼器内を上記壁部と略直交する方向で蛇行しつつ流動する。また、本発明では、上記壁部には空気導入孔が設けられているのみであり、燃焼器内に突出するような部材を有していないため、燃焼ガスの流動抵抗が増加しない。
【０００８】
また、本発明の燃焼器は略環状を呈し、対向する壁部は、略円筒状の内周側壁部と、略円筒状を呈し内周側壁部を囲んで設けられる外周側壁部とを有し、空気導入孔は、内周側壁部及び外周側壁部のそれぞれにその周方向で複数並んで設けられるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、周方向で列状に複数設けられている空気導入孔から導入される希釈用空気によって、燃焼ガスは略環状を呈する燃焼器内で径方向外側又は内側に向かって略一様に付勢される。
【０００９】
また、本発明の燃焼器は、空気導入孔が内周側壁部及び外周側壁部の少なくともいずれか一方において、流動方向で並列する複数の列を形成するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、燃焼器内を所定の方向で流動している燃焼ガスが、上記壁部と略直交する方向で複数回蛇行しつつ流動する。
【００１０】
また、本発明の燃焼器は、空気導入孔が、流動方向に関して隣り合う列を形成する空気導入孔と周方向でずれて設けられるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、燃焼器内を所定の方向で流動している燃焼ガスが、上記周方向で蛇行しつつ流動する。
【００１１】
また、本発明の燃焼器は、外周側壁部に設けられる空気導入孔が、内周側壁部に設けられる空気導入孔よりも燃焼ガスの流動方向における上流側に位置するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、上流側に位置する空気導入孔から導入される希釈用空気の流速は下流側よりも大きいため、燃焼器内を流動する排気ガスの流動方向は径方向内側へ変位する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、燃焼器内における燃焼ガスの流動抵抗が増加しないことから、ガスタービンの効率を高く維持することができると共に、燃焼ガスをよく希釈・攪拌して燃焼ガスの温度分布を略均一化し、タービンの寿命を長くすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ガスタービン１の構成を示す概略図である。
【図２】燃焼器３の斜視概略図である。
【図３】燃焼器３の断面図である。
【図４】第一内周側孔部３４ａから導入される圧縮空気の流動を示す概略図である。
【図５】燃焼空間３５内における燃焼ガスの流動を示す概略図である。
【図６】燃焼器３Ａの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
〔第一実施形態〕
本実施形態におけるガスタービン１の構成を、図１から図３を参照して説明する。
図１は、ガスタービン１の構成を示す概略図である。図２は、燃焼器３の斜視概略図である。図３は、燃焼器３の断面図であり、（ａ）は燃焼器３の径方向及び軸方向に沿う平面における断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線視断面図である。なお、上記図内における矢印Ｆは前方を示すものとする。
【００１５】
本実施形態におけるガスタービン１は、燃料を燃焼させることにより発生する燃焼ガスの熱エネルギーを、動力に変換するための装置である。
図１に示すように、本実施形態におけるガスタービン１は、圧縮機２と、燃焼器３と、タービン４とを備えている。
【００１６】
圧縮機２は、外部から導入された空気を圧縮して昇圧させる多段の軸流圧縮機であり、吸気部２１と、圧縮機軸２２と、圧縮機動翼２３と、圧縮機静翼２４とを有している。
吸気部２１は、圧縮機２の前方側に設けられ、外部から空気を圧縮機２内へ導入するための開口部である。圧縮機軸２２は、前後方向で延びる略軸状の部材であり、軸周りで回転自在に圧縮機２内に設置されている。圧縮機動翼２３は、略円板状を呈する回転翼であり、圧縮機軸２２に軸方向で複数配設されている。圧縮機静翼２４は、略環状を呈する固定翼であり、複数の圧縮機動翼２３の間に各々設けられている。
【００１７】
燃焼器３は、燃料と圧縮機２により圧縮された空気との混合気体を燃焼させるものであり、圧縮機２の後方側に設けられた圧縮空気室５内に設置されている。
圧縮空気室５は、圧縮機２によって圧縮された空気が充填される空間であり、後述するタービン軸４１を囲んで略環状に形成されている。燃焼器３は、圧縮空気室５と同じくタービン軸４１を囲んで略環状を呈しており、その前方側にはガスタービン１の外部から燃料を導入するための燃料供給管３１が接続されている。燃焼器３は、その内部で燃料と空気との混合気体を燃焼させ、発生する燃焼ガスを後方のタービン４に供給する。なお、燃焼器３の詳細は後述する。
【００１８】
タービン４は、燃焼器３から供給された燃焼ガスの熱エネルギーを動力に変換するものであり、タービン軸４１と、タービン動翼４２と、タービン静翼４３と、出力軸４４と、排気部４５とを有している。
【００１９】
タービン軸４１は、前後方向で延びる略軸状の部材であり、圧縮機軸２２と一体的に連結され、軸周りで回転自在にタービン４内に設置されている。タービン動翼４２は、略円板状を呈する回転翼であり、タービン軸４１に軸方向で複数配設されている。タービン静翼４３は、略環状を呈する固定翼であり、複数のタービン動翼４２の間に各々設けられている。出力軸４４は、ガスタービン１から外部に動力を出力するために、タービン軸４１に一体的に連結された軸部であり、例えばガスタービン１が発電設備で用いられるのであれば出力軸４４には発電機が接続される。排気部４５は、タービン４の後方側に設けられ、タービン動翼４２を回転させた後の燃焼ガスが排出される開口部である。なお、ガスタービン１が航空機等に用いられるジェットエンジン等であれば、出力軸４４は設けられず、排気部４５から排出される燃焼ガスにより推進力を得る構成となっている。
【００２０】
次に、燃焼器３の詳細を説明する。
図２に示すように、燃焼器３は、圧縮空気室５内に設置されている。圧縮空気室５は、ガスタービン１の外壁を構成するハウジング５１と、タービン軸４１が設置されている空間と区画するための隔壁５２との間に形成されており、圧縮機２で圧縮された圧縮空気が充填される略環状を呈する空間である。
【００２１】
燃焼器３は略環状を呈する、いわゆるアニュラー形の燃焼器である。燃焼器３と、ハウジング５１及び隔壁５２との間には、圧縮空気が後方側に流動するための外側流路５３及び内側流路５４が各々形成されている。
燃焼器３は、上流側壁部３２と、外周側壁部（壁部）３３と、内周側壁部（壁部）３４とからなる。
【００２２】
上流側壁部３２は、略環状を呈する板状部材である。外周側壁部３３及び内周側壁部３４は共に略円筒状の部材であり、外周側壁部３３は内周側壁部３４を囲んで設けられ、外周側壁部３３と内周側壁部３４との間には略環状の燃焼空間３５が形成されている。燃焼空間３５は、後述するように燃料と圧縮空気との混合気体を燃焼するための空間であり、燃焼により発生する燃焼ガスは上流側壁部３２側から後方のタービン４側に向かって流動する。また、上流側壁部３２の外周縁部には外周側壁部３３の前端部が接続され、上流側壁部３２の内周縁部には内周側壁部３４の前端部が接続されている。
【００２３】
上流側壁部３２には前述した燃料供給管３１が接続されており、上流側壁部３２と燃料供給管３１との接続部には燃料を燃焼空間３５へ噴射して供給するための燃料インジェクタ３１Ａが設置されている。また、燃料インジェクタ３１Ａの周囲には、略環状を呈し、圧縮空気室５内の圧縮空気を旋回させつつ燃焼空間３５へ供給するためのスワーラ３１Ｂが設置されている。
【００２４】
外周側壁部３３には、第一外周側孔部（空気導入孔）３３ａ及び第二外周側孔部（空気導入孔）３３ｂが、外周側壁部３３の周方向でそれぞれ複数並んで設けられ、燃焼ガスの流動方向で並列する複数の列を形成している（図３参照）。第一外周側孔部３３ａ及び第二外周側孔部３３ｂは、燃焼ガスを希釈するための圧縮空気を外側流路５３から導入する孔部である。第一外周側孔部３３ａは前方側の列を形成する複数の孔部であり、第二外周側孔部３３ｂは第一外周側孔部３３ａの後方側で隣り合う列を形成する複数の孔部である。各々の第一外周側孔部３３ａ及び第二外周側孔部３３ｂは、前後方向で並んで配置されている。
【００２５】
内周側壁部３４には、第一内周側孔部（空気導入孔）３４ａ及び第二内周側孔部（空気導入孔）３４ｂが、内周側壁部３４の周方向でそれぞれ複数並んで設けられ、燃焼ガスの流動方向で並列する複数の列を形成している（図３参照）。第一内周側孔部３４ａ及び第二内周側孔部３４ｂは、燃焼ガスを希釈するための圧縮空気を内側流路５４から導入する孔部である。第一内周側孔部３４ａは前方側の列を形成する複数の孔部であり、第二内周側孔部３４ｂは第一内周側孔部３４ａの後方側で隣り合う列を形成する複数の孔部である。各々の第一内周側孔部３４ａ及び第二内周側孔部３４ｂは、前後方向で並んで配置されている。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、外周側壁部３３に形成される第一外周側孔部３３ａ及び第二外周側孔部３３ｂと、内周側壁部３４に形成される第一内周側孔部３４ａ及び第二内周側孔部３４ｂとは、前後方向すなわち燃焼ガスの流動方向で互いにずれて配置されている。なお、第一外周側孔部３３ａは、第一内周側孔部３４ａよりも前方側に位置している。
また、図３（ｂ）に示すように、外周側壁部３３に形成される第一外周側孔部３３ａ及び第二外周側孔部３３ｂと、内周側壁部３４に形成される第一内周側孔部３４ａ及び第二内周側孔部３４ｂとは、燃焼ガスの流動方向で延びる所定の軸周り方向で略対向して配置されている。なお、第一外周側孔部３３ａは、スワーラ３１Ｂから導入される圧縮空気の旋回流と対向する位置に設けられている。
【００２７】
続いて、本実施形態におけるガスタービン１の動作を説明する。
まず、圧縮機２が空気を圧縮する動作について説明する。
後述するタービン軸４１の回転により圧縮機軸２２が回転し、圧縮機軸２２に設けられた圧縮機動翼２３が回転する。圧縮機動翼２３が回転することで空気を後方側に送り出すため、吸気部２１から空気が圧縮機２内に導入される。圧縮機静翼２４は、圧縮機動翼２３が後方側に送り出した空気の流動を規制することで、空気を昇圧させる。圧縮機動翼２３及び圧縮機静翼２４は共に複数段設けられているため、空気は圧縮機２内を流動することで次第に昇圧し高い圧力まで上昇する。
【００２８】
次に、燃焼器３内で燃料及び圧縮空気の混合気体を燃焼させる動作について説明する。
燃料供給管３１及び燃料インジェクタ３１Ａにより、ガスタービン１の外部から燃料が燃焼器３の燃焼空間３５へ噴射されて供給される。一方、圧縮機２によって圧縮された圧縮空気は、圧縮空気室５内に充填される。この圧縮空気は、スワーラ３１Ｂによって旋回しつつ燃焼空間３５へ供給され、上記燃料と混ざり合うことにより混合気体となる。この混合気体に着火し、燃焼空間３５内で燃焼させ燃焼ガスを発生させる。発生した燃焼ガスは燃焼空間３５内を後方側に流動し、後方のタービン４に供給される。
【００２９】
次に、燃焼ガスがタービン４を回転させる動作について説明する。
タービン４に供給された燃焼ガスは、タービン動翼４２を付勢し回転させる。このとき、タービン静翼４３は、燃焼ガスが適切にタービン動翼４２に導入されるように燃焼ガスの流動を規制する。タービン動翼４２はタービン軸４１に設けられているため、タービン動翼４２の回転によりタービン軸４１も回転する。すなわち、燃焼ガスの熱エネルギーを運動エネルギー（動力）に変換することができる。
【００３０】
タービン軸４１は、圧縮機軸２２と一体的に連結されているため、タービン４により得られた回転動力は一部圧縮機２で空気を圧縮するために利用される。また、タービン軸４１には出力軸４４が一体的に連結されており、出力軸４４を介して外部に動力を出力することができる。例えば発電設備の場合、出力軸４４には発電機が接続され、出力軸４４の回転により発電することができる。タービン動翼４２を回転させた後、燃焼ガスは排気部４５から外部に放出される。燃焼ガスを浄化する必要があるときは、排気部４５には燃焼ガス浄化装置（図示せず）が接続される。なお、本実施形態のガスタービン１が航空機等で使用されるジェットエンジンである場合は、出力軸４４は設けられず、排気部４５から排出される燃焼ガスにより推進力を得る。
以上で、本実施形態におけるガスタービン１の動作が完了する。
【００３１】
続いて、燃焼器３の第一内周側孔部３４ａ等から燃焼空間３５内へ導入された圧縮空気が、燃焼ガスの流動を変化させる動作を、図４及び図５を参照して説明する。
図４は、第一内周側孔部３４ａから導入される圧縮空気の流動を示す概略図である。図５は、燃焼空間３５内における燃焼ガスの流動を示す概略図である。
まず、内周側壁部３４に形成された第一内周側孔部３４ａから導入される圧縮空気の流動について説明する。なお、以下の説明は他の孔部である第一外周側孔部３３ａ、第二外周側孔部３３ｂ及び第二内周側孔部３４ｂにも適用される。
【００３２】
図２に示すように、圧縮空気室５の外側流路５３及び内側流路５４内では圧縮空気が後方側に向かって流動しており、燃焼器３は圧縮空気室５内に設置されている。燃焼器３内の燃焼ガスの圧力は、外側流路５３及び内側流路５４内の圧縮空気の圧力より低いため、燃焼器３の第一内周側孔部３４ａ等を介して圧縮空気室５内の圧縮空気が燃焼空間３５内に流入する。
【００３３】
図４に示すように、説明のため、燃焼空間３５の径方向に関する中央近傍を流動する燃焼ガスを中央部燃焼ガスＧ１とし、内周側壁部３４近傍を流動する燃焼ガスを壁部近傍燃焼ガスＧ２とする。
内周側壁部３４の第一内周側孔部３４ａから流入する圧縮空気Ｄは、内周側壁部３４に直交する方向で燃焼空間３５内に流入する。圧縮空気Ｄは、燃焼ガスＧ１及びＧ２により後方側に付勢され、その流動方向は後方側に向かって変位する。また、中央部燃焼ガスＧ１も圧縮空気Ｄにより付勢され、その流動方向は径方向外側（紙面上側）に変位する。一方、壁部近傍流動ガスＧ２は、圧縮空気Ｄにより２方向すなわち周方向で相反する方向に付勢されて変位する。
【００３４】
次に、燃焼器３内における燃焼ガスの流動について説明する。
図５に示すように、燃焼器３は前方側から順に、第一外周側孔部３３ａ、第一内周側孔部３４ａ、第二外周側孔部３３ｂ及び第二内周側孔部３４ｂを有しており、これらの孔部から流入する圧縮空気Ｄにより、中央部燃焼ガスＧ１の流動は影響を受ける。
【００３５】
まず、中央部燃焼ガスＧ１は、第一外周側孔部３３ａから導入される圧縮空気Ｄにより内周側壁部３４側に付勢されて変位する。次に、内周側壁部３４側に付勢された中央部燃焼ガスＧ１は、第一内周側孔部３４ａから導入される圧縮空気Ｄにより外周側壁部３３側に付勢されて変位する。さらに、中央部燃焼ガスＧ１は、第二外周側孔部３３ｂ及び第二内周側孔部３４ｂにより順次付勢されて変位する。すなわち、中央部燃焼ガスＧ１は、燃焼器３の径方向（紙面上下方向）で蛇行しつつ後方側に流動する。よって、中央部燃焼ガスＧ１は蛇行して流動することで圧縮空気Ｄとよく希釈・攪拌される。
【００３６】
また、燃焼器３の第一外周側孔部３３ａ等は、周方向で複数並んで設けられているため、燃焼ガスは略環状を呈する燃焼器３内で径方向外側又は内側に向かって略一様に付勢される。よって、燃焼器３内の燃焼ガスは、周方向に亘り略一様に攪拌される。
したがって、燃焼器３内における燃焼ガスの温度分布を均一化し、タービン４を破損する虞のある燃焼ガスにおける高温部分の発生を防ぐことができる。なお、本実施形態では、燃焼器３内に突出した状態で圧縮空気を導入するような部材を使用していないため、燃焼ガスの流動抵抗は増加しない。
【００３７】
外周側壁部３３及び内周側壁部３４の形状により、燃焼器３内の燃焼ガスの流動方向は径方向外側又は内側に偏る場合がある。例えば、本実施形態の内周側壁部３４の後方側は、径方向外側に向かう斜面となっており、該斜面の傾きは対向する外周側壁部３３の斜面の傾きよりも大きいため、燃焼器３内の燃焼ガスは内周側壁部３４から抵抗を受け径方向外側に変位しやすい傾向にある。そのため、第一外周側孔部３３ａを最も前方に配置することで、燃焼ガスの流動を全体的に径方向内側に変位させ、径方向に関して燃焼空間３５の略中央部を通ってタービン４に供給することができ、効率よくタービン４のタービン動翼４２を回転させることができる。
【００３８】
したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、燃焼器３内における燃焼ガスの流動抵抗が増加しないことから、ガスタービン１の効率を高く維持することができると共に、燃焼ガスをよく希釈・攪拌して燃焼ガスの温度分布を略均一化し、タービン４の破損を防ぐことができるという効果がある。
【００３９】
〔第二実施形態〕
本実施形態に係る燃焼器３Ａの構成を、図６を参照して説明する。
図６は、燃焼器３Ａの断面図であり、（ａ）は燃焼器３Ａの径方向及び軸方向に沿う平面における断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ線矢視図である。なお、図６において、第一の実施形態の構成要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
図６（ｂ）に示すように、内周側壁部３４には、第一内周側孔部３４ａが周方向で複数並んで設けられ、第一内周側孔部３４ａの後方側に第二内周側孔部３４ｂが周方向で複数並んで設けられている。また、第二内周側孔部３４ｂは、燃焼ガスの流動方向に関して隣り合う列を形成する第一内周側孔部３４ａと周方向でずれて設けられている。
なお、外周側壁部３３においても、第二外周側孔部３３ｂは、上記流動方向に関して隣り合う列を形成する第一外周側孔部３３ａと周方向でずれて設けられている。
【００４１】
続いて、本実施形態に係る燃焼器３Ａ内における燃焼ガスの流動について説明する。
内周側壁部３４の近傍を流動する壁部近傍燃焼ガスＧ２は、第一内周側孔部３４ａから流入する圧縮空気Ｄによって周方向で相反する方向（紙面上下方向）で付勢され変位する。次に、変位した壁部近傍燃焼ガスＧ２は、第二内周側孔部３４ｂから流入する圧縮空気Ｄによっても周方向で相反する方向で付勢され変位する。すなわち、壁部近傍燃焼ガスＧ２は、周方向で蛇行しつつ流動する。
なお、外周側壁部３３の近傍を流動する燃焼ガスにおいても、壁部近傍燃焼ガスＧ２と同様に蛇行しつつ流動する。
【００４２】
したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、第一の実施形態によって得られる効果に加え、外周側壁部３３及び内周側壁部３４の近傍を流動する燃焼ガスが、周方向で蛇行しつつ流動するため、燃焼ガスの希釈・攪拌が更に促進されるという効果がある。
【００４３】
なお、前述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４４】
例えば、上記実施形態では、燃焼器３はアニュラー形の燃焼器であったが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ガスタービン１に略円筒状の燃焼器が環状に複数配置されたいわゆるキャニュラー形（缶形）のガスタービンであってもよい。この場合、請求項１における対向する壁部とは、キャニュラー形燃焼器における内周面の対向する箇所を指すものとする。
【００４５】
また、上記実施形態では、第一外周側孔部３３ａが、第一内周側孔部３４ａよりも前方側に配置されていたが、燃焼器３の形状や燃焼ガスの流動傾向に従い、逆の構成すなわち第一内周側孔部３４ａが第一外周側孔部３３ａよりも前方に配置されていてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、外周側壁部３３及び内周側壁部３４には複数の孔部が各々２列ずつ形成されているが、１列で有ってもよいし、３列以上の列数であってもよい。また、外周側壁部３３と内周側壁部３４とに各々形成される列数が異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…ガスタービン、３…燃焼器、３３…外周側壁部（壁部）、３３ａ…第一外周側孔部（空気導入孔）、３３ｂ…第二外周側孔部（空気導入孔）、３４…内周側壁部（壁部）、３４ａ…第一内周側孔部（空気導入孔）、３４ｂ…第二内周側孔部（空気導入孔）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させるガスタービンの燃焼器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃料を燃焼器内で燃焼させ、発生する燃焼ガスでタービンにおける回転翼を回転させて、動力を発生するガスタービンが用いられている。
【０００３】
ところで、燃焼器内における燃焼ガスの温度分布にはばらつきがあり、高温の燃焼ガスがタービンの翼部分に導入されると、該翼を熱変形又は溶解させ寿命を短くする虞がある。そのため、燃焼器内に燃焼ガスの希釈・攪拌用の空気を導入することで、燃焼ガスの温度分布を均一化し、燃焼ガスの高温部分を極力無くすための技術が開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第５４５４２２１号明細書
【特許文献２】米国特許第５２３９８１８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、燃焼器内に希釈用空気を導入させるための複数の導入孔が燃焼ガスの流動方向に関して互いに対向して設けられているため、それぞれの導入孔から導入された希釈用空気が互いに干渉し合うことでその運動エネルギーが相殺され、燃焼ガスをよく攪拌することが難しいという課題があった。
また、特許文献２に開示されている技術では、希釈用空気を導入させるための複数の板状部材を燃焼器内に配置し、該板状部材に形成された複数の孔部から希釈用空気を吐出することで燃焼ガスを希釈・攪拌している。この技術では燃焼器内の燃焼ガスはよく希釈・攪拌されるものの、複数の板状部材が燃焼器内に配置されているために燃焼ガスの圧力損失が大きくなり、ガスタービンの効率が大幅に低下してしまうという課題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ガスタービンの効率を高く維持しつつ、燃焼器内の燃焼ガスをよく希釈・攪拌して燃焼ガスの温度分布を略均一化し、タービンの破損を防ぐことができるガスタービンの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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明の燃焼器は、対向する壁部間で燃料を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させるガスタービンの燃焼器であって、対向する壁部に各々設けられる空気導入孔を有し、対向する壁部に各々設けられる空気導入孔は、燃焼ガスの流動方向で互いにずれて、且つ、流動方向で延びる所定の軸周り方向で略対向して配置されるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、燃焼器内を所定の方向で流動している燃焼ガスが、まず、一方の壁部に設けられた空気導入孔から導入された希釈用空気により他方の壁部に向かって付勢される。次に、上記付勢された燃焼ガスは、上記他方の壁部に同様に設けられた空気導入孔から導入された希釈用空気により上記一方の壁部に向かって付勢される。すなわち、燃焼ガスは、燃焼器内を上記壁部と略直交する方向で蛇行しつつ流動する。また、本発明では、上記壁部には空気導入孔が設けられているのみであり、燃焼器内に突出するような部材を有していないため、燃焼ガスの流動抵抗が増加しない。
【０００８】
また、本発明の燃焼器は略環状を呈し、対向する壁部は、略円筒状の内周側壁部と、略円筒状を呈し内周側壁部を囲んで設けられる外周側壁部とを有し、空気導入孔は、内周側壁部及び外周側壁部のそれぞれにその周方向で複数並んで設けられるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、周方向で列状に複数設けられている空気導入孔から導入される希釈用空気によって、燃焼ガスは略環状を呈する燃焼器内で径方向外側又は内側に向かって略一様に付勢される。
【０００９】
また、本発明の燃焼器は、空気導入孔が内周側壁部及び外周側壁部の少なくともいずれか一方において、流動方向で並列する複数の列を形成するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、燃焼器内を所定の方向で流動している燃焼ガスが、上記壁部と略直交する方向で複数回蛇行しつつ流動する。
【００１０】
また、本発明の燃焼器は、空気導入孔が、流動方向に関して隣り合う列を形成する空気導入孔と周方向でずれて設けられるという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、燃焼器内を所定の方向で流動している燃焼ガスが、上記周方向で蛇行しつつ流動する。
【００１１】
また、本発明の燃焼器は、外周側壁部に設けられる空気導入孔が、内周側壁部に設けられる空気導入孔よりも燃焼ガスの流動方向における上流側に位置するという構成を採用する。
このような構成を採用する本発明では、上流側に位置する空気導入孔から導入される希釈用空気の流速は下流側よりも大きいため、燃焼器内を流動する排気ガスの流動方向は径方向内側へ変位する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
本発明によれば、燃焼器内における燃焼ガスの流動抵抗が増加しないことから、ガスタービンの効率を高く維持することができると共に、燃焼ガスをよく希釈・攪拌して燃焼ガスの温度分布を略均一化し、タービンの寿命を長くすることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ガスタービン１の構成を示す概略図である。
【図２】燃焼器３の斜視概略図である。
【図３】燃焼器３の断面図である。
【図４】第一内周側孔部３４ａから導入される圧縮空気の流動を示す概略図である。
【図５】燃焼空間３５内における燃焼ガスの流動を示す概略図である。
【図６】燃焼器３Ａの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
〔第一実施形態〕
本実施形態におけるガスタービン１の構成を、図１から図３を参照して説明する。
図１は、ガスタービン１の構成を示す概略図である。図２は、燃焼器３の斜視概略図である。図３は、燃焼器３の断面図であり、（ａ）は燃焼器３の径方向及び軸方向に沿う平面における断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線視断面図である。なお、上記図内における矢印Ｆは前方を示すものとする。
【００１５】
本実施形態におけるガスタービン１は、燃料を燃焼させることにより発生する燃焼ガスの熱エネルギーを、動力に変換するための装置である。
図１に示すように、本実施形態におけるガスタービン１は、圧縮機２と、燃焼器３と、タービン４とを備えている。
【００１６】
圧縮機２は、外部から導入された空気を圧縮して昇圧させる多段の軸流圧縮機であり、吸気部２１と、圧縮機軸２２と、圧縮機動翼２３と、圧縮機静翼２４とを有している。
吸気部２１は、圧縮機２の前方側に設けられ、外部から空気を圧縮機２内へ導入するための開口部である。圧縮機軸２２は、前後方向で延びる略軸状の部材であり、軸周りで回転自在に圧縮機２内に設置されている。圧縮機動翼２３は、略円板状を呈する回転翼であり、圧縮機軸２２に軸方向で複数配設されている。圧縮機静翼２４は、略環状を呈する固定翼であり、複数の圧縮機動翼２３の間に各々設けられている。
【００１７】
燃焼器３は、燃料と圧縮機２により圧縮された空気との混合気体を燃焼させるものであり、圧縮機２の後方側に設けられた圧縮空気室５内に設置されている。
圧縮空気室５は、圧縮機２によって圧縮された空気が充填される空間であり、後述するタービン軸４１を囲んで略環状に形成されている。燃焼器３は、圧縮空気室５と同じくタービン軸４１を囲んで略環状を呈しており、その前方側にはガスタービン１の外部から燃料を導入するための燃料供給管３１が接続されている。燃焼器３は、その内部で燃料と空気との混合気体を燃焼させ、発生する燃焼ガスを後方のタービン４に供給する。なお、燃焼器３の詳細は後述する。
【００１８】
タービン４は、燃焼器３から供給された燃焼ガスの熱エネルギーを動力に変換するものであり、タービン軸４１と、タービン動翼４２と、タービン静翼４３と、出力軸４４と、排気部４５とを有している。
【００１９】
タービン軸４１は、前後方向で延びる略軸状の部材であり、圧縮機軸２２と一体的に連結され、軸周りで回転自在にタービン４内に設置されている。タービン動翼４２は、略円板状を呈する回転翼であり、タービン軸４１に軸方向で複数配設されている。タービン静翼４３は、略環状を呈する固定翼であり、複数のタービン動翼４２の間に各々設けられている。出力軸４４は、ガスタービン１から外部に動力を出力するために、タービン軸４１に一体的に連結された軸部であり、例えばガスタービン１が発電設備で用いられるのであれば出力軸４４には発電機が接続される。排気部４５は、タービン４の後方側に設けられ、タービン動翼４２を回転させた後の燃焼ガスが排出される開口部である。なお、ガスタービン１が航空機等に用いられるジェットエンジン等であれば、出力軸４４は設けられず、排気部４５から排出される燃焼ガスにより推進力を得る構成となっている。
【００２０】
次に、燃焼器３の詳細を説明する。
図２に示すように、燃焼器３は、圧縮空気室５内に設置されている。圧縮空気室５は、ガスタービン１の外壁を構成するハウジング５１と、タービン軸４１が設置されている空間と区画するための隔壁５２との間に形成されており、圧縮機２で圧縮された圧縮空気が充填される略環状を呈する空間である。
【００２１】
燃焼器３は略環状を呈する、いわゆるアニュラー形の燃焼器である。燃焼器３と、ハウジング５１及び隔壁５２との間には、圧縮空気が後方側に流動するための外側流路５３及び内側流路５４が各々形成されている。
燃焼器３は、上流側壁部３２と、外周側壁部（壁部）３３と、内周側壁部（壁部）３４とからなる。
【００２２】
上流側壁部３２は、略環状を呈する板状部材である。外周側壁部３３及び内周側壁部３４は共に略円筒状の部材であり、外周側壁部３３は内周側壁部３４を囲んで設けられ、外周側壁部３３と内周側壁部３４との間には略環状の燃焼空間３５が形成されている。燃焼空間３５は、後述するように燃料と圧縮空気との混合気体を燃焼するための空間であり、燃焼により発生する燃焼ガスは上流側壁部３２側から後方のタービン４側に向かって流動する。また、上流側壁部３２の外周縁部には外周側壁部３３の前端部が接続され、上流側壁部３２の内周縁部には内周側壁部３４の前端部が接続されている。
【００２３】
上流側壁部３２には前述した燃料供給管３１が接続されており、上流側壁部３２と燃料供給管３１との接続部には燃料を燃焼空間３５へ噴射して供給するための燃料インジェクタ３１Ａが設置されている。また、燃料インジェクタ３１Ａの周囲には、略環状を呈し、圧縮空気室５内の圧縮空気を旋回させつつ燃焼空間３５へ供給するためのスワーラ３１Ｂが設置されている。
【００２４】
外周側壁部３３には、第一外周側孔部（空気導入孔）３３ａ及び第二外周側孔部（空気導入孔）３３ｂが、外周側壁部３３の周方向でそれぞれ複数並んで設けられ、燃焼ガスの流動方向で並列する複数の列を形成している（図３参照）。第一外周側孔部３３ａ及び第二外周側孔部３３ｂは、燃焼ガスを希釈するための圧縮空気を外側流路５３から導入する孔部である。第一外周側孔部３３ａは前方側の列を形成する複数の孔部であり、第二外周側孔部３３ｂは第一外周側孔部３３ａの後方側で隣り合う列を形成する複数の孔部である。各々の第一外周側孔部３３ａ及び第二外周側孔部３３ｂは、前後方向で並んで配置されている。
【００２５】
内周側壁部３４には、第一内周側孔部（空気導入孔）３４ａ及び第二内周側孔部（空気導入孔）３４ｂが、内周側壁部３４の周方向でそれぞれ複数並んで設けられ、燃焼ガスの流動方向で並列する複数の列を形成している（図３参照）。第一内周側孔部３４ａ及び第二内周側孔部３４ｂは、燃焼ガスを希釈するための圧縮空気を内側流路５４から導入する孔部である。第一内周側孔部３４ａは前方側の列を形成する複数の孔部であり、第二内周側孔部３４ｂは第一内周側孔部３４ａの後方側で隣り合う列を形成する複数の孔部である。各々の第一内周側孔部３４ａ及び第二内周側孔部３４ｂは、前後方向で並んで配置されている。
【００２６】
図３（ａ）に示すように、外周側壁部３３に形成される第一外周側孔部３３ａ及び第二外周側孔部３３ｂと、内周側壁部３４に形成される第一内周側孔部３４ａ及び第二内周側孔部３４ｂとは、前後方向すなわち燃焼ガスの流動方向で互いにずれて配置されている。なお、第一外周側孔部３３ａは、第一内周側孔部３４ａよりも前方側に位置している。
また、図３（ｂ）に示すように、外周側壁部３３に形成される第一外周側孔部３３ａ及び第二外周側孔部３３ｂと、内周側壁部３４に形成される第一内周側孔部３４ａ及び第二内周側孔部３４ｂとは、燃焼ガスの流動方向で延びる所定の軸周り方向で略対向して配置されている。なお、第一外周側孔部３３ａは、スワーラ３１Ｂから導入される圧縮空気の旋回流と対向する位置に設けられている。
【００２７】
続いて、本実施形態におけるガスタービン１の動作を説明する。
まず、圧縮機２が空気を圧縮する動作について説明する。
後述するタービン軸４１の回転により圧縮機軸２２が回転し、圧縮機軸２２に設けられた圧縮機動翼２３が回転する。圧縮機動翼２３が回転することで空気を後方側に送り出すため、吸気部２１から空気が圧縮機２内に導入される。圧縮機静翼２４は、圧縮機動翼２３が後方側に送り出した空気の流動を規制することで、空気を昇圧させる。圧縮機動翼２３及び圧縮機静翼２４は共に複数段設けられているため、空気は圧縮機２内を流動することで次第に昇圧し高い圧力まで上昇する。
【００２８】
次に、燃焼器３内で燃料及び圧縮空気の混合気体を燃焼させる動作について説明する。
燃料供給管３１及び燃料インジェクタ３１Ａにより、ガスタービン１の外部から燃料が燃焼器３の燃焼空間３５へ噴射されて供給される。一方、圧縮機２によって圧縮された圧縮空気は、圧縮空気室５内に充填される。この圧縮空気は、スワーラ３１Ｂによって旋回しつつ燃焼空間３５へ供給され、上記燃料と混ざり合うことにより混合気体となる。この混合気体に着火し、燃焼空間３５内で燃焼させ燃焼ガスを発生させる。発生した燃焼ガスは燃焼空間３５内を後方側に流動し、後方のタービン４に供給される。
【００２９】
次に、燃焼ガスがタービン４を回転させる動作について説明する。
タービン４に供給された燃焼ガスは、タービン動翼４２を付勢し回転させる。このとき、タービン静翼４３は、燃焼ガスが適切にタービン動翼４２に導入されるように燃焼ガスの流動を規制する。タービン動翼４２はタービン軸４１に設けられているため、タービン動翼４２の回転によりタービン軸４１も回転する。すなわち、燃焼ガスの熱エネルギーを運動エネルギー（動力）に変換することができる。
【００３０】
タービン軸４１は、圧縮機軸２２と一体的に連結されているため、タービン４により得られた回転動力は一部圧縮機２で空気を圧縮するために利用される。また、タービン軸４１には出力軸４４が一体的に連結されており、出力軸４４を介して外部に動力を出力することができる。例えば発電設備の場合、出力軸４４には発電機が接続され、出力軸４４の回転により発電することができる。タービン動翼４２を回転させた後、燃焼ガスは排気部４５から外部に放出される。燃焼ガスを浄化する必要があるときは、排気部４５には燃焼ガス浄化装置（図示せず）が接続される。なお、本実施形態のガスタービン１が航空機等で使用されるジェットエンジンである場合は、出力軸４４は設けられず、排気部４５から排出される燃焼ガスにより推進力を得る。
以上で、本実施形態におけるガスタービン１の動作が完了する。
【００３１】
続いて、燃焼器３の第一内周側孔部３４ａ等から燃焼空間３５内へ導入された圧縮空気が、燃焼ガスの流動を変化させる動作を、図４及び図５を参照して説明する。
図４は、第一内周側孔部３４ａから導入される圧縮空気の流動を示す概略図である。図５は、燃焼空間３５内における燃焼ガスの流動を示す概略図である。
まず、内周側壁部３４に形成された第一内周側孔部３４ａから導入される圧縮空気の流動について説明する。なお、以下の説明は他の孔部である第一外周側孔部３３ａ、第二外周側孔部３３ｂ及び第二内周側孔部３４ｂにも適用される。
【００３２】
図２に示すように、圧縮空気室５の外側流路５３及び内側流路５４内では圧縮空気が後方側に向かって流動しており、燃焼器３は圧縮空気室５内に設置されている。燃焼器３内の燃焼ガスの圧力は、外側流路５３及び内側流路５４内の圧縮空気の圧力より低いため、燃焼器３の第一内周側孔部３４ａ等を介して圧縮空気室５内の圧縮空気が燃焼空間３５内に流入する。
【００３３】
図４に示すように、説明のため、燃焼空間３５の径方向に関する中央近傍を流動する燃焼ガスを中央部燃焼ガスＧ１とし、内周側壁部３４近傍を流動する燃焼ガスを壁部近傍燃焼ガスＧ２とする。
内周側壁部３４の第一内周側孔部３４ａから流入する圧縮空気Ｄは、内周側壁部３４に直交する方向で燃焼空間３５内に流入する。圧縮空気Ｄは、燃焼ガスＧ１及びＧ２により後方側に付勢され、その流動方向は後方側に向かって変位する。また、中央部燃焼ガスＧ１も圧縮空気Ｄにより付勢され、その流動方向は径方向外側（紙面上側）に変位する。一方、壁部近傍流動ガスＧ２は、圧縮空気Ｄにより２方向すなわち周方向で相反する方向に付勢されて変位する。
【００３４】
次に、燃焼器３内における燃焼ガスの流動について説明する。
図５に示すように、燃焼器３は前方側から順に、第一外周側孔部３３ａ、第一内周側孔部３４ａ、第二外周側孔部３３ｂ及び第二内周側孔部３４ｂを有しており、これらの孔部から流入する圧縮空気Ｄにより、中央部燃焼ガスＧ１の流動は影響を受ける。
【００３５】
まず、中央部燃焼ガスＧ１は、第一外周側孔部３３ａから導入される圧縮空気Ｄにより内周側壁部３４側に付勢されて変位する。次に、内周側壁部３４側に付勢された中央部燃焼ガスＧ１は、第一内周側孔部３４ａから導入される圧縮空気Ｄにより外周側壁部３３側に付勢されて変位する。さらに、中央部燃焼ガスＧ１は、第二外周側孔部３３ｂ及び第二内周側孔部３４ｂにより順次付勢されて変位する。すなわち、中央部燃焼ガスＧ１は、燃焼器３の径方向（紙面上下方向）で蛇行しつつ後方側に流動する。よって、中央部燃焼ガスＧ１は蛇行して流動することで圧縮空気Ｄとよく希釈・攪拌される。
【００３６】
また、燃焼器３の第一外周側孔部３３ａ等は、周方向で複数並んで設けられているため、燃焼ガスは略環状を呈する燃焼器３内で径方向外側又は内側に向かって略一様に付勢される。よって、燃焼器３内の燃焼ガスは、周方向に亘り略一様に攪拌される。
したがって、燃焼器３内における燃焼ガスの温度分布を均一化し、タービン４を破損する虞のある燃焼ガスにおける高温部分の発生を防ぐことができる。なお、本実施形態では、燃焼器３内に突出した状態で圧縮空気を導入するような部材を使用していないため、燃焼ガスの流動抵抗は増加しない。
【００３７】
外周側壁部３３及び内周側壁部３４の形状により、燃焼器３内の燃焼ガスの流動方向は径方向外側又は内側に偏る場合がある。例えば、本実施形態の内周側壁部３４の後方側は、径方向外側に向かう斜面となっており、該斜面の傾きは対向する外周側壁部３３の斜面の傾きよりも大きいため、燃焼器３内の燃焼ガスは内周側壁部３４から抵抗を受け径方向外側に変位しやすい傾向にある。そのため、第一外周側孔部３３ａを最も前方に配置することで、燃焼ガスの流動を全体的に径方向内側に変位させ、径方向に関して燃焼空間３５の略中央部を通ってタービン４に供給することができ、効率よくタービン４のタービン動翼４２を回転させることができる。
【００３８】
したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、燃焼器３内における燃焼ガスの流動抵抗が増加しないことから、ガスタービン１の効率を高く維持することができると共に、燃焼ガスをよく希釈・攪拌して燃焼ガスの温度分布を略均一化し、タービン４の破損を防ぐことができるという効果がある。
【００３９】
〔第二実施形態〕
本実施形態に係る燃焼器３Ａの構成を、図６を参照して説明する。
図６は、燃焼器３Ａの断面図であり、（ａ）は燃焼器３Ａの径方向及び軸方向に沿う平面における断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ線矢視図である。なお、図６において、第一の実施形態の構成要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
図６（ｂ）に示すように、内周側壁部３４には、第一内周側孔部３４ａが周方向で複数並んで設けられ、第一内周側孔部３４ａの後方側に第二内周側孔部３４ｂが周方向で複数並んで設けられている。また、第二内周側孔部３４ｂは、燃焼ガスの流動方向に関して隣り合う列を形成する第一内周側孔部３４ａと周方向でずれて設けられている。
なお、外周側壁部３３においても、第二外周側孔部３３ｂは、上記流動方向に関して隣り合う列を形成する第一外周側孔部３３ａと周方向でずれて設けられている。
【００４１】
続いて、本実施形態に係る燃焼器３Ａ内における燃焼ガスの流動について説明する。
内周側壁部３４の近傍を流動する壁部近傍燃焼ガスＧ２は、第一内周側孔部３４ａから流入する圧縮空気Ｄによって周方向で相反する方向（紙面上下方向）で付勢され変位する。次に、変位した壁部近傍燃焼ガスＧ２は、第二内周側孔部３４ｂから流入する圧縮空気Ｄによっても周方向で相反する方向で付勢され変位する。すなわち、壁部近傍燃焼ガスＧ２は、周方向で蛇行しつつ流動する。
なお、外周側壁部３３の近傍を流動する燃焼ガスにおいても、壁部近傍燃焼ガスＧ２と同様に蛇行しつつ流動する。
【００４２】
したがって、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
本実施形態によれば、第一の実施形態によって得られる効果に加え、外周側壁部３３及び内周側壁部３４の近傍を流動する燃焼ガスが、周方向で蛇行しつつ流動するため、燃焼ガスの希釈・攪拌が更に促進されるという効果がある。
【００４３】
なお、前述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４４】
例えば、上記実施形態では、燃焼器３はアニュラー形の燃焼器であったが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、ガスタービン１に略円筒状の燃焼器が環状に複数配置されたいわゆるキャニュラー形（缶形）のガスタービンであってもよい。この場合、請求項１における対向する壁部とは、キャニュラー形燃焼器における内周面の対向する箇所を指すものとする。
【００４５】
また、上記実施形態では、第一外周側孔部３３ａが、第一内周側孔部３４ａよりも前方側に配置されていたが、燃焼器３の形状や燃焼ガスの流動傾向に従い、逆の構成すなわち第一内周側孔部３４ａが第一外周側孔部３３ａよりも前方に配置されていてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、外周側壁部３３及び内周側壁部３４には複数の孔部が各々２列ずつ形成されているが、１列で有ってもよいし、３列以上の列数であってもよい。また、外周側壁部３３と内周側壁部３４とに各々形成される列数が異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１…ガスタービン、３…燃焼器、３３…外周側壁部（壁部）、３３ａ…第一外周側孔部（空気導入孔）、３３ｂ…第二外周側孔部（空気導入孔）、３４…内周側壁部（壁部）、３４ａ…第一内周側孔部（空気導入孔）、３４ｂ…第二内周側孔部（空気導入孔）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する壁部間で燃料を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させるガスタービンの燃焼器であって、
前記対向する壁部に各々設けられる空気導入孔を有し、
前記対向する壁部に各々設けられる空気導入孔は、前記燃焼ガスの流動方向で互いにずれて、且つ、前記流動方向で延びる所定の軸周り方向で略対向して配置されることを特徴とするガスタービンの燃焼器。
【請求項２】
前記燃焼器は略環状を呈し、
前記対向する壁部は、略円筒状の内周側壁部と、略円筒状を呈し前記内周側壁部を囲んで設けられる外周側壁部とを有し、
前記空気導入孔は、前記内周側壁部及び前記外周側壁部のそれぞれに、その周方向で複数並んで設けられることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項３】
前記空気導入孔は、前記内周側壁部及び前記外周側壁部の少なくともいずれか一方において、前記流動方向で並列する複数の列を形成することを特徴とする請求項２に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項４】
前記空気導入孔は、前記流動方向に関して隣り合う列を形成する前記空気導入孔と、前記周方向でずれて設けられることを特徴とする請求項３に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項５】
前記外周側壁部に設けられる前記空気導入孔が、前記内周側壁部に設けられる前記空気導入孔よりも前記流動方向における上流側に位置することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項１】
対向する壁部間で燃料を燃焼させることにより燃焼ガスを発生させるガスタービンの燃焼器であって、
前記対向する壁部に各々設けられる空気導入孔を有し、
前記対向する壁部に各々設けられる空気導入孔は、前記燃焼ガスの流動方向で互いにずれて、且つ、前記流動方向で延びる所定の軸周り方向で略対向して配置されることを特徴とするガスタービンの燃焼器。
【請求項２】
前記燃焼器は略環状を呈し、
前記対向する壁部は、略円筒状の内周側壁部と、略円筒状を呈し前記内周側壁部を囲んで設けられる外周側壁部とを有し、
前記空気導入孔は、前記内周側壁部及び前記外周側壁部のそれぞれに、その周方向で複数並んで設けられることを特徴とする請求項１に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項３】
前記空気導入孔は、前記内周側壁部及び前記外周側壁部の少なくともいずれか一方において、前記流動方向で並列する複数の列を形成することを特徴とする請求項２に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項４】
前記空気導入孔は、前記流動方向に関して隣り合う列を形成する前記空気導入孔と、前記周方向でずれて設けられることを特徴とする請求項３に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項５】
前記外周側壁部に設けられる前記空気導入孔が、前記内周側壁部に設けられる前記空気導入孔よりも前記流動方向における上流側に位置することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のガスタービンの燃焼器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−２４３００９（Ｐ２０１０−２４３００９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９０４３３（Ｐ２００９−９０４３３）
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２日（２００９．４．２）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
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