JPH0886407A

JPH0886407A - ガスタービン燃焼器

Info

Publication number: JPH0886407A
Application number: JP22294994A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Hamatake; 久司濱武; Shinichi Inage; 真一稲毛; Masaya Otsuka; 雅哉大塚; Shigeyoshi Kobayashi; 成嘉小林
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-09-19
Filing date: 1994-09-19
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】従来のガスタービン燃焼器よりも更にＮＯｘの
低減を図れる信頼性の高いガスタービン燃焼器の提供に
ある。【構成】燃焼器は、予混合器１の下流側に形成された筒
状の第１の燃焼室３と，第１の燃焼室３の周方向に区分
された複数の予混合室からなり第１の燃焼室３を取り囲
むように配置された予混合器２と，第１の燃焼室３より
も燃焼ガスの主流方向に対する断面積を大きくし第１の
燃焼室３の下流側に形成された筒状の第２の燃焼室４と
を有し、予混合器２は第１の燃焼室３の周面上と連通手
段により連通し、かつ、この連通手段に各予混合室で形
成された予混合気１２を同一方向の旋回成分をもつよう
に第１の燃焼室３に噴射させる手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は燃焼器に係り、特に窒素
酸化物の低減に好適な電力用のガスタービン燃焼器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービン燃焼器においては、燃焼ガ
スに含まれる窒素酸化物(以下、ＮＯxという）を低減さ
せるために、燃料と空気を予め混合し燃焼させる予混合
燃焼方式が採用されている。この予混合燃焼方式は、燃
料と空気を分離して燃焼させる拡散燃焼方式と比較し
て、燃料濃度を低くして局所的な高温領域の発生を防止
し、排ガス中に含まれるＮＯｘの発生量を少なくできる
点で優れている。

【０００３】また、排ガス中に含まれるＮＯｘの発生量
を少なくできるガスタービン燃焼器として、燃料流量を
制御するものが知られている。

【０００４】この燃料流量を制御する制御手段は、ガス
タービンの定格回転数(無負荷運転)まで、即ち発電機を
接続し発電可能となるガスタービンの回転数までは、予
混合器に燃料を噴出せず空気のみ供給する。その後、ガ
スタービンが定格回転数に到達し、負荷投入（発電機を
ガスタービンに接続し発電）、即ちガスタービンの負荷
上昇運転から定格負荷運転では、空気に燃料を徐々に供
給して予混合気を形成させるというものである。

【０００５】尚、排ガス中に含まれるＮＯｘの発生量を
少なくできるガスタービン燃焼器として例えば、特開平
5−264037号に記載のものが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前述した従来の技術
は、排ガス中に含まれるＮＯｘ量を低減する有効な手段
の一つである。しかし、この反面排ガス中に含まれるＮ
Ｏｘ量の規制は益々厳しくなる一方である。

【０００７】しかしながら、前述した従来の技術では、
充分なＮＯｘ低減を図るまで至っておらず、今後の大き
な課題として懸念されている。

【０００８】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、その目的とするところは、従来のガスタービン燃焼
器よりも更にＮＯｘの低減を図れることのできる信頼性
の高いガスタービン燃焼器と、該ガスタービン燃焼器を
用いた設備を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下により達
成される。尚、以下の記述において、特に断りがなけれ
ば燃焼ガスの主流方向とは燃焼器の中心軸方向を表すも
のとする。

【００１０】上記目的を達成するために、筒状の燃焼室
の周囲に燃料と空気を混合して予混合気を作る予混合室
を形成し、該予混合気を燃焼して燃焼ガスを得るガスタ
ービン燃焼器において、前記筒状の燃焼室を取り囲むよ
うに前記予混合室を配置し、前記予混合室と前記筒状の
燃焼室とを連通する複数の連通手段を設けると共に、該
複数の連通手段を介して前記予混合室で作られた予混合
気を同一方向の旋回成分をもつように噴射させたもので
ある。

【００１１】また、上記目的を達成するために、筒状の
燃焼室の周囲に燃料と空気を混合して予混合気を作る予
混合室を形成し、該予混合気を燃焼して燃焼ガスを得る
ガスタービン燃焼器において、前記筒状の燃焼室を取り
囲むように前記予混合室を周方向に複数配置し、各予混
合室と前記筒状の燃焼室とを連通する連通手段を設ける
と共に、該連通手段を介して前記各予混合室で作られた
予混合気を同一方向の旋回成分をもつように噴射させも
のである。

【００１２】また、上記目的を達成するために、筒状の
燃焼室の周囲に燃料と空気を混合して予混合気を作る予
混合室を形成し、該予混合気を燃焼して燃焼ガスを得る
ガスタービン燃焼器において、前記筒状の燃焼室を取り
囲むように前記予混合室を周方向に複数配置し、各予混
合室と前記筒状の燃焼室とを連通する連通手段を設ける
と共に、該連通手段を介して前記各予混合室で作られた
予混合気を前記筒状の燃焼室の周方向に傾けて噴射させ
たものである。

【００１３】また、上記目的を達成するために、筒状の
燃焼室の周囲に燃料と空気を混合して予混合気を作る予
混合室を形成し、該予混合気を燃焼して燃焼ガスを得る
ガスタービン燃焼器において、前記筒状の燃焼室を取り
囲むように前記予混合室を周方向に複数配置し、各予混
合室と前記筒状の燃焼室とを連通する開口部を設け、か
つ該開口部に前記筒状の燃焼室の周方向に傾けられて構
成された構造物を設けたものである。

【００１４】また、上記目的を達成するために、筒状の
燃焼室の周囲に燃料と空気を混合して予混合気を作る予
混合室を形成し、該予混合気を燃焼して燃焼ガスを得る
ガスタービン燃焼器において、前記筒状の燃焼室を取り
囲むように前記予混合室を配置し、前記予混合室と前記
筒状の燃焼室とを連通する複数の連通管を設け、かつ該
複数の連通管を前記筒状の燃焼室の周方向に傾けたもの
である。

【００１５】また、上記目的を達成するために、筒状の
第１の燃焼室の周囲に燃料と空気を混合して予混合気を
作る予混合室を形成し、該予混合気を燃焼して燃焼ガス
を得るガスタービン燃焼器において、前記筒状の第１の
燃焼室の下流側に前記燃焼ガスの主流方向に対する断面
積が前記筒状の第１の燃焼室よりも大きい筒状の第２の
燃焼室を設けると共に、前記筒状の第１の燃焼室を取り
囲むように前記予混合室を周方向に複数配置し、各予混
合室と前記筒状の燃焼室とを連通する開口部を設け、か
つ該開口部に前記筒状の第１の燃焼室の周方向に傾けら
れて構成された構造物を設けたものである。

【００１６】また、上記目的を達成するために、筒状の
第１の燃焼室の周囲に燃料と空気を混合して予混合気を
作る予混合室を形成し、該予混合気を燃焼して燃焼ガス
を得るガスタービン燃焼器において、前記燃料と空気を
個別に噴出し拡散燃焼させるパイロットバーナーを該燃
焼器の中心部に設け、該パイロットバーナーの下流側に
前記筒状の第１の燃焼室を配置し、前記筒状の第１の燃
焼室の下流側に前記燃焼ガスの主流方向に対する断面積
が前記筒状の第１の燃焼室よりも大きい筒状の第２の燃
焼室を設けると共に、前記筒状の第１の燃焼室を取り囲
むように前記予混合室を周方向に複数配置し、各予混合
室と前記筒状の燃焼室とを連通する開口部を設け、かつ
該開口部に前記筒状の第１の燃焼室の周方向に傾けられ
て構成された構造物を設けたものである。

【００１７】また、前記燃料と空気を混合して予混合気
を作る予混合室を有する予混合器を前記燃焼器の中心部
に設けると共に、前記予混合気を前記予混合器の周方向
に旋回させる旋回手段を前記予混合器の出口側に設けて
もよい。

【００１８】

【作用】筒状の燃焼室を取り囲むように予混合室を配置
し、予混合室と筒状の燃焼室とを連通する複数の連通手
段を設けると共に、複数の連通手段を介して予混合室で
作られた予混合気を同一方向の旋回成分をもつように噴
射させることにより前記筒状の燃焼室内には旋回流が形
成される。

【００１９】また、前記旋回流は、筒状の燃焼室を取り
囲むように予混合室を周方向に複数配置し、各予混合室
と筒状の燃焼室とを連通する連通手段を設けると共に、
連通手段を介して各予混合室で作られた予混合気を同一
方向の旋回成分をもつように噴射することにより形成さ
れる。

【００２０】また、前記旋回流は、筒状の燃焼室を取り
囲むように予混合室を周方向に複数配置し、各予混合室
と筒状の燃焼室とを連通する連通手段を設けると共に、
連通手段を介して各予混合室で作られた予混合気を筒状
の燃焼室の周方向に傾けて噴射することにより形成され
る。

【００２１】また、前記旋回流は、筒状の燃焼室を取り
囲むように予混合室を周方向に複数配置し、各予混合室
と筒状の燃焼室とを連通する開口部を設け、かつ開口部
に筒状の燃焼室の周方向に傾けられて構成された構造物
を設けることにより形成される。

【００２２】また、前記旋回流は、筒状の燃焼室を取り
囲むように予混合室を配置し、予混合室と筒状の燃焼室
とを連通する複数の連通管を設け、かつ複数の連通管を
筒状の燃焼室の周方向に傾けることにより形成される。

【００２３】このようにして形成された旋回流は、前記
筒状の燃焼室の下流側に設けられた別の筒状の燃焼室に
燃焼器の中心部に設けられたパイロットバーナーで得ら
れた燃焼気体を巻き込んで流れ込む。即ち前記筒状の燃
焼室を筒状の第１の燃焼室とすると、その下流側に設け
られ、燃焼ガスの主流方向に対する断面積が筒状の第１
の燃焼室よりも大きい筒状の第２の燃焼室に燃焼気体を
巻き込んで流れ込む。この際、筒状の第２の燃焼室の燃
焼ガスの主流方向に対する断面積が大きくなっているの
で、筒状の第２の燃焼室に流入した旋回流は、その軸方
向の流速が急激に減少され、筒状の第２の燃焼室内には
大きな循環流が形成される。この循環流は、燃焼気体と
筒状の第１の燃焼器を取り囲むように配置された予混合
室で形成された予混合気との混合気体を長く滞留させ
る。これにより、パイロット火炎の燃焼を促進できる。
即ち、パイロット火炎の未燃焼分の燃料を筒状の第２の
燃焼室にて確実に燃焼できる。

【００２４】また、燃焼気体と筒状の第１の燃焼器を取
り囲むように配置された予混合室で形成された予混合気
との混合気体を長く滞留させるので、予混合室から供給
される予混合気が火炎伝播限界よりも希薄な予混合気で
も十分に反応することができ、反応熱を取り出せること
ができる。これにより、火炎伝播限界よりも希薄な予混
合気の状態でも負荷をとることができる。従って、広い
負荷帯で予混合燃焼が可能となると共に、低ＮＯｘ化を
図れる。

【００２５】また、上記循環流により、筒状の第２の燃
焼室に燃焼室３に形成される火炎を安定にすることがで
きる。

【００２６】さらに、本発明のように燃料と空気を混合
して予混合気を作る予混合室を有する予混合器を前記燃
焼器の中心部に設けると共に、予混合気を予混合器の周
方向に旋回させる旋回手段を予混合器の出口側に設ける
ことにより次の効果を得ることができる。即ち、以下の
理論的考察により説明することができる。圧力をＰ，密
度をρ，旋回流速をＷ，軸方向距離をｘ，半径方向距離
をｒ，燃焼器の半径をＲとすると、旋回流場で以下の関
係が成り立つ。

【００２７】

【数１】 (∂Ｐ／∂ｘ)_r=0〜(∂Ｐ／∂ｘ)_r=R−∂∫(ρＷ²／ｒ)ｄｒ／∂ｘ …（１）中心軸の圧力勾配は、遠心力の軸方向の減衰割合に比例
して増加する。中心軸の圧力勾配が大きいほど逆流流速
は増大するから、逆流流速を増大させるためには、下流
ほど遠心力が弱くなるように工夫すればよい。旋回の強
さを半径方向に一定にした場合に比べて、本発明のよう
に内周部に比べて外周部での旋回の強さを小さくした場
合には、遠心力に強く影響する内周部（ｒ：小）での旋
回流速を軸方向に効果的に減衰させることができる。従
って、逆流流速を増大させ、火炎の安定性を向上するこ
とができる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００２９】図１は本発明の第１の実施例である燃焼器
の断面を示す断面図、図４は図１の予混合器１の出口周
りの詳細図、図１０は図１の予混合器２の出口周りを燃
焼器の中心軸方向から見た断面図である。

【００３０】図面において、円筒状に形成されている燃
焼器はその中心部分に第１の予混合器１を配置してい
る。第１の予混合器１はその入口側に燃料９を噴射する
複数の燃料ノズル５と、その出口側まで伸び第１の予混
合器１の出口側に燃料９を噴射する燃料ノズル７（パイ
ロット用燃焼の燃料ノズル）とを備えている。また、第
１の予混合器１はその出口側に予混合気１１に対して旋
回を加える旋回羽根８を備えている。

【００３１】第１の予混合器１の下流側には筒状の第１
の燃焼室３が形成され、第１の燃焼室３の周囲には第１
の燃焼室３の周方向に区分された複数の予混合室が第１
の燃焼室３を取り囲むように配置され第２の予混合器２
を形成している。第２の予混合器２は第１の燃焼室３の
周面上と連通手段により連通し、かつ、この連通手段に
各予混合室で形成された予混合気１２を同一方向の旋回
成分をもつように第１の燃焼室３に噴射させる手段を備
えている。本実施例においては、上記連通手段として、
第１の燃焼室３の周面上に開口する開口部（第２の予混
合器２の出口）を形成し、かつ、この開口部には第１の
燃焼室３の周方向に所定の仰角をもって傾けられたほぼ
三角形の形をした羽根状の構造物６を備えている。

【００３２】また、第２の予混合器２はその入口側に供
給された空気１０が、各予混合室内において乱流となる
ように、その入口を第２の予混合器２の長手方向に対し
てほぼ直角に形成している。尚、本実施例においては、
乱流を発生させる手段として上記構成を採用したが、こ
れに限定されるものではなく、予混合器５ａの入口側に
旋回羽を設けたり、またその入口にスリット部分を形成
してもよいだろう。

【００３３】第１の燃焼室３の下流側には、第１の燃焼
室３よりも燃焼ガスの主流方向に対する断面積を大きく
した筒状の第２の燃焼室４が形成されている。ここで、
第２の燃焼室４が第１の燃焼室３よりも燃焼ガスの主流
方向に対する断面積を大きくしているのは、第１の燃焼
室３から第２の燃焼室４へ流入する燃焼ガスの流速を減
少させるために上記の如くしたものであり、図示から明
らかのように、第１の燃焼室３と第２の燃焼室４との境
目が、第１の燃焼室３から第２の燃焼室４に下がる段差
が形成されているのがわかるであろう。

【００３４】尚、本実施例においては、筒状に形成され
た第１の燃焼室３及び第２の燃焼室４の形（断面の形）
としては種々な形のものがあるが、本実施例において、
後述する作用を達成するための形としては、特に円形の
ものが好ましい。また、第１の燃焼室３の周面上に形成
された開口部に備えられた所定の仰角をもって傾けられ
た構造物６はほぼ三角形の形をした羽根状のものである
が、これに限定されるものではなく、各予混合室から排
出された予混合気１２を同一方向の旋回成分をもつよう
に第１の燃焼室３に噴射させるもであればよい。

【００３５】本実施例の燃焼器は以上のように構成され
ており、次に、その動作について詳細に説明する。

【００３６】第１の予混合器１の入口側に供給された空
気１０と複数の燃料ノズル５から噴出された燃料９と
は、第１の予混合器１内におて拡散により予混合気１１
を形成しながら、第１の予混合器１の出口側に向かって
流れ、旋回羽根８を介して第１の燃焼室３へ排出し予混
合火炎１３を形成する。この際、予混合気１１には、旋
回羽根８により第１の予混合器１の周方向に強い旋回が
加えられ旋回流を形成する。この時、予混合火炎１３の
燃焼により得られた高温の既燃気体１４は、旋回羽根８
により形成された旋回流の作用により予混合火炎１３の
中心軸近傍に逆領域を形成し、予混合火炎１３の中心軸
近傍の淀み領域を縮小する。これにより、予混合火炎１
３の中心軸近傍に発生する循環流を安定にすることがで
きる。従って、予混合火炎１３の吹き消えを防止し、予
混合火炎１３を安定にすることができる。また、予混合
火炎１３の中心軸近傍に発生する循環流を安定にするこ
とができるので、火炎の揺らぎに伴う振動を低減でき
る。

【００３７】燃料ノズル７からは燃料９が第１の予混合
器１の出口側に噴射される。燃料９は予混合火炎１３の
燃焼より得られた高温の既燃気体と反応し、燃焼し、予
混合火炎１３の内側に拡散火炎１０７を形成する。これ
により、予混合火炎１３を更に安定化することができ
る。

【００３８】尚、本実施例は、パイロット燃焼のために
燃料ノズル７を通して燃料９を供給するものにも有効で
あるが、パイロット燃焼を併用した方が、火炎の安定性
が良く希薄燃料での燃焼が可能であるためＮＯｘを低減
することができる。

【００３９】一方、第２の予混合器２の各予混合室には
その入口側から空気１０が供給され、燃料ノズル５から
噴射された燃料と混合し予混合気を形成する。この際、
空気１０は、予混合室の入口が第２の予混合器２の長手
方向に対してほぼ直角に形成されているので乱流とな
り、燃料９との混合を促進する。各予混合室で形成され
た予混合気１２は、予混合室の出口側に向かって流れ、
第１の燃焼室３の周面上に形成された連通手段、即ち開
口部を介して第１の燃焼室３に排出される。この際、各
予混合室で形成された予混合気１２は、開口部に備えら
れた第１の燃焼室３の周方向に所定の仰角をもって傾け
られたほぼ三角形の形をした羽根状の構造物６により、
第１の燃焼室３の周方向に傾けられ噴射される。即ち各
予混合室で形成された予混合気１２は、同一方向の旋回
成分をもつように噴射され、これにより、第１の燃焼室
３内には、大きな旋回流１６が形成される。旋回流１６
は、第１の予混合器１で得られた燃焼気体を巻き込ん
で、第１の燃焼室３の下流側に形成された第２の燃焼室
４に流入する。

【００４０】ここで、第２の燃焼室４は第１の燃焼室３
よりも燃焼ガスの主流方向に対する断面積を大きくなっ
ているので、第２の燃焼室４に流入した旋回流１６は、
その回転軸方向の流速が急激に減少され、第２の燃焼室
４内には大きな循環流１７が形成される。本実施例にお
いては、第２の燃焼室４内に形成された循環流１７によ
り、予混合火炎１３の燃焼で得られた高温の燃焼ガスと
予混合気１２との混合気体を長く滞留させる。

【００４１】以上、本実施例の燃焼器の構成及び動作に
ついて詳細に述べたが、本実施例の燃焼器は、次に述べ
る運転方法に基づいて運転される。

【００４２】まず、第１の予混合器１の運転方法につい
て図１８を併用して説明する。図１９は縦軸にＮＯｘ量
(ppm）、横軸に予混合気の燃空比をとり、大気圧におけ
る予混合気の燃空比に対するＮＯｘの排出量を実験によ
り求めた特性図である。ここで、曲線２８は、燃料ノズ
ル７（パイロット燃焼用の燃料ノズル）から燃料を噴出
しない場合の予混合気の燃空比に対するＮＯｘの排出
量、曲線２７は、燃料ノズル７（パイロット燃焼用の燃
料ノズル）から燃料を噴出した場合の予混合気の燃空比
に対するＮＯｘの排出量を示している。

【００４３】特性図において、両曲線を比較すると、燃
料ノズル７から燃料を噴出しない場合（曲線２８）に比
べて、燃料ノズル７から燃料を噴出した場合（曲線２
７）の方が、燃空比のより小さい予混合気のところまで
燃焼させる事ができることがわかる。従って、この特性
図の関係から、第１の予混合器１は次のように運転され
る。尚、本実施例の説明においては、燃焼ガスに含まれ
るＮＯｘ量の制限値（点線）を２０ppm(１６％酸素換
言）としている。

【００４４】初め（予混合気の燃空比が低い）のうち
は、燃料ノズル７から燃料を噴出して予混合気１１を燃
焼し、ＮＯｘの排出量が前記制限値なった或いは制限値
近く（予混合気の燃空比が高く）なったら、燃料ノズル
７から燃料を噴出するのをやめて予混合気１１のみを燃
焼する。即ち、図示したＡＢＣＤ（太線）に沿って第１
の予混合器１を運転する。これにより、第１の予混合器
１は、予混合気の燃空比が点ａから点ｃの間で運転でき
ることとなり、点ｂから点ｃの間（燃料ノズル７を噴射
しない場合）の運転に比べて、広い負荷帯での運転をす
ることができる。尚、この運転方法は、ガスタービンの
負荷運転時のみ有効なものではなく、ガスタービンの起
動時にも有効な運転方法である。

【００４５】一方、第２の予混合器２は、初め、ガスタ
ービンの定格回転数（無負荷運転）まで、即ち発電機を
接続し発電可能となるガスタービンの回転数まで、燃料
ノズル５から燃料を噴出せずに、空気１０のみを第１の
燃焼室３の周面上に形成された各予混合室の開口部を介
して第１の燃焼室３へ排出する。前述したように、各予
混合室の開口部には予混合室で形成された予混合気１２
が同一方向の旋回成分をもつように、第１の燃焼室３の
周方向に所定の仰角をもって傾けられたほぼ三角形の形
をした羽根状の構造物６が備えられているので、第１の
燃焼室３内には空気１０による旋回流１６が形成され、
旋回流１６は予混合火炎１３を巻き込んで第１の燃焼室
３の下流側に形成された第２の燃焼室４に流入する。

【００４６】ここで、第１の燃焼室３の下流側に形成さ
れた第２の燃焼室４は、前述したように、燃焼ガスの主
流方向に対する断面積が第１の燃焼室３よりも大きく形
成されているので、第２の燃焼室４に流入した旋回流１
６は、その軸方向の流速が急激に減少され第２の燃焼室
４内には大きな循環流１７が形成される。これにより、
第２の燃焼室４には、第１の予混合器１で得られた燃焼
気体と第２の予混合器２から排出された空気１０との混
合気体が長く滞留し、予混合火炎１４の完全燃焼を促進
する。即ち、予混合火炎１４の未燃焼分の燃料を第２の
燃焼室４にて確実に燃焼できる。

【００４７】ガスタービンが定格回転数に到達し、負荷
投入（発電機をガスタービンに接続し発電）した後、即
ちガスタービンの負荷上昇運転から定格負荷運転では、
各予混合室に燃料ノズル５から燃焼９を噴射し、各予混
合室の入口側から供給された空気１０と混合させ予混合
気１２を形成する。形成された予混合気１２は第１の燃
焼室３の周面上に形成された各予混合室の開口部から第
１の燃焼室３へ排出される。この際、予混合気１２は開
口部に備えられた器５ａの出口に配設された羽根１２を
介して燃焼室２へ排出される。前述したように、各予混
合室の開口部には予混合室で形成された予混合気１２が
同一方向の旋回成分をもつように、第１の燃焼室３の周
方向に所定の仰角をもって傾けられたほぼ三角形の形を
した羽根状の構造物６が備えられているので、第１の燃
焼室３内には予混合気１２による旋回流１６が形成さ
れ、旋回流１６は第１の予混合器１で得られた燃焼気体
を巻き込んで第１の燃焼室３の下流側に形成された第２
の燃焼室４に流入する。

【００４８】ここで、第１の燃焼室３の下流側に形成さ
れた第２の燃焼室４は、前述したように、燃焼ガスの主
流方向に対する断面積が第１の燃焼室３よりも大きく形
成されているので、第２の燃焼室４に流入した旋回流１
６は、その軸方向の流速が急激に減少され第２の燃焼室
４内には大きな循環流１７が形成される。これにより、
第２の燃焼室４には、第１の予混合器１で得られた燃焼
気体と第２の予混合器２から排出された予混合気１２と
の混合気体が長く滞留する。これにより、第２の予混合
器２から供給される予混合気１２が火炎伝播限界よりも
希薄な予混合気（この場合燃料が希薄）でも十分に反応
し反応熱を取り出せる、即ち緩慢燃焼を行うことがで
き、このような状態においても負荷をとることができ
る。従って、予混合燃焼（燃焼器の運転）を広い負荷帯
ですることができ、希薄な燃料によりＮＯｘの排出量を
低減することができる。また、第２の燃焼室４に形成さ
れる循環流１７により、火炎を安定にすることができ
る。

【００４９】また、本実施例によれば、空気流路の幅に
よって決定される空気流量に見合った燃料制御が行える
ので、予混合器の入口に設けられ予混合器の入口に供給
される空気量を調整する調整手段を有するガスタービン
燃焼器にも適用可能である。これによると、逆火や火炎
の吹き飛びを発生しないようにするため用いられてきた
高精度な空気流量幅の制御が不必要となり、制御系をシ
ンプルなものとすることができる。

【００５０】また、通常１〜１４缶程度設置されている
ガスタービン燃焼器に供給される空気量を、各燃焼器ご
とに行うことがなくなるので、ガスタービン燃焼器の運
用性を向上させることができる。

【００５１】本発明の第２の実施例について図２を用い
て詳細に説明する。図２は図１同様燃焼器の断面を示す
断面図である。円筒状に形成された燃焼器はその中心部
分に燃料を噴射する噴射孔と、空気１０を取入れる取入
口とを有し、該取入口を介して取入れた空気１０に、前
記噴射口から燃料を噴射し拡散燃焼させるパイロットバ
ーナー１８を備え、パイロットバーナー１８の周囲に
は、その上流側に複数の燃料ノズル５を備えてなる予混
合室が形成されている。

【００５２】また、前例と同様に、第１の燃焼室３の周
囲には第１の燃焼室３の周方向に区分された複数の予混
合室が第１の燃焼室３を取り囲むように配置され第２の
予混合器２を形成すると共に、各予混合室と第１の燃焼
室３の周面上とを連通手段（開口部）により連通し、か
つ、この連通手段に各予混合室で形成された予混合気１
２を同一方向の旋回成分をもつように第１の燃焼室３に
噴射させる手段（第１の燃焼室３の周方向に所定の仰角
をもって傾けられたほぼ三角形の形をした羽根状の構造
物６）を備えている。また、第１の燃焼室３の下流側に
は、第１の燃焼室３よりも燃焼ガスの流れ方向に対する
断面積を大きくした筒状の第２の燃焼室４が形成されて
おり、燃焼ガスの流れ方向に対する断面積が第１の燃焼
室３よりも大きく形成されている。尚、本実施例の燃焼
器の他の部分、動作及び運転方法については第１の実施
例と同様であるので、その説明を省略する。

【００５３】本実施例によれば、ガスタービンの定格回
転数（無負荷運転）まで、即ち発電機を接続し発電可能
となるガスタービンの回転数までは、空気１０の旋回流
１６がパイロットバーナー１８で得られた燃焼気体を巻
き込んで第２の燃焼室４に流入する。これにより、パイ
ロット火炎の燃焼で得られた高温の燃焼ガスと第２の予
混合器２から排出された空気１０との混合気体が長く滞
留し、パイロット火炎の完全燃焼を促進する。即ち、パ
イロット火炎の未燃焼分の燃料を第２の燃焼室４にて確
実に燃焼できる。

【００５４】ガスタービンが定格回転数に到達し、負荷
投入（発電機をガスタービンに接続し発電）した後、即
ちガスタービンの負荷上昇運転から定格負荷運転では、
第１の燃焼室３内には予混合気１２による旋回流１６が
形成され、旋回流１６はパイロットバーナー１８で得ら
れた燃焼気体を巻き込んで第１の燃焼室３の下流側に形
成された第２の燃焼室４に流入し、パイロットバーナー
１８で得られた燃焼気体と第２の予混合器２から排出さ
れた予混合気１２との混合気体が長く滞留する。これに
より、第２の予混合器２から供給される予混合気１２が
火炎伝播限界よりも希薄な予混合気（この場合燃料が希
薄）でも十分に反応し反応熱を取り出せる、即ち緩慢燃
焼を行うことができ、このような状態においても負荷を
とることができる。従って、予混合燃焼(燃焼器の運転)
を広い負荷帯ですることができ、希薄な燃料によりＮＯ
ｘの排出量を低減することができる。また、第２の燃焼
室４に形成される循環流１７により、火炎を安定にする
ことができる。

【００５５】本発明の第３の実施例について図３を用い
て詳細に説明する。図３は図１同様燃焼器の断面を示す
断面図である。円筒状に形成された燃焼器はその中心部
分に第１の予混合器１を配置している。本実施例の第１
の予混合器１は、その入口側にテーパ状に形成された旋
回羽根８と、一端が旋回羽根７の中心部分に接続されそ
の中心部分から燃料９を噴射する燃料ノズル５とを備え
ている。

【００５６】第１の予混合器１の入口側から旋回羽根８
を介して予混合１内に供給された空気１０は、旋回羽根
８により第１の予混合器１の周方向に旋回が加えられ、
形成された旋回流は燃料ノズル５から噴射された燃料９
を混合し予混合気１１を形成する。予混合気１１の旋回
流は下流側に向かって進み第１の燃焼室３へ排出され
る。予混合気１１の旋回流は第１の燃焼室３に排出され
た際、その回転軸方向の流速が減少されるので、第１の
燃焼室３には予混合気１１の燃料で得られた高温の既燃
気体により循環流１９が形成される。この循環流１９は
保炎機構の役目を果たすものであり、これにより、予混
合火炎（図示せず）を安定に保持することができる。

【００５７】また、前例と同様に、第１の燃焼室３の周
囲には第１の燃焼室３の周方向に区分された複数の予混
合室が第１の燃焼室３を取り囲むように配置され第２の
予混合器２を形成すると共に、各予混合室と第１の燃焼
室３の周面上とを連通手段（開口部）により連通し、か
つ、この連通手段に各予混合室で形成された予混合気１
２を同一方向の旋回成分をもつように第１の燃焼室３に
噴射させる手段（第１の燃焼室３の周方向に所定の仰角
をもって傾けられたほぼ三角形の形をした羽根状の構造
物６）を備えている。また、第１の燃焼室３の下流側に
は、第１の燃焼室３よりも燃焼ガスの流れ方向に対する
断面積を大きくした筒状の第２の燃焼室４が形成されて
おり、燃焼ガスの主流方向に対する断面積が第１の燃焼
室３よりも大きく形成されている。尚、この他の部分、
本実施例の燃焼器の動作及び運転方法については第１の
実施例と同様であるので、その説明を省略する。

【００５８】本実施例によれば、ガスタービンの定格回
転数（無負荷運転）まで、即ち発電機を接続し発電可能
となるガスタービンの回転数までは、空気１０の旋回流
１６が第１の予混合器１で得られた燃焼気体を巻き込ん
で第２の燃焼室４に流入する。これにより、第１の予混
合器で得られた燃焼気体と第２の予混合器２から排出さ
れた空気１０との混合気体が長く滞留し、予混合火炎の
完全燃焼を促進する。即ち、予混合火炎の未燃焼分の燃
料を第２の燃焼室４にて確実に燃焼できる。

【００５９】ガスタービンが定格回転数に到達し、負荷
投入（発電機をガスタービンに接続し発電）した後、即
ちガスタービンの負荷上昇運転から定格負荷運転では、
第１の燃焼室３内には予混合気１２による旋回流１６が
形成され、旋回流１６は第１の予混合器１で得られた燃
焼気体を巻き込んで第１の燃焼室３の下流側に形成され
た第２の燃焼室４に流入し、第１の予混合器１で得られ
た燃焼気体と第２の予混合器２から排出された予混合気
１２との混合気体が長く滞留する。これにより、第２の
予混合器２から供給される予混合気１２が火炎伝播限界
よりも希薄な予混合気（この場合燃料が希薄）でも十分
に反応し反応熱を取り出せる、即ち緩慢燃焼を行うこと
ができ、このような状態においても負荷をとることがで
きる。従って、予混合燃焼(燃焼器の運転)を広い負荷帯
ですることができ、希薄な燃料によりＮＯｘの排出量を
低減することができる。また、第２の燃焼室４に形成さ
れる循環流１７により、火炎を安定にすることができ
る。

【００６０】図５乃至図９は前述した図１及び図３の他
の実施例であり、第１の予混合器１の出口周りの詳細図
を示す。

【００６１】図５は燃料ノズル７（パイロット燃焼用燃
料ノズル）の他の実施例を示す詳細図である。本実施例
では、その出口の燃料噴射孔が二俣状（Ｙ字状）に形成
されている。このように燃料ノズル７を形成すると、そ
こから噴射される燃料９が、旋回羽根８により形成され
た旋回流の旋回軸方向ではなく、旋回流に向かって噴射
される。これにより、燃料ノズル７から噴射された燃料
９は直ちに下流側に流出することなく、旋回流の旋回に
より第１の燃焼室３での滞留時間が増える。従って、未
燃焼分を減らすことができる。

【００６２】図６は第１の予混合器１の出口側に備えた
旋回羽根８の他の実施例を示す。本実施例では旋回羽根
８をテーパ状に設けている。このようにすると、旋回流
の旋回軸近傍における旋回の強さが強くなり、予混合火
炎の中心軸近傍の淀み領域を縮小することができ、中心
軸近傍における循環流を安定にすることができる。従っ
て、火炎の吹き消えを防止し、火炎の安定性を向上する
ことができる。更に、中心軸近傍における循環流の安定
により、火炎の揺らぎに伴う振動を低減することができ
る。

【００６３】また、上記効果は、図７に示す二重旋回羽
根により更に向上することができる。即ち、二重旋回羽
根（内側旋回羽根７ａ，外側旋回羽根７ｂ）に形成され
た旋回流は、予混合火炎の中心近傍に逆領域を形成する
が、この時、内側旋回羽根７ａで形成された旋回流の軸
方向運動量に対する周方向運動量の比で表されるスワー
ル数、換言すれば、軸方向流速に対する周方向流速の比
で表される旋回の強さが、外側旋回はね７ｂで形成され
た旋回流よりも大きい。これにより、予混合火炎の中心
近傍に形成される逆領域が拡大される。従って、予混合
火炎の中心近傍の淀み領域を更に縮小することができる
ので上記効果を更に向上することができる。

【００６４】更に、図８に示すように、内側旋回羽根７
ａをテーパ状にしたり、図９に示すように、内側旋回羽
根７ａと外側旋回羽根７ｂの両方をテーパ状にすること
により上記効果を向上させるこができることは言うまで
もないであろう。

【００６５】そして、図５から図９で示した実施例で
は、燃料と空気の混合を促進するので、拡散燃焼に比べ
てＮＯｘを低減することができる。

【００６６】図１１及び図１２は前述した図１乃至図３
の他の実施例であり、第２の予混合器２の出口周りを燃
焼ガスの流れ方向から見た断面図及び斜視図を示す。

【００６７】図１１において、第１の燃焼室３の周囲に
第１の燃焼室３を取り囲むように形成された第２の予混
合器２が１つの予混合室からなっている。第２の予混合
器２は第１の燃焼室３の周面上と複数の連通手段により
連通し、かつ、この複数の連通手段は予混合室で形成さ
れた予混合気１２を同一方向の旋回成分をもつように第
１の燃焼室３に噴射させるために第１の燃焼室３の周方
向に所定の角度傾いている。本実施例においては、上記
連通手段として、第１の燃焼室３の周面上に連通管を接
続し、この連通管を第１の燃焼室３の周方向に所定の角
度に傾けたものである。このように第２の予混合器２を
形成すると、予混合室内で形成された予混合気１２は、
前述した図１０の実施例と同様に、第１の燃焼室３の周
方向に傾けられ噴射される。即ち各予混合室で形成され
た予混合気１２は、同一方向の旋回成分をもつように噴
射され、これにより、第１の燃焼室３内には、大きな旋
回流１６が形成される。本実施例によれば、確実に予混
合気１２を同一方向の旋回成分をもつように噴射するこ
とができる。従って、燃焼器の信頼性を向上させること
ができる。また、第２の予混合器２内部を区切る必要が
なくなると共に、旋回流を発生させる構造物がいらなく
なるので燃焼器の構成をシンプルにすることができる。

【００６８】図１１は前述した図１０の第１の燃焼室３
の周方向に所定の仰角をもって傾けられたほぼ三角形の
形をした羽根状の構造物６の他の実施例である。本実施
例では、予混合室と第１の燃焼室３の周面上とを連通す
る連通手段（開口部）にＬ字状の邪魔板２１を備えたも
のである。このようにすると、予混合室で形成された予
混合気１２は、第１の燃焼室３の周面上とを連通する連
通手段を介して第１の燃焼室３へ噴射される。この際、
予混合気１２はＬ字状の邪魔板２１により第１の燃焼室
３の周方向に傾けられ噴射される。即ち各予混合室で形
成された予混合気１２は、同一方向の旋回成分をもつよ
うに噴射され、これにより、第１の燃焼室３内には、大
きな旋回流１６が形成される。従って、前述した図１０
の実施例と同様の効果を得ることができる。

【００６９】図１３は前述した図１乃至図３の他の実施
例であり、第２の予混合器２の構成を示した断面図を示
す。

【００７０】本実施例では、燃料ノズル５の長さを長手
方向に長くし、燃料ノズル５の先端から予混合室の出口
方向に噴射される燃料９を、燃料ノズル５の数個所の部
分から複数分散して所望の燃料９を噴射せしめるよう燃
料噴射孔が開けられている。燃焼器内部において流速の
変動等に起因する圧力変動が生じた場合、その圧力変動
は予混合器内部へ伝達される。これにより、予混合器内
部を流通する空気の流量も周期的に変化する。これに対
して、予混合器内部に燃料ノズル１箇所から噴射される
燃料は、その供給量が一定であるため、周期的に変動す
る空気量により予混合気の燃空比も周期的に変動する。
更に、この燃空比が周期的に変動するということは、予
混合気が燃焼した際に発生する圧力も周期的に変動す
る。この結果、この変動周期が燃焼器内部の固有振動数
と一致した場合、顕著な燃焼振動を発生させる。

【００７１】このため、本実施例においては、燃料ノズ
ル５の長さを長手方向に長くし、燃料ノズル５の先端か
ら予混合室の出口方向に噴射される燃料９を、燃料ノズ
ル５の数個所の部分から複数分散して所望の燃料９を噴
射せしめるよう燃料噴射孔が開けたものである。このよ
うにすると、入口側から供給された空気を所定の距離を
通過させる間に燃料を数個所から分散して所望の燃料を
噴射し段々と燃空比を上げ、所望の燃空比を有する予混
合気を得ることができる。従って、瞬間的な空気流量の
変化に左右されず燃空比を一定に保つことができ、発熱
量と圧力変動との相互作用による圧力変動の増大を防ぐ
ことができる。

【００７２】次の他の実施例を説明する前に、図１７を
用いて共鳴周波数について詳細に説明する。図１８は共
鳴周波数を説明するための共鳴管の基本概念図である。
図面のように形成された共鳴管において、その管の体
積：Ｖ(２４)，管の出口管の長さ：Ｌ(２６)，管の出口
管の断面積：Ｓ(２５)及び音速：Ｃとすると、共鳴管の
周波数：ｆは次のように求められる。

【００７３】

【数２】ｆ＝Ｃ／２π√Ｓ／ＶＬ …（２）このように、共鳴管の共鳴周波数と等しい音の固有振動
数を持つ容器内にこの共鳴管を入れると、容器における
圧力変動のエネルギーを吸収，減衰させ、容器内の振動
を抑制することができる。

【００７４】本実施例においては、上記に基づいて、第
２の予混合器２の各予混合室の体積，出口部の大きさ及
び出口部の断面積を第２の予混合器２の音の共鳴周波数
と燃焼器の固有振動数とが等しくなるように設定する。
これにより、第１の燃焼室３における圧力変動のエネル
ギーを吸収，減衰させることができる。従って、燃焼振
動の発生を抑制できる。

【００７５】図１４及び図１５は前述した図１乃至図３
の他の実施例であり、図１４は第２の予混合器２の構成
を示した構成図、図１５は第２の予混合器２を燃焼ガス
の流れ方向から見た断面図を示す。

【００７６】図１４は第２の予混合器２の構成を示した
他の実施例である。本実施例では、第２の予混合器２を
その入口と出口の中心を結ぶ中心線の方向に沿って二分
割し、燃焼器の上流側に形成された第１の予混合室２ａ
と、燃焼器の下流側に形成された第２の予混合室２ｂと
を形成する。そして、第１の予混合室２ａと第２の予混
合室２ｂの体積，出口部の大きさ及び出口部の断面積
を、第２の予混合器２の音の共鳴周波数と燃焼器の固有
振動数とが等しくなるように設定する。この場合、第１
の予混合室２ａと第２の予混合室２ｂとはその体積，出
口部の大きさ及び出口部の断面積を夫々異ならせて設定
する。このように第２の予混合器２を形成することによ
り、２種類の燃焼振動の発生を抑制できる。即ち複数の
周波数に対するヘルムホルツ共鳴管を達成できる。従っ
て、燃焼振動の発生を効果的に抑えることができる。

【００７７】図１５は図１４と同様に第２の予混合器２
の構成を示した他の実施例である。本実施例では、第１
の燃焼室３の周方向に対して大きく形成された予混合室
２ａと予混合室２ａよりも小さく形成された予混合室２
ｂとを第１の燃焼室３を取り囲むように配置している。
このように第２の予混合器２を形成することにより、前
例と同様に、２種類の燃焼振動の発生を抑制できる。即
ち複数の周波数に対するヘルムホルツ共鳴管を達成でき
る。従って、燃焼振動の発生を効果的に抑えることがで
きる。

【００７８】図１６は前述した図１乃至図３に記載され
た燃焼器の他の実施例を示す図面であり、第２の予混合
器２内部の構造を詳細に示した詳細図である。本実施例
では、第２の予混合器２の内面に三角錐形状の翼状構造
物２２を設けている。このようすると、第２の予混合器
２の入口側に供給された空気１０と燃料ノズル５から噴
射された燃料９とは、拡散により予混合気を形成し、予
混合室を下流側に進行する。その際、三角錐形状の翼状
構造物２２の第２の予混合器２の内面から離れた部分に
ある端部（突出部）の後方に、ランチェスター渦と呼ば
れる予混合気の主流方向（予混合器の入口と出口の中心
を結ぶ中心線方向）に回転の中心軸を持つ渦（縦渦）２
３が形成され、このランチェスター渦は燃料と空気を巻
き込みながら第２の予混合器２の出口へ向かう。ランチ
ェスター渦の流れは予混合室内の主流方向の流れと、こ
の主流方向を中心軸として旋回する流れとを含み、主流
方向の流量が全流量の半分以上を占めている。ランチェ
スター渦は予混合室を下流側に進行するに伴って渦の回
転半径が増加し、角運動量も増加するので、強い混合作
用を有する。このランチェスター渦の混合作用により予
混合気１２は空間的に一様に混合され、濃度むらによる
局部的な高温領域が発生するのを防ぐ。従って、ＮＯｘ
の排出量を低減することができる。

【００７９】また、本実施例において、第２の予混合器
２は、各予混合室の入口付近を下流側よりも大きく形成
している。これは、その入口から供給された空気１０
と、燃料ノズル５から噴射された燃料９とが拡散により
混合される作用を大きくするためであって、こうするこ
とにより、より均一な予混合気１２が得られるものであ
る。

【００８０】図１９は前述した何れかの燃焼器を用いた
発電システムを示した図面である。本実施例では、燃焼
器２９で発生した高温の燃焼ガス３０はガスタービン３
１へ供給されこれを駆動する。燃焼ガス３０によりガス
タービン３１で生じた動力の一部は空気圧縮機３２の駆
動に用いられ、残りの動力は発電機３３の駆動に用いら
れる。空気圧縮機３２は発生した燃焼用空気１０を燃焼
器２９に供給する。燃焼ガス３０はガスタービン３１を
駆動した後、排熱回収ボイラ３４を通過する際に蒸気３
５を発生し、煙突３８から外気へ放出される。排熱回収
ボイラ３４から発生した蒸気３５は、蒸気タービン３６
に送られ、発電機３７を駆動する。

【００８１】本実施例においては、燃焼器２９として前
述した何れかの燃焼器を用いることにより、低ＮＯｘで
燃焼が安定に行えると共に、高効率な発電システムとす
ることができる。

【００８２】尚、本実施例では、上記のように構成され
た発電システムには限定されず、燃焼器２９で発生した
高温の燃焼ガス３０をガスタービン３１へ供給しこれを
駆動するガスタービン機関や、燃焼器２９で発生した高
温の燃焼ガス３０をガスタービン３１へ供給しこれを駆
動して発電機３３を駆動するガスタービン発電設備等に
用いることができる。

【００８３】

【発明の効果】本発明によれば、従来のガスタービン燃
焼器よりも更にＮＯｘの低減を図れる信頼性の高いガス
タービン燃焼器と、該ガスタービン燃焼器を用いた設備
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である燃焼器の断面を示
す断面図。

【図２】本発明の第２の実施例である燃焼器の断面を示
す断面図。

【図３】本発明の第３の実施例である燃焼器の断面を示
す断面図。

【図４】図１の第１の予混合器の出口周りの詳細図。

【図５】他の実施例である第１の予混合器の出口周りの
詳細図。

【図６】他の実施例である第１の予混合器の出口周りの
詳細図。

【図７】他の実施例である第１の予混合器の出口周りの
詳細図。

【図８】他の実施例である第１の予混合器の出口周りの
詳細図。

【図９】他の実施例である第１の予混合器の出口周りの
詳細図。

【図１０】図１の第２の予混合器の出口周りの燃焼器の
中心軸方向の断面図。

【図１１】他の実施例である第２の予混合器の出口周り
の燃焼器の中心軸方向の断面図。

【図１２】他の実施例である第２の予混合器の出口周り
の斜視図。

【図１３】他の実施例である第２の予混合器の断面図。

【図１４】他の実施例である第２の予混合器の断面図。

【図１５】他の実施例である第２の予混合器の出口周り
の燃焼器の中心軸方向の断面図。

【図１６】他の実施例である第２の予混合器内部の構造
を詳細に示した詳細図。

【図１７】共鳴周波数を説明するための共鳴管の基本概
念図。

【図１８】大気圧における予混合気の燃空比に対するＮ
Ｏｘの排出量を示す特性図。

【図１９】本発明による燃焼器を用いた発電システムを
示した図。

【符号の説明】

１…第１の予混合器、２…第２の予混合器、３…第１の
燃焼室、４…第２の燃焼室、５，７…燃料ノズル、６…
構造物、８…旋回羽根、９…燃料、１０…空気、１１，
１２…予混合気、１３…予混合火炎、１４…既燃気体、
１５…拡散火炎、１６…旋回流、１７，１９…循環流、
１８…パイロットバーナー、２０…保炎器、２１…邪魔
板、２２…翼状構造物、２３…渦、２９…燃焼器、３０
…燃焼ガス、３１…ガスタービン、３２…空気圧縮機、
３３，３７…発電機、３４…排熱回収ボイラ、３５…蒸
気、３６…蒸気タービン、３８…煙突。

フロントページの続き (72)発明者小林成嘉茨城県土浦市神立町502番地株式会社日立製作所機械研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状の燃焼室の周囲に燃料と空気を混合し
て予混合気を作る予混合室を形成し、該予混合気を燃焼
して燃焼ガスを得るガスタービン燃焼器において、前記
筒状の燃焼室を取り囲むように前記予混合室を配置し、
前記予混合室と前記筒状の燃焼室とを連通する複数の連
通手段を設けると共に、該複数の連通手段を介して前記
予混合室で作られた予混合気を同一方向の旋回成分をも
つように噴射させることを特徴とするガスタービン燃焼
器。
【請求項２】筒状の燃焼室の周囲に燃料と空気を混合し
て予混合気を作る予混合室を形成し、該予混合気を燃焼
して燃焼ガスを得るガスタービン燃焼器において、前記
筒状の燃焼室を取り囲むように前記予混合室を周方向に
複数配置し、各予混合室と前記筒状の燃焼室とを連通す
る連通手段を設けると共に、該連通手段を介して前記各
予混合室で作られた予混合気を同一方向の旋回成分をも
つように噴射させることを特徴とするガスタービン燃焼
器。
【請求項３】筒状の燃焼室の周囲に燃料と空気を混合し
て予混合気を作る予混合室を形成し、該予混合気を燃焼
して燃焼ガスを得るガスタービン燃焼器において、前記
筒状の燃焼室を取り囲むように前記予混合室を周方向に
複数配置し、各予混合室と前記筒状の燃焼室とを連通す
る連通手段を設けると共に、該連通手段を介して前記各
予混合室で作られた予混合気を前記筒状の燃焼室の周方
向に傾けて噴射させることを特徴とするガスタービン燃
焼器。
【請求項４】筒状の燃焼室の周囲に燃料と空気を混合し
て予混合気を作る予混合室を形成し、該予混合気を燃焼
して燃焼ガスを得るガスタービン燃焼器において、前記
筒状の燃焼室を取り囲むように前記予混合室を周方向に
複数配置し、各予混合室と前記筒状の燃焼室とを連通す
る開口部を設け、かつ該開口部に前記筒状の燃焼室の周
方向に傾けられて構成された構造物を設けたことを特徴
とするガスタービン燃焼器。
【請求項５】筒状の燃焼室の周囲に燃料と空気を混合し
て予混合気を作る予混合室を形成し、該予混合気を燃焼
して燃焼ガスを得るガスタービン燃焼器において、前記
筒状の燃焼室を取り囲むように前記予混合室を配置し、
前記予混合室と前記筒状の燃焼室とを連通する複数の連
通管を設け、かつ該複数の連通管を前記筒状の燃焼室の
周方向に傾けたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項６】筒状の第１の燃焼室の周囲に燃料と空気を
混合して予混合気を作る予混合室を形成し、該予混合気
を燃焼して燃焼ガスを得るガスタービン燃焼器におい
て、前記筒状の第１の燃焼室の下流側に前記燃焼ガスの
主流方向に対する断面積が前記筒状の第１の燃焼室より
も大きい筒状の第２の燃焼室を設けると共に、前記筒状
の第１の燃焼室を取り囲むように前記予混合室を周方向
に複数配置し、各予混合室と前記筒状の燃焼室とを連通
する開口部を設け、かつ該開口部に前記筒状の第１の燃
焼室の周方向に傾けられて構成された構造物を設けたこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項７】筒状の第１の燃焼室の周囲に燃料と空気を
混合して予混合気を作る予混合室を形成し、該予混合気
を燃焼して燃焼ガスを得るガスタービン燃焼器におい
て、前記燃料と空気を個別に噴出し拡散燃焼させるパイ
ロットバーナーを該燃焼器の中心部に設け、該パイロッ
トバーナーの下流側に前記筒状の第１の燃焼室を配置
し、前記筒状の第１の燃焼室の下流側に前記燃焼ガスの
主流方向に対する断面積が前記筒状の第１の燃焼室より
も大きい筒状の第２の燃焼室を設けると共に、前記筒状
の第１の燃焼室を取り囲むように前記予混合室を周方向
に複数配置し、各予混合室と前記筒状の燃焼室とを連通
する開口部を設け、かつ該開口部に前記筒状の第１の燃
焼室の周方向に傾けられて構成された構造物を設けたこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項８】前記燃料と空気を混合して予混合気を作る
予混合室を有する予混合器を前記燃焼器の中心部に設け
ると共に、前記予混合気を前記予混合器の周方向に旋回
させる旋回手段を前記予混合器の出口側に設けたことを
特徴とする請求項７記載のガスタービン燃焼器。
【請求項９】請求項１記載のガスタービン燃焼器と，該
ガスタービン燃焼器で発生した燃焼気体により駆動する
ガスタービンと，該ガスタービンの駆動に連動して動作
する空気圧縮機とを有することを特徴とするガスタービ
ン機関。
【請求項１０】請求項１記載のガスタービン燃焼器と，
該ガスタービン燃焼器で発生した燃焼気体により駆動す
るガスタービンと，該ガスタービンの駆動により発電を
行う発電機とを有することを特徴とするガスタービン発
電設備。
【請求項１１】請求項１記載のガスタービン燃焼器で発
生した燃焼気体によりガスタービンを駆動し、該駆動に
より発電機を駆動して発電を行うガスタービン系統と，
該ガスタービン系統から排出される燃焼気体を熱源とし
て蒸気を発生させる排熱回収ボイラと、該排熱回収ボイ
ラで発生した蒸気により蒸気タービンを駆動し、該駆動
により発電機を駆動して発電を行う蒸気タービン系統と
を有することを特徴とする発電システム。