特許 5893879 ガスタービン燃焼器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5893879

(24)【登録日】2016年3月4日

(45)【発行日】2016年3月23日

(54)【発明の名称】ガスタービン燃焼器

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/16 20060101AFI20160310BHJP

   F23R 3/06 20060101ALI20160310BHJP

   F23R 3/18 20060101ALI20160310BHJP

   F23R 3/30 20060101ALI20160310BHJP

   F23R 3/14 20060101ALI20160310BHJP

【ＦＩ】

   F23R3/16

   F23R3/06

   F23R3/18

   F23R3/30

   F23R3/14

【請求項の数】7

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2011-206804(P2011-206804)

(22)【出願日】2011年9月22日

(65)【公開番号】特開2013-68348(P2013-68348A)

(43)【公開日】2013年4月18日

【審査請求日】2014年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱日立パワーシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078499

【弁理士】

【氏名又は名称】光石 俊郎

(74)【代理人】

【識別番号】230112449

【弁護士】

【氏名又は名称】光石 春平

(74)【代理人】

【識別番号】100102945

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 康幸

(74)【代理人】

【識別番号】100120673

【弁理士】

【氏名又は名称】松元 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100182224

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 哲三

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 敏彦

(72)【発明者】

【氏名】石坂 浩一

(72)【発明者】

【氏名】谷村 聡

(72)【発明者】

【氏名】赤松 真児

【審査官】 米澤 篤

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−７８１２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−２２５１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１６８１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８１４８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第４１８４３２６（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第４５６７７２４（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２６２８４４（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｒ ３／１６

Ｆ２３Ｒ ３／０６

Ｆ２３Ｒ ３／１４

Ｆ２３Ｒ ３／１８

Ｆ２３Ｒ ３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

予混合燃焼を行う予混合バーナの外部から取り込んだ外部空気を、予混合ノズルよりも下流側に位置する前記予混合バーナの内周面に沿うように、当該予混合バーナの下流側に向けてフィルム状に噴射することにより、フラッシュバックの発生を抑制するようにしたガスタービン燃焼器において、
前記予混合バーナは、
前記予混合ノズルが挿入されるスワラ筒と、
前記スワラ筒の下流側端部が上流側端部内に嵌合されるフィルムリングとを備え、
前記スワラ筒は、
前記スワラ筒の上流側端部を形成する大径部と、
外径が前記大径部の外径よりも小径で、且つ、前記スワラ筒の前記下流側端部を形成する小径部と、
前記大径部の下流側端部に設けられ、前記大径部と前記小径部との間の外径寸法差によって形成される下流側角部とを有し、
前記フィルムリングは、
前記フィルムリングの前記上流側端部に開口して外部空気を取り込むと共に、嵌合時に前記小径部と対向するように配置される空気取込孔と、
前記フィルムリングの前記上流側端部に、当該フィルムリングの径方向外側に向けて凹むように形成され、前記下流側角部と嵌合する上流側段部とを有し、
前記下流側角部と前記上流側段部とを嵌合させて、前記小径部と前記フィルムリングの前記上流側端部との間に、環状の空気通路を形成し、
前記空気取込孔から取り込んだ外部空気を、前記フィルムリングの内周面に沿うように、前記空気通路から前記フィルムリングの下流側に向けてフィルム状に噴射する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。

【請求項2】

予混合燃焼を行う予混合バーナの外部から取り込んだ外部空気を、予混合ノズルよりも下流側に位置する前記予混合バーナの内周面に沿うように、当該予混合バーナの下流側に向けてフィルム状に噴射することにより、フラッシュバックの発生を抑制するようにしたガスタービン燃焼器において、
前記予混合バーナは、
前記予混合ノズルが挿入されるスワラ筒と、
前記スワラ筒の下流側端部が上流側端部内に嵌合されるフィルムリングとを備え、
前記スワラ筒は、
前記スワラ筒の上流側端部を形成する大径部と、
外径が前記大径部の外径よりも小径で、且つ、前記スワラ筒の前記下流側端部を形成する小径部と、
前記大径部の下流側端部に設けられ、前記大径部と前記小径部との間の外径寸法差によって生じる下流側角部を、前記大径部の径方向内側に向けて凹ますように形成される下流側段部とを有し、
前記フィルムリングは、
前記フィルムリングの前記上流側端部に開口して外部空気を取り込むと共に、嵌合時に前記小径部と対向するように配置される空気取込孔と、
前記フィルムリングの前記上流側端部に形成され、前記下流側段部と嵌合する上流側角部とを有し、
前記下流側段部と前記上流側角部とを嵌合させて、前記小径部と前記フィルムリングの前記上流側端部との間に、環状の空気通路を形成し、
前記空気取込孔から取り込んだ外部空気を、前記フィルムリングの内周面に沿うように、前記空気通路から前記フィルムリングの下流側に向けてフィルム状に噴射する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。

【請求項3】

請求項１または２に記載のガスタービン燃焼器において、
前記フィルムリングの前記上流側端部に、前記空気通路の空気噴射孔における径方向の開口幅を、前記空気通路における径方向の開口幅よりも狭くするように、絞り部を形成する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。

【請求項4】

請求項１乃至３のいずれかに記載のガスタービン燃焼器において、
前記空気取込孔を前記フィルムリングの周方向に配置する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれかに記載のガスタービン燃焼器において、
前記空気取込孔を千鳥状に配置する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれかに記載のガスタービン燃焼器において、
前記空気取込孔における前記フィルムリングの周方向の端面は、前記空気取込孔の開口面積が前記フィルムリングの径方向内側に向かうに従って拡がるように、前記フィルムリングの周方向に向けて傾斜すると共に、
前記空気取込孔における前記フィルムリングの軸方向の端面は、前記フィルムリングの径方向内側に向かうに従って、前記フィルムリングの下流側に向けて傾斜する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれかに記載のガスタービン燃焼器において、
前記空気取込孔を、前記フィルムリングの外周面よりも径方向外側に張り出すように形成する
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フラッシュバックの発生を抑制することができるガスタービン燃焼器に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ガスタービン用の燃焼器においては、ＮＯｘの低減等を図ることを目的として、予混合燃焼方式を採用したものが多くなっている。このような、予混合燃焼方式を採用したガスタービン燃焼器では、予混合燃焼を行うメインバーナ（予混合バーナ）に加えて、拡散燃焼を行うパイロットバーナを備えている。これにより、パイロットバーナによって生成された拡散炎を、メインバーナが予混合炎を生成するための種火として使用することができるため、そのメインバーナによって生成された予混合気を、拡散炎を用いて燃焼させることにより、予混合燃焼を可能としている。

【0003】

しかしながら、メインバーナの出口付近においては、予混合気がその内周面に沿うように流れるため、境界層の発達により流速が低下した部分が生じてしまい、この流速が低下した部分に、予混合気による燃料高濃度領域が発生する場合がある。このように、メインバーナの出口付近に、低速で、且つ、燃料高濃度の領域が発生すると、このような領域に対して、その下流側に生成された火炎が燃え移るという、所謂、フラッシュバック（逆火）が発生するおそれがある。

【0004】

そこで、従来のガスタービン燃焼器においては、メインバーナを、スワラ筒とフィルムリングとの嵌め合い構造として、これらスワラ筒とフィルムリングとの間に隙間を形成することにより、取り込んだ外部空気を、その隙間内からフィルム状に噴射して、フィルムリングの内周面に沿うように流している。これにより、フィルムリングの内周面近傍における予混合気の燃料高濃度領域（低流速域）を、噴射したフィルム空気によって排除して、フラッシュバックの発生を抑制するようにしている。

【0005】

また、フィルム空気の膜厚は、上記隙間における径方向の開口幅によって規定されるため、スワラ筒及びフィルムリングの熱変形や、これらの間の組付誤差が生じると、フィルム空気の膜厚がその周方向において不均一となってしまう。そこで、このような問題を解決する手段として、特許文献１に開示されるように、隙間内にスペーサ等を介在させて、フィルム空気の膜厚管理を行うようにしたガスタービン燃焼器も提供されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００５−１７１８９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、上述したように、隙間内にスペーサ等を介在させると、隙間内を流れるフィルム空気が、スペーサの下流側において、ウェイク（低流速域）を発生させることになる。これにより、従来のガスタービン燃焼器においては、フラッシュバックの発生を十分に抑制することができないおそれがある。

【0008】

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、簡素な構成で、フィルム空気を均一に流すことにより、フラッシュバックの発生を抑制することができるガスタービン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】

【0009】

上記課題を解決する第１の発明に係るガスタービン燃焼器は、
予混合燃焼を行う予混合バーナの外部から取り込んだ外部空気を、予混合ノズルよりも下流側に位置する前記予混合バーナの内周面に沿うように、当該予混合バーナの下流側に向けてフィルム状に噴射することにより、フラッシュバックの発生を抑制するようにしたガスタービン燃焼器において、
前記予混合バーナは、
前記予混合ノズルが挿入されるスワラ筒と、
前記スワラ筒の下流側端部が上流側端部内に嵌合されるフィルムリングとを備え、
前記スワラ筒は、
前記スワラ筒の上流側端部を形成する大径部と、
外径が前記大径部の外径よりも小径で、且つ、前記スワラ筒の前記下流側端部を形成する小径部と、
前記大径部の下流側端部に設けられ、前記大径部と前記小径部との間の外径寸法差によって形成される下流側角部とを有し、
前記フィルムリングは、
前記フィルムリングの前記上流側端部に開口して外部空気を取り込むと共に、嵌合時に前記小径部と対向するように配置される空気取込孔と、
前記フィルムリングの前記上流側端部に、当該フィルムリングの径方向外側に向けて凹むように形成され、前記下流側角部と嵌合する上流側段部とを有し、
前記下流側角部と前記上流側段部とを嵌合させて、前記小径部と前記フィルムリングの前記上流側端部との間に、環状の空気通路を形成し、
前記空気取込孔から取り込んだ外部空気を、前記フィルムリングの内周面に沿うように、前記空気通路から前記フィルムリングの下流側に向けてフィルム状に噴射する
ことを特徴とする。

【0010】

上記課題を解決する第２の発明に係るガスタービン燃焼器は、
予混合燃焼を行う予混合バーナの外部から取り込んだ外部空気を、予混合ノズルよりも下流側に位置する前記予混合バーナの内周面に沿うように、当該予混合バーナの下流側に向けてフィルム状に噴射することにより、フラッシュバックの発生を抑制するようにしたガスタービン燃焼器において、
前記予混合バーナは、
前記予混合ノズルが挿入されるスワラ筒と、
前記スワラ筒の下流側端部が上流側端部内に嵌合されるフィルムリングとを備え、
前記スワラ筒は、
前記スワラ筒の上流側端部を形成する大径部と、
外径が前記大径部の外径よりも小径で、且つ、前記スワラ筒の前記下流側端部を形成する小径部と、
前記大径部の下流側端部に設けられ、前記大径部と前記小径部との間の外径寸法差によって生じる下流側角部を、前記大径部の径方向内側に向けて凹ますように形成される下流側段部とを有し、
前記フィルムリングは、
前記フィルムリングの前記上流側端部に開口して外部空気を取り込むと共に、嵌合時に前記小径部と対向するように配置される空気取込孔と、
前記フィルムリングの前記上流側端部に形成され、前記下流側段部と嵌合する上流側角部とを有し、
前記下流側段部と前記上流側角部とを嵌合させて、前記小径部と前記フィルムリングの前記上流側端部との間に、環状の空気通路を形成し、
前記空気取込孔から取り込んだ外部空気を、前記フィルムリングの内周面に沿うように、前記空気通路から前記フィルムリングの下流側に向けてフィルム状に噴射する
ことを特徴とする。

【0011】

上記課題を解決する第３の発明に係るガスタービン燃焼器は、
前記フィルムリングの前記上流側端部に、前記空気通路の空気噴射孔における径方向の開口幅を、前記空気通路における径方向の開口幅よりも狭くするように、絞り部を形成する
ことを特徴とする。

【0012】

上記課題を解決する第４の発明に係るガスタービン燃焼器は、
前記空気取込孔を前記フィルムリングの周方向に配置する
ことを特徴とする。

【0013】

上記課題を解決する第５の発明に係るガスタービン燃焼器は、
前記空気取込孔を千鳥状に配置する
ことを特徴とする。

【0014】

上記課題を解決する第６の発明に係るガスタービン燃焼器は、
前記空気取込孔における前記フィルムリングの周方向の端面は、前記空気取込孔の開口面積が前記フィルムリングの径方向内側に向かうに従って拡がるように、前記フィルムリングの周方向に向けて傾斜すると共に、
前記空気取込孔における前記フィルムリングの軸方向の端面は、前記フィルムリングの径方向内側に向かうに従って、前記フィルムリングの下流側に向けて傾斜する
ことを特徴とする。

【0015】

上記課題を解決する第７の発明に係るガスタービン燃焼器は、
前記空気取込孔を、前記フィルムリングの外周面よりも径方向外側に張り出すように形成する
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

従って、本発明に係るガスタービン燃焼器によれば、スワラ筒における大径部の下流側角部とフィルムリングの上流側段部とを嵌合させることにより、スワラ筒の小径部とフィルムリングの上流側端部との間に、当該スワラ筒及びフィルムリングの周方向において、均一な隙間となる空気通路を形成することができる。これにより、簡素な構成で、外部空気を均一なフィルム状にして流すことができるので、フラッシュバックの発生を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の一実施例に係るガスタービン燃焼器の概略構成図である。

【図2】矩形の空気取込孔をフィルムリングに形成したときのメインバーナの側面図である。

【図3】図２のＩ−Ｉ矢視断面図である。

【図4】他のメインバーナの断面図である。

【図5】丸形の空気取込孔をフィルムリングに形成したときのメインバーナの側面図である。

【図6】空気通路内におけるウェイクの発生を示した図であって、（ａ）は上流側の空気取込孔から取り込んだ圧縮空気によってウェイクを排除する様子を示した図、（ｂ）は下流側の空気取込孔から取り込んだ圧縮空気によってウェイクを排除する様子を示した図である。

【図7】丸形及び台形の空気取込孔をフィルムリングに形成したときのメインバーナの側面図である。

【図8】台形の空気取込孔における端面形状を示した図であって、（ａ）は図７のII−II矢視断面図、（ｂ）は図７のIII−III矢視断面図である。

【図9】スリット状の空気取込孔をフィルムリングに形成したときのメインバーナの側面図である。

【図10】更なる他のメインバーナの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係るガスタービン燃焼器について、図面を用いて詳細に説明する。

【実施例】

【0019】

図１に示すように、ガスタービン用の燃焼器１は、予混合燃焼方式を採用したものであって、燃料Ｆと燃焼用の圧縮空気Ａとを混合させる燃焼器内筒１１と、この燃焼器内筒１１の下流側端部（後端部）に接続された、燃焼室としての燃焼器尾筒１２とを備えている。更に、燃焼器内筒１１の上流側端部（前端部）には、パイロットバーナ１３と複数のメインバーナ（予混合バーナ）１４とが収納されている。

【0020】

パイロットバーナ１３は、燃焼器内筒１１と同軸上に配置されており、パイロットコーン２１、パイロットノズル２２、パイロットスワラ２３から構成されている。パイロットコーン２１内には、パイロットノズル２２が、そのパイロットコーン２１と同軸になるように挿入されている。そして、パイロットコーン２１の内周面とパイロットノズル２２の外周面との間には、パイロットスワラ２３が介在されている。

【0021】

また、メインバーナ１４は、パイロットバーナ１３の径方向外側において、燃焼器内筒１１の周方向に等角度間隔で設けられており、スワラ筒３１、フィルムリング３２、メインノズル（予混合ノズル）３３、メインスワラ３４から構成されている。スワラ筒３１内及びフィルムリング３２内には、メインノズル３３が、そのスワラ筒３１及びフィルムリング３２と同軸になるように挿入されている。そして、スワラ筒３１の内周面とメインノズル３３の外周面との間には、メインスワラ３４が介在されている。一方、フィルムリング３２は、基板３５を介して、燃焼器内筒１１の内周面に支持されている。

【0022】

ここで、スワラ筒３１とフィルムリング３２とは、それぞれの端部同士を突き合わせて嵌合させることにより接続されている。次に、このような、スワラ筒３１とフィルムリング３２との間の嵌め合い構造について、図２及び図３を用いて詳細に説明する。

【0023】

図２及び図３に示すように、スワラ筒３１の外径は、フィルムリング３２の外径よりも小径となるように形成されており、そのスワラ筒３１の下流側端部は、フィルムリング３２の上流側端部内に嵌合可能となっている。

【0024】

スワラ筒３１は、大径部４１と小径部４２とから構成されている。大径部４１は、スワラ筒３１の上流側端部を構成するものであって、その下流側端部に下流側角部４１ａを有している。また、小径部４２は、スワラ筒３１の下流側端部を構成するものであって、その外径は、大径部４１の外径よりも小径となるように形成されている。

【0025】

一方、フィルムリング３２の上流側端部には、環状の上流側段部５１及び複数の空気取込孔５２が形成されている。上流側段部５１は、フィルムリング３２の内周面から径方向外側に向けて凹むように形成されており、スワラ筒３１における大径部４１の下流側角部４１ａと嵌合可能となっている。また、空気取込孔５２は、メインバーナ１４の周囲に供給された圧縮空気（外部空気）Ａを取り込むものであって、フィルムリング３２の周方向において等角度間隔に開口されると共に、凸状の下流側角部４１ａと凹状の上流側段部５１とが嵌合したときには、小径部４２と対向するように配置されている。なお、空気取込孔５２の孔形状は、矩形となっている。

【0026】

そして、上述したように、スワラ筒３１における大径部４１の下流側角部４１ａと、フィルムリング３２の上流側段部５１とを嵌合させることにより、スワラ筒３１の小径部４２とフィルムリング３２の上流側端部との間に、当該スワラ筒３１及びフィルムリング３２の周方向において均一な隙間（開口幅）となる空気通路６１及び空気噴射孔６２が、環状に形成される。

【0027】

即ち、空気通路６１は、空気取込孔５２と、スワラ筒３１内及びフィルムリング３２内とに連通するものであって、空気噴射孔６２は、空気通路６１の最下流側部分、即ち、小径部４２の下流側端部とフィルムリング３２の上流側端部との間の部分に、形成されることになる。

【0028】

これにより、空気取込孔５２から取り込まれた圧縮空気Ａは、空気通路６１内を通過した後、その空気噴射孔６２から噴射される。そして、このように、取り込んだ圧縮空気Ａが空気通路６１内を流れて空気噴射孔６２から噴射されることにより、当該圧縮空気Ａは、フィルム状に形成され、フィルム空気Ａｆとして、フィルムリング３２の内周面に沿うように、その下流側に向けて流れることになる。

【0029】

次に、燃焼器１の運転時における各動作について説明する。

【0030】

燃焼器１の運転時においては、高温・高圧の圧縮空気Ａが、燃焼器内筒１１の上流側端部内に流れ込んだ後、パイロットバーナ１３内及びメインバーナ１４内に供給されると共に、燃料Ｆがそれらのパイロットノズル２２内及びメインノズル３３内に供給されている。

【0031】

ここで、パイロットバーナ１３内では、先ず、供給された圧縮空気Ａが、パイロットスワラ２３によって旋回されることにより、パイロットノズル２２から噴射された燃料Ｆと混合される。次いで、このように混合された燃料混合気に対して着火を行うことにより、パイロットコーン２１の内部及び下流側（燃焼器尾筒１２の内部）において拡散燃焼が行われる。そして、その拡散燃焼によって発生した燃焼ガスは、燃焼器尾筒１２の内部において、タービン側に供給される。

【0032】

一方、メインバーナ１４内では、先ず、供給された圧縮空気Ａが、メインスワラ３４によって旋回されることにより、メインノズル３３の燃料噴射孔３３ａから噴射された燃料Ｆと混合され、予混合気が生成される。次いで、旋回した予混合気は、フィルムリング３２から燃焼器尾筒１１内に向けて供給された後、パイロットバーナ１３により生成された拡散炎によって燃焼され、予混合燃焼が行われる。

【0033】

このとき、上述したような、燃焼器１の運転時においては、燃焼器内筒１１の周囲にも、圧縮空気Ａが供給されているため、常に、その圧縮空気Ａは、空気取込孔５２によって、その燃焼器内筒１１内に取り込まれている。即ち、空気取込孔５２から取り込まれた圧縮空気Ａが、空気通路６１の空気噴射孔６２から噴射されることにより、フィルム空気Ａｆとなり、このフィルム空気Ａｆが、フィルムリング３２の内周面に沿うように、その下流側に向けて流れている。

【0034】

これにより、フィルムリング３２の内周面近傍においては、予混合気の流速が低下するため、フラッシュバックが発生するおそれがあるが、そのフィルムリング３２の内周面に沿って、フィルム空気Ａｆを高流速で流すことにより、フラッシュバックの発生を抑制している。

【0035】

従って、本発明に係るガスタービン燃焼器によれば、スワラ筒３１における大径部４１の下流側角部４１ａと、フィルムリング３２の上流側段部５１とを嵌合させることにより、スワラ筒３１の小径部４２とフィルムリング３２の上流側端部との間に、当該スワラ筒３１及びフィルムリング３２の周方向において、均一な開口幅を有する空気通路６１及び空気噴射孔６２を形成することができる。これにより、簡素な構成で、フィルム空気Ａｆを均一に流すことができるので、フィルムリング３２の内周面近傍における予混合気の高濃度領域及び低流速域を、噴射したフィルム空気Ａｆの流れによって排除することができる。この結果、フラッシュバックの発生を抑制することができる。

【0036】

なお、上述した実施形態では、空気通路６１における径方向の開口幅と、空気噴射孔６２における径方向の開口幅とを、同じ長さで形成するようにしているが、空気噴射孔６２における径方向の開口幅を、空気通路６１における径方向の開口幅よりも狭く（短く）するようにしても構わない。

【0037】

具体的には、図４に示すように、フィルムリング３２の周方向内側には、小径部（絞り）５３が形成されている。この小径部５３は、フィルムリング３２における空気取込孔５２よりも下流側に配置されている。これにより、スワラ筒３１の小径部４２とフィルムリング３２の小径部５３との間には、環状の空気噴射孔６３が形成されることになる。

【0038】

従って、空気噴射孔６３における径方向の開口幅を、空気通路６１における径方向の開口幅よりも狭くすることができるので、空気噴射孔６３の絞り作用によって、当該空気噴射孔６３から噴射したフィルム空気Ａｆの流速を速くすることができる。これにより、フラッシュの発生を更に抑制することができる。

【0039】

また、上述した実施形態では、空気取込孔５２をフィルムリング３２の周方向に１列に配置すると共に、その孔形状を矩形としているが、空気取込孔の配置及び孔形状は、それに限定されるものではない。そこで、他の空気取込孔の配置及び孔形状について、図５乃至図９を用いて、詳細に説明する。

【0040】

先ず、図５に示すように、フィルムリング３２には、複数の空気取込孔７１が、空気通路６１に対応した範囲において、千鳥状に配置されており、これら空気取込孔７１の孔形状は、丸形となっている。このように、丸形の空気取込孔７１を千鳥状に配置することにより、圧縮空気Ａを空気通路６１内に効率的に取り込むことができると共に、空気通路６１内の空気取込孔７１間において、圧縮空気Ａのウェイク（低流速域）Ａｗの発生を抑制することができる。

【0041】

即ち、空気通路６１内においては、フィルムリング３２の周方向において隣接した２つの空気取込孔７１の間に、取り込んだ圧縮空気ＡのウェイクＡｗが発生し易くなり、このウェイクＡｗは、フィルム空気Ａｆの低流速化に繋がるおそれがある。そこで、空気取込孔７１を千鳥状に配置することにより、上記問題を解決するようにしている。

【0042】

具合的には、図６（ａ）に示すように、隣接した２つの空気取込孔７１間に発生したウェイクＡｗは、それら空気取込孔７１間の上流側に配置された１つの空気取込孔７１から取り込んだ圧縮空気Ａの流れに吸収されることにより、排除される。更に、図６（ｂ）に示すように、隣接した２つの空気取込孔７１間に発生したウェイクＡｗは、それら空気取込孔７１間の下流側に配置された１つの空気取込孔７１から取り込んだ圧縮空気Ａの流れに吸引されることにより、排除される。

【0043】

また、図７に示すように、フィルムリング３２には、上述した空気取込孔７１と空気取込孔７２とが、その周方向において交互に配置されている。そして、空気取込孔７２の孔形状は、台形となっている。

【0044】

ここで、図８（ａ）に示すように、空気取込孔７２におけるフィルムリング３２の周方向両側の端面７２ａは、その開口面積がフィルムリング３２の径方向内側に向かうに従って拡がるように、それぞれ周方向両側に向けて傾斜している。一方、図８（ｂ）に示すように、空気取込孔７２におけるフィルムリング３２の軸方向両側の端面７２ｂは、フィルムリング３２の径方向内側に向かうに従って、当該フィルムリング３２の下流側に傾斜している。

【0045】

このように、空気取込孔７２の端面７２ａ，７２ｂを傾斜させることにより、圧縮空気Ａを、その動圧を低下させることなく、取り込むことができる。更に、空気取込孔７２の端面７２ａ，７２ｂを傾斜させている分、圧縮空気Ａを取り込む際に、その流れに乱れが生じることがないので、圧縮空気Ａを整流状態で噴射させることができる。これにより、フィルム空気Ａｆの膜厚を均一にすることができる。

【0046】

更に、図９に示すように、フィルムリング３２は、上流側に配置された上流側フィルムリング部材３２ａと、下流側に配置された下流側フィルムリング部材３２ｂとから構成されている。そして、上流側フィルムリング部材３２ａと下流側フィルムリング部材３２ｂとは、複数の張り出しリブ部材８１により接続されている。

【0047】

張り出しリブ部材８１は、フィルムリング３２の周方向において等角度間隔で設けられており、このように、張り出しリブ部材８１を所定量の隙間を有して間隔的に設けることにより、各張り出しリブ部材８１間には、スリット状の空気取込孔８２が形成される。

【0048】

ここで、接続時の張り出しリブ部材８１は、その内面がフィルムリング部材３２ａ，３２ｂの外周面よりも径方向外側に位置するように、張り出すことになる。これにより、空気取込孔８２も、フィルムリング部材３２ａ，３２ｂの外周面よりも径方向外側に張り出すように形成されることになる。

【0049】

従って、空気取込孔８２による圧縮空気Ａの取込量を増大させることができるので、その取り込んだ圧縮空気Ａを、フィルム空気Ａｆとして、勢いよく噴射させることができる。

【0050】

更に、上述した実施形態では、スワラ筒３１とフィルムリング３２との間の嵌め合い構造を、スワラ筒３１における凸状の下流側角部４１ａと、フィルムリング３２における凹状の上流側段部５１とにより構成しているが、図１０に示すように、スワラ筒３１における凹状の下流側段部４３と、フィルムリング３２における凸状の上流側角部５４とにより構成しても構わない。

【0051】

即ち、図１０に示すように、スワラ筒３１における大径部４１の下流側端部には、環状の下流側段部４３が形成されている。この下流側段部４３は、大径部４１の外周面から径方向内側に向けて凹むように形成されている。一方、フィルムリング３２は、その上流側端部に上流側角部５４を有しており、この上流側角部５４は、下流側段部４３と嵌合可能となっている。

【0052】

これにより、スワラ筒３１における大径部４１の下流側段部４３と、フィルムリング３２の上流側角部５４とを嵌合させることにより、スワラ筒３１の小径部４２とフィルムリング３２の上流側端部との間に、当該スワラ筒３１及びフィルムリング３２の周方向において均一な隙間（開口幅）となる空気通路６１及び空気噴射孔６２が、環状に形成される。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、燃焼器尾筒の内周面を高温の燃焼ガスから保護するようにしたガスタービン燃焼器に適用可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ 燃焼器
１１ 燃焼器内筒
１２ 燃焼器尾筒
１３ パイロットバーナ
１４ メインバーナ
２１ パイロットコーン
２２ パイロットノズル
２３ パイロットスワラ
３１ スワラ筒
３２ フィルムリング
３２ａ 上流側フィルムリング部材
３２ｂ 下流側フィルムリング部材
３３ メインノズル
３３ａ 燃料噴射孔
３４ メインスワラ
３５ 基板
４１ 大径部
４１ａ 下流側角部
４２ 小径部
４３ 下流側段部
５１ 上流側段部
５２，７１，７２，８２ 空気取込孔
５３ 小径部
５４ 上流側角部
６１ 空気通路
６２，６３ 空気噴射孔
７２ａ，７２ｂ 端面
８１ 張り出しリブ部材
Ａ 圧縮空気
Ａｆ フィルム空気
Ａｗ ウェイク
Ｆ 燃料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】