特許 6116464 燃焼器及び回転機械

(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】6116464

(24)【登録日】2017年3月31日

(45)【発行日】2017年4月19日

(54)【発明の名称】燃焼器及び回転機械

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/28 20060101AFI20170410BHJP

【ＦＩ】

   F23R3/28 B

   F23R3/28 D

【請求項の数】12

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-222243(P2013-222243)

(22)【出願日】2013年10月25日

(65)【公開番号】特開2015-83897(P2015-83897A)

(43)【公開日】2015年4月30日

【審査請求日】2015年12月21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】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(72)【発明者】

【氏名】田尻 慎介

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 敏彦

(72)【発明者】

【氏名】湯浅 厚志

(72)【発明者】

【氏名】薛 耀華

(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２０１１−１２２８１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−７４７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−７４７９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２７９０４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３１３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−９９６５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４８７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１４９６７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｒ ３／０４ − ３／３４

Ｆ０２Ｃ ７／２２ − ７／２３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、
前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、
周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、
前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、
前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、
前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、
前記案内部は、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記少なくとも一対の燃料噴出路の一方及び他方に案内し、
前記案内部は、前記キャビティの周方向の両端部に形成され、軸線方向の一方側に向かうに従って前記キャビティの周方向の幅を漸次拡大するように形成された一対の案内面であることを特徴とする燃焼器。

【請求項2】

前記キャビティは、前記少なくとも一対の燃料噴出路毎に独立して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃焼器。

【請求項3】

前記案内部は、前記一対の燃料噴出路の間に設けられ、前記燃料を周方向の一方及び周方向の他方に分岐させる一対の案内面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃焼器。

【請求項4】

軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、
前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、
周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、
前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、
前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、
前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、
前記キャビティは、前記少なくとも一対の燃料噴出路毎に独立して形成され、
前記燃料噴出路は、前記キャビティの周方向の両端面に接続されており、前記案内部は前記両端面であることを特徴とする燃焼器。

【請求項5】

軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、
前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、
周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、
前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、
前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、
前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、
前記案内部は、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記少なくとも一対の燃料噴出路の一方及び他方に案内し、
前記燃料噴出路は、前記キャビティの周方向の両端面に接続されており、前記案内部は前記両端面であることを特徴とする燃焼器。

【請求項6】

前記燃料を径方向内側に噴射する一対の内側燃料噴出路と、
前記燃料を径方向外側に噴射する一対の外側燃料噴出路と、を有し、
前記両端面には、前記燃料を径方向内側及び径方向外側に分岐させる一対の径方向案内面が形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の燃焼器。

【請求項7】

軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、
前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、
周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、
前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、
前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、
前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、
前記キャビティは、前記少なくとも一対の燃料噴出路毎に独立して形成され、
前記キャビティの周方向の両端面は、軸線に沿う方向からみて円弧状をなしていることを特徴とする燃焼器。

【請求項8】

軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、
前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、
周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、
前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、
前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、
前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、
前記案内部は、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記少なくとも一対の燃料噴出路の一方及び他方に案内し、
前記キャビティの周方向の両端面は、軸線に沿う方向からみて円弧状をなしていることを特徴とする燃焼器。

【請求項9】

軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、
前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、
周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、
前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、
前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、
前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、
前記キャビティは、前記少なくとも一対の燃料噴出路毎に独立して形成され、
前記燃料を径方向内側に噴射する一対の内側燃料噴出路と、
前記燃料を径方向外側に噴射する一対の外側燃料噴出路と、を有し、
前記キャビティは、軸線方向一方側に向かうに従って漸次径方向の距離が小さくなる一対の径方向対向面を有し、
前記案内部は、前記一対の径方向対向面であり、二組の前記一対の燃料噴出路は、前記一対の径方向対向面のそれぞれの軸線方向一方側端部に接続されていることを特徴とする燃焼器。

【請求項10】

軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、
前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、
周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、
前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、
前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、
前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、
前記案内部は、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記少なくとも一対の燃料噴出路の一方及び他方に案内し、
前記燃料を径方向内側に噴射する一対の内側燃料噴出路と、
前記燃料を径方向外側に噴射する一対の外側燃料噴出路と、を有し、
前記キャビティは、軸線方向一方側に向かうに従って漸次径方向の距離が小さくなる一対の径方向対向面を有し、
前記案内部は、前記一対の径方向対向面であり、二組の前記一対の燃料噴出路は、前記一対の径方向対向面のそれぞれの軸線方向一方側端部に接続されていることを特徴とする燃焼器。

【請求項11】

前記燃焼器は、円筒形状の分離リング本体と、
前記分離リング本体の内部を軸線に沿って貫通し、内側が前記燃料供給路とされた管形状の燃料供給管と、
前記分離リング本体の軸線方向の一端に配置され、内部に前記キャビティを形成するリングマニホールドと、を有し、
前記燃料供給管と前記分離リング本体との間と、前記リングマニホールドと前記分離リング本体との間の少なくとも一方に空間が設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の燃焼器。

【請求項12】

請求項１から請求項１１のいずれかに記載の燃焼器を備えることを特徴とする回転機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃焼器及びこの燃焼器を備えた回転機械に関する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンに用いられる燃焼器としては、ガス燃料とともに、液体燃料である油燃料に切換え可能なデュアル焚き燃焼器が知られている。この種の燃焼器としては、円筒形状をなす分離リングで燃焼空気の流路を内側の流路と外側の流路を分離したものが知られている。分離リングの内部にはガス燃料および油燃料を流通させる燃料供給路が形成されており、特に油燃料は、軸線方向の下流側端部に周方向に複数形成された燃料噴出路から噴射される構成となっている（例えば特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２２６７７２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、油燃料は加熱されることによりコーキング（油の加熱による変質、炭化）するため、燃料供給路の粘度が増大し詰まりを起こすことがある。この結果として、油燃料の流量が過小となる可能性がある。

【0005】

また、図１５に示すように、分離リング１２７の内部に形成された燃料供給路２８と、分離リング１２７の軸線方向Ｘの下流側端部に形成された燃料噴出路との間にキャビティ１４３を設けて、油燃料を均圧化する方法も知られている。しかしながら、キャビティ１４３に流速の遅い滞留域Ｅができ、油燃料が加熱される可能性がある。

【0006】

この発明は、燃料がキャビティに導入された際にキャビティ内に形成される滞留域が形成されにくい燃焼器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の第一の態様によれば、燃焼器は、軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、前記案内部は、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記少なくとも一対の燃料噴出路の一方及び他方に案内し、前記案内部は、前記キャビティの周方向の両端部に形成され、軸線方向の一方側に向かうに従って前記キャビティの周方向の幅を漸次拡大するように形成された一対の案内面である。

【0008】

上記構成によれば、案内部が設けられていることによって、燃料がキャビティに導入された際にキャビティ内に形成される滞留域が形成されにくくなる。流速の遅い滞留域が減少することにより、油燃料の加熱が少なくなり、油の加熱による変質、炭化を低減することができる。
また、上記構成によれば、少なくとも一対の燃料噴出路が燃料供給路に対して対称位置に設けられるため、燃料をバランスよく複数の燃料噴出路に導入することができる。
また、上記構成によれば、燃料供給路からキャビティに導入された燃料は、一対の案内面によって、幅方向に過度に広がることなく燃料噴出路に導入される。即ち、キャビティの幅方向両側に滞留域が形成されにくくなり、燃料の加熱を少なくすることができる。

【0011】

前記キャビティは、前記少なくとも一対の燃料噴出路毎に独立して形成されている構成としてもよい。

【0013】

前記案内部は、前記一対の燃料噴出路の間に設けられ、前記燃料を周方向の一方及び周方向の他方に分岐させる一対の案内面としてもよい。

【0016】

本発明の第二の態様によれば、燃焼器は、軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、前記キャビティは、前記少なくとも一対の燃料噴出路毎に独立して形成され、前記燃料噴出路は、前記キャビティの周方向の両端面に接続されており、前記案内部は前記両端面である。
また、本発明の第三の態様によれば、燃焼器は、軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、前記案内部は、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記少なくとも一対の燃料噴出路の一方及び他方に案内し、前記燃料噴出路は、前記キャビティの周方向の両端面に接続されており、前記案内部は前記両端面である。

【0017】

上記構成によれば、燃料供給路からキャビティに導入された燃料は、案内部として機能する両端面に案内されるためキャビティに滞留域が形成されにくくなり、油燃料の加熱が少なくなる。

【0018】

前記燃料を径方向内側に噴射する一対の内側燃料噴出路と、前記燃料を径方向外側に噴射する一対の外側燃料噴出路と、を有し、前記両端面には、前記燃料を径方向内側及び径方向外側に分岐させる一対の径方向案内面が形成されている構成としてもよい。

【0019】

上記構成によれば、燃料供給路から導入される油燃料が両端面に当接した際に発生する滞留を抑制することができる。

【0020】

また、本発明の第四の態様によれば、燃焼器は、軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、前記キャビティは、前記少なくとも一対の燃料噴出路毎に独立して形成され、前記キャビティの周方向の両端面は、軸線に沿う方向からみて円弧状をなしている。
また、本発明の第五の態様によれば、燃焼器は、軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、前記案内部は、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記少なくとも一対の燃料噴出路の一方及び他方に案内し、前記キャビティの周方向の両端面は、軸線に沿う方向からみて円弧状をなしている。
上記構成によれば、両端面を円弧状としない場合において発生する滞留や淀みを抑制することができる。

【0021】

また、本発明の第六の態様によれば、燃焼器は、軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、前記キャビティは、前記少なくとも一対の燃料噴出路毎に独立して形成され、前記燃料を径方向内側に噴射する一対の内側燃料噴出路と、前記燃料を径方向外側に噴射する一対の外側燃料噴出路と、を有し、前記キャビティは、軸線方向一方側に向かうに従って漸次径方向の距離が小さくなる一対の径方向対向面を有し、前記案内部は、前記一対の径方向対向面であり、二組の前記一対の燃料噴出路は、前記一対の径方向対向面のそれぞれの軸線方向一方側端部に接続されている。
また、本発明の第七の態様によれば、燃焼器は、軸線の周方向に間隔をあけて、前記軸線に沿って延びる複数の燃料供給路と、前記複数の燃料供給路に接続されて、該燃料供給路を流通した燃料が導入されるとともに周方向に延びるキャビティと、周方向に間隔をあけて複数が設けられて前記キャビティの軸線方向一方側に接続されるとともに、該キャビティの外部に前記燃料を噴出する燃料噴出路と、を備え、前記キャビティ内に、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記燃料噴出路に案内する案内部が形成され、前記燃料噴出路は、前記燃料供給路に対して少なくとも一対が設けられており、前記一対の燃料噴出路の一方及び他方は、前記軸線に沿う方向からみて各々の前記燃料供給路から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されており、前記案内部は、前記燃料供給路から導入された前記燃料を前記少なくとも一対の燃料噴出路の一方及び他方に案内し、前記燃料を径方向内側に噴射する一対の内側燃料噴出路と、前記燃料を径方向外側に噴射する一対の外側燃料噴出路と、を有し、前記キャビティは、軸線方向一方側に向かうに従って漸次径方向の距離が小さくなる一対の径方向対向面を有し、前記案内部は、前記一対の径方向対向面であり、二組の前記一対の燃料噴出路は、前記一対の径方向対向面のそれぞれの軸線方向一方側端部に接続されている。

【0022】

上記構成によれば、径方向対向面によって燃料が案内されることによって、キャビティの下流側端部が平面形状である場合と比較して、キャビティ内に形成される滞留域が形成されにくくなる。

【0023】

前記燃焼器は、円筒形状の分離リング本体と、前記分離リング本体の内部を軸線に沿って貫通し、内側が前記燃料供給路とされた管形状の燃料供給管と、前記分離リング本体の軸線方向の一端に配置され、内部に前記キャビティを形成するリングマニホールドと、を有し、前記燃料供給管と前記分離リング本体との間と、前記リングマニホールドと前記分離リング本体との間の少なくとも一方に空間が設けられていることが好ましい。

【0024】

上記構成によれば、空間が断熱層として機能するため、油燃料が加熱されるのを低減することができる。

【0025】

また、本発明は上記いずれかの燃焼器を備える回転機械を提供する。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、案内部が設けられていることによって、燃料がキャビティに導入された際にキャビティ内に形成される滞留域が形成されにくくなる。流速の遅い滞留域が減少することにより、油燃料の加熱が少なくなり、油の加熱による変質、炭化を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の参考例のガスタービンの概略図である。

【図2】本発明の参考例の燃焼器の概略断面図である。

【図3】本発明の参考例の分離リングの分解斜視図である。

【図4】本発明の参考例の分離リングの分解斜視図の一部拡大図である。

【図5】本発明の参考例の分離リングの周方向からみた一部断面図である。

【図6】本発明の参考例の分離リングの径方向からみた断面図である。

【図7】本発明の参考例の分離リングの変形例の周方向からみた一部断面図である。

【図8】本発明の第一実施形態の分離リングの径方向からみた断面図である。

【図9】本発明の第二実施形態の分離リングの径方向からみた断面図である。

【図10】本発明の第三実施形態の分離リングの径方向からみた断面図である。

【図11】図１０のＡ矢視図であって、本発明の第三実施形態の分離リングの軸線方向からみた図である。

【図12】本発明の第三実施形態の分離リングの変形例の軸線方向からみた図である。

【図13】本発明の第四実施形態の分離リングの軸線方向からみた図である。

【図14】本発明の第五実施形態の分離リングの周方向からみた一部断面図である。

【図15】従来の分割リングの径方向からみた断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

（参考例）
以下、本発明に係る参考例の燃焼器３について図を参照して説明する。
図１に示すように、本参考例の回転機械であるガスタービン１は、多量の空気を内部に取り入れて圧縮する圧縮機２と、この圧縮機２にて圧縮された圧縮空気Ａに燃料を混合して燃焼させる燃焼器３と、燃焼器３から導入された燃焼ガスＧの熱エネルギーを回転エネルギーに変換するタービン４とを備えている。

【0029】

圧縮機２及びタービン４は、それぞれ一体回転するように連結されたロータ５と、ロータ５の外周側を囲うステータ６とを備えている。ロータ５は、回転軸７と、軸線方向に間隔を空けて固定されている複数の環状動翼群８と、を有している。各々の環状動翼群８は、回転軸７の外周に、周方向に互いの間隔を空けて固定されている複数の動翼を有して構成されている。

【0030】

ステータ６は、それぞれケーシング９と、ケーシング９内において軸線方向に間隔をあけて固定された複数の環状静翼群１０とを備えている。環状静翼群１０は、各々のケーシング９内面に、周方向に互いの間隔をあけて固定されている複数の静翼を有している。
環状静翼群１０は、それぞれ、複数の環状動翼群８と、軸線方向に交互に配置されている。

【0031】

本参考例の燃焼器３は、ガス焚きのほかに油焚きが可能なデュアル方式のものである。図２に示すように、燃焼器３は、内筒１３の内部に配置された内側スワラ２０及び外側スワラ２１を備えている二重スワラ燃焼器である。
詳しくは、燃焼器３は、車室１２の内部に収容された内筒１３と、内筒１３の外周側を覆うとともに車室１２の内壁に当接された外筒１４とを備えている。内筒１３は、中空の管状部材である。内筒１３の下流側には尾筒（図示せず）が接続されている。外筒１４の内周面と内筒１３の外周面との間には、圧縮空気Ａが流通する空気流路１５が形成されている。この空気流路１５に流入した圧縮空気Ａは、外筒１４の底部分の反転部１６で１８０°転回することで、内筒１３の内部に供給される。

【0032】

空気流路１５上であって反転部１６より上流側には、空気流路１５を流通する圧縮空気Ａにトップハットノズル１７が設けられている。トップハットノズル１７は、内筒１３の周方向に等間隔に配置されており、複数のトップハットノズル燃料噴射孔１８を備えている。

【0033】

燃焼器３は、内筒１３の軸中心と同軸に形成された内側スワラ２０と、外側スワラ２１とを有している。内側スワラ２０と外側スワラ２１とは、環状断面を有し、圧縮空気Ａを流す流路である。
内側スワラ２０の内部であって内側スワラ２０の下流側には、多数の内側スワールベーン２２が周方向に配列されている。内側スワールベーン２２には、複数の内側燃料噴出孔２３が形成されている。同様に、外側スワラ２１の内部であって外側スワラ２１の下流側には、多数の外側スワールベーン２４が周方向に配列されている。外側スワールベーン２４には、複数の外側燃料噴出孔２５が形成されている。

【0034】

内側スワラ２０と外側スワラ２１とは、円筒形状の分離リング２７によって区画されている。分離リング２７の内部には、複数の燃料供給路２８が形成されている。燃料供給路２８には、油供給源２９から油燃料を供給するための油供給ライン３０が接続されている。

【0035】

分離リング２７の軸線方向の一方側（下流側）の端部には、複数の燃料噴出路３１（図４参照）が形成されている。本参考例の燃焼器３は、１本の燃料供給路２８に対して、４個の燃料噴出路３１が設けられている。
なお、以下の説明においては、分離リング２７や内筒１３の軸線方向を単に軸線方向として説明する。また、軸線方向の一方側を圧縮空気Ａの下流側として説明する。

【0036】

図３に示すように、分離リング２７は、分離リング本体３３と、配管ユニット３４と、ノズル３５と、を有している。分離リング本体３３は円筒形状をなし、分離リング本体３３の内部には軸線に沿って複数の配管挿通孔３６が形成されている。配管挿通孔３６は、分離リング本体３３の周方向に等間隔に形成されている。配管挿通孔３６は、配管ユニット３４の燃料供給管３８が挿入するための貫通孔である。

【0037】

配管ユニット３４は、環状のリングマニホールド３７と、リングマニホールド３７の軸線に沿って延在し、一端がリングマニホールド３７に接続されている複数の燃料供給管３８とを有している。
ノズル３５は、分離リング２７の軸線方向の一端に取り付けられる円環状の部材である。ノズル３５の表面には、前述した燃料噴出路３１の下流側の開口である複数の油燃料噴射孔３９が形成されている。

【0038】

図４に示すように、分離リング本体３３の配管挿通孔３６は、分離リング本体３３の板厚方向の中央に形成されている。配管挿通孔３６の軸線方向の一端には、配管ユニット３４のリングマニホールド３７が収容される環状の収容空間４０が形成されている。

【0039】

配管ユニット３４のリングマニホールド３７は、断面Ｕ字形状をなす環状部材であり、軸線方向の一方側（下流側）に開口部４１が形成されている。リングマニホールド３７の開口部４１には、周方向内側、及び周方向外側に突出するリブ４２が形成されている。
リングマニホールド３７の内部はキャビティ４３とされており、キャビティ壁４４によって複数に分割されている。換言すれば、本参考例のキャビティ４３は、周方向に連続しておらず、複数の離散的なキャビティ４３とされている。

【0040】

燃料供給管３８は円管状をなし、その内部が燃料供給路２８とされている。燃料供給管３８の内部である燃料供給路２８と、リングマニホールド３７のキャビティ４３とは連通している。
ノズル３５の断面形状は、軸線方向Ｘの一方側に向かって漸次幅が狭くなる三角形状である。ノズル３５には複数の燃料噴出路３１が形成されている。燃料噴出路３１は、燃料供給路２８から供給される油燃料を噴射する噴射孔である。燃料噴出路３１の軸線方向Ｘの他方側は、ノズル３５の軸線方向Ｘの他方側の分離リング本体３３との接続面４５に開口しており、ノズル３５を配管ユニット３４とともに分離リング本体３３に取り付けることによって、キャビティ４３に連通するように形成されている。

【0041】

燃料噴出路３１の軸線方向Ｘの一方側は、ノズル３５の軸線方向Ｘの一方側に開口して油燃料噴射孔３９を形成している。具体的には、径方向外側の外側燃料噴出路３１ａがノズル３５の外周面に開口しており、径方向内側の内側燃料噴出路３１ｂがノズル３５の内周面に開口している。

【0042】

また、ノズル３５の内部には、周方向に亘って二つの環状空間４６が形成されている。環状空間４６は、ノズル３５の接続面４５に形成された断面矩形形状の環状の溝条４７と、溝条４７の開口を封止する環状の封止板４８とから構成されている。溝条４７は、燃料噴出路３１に干渉せず、かつ、ノズル３５の強度に影響を与えない範囲で形成されている。封止板４８は、環状の溶接部Ｗ１によってノズル３５に溶接されている。

【0043】

図５に示すように、燃料供給路２８と、キャビティ４３と、燃料噴出路３１とは、互いに連通している。即ち、燃料供給路２８から供給された油燃料は、一旦キャビティ４３に流入した後、燃料噴出路３１からキャビティ４３の外部であって軸線方向Ｘの一方側に噴射される。燃料噴出路３１は、径方向Ｒ内側を指向する内側燃料噴出路３１ｂと、径方向Ｒ外側を指向する外側燃料噴出路３１ａとを有しており、油燃料は圧縮空気Ａの下流側であって、径方向Ｒ内側及び径方向Ｒ外側に噴射される。

【0044】

図５では示されないが、燃料噴出路３１は、１本の燃料供給路２８に対して４本形成されており、１本の燃料供給路２８から供給された油燃料は、４本の燃料噴出路３１から噴射される。即ち、１本の燃料供給路２８に対して一対の内側燃料噴出路３１ｂと、一対の外側燃料噴出路３１ａが形成されている。

【0045】

燃料供給管３８と分離リング本体３３との間には、一定の空間５０が形成されている。換言すれば、分離リング本体３３の配管挿通孔３６の内周面と燃料供給管３８の外周面との間には燃料供給管３８の周方向に均一の隙間が形成されている。同様に、リングマニホールド３７と分離リング本体３３との間にも空間５０が形成されている。燃料供給管３８及び分離リング本体３３との間、及びリングマニホールド３７と分離リング本体３３との間には、適宜スペーサ５１が配置されている。
分離リング本体３３と、配管ユニット３４とは、リングマニホールド３７のリブ４２と分離リング本体３３の軸線方向の一端とを溶接（溶接部をＷ２で示す）することによって接合されている。分離リング本体３３と、ノズル３５とは、符号Ｗ３で示す溶接部にて接合されている。

【0046】

図６に示すように、リングマニホールド３７の内部に形成されているキャビティ４３は、キャビティ壁４４によって複数に区画されている。キャビティ４３は、１本の燃料供給路２８に対して一つの区画が独立して割り当てられるように区画されている。
外側燃料噴出路３１ａは１本の燃料供給路２８に対して２本（一対）設けられている。図６からは確認できないが、内側燃料噴出路３１ｂも１本の燃料供給路２８に対して２本（一対）設けられている。

【0047】

一対の内側燃料噴出路３１ｂの一方及び他方は、軸線方向Ｘからみて燃料供給路２８から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されている。同様に、一対の外側燃料噴出路３１ａの一方及び他方は、軸線方向Ｘからみて燃料供給路２８から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されている。即ち、燃料供給路２８と燃料噴出路３１とは一直線上には配置されていない。

【0048】

キャビティ４３の内部であって、周方向Ｃに離間する一対の燃料噴出路３１の間には燃料供給路２８から導入された油燃料を周方向Ｃに離間する一対の燃料噴出路３１に案内する案内部５２が形成されている。油燃料は案内部５２によって符号Ｆで示すように案内される。
案内部５２は、一対の第一案内面５３から構成されている。第一案内面５３は、燃料供給路２８から導入された油燃料を燃料噴出路３１に向かって案内する斜面であり、上流側で稜線５４にて接続されている。換言すれば、案内部５２は、上流側の稜線５４から、下流側に向かうに従って漸次拡幅するような、一対の第一案内面５３から形成されている。

【0049】

次に、本参考例の燃焼器３の作用について説明する。
まず、圧縮機２の出口から車室１２内に排出される圧縮空気Ａは、外筒１４と内筒１３との間にできる空気流路１５に流れ込む。空気流路１５に流れ込んだ圧縮空気Ａは、外筒１４の内壁に沿って流れる。

【0050】

次いで、圧縮空気Ａが反転部１６で１８０°転回する。圧縮空気Ａには燃焼器３の内側スワラ２０及び外側スワラ２１で旋回流が与えられつつ、内側燃料噴出孔２３及び外側燃料噴出孔２５からガス燃料が供給される。
油焚き運転の際においては、油燃料噴射孔３９を介して圧縮空気Ａに油燃料が供給される。

【0051】

上記参考例によれば、一つの燃料供給路２８に対して、燃料噴出路３１が４本設けられていることによって、燃料供給路２８の圧力の違いによる燃料噴出路３１からの油燃料の噴射量のバラつきを低減することができる。
また、燃料供給路２８と燃料噴出路３１との間にキャビティ４３を設けたことによって、油燃料がキャビティ４３内で均圧化される。これにより、燃料噴出路３１からの油燃料の噴射量のバラつきをより低減することができる。

【0052】

また、キャビティ４３内であって、一対の燃料噴出路３１の間に案内部５２が設けられていることによって、油燃料がキャビティ４３に導入された際にキャビティ４３内に形成される滞留域が形成されにくくなる。流速の遅い滞留域が減少することにより、油燃料の加熱が少なくなり、コーキングを低減することができる。

【0053】

また、燃料供給路２８を画定する燃料供給管３８と分離リング本体３３との間、及びリングマニホールド３７と分離リング本体３３との間に、断熱層として機能する空間５０が形成されていることによって、油燃料が加熱されるのを低減することができる。
また、ノズル３５の内部にも断熱層として機能する空間を形成することによって、下流側からの油燃料への入熱を低減することができる。

【0054】

また、燃料噴出路３１は、燃料供給路２８に対して少なくとも一対が設けられており、一対の燃料噴出路３１の一方及び他方が各々の燃料供給路２８から周方向の反対方向に等間隔を形成するように配置されている。これにより、少なくとも一対の燃料噴出路３１が燃料供給路２８に対して対称位置に設けられるため、燃料をバランスよく複数の燃料噴出路３１に導入することができる。

【0055】

なお、上記参考例では、分離リング２７の組立の際、配管ユニット３４を分離リング本体３３に接合した後、ノズル３５を分離リング本体３３に接合する構成としたが、これに限ることはない。例えば、図７に示すように、ノズル３５と配管ユニット３４とを溶接（溶接部をＷ４で示す）した後、分離リング本体３３とノズル３５とを溶接する構成としてもよい。
上記構成によれば、断熱層として機能する空間５０の範囲を増大することができる。

【0056】

（第一実施形態）
以下、本発明の第一実施形態の燃焼器３の分離リング２７を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した参考例との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の案内部５２は、キャビティ４３の周方向Ｃの両端部に形成され、軸線方向Ｘの一方側に向かうに従ってキャビティ４３の周方向Ｃの幅を漸次拡大するように形成された一対の斜面である第二案内面５６である。

【0057】

上記実施形態によれば、燃料供給路２８からキャビティ４３に導入された油燃料は、第二案内面５６によって構成されている案内部５２によって、周方向Ｃに過度に広がることなく燃料噴出路３１に導入される。即ち、キャビティ４３の周方向Ｃ両側に滞留域が形成されにくくなり、油燃料の加熱が少なくなる。

【0058】

（第二実施形態）
以下、本発明の第二実施形態の燃焼器３の分離リング２７を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した参考例との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図９に示すように、本実施形態のキャビティ４３は、キャビティ壁４４（図４、図６を参照）によって区画されておらず、周方向Ｃに亘って延在している。本実施形態の案内部５２は、一対の第一案内面５３と、一対の第二案内面５６とから構成されている。

【0059】

第一案内面５３は、参考例の第一案内面５３と同様に、燃料供給路２８から導入された油燃料を燃料噴出路３１に向かって案内する斜面であり、上流側で稜線５４にて接続されている。換言すれば、案内部５２は、上流側の稜線５４から、下流側に向かうに従って漸次拡幅するような、一対の第一案内面５３から形成されている。
第二案内面５６は、キャビティ４３の周方向Ｃの両端部に形成され、軸線方向Ｘの一方側に向かうに従ってキャビティ４３の周方向Ｃの幅を漸次拡大するように形成された一対の斜面である。

【0060】

上記のように、本実施形態の案内部５２は、周方向に連続して形成されるキャビティ４３にも適用可能である。

【0061】

（第三実施形態）
以下、本発明の第三実施形態の燃焼器３の分離リング２７を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した参考例との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図１０及び図１１に示すように、本実施形態の燃料噴出路３１は、キャビティ４３の周方向Ｃの両端面５８に接続されている。換言すれば、燃料噴出路３１は、キャビティ４３の両端面５８に沿って流れる油燃料が導入され易いように、両端面５８の延長線上に形成されている。これにより、キャビティ４３の両端面５８が案内部５２として機能する。

【0062】

上記実施形態によれば、燃料供給路２８からキャビティ４３に導入された油燃料は、案内部５２として機能する両端面５８に案内されるためキャビティ４３に滞留域が形成されにくくなり、油燃料の加熱が少なくなる。

【0063】

なお、上記実施形態の両端面５８には、図１２に示すように、油燃料を径方向Ｒ内側及び径方向Ｒ外側に分岐させる一対の径方向案内面５９を形成することが好ましい。このような径方向案内面５９を形成することによって、燃料供給路２８から導入される油燃料が両端面５８に当接した際に発生する滞留を抑制することができる。

【0064】

（第四実施形態）
以下、本発明の第四実施形態の燃焼器３の分離リング２７を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した第三実施形態との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図１３に示すように、本実施形態の両端面は、軸線に沿う方向からみて円弧状をなす円弧状端面６０とされている。具体的には、二点鎖線で示すような角部を丸面取りしたような形状となっている。
上記実施形態によれば、両端面５８を円弧状としない場合において発生する図１３に符号Ｅで示すような滞留や淀みを抑制することができる。

【0065】

（第五実施形態）
以下、本発明の第五実施形態の燃焼器３の分離リング２７を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、上述した参考例との相違点を中心に述べ、同様の部分についてはその説明を省略する。
図１４に示すように、本実施形態のキャビティ４３は、リングマニホールド３７によって画定されているキャビティ４３と、ノズル３５内に形成されているノズルキャビティ６２とによって形成されている。

【0066】

ノズルキャビティ６２は、ノズル３５の周方向に亘って形成されている断面三角形状の溝条であって、一対の径方向対向面６３から構成されている。ノズルキャビティ６２の径方向Ｒの寸法は、リングマニホールド３７のキャビティ４３の径方向Ｒの寸法と略同一とされている。そして、ノズルキャビティ６２は、軸線方向Ｘの一方側に向かうに従って漸次径方向の幅が小さくなるように形成されている。即ち、ノズルキャビティ６２は、軸線方向Ｘ一方側に向かうに従って漸次近づくように形成されている一対の径方向対向面６３を有している。

【0067】

一対の外側燃料噴出路３１ａ及び一対の内側燃料噴出路３１ｂは、一対の径方向対向面６３のそれぞれの軸線方向Ｘ一方側端部に接続されている。換言すれば、本実施形態のキャビティ４３は、下流側に凸状とされており、二組の一対の燃料噴出路３１は、リングキャビティ４３の下流側先端部近傍に接続されている。

【0068】

上記実施形態によれば、径方向対向面６３によって油燃料が案内されることによって、キャビティ４３の下流側端部が平面形状である場合と比較して、キャビティ４３内に形成される滞留域が形成されにくくなる。

【符号の説明】

【0069】

１ ガスタービン（回転機械）
２ 圧縮機
３ 燃焼器
４ タービン
５ ロータ
６ ステータ
７ 回転軸
８ 環状動翼群
９ ケーシング
１０ 環状静翼群
１２ 車室
１３ 内筒
１４ 外筒
１５ 空気流路
１６ 反転部
１７ トップハットノズル
１８ トップハットノズル燃料噴射孔
２０ 内側スワラ
２１ 外側スワラ
２２ 内側スワールベーン
２３ 内側燃料噴出孔
２４ 外側スワールベーン
２５ 外側燃料噴出孔
２７ 分離リング
２８ 燃料供給路
２９ 油供給源
３０ 油供給ライン
３１ 燃料噴出路
３１ａ 外側燃料噴射路
３１ｂ 内側燃料噴出路
３３ 分離リング本体
３４ 配管ユニット
３５ ノズル
３６ 配管挿通孔
３７ リングマニホールド
３８ 燃料供給管
３９ 油燃料噴射孔
４０ 収容空間
４１ 開口部
４２ リブ
４３ キャビティ
４４ キャビティ壁
４６ 環状空間
４７ 溝条
４８ 封止板
５０ 空間
５１ スペーサ
５２ 案内部
５３ 第一案内面
５４ 稜線
５６ 第二案内面
５８ 両端面
５９ 径方向案内面
６０ 円弧状端面
６２ ノズルキャビティ
６３ 径方向対向面
Ａ 圧縮空気

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】