特許 6840468 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】6840468

(24)【登録日】2021年2月19日

(45)【発行日】2021年3月10日

(54)【発明の名称】ガスタービン燃焼器

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/10 20060101AFI20210301BHJP

   F02C 7/18 20060101ALI20210301BHJP

   F23R 3/28 20060101ALI20210301BHJP

   F23R 3/32 20060101ALI20210301BHJP

【ＦＩ】

   F23R3/10

   F02C7/18 C

   F02C7/18 Z

   F23R3/28 D

   F23R3/32

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-65392(P2016-65392)

(22)【出願日】2016年3月29日

(65)【公開番号】特開2017-180906(P2017-180906A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2019年2月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100112737

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 考晴

(74)【代理人】

【識別番号】100140914

【弁理士】

【氏名又は名称】三苫 貴織

(74)【代理人】

【識別番号】100136168

【弁理士】

【氏名又は名称】川上 美紀

(74)【代理人】

【識別番号】100172524

【弁理士】

【氏名又は名称】長田 大輔

(72)【発明者】

【氏名】宮本 健司

(72)【発明者】

【氏名】瀧口 智志

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 圭司郎

(72)【発明者】

【氏名】宮内 宏太郎

(72)【発明者】

【氏名】西田 幸一

(72)【発明者】

【氏名】赤松 真児

【審査官】 中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１９０１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１８１８８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９７０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１２８７３９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１４７１２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｒ ３／００−３／６０

Ｆ０２Ｃ ７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼器内筒内に複数配置され、燃料と燃焼用空気とが予め混合された予混合気に旋回流を付与するスワラ筒と、
前記複数のスワラ筒と前記燃焼器内筒との間で当該燃焼器内筒に対し隙間を有して配置され、前記隙間から当該燃焼器内筒に接続された燃焼器尾筒に向け噴射してフィルム状の空気を当該燃焼器尾筒内に生成する外側リングと
を備え、
前記外側リングは、前記外側リングの下流端に上流側から下流側に向けて厚さが漸減するように形成されたテーパ面を有し、
前記テーパ面は、前記外側リングの内周面側に形成され、
前記外側リングの内周面側のテーパ面は、前記外側リングの外周面側に向けて突出する曲面形状をなしていることを特徴とするガスタービン燃焼器。

【請求項2】

燃焼器内筒内に複数配置され、燃料と燃焼用空気とが予め混合された予混合気に旋回流を付与するスワラ筒と、
前記複数のスワラ筒と前記燃焼器内筒との間で当該燃焼器内筒に対し隙間を有して配置され、前記隙間から当該燃焼器内筒に接続された燃焼器尾筒に向け噴射してフィルム状の空気を当該燃焼器尾筒内に生成する外側リングと
を備え、
前記外側リングは、前記外側リングの下流端に上流側から下流側に向けて厚さが漸減するように形成されたテーパ面を有し、
前記テーパ面は、前記外側リングの外周面側に形成され、
前記外側リングの外周面側のテーパ面は、前記外側リングの内周面側に向けて突出する曲面形状をなしてい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、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、メインバーナが予混合炎を生成するための種火としてパイロットバーナによって生成された拡散炎を使用することができるため、この拡散炎を用いてそのメインバーナによって生成された予混合気を燃焼させることにより、予混合燃焼を可能としている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１４−９２２８６号公報

【特許文献2】特開２００５−３１５４５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

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。

【0005】

そのため、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が種々検討されている（特許文献１，２参照）。例えば、図４に示すように、ガスタービン燃焼器１００では、パイロットコーン１２１の径方向外側に複数設けられ、予混合気Ｆｐに旋回流を付与するスワラ筒１３１と、複数のスワラ筒１３１の径方向外側に配置され、燃焼器内筒１１１との間に隙間１４１を有して配置される外側リング１１５とを備え、取り込んだ圧縮空気を隙間１４１内から噴射してフィルム状の空気Ａｆが燃焼器尾筒（または出口外側リング）１１２の内周面に沿って流れるようになっている。これにより、境界層内の低流速域である燃焼器尾筒１１２の内周面に沿って遡上する（壁面）フラッシュバックｆｂを防止している。

【0006】

しかしながら、上述のガスタービン燃焼器１００では、図５に示すように、外側リング１１５の下流側端部１１５ａが段差になっており、前記圧縮空気および予混合気Ｆｐが外側リング１１５の外周面１１５ｃおよび内周面１１５ｂに沿って下流側へ流れていくと、圧縮空気の流れが外側リング１１５の外周面１１５ｃから剥離してよどみＳ１が生じる一方、予混合気Ｆｐの流れが外側リング１１５の内周面１１５ｂから剥離してよどみが生じており、この箇所に低流速域が発生する。そのため、よどみが生じた領域が保炎部となり、フラッシュバックが発生してしまう可能性があった。

【0007】

以上のことから、本発明は、上述したような課題を解決するために為されたものであって、簡単な構成にて、外側リングの下流側端部での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している。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上述した課題を解決する第１の発明に係るガスタービン燃焼器は、
燃焼器内筒内に複数配置され、燃料と燃焼用空気とが予め混合された予混合気に旋回流を付与するスワラ筒と、
前記複数のスワラ筒と前記燃焼器内筒との間で当該燃焼器内筒に対し隙間を有して配置され、前記隙間から当該燃焼器内筒に接続された燃焼器尾筒に向け噴射してフィルム状の空気を当該燃焼器尾筒内に生成する外側リングと
を備え、
前記外側リングは、前記外側リングの下流端に上流側から下流側に向けて厚さが漸減するように形成されたテーパ面を有する
ことを特徴とする。

【0009】

上述した課題を解決する第２の発明に係るガスタービン燃焼器は、前述した第１の発明に係るガスタービン燃焼器であって、
前記テーパ面は、前記外側リングの内周面側に形成される
ことを特徴とする。

【0010】

上述した課題を解決する第３の発明に係るガスタービン燃焼器は、前述した第１の発明に係るガスタービン燃焼器であって、
前記テーパ面は、前記外側リングの内周面側および外周面側の両方に形成される
ことを特徴とする。

【0011】

上述した課題を解決する第４の発明に係るガスタービン燃焼器は、前述した第１の発明に係るガスタービン燃焼器であって、
前記テーパ面は、前記外側リングの外周面側に形成される
ことを特徴とする。

【0012】

上述した課題を解決する第５の発明に係るガスタービン燃焼器は、前述した第１から第４の何れか一つの発明に係るガスタービン燃焼器であって、
前記テーパ面は、前記外側リングの中心軸に沿って切断した断面にて曲線形状をなしている
ことを特徴とする。

【0013】

上述した課題を解決する第６の発明に係るガスタービン燃焼器は、前述した第１から第４の何れか一つの発明に係るガスタービン燃焼器であって、
前記テーパ面は、径方向に対して３０度〜６０度の角度を有する
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、外側リングが、前記外側リングの下流端に上流側から下流側に向けて厚さが漸減するように形成されたテーパ面を有することにより、予混合気または圧縮空気が外側リングの内周面または外周面に沿って下流側へ滑らかに流れ、外側リングの下流側端部での予混合気または圧縮空気の流れの剥離が無くなり、ガス流れの剥離に起因して生じるよどみ領域が小さくなる。これにより、簡易な構成にて、外側リングの下流側端部での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】

【0015】

【図1】本発明の第一の実施形態に係るガスタービン燃焼器の内部構成を概略的に示す図である。

【図2】本発明の第二の実施形態に係るガスタービン燃焼器の内部構成を概略的に示す図である。

【図3】本発明の第三の実施形態に係るガスタービン燃焼器の内部構成を概略的に示す図である。

【図4】従来のガスタービン燃焼器の一例を示す概略図である。

【図5】図４における囲み線Ｖの拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

本発明に係るガスタービン燃焼器の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。

【0017】

［第一の実施形態］
本発明の第一の実施形態に係るガスタービン燃焼器について、図１を用いて説明する。なお、図１において、符号Ｃ１は、燃焼器内筒の中心軸を示している。

【0018】

図１に示すように、ガスタービン燃焼器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。さらに、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。

【0019】

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。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。

【0020】

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、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内には、メインノズル３３が、そのスワラ筒３１と同軸と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。スワラ筒３１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。

【0021】

上述したガスタービン燃焼器１は、複数のスワラ筒３１と燃焼器内筒１１との間で燃焼器内筒１１に対し隙間４１を有して燃焼器内筒１１と同軸上に配置される外側リング１５をさらに有する。外側リング１５は、溶接等の固定具を介して、複数のメインバーナ１４のそれぞれに設けられるスワラ筒３１の外周面に支持されている。外側リング１５は、その下流側にて、内周面（内径部）１５ｂ側に設けられ、上流側から下流側に向けて厚みが漸減する内周面側テーパ面１５ｂａを有する。すなわち、外側リング１５は、外側リング１５の下流端１５ｄに内周面側テーパ面１５ｂａを有する。内周面側テーパ面１５ｂａの下流側は、外側リング１５の下流側端部１５ａと接続している。これにより、外側リング１５の内周面１５ｂに沿って下流側に案内される予混合気Ｆｐは、内周面側テーパ面１５ｂａにより下流側へ滑らかに高流速で流れることになる。

【0022】

次に、ガスタービン燃焼器１の運転時における各動作について説明する。

【0023】

ガスタービン燃焼器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の上流側端部に流れ込んだ後、パイロットバーナ１３内およびメインバーナ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内およびメインノズル３３内に供給される。

【0024】

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の内部および下流側（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。

【0025】

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から噴射された燃料Ｆと混合され、予混合気Ｆｐが生成される。次いで、旋回した予混合気Ｆｐは、外側リング１５とパイロットコーン２１とで下流側へ案内され燃焼器尾筒１２内に向けて供給される。このとき、外側リング１５の内周面１５ｂに沿って下流側に案内される予混合気Ｆｐは、内周面側テーパ面１５ｂａにより下流側へ滑らかに流れることになる。その後、燃焼器尾筒１２内に供給された予混合気Ｆｐは、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。

【0026】

このとき、上述したような、ガスタービン燃焼器１の運転時においては、メインバーナ１４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、燃焼器内筒１１の内周面１１ａと外側リング１５の外周面１５ｃとの間の隙間（空気通路）４１を介して燃焼器尾筒１２内に取り込まれている。すなわち、圧縮空気Ａが隙間４１を通って燃焼器尾筒１２内に噴射されることにより、フィルム状の空気（以下、フィルム空気という）Ａｆとなり、このフィルム空気Ａｆが、燃焼器尾筒１２の内周面に沿ってその下流側へ向けて流れることになる。

【0027】

したがって、本実施形態に係るガスタービン燃焼器１によれば、複数のスワラ筒３１と燃焼器内筒１１との間で、燃焼器内筒１１に対し隙間４１を有して配置され、隙間４１から燃焼器内筒１１に接続された燃焼器尾筒１２に向け噴射してフィルム空気Ａｆを燃焼器尾筒１２内に生成する外側リング１５を備え、外側リング１５が、当該外側リング１５の下流端１５ｄに上流側から下流側に向けて厚さが漸減するように内周面１５ｂ側に形成された内周面側テーパ面１５ｂａを有することにより、外側リング１５の内周面１５ｂに沿って下流側に案内される予混合気Ｆｐが内周面側テーパ面１５ｂａにより上流側から下流側へ向けて滑らかに高流速で流れることになり、外側リング１５の下流側端部１５ａでの予混合気Ｆｐの流れの剥離が無くなり、ガス流れの剥離に起因して生じるよどみ領域が小さくなる。これにより、簡単な構成にて、外側リング１５の下流側端部１５ａでのフラッシュバックの発生が抑制される。また、予混合気Ｆｐがフィルム空気Ａｆにより混合促進されるので、低ＮＯｘ化が期待できる。よって、燃焼が安定し、燃焼効率の低下が抑制される。

【0028】

また、内周面側テーパ面１５ｂａは、径方向に対して３０度〜６０度の範囲の角度θ１を有することが好ましい。これは、外側リング１５の内周面１５ｂに沿って下流側に案内される予混合気Ｆｐがより滑らかに下流側へ流れるからである。

【0029】

［第二の実施形態］
本発明の第二の実施形態に係るガスタービン燃焼器について、図２を用いて説明する。
なお、本実施形態は、外側リングのみを変更したもので、それ以外は、上述の第一の実施形態に係るガスタービン燃焼器と同じ部材を具備する。本実施形態では、上述の第一の実施形態に係るガスタービン燃焼器と同じ部材については同一符号を付記しその説明を適宜省略する。図２では、ガスタービン燃焼器の上半分の内部構造のみを示している。

【0030】

本実施形態に係るガスタービン燃焼器１Ａは、図２に示すように、上述した第一の実施形態に係るガスタービン燃焼器１と同様、燃焼器内筒１１内に収容されるパイロットバーナ１３およびメインバーナ１４と、燃焼器内筒１１に接続された燃焼器尾筒１２とを備えると共に、メインバーナ１４の複数のスワラ筒３１と燃焼器内筒１１との間で燃焼器内筒１１の内周面１１ａに対し隙間４１を有して燃焼器内筒１１と同軸上に配置される外側リング１５Ａを備える。なお、外側リング１５Ａは、外側リング１５と同様、溶接等の固定具を介して、複数のメインバーナ１４のそれぞれに設けられるスワラ筒３１の外周面に支持されている。

【0031】

外側リング１５Ａは、その下流側にて、上流側から下流側に向けて厚さが漸減するように形成された内周面側テーパ面１５Ａｂａおよび外周面側テーパ面１５Ａｃａを有する。すなわち、外側リング１５Ａは、外側リング１５Ａの下流端１５Ａｄに内周面側テーパ面１５Ａｂａおよび外周面側テーパ面１５Ａｃａを有する。内周面側テーパ面１５Ａｂａは、外側リング１５Ａの内周面（内径部）１５Ａｂ側に形成される。外周面側テーパ面１５Ａｃａは、外側リング１５Ａの外周面（外径部）１５Ａｃ側に形成される。内周面側テーパ面１５Ａｂａは、外周面１５Ａｃ側に向けて突出する曲面形状をなしている。外周面側テーパ面１５Ａｃａは、内周面１５Ａｂ側に向けて突出する曲面形状をなしている。すなわち、内周面側テーパ面１５Ａｂａおよび外周面側テーパ面１５Ａｃａは、外側リング１５Ａの中心軸に沿って切断した断面にて曲線形状をなしている。また、内周面側テーパ面１５Ａｂａおよび外周面側テーパ面１５Ａｃａの下流側は、外側リング１５Ａの下流側端部１５Ａａと接続している。これにより、外側リング１５Ａの内周面１５Ａｂに沿って下流側に案内される予混合気Ｆｐは、内周面側テーパ面１５Ａｂａにより下流側へ滑らかに高流速で流れることになる。外側リング１５Ａの外周面１５Ａｃに沿って下流側に案内される圧縮空気Ａは、外周面側テーパ面１５Ａｃａにより下流側へ滑らかに高流速で流れることになる。

【0032】

したがって、本実施形態に係るガスタービン燃焼器１Ａによれば、複数のスワラ筒３１と燃焼器内筒１１との間で、燃焼器内筒１１に対し隙間４１を有して配置され、隙間４１から燃焼器内筒１１に接続された燃焼器尾筒１２に向けて噴射してフィルム空気Ａｆを燃焼器尾筒１２内に生成する外側リング１５Ａを備え、外側リング１５Ａが、当該外側リング１５Ａの下流端１５Ａｄに上流側から下流側に向けて厚さが漸減するように内周面１５Ａｂ側および外周面１５Ａｃ側のそれぞれに形成された内周面側テーパ面１５Ａｂａおよび外周面側テーパ面１５Ａｃａを有することにより、外側リング１５Ａの内周面１５Ａｂに沿って下流側に案内される予混合気Ｆｐが内周面側テーパ面１５Ａｂａにより上流側から下流側へ向けて滑らかに高流速で流れることになる一方、外側リング１５Ａの外周面１５Ａｃに沿って下流側に案内される圧縮空気Ａが外周面側テーパ面１５Ａｃａにより上流側から下流側へ向けて滑らかに高流速で流れることになる。これにより、外側リング１５Ａの下流側端部１５Ａａでの予混合気Ｆｐの流れの剥離と圧縮空気Ａの流れの剥離が無くなり、ガス流れの剥離に起因して生じるよどみ領域が小さくなる。その結果、簡単な構成にて、外側リング１５Ａの下流側端部１５Ａａでのフラッシュバックの発生が抑制される。予混合気Ｆｐがフィルム空気Ａｆにより混合促進されるので、低ＮＯｘ化が期待できる。さらに、予混合気Ｆｐの外向きの流れがないため、燃焼器尾筒１２の内壁に予混合器Ｆｐが流れにくく、壁面境界層にて発生するフラッシュバックの抑制も期待できる。よって、燃焼が安定し、燃焼効率の低下が抑制される。

【0033】

また、内周面側テーパ面１５Ａｂａおよび外周面側テーパ面１５Ａｃａが外側リング１５Ａの中心軸に沿って切断した断面にて曲線形状をなしていることから、これら箇所が外側リング１５Ａの中心軸に沿って切断した断面にて直線である場合と比べて、予混合気Ｆｐおよび圧縮空気Ａがより滑らかに流れることになる。これにより、ガス流れの剥離に起因して外側リング１５Ａの下流側端部１５Ａａに生じるよどみ領域が、テーパ面が外側リング１５Ａの中心軸に沿って切断した断面にて直線である場合と比べてより小さくなる。その結果、簡単な構成にて、外側リング１５Ａの下流側端部１５Ａａでのフラッシュバックの発生がより抑制される。よって、燃焼がより安定し、燃焼効率の低下がより抑制される。

【0034】

［第三の実施形態］
本発明の第三の実施形態に係るガスタービン燃焼器について、図３を用いて説明する。
なお、本実施形態は、外側リングのみを変更したもので、それ以外は、上述の第一の実施形態に係るガスタービン燃焼器と同じ部材を具備する。本実施形態では、上述の第一の実施形態に係るガスタービン燃焼器と同じ部材については同一符号を付記しその説明を適宜省略する。図３では、ガスタービン燃焼器の上半分の内部構造のみを示している。

【0035】

本実施形態に係るガスタービン燃焼器１Ｂは、図３に示すように、上述した第一の実施形態に係るガスタービン燃焼器１と同様、燃焼器内筒１１内に収容されるパイロットバーナ１３およびメインバーナ１４と、燃焼器内筒１１に接続された燃焼器尾筒１２とを備えると共に、メインバーナ１４の複数のスワラ筒３１と燃焼器内筒１１との間で燃焼器内筒１１の内周面１１ａに対し隙間４１を有して燃焼器内筒１１と同軸上に配置される外側リング１５Ｂを備える。なお、外側リング１５Ｂは、外側リング１５と同様、溶接等の固定具を介して、複数のメインバーナ１４のそれぞれに設けられるスワラ筒３１の外周面に支持されている。

【0036】

外側リング１５Ｂは、その下流側にて、上流側から下流側に向けて厚さが漸減するように形成された外周面側テーパ面１５Ｂｃａを有する。すなわち、外側リング１５Ｂは、外側リング１５Ｂの下流端１５Ｂｄに外周側テーパ面１５Ｂｃａを有する。外周面側テーパ面１５Ｂｃａは、外側リング１５Ｂの外周面（外径部）１５Ｂｃ側に形成される。また、外周面側テーパ面１５Ｂｃａの下流側は、外側リング１５Ｂの下流側端部１５Ｂａと接続している。これにより、外側リング１５Ｂの外周面１５Ｂｃに沿って下流側に案内される圧縮空気Ａは、外周面側テーパ面１５Ｂｃａにより下流側へ滑らかに高流速で流れることになる。なお、外側リング１５Ｂの内周面１５Ｂｂに沿って下流側に案内される予混合気Ｆｐは、そのまま燃焼器尾筒１２内に供給されることになる。

【0037】

したがって、本実施形態に係るガスタービン燃焼器１Ｂによれば、複数のスワラ筒３１と燃焼器内筒１１との間で、燃焼器内筒１１に対し隙間４１を有して配置され、隙間４１から燃焼器内筒１１に接続された燃焼器尾筒１２に向けて噴射してフィルム空気Ａｆを燃焼器尾筒１２内に生成する外側リング１５Ｂを備え、外側リング１５Ｂが、当該外側リング１５Ｂの下流端１５Ｂｄに上流側から下流側に向けて厚さが漸減するように外周面１５Ｂｃ側に形成された外周面側テーパ面１５Ｂｃａを有することにより、外側リング１５Ｂの外周面１５Ｂｃに沿って下流側に案内される圧縮空気Ａが外周面側テーパ面１５Ｂｃａにより上流側から下流側へ向けて滑らかに高流速で流れることになる。これにより、外側リング１５Ｂの下流側端部１５Ｂａでの圧縮空気Ａの流れの剥離が無くなり、ガス流れの剥離に起因して生じるよどみ領域が小さくなる。その結果、簡単な構成にて、外側リング１５Ｂの下流側端部１５Ｂａでのフラッシュバックの発生が抑制される。予混合気Ｆｐの外向きの流れがなく、燃焼器尾筒１２の内壁には燃料の混合が少ないフィルム空気Ａｆが流れているため、壁面境界層にて発生するフラッシュバックの抑制も期待できる。よって、燃焼が安定し、燃焼効率の低下が抑制される。

【0038】

また、外周面側テーパ面１５Ｂｃａは、径方向に対して３０度〜６０度の範囲の角度θ３を有することが好ましい。これは、外側リング１５Ｂの外周面１５Ｂｃに沿って下流側に案内される圧縮空気Ａがより滑らかに下流側へ流れるからである。

【0039】

［他の実施形態］
上述のガスタービン燃焼器１Ａを上述の第一，第三の実施形態に係るガスタービン燃焼器１，１Ｂに適用して内周面側テーパ面または外周面側テーパ面またはこれら両方を曲面形状としたガスタービン燃焼器とすることも可能である。このようなガスタービン燃焼器であっても、上述のガスタービン燃焼器１Ａと同様な作用効果を奏する。

【0040】

上述のガスタービン燃焼器１，１Ｂを組み合せて、内周面側テーパ面および外周面側テーパ面が内周面および外周面のそれぞれ形成された外側リングを備えるガスタービン燃焼器とすることも可能である。このようなガスタービン燃焼器であっても、上述のガスタービン燃焼器１，１Ｂと同様な作用効果を奏する。

【0041】

上述のガスタービン燃焼器１，１Ａ，１Ｂを、パイロットコーンの下流側端部よりもガスの流通方向下流側へ下流側端部が延在した形状なす外側リングを備えるガスタービン燃焼器に適用することも可能である。このようなガスタービン燃焼器であっても、上述のガスタービン燃焼器１，１Ａ，１Ｂと同様な作用効果を奏する。

【0042】

上述のガスタービン燃焼器１，１Ａ，１Ｂを、複数のメインバーナ１４のスワラ筒３１のそれぞれに延長管が設けられたガスタービン燃焼器や外側リングと燃焼器内筒（燃焼器尾筒）との間に出口外側リングが配置されたガスタービン燃焼器に適用することも可能である。このようなガスタービン燃焼器であっても、上述のガスタービン燃焼器１，１Ａ，１Ｂと同様な作用効果を奏する。

【産業上の利用可能性】

【0043】

本発明に係るガスタービン燃焼器は、簡単な構成にて、外側リングの下流側端部でのフラッシュバックの発生を抑制することができるので、産業上、極めて有益に利用することができる。

【符号の説明】

【0044】

１，１Ａ，１Ｂ ガスタービン燃焼器
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
１５，１５Ａ，１５Ｂ 外側リング
１５ａ，１５Ａａ，１５Ｂａ 下流側端部
１５ｂ，１５Ａｂ，１５Ｂｂ 内周面
１５ｂａ，１５Ａｂａ 内周面側テーパ面
１５ｃ，１５Ａｃ，１５Ｂｃ 外周面
１５Ａｃａ，１５Ｂｃａ 外周面側テーパ面
１５ｄ，１５Ａｄ，１５Ｂｄ 下流端
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
３３ メインノズル
３４ メインスワラ
３５ 基板
４１ 隙間（空気流通路）
Ａ 圧縮空気
Ａｆ フィルム空気
Ｃ１ 燃焼器内筒の中心軸
Ｃ２ 燃焼器内筒の中心軸
Ｆ 燃料
Ｆｐ 予混合気
θ１ 内周面側テーパ面の角度
θ３ 外周面側テーパ面の角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】