特許 6863718 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】6863718

(24)【登録日】2021年4月5日

(45)【発行日】2021年4月21日

(54)【発明の名称】ガスタービン燃焼器

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/28 20060101AFI20210412BHJP

【ＦＩ】

   F23R3/28 B

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-225591(P2016-225591)

(22)【出願日】2016年11月21日

(65)【公開番号】特開2018-84340(P2018-84340A)

(43)【公開日】2018年5月31日

【審査請求日】2019年4月25日

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】514030104

【氏名又は名称】三菱パワー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 理

(72)【発明者】

【氏名】和田山 芳英

(72)【発明者】

【氏名】三浦 圭祐

【審査官】 中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−０３５３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２６７７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０５−０９６７２８（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ２３Ｒ ３／２８

Ｆ２３Ｒ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃料を噴射する燃料ノズルと、
前記燃料ノズルの根元側に位置する挿入部が挿入される孔部を有する燃料ノズルプレートと、
を備えたガスタービン燃焼器において、
前記燃料ノズルは、前記挿入部が前記燃料の流れ方向から見た下流側部分と上流側部分とを備え、前記挿入部の前記下流側部分の外周面だけにおねじ部を備え、前記おねじ部の谷径が前記上流側部分の外径よりも大きく、
前記燃料ノズルプレートは、前記孔部に前記おねじ部と螺合するめねじ部を備え、
前記孔部は、前記燃料の流れ方向から見た下流側部分の内径が上流側部分の内径よりも大きく、
前記燃料ノズルは、前記挿入部の上流側端部が、前記燃料ノズルプレートの上流側端部に冶金的に接合されている、
ことを特徴とするガスタービン燃焼器。

【請求項2】

前記燃料ノズルは、前記挿入部の前記下流側部分と前記上流側部分とを接続する段差部を備え、
前記燃料ノズルプレートは、前記燃料ノズルの前記段差部に対応する形状の段差部を前記孔部の壁面に備え、
前記燃料ノズルの前記段差部と前記燃料ノズルプレートの前記段差部とは、互いに当接している、
請求項１に記載のガスタービン燃焼器。

【請求項3】

前記燃料ノズルは、前記燃料が流れる燃料流路を内部に備え、前記燃料流路の上流側端部の、前記燃料流路に垂直な断面が多角形である、
請求項１または２に記載の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】

ガスタービンでは、排ガスが環境に与える負荷の低減を目的として、運転時に排出されるＮＯｘに対して厳しい環境基準が設定されている。ＮＯｘの排出量は火炎温度の高温化に伴い増加するため、ガスタービンの燃焼器（以下、「ガスタービン燃焼器」又は「燃焼器」と称する。）では、燃焼室内での局所的に高温な火炎の形成を抑制し均一な燃焼を実現させる必要がある。燃焼室内で均一な燃焼を行うためには、燃料を噴射するための燃料ノズルをガスタービン燃焼器に多数設置し、燃料の分散性を高める必要がある。

【0003】

特許文献１には、複数個の燃料ノズルを備えたガスタービン燃焼器の例が記載されている。このガスタービン燃焼器では、燃料ノズルの後端部（上流側）に平行雄ネジが設けられ、燃料ノズルヘッダの燃料ノズル設置孔の内周側に平行雌ネジが設けられ、これらのネジを互いに締結することで、燃料ノズルを燃料ノズルヘッダに固定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−０１４２９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ガスタービン燃焼器において、燃料ノズルから噴射される燃料の分散性を高めるために燃料ノズルの本数を増加させると、燃料ノズル同士の距離が短くなり、燃料ノズルの周囲の空間が狭隘になる。燃料ノズルを燃料ノズルプレートに接合するための空間や空気の流路である燃料ノズル間の空間を確保するためには、燃料ノズルの本数の増加に伴い燃料ノズルを細くする必要がある。

【0006】

一方で、圧縮空気の流れ場に設置される燃料ノズルには、流体力による振動が発生する可能性がある。燃料ノズルに生じる振動応力は、燃料ノズルの外径を拡大することで低減できる。しかし、燃料の分散性を高めるために細い燃料ノズルを使用すると、振動応力を低減し、振動に対する構造信頼性を確保するのが困難である。燃料ノズルの燃料の分散性を向上させるとともに振動に対する構造信頼性を確保するためには、燃料ノズルの外径を拡大せずに燃料ノズルの振動に対する減衰性能を向上させる必要がある。

【0007】

本発明の目的は、流体力による燃料ノズルの振動に対する構造信頼性と燃焼室内での均一な燃焼による高い環境性能とを有するガスタービン燃焼器を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明によるガスタービン燃焼器は、燃料を噴射する燃料ノズルと、前記燃料ノズルの根元側に位置する挿入部が挿入される孔部を有する燃料ノズルプレートとを備えたガスタービン燃焼器において、前記燃料ノズルは、前記挿入部における少なくとも燃料の流れ方向から見た下流側部分の外周面におねじ部を備え、前記燃料ノズルプレートは、前記孔部に前記おねじ部と螺合するめねじ部を備え、前記燃料ノズルは、前記挿入部の上流側端部が、前記燃料ノズルプレートの上流側端部に冶金的に接合されている。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、流体力による燃料ノズルの振動に対する構造信頼性と燃焼室内での均一な燃焼による高い環境性能とを有するガスタービン燃焼器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施例によるガスタービン燃焼器を備えるガスタービンプラントの構成の一例を示す図である。

【図2】バーナの構成要素を示す分解図である。

【図3】従来のガスタービン燃焼器におけるバーナでの燃料ノズルプレートに燃料ノズルが固定された構成を示す、燃料ノズルと燃料ノズルプレートの断面図である。

【図4】本発明の実施例１によるガスタービン燃焼器におけるバーナでの燃料ノズルプレートに燃料ノズルが固定された構成を示す、燃料ノズルと燃料ノズルプレートの断面図である。

【図5】図４に示した燃料ノズルプレートに燃料ノズルが固定された構成の変形例を示す、燃料ノズルと燃料ノズルプレートの断面図である。

【図6】本発明の実施例２によるガスタービン燃焼器におけるバーナでの燃料ノズルプレートに燃料ノズルが固定された構成を示す、燃料ノズルと燃料ノズルプレートの断面図である。

【図7A】本発明の実施例３によるガスタービン燃焼器におけるバーナでの燃料ノズルプレートに燃料ノズルが固定された構成を示す、燃料ノズルと燃料ノズルプレートの断面図である。

【図7B】図７Ａの切断線Ａ−Ａでの燃料ノズルと燃料ノズルプレートの断面図である。

【図8】本発明の実施例４によるガスタービン燃焼器におけるバーナでの燃料ノズルプレートに燃料ノズルが固定された構成を示す、燃料ノズルと燃料ノズルプレートの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施例によるガスタービン燃焼器について、図面を用いて説明する。なお、本明細書で用いる図面において、同一の要素には同一の符号を付け、これらの要素については繰り返しの説明を省略する場合がある。

【0012】

初めに、図１を用いて、本発明の実施例によるガスタービン燃焼器を備えるガスタービンプラントの構成例を説明する。図１は、本発明の実施例によるガスタービン燃焼器を備えるガスタービンプラントの構成の一例を示す図である。図１では、燃焼器７を断面図で示している。

【0013】

ガスタービンプラント１は、圧縮機３、燃焼器７、ガスタービン８、及び発電機９を備える。圧縮機３は、大気から空気２を取り込み圧縮する。燃焼器７は、圧縮機３が生成した圧縮空気４と燃料５とを燃焼させ、高温高圧の燃焼ガス６を生成する。ガスタービン８は、燃焼器７が生成した燃焼ガス６により駆動され、燃焼ガス６のエネルギーを回転動力として取り出す。発電機９は、ガスタービン８の回転動力を使用して発電する。

【0014】

燃焼器７は、エンドフランジ１０、外筒１１、バーナ１７、ライナ１５、及び燃焼室２２を備える。バーナ１７は、空気孔プレート１２、燃料ノズルプレート１３、及び複数の燃料ノズル１４を備える。

【0015】

圧縮機３が生成した圧縮空気４は、外筒１１とライナ１５との間の流路１６を通り、バーナ１７に流入する。ただし、圧縮空気４の一部は、ライナ１５を冷却するための冷却空気１８としてライナ１５内に流入する。

【0016】

燃料５は、エンドフランジ１０の燃料供給管１９を通り、燃料ノズルプレート１３に流入し、各燃料ノズル１４の燃料流路を流れて各燃料ノズル１４から空気孔プレート１２に噴射される。空気孔プレート１２の空気孔２０の燃料ノズル１４側の入り口において、燃料ノズル１４から噴射された燃料５とバーナ１７に流入した圧縮空気４が混合される。燃料５と圧縮空気４の混合気２１は、燃焼室２２に向かって噴射され、火炎２３を形成する。燃料５には、天然ガスだけでなく、コークス炉ガス、製油所オフガス、又は石炭ガス化ガスなどのガスを使用できる。

【0017】

以下では、燃料５の流れの向きについて「上流」又は「下流」と称する。図１では、左側が上流であり、右側が下流である。

【0018】

図２は、バーナ１７の構成要素を示す分解図である。図２では、バーナ１７を断面図で示している。バーナ１７は、空気孔プレート１２、燃料ノズルプレート１３、及び複数の燃料ノズル１４を備える。

【0019】

燃料ノズル１４は、燃料５が流れる燃料流路１４ａを内部に備え、上流側から下流側に向かって延伸するように燃料ノズルプレート１３に支持され、上流側から供給された燃料５を下流側に噴射する。

【0020】

燃料ノズルプレート１３は、孔部である燃料ノズル取り付け用孔４４を備え、燃料ノズル取り付け用孔４４の中に燃料ノズル１４が設置される。燃料ノズルプレート１３は、燃料ノズル１４を支持し、上流側から流入する燃料５を燃料ノズル１４に供給する。

【0021】

燃料ノズル１４の上流側端部３０は、燃料ノズルプレート１３の上流側端部４１に冶金的に接合され、その接合部は燃料５が漏洩しないようシールされている。燃料ノズル１４の下流側端部３１は、空気孔プレート１２の空気孔２０と接触しておらず、圧縮空気４が空気孔２０に自由に流入することができる。燃料ノズル１４の上流側端部３０と燃料ノズルプレート１３の上流側端部４１とは、溶接やろう付けなどで互いに接合される。以下では、燃料ノズル１４の上流側端部３０と燃料ノズルプレート１３の上流側端部４１とが溶接で互いに接合された例を説明する。

【0022】

ここで、従来のガスタービン燃焼器におけるバーナの構成、特に燃料ノズルプレートに燃料ノズルが固定された構成を説明する。

【0023】

図３は、従来のガスタービン燃焼器におけるバーナでの燃料ノズルプレート１３に燃料ノズル１４が固定された構成を示す図であり、燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３の断面図である。

【0024】

従来のガスタービン燃焼器では、燃料ノズル１４の上流側端部３０は、燃料ノズルプレート１３の上流側端部４１に溶接で接合されている。燃料ノズル１４は、この溶接で燃料ノズルプレート１３に固定される。燃料ノズル１４の上流側端部３０と燃料ノズルプレート１３の上流側端部４１とが接合されている部分を、「接合部４５」と呼ぶ。燃料ノズル１４の燃料ノズルプレート１３に支持されている部分、すなわち燃料ノズル１４の根元側に位置しており燃料ノズル取り付け用孔４４の中に入っている部分を「挿入部４６」と呼ぶ。燃料ノズル１４の挿入部４６の外周面と燃料ノズルプレート１３の燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面とが接触することで、接合部４５に作用する負荷（接合部４５に作用する振動応力）を低減する。また、燃料ノズル１４の挿入部４６の外周面と燃料ノズルプレート１３の燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面との接触に伴い摩擦力が発生し、この摩擦力で燃料ノズル１４の振動を減衰させる。

【0025】

しかし、従来のガスタービン燃焼器では、燃料ノズル１４の挿入部４６の外周面と燃料ノズルプレート１３の燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面との間に隙間があるので、これらの接触が十分に得られないことがあり、燃料ノズル１４の振動を減衰させる効果は限られていた。

【0026】

本発明の実施例によるガスタービン燃焼器では、燃料ノズル１４は、挿入部４６の少なくとも下流側部分の外周面にねじ部（ねじ山を有する部分）を備え、挿入部４６の上流側端部３０が燃料ノズルプレート１３に冶金的に接合された構成を備える。燃料ノズル１４の挿入部４６の下流側部分とは、燃料ノズル１４の挿入部４６の下流側端部を含む部分である。燃料ノズル１４の挿入部４６の少なくとも下流側部分の外周面に設けられたねじ部は、燃料ノズルプレート１３の燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面に設けられたねじ部と螺合しており、これらのねじ部の接触による摩擦力で燃料ノズルの振動を減衰させることができる。本発明の実施例によるガスタービン燃焼器は、燃料ノズル１４の挿入部４６の少なくとも下流側部分が燃料ノズルプレート１３と螺合しているので、図３に示したような従来のガスタービン燃焼器よりも、燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３との接触による摩擦力を大きくすることができ、燃料ノズル１４の振動に対する減衰性能を向上させることができる。

【0027】

本発明の実施例によるガスタービン燃焼器は、このような構成により、燃料ノズル１４が主に挿入部４６のねじ部で燃料ノズルプレート１３に支持され、燃料ノズル１４の振動に対する減衰性能を向上させることができ、燃料ノズル１４の振動に対する高い構造信頼性を確保することができる。また、本発明の実施例によるガスタービン燃焼器は、燃料ノズル１４の外径を拡大せずに高い構造信頼性を確保することができるので、燃料ノズル１４の本数を増加させて燃焼室２２内での均一な燃焼を実現し、高い環境性能を得ることができる。

【実施例1】

【0028】

図４は、本発明の実施例１によるガスタービン燃焼器におけるバーナでの燃料ノズルプレート１３に燃料ノズル１４が固定された構成を示す図であり、燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３の断面図である。

【0029】

燃料ノズル１４は、挿入部４６の外周面の全体にねじ部（おねじ部）５１を備える。燃料ノズルプレート１３は、燃料ノズル１４の根元側に位置する挿入部４６が挿入される孔部である燃料ノズル取り付け用孔４４を有し、燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面で、燃料ノズル１４を支持する部分（燃料ノズル１４のねじ部５１に対応する位置）にねじ部（めねじ部）８１を備える。燃料ノズル１４のねじ部（おねじ部）５１は、燃料ノズルプレート１３のねじ部（めねじ部）８１と螺合している。

【0030】

更に、燃料ノズル１４の挿入部４６の上流側端部３０は、燃料ノズルプレート１３の上流側端部４１に冶金的に接合されている。燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３とが冶金的に接合されている接合部４５は、燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３との間のシール及び燃料ノズル１４の回転止めの役割を果たす。

【0031】

図５は、図４に示した燃料ノズルプレート１３に燃料ノズル１４が固定された構成の変形例を示す、燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３の断面図である。

【0032】

図５に示す構成では、燃料ノズル１４は、挿入部４６の下流側部分５０の外周面だけにねじ部（おねじ部）５１を備える。燃料ノズルプレート１３は、燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面で、燃料ノズル１４のねじ部５１に対応する位置にねじ部（めねじ部）８１を備える。燃料ノズル１４のねじ部（おねじ部）５１は、燃料ノズルプレート１３のねじ部（めねじ部）８１と螺合している。燃料ノズル１４の挿入部４６の上流側端部３０は、燃料ノズルプレート１３の上流側端部４１に接合部４５で冶金的に接合されている。

【0033】

図４と図５に示した構成では、燃料ノズル１４は、主にねじ部５１で燃料ノズルプレート１３に対して構造的に支持される。燃料ノズル１４が挿入部４６の少なくとも下流側部分５０の外周面にねじ部５１を備え、燃料ノズルプレート１３が燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面にねじ部８１を備えることで、燃料ノズル１４が流体力等により振動しても、ねじ部５１とねじ部８１との摩擦により、燃料ノズル１４の振動に対して高い減衰性能を得ることができる。更に、燃料ノズル１４は、主にねじ部５１で燃料ノズルプレート１３に支持されるので、挿入部４６の上流側にある接合部４５に作用する負荷（振動応力）を低減することができる。本実施例によるガスタービン燃焼器では、このような構成により、構造信頼性を向上させることができる。

【0034】

燃料ノズル１４は、流体力等により振動すると、燃料ノズルプレート１３から突出した部分の先端である下流側端部３１の振動振幅が最も大きくなる。本実施例によるガスタービン燃焼器では、燃料ノズル１４は、上流側端部３０にある接合部４５で燃料ノズルプレート１３と冶金的に接合され、接合部４５と下流側端部３１との間にあるねじ部５１で燃料ノズルプレート１３との摩擦により振動を減衰させる。燃料ノズル１４は、振動の振幅が最も大きい部分である下流側端部３１から最も離れた位置（上流側端部３０）で燃料ノズルプレート１３と接合されているため、接合部４５と下流側端部３１との間にあるねじ部５１の燃料ノズルプレート１３との摩擦をより大きくすることができ、この摩擦による振動の減衰効果をより大きくすることができる。

【0035】

図４に示したように、燃料ノズル１４が挿入部４６の全体にねじ部５１を備えると、燃料ノズル１４の振動の減衰効果を大きくすることができる。しかし、この構成では、燃料ノズル１４のねじ部５１の上流側端部を燃料ノズルプレート１３に冶金的に接合させることになるので、冶金的な接合（溶接やろう付け）が困難であり、接合強度や接合面の平坦さが低下する等、接合の品質が低下することが懸念される。このような場合には、図５に示したような、燃料ノズル１４が挿入部４６の下流側部分５０だけにねじ部５１を備える構成を採用することができる。なお、ねじ部５１の存在する長さ（燃料５の流れ方向の長さ、すなわち燃料ノズル１４の軸方向の長さ）は、燃料ノズル１４の燃料ノズルプレート１３から突出した部分の長さ（燃料ノズルプレート１３と燃料ノズル１４の下流側端部３１との距離）の２０％以上であると好ましい。ねじ部５１がこのような長さであれば、燃料ノズル１４の振動を効果的に減衰することができると考えられる。

【0036】

なお、図４と図５に示した構成では、燃料ノズル１４は、挿入部４６の外径が、燃料ノズルプレート１３から突出した部分の外径よりも大きい。燃料ノズル１４は、挿入部４６の外径と燃料ノズルプレート１３から突出した部分の外径とが同じであってもよい。

【実施例2】

【0037】

図６は、本発明の実施例２によるガスタービン燃焼器におけるバーナでの燃料ノズルプレート１３に燃料ノズル１４が固定された構成を示す図であり、燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３の断面図である。

【0038】

燃料ノズル１４は、挿入部４６が下流側部分５０と上流側部分６２とを備える。燃料ノズル１４の挿入部４６の上流側部分６２とは、燃料ノズル１４の挿入部４６の上流側端部３０を含む部分である。燃料ノズル１４は、挿入部４６の下流側部分５０の外周面だけにねじ部（おねじ部）５１を備え、ねじ部５１の谷径（ねじ部５１の溝の部分での径）が、挿入部４６の上流側部分６２の外径よりも大きい。燃料ノズル１４は、上流側部分６２の外周面には、ねじ部５１を備えない。燃料ノズルプレート１３は、このような燃料ノズル１４に対応するような形状の燃料ノズル取り付け用孔４４を備える。燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面は、燃料ノズル１４のねじ部５１に対応する位置にねじ部（めねじ部）８１を備える。

【0039】

燃料ノズル１４は、挿入部４６の下流側部分５０と上流側部分６２とを接続する段差部６０を備える。燃料ノズルプレート１３は、燃料ノズル１４の段差部６０に対応するような形状の段差部６１を燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面に備える。燃料ノズル１４の段差部６０と燃料ノズルプレート１３の段差部６１とは、互いに当接している。燃料ノズル１４の段差部６０と燃料ノズルプレート１３の段差部６１は、燃料ノズル１４の軸方向（長さ方向）に垂直な面であるのが好ましい。

【0040】

燃料ノズル１４のねじ部（おねじ部）５１は、燃料ノズルプレート１３のねじ部（めねじ部）８１と螺合している。燃料ノズル１４の挿入部４６の上流側端部３０は、燃料ノズルプレート１３の上流側端部４１に接合部４５で冶金的に接合されている。

【0041】

本実施例によるガスタービン燃焼器は、バーナ１７を組み立てるときに燃料ノズル１４を下流側から燃料ノズルプレート１３に対してねじ込む構造を備える。本実施例によるガスタービン燃焼器は、実施例１に示した効果に加えて、バーナ１７の組立ての際に燃料ノズル１４の段差部６０と燃料ノズルプレート１３の段差部６１とを互いに接触させることで燃料ノズル１４の軸方向（長さ方向）の位置決めが容易になるという効果を備える。このため、本実施例によるガスタービン燃焼器では、バーナ１７の組立てを正確に実行することができ、燃料ノズル１４の振動に対しても高い構造信頼性を得ることができる。

【実施例3】

【0042】

図７Ａは、本発明の実施例３によるガスタービン燃焼器におけるバーナでの燃料ノズルプレート１３に燃料ノズル１４が固定された構成を示す図であり、燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３の断面図である。図７Ｂは、図７Ａの切断線Ａ−Ａでの燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３の断面図である。

【0043】

本実施例によるガスタービン燃焼器のバーナ１７は、実施例２によるガスタービン燃焼器のバーナ１７の構成に加えて、次のような構成を備える。すなわち、燃料ノズル１４は、燃料流路１４ａの上流側端部７０の、燃料流路１４ａに垂直な断面が多角形である。

【0044】

バーナ１７の組立て時は、燃料ノズル１４を下流側から燃料ノズルプレート１３の燃料ノズル取り付け用孔４４に挿入し、燃料ノズル１４のねじ部（おねじ部）５１が燃料ノズルプレート１３のねじ部（めねじ部）８１に螺合するように燃料ノズル１４を回転させる。燃料ノズル１４を回転させる作業は、燃料流路１４ａの上流側端部７０から燃料流路１４ａに工具（例えば、レンチ）を挿入して行うことがある。そこで、燃料流路１４ａに上流側端部７０から工具を挿入して燃料ノズル１４を回転させることができるように、燃料ノズル１４の燃料流路１４ａの上流側端部７０は、燃料流路１４ａに垂直な断面が多角形である。

【0045】

燃料流路１４ａの上流側端部７０のこの断面の形状は、バーナ１７の組立てに用いる工具の形状に応じて定めることができる。図７Ａと図７Ｂには、燃料流路１４ａの上流側端部７０のこの断面が六角形の例を示している。図７Ａと図７Ｂの例では、六角棒レンチを用いて、燃料ノズル１４を燃料ノズルプレート１３にねじ込むことができる。

【0046】

本実施例によるガスタービン燃焼器では、燃料ノズル１４の燃料流路１４ａの上流側端部７０が、バーナ１７の組立てに用いる工具の形状に応じた形状をしているため、バーナ１７の組立てを確実に実行することができ、燃料ノズル１４の振動に対しても高い構造信頼性を得ることができる。

【0047】

なお、実施例１によるガスタービン燃焼器（図４、５）も、本実施例によるガスタービン燃焼器と同様に、燃料ノズル１４の燃料流路１４ａの上流側端部７０が、燃料流路１４ａに垂直な断面が多角形である構成を備えることができる。

【実施例4】

【0048】

図８は、本発明の実施例４によるガスタービン燃焼器におけるバーナでの燃料ノズルプレート１３に燃料ノズル１４が固定された構成を示す図であり、燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３の断面図である。

【0049】

燃料ノズル１４は、挿入部４６が下流側部分５０と上流側部分６２とを備える。燃料ノズル１４は、挿入部４６の下流側部分５０の外周面だけにねじ部（おねじ部）５１を備え、ねじ部５１の山径（ねじ部５１の山の部分での径）が、挿入部４６の上流側部分６２の外径よりも小さい。燃料ノズル１４は、上流側部分６２の外周面には、ねじ部５１を備えない。燃料ノズルプレート１３は、このような燃料ノズル１４に対応するような形状の燃料ノズル取り付け用孔４４を備える。燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面は、燃料ノズル１４のねじ部５１に対応する位置にねじ部（めねじ部）８１を備える。

【0050】

燃料ノズル１４は、挿入部４６の下流側部分５０と上流側部分６２とを接続する段差部６０を備える。燃料ノズルプレート１３は、燃料ノズル１４の段差部６０に対応するような形状の段差部６１を燃料ノズル取り付け用孔４４の壁面に備える。燃料ノズル１４の段差部６０と燃料ノズルプレート１３の段差部６１とは、互いに当接している。燃料ノズル１４の段差部６０と燃料ノズルプレート１３の段差部６１は、燃料ノズル１４の軸方向（長さ方向）に垂直な面であるのが好ましい。

【0051】

燃料ノズル１４のねじ部（おねじ部）５１は、燃料ノズルプレート１３のねじ部（めねじ部）８１と螺合している。燃料ノズル１４の挿入部４６の上流側端部３０は、燃料ノズルプレート１３の上流側端部４１に接合部４５で冶金的に接合されている。

【0052】

本実施例によるガスタービン燃焼器は、バーナ１７を組み立てるときに燃料ノズル１４を上流側から燃料ノズルプレート１３に対してねじ込む構造を備える。本実施例によるガスタービン燃焼器は、実施例１に示した効果に加えて、バーナ１７の組立ての際に燃料ノズル１４の段差部６０と燃料ノズルプレート１３の段差部６１とを互いに接触させることで燃料ノズル１４の軸方向（長さ方向）の位置決めが容易になるという効果を備える。更に、燃料ノズル１４と燃料ノズルプレート１３との接合部４５に損傷が発生しても、燃料ノズル１４が燃料ノズルプレート１３から下流側に抜け落ちて燃焼器７の他の部品が損傷するのを防止できる。このため、本実施例によるガスタービン燃焼器では、バーナ１７の組立てを正確に実行することができるとともに燃焼器７の損傷を防止でき、燃料ノズル１４の振動に対してもより高い構造信頼性を得ることができる。

【0053】

本実施例によるガスタービン燃焼器は、実施例３によるガスタービン燃焼器と同様に、燃料ノズル１４の燃料流路１４ａの上流側端部７０が、燃料流路１４ａに垂直な断面が多角形である構成を備えることができる。

【0054】

なお、本発明は、上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記の実施例は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、本発明は、必ずしも説明した全ての構成を備える態様に限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能である。また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、削除したり、他の構成を追加・置換したりすることが可能である。

【符号の説明】

【0055】

１…ガスタービンプラント、２…空気、３…圧縮機、４…圧縮空気、５…燃料、６…燃焼ガス、７…燃焼器、８…ガスタービン、９…発電機、１０…エンドフランジ、１１…外筒、１２…空気孔プレート、１３…燃料ノズルプレート、１４…燃料ノズル、１４ａ…燃料ノズルの燃料流路、１５…ライナ、１６…圧縮空気の流路、１７…バーナ、１８…冷却空気、１９…燃料供給管、２０…空気孔、２１…混合気、２２…燃焼室、２３…火炎、３０…燃料ノズルの上流側端部、３１…燃料ノズルの下流側端部、４１…燃料ノズルプレートの上流側端部、４４…燃料ノズルプレートの燃料ノズル取り付け用孔、４５…接合部、４６…挿入部、５０…燃料ノズルの挿入部の下流側部分、５１…燃料ノズルのねじ部（おねじ部）、６０…燃料ノズルの段差部、６１…燃料ノズルプレートの段差部、６２…燃料ノズルの挿入部の上流側部分、７０…燃料ノズルの燃料流路の上流側端部、８１…燃料ノズルプレートのねじ部（めねじ部）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7A】

【図7B】

【図8】