特許 6880561 燃焼装置及びガスタービン

(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】6880561

(24)【登録日】2021年5月10日

(45)【発行日】2021年6月2日

(54)【発明の名称】燃焼装置及びガスタービン

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/30 20060101AFI20210524BHJP

【ＦＩ】

   F23R3/30

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2016-68957(P2016-68957)

(22)【出願日】2016年3月30日

(65)【公開番号】特開2017-180303(P2017-180303A)

(43)【公開日】2017年10月5日

【審査請求日】2019年1月25日

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２７年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、ＳＩＰ（戦略的イノベーション創造プログラム）、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100175802

【弁理士】

【氏名又は名称】寺本 光生

(74)【代理人】

【識別番号】100169764

【弁理士】

【氏名又は名称】清水 雄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100167553

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 久典

(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】伊藤 慎太朗

(72)【発明者】

【氏名】加藤 壮一郎

(72)【発明者】

【氏名】斎藤 司

(72)【発明者】

【氏名】藤森 俊郎

【審査官】 高吉 統久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１９０４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−１６０３６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０１９１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０９４４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０８２３５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００９／０１３３４００（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開昭５３−０５３０３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｃ ３／２２

Ｆ０２Ｃ ３／２４

Ｆ０２Ｃ ７／２２４

Ｆ２３Ｒ ３／１０

Ｆ２３Ｒ ３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アンモニアを燃焼室内で燃焼させる燃焼装置であって、
燃焼器ライナの外周に螺旋状に形成されると共に液体状態の前記アンモニアを加熱する加熱空間を形成し、当該加熱空間において液体状態の前記アンモニアを燃焼熱で加熱して前記燃焼室に燃料として供給し、
前記加熱空間において液体状態の前記アンモニアの加熱、液体状態の前記アンモニアの気化、あるいは液体状態の前記アンモニアの気化及び気体状態の前記アンモニアの過熱を行い、
前記燃焼器ライナに前記アンモニアの一部が前記燃焼室に向けて通過する開口を複数形成することを特徴とする燃焼装置。

【請求項2】

前記アンモニアを前記燃焼熱で加熱することにより気化させ、気体状態の前記アンモニアとして前記燃焼室に供給することを特徴とする請求項１記載の燃焼装置。

【請求項3】

前記開口では、前記アンモニアに加え燃焼用空気を一緒に通過させることを特徴とする請求項１または２記載の燃焼装置。

【請求項4】

前記開口から前記燃焼室に供給された前記アンモニアによって前記燃焼器ライナを冷却することを特徴とする請求項１または２記載の燃焼装置。

【請求項5】

前記アンモニアを燃焼用空気と予混合して前記燃焼室に供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の燃焼装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか一項に記載の燃焼装置を備えることを特徴とするガスタービン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃焼装置及びガスタービンに関する。

【背景技術】

【0002】

アンモニアは、水素に比べて輸送、貯留コストが安く、燃焼させた際に二酸化炭素が発生しないという点において、ガスタービンの燃料として注目されている。一方、アンモニアは難燃性である為、燃焼効率が低く、また、アンモニアを燃焼させた場合に有害なＮＯｘが発生することが知られている。
特許文献１には、このようなアンモニアを燃料として使用した場合において、燃焼器内を領域分割することにより、燃焼器から排出される燃焼排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を従来よりも低減させる燃焼装置及びガスタービンが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１５−９４４９６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、上記特許文献１に開示されている燃焼装置及びガスタービンは、難燃性のアンモニアを燃焼させることが出来るものの、燃焼性のさらなる向上を図る必要がある。

【0005】

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、アンモニアの燃焼性を従来よりも向上させることを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明では、燃焼装置に係る第１の解決手段として、アンモニアを燃焼室内で燃焼させる燃焼装置であって、液体状態の前記アンモニアを燃焼熱で加熱して前記燃焼室に燃料として供給する、という手段を採用する。

【0007】

本発明では、燃焼装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記アンモニアを前記燃焼熱で加熱することにより気化させ、気体状態の前記アンモニアとして前記燃焼室に供給する、という手段を採用する。

【0008】

本発明では、燃焼装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、燃焼器ライナの外側に液体状態の前記アンモニアを加熱する加熱空間を形成し、当該加熱空間において液体状態の前記アンモニアの加熱、液体状態の前記アンモニアの気化、あるいは液体状態の前記アンモニアの気化及び気体状態の前記アンモニアの過熱を行う、という手段を採用する。

【0009】

本発明では、燃焼装置に係る第４の解決手段として、上記第３の解決手段において、前記燃焼器ライナに前記アンモニアの一部が燃焼室に向けて通過する開口を複数形成する、という手段を採用する。

【0010】

本発明では、燃焼装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記開口では、前記アンモニアに加え燃焼用空気を一緒に通過させる、という手段を採用する。

【0011】

本発明では、燃焼装置に係る第６の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記開口から前記燃焼室に供給された前記アンモニアによって前記燃焼器ライナを冷却する、という手段を採用する。

【0012】

本発明では、燃焼装置に係る第７の解決手段として、上記第１〜第６のいずれかの解決手段において、前記アンモニアを燃焼用空気と予混合して前記燃焼室に供給する、という手段を採用する。

【0013】

本発明では、ガスタービンに係る解決手段として、第１〜第７のいずれかの解決手段に係る燃焼装置を備える、という手段を採用する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、アンモニアを燃焼熱で加熱して燃焼室に供給するので、液体状態のアンモニアをそのまま燃焼させる従来技術よりもアンモニアの燃焼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施形態に係るガスタービンの全体構成を示す模式図である。

【図2】本発明の一実施形態の第１変形例に係る側面供給部１１の横断面図である。

【図3】本発明の一実施形態の第２変形例に係る側面供給部１１の縦断面図である。

【図4】本発明の一実施形態の第３変形例に係る側面供給部１１の横断面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。

【図5】本発明の一実施形態の第４変形例の第１例に係る側面供給部１１の横断面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。

【図6】本発明の一実施形態の第４変形例の第２例に係る側面供給部１１の横断面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。

【図7】本発明の一実施形態の第５変形例の第１例に係る側面供給部１１の横断面図（ａ）及び縦断面図である。

【図8】本発明の一実施形態の第５変形例の第２例に係る側面供給部１１の横断面図（ａ）及び縦断面図（ｂ）である。

【図9】本発明の一実施形態の第６変形例に係る側面供給部１１の縦断面図（ａ）、燃料開口及び空気開口の横断面図（ｂ）〜（ｄ）である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。本実施形態に係るガスタービンＡは、アンモニアを燃料として燃焼させて発生させた燃焼ガスＣＧを用いて回転動力を発生する内燃機関（原動機）であり、図１に示すように、圧縮機（コンプレッサー）１、アンモニア供給部２、燃焼器３及びタービン４を備える。なお、図示しないが、このガスタービンＡは、専用の制御装置（エンジン制御装置）によって動作が制御される。

【0017】

このような構成要素のうち、アンモニア供給部２は、燃料タンク５、第１バルブ６、気化器７及び第２バルブ８を備えている。また、燃焼器３は、ケーシング９、ライナ１０（燃焼器ライナ）、側面供給部１１、副供給部１２及び中央供給部１３等を備えている。なお、上記アンモニア供給部２及び燃焼器３は、本発明に係る燃焼装置を構成している。

【0018】

圧縮機１は、回転軸がタービン４の出力軸と軸結合した軸流式圧縮機であり、タービン４を動力源として回転することにより大気から取り込んだ空気を所定圧まで圧縮し、当該圧縮によって得られた空気（圧縮空気）を副供給部１２及び中央供給部１３に供給する。すなわち、圧縮機１は、圧縮空気を燃焼用空気ＰＡとして副供給部１２及び中央供給部１３に供給する。

【0019】

また、圧縮機１で生成された圧縮空気は冷却用空気ＣＡとしても機能する。すなわち、冷却用空気ＣＡは、ケーシング９とライナ１０との間つまりライナ１０の外側を通過して副供給部１２及び中央供給部１３に供給されるのでライナ１０の外側を冷却すると共に、ライナ１０に複数形成された細孔を介してライナ１０の内側に流れることによりライナ１０の内側を冷却する。

【0020】

アンモニア供給部２は、側面供給部１１に液体状態のアンモニア（液体燃料）を供給する一方、副供給部１２及び中央供給部１３に気体状態のアンモニア（気体燃料）を供給する燃料供給部である。アンモニア供給部２の燃料タンク５は、加圧状態のアンモニア（液体燃料）を貯留する所定容量の燃料容器である。第１バルブ６は、燃料タンク５から供給されたアンモニア（液体燃料）の流量を調節して気化器７に供給する。気化器７は、アンモニア（液体燃料）を気化させることにより気体状態のアンモニア（気体燃料）を生成して副供給部１２及び中央供給部１３に供給する。第２バルブ８は、燃料タンク５から供給されたアンモニア（液体燃料）の流量を調節して側面供給部１１に供給する。

【0021】

燃焼器３は、アンモニア供給部２から供給される気体状態のアンモニア（気体燃料）を圧縮機Ｃから供給された燃焼用空気ＰＡを用いて燃焼させる。ケーシング９は、燃焼器３を構成するライナ１０、側面供給部１１、副供給部１２及び中央供給部１３を収容する容器である。このケーシング９は、図示しない支持構造によってライナ１０、側面供給部１１、副供給部１２及び中央供給部１３を図示する状態に支持する。

【0022】

ライナ１０は、略中空円筒状の部材であり、内側が燃焼室Ｎを形成する。すなわち、上記アンモニア（気体燃料）は、ライナ１０内の燃焼室Ｎにおいて燃焼用空気ＰＡを酸化剤として燃焼し、高温高圧の燃焼ガスＣＧを発生させる。なお、このライナ１０（燃焼器３）では、図１における左側に中央供給部１３が設けられており、よって燃焼室Ｎ内における燃焼ガスＣＧの流れ方向は左から右であり、左側が本実施形態における上流側、右側が下流側となる。

【0023】

側面供給部１１は、上記燃焼ガスＣＧの流れ方向においてライナ１０の上流側に設けられ、当該ライナ１０と区画部材１１ａからなる二重壁構造部である。この側面供給部１１の内部空間は液体状態のアンモニアが燃焼熱によって気化すると共に予熱（過熱）される空間（気化空間Ｋ）であり、図示するように下流側に液体状態のアンモニアがアンモニア供給部２から供給され、燃焼熱によって予熱（過熱）された気体状態のアンモニア（予熱アンモニア）が上流側から副供給部１２に向けて排出される。上記気化空間Ｋは、ライナ１０の外周に形成された円環状の空間である。なお、上記気化空間Ｋは、本発明における加熱空間に相当する。

【0024】

また、側面供給部１１におけるライナ１０には、燃料開口１１ｂがライナ１０の周方向に所定間隔で複数形成されている。また、側面供給部１１の区画部材１１ａには、上記燃料開口１１ｂに一致する部位に空気開口１１ｃが形成されている。

【0025】

すなわち、アンモニア供給部２から側面供給部１１の下流側に供給された液体状態のアンモニアは、ライナ１０内の燃焼室Ｎで発生する燃焼熱によって加熱されたライナ１０と熱交換することによって気化して気体状態のアンモニア（気体燃料）となり、さらに当該アンモニア（気体燃料）がライナ１０との熱交換によって予熱（過熱）されて副供給部１２に供給される。また、側面供給部１１で発生した気体状態のアンモニアの一部は、燃料開口１１ｂを経由して燃焼室Ｎに供給される。さらに、この気体状態のアンモニアと一緒に燃焼用空気ＰＡが空気開口１１ｃを経由して燃焼室Ｎに供給される。

【0026】

副供給部１２は、サブバルブ１２ａ、予混合器１２ｂ及び整流器１２ｃを備える。サブバルブ１２ａは、予混合器１２ｂに供給する気体状態のアンモニアの流量を調節する制御弁である。予混合器１２ｂは、アンモニア供給部２の気化器７で生成されたアンモニアと側面供給部１１で生成されたアンモニアに燃焼用空気ＰＡを混合（予混合）し、当該混合によって得られた混合ガスを整流器１２ｃに供給する。この予混合器１２ｂには、気体状態のアンモニアと燃焼用空気ＰＡとの混合状態を良好なものにするため、撹拌機構（邪魔板あるいは撹拌翼等）が設けられている。整流器１２ｃは、予混合器１２ｂから供給された混合ガスを所望の流れ形態、例えば旋回流に整流して燃焼室Ｎに供給する。

【0027】

中央供給部１３は、メインバルブ１３ａ、バーナ１３ｂ及び整流器１３ｃを備えている。メインバルブ１３ａは、アンモニア供給部２の気化器７からバーナ１３ｂに供給されるアンモニア（気体燃料）の流量を調節する制御弁である。バーナ１３ｂは、メインバルブ１３ａから供給されたアンモニア（気体燃料）を燃焼室Ｎ内に噴射する。整流器１３ｃは、圧縮機１から供給された燃焼用空気ＰＡを所望の流れ形態、例えば旋回流に整流して燃焼室Ｎに噴射する。

【0028】

次に、本実施形態に係るガスタービンＡ、特にアンモニア供給部２及び燃焼器３から構成された燃焼装置の動作について詳しく説明する。

【0029】

このガスタービンＡは、アンモニア供給部２から燃焼器３に燃料を供給することにより燃焼器３内で発生させた燃焼ガスＣＧをタービン４に供給することによって回転動力を発生させる。また、このガスタービンＡは、タービン４によって圧縮機１が回転駆動され、圧縮空気が燃焼器３に供給される。このようなガスタービンＡの動作は、エンジン制御装置によって制御されている。

【0030】

ここで、エンジン制御装置は、ガスタービンＡの起動時つまり燃焼室Ｎから気化空間Ｋに十分な燃焼熱が伝達されない状態では、第１バルブ６を開状態かつ第２バルブ８を閉状態とすることにより、気化器７から出力される気体状態のアンモニア（気体燃料）を燃料として燃焼器３に専ら供給させる。そして、エンジン制御装置は、燃焼室Ｎから気化空間Ｋに十分な燃焼熱が伝達される定常運転時には、第２バルブ８を閉状態から開状態にすることにより、側面供給部１１から出力される気体状態のアンモニア（気体燃料）を燃料として燃焼器３に供給させる。

【0031】

すなわち、アンモニア供給部２は、ガスタービンＡの起動時において、燃料タンク５から供給された加圧状態のアンモニア（液体燃料）を第１バルブ６で流量調節して気化器７に供給することにより、アンモニア（気体燃料）を副供給部１２及び中央供給部１３に供給する。そして、アンモニア供給部２は、ガスタービンＡの定常運転時には、上記気化器７を経由したアンモニア（気体燃料）の副供給部１２及び中央供給部１３への供給に加えて、燃料タンク５から供給された加圧状態のアンモニア（液体燃料）を第２バルブ８で流量調節して側面供給部１１に供給することにより、側面供給部１１から予熱（過熱）されたアンモニア（気体燃料）を副供給部１２に供給する。

【0032】

なお、定常運転時における燃料タンク５から気化器７へのアンモニア（液体燃料）の供給量と燃料タンク５から側面供給部１１へのアンモニア（液体燃料）の供給量との比率は、第１バルブ６及び第２バルブ８の開口度によって適宜設定される。つまり、第１バルブ６の開口度と第２バルブ８の開口度とを調節することにより、気化器７から出力されるアンモニア（気体燃料）の流量と側面供給部１１から出力されるアンモニア（気体燃料）の流量との関係を調節（可変）することが可能である。

【0033】

そして、気化器７から燃焼器３に供給されたアンモニア（気体燃料）は、主な量がメインバルブ１３ａを経由することにより最終的に流量調節されてバーナ１３ｂに供給され、残りがサブバルブ１２ａを経由することにより最終的に流量調節されて予混合器１２ｂに供給される。そして、主なアンモニア（気体燃料）は、バーナ１３ｂから燃焼室Ｎ内に供給され、整流器１３ｃを介して燃焼器内に供給された燃焼用空気ＰＡを酸化剤として燃焼する。一方、残りのアンモニア（気体燃料）は、予混合器１２ｂで燃焼用空気ＰＡと混合（予混合）された上で整流器１２ｃを介して燃焼器内に供給されて燃焼する。

【0034】

一方、側面供給部１１に供給されたアンモニア（液体燃料）は、気化空間Ｋを下流側から上流側に流れる間に気化して気体状態のアンモニア（気体燃料）となり、予混合器１２ｂにおいて燃焼用空気ＰＡと混合（予混合）された上で整流器１２ｃを介して燃焼器内に供給されて燃焼する。上記気化空間Ｋにおけるアンモニア（液体燃料）のアンモニア（気体燃料）への相変化は、燃焼熱によって加熱されたライナ１０とアンモニア（液体燃料）との熱交換によって実現されるので、気化空間Ｋではアンモニア（気体燃料）の生成と同時にライナ１０の冷却が行われる。

【0035】

また、この側面供給部１１では、ライナ１０に燃料開口１１ｂが形成されているので、アンモニア（気体燃料）の一部が気化空間Ｋから燃焼室Ｎに供給され、また区画部材１１ａには空気開口１１ｃが形成されているので、燃焼用空気ＰＡが上記アンモニア（気体燃料）の一部と一緒に燃焼室Ｎに供給される。そして、このように燃料開口１１ｂから燃焼室Ｎに供給されたアンモニア（気体燃料）は、空気開口１１ｃから燃焼室Ｎに供給された燃焼用空気ＰＡを酸化剤として燃焼する。

【0036】

さらに、側面供給部１１は燃焼ガスの流れ方向においてバーナ１３ｂよりも下流側に位置しており、バーナ１３ｂから燃焼室Ｎ内に噴射されたアンモニア（気体燃料）が燃焼して発生した窒素酸化物に対して還元剤として作用する。すなわち、側面供給部１１から燃焼室Ｎ内に噴射されたアンモニア（気体燃料）は、燃焼室Ｎ内における窒素酸化物の濃度を低減させる。

【0037】

ここで、アンモニアは、比較的液化し易い化合物であり、常温（２０℃）では０．８５７ＭＰａ（８．４６気圧）で液化するので、液体状態のアンモニア（液体燃料）として市場に流通している。一方、液体アンモニアの蒸発潜熱は、１３７２ｋＪ/ｋｇであり、一般的な燃料として知られる炭化水素よりも蒸発潜熱が大幅に高い。例えば、メタンの蒸発潜熱は５１０ｋＪ/ｋｇであり、プロパンの蒸発潜熱は４２６ｋＪ/ｋｇである。したがって、アンモニア（液体燃料）を燃焼器３で実際に燃焼させる場合、蒸発潜熱の高さが原因で十分に蒸発させることができず、燃焼性が低下する可能性がある。

【0038】

これに対して、本実施形態に係る燃焼装置及びガスタービンＡでは、アンモニア（液体燃料）をアンモニア（気体燃料）に変換して燃焼器３に供給すると共に当該変換に燃焼器３の燃焼熱を一部利用するので、アンモニアの燃焼性を従来よりも向上させることができる。

【0039】

また、本実施形態に係る燃焼装置及びガスタービンＡでは、アンモニア（気体燃料）が中央供給部１３から燃焼用空気ＰＡとともに燃焼室Ｎに供給されるだけではなく、側面供給部１１及び副供給部１２からも燃焼用空気ＰＡとともに燃焼室Ｎに供給されるので、これによってもアンモニアの燃焼性を従来よりも向上させることができる。

【0040】

また、本実施形態に係る燃焼装置及びガスタービンＡでは、気体状態のアンモニアが側面供給部１１から燃焼室Ｎに供給される。その際に、側面供給部１１で加熱された気体状態のアンモニアは体積が大きく、燃焼室Ｎへの噴射速度が速い為、燃焼室Ｎ内の空気開口１１ｃよりも燃焼ガスＣＧの流れ方向上流側で生成された窒素酸化物との混合が促進される。従って、気体状態のアンモニアによる窒素酸化物の還元が促進され、脱硝効果が促進される。

【0041】

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、側面供給部１１において液体状態のアンモニア（液体燃料）を燃焼熱によって気化させることにより気体状態のアンモニア（気体燃料）とするだけではなく、アンモニア（気体燃料）を燃焼熱によって予熱（過熱）したが、本発明はこれに限定されない。側面供給部１１においてアンモニア（液体燃料）を気化させることなく単に加熱（予熱）する、あるいは気化させることのみを行ってもよい。

【0042】

（２）上記実施形態では、側面供給部１１内の気化空間Ｋをライナ１０の外周に形成された単純な円環状の空間としたが、本発明はこれに限定されない。気化空間Ｋに代えて、例えば図２に示すようにライナ１０の外周に螺旋状に形成された気化空間Ｋａを採用してもよい。このような気化空間Ｋａでは、アンモニア（液体燃料）の通過経路長が気化空間Ｋよりも長いので、燃焼熱によってアンモニア（液体燃料）を効率良く気化させることができる。

【0043】

（３）上記実施形態では、側面供給部１１を二重壁構造としたが、本発明はこれに限定されない。例えば図３に示すようにライナ１０、区画部材１１ａ、また当該ライナ１０と区画部材１１ａとの間に設けられると共に複数の小孔（インピンジ孔）が形成された中間板１１ｄからなる三重壁構造としてもよい。この構成によれば、アンモニア（液体燃料）が区画部材１１ａと中間板１１ｄとの間の空間から小孔（インピンジ孔）を介して中間板１１ｄとライナ１０との間の空間（気化空間Ｋｂ）に侵入して気化する。

【0044】

また、この構成によれば、気化空間Ｋｂに侵入したアンモニア（液体燃料）がライナ１０の外周面に衝突するので、ライナ１０について所謂インピンジ冷却を実現することができる。したがって、この構成によれば、アンモニア（液体燃料）の気化に加えて、ライナ１０の冷却を効率良く行うことができる。

【0045】

（４）上記実施形態では、燃焼熱の燃焼室Ｎからライナ１０への伝熱により気化空間Ｋ内のアンモニア（液体燃料）の気化が行われるが、本発明はこれに限定されない。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、上記気化空間Ｋ内にライナ１０と区画部材１１ａを結ぶように、複数の支柱（ピン）１１ｅを所定の間隔を空けて設置しても良い。ピン１１ｅの形状は、丸棒形状であってもよく、矩形の柱状であってもよい。このような構成によれば、燃焼熱がライナ１０だけではなく複数のピン１１ｅにも伝熱するので、アンモニア（液体燃料）を効果的に加熱することが可能であり、よってアンモニア（液体燃料）を効率良く気化させることができる。

【0046】

また、この構成によれば、アンモニア（液体燃料）が気化する際の蒸発潜熱により、ピン１１ｅから熱が奪われるので、ライナ１０の所謂ピン冷却を実現することができる。したがって、この構成によれば、アンモニア（液体燃料）の気化及びライナ１０の冷却を共に効率良く行うことができる。

【0047】

（５）また、上記ピン１１ｅの代わりに、図５（ａ）、（ｂ）及び図６（ａ）、（ｂ）に示すように、気化空間Ｋ内にライナ１０と区画部材１１ａを結ぶように、複数のフィン１１ｆを所定の間隔を空けて設置しても良い。つまり、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、アンモニアの通過方向とフィン１１ｆの長手方向が一致するように、または図６（ａ）、（ｂ）に示すように、アンモニアの通過方向とフィン１１ｆの長手方向が交差（垂直）になるようにフィン１１ｆを設置する。

【0048】

また、このような構成では、アンモニア（液体燃料）が気化する際の蒸発潜熱により、フィン１１ｆから熱が奪われるので、ライナ１０の所謂フィン冷却を実現することができる。したがって、このような構成によれば、アンモニア（液体燃料）の気化及びライナ１０の冷却を共に効率良く行うことができる。

【0049】

（６）上記各変形例はアンモニア（液体燃料）の気化及びライナ１０の冷却を効果的に実現するものであるが、ライナ１０を冷却する方法としては、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ライナ１０上に複数のフィルム冷却孔１１ｇを設け、フィルム冷却を行っても良い。このような構成では、アンモニア（気体燃料）がフィルム冷却孔１１ｇを経由して燃焼室Ｎ内に供給され、ライナ１０の表側にフィルム状のアンモニアガス層を形成する。つまり、この構成によれば、ライナ１０の所謂フィルム冷却を実現することができる。

【0050】

また、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、フィルム冷却孔１１ｈの開口部における燃焼ガスＣＧの流れ方向上流側に、ライナ１０表側から燃焼室Ｎ内に向けて突出するＬ字状のガイド板１１ｉを設けても良い。このような構成によれば、フィルム状のアンモニアガス層が形成され易くなる。なお、このようなフィルム冷却孔１１ｇ，１１ｈによるフィルム冷却については、アンモニア（気体燃料）に代えてアンモニア（液体燃料）によって、あるいはアンモニア（気体燃料）とアンモニア（液体燃料）とによって実現してもよい。

【0051】

（７）本実施形態で述べてきた燃焼開口１１ｂ及び空気開口１１ｃの位置関係は図９（ａ）に示した通りであり、上記２つの開口部の横断面図は図９（ｂ）に示すように二重円となっているが、本発明はこれに限定されない。図９（ｃ）に示すように、燃焼用空気ＰＡを燃焼室Ｎに供給する空気開口１１ｃの形状を星形とする空気開口１１ｋとしても良い。この場合には、燃料開口１１ｊから噴出されるアンモニア（気体燃料）と燃焼用空気ＰＡとの接触面積が大きくなり、アンモニア（気体燃料）の燃焼室Ｎ内での燃焼性が向上する。

【0052】

または、図９（ｄ）に示すように、アンモニア（気体燃料）を燃焼室Ｎに供給する燃料開口１１ｍを複数の小孔としても良い。上記のように、燃料開口１１ｍを複数の小孔とする場合は、アンモニア（気体燃料）の噴出速度を加速させることができ、アンモニア（気体燃料）が燃焼室Ｎ中に供給され易くなり、アンモニア（気体燃料）の燃焼室Ｎ内での燃焼性が向上する。

【0053】

さらに、燃料開口１１ｍを空気開口１１ｎの接線方向に向かって傾けて開口させることにより、アンモニア（気体燃料）に旋回流を形成させることが可能となり、アンモニア（気体燃料）は、燃焼用空気ＰＡと混合し易くなる。また、アンモニア（気体燃料）が燃焼用空気ＰＡと衝突する角度を傾けて燃料開口１１ｍを設けることにより、燃焼用空気ＰＡとアンモニア（気体燃料）がより混合し易くなる。

【符号の説明】

【0054】

Ａ ガスタービン
１ 圧縮機
２ アンモニア供給部
３ 燃焼器
４ タービン
５ 燃料タンク
６ 第１バルブ
７ 気化器
８ 第２バルブ
９ ケーシング
１０ ライナ（燃焼器ライナ）
１１ 側面供給部
１１ａ 区画部材
１１ｂ 燃料開口
１１ｃ 空気開口
１２ 副供給部
１２ａ サブバルブ
１２ｂ 予混合器
１２ｃ 整流器
１３ 中央供給部
１３ａ メインバルブ
１３ｂ バーナ
１３ｃ 整流器
Ｋ 気化空間（加熱空間）
Ｎ 燃焼室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】