特許 7558383 燃焼器用筒、燃焼器、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】

(24)【登録日】2024-09-19

(45)【発行日】2024-09-30

(54)【発明の名称】燃焼器用筒、燃焼器、及びガスタービン

(51)【国際特許分類】

   F23R 3/42 20060101AFI20240920BHJP

   F02C 7/18 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

F23R3/42 A

F02C7/18 C

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2023502489

(86)(22)【出願日】2022-02-24

(86)【国際出願番号】 JP2022007623

(87)【国際公開番号】W WO2022181694

(87)【国際公開日】2022-09-01

【審査請求日】2023-07-04

(31)【優先権主張番号】P 2021028331

(32)【優先日】2021-02-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(72)【発明者】

【氏名】鵜飼 賢

(72)【発明者】

【氏名】小西 哲

(72)【発明者】

【氏名】松本 照弘

【審査官】森 秀太

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１６０８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０４０５７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３５４８１９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２３Ｒ ３／４２

Ｆ０２Ｃ ７／１８

Ｆ２３Ｒ ３／０８

Ｆ２３Ｒ ３／２８

Ｆ２３Ｒ ３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒軸線の周りに筒状を成し、前記筒軸線が延びる筒軸線方向における上流側と下流側とのうち、前記上流側から前記下流側の方向成分を有する向きに燃焼ガスが流れる燃焼空間の周囲を画定する胴と、
前記胴に取り付けられている空気供給管と、
を備え、
筒状の前記胴には、
前記燃焼ガスに対向する内周面と、
前記内周面と相反する側を向く外周面と、
前記外周面から前記内周面に貫通した挿入開口と、
前記内周面と前記外周面との間を前記内周面に沿った方向に延びて、内部に冷却媒体を流すことができる複数の冷却流路と、
が形成され、
前記空気供給管の一部は、前記挿入開口から前記胴の内周側に挿入されて、前記胴の内周側に突出しており、
前記複数の冷却流路は、それぞれ、自身の内部に冷却媒体を導くことができる入口と、自身の内部を流れてきた前記冷却媒体を排出することができる出口と、を有し、
前記複数の冷却流路は、前記複数の冷却流路のうちの一部の冷却流路として、複数の開口周り流路を有し、
前記複数の開口周り流路は、前記挿入開口の縁に沿って延びている迂回流路部を有し、
前記複数の開口周り流路のうち、少なくとも一の開口周り流路が衝突域流路を成し、
前記衝突域流路は、前記迂回流路部として衝突域迂回流路部を有し、
前記衝突域迂回流路部は、前記空気供給管の管中心軸線に対する放射方向であって、前記燃焼ガスのうちで前記管中心軸線に向かってくる燃焼ガスの流れの向きに延びる衝突ガス軸線と交差し、且つ、前記衝突ガス軸線から前記挿入開口の縁に沿って前記上流側の方向成分を有する向きに延びていると共に、前記衝突ガス軸線から前記挿入開口の縁に沿って前記下流側の方向成分を有する向きに延び、
前記衝突域迂回流路部中で、前記衝突ガス軸線と交差する交差位置は、前記管中心軸線よりも前記上流側に位置し、
前記衝突域迂回流路部のうち、前記管中心軸線回りの角度であって、前記燃焼ガスの静圧が上がる静圧上昇領域である前記衝突ガス軸線を中心とする所定角度の範囲内の部分には、前記内周面で開口する前記出口が形成されていない、
燃焼器用筒。

【請求項2】

筒軸線の周りに筒状を成し、前記筒軸線が延びる筒軸線方向における上流側と下流側とのうち、前記上流側から前記下流側の方向成分を有する向きに燃焼ガスが流れる燃焼空間の周囲を画定する胴と、
前記胴に取り付けられている空気供給管と、
を備え、
筒状の前記胴には、
前記燃焼ガスに対向する内周面と、
前記内周面と相反する側を向く外周面と、
前記外周面から前記内周面に貫通した挿入開口と、
前記内周面と前記外周面との間を前記内周面に沿った方向に延びて、内部に冷却媒体を流すことができる複数の冷却流路と、
が形成され、
前記空気供給管の一部は、前記挿入開口から前記胴の内周側に挿入されて、前記胴の内周側に突出しており、
前記複数の冷却流路は、それぞれ、自身の内部に冷却媒体を導くことができる入口と、自身の内部を流れてきた前記冷却媒体を排出することができる出口と、を有し、
前記複数の冷却流路は、前記複数の冷却流路のうちの一部の冷却流路として、複数の開口周り流路を有し、
前記複数の開口周り流路は、前記挿入開口の縁に沿って延びている迂回流路部を有し、
前記複数の開口周り流路のうち、少なくとも一の開口周り流路が衝突域流路を成し、
前記衝突域流路は、前記迂回流路部として衝突域迂回流路部を有し、
前記衝突域迂回流路部は、前記空気供給管の管中心軸線に対する放射方向であって、前記燃焼ガスのうちで前記管中心軸線に向かってくる燃焼ガスの流れの向きに延びる衝突ガス軸線と交差し、且つ、前記衝突ガス軸線から前記挿入開口の縁に沿って前記上流側の方向成分を有する向きに延びていると共に、前記衝突ガス軸線から前記挿入開口の縁に沿って前記下流側の方向成分を有する向きに延び、
前記衝突域迂回流路部中で、前記衝突ガス軸線と交差する交差位置は、前記管中心軸線よりも前記上流側に位置し、
前記衝突域迂回流路部のうち、前記管中心軸線回りの角度であって、前記衝突ガス軸線を中心とする６０°±２０°の範囲内であるの部分には、前記内周面で開口する前記出口が形成されていない、
燃焼器用筒。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の燃焼器用筒において、
前記衝突ガス軸線は、前記筒軸線に対して、４０°±１５°の角度を成す、
燃焼器用筒。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載の燃焼器用筒において、
前記複数の開口周り流路は、前記迂回流路部の前記上流側の端から前記筒軸線方向における前記上流側に延びる上流側流路部を有し、
前記上流側流路部は、前記入口と前記出口とのうち、一方を有する、
燃焼器用筒。

【請求項5】

請求項１から４のいずれか一項に記載の燃焼器用筒において、
前記複数の開口周り流路は、前記迂回流路部の前記下流側の端から前記筒軸線方向における前記下流側に延びる下流側流路部を有する、
燃焼器用筒。

【請求項6】

請求項１から３のいずれか一項に記載の燃焼器用筒において、
前記複数の開口周り流路は、前記迂回流路部の前記上流側の端から前記筒軸線方向における前記上流側に延びる上流側流路部と、前記迂回流路部の前記下流側の端から前記筒軸線方向における前記下流側に延びる下流側流路部と、を有し、
前記上流側流路部には、前記入口と前記出口とのうちの一方が形成され、前記下流側流路部には、前記入口と前記出口とのうちの他方が形成され、前記迂回流路部には、前記入口及び前記出口が形成されていない、
燃焼器用筒。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の燃焼器用筒において、
前記複数の冷却流路は、前記複数の冷却流路のうちの一部の冷却流路として、前記筒軸線方向に延びる補完流路を有し、
前記補完流路は、前記複数の開口周り流路のうち、少なくとも一の開口周り流路の前記迂回流路部が存在する前記筒軸線に対する周方向の領域内に存在し、且つ、前記少なくとも一の開口周り流路の前記迂回流路部の一部に対して、前記筒軸線方向の位置が同じである、
燃焼器用筒。

【請求項8】

請求項７に記載の燃焼器用筒において、
前記補完流路の前記入口は、前記補完流路の前記筒軸線方向における両端のうち、前記挿入開口に近い側の端に形成されている、
燃焼器用筒。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載の燃焼器用筒において、
前記複数の開口周り流路は、複数の前記衝突域流路を有し、
前記複数の衝突域流路のうち、第一衝突域流路の前記衝突域迂回流路部は、前記複数の衝突域流路のうちで前記第一衝突域流路を除く他の衝突域流路の前記衝突域迂回流路部よりも、前記挿入開口に近く、
前記第一衝突域流路の流路断面積は、前記他の衝突域流路の流路断面積より広い、
燃焼器用筒。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載の燃焼器用筒において、
前記複数の冷却流路のうち、前記筒軸線に対する周方向で隣り合っている二つの冷却流路の前記出口は、前記筒軸線方向における位置が互いに異なっている、
燃焼器用筒。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか一項に記載の燃焼器用筒と、
前記挿入開口よりも前記上流側に配置され、前記燃焼空間中に燃料を噴射可能なバーナと、
を備え、
前記バーナは、前記筒軸線を中心として環状の燃料噴出口を有するバーナ枠と、前記バーナ枠内に設けられ、前記筒軸線を中心として、前記燃料噴出口から噴出する前記燃料を旋回させることができるスワラと、を有し、
前記スワラは、前記筒軸線に対する前記燃料噴出口から噴出する燃料の角度が予め定められた燃料旋回角度になるよう構成され、
前記筒軸線に対する前記衝突ガス軸線の角度は、前記燃料旋回角度±１５°の範囲内である、
燃焼器。

【請求項12】

請求項１１に記載の燃焼器において、
さらに、前記挿入開口よりも前記上流側に配置され、前記燃焼空間中に空気を噴射して、前記燃焼空間中で、前記バーナから噴射した燃料を拡散燃焼させることができる空気噴射器を備える、
燃焼器。

【請求項13】

請求項１１又は１２に記載の燃焼器と、
圧縮空気を前記燃焼器に送ることができる圧縮機と、
前記燃焼器からの前記燃焼ガスで駆動できるタービンと、
を備えるガスタービン。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、燃焼ガスが流れる流路を画定する燃焼器用筒、この燃焼器用筒を備える燃焼器、及び、この燃焼器を備えるガスタービンに関する。
本願は、２０２１年２月２５日に、日本国に出願された特願２０２１－０２８３３１号に基づき優先権を主張し、この内容をここに援用する。

【背景技術】

【0002】

ガスタービンの燃焼器は、燃焼ガスの流路を画定する燃焼器用筒と、この燃焼器用筒内に空気と共に燃料を噴射する燃焼器本体と、を備えている。燃焼器用筒内では、燃料が燃焼すると共に、燃料の燃焼で生成された燃焼ガスが流れる。

【0003】

燃焼器用筒としては、例えば、以下の特許文献１に開示されている燃焼器用筒がある。この燃焼器用筒は、軸線周りに筒状の胴と、この胴に取り付けられている空気供給管と、を備える。筒状の胴は、その外周面からその内周面に貫通した開口と、冷却媒体が流れる複数の冷却流路と、が形成されている。複数の冷却流路のうち、いくつかの冷却流路の出口は、開口の縁に形成されている。空気供給管は、胴の内周側に燃焼用二次空気を供給する役目を担っている。この空気供給管は、筒状の管本体と、管本体に設けられているリップ部と、を有する。管本体の一部は、開口から胴の内周側に挿入され、胴の内周側に突出している。管本体の両端のうち、胴の内周側の端には、前述のリップ部が設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００９－０９２３７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に記載の燃焼器用筒における胴の内周側には、高温の燃焼ガスが流れる。この燃焼ガスの一部は、空気供給管中で胴の内周側に位置している部分に衝突する。燃焼ガスは、空気供給管に衝突すると、その動圧が下がる一方で、その静圧が上がる。この結果、上記特許文献１に記載の燃焼器用筒では、胴の開口の縁に出口が形成されている冷却流路内に、燃焼ガスの一部が逆流して、胴を焼損させる可能性がある。

【0006】

そこで、本開示は、燃焼器用筒の耐久性を高める技術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】

【0007】

上記目的を達成するための開示に係る一態様としての燃焼器用筒は、
筒軸線の周りに筒状を成し、前記筒軸線が延びる筒軸線方向における上流側と下流側とのうち、前記上流側から前記下流側の方向成分を有する向きに燃焼ガスが流れる燃焼空間の周囲を画定する胴と、前記胴に取り付けられている空気供給管と、を備える。筒状の胴には、前記燃焼ガスに対向する内周面と、前記内周面と相反する側を向く外周面と、前記外周面から前記内周面に貫通した挿入開口と、前記内周面と前記外周面との間を前記内周面に沿った方向に延びて、内部に冷却媒体を流すことができる複数の冷却流路と、が形成されている。前記空気供給管の一部は、前記挿入開口から前記胴の内周側に挿入されて、前記胴の内周側に突出している。前記複数の冷却流路は、それぞれ、自身の内部に冷却媒体を導くことができる入口と、自身の内部を流れてきた前記冷却媒体を排出することができる出口と、を有する。前記複数の冷却流路は、前記複数の冷却流路のうちの一部の冷却流路として、複数の開口周り流路を有する。前記複数の開口周り流路は、前記挿入開口の縁に沿って延びている迂回流路部を有する。前記複数の開口周り流路のうち、少なくとも一の開口周り流路が衝突域流路を成す。前記衝突域流路は、前記迂回流路部として衝突域迂回流路部を有する。前記衝突域迂回流路部は、前記空気供給管の管中心軸線に対する放射方向であって、前記燃焼ガスのうちで前記管中心軸線に向かってくる燃焼ガスの流れの向きに延びる衝突ガス軸線と交差し、且つ、前記衝突ガス軸線から前記挿入開口の縁に沿って前記上流側の方向成分を有する向きに延びていると共に、前記衝突ガス軸線から前記挿入開口の縁に沿って前記下流側の方向成分を有する向きに延びる。前記衝突域迂回流路部中で、前記衝突ガス軸線と交差する交差位置は、前記管中心軸線よりも前記上流側に位置する。前記衝突域迂回流路部のうち、前記管中心軸線回りの角度であって、前記衝突ガス軸線を中心とする所定角度の範囲内の部分には、前記内周面で開口する前記出口が形成されていない。
ここで、所定角度の範囲内の部分は、前記燃焼ガスの静圧が上がる静圧上昇領域である。また、所定角度は、６０°±２０°である。

【0008】

胴内を流れる燃焼ガスが空気供給管に衝突すると、その動圧が下がる一方で、その静圧が上がる。燃焼ガスが空気供給管に衝突して、燃焼ガスの静圧が上がる静圧上昇領域は、管中心軸線回りの角度であって、衝突ガス軸線から上流側への予め定められた上流側角度の範囲内、及び衝突ガス軸線から下流側への予め定められた下流側角度の範囲内である。本態様では、挿入開口の縁に沿って延びる迂回流路部を有する複数の開口周り流路を有するので、迂回流路部を流れる冷却媒体により、挿入開口の縁を冷却することができる。しかも、本態様では、衝突域迂回流路部中で、静圧上昇領域内の部分には、この衝突域迂回流路部を有する衝突域流路の出口が形成されていない。よって、本態様では、胴内の燃焼ガスが空気供給管に衝突して、静圧上昇領域内で燃焼ガスの静圧が上昇しても、衝突域流路内への燃焼ガスの逆流を抑制することができる。

【0009】

上記目的を達成するための開示に係る一態様としての燃焼器は、
前記一態様における燃焼器用筒と、前記挿入開口よりも前記上流側に配置され、前記燃焼空間中に燃料を噴射可能なバーナと、を備える。前記バーナは、前記筒軸線を中心として環状の燃料噴出口を有するバーナ枠と、前記バーナ枠内に設けられ、前記筒軸線を中心として、前記燃料噴出口から噴出する前記燃料を旋回させることができるスワラと、を有する。前記スワラは、前記筒軸線に対する前記燃料噴出口から噴出する燃料の角度が予め定められた燃料旋回角度になるよう構成されている。前記筒軸線に対する前記衝突ガス軸線の角度は、前記燃料旋回角度±１５°の範囲内である。

【0010】

胴の内周側の燃焼空間内で、筒軸線を中心として燃料を旋回させる場合、筒軸線に対する衝突ガス軸線の角度である衝突軸角度は、ほぼ燃料旋回角度になる。但し、燃料の噴出流量と燃焼用空気の噴出流量との比率、及び、燃焼用空気の旋回角度の関係で、この衝突軸角度は、多少変化する。このため、衝突軸角度は、燃料旋回角度に完全に一致している必要性はなく、燃料旋回角度±１５°の角度範囲内の角度であればよい。

【0011】

上記目的を達成するための開示に係る一態様としてのガスタービンは、
前記一態様における燃焼器と、圧縮空気を前記燃焼器に送ることができる圧縮機と、前記燃焼器からの前記燃焼ガスで駆動できるタービンと、を備える。

【発明の効果】

【0012】

本開示に係る一態様では、燃焼器用筒の耐久性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本開示に係る一実施形態におけるガスタービンの構成を示す模式図である。

【図2】本開示に係る一実施形態における燃焼器の要部断面図である。

【図3】図２におけるIII－III線断面図である。

【図4】本開示に係る一実施形態における燃焼器用筒の平面図である。

【図5】図４におけるＶ－Ｖ線断面図である。

【図6】本開示に係る一実施形態の第一変形例における燃焼器用筒の平面図である。

【図7】本開示に係る一実施形態の第二変形例における燃焼器用筒の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本開示に係る燃焼器用筒、燃焼器、及びガスタービンの一実施形態、さらに、燃焼器用筒の各種変形例について、図面を参照して詳細に説明する。

【0015】

「ガスタービンの一実施形態」
本実施形態のガスタービンについて、図１を参照して説明する。

【0016】

本実施形態のガスタービンは、外気Ａｏを圧縮して圧縮空気Ａを生成する圧縮機１と、燃料Ｆを圧縮空気Ａ中で燃焼させ燃焼ガスＧを生成する複数の燃焼器４と、燃焼ガスＧにより駆動するタービン５と、を備える。

【0017】

圧縮機１は、回転軸線Ａｒを中心として回転する圧縮機ロータ２と、圧縮機ロータ２を回転可能に覆う圧縮機ケーシング３と、を有する。タービン５は、回転軸線Ａｒを中心として回転するタービンロータ６と、タービンロータ６を回転可能に覆うタービンケーシング７と、を有する。

【0018】

圧縮機１は、タービン５に対して、回転軸線Ａｒが延びる回転軸線方向における上流側と下流側のうち、上流側に配置されている。圧縮機ロータ２とタービンロータ６とは、同一の回転軸線Ａｒ上に位置し、互に接続されてガスタービンロータ８を成す。このガスタービンロータ８には、例えば、発電機ＧＥＮのロータが連結されている。

【0019】

ガスタービンは、さらに、中間ケーシング９を備えている。圧縮機ケーシング３、中間ケーシング９、及びタービンケーシング７は、この順序で、前述の回転軸線方向に並んで、互に接続されている。複数の燃焼器４は、中間ケーシング９に設けられている。

【0020】

圧縮機１は、外気Ａｏを圧縮して圧縮空気Ａを生成する。この圧縮空気Ａは、燃焼器４内に流入する。また、燃焼器４には、燃料Ｆが供給される。燃焼器４内では、燃料Ｆが燃焼して、燃焼ガスＧが生成される。この燃焼ガスＧは、タービン５内に送られ、タービンロータ６を回転させる。このタービンロータ６の回転で、ガスタービンロータ８に接続されている発電機ＧＥＮのロータが回転する。この結果、発電機ＧＥＮは発電する。なお、本実施形態における燃料Ｆは、製鉄所の高炉からの高炉ガス（以下、ＢＦＧ（Blast Furnace Gas）とする）を主とし、場合によっては、このＢＦＧにコークス炉ガス（ＣＯＧ（Coke Oven Gas））が含まれる。

【0021】

「燃焼器用筒、及びこれを備える燃焼器の一実施形態」
本実施形態の燃焼器用筒、及びこれを備える燃焼器４について、図２～図５を参照して説明する。

【0022】

本実施形態の燃焼器４は、燃焼ガスＧが流れる燃焼空間Ｓを画定する燃焼器用筒としての燃焼筒２０と、この燃焼筒２０内に圧縮空気Ａと共に燃料Ｆを噴射する燃焼器本体１０と、を備える。燃焼筒２０は、圧縮機１で圧縮された圧縮空気Ａが漂う中間ケーシング９内に配置されている（図１参照）。

【0023】

燃焼器本体１０は、図２及び図３に示すように、外筒１１と、支持筒１２と、内筒１３と、バーナ１４と、空気噴射器１７と、を有する。外筒１１、支持筒１２、及び内筒１３は、いずれも、筒軸線Ａｃ周りに筒状を成している。なお、以下では、筒軸線Ａｃが延びる方向を筒軸線方向Ｄａ、この筒軸線方向Ｄａにおける両側のうち、一方側を上流側Ｄａｕ、他方側を下流側Ｄａｄとする。また、筒軸線Ａｃに対する周方向を単に周方向Ｄｃとする。

【0024】

外筒１１は、筒軸線Ａｃ周りに筒状を成す外筒胴１１ａと、この外筒胴１１ａの上流側Ｄａｕの開口を塞ぐ蓋１１ｂと、を有する。この外筒胴１１ａの下流側Ｄａｄの端は、図１を用いて前述した中間ケーシング９に接続されている。

【0025】

支持筒１２は、筒軸線Ａｃ周りに筒状を成し外筒１１の内周側に配置されている。支持筒１２には、外周側から内周側に貫通する空気導入開口１２ａが形成されている。支持筒１２の上流側Ｄａｕの端は、外筒１１の蓋１１ｂに接続されている。中間ケーシング（図１参照）内に漂っている圧縮空気Ａは、支持筒１２の外周側から、空気導入開口１２ａを経て、支持筒１２の内周側に流入する。

【0026】

内筒１３は、小径胴１３ａと、拡径胴１３ｂと、大径胴１３ｃと、を有する。小径胴１３ａ、拡径胴１３ｂ、及び大径胴１３ｃは、いずれも、筒軸線Ａｃ周りに筒状を成す。小径胴１３ａは、支持筒１２の内周側に配置されている。拡径胴１３ｂの上流側Ｄａｕの端は、小径胴１３ａの下流側Ｄａｄの端に接続されている。拡径胴１３ｂは、下流側Ｄａｄに向かうに連れて次第に内径が大きくなる。この拡径胴１３ｂの下流側Ｄａｄの端の内径は、支持筒１２の内径と実質的に同じである。この大径胴１３ｃの上流側Ｄａｕの端は、拡径胴１３ｂの下流側Ｄａｄの端及び支持筒１２の下流側Ｄａｄの端に接続されている。よって、この内筒１３は、支持筒１２により支持されている。拡径胴１３ｂの内周側の空間及び大径胴１３ｃの内周側の空間は、燃焼空間Ｓの上流側Ｄａｕの部分を形成する。

【0027】

バーナ１４は、バーナ枠１５と、ガス燃料Ｆを筒軸線Ａｃ回りに旋回させる複数の燃料用スワラ１６と、を有する。バーナ枠１５は、筒軸線Ａｃを中心として円筒状を成すバーナ筒１５ａと、バーナ筒１５ａ内に配置されている中心筒１５ｂと、を有する。バーナ筒１５ａは、内筒１３の小径胴１３ａの内周側に配置されている。バーナ筒１５ａの上流側Ｄａｕの部分は、外筒１１の蓋１１ｂを貫通している。このバーナ筒１５ａは、外筒１１の蓋１１ｂに固定されている。バーナ筒１５ａの上流側Ｄａｕ端及び下流側Ｄａｄ端は、いずれも開口している。このバーナ筒１５ａの上流側Ｄａｕの端の開口から、バーナ筒１５ａ内に燃料Ｆが流入する。中心筒１５ｂは、筒軸線Ａｃ周りに円筒状を成し、自身の中心軸が筒軸線Ａｃ上に位置するように配置されている。バーナ筒１５ａの内周側と中心筒１５ｂの外周側との間の環状の空間は、燃料Ｆが流れる燃料流路を成す。このため、バーナ筒１５ａの下流側Ｄａｄの端縁と中心筒１５ｂの外周側の下流側Ｄａｄの端縁とで、筒軸線Ａｃを中心として環状の燃料噴出口１４ｊが形成される。複数の燃料用スワラ１６は、燃料流路内に配置されている。燃料用スワラ１６は、筒軸線Ａｃに対する径方向外側の端がバーナ筒１５ａの内周面に接続され、筒軸線Ａｃに対する径方向内側の端が中心筒１５ｂの外周面に接続されている。中心筒１５ｂは、複数の燃料用スワラ１６を介して、バーナ筒１５ａに固定されている。複数の燃料用スワラ１６は、筒軸線Ａｃに対する、燃料噴出口１４ｊから燃焼空間Ｓ中に噴出する燃料Ｆの角度が予め定められた燃料旋回角度θｆになるよう構成されている。具体的には、筒軸線Ａｃに対する燃料用スワラ１６における下流側Ｄａｄ部分の角度が前述の燃料旋回角度θｆになっている。この燃料旋回角度θｆは、例えば、４０°である。

【0028】

空気噴射器１７は、空気噴射枠１８と、圧縮空気Ａを筒軸線Ａｃ回りに旋回させる複数の空気用スワラ１９と、を有する。空気噴射枠１８は、内筒１３の小径胴１３ａとバーナ筒１５ａとで構成されている。バーナ筒１５ａの外周側と小径胴１３ａの内周側との間の環状の空間は、圧縮空気Ａが流れる空気流路を成す。支持筒１２の空気導入開口１２ａから支持筒１２の内周側に流入した圧縮空気Ａは、バーナ筒１５ａの外周側と小径胴１３ａの上流側Ｄａｕの端縁との隙間から空気流路内に流入する。圧縮空気Ａは、この空気流路内を流れ、空気噴出口１７ｊから、一次燃焼用空気Ａ１として、燃焼空間Ｓ内に噴出する。空気噴出口１７ｊは、筒軸線Ａｃを中心として環状で、バーナ筒１５ａの下流側Ｄａｄの端縁と小径胴１３ａの下流側Ｄａｄの端縁とで形成されている。複数の空気用スワラ１９は、空気流路内に配置されている。空気用スワラ１９は、筒軸線Ａｃに対する径方向外側の端が小径胴１３ａの内周面に接続され、筒軸線Ａｃに対する径方向内側の端がバーナ筒１５ａの外周面に接続されている。複数の空気用スワラ１９は、筒軸線Ａｃに対する、空気噴出口１７ｊから燃焼空間Ｓ中に噴出する圧縮空気Ａ（一次燃焼用空気Ａ１）の角度が予め定められた空気旋回角度になるよう構成されている。具体的には、筒軸線Ａｃに対する空気用スワラ１９における下流側Ｄａｄ部分の角度が前述の空気旋回角度になっている。この空気旋回角度は、例えば、３５°である。

【0029】

燃焼器用筒としての燃焼筒２０は、筒軸線Ａｃの周りに筒状を成す胴２１と、この胴２１に取り付けられている空気供給管４０と、を有する。なお、空気供給管４０は、スクープと呼ばれることもある。筒状の胴２１は、燃焼ガスＧが流れる燃焼空間Ｓの周囲を画定する。この胴２１の上流側Ｄａｕの端は、内筒１３の下流側Ｄａｄの端に接続されている。また、この胴２１の下流側Ｄａｄの端は、図１に示すように、タービン５の燃焼ガス流入口５ｉに接続されている。

【0030】

胴２１には、燃焼ガスＧに対向する内周面２３ｉと、内周面２３ｉと相反する側を向く外周面２２ｏと、外周面２２ｏから内周面２３ｉに貫通した円形の挿入開口２５と、内周面２３ｉと外周面２２ｏとの間で冷却媒体が流れる複数の冷却流路３０と、が形成されている。ここでの冷却媒体は、中間ケーシング（図１参照）内に漂っている圧縮空気Ａである。複数の冷却流路３０は、それぞれ、胴２１の外周面２２ｏで開口して内部に圧縮空気Ａを導く入口３０ｉと、内周面２３ｉで開口して内部を流れてきた圧縮空気Ａを排出する出口３０ｏと、を有する。本実施形態では、冷却流路３０の両端のうち、一方の端に入口３０ｉが形成され、他方の端に出口３０ｏが形成されている。

【0031】

胴２１は、図５に示すように、外側板２２と内側板２３とを有する。外側板２２で相反する方向を向いている一対の面のうち、一方の面が胴２１の外周面２２ｏを成し、他方の面が接合面２２ｃを成す。また、内側板２３で相反する方向を向いている一対の面のうち、一方の面が接合面２３ｃを成し、他方の面が胴２１の内周面２３ｉを成す。外側板２２の接合面２２ｃには、外面側に凹み、長い複数の長溝２２ｄが形成されている。外側板２２と内側板２３とは、互いの接合面２２ｃ，２３ｃ相互がろう付け等で接合されている。外側板２２と内側板２３との接合により、外側板２２に形成されている長溝２２ｄの開口が内側板２３により塞がり、この長溝２２ｄ内が冷却流路３０になる。よって、複数の冷却流路３０は、胴２１の外周面２２ｏと内周面２３ｉとの間を、内周面２３ｉに沿った方向に延びている。

【0032】

空気供給管４０は、図２、図４及び図５に示すように、管中心軸線Ａｔを中心として円筒状の管部４１と、管部４１に固定されているフランジ部４２と、を有する。管部４１の一部は、胴２１の挿入開口２５から胴２１の内周側に挿入され、胴２１の内周側に突出している。管部４１と胴２１との間の熱変形量差を考慮して、管部４１の外周面と挿入開口２５の縁との間には、わずかな隙間がある。管部４１の両端のうちで、胴２１の外周側に突出している端には、フランジ部４２が固定されている。このフランジ部４２は、管部４１から管中心軸線Ａｔに対する放射方向に突出している。空気供給管４０のフランジ部４２と胴２１の外周面２２ｏとの間には、複数の管固定ブロック４５が配置されている。管固定ブロック４５の一方の面は胴２１の外周面２２ｏに接合され、管固定ブロック４５の他方の面は、空気供給管４０のフランジ部４２に接合されている。空気供給管４０は、これら複数の管固定ブロック４５により、胴２１に固定されている。この空気供給管４０が胴２１に固定されている状態では、空気供給管４０の管中心軸線Ａｔは、筒軸線Ａｃに対する放射方向に延びている。この空気供給管４０は、中間ケーシング９（図１参照）内に漂っている圧縮空気Ａを二次燃焼用空気Ａ２として、胴２１の内周側に導く。

【0033】

図５に示すように、本実施形態では、複数の冷却流路３０のうち、周方向Ｄｃで隣り合っている二つの冷却流路３０の出口３０ｏは、筒軸線方向Ｄａにおける位置が互いに異なっている。また、本実施形態では、複数の冷却流路３０のうち、一の冷却流路３０の入口３０ｉは、他の冷却流路３０の入口３０ｉと共有する場合がある。また、本実施形態では、複数の冷却流路３０のうち、一の冷却流路３０の出口３０ｏは、他の冷却流路３０の出口３０ｏと共有する場合がある。本実施形態では、複数の冷却流路３０のうち、一部が複数の通常流路３１を成し、他の一部が複数の補完流路３２を成し、残りの一部が複数の開口周り流路３３を成す。

【0034】

複数の開口周り流路３３は、それぞれ、挿入開口２５の縁に沿って延びる迂回流路部３４と、迂回流路部３４の上流側Ｄａｕの端から筒軸線方向Ｄａにおける上流側Ｄａｕに延びる上流側流路部３５と、迂回流路部３４の下流側Ｄａｄの端から筒軸線方向Ｄａにおける下流側Ｄａｄに延びる下流側流路部３６と、を有する。上流側流路部３５及び下流側流路部３６は、いずれも、筒軸線方向Ｄａに延びる直線的な流路部である。一方、迂回流路部３４は、円形の挿入開口２５の縁に沿うために、円弧状の流路部である。開口周り流路３３の入口３０ｉは、上流側流路部３５と下流側流路部３６とのうちの一方に形成されている。この入口３０ｉは、複数の通常流路３１のうちの一の通常流路３１の入口３０ｉと共有している。また、開口周り流路３３の出口３０ｏは、上流側流路部３５と下流側流路部３６とのうちの他方に形成されている。この出口３０ｏは、複数の通常流路３１のうちの他の一の通常流路３１の出口３０ｏと共有している。迂回流路部３４には、開口周り流路３３の入口３０ｉ及び出口３０ｏが形成されていない。

【0035】

ここで、管中心軸線Ａｔに対する放射方向であって、燃焼ガスＧのうちで管中心軸線Ａｔに向かってくる燃焼ガスＧの流れの向きに延びる線を衝突ガス軸線Ａｉとする。本実施形態において、筒軸線Ａｃに対して、管中心軸線Ａｔに向かってくる燃焼ガスＧの流れの向きは、前述した燃料旋回角度θｆとほぼ同じで４０°を成す。このため、筒軸線Ａｃに対して本実施形態の衝突ガス軸線Ａｉの成す角度である衝突軸角度θｉは、４０°である。衝突ガス軸線Ａｉと胴２１の外周面２２ｏとの交差位置は、主衝突位置４１ｐを成す。

【0036】

複数の開口周り流路３３の一部は、複数の衝突域流路３３ｉを成し、残りは、複数の非衝突域流路３３ｎを成す。衝突域流路３３ｉの迂回流路部３４は、衝突域迂回流路部３４ｉを成す。ここで、図４に示すように、周方向Ｄｃで、管中心軸線Ａｔを基準にして主衝突位置４１ｐが存在する側を周方向第一側Ｄｃ１とし、反対側を周方向第二側Ｄｃ２とする。複数の衝突域流路３３ｉ毎の衝突域迂回流路部３４ｉは、いずれも、管中心軸線Ａｔを基準にして、周方向第一側Ｄｃ１に存在する。一方、複数の非衝突域流路３３ｎ毎の迂回流路部３４は、いずれも、管中心軸線Ａｔを基準にして、周方向第二側Ｄｃ２に存在する。

【0037】

複数の衝突域流路３３ｉ毎の衝突域迂回流路部３４ｉは、衝突ガス軸線Ａｉと交差している。衝突ガス軸線Ａｉと交差する交差位置３４ｐは、管中心軸線Ａｔよりも上流側Ｄａｕで、且つ管中心軸線Ａｔよりも周方向第一側Ｄｃ１に位置している。

【0038】

胴２１内を流れる燃焼ガスＧが空気供給管４０に衝突すると、その動圧が下がる一方で、その静圧が上がる。燃焼ガスＧが空気供給管４０に衝突して、燃焼ガスＧの静圧が上がる静圧上昇領域Ｒは、管中心軸線Ａｔ回りの角度であって、衝突ガス軸線Ａｉを中心とする所定角度（θｕ＋θｄ）の範囲内である。具体的に、静圧上昇領域Ｒは、管中心軸線Ａｔ回りの角度であって、衝突ガス軸線Ａｉから上流側Ｄａｕへの予め定められた上流側角度θｕの範囲内、及び衝突ガス軸線Ａｉから下流側Ｄａｄへの予め定められた下流側角度θｄの範囲内である。ここで、所定角度（θｕ＋θｄ）は、燃焼ガスＧが空気供給管４０に衝突する直前の流速により変化する。このため、所定角度（θｕ＋θｄ）は、６０°±２０°である。具体的に、上流側角度θｕ及び下流側角度θｄは、３０°±１０°である。なお、本実施形態の上流側角度θｕ及び下流側角度θｄは、３０°である。

【0039】

衝突域迂回流路部３４ｉは、衝突ガス軸線Ａｉから挿入開口２５の縁に沿って上流側Ｄａｕの方向成分を有する向きに延びていると共に、衝突ガス軸線Ａｉから挿入開口２５の縁に沿って下流側Ｄａｄの方向成分を有する向きに延びている。衝突ガス軸線Ａｉから上流側Ｄａｕの方向成分を有する向きに延びている部分の端には、衝突域流路３３ｉの上流側流路部３５に接続されている。また、衝突ガス軸線Ａｉから下流側Ｄａｄの方向成分を有する向きに延びている部分の端には、衝突域流路３３ｉの下流側流路部３６に接続されている。

【0040】

前述したように、複数の開口周り流路３３毎の迂回流路部３４には、入口３０ｉ及び出口３０ｏが形成されていない。このため、衝突域迂回流路部３４ｉのうち、衝突ガス軸線Ａｉから上流側Ｄａｕへ上流側角度θｕの範囲内、及び衝突ガス軸線Ａｉから下流側Ｄａｄへ下流側角度θｄの範囲内である、静圧上昇領域Ｒに存在する部分には、入口３０ｉ及び出口３０ｏが形成されていない。

【0041】

ここで、複数の衝突域流路３３ｉのうち、衝突域迂回流路部３４ｉが挿入開口２５に最も近い衝突域流路３３ｉを第一衝突域流路３３ｉ１とする。この第一衝突域流路３３ｉ１に対して、周方向第一側Ｄｃ１に隣接する衝突域流路３３ｉを第二衝突域流路３３ｉ２とし、この第二衝突域流路３３ｉ２に対して、周方向第一側Ｄｃ１に隣接する衝突域流路３３ｉを第三衝突域流路３３ｉ３とする。図５に示すように、第一衝突域流路３３ｉ１の幅ｗ１は、第二衝突域流路３３ｉ２の幅ｗ２及び第三衝突域流路３３ｉ３の幅ｗ３より広い。このため、第一衝突域流路３３ｉ１の流路断面積は、第二衝突域流路３３ｉ２の流路断面積及び第三衝突域流路３３ｉ３の流路断面積より広い。

【0042】

複数の通常流路３１及び複数の補完流路３２は、いずれも、筒軸線方向Ｄａに延びる直線的な流路である。複数の通常流路３１及び複数の補完流路３２における上流側Ｄａｕの端には、入口３０ｉと出口３０ｏとのうち、一方が形成されている。また、複数の通常流路３１及び複数の補完流路３２における下流側Ｄａｄの端には、入口３０ｉと出口３０ｏとのうち、他方が形成されている。

【0043】

複数の補完流路３２は、いずれも、複数の開口周り流路３３のうち、少なくとも一の開口周り流路３３の迂回流路部３４が存在する周方向Ｄｃの領域内に存在し、且つ、少なくとも一の開口周り流路３３の迂回流路部３４の一部に対して、筒軸線方向Ｄａの位置が同じである。本実施形態では、複数の補完流路３２毎の入口３０ｉは、いずれも、筒軸線方向Ｄａにおける挿入開口２５に近い側の端に形成されている。

【0044】

複数の通常流路３１は、前述したように、複数の冷却流路３０のうち、複数の開口周り流路３３及び複数の補完流路３２を除く流路である。本実施形態では、複数の通常流路３１のうち、一部の通常流路３１は、一の開口周り流路３３の迂回流路部３４に対して、周方向Ｄｃで挿入開口２５から遠い側に隣接している。迂回流路部３４は、前述したように、円弧状をなし、通常流路３１は、直線状であるため、通常流路３１と迂回流路部３４との周方向Ｄｃの間には、両者の距離が短い部分と長い部分とが存在する。複数の補完流路３２のうち、一部の補完流路３２ａは、通常流路３１と迂回流路部３４との周方向Ｄｃの間で、両者の距離が長い部分に配置され、この部分を冷却する役目を担う。また、複数の補完流路３２のうち、他の補完流路３２ｂは、周方向Ｄｃで隣接する二つの開口周り流路３３の上流側流路部３５相互間又は下流側流路部３６相互間に配置され、この相互間の部分を冷却する役目を担う。

【0045】

冷却流路３０中で、この冷却流路３０の出口３０ｏに近い部分を流れる冷却媒体の温度は、冷却流路３０中で、この冷却流路３０の入口３０ｉに近い部分を流れる冷却媒体の温度よりも高い。このため、冷却流路３０中で、この冷却流路３０の出口３０ｏに近い部分での冷却能力は、冷却流路３０中で、この冷却流路３０の入口３０ｉに近い部分での冷却能力よりも低い。このため、周方向Ｄｃで隣り合っている二つの冷却流路３０の出口３０ｏの位置が、筒軸線方向Ｄａで同じであると、二つの冷却流路３０の各出口３０ｏに近い部分の冷却能力が非常に低くなる。本実施形態では、周方向Ｄｃで隣り合っている二つの冷却流路３０の出口３０ｏの位置が、筒軸線方向Ｄａで互いに異なっているため、二つの冷却流路３０の各出口３０ｏに近い部分の冷却能力が非常に低くなることを抑制できる。

【0046】

本実施形態の胴２１は、挿入開口２５の縁に沿って延びる迂回流路部３４を有する複数の開口周り流路３３を有する。このため、本実施形態では、迂回流路部３４を流れる冷却媒体により、挿入開口２５の縁を冷却することができる。

【0047】

本実施形態では、空気供給管４０の周りの静圧上昇領域Ｒには、挿入開口２５の縁に沿って、衝突域流路３３ｉの衝突域迂回流路部３４ｉが形成されている。この衝突域迂回流路部３４ｉ中で、静圧上昇領域Ｒ内の部分には、衝突域流路３３ｉの出口３０ｏが形成されていない。よって、胴２１内の燃焼ガスＧが空気供給管４０に衝突して、静圧上昇領域Ｒ内でこの燃焼ガスＧの静圧が上昇しても、衝突域流路３３ｉ内への燃焼ガスＧの逆流を抑制することができる。

【0048】

また、本実施形態では、複数の衝突域流路３３ｉのうち、衝突域迂回流路部３４ｉが挿入開口２５に最も近い第一衝突域流路３３ｉ１の流路断面積は、他の衝突域流路３３ｉの流路断面積より広い。このため、第一衝突域流路３３ｉ１を流れる冷却媒体としての圧縮空気の流量は、他の衝突域流路３３ｉを流れる冷却媒体としての圧縮空気の流量より多い。さらに、本実施形態では、複数の補完流路３２毎の入口３０ｉは、いずれも、筒軸線方向Ｄａにおける挿入開口２５に近い側の端に形成されている。このため、本実施形態では、挿入開口２５に近い胴２１の部分を積極的に冷却することができる。

【0049】

本実施形態では、以上の観点から、空気供給管４０近傍における胴２１の焼損を抑制でき、燃焼筒２０の耐久性を高めることができる。

【0050】

「燃焼器用筒の第一変形例」
上記一実施形態における燃焼器用筒の第一変形例について、図６を参照して説明する。

【0051】

本変形例の燃焼器用筒も、第一実施形態における燃焼器用筒と同様、燃焼筒２０ａである。本変形例の燃焼筒２０ａは、第一実施形態における燃焼筒２０に対して、複数の冷却流路の形状及び配置が異なっており、その他の構成は同じである。

【0052】

本変形例においても、上記一実施形態と同様、複数の冷却流路３０のうち、一部が複数の開口周り流路３３ａを成し、他の一部が補完流路３２を成し、残りの一部が通常流路３１を成す。

【0053】

本変形例における複数の開口周り流路３３ａは、すべて、衝突域流路３３ｉである。すなわち、本変形例における複数の開口周り流路３３ａには、上記一実施形態における非衝突域流路３３ｎが含まれない。

【0054】

複数の衝突域流路３３ｉのそれぞれは、上記一実施形態における衝突域流路３３ｉと同様、挿入開口２５の縁に沿って延びて円弧状を成す衝突域迂回流路部３４ｉを有する。

【0055】

複数の衝突域流路３３ｉ毎の衝突域迂回流路部３４ｉは、上記一実施形態と同様、衝突ガス軸線Ａｉと交差している。衝突ガス軸線Ａｉと交差する交差位置３４ｐは、管中心軸線Ａｔよりも上流側Ｄａｕで、且つ管中心軸線Ａｔよりも周方向Ｄｃに位置している。衝突域迂回流路部３４ｉは、衝突ガス軸線Ａｉから挿入開口２５の縁に沿って上流側Ｄａｕの方向成分を有する向きに延びていると共に、衝突ガス軸線Ａｉから挿入開口２５の縁に沿って下流側Ｄａｄの方向成分を有する向きに延びている。衝突域迂回流路部３４ｉのうち、静圧上昇領域Ｒに存在する部分には、入口３０ｉ及び出口３０ｏが形成されていない。

【0056】

複数の衝突域流路３３ｉのうち、衝突域迂回流路部３４ｉが挿入開口２５に最も近い第一衝突域流路３３ｉ１ａは、上記一実施形態における第一衝突域流路３３ｉ１と異なり、上流側流路部３５及び下流側流路部３６を有していない。このため、本変形例における第一衝突域流路３３ｉ１ａの衝突域迂回流路部３４ｉには、この衝突域迂回流路部３４ｉにおける一方の端に入口３０ｉが形成され、他方の端に出口３０ｏが形成されている。但し、この出口３０ｏは、前述したように、静圧上昇領域Ｒ内には形成されていない。一方、複数の衝突域流路３３ｉのうち、第二衝突域流路３３ｉ２及び第三衝突域流路３３ｉ３は、第一実施形態における第二衝突域流路３３ｉ２及び第三衝突域流路３３ｉ３と同様、衝突域迂回流路部３４ｉの他に、上流側流路部３５及び下流側流路部３６を有する。

【0057】

本変形例においても、上記一実施形態と同様、空気供給管４０の周りの静圧上昇領域Ｒには、挿入開口２５の縁に沿って、衝突域流路３３ｉの衝突域迂回流路部３４ｉが形成されている。この衝突域迂回流路部３４ｉ中で、静圧上昇領域Ｒ内の部分には、衝突域流路３３ｉの出口３０ｏが形成されていない。よって、胴２１内の燃焼ガスＧが空気供給管４０に衝突して、静圧上昇領域Ｒ内でこの燃焼ガスＧの静圧が上昇しても、衝突域流路３３ｉ内への燃焼ガスＧの逆流を抑制することができる。

【0058】

以上のように、空気供給管４０の周りの静圧上昇領域Ｒ中に衝突域迂回流路部３４ｉが存在していれば、上記第一実施形態のように、挿入開口２５の全周を複数の開口周り流路３３の迂回流路部３４で実質的に覆う必要はない。また、衝突域流路３３ｉは、衝突域迂回流路部３４ｉがあれば、上流側流路部３５及び下流側流路部３６が無くてもよい。また、衝突域迂回流路部３４ｉには、入口３０ｉ及び出口３０ｏが形成されていてもよい。

【0059】

本変形例における複数の補完流路３２のうち、一部の補完流路３２の入口３０ｉは、筒軸線方向Ｄａにおける挿入開口２５に近い側の端に形成されている。また、本変形例における複数の補完流路３２のうち、他の一部の補完流路３２ｃの入口３０ｉは、筒軸線方向Ｄａにおける挿入開口２５に遠い側の端に形成されている。すなわち、全ての補完流路３２毎の入口３０ｉは、筒軸線方向Ｄａにおける挿入開口２５に近い側の端に形成されていなくてもよい。

【0060】

「燃焼器用筒の第二変形例」
第一実施形態における燃焼用筒の第二変形例について、図７を参照して説明する。

【0061】

本変形例の燃焼器用筒も、上記一実施形態における燃焼器用筒と同様、燃焼筒２０ｂである。本変形例の燃焼筒２０ｂは、第一実施形態における燃焼筒２０に対して、複数の迂回流路部の形状が異なっており、その他の構成は同じである。

【0062】

上記一実施形態における迂回流路部３４は、いずれも、円形の挿入開口２５の形状に併せて円弧状を成している。一方、本変形例の迂回流路部３４ｂは、いずれも、円弧状ではなく、複数の直線部分をつなぎ合わせた形状になっている。迂回流路部３４ｂがこのような形状であっても、挿入開口２５の縁に沿って延びていれば、上記一実施形態における迂回流路部３４と実質的に同様の効果を得ることができる。但し、このような形状の迂回流路部３４ｂよりも円弧状の迂回流路部３４の方が圧縮空気Ａの圧力損失が小さいため、円弧状の迂回流路部３４の製造が困難でない場合には、迂回流路部は、円弧状である方がよい。

【0063】

「その他の変形例」
以上の実施形態及び各変形例では、燃料旋回角度θｆと衝突軸角度θｉとは、ほぼ同じである。しかしながら、燃料Ｆの噴出流量と燃焼用空気Ａ１の噴出流量との比率、及び燃焼用空気Ａ１の旋回角度の関係で、燃料旋回角度θｆに対して衝突軸角度θｉが、燃料旋回角度θｆ±１５°の範囲内で変わることがある。このため、筒軸線Ａｃに対する衝突ガス軸線Ａｉの角度である衝突軸角度θｉは、４０°に限られず、４０°±１５°の角度範囲内の角度であればよい。

【0064】

燃焼器によっては、燃焼空間内で筒軸線Ａｃを中心として燃焼ガスＧを旋回させないものもある。この場合、衝突ガス軸線Ａｉが筒軸線方向Ｄａに延びることになる。つまり、筒軸線Ａｃに対する衝突ガス軸線Ａｉの角度である衝突軸角度θｉは、０°であってもよい。

【0065】

以上の実施形態及び各変形例では、燃焼筒２０の胴２１に空気供給管４０を取り付けている。しかしながら、筒軸線方向Ｄａにおける内筒１３の大径胴１３ｃの長さが長い場合には、この大径胴１３ｃに空気供給管４０を取り付けることもある。この場合、空気供給管４０を備える燃焼用筒の胴は、内筒１３の大径胴１３ｃになる。

【0066】

以上の実施形態及び各変形例での燃料Ｆは、主としてＢＦＧである。しかしながら、燃料Ｆは、他の燃料Ｆであってもよい。具体的に、燃料Ｆは、天然ガスやＣＯＧ等であってもよい。

【0067】

「付記」
以上の実施形態及び変形例における燃焼器用筒は、例えば、以下のように把握される。

【0068】

（１）第一態様における燃焼器用筒は、
筒軸線Ａｃの周りに筒状を成し、前記筒軸線Ａｃが延びる筒軸線方向Ｄａにおける上流側Ｄａｕと下流側Ｄａｄとのうち、前記上流側Ｄａｕから前記下流側Ｄａｄの方向成分を有する向きに燃焼ガスＧが流れる燃焼空間Ｓの周囲を画定する胴２１と、前記胴２１に取り付けられている空気供給管４０と、を備える。筒状の前記胴２１には、前記燃焼ガスＧに対向する内周面２３ｉと、前記内周面２３ｉと相反する側を向く外周面２２ｏと、前記外周面２２ｏから前記内周面２３ｉに貫通した挿入開口２５と、前記内周面２３ｉと前記外周面２２ｏとの間を前記内周面２３ｉに沿った方向に延びて、内部に冷却媒体を流すことができる複数の冷却流路３０と、が形成されている。前記空気供給管４０の一部は、前記挿入開口２５から前記胴２１の内周側に挿入されて、前記胴２１の内周側に突出している。前記複数の冷却流路３０は、それぞれ、自身の内部に冷却媒体を導くことができる入口３０ｉと、自身の内部を流れてきた前記冷却媒体を排出することができる出口３０ｏと、を有する。前記複数の冷却流路３０は、前記複数の冷却流路３０のうちの一部の冷却流路３０として、複数の開口周り流路３３を有する。前記複数の開口周り流路３３は、前記挿入開口２５の縁に沿って延びている迂回流路部３４を有する。前記複数の開口周り流路３３のうち、少なくとも一の開口周り流路３３が衝突域流路３３ｉを成す。前記衝突域流路３３ｉは、前記迂回流路部３４として衝突域迂回流路部３４ｉを有する。前記衝突域迂回流路部３４ｉは、前記空気供給管４０の管中心軸線Ａｔに対する放射方向であって、前記燃焼ガスＧのうちで前記管中心軸線Ａｔに向かってくる燃焼ガスＧの流れの向きに延びる衝突ガス軸線Ａｉと交差し、且つ、前記衝突ガス軸線Ａｉから前記挿入開口２５の縁に沿って前記上流側Ｄａｕの方向成分を有する向きに延びていると共に、前記衝突ガス軸線Ａｉから前記挿入開口２５の縁に沿って前記下流側Ｄａｄの方向成分を有する向きに延びる。前記衝突域迂回流路部３４ｉ中で、前記衝突ガス軸線Ａｉと交差する交差位置３４ｐは、前記管中心軸線Ａｔよりも前記上流側Ｄａｕに位置する。前記衝突域迂回流路部３４ｉのうち、前記管中心軸線Ａｔ回りの角度であって、前記衝突ガス軸線Ａｉを中心とする所定角度（θｕ＋θｄ）の範囲内の部分には、前記内周面２３ｉで開口する前記出口３０ｏが形成されていない。

【0069】

胴２１内を流れる燃焼ガスＧが空気供給管４０に衝突すると、その動圧が下がる一方で、その静圧が上がる。燃焼ガスＧが空気供給管４０に衝突して、燃焼ガスＧの静圧が上がる静圧上昇領域Ｒは、管中心軸線Ａｔ回りの角度であって、衝突ガス軸線Ａｉから上流側Ｄａｕへの予め定められた上流側角度θｕの範囲内、及び衝突ガス軸線Ａｉから下流側Ｄａｄへの予め定められた下流側角度θｄの範囲内である。本態様では、挿入開口２５の縁に沿って延びる迂回流路部３４を有する複数の開口周り流路３３を有するので、迂回流路部３４を流れる冷却媒体により、挿入開口２５の縁を冷却することができる。しかも、本態様では、衝突域迂回流路部３４ｉ中で、静圧上昇領域Ｒ内の部分には、この衝突域迂回流路部３４ｉを有する衝突域流路３３ｉの出口３０ｏが形成されていない。よって、本態様では、胴２１内の燃焼ガスＧが空気供給管４０に衝突して、静圧上昇領域Ｒ内で燃焼ガスＧの静圧が上昇しても、衝突域流路３３ｉ内への燃焼ガスＧの逆流を抑制することができる。

【0070】

（２）第二態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様における燃焼器用筒において、前記所定角度（θｕ＋θｄ）は、６０°±２０°である。

【0071】

所定角度（θｕ＋θｄ）は、燃焼ガスＧが空気供給管４０に衝突する直前の流速により変化する。このため、所定角度（θｕ＋θｄ）は、６０°±２０°である。

【0072】

（３）第三態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様又は前記第二態様における燃焼器用筒において、前記衝突ガス軸線Ａｉは、前記筒軸線Ａｃに対して、４０°±１５°の角度θｉを成す。

【0073】

胴２１の内周側の燃焼空間Ｓ内で、筒軸線Ａｃを中心として燃料Ｆを旋回させる場合、筒軸線Ａｃに対する衝突ガス軸線Ａｉの角度である衝突軸角度θｉは、ほぼ４０°になる。但し、燃料Ｆの噴出流量と燃焼用空気Ａ１の噴出流量との比率、及び、燃焼用空気Ａ１の旋回角度の関係で、この衝突軸角度θｉは、多少変化する。このため、衝突軸角度θｉは、４０°に限られず、４０°±１５°の角度範囲内の角度であればよい。

【0074】

（４）第四態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様から前記第三態様のいずれか一態様における燃焼器用筒において、前記複数の開口周り流路３３は、前記迂回流路部３４の前記上流側Ｄａｕの端から前記筒軸線方向Ｄａにおける前記上流側Ｄａｕに延びる上流側流路部３５を有する。前記上流側流路部３５は、前記入口３０ｉと前記出口３０ｏとのうち、一方を有する。

【0075】

（５）第五態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様から前記第四態様のいずれか一態様における燃焼器用筒において、前記複数の開口周り流路３３は、前記迂回流路部３４の前記下流側Ｄａｄの端から前記筒軸線方向Ｄａにおける前記下流側Ｄａｄに延びる下流側流路部３６を有する。

【0076】

（６）第六態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様から前記第三態様のいずれか一態様における燃焼器用筒において、前記複数の開口周り流路３３は、前記迂回流路部３４の前記上流側Ｄａｕの端から前記筒軸線方向Ｄａにおける前記上流側Ｄａｕに延びる上流側流路部３５と、前記迂回流路部３４の前記下流側Ｄａｄの端から前記筒軸線方向Ｄａにおける前記下流側Ｄａｄに延びる下流側流路部３６と、を有する。前記上流側流路部３５には、前記入口３０ｉと前記出口３０ｏとのうちの一方が形成され、前記下流側流路部３６には、前記入口３０ｉと前記出口３０ｏとのうちの他方が形成されている。前記迂回流路部３４には、前記入口３０ｉ及び前記出口３０ｏが形成されていない。

【0077】

本態様では、挿入開口２５の縁に沿って延びる迂回流路部３４に、開口周り流路３３の出口３０ｏが形成されていない。このため、本態様では、迂回流路部３４中に燃焼ガスＧが逆流することを抑制できる。

【0078】

（７）第七態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様から前記第六態様のいずれか一態様における燃焼器用筒において、前記複数の冷却流路３０は、前記複数の冷却流路３０のうちの一部の冷却流路３０として、前記筒軸線方向Ｄａに延びる補完流路３２を有する。前記補完流路３２は、前記複数の開口周り流路３３のうち、少なくとも一の開口周り流路３３の前記迂回流路部３４が存在する前記筒軸線Ａｃに対する周方向Ｄｃの領域内に存在し、且つ、前記少なくとも一の開口周り流路３３の前記迂回流路部３４の一部に対して、前記筒軸線方向Ｄａの位置が同じである。

【0079】

一の開口周り流路３３の迂回流路部３４に対して、筒軸線Ａｃに対する周方向Ｄｃで挿入開口２５から遠い側に、複数の冷却流路３０のうちの一冷却流路３０として、筒軸線方向Ｄａに直線状に延びる通常流路３１を設ける場合がある。この場合、通常流路３１と迂回流路部３４との周方向Ｄｃの間には、両者の距離が短い部分と長い部分とが存在する。複数の補完流路３２のうち、一部の補完流路３２は、通常流路３１と迂回流路部３４との周方向Ｄｃの間で、両者の距離が長い部分に配置されることになる。よって、本態様では、通常流路３１と迂回流路部３４との周方向Ｄｃの間の距離が長い部分を、補完流路３２を流れる冷却媒体により冷却することができる。

【0080】

（８）第八態様における燃焼器用筒は、
前記第七態様における燃焼器用筒において、前記補完流路３２の前記入口３０ｉは、前記補完流路３２の前記筒軸線方向Ｄａにおける両端のうち、前記挿入開口２５に近い側の端に形成されている。

【0081】

本態様では、補完流路３２の入口３０ｉから補完流路３２内に流入した冷却媒体により、挿入開口２５の近くを積極的に冷却することができる。

【0082】

（９）第九態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様から前記第八態様のいずれか一態様における燃焼器用筒において、前記複数の開口周り流路３３は、複数の前記衝突域流路３３ｉを有する。前記複数の衝突域流路３３ｉのうち、第一衝突域流路３３ｉ１の前記衝突域迂回流路部３４ｉは、前記複数の衝突域流路３３ｉのうちで前記第一衝突域流路３３ｉ１を除く他の衝突域流路３３ｉの前記衝突域迂回流路部３４ｉよりも、前記挿入開口２５に近い。前記第一衝突域流路３３ｉ１の流路断面積は、前記他の衝突域流路３３ｉの流路断面積より広い。

【0083】

本態様では、第一衝突域流路３３ｉ１の流路断面積が他の衝突域流路３３ｉの流路断面積より広いため、第一衝突域流路３３ｉ１を流れる冷却媒体の流量が他の衝突域流路３３ｉを流れる冷却媒体の流量より多くなる。このため、本態様では、前述の静圧上昇領域Ｒであって、挿入開口２５の近くを積極的に冷却することができる。

【0084】

（１０）第十態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様から前記第九態様のいずれか一態様における燃焼器用筒において、前記複数の冷却流路３０のうち、前記筒軸線Ａｃに対する周方向Ｄｃで隣り合っている二つの冷却流路３０の前記出口３０ｏは、前記筒軸線方向Ｄａにおける位置が互いに異なっている。

【0085】

冷却流路３０中で、この冷却流路３０の出口３０ｏに近い部分を流れる冷却媒体の温度は、冷却流路３０中で、この冷却流路３０の入口３０ｉに近い部分を流れる冷却媒体の温度よりも高い。このため、冷却流路３０中で、この冷却流路３０の出口３０ｏに近い部分での冷却能力は、冷却流路３０中で、この冷却流路３０の入口３０ｉに近い部分での冷却能力よりも低い。このため、周方向Ｄｃで隣り合っている二つの冷却流路３０の出口３０ｏの位置が、筒軸線方向Ｄａで同じであると、二つの冷却流路３０の各出口３０ｏに近い部分の冷却能力が非常に低くなる。本態様では、周方向Ｄｃで隣り合っている二つの冷却流路３０の出口３０ｏの位置が、筒軸線方向Ｄａで互いに異なっているため、二つの冷却流路３０の各出口３０ｏに近い部分の冷却能力が非常に低くなることを抑制できる。

【0086】

以上の実施形態及び変形例における燃焼器は、例えば、以下のように把握される。
（１１）第十一態様における燃焼器は、
前記第一態様から前記第十態様のいずれか一態様における燃焼器用筒と、前記挿入開口２５よりも前記上流側Ｄａｕに配置され、前記燃焼空間Ｓ中に燃料Ｆを噴射可能なバーナ１４と、を備える。前記バーナ１４は、前記筒軸線Ａｃを中心として環状の燃料噴出口１４ｊを有するバーナ枠１５と、前記バーナ枠１５内に設けられ、前記筒軸線Ａｃを中心として、前記燃料噴出口１４ｊから噴出する前記燃料Ｆを旋回させることができるスワラ１６と、を有する。前記スワラ１６は、前記筒軸線Ａｃに対する前記燃料噴出口１４ｊから噴出する燃料Ｆの角度が予め定められた燃料旋回角度θｆになるよう構成されている。前記筒軸線Ａｃに対する前記衝突ガス軸線Ａｉの角度は、前記燃料旋回角度θｆ±１５°の範囲内である。

【0087】

胴２１の内周側の燃焼空間Ｓ内で、筒軸線Ａｃを中心として燃料Ｆを旋回させる場合、筒軸線Ａｃに対する衝突ガス軸線Ａｉの角度である衝突軸角度θｉは、ほぼ燃料旋回角度θｆになる。但し、燃料Ｆの噴出流量と燃焼用空気Ａ１の噴出流量との比率、及び、燃焼用空気Ａ１の旋回角度の関係で、この衝突軸角度θｉは、多少変化する。このため、衝突軸角度θｉは、燃料旋回角度θｆに完全に一致している必要性はなく、燃料旋回角度θｆ±１５°の角度範囲内の角度であればよい。

【0088】

（１２）第十二態様における燃焼器は、
前記第十一態様における燃焼器において、さらに、前記挿入開口２５よりも前記上流側Ｄａｕに配置され、前記燃焼空間Ｓ中に空気を噴射して、前記燃焼空間Ｓ中で、前記バーナ１４から噴射した燃料Ｆを拡散燃焼させることができる空気噴射器１７を備える。

【0089】

以上の実施形態及び変形例におけるガスタービンは、例えば、以下のように把握される。
（１３）第十三態様におけるガスタービンは、
前記第十一態様又は前記第十二態様における燃焼器と、圧縮空気Ａを前記燃焼器に送ることができる圧縮機１と、前記燃焼器からの前記燃焼ガスＧで駆動できるタービン５と、を備える。

【産業上の利用可能性】

【0090】

本開示の一態様では、燃焼器用筒の耐久性を高めることができる。

【符号の説明】

【0091】

１：圧縮機
２：圧縮機ロータ
３：圧縮機ケーシング
４：燃焼器
５：タービン
５ｉ：燃焼ガス流入口
６：タービンロータ
７：タービンケーシング
８：ガスタービンロータ
９：中間ケーシング
１０：燃焼器本体
１１：外筒
１１ａ：外筒胴
１１ｂ：蓋
１２：支持筒
１２ａ：空気導入開口
１３：内筒
１３ａ：小径胴
１３ｂ：拡径胴
１３ｃ：大径胴
１４：バーナ
１４ｊ：燃料噴出口
１５：バーナ枠
１５ａ：バーナ筒
１５ｂ：中心筒
１６：燃料用スワラ
１７：空気噴射器
１７ｊ：空気噴出口
１８：空気噴射枠
１９：空気用スワラ
２０，２０ａ，２０ｂ：燃焼筒（燃焼器用筒）
２１：胴
２２：外側板
２２ｏ：外周面
２２ｃ：接合面
２２ｄ：長溝
２３：内側板
２３ｉ：内周面
２３ｃ：接合面
２５：挿入開口
３０：冷却流路
３０ｉ：入口
３０ｏ：出口
３１：通常流路
３２，３２a，３２ｂ，３２ｃ：補完流路
３３，３３ａ：開口周り流路
３３ｉ：衝突域流路
３３ｎ：非衝突域流路
３３ｉ１，３３ｉ１ａ：第一衝突域流路
３３ｉ２：第二衝突域流路
３３ｉ３：第三衝突域流路
３４，３４ｂ：迂回流路部
３４ｉ：衝突域迂回流路部
３４ｐ：交差位置
３５：上流側流路部
３６：下流側流路部
４０：空気供給管
４１：管部
４１ｐ：主衝突位置
４２：フランジ部
４５：管固定ブロック
Ａ：圧縮空気
Ａｏ：外気
Ａ１：一次空気
Ａ２：二次空気
Ｆ：燃料
Ｇ：燃焼ガス
Ｓ：燃焼空間
Ｒ：静圧上昇領域
Ａｒ：回転軸線
Ａｃ：筒軸線
Ａｉ：衝突ガス軸線
Ａｔ：管中心軸線
Ｄａ：筒軸線方向
Ｄａｕ：上流側
Ｄａｄ：下流側
Ｄｃ：周方向
Ｄｃ１：周方向第一側
Ｄｃ２：周方向第二側
θｉ：衝突軸角度
θｕ：上流側角度
θｄ：下流側角度
θｆ：燃料旋回角度

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】