(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】2024-09-24
(45)【発行日】2024-10-02
(54)【発明の名称】燃焼装置およびガスタービンシステム
(51)【国際特許分類】
F23R 3/14 20060101AFI20240925BHJP
F23R 3/28 20060101ALI20240925BHJP
F23D 14/24 20060101ALI20240925BHJP
【ＦＩ】
F23R3/14
F23R3/28 F
F23R3/28 D
F23D14/24 E
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2023508844
(86)(22)【出願日】2022-02-25
(86)【国際出願番号】 JP2022008007
(87)【国際公開番号】W WO2022202104
(87)【国際公開日】2022-09-29
【審査請求日】2023-08-22
(31)【優先権主張番号】P 2021051545
(32)【優先日】2021-03-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】110000936
【氏名又は名称】弁理士法人青海国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 慎太朗
(72)【発明者】
【氏名】内田 正宏
【審査官】北村 一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－０９４５７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－３００４４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－１４３８８８（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２３Ｒ ３／１４
Ｆ２３Ｒ ３／２８
Ｆ２３Ｄ １４／２４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼室と、前記燃焼室内に臨み、前記燃焼室の周方向に間隔を空けて設けられる複数の水素噴射孔と、
前記燃焼室内に臨み、前記複数の水素噴射孔に対して径方向外側において前記周方向に延在する環状の第１空気噴射孔と、
前記燃焼室内に臨み、前記複数の水素噴射孔に対して径方向内側において前記周方向に延在する環状の第２空気噴射孔と、
前記第１空気噴射孔に設けられ、前記燃焼室の軸方向のうち前記燃焼室を向く燃焼室側軸方向に対して前記周方向に傾く第１旋回翼と、
前記第２空気噴射孔に設けられ、前記燃焼室側軸方向に対して前記周方向のうち前記第１旋回翼と同じ側に傾く第２旋回翼と、
を備え、
前記複数の水素噴射孔、前記第１空気噴射孔および前記第２空気噴射孔を有する少なくとも１つの噴射孔群において、
前記第１空気噴射孔の外周側の第１壁部は、前記第１空気噴射孔よりも前記燃焼室側まで延在しており、
前記第１壁部の前記燃焼室側には、前記燃焼室側軸方向に対して径方向内側に傾くテーパ部が形成されており、
前記第２空気噴射孔の内周側の第２壁部は、前記第２空気噴射孔よりも前記燃焼室側まで延在しており、
前記第２壁部の前記燃焼室側には、前記燃焼室側軸方向に対して径方向外側に傾くテーパ部が形成されている、
燃焼装置。
【請求項2】
前記複数の水素噴射孔、前記第１空気噴射孔および前記第２空気噴射孔を有する噴射孔群が前記燃焼室の径方向に間隔を空けて一対設けられ、一方の前記噴射孔群において前記第１旋回翼および前記第２旋回翼が前記燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、他方の前記噴射孔群において前記第１旋回翼および前記第２旋回翼が前記燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、前記周方向のうち異なる側である、
請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項3】
前記複数の水素噴射孔、前記第１空気噴射孔および前記第２空気噴射孔を有する噴射孔群が前記燃焼室の径方向に間隔を空けて一対設けられ、一方の前記噴射孔群において前記第１旋回翼および前記第２旋回翼が前記燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、他方の前記噴射孔群において前記第１旋回翼および前記第２旋回翼が前記燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、前記周方向のうち同じ側である、
請求項１に記載の燃焼装置。
【請求項4】
前記複数の水素噴射孔、前記第１空気噴射孔および前記第２空気噴射孔を有する噴射孔群に対して径方向内側に設けられ、前記燃焼室内に臨む第３空気噴射孔を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の燃焼装置。
【請求項5】
前記第３空気噴射孔は、前記周方向に延在して環状に形成され、前記第３空気噴射孔には、前記燃焼室側軸方向に対して前記周方向に傾く第３旋回翼が設けられる、
請求項４に記載の燃焼装置。
【請求項6】
前記第３空気噴射孔において前記第３旋回翼が前記燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、前記第３空気噴射孔と隣り合う前記噴射孔群において前記第１旋回翼および前記第２旋回翼が前記燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、前記周方向のうち異なる側である、請求項５に記載の燃焼装置。
【請求項7】
前記燃焼室の端部を塞ぐバーナプレートを備え、前記バーナプレートには、前記複数の水素噴射孔、前記第１空気噴射孔および前記第２空気噴射孔を有する噴射孔群が形成される、
請求項１から６のいずれか一項に記載の燃焼装置。
【請求項8】
前記バーナプレートには、前記複数の水素噴射孔と連通するマニホールドが形成される、請求項７に記載の燃焼装置。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか一項に記載の燃焼装置を備える、ガスタービンシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、燃焼装置およびガスタービンシステムに関する。本出願は２０２１年３月２５日に提出された日本特許出願第２０２１－０５１５４５号に基づく優先権の利益を主張するものであり、その内容は本出願に援用される。
【背景技術】
【0002】
燃焼器で燃料を燃焼させることによって動力を得るガスタービンシステムが利用されている。ガスタービンシステムとして、例えば、特許文献１に開示されているように、水素を燃料として用いるものがある。水素を燃料として用いることによって、二酸化炭素の排出が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１５－０１４４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
水素の燃焼速度は、天然ガス等の他の燃料の燃焼速度と比べて非常に速い。ゆえに、天然ガス等が燃料として用いられる場合と同様に、燃料と空気を予め混合してバーナから燃焼器の燃焼室に供給すると、水素が燃料として用いられる場合には、逆火（つまり、バーナ内に炎が逆流する現象）が生じやすくなってしまう。また、水素の燃焼により形成される火炎の温度は、他の燃料の燃焼により形成される火炎の温度と比べて高い。ゆえに、火炎によってバーナが溶損しやすくなってしまう。このように、バーナを火炎から保護する必要性が高い。
【0005】
本開示の目的は、バーナを火炎から保護することが可能な燃焼装置およびガスタービンシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、本開示の燃焼装置は、燃焼室と、燃焼室内に臨み、燃焼室の周方向に間隔を空けて設けられる複数の水素噴射孔と、燃焼室内に臨み、複数の水素噴射孔に対して径方向外側において周方向に延在する環状の第１空気噴射孔と、燃焼室内に臨み、複数の水素噴射孔に対して径方向内側において周方向に延在する環状の第２空気噴射孔と、第１空気噴射孔に設けられ、燃焼室の軸方向のうち燃焼室を向く燃焼室側軸方向に対して周方向に傾く第１旋回翼と、第２空気噴射孔に設けられ、燃焼室側軸方向に対して周方向のうち第１旋回翼と同じ側に傾く第２旋回翼と、を備え、複数の水素噴射孔、第１空気噴射孔および第２空気噴射孔を有する少なくとも１つの噴射孔群において、第１空気噴射孔の外周側の第１壁部は、第１空気噴射孔よりも燃焼室側まで延在しており、第１壁部の燃焼室側には、燃焼室側軸方向に対して径方向内側に傾くテーパ部が形成されており、第２空気噴射孔の内周側の第２壁部は、第２空気噴射孔よりも燃焼室側まで延在しており、第２壁部の燃焼室側には、燃焼室側軸方向に対して径方向外側に傾くテーパ部が形成されている。
【0007】
複数の水素噴射孔、第１空気噴射孔および第２空気噴射孔を有する噴射孔群が燃焼室の径方向に間隔を空けて一対設けられ、一方の噴射孔群において第１旋回翼および第２旋回翼が燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、他方の噴射孔群において第１旋回翼および第２旋回翼が燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、周方向のうち異なる側であってもよい。
【0008】
複数の水素噴射孔、第１空気噴射孔および第２空気噴射孔を有する噴射孔群が燃焼室の径方向に間隔を空けて一対設けられ、一方の噴射孔群において第１旋回翼および第２旋回翼が燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、他方の噴射孔群において第１旋回翼および第２旋回翼が燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、周方向のうち同じ側であってもよい。
【0009】
複数の水素噴射孔、第１空気噴射孔および第２空気噴射孔を有する噴射孔群に対して径方向内側に設けられ、燃焼室内に臨む第３空気噴射孔を備えてもよい。
【0010】
第３空気噴射孔は、周方向に延在して環状に形成され、第３空気噴射孔には、燃焼室側軸方向に対して周方向に傾く第３旋回翼が設けられてもよい。
【0011】
第３空気噴射孔において第３旋回翼が燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、第３空気噴射孔と隣り合う噴射孔群において第１旋回翼および第２旋回翼が燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、周方向のうち異なる側であってもよい。
【0012】
燃焼室の端部を塞ぐバーナプレートを備え、バーナプレートには、複数の水素噴射孔、第１空気噴射孔および第２空気噴射孔を有する噴射孔群が形成されてもよい。
【0013】
バーナプレートには、複数の水素噴射孔と連通するマニホールドが形成されてもよい。
【0014】
上記課題を解決するために、本開示のガスタービンシステムは、上記の燃焼装置を備える。
【発明の効果】
【0015】
本開示によれば、バーナを火炎から保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に添付図面を参照しながら、本開示の実施形態について説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0018】
図１は、本実施形態に係るガスタービンシステム１の構成を示す模式図である。図１に示すように、ガスタービンシステム１は、過給機１１と、発電機１２と、燃焼器１３と、バーナ１４と、水素タンク１５と、流量制御弁１６とを備える。
【0019】
ガスタービンシステム１のうち、燃焼器１３と、バーナ１４と、水素タンク１５と、流量制御弁１６とが、燃焼装置１０に含まれる。
【0020】
過給機１１は、圧縮機１１ａとタービン１１ｂとを有する。圧縮機１１ａおよびタービン１１ｂは、一体として回転する。圧縮機１１ａとタービン１１ｂとは、シャフトによって連結されている。
【0021】
圧縮機１１ａは、燃焼器１３と接続される吸気流路２１に設けられている。吸気流路２１には、燃焼器１３に供給される空気が流通する。吸気流路２１の上流側の端部には、空気が外部から取り込まれる不図示の吸気口が設けられる。吸気口から取り込まれた空気は、圧縮機１１ａを通過して、燃焼器１３に送られる。圧縮機１１ａは、空気を圧縮して下流側に吐出する。
【0022】
タービン１１ｂは、燃焼器１３と接続される排気流路２２に設けられている。排気流路２２には、燃焼器１３から排出された排気ガスが流通する。排気流路２２の下流側の端部には、排気ガスが外部に排出される不図示の排気口が設けられる。燃焼器１３から排出された排気ガスは、タービン１１ｂを通過して、排気口に送られる。タービン１１ｂは、排気ガスによって回されることによって、回転動力を生成する。
【0023】
発電機１２は、過給機１１と接続される。発電機１２は、過給機１１によって生成された回転動力を用いて発電する。
【0024】
燃焼器１３は、ケーシング１３ａと、ライナ１３ｂと、燃焼室１３ｃとを有する。ケーシング１３ａは、略円筒形状を有する。ケーシング１３ａの内部に、ライナ１３ｂが設けられる。ライナ１３ｂは、略円筒形状を有する。ライナ１３ｂは、ケーシング１３ａと同軸上に配置される。ライナ１３ｂの内部には、燃焼室１３ｃが形成されている。つまり、ライナ１３ｂの内部空間が燃焼室１３ｃに相当する。燃焼室１３ｃは、略円柱形状の空間である。燃焼室１３ｃには、排気流路２２が接続されている。
【0025】
後述するように、燃焼室１３ｃに、水素および空気が供給される。燃焼室１３ｃ内では、水素が燃料として用いられ、燃焼が行われる。燃焼室１３ｃ内での燃焼により生じた排気ガスは、排気流路２２に排出される。ケーシング１３ａの内面とライナ１３ｂの外面との間には、空間Ｓが形成されている。空間Ｓには、吸気流路２１が接続されている。空間Ｓには、吸気流路２１を介して圧縮機１１ａから空気が送られる。ライナ１３ｂの端部（図１中の左側の端部）には、開口が形成される。ライナ１３ｂの端部の開口に、バーナ１４が挿通されている。
【0026】
バーナ１４は、バーナプレート１４ａと、複数の水素供給管１４ｂとを有する。バーナプレート１４ａは、ライナ１３ｂの端部の開口を塞ぐ。つまり、バーナプレート１４ａは、燃焼室１３ｃの端部を塞ぐ。バーナプレート１４ａは、円板形状を有する。水素供給管１４ｂは、バーナプレート１４ａのうち燃焼室１３ｃ側に対して逆側の面に接続される。水素供給管１４ｂは、ケーシング１３ａを貫通して、ケーシング１３ａの外部まで延在する。図１では、３つの水素供給管１４ｂが示されている。ただし、水素供給管１４ｂの数は限定されない。
【0027】
バーナプレート１４ａには、図２～図５を参照して後述するように、水素噴射孔（具体的には、後述する水素噴射孔３１）と、空気噴射孔（具体的には、後述する第１空気噴射孔３２および第２空気噴射孔３３）とが形成される。バーナプレート１４ａに形成される水素噴射孔は、水素供給管１４ｂと連通する。水素供給管１４ｂには、後述するように、水素が送られる。水素供給管１４ｂからバーナプレート１４ａに送られた水素は、バーナプレート１４ａの水素噴射孔を通って、燃焼室１３ｃに噴射される。図１中で一点鎖線矢印により示すように、空間Ｓに送られた空気は、空間Ｓを通過した後、バーナプレート１４ａのうち燃焼室１３ｃ側に対して逆側の面に到達する。バーナプレート１４ａに送られた空気は、バーナプレート１４ａの空気噴射孔を通って、燃焼室１３ｃに噴射される。
【0028】
水素タンク１５には、水素が貯蔵される。なお、水素タンク１５内において、水素は液体であってもよく、気体であってもよい。水素タンク１５は、流路２３を介して流量制御弁１６と接続されている。流量制御弁１６は、流路２４を介してバーナ１４の各水素供給管１４ｂと接続されている。水素タンク１５に貯蔵される水素は、流路２３、流量制御弁１６および流路２４を介して、水素供給管１４ｂに供給される。流量制御弁１６は、水素タンク１５から水素供給管１４ｂに供給される水素の流量を制御（つまり、調整）する。流量制御弁１６の開度が調整されることによって、水素タンク１５から水素供給管１４ｂへの水素の供給量が調整される。
【0029】
以下では、燃焼室１３ｃの周方向を単に周方向とも呼ぶ。燃焼室１３ｃの径方向を単に径方向とも呼ぶ。燃焼室１３ｃの軸方向を単に軸方向とも呼ぶ。
【0030】
図２は、バーナプレート１４ａを燃焼室１３ｃ側から見た図（具体的には、図１中の矢印Ａ１方向から見た図）である。図３は、図２中のＡ２－Ａ２断面における断面図である。図４は、図２中のＡ３－Ａ３断面における断面図である。図５は、図２中のＡ４－Ａ４断面における断面図である。
【0031】
図２に示すように、バーナプレート１４ａには、一対の噴射孔群３０（具体的には、噴射孔群３０－１および噴射孔群３０－２）が形成されている。各噴射孔群３０は、複数の水素噴射孔３１、第１空気噴射孔３２および第２空気噴射孔３３を有する。各噴射孔群３０は、周方向に延在し、円環形状を有する。噴射孔群３０－１は、噴射孔群３０－２に対して径方向外側に配置される。このように、噴射孔群３０－１および噴射孔群３０－２は、径方向に間隔を空けて設けられる。ただし、バーナプレート１４ａに形成される噴射孔群３０の数は、この例に限定されない。例えば、バーナプレート１４ａに形成される噴射孔群３０の数は、１つであってもよく、３つ以上であってもよい。
【0032】
水素噴射孔３１は、燃焼室１３ｃ内に臨む。水素噴射孔３１は、バーナプレート１４ａのうち燃焼室１３ｃ側の面に開口する。各噴射孔群３０において、複数の水素噴射孔３１は、周方向に間隔を空けて設けられる。各噴射孔群３０において、複数の水素噴射孔３１は、等間隔に設けられる。ただし、各噴射孔群３０において、複数の水素噴射孔３１は、不等間隔に設けられてもよい。
【0033】
バーナプレート１４ａには、複数の水素噴射孔３１と連通するマニホールド４０が各噴射孔群３０に対して形成される。マニホールド４０は、周方向に延在する。マニホールド４０は、例えば、環状に形成される。図２および図３に示すように、マニホールド４０は、各噴射孔群３０の複数の水素噴射孔３１に対して燃焼室１３ｃの軸方向に並設される。マニホールド４０は、各噴射孔群３０の複数の水素噴射孔３１に対して燃焼室１３ｃ側と逆側に配置される。図３の例では、マニホールド４０の横断面形状（具体的には、マニホールド４０の延在方向に直交する断面における形状）は、円形状である。ただし、マニホールド４０の横断面形状は、円形状以外の形状（例えば、多角形状等）であってもよい。
【0034】
マニホールド４０には、バーナ１４の水素供給管１４ｂが接続されている。水素供給管１４ｂから各マニホールド４０に水素が供給される。マニホールド４０に供給された水素は、図３中で矢印Ｃ１により示すように、各水素噴射孔３１から燃焼室１３ｃに噴射される。噴射孔群３０－１に対して設けられるマニホールド４０に供給された水素は、噴射孔群３０－１の複数の水素噴射孔３１から燃焼室１３ｃに噴射される。噴射孔群３０－２に対して設けられるマニホールド４０に供給された水素は、噴射孔群３０－２の複数の水素噴射孔３１から燃焼室１３ｃに噴射される。
【0035】
第１空気噴射孔３２は、燃焼室１３ｃ内に臨む。第１空気噴射孔３２は、バーナプレート１４ａを燃焼室１３ｃ側から燃焼室１３ｃ側に対して逆側まで貫通する。各噴射孔群３０において、第１空気噴射孔３２は、複数の水素噴射孔３１に対して径方向外側に設けられる。第１空気噴射孔３２は、周方向に延在し、環状に形成される。燃焼器１３内の空間Ｓを通ってバーナプレート１４ａに送られた空気の一部は、図３および図４中で矢印Ｃ２により示すように、第１空気噴射孔３２から燃焼室１３ｃに噴射される。
【0036】
第１空気噴射孔３２には、燃焼室側軸方向に対して周方向に傾く第１旋回翼３２ａが設けられる。燃焼室側軸方向は、燃焼室１３ｃの軸方向のうち燃焼室１３ｃを向く方向である。燃焼室側軸方向に対して周方向に傾くことは、燃焼室側軸方向のベクトルに周方向のベクトルを合成したベクトルの方向に延在すること、または、燃焼室１３ｃに近づくにつれて周方向に進むように傾くことを意味する。第１旋回翼３２ａは、例えば、略平板形状を有する。第１旋回翼３２ａは、第１空気噴射孔３２を周方向に区切る。第１旋回翼３２ａは、周方向に対して交差する面上に延在する。各第１空気噴射孔３２において、複数の第１旋回翼３２ａが、周方向に間隔を空けて設けられる。各第１空気噴射孔３２において、複数の第１旋回翼３２ａは、等間隔に設けられる。ただし、各第１空気噴射孔３２において、複数の第１旋回翼３２ａは、不等間隔に設けられてもよい。
【0037】
例えば、図４に示すように、噴射孔群３０－１の第１空気噴射孔３２では、第１旋回翼３２ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図２中の時計回り方向）に傾く。第１空気噴射孔３２から噴射される空気の噴射方向は、第１旋回翼３２ａに沿った方向となる。ゆえに、図４中で矢印Ｃ２により示すように、噴射孔群３０－１の第１空気噴射孔３２から噴射される空気の噴射方向は、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側に傾く方向となる。よって、図２中で矢印Ｂ１により示すように、噴射孔群３０－１の第１空気噴射孔３２から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の一側に旋回する。
【0038】
第２空気噴射孔３３は、燃焼室１３ｃ内に臨む。第２空気噴射孔３３は、バーナプレート１４ａを燃焼室１３ｃ側から燃焼室１３ｃ側に対して逆側まで貫通する。各噴射孔群３０において、第２空気噴射孔３３は、複数の水素噴射孔３１に対して径方向内側に設けられる。第２空気噴射孔３３は、周方向に延在し、環状に形成される。燃焼器１３内の空間Ｓを通ってバーナプレート１４ａに送られた空気の一部は、図３および図５中で矢印Ｃ３により示すように、第２空気噴射孔３３から燃焼室１３ｃに噴射される。
【0039】
第２空気噴射孔３３には、燃焼室側軸方向に対して周方向のうち第１旋回翼３２ａ（具体的には、同じ噴射孔群３０に属する第１旋回翼３２ａ）と同じ側に傾く第２旋回翼３３ａが設けられる。第２旋回翼３３ａは、例えば、略平板形状を有する。第２旋回翼３３ａは、第２空気噴射孔３３を周方向に区切る。第２旋回翼３３ａは、周方向に対して交差する面上に延在する。各第２空気噴射孔３３において、複数の第２旋回翼３３ａが、周方向に間隔を空けて設けられる。各第２空気噴射孔３３において、複数の第２旋回翼３３ａは、等間隔に設けられる。ただし、各第２空気噴射孔３３において、複数の第２旋回翼３３ａは、不等間隔に設けられてもよい。
【0040】
例えば、図５に示すように、噴射孔群３０－１の第２空気噴射孔３３では、第２旋回翼３３ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図２中の時計回り方向）に傾く。第２空気噴射孔３３から噴射される空気の噴射方向は、第２旋回翼３３ａに沿った方向となる。ゆえに、図５中で矢印Ｃ３により示すように、噴射孔群３０－１の第２空気噴射孔３３から噴射される空気の噴射方向は、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側に傾く方向となる。よって、図２中で矢印Ｂ２により示すように、噴射孔群３０－１の第２空気噴射孔３３から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の一側に旋回する。
【0041】
噴射孔群３０－１において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、噴射孔群３０－２において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、周方向のうち異なる側である。つまり、噴射孔群３０－２の第１空気噴射孔３２では、第１旋回翼３２ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の他側（図２中の反時計回り方向）に傾く。よって、図２中で矢印Ｂ３により示すように、噴射孔群３０－２の第１空気噴射孔３２から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の他側に旋回する。噴射孔群３０－２の第２空気噴射孔３３では、第２旋回翼３３ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の他側に傾く。よって、図２中で矢印Ｂ４により示すように、噴射孔群３０－２の第２空気噴射孔３３から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の他側に旋回する。
【0042】
上記のように、各噴射孔群３０において、複数の水素噴射孔３１に対して径方向外側に設けられる第１空気噴射孔３２には、燃焼室側軸方向に対して周方向に傾く第１旋回翼３２ａが設けられる。複数の水素噴射孔３１に対して径方向内側に設けられる第２空気噴射孔３３には、燃焼室側軸方向に対して周方向のうち第１旋回翼３２ａと同じ側に傾く第２旋回翼３３ａが設けられる。それにより、第１空気噴射孔３２および第２空気噴射孔３３から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の同じ側に旋回する。水素噴射孔３１から噴射される水素は、このように生じた空気の旋回流に向けて噴射される。ゆえに、水素噴射孔３１から噴射される水素は、空気の旋回流によって、旋回しながら空気と混合される。
【0043】
以上説明したように、ガスタービンシステム１の燃焼装置１０によれば、各噴射孔群３０において、第１空気噴射孔３２および第２空気噴射孔３３から噴射される空気により生じる空気の旋回流によって、水素噴射孔３１から噴射される水素が空気と急速に混合される。ゆえに、水素と空気が予め混合された状態で燃焼室１３ｃに供給される場合と比べて、着火位置が燃焼室１３ｃの内部側になる。よって、逆火が抑制される。また、バーナ１４の溶損が抑制される。ゆえに、バーナ１４を火炎から保護することができる。また、空気の供給量を適宜調整し、火炎の温度を低下させることによって、ＮＯｘの排出量の低減も実現される。
【0044】
なお、各噴射孔群３０において、第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａの傾斜角（つまり、燃焼室側軸方向に対する傾斜角）は、一致していてもよく、異なっていてもよい。
【0045】
図６は、燃焼室１３ｃ内に生じるガスの流れを示す模式図である。図６では、第１空気噴射孔３２および第２空気噴射孔３３から噴射される空気により生じる空気の旋回流が、矢印Ｄ１により示されている。空気の旋回流が生じると、矢印Ｄ２により示すように、旋回流の中心軸近傍（つまり、燃焼室１３ｃの中心軸近傍）を通ってバーナプレート１４ａ側に向かうガスの流れである循環流が生じる。
【0046】
燃焼装置１０では、上述したように、噴射孔群３０－１において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、噴射孔群３０－２において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、周方向のうち異なる側である。それにより、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向（具体的には、図２中の時計回り方向）と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向（具体的には、図２中の反時計回り方向）とが逆方向になる。ゆえに、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流とが、互いに弱め合う。よって、旋回流の中心軸近傍を通ってバーナプレート１４ａ側に向かう循環流（つまり、図６中で矢印Ｄ２により示す流れ）が弱まる。それにより、バーナプレート１４ａへの火炎の接近が抑制される。ゆえに、バーナ１４の溶損が抑制される。
【0047】
燃焼室１３ｃの軸方向において、噴射孔群３０－１により生じる空気の旋回流と、噴射孔群３０－２により生じる空気の旋回流とが互いに干渉する位置では、局所的な渦が生じ、噴射孔群３０－１から噴射されるガスと噴射孔群３０－２から噴射されるガスとが混合しやすくなる。それにより、ＮＯｘの排出量がより低減される。
【0048】
上記の例では、噴射孔群３０－１の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図２中の時計回り方向）に傾く。ただし、噴射孔群３０－１の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが、燃焼室側軸方向に対して周方向の他側（図２中の反時計回り方向）に傾いていてもよい。この場合、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側に傾く。
【0049】
燃焼装置１０では、燃焼室１３ｃの端部を塞ぐバーナプレート１４ａに、噴射孔群３０が形成される。ゆえに、バーナプレート１４ａを金属積層技術等によって一体成型することによって、噴射孔群３０を容易に形成することができる。このようにバーナプレート１４ａが一体成型されることによって、噴射孔群３０を形成する部材がバーナプレート１４ａと別体である場合と比べ、バーナ１４の構造が簡略化され、バーナ１４が小型化され、バーナ１４の製造コストが低減される。また、部材の接合部分からの水素の漏れが抑制される。また、熱応力による接合部分での割れの発生が抑制される。
【0050】
燃焼装置１０では、バーナプレート１４ａには、複数の水素噴射孔３１と連通するマニホールド４０が形成される。ゆえに、バーナプレート１４ａを金属積層技術等によって一体成型することによって、マニホールド４０を容易に形成することができる。このようにバーナプレート１４ａが一体成型されることによって、マニホールド４０を形成する部材がバーナプレート１４ａと別体である場合と比べ、バーナ１４の構造が簡略化され、バーナ１４が小型化され、バーナ１４の製造コストが低減される。また、部材の接合部分からの水素の漏れが抑制される。また、熱応力による接合部分での割れの発生が抑制される。
【0051】
なお、バーナプレート１４ａを分割した各部分（例えば、周方向に所定角度ずつ分割した各部分）を金属積層技術等によってそれぞれ一体成型し、得られる部材を組み立ててもよい。その場合にも、バーナ１４の製造コストが低減され、部材の接合部分からの水素の漏れが抑制され、熱応力による接合部分での割れの発生が抑制される。
【0052】
以下、図７～図１１を参照して、各変形例に係るガスタービンシステムについて説明する。なお、以下で説明する各変形例に係るガスタービンシステムでは、バーナプレート以外の構成については、上述したガスタービンシステム１と同様なので、説明を省略する。
【0053】
【0054】
バーナプレート１４ａＡでは、上述したバーナプレート１４ａと比較して、噴射孔群３０－２において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向が異なる。
【0055】
第１の変形例では、噴射孔群３０－１において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、噴射孔群３０－２において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、周方向のうち同じ側である。
【0056】
噴射孔群３０－１の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａは、上述したバーナプレート１４ａと同様に、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図７中の時計回り方向）に傾く。よって、図７中で矢印Ｂ１および矢印Ｂ２により示すように、噴射孔群３０－１の第１空気噴射孔３２および第２空気噴射孔３３から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の一側に旋回する。
【0057】
一方、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａは、上述したバーナプレート１４ａと異なり、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図７中の時計回り方向）に傾く。よって、図７中で矢印Ｂ３および矢印Ｂ４により示すように、噴射孔群３０－２の第１空気噴射孔３２および第２空気噴射孔３３から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の一側に旋回する。
【0058】
上記のように、第１の変形例に係る燃焼装置１０Ａでは、噴射孔群３０－１において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、噴射孔群３０－２において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、周方向のうち同じ側である。それにより、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向（具体的には、図７中の時計回り方向）と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向（具体的には、図７中の時計回り方向）とが同一方向になる。ゆえに、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流とが、互いに強め合う。よって、燃焼室１３ｃ内に生じる空気の旋回流によって、火炎が旋回流の中心側に保持されやすくなり、火炎がより安定化される。
【0059】
なお、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａの傾斜角（つまり、燃焼室側軸方向に対する傾斜角）は、噴射孔群３０－１の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａの傾斜角よりも小さくてもよい。それにより、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向の速度成分を、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向の速度成分よりも小さくしやすくなる。ゆえに、旋回流の中心軸近傍を通ってバーナプレート１４ａＡ側に向かう循環流が過度に強くなることが抑制され、バーナプレート１４ａＡへの火炎の接近が抑制される。
【0060】
上記の例では、噴射孔群３０－１の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図７中の時計回り方向）に傾く。ただし、噴射孔群３０－１の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが、燃焼室側軸方向に対して周方向の他側（図７中の反時計回り方向）に傾いていてもよい。この場合、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の他側に傾く。
【0061】
【0062】
バーナプレート１４ａＢでは、上述したバーナプレート１４ａと比較して、第３空気噴射孔５１が設けられる点が異なる。
【0063】
第３空気噴射孔５１は、燃焼室１３ｃ内に臨む。第３空気噴射孔５１は、バーナプレート１４ａＢを燃焼室１３ｃ側から燃焼室１３ｃ側に対して逆側まで貫通する。第３空気噴射孔５１は、噴射孔群３０－２に対して径方向内側に設けられる。このように、噴射孔群３０が複数存在する場合、第３空気噴射孔５１は、最も径方向内側の噴射孔群３０に対して径方向内側に設けられる。つまり、第３空気噴射孔５１は、いずれの噴射孔群３０よりも径方向内側に設けられる。
【0064】
第３空気噴射孔５１は、燃焼室１３ｃの中心軸と同軸上に配置される。ただし、第３空気噴射孔５１の中心軸と燃焼室１３ｃの中心軸とは一致しなくてもよい。第３空気噴射孔５１は、円柱形状を有する。ただし、第３空気噴射孔５１は、円柱形状以外の形状（例えば、多角柱形状等）を有してもよい。
【0065】
燃焼器１３内の空間Ｓを通ってバーナプレート１４ａＢに送られた空気の一部は、第３空気噴射孔５１から燃焼室１３ｃに噴射される。第３空気噴射孔５１から噴射される空気の噴射方向は、燃焼室１３ｃの軸方向である。ただし、第３空気噴射孔５１から噴射される空気の噴射方向は、燃焼室１３ｃの軸方向に対して傾斜していてもよい。
【0066】
上記のように、第２の変形例に係る燃焼装置１０Ｂでは、噴射孔群３０－２に対して径方向内側に第３空気噴射孔５１が設けられる。それにより、旋回流の中心軸近傍を通ってバーナプレート１４ａＢ側に向かう循環流を、第３空気噴射孔５１から噴射される空気によって弱めることができる。ゆえに、バーナプレート１４ａＢへの火炎の接近がより効果的に抑制される。よって、バーナ１４の溶損がより効果的に抑制される。
【0067】
図８の例では、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向とが逆方向である。ただし、燃焼装置１０Ｂにおいて、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向とが同一方向であってもよい。
【0068】
【0069】
バーナプレート１４ａＣでは、上述したバーナプレート１４ａと比較して、複数の第３空気噴射孔５２と、複数の第４空気噴射孔５３と、複数の第５空気噴射孔５４とが設けられる点が異なる。
【0070】
第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４は、燃焼室１３ｃ内に臨む。第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４は、バーナプレート１４ａＣを燃焼室１３ｃ側から燃焼室１３ｃ側に対して逆側まで貫通する。第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４の流路断面形状は、円形状を有する。ただし、第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４の流路断面形状は、円形状以外の形状（例えば、多角形状等）を有してもよい。
【0071】
第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４の流路径は、上述したバーナプレート１４ａＢの第３空気噴射孔５１の流路径よりも小さい。第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４の流路径は、互いに一致する。ただし、第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４の流路径は、互いに異なっていてもよい。
【0072】
燃焼器１３内の空間Ｓを通ってバーナプレート１４ａＣに送られた空気の一部は、第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４から燃焼室１３ｃに噴射される。第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４から噴射される空気の噴射方向は、燃焼室１３ｃの軸方向である。ただし、第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４から噴射される空気の噴射方向は、燃焼室１３ｃの軸方向に対して傾斜していてもよい。
【0073】
第３空気噴射孔５２は、噴射孔群３０－２に対して径方向内側に設けられる。第４空気噴射孔５３は、噴射孔群３０－１に対して径方向内側、かつ、噴射孔群３０－２に対して径方向外側に設けられる。第５空気噴射孔５４は、噴射孔群３０－１に対して径方向外側に設けられる。
【0074】
上記のように、第３の変形例に係る燃焼装置１０Ｃでは、噴射孔群３０－２に対して径方向内側に第３空気噴射孔５２が設けられる。それにより、上述した燃焼装置１０Ｂと同様に、旋回流の中心軸近傍を通ってバーナプレート１４ａＣ側に向かう循環流を、第３空気噴射孔５２から噴射される空気によって弱めることができる。ゆえに、バーナプレート１４ａＣへの火炎の接近がより効果的に抑制される。よって、バーナ１４の溶損がより効果的に抑制される。
【0075】
さらに、第３の変形例に係る燃焼装置１０Ｃでは、バーナプレート１４ａＣにおける広い範囲に亘って、第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４が設けられている。それにより、第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４を通る空気によって、バーナプレート１４ａＣが冷却される。
【0076】
図９の例では、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向とが逆方向である。ただし、燃焼装置１０Ｃにおいて、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向とが同一方向であってもよい。
【0077】
【0078】
バーナプレート１４ａＤでは、上述したバーナプレート１４ａと比較して、第３空気噴射孔５５が設けられる点が異なる。
【0079】
第３空気噴射孔５５は、燃焼室１３ｃ内に臨む。第３空気噴射孔５５は、バーナプレート１４ａＤを燃焼室１３ｃ側から燃焼室１３ｃ側に対して逆側まで貫通する。第３空気噴射孔５５は、噴射孔群３０－２に対して径方向内側に設けられる。第３空気噴射孔５５は、周方向に延在し、環状に形成される。燃焼器１３内の空間Ｓを通ってバーナプレート１４ａＤに送られた空気の一部は、第３空気噴射孔５５から燃焼室１３ｃに噴射される。
【0080】
第３空気噴射孔５５には、燃焼室側軸方向に対して周方向に傾く第３旋回翼５５ａが設けられる。第３旋回翼５５ａは、例えば、略平板形状を有する。第３旋回翼５５ａは、第３空気噴射孔５５を周方向に区切る。第３旋回翼５５ａは、周方向に対して交差する面上に延在する。第３空気噴射孔５５において、複数の第３旋回翼５５ａが、周方向に間隔を空けて設けられる。第３空気噴射孔５５において、複数の第３旋回翼５５ａは、等間隔に設けられる。ただし、第３空気噴射孔５５において、複数の第３旋回翼５５ａは、不等間隔に設けられてもよい。
【0081】
第３空気噴射孔５５において第３旋回翼５５ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、第３空気噴射孔５５と隣り合う噴射孔群３０－２において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、周方向のうち異なる側である。図１０の例では、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の他側（図１０中の反時計回り方向）に傾く。つまり、第３旋回翼５５ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図１０中の時計回り方向）に傾く。よって、図１０中で矢印Ｂ５により示すように、第３空気噴射孔５５から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の一側に旋回する。
【0082】
上記のように、第４の変形例に係る燃焼装置１０Ｄでは、噴射孔群３０－２に対して径方向内側に第３空気噴射孔５５が設けられる。それにより、上述した燃焼装置１０Ｂと同様に、旋回流の中心軸近傍を通ってバーナプレート１４ａＤ側に向かう循環流を、第３空気噴射孔５１から噴射される空気によって弱めることができる。ゆえに、バーナプレート１４ａＤへの火炎の接近がより効果的に抑制される。よって、バーナ１４の溶損がより効果的に抑制される。さらに、第４の変形例に係る燃焼装置１０Ｄでは、第３空気噴射孔５５から噴射された空気によって、燃焼室１３ｃ内に空気の旋回流が生じるので、水素と空気との混合をより促進させることができる。
【0083】
燃焼装置１０Ｄでは、上述したように、第３空気噴射孔５５において第３旋回翼５５ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向と、第３空気噴射孔５５と隣り合う噴射孔群３０－２において第１旋回翼３２ａおよび第２旋回翼３３ａが燃焼室側軸方向に対して傾く方向は、周方向のうち異なる側である。それにより、第３空気噴射孔５５から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向（具体的には、図１０中の時計回り方向）と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向（具体的には、図１０中の反時計回り方向）とが逆方向になる。ゆえに、第３空気噴射孔５５から噴射される空気により生じる空気の旋回流と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流とが、互いに弱め合う。よって、旋回流の中心軸近傍を通ってバーナプレート１４ａＤ側に向かう循環流が弱まる。それにより、バーナプレート１４ａＤへの火炎の接近がさらに効果的に抑制される。よって、バーナ１４の溶損がさらに効果的に抑制される。ただし、第３空気噴射孔５５に第３旋回翼５５ａが設けられなくてもよい。
【0084】
図１０の例では、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向とが逆方向である。ただし、燃焼装置１０Ｄにおいて、噴射孔群３０－１から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向と、噴射孔群３０－２から噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向とが同一方向であってもよい。
【0085】
【0086】
バーナプレート１４ａＥでは、上述したバーナプレート１４ａと比較して、第１空気噴射孔３２の外周側の壁部６１、および、第２空気噴射孔３３の内周側の壁部６２の構成が異なる。なお、壁部６１および壁部６２の構成は、各噴射孔群３０において同様である。
【0087】
第１空気噴射孔３２の外周側の壁部６１は、第１空気噴射孔３２よりも燃焼室１３ｃ側まで延在している。壁部６１の燃焼室１３ｃ側には、テーパ部６１ａが形成されている。テーパ部６１ａは、燃焼室側軸方向に対して径方向内側に傾く。
【0088】
第２空気噴射孔３３の内周側の壁部６２は、第２空気噴射孔３３よりも燃焼室１３ｃ側まで延在している。壁部６２の燃焼室１３ｃ側には、テーパ部６２ａが形成されている。テーパ部６２ａは、燃焼室側軸方向に対して径方向外側に傾く。
【0089】
水素噴射孔３１から噴射された水素、第１空気噴射孔３２から噴射された空気、および、第２空気噴射孔３３から噴射された空気は、壁部６１のテーパ部６１ａと壁部６２のテーパ部６２ａとの間において絞られる。それにより、壁部６１のテーパ部６１ａと壁部６２のテーパ部６２ａとの間において、水素および空気の流速が高くなり、水素と空気との混合が促進される。
【0090】
なお、噴射孔群３０が複数存在する場合、壁部６１のテーパ部６１ａ、および、壁部６２のテーパ部６２ａは、一部の噴射孔群３０のみに設けられてもよく、全ての噴射孔群３０に設けられてもよい。
【0091】
燃焼装置１０Ｅは、上述した燃焼装置１０に対して、壁部６１のテーパ部６１ａ、および、壁部６２のテーパ部６２ａを追加した例である。ただし、上述した燃焼装置１０Ａ、燃焼装置１０Ｂ、燃焼装置１０Ｃまたは燃焼装置１０Ｄに対して、壁部６１のテーパ部６１ａ、および、壁部６２のテーパ部６２ａが追加されてもよい。
【0092】
上記では、各噴射孔群において第１旋回翼３２ａと第２旋回翼３３ａとの間で燃焼室側軸方向に対して傾く方向が周方向のうち同じ側である例を説明した。ただし、各噴射孔群において第１旋回翼３２ａと第２旋回翼３３ａとの間で燃焼室側軸方向に対して傾く方向が周方向のうち異なる側であってもよい。つまり、各噴射孔群において、第２旋回翼３３ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向のうち第１旋回翼３２ａと異なる側に傾いてもよい。
【0093】
図１２は、各噴射孔群において第１旋回翼３２ａと第２旋回翼３３ａとの間で燃焼室側軸方向に対して傾く方向が周方向のうち異なる側である第１の例を示す図である。図１２では、このような第１の例に係るガスタービンシステム１Ｆの燃焼装置１０Ｆのバーナプレート１４ａＦを燃焼室１３ｃ側から見た様子が示されている。
【0094】
バーナプレート１４ａＦでは、噴射孔群３０－１の第１旋回翼３２ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図１２中の時計回り方向）に傾く。よって、図１２中で矢印Ｂ１により示すように、噴射孔群３０－１の第１空気噴射孔３２から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の一側に旋回する。一方、噴射孔群３０－１の第２旋回翼３３ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の他側（図１２中の反時計回り方向）に傾く。よって、図１２中で矢印Ｂ２により示すように、噴射孔群３０－１の第２空気噴射孔３３から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の他側に旋回する。
【0095】
バーナプレート１４ａＦでは、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図１２中の時計回り方向）に傾く。よって、図１２中で矢印Ｂ３により示すように、噴射孔群３０－２の第１空気噴射孔３２から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の一側に旋回する。一方、噴射孔群３０－２の第２旋回翼３３ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の他側（図１２中の反時計回り方向）に傾く。よって、図１２中で矢印Ｂ４により示すように、噴射孔群３０－２の第２空気噴射孔３３から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の他側に旋回する。
【0096】
燃焼装置１０Ｆでは、各噴射孔群において、第１旋回翼３２ａと第２旋回翼３３ａとの間で燃焼室側軸方向に対して傾く方向が周方向のうち異なる側である。それにより、各噴射孔群において、水素噴射孔３１から噴射される水素は、径方向内側と径方向外側とで、周方向のうち異なる側の旋回力を受ける。ゆえに、各噴射孔群において、第１空気噴射孔３２および第２空気噴射孔３３から噴射される空気により生じる空気の旋回流によって、水素噴射孔３１から噴射される水素が空気と急速に混合される。これにより、水素と空気が予め混合された状態で燃焼室１３ｃに供給される場合と比べて、着火位置が燃焼室１３ｃの内部側になるので、逆火が抑制される。よって、バーナ１４を火炎から保護することができる。
【0097】
また、燃焼装置１０Ｆでは、噴射孔群３０－１の第２旋回翼３３ａと、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａとの間で燃焼室側軸方向に対して傾く方向が周方向のうち異なる側である。それにより、噴射孔群３０－１の第２旋回翼３３ａから噴射された空気により生じる空気の旋回流の旋回方向（具体的には、図１２中の反時計回り方向）と、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａから噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向（具体的には、図１２中の時計回り方向）とが逆方向になる。ゆえに、噴射孔群３０－１の第２旋回翼３３ａから噴射される空気により生じる空気の旋回流と、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａから噴射される空気により生じる空気の旋回流とが、互いに弱め合う。よって、旋回流の中心軸近傍を通ってバーナプレート１４ａＦ側に向かう循環流（つまり、図６中で矢印Ｄ２により示す流れ）が弱まる。それにより、バーナプレート１４ａＦへの火炎の接近が抑制される。ゆえに、バーナ１４の溶損が抑制される。
【0098】
図１３は、各噴射孔群において第１旋回翼３２ａと第２旋回翼３３ａとの間で燃焼室側軸方向に対して傾く方向が周方向のうち異なる側である第２の例を示す図である。図１３では、このような第２の例に係るガスタービンシステム１Ｇの燃焼装置１０Ｇのバーナプレート１４ａＧを燃焼室１３ｃ側から見た様子が示されている。
【0099】
バーナプレート１４ａＧでは、噴射孔群３０－１の第１旋回翼３２ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図１３中の時計回り方向）に傾く。よって、図１３中で矢印Ｂ１により示すように、噴射孔群３０－１の第１空気噴射孔３２から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の一側に旋回する。一方、噴射孔群３０－１の第２旋回翼３３ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の他側（図１３中の反時計回り方向）に傾く。よって、図１３中で矢印Ｂ２により示すように、噴射孔群３０－１の第２空気噴射孔３３から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の他側に旋回する。
【0100】
バーナプレート１４ａＧでは、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の他側（図１３中の反時計回り方向）に傾く。よって、図１３中で矢印Ｂ３により示すように、噴射孔群３０－２の第１空気噴射孔３２から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の他側に旋回する。一方、噴射孔群３０－２の第２旋回翼３３ａは、燃焼室側軸方向に対して周方向の一側（図１３中の時計回り方向）に傾く。よって、図１３中で矢印Ｂ４により示すように、噴射孔群３０－２の第２空気噴射孔３３から噴射された空気は、燃焼室１３ｃ内において周方向の一側に旋回する。
【0101】
燃焼装置１０Ｇでは、燃焼装置１０Ｆと同様に、各噴射孔群において、第１旋回翼３２ａと第２旋回翼３３ａとの間で燃焼室側軸方向に対して傾く方向が周方向のうち異なる側である。それにより、燃焼装置１０Ｆと同様に、各噴射孔群において、第１空気噴射孔３２および第２空気噴射孔３３から噴射される空気により生じる空気の旋回流によって、水素噴射孔３１から噴射される水素が空気と急速に混合され、逆火が抑制される。
【0102】
また、燃焼装置１０Ｇでは、噴射孔群３０－１の第２旋回翼３３ａと、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａとの間で燃焼室側軸方向に対して傾く方向が周方向のうち同じ側である。それにより、噴射孔群３０－１の第２旋回翼３３ａから噴射された空気により生じる空気の旋回流の旋回方向（具体的には、図１３中の反時計回り方向）と、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａから噴射される空気により生じる空気の旋回流の旋回方向（具体的には、図１３中の反時計回り方向）とが同一向になる。ゆえに、噴射孔群３０－１の第２旋回翼３３ａから噴射される空気により生じる空気の旋回流と、噴射孔群３０－２の第１旋回翼３２ａから噴射される空気により生じる空気の旋回流とが、互いに強め合う。しかしながら、各噴射孔群において、第１旋回翼３２ａから噴射される空気により生じる空気の旋回流と第２旋回翼３３ａから噴射される空気により生じる空気の旋回流とは、互いに弱め合う。よって、旋回流の中心軸近傍を通ってバーナプレート１４ａＧ側に向かう循環流（つまり、図６中で矢印Ｄ２により示す流れ）は、図１２の例と比べて強いものの、過度に強くなることはない。
【0103】
なお、図１２の燃焼装置１０Ｆおよび図１３の燃焼装置１０Ｇに対して、図８の例に示される第３空気噴射孔５１、図９の例に示される第３空気噴射孔５２、第４空気噴射孔５３および第５空気噴射孔５４、図１０の例に示される第３空気噴射孔５５、図１１の例に示される壁部６１のテーパ部６１ａ、および、壁部６２のテーパ部６２ａがそれぞれ追加されてもよい。
【0104】
以上、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【0105】
上記では、ガスタービンシステム１、ガスタービンシステム１Ａ、ガスタービンシステム１Ｂ、ガスタービンシステム１Ｃ、ガスタービンシステム１Ｄ、ガスタービンシステム１Ｅ、ガスタービンシステム１Ｆおよびガスタービンシステム１Ｇにおいて、過給機１１によって生成された回転動力が発電機１２を駆動させるエネルギとして利用される例を説明した。ただし、ガスタービンシステム１、ガスタービンシステム１Ａ、ガスタービンシステム１Ｂ、ガスタービンシステム１Ｃ、ガスタービンシステム１Ｄ、ガスタービンシステム１Ｅ、ガスタービンシステム１Ｆおよびガスタービンシステム１Ｇにおいて、過給機１１によって生成された回転動力が他の用途（例えば、船舶等の移動体を駆動させる目的等）に利用されてもよい。
【0106】
上記では、燃焼室１３ｃの形状が略円柱形状である例を説明した。ただし、燃焼室１３ｃの形状は、この例に限定されない。例えば、燃焼室１３ｃは、略円筒形状の空間であってもよい。バーナプレート１４ａ、バーナプレート１４ａＡ、バーナプレート１４ａＢ、バーナプレート１４ａＣ、バーナプレート１４ａＤ、バーナプレート１４ａＥ、バーナプレート１４ａＦおよびバーナプレート１４ａＧの形状は、燃焼室１３ｃの形状に応じて適宜変更され得る。
【0107】
上記で説明した図１の例では、圧縮機１１ａから燃焼器１３に送られた空気は、ライナ１３ｂの外周面とケーシング１３ａの内周面との間を通った後に燃焼室１３ｃに送られる。ただし、圧縮機１１ａから燃焼器１３に送られた空気の経路はこの例（つまり、ターンフロー型）に限定されない。
【符号の説明】
【0108】
１：ガスタービンシステム １Ａ：ガスタービンシステム １Ｂ：ガスタービンシステム １Ｃ：ガスタービンシステム １Ｄ：ガスタービンシステム １Ｅ：ガスタービンシステム １Ｆ：ガスタービンシステム １Ｇ：ガスタービンシステム １０：燃焼装置 １０Ａ：燃焼装置 １０Ｂ：燃焼装置 １０Ｃ：燃焼装置 １０Ｄ：燃焼装置 １０Ｅ：燃焼装置 １０Ｆ：燃焼装置 １０Ｇ：燃焼装置 １３ｃ：燃焼室 １４ａ：バーナプレート １４ａＡ：バーナプレート １４ａＢ：バーナプレート １４ａＣ：バーナプレート １４ａＤ：バーナプレート １４ａＥ：バーナプレート １４ａＦ：バーナプレート １４ａＧ：バーナプレート ３０：噴射孔群 ３０－１：噴射孔群 ３０－２：噴射孔群 ３１：水素噴射孔 ３２：第１空気噴射孔 ３２ａ：第１旋回翼 ３３：第２空気噴射孔 ３３ａ：第２旋回翼 ４０：マニホールド ５１：第３空気噴射孔 ５２：第３空気噴射孔 ５５：第３空気噴射孔 ５５ａ：第３旋回翼
【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】