図1は、本発明に係るガスタービン燃焼器 の実施形態の一例を示す概略図である。本実 施例のガスタービンの燃焼器1も、従来と同� �に、ガスタービンの車室の周囲に環状に複� �取り付けられたものである。又、油燃料又� �ガス燃料に切り替え可能なデュアル方式で� �り、図1に示すように、1つのパイロットノズ ル2と、その周囲に環状に配置された複数(例� ��ば、8本)のメインノズル3とを有し、共に、� ��燃料が通る油燃料通路とガス燃料が通るガ� ��燃料通路とを有する構造となっている。

 図2(a)~(c)に、本実施例のメインノズル3の� ��造を説明する断面図を示す。なお、図2(b)は 、図2(a)のA-A線矢視断面図であり、図2(c)は、� ��2(a)のB-B線矢視断面図である。

 図2(a)~(c)に示すように、本実施例のメイ� �ノズル3も、従来と同様に、メインノズル3の 中心に配置された円筒状の中心管4の内部を� �油燃料が通る油燃料通路6としているが、ガ� ��燃料が通るガス燃料通路7(7a、7b)は、メイン ノズル3の最外周に配置された円筒状の外管5� ��、中心管4と外管5との間に配置された支持� �8との間の空間により形成されている。

 中心管4は、一般的に使用される標準パイ プから形成されており、その先端部4aは、円� ��状の外管5の先端部5aの内部に、後述する支� ��管8を介して、Tig溶接等により溶接されてお り、又、その後端部4bは、パイロットノズル2 、メインノズル3を支持するノズル管台11にTig 溶接等により溶接されて固定されている。更 に、中心管4の後端部4b近傍には、コイル状の コイル曲げ部4cが設けられており、中心管4と 外管5における熱伸び差による変位を吸収す� �と共に、熱応力を抑制する構造としている� �従って、従来とは異なり、Oリングは不要と� ��るため、その部品点数を低減し、構造を単� ��にして、製造コストを低減すると共に、メ� ��テナンス性を向上させている。

 中心管4の外周側であり、外管5の内周側� �は、中心管4、外管5とは独立した支持管8が� �けられている。この支持管8は、中心管4の外 周との間に隙間を形成する内径を有するもの であり、この隙間に空気断熱層9を形成して� �メインノズル3の周囲を流れる燃焼用空気か� ��の温度の影響を抑制して、油燃料のコーキ� ��グを防止している。加えて、この隙間は、0 .2mm程度の微細なものであり、そのため、中� �管4が振動した場合、支持管8は、その振れ止 めとしても機能するものである。

 この支持管8は、空気断熱層9を形成する� �め、その内周側は、中心管4の外径に合わせ� ��、一定の内径を有しているが、その外周側� ��、軸方向下流側の径が小さく、軸方向上流� ��の径が大きい異径の筒状部材から構成され� ��いる。更に詳細には、軸方向上流側が、外� ��5の内周に放射状に接する複数の支持部8cと� ��支持部8c同士の間に軸方向に沿って形成さ� �た複数の溝部(ガス燃料通路)7aとからなり、� ��方向下流側が、溝部7a部分の外径以下の外� �を有する円筒状の円筒部8bからなっている。 なお、外管5の内周は、この支持管8の外周に� ��わせて、その軸方向下流側で内径が小さく� ��その軸方向上流側で内径が大きく形成され� ��いる。

 支持管8の先端部8aは、外管5の先端部5aの� ��部にTig溶接等により溶接され、又、その後� ��側は、支持部8cにより外管5の内周側に接す� ��ことにより、外管5の内部に支持される構造 となっている。このように、支持管8は、軸� �向前端側では、中心管4、外管5と溶接により 固定されているが、軸方向後端側は外管5の� �周側に接するのみであり、固定されておら� �、支持管8自体も熱伸びに対応する構成とな� ��ている。

 従って、メインノズル3の軸方向上流側の 断面は、図2(b)に示すように、外管5の内部に� ��支持管8の複数(本実施例では、一例として6� ��)の支持部8cが配置され、その内部に、空気� ��熱層9を介して、中心管4を配置した構造で� �る。一方、メインノズル3の軸方向下流側の� ��面は、図2(c)に示すように、外管5の内部に� �支持管8の筒状断面形状の円筒部8bが配置さ� �、その内部に、空気断熱層9を介して、中心� ��4を配置した構造であり、所謂、アニュラー 構造となっている。

 上記構造のメインノズル3において、ガス 燃料が通るガス燃料通路7は、外管5と支持管8 との間の空間により形成されているが、メイ ンノズル3の軸方向上流側においては、複数� �溝部7aと外管5とが形成する空間をガス燃料� �路7aとしており、メインノズル3の軸方向下� �側においては、円筒部8bと外管5とが形成す� �空間をガス燃料通路7bとしている。

 ガス燃料は、外管5の軸方向上流側の側面 に設けられた開口部5bを通過して、その内部� ��供給されるが、支持管8は、開口部5bが設け� ��れた位置より後方側(ノズル管台11側)まで延 設されると共に、開口部5bに対応する支持管8 の位置には、支持部8cの一部を切り欠いた切� ��部8dを設けて、溝部7aにガス燃料を導くよう にしている。これは、開口部5bから供給され� ��ガス燃料の流体力を、中心管4が直接受けな い構造として、中心管4の振動を防止すると� �に、流入するガス燃料の流れを阻害しない� �うにするためである。

 又、上記構造のメインノズル3において、 空気断熱層9は、支持管8と直接接触しており� ��外管5と直接接触する構造ではない。加えて 、支持管8は、軸方向下流側の円筒部8bでは外 管5と直接接触することはなく、軸方向上流� �の支持部8cでも、支持部8cを放射状に形成す� ��ことにより、外管5と直接接触する面積をで きるだけ少なくなるようにしており、このよ うな構造により、空気断熱層9が十分に機能� �るようにしている。この結果、中心管5の温� ��をコーキングが発生しない規定温度以下に� ��えることができ、油燃料のコーキングを確� ��に防止することができる。従って、従来の� ��うに、メインノズルを設計、製作する際、� ��の入熱のバランスを考慮しなくてもよくな� ��、設計、製作時のコストを低減することが� ��能となる。

 例えば、中心管4は、上述したように、標 準パイプから作製すればよく、コイル曲げ部 4cさえ形成すればよい。なお、コイル曲げ部4 cを形成する際には、熱伸びした場合におい� �も、支持管8の後端部の内周と中心管4がこす れ合わないように、支持管8の後端部からコ� �ル曲げ部4cに至る間の中心管4の部分に直線� �分を設けることが望ましい。又、外管5は、� ��状部材を用意し、上述したように、その内� ��が軸方向下流側において小さくなるように� ��軸方向に円形状の穴を形成すればよい。な� ��、外管5は、メインノズル3の振動強度を向� �させるため、ノズル管台11に支持される部分 3cにおいて、その肉厚を厚くすることが望ま� ��い。又、支持管8は、異径の筒状部材を用意 し、上述したように、その大きい外径の部分 の軸方向に複数のU字断面の溝部7aを形成する ことにより支持部8cを形成し、その一部に切� ��部8dを形成すればよい。

 このように、中心管4、外管5及び支持管8� ��各々別部材として作製したのち、外管5内部 に支持管8を嵌め込み、支持管8内部に中心管4 を配置し、その先端部を溶接することにより 、上記構造のメインノズル3を組み立ててい� �。このように、従来と比較して、設計の難� �度も低く、又、高精度の加工も不要となり� �その結果、加工及び組立が従来と比較して� �段と容易になり、コストの低減が可能とな� �。

 このような構造のメインノズル3では、油 燃料を使用する場合には、メインノズル油室 配管12(図1参照)から供給された油燃料が、油� ��料通路6となる後端部4b、コイル曲げ部4c、� �端部4aを通過して、メインノズル3の先端部3a の噴射口3bから油燃料が噴霧されることにな� ��。従来は、油燃料のコーキングが発生する� ��、この噴射口3bにおいて目詰まりが発生す� �おそれがあったが、本発明においては、上� �したように、メインノズル3の周囲を流れる� ��焼用空気からの影響を空気断熱層9が確実に 防止し、油燃料のコーキングの発生を防止し て、噴射口3bの目詰まりを防止している。

 一方、ガス燃料を使用する場合には、メ� ��ンノズルガス供給部13(図1参照)から供給さ� �たガス燃料が、ガス室14、開口部5b、切欠部8 dを経由して、ガス燃料通路7へ供給され、ガ� ��燃料通路7となる、ガス燃料通路7a、ガス燃� ��通路7bを通過して、メインノズル3からガス� ��料が噴射されることになる。