燃烧嘴及燃烧器、以及燃气轮机

摘要

本发明提供燃烧嘴及燃烧器、以及燃气轮机。燃烧嘴具备：喷嘴；在所述喷嘴的周围沿着所述喷嘴的轴向延伸的轴向流路上设置的旋流桨叶，所述旋流桨叶包括：前端部，其用于使在所述轴向流路中的外周侧的区域流通的气体朝向回旋方向回旋；根部，其从所述前端部观察而位于所述喷嘴的径向内侧，且在后缘侧具有切口，所述轴向流路至少在设有所述旋流桨叶的轴向范围内使所述外周侧的区域和内周侧的区域不分隔而相互连通，所述旋流桨叶的所述根部的腹面的下游侧区域被所述切口划定为随着接近所述后缘而朝向与所述回旋方向相反的方向的弯曲面。

权利要求

1.一种燃烧嘴，其特征在于，

所述燃烧嘴具备：

喷嘴；以及

旋流桨叶，其设置在轴向流路上，该轴向流路在所述喷嘴的周围沿着所述喷嘴的轴向延伸，所述旋流桨叶包括：

前端部，其用于使在所述轴向流路中的外周侧的区域流通的气体朝向回旋方向回旋；

以及

根部，其从所述前端部观察而位于所述喷嘴的径向上的内侧，且在后缘侧具有切口，所述轴向流路至少在设有所述旋流桨叶的轴向范围内，使所述外周侧的区域与内周侧的区域不分隔而相互连通，所述旋流桨叶的所述根部的腹面的下游侧区域被所述切口划定为随着接近所述后缘而朝向与所述回旋方向相反的方向的弯曲面，所述旋流桨叶的所述前端部的腹面具有随着接近后缘而朝向所述回旋方向的弯曲面，所述旋流桨叶的腹面在所述前端部的所述弯曲面与所述根部的所述弯曲面之间具有阶梯差。

2.根据权利要求1所述的燃烧嘴，其特征在于，所述根部的叶片样式在上游侧区域与所述前端部的叶片样式相比形状一致，所述根部的叶片样式在下游侧区域具有相当于所述切口的部位被从所述前端部的叶片样式切掉的形状。

3.根据权利要求1或2所述的燃烧嘴，其特征在于，所述旋流桨叶的所述根部的后缘与所述前端部的后缘相比，位于所述轴向的上游侧且所述回旋方向的上游侧。

4.根据权利要求3所述的燃烧嘴，其特征在于，所述旋流桨叶的所述根部的后缘在所述喷嘴的周向上的位置与所述根部的前缘一致。

5.根据权利要求1或2所述的燃烧嘴，其特征在于，所述旋流桨叶的所述根部的叶片样式至少在后缘侧具有相对于穿过所述后缘且与所述轴向平行的直线而线对称的形状。

6.根据权利要求3所述的燃烧嘴，其特征在于，所述旋流桨叶的所述根部的后缘在所述喷嘴的周向上隔着穿过所述根部的前缘且与所述轴向平行的直线而位于与所述前端部的后缘相反的一侧。

7.根据权利要求1或2所述的燃烧嘴，其特征在于，所述根部的所述弯曲面构成为，使在所述轴向流路的所述内周侧的区域流通的所述气体朝向与所述回旋方向相反的方向回旋。

8.根据权利要求1或2所述的燃烧嘴，其特征在于，由穿过所述根部的所述后缘的腹面的切线和穿过所述根部的所述后缘的背面的切线形成的角的平分线在比所述后缘靠下游侧的位置处，相对于所述轴向而向与所述回旋方向相反的方向倾斜。

9.根据权利要求1或2所述的燃烧嘴，其特征在于，所述旋流桨叶的前缘至少在前端部侧，以随着在所述喷嘴的径向上接近外侧而朝向所述轴向的上游侧的方式相对于所述径向倾斜。

10.根据权利要求1或2所述的燃烧嘴，其特征在于，所述前端部在所述前端部的下游侧区域具有切口空间形成面，该切口空间形成面相对于由所述切口形成的切口空间而位于所述径向的外侧且面向该切口空间，所述切口空间形成面具有越朝向下游而所述切口空间的所述径向上的宽度越宽的形状。

11.根据权利要求10所述的燃烧嘴，其特征在于，所述切口空间形成面是以越朝向下游而所述切口空间的所述径向上的宽度越宽的方式相对于所述轴向呈直线状倾斜的平坦面。

12.一种燃烧嘴，其特征在于，

所述燃烧嘴具备：

喷嘴；

旋流桨叶，其设置在轴向流路上，该轴向流路在所述喷嘴的周围沿着所述喷嘴的轴向延伸，所述旋流桨叶构成为使在所述轴向流路中流通的气体的至少一部分朝向回旋方向回旋，所述旋流桨叶的前缘至少在前端部侧，以随着在所述喷嘴的径向上接近外侧而朝向所述轴向的上游侧的方式相对于所述径向倾斜。

13.一种燃烧嘴，其特征在于，

所述燃烧嘴具备：

喷嘴；以及

旋流桨叶，其设置轴向流路上，该轴向流路在所述喷嘴的周围沿着所述喷嘴的轴向延伸，所述旋流桨叶包括：

前端部，其用于使在所述轴向流路中的外周侧的区域流通的气体朝向回旋方向回旋；

以及

根部，其从所述前端部观察而位于所述喷嘴的径向上的内侧，且在后缘侧具有切口，所述轴向流路至少在设有所述旋流桨叶的轴向范围内，使所述外周侧的区域与内周侧的区域不分隔而相互连通，所述前端部在所述前端部的下游侧区域具有切口空间形成面，该切口空间形成面相对于由所述切口形成的切口空间而位于所述径向的外侧且面向该切口空间，所述切口空间形成面具有越朝向下游而所述切口空间的所述径向上的宽度越宽的形状。

14.一种燃烧器，其特征在于，

所述燃烧器具备：

权利要求1、2或13所述的燃烧嘴；以及燃烧器衬套，其用于形成引导来自所述燃烧嘴的燃烧气体的流路。

15.一种燃气轮机，其特征在于，

所述燃气轮机具备：

压缩机，其用于生成压缩空气；

权利要求14所述的燃烧器，其构成为，利用来自所述压缩机的所述压缩空气使燃料燃烧而产生燃烧气体；以及涡轮，其构成为，被来自所述燃烧器的所述燃烧气体驱动。

说明书

燃烧嘴及燃烧器、以及燃气轮机

技术领域

[0001] 本发明涉及在喷嘴的周围的轴向流路上设有旋流桨叶的燃烧嘴、以及具备该燃烧嘴的燃烧器及燃气轮机。

背景技术

[0002] 通常，用于生成燃烧气体的燃烧器具备将空气等氧化剂、燃料向燃烧空间供给而形成火焰的燃烧嘴。例如燃气轮机的燃烧器具备预混合燃烧嘴。预混合燃烧嘴在喷嘴的外周侧形成有供包括压缩空气及燃料在内的预混合气流动的轴向流路。在此类燃烧嘴中，通常为了促进预混合而大多在轴向流路上设置旋流器。

[0003] 然而，已知在燃烧嘴中形成的火焰的位置由火焰的传播速度即燃烧速度与在轴向流路中流动的气体的轴流速度之间的平衡来决定。在适当的燃烧中，在与燃烧嘴隔开规定距离而向下游侧分离的位置处维持火焰。但是，在燃烧嘴具备旋流器的情况下，有时产生火焰向燃烧嘴侧逆流而上的返火(回火)。这是因为，在由旋流器形成的回旋流的漩涡中心侧形成轴流速度比其周围慢的区域，在该区域中，燃烧速度超过轴流速度而导致火焰向燃烧嘴侧过度传播。当频繁产生返火时，导致产生燃烧嘴的烧损等不良状况。

[0004] 对此，为了防止返火，例如专利文献1所记载的预混合燃烧嘴在旋流桨叶的内周侧后缘部设置切口部。根据该预混合燃烧嘴，在旋流桨叶的外周侧，沿着弯曲面而形成有回旋空气流，而在旋流桨叶的内周侧，压缩空气通过切口部而流向燃烧嘴的轴向下游侧，因此旋流桨叶的内周侧(回旋流的漩涡中心侧)的轴流速度增大。另外，作为与此相关的技术，在专利文献2中记载有如下所述的烧嘴，该烧嘴具备：分隔半径方向内侧的空气路区域和半径方向外侧的空气路区域的分隔壁；以及在半径方向外侧的空气路区域设置的旋流桨叶。根据该烧嘴，在半径方向内侧的空气路区域中，不对空气赋予回旋而实现内侧的轴流速度的增大。

[0005] 在先技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开2007-285572号公报

[0008] 专利文献2：日本特开2010-223577号公报

发明内容

[0009] 发明要解决的课题

[0010] 然而，专利文献1所记载的燃烧嘴虽然通过借助切口部使旋流器内周侧的轴流成分增加而在某种程度上能够抑制返火，但实际上，在切口部的尾流之中流动剥离而产生乱流，轴流速度随着时间的变动变大。因此，有时难以稳定地维持足够的轴流速度而引起返火。

[0011] 具体地说，当因乱流而引起的轴流速度的变动成分为正时，切口部尾流处的轴流速度变大，而当轴流速度的变动成分为负时，切口部尾流处的轴流速度减小。因此，当轴流速度的变动成分变为负时，切口部尾流处的轴流速度瞬间变小，变得容易引起返火。

[0012] 专利文献2所记载的烧嘴利用分隔壁将半径方向内侧的空气路区域和半径方向外侧的空气路区域分隔，因此上述空气路区域内的空气或者燃料被相互混合的位置是比分隔壁靠下游侧的位置，有时可能导致混合不充分。

[0013] 鉴于上述情况，本发明的至少一实施方式的目的在于，提供一种燃烧嘴及燃烧器，能够良好地维持喷嘴周围的轴向流路中的混合性，并且能够提高旋流器内周侧的返火耐性。

[0014] 解决方案

[0015] 本发明的至少一实施方式所涉及的燃烧嘴的特征在于，具备：

[0016] 喷嘴；以及

[0017] 旋流桨叶，其设置在轴向流路上，该轴向流路在所述喷嘴的周围沿着所述喷嘴的轴向延伸，

[0018] 所述旋流桨叶包括：

[0019] 前端部，其用于使在所述轴向流路中的外周侧的区域流通的气体朝向回旋方向回旋；以及

[0020] 根部，其从所述前端部观察而位于所述喷嘴的径向上的内侧，且在后缘侧具有切口，

[0021] 所述轴向流路至少在设有所述旋流桨叶的轴向范围内，使所述外周侧的区域与内周侧的区域不分隔而相互连通，

[0022] 所述旋流桨叶的所述根部的腹面的下游侧区域被所述切口划定为随着接近所述后缘而朝向与所述回旋方向相反的方向的弯曲面。

[0023] 需要说明的是，所述旋流桨叶的所述根部的后缘也可以是，与所述前端部的后缘相比，位于所述轴向的上游侧且所述回旋方向的上游侧。

[0024] 根据上述燃烧嘴，在旋流桨叶的前端部，使在轴向流路中的外周侧的区域(以下，称作外周侧流路区域)流通的气体回旋。由此，利用在前端部形成的回旋流，能够促进向轴向流路供给的燃料和气体的预混合。另一方面，旋流桨叶的根部在下游侧形成有切口，利用该切口，在根部的腹面的下游侧区域形成有随着接近后缘而朝向与回旋方向相反的方向的弯曲面。因此，在轴向流路中的内周侧的区域(以下，称作内周侧流路区域)，根据柯安达效应使气体被弯曲面引导而向与回旋方向相反的方向整流。其结果是，在根部的腹面的上游侧区域给予气体的回旋成分在根部的腹面的下游侧区域减弱，内周侧流路区域中的平均轴流速度增大，从而能够提高返火耐性。此外，由于气体沿着根部的腹面的下游侧区域的弯曲面流动，因此能够在切口尾流抑制因流动的剥离而导致的乱流的产生，从而能够防止因由乱流引起的负的变动成分而导致轴流速度变得不稳定。因此，能够抑制内周侧流路区域中的轴流速度的变动，提高返火耐性。

[0025] 另外，燃烧嘴的轴向流路至少在设有旋流桨叶的轴向范围内，使外周侧流路区域与内周侧流路区域不分隔而相互连通。由此，促进了在外周侧流路区域流动的气体与在内周侧流路区域流动的气体的混合。因而，向轴向流路供给的燃料的浓度分布在燃烧嘴的径向上被均匀化。

[0026] 在几个实施方式中，所述旋流桨叶的所述前端部的腹面具有随着接近后缘而朝向所述回旋方向的弯曲面，

[0027] 所述旋流桨叶的腹面在所述前端部的所述弯曲面与所述根部的所述弯曲面之间具有阶梯差。

[0028] 根据上述实施方式，在形成于旋流桨叶的腹面的阶梯差中，在沿着前端部的弯曲面的回旋方向的流动与沿着根部的弯曲面的与回旋方向相反的方向的流动之间形成剪切层。而且，在该剪切层产生漩涡，促进了在外周侧流路区域流动的气体与在内周侧流路区域流动的气体的混合。因此，在旋流桨叶上游侧供给燃料的情况下，能够使燃烧嘴的径向上的燃料浓度分布更为均匀。

[0029] 在几个实施方式中，所述根部的叶片样式在上游侧区域与所述前端部的叶片样式相比形状一致，所述根部的叶片样式在下游侧区域具有相当于所述切口的部位被从所述前端部的叶片样式切掉的形状。

[0030] 由此，在叶片高度的全长范围内，形成叶片样式实际上相同的叶片构件，通过在该叶片构件的根部的下游侧区域设置切口，从而能够容易地制造朝向与回旋方向相反的方向的弯曲面设置在根部上的旋流桨叶。

[0031] 在一实施方式中，所述旋流桨叶的所述根部的后缘在所述喷嘴的周向上的位置与所述根部的前缘一致。

[0032] 根据上述实施方式，与旋流桨叶的根部的后缘相对于前缘而向回旋方向下游侧偏离的情况相比，利用朝向与回旋方向相反的方向的弯曲使根部的后缘返回至与前缘相同的周向位置，因此能够充分地削弱内周侧流路区域中的流动的回旋成分而可靠地增大平均轴流速度。

[0033] 在一实施方式中，所述旋流桨叶的所述根部的叶片样式至少在后缘侧具有相对于穿过所述后缘且与所述轴向平行的直线而线对称的形状。

[0034] 由此，能够实现内周侧流路区域中的平均轴流速度的增大，并且能够简化根部的剖面形状，在该情况下，能够提高旋流桨叶的制造性。

[0035] 在另一实施方式中，所述旋流桨叶的所述根部的后缘在所述喷嘴的周向上隔着穿过所述前缘且与所述轴向平行的直线而位于与所述前端部的后缘相反的一侧。

[0036] 由此，由于根部的后缘位于比前缘靠回旋方向上游侧的位置，因此能够可靠地使内周侧流路区域的流动朝向与回旋方向相反的方向，能够更有效地减少内周侧流路区域中的回旋成分，因而，能够可靠地增大内周侧流路区域的平均轴流速度。

[0037] 在几个实施方式中，所述根部的所述弯曲面构成为，使在所述轴向流路的所述内周侧的区域流通的所述气体朝向与所述回旋方向相反的方向回旋。

[0038] 由此，在内周侧流路区域中，气体朝向与外周侧流路区域的回旋方向相反的方向回旋，因此能够更有效地削弱内周侧流路区域中的回旋成分。

[0039] 在几个实施方式中，由穿过所述根部的所述后缘的腹面的切线和穿过所述根部的所述后缘的背面的切线形成的角的平分线在比所述后缘靠下游侧的位置处，相对于所述轴向而向与所述回旋方向相反的方向倾斜。

[0040] 根据上述实施方式，在外周侧流路区域中，气体朝向回旋方向回旋，与此相对地，在内周侧流路区域中，气体朝向与所述回旋方向相反的方向。由此，能够更有效地削弱内周侧流路区域中的回旋成分。

[0041] 在几个实施方式中，所述旋流桨叶的前缘至少在前端部侧，以随着在所述喷嘴的径向上接近外侧而朝向所述轴向的上游侧的方式相对于所述径向倾斜。

[0042] 由此，气体的流动沿着旋流桨叶的叶片面上的径向的压力梯度而逐渐靠近内周侧流路区域，因此内周侧流路区域中的流量相对增加，其结果是，内周侧流路区域中的平均轴流速度增大。

[0043] 在几个实施方式中，所述前端部在所述前端部的下游侧区域具有切口空间形成面，该切口空间形成面相对于由所述切口形成的切口空间而位于所述径向的外侧且面向该切口空间，

[0044] 所述切口空间形成面具有越朝向下游而所述切口空间的所述径向上的宽度越宽的形状。

[0045] 由此，能够使以外周侧流路区域中的回旋流为主的流动与以通过内周侧流路区域的切口的轴流为主的流动混合的宽度增大，能够使比轴向流路靠下游侧的流速分布均匀化。保火位置处的流速分布越是均匀，火焰面形状越接近平坦，使火焰面朝向上游逆流而上的斜压扭矩(baroclinic torque)变小。因而，通过使比轴向流路靠下游侧的流速分布均匀化，能够有效地提高内周侧流路区域中的返火耐性。

[0046] 需要说明的是，所述切口空间形成面也可以是以越朝向下游而所述切口空间的所述径向上的宽度越宽的方式相对于所述轴向呈直线状倾斜的平坦面。

[0047] 本发明的至少一实施方式所涉及的燃烧嘴的特征在于，具备：

[0048] 喷嘴；

[0049] 旋流桨叶，其设置在轴向流路上，该轴向流路在所述喷嘴的周围沿着所述喷嘴的轴向延伸，所述旋流桨叶构成为使在所述轴向流路中流通的气体的至少一部分朝向回旋方向回旋，

[0050] 所述旋流桨叶的前缘至少在前端部侧以随着在所述喷嘴的径向上接近外侧而朝向所述轴向的上游侧的方式相对于所述径向倾斜。

[0051] 根据上述实施方式，气体的流动沿着旋流桨叶的叶片面上的径向的压力梯度而逐渐靠近内周侧流路区域，因此内周侧流路区域中的流量相对增加，其结果是，内周侧流路区域中的平均轴流速度增大。因而，能够提高返火耐性。

[0052] 本发明的至少一实施方式所涉及的燃烧嘴的特征在于，具备：

[0053] 喷嘴；以及

[0054] 旋流桨叶，其设置轴向流路上，该轴向流路在所述喷嘴的周围沿着所述喷嘴的轴向延伸，

[0055] 所述旋流桨叶包括：

[0056] 前端部，其用于使在所述轴向流路中的外周侧的区域流通的气体朝向回旋方向回旋；以及

[0057] 根部，其从所述前端部观察而位于所述喷嘴的径向上的内侧，且在后缘侧具有切口，

[0058] 所述轴向流路至少在设有所述旋流桨叶的轴向范围内，使所述外周侧的区域与内周侧的区域不分隔而相互连通，

[0059] 所述前端部在所述前端部的下游侧区域具有切口空间形成面，该切口空间形成面相对于由所述切口形成的切口空间而位于所述径向的外侧且面向该切口空间，

[0060] 所述切口空间形成面具有越朝向下游而所述切口空间的所述径向上的宽度越宽的形状。

[0061] 根据上述燃烧嘴，能够使以外周侧流路区域中的回旋流为主的流动与以通过内周侧流路区域的切口的轴流为主的流动混合的宽度增大，能够使比轴向流路靠下游侧的流速分布均匀化。保火位置处的流速分布越是均匀，火焰面形状越接近平坦，使火焰面朝向上游逆流而上的斜压扭矩变小。因而，通过使比轴向流路靠下游侧的流速分布均匀化，能够有效地提高内周侧流路区域中的返火耐性。

[0062] 另外，燃烧嘴的轴向流路至少在设有旋流桨叶的轴向范围内，使外周侧流路区域与内周侧流路区域不分隔而相互连通。由此，促进了在外周侧流路区域流动的气体与在内周侧流路区域流动的气体的混合。因而，向轴向流路供给的燃料的浓度分布在燃烧嘴的径向上被均匀化。

[0063] 本发明的至少一实施方式所涉及的燃烧器的特征在于，具备：

[0064] 上述实施方式中的任一者所述的燃烧嘴；以及

[0065] 燃烧器衬套，其用于形成引导来自所述燃烧嘴的燃烧气体的流路。

[0066] 本发明的至少一实施方式所涉及的燃气轮机的特征在于，具备：

[0067] 压缩机，其用于生成压缩空气；

[0068] 上述的燃烧器，其构成为，利用来自所述压缩机的所述压缩空气使燃料燃烧而产生燃烧气体；以及

[0069] 涡轮，其构成为，被来自所述燃烧器的所述燃烧气体驱动。

[0070] 发明效果

[0071] 根据本发明的至少一实施方式，能够增大轴向流路的内周侧流路区域中的平均轴流速度，能够有效地提高返火耐性。

附图说明

[0072] 图1是示出一实施方式所涉及的燃气轮机的简要结构图。

[0073] 图2是示出一实施方式所涉及的燃烧器的剖视图。

[0074] 图3是示出一实施方式所涉及的燃烧器的主要部分的剖视图。

[0075] 图4是一实施方式所涉及的燃烧嘴的剖视图。

[0076] 图5是图4所示的燃烧嘴的A方向的向视图。

[0077] 图6是示出一实施方式中的喷嘴及旋流器的侧视图。

[0078] 图7是示出旋流器的一结构例的俯视图。

[0079] 图8是示出比较例中的喷嘴及旋流器的侧视图。

[0080] 图9是示出实施方式及比较例的延长管出口中的半径方向距离与平均轴流速度之间的关系的曲线图。

[0081] 图10是一实施方式中的旋流器的立体图。

[0082] 图11是另一实施方式中的喷嘴及旋流器的侧视图。

[0083] 图12是示出图11所示的旋流桨叶的结构例的俯视图。

[0084] 图13是示出图11所示的旋流桨叶的另一结构例的俯视图。

[0085] 图14是另一实施方式中的喷嘴及旋流器的侧视图。

[0086] 图15是示出实施方式及比较例的延长管出口中的半径方向距离与平均轴流速度之间的关系的曲线图。

[0087] 图16是另一实施方式中的喷嘴及旋流器的侧视图。

具体实施方式

[0088] 以下，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。其中，作为实施方式而记载的或者附图所示的构成部件的尺寸、材质、形状、以及它们的相对配置等，并不意图将本发明的范围限定于此，只不过是单纯的说明例而已。

[0089] 首先，参照图1对作为应用本实施方式所涉及的燃烧嘴及燃烧器的设备的一例的燃气轮机进行说明。需要说明的是，图1是示出一实施方式所涉及的燃气轮机1的简要结构图。

[0090] 如图1所示，一实施方式所涉及的燃气轮机1具备：用于生成作为氧化剂的压缩空气的压缩机2；用于使用压缩空气及燃料而产生燃烧气体的燃烧器4；以及构成为被燃烧气体驱动旋转的涡轮6。在发电用的燃气轮机1的情况下，涡轮6连接有未图示的发电机，通过涡轮6的旋转能量来进行发电。

[0091] 对燃气轮机1中的各部位的具体结构例进行说明。

[0092] 压缩机2具备：压缩机车厢10；设置在压缩机车厢10的入口侧且用于取入空气的空气取入口12；以同时贯穿压缩机车厢10及后述的涡轮车厢22的方式设置的转子8；配置在压缩机车厢10内的各种叶片。各种叶片包括：设置在空气取入口12侧的入口引导叶片14；固定在压缩机车厢10侧的多个静叶16；以相对于静叶16交替排列的方式植设于转子8的多个动叶18。需要说明的是，压缩机2也可以具备未图示的抽气室等其他的构成要素。在上述的压缩机2中，从空气取入口12取入的空气通过多个静叶16及多个动叶18而被压缩，由此成为高温高压的压缩空气。然后，高温高压的压缩空气从压缩机2被送至后段的燃烧器4。

[0093] 燃烧器4配置在外壳20内。如图1所示，燃烧器4也可以在外壳20内以转子8为中心而呈环状配置有多个。向燃烧器4供给燃料和在压缩机2中生成的压缩空气，通过使燃料燃烧，从而产生作为涡轮6的工作流体的燃烧气体。然后，燃烧气体从燃烧器4被送至后段的涡轮6。需要说明的是，燃烧器4的详细的结构例在后面进行说明。

[0094] 涡轮6具备涡轮车厢22和配置在涡轮车厢22内的各种叶片。各种叶片包括：固定在涡轮车厢22侧的多个静叶24；以及以相对于静叶24交替排列的方式植设于转子8的多个动叶26。需要说明的是，涡轮6也可以具备出口引导叶片等其他的构成要素。在涡轮6中，燃烧气体通过多个静叶24以及多个动叶26，由此驱动转子8旋转。由此，与转子8连结的发电机被驱动。

[0095] 在涡轮车厢22的下游侧经由排气车厢28而连接有排气室30。驱动涡轮6后的燃烧气体经由排气车厢28及排气室30而向外部排出。

[0096] 接下来，参照图2及图3对一实施方式所涉及的燃烧器4的详细结构进行说明。需要说明的是，图2是示出一实施方式所涉及的燃烧器的剖视图。图3是示出一实施方式所涉及的燃烧器的主要部分的剖视图。

[0097] 如图2及图3所示，一实施方式所涉及的燃烧器4以转子8为中心而呈环状配置有多个(参照图1)。各燃烧器4包括：在由外壳20划分的燃烧器车厢40设置的燃烧器衬套46；分别在燃烧器衬套46内配置的引导燃烧嘴50及多个预混合燃烧嘴(主燃烧嘴)60。需要说明的是，燃烧器4也可以具备用于使燃烧气体迂回的旁通管(未图示)等其他的构成要素。

[0098] 例如，燃烧器衬套46具有：在引导燃烧嘴50及多个预混合燃烧嘴60的周围配置的内筒46a；以及与内筒46a的前端部连结的尾筒46b。

[0099] 引导燃烧嘴50沿着燃烧器衬套46的中心轴配置。而且，以包围引导燃烧嘴50的方式，多个预混合燃烧嘴60相互分离地排列。

[0100] 引导燃烧嘴50具有：与燃料口52连结的引导喷嘴(喷嘴)54；以包围引导喷嘴54的方式配置的导锥56；以及在引导喷嘴54的外周设置的旋流器58。

[0101] 预混合燃烧嘴60具有：与燃料口62连结的主喷嘴(喷嘴)64；以包围喷嘴64的方式配置的烧嘴筒66；将烧嘴筒66与燃烧器衬套46(例如内筒46a)连结起来的延长管65；以及在喷嘴64的外周设置的旋流器70。需要说明的是，预混合燃烧嘴60的具体结构在后面进行说明。

[0102] 需要说明的是，如图3所示，延长管65从与烧嘴筒66连接的上游侧端面延伸至下游侧端面(延长管出口65a)。另外，图3示出通过延长管出口65a的中心位置的流路中心线O’。

[0103] 在具有上述结构的燃烧器4中，在压缩机2中生成的高温高压的压缩空气从车厢入口42供给至燃烧器车厢40内，进而从燃烧器车厢40流入烧嘴筒66内。然后，该压缩空气和从燃料口62供给的燃料在烧嘴筒66内被预混合。此时，预混合气通过旋流器70而主要形成回旋流，并流入燃烧器衬套46内。另外，压缩空气和经由燃料口52而从引导燃烧嘴50喷射出的燃料在燃烧器衬套46内混合，被未图示的火种点火而燃烧，从而产生燃烧气体。此时，燃烧气体的一部分伴随着火焰而向周围扩散，由此使从各预混合燃烧嘴60流入燃烧器衬套46内的预混合气点火而燃烧。即，利用由从引导燃烧嘴50喷射出的引导燃料产生的引导火焰，能够进行用于进行来自预混合燃烧嘴60的预混合气(预混合燃料)的稳定燃烧的保火。此时，燃烧区域例如形成于内筒46a。

[0104] 以下，关于本实施方式所涉及的燃烧嘴的结构，作为一例，使用上述的预混合燃烧嘴60而进行详细说明。

[0105] 需要说明的是，本实施方式所涉及的燃烧嘴并不局限于预混合燃烧嘴60，只要是在喷嘴的周围的轴向流路上设有旋流器(旋流桨叶)的燃烧嘴即可，能够将本实施方式的结构应用于任意类型的燃烧嘴。例如，燃烧嘴可以是如在燃气轮机1的燃烧器4上设置的引导燃烧嘴50那样主要进行扩散燃烧的类型的燃烧嘴，也可以是在燃气轮机1以外的设备上设置的燃烧嘴。

[0106] 图4及图5示出一实施方式所涉及的燃烧嘴(预混合燃烧嘴)60的简要结构。在此，图4是沿着一实施方式所涉及的燃烧嘴60的喷嘴轴向的剖视图，图5是图4所示的燃烧嘴的A方向的向视图。

[0107] 一实施方式所涉及的燃烧嘴60具备喷嘴(燃料喷嘴)64、烧嘴筒66以及旋流器70。

[0108] 喷嘴64例如如上述那样与燃料口62(参照图2及图3)连结，并从燃料口62供给燃料。燃料可以是气体也可以是液体，其种类也没有特别地限定。另外，也可以使向引导喷嘴54供给的燃料和向喷嘴64供给的燃料不同，例如，也可以是向引导喷嘴54供给油燃料，向喷嘴64供给天然气等气体燃料。

[0109] 烧嘴筒66以与喷嘴64呈同心状且包围喷嘴64的方式配置。即，烧嘴筒66的轴与喷嘴64的轴O大致一致，且烧嘴筒66的直径大于喷嘴64的直径。

[0110] 而且，在喷嘴64的外周面与烧嘴筒66的内周面之间沿着喷嘴64的轴向而形成有环状的轴向流路68。在该轴向流路68中，压缩空气等气体G从该轴向流路68的上游侧(在图4中为左侧)朝向下游侧(在图4中为右侧)流通。

[0111] 旋流器70构成为使在轴向流路68中流通的气体回旋，具备至少一片旋流桨叶72。需要说明的是，图4及图5所示的旋流器70例示出以喷嘴64为中心而呈放射状地设有6片旋流桨叶72的情况。但是，在图4中，为了便于说明，仅示出在沿着周向的角度0度和角度180度的位置处配置的两片旋流桨叶72(在图4的状态中，实际上观察到合计四片旋流桨叶72)。

[0112] 旋流桨叶72构成为，在喷嘴64的周围设置在沿着喷嘴64的轴向(轴O方向)延伸的轴向流路68上，且对在轴向流路68中流通的气体赋予回旋力。旋流桨叶72具有：作为压力面的腹面81；作为负压面的背面82；气体的流通方向(喷嘴64的轴向)上的上游侧的端部即前缘83；气体的流通方向(喷嘴64的轴向)上的下游侧的端部即后缘84。

[0113] 另外，在旋流桨叶72上形成有多个喷射孔74～77。在本实施方式中，作为一例，示出在旋流桨叶72的腹面81上形成有两个喷射孔74、75且在旋流桨叶72的背面82上形成有两个喷射孔76、77的结构。多个喷射孔74～77也可以设置在旋流桨叶72的前缘83侧。另外，向同一面开口的两个喷射孔74及75、或者喷射孔76及77也可以相对于喷嘴64的轴向、径向而相互错开位置地设置。上述喷射孔74～77在旋流桨叶72的内部相互连通，进而也与喷嘴64内的燃料通路连通。而且，从喷射孔74～77喷射出的燃料与气体(例如作为氧化剂的压缩空气)混合而成为预混合气(可燃气体)，并被送至燃烧器衬套46而进行燃烧。

[0114] 此外，旋流桨叶72在轴向流路68中的位于内周侧的区域(以下，称作内周侧流路区域)68b的后缘84形成有切口90。即，旋流桨叶72构成为，在轴向流路68中的外周侧的区域(以下，称为外周侧流路区域)68a中主要形成回旋流，在内周侧流路区域68b中因切口90而主要形成轴流。需要说明的是，切口90的具体结构在后面进行说明。

[0115] 在此，参照图6～图17所示的实施方式，对旋流桨叶72的具体结构例进行说明。其中，图8示出比较例中的旋流桨叶。需要说明的是，在图6～图17中，对相同的部位标注相同的附图标记。

[0116] 图6～图17所示的旋流桨叶72a～72d具有：用于使在外周侧流路区域68a(参照图4)内流通的气体朝向回旋方向回旋的前端部85；从前端部85观察而位于喷嘴64的径向内侧、即内周侧流路区域68b(参照图4)且后缘93被切口90a～90d划分的根部86。

[0117] 在旋流桨叶72a～72d的前端部85的腹面81上形成有弯曲面91，该弯曲面91随着从上游侧朝向下游侧而弯曲，以主要对在轴向流路68中流通的气体赋予回旋力。具体而言，旋流桨叶72a～72d的前端部85的腹面81随着从上游侧朝向下游侧而使该弧线C(参照图7)与气体的流动方向(即喷嘴64的轴向)所成的角度θ逐渐变大。在旋流桨叶72a～72d的前端部85的下游侧区域中，弧线C与气体的流动方向所成的角度θ也可以在20°以上且30°以下的范围内。利用如此构成的前端部85的腹面81的弯曲面91，在外周侧流路区域68a中流动的气体形成朝向回旋方向回旋的回旋流D。

[0118] 另一方面，旋流桨叶72a～72d的根部86的腹面81的下游侧区域被切口90a～90d划定为随着接近根部86的后缘93而朝向与回旋方向相反的方向的弯曲面92a～92d。即，根部86的下游侧区域朝向与前端部85相反的方向弯曲。利用如此构成的根部86的腹面81的弯曲面92a～92d，在内周侧区域内形成气流E、F。

[0119] 旋流桨叶72a～72d的根部86的后缘93与前端部85的后缘相比，也可以位于轴向的上游侧且回旋方向的上游侧。

[0120] 另外，至少在设有旋流桨叶72a～72d的轴向范围内，轴向流路68的外周侧流路区域68a和内周侧流路区域68b不分隔而相互连通。需要说明的是，轴向范围是指，沿着喷嘴64的轴O的范围。

[0121] 即，如已经说明过的图5所示，从喷嘴64的前端部观察，多个轴向流路68在邻接的旋流桨叶72(72a～72d)之间以轴O为中心而向喷嘴64的外周侧呈放射状地形成。而且，在各个轴向流路68中，外周侧流路区域68a与内周侧流路区域68b连通，在喷嘴64的径向上形成一个空间。需要说明的是，轴向流路68可以构成为，在外周侧流路区域68a与内周侧流路区域68b之间不存在其他部位，外周侧流路区域68a与内周侧流路区域68b连通(图示的结构)，也可以构成为，在外周侧流路区域68a与内周侧流路区域68b之间存在其他部位(未图示的部位)，但外周侧流路区域68a与内周侧流路区域68b局部连通。

[0122] 根据上述结构，在旋流桨叶72a～72d的前端部85中，由于使在轴向流路68中的外周侧流路区域68a流通的气体回旋，因此能够利用在前端部85形成的回旋流D促进向轴向流路68供给的燃料与气体的预混合。另一方面，旋流桨叶72a～72d的根部86在下游侧形成有切口90a～90d，利用该切口90a～90d，在根部86的腹面81的下游侧区域形成有随着接近后缘93而朝向与回旋方向相反的方向的弯曲面92a～92d。因此，在轴向流路68中的内周侧流路区域68b中，根据柯安达效应而使气体被引向弯曲面92a～92d而朝向与回旋方向相反的方向整流。其结果是，在根部86的腹面81的上游侧区域内给予气体的回旋成分在根部86的腹面81的下游侧区域减弱，内周侧流路区域68b中的平均轴流速度增加，从而能够提高返火耐性。此外，由于气体沿着根部86的腹面81的下游侧区域的弯曲面92a～92d流动，因此能够在切口90a～90d的尾流抑制因流动的剥离而产生的乱流，从而能够防止因由乱流引起的负的变动成分导致轴流速度变得不稳定。因此，能够抑制内周侧流路区域68b中的轴流速度的变动，能够有效地提高返火耐性。

[0123] 另外，燃烧嘴60的轴向流路68至少在设有旋流桨叶72a～72d的轴向范围内，外周侧流路区域68a与内周侧流路区域68b不分隔而相互连通。由此，促进了在外周侧流路区域68a流动的气体和在内周侧流路区域68b流动的气体的混合。因而，向轴向流路68供给的燃料的浓度分布在燃烧嘴60的径向上被均匀化。

[0124] 在此，参照图9，对本实施方式中的燃烧嘴与比较例中的燃烧嘴的返火耐性进行比较。需要说明的是，图9是示出实施方式及比较例的延长管出口中的半径方向距离与平均轴流速度之间的关系的曲线图。在图9中，示出如下情况的各个平均轴流速度：作为实施方式而使用包括图6及图7所示的喷嘴64及旋流器70a在内的燃烧嘴，作为比较例而使用包括图8所示的喷嘴120及旋流器102在内的燃烧嘴。

[0125] 需要说明的是，在图8所示的比较例中，旋流器102具备在喷嘴120的周围呈放射状设置的多个旋流桨叶104。旋流桨叶104具有外周侧的前端部116和内周侧的根部118。另外，旋流桨叶104具有作为压力面的腹面106、作为负压面的背面108、以及前缘110和后缘112。在上述结构(例如旋流桨叶的数量、配置)中，比较例与本实施方式的结构大致相同。此外，旋流桨叶104具有结构与本实施方式不同的切口115。切口115在旋流桨叶104的根部118的下游侧区域形成，利用该切口115，根部118的后缘114被划定为与喷嘴120的轴O正交的平面状。即，根部118的后缘114在根部118的腹面106与背面108之间由与喷嘴120的轴O正交的端面形成。

[0126] 如上述那样，根据本申请的发明人的见解，知晓当燃烧嘴的平均轴流速度在内周侧流路区域68b内极度降低时容易发生在燃烧嘴中产生的返火(尤其是涡核返火)。对此，本实施方式中的燃烧嘴及比较例中的燃烧嘴分别使用流体解析(CFD；Computational Fluid Dynamics)，来计算相对于喷嘴64、120的半径方向距离的平均轴流速度。在此所说的平均轴流速度是指，将喷嘴64、120的下游侧的延长管出口中的轴流速度在规定时间内平均后的值。

[0127] 其结果是，在比较例的燃烧嘴中，在内周侧流路区域内，平均轴流速度比外周侧流路区域大幅度地变小，在延长管出口处的平均轴流速度分布(图9的虚线)中，流路中心轴O’中的平均轴流速度降低。作为其理由，被认为是：比较例中的旋流桨叶104的根部118的后缘114由与喷嘴120的轴O正交的端面形成，因此沿着根部118的上游侧区域流动的气体在后缘
114处从根部118剥离，在切口115的下游侧产生乱流。

[0128] 另一方面，在本实施方式的燃烧嘴中，由于内周侧流路区域68b中的平均轴流速度比比较例的平均轴流速度大，因此在延长管出口65a处的平均轴流速度分布(图9的实线)中，流路中心轴O’中的平均轴流速度的降低得以抑制。即，根据本实施方式，延长管出口65a处的平均轴流速度分布与比较例相比被均匀化。这被认为是，如上述那样，在内周侧流路区域68b中，利用切口90a使气体朝向与回旋方向相反的方向整流，在根部86的腹面81的上游侧区域内给予气体的回旋成分在根部86的腹面81的下游侧区域内减弱，内周侧流路区域68b中的平均轴流速度增大。

[0129] 如此，根据本实施方式，能够抑制内周侧流路区域68b中的轴流速度的变动，从而提高返火耐性。

[0130] 在上述的本实施方式中的燃烧嘴的基本结构的基础上，本实施方式中的燃烧嘴也可以进一步具备以下任一种结构。需要说明的是，在一实施方式中，当然也可以组合不同的图所示的多个结构。

[0131] 图6是示出一实施方式中的喷嘴64及旋流器70a的侧视图。图7是示出旋流器70a的一结构例的俯视图。

[0132] 如图6及图7所示，在旋流桨叶72a中，根部86的叶片样式(以与喷嘴64的径向正交的平面观察到的剖面形状。以下相同)在上游侧区域中与前端部85的叶片样式相比形状一致，在下游侧区域中具有相当于切口90a的部位被从前端部85的叶片样式切掉的形状。需要说明的是，该结构在平面叶片中优选使用。

[0133] 由此，在旋流桨叶72a的叶片高度的全长范围内，形成叶片样式实际相同的叶片构件，在该叶片构件的根部86的下游侧区域设置切口90a，由此能够容易地制造朝向与回旋方向相反的方向的弯曲面设置在根部86上的旋流桨叶72a。

[0134] 如图7所示，旋流桨叶72a的根部86的后缘93在喷嘴64的周向上的位置也可以与根部86的前缘83一致。即，根部86的后缘93位于通过旋流桨叶72a的前缘83而沿着喷嘴64的轴O的直线L1上。

[0135] 根据上述实施方式，与旋流桨叶72a的根部86的后缘93相对于前缘83而向回旋方向下游侧偏离的情况相比，利用朝向与回旋方向相反的方向的弯曲，根部86的后缘93返回至与前缘83相同的周向位置，因此能够充分削弱内周侧流路区域68b中的流动的回旋成分而可靠地增大平均轴流速度。

[0136] 另外，旋流桨叶72a的根部86的叶片样式也可以至少在后缘93侧具有相对于穿过后缘93且与轴向平行的直线L1而线对称的形状。例如，旋流桨叶72a的根部86的叶片样式举出椭圆形状、水滴形状、长圆形状等。需要说明的是，在上述结构的基础上，根部86的叶片样式的前缘83侧和后缘93侧也可以相对于与轴向正交的直线而线对称(例如椭圆形状、长圆形状)。

[0137] 由此，能够增大内周侧流路区域68b中的平均轴流速度，并且能够简化根部86的剖面形状，在该情况下，能够提高旋流桨叶72a的制造性。

[0138] 图10是一实施方式中的旋流器的立体图。

[0139] 如图10所示，在一实施方式中，旋流桨叶72a的前端部85的腹面81具有随着接近后缘84而朝向回旋方向的弯曲面91，并且旋流桨叶72a的腹面81在前端部85的弯曲面91与根部86的弯曲面92a之间具有阶梯差95。

[0140] 根据上述实施方式，在旋流桨叶72a的腹面81上形成的阶梯差95中，在沿着前端部85的弯曲面91的回旋方向的流动D与和沿着根部86的弯曲面92a的回旋方向相反的流动E之间形成有剪切层。而且，在该剪切层产生漩涡，促进了在外周侧流路区域68a流动的气体和在内周侧流路区域68b流动的气体的混合。因此，在旋流桨叶72a的上游侧供给燃料的情况下，能够使燃烧嘴60的径向上的燃料浓度分布进一步均匀。

[0141] 图11是另一实施方式中的喷嘴及旋流器的侧视图。图12是示出图11所示的旋流桨叶的结构例的俯视图。图13是图11所示的旋流桨叶的另一结构例的俯视图。

[0142] 如图11所示，在另一实施方式的旋流器70b中，根部86的弯曲面92b也可以构成为，使在轴向流路的内周侧流路区域68b中流动的气体朝向与回旋方向相反的方向回旋。由此，在内周侧流路区域68b中，气体朝向与外周侧流路区域68a的回旋方向相反的方向回旋，因此能够更有效地削弱内周侧流路区域68b中的回旋成分。

[0143] 如图11及图12所示，在另一实施方式中，旋流桨叶72b的根部86的后缘93也可以在喷嘴64的周向以隔着穿过前缘83且与轴向平行的直线L2而位于与前端部85的后缘84相反的一侧。由此，根部86的后缘93位于比前缘83靠回旋方向上游侧的位置，因此能够可靠地使内周侧流路区域68b(参照图5)的流动朝向与回旋方向相反的方向，从而能够更有效地减少内周侧流路区域68b中的回旋成分，因而，能够可靠地增大内周侧流路区域68b的平均轴流速度。

[0144] 如图11及图13所示，在另一实施方式中，由穿过旋流桨叶72b的根部86的后缘93的背面82的切线L3和穿过根部86的后缘93的腹面81的切线L4形成的角α的平分线L5也可以在根部86的后缘93的下游侧相对于轴向而向与回旋方向相反的方向倾斜。

[0145] 根据上述实施方式，在外周侧流路区域68a中(参照图5)，气体朝向回旋方向回旋，与此相对地，在内周侧流路区域68b中(参照图5)，气体朝向与回旋方向相反的方向。由此，能够更有效地削弱内周侧流路区域68b中的回旋成分。

[0146] 图14是另一实施方式中的喷嘴及旋流器的侧视图。

[0147] 如图14所示，在另一实施方式中，旋流桨叶72c的前端部85在前端部85的下游侧区域具有切口空间形成面96，该切口空间形成面96相对于由切口90c形成的切口空间而位于径向外侧且面向切口空间。该切口空间形成面96具有越朝向下游而切口空间的径向上的宽度越宽那样的形状。具体地说，关于切口空间的径向上的宽度、即切口空间形成面96与喷嘴64的外周面之间的距离，与切口90c的上游侧(例如根部86的后缘93的轴向位置)的距离H1相比，下游侧(例如前端部85的后缘84的轴向位置)的距离H2更大。此外，也可以以从上游侧的距离H1至下游侧的距离H2逐渐变大的方式形成切口空间形成面96。或者，切口空间形成面
96也可以是以朝向下游而切口空间的径向上的宽度变宽的方式相对于轴向呈直线状倾斜的平坦面。另外，从上游侧的距离H1至下游侧的距离H2也可以是旋流桨叶72c的径向高度H的
3％以上且20％以下。例如，作为下限值的上游侧的距离H1为3％以上，作为上限值的下游侧的距离H2为20％以下。

[0148] 根据上述实施方式，能够使以外周侧流路区域68a中的回旋流为主的流动和以通过内周侧流路区域68b的切口90c的轴流为主的流动混合的宽度较大，能够使比轴向流路68靠下游侧的流速分布均匀化。保火位置中的流速分布越是均匀，火焰面形状越是接近平坦，使火焰面向上游逆流而上的斜压扭矩变得越小。因而，通过使比轴向流路68靠下游侧的流速分布均匀化，由此能够有效地提高内周侧流路区域68b中的返火耐性。

[0149] 需要说明的是，在图14所示的另一实施方式中的旋流器70c中，虽然例示出旋流桨叶72c的根部86的后缘93具有弯曲面92c的情况，但也可以为根部86的后缘93不具有弯曲面92c的结构。即，旋流桨叶72c构成为，切口空间形成面96具有越朝向下游而切口空间的径向上的宽度越宽那样的形状，并且根部86的后缘93与比较例的后缘114相同地形成为平面状。
具体地说，旋流桨叶72c包括：用于使在轴向流路68中的外周侧流路区域68a流通的气体朝向回旋方向回旋的前端部85；从前端部85观察而位于喷嘴64的径向内侧且在后缘侧具有切口90c的根部86。另外，轴向流路68至少在设有旋流桨叶72c的轴向范围内，使外周侧流路区域68a与内周侧流路区域68b不分隔而相互连通。此外，前端部85在前端部85的下游侧区域具有切口空间形成面96，该切口空间形成面96相对于由切口90c形成的切口空间而位于径向外侧且面向该切口空间，切口空间形成面96具有越朝向下游而切口空间的径向上的宽度越宽那样的形状。

[0150] 在此，参照图15，对本实施方式中的燃烧嘴和比较例中的燃烧嘴的返火耐性进行比较。需要说明的是，图15是示出实施方式及比较例的延长管出口中的半径方向距离与平均轴流速度之间的关系的曲线图。在该图中示出如下情况的各个平均轴流速度：作为实施方式而使用包括图14所示的喷嘴64及旋流器70c在内的燃烧嘴，作为比较例而使用包括图8所示的喷嘴及旋流器在内的燃烧嘴。

[0151] 需要说明的是，图14例示出根部86的后缘93具有弯曲面92c的情况，但在以下的解析中，使用根部86的后缘93不具有弯曲面92c的旋流桨叶。即，作为本实施方式中的燃烧嘴而使用如下所述的燃烧嘴：切口空间形成面96具有越朝向下游而切口空间的径向上的宽度越宽那样的形状，并且根部86的后缘93与比较例相同地形成为平面状。

[0152] 在本实施方式中的燃烧嘴及比较例中的燃烧嘴分别使用流体解析(CFD；Computational Fluid Dynamics)来计算相对于喷嘴64、120的半径方向距离的平均轴流速度。

[0153] 其结果是，在比较例中的燃烧嘴中，在内周侧流路区域中，平均轴流速度比外周侧流路区域大幅度地减小，在延长管出口处的平均轴流速度分布(图15的虚线)中，流路中心轴O’中的平均轴流速度降低。

[0154] 另一方面，在本实施方式的燃烧嘴中，由于内周侧流路区域68b中的平均轴流速度大于比较例，因此在延长管出口65a处的平均轴流速度分布(图15的实线)中，流路中心轴O’中的平均轴流速度的降低得以抑制。即，根据本实施方式，延长管出口65a处的平均轴流速度分布与比较例相比被均匀化。这被认为是，如上述那样，能够使以外周侧流路区域68a中的回旋流为主的流动和以通过内周侧流路区域68b的切口90c的轴流为主的流动混合的宽度较大，因此能够使比轴向流路68靠下游侧的流速分布均匀化。

[0155] 如此，根据本实施方式，通过使比轴向流路68靠下游侧的流速分布均匀化，由此能够有效地提高内周侧流路区域68b中的返火耐性。

[0156] 图16是另一实施方式中的喷嘴及旋流器的侧视图。

[0157] 如图16所示，旋流桨叶72d的前缘83’至少在前端部85侧以随着接近喷嘴64的径向外侧而朝向轴向的上游侧的方式相对于径向倾斜。前缘83’的倾斜也可以在喷嘴64的径向上的旋流桨叶72d的前缘83’的整个区域内设置。或者，前缘83’的倾斜也可以在喷嘴64的径向上的至少一部的前缘83’的区域内设置，尤其也可以在喷嘴64的径向上的外周侧(相当于外周侧流路区域68a的部位)设置。

[0158] 由此，气体的流动沿着旋流桨叶72d的叶片面上的径向的压力梯度而逐渐靠近内周侧流路区域68b(参照图5)，因此内周侧流路区域68b中的流量相对增加，其结果是，内周侧流路区域68b中的平均轴流速度增大。

[0159] 需要说明的是，在图16所示的另一实施方式中的旋流器70d中，旋流桨叶72d例示出在根部86的下游侧形成有切口90d的结构，也可以不形成切口90d。另外，图16所示的另一实施方式中的旋流桨叶72d如在图14的实施方式中说明过的那样，也可以具备切口，该切口具有越朝向下游而切口空间的径向上的宽度越宽那样的切口空间形成面。

[0160] 本发明并不局限于上述的实施方式，也包括对上述的实施方式加以变形的方式、适当地组合上述方式后的方式。

[0161] 例如，在上述实施方式中，作为一例对预混合燃烧方式的燃烧嘴进行了说明。预混合燃烧方式的燃烧嘴能够抑制燃烧温度局部上升，因此能够有效地抑制NOx的生成。但是，本发明的实施方式还能够应用于扩散燃烧方式的燃烧嘴。在该情况下，还包括旋流桨叶不具有燃料喷射孔且在轴向流路中几乎不存在燃料的方式。

[0162] 另外，在上述实施方式中，主要例示出平面叶片，但本发明的实施方式也能够应用于立体叶片。

[0163] 需要说明的是，在上述实施方式中，例如，表示“在某一方向上”、“沿着某一方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”或者“同轴”等相对或者绝对的配置的表现，严格来说不仅表示上述那样的配置，还表示带有公差或获得相同的功能的程度的角度、距离而相对位移的状态。

[0164] 例如，表示“相同”、“相等”及“均质”等事物等同的状态的表现，不仅表示严格等同的状态，还表示存在公差或获得相同的功能的程度的差的状态。

[0165] 例如，表示四边形状、圆筒形状等形状的表现不仅表示几何学中精确定义的四边形状、圆筒形状等形状，还表示在获得相同的效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。

[0166] 另一方面，针对一个构成要素的“具备”、“备有”、“具有”、“包含”或者“包括”这样的表现并非去除其他构成要素的存在的排他性表现。

[0167] 附图标记说明如下：

[0168] 1  燃气轮机

[0169] 2  压缩机

[0170] 4  燃烧器

[0171] 6  涡轮

[0172] 8  转子

[0173] 10  压缩机车厢

[0174] 22  涡轮车厢

[0175] 28  排气车厢

[0176] 40  燃烧器车厢

[0177] 46  燃烧器衬套

[0178] 46a  内筒

[0179] 46b  尾筒

[0180] 50  燃烧嘴(引导燃烧嘴)

[0181] 52  燃料口

[0182] 54  喷嘴(引导喷嘴)

[0183] 56  导锥

[0184] 58  旋流器

[0185] 60  燃烧嘴(预混合燃烧嘴)

[0186] 62  燃料口

[0187] 64  喷嘴(主喷嘴)

[0188] 65  延长管

[0189] 65a  延长管出口

[0190] 66  烧嘴筒

[0191] 68  轴向流路

[0192] 68a  外周侧流路区域

[0193] 68b  内周侧流路区域

[0194] 70、70a～70d  旋流器

[0195] 72、72a～72d  旋流桨叶

[0196] 74～77  喷射孔

[0197] 81  腹面

[0198] 82  背面

[0199] 83、83’  前缘

[0200] 84  后缘

[0201] 85  前端部

[0202] 86  根部

[0203] 86a  外周侧流路区域

[0204] 86b  内周侧流路区域

[0205] 90、90a～90d  切口

[0206] 91  弯曲面

[0207] 92a～92d  弯曲面

[0208] 93  后缘

[0209] 95  阶梯差

[0210] 96  切口空间形成面