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公開番号2025112463
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-01
出願番号2024006691
出願日2024-01-19
発明の名称燃焼ノズル
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類F23R 3/28 20060101AFI20250725BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】NOxの排出量の低減と、逆火の防止とを両立することができる燃焼ノズルを提供する。
【解決手段】燃焼ノズル1は、ガスタービンの燃焼器の燃焼室内へ、燃焼させるべき圧縮空気及び燃料を噴出する燃焼ノズルである。燃料ノズル1は、燃焼室に向かって開口した燃焼ノズル1から燃焼室に圧縮空気を流出する空気流路と、空気流路に対して燃料を流出する燃料流路と、を備える。当該燃焼ノズル1の形状は、燃焼室に向かい拡大する形状である。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ガスタービンの燃焼器の燃焼室内へ、燃焼させるべき圧縮空気及び燃料を噴出する燃焼ノズルであって、
前記燃焼室に向かって開口した当該燃焼ノズルから前記燃焼室に圧縮空気を流出する空気流路と、
前記空気流路に対して燃料を流出する燃料流路と、
を備え、
当該燃焼ノズルの形状は、前記燃焼室に向かい拡大する形状である
ことを特徴とする燃焼ノズル。
続きを表示（約 200 文字）【請求項２】
当該燃焼ノズルは、前記燃焼室に向かって開口したノズル口を有し、
前記ノズル口は、前記燃焼室に向かい拡大する形状を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃焼ノズル。
【請求項３】
前記ノズル口は、前記空気流路の一部を構成し、
前記空気流路は、上流側から下流側に向かって漸増する
ことを特徴とする請求項２に記載の燃焼ノズル。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼ノズルの技術分野に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
この種の燃焼ノズルが用いられる装置として、水素を燃料として用いるガスタービンが提案されている（特許文献１乃至３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１６－１０９３０９号公報
特開２０２０－１０６２５８号公報
特開２００３－１４８７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ガスタービンの燃料として水素を用いようとする場合、水素は、今まで一般的に使用されてきた炭化水素系の燃料に比して燃焼温度が高いので、ＮＯｘが発生しやすい。また、水素は、炭化水素系の燃料に比して燃焼速度が速く、水素の消炎距離（０．６４ｍｍ）が炭化水素系の燃料の消炎距離（２ｍｍ程度）よりも短いので、燃焼が燃料流路を逆流する逆火が発生しやすい。
【０００５】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＮＯｘの排出量の低減と、逆火の防止とを両立することができる燃焼ノズルを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る燃焼ノズルは、ガスタービンの燃焼器の燃焼室内へ、燃焼させるべき圧縮空気及び燃料を噴出する燃焼ノズルであって、前記燃焼室に向かって開口した当該燃焼ノズルから前記燃焼室に圧縮空気を流出する空気流路と、前記空気流路に対して燃料を流出する燃料流路と、を備え、当該燃焼ノズルの形状は、前記燃焼室に向かい拡大する形状であるというものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
実施形態に係る燃焼ノズルを示す斜視図である。
図１のＡ－Ａ線断面図である。
空気流及び燃料流を示す図である。
燃焼時の温度分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
燃焼ノズルに係る実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。尚、実施形態では、燃料の一例として水素を挙げる。ただし、燃料は水素に限定されない。実施形態に係る燃焼ノズル１の構成について図１及び図２を参照して説明する。図１は、実施形態に係る燃焼ノズルを示す斜視図である。図２は、図１のＡ－Ａ線断面図である。
【０００９】
図１及び図２において、燃焼ノズル１は、ノズル口１ａを有する。燃焼ノズル１は、例えば水素ガスを燃料とするガスタービンの燃焼器の燃焼室（例えば、図３に示す燃焼室３０）にノズル口１ａが接するように配置される。図２に示すように、ノズル口１ａの直径は、燃焼ノズル１の端部（図２における燃焼ノズル１の左側の端部）に近づくほど大きくなる。
【００１０】
燃焼ノズル１は、空気孔１１を有する。燃焼ノズル１には、外部から空気孔１１を介して圧縮空気が供給される。燃焼ノズル１は、空気孔１１介して供給された圧縮空気が通過するスワラ１２を有する。スワラ１２は、複数の静翼が円周方向に配置された円環状の部材である。スワラ１２は、燃焼ノズル１の中心軸に沿って延びるセンターコーン１２ａと、センターコーン１２ａから放射方向に延在する複数の翼状部材１２ｂ（上述した、複数の静翼に相当）とを有していてよい。尚、スワラ１２は、空気スワラと称されてもよい。尚、図２において、ノズル口１ａは、センターコーン１２ａの端部よりも左側の領域を意味してよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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