烧嘴组件、燃烧器、以及燃气轮机的制作方法

本发明涉及一种具备多个喷嘴以及烧嘴筒的烧嘴组件、燃烧器、以及燃气轮机。

背景技术：

以往，作为燃烧器的烧嘴组件，已知在燃烧器的周向上排列有多个喷嘴以及烧嘴筒的结构。

例如，专利文献1以及2记载了一种烧嘴组件，其具备进行扩散燃烧的导引烧嘴、以及设置在该导引烧嘴周围而进行预混合燃烧的多个主烧嘴。另外，专利文献2还记载了通过使由设置于主烧嘴的旋流器形成的回旋流与在燃烧室内返回主烧嘴的再循环流混合来提高稳焰性。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-114193号公报

专利文献2：日本特开2013-190196号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

要求在燃烧器的烧嘴组件中维持较高的燃烧稳定性。即，需要在燃烧室内的合适的位置持续地形成大小合适的火焰。然而，如专利文献1以及2中记载的那样，在以往的烧嘴组件中，存在产生由火焰的集中引起的局部异常发热或由火焰位置的变动引起的燃烧振动的情况，从而导致燃烧不稳定。

鉴于上述情况，本发明的至少一些实施方式的目的在于提供一种能够维持较高的燃烧稳定性的烧嘴组件、燃烧器、以及燃气轮机。

用于解决课题的方案

(1)本发明的至少一些实施方式的燃烧器的烧嘴组件具备：多个第一喷嘴，其在所述燃烧器的周向上排列；多个第一烧嘴筒，其分别收容所述多个第一喷嘴；以及中间流路形成部，其与所述多个第一烧嘴筒的下游端连接，且形成使所述多个第一烧嘴筒的内部空间与所述燃烧器的燃烧室连通的中间流路，所述中间流路形成部具有内周壁，所述内周壁位于所述燃烧器的半径方向内侧，且距所述燃烧器的中心轴的距离在所述周向上不均匀。

根据上述(1)的结构，在中间流路形成部的内周壁中的距燃烧器的中心轴的距离发生变化的区域，沿着该区域的内周壁的流动的半径方向流速在周向上不均匀。因此，在该区域，在与燃烧器的轴向正交的面内产生纵向涡流。因此，在中间流路形成部的下游侧，能够促进伴随有来自第一烧嘴筒的纵向涡流分量的流动与燃烧室内的气体流(例如再循环气体)之间的混合，提高烧嘴组件的火焰的稳定性。

这样，能够利用烧嘴组件使燃烧稳定化，因此也能够实现抑制燃烧振动、防止异常发热。

(2)在一些实施方式中，上述(1)的结构还具备：第二喷嘴，其配置为被所述多个第一喷嘴包围；第二烧嘴筒，其收容所述第二喷嘴；以及锥形部，其与所述第二烧嘴筒的下游端连接，且从所述第二烧嘴筒的所述下游端的直径朝向下游侧而扩径，所述锥形部具有凸缘，所述凸缘位于该锥形部的下游端，且朝向所述燃烧器的半径方向外侧延伸，所述燃烧器的半径方向上的所述凸缘的高度在所述周向上不均匀。

在上述(2)的结构中，与第二烧嘴筒的下游端连接的锥形部具有朝向燃烧器的半径方向外侧延伸的凸缘。该凸缘形成稳焰区域。即，在凸缘的下游侧形成有供来自第二烧嘴筒或第一烧嘴筒的流体流的一部分逆流的逆流区域，或形成有流速较低的低速区域，由此提高稳焰性。

另外，在上述(2)的结构中，凸缘形成为其在燃烧器的半径方向上的高度在周向上不均匀。因此，在凸缘的下游侧形成的稳焰区域(逆流区域或低速区域)中的流动在周向上不均匀，使燃烧室内的火焰位置在周向上固定化，因此能够进一步有效地提高稳焰性。

(3)在一些实施方式中，在上述(1)或(2)的结构中，所述中间流路形成部包括：内侧环22，其位于所述多个第一烧嘴筒的下游侧，且沿所述周向延伸；以及外侧环23，其在所述多个第一烧嘴筒的下游侧位于所述内侧环22的外周侧，以在该外侧环23与所述内侧环22之间形成环状的所述中间流路的方式沿所述周向延伸，从所述燃烧器的中心轴到所述内侧环22为止的距离在所述周向上不均匀。

在上述(3)的结构中，中间流路形成部包括内侧环22以及外侧环23，在内侧环22与外侧环23之间形成有环状的中间流路。环状的中间流路具有优异的流体混合性，在该结构中，还具备从燃烧器的中心轴到内侧环22为止的距离在周向上不均匀的结构，由此形成纵向涡流，从而能够进一步实现燃烧的稳定化。

(4)在一些实施方式中，在上述(1)或(2)的结构中，所述中间流路形成部包括多个中间管道25，该多个中间管道相对于所述多个第一烧嘴筒而分别位于下游侧，且分别与所述多个第一烧嘴筒的内部空间连通，对所述中间管道25中的所述燃烧器的内周侧的部位而言，从所述燃烧器的中心轴到所述中间管道25的所述部位为止的距离在所述周向上不均匀。

根据上述(4)的结构，将位于第一烧嘴筒的下游侧的中间管道25中的燃烧器的内周侧的部位形成为使得从燃烧器的中心轴到中间管道25的所述部位为止的距离在周向上不均匀。由此，在以使第一烧嘴筒与燃烧器的燃烧室连通的方式设置有中间管道25的结构中形成纵向涡流，能够实现燃烧的稳定化。

(5)在一些实施方式中，在上述(1)至(4)的任一结构中，所述中间流路形成部的所述内周壁在所述周向上具有凹凸。

根据上述(5)的结构，通过中间流路形成部的内周壁的凹凸，能够有效地形成上述的纵向涡流。即，通过沿着内周壁的凹凸的流动，在与第一烧嘴筒的轴向正交的面内产生纵向涡流。例如，在与第一烧嘴筒的轴向正交的面内，纵向涡流沿着凸部的倾斜面朝向半径方向外部后，在中间流路形成部的外周壁返回半径方向内部。

通过由该凹凸形成的纵向涡流，在中间流路形成部的下游侧，能够促进来自第一烧嘴筒的流动与燃烧室内的气体流(例如再循环气体)之间的混合，从而提高烧嘴组件的火焰的稳定性。

(6)在一些实施方式中，上述(5)的结构还具备多个第一旋流器，该多个第一旋流器分别设置于所述多个第一烧嘴筒，用于对在各个所述第一烧嘴筒内流动的空气流赋予回旋，对所述内周壁而言，距所述燃烧器的中心轴的所述距离最大的所述凹凸的顶点的所述周向上的位置相对于位于该位置的上游侧(燃烧器的轴向上的上游侧)的第一旋流器的回旋中心而向由所述第一旋流器形成且沿着所述内周壁的回旋流的下游侧偏移。

在上述(6)的结构中，在内周壁设置的凹凸的顶点的周向位置相对于第一旋流器的回旋中心而向沿着内周壁的回旋流的下游侧偏移。由此，通过由第一旋流器产生的回旋成分与由内周壁的凹凸引起的纵向涡流分量之间的相互作用，能够有效地形成上述纵向涡流。

(7)在一些实施方式中，在上述(4)的结构中，所述中间管道25的所述内周侧的部位具有从所述燃烧器的中心轴到所述中间管道25的所述部位为止的距离从所述周向上的一端侧朝向另一端侧而逐渐增加的形状。

根据上述(7)结构，在中间管道25的内周侧的部位，从燃烧器的中心轴到中间管道25的所述部位为止的距离具有从周向上的一端侧朝向另一端侧而逐渐增加的形状，因此能够以不使中间管道25的形状复杂化的方式通过中间管道25的内周侧的部位形成上述纵向涡流。

(8)在一些实施方式中，上述(7)的结构还具备多个第一旋流器，该多个第一旋流器分别设置于所述多个第一烧嘴筒，用于对在各个所述第一烧嘴筒内流动的空气流赋予回旋，所述中间管道25的所述内周侧的部位具有距所述中心轴的距离朝向由所述第一旋流器形成的沿着所述中间管道25的所述部位的回旋流的下游侧而逐渐增加的形状。

在上述(8)的结构中，中间管道25的内周侧的部位具有距燃烧器的中心轴的距离朝向由第一旋流器产生的沿着所述部位的回旋流的下游侧而逐渐增加的形状。由此，通过由第一旋流器产生的回旋成分与由中间管道25的内周侧的部位引起的纵向涡流分量之间的相互作用，从而能够有效地形成上述纵向涡流。

(9)在一些实施方式中，在上述(1)至(8)的任一结构中，各个所述第一喷嘴为使供给至所述第一烧嘴筒的空气流与从所述第一喷嘴供给的燃料预混合并燃烧的预混合喷嘴。

如上述(9)的结构那样，已知在使用预混合喷嘴作为第一喷嘴的预混合燃烧中，通常，虽然能够实现低NOx化，但是燃烧不稳定。因此，通过具备上述(1)至(8)的任一结构，可获得能够使燃烧稳定、且能够兼顾低NOx与稳定燃烧的烧嘴组件。

(10)本发明的至少一些实施方式的燃烧器具备：上述(1)至(9)中任一项所述的烧嘴组件；以及收容所述烧嘴组件的燃烧器衬套。

根据上述(10)的燃烧器，由于具备能够进行稳定燃烧的烧嘴组件，因此能够提供可靠性较高的燃烧器。

(11)本发明的至少一些实施方式的燃气轮机具备：压缩机；上述(10)的燃烧器，其构成为使用由所述压缩机生成的压缩空气而使燃料燃烧；以及通过由所述燃烧器生成的燃烧气体驱动的涡轮。

根据上述(11)的燃气轮机，由于具备能够进行稳定燃烧的烧嘴组件，因此能够提供可靠性较高的燃气轮机。

需要说明的是，该燃气轮机也可以是具备多个上述(10)所述的烧嘴组件的结构。

发明效果

根据本发明的至少一些实施方式，能够使燃烧室内的火焰位置在周向上固定化，能够使燃烧稳定化。另外，通过燃烧的稳定化，能够实现抑制燃烧振动、防止异常发热。

附图说明

图1是一个实施方式的烧嘴组件的侧视图。

图2是一个实施方式的烧嘴组件的主视图(图1的A-A向视图)。

图3是示出图2的变形例的图。

图4是示出图2的其它变形例的图。

图5是另一实施方式的烧嘴组件的侧视图。

图6是另一实施方式的烧嘴组件的主视图(图5的B-B向视图)。

图7是示出图6的变形例的图。

图8是示出一个实施方式的燃气轮机的概要结构图。

图9是示出一个实施方式的燃烧器的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一些实施方式进行说明。其中，作为实施方式记载的或附图所示的结构要素的尺寸、材质、形状、以及其相对的配置等并不是为了限制本发明的范围，仅仅是说明例。

首先，参照图1～图7对一些实施方式的烧嘴组件1中共同的结构进行说明。

图1是一个实施方式的烧嘴组件1的侧视图。图2是一个实施方式的烧嘴组件1的主视图(图1的A-A向视图)。图5是另一实施方式的烧嘴组件1的侧视图。图6是另一实施方式的烧嘴组件1的主视图(图5的B-B向视图)。

需要说明的是，图1～图7例示性地示出了烧嘴组件1的两个实施方式。图1～图4所示的一个实施方式的烧嘴组件1与图5～图7所示的另一实施方式的烧嘴组件1的主要区别在于在第一烧嘴筒3与燃烧器衬套51之间设置的中间流路形成部20的结构。

在以下的说明中，仅记载为“周向”的情况是指燃烧器50的周向，仅记载为“轴向”的情况是指燃烧器50的轴向(通常与第一烧嘴筒3的轴向相同)，仅记载为“半径方向”的情况是指燃烧器50的半径方向。另外，“上游侧”或“下游侧”是指流体(例如燃料、空气、或上述的混合流体)的流动方向上的上游侧或下游侧。

如图1以及图2、图5以及图6所示，在一些实施方式中，燃烧器50的烧嘴组件1具备：多个第一喷嘴4，其在燃烧器50的周向上排列；多个第一烧嘴筒3，其分别收容多个第一喷嘴4；以及中间流路形成部20，其与多个第一烧嘴筒3的下游端连接。

中间流路形成部20构成为形成使多个第一烧嘴筒3的内部空间7与燃烧器50的燃烧室55连通的中间流路8。另外，中间流路形成部20包括位于燃烧器50的半径方向内侧的内周壁21、以及位于半径方向外侧的外周壁26。

对该中间流路形成部20的内周壁21而言，距燃烧器50的中心轴O的距离在周向上不均匀。

在一个实施方式中，烧嘴组件1具备多个第一烧嘴2，该第一烧嘴2具备第一喷嘴4以及第一烧嘴筒3。例如第一烧嘴2为预混合燃烧烧嘴。此时，各个第一喷嘴4(预混合燃烧喷嘴)构成为使供给至第一烧嘴筒3的空气流a与从第一喷嘴4供给的燃料f预混合并燃烧。

然而，第一烧嘴2不仅限于预混合燃烧烧嘴。

多个第一烧嘴筒3为圆筒形状，中间流路形成部20的至少下游侧的端部也可以为非圆筒形状。即，中间流路形成部20为形成包含燃料的流体朝向燃烧室55流动的流路中的、与轴向正交的截面在流动方向上变形的流路的部分。

中间流路形成部20可以如图1以及图5所例示的那样与第一烧嘴筒3分体地形成，虽未图示，但也可以与第一烧嘴筒3一体地形成。

在上述结构中，包含燃料的流体在第一烧嘴筒3的内部空间7朝向下游侧流动，流入由中间流路形成部20形成的中间流路8。在中间流路形成部20的内周壁21中的距燃烧器50的中心轴O的距离发生变化的区域，沿着该区域的内周壁21的流体流的半径方向流速在周向上不均匀。因此，在该区域，在与燃烧器50的轴向正交的面内产生纵向涡流V(参照图6以及图7)。因而，在中间流路形成部20的下游侧，能够促进伴随有来自第一烧嘴筒3的纵向涡流分量的流动与燃烧室55内的气体流之间的混合，从而提高烧嘴组件1的火焰的稳定性。

这样，由于能够使烧嘴组件1的燃烧稳定化，因此也能够实现抑制燃烧振动、防止异常发热。

另外，各个第一喷嘴4为预混合喷嘴的情况下，能够获得兼顾低NOx与稳定燃烧的烧嘴组件1。

需要说明的是，如图1或图5所例示的那样，中间流路形成部20的内周壁21也可以相对于轴向倾斜，以使得下游侧端部位于比上游侧端部靠半径方向外部的位置。此时，内周壁21可以直线状地倾斜，也可以以曲率中心位于半径方向外部的方式一边弯曲一边倾斜。

由此，在中间流路8流动的流体以被按压至内周壁21的方式流动，因此中间流路8的流动容易受到内周壁21的形状的影响，能够进一步提高烧嘴组件1的火焰的稳定性。

另外，一些实施方式的烧嘴组件1还具备：第二喷嘴11，其配置为被多个第一喷嘴4包围；第二烧嘴筒12，其收容第二喷嘴11；以及锥形部15，其与第二烧嘴筒12的下游端连接。

烧嘴组件1具备第二烧嘴10，该第二烧嘴10包括第二喷嘴11以及第二烧嘴筒12。第二烧嘴10例如为扩散燃烧烧嘴。此时，第二喷嘴11(扩散燃烧喷嘴)构成为从下游侧端部向燃烧室55喷出燃料，并进行扩散燃烧。

但是，第二喷嘴11不仅限于扩散燃烧喷嘴，也可以是预混合燃烧喷嘴等其它类型的喷嘴。

锥形部15形成为从第二烧嘴筒12的下游端的直径朝向下游侧而扩径，且在下游端具有凸缘16。该凸缘16从锥形部15的下游端朝向燃烧器50的半径方向外侧延伸。

燃烧器50的半径方向上的凸缘16的高度在周向上不均匀。

在上述结构中，与第二烧嘴筒12的下游端连接的锥形部15具有朝向燃烧器50的半径方向外侧延伸的凸缘16。该凸缘16形成稳焰区域。即，在凸缘16的下游侧形成有供来自第二烧嘴筒12或第一烧嘴筒3的流体的流动的一部分逆流的逆流区域，或形成有流速较低的低速区域，由此提高稳焰性。

另外，在上述结构中，凸缘16形成为其在燃烧器50的半径方向上的高度在周向上不均匀。因此，在凸缘16的下游侧形成的稳焰区域(逆流区域或低速区域)中的流动在周向上不均匀，使燃烧室55内的火焰位置在周向上固定化，因此能够更有效地提高稳焰性。

另外，烧嘴组件1也可以还具备多个第一旋流器5，该多个第一旋流器5分别设置于多个第一烧嘴筒3，用于对在各个第一烧嘴筒3内流动的空气流赋予回旋。

多个第一旋流器5构成为在第一烧嘴筒3内在彼此相同的方向上形成回旋流。通过该第一旋流器5，能够在燃烧室55内有效地形成逆流区域。

更具体地，对有关如图1以及图2、图5以及图6所例示的实施方式的燃烧器50以及烧嘴组件1的详细结构进行说明。

燃烧器50具备烧嘴组件1、以及收容烧嘴组件1的燃烧器衬套51。

在燃烧器衬套51的内部形成有燃烧室55。例如，燃烧器衬套51具有在第一烧嘴2周围配置的圆筒状的内筒52、以及与内筒52的下游侧端部连接的尾筒53。此时，在尾筒53的内部形成有燃烧室55。

需要说明的是，在后述的图9中也会对燃烧器50的整体结构进行具体说明。

在燃烧器衬套51的内部设置有在周向上排列的多个第一烧嘴2(在图2或图6的例中为8个)、以及以包围上述的多个第一烧嘴2的方式配设的一个第二烧嘴10。并且，在燃烧器衬套51的内部设置有支承第一烧嘴2和第二烧嘴10的基板54、以及配设在第一烧嘴2与燃烧室55之间的中间流路形成部20。

在燃烧器50的周向上等间隔地设置有多个第一烧嘴2。

第一烧嘴2包括第一烧嘴筒3以及第一喷嘴4。第一烧嘴筒3形成为圆筒状。在第一烧嘴筒3的内部收容有第一喷嘴4，在第一喷嘴4与第一烧嘴筒3之间配设有第一旋流器5。在第一喷嘴4或第一旋流器5中设置有燃料喷射孔6。

中间流路形成部20与多个第一烧嘴筒3的下游端连接，形成使多个第一烧嘴筒3的内部空间7与燃烧器50的燃烧室55连通的中间流路8。在图1以及图2所示的一个实施方式中，中间流路形成部20为包括内侧环22以及外侧环23的结构。在图5以及图6所示的另一实施方式中，中间流路形成部20为包括中间管道25的结构。在任一实施方式中，中间流路形成部20都会形成包含燃料的流体朝向燃烧室55流动的流路中的、与轴向正交的截面在流动方向上变形的流路。

第二烧嘴10配设在燃烧器衬套51的中央部，包括第二烧嘴筒12以及第二喷嘴11。第二烧嘴筒12形成为圆筒状。在第二烧嘴筒12的内部收容有第二喷嘴11，在第二喷嘴11与第二烧嘴筒12之间配设有第二旋流器13。在第二烧嘴筒12的下游端连接有从第二烧嘴筒12的下游端进一步朝向下游侧呈锥形状地扩径的锥形部15。锥形部15在第二烧嘴筒12的整周范围内延伸。在第二喷嘴11的下游侧端部设置有燃料喷射孔14。

锥形部15为从上游侧端部朝向下游侧端部而向半径方向外部扩张的圆锥台状的筒，上游侧端部与第二烧嘴筒12的下游侧端部连接。该锥形部15的下游端连接有朝向半径方向外侧延伸的凸缘16。例如，凸缘16沿着与轴向正交的面设置。凸缘16通过使逆流区域或低速区域形成在下游侧，从而具有提高稳焰性的稳焰功能。例如第一烧嘴2为预混合燃烧烧嘴的情况下，能够通过凸缘16的稳焰功能来维持以扩散焰为火种的预混合燃烧。

另外，燃烧器50的半径方向上的凸缘16的高度在周向上不均匀。

在具备上述结构的烧嘴组件1中，在第二烧嘴10(作为一例，为扩散燃烧烧嘴)中，供给至第二烧嘴筒12内的空气a于在该第二烧嘴筒12内流动的期间经由第二旋流器13而成为回旋流，并向锥形部15内喷射。另一方面，供给至第二喷嘴11内的燃料f从第二喷嘴11前端的燃料喷射孔14向锥形部15内喷射。因此，上述的空气a和燃料f在锥形部15内混合，通过利用点火装置(图示略)对该混合气进行点火，从而在锥形部15内以及燃烧室55内进行扩散燃烧。

在第一烧嘴2(作为一例，为预混合燃烧烧嘴)中，供给至第一烧嘴筒3内空气a于在第一烧嘴筒3内流动的期间经由第一旋流器5而成为回旋流。另一方面，供给至第一喷嘴4内的燃料f通过第一喷嘴4内以及第一旋流器5内，并从第一喷嘴4或第一旋流器5的燃料喷射孔6向第一烧嘴筒3内喷射。上述的空气a和燃料f在第一烧嘴筒3以及中间流路形成部20内预混合，该预混合气向燃烧室55喷射。在燃烧室55中，通过利用由第二烧嘴10生成的扩散焰作为火种，从而对向燃烧室55内喷射的预混合气进行点火并进行预混合燃烧。

此时，在中间流路形成部20的内周壁21中的距燃烧器50的中心轴O的距离发生变化的区域，沿着该区域的内周壁21的流动的半径方向流速在周向上不均匀，从而在与燃烧器50的轴向正交的面内产生纵向涡流V。并且，在中间流路形成部20的下游侧，能够促进伴随有来自第一烧嘴筒3的纵向涡流分量的流动与燃烧室55内的气体流F之间的混合，从而提高烧嘴组件1的火焰的稳定性。

而且此时，在锥形部15中，通过使从中间流路形成部20流出的预混合气的一部分、从锥形部15流出的混合气的一部分在凸缘16产生逆流或减速，从而能够可靠地维持以扩散焰为火种的预混合燃烧。

并且，该凸缘16形成为其在燃烧器50的半径方向上的高度在周向上不均匀，因此在凸缘16的下游侧形成的稳焰区域中的流动在周向上不均匀，使燃烧室55内的火焰位置在周向上固定化，能够进一步有效地提高稳焰性。

接下来，对各实施方式中的中间流路形成部20的具体结构进行说明。

在图1以及图2所示的一个实施方式中，中间流路形成部20包括：内侧环22，其位于多个第一烧嘴筒3的下游侧并沿周向延伸；以及外侧环23，其在多个第一烧嘴筒3的下游侧位于内侧环22的外周侧，并以在该外侧环23与内侧环22之间形成环状的中间流路8的方式沿周向延伸。另外，中间流路形成部20也可以在其上游端侧具有以位于与相邻的第一烧嘴筒3的内部通路之间的方式设置的滞流抑制部24。滞流抑制部24也可以朝向下游侧而宽度变窄。由此，能够抑制从第一烧嘴筒3的内部空间7流入中间流路8的流动在第一烧嘴筒3的下游端沉淀。

如图1所示，内侧环22也可以形成为从上游侧端朝向下游侧端而扩径。即，内侧环22也可以形成为与锥形部15的外周面对应的圆锥台状。另外，外侧环23也可以与内侧环22同样地形成为从上游侧端朝向下游侧端而扩径。此时，内侧环22相对于轴向的倾斜角度与外侧环23相对于轴向的倾斜角度大体上一致。

另外，在该结构中，从燃烧器50的中心轴O到内侧环22为止的距离在周向上不均匀。

在上述结构中，中间流路形成部20包括内侧环22以及外侧环23，在内侧环22与外侧环23之间形成有环状的中间流路8。环状的中间流路8具有优异的流体混合性，在该结构中，通过还具备从燃烧器50的中心轴O到内侧环22为止的距离在周向上不均匀的结构，从而形成纵向涡流，能够更进一步实现燃烧的稳定化。

如图5以及图6所示，在另一实施方式中，中间流路形成部20包括多个中间管道25，所述多个中间管道25相对于各个多个第一烧嘴筒3而位于下游侧，且分别与多个第一烧嘴筒3的内部空间7连通。例如，也可以为，中间管道25的与第一烧嘴筒3连接的上游侧端部为圆筒形状，且位于燃烧室55侧的下游侧端部为大致矩形状。

另外，在该结构中，对中间管道25中的燃烧器50的内周侧的部位而言，从燃烧器50的中心轴O到中间管道25的部位为止的距离在周向上不均匀。

根据上述结构，将位于第一烧嘴筒3的下游侧的中间管道25中的燃烧器50的内周侧的部位形成为从燃烧器50的中心轴O到中间管道25的部位为止的距离在周向上不均匀。由此，在以使第一烧嘴筒3与燃烧器50的燃烧室55连通的方式设置有中间管道25的结构中形成纵向涡流，能够实现燃烧的稳定化。

这里，参照图2～图4、图6以及图7对中间流路形成部20的具体实施方式进行说明。

需要说明的是，图3以及图4是示出图2所示的实施方式(具备内侧环22以及外侧环23的结构)的变形例的图。图7是示出图6所示的实施方式(具备中间管道25的结构)的变形例的图。图4以及图7局部地示出了中间流路形成部20。

如图2～图4、图6以及图7所示，中间流路形成部20的内周壁21在周向上具有凹凸21a。需要说明的是，以下，对在中间流路形成部20的内周壁21设置的凹凸21a以及顶点21a1进行说明，但是，代替内周壁21的凹凸21a以及顶点21a1或者在内周壁21的凹凸21a以及顶点21a1的基础上，对于凸缘16的凹凸16a以及顶点16a1也能够采用相同的结构。

在图2以及图6所示的一个结构例中，中间流路形成部20的内周壁21在周向上具有多个凹凸21a，凹凸21a的顶点21a1与第一烧嘴筒3对应地设置。即，设置与第一烧嘴筒3相同数量的凹凸21a。另外，凹凸21a也可以在周向上等间隔地设置。此时，由于能够在提高燃烧室55中的火焰的稳定性的同时将多个第一烧嘴筒3设置为相同形状，因此能够提高制作性。

在图3所示的其它结构例中，在周向上具有多个凹凸21a，凹凸21a的顶点21a1的数量少于第一烧嘴筒3的数量。另外，凹凸21a也可以设置为在周向上不均匀。例如，凹凸21a也可以仅设置于周向的一半。由此，能够进一步使沿着内周壁21的流动的半径方向流速在周向上不均匀，能够进一步有效地提高燃烧室55中的火焰的稳定性。

如上述那样，烧嘴组件1具备第一旋流器5(参照图1以及图5)的情况下，如图4所示，也可以为，对在中间流路形成部20的内周壁21而言，距燃烧器50的中心轴O的距离最大的凹凸21a的顶点21a1的周向上的位置相对于位于该位置的上游侧(燃烧器50的轴向上的上游侧)的第一旋流器5的回旋中心C而向由第一旋流器5形成的沿着内周壁21的回旋流T的下游侧偏移。

在上述结构中，在内周壁21设置的凹凸21a的顶点21a1的周向位置相对于第一旋流器5的回旋中心C而向沿着内周壁21的回旋流T的下游侧偏移。由此，通过由第一旋流器5产生的回旋成分与由内周壁21的凹凸引起的纵向涡流分量之间的相互作用，能够有效地形成上述纵向涡流V。

在图7所示的一个结构例中，在中间管道25的内周侧的部位，具有从燃烧器50的中心轴O到中间管道25的部位为止的距离从周向上的一端21A侧朝向另一端21B侧而逐渐增加的形状。由此，能够以不使中间管道25的形状复杂化的方式通过中间管道25的内周侧的部位形成上述的纵向涡流V。

根据上述结构，能够通过中间流路形成部20的内周壁21的凹凸21a有效地形成上述纵向涡流。即，通过沿着内周壁21的凹凸21a的流动，能够在与第一烧嘴筒3的轴向正交的面内产生纵向涡流V。例如，纵向涡流V在与第一烧嘴筒3的轴向正交的面内沿着凸部的倾斜面朝向半径方向外部之后，在中间流路形成部20的外周壁26返回半径方向内部。

通过由该凹凸21a形成的纵向涡流V，在中间流路形成部20的下游侧，能够促进来自第一烧嘴筒3的流动与燃烧室55内的气体流之间的混合，从而提高烧嘴组件1的火焰的稳定性。

另外，如图7所例示的那样，中间管道25的内周侧的部位也可以具有从燃烧器50的中心轴O到中间管道25的部位为止的距离从周向的一端21A侧朝向另一端21B侧而逐渐增加的形状。

根据该结构，在中间管道25的内周侧的部位，具有从燃烧器50的中心轴O到中间管道25的部位为止的距离从周向上的一端21A侧朝向另一端21B侧而逐渐增加的形状，因此，能够以不使中间管道25的形状复杂化的方式通过中间管道25的内周侧的部位形成上述纵向涡流V。

如上述那样，烧嘴组件1具备第一旋流器5的情况下，中间管道25的内周侧的部位具有距中心轴O的距离朝向沿着由第一旋流器5形成的中间管道25的部位的回旋流T的下游侧而逐渐增加的形状。

在该结构中，中间管道25的内周侧的部位具有距燃烧器50的中心轴O的距离朝向沿着由第一旋流器5形成的部位的回旋流T的下游侧而逐渐增加的形状。由此，通过由第一旋流器5产生的回旋成分与由中间管道25的内周侧的部位引起的纵向涡流分量之间的相互作用，能够有效地形成上述的纵向涡流V。

接下来，参照图8对作为上述烧嘴组件1的应用对象的一例的燃气轮机100的结构进行说明。但是，上述烧嘴组件1的应用对象不仅限于燃气轮机100。

需要说明的是，图8是示出一个实施方式的燃气轮机100的概要结构图。

如图8所示，一个实施方式的燃气轮机100具备：压缩机102，其用于生成作为氧化剂的压缩空气；燃烧器50，其用于使用压缩空气以及燃料产生燃烧气体；以及涡轮106，其构成为由燃烧气体驱动而旋转。发电用的燃气轮机100的情况下，涡轮106与未图示的发电机连结，通过涡轮106的旋转能量进行发电。

对燃气轮机100中的各部位的具体结构例进行说明。

压缩机102具备：压缩机机室110；空气吸入口112，其设置于压缩机机室110的入口侧，用于吸入空气；转子108，其设置为同时贯通压缩机机室110以及后述的涡轮机室122；以及各种叶片，其配置在压缩机机室110内。各种叶片包括：设置在空气吸入口112侧的入口引导叶114；固定在压缩机机室110侧的多个静叶116；以及以相对于静叶116交替地排列的方式植设于转子108的多个动叶118。需要说明的是，压缩机102也可以具备未图示的抽气室等其它结构要素。在这样的压缩机102中，从空气吸入口112吸入的空气通过多个静叶116以及多个动叶118而被压缩，从而成为高温高压的压缩空气。并且，高温高压的压缩空气从压缩机102被送往后段的燃烧器50。

燃烧器50配置在外壳120内。如图1所示，也可以在外壳120内以转子108为中心而环状地配置有多个燃烧器50。通过将燃料和由压缩机102生成的压缩空气供给至燃烧器50，并使燃料燃烧，从而产生作为涡轮106的工作流体的燃烧气体。并且，燃烧气体从燃烧器50被送往后段的涡轮106。需要说明的是，关于燃烧器50的详细结构例，会在后文进行说明。

涡轮106具备涡轮机室122、以及配置在涡轮机室122内的各种叶片。各种叶片包括固定在涡轮机室122侧的多个静叶124、以及以相对于静叶124而交替地排列的方式植设于转子108的多个动叶126。需要说明的是，涡轮106也可以具备出口引导叶等其它结构要素。在涡轮106中，燃烧气体通过多个静叶124以及多个动叶126从而驱动转子108旋转。由此，驱动与转子108连结的发电机。

在涡轮机室122的下游侧经由排气机室128连结有排气室130。对涡轮106进行驱动后的燃烧气体通过排气机室128以及排气室130而被排出至外部。

接着，参照图9对一个实施方式的燃烧器50的详细结构进行说明。需要说明的是，图9是示出一个实施方式的燃烧器50的剖视图。

如图9所示，一个实施方式的燃烧器50以转子108为中心而环状地配置有多个(参照图8)。各燃烧器50包括：燃烧器衬套51，其设置于由外壳120划定的燃烧器机室65；以及第二烧嘴10及多个第一烧嘴(预混合燃烧烧嘴)2，其分别配置在燃烧器衬套51内。需要说明的是，燃烧器50也可以具备用于使燃烧气体旁通的旁通管(未图示)等其它结构要素。

例如，如图9所示的那样，燃烧器衬套51具有：内筒52，其配置在第二烧嘴10及多个第一烧嘴2周围；以及尾筒53，其与内筒52的前端部连结。

第二烧嘴10沿着燃烧器衬套51的中心轴配置。而且，多个第一烧嘴2以包围第二烧嘴10的方式相互分离地排列。

第二烧嘴10具有与燃料口61连结的第二喷嘴11(参照图1或图5)、以包围第二喷嘴11的方式配置的第二烧嘴筒12(参照图1或图5)、以及在第二喷嘴11的外周设置的旋流器13(参照图1或图5)。

第一烧嘴2具有与燃料口62连结的第一喷嘴4(参照图1或图5)、以包围第一喷嘴4的方式配置的第一烧嘴筒3(参照图1或图5)、以及在第一喷嘴4的外周设置的旋流器5(参照图1或图5)。

在具有上述结构的燃烧器50中，由压缩机102生成的高温高压的压缩空气从机室入口64供给至燃烧器机室65内，进而从燃烧器机室65流入第一烧嘴2内。而且，该压缩空气与从燃料口62供给的燃料在第一烧嘴2内进行预混合。另外，压缩空气与经由燃料口61从第二烧嘴10喷射的燃料在燃烧器衬套51内进行混合，被未图示的火种点火并燃烧，从而产生燃烧气体。此时，燃烧气体的一部分伴随着火焰而周围扩散，从而被从各第一烧嘴2流入燃烧器衬套51内的预混合气点火并燃烧。

如上述那样，根据本发明的至少一些实施方式，使燃烧室55内的火焰位置在周向上固定化，能够使燃烧稳定化。另外，通过燃烧的稳定化，也能够实现抑制燃烧振动、防止异常发热。

本发明不仅限于上述实施方式，还包括对上述实施方式施加了变形的方式、或适当地结合了上述方式的方式。

例如，表示“在某个方向上、“沿着个方向”、“平行”、“正交”、“中心”、“同心”、或“同轴”等相对或绝对的配置的表述不仅严格地表示那样的配置，也表示具有公差、或能够获得相同功能的程度的角度或距离并相对地位移的状态。

例如，表示“相同”、“相等”以及“均质”等事物相等的状态的表述，不仅严格地表示相等的状态，也表示存在公差、或能够获得相同功能的程度的差的状态。

例如，表示四边形状或圆筒形状等形状的表述，不仅表示在几何学上严格意义上的四边形状或圆筒形状等形状，也表示在能够获得相同效果的范围内，包括凹凸部或倒角部等形状。

另一方面，“具备”、“包括”、或“具有”一个结构要素这一表述并不是排除了其它结构要素的存在的排他性表述。

附图标记说明

1 烧嘴组件；2 第一烧嘴；3 第一烧嘴筒；4 第一喷嘴；5 第一旋流器；6 燃料喷射孔；7 内部空间；8 中间流路；10 第二烧嘴；11 第二喷嘴；12 第二烧嘴筒；13 第二旋流器；14 燃料喷射孔；15锥形部；16 凸缘；20 中间流路形成部；21 内周壁；21a 凹凸；22 内侧环；23 外侧环；24 滞流抑制部；25 中间管道；26 外周壁；50 燃烧器；51 燃烧器衬套；54 基板；55 燃烧室；65 燃烧器机室；100 燃气轮机；102 压缩机；106 涡轮；108 转子；124 静叶；126 动叶。