专利名称：燃烧器、燃烧嘴及燃气轮机的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃烧器、燃烧嘴及燃气轮机。
背景技术：
与作为燃气轮机的主要燃料的液化天然气(LNG :Liquefied Natural Gas)比较，发热量低的燃料一般具有的特征是，由于火焰温度低、燃烧速度慢而难以燃烧，但燃烧时的NOx的排出量少。作为这样的低卡路里燃气典型地可列举高炉燃气。高炉燃气是在炼铁过程中从高炉发生的副生气体，近年来，作为燃气轮机燃料的高炉燃气的需求不断提高。但是，由于高炉燃气是除了作为主要成分的一氧化碳(CO)及氢(H2)之外，还大量包含N2及CO2 的难燃性气体，因而难以从燃气轮机点火开始通过专烧高炉燃气而在额定负荷范围进行运转，为了从点火开始在局部负荷范围稳定地进行运转(燃烧)，另外还需要起动用的辅助燃料。另外，作为高炉燃气以外的低卡路里燃气还可以列举煤及生物料(木屑等)的气化气体。这些以煤等为原料的燃料从资源的有效利用的观点来看作为燃气轮机燃料的需求不断提高，但因为是大量含有N2的难燃性气体，因而仍然还另外需要辅助燃料。因此，为了使难燃性气体在燃烧器中稳定地燃烧，采用从各自的流道供给燃料和空气的扩散燃烧方式，一般做成能进行液体燃料等辅助燃料及低卡路里燃气的双燃料燃烧的燃烧嘴。作为一个例子，具有在半径方向中心部配置从燃气轮机起动开始在局部负荷范围运用的油嘴，而在油嘴的外周配置燃气喷孔的燃烧嘴(参照专利文献I等)。另一方面，由于LNG等的高卡路里燃料的火焰温度变高，因而需要在抑制NOx排出量方面下工夫。作为抑制NOx排出量的燃烧方式,可以列举分散-稀薄燃烧。该分散-稀薄燃烧的燃烧方式是，将燃料和空气同轴地向设置于板上的空气孔喷射，利用空气孔入口的缩流和空气孔出口的急剧扩大的紊流，在短的距离中将燃料和空气迅速地混合并向燃烧室供给的燃烧方式(参照专利文献2等)。在分散-稀薄燃烧方式中，由于燃料和空气的混合距离短，因而不限于LNG，即使在使用含有氢的燃烧速度快的燃料的情况下也能预见到低NOx化的效果。现有技术文献专利文献I :日本特开平5— 86902号公报专利文献2 日本特开2003—148734号公报一般，由于低卡路里燃气的火焰温度低，因而为了代替高卡路里燃气来使用，必须加大燃气喷孔的开口面积而确保燃料流量。但是，若燃气喷孔的开口面积太大，在以具有多筒型燃烧器的燃气轮机为对象的场合，从燃气轮机点火开始在局部负荷范围使用液体燃料等辅助燃料进行运转时，在燃烧器之间产生燃烧器内的压力不平衡时高温的燃烧气体就会借助于燃气喷孔从高压侧的燃烧器向低压侧的燃烧器逆流。对此，在专利文献I中，将用于油微粒化的喷雾空气的一部分从燃料喷嘴内的气体流道向燃烧室内喷射，以在燃料喷嘴的燃气喷孔出口部施加空气压而防止燃烧气体的逆流。但是，为此，需要另外设置压力比燃烧用空气高的净化空气用的系统，或者加大供给用于油微粒化的空气的压缩机的容量，在成本方面及运用方面都是不利的。另外，在冷却燃料喷嘴的燃烧器径向内侧表面的场合，需要从燃料喷嘴的燃烧器径向外侧横过气体通道而供给冷却空气，导致燃料喷嘴的构造复杂化。此外，通过冷却空气的供给能冷却燃料喷嘴表面，但其反面是有可能损害燃烧稳定性。另一方面，在专利文献2记载的燃烧器中，在供给低卡路里燃气的场合，由于难以燃烧的低卡路里燃气与空气混合，因而与扩散燃烧比较，稳定燃烧范围进一步变窄，在这种情况下燃烧稳定性存在问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种即使在使用液体燃料等辅助燃料进行运转的情况下，也不需要防止高温燃烧气体的逆流的净化空气系统，并且即使在专烧低卡路里燃气进行运转时也能够确保燃烧稳定性的燃烧器、燃烧嘴及燃气轮机。
为了达到上述目的，本发明的构造为，在燃烧辅助燃料时以空气流覆盖燃气喷嘴的喷孔来抑制燃烧气体向燃气喷嘴的逆流，另外，在燃烧低卡路里燃气时将来自燃气喷嘴的燃气不与空气混合就向燃烧室供给，从而即使对于低卡路里燃气也能利用扩散燃烧稳定地进行燃烧。本发明的效果是，根据本发明，即使在用液体燃料等辅助燃料进行运转的情况下，也不需要防止高温燃烧气体的逆流的净化空气系统，并且即使专烧低卡路里燃气进行运转也能确保燃烧稳定性。
图I是表示本发明的第一特征的燃烧器构造及系统的系统图。图2是表示本发明的第一特征的燃烧嘴的剖视图，以及表示烧油的燃烧嘴内的空气流动的图。图3是表示本发明的第一特征的燃烧嘴的主视图。图4是表示本发明的第一特征的燃烧嘴的剖视图，以及表示燃烧燃气的燃烧嘴内的空气流动的图。图5是表示本发明的第二特征的燃烧嘴的剖视图。图6是表示本发明的第三特征的燃烧嘴的剖视图。图中2一压缩机,3一燃烧器，4一润轮机,12一燃烧室，51一辅助燃料，53一辅助喷嘴，61a、61b—低卡路里燃气，102—燃烧空气，140—燃烧气体，300—燃烧嘴，301—第一燃烧嘴部，302—第二燃烧嘴部，315—底板，316—旋转板，320—燃气喷嘴，330—冷却孔，331、332—喷嘴孔，340—空气孔，356—贯通孔，357—喷孔部，358—通道部，400—空气室。
具体实施例方式下面，使用
本发明的实施方式。第一实施方式
(燃气轮机的结构)图I是本发明的第一实施方式的燃气轮机的主要部分的放大剖视图。图I所示的燃气轮机5具有压缩从大气吸入的空气101的压缩机2 ;与燃料一起燃烧由该压缩机2压缩的燃烧空气102的燃烧器3 ;利用由该燃烧器3发生的燃烧气体140得到旋转动力的涡轮机4 ;将涡轮机4的旋转动力转换为电能的发电机6 ;以及使压缩机2和涡轮机4起动的起动用马达8。压缩机2、涡轮机4、发电机6及起动用马达8连接在同一轴上。(燃烧器的结构)燃烧器3通过辅助燃料51 (在此，为A重油等液体燃料)及低卡路里燃气61a、61b的至少一方与来自压缩机2的燃烧空气102混合并燃烧而产生燃烧气体140。该燃烧器3具有作为压力容器的外筒10。外筒10内部包有燃烧室12、以及覆盖该燃烧室12的外周的燃烧室冷却用的气流导筒11。在燃烧室12的上游(燃烧气体140的流动方向的上游侧，以下相同)配置有用于向该燃烧室12喷出燃料和空气并稳定火焰的燃烧嘴300。从压缩机2·供给的空气102 —边流经气流导筒11与燃烧室12之间的环状的空间而冷却燃烧室12，一边借助于设置在燃烧室12侧面的空气孔13及燃烧嘴300分配并供给到燃烧室12内。(燃烧嘴的结构)图2是燃烧嘴300的放大剖视图，图3是从燃烧室12内观察到的燃烧嘴300的主视图，图4是沿图3中的IV—IV线的剖视图。如图2及图3所示，燃烧嘴300具有固定在外筒10的上游侧端部的燃烧嘴主体的突缘351 ;从该突缘351的径向(燃烧器径向，以下相同)中心部向燃烧室12延伸的辅助喷嘴53 ;形成于突缘351的下游侧(燃烧气体140的流动方向的下游侧，以下相同)的以辅助喷嘴53为中心的同心的环状的燃气室352、353 ;从燃气室352、353向燃烧室12延伸的多个燃气喷嘴320 ;以及配置在燃烧室12的上游侧端部的旋转板316。辅助喷嘴53是从起动开始使用于局部负荷范围的运转时的喷嘴，利用喷雾空气52 (例如来自压缩机2的升压空气的一部分)将从辅助燃料系统(未图示)供给的辅助燃料51粉碎而使其微粒化，将其喷雾到燃烧室12内使其燃烧。将该辅助喷嘴53插入到旋转板316径向中心部，其前端部贯通底板315而与旋转板316的燃烧室12侧的端面成为同一个面。燃气喷嘴320将分别从燃气室352、353供给的低卡路里燃气61a或61b喷射到燃烧室12内并使其燃烧。低卡路里燃气61a或61b的燃料系统的构成为，从燃气源133延伸的主系统130分支为分别与燃气室352、353连接的系统131、132，利用设置于主系统130的压力调整阀150可调整燃料系统的压力。在系统131、132设有流量调节阀151、152，通过控制这些流量调节阀151、152能够分别调整系统131、132的流量。压力调整阀150及流量调节阀151、152都由控制装置200按照操作者的指示或预先储存的程序进行控制。燃烧嘴具有相互平行地配置的旋转板316及底板315 ；以及连接这些旋转板316及底板315的外周环355，并固定在辅助喷嘴53上予以支撑。旋转板316是以将最宽的端面朝向燃烧室12内的空间的姿势(即与燃烧器中心轴正交的姿势)配置在燃烧室12的上游侧的部分的圆盘状的部件，具有多个面对燃烧室12的内部空间的喷嘴孔331、332及空气孔340。喷嘴孔331、332分别设置有多个，在这些喷嘴孔331,332处各有一个燃气喷嘴320面对。另外，内侧的喷嘴孔331在辅助喷嘴53的周围呈环状配置，外侧的喷嘴孔332在一列喷嘴孔331的外周侧呈环状配置。在本实施方式中，虽然列举的是各设置一列喷嘴孔331、332并呈同心圆状地配置两列喷嘴孔的情况，但也有呈同心圆状地配置三列以上喷嘴孔的情况。此外，将具有由内侧的喷嘴孔331及面对喷嘴孔331的燃气喷嘴320构成的多个燃烧嘴且将来自燃气室352的燃气喷射到燃烧室12的部分称为第一燃烧嘴部301，将具有由外侧的喷嘴孔332及面对喷嘴孔332的燃气喷嘴320构成的多个燃烧嘴且将来自燃气室353的燃气喷射到燃烧室12的部分称为第二燃烧嘴部302。在两个燃烧嘴部301、302中的第一燃烧嘴部301，在旋转板316上设有多个上述空气孔340。这些空气孔340与喷嘴孔331在周向上交替地配置。在本实施方式中，在第二燃烧嘴部302未设有相当于空气孔340的空气孔。底板315隔着旋转板316设置在与燃烧室12相反的一侧，形成有该底板315和旋转板316以及外周环355和空气室400。空气室400的压力比燃烧室12的内部空间高。在 该底板315上，在与旋转板316的喷嘴孔331、332轴向相对的位置设有多个贯通孔356，各燃气喷嘴320分别通过贯通孔356使其前端面对喷嘴孔331、332。贯通孔356的口径比燃气喷嘴320的外径稍大，在燃气喷嘴320的外周形成有环状的空气通道。另外，在底板315上，还避开喷嘴孔331、332及空气孔340与旋转板316相对地设有冷却孔330。冷却孔330如图3所示，与燃气喷嘴320呈同心状配置多个，并位于比内周侧的燃气喷嘴320更靠径向内侧且配置成包围辅助喷嘴53的周围。如图2等所示，底板315的空气通道(贯通孔356)及冷却孔330、以及旋转板316的喷嘴孔331、332及空气孔340均与空气室400相连。在此，燃气喷嘴320并未完全贯通旋转板316，其喷嘴前端部位于与之大致同轴配置的喷嘴孔331或332内。这时，喷嘴孔331、332具有相对于燃气喷嘴320与燃烧室12侧相对并面对燃烧室12的内部空间的喷孔部357 ;以及位于该喷孔部357的空气室400侧并面对空气室400的通道部358。喷孔部357的直径比燃气喷嘴320的燃气喷孔小，包围燃气喷嘴320的前端部的通道部358的口径比燃气喷嘴320的外径大，并在燃气喷嘴320的前端部外周形成空气通道。另外，旋转板316的喷嘴孔331、332及空气孔340如图3所示，倾斜地设置在周向，从而对所喷射的燃气及空气的气流赋予旋转成分。另外，在本实施方式中，虽然列举了将燃气喷嘴320贯通底板315而插入旋转板316的结构，但也可以是例如，在燃气喷嘴320贯通外周环355而进入空气室400之后，弯曲并插入旋转板316的结构。另外，虽然列举了构成为在底板315的贯通孔356与燃气喷嘴320之间形成空气通道的情况，但该空气通道并非是必须的，也可以做成燃气喷嘴320的外径与贯通孔356的内径相等的结构。(动作)对上述结构的燃气轮机的动作进行说明。首先，在起动时，利用起动用马达8等外部动力驱动压缩机2及涡轮机4。若压缩机2的转数上升并保持在燃烧器3的点火条件平衡的转数，则向燃烧器3供给点火所需要的燃烧空气102而使点火条件成立。其后，如图2所示，通过向辅助喷嘴53供给辅助燃料51和喷雾空气52而将辅助燃料51喷雾到燃烧室12内。另外，借助于底板315的贯通孔356与燃气喷嘴320之间的间隙以及设置在底板315上的冷却孔330，使从压缩机2向燃烧嘴300供给的燃烧空气102流入到空气室400。由于旋转板316的上游侧的压力比空气室400高，而空气室400的压力比燃烧室12高，因而流入空气室400的燃烧空气102通过喷嘴孔331、332及空气孔340而流入燃烧室12。然后，在燃烧室12中，通过经由喷嘴孔331、332及空气孔340供给的燃烧空气102与从辅助喷嘴53喷雾的辅助燃料51的混合并燃烧而形成火焰55。这样一来，若燃烧器3点火，则燃烧气体140供给到涡轮机4，当涡轮机4的速度随着辅助燃料51的流量增加而上升，进而使起动用马达8与涡轮机轴脱离从而使燃气轮机过渡到独立运转时，则达到无负荷额定转数。在燃气轮机达到无负荷额定转数之后并入发电机6，进而随着辅助燃料51的流量增加而使涡轮机4的入口燃气温度上升，负荷也上升。其后，伴随着使辅助燃料51的流量增加而负荷上升，在燃烧器3中通过供给低卡路里燃气61a、61b而过渡到与辅助燃料51的混烧运转。进而，通过使低卡路里燃气61a、61b的流量增加并停止辅助燃料51的供给，从而过渡到用低卡路里燃气61a、61b进行的燃气专烧运转。在用辅助燃料51进行的运转中，虽然从旋转板316的喷嘴孔331、332供给燃烧空气102，但当从燃气喷嘴320开始喷射低卡路里燃气61a、61b时，则从旋转板316的喷嘴孔331,332向燃烧室12喷出低卡路里燃气61a、61b。在用辅助燃料51和低卡路里燃气61a、61b进行混烧运转时，由于低卡路里燃气61a、61b的供给流量较少，因此将低卡路里燃气61a、61b作为与燃烧空气102的混合气(预混合气)从喷嘴孔331、332供给。再有，当低卡路里燃气6la、6Ib的流量增加时，从喷嘴孔331、332喷出的低卡路里燃气6la、6Ib的比例 增加。由于低卡路里燃气61a、61b的供给压力比燃烧空气102的供给压力高，并且，喷嘴孔331、332的直径比燃气喷嘴320的喷孔直径小，因此在进行增加了低卡路里燃气61a、61b的供给流量的燃气专烧运转时，如图4所示，未通过喷嘴孔331、332的喷孔部357的一部分低卡路里燃气61c通过通道部358而流入空气室400。流入空气室400的一部分低卡路里燃气61c通过设置在旋转板316上的空气孔340而随同燃烧空气102向燃烧室12喷出。空气室400也起到了用于将这种不能通过喷嘴孔331、332的喷孔部357的一部分低卡路里燃气61c供给到邻接的空气孔340的燃气集管的作用。如上所述，在用低卡路里燃气61a、61b进行专烧运转时，由于一部分低卡路里燃气61c通过空气通道358而流入空气室400，且空气室400的燃烧空气102不进入空气通道358，因而基本上只有低卡路里燃气61a、61b从喷嘴孔331、332喷出而不伴随有燃烧空气102，由低卡路里燃气61a、61b分别形成火焰57、56。(作用效果)I.实现了对燃烧气体逆流的抑制及专烧低卡路里燃料时的稳定燃烧的两者兼顾，以及辅助燃料及低卡路里燃料的双燃料燃烧。首先，在用辅助燃料51进行专烧运转时，如图2所示，未从燃气喷嘴320喷射低卡路里燃气61a、61b，但由于通过喷嘴孔331、332的燃烧空气102的气流包围燃气喷嘴320的前端附近，因而能够抑制来自的燃烧室12的燃烧气体流入燃气喷嘴320的喷孔。因此，即使没有另外准备防止燃烧气体逆流用的净化空气供给系统，也能够抑制在用辅助燃料51进行的专烧运转中燃烧气体140向燃气喷嘴320逆流并经由燃气喷嘴320流入到其它燃烧器筒中。
在用低卡路里燃气6 la、6 Ib和辅助燃料51进行的混烧运转时，低卡路里燃气61a、61b的喷射量还不充分，形成与从燃气喷嘴320喷射的低卡路里燃气61a、61b流经喷嘴孔331,332的燃烧空气102同轴的喷流，与燃烧空气102混合而作为预混合气供给到燃烧室12，但由于能在该时刻将由辅助喷嘴53形成的火焰55作为火种来稳定火焰，因而能够维持燃烧稳定性。然后，在用低卡路里燃气61a、61b进行的燃气专烧运转时，燃烧空气102向从喷嘴孔331、332喷出的低卡路里燃气61a、61b的混入量如上所述地受到抑制。其结果，在第一燃烧嘴部301，通过从喷嘴孔331喷出的低卡路里燃气61a及从邻接的空气孔340喷出的燃烧空气102的扩散燃烧而能够稳定地形成火焰57。另外，由于将该火焰57作为火种，由第二燃烧嘴部302形成的火焰56也能稳定火焰，因而在用低卡路里燃气61a、61b进行的燃气专烧运转时，也能确保燃烧稳定性。如以上那样，在未供给低卡路里燃气61a、61b的起动时，通过从喷嘴孔331、332喷射燃烧空气102而能抑制燃烧气体140向燃气喷嘴320的流入。另一方面，当低卡路里燃 气61a、61b的供给量增大时，将一部分低卡路里燃气61c作为密封气体而抑制燃烧空气102从空气室400向喷嘴孔331、332的流入并基本上从喷嘴孔331、332仅喷出低卡路里燃气61a、61b。因此，在用液体燃料等辅助燃料51进行运转的场合，不另外需要防止高温的燃烧气体140的逆流的净化空气系统，而且即使在低卡路里燃气61a、61b的专烧中也能够确保燃烧稳定性。假如省略底板315而做成没有空气室400的结构的场合，在燃气专烧运转时未通过喷嘴孔331、332的喷孔部357的一部分低卡路里燃气61c在旋转板316的上游侧形成与燃烧空气102的预混合气体。由于所形成的预混合气体的浓度根据低卡路里燃气61c的喷出位置及喷出量、与燃烧空气102的混合过程而不同，并且燃烧速度随预混合气体的浓度而不同，因而当这样在旋转板316的上游侧形成预混合气体时，有可能保持与火焰56、57不同的不希望的火焰。因此，如本实施方式那样，通过设置空气室400，能够抑制不希望保持的火焰的保持，进而能够提高燃烧器的可靠性。另外，通过对旋转板316的喷嘴孔331、332及空气孔340都带有倾斜而对燃料喷流及空气喷流赋予旋转成分，由于成为低速的稳定火焰区域形成在径向中心部附近，因而能进一步提闻燃烧稳定性。2.燃烧嘴的金属温度的抑制为了实现低卡路里燃气61a、61b的专烧运转，有为了大量喷出低卡路里燃气61a、61b进行燃烧而加大燃烧嘴的面积的倾向，在假定进行低卡路里燃气61a、61b的专烧运转的燃烧器中，存在因从形成于燃烧室内的火焰的受热面积增大而使燃烧嘴端面的金属温度上升之类的问题。即使在用辅助燃料51进行的专烧运转中，辅助喷嘴53的周围的燃烧嘴端面的金属温度也容易上升。对此，在本实施方式中，能够使从设置于底板315上的冷却孔330向空气室400流入的空气冲撞旋转板316的辅助喷嘴53周围的部分，能够利用冲撞喷流来冷却旋转板316的辅助喷嘴53的周围部分。这时，在降低燃烧嘴端面的金属温度的情况下，一般的对策是，在燃烧嘴端面的表面开有冷却孔并向燃烧嘴端面附近供给冷却空气。然而，尤其是在低卡路里燃气的专烧运转中，由于向燃烧室供给冷却空气而降低了稳定火焰区域的温度，会成为熄火的主要原因。相对于此，由于在本实施方式中不需要在旋转板316上设置喷出冷却空气用的冷却孔，因而也关系到抑制因低卡路里燃气燃烧时的冷却空气的供给引起的稳定火焰区域的火焰温度的降低，进而抑制由此引起的不稳定燃烧。另一方面，在使用辅助燃料51的运转中，虽担心辅助喷嘴53周围的氧气不足，但由于在本实施方式中从喷嘴孔331、332向使用了辅助燃料51的运转中喷出燃烧空气102，因而能够消除辅助喷嘴53周围的氧气不足，能够抑制碳的产生。此外，由于从辅助喷嘴53周围的喷嘴孔331供给燃烧空气102而能够抑制由辅助燃料51引起的火焰55的长火焰化，能够实现燃烧效率的提高。此外，在本实施方式中，如图3所示，虽列举了在比第一燃烧嘴部301的喷嘴孔331及空气孔340靠径向内侧(靠辅助喷嘴53处)的位置设有冷却孔330的结构，但在另外假定·旋转板316的金属温度增高的区域的场合，与该部分相对应地只要在底板315上设置冷却孔330即可。第二实施方式图5是本发明的第二实施方式的燃气轮机所具有的燃烧嘴的放大剖视图，是与先前的图4对应的图。在该图中对与已说明的构件相同的构件标上与已有的附图相同的标号而省略说明。本实施方式与第一实施方式不同之点在于，旋转板316的多列喷嘴孔331、332中的设置了外周侧的列的喷嘴孔332的部分(第二燃烧嘴部302)与设置了内周侧的列的喷嘴孔331的部分(第一燃烧嘴部301)相比向燃烧气体140的流动方向的下游侧突出。在本实施方式中，由于旋转板316的设置了喷嘴孔332的部分相对于设置了喷嘴孔332的部分向下游侧突出，因而插入喷嘴孔332的燃气喷嘴320与第一实施方式相比相应地延伸设置在下游侧。其它的结构与第一实施方式相同。在本实施方式中除了与第一实施方式相同的效果外，可以期待如下效果。在低卡路里燃气61a、61b的燃烧时，由于低卡路里燃气61a、61b和燃烧空气102从旋转板316向旋转方向喷出，在第一燃烧嘴部301的下游形成循环气体区域165。由循环气体区域165将旋转板316的径向中心部附近作为稳定火焰点而形成火焰57，该火焰57随着朝向下游而向半径方向扩大。在本实施方式中，由于使第二燃烧嘴部302向燃烧室12侧突出，因而喷嘴孔332可以靠近向半径方向扩大的火焰57，可以积极地利用由第一燃烧嘴部301形成的火焰57的热来使火焰56为稳定火焰，通过强化第二燃烧嘴部302的稳定火焰能够期待低卡路里燃气6la、6Ib的更加稳定的燃烧。另外，若根据燃气轮机的负荷控制供给到第一燃烧嘴部301和第二燃烧嘴部302的低卡路里燃气61a、61b的流量，并使相对于燃烧空气102的来自第一燃烧嘴部301的低卡路里燃气61a的质量流量比(F/A)相对于负荷基本上保持一定，则能进一步期待火焰57的燃烧稳定性。这时，由于燃气的卡路里降低而从第二燃烧嘴部302喷出的低卡路里燃气61b虽然有可能降低由第一燃烧嘴部301形成的火焰57的温度，但如本实施方式那样通过使第二燃烧嘴部302比第一燃烧嘴部301更向下游突出，从而能抑制火焰57的温度降低，在广范围的负荷条件下能期待稳定地燃烧。第三实施方式
图6是本发明的第三实施方式的燃气轮机所具有的燃烧嘴的放大剖视图，是与先前的图4对应的图。在该图中对与已说明的构件相同的构件标上与已有的附图相同的标号而省略说明。本实施方式与第一实施方式不同之点在于，旋转板316的多列喷嘴孔331、332中的设置了内周侧的列的喷嘴孔331的部分(第一燃烧嘴部301)与设置了外周侧的列的喷嘴孔332的部分(第二燃烧嘴部302)相比向燃烧气体140的流动方向的下游侧突出。在本实施方式中，由于旋转板316的设置了喷嘴孔331的部分相对于设置了喷嘴孔332的部分向下游侧突出，因而插入喷嘴孔331的燃气喷嘴320及辅助喷嘴53与第一实施方式相比相应地延伸设置在下游侧。其它的结构与第一实施方式相同。 在本实施方式中除了与第一实施方式相同的效果外，可以期待如下效果。如在第二实施方式中已说明的那样，在第一燃烧嘴部301的下游形成循环气体区域165。由循环气体区域165将旋转板316的径向中心部附近作为稳定火焰点而形成火焰57，该火焰57随着朝向下游而向半径方向扩大。并且，从第二燃烧嘴部302喷出的低卡路 里燃气61b —边与周围空气混合一边受到来自由第一燃烧嘴部301形成的火焰57的热而形成火焰56。即，在本实施方式中，由于火焰56与第一实施方式相比形成在靠下游，因而在第二燃烧嘴部302的外周侧燃烧气体166在旋转板316的附近循环，从而能够由火焰56预热从第二燃烧嘴部302喷出的低卡路里燃气61b。其结果，由于能通过由第一燃烧嘴部301形成的火焰57的热和在燃烧室12的外周侧产生的燃烧气体166的循环来预热从第二燃烧嘴部302喷出的低卡路里燃气61b，因而能更加期待低卡路里燃气的燃烧稳定性。
权利要求
1.一种燃烧器，其特征在于，具备 燃烧室； 配置在该燃烧室的燃烧气体的流动方向的上游侧的部分、并具有多个面对上述燃烧室的内部空间的喷嘴孔及空气孔的旋转板； 隔着该旋转板设置在与上述燃烧室相反一侧的底板；以及 分别从上述底板侧插入上述旋转板的喷嘴孔的多个燃气喷嘴， 该燃气喷嘴的前端位于上述喷嘴孔内， 上述喷嘴孔具有直径比上述燃气喷嘴的燃气喷孔小且相对于该燃气喷嘴与上述燃烧室侧相对的喷孔部；以及包围上述燃气喷嘴且在该燃气喷嘴的前端部外周形成空气通道的通道部， 上述底板将与上述空气通道及上述空气孔相连的空气室形成在与上述旋转板之间。
2.如权利要求I所述的燃烧器，其特征在于， 上述旋转板的喷嘴孔及空气孔交替地配置在圆周方向上。
3.如权利要求I所述的燃烧器，其特征在于， 在上述旋转板上以同心圆状配置多列上述喷嘴孔。
4.如权利要求3所述的燃烧器，其特征在于， 上述旋转板构成为，设置了上述多列喷嘴孔中的外周侧的列的喷嘴孔的部分与设置了内周侧的列的喷嘴孔的部分相比更向燃烧气体的流动方向的下游侧突出。
5.如权利要求3所述的燃烧器，其特征在于， 上述旋转板构成为，设置了上述多列喷嘴孔中的内周侧的列的喷嘴孔的部分与设置了外周侧的列的喷嘴孔的部分相比更向燃烧气体的流动方向的下游侧突出。
6.如权利要求I所述的燃烧器，其特征在于， 具有以与上述旋转板相对的方式设置在上述底板上的冷却孔。
7.如权利要求6所述的燃烧器，其特征在于， 上述冷却孔位于比上述燃气喷嘴更靠径向内侧。
8.如权利要求I所述的燃烧器，其特征在于， 具备设置在上述底板上，通过上述燃气喷嘴并在该燃气喷嘴的外周形成空气通道的多个贯通孔。
9.如权利要求I所述的燃烧器，其特征在于， 具备设置在上述旋转板的中心部的辅助喷嘴。
10.一种燃烧嘴，其特征在于，具备 具有多个面对燃烧室的内部空间的喷嘴孔及空气孔的旋转板； 隔着该旋转板设置在与上述燃烧室相反一侧的底板；以及 分别从上述底板侧插入上述旋转板的喷嘴孔的多个燃气喷嘴， 该燃气喷嘴的前端位于上述喷嘴孔内， 上述喷嘴孔具有直径比上述燃气喷嘴的燃气喷孔小且相对于该燃气喷嘴与上述燃烧室侧相对的喷孔部；以及包围上述燃气喷嘴且在该燃气喷嘴的前端部外周形成空气通道的通道部， 上述底板将与上述空气通道及上述空气孔相连的空气室形成在与上述旋转板之间。
11.一种燃气轮机，其特征在于，具备 对空气进行压缩的压缩机； 将由该压缩机压缩的燃烧空气与燃料一起进行燃烧的燃烧器；以及 利用由该燃烧器产生的燃烧气体得到旋转动力的涡轮机， 上述燃烧器具有 燃烧室； 配置在该燃烧室的燃烧气体的流动方向的上游侧的部分、并具有多个面对上述燃烧室的内部空间的喷嘴孔及空气孔的旋转板； 隔着该旋转板设置在与上述燃烧室相反一侧的底板；以及 分别从上述底板侧插入上述旋转板的喷嘴孔的多个燃气喷嘴， 该燃气喷嘴的前端位于上述喷嘴孔内， 上述喷嘴孔具有直径比上述燃气喷嘴的燃气喷孔小且相对于该燃气喷嘴与上述燃烧室侧相对的喷孔部；以及包围上述燃气喷嘴且在该燃气喷嘴的前端部外周形成空气通道的通道部， 上述底板将与上述空气通道及上述空气孔相连的空气室形成在与上述旋转板之间。
全文摘要
一种燃烧器、燃烧嘴及燃气轮机。本发明的课题是在用辅助燃料运转的场合，即使使用低卡路里燃气也不需要防止燃烧气体逆流用的设备就能确保燃烧稳定性。本发明的燃烧器具备配置在燃烧室(12)的上游侧的部分、并具有多个喷嘴孔(331、332)及空气孔(340)的旋转板(316)；设置在旋转板的上游侧的底板(315)；以及分别插入喷嘴孔的多个燃气喷嘴(320)，燃气喷嘴的前端位于上述喷嘴孔内，喷嘴孔具有直径比燃气喷嘴的燃气喷孔小且与燃烧室侧相对的喷孔部(357)；以及在燃气喷嘴的前端部外周形成空气通道的通道部(358)，底板将与空气通道及空气孔相连的空气室(400)形成在与旋转板之间。
文档编号F23R3/38GK102901125SQ201210261680
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月26日 优先权日2011年7月27日
发明者小泉浩美, 吉田正平, 百百聪 申请人:株式会社日立制作所