燃气涡轮燃烧器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种燃气涡轮燃烧器，其使对先导燃烧嘴及主燃烧嘴进行支承的基盘的安装及拆卸容易，由此能够实现维护性的提高。因此，该燃气涡轮燃烧器具备配置在燃烧器内筒(11)的中心部的先导燃烧嘴(13)、在该先导燃烧嘴(13)的径向外侧且在燃烧器内筒(11)中的内周面(11a)的周向上配置的多个主燃烧嘴(14)、在燃烧器内筒(11)内配置且对先导燃烧嘴(13)及主燃烧嘴(14)进行支承的圆盘状的基盘(15)、从内周面(11a)朝向其径向内侧突出且与基盘(15)卡合的卡合部(41A、41B、42b、43b、44)，通过螺栓(60)将基盘(15)与卡合部(41A、41B、42b、43b、44)或内周面(11a)固定。
【专利说明】燃气涡轮燃烧器
【技术领域】
[0001]本发明涉及将先导燃烧嘴及主燃烧嘴经由圆盘状的基盘而支承于燃烧器内筒的燃气涡轮燃烧器。
【背景技术】
[0002]近些年，在燃气涡轮用的燃烧器中，以实现NOx的降低等为目的而采用预混合燃烧方式的情况增多。并且，在采用这样的预混合燃烧方式的燃气涡轮燃烧器中，除了进行预混合燃烧的主燃烧嘴(预混合燃烧嘴)之外，还具备进行扩散燃烧的先导燃烧嘴。由此，能够将通过先导燃烧嘴生成的扩散焰作为用于使主燃烧嘴生成预混合焰的火种来使用，因此能够稳定地进行预混合燃烧。
[0003]因此，在上述的以往的燃气涡轮燃烧器中，作为用于使预混合燃烧稳定地进行的燃烧嘴配置结构，形成为使多个主燃烧嘴包围先导燃烧嘴的周围那样的配置结构。并且，这样配置的先导燃烧嘴及主燃烧嘴经由圆盘状的基盘而安装在燃烧器内筒的内周面上。
[0004]另外，以往，作为基盘的安装结构，采用将基盘的外周部焊接在燃烧器内筒的内周面上的结构。然而，当采用这样的基盘的安装结构时，在进行由返火产生的各燃烧嘴及基盘的损伤时的修补或与燃烧规格的变更相伴的各燃烧嘴的改造及更换的情况下，需要进行基盘的装拆，因此导致维护性的降低。并且，当反复进行基盘与燃烧器内筒之间的焊接时，在该基盘或燃烧器内筒上容易产生焊接引起的变形，其结果是，可能使各燃烧嘴的安装精度下降。
[0005]另一方面，在专利文献I中公开有通过螺栓将壳体的外周部彼此固定的燃气涡轮燃烧器。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2002-98116号公报
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]在此，还考虑将上述以往的燃气涡轮燃烧器那样的壳体的安装结构采用在基盘的安装结构中，但是与在壳体的外侧进行的情况不同，基盘的安装在燃烧器内筒的内侧进行，关于维护性，还需要进一步的考虑。
[0011]因此，本发明用于解决上述课题，其目的在于提供一种燃气涡轮燃烧器，通过使对先导燃烧嘴及主燃烧嘴进行支承的基盘的安装及拆卸容易，从而能够实现维护性的提高。
[0012]解决方案
[0013]用于解决上述课题的本发明的第一方面的燃气涡轮燃烧器的特征在于，具备:
[0014]先导燃烧嘴，其配置在燃烧器内筒的中心部；
[0015]多个主燃烧嘴，其在所述先导燃烧嘴的径向外侧且在所述燃烧器内筒中的内周面的周向上配置；
[0016]基盘，其配置在所述燃烧器内筒内，对所述先导燃烧嘴及所述主燃烧嘴进行支承；
[0017]卡合部，其从所述内周面朝向其径向内侧突出，且与所述基盘卡合，
[0018]通过螺栓将所述基盘与所述卡合部或所述内周面固定。
[0019]用于解决上述课题的本发明的第二方面的燃气涡轮燃烧器的特征在于，
[0020]所述卡合部是在向所述燃烧器内筒内供给的压缩空气的流动方向上成为流线型的螺栓接受部，
[0021]通过所述螺栓将所述基盘和所述螺栓接受部固定。
[0022]用于解决上述课题的本发明的第三方面的燃气涡轮燃烧器的特征在于，
[0023]所述卡合部是以沿着所述内周面的周向的方式形成且在所述燃烧器内筒的轴向上并列设置的两个环状突起部，
[0024]在使所述基盘卡合在所述环状突起部之间的状态下，通过所述螺栓将所述基盘和所述环状突起部固定。
[0025]用于解决上述课题的本发明的第四方面的燃气涡轮燃烧器的特征在于，
[0026]所述卡合部是以沿着所述内周面的周向的方式形成的环状台阶部，
[0027]在使所述基盘与所述环状台阶部卡合的状态下，通过所述螺栓将所述基盘和所述内周面固定。
[0028]发明效果
[0029]因此，根据本发明的燃气涡轮燃烧器，使基盘与从燃烧器内筒的内周面突出的卡合部卡合，并通过螺栓将基盘与卡合部或内周面固定，由此能够容易地进行对先导燃烧嘴及主燃烧嘴进行支承的基盘的安装及拆卸，因此能够实现维护性的提高。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]图1是本发明的一实施例的燃气涡轮燃烧器的简要结构图。
[0031]图2是基盘的主视图。
[0032]图3(a)是表示本发明的第一实施例的燃气涡轮燃烧器中的基盘的安装结构的图，图3(b)是该图3(a)的II1-1II向视剖视图。
[0033]图4是表示本发明的第二实施例的燃气涡轮燃烧器中的基盘的安装结构的图。
[0034]图5是表示本发明的第三实施例的燃气涡轮燃烧器中的基盘的安装结构的图。
[0035]图6是表示本发明的第四实施例的燃气涡轮燃烧器中的基盘的安装结构的图。
[0036]图7是表示本发明的第五实施例的燃气涡轮燃烧器中的基盘的安装结构的图。
[0037]图8是表示本发明的第六实施例的燃气涡轮燃烧器中的基盘的安装结构的图。
[0038]图9是表示本发明的第七实施例的燃气涡轮燃烧器中的基盘的安装结构的图。
【具体实施方式】
[0039]以下，使用附图，对本发明的燃气涡轮燃烧器进行详细地说明。
[0040]实施例
[0041]首先，使用图1至图3，对本发明的第一实施例的燃气涡轮燃烧器进行详细地说明。
[0042]如图1所示，燃气涡轮用的燃烧器I采用预混合燃烧方式，具备使燃料F和燃烧用的压缩空气A混合的燃烧器内筒11、使该混合后的燃料F和压缩空气A燃烧的燃烧器尾筒
12。即，燃烧器I通过将燃烧器内筒11的下游侧开口端部和燃烧器尾筒12的上游侧开口端部连接而构成。需要说明的是，上游侧及下游侧是表示燃料F及压缩空气A的流动方向的上游侧及下游侧。
[0043]并且，在燃烧器内筒11的内部设有先导燃烧嘴13和多个主燃烧嘴(预混合燃烧嘴)14。而且，先导燃烧嘴13及主燃烧嘴14经由圆盘状的基盘15而支承于燃烧器内筒11的内周面11a。
[0044]先导燃烧嘴13配置在燃烧器内筒11的中心部，由先导锥体21、先导喷嘴22及先导旋流器23构成。先导喷嘴22以与先导锥体21成为同轴的方式插入到先导锥体21内。并且，在先导锥体21的内周面与先导喷嘴22的外周面之间夹设有先导旋流器23。
[0045]另外，主燃烧嘴14在先导燃烧嘴13的径向外侧，沿着燃烧器内筒11中的内周面Ila的周向以等角度间隔设有8个，且该主燃烧嘴14由旋流器筒31、延长管32、主喷嘴(预混合喷嘴)33及主旋流器34构成。主喷嘴33以与旋流器筒31及延长管32成为同轴的方式插入到旋流器筒31内及延长管32内。并且，在旋流器筒31的内周面与主喷嘴33的外周面之间夹设有主 旋流器34。
[0046]因此，在燃烧器I的运转时，高温?高压的压缩空气A向燃烧器内筒11的上游侧开口端部内流入之后，向先导燃烧嘴13的内部及其周围、主燃烧嘴14的内部及其周围供给。另外，与此同时，燃料F向先导燃烧嘴13的先导喷嘴22内及主燃烧嘴14的主喷嘴33内供
5口 O
[0047]由此，在先导燃烧嘴13中，首先，通过先导旋流器23使供给的压缩空气A回旋，由此使其与从先导喷嘴22喷射的燃料F混合。接着，对这样混合的燃料混合气进行点火，由此在先导锥体21的内部及下游侧(燃烧器尾筒12的内部)进行扩散燃烧。然后，将通过该扩散燃烧而产生的燃烧气体在燃烧器尾筒12的内部向其下游侧供给。
[0048]另外，在主燃烧嘴14中，首先，通过主旋流器34使供给的压缩空气A回旋，由此使其与从主喷嘴33喷射的燃料F混合。接着，使这样混合后的预混合气从延长管32朝向燃烧器尾筒12的内部一边回旋一边流动。由此，该预混合气通过由先导燃烧嘴13生成的扩散焰进行保焰，因此预混合燃烧稳定地进行。然后，将由该预混合燃烧产生的燃烧气体在燃烧器尾筒12的内部向其下游侧供给。
[0049]在此，如图2所示，在基盘15上形成有与先导燃烧嘴13对应的支承孔51和与主燃烧嘴14对应的支承孔52。即，支承孔51在基盘15的中心部开口，在该支承孔51中贯通支承有先导燃烧嘴13的先导锥体21。另外，支承孔52在支承孔51的周围开口，在该支承孔52中贯通支承有主燃烧嘴14的延长管32。
[0050]并且，如图2及图3(a)所示，在基盘15的外周部(支承孔52的径向外侧)形成有多个螺栓孔53。该螺栓孔53是将基盘15中的上游侧表面15a与下游侧表面15b之间沿着该基盘15的厚度方向贯通的贯通孔，且沿着该基盘15的周向以等角度间隔配置。需要说明的是，在图2中，以多个螺栓孔53中的2个螺栓孔53为代表进行图示。
[0051]另一方面，如图3(a)、(b)所示，在燃烧器内筒11的内周面Ila上，多个螺栓接受构件(卡合部)41A在该内周面Ila的周向上以与螺栓孔53的间隔相同的间隔设置。该螺栓接受构件41A从内周面Ila朝向其径向内侧突出，在该螺栓接受构件41A的端面41a开设有螺栓孔41b。
[0052]并且，基盘15的上游侧表面15a以使螺栓孔41b和螺栓孔53连通的方式与螺栓接受构件41A的端面41a卡合，在这样的卡合状态下，基盘15和螺栓接受构件41A通过螺栓60而被沿着基盘15的厚度方向固定。
[0053]S卩，通过使基盘15的上游侧表面15a与螺栓接受构件41A的端面41a卡合，并将螺栓60从下游侧表面15b侧向螺栓孔41b、53插入，由此能够将基盘15固定于螺栓接受构件 41A。
[0054]因此，在燃烧器内筒11的内周面Ila上设置螺栓接受构件41A，并通过螺栓60将该螺检接受:构件41A和基盘15固定，从而能够容易进行基盘15的安装及拆卸。由此，能够提高先导燃烧嘴13、主燃烧嘴14、基盘15的维护性。
[0055]另外，使基盘15的上游侧表面15a与螺栓接受构件41A的端面41a卡合,且能够从基盘15的下游侧表面15b侧安装及拆卸螺栓60，由此能够通过燃烧器内筒11的下游侧开口端部而容易地进行该螺栓60的安装及拆卸作业。
[0056]接着，使用图4，对本发明的第二实施例的燃气涡轮燃烧器进行详细地说明。
[0057]如图4所示，螺栓接受构件41B从内周面Ila朝向其径向内侧突出，并且上游侧端部中的弯曲的横截面形成朝向纵向(流动方向上游侧)逐渐变小的那样的流线型。
[0058]因此，通过使螺栓接受构件41B成为流线型，从而能够使供给到燃烧器内筒11内的压缩空气A不发生紊乱地流动。由此，能够抑制螺栓接受构件41B引起的压缩空气A的尾流(低流速区域)的产生。
[0059]接着，使用图5，对本发明的第三实施例的燃气涡轮燃烧器进行详细地说明。
[0060]如图5所示，基盘15的下游侧表面15b以使螺栓孔41b和螺栓孔53连通的方式与螺栓接受构件41A的端面41a卡合。并且，在这样的卡合状态下，基盘15和螺栓接受构件4IA通过螺栓60而被沿着基盘15的厚度方向固定。
[0061]S卩，通过使基盘15的下游侧表面15b与螺栓接受构件41A的端面41a卡合，并将螺栓60从上游侧表面15a侧向螺栓孔41b、53插入，由此能够将基盘15固定于螺栓接受构件 41A。
[0062]因此，能够容易进行基盘15的安装及拆卸，从而能够提高先导燃烧嘴13、主燃烧嘴14、基盘15的维护性。
[0063]另外，使基盘15的下游侧表面15b与螺栓接受构件41A的端面41a卡合,且能够从基盘15的上游侧表面15a侧安装及拆卸螺栓60，由此，即使假设螺栓60从螺栓孔41b、53脱落，也能够防止该脱落的螺栓60向燃烧区域的侵入或基盘15向燃烧区域侧的倾倒。
[0064]接着，使用图6，对本发明的第四实施例的燃气涡轮燃烧器进行详细地说明。
[0065]如图6所示，螺栓接受构件41B从内周面Ila朝向其径向内侧突出，并且下游侧端部中的弯曲的横截面形成朝向纵向(流动方向下游侧)逐渐变小那样的流线型。
[0066]因此，通过使螺栓接受构件41B为流线型，由此能够使供给到燃烧器内筒11内的压缩空气A不发生紊乱地流动，由此，能够抑制螺栓接受构件41B引起的压缩空气A的尾流(低流速区域)的产生。[0067]接着，使用图7，对本发明的第五实施例的燃气涡轮燃烧器进行详细地说明。
[0068]如图7所示，燃烧器内筒11由上游侧内筒42和下游侧内筒43构成。S卩，燃烧器内筒11通过将上游侧内筒42的下游侧开口端部和下游侧内筒43的上游侧开口端部连接而构成。
[0069]在上游侧内筒42的内周面42a形成有环状的环状突起部(卡合部)42b。该环状突起部42b从内周面42a朝向其径向内侧突出，并且以沿着该内周面42a的周向的方式形成。另外，在环状突起部42b的周向上，多个螺栓孔42c以与螺栓孔53的间隔相同的间隔形成。
[0070]另一方面，在下游侧内筒43的内周面43a形成有环状的环状突起部(卡合部)43b。该环状突起部43b从内周面43a朝向其径向内侧突出，并且以沿着该内周面43a的周向的方式形成。另外，在环状突起部43b的周向上，多个螺栓孔43c以与螺栓孔53的间隔相同的间隔形成。
[0071 ] 即，在燃烧器内筒11中，通过将上游侧内筒42的下游侧开口端部和下游侧内筒43的上游侧开口端部对接，由此使环状突起部42b、43b在燃烧器内筒11的轴向上并列设置，并使螺栓孔42c、43c在同轴上配置。此时，在环状突起部42b、43b之间形成基盘15的厚度量的间隙。
[0072]并且，基盘15以使螺栓孔42c、43c和螺栓孔53连通的方式卡合在环状突起部42b,43b之间，在这样的卡合状态下，基盘15和环状突起部42b、43b通过螺栓60而被沿着基盘15的厚度方向固定。
[0073]S卩，在使上游侧内筒42与下游侧内筒43对接时，通过上述的环状突起部42b、43b来夹持基盘15,并将螺栓60从下游侧表面15b侧向螺栓孔42c、43c、53插入，由此能够将上游侧内筒42和下游侧内筒43连接，同时将基盘15固定于上述的环状突起部42b、43b。
[0074]因此，在使上游侧内筒42与下游侧内筒43对接来构成燃烧器内筒11时，在使基盘15卡合于在上述的内周面42a、43a上形成的环状突起部42b、43b之间的状态下，通过螺栓60将基盘15和环状突起部42b、43b固定，从而能够容易进行基盘15的安装及拆卸。由此，能够提高先导燃烧嘴13、主燃烧嘴14、基盘15的维护性。
[0075]另外，使基盘15卡合在环状突起部42b、43b之间，且能够从基盘15的下游侧表面15b侧安装及拆卸螺栓60，由此能够通过燃烧器内筒11的下游侧开口端部而容易地进行该螺栓60的安装及拆卸作业。
[0076]接着，使用图8，对本发明的第六实施例的燃气涡轮燃烧器进行详细地说明。
[0077]如图8所示，基盘15以使螺栓孔42c、43c和螺栓孔53连通的方式卡合在环状突起部42、43之间。并且，在这样的卡合状态下，基盘15和环状突起部42、43通过螺栓60而被沿着基盘15的厚度方向固定。
[0078]S卩，在使上游侧内筒42与下游侧内筒43对接时，通过上述的环状突起部42b、43b来夹持基盘15，并将螺栓60从上游侧表面15a侧向螺栓孔42c、43c、53插入，由此能够将上游侧内筒42和下游侧内筒43连接，同时能够将基盘15固定于上述的环状突起部42b、43b。
[0079]因此，能够容易进行基盘15的安装及拆卸，从而能够提高先导燃烧嘴13、主燃烧嘴14、基盘15的维护性。
[0080]接着，使用图9，对本发明的第七实施例的燃气涡轮燃烧器进行详细地说明。[0081]如图2及图9所示，在基盘15的外周部(支承孔52的径向外侧)形成有多个螺栓孔54。该螺栓孔54是将基盘15的外周端面15c沿着其径向贯通的贯通孔，且沿该基盘15的周向以等角度间隔配置。需要说明的是，在图2中，以多个螺栓孔54中的2个螺栓孔54为代表进行图示。
[0082]另一方面，如图9所示，在燃烧器内筒11的内周面Ila形成有环状的环状台阶部(卡合部)44。该环状台阶部44从内周面I Ia朝向其径向内侧突出，并以沿着该内周面Ila的周向的方式形成。
[0083]并且，在环状台阶部44的正下方的内周面Ila形成有多个螺栓孔45。该螺栓孔45是将燃烧器内筒11沿着其径向贯通的贯通孔，在内周面Ila的周向上以与螺栓孔54的间隔相同的间隔形成。
[0084]并且，基盘15以使螺栓孔45和螺栓孔54连通的方式与环状台阶部44卡合，在这样的卡合状态下，燃烧器内筒11和基盘15通过螺栓60而被沿着燃烧器内筒11及基盘15的径向固定。
[0085]S卩，通过使基盘15与环状台阶部44卡合，并将螺栓60从燃烧器内筒11的径向外侧向螺栓孔45、54插入，由此能够将基盘15固定于燃烧器内筒11的内周面11a。
[0086]因此，在燃烧器内筒11的内周面Ila上形成环状台阶部44且使该环状台阶部44和基盘15卡合的状态下,通过螺栓60将燃烧器内筒11的内周面Ila和基盘15的外周端面15c固定，从而能够容易地进行基盘15的安装及拆卸。由此，能够提高先导燃烧嘴13、主燃烧嘴14、基盘15的维护性。
[0087]另外，通过螺栓60将燃烧器内筒11的内周面IIa和基盘15的外周端面15c固定，由此没有将螺栓60配置在燃烧器内筒11内，因此能够使供给到燃烧器内筒11内的压缩空气A不发生紊乱地流动。
[0088]工业实用性
[0089]本发明可适用于能够高精度地安装先导燃烧嘴及主燃烧嘴的燃气涡轮燃烧器。
【权利要求】
1.一种燃气涡轮燃烧器，其特征在于，具备: 先导燃烧嘴，其配置在燃烧器内筒的中心部； 多个主燃烧嘴，其在所述先导燃烧嘴的径向外侧且在所述燃烧器内筒中的内周面的周向上配置； 基盘，其配置在所述燃烧器内筒内，对所述先导燃烧嘴及所述主燃烧嘴进行支承； 卡合部，其从所述内周面朝向所述内周面的径向内侧突出，且与所述基盘卡合， 通过螺栓将所述基盘和所述卡合部或所述内周面固定。
2.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧器，其特征在于， 所述卡合部是在向所述燃烧器内筒内供给的压缩空气的流动方向上成为流线型的螺栓接受部， 通过所述螺栓将所述基盘和所述螺栓接受部固定。
3.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧器，其特征在于， 所述卡合部是以沿着所述内周面的周向的方式形成且在所述燃烧器内筒的轴向上并列设置的两个环状突起部， 在使所述基盘卡合在所述环状突起部之间的状态下，通过所述螺栓将所述基盘和所述环状关起部固定。
4.根据权利要求1所述的燃气涡轮燃烧器，其特征在于， 所述卡合部是以沿着所述内周面的周向的方式形成的环状台阶部， 在使所述基盘与所述环状台阶部卡合的状态下，通过所述螺栓将所述基盘和所述内周面固定。
【文档编号】F02C7/20GK103917827SQ201280054924
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年11月14日 优先权日:2011年11月16日
【发明者】斋藤敏彦, 赤松真儿, 安部直树 申请人:三菱日立电力系统株式会社