燃烧器喷嘴组装体、具备该燃烧器喷嘴组装体的燃烧器及燃气涡轮的制作方法
【专利摘要】该燃烧器喷嘴组装体(20)具备：喷嘴安装基体(70)，其将形成在涡轮机室上的燃烧器插入开口闭塞；喷嘴棒(40)，其贯通喷嘴安装基体，该喷嘴棒的棒前端部(41t)向涡轮机室的内侧突出，并且该喷嘴棒的棒基端部(41b)向涡轮机室的外侧突出；油燃料管(60)，其整体插入到喷嘴棒内，该油燃料管的管前端部(61t)固定在喷嘴棒的棒前端部，该油燃料管的管基端部(61b)插入到喷嘴棒的棒基端部内，该油燃料管经由棒基端部向该油燃料管的内容供给燃料(Fmo)，并从管前端部经由喷嘴棒的棒前端部喷射燃料；O形密封圈(36b、36c)，其配置在喷嘴棒的棒基端部之中，在喷嘴棒的内周侧与油燃料管的外周侧之间抑制燃料向管前端部侧的泄漏。
【专利说明】燃烧器喷嘴组装体、具备该燃烧器喷嘴组装体的燃烧器及燃气涡轮
【技术领域】
[0001]本发明涉及喷射燃料的燃烧器喷嘴组装体、具备该燃烧器喷嘴组装体的燃烧器及燃气涡轮。本申请基于2012年7月30日在日本提出申请的特愿2012-168535号而主张优先权，并将其内容援引于此。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮的燃烧器具备:喷嘴组装体，其具有向来自燃气涡轮的压缩机的压缩空气中喷射燃料的喷嘴；尾筒，其将从喷嘴喷射出的燃料与该压缩空气混合并燃烧而生成的高温气体向涡轮引导。本发明并不局限于此，喷嘴包括喷射燃料油和燃料气体这双方的被称作所谓的双喷嘴的喷嘴。
[0003]双喷嘴例如以下的专利文献I的图5所示那样，形成为双重管结构，具有筒状的喷嘴棒和配置在该喷嘴棒内的管状的油燃料管。在该喷嘴棒上，在比油燃料管所插入的管插入空间靠外周侧的部分形成有气体燃料通过的气体燃料流路。另外，该喷嘴棒固定在将形成于燃气涡轮机室的燃烧器插入口闭塞的喷嘴安装基体上。油燃料管的管前端部固定在喷嘴棒的棒前端部。该油燃料管的管基端部从喷嘴棒的棒基端部及喷嘴安装基体突出，向固定于喷嘴安装基体的油歧管内插入。油燃料被供给到该油歧管内，并从此处向油燃料管内流入。
[0004]在从该双喷嘴喷射油燃料并使该油燃料燃烧时(烧油运转)，油燃料管被在其中流动的油燃料冷却。另一方面，喷嘴棒由于暴露在来自燃气涡轮的压缩机的压缩空气的流动中，因此被该压缩空气加热。因此，油燃料管和喷嘴棒的温度虽然在燃气涡轮停止时均匀，但在使燃气涡轮进行烧油运转时，喷嘴棒的温度相对于油燃料管的温度而相对地升高。由于该温度差而产生油燃料管与喷嘴棒之间的热伸长差。
[0005]另外，在从双喷嘴喷射气体燃料而使该气体燃料燃烧时(烧气运转)，油燃料管没有被油燃料冷却。因此，油燃料管成为与喷嘴棒的温度相接近的温度，与使油燃料燃烧时相比成为高温。然而，油燃料管的温度并没有像直接暴露于压缩空气的流动中的喷嘴棒的温度那样上升。由此，即使在燃气涡轮的烧气运转时，也会产生油燃料管与喷嘴棒之间的温度差，由此产生油燃料管与喷嘴棒之间的热伸长差。
[0006]这样，由于会产生油燃料管与喷嘴棒之间的热伸长差，因此虽然是将油燃料管的管前端部固定在喷嘴棒的棒前端部，但是油燃料管的管基端部相对于油歧管能够相对移动地插入到该油歧管内。在油燃料管的管基端部的外周与油歧管的内表面之间允许油燃料配管的伸长差，并且为了抑制来自它们之间的油燃料的泄漏而配置有O形密封圈。
[0007]然而，在以上所说明的双喷嘴中，燃气涡轮机室内的热量容易经由喷嘴安装基体及油歧管向O形密封圈或油燃料棒的棒基端部传递。因此，O形密封圈有时会因该热量而在短期内发生损伤。
[0008]因此，在专利文献I中，如专利文献I的图2及图3所示，提出了使油歧管从喷嘴安装基体离开，并且增大油燃料管从喷嘴安装基体的突出量而将该油燃料管的管基端部插入到油歧管内的方案。并且，在专利文献I中，为了防止O形密封圈的损伤所引起的油燃料泄漏，还提出了在油歧管内以O形密封圈为基准而在油燃料管的管前端部侧设置漏油回收室的方案。
[0009]【在先技术文献】
[0010]【专利文献】
[0011]【专利文献I】日本特开2008-190402号公报
【发明内容】
[0012]【发明要解决的课题】
[0013]在上述专利文献I所记载的技术中，确实是由于向O形密封圈的传热量减少而能防止短期内的O形密封圈的损伤。此外，即使假设O形密封圈发生损伤，由于设有漏油回收室，因此也能防止向外部的油燃料泄漏。然而，在上述专利文献I所记载的技术中，由于设置漏油回收室，而导致油歧管的结构复杂，此外还另行需要对该油歧管进行支承的支承用具，存在制造成本增加的课题。
[0014]本发明的目的在于提供一种能够抑制制造成本并防止向外部的燃料泄漏的燃烧器喷嘴组装体、具备该燃烧器喷嘴组装体的燃烧器及燃气涡轮。
[0015]【用于解决课题的方案】
[0016]本发明的第一方案涉及的燃烧器喷嘴组装体具备:喷嘴安装基体，其将形成在涡轮机室上的燃烧器插入开口闭塞；喷嘴棒，其形成为筒状，贯通所述喷嘴安装基体，该喷嘴棒的棒前端部向所述涡轮机室的内侧突出，并且该喷嘴棒的棒基端部向所述涡轮机室的外侧突出；燃料管，其形成为管状，整体插入到所述喷嘴棒内，该燃料管的管前端部固定在所述喷嘴棒的所述棒前端部，该燃料管的管基端部插入到所述喷嘴棒的所述棒基端部内，该燃料管经由所述棒基端部向所述燃料管的内部供给燃料，并从所述管前端部经由所述喷嘴棒的所述棒前端部喷射所述燃料；密封构件，其配置在所述喷嘴棒的所述棒基端部之中，在所述喷嘴棒的内周侧与所述燃料管的外周侧之间抑制所述燃料向所述管前端部侧的泄漏。
[0017]在所述燃烧器喷嘴组装体中，在向涡轮机室的外侧突出的喷嘴棒的棒基端部内配置有密封构件，因此能够抑制因来自喷嘴安装基体等的热量而对密封构件进行加热的情况。由此，在所述燃烧器喷嘴组装体中，能够抑制因热量引起的密封构件的损伤。
[0018]而且，在所述燃烧器喷嘴组装体中，由于燃料管整体插入到喷嘴棒内，因此即使在喷嘴棒的内周侧与燃料管的外周侧之间抑制燃料向管前端部侧的泄漏的密封构件发生损伤，由于该燃料向喷嘴棒的内周面与燃料棒的外周面之间流入，因此也能够防止燃料的泄漏。由此，在所述燃烧器喷嘴组装体中，由于不需要形成漏油回收室的复杂形状的油歧管及其支承用具，因此能够抑制制造成本。
[0019]在所述燃烧器喷嘴组装体中，所述喷嘴棒具有:安装部，其位于所述喷嘴安装基体之中；截面积减少部，其位于所述安装部与所述棒基端部之间，且与所述喷嘴棒延伸的方向垂直的截面处的截面积比所述安装部的最大截面积小。
[0020]所述燃烧器喷嘴组装体中的喷嘴棒的棒基端部在与位于喷嘴安装基体中的安装部之间夹设有截面积减少部，因此喷嘴棒的棒基端部存在于比较远离喷嘴安装基体的位置上。因此，能够减少喷嘴棒的棒基端部从喷嘴安装基体受到的热量。另外，由于喷嘴棒的截面积减少部的截面积小于喷嘴棒的安装部的最大截面积，因此从喷嘴安装基体等向棒基端部的传热路径上的热阻增大。
[0021]因此，在所述燃烧器喷嘴中，能够抑制因热量引起的棒基端部内的密封构件的损伤。
[0022]优选的是，在所述喷嘴棒具有所述截面积减少部的所述燃烧器喷嘴组装体中，所述喷嘴棒的所述截面积减少部向燃烧器外部露出。
[0023]在所述燃烧器喷嘴组装体中，由于喷嘴棒的安装部与棒基端部之间的截面积减少部向燃烧器外部露出，因此能够使来自安装部的传递至截面积减少部的热量向燃烧器外部散出。由此，在所述燃烧器喷嘴组装体中，能够减少从截面积减少部向棒基端部传递的热量，能够抑制密封构件的因高温化引起的损伤。
[0024]另外，在以上的任一种所述燃烧器喷嘴组装体中，可以构成为，所述喷嘴棒的所述棒基端部向燃烧器外部露出。
[0025]在所述燃烧器喷嘴组装体中，能够使传递至棒基端部的热量向燃烧器外部散出。由此，在所述燃烧器喷嘴组装体中，能够减少从棒基端部向密封构件传递的热量，能够抑制密封构件的因高温化引起的损伤。
[0026]另外，在上述任一种所述燃烧器喷嘴组装体中，可以构成为，具备燃料接收管，该燃料接收管与所述喷嘴棒的所述棒基端部连接，并经由所述棒基端部将所述燃料向所述燃料管内供给。
[0027]在经由喷嘴棒的棒基端部将燃料向燃料管内供给的情况下，考虑有利用燃料供给用歧管覆盖棒基端部的方法、以及像所述燃烧器喷嘴组装体那样设置燃料接收管的方法。就前者的方法而言，棒基端部由燃料供给用歧管覆盖，因此几乎无法期待从棒基端部向外部的散热。另一方面，就后者的方法而言，棒基端部没有被燃料供给用歧管覆盖，因此可以期待从棒基端部向外部的散热。
[0028]由此，在所述燃烧器喷嘴组装体中，能够减少从棒基端部向密封构件传递的热量，能够抑制密封构件的因高温化弓I起的损伤。
[0029]本发明的第二方案涉及的燃烧器具备上述任一种燃烧器喷嘴组装体、将通过从所述燃烧器喷嘴组装体的所述喷嘴喷射出的燃料燃烧而生成的燃烧气体向涡轮引导的尾筒。
[0030]本发明的第三方案涉及的燃气涡轮具备所述燃烧器、在来自所述燃烧器的所述燃烧气体的作用下进行旋转的涡轮转子；覆盖所述涡轮转子并安装所述燃烧器的所述涡轮机室。
[0031]【发明效果】
[0032]在本发明中，即使不设置形成漏油回收室的复杂形状的油歧管，也能够防止燃料的泄漏。另外，由于也无需设置支承用具，因此能够抑制制造成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1是本发明的一实施方式涉及的燃气涡轮的剖开主要部分所得到的整体侧视图。
[0034]图2是本发明的一实施方式涉及的燃气涡轮的燃烧器周围的剖视图。
[0035]图3是本发明的一实施方式涉及的燃烧器喷嘴组装体的主要部分立体图。
[0036]图4是本发明的一实施方式涉及的主喷嘴的整体剖视图。
[0037]图5是本发明的一实施方式涉及的主喷嘴的基端部的剖视图。
[0038]图6是本发明的一实施方式涉及的第一变形例中的喷嘴棒的主要部分剖视图。
[0039]图7是本发明的一实施方式涉及的第二变形例中的喷嘴棒的主要部分剖视图。
[0040]图8是本发明的一实施方式涉及的第三变形例中的喷嘴棒的主要部分剖视图。
[0041]图9是本发明的一实施方式涉及的第四变形例中的喷嘴棒的主要部分剖视图。
【具体实施方式】
[0042]以下，参照附图，对本发明的实施方式涉及的燃烧器喷嘴组装体、具备燃烧器喷嘴组装体的燃烧器及燃气涡轮的一实施方式进行详细说明。
[0043]如图1所示，本实施方式的燃气涡轮具备对外部气体进行压缩而生成压缩空气的压缩机1、使来自燃料供给源的燃料与压缩空气混合并燃烧而生成燃烧气体的多个燃烧器2、由燃烧气体驱动的涡轮3。
[0044]涡轮3具备涡轮机室4、在该涡轮机室4内进行旋转的涡轮转子5。该涡轮转子5例如与通过该涡轮转子5的旋转而发电的发电机(未图示)连接。多个燃烧器2以涡轮转子5的旋转轴线Ar为中心而在周向上彼此等间隔地固定于涡轮机室4。燃烧器2具备将高温/高压的燃烧气体向涡轮转子5的叶片输送的尾筒10、向该尾筒10内供给燃料及压缩空气的燃烧器喷嘴组装体20。需要说明的是，以下将燃烧器喷嘴组装体20简称作喷嘴组装体
20 ο
[0045]如图2所不，喂'嘴组装体20具有先导喂■嘴21、以该先导喂■嘴21为中心在周向上等间隔地配置的多个主喷嘴31、安装先导喷嘴21及多个主喷嘴31的喷嘴安装墓体70。
[0046]在涡轮机室4上形成有燃烧器插入开口 4a。喷嘴安装基体70将该燃烧器插入开口 4a闭塞。喷嘴安装基体70具有安装先导喷嘴21及多个主喷嘴31的喷嘴台71、固定该喷嘴台71的喷嘴台框75。喷嘴台框75通过螺栓而固定于涡轮机室4。
[0047]先导喷嘴21及主喷嘴31均形成为棒状，朝向同一方向。先导喷嘴21及主喷嘴31均贯通喷嘴安装基体70。先导喷嘴21的前端部21t及主喷嘴31的前端部31t向涡轮机室4内突出。另外，先导喷嘴21的基端部21b及主喷嘴31的前端部31b向涡轮机室4的外侧突出。需要说明的是，以下，将先导喷嘴21及主喷嘴31延伸的方向设为喷嘴长度方向D，在该喷嘴长度方向D上将先导喷嘴21及主喷嘴31的前端部21t、31t的方向设为前端侧Dt，在该喷嘴长度方向D上将先导喷嘴21及主喷嘴31的基端部21b、31b的方向设为基端侧Db ο
[0048]在先导喷嘴21的基端部21b连接有接收油燃料Fpo的P油燃料接收管81、接收气体燃料Fpg的P气体燃料接收管82。在该先导喷嘴21内形成有供油燃料Fpo流动的油燃料流路(未图示)、供气体燃料Fpg流动的气体燃料流路(未图示)。这些流路均在先导喷嘴21的前端部21t开口，并从此处喷射各燃料Fpo、Fpg。
[0049]主喷嘴31具有筒状的喷嘴棒40、整体插入到该喷嘴棒40内的管状的油燃料管60。喷嘴棒40贯通喷嘴安装基体70的喷嘴台71。喷嘴棒40的棒前端部411向涡轮机室4内突出，并且喷嘴棒40的棒基端部41b向涡轮机室4的外侧突出。该喷嘴棒40中的位于喷嘴安装基体70中的安装部41a通过焊接固定在喷嘴安装基体70的喷嘴台71上。需要说明的是，由于油燃料管60的整体插入到喷嘴棒40内，因此喷嘴棒40的棒前端部41t构成主喷嘴31的前端部31t，喷嘴棒40的棒基端部41b构成主喷嘴31的基端部31b。
[0050]如图4所示，在喷嘴台71的外周侧连接有接收气体燃料Fmg的M气体燃料接收管89。在该喷嘴台71的内部，在比多个主喷嘴31靠外周侧的位置形成有供来自M气体燃料接收管89的气体燃料Fmg流动的环状燃料流路72。而且，在该喷嘴台71上形成有从环状燃料流路72朝向各主喷嘴31分支的分支流路73、将来自分支流路73的气体燃料Fmg向喷嘴棒40的安装部41a周围引导的台内燃料空间74。
[0051]从基端侧Db向前端侧Dt的方向观察棒基端部41b时，在喷嘴棒40的棒基端部41b形成有圆筒状的基端部内空间42。在该棒基端部41b连接有接收油燃料Fmo并与基端部内空间42连通的M油燃料接收管85。另外，在该喷嘴棒40上形成有从基端部内空间42延伸至棒前端部41t并使油燃料管60插入的管插入空间44。而且，在该喷嘴棒40上，在比管插入空间44靠外周侧的位置形成有从该喷嘴棒40的安装部41a延伸至棒前端部41t的气体燃料流路45。该气体燃料流路45在安装部41a开口，与台内燃料空间74连通。另夕卜，该气体燃料流路45在棒前端部41t开口，该开口构成燃料的喷射口 46。
[0052]喷嘴棒40的棒基端部41b与安装部41a之间构成与喷嘴长度方向D垂直的截面处的截面积比安装部41a的最大截面积小的截面积减少部41d。需要说明的是，该截面积减少部41d的截面积小于与喷嘴长度方向D垂直的截面处的棒基端部41b的最大截面积。
[0053]油燃料管60的管前端部61t配置在喷嘴棒40的管插入空间44之中，并通过焊接而固定在该喷嘴棒40的棒前端部41t的位置。另外，油燃料管60的管基端部61b延伸至喷嘴棒40的棒基端部41b内。在该油燃料管60上形成有从油燃料管60的基端侧Db贯通至前端侧Dt的油燃料流路62。该油燃料流路62在管基端部61b及管前端部61t开口。油燃料Fmo从管基端部61b的开口向油燃料流路62内流入，从管前端部61t的开口流出，并从喷嘴棒40的喷射口 46向主喷嘴31外喷出。
[0054]主喷嘴31除了具有以上所说明的喷嘴棒40及油燃料管60以外，如图5所示那样还具有收纳在喷嘴棒40的圆柱状的基端部内空间42内的圆柱状的芯部32、作为密封构件的多个O形密封圈36、碟形弹簧等弹性体37。主喷嘴31还具有将基端部内空间42中的棒基端部41b的基端侧Db的开口闭塞并按压弹性体37的螺栓38、将该螺栓38的螺栓头部与喷嘴棒40的棒基端部41b之间密封的填料39。
[0055]芯部32收纳在喷嘴棒40的基端部内空间42中的前端侧Dt的区域。在该芯部32形成有使油燃料管60的管基端部61b插入的管捅入空间33、使油燃料管60与M油燃料接收管85连通的连通路34、装配O形密封圈36的密封槽35。连通路34还担负着限制来自M油燃料接收管85的Fmo的流量而使向油燃料管60流入的油燃料Fmo的流量成为目标流量的作为节流部的作用。
[0056]作为密封槽35，有形成在圆柱状的芯部32的外周面上的第一密封槽35a、形成在芯部32的前端侧Dt的端面上的第二密封槽35b、与管插入空间33对置的第三密封槽35c。在各密封槽35中分别配置O形密封圈36。配置于第一密封槽35a及第二密封槽35b中的O形密封圈36a、36b担负着将芯部32的外表面与棒基端部41b的内表面之间密封的作用。另外，配置在第三密封槽35c中的O形密封圈36c担负着如下作用:在芯部32的管插入空间33内允许油燃料管60向喷嘴长度方向D的热伸缩，并将芯部32的内表面与油燃料管60的外表面之间密封。
[0057]另外，配置在第一密封槽35a中的O形密封圈36a将芯部32的外表面与棒基端部41b的内表面之间密封，抑制油燃料Fmo从它们之间向基端侧Db的泄漏。另一方面，配置在第二密封槽35b中的O形密封圈36b及配置在第三密封槽35c中的O形密封圈36c将芯部32的外表面与棒基端部41b的内表面之间、以及芯部32的内表面与油燃料管60的外表面之间密封，抑制油燃料Fmo从它们之间向前端侧Dt的泄漏。
[0058]弹性体37其弹性方向朝向喷嘴长度方向D且配置在比芯部32靠基端侧Db的基端部内空间42中。该弹性体37如前所述通过将棒基端部41b的开口闭塞的螺栓38而压抵于前端侧Dt。因此，芯部32在基端部内空间42中由弹性体37向前端侧Dt施力。
[0059]如图3所示，与喷嘴棒40连接的M油燃料接收管85具有将多个主喷嘴31的喷嘴棒40的棒基端部41b相互连结的多个连结管86、向一个连结管86供给油燃料Fmo的主接收管87。多个主喷嘴31如前所述那样以先导喷嘴21为中心在周向上等间隔地配置。因此，将多个主喷嘴31的喷嘴棒40的棒基端部41b相互连结的多个连结管86以先导喷嘴21为中心沿周向排列。
[0060]在本实施方式的燃气涡轮的烧油运转时，油燃料Fmo从外部经由M油燃料接收管85向多个主喷嘴31供给。该油燃料Fmo向主喷嘴31的喷嘴棒40中的基端部内空间42流入。该油燃料Fmo经由配置在该基端部内空间42中的芯部32的连通路34而向插入到芯部32的管插入空间33中的油燃料管60的油燃料流路62流入，并从喷嘴棒40的喷射口 46向主喷嘴31外喷射。喷射到主喷嘴31外的油燃料Fmo与来自压缩机I的压缩空气混合而燃烧。通过该燃烧而生成的高温/高压的燃烧气体由尾筒10导向涡轮转子5的叶片。
[0061]油燃料管60由在油燃料管60中流动的油燃料来冷却。另一方面，喷嘴棒40由于暴露在来自压缩机I的高温/高压的压缩空气的流动中，因此被该压缩空气加热。因此，油燃料管60和喷嘴棒40的温度虽在燃气涡轮停止时均匀，但在烧油运转时，喷嘴棒40的温度相对于油燃料管60的温度相对地升高。因该温度差而产生油燃料管60与喷嘴棒40之间的热伸长差。
[0062]在本实施方式的燃气涡轮的烧气运转时，气体燃料Fmg经由M气体燃料接收管89向多个主喷嘴31供给。该气体燃料Fmg从M气体燃料接收管89向喷嘴台71中的环状燃料流路72流入，并从该环状燃料流路72经由喷嘴台71中的分支流路73及台内燃料空间74而向喷嘴棒40内的气体燃料流路45流入。
[0063]该气体燃料Fmg从喷嘴棒40的喷射口 46向主喷嘴31外喷射。
[0064]喷射到主喷嘴31外的气体燃料Fmg与烧油运转时同样地与来自压缩机I的压缩空气混合并燃烧。通过该燃烧而生成的高温/高压的燃烧气体由尾筒10导向涡轮转子5的叶片。
[0065]在进行烧气运转时，不向油燃料管60供给油燃料Fmo，因此油燃料管60未被油燃料Fmo冷却。因此，油燃料管60成为与喷嘴棒40的温度相接近的温度，与使油燃料燃烧时相比成为高温。然而，油燃料管60的温度没有像直接暴露在压缩空气的流动中的喷嘴棒40的温度那样上升。由此，在烧气运转时和烧油运转时，都会产生油燃料管60与喷嘴棒40之间的温度差，从而产生油燃料管60与喷嘴棒40之间的热伸长差。
[0066]然而，油燃料管60的管前端部61t如前所述通过焊接而固定于喷嘴棒40的棒前端部41t。因此，当油燃料管60的长度相对于喷嘴棒40的长度发生相对变化时，油燃料管60的管基端部61b相对于喷嘴棒40的棒基端部41b的位置的相对位置发生变化。具体来说，例如与燃气涡轮停止时相比，烧油运转时的油燃料管60的温度相对于喷嘴棒40的温度相对地降低，因此油燃料管60的长度相对于喷嘴棒40的长度而言相对地变短。由此，在烧油运转时，与燃气涡轮停止时相比，油燃料管60的管基端部61b的位置相对于喷嘴棒40的棒基端部41b的位置而向前端侧Dt移动。
[0067]这样，根据燃气涡轮的运转状态的不同，在喷嘴长度方向D上，油燃料管60的管基端部61b的位置相对于喷嘴棒40的棒基端部41b的位置进行相对移动。因此，在喷嘴棒40的棒基端部41b内配置的芯部32的第三密封槽35c中配置的O形密封圈36c将芯部32的内表面与油燃料管60的外表面之间密封，且在芯部32的管插入空间33内允许油燃料管60向喷嘴长度方向D的热伸缩。
[0068]另外，喷嘴棒40的棒基端部41b内的芯部32由于油燃料管60的管基端部61b的移动而要向与管基端部61b的移动方向相同的方向移动。而且，在喷嘴棒40的棒基端部41b与芯部32之间也产生热伸长差。由于该热伸长差，而使芯部32在喷嘴棒40的棒基端部41b内要进行移动。因此，在喷嘴棒40的棒基端部41b内配置的芯部32的第一及第二密封槽35a、35b中配置的O形密封圈36a、36b将芯部32的外表面与棒基端部41b的内表面之间密封，且在喷嘴棒40的棒基端部41b内允许芯部32向喷嘴长度方向D的移动。
[0069]然而，喷嘴棒40的棒基端部41b向涡轮机室4的外侧突出设置。因此，喷嘴棒40的棒基端部41b不易受到来自喷嘴安装基体70的热量。另外，喷嘴棒40的截面积减少部41d如前所述那样与喷嘴长度方向D垂直的截面处的截面积小于喷嘴棒40的安装部41a的最大截面积。因此，喷嘴棒40的截面积减少部41d使从涡轮机室4向棒基端部41b的传热路径上的热阻增大。而且，由于喷嘴棒40的棒基端部41b向燃烧器2外露出，因此还能够期待通过与外部的热交换所带来的冷却效果。由此，在本实施方式中，能够抑制与燃料的燃烧相伴的喷嘴棒40的棒基端部41b的温度上升、以及与该棒基端部41b的温度上升相伴的O形密封圈36的温度上升。
[0070]因此，根据本实施方式，能够抑制O形密封圈36的热损伤，从而延长O形密封圈36的寿命。
[0071]另外，在本实施方式中，即使假设防止油燃料Fmo向前端侧Dt的泄漏的O形密封圈36b、36c发生损伤，也能够防止油燃料Fmo向外部的泄漏。其原因在于，流入到喷嘴棒40的基端部内空间42中的油燃料Fmo经由O形密封圈36c所密封的芯部32的内表面与油燃料管60的外表面之间、或者O形密封圈36b所密封的芯部32的外表面与喷嘴棒40的棒基端部41b的内表面之间，而向喷嘴棒40的内表面与油燃料管60的外表面之间的隔热空间流入。即，在本实施方式中，该隔热空间在O形密封圈36b、36c发生损伤时担负着作为漏油回收空间的作用。
[0072]另外，在本实施方式中，由于比该O形密封圈36a靠基端侧Db存在有填料39，因此即使假设防止油燃料Fmo向基端侧Db的泄漏的O形密封圈36a发生损伤，也能够防止油燃料Fmo向外部的泄漏。这里，填料39是将在温度变化下几乎不发生相对移动的螺栓38的螺栓头部与喷嘴棒40的棒基端部41b之间密封的构件，因此与O形密封圈36a相比寿命更长。因此，对于因填料39的损伤而导致油燃料Fmo向外部的泄漏这种现象，无需像O形密封圈36的损伤那般进行考虑。
[0073]因而，在本实施方式中，不需要形成漏油回收室的复杂形状的油歧管及其支承用具，因此能够抑制制造成本。
[0074]接着，使用图6?图9对喷嘴棒的各种变形例进行说明。
[0075]首先，使用图6来说明喷嘴棒的第一变形例。
[0076]本变形例的喷嘴棒40s的形状与上述实施方式的喷嘴棒40的形状稍有不同。
[0077]本变形例的喷嘴棒40s中的位于喷嘴安装基体70中的安装部41as具有与喷嘴长度方向D垂直的截面处的截面积最大的主安装部41ax、缩径部41ay。缩径部41ay形成在主安装部41ax的基端侧Db，缩径部41ay的截面积与喷嘴棒40s的截面积减少部41d的截面积相同。
[0078]这样，即使喷嘴棒40s的安装部41as具有缩径部41ay，但只要截面积减少部41d的与喷嘴长度方向D垂直的截面处的截面积小于安装部41as的最大截而积，就能够与上述实施方式同样使从涡轮机室4向棒基端部41b的传热路径上的热阻增大。
[0079]接着，使用图7来说明喷嘴棒的第二变形例。
[0080]本变形例的喷嘴棒40t的形状也与上述实施方式的喷嘴棒40的形状稍有不同。
[0081]本变形例的喷嘴棒40t中的截面积减少部41dt的外径与安装部41a的外径相同，且截面积减少部41dt的内径大于安装部41a的内径。因此，就该截面积减少部41dt而言，虽然截面积减少部41dt的外径比上述实施方式的截面积减少部41d的外径大，但与上述实施方式同样，与喷嘴长度方向D垂直的截面处的截面积小于喷嘴棒40t的安装部41a的最大截面积。因此，在本变形例中，也与上述实施方式同样地能够使从涡轮机室4向棒基端部41b的传热路径上的热阻增大。
[0082]接着，使用图8来说明喷嘴棒的第三变形例，并使用图9来说明喷嘴棒的第四变形例。
[0083]第三变形例的喷嘴棒40u与上述实施方式中的喷嘴棒40为相同形状。但是，本变形例的喷嘴棒40u通过将喷嘴棒40u的前端侧Dt的构件与喷嘴棒40u的基端侧Db的构件利用焊接进行接合而形成。另外，第四变形例的喷嘴棒40v与第二变形例的喷嘴棒40t为相同形状。然而，本变形例的喷嘴棒40v也与第三变形例同样地通过将喷嘴棒40v的前端侧Dt的构件与喷嘴棒40v的基端侧Db的构件利用焊接进行接合而形成。因此，这些变形例的喷嘴棒40u、40v例如在截面积减少部41d、41dt存在焊接部m。
[0084]以上，即使像第三及第四变形例的喷嘴棒40v、40u那样通过将喷嘴棒的前端侧Dt的构件与喷嘴棒的基端侧Db的构件利用焊接进行接合而形成，也能够获得与上述实施方式的喷嘴棒40或第二变形例的喷嘴棒40t基本相同的效果。另外，在第三及第四变形例的喷嘴棒40v、40u中，若使焊接部m存在于截面积减少部41d、41dt，则能够进一步增大从涡轮机室4向棒基端部41b的传热路径上的热阻。
[0085]需要说明的是，这里，与上述实施方式的喷嘴棒40或第二变形例的喷嘴棒40t相同形状的喷嘴棒40v、40u通过两个构件的焊接接合而形成，但是与第一变形例的喷嘴棒40s相同形状的喷嘴棒也可以通过两个构件的焊接接合来形成。而且，这里，通过将两个构件焊接接合来形成喷嘴棒，但是与上述实施方式的油燃料管60相同形状的油燃料管也可以通过两个构件的焊接接合来形成。
[0086]另外，在上述实施方式中，为了对流量进行调节等，而将芯部32配置在喷嘴棒40的基端部内空间42，但也可以省略该芯部32。这种情况下，在该基端部内空间42中，使从M油燃料接收管85接收油燃料Fmo的部分带有对油燃料Fmo的流量进行调节的功能。
[0087]而且，上述实施方式的主喷嘴31为喷射燃料油和燃料气体这双方的所谓的双喷嘴，但本发明并不局限于此，只要具有喷嘴棒和油燃料管即可，也可以是不喷射燃料气体的喷嘴。
[0088]【工业实用性】
[0089]根据该燃烧器喷嘴组装体，即使不设置形成漏油回收室的复杂形状的油歧管，也能够防止燃料的泄漏。而且，由于也无需设置支承用具，因此能够抑制制造成本。
[0090]【符号说明】
[0091]I 压缩机
[0092]2 燃烧器
[0093]3 涡轮
[0094]4 涡轮机室
[0095]4a燃烧器插入开口
[0096]5 涡轮转子
[0097]10 尾筒
[0098]20喷嘴组装体
[0099]21先导喷嘴
[0100]31主喷嘴
[0101]32 芯部
[0102]33管插入空间
[0103]36 O形密封圈(密封构件)
[0104]37弹性体
[0105]38 螺栓
[0106]39 填料
[0107]40、40s、40t、40u、40v 喷嘴棒
[0108]41b棒基端部
[0109]41d、41dt截面积减少部
[0110]41a安装部
[0111]411棒前端部
[0112]42基端部内空间
[0113]44管插入空间
[0114]45气体燃料流路
[0115]46 喷射口
[0116]60油燃料管
[0117]61b管基端部
[0118]61t管前端部
[0119]62油燃料流路
[0120]70喷嘴安装基体
[0121]71喷嘴台
[0122]75喷嘴台框
【权利要求】
1.一种燃气涡轮的燃烧器喷嘴组装体，其具备: 喷嘴安装基体，其将形成在涡轮机室上的燃烧器插入开口闭塞； 喷嘴棒，其形成为筒状，贯通所述喷嘴安装基体，该喷嘴棒的棒前端部向所述涡轮机室的内侧突出，并且该喷嘴棒的棒基端部向所述涡轮机室的外侧突出； 燃料管，其形成为管状，整体插入到所述喷嘴棒内，该燃料管的管前端部固定在所述喷嘴棒的所述棒前端部，该燃料管的管基端部插入到所述喷嘴棒的所述棒基端部内，该燃料管经由所述棒基端部向所述燃料管的内部供给燃料，并从所述管前端部经由所述喷嘴棒的所述棒前端部喷射所述燃料； 密封构件，其配置在所述喷嘴棒的所述棒基端部之中，在所述喷嘴棒的内周侧与所述燃料管的外周侧之间抑制所述燃料向所述管前端部侧的泄漏。
2.根据权利要求1所述的燃气涡轮的燃烧器喷嘴组装体，其中， 所述喷嘴棒具有: 安装部，其位于所述喷嘴安装基体之中； 截面积减少部，其位于所述安装部与所述棒基端部之间，且与所述喷嘴棒延伸的方向垂直的截面处的截面积比所述安装部的最大截面积小。
3.根据权利要求2所述的燃气涡轮的燃烧器喷嘴组装体，其中， 所述喷嘴棒的所述截面积减少部向燃烧器外部露出。
4.根据权利要求1?3中任一项所述的燃气涡轮的燃烧器喷嘴组装体，其中， 所述喷嘴棒的所述棒基端部向燃烧器外部露出。
5.根据权利要求1?4中任一项所述的燃气涡轮的燃烧器喷嘴组装体，其中， 所述燃气涡轮的燃烧器喷嘴组装体具备燃料接收管，该燃料接收管与所述喷嘴棒的所述棒基端部连接，并经由所述棒基端部将所述燃料向所述燃料管内供给。
6.一种燃气涡轮的燃烧器，其具备: 权利要求1?5中任一项所述的燃气涡轮的燃烧器喷嘴组装体； 将通过从所述燃烧器喷嘴组装体的所述喷嘴喷射出的燃料燃烧而生成的燃烧气体向涡轮引导的尾筒。
7.一种燃气祸轮，其具备: 权利要求6所述的燃烧器； 在来自所述燃烧器的所述燃烧气体的作用下进行旋转的涡轮转子； 覆盖所述涡轮转子并安装所述燃烧器的所述涡轮机室。
【文档编号】F23R3/28GK104487773SQ201380039058
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2013年3月12日 优先权日:2012年7月30日
【发明者】加藤慎, 寺田义隆, 小野塚史, 高见英治, 宫本健司 申请人:三菱日立电力系统株式会社