燃气轮机燃烧器的制造方法_4

文档序号:9354856阅读:来源:国知局
1是从下游侧观察本实施方式的燃气轮机燃烧器的基板的图。图12是本实施方式的燃气轮机燃烧器的基板的放大图,是图11的XI1-XII线的向视剖视图。图13是示意地表示本实施方式的燃气轮机燃烧器的燃料与空气的流动的剖视图。在图11至图13中,对与第一实施方式相等的部分标注相同的符号,适当省略说明。
[0101](结构)
[0102]本实施方式与上述各实施方式的不同点是空气孔31A的结构。
[0103]如图11及图12所示,在本实施方式中,通过连结基板33的空气孔31A的两端的圆的中心而得到的空气孔3IA的中心轴以与燃料喷嘴30的中心轴或燃烧器内衬10的中心轴的方向呈规定角度β °的方式相对于基板32的圆周方向倾斜。即,空气板31Α相对于基板32以规定的角度倾斜地设置。另外,在本实施方式中,“呈规定的角度”是指空气孔31Α的中心轴与其他中心轴(燃料喷嘴30的中心轴或燃烧器内衬10的中心轴)不平行。角度是规定从空气孔31Α向内部流道36喷出的空气的喷出方向的要素,在每个空气孔31Α的空气孔列设定为最适的值。空气孔31Α形成为以角度β °倾斜的管道(斜圆柱管道)。旋转板33的壁面位于空气孔31Α的中心轴上等其他结构与第二实施方式相同。
[0104](动作)
[0105]如图13所示,从燃料喷嘴30喷出的燃料喷流34和空气喷流35与第一实施方式相同,在内部流道36内成为一次混合气体,与位于空气孔31Α的中心轴上的旋转板33的壁面碰撞。在本实施方式中,空气孔板31Α相对于基板32斜着形成,因此,该一次混合气体与旋转板33的壁面碰撞而在内部流道36内沿圆周方向的一方向整齐地流动,流入空气孔31Β。之后,与第一实施方式相同,作为预混合气体38供给至燃烧室50并燃烧。
[0106](效果)
[0107]在本实施方式中,除了由上述各实施方式得到的各效果之外,还得到以下的效果。
[0108]在本实施方式中,由于形成于基板32的空气孔31Α向燃料喷嘴30或燃烧器内衬10的轴向在基板32的圆周方向倾斜,因此,对在空气孔31Α中流动的混合气体喷流积极地赋予旋转方向的力成分。因此,内部流道36内的一次混合气体与旋转板33的壁面碰撞且在内部流道36的圆周方向的一方向整齐地流动。其结果,抑制在内部流道36内的一次混合气体上产生局部的涡旋或沉淀,减少在内部流道36内流动时产生的压力损失且促进燃料与空气的混合。
[0109]〈第四实施方式〉
[0110]图14是示意地表示本实施方式的燃气轮机燃烧器的燃料与空气的流动的剖视图。在图14中,对与上述第一实施方式相等的部分标注相同的符号,适当省略说明。
[0111](结构)
[0112]本实施方式与上述各实施方式的不同点是在旋转板33的空气孔31B上设有节流件这一点。
[0113]如图14所示,在本实施方式中,在形成于旋转板33的空气孔31B的入口侧(燃料喷嘴30侧)设有台阶状的节流件39A。该节流件39A以空气孔31B的孔径在空气孔31B的入口侧变小的方式形成。其结果,例如与第三实施方式相比,空气孔3IB的入口面积变小。另外,即使在本实施方式中,空气孔3IB的中心轴与旋转板33的燃料喷嘴30侧的端面的交点也从空气孔31A的中心轴上在圆周方向上离开,旋转板33的壁面位于空气孔31A的中心轴上。其他结构与第二实施方式相同。
[0114](动作)
[0115]如图14所示,从燃料喷嘴30喷出的燃料喷流34和空气喷流35与第一实施方式相同,在内部流道36内成为一次混合气体。该一次混合气体与第二实施方式相同,在内部流道36沿圆周方向流动且且与位于空气孔31A的中心轴上的旋转板33的壁面碰撞。在本实施方式中,在空气孔31B的入口侧设有节流件39A,空气孔31B的燃料喷嘴30侧的孔径窄,因此,在内部流道36沿圆周方向流动的一次混合气体在从内部流道36流入旋转板33的空气孔31B时,与第一实施方式相比,相对于同列的空气孔31B均匀地分配。之后,该一次混合气体流入空气孔31B,与第一实施方式相同,作为预混合气体38供给至燃烧室50并燃烧。
[0116](效果)
[0117]在本实施方式中,除了得到由上述各实施方式得到的各效果之外,还得到以下的效果。
[0118]在本实施方式中,在空气孔31B的入口侧设有节流件39A,空气孔31B的孔径窄。因此,能进一步抑制从空气孔31B向燃烧室50喷射的预混合气体38的流量在每个空气孔列的圆周方向偏差。另外,由于节流件39A的下游侧流道急剧扩大,因此,能进一步促进燃料与空气的混合。
[0119]〈第五实施方式〉
[0120]图15是示意地表示本实施方式的燃气轮机燃烧器的燃料与空气的流动的剖视图。在图15中,对与上述第一实施方式相等的部分标注相同的符号,适当省略说明。
[0121](结构)
[0122]本实施方式表示在旋转板33的空气孔31B上设置节流件的其他结构例。
[0123]如图15所示,在本实施方式中,在形成于旋转板33的空气孔3IB的入口侧(燃料喷嘴30侧)设有其孔径从空气孔3IB的出口侧(燃烧室侧50)向入口侧逐渐缩小的倾斜状的节流件39B。节流件39B以空气孔3IB的孔径在燃料喷嘴30侧为最小的方式形成。其结果,例如与第三实施方式相比,空气孔3IB的入口面积变小。另外,即使本实施方式中,空气孔31B的中心轴与旋转板33的燃料喷嘴30侧的端面的交点从空气孔31A的中心轴上在圆周方向上离开,旋转板33的壁面位于空气孔31A的中心轴上。其他结构与第二实施方式相同。
[0124](动作)
[0125]如图15所示,从燃料喷嘴30喷出的燃料喷流34和空气喷流35与第一实施方式相同,在内部流道36内成为一次混合气体。该一次混合气体与第二实施方式相同,在内部流道36沿圆周方向流动且与位于空气孔31A的中心轴上的旋转板33的壁面碰撞。即使本实施方式中,也在空气孔31B的入口侧设有节流件39B,因此,与第四实施方式相同,在内部流道36沿圆周方向流动的一次混合气体与第一实施方式相比,也相对于同列的空气孔31B均匀地分配。之后,该一次混合气体流入空气孔31B,与第一实施方式相同,作为预混合气体38供给至燃烧室50并燃烧。
[0126](效果)
[0127]在本实施方式中,除了由上述各实施方式得到的各效果之外,得到以下的效果。
[0128]在本实施方式中,在形成于旋转板33的空气孔3IB的入口侧(燃料喷嘴30侧)设有其孔径从空气孔3IB的出口侧(燃烧室侧50)向入口侧逐渐缩小的倾斜状的节流件39B。空气孔31B是锥形状,没有台阶,因此,与第四实施方式相比,能在从内部流道36流入空气孔31B时抑制由流道的急剧扩大引起的压力损失的增加,能提高燃气轮机1000的效率。
[0129]〈第六实施方式〉
[0130]图16是本实施方式的燃气轮机燃烧器的剖视图。图17是从下游侧观察本实施方式的燃气轮机燃烧器的空气孔板的图,是图16的XVI1-XVIIX线的向视剖视图。在图16及图17中,对与上述第一实施方式相等的部分标注相同的符号,适当省略说明。
[0131]在本实施方式中,对相对于将同心圆状地配置由多个燃料喷嘴与空气孔构成的空气孔列的燃烧嘴在燃气轮机燃烧器的燃烧部配置多个所谓的复合喷射式燃气轮机燃烧器应用本发明的场合进行说明。另外,在本实施方式中,将配置为同心圆状的多个空气孔列从内侧向外侧适当称为第一列、第二列及第三列。
[0132]如图16及图17所示,本实施方式的燃气轮机燃烧器2具备由多个燃料喷嘴30与多个空气孔31A及空气孔31B构成的多个空气孔列配置为同心圆状的多个燃烧嘴(在本实施方式中,形成三列燃料喷嘴30及空气孔列)。在各燃烧嘴上配置有第一列六个、第二列十二个、第三列十八个燃料喷嘴30与由空气孔31A及空气孔31B构成的空气孔列。
[0133]在燃气轮机燃烧器2的燃烧部的中心,与燃气轮机燃烧器2同轴地配设一个燃烧嘴(先导燃烧嘴)41,在先导燃烧嘴41的周围配设六个燃烧嘴(主燃烧嘴)42。S卩,在本实施方式中,燃气轮机燃烧器2由具备七个燃烧嘴的复合燃烧嘴结构构成。在这七个燃烧嘴41、42中,共用基板32与旋转板33。S卩,在燃烧嘴41、42的旋转板33上设有上述各实施方式的空气孔31A、31B及隔壁部37等。
[0134]图18是由图16的单点划线包围的旋转板33(A部)的局部放大图。图19是由图17的单点划线包围的主燃烧嘴42 (B部)的放大图。如图18及图19所示,隔壁部37以每一列均隔开由多个空气孔31A及空气孔31B构成的多个空气孔列的方式以同心圆状设有多个(在本实施方式中,在各燃烧嘴41、42分别设有两个隔壁部37)。利用该隔壁部37,旋转板33的空间部46被隔为将从空气孔31A喷出的混合气体向圆周方向引导的多个内部流道36(在本实施方式中,在各燃烧嘴41、42中分别隔为三个内部流道36)。该多个内部流道36与隔壁部37对应地形成为同心圆状。另外
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