喷嘴、燃烧器以及燃气轮机的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及喷嘴、燃烧器以及燃气轮机。本申请基于2013年11月29日在日本申请的特愿2013-247076号主张优先权，在此援引其内容。
【背景技术】
[0002]作为燃气轮机的燃烧器，具有包括辅助燃料喷嘴与设置于辅助燃料喷嘴的周围的多个主燃料喷嘴的燃烧器。该燃烧器利用由辅助燃料喷嘴形成的扩散火焰来实现主预混合火焰的稳定化。
[0003]在专利文献I中公开了如下结构:在辅助燃料喷嘴的周向的一部分设置未设有燃料的喷出孔的区域，使从辅助燃料喷嘴喷出的燃料在周向上不均匀地分布。另外，在专利文献I中公开了如下结构:通过使多个主燃料喷嘴之间的燃料的喷出量不同，由此使从多个主燃料喷嘴向辅助燃料喷嘴的外周侧喷出的燃料在周向上不均匀地分布。
[0004]根据上述的结构，使通过燃料燃烧而形成的火焰的长度在周向上不同，使放热率分散，从而抑制燃烧振动。
[0005]在专利文献2中公开了如下结构:在多个主燃料喷嘴的各自中，将燃料喷出孔设置于轴向上不同的多个位置。另外，在专利文献2中公开了如下结构:在多个主燃料喷嘴的各自中，将燃料喷出孔设置于轴向上不同的多个位置，进一步使燃料从燃料喷出孔喷出的喷出角度不同。根据上述的结构，在轴向上位置彼此不同的多个燃料喷出孔之间，使从主燃料喷嘴喷出的燃料(预混合气)到达火焰的时间不同，由此抑制燃烧振动。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开平11-294770号公报
[0009]专利文献2:日本特开2003-120934号公报
[0010]发明要解决的课题
[0011]近年来，为了通过降低燃烧器中的火焰温度来抑制NOx(氮氧化物)的排出量，具有向火焰喷水的方式的燃烧器。
[0012]在这样的燃烧器中，也要求有效地抑制燃烧振动。
【发明内容】
[0013]本发明提供在向火焰喷水的燃烧器中也能够有效地抑制燃烧振动的喷嘴、燃烧器以及燃气轮机。
[0014]用于解决课题的手段
[0015]根据本发明的第一方式，喷嘴在前端的中央形成有喷射燃料的燃料喷射口，并且在前端的所述燃料喷射口的周围以沿周向隔开间隔的方式形成有多个水喷射口，所述水喷射口形成为在周向上不均等。
[0016]根据这样的结构，相对于利用从燃料喷射口喷射的燃料生成的火焰，从水喷射口喷射的水在周向上不均等地喷射。于是，火焰的轴向位置在周向上变得不一样。于是，通过使该火焰本身或者因该火焰着火的燃料所引起的火焰的轴向位置在周向上不同而使放热率分散，由此能够抑制燃烧振动。
[0017]根据本发明的第二方式，在第一方式的所述喷嘴的基础上，也可以是，多个所述水喷射口中的一部分形成为，相对于所述喷嘴的中心轴线朝所述喷嘴的径向倾斜的倾斜角度与多个所述水喷射口的剩余部分不同。
[0018]由此，在周向的一部分区域与除此之外的剩余部分的区域中，从水喷射口喷射的水的喷射角度在喷嘴的径向上不同。由此，能够在周向上不均等地喷水。
[0019]根据本发明的第三方式，在第一方式或第二方式的所述喷嘴的基础上，也可以是，多个所述水喷射口中的一部分形成为，相对于所述喷嘴的中心轴线朝所述喷嘴的周向倾斜的倾斜角度与多个所述水喷射口的剩余部分不同。
[0020]由此，在周向上的一部分区域与除此之外的剩余部分的区域中，从水喷射口喷射的水的喷射角度在喷嘴的周向、换句话说水喷射口的位置处的切线方向上不同。由此，能够在周向上不均等地喷水。
[0021]根据本发明的第四方式，在第一方式至第三方式中任一方式的所述喷嘴的基础上，也可以是，多个所述水喷射口中的一部分形成为，其开口直径与多个所述水喷射口的剩余部分不同。
[0022]由此，在周向上的一部分区域与除此之外的剩余部分的区域中，从水喷射口喷射的水的喷射量不同。由此，能够在周向上不均等地喷水。
[0023]根据本发明的第五方式，在第一方式至第四方式中任一方式的所述喷嘴的基础上，也可以是，多个所述水喷射口中的一部分形成为，所述喷嘴的径向上的位置与多个所述水喷射口的剩余部分不同。
[0024]由此，在周向上的一部分区域与除此之外的剩余部分的区域中，从水喷射口喷射的水到达利用从中央部的燃料喷出口喷出的燃料生成的火焰为止的距离不同。由此，能够在周向上不均等地喷水。
[0025]根据本发明的第六方式，在第一方式至第五方式中任一方式的所述喷嘴的基础上，也可以是，多个所述水喷射口中的一部分形成为，所述喷嘴的周向上的设置间隔与多个所述水喷射口的剩余部分不同。
[0026]由此，在周向上的一部分区域与除此之外的剩余部分的区域中，从水喷射口喷射的水的喷射量(喷射密度)不同。由此，能够在周向上不均等地喷水。
[0027]根据本发明的第七方式，也可以是，燃烧器具备:喷射燃料的主喷嘴；以及生成用于对从所述主喷嘴喷射的燃料进行点火的火焰的辅助喷嘴，所述辅助喷嘴是第一方式至第六方式中任一方式的喷嘴。
[0028]由此，能够使由辅助喷嘴生成的点火用的火焰在周向上不均等。于是，从主喷嘴喷射的燃料所引起的火焰也在周向上变得不均等。
[0029]根据本发明的第八方式，第七方式的所述燃烧器也可以构成为，所述辅助喷嘴配置在中央部，在所述辅助喷嘴的外周侧沿周向设置有多个所述主喷嘴。
[0030]根据本发明的第九方式，也可以是，燃气轮机具备:第七方式或第八方式的所述燃烧器；以及通过由所述燃烧器生成的燃烧气体驱动的涡轮主体。
[0031]根据这样的燃气轮机，能够抑制燃烧器的火焰所引起的燃烧振动。
[0032]发明效果
[0033]根据上述喷嘴，在向火焰喷水的燃烧器中，也能够有效地抑制燃烧振动。
【附图说明】
[0034]图1是示出本发明的第一实施方式所涉及的燃气轮机的整体结构的概略图。
[0035]图2是示出燃烧器的概略结构的侧剖视图。
[0036]图3是示出燃烧器的主要部分的结构的侧剖视图。
[0037]图4是示出第一实施方式的燃烧器的前端面的主视图。
[0038]图5是示出形成于燃烧器的前端面的燃料喷射口、水喷射口的侧剖视图。
[0039]图6是示出使水喷射口在周向上不均等的情况下的、轴向位置与放热率的关系的图。
[0040]图7是示出第二实施方式的燃烧器的前端面的主视图。
[0041 ]图8是示出第三实施方式的燃烧器的前端面的主视图。
[0042]图9是示出第四实施方式的燃烧器的前端面的主视图。
[0043]图10是示出第五实施方式的燃烧器的前端面的主视图。
【具体实施方式】
[0044](第一实施方式)
[0045]以下，参照附图对本发明所涉及的第一实施方式的燃烧器3进行说明。
[0046]如图1所示，本实施方式的燃气轮机I具备将大量的空气送入内部并进行压缩的压缩机2、向利用该压缩机2进行压缩后的压缩空气A混合燃料并使其燃烧的燃烧器3、以及将从燃烧器3导入的燃烧气体G的热能转换为旋转能量的涡轮主体4。
[0047]压缩机2以及涡轮主体4分别具备连结为一体旋转的转子5、以及包围转子5的外周侧的定子6。转子5具有旋转轴7以及在轴线方向上隔开间隔固定的多个环状动叶片组8。各个环状动叶片组8构成为在旋转轴7的外周具有沿周向彼此隔开间隔进行固定的多个动叶片。
[0048]定子6分别具备外壳9、以及在外壳9内沿轴线方向隔开间隔进行固定的多个环状静叶片组10。环状静叶片