燃烧器及具备该燃烧器的燃气涡轮的制作方法
【专利摘要】本发明的燃烧器(10)具备；内筒(14)，其在内部使压缩空气和燃料混合而进行燃烧；尾筒(17)，其供内筒(14)的前端部具有间隙(C)地插入；弹簧夹片(19)，其对内筒(14)与尾筒(17)之间进行闭塞；节流部(21)，其设置于间隙(C)中的在内筒(14)的前端侧向尾筒(17)开口的开口部(Ck)，且与基端侧相比，使开口部(Ck)的开口面积变窄；冷却机构(22)，其对节流部(21)进行冷却。
【专利说明】燃烧器及具备该燃烧器的燃气涡轮
【技术领域】
[0001]本发明涉及将内筒的前端部经由间隙而插入到尾筒中的燃烧器及具备该燃烧器的燃气涡轮。
[0002]本申请基于2011年3月30日在日本提出申请的日本特愿2011-074205号而主张优先权，并将其内容援引于此。
【背景技术】
[0003]燃气涡轮具备:生成压缩空气的压缩机；通过向压缩空气混合燃料并进行燃烧而生成燃烧气体的燃烧器；通过燃烧气体进行旋转驱动的涡轮。其中，燃烧器具有:被从压缩机导入压缩空气而生成燃烧气体的内筒；将生成的燃烧气体向涡轮引导的尾筒。在此，内筒与尾筒的连接通过将内筒的前端部插入到尾筒的内部来进行，但此时，在内筒的前端部沿周向设置的被称为弹簧夹片的弹簧构件成为在内筒与尾筒之间的间隙中被压扁的状态。并且，通过弹簧夹片要恢复成原来的形状的力，将内筒的外周面压紧于尾筒的内周面，由此将两者连接成不能脱落(例如，參照专利文献I)。
[0004]【在先技术文献】
[0005]【专利文献】
[0006]【专利文献I】日本特开2006-312903号公报
[0007]【发明的概要】
[0008]【发明要解决的 课题】
[0009]但是，根据现有的燃烧器，在内筒与尾筒的连接部分上产生燃烧气体的涡流，该涡流在内筒与尾筒的间隙中逆流，由此使配置在该间隙中的弹簧夹片暴露于高温的燃烧气体中。因此，需要弹簧夹片的冷却机构，来防止其烧损。在此，作为弹簧夹片的冷却机构，也考虑有吹出冷却用空气的积极的方法，但当因该冷却空气的混入而使设置于内筒的燃烧嘴的火焰温度上升时，氮氧化物的排出量増加。
[0010]因此，作为冷却弹簧夹片的其他机构，可使用利用从外部越过弹簧夹片而向间隙流入的泄漏空气来对弹簧夹片进行冷却的方法。但是，该泄漏空气的量少，因此在为了实现燃气涡轮的高效率化而燃烧气体的温度处于上升倾向的近些年，无法充分地冷却弹簧夹片。因此，要求有ー种利用该少量的泄漏空气来可靠地冷却弹簧夹片的机构。
【发明内容】
[0011]本发明鉴于这样的情况而作出，提供一种可靠地防止在内筒与尾筒的间隙设置的弹簧夹片暴露于向所述间隙流入的高温的燃烧气体中而发生烧损的机构。
[0012]【用于解决课题的手段】
[0013]本发明的燃烧器具备:内筒，其在内部使压缩空气和燃料混合而进行燃烧；尾筒，其供所述内筒的前端部具有间隙地插入；弹簧夹片，其对所述内筒与所述尾筒之间进行闭塞；节流部，其设置于所述间隙中的在所述内筒的前端侧向所述尾筒开ロ的开ロ部，且与所述内筒的基端侧相比，使所述开ロ部的开ロ面积变窄；以及冷却机构，其对所述节流部进行冷却。
[0014]根据这样的结构，从外部通过弹簧夹片而向内筒与尾筒的间隙流入的泄漏空气在穿过利用节流部使开ロ面积变窄的区域时，其流速増大而从开ロ部向尾筒流入。因此，在内筒与尾筒的连接部产生的燃烧气体被泄漏空气的流动阻碍，从而向间隙的流入量降低。由此，能够抑制在间隙中设置的弹簧夹片暴露于燃烧气体中而发生烧损的情況。
[0015]另外，本发明的燃烧器还可以构成为，所述节流部在所述尾筒的内表面朝向所述内筒侧关出而设直。
[0016]根据这样的结构，能够在不与弹簧夹片干涉的情况下在内筒与尾筒的间隙中配置节流部。
[0017]另外，本发明的燃烧器还可以构成为，所述节流部在所述内筒的外表面向所述尾筒侧关出而设直。
[0018]根据这样的结构，与在尾筒的内表面设置节流部的情况相比，能够通过简单的エ序制作节流部。
[0019]另外，本发明的燃烧器还可以构成为，所述冷却机构通过向所述节流部喷射冷却用流体来对所述节流部进行冷却。
[0020]根据这样的结构，能够通过所谓的冲击冷却效率良好地冷却节流部。
[0021 ] 另外，本发明的燃烧器还可以构成为，所述冷却机构具有朝向所述开ロ部喷射冷却用流体的喷射部、将喷射的冷却用流体朝向所述节流部引导的引导部。
[0022]根据这样的结构，通过简单的结构，能够将从喷射部喷射的冷却用流体相对于节流部可靠地吹出。
[0023]另外，本发明的燃烧器还可以构成为，所述冷却机构通过使冷却用流体在所述节流部的内部流动来对所述节流部进行冷却。
[0024]根据这样的结构，能够通过所谓的对流冷却来效率良好地冷却节流部。
[0025]另外，本发明的燃烧器还可以构成为，在所述节流部的内部流动的冷却用流体从所述节流部朝向所述开ロ部流出。
[0026]根据这样的结构，从节流部流出的冷却用流体与泄漏空气合流而从开ロ部向尾筒流入。由此，燃烧气体的向间隙的流入被进ー步阻碍，因此能够更可靠地抑制弹簧夹片的烧损。
[0027]另外，本发明的燃烧器还可以构成为，所述冷却机构通过使冷却用流体沿着所述节流部的表面流动来对所述节流部进行冷却。
[0028]根据这样的结构，能够通过所谓的膜冷却来效率良好地冷却节流部。
[0029]另外，本发明的燃烧器还可以构成为，所述冷却机构使冷却用流体沿着所述节流部中的内筒前端侧的表面流动。
[0030]根据这样的结构，冷却用流体容易在节流部的表面形成薄膜，因此能够效率良好地冷却节流部。
[0031]另外，本发明的燃烧器还可以构成为，所述冷却机构使冷却用流体沿着所述节流部中的内筒基端侧的表面流动。
[0032]根据这样的结构，从节流部的表面离开的冷却用流体与泄漏空气合流而从开ロ部向尾筒流入。由此，燃烧气体的向间隙的流入被进ー步阻碍，因此能够更可靠地抑制弹簧夹片的烧损。
[0033]另外，本发明的燃气涡轮可以具备上述任ー项的燃烧器。
[0034]根据这样的结构，能够使构成燃烧器的内筒与尾筒的连接更可靠，由此能够实现燃气涡轮的可靠性的提高及高效率化。
[0035]【发明效果】
[0036]根据本发明的燃烧器，能够可靠地防止在内筒与尾筒的间隙中设置的弹簧夹片暴露于向所述间隙流入的高温的燃烧气体中而发生烧损的情況。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是具有本发明的第一实施方式的燃烧器的燃气涡轮的整体结构图。
[0038]图2是表示第一实施方式的燃烧器的周边的简要剖视图。
[0039]图3是表示关于第一实施方式的燃烧器的内筒与尾筒的连接部的简要剖视图。
[0040]图4是表示关于第二实施方式的燃烧器的内筒与尾筒的连接部的简要剖视图。
[0041]图5是表示关于第三实施方式的燃烧器的内筒与尾筒的连接部的简要剖视图。
[0042]图6是表示第三实施方式的燃烧器的第一变形例的简要剖视图。
[0043]图7是表示第三实施方式的燃烧器的第二变形例的简要剖视图。
[0044]图8是表示关于第四实施方式的燃烧器的内筒与尾筒的连接部的简要剖视图。
[0045]图9是表示关于第五实施方式的燃烧器的内筒与尾筒的连接部的简要剖视图。
[0046]图10是表示关于第六实施方式的燃烧器的内筒与尾筒的连接部的简要剖视图。
[0047]图11是表示关于第七实施方式的燃烧器的内筒与尾筒的连接部的简要剖视图。
[0048]图12是表示关于第八实施方式的燃烧器的内筒与尾筒的连接部的简要剖视图。
[0049]图13是表示关于第九实施方式的燃烧器的内筒与尾筒的连接部的简要剖视图。
【具体实施方式】
[0050][第一实施方式]
[0051]以下，參照附图，对本发明的实施方式进行说明。首先，对本发明的第一实施方式的燃烧器的结构进行说明。图1是具有本实施方式的燃烧器10的燃气涡轮I的整体结构图。
[0052]如图1所示，燃气涡轮I具备:沿着流体的流通方向F而设置在最上游侧的压缩机
2;在该压缩机2的下游侧沿着涡轮转子3的周向而设有多个的燃烧器10 ;在该燃烧器10的下游侧设置的涡轮4。
[0053]在这样构成的燃气涡轮I中，首先，压缩机2从空气取入口 5取入外部的空气，并对该空气进行压缩，由此生成压缩空气。然后，燃烧器10向压缩空气喷射燃料而使其燃烧，由此生成高温且高压的燃烧气体。之后，通过该燃烧气体来驱动涡轮4旋转，并将构成涡轮4的涡轮转子3的驱动カ向未图示的发电机等传递。
[0054]图2是表示第一实施方式的燃烧器10的周边的简要剖视图。燃烧器10具备内筒14、燃料喷嘴15、尾筒17、旁通管18。
[0055]内筒14收容在机室11的内部，基端部固定于壳体12,且前端部与尾筒17连接。[0056]燃料喷嘴15向内筒14的基端部突出而设置。
[0057]尾筒17收容在机室11的内部，以基端部与涡轮侧气体流路16连接且前端部与内筒14连接的状态由支承构件13进行支承。
[0058]旁通管18的一端与尾筒17连接。
[0059]在这样构成的燃烧器10中，如图2所示，从压缩机2 (如图1所示)向机室11的内部流入的压缩空气A被从内筒14的基端部向内筒14的内部导入。这样，燃料喷嘴15向该压缩空气A喷射燃料而进行点火，由此生成燃烧气体N。然后，该燃烧气体N从内筒14通过尾筒17而向涡轮侧气体流路16流入，向涡轮4(如图1所示)供给。
[0060]在此，图3是表示内筒14与尾筒17的连接部的简要剖视图。内筒14与尾筒17的连接结构SI具备尾筒17、插入到该尾筒17中的内筒14、在内筒14上设置的弹簧夹片19、在尾筒17上设置的逆流防止単元20。
[0061]如图3所示，尾筒17为中空的管状构件。另ー方面，内筒14同样为中空的管状构件，其外径形成为比尾筒17的内径小少许。在该内筒14的外周面14g以中央部从外周面14g浮起少许的方式固定有能够弹性变形的板状的弹性卡环BK (Baggy Clip)。
[0062]弹簧夹片19起到将内筒14相对于尾筒17连接成不能脱落的作用。该弹簧夹片
19为能够弹性变形的板簧构件，如图3所示，其一端部固定于内筒14的外周面14g，且其另一端部成为从内筒14的外周面14g浮起少许而由弾性卡环BK从下方支承的状态。这样构成的弹簧夹片19在内筒14的外周面14g的整周设置。并且，在内筒14插入到尾筒17的状态下，通过在内筒14与尾筒17之间被压扁的弹性卡环BK要复原成原来的形状的力，将弹簧夹片19压紧于尾筒17的内周面。由此，来防止内筒14从尾筒17脱落的情況。并且，在内筒14的前端部，在弹簧夹片19与尾筒17之间形成有规定宽度的间隙C。
[0063]逆流防止单元20防止从内筒14向尾筒17流入的燃烧气体N在间隙C中逆流的情況。如图3所示，该逆流防止単元20具有:在尾筒17的内周面17n设置的节流部21 ;与该节流部21接近设置的冷却机构22。
[0064]节流部21起到增大图3所示的泄漏空气M、即从机室11越过弹簧夹片19而向间隙C流入的空气的流速的作用。如图3所示，该节流部21为具有截面大致矩形形状的圆环状的构件，其外径形成为与尾筒17的内径大致相等的大小，并且其内径形成得比内筒14的外径大少许。如图3所示，这样构成的节流部21以其外周面与尾筒17的内周面17n中的内筒14的前端部附近抵接的状态进行固定。由此，间隙C的向尾筒17开ロ的开ロ部Ck的开ロ面积与间隙C的内筒14基端侧的截面积相比吋，变窄节流部21的截面积量。
[0065]冷却机构22起到冷却节流部21的作用。如图3所示，该冷却机构22将尾筒17中的比节流部21靠前端侧的位置沿径向贯通而形成。该冷却机构22具有:向尾筒17的内周面17n侧开ロ而设有喷射孔23(喷射部)的冷却气体流路24 ;经由配管25与冷却气体流路24连接的冷却气体供给部26 ;与喷射孔23接近而设置在尾筒17的内周面17n上的引导部27。需要说明的是，虽然在图3中未示出详细结构，但冷却气体流路24在尾筒17的周向上以规定间隔形成有多个。
[0066]在此，引导部27将从喷射孔23喷射的冷却气体的喷射方向向节流部21侧变更。如图3所示，该引导部27具备:用于向尾筒17的内周面17n安装的安装片27a ;用于变更从喷射孔23喷射的冷却气体的方向的方向变更片27b。这样构成的引导部27以使其方向变更片27b与尾筒17的内周面17n大致平行的方式将其安装片27a固定到尾筒17的内周面17n中的比喷射孔23靠尾筒前端侧的位置上。并且，在该状态下，方向变更片27b的前端部延伸到节流部21的根部附近。
[0067]接着，对第一实施方式的燃烧器10的作用效果进行说明。根据本实施方式的燃烧器10，如图3所示，在燃烧气体N从小径的内筒14向大径的尾筒17流入时，因流路宽度变宽而在燃烧气体N中产生涡流Nu。并且，该涡流Nu要向在尾筒17与内筒14之间形成的间隙C流入。但是，通过在该间隙C的向尾筒17开ロ的开ロ部Ck上从尾筒17的内周面17n突出而设置节流部21，由此使间隙C的开ロ面积变窄。因此，从机室11向间隙C流入并朝向开ロ部Ck流动的泄漏空气M在间隙C的开ロ面积变窄的位置处，其流速增加。其结果是，在尾筒17与内筒14的连接部分产生的燃烧气体N的涡流Nu被流速增加的泄漏空气M阻碍，由此向间隙C流入的量降低。并且，通过节流部21使间隙C的开ロ面积变窄，从而也使涡流Nu变得难以向间隙C流入。由此，能够抑制在间隙C中设置的弹簧夹片19暴露于高温的燃烧气体N中而发生烧损的情况。
[0068]另外，当燃气涡轮I开始运转时，伴随于此，从冷却气体供给部26对冷却气体流路24开始进行低温且压缩状态的冷却气体R的供给。该冷却气体R通过冷却气体流路24而从喷射孔23向径向喷射。然后，该冷却气体R与和喷射孔23对置设置的引导部27碰撞，使其喷射方向变更大致90°，从而沿着尾筒17的轴向从尾筒前端侧朝向尾筒基端侧喷射，并向节流部21吹出。由此，节流部21被进行所谓的冲击冷却，从而来抑制其自身的烧损。
[0069]需要说明的是，节流部21的截面形状没有限定为本实施方式，能够适当进行设计变更。另外，在本实施方式中，将节流部21形成为圆环状，并在内筒14与尾筒17的间隙C的周向整周上设置节流部21，但也可以仅在间隙C的沿着周向的一部上设置节流部21。例如，在尾筒17的轴线相对于内筒14的轴线倾斜的情况下，内筒14与尾筒17的间隙C因朝向周向的位置的不同而其宽度不同，且间隙C处的压力分布也因朝向周向的位置的不同而不同，因此弹簧夹片19的烧损程度也不同。因而，可以考虑燃烧器10的形状等而仅在弹簧夹片19特别容易烧损的区域设置节流部21。
[0070]另外，在本实施方式中，在尾筒17的内周面17n上向内筒14侧突出而设置节流部21，但也可以与此相反，在内筒14的外周面14g上向尾筒17侧突出而设置节流部21。这种情况下，可以与节流部21对应而使冷却机构22的设置位置为内筒14侧，或者也可以将冷却机构22设置在尾筒17上井越过间隙C而朝向在内筒14上设置的节流部21喷射冷却气体R。
[0071]另外，构成冷却机构22的引导部27的形状、大小或设置位置能够根据节流部21的大小或设置位置等而适当进行设计变更。并且，在本实施方式中，将构成冷却机构22的冷却气体供给部26如图3所示那样另行设置在尾筒17的外部，但冷却气体供给部26没有限定为本实施方式。例如，可以将图2所示的机室11作为冷却气体供给部26使用，将从机室11取入的冷却气体R向冷却气体流路24供给。这种情况下，不需要配管25。另外，在尾筒17上设有用于冷却自身的尾筒冷却流路(未图示)的情况下，也可以使用该尾筒冷却流路作为冷却气体供给部26，将从尾筒冷却流路取入的冷却气体R向喷射孔23供给。这种情况下，也不需要配管25。需要说明的是，上述的变形例对于后述的各实施方式也能够适用。
[0072][第二实施方式][0073]接着，对本发明的第二实施方式的燃烧器30的结构进行说明。第二实施方式的燃烧器30与第一实施方式的燃烧器10相比时，仅内筒14与尾筒17的连接结构S2不同。除此以外的结构与第一实施方式相同，因此使用相同的符号，在此省略说明。
[0074]图4是表示关于第二实施方式的燃烧器30的内筒14与尾筒17的连接部的简要剖视图。本实施方式中的内筒14与尾筒17的连接结构S2和图3所示的第一实施方式中的连接结构SI相比时，仅冷却机构31的结构不同。除此以外的结构以及基于该结构产生的作用效果与第一实施方式相同，因此在图4中标注与图3相同的符号，在此省略说明。
[0075]如图4所示，冷却机构31具有:将尾筒17中的比节流部21靠前端侧的位置倾斜贯通而形成，且向尾筒17的内周面17n侧开ロ而设有喷射孔32 (喷射部)的冷却气体流路33 ;经由配管34与冷却气体流路33连接的冷却气体供给部35。需要说明的是，虽然在图4中未详细示出，但冷却气体流路33在尾筒17的周向上以规定间隔形成有多个。
[0076]接着，对第二实施方式的燃烧器30的作用效果进行说明。在第二实施方式的燃烧器30中，也与第一实施方式的燃烧器10同样，由节流部21加速后的泄漏空气M阻碍燃烧气体N的向间隙C的流入，由此来抑制弹簧夹片19的烧损。
[0077]另外，当燃气涡轮I开始运转时，伴随于此，从冷却气体供给部35对冷却气体流路33开始进行低温且压缩状态的冷却气体R的供给。该冷却气体R通过冷却气体流路33而从喷射孔32喷射。在此，由于冷却气体流路33如上述那样将尾筒17倾斜贯通而形成，因此冷却气体R向相对于尾筒17的径向倾斜了规定角度的方向喷射，并向节流部21吹出。
[0078]由此，节流部21被进行所谓的冲击冷却，从而可抑制其自身的烧损。这样，根据本实施方式，由于通过使冷却气体流路33倾斜来使冷却气体R的喷射方向朝向节流部21侦牝因此不需要如第一实施方式那样设置用于使冷却气体R的喷射方向朝向节流部21侧的引导部27，因而具有能够实现结构的简化这样的优点。
[0079][第三实施方式]
[0080]接着，对本发明的第三实施方式的燃烧器40的结构进行说明。第三实施方式的燃烧器40与第一实施方式的燃烧器10相比吋，也仅内筒14与尾筒17的连接结构S3不同。除此以外的结构与第一实施方式相同，因此使用相同的符号，在此省略说明。
[0081]图5是表示关于第三实施方式的燃烧器40的内筒14与尾筒17的连接部的简要剖视图。本实施方式中的内筒14与尾筒17的连接结构S3和图3所示的第一实施方式中的连接结构SI相比时，也仅冷却机构41的结构不同。除此以外的结构以及基于该结构产生的作用效果与第一实施方式相同，因此在图5中标注与图3相同的符号，在此省略说明。
[0082]如图5所示，冷却机构41具有:将节流部21沿径向贯通而形成的第一冷却气体流路42 ;将尾筒17沿径向贯通而形成且与第一冷却气体流路42连通的第二冷却气体流路43 ;经由配管44与第二冷却气体流路43连接的冷却气体供给部45。需要说明的是，虽然在图5中未示出详细情况，但第二冷却气体流路43在尾筒17的周向上以规定间隔形成有多个，并且与其对应而第一冷却气体流路42也在节流部21的周向上以规定间隔形成有多个。
[0083]接着，对第三实施方式的燃烧器40的作用效果进行说明。在第三实施方式的燃烧器40中，也与第一实施方式的燃烧器10同样，由节流部21加速后的泄漏空气M阻碍燃烧气体N的向间隙C的流入，由此来抑制弹簧夹片19的烧损。[0084]另外，当燃气涡轮I开始运转时，从冷却气体供给部45经由配管44而开始对第二冷却气体流路43的冷却气体R的供给。该冷却气体R从第二冷却气体流路43向第一冷却气体流路42流入。由此，冷却气体R在节流部21的内部流动，从而节流部21被进行所谓的对流冷却，由此来抑制自身的烧损。然后，冷却气体R从节流部21的前端向外部排出而向下方流动，从而在节流部21与内筒14之间形成所谓的气帘。由此，通过该气帘进一歩阻碍燃烧气体N的向间隙C的流入。
[0085]在此，图6是表示第三实施方式的燃烧器40的第一变形例40A的简要剖视图。在该第一变形例40A中，节流部21相对于尾筒17的径向倾斜设置，其前端部朝向尾筒17的基端侧。而且，与该节流部21的突出方向对应，贯通节流部21的第一冷却气体流路42也相对于尾筒17的径向倾斜形成，并且贯通尾筒17的第二冷却气体流路43也相对于尾筒17的径向倾斜形成。
[0086]根据这样的第一变形例40A的结构，通过第一冷却气体流路42而从节流部21的前端向外部排出的冷却气体R的排出方向为相对于尾筒17的径向倾斜的方向，且具有与要向间隙C流入的燃烧气体N的流动方向相反方向的速度分量。因此，冷却气体R除了通过形成气帘来阻碍燃烧气体N的向间隙C的流入之外，还通过将燃烧气体N的流动相抵来进一步阻碍燃烧气体N向该间隙C的流入。
[0087]需要说明的是，在第一变形例40A中，使节流部21相对于尾筒17的径向倾斜设置，但没有限定于此，也可以将节流部21以与尾筒17的径向平行地延伸的方式设置，而仅使第一冷却气体流路42及第ニ冷却气体流路43相对于尾筒17的径向倾斜形成。
[0088]另外，图7是表示第三实施方式的燃烧器40的第二变形例40B的简要剖视图。在该第二变形例40B中，节流部21以与尾筒17的径向平行地延伸的方式设置，且第一冷却气体流路42形成为截面L字形状而向节流部21的尾筒基端侧的端面开ロ。
[0089]根据这样的第二变形例40B的结构，通过第一冷却气体流路42而从节流部21向外部排出的冷却气体R朝向要向间隙C流入的燃烧气体N的流动方向的相反方向排出。因此，通过该冷却气体R的流动，来阻碍燃烧气体N的向间隙C的流入。
[0090][第四实施方式]
[0091]接着，对本发明的第四实施方式的燃烧器50的结构进行说明。第三实施方式的燃烧器50与第一实施方式的燃烧器10相比吋，也仅内筒14与尾筒17的连接结构S4不同。除此以外的结构与第一实施方式相同，因此使用相同的符号，在此省略说明。
[0092]图8是表示关于第四实施方式的燃烧器50的内筒14与尾筒17的连接部的简要剖视图。本实施方式中的内筒14与尾筒17的连接结构S4和图5所示的第三实施方式中的连接结构S3相比时，节流部51及冷却机构52的结构不同。除此以外的结构与第三实施方式相同，因此在图8中标注与图5相同的符号，在此省略说明。
[0093]如图8所示，节流部51作为尾筒17的一部分而形成。更详细地进行说明时，在尾筒17中的内筒14的前端部附近使尾筒17的内径在尾筒基端侧比尾筒前端侧缩径，由此设置台阶状的节流部51。并且，在该节流部51中，间隙C的开ロ部Ck处的开ロ面积与间隙C的内筒14基端侧的截面积相比，变窄尾筒17的内径减小的量。
[0094]如图8所示，冷却机构52具有:将尾筒17的节流部51沿径向贯通而形成的冷却气体流路53 ;经由配管54与冷却气体流路53连接的冷却气体供给部55。需要说明的是，虽然在图8中未详细示出，但冷却气体流路53在尾筒17的周向上以规定间隔形成有多个。
[0095]接着，对第四实施方式的燃烧器50的作用效果进行说明。在第四实施方式的燃烧器50中，也与第一实施方式的燃烧器10同样，由节流部51加速后的泄漏空气M阻碍燃烧气体N的向间隙C的流入，由此来抑制弹簧夹片19的烧损。
[0096]根据这样构成的第四实施方式的燃烧器50，除了第三实施方式的燃烧器40起到的作用效果之外，通过将节流部51作为尾筒17的一部分而构成，由此与将节流部21和尾筒17作为不同构件而构成的第三实施方式相比时，具有能够实现部件件数的削减带来的成本降低及管理的容易化这样的优点。
[0097][第五实施方式]
[0098]接着，对本发明的第五实施方式的燃烧器60的结构进行说明。第五实施方式的燃烧器60与第一实施方式的燃烧器10相比吋，也仅内筒14与尾筒17的连接结构S5不同。除此以外的结构与第一实施方式相同，因此使用相同的符号，在此省略说明。
[0099]图9是表示关于第五实施方式的燃烧器60的内筒14与尾筒17的连接部的简要剖视图。本实施方式中的内筒14与尾筒17的连接结构S5和与图3所示的第一实施方式中的连接结构SI相比时，节流部61及冷却机构62的结构不同。除此以外的结构与第一实施方式相同，因此在图9中标注与图3相同的符号，在此省略说明。
[0100]如图9所示，节流部61为筒状的构件，其沿着轴线方向从一端侧朝向另一端侧形成为直径逐渐变化的锥状。该节流部61的轴线方向一端侧即大径部611的外径形成为与尾筒17的内径大致相等，并且轴线方向另一端侧即小径部612的外径形成为比内筒14的外径大少许。这样构成的节流部61的大径部611固定于尾筒17的内周面17n中的内筒14的前端附近，且其小径部612成为自由端，由此节流部61成为被悬臂支承的状态。并且，此时，通过将节流部61形成为锥状，由此内筒14与尾筒17的间隙C在该小径部612的位置比大径部611的位置间隙宽度小。由此，间隙C的向尾筒17开ロ的开ロ部Ck的开ロ面积与间隙C的内筒基端侧的截面积相比变窄。
[0101]如图9所示，冷却机构62具有:将尾筒17中的比节流部61的固定位置靠基端侧的位置、換言之将内筒前端侧的位置贯通而形成的冷却气体流路63;经由配管64与冷却气体流路63连接的冷却气体供给部65。需要说明的是，虽然在图9中未详细示出，但冷却气体流路63在尾筒17的周向上以规定间隔形成有多个。
[0102]接着，对第五实施方式的燃烧器60的作用效果进行说明。本实施方式的燃烧器60也与第一实施方式的燃烧器10同样，间隙C的开ロ部Ck的开ロ面积与间隙C的内筒基端侧的截面积相比变窄。因此，从外部越过弹簧夹片19而向间隙C流入的泄漏空气M在该间隙C的开ロ面积变窄的位置处其流速増加。其结果是，要向间隙C流入的燃烧气体N的涡流Nu被向反方向的流速増加的泄漏空气M的流动阻碍，从而向间隙C流入的量降低。由此，能够抑制在间隙C中设置的弹簧夹片19暴露于燃烧气体N中而发生烧损的情況。
[0103]另外，当燃气涡轮I开始运转时，从冷却气体供给部65经由配管64开始对冷却气体流路63的冷却气体R的供给。该冷却气体R通过冷却气体流路63而被从冷却气体流路63的一端开ロ排出后，沿着节流部61的表面61a流动。由此，节流部61在其表面61a形成冷却气体R的薄膜而被进行所谓的膜冷却，从而来抑制其自身的烧损。
[0104][第六实施方式][0105]接着，对本发明的第六实施方式的燃烧器70的结构进行说明。第六实施方式的燃烧器70与第一实施方式的燃烧器10相比时，仅内筒14与尾筒17的连接结构S6不同。除此以外的结构与第一实施方式相同，因此使用相同的符号，在此省略说明。
[0106]图10是表示关于第六实施方式的燃烧器70的内筒14与尾筒17的连接部的简要剖视图。本实施方式中的内筒14与尾筒17的连接结构S6和图9所示的第五实施方式中的连接结构S5相比时，仅冷却机构71的结构不同。除此以外的结构以及基于该结构产生的作用效果与第五实施方式相同，因此在图10中标注与图9相同的符号，在此省略说明。
[0107]如图10所示，冷却机构71具有:将尾筒17中的比节流部61的固定位置靠前端侧的位置、換言之将内筒基端侧的位置贯通而形成的冷却气体流路72 ;经由配管73与冷却气体流路72连接的冷却气体供给部74。需要说明的是，虽然在图10中未详细示出，但冷却气体流路72在尾筒17的周向上以规定间隔形成有多个。
[0108]接着，对第六实施方式的燃烧器70的作用效果进行说明。在第六实施方式的燃烧器70中，也与第五实施方式的燃烧器60同样，由节流部61加速后的泄漏空气M阻碍燃烧气体N的向间隙C的流入，由此来抑制弹簧夹片19的烧损。
[0109]另外，当燃气涡轮I开始运转时，从冷却气体供给部74经由配管73开始对冷却气体流路72的冷却气体R的供给。该冷却气体R通过冷却气体流路72而从冷却气体流路72的一端开ロ排出后，沿着节流部61的表面61b流动。由此,节流部61在其表面61b形成冷却气体R的薄膜而被进行所谓的膜冷却，从而来抑制其自体的烧损。并且，该冷却气体R从节流部61的表面61b离开后与泄漏空气M合流而从间隙C的开ロ部Ck向尾筒17的内部流入，因此能够更可靠地防止燃烧气体N的向间隙C的流入。
[0110][第七实施方式]
[0111]接着，对本发明的第七实施方式的燃烧器80的结构进行说明。第七实施方式的燃烧器80与第一实施方式的燃烧器10相比时，仅内筒14与尾筒17的连接结构S7不同。除此以外的结构与第一实施方式相同，因此使用相同的符号，在此省略说明。
[0112]图11是表示关于第七实施方式的燃烧器80的内筒14与尾筒17的连接部的简要剖视图。本实施方式中的内筒14与尾筒17的连接结构S7和图3所示的第一实施方式中的连接结构SI相比时,节流部81及冷却机构82的结构不同。除此以外的结构与第一实施方式相同，因此在图11中标注与图3相同的符号，在此省略说明。
[0113]如图11所示，节流部81为筒状的构件，其沿着轴线方向从一端侧朝向另一端侧形成为直径逐渐变化的锥状。该节流部81的轴线方向一端侧即小径部811的外径形成为与内筒14的外径大致相等，并且轴线方向另一端侧即大径部812的外径形成得比尾筒17的内径小少许。这样构成的节流部81的小径部811固定在内筒14的前端，且其大径部812成为自由端，由此该节流部81成为被悬臂支承的状态。并且，此时，通过将节流部81形成为锥状，由此内筒14与尾筒17的间隙C在该大径部812的位置比小径部811的位置间隙宽度小。由此，间隙C的尾筒17的开ロ部Ck的开ロ面积与间隙C的内筒基端侧的截面积相比变窄。
[0114]冷却机构82具有:将节流部81沿母线方向贯通而形成的冷却气体流路83 ;将内筒14沿轴线方向贯通而形成且与冷却气体流路83连通的冷却气体供给部84。需要说明的是，虽然在图11中未示出详细结构，但内筒14冷却流路及冷却气体流路83在内筒14的周向上以规定间隔形成有多个。
[0115]接着，对第七实施方式的燃烧器80的作用效果进行说明。在第七实施方式的燃烧器80中，也与第一实施方式的燃烧器10同样，由节流部81加速后的泄漏空气M阻碍燃烧气体N的向间隙C的流入，由此来抑制弹簧夹片19的烧损。
[0116]另外，当燃气涡轮I开始运转时，从冷却气体供给部84开始对冷却气体流路83的冷却气体R的供给。由此，节流部81通过冷却气体R在其内部流动而被进行对流冷却，从而来抑制其自身的烧损。之后，该冷却气体R被从节流部81的前端向外部排出，从而在节流部81与尾筒17之间形成气帘。由此，通过该气帘进ー步阻碍燃烧气体N的向间隙C的流入。
[0117][第八实施方式]
[0118]接着，对本发明的第八实施方式的燃烧器90的结构进行说明。第八实施方式的燃烧器90与第一实施方式的燃烧器10相比时，仅内筒14与尾筒17的连接结构S8不同。除此以外的结构与第一实施方式相同，因此使用相同的符号，在此省略说明。
[0119]图12是表示关于第八实施方式的燃烧器90的内筒14与尾筒17的连接部的简要剖视图。本实施方式中的内筒14与尾筒17的连接结构S8和图3所示的第一实施方式中的连接结构SI相比时，用于防止燃烧气体N的逆流的逆流防止単元91的结构不同。除此以外的结构以及基于该结构产生的作用效果与第一实施方式相同，因此使用相同的符号，在此省略说明。
[0120]如图12所示，逆流防止単元91具有:将尾筒17沿径向贯通而形成，且向尾筒17的内周面17n开ロ而设有喷射孔92的冷却气体流路93 ;经由配管94与冷却气体流路93连接的冷却气体供给部95。需要说明的是，虽然在图12中未示出详细结构，但冷却气体流路93在尾筒17的周向上以规定间隔形成有多个。
[0121]接着，对第八实施方式的燃烧器90的作用效果进行说明。在本实施方式的燃烧器90中，当燃气涡轮I开始运转时，伴随于此，从冷却气体供给部95对冷却气体流路93开始进行低温且压缩状态的冷却气体R的供给。该冷却气体R通过冷却气体流路93而从喷射孔92沿径向喷射，从而在尾筒17与内筒14之间形成气帘。由此，燃烧气体N的向间隙C的流入由该气帘阻碍。
[0122][第九实施方式]
[0123]接着，对本发明的第九实施方式的燃烧器100的结构进行说明。第九实施方式的燃烧器100与第一实施方式的燃烧器10相比时，仅内筒14与尾筒17的连接结构S9不同。除此以外的结构与第一实施方式相同，因此使用相同的符号，在此省略说明。
[0124]图13是表示关于第九实施方式的燃烧器100的内筒14与尾筒17的连接部的简要剖视图。本实施方式中的内筒14与尾筒17的连接结构S9和图12所示的第八实施方式中的连接结构S8相比时，仅冷却气体流路101的结构不同。除此以外的结构以及基于该结构产生的作用效果与第八实施方式相同，因此在图13中标注与图12相同的符号，在此省略说明。
[0125]如图13所示，冷却气体流路101在设有将尾筒17贯通而形成且向尾筒17的内周面17n开ロ的喷射孔102这一点上与第八实施方式的冷却气体流路93相同，但将尾筒17贯通的方向与第八实施方式不同。即，本实施方式的冷却气体流路101以向相对于径向形成规定角度而倾斜的方向延伸的方式将尾筒17贯通。
[0126]接着，对第九实施方式的燃烧器100的作用效果进行说明。在本实施方式的燃烧器100中，从喷射孔102喷射的冷却气体R的喷射方向为相对于尾筒17的径向倾斜的方向，且具有与要向间隙C流入的燃烧气体N的流动方向相反方向的速度分量。因此，与第八实施方式同样，冷却气体R在尾筒17与内筒14之间形成气帘，来阻碍燃烧气体N的向间隙C的流入之外，并且将燃烧气体N的流动相抵，从而进一步阻碍燃烧气体N向该间隙C的流入。
[0127]需要说明的是,上述的实施方式中示出的各构成构件的诸多形状、组合或者动作顺序为一例，在不脱离本发明的主g的范围内，根据设计要求等能够进行各种变更。
[0128]【エ业实用性】
[0129]根据本发明的燃烧器，能够可靠地防止在内筒与尾筒的间隙中设置的弹簧夹片暴露于向所述间隙流入的高温的燃烧气体中而发生烧损的情況。
[0130]【符号说明】
[0131]I燃气涡轮
[0132]2压缩机
[0133]3涡轮转子
[0134]4 涡轮
[0135]5空气取入口
[0136]10燃烧器
[0137]11 机室
[0138]12 壳体
[0139]13支承构件
[0140]14 内筒
[0141]15燃料喷嘴
[0142]16涡轮侧气体流路
[0143]17 尾筒
[0144]18旁通管
[0145]19弹簧夹片
[0146]20逆流防止单元
[0147]21节流部
[0148]22冷却机构
[0149]23喷射孔
[0150]24冷却气体流路
[0151]25 配管
[0152]26冷却气体供给部
[0153]27引导部
[0154]30燃烧器
[0155]31冷却机构
[0156]32喷射孔[0157]33冷却气体流路
[0158]34 配管
[0159]35冷却气体供给部
[0160]40燃烧器
[0161]41冷却机构
[0162]42第一冷却气体流路
[0163]43第二冷却气体流路
[0164]44 配管
[0165]45冷却气体供给部
[0166]50燃烧器
[0167]51节流部
[0168]52冷却机构
[0169]53冷却气体流路
[0170]54 配管
[0171]55冷却气体供给部
[0172]60燃烧器
[0173]61节流部
[0174]62冷却机构
[0175]63冷却气体流路
[0176]64 配管
[0177]65冷却气体供给部
[0178]70燃烧器
[0179]71冷却机构
[0180]72冷却气体流路
[0181]73 配管
[0182]74冷却气体供给部
[0183]80燃烧器
[0184]81节流部
[0185]82冷却机构
[0186]83冷却气体流路
[0187]84冷却气体供给部
[0188]90燃烧器
[0189]91逆流防止单元
[0190]92喷射孔
[0191]93冷却气体流路
[0192]94 配管
[0193]95冷却气体供给部
[0194]100燃烧器
[0195]101冷却气体流路[0196]102喷射孔
[0197]14g外周面(内筒)
[0198]17n内周面(尾筒)
[0199]27a安装片(引导部)
[0200]27b方向变更片(弓丨导部)
[0201]40A第一变形例
[0202]40B第二变形例
[0203]611大径部
[0204]612小径部
[0205]61a表面(节流部)
[0206]6 Ib表面(节流部)
[0207]811小径部
[0208]812大径部
[0209]A压缩空气
[0210]BK弹性卡环
[0211]C 间隙
[0212]Ck 开ロ部
[0213]F流通方向
[0214]M泄漏空气
[0215]N燃烧气体
[0216]Nu涡流(燃烧气体)
[0217]R冷却气体
[0218]SI连接结构
[0219]S2连接结构
[0220]S2连接结构
[0221]S3连接结构
[0222]S4连接结构
[0223]S5连接结构
[0224]S6连接结构
[0225]S7连接结构
[0226]S8连接结构
[0227]S9连接结构
【权利要求】
1.一种燃烧器，其具备: 内筒，其在内部使压缩空气与燃料混合而进行燃烧； 尾筒，其供所述内筒的前端部具有间隙地插入； 弹簧夹片，其对所述内筒与所述尾筒之间进行闭塞； 节流部，其设置于所述间隙中的在所述内筒的前端侧向所述尾筒开ロ的开ロ部，且与所述内筒的基端侧相比，使所述开ロ部的开ロ面积变窄；以及冷却机构，其对所述节流部进行冷却。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其中， 所述节流部在所述尾筒的内表面朝向所述内筒侧突出而设置。
3.根据权利要求1所述的燃烧器，其中， 所述节流部在所述内筒的外表面朝向所述尾筒侧突出而设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其中， 所述冷却机构通过向所述节流部喷射冷却用流体来对所述节流部进行冷却。
5.根据权利要求4所述的燃烧器，其中， 所述冷却机构具有朝向所述开ロ部喷射冷却用流体的喷射部、将喷射的冷却用流体朝向所述节流部引导的引导部。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其中， 所述冷却机构通过使冷却用流体在所述节流部的内部流动来对所述节流部进行冷却。
7.根据权利要求6所述的燃烧器，其中， 在所述节流部的内部流动的冷却用流体从所述节流部朝向所述开ロ部流出。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其中， 所述冷却机构通过使冷却用流体沿着所述节流部的表面流动来对所述节流部进行冷却。
9.根据权利要求8所述的燃烧器，其中， 所述冷却机构使冷却用流体沿着所述节流部中的内筒前端侧的表面流动。
10.根据权利要求8所述的燃烧器，其中， 所述冷却机构使冷却用流体沿着所述节流部中的内筒基端侧的表面流动。
11.ー种燃气涡轮，其具备权利要求1至10中任一项所述的燃烧器。
【文档编号】F02C7/18GK103443421SQ201280013778
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2012年3月14日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】泷口智志, 齐藤圭司郎, 松本照弘, 佐藤贤治, 玉井秀信, 万代重实 申请人:三菱重工业株式会社