燃气轮机燃烧器制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种能够通过抑制在燃气轮机燃烧器的尾筒空气流套上产生变形及开裂而提高尾筒空气流套的可靠性，并且实现了尾筒的冷却性能的提高的燃气轮机燃烧器。该燃气轮机燃烧器具有：喷出燃料和空气的混合气的燃料喷嘴；使燃料和空气的混合气在燃烧室中进行燃烧反应的圆筒状的衬里；成为将在上述衬里内产生的燃烧气体导向涡轮机叶片的流道的尾筒；以及包围上述尾筒的外面的尾筒空气流套，在尾筒空气流套上除了成为上述尾筒空气流套的剖面方向的角部的区域以外的区域上设置多个将空气导入尾筒空气流套内部的空气导入孔。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术的目的在于提供一种能够通过抑制在燃气轮机燃烧器的尾筒空气流套上产生变形及开裂而提高尾筒空气流套的可靠性，并且实现了尾筒的冷却性能的提高的燃气轮机燃烧器。该燃气轮机燃烧器具有：喷出燃料和空气的混合气的燃料喷嘴；使燃料和空气的混合气在燃烧室中进行燃烧反应的圆筒状的衬里；成为将在上述衬里内产生的燃烧气体导向涡轮机叶片的流道的尾筒；以及包围上述尾筒的外面的尾筒空气流套，在尾筒空气流套上除了成为上述尾筒空气流套的剖面方向的角部的区域以外的区域上设置多个将空气导入尾筒空气流套内部的空气导入孔。【专利说明】燃气轮机燃烧器 本专利技术是申请号为201110296162. 0,专利技术名称为"燃气轮机燃烧器"的专利技术申请的 分案申请。
本专利技术涉及燃气轮机燃烧器，涉及实现了将在燃气轮机燃烧器的燃烧室内产生的 燃烧气体导入涡轮机叶片的尾筒的可靠性的提高及冷却特性的提高的燃气轮机燃烧器的 结构。
技术介绍
构成燃气轮机燃烧器的尾筒是将在燃气轮机燃烧器的燃烧室内由燃料和空气的 氧化反应产生的高温高压的燃烧气体导入涡轮机叶片的流道。 该燃气轮机燃烧器的尾筒是燃烧室侧的入口部为圆形的形状，涡轮机叶片侧的出 口部为扇形的形状的管道，由于1300°C以上的高温燃烧气体以高速在其内部流动，因此需 要实施某种冷却，将构成尾筒的部件的温度下降到容许温度以下。 作为冷却燃气轮机燃烧器的尾筒的方法之一，如日本特开2001-289061号公报所 公开的那样，利用覆盖筒体（尾筒空气流套）覆盖燃气轮机燃烧器的尾筒所有的面，使从设 在尾筒空气流套上的多个空气孔喷出的空气流与尾筒碰撞，从而冷却尾筒的碰撞喷流冷却 (冲击冷却）。 另外，作为冷却燃气轮机燃烧器的尾筒的另外一个方法，如日本特公平7-52014 号公报所公开的那样，有利用尾筒空气流套覆盖燃气轮机燃烧器的尾筒，尾筒的下游侧进 行冲击冷却，尾筒的上游侧进行利用对流冷却孔的对流冷却，并且使冷却空气流经尾筒空 气流套的涡轮机侧端部，从而冷却燃气轮机燃烧器的尾筒端部的方法。 现有技术文献 专利文献1 :日本特开2001-289061号公报 专利文献2 :日本特公平7-52014号公报 在上述日本特开2001-289061号公报所公开的燃气轮机燃烧器的尾筒的冷却结 构中，在包围尾筒的尾筒空气流套所有的面上设置多个空气孔。另外，在上述日本特公平 7-52014号公报所记载的燃气轮机燃烧器的尾筒的冷却结构中，在尾筒空气流套的下游部 所有的面上设有多个空气孔。 在此，以下对设有空气孔的尾筒空气流套的一般的制造方法进行说明。尾筒空气 流套通过在作为原材料的平板上打孔加工多个空气孔后进行冲压折弯成型来制造。 但是，因为尾筒空气流套出口部剖面是扇形状，因此尾筒空气流套出口部的角部 折弯为90°以上。因此，在冲压折弯加工时，存在设在尾筒空气流套角部上的空气孔被拉伸 而变形之类的问题。并且，在空气孔的变形量大的场合，也有在空气孔的周围产生开裂的可 能性。 另外，在燃气轮机运转时，由于尾筒空气流套的外侧比内侧的空气压力大，因此由 于该内外压力差，力从外侧向内侧作用在压缩尾筒空气流套的方向。此时，应力尤其集中在 尾筒空气流套的角部。因此，若在尾筒空气流套角部设置空气孔，则该尾筒空气流套角部的 周围的部件强度下降，由于运转时的应力，存在尾筒空气流套主体变形的可能性。 另外，尾筒利用从尾筒空气流套的空气孔喷射的空气进行碰撞喷流冷却（冲击冷 却），但在尾筒空气流套角部具有空气孔的场合，从角部的空气孔向尾筒喷出的冷却空气沿 尾筒角部流向两肋。该空气流被称为横流，导致减弱从与角部邻接的空气孔喷射的喷流与 尾筒碰撞的效果，导致冲击冷却性能下降。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供燃气轮机燃烧器，它实现了抑制在燃气轮机燃烧器的尾筒 空气流套上产生变形及开裂的情况而提高尾筒空气流套的可靠性，并且提高了尾筒的冷却 特性。 本专利技术的燃气轮机燃烧器具有：喷出燃料和空气的混合气的燃料喷嘴；使燃料和 空气的混合气在燃烧室中进行燃烧反应的圆筒状的衬里；成为将在上述衬里内产生的燃烧 气体导向涡轮机叶片的流道的尾筒；以及包围上述尾筒的外面的尾筒空气流套；该燃气轮 机燃烧器的特征在于，在尾筒空气流套上除了成为上述尾筒空气流套的剖面方向的角部的 区域以外的区域上设置多个将空气导入尾筒空气流套内部的空气导入孔。 另外，本专利技术的燃气轮机燃烧器具有：喷出燃料和空气的混合气的燃料喷嘴；使 燃料和空气的混合气在燃烧室中进行燃烧反应的圆筒状的衬里；成为将在上述衬里内产生 的燃烧气体导向涡轮机叶片的流道的尾筒；以及包围上述尾筒的外面的尾筒空气流套；该 燃气轮机燃烧器的特征在于，在成为上述尾筒空气流套的剖面方向的角部的区域上设置多 个第一空气导入孔，在尾筒空气流套的除了成为该尾筒空气流套的上述角部的区域以外的 区域上设置多个第二空气导入孔，使设在尾筒空气流套剖面的角部的区域上的上述第一空 气导入孔的直径形成得比设在尾筒空气流套的除了成为上述角部的区域以外的区域上的 上述第二空气导入孔的直径小。 本专利技术的效果是，根据本专利技术，能够提供实现了抑制在燃气轮机燃烧器的尾筒空 气流套上产生变形及开裂的情况而提高尾筒空气流套的可靠性，并且实现了尾筒的冷却特 性的提高的燃气轮机燃烧器。 【专利附图】【附图说明】 图1是表示应用了本专利技术的燃气轮机燃烧器的燃气轮机的结构的概略图。 图2是表示作为本专利技术的第一实施例的燃气轮机燃烧器的尾筒的结构的局部剖 视图。 图3是图2所示的第一实施例的燃气轮机燃烧器的尾筒的A-A方向剖视图。 图4是表示图2所示的本专利技术的第一实施例的燃气轮机燃烧器的尾筒空气流套单 品的部分图。 图5是表示压力从外侧作用在空心的长方体形状的物体上时的变形的概要的模 式图。 图6是表示压力从外侧作用在燃气轮机燃烧器的尾筒空气流套上时的变形的概 要的模式图。 图7表示作为本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器的尾筒空气流套的形状，是规定 了尾筒空气流套外面部的曲率的尾筒空气流套的模式图。 图8表示作为本专利技术的实施例的燃气轮机燃烧器的尾筒空气流套的形状，是规定 了尾筒空气流套的横宽尺寸的尾筒空气流套的模式图。 图9表示燃气轮机燃烧器的尾筒空气流套的局部剖视图，是表示在角部设置空气 孔的场合的尾筒外面的空气流的模式图。 图10表示作为本专利技术的第一实施例及第二实施例的燃气轮机燃烧器的尾筒空气 流套的局部剖视图，是表示未在角部设置空气孔的场合的尾筒外面的空气流的模式图。 图11是表示作为本专利技术的第二实施例的燃气轮机燃烧器的尾筒的结构的局部剖 视图。 图12是图11所示的第二实施例的燃气轮机燃烧器的尾筒的B-B方向剖视图。 图13是表示图11所示的第二实施例的燃气轮机燃烧器的尾筒空气流套单品的部 分图。 图中： 1-燃气轮机燃烧器，10-尾筒空气流套，11、12-尾筒空气流套角部，13-尾筒空 气流套外表面线，20-空气导入孔，21-小径空气导入孔，30-尾筒，40-衬里，50-衬里空 气流套，60-燃料喷嘴，70-燃烧室，80-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机燃烧器，具有：喷出燃料和空气的混合气的燃料喷嘴；使燃料和空气的混合气在燃烧室中进行燃烧反应的圆筒状的衬里；成为将在上述衬里内产生的燃烧气体导向涡轮机叶片的流道的尾筒；以及包围上述尾筒的外面的尾筒空气流套，该燃气轮机燃烧器的特征在于，在成为上述尾筒空气流套的剖面方向的角部的区域上设置多个第一空气导入孔，在尾筒空气流套的除了成为该尾筒空气流套的上述角部的区域以外的区域上设置多个第二空气导入孔，使设在尾筒空气流套剖面的角部的区域上的上述第一空气导入孔的直径形成得比设在尾筒空气流套的除了成为上述角部的区域以外的区域上的上述第二空气导入孔的直径小。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤武雄，渡边泰行，吉田正平，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP