燃烧器以及燃气轮机制造技术

燃烧器具备喷嘴主体(16)和密封构件(40)，喷嘴主体(16)具有轴体(24)、回旋叶片(26)及燃料喷射孔(38)，轴体(24)沿轴线延伸，且具有在轴体(24)的内部沿轴线延伸至轴体(24)的前端部且被导入压缩空气的净化空气流路(29)、及形成于轴体(24)的前端部且将净化空气流路(29)与轴体(24)的外表面连接的空气喷射孔(39)，回旋叶片(26)从轴体(24)的外周面向轴线的径向伸出，使向轴线方向的下游侧流动的流体绕轴线回旋，密封构件(40)将空气喷射孔(39)密封，由熔点比形成喷嘴主体(16)的金属的熔点低的金属形成。

Burners and gas turbines

The burner has a nozzle main body (16) and a sealing member (40), a nozzle main body (16) has an axle body (24), a rotary blade (26) and a fuel injection hole (38), and an axle body (24) extends along the axis, and has a purified air flow path (29) that extends along the internal axis of the axle body (24) to the front end of the axle body (24) and is introduced into compressed air, and formed on the axle body (29). At the front end of 24, the air jet hole (39) connected with the outer surface of the purified air flow path (29) and the shaft body (24) is extended radially from the circumference of the shaft body (24) towards the axis, so that the fluid flowing downstream in the direction of the axis is rotated around the axis. The sealing member (40) seals the air jet hole (39) and sprays from the melting point ratio. The metal of the mouth body (16) is formed with a low melting point.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃烧器以及燃气轮机
本专利技术涉及燃烧器以及燃气轮机。本申请基于2016年6月30日申请的日本特愿2016-067125号而主张优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
通常，燃气轮机具备压缩外部空气而生成压缩空气的压缩机、使燃料在压缩空气中燃烧从而生成高温高压的燃烧气体的燃烧器以及由燃烧气体驱动而旋转的涡轮。为了提高燃气轮机的效率，需要使涡轮入口温度上升，但存在NOx随着温度上升而呈指数函数地增加的课题。作为应对NOx增加的对策，例如，以下的专利文献1所公开的燃烧器具备通过回旋流形成均匀混合气体从而抑制局部的高温区域的形成的燃烧嘴。该燃烧器的燃烧嘴具备：沿着燃烧嘴轴线延伸的轴体即喷嘴；包围该喷嘴的外周且将压缩空气及燃料向下游侧喷出的燃烧嘴筒；以及使燃烧嘴筒内的流体绕燃烧嘴轴线回旋的回旋叶片。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-336996号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题已知在被施加有回旋的预混合气体燃烧时，常常发生火焰在回旋流中心逆流而上的现象(涡心返火)。在发生涡心返火等异常燃烧时，存在火焰附着于喷嘴从而发生热损伤的可能性，因此期望抑制此种情况的发生。本专利技术提供即使在发生如涡心返火那样的异常燃烧的情况下也能够避免涡心返火的燃烧器以及燃气轮机。用于解决课题的方案根据本专利技术的第一方式，燃烧器具备喷嘴主体和密封构件，所述喷嘴主体具有轴体、回旋叶片及燃料喷射孔，所述轴体沿轴线延伸，且具有：在所述轴体的内部沿所述轴线延伸至所述轴体的前端部且被导入压缩空气的净化空气流路、及形成于所述轴体的前端部且将所述净化空气流路与所述轴体的外表面连接的空气喷射孔，所述回旋叶片从所述轴体的外周面向所述轴线的径向伸出，使向所述轴线方向的下游侧流动的流体绕所述轴线回旋，所述密封构件将所述空气喷射孔密封，由熔点比形成所述喷嘴主体的金属的熔点低的金属形成。根据这样的结构，即使在发生如涡心返火那样的异常燃烧的情况下，也能够通过从空气喷射孔向喷嘴主体的下游侧喷射压缩空气来避免涡心返火。由此，能够防止涡心返火引起的燃烧器的热损伤。也可以为，在上述燃烧器中，所述密封构件呈板状，与形成在所述空气喷射孔的所述轴体的外表面侧的开口的周围、能够供所述密封构件嵌入的凹部接合。根据这样的结构，能够根据使用条件、燃气轮机的规格来变更密封构件40D的板厚。即，容易设为在发生涡心返火时可靠地熔融的密封构件。根据本专利技术的第二方式，燃烧器具备喷嘴主体，所述喷嘴主体具有轴体、回旋叶片及燃料喷射孔，所述轴体沿轴线延伸，且具有在所述轴体的内部沿所述轴线延伸且被导入压缩空气的净化空气流路、及形成于所述轴体的前端部且与所述净化空气流路连通的内部空间，所述回旋叶片从所述轴体的外周面向所述轴线的径向伸出，使向所述轴线方向的下游侧流动的流体绕所述轴线回旋，所述轴体的前端部具有所述轴体的外表面与所述内部空间的内表面之间的厚度比所述轴体的其他部位薄的薄壁部。根据这样的结构，即使在发生如涡心返火那样的异常燃烧的情况下，也能够通过使薄壁部48熔化而向喷嘴主体的下游侧喷射压缩空气A来避免涡心返火。另外，能够根据使用条件、燃气轮机的规格来变更前端部的厚度。即，容易设为在发生涡心返火时可靠地熔融的前端部。根据本专利技术的第三方式，燃烧器具备喷嘴主体和阀装置，所述喷嘴主体具有轴体、回旋叶片及燃料喷射孔，所述轴体沿轴线延伸，且具有在所述轴体的内部沿所述轴线延伸且被导入压缩空气的净化空气流路、形成于所述轴体的前端部且与所述净化空气流路连通的内部空间、及形成于所述轴体的前端部且将所述内部空间与所述轴体的外表面连接的空气喷射孔，所述回旋叶片从所述轴体的外周面向所述轴线的径向伸出，使向所述轴线方向的下游侧流动的流体绕所述轴线回旋，所述阀装置设置于所述内部空间的内部，用于对所述空气喷射孔进行开闭，且所述阀装置具有：阀轴，其保持为沿一个方向进退自如；阀芯，其安装于所述阀轴的前端，能够移动至与所述空气喷射孔密接的第一位置及与所述空气喷射孔分离的第二位置；施力构件，其对所述阀芯向所述第一位置的方向施力；以及热伸长构件，其配置于所述阀芯与所述空气喷射孔之间，由热膨胀率比形成所述施力构件的金属的热膨胀率高的金属形成，通过热伸长而使所述阀芯移动至所述第二位置。根据这样的结构，即使在发生如涡心返火那样的异常燃烧的情况下，也能够通过从空气喷射孔向喷嘴主体的下游侧喷射压缩空气来避免涡心返火。由此，能够防止涡心返火引起的燃烧器的热损伤。另外，在喷嘴主体暴露于涡心返火后，也能够反复使用阀装置。根据本专利技术的第四方式，燃气轮机具备上述燃烧器、压缩空气而向所述燃烧器供给空气的压缩机、以及通过由在所述燃烧器内的燃料的燃烧形成的燃烧气体驱动的涡轮。专利技术效果根据本专利技术，即使在发生如涡心返火那样的异常燃烧的情况下，也能够通过向喷嘴主体的下游侧喷射压缩空气来避免涡心返火。附图说明图1是示出本专利技术的第一实施方式的燃气轮机的结构的示意图。图2是本专利技术的第一实施方式的燃气轮机的燃烧器周围的剖视图。图3是本专利技术的第一实施方式的燃烧器的剖视图。图4是本专利技术的第一实施方式的主燃烧嘴的剖视图。图5是图4的V向视图，是对本专利技术的第一实施方式的空气喷射孔的配置进行说明的图。图6是对本专利技术的第一实施方式的第一变形例的空气喷射孔的形状进行说明的图。图7是对本专利技术的第一实施方式的第二变形例的空气喷射孔的形状进行说明的图。图8是本专利技术的第二实施方式的主喷嘴的剖视图。图9是本专利技术的第三实施方式的主喷嘴的剖视图。图10是本专利技术的第四实施方式的主喷嘴的剖视图。图11是本专利技术的第四实施方式的主喷嘴的剖视图，是示出开状态的阀装置的图。具体实施方式<第一实施方式>参照附图对本专利技术的第一实施方式的燃气轮机1进行详细说明。如图1所示，本实施方式的燃气轮机1具备将空气A压缩而生成压缩空气的压缩机2、使燃料F在压缩空气中燃烧从而生成高温高压的燃烧气体的多个燃烧器3以及由燃烧气体驱动而旋转的涡轮4。压缩机2具有以旋转轴线Ar为中心旋转的压缩机转子6以及将压缩机转子6以能够旋转的方式覆盖的压缩机外壳7。涡轮4具有以旋转轴线Ar为中心旋转的涡轮转子8以及将涡轮转子8以能够旋转的方式覆盖的涡轮外壳9。压缩机转子6的旋转轴线与涡轮转子8的旋转轴线位于同一直线上。压缩机转子6与涡轮转子8相互连结而形成燃气轮机转子10。压缩机外壳7与涡轮外壳9相互连结而形成燃气轮机外壳11。燃气轮机转子10例如连结有发电机GEN的转子。燃烧器3固定于燃气轮机外壳11。如图2所示，燃烧器3具有燃烧筒13(或尾筒)以及燃料喷出器14。燃料F在燃烧筒13的内部燃烧。燃烧筒13将该燃料F燃烧而生成的燃烧气体送往涡轮4。燃料喷出器14向燃烧筒13内喷出燃料F以及压缩空气A。如图3所示，燃料喷出器14具备引燃燃烧嘴15、主燃烧嘴16(喷嘴主体)以及燃烧嘴保持筒17。引燃燃烧嘴15使喷出的燃料扩散燃烧。主燃烧嘴16使喷出的燃料预混合燃烧。燃烧嘴保持筒17保持引燃燃烧嘴15以及主燃烧嘴16。引燃燃烧嘴15具有引燃喷嘴19、引燃燃烧嘴筒18以及多个回旋叶片20。引燃喷嘴19为以燃烧器轴线Ac为中心且沿轴线方向Da延伸的轴体。引燃燃烧嘴筒18覆盖该引燃喷嘴19的外周。回旋叶片20使压缩空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃烧器，其具备：喷嘴主体，其具有轴体、回旋叶片及燃料喷射孔，所述轴体沿轴线延伸，且具有：在所述轴体的内部沿所述轴线延伸至所述轴体的前端部且被导入压缩空气的净化空气流路；及形成于所述轴体的前端部且将所述净化空气流路与所述轴体的外表面连接的空气喷射孔，所述回旋叶片从所述轴体的外周面向所述轴线的径向伸出，使向所述轴线方向的下游侧流动的流体绕所述轴线回旋；密封构件，其将所述空气喷射孔密封，且由熔点比形成所述喷嘴主体的金属的熔点低的金属形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.30 JP 2016-0671251.一种燃烧器，其具备：喷嘴主体，其具有轴体、回旋叶片及燃料喷射孔，所述轴体沿轴线延伸，且具有：在所述轴体的内部沿所述轴线延伸至所述轴体的前端部且被导入压缩空气的净化空气流路；及形成于所述轴体的前端部且将所述净化空气流路与所述轴体的外表面连接的空气喷射孔，所述回旋叶片从所述轴体的外周面向所述轴线的径向伸出，使向所述轴线方向的下游侧流动的流体绕所述轴线回旋；密封构件，其将所述空气喷射孔密封，且由熔点比形成所述喷嘴主体的金属的熔点低的金属形成。2.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述密封构件呈板状，与形成在所述空气喷射孔的所述轴体的外表面侧的开口的周围、能够供所述密封构件嵌入的凹部接合。3.一种燃烧器，其具备喷嘴主体，所述喷嘴主体具有轴体、回旋叶片及燃料喷射孔，所述轴体沿轴线延伸，且具有：在所述轴体的内部沿所述轴线延伸且被导入压缩空气的净化空气流路；及形成于所述轴体的前端部且与所述净化空气流路连通的内部空间，所述回旋叶片从所述轴体的外周面向所述轴线的径向伸出，使向所述轴线方向的下游侧流动的流体绕所述轴线回旋，所述轴体的前端部具有所述轴体的...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰焕，齐藤圭司郎，赤松真儿，宫本健司，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP