燃烧器及燃气轮机制造技术

本发明专利技术的燃烧器具备第一燃烧嘴(16A)和第二燃烧嘴(16B)作为主燃烧嘴(16)，所述第一燃烧嘴(16A)使一次空气回旋而生成混合气，所述第二燃烧嘴(16B)使一次空气向与所述第一燃烧嘴(16A)相反的方向回旋而生成混合气。所述主燃烧嘴(16)沿周向隔开间隔地设置有多个，在所述周向的整周上以非周期性的配置模式配置有所述第一燃烧嘴(16A)和所述第二燃烧嘴(16B)。

Burners and Gas Turbines

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃烧器及燃气轮机
本专利技术涉及燃烧器及燃气轮机。本申请基于2017年2月21日在日本申请的特愿2017-029640号而主张优先权，并将其内容援引于此。
技术介绍
在燃气轮机的燃烧器中，有时具备沿周向等间隔排列的同一形状的多个主燃烧嘴。在专利文献1中记载了如下技术，即，为了形成大范围的燃烧火焰而实现稳定性和低排放，通过使燃料供给喷嘴的下游的与空气的混合通路形状不同，从而形成大外径短的火焰和细长的火焰。在专利文献2中记载了如下技术，即，在沿轴向配备多个具有与中心轴线平行配置的回旋轴的旋流器的燃烧器中，为了减少由相邻的旋流器产生的回旋流的外缘合流时产生的剪切而实现NOx、CO排出的减少，针对各旋流器分别赋予与相邻的旋流器的回旋方向互为相反方向的回旋流。在先技术文献专利文献专利文献1：美国专利第6931853号说明书专利文献2：美国专利第9500368号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的课题例如，在由沿周向排列配置的多个主燃烧嘴形成的火焰全部为相同特性的情况下，周向上的火焰的形状变得一样，火焰的轴向长度也在周向上变得一样。专利文献2所记载的主燃烧嘴配置为在周向上相邻的主燃烧嘴彼此的回旋方向为相反方向。但是，由专利文献2所记载的主燃烧嘴形成的火焰也在周向上变得一样。这样，若在周向上形成一样的火焰，则在主燃烧嘴产生压力变动时，火焰会在周向上产生相同的变动。彼此的火焰以同相变动，从而燃烧器中的放热率的变动的振幅变大，燃烧振动变大。在如专利文献1所记载的燃烧器那样，为了使火焰的形状变化而使用多个外形不同的主燃烧嘴的情况下，存在主燃烧嘴的制造所花费的工时增加这样的课题。本专利技术提供一种能够抑制主燃烧嘴的制造所花费的工时增加，并且抑制燃烧振动的产生的燃烧器及燃气轮机。用于解决课题的方案根据本专利技术的第一方案，燃烧器具备：使一次空气回旋而生成混合气的作为主燃烧嘴的第一燃烧嘴；以及使一次空气向与所述第一燃烧嘴相反的方向回旋而生成混合气的作为主燃烧嘴的第二燃烧嘴。所述主燃烧嘴沿周向隔开间隔地设置有多个，在所述周向的整周上以非周期性的配置模式配置有所述第一燃烧嘴和所述第二燃烧嘴。这样，通过将使一次空气回旋的方向为彼此相反方向的第一燃烧嘴和第二燃烧嘴在周向的整周上非周期性地配置，能够抑制在周向上成为一样的火焰。因此，无需使用外形不同的多种主燃烧嘴。因此，能够抑制主燃烧嘴的制造所花费的工时增加，并且抑制燃烧振动的产生。根据本专利技术的第二方案，也可以是，第一方案的第一燃烧嘴和第二燃烧嘴在周向上以非对称的配置模式配置。由于不以旋转对称的方式配置第一燃烧嘴和第二燃烧嘴，因此能够抑制在周向上成为一样的火焰。根据本专利技术的第三方案，也可以是，第一方案的第一燃烧嘴和第二燃烧嘴以多个所述主燃烧嘴的整体的放热率的重心位置(concentrationcenter)从所述周向的中心位置偏移的配置模式配置。通过使以基于各主燃烧嘴的火焰的放热率为指标的重心位置从配置多个主燃烧嘴的中心位置偏移，由此能够打破周向上的火焰的均衡性而抑制成为一样的火焰。根据本专利技术的第四方案，也可以是，第一方案的第一燃烧嘴和第二燃烧嘴以分别合成了单位矢量而得到的合成矢量的大小为所述单位矢量的大小以上的配置模式配置，该单位矢量为与在周向上的所述第一燃烧嘴与所述第二燃烧嘴的边界产生的径向的流动的方向相应的矢量。通过将第一燃烧嘴与第二燃烧嘴在周向上的配置模式设为合成矢量的大小为单位矢量的大小以上的配置模式，从而能够打破周向上的火焰的均衡性而抑制成为一样的火焰。根据本专利技术的第五方案，也可以是，在第一方案的燃烧器中，将沿周向隔开间隔地配置的多个所述主燃烧嘴在周向上分割为由一个或相互在周向上相邻的多个主燃烧嘴构成且由相同数量的主燃烧嘴构成的组的情况下，至少一个所述组中的第一燃烧嘴与第二燃烧嘴的配置关系与其他所述组不同。通过这样构成，能够抑制在周向上形成一样的火焰。根据本专利技术的第六方案，燃气轮机具备第一方案至第五方案中任一方案的燃烧器。通过这样构成，能够减少因燃烧振动而使运转状态变得不稳定的情况。专利技术效果根据上述燃烧器及燃气轮机，能够抑制主燃烧嘴的制造所花费的工时增加，并且抑制燃烧振动的产生。附图说明图1是表示本专利技术的第一实施方式的燃气轮机的概要结构的图。图2是表示本专利技术的第一实施方式的燃烧器的概要结构的图。图3是表示本专利技术的第一实施方式的主燃烧嘴的配置的图。图4是表示本专利技术的第一实施方式的主燃烧嘴的回旋方向的图。图5是表示本专利技术的第一实施方式的放热率的重心位置的图。图6是表示本专利技术的第一实施方式的合成矢量的图。图7是本专利技术的第二实施方式的相当于图4的图。图8是本专利技术的第三实施方式的相当于图4的图。图9是本专利技术的第四实施方式的相当于图4的图。图10是将左侧的纵轴设为放热率重心与燃烧器中心的距离，将右侧的纵轴设为合成矢量的大小，将横轴设为事例编号的曲线图。具体实施方式(第一实施方式)接着，基于附图对本专利技术的第一实施方式的燃烧器及燃气轮机进行说明。如图1所示，燃气轮机1具备压缩机2、燃烧器3以及涡轮4。压缩机2压缩空气A而生成压缩空气。燃烧器3使燃料F在由压缩机2生成的压缩空气中燃烧而生成高温高压的燃烧气体。涡轮4由燃烧器3生成的燃烧气体驱动，将燃烧气体的能量转换为旋转能量。压缩机2具备压缩机转子6和压缩机外壳7。另外，涡轮4具备涡轮转子8和涡轮外壳9。压缩机转子6与涡轮转子8串联配置而以旋转轴线Ar为中心旋转。涡轮转子8与压缩机转子6被连结成一体。由上述压缩机转子6和涡轮转子8构成燃气轮机转子10。在该燃气轮机转子10例如连结有发电机GEN的转子。压缩机外壳7覆盖压缩机转子6，并将压缩机转子6支承为能够旋转。涡轮外壳9覆盖涡轮转子8，并将涡轮转子8支承为能够旋转。压缩机外壳7与涡轮外壳9连结。由上述压缩机转子6和涡轮转子8构成燃气轮机转子10。在该燃气轮机外壳11固定有燃烧器3。如图2所示，燃烧器3具备燃烧筒(或尾筒)13和燃料喷出器14A。燃烧筒13使燃料F在其内部燃烧。燃烧筒13将使该燃料F燃烧而得到的燃烧气体送至涡轮4。燃料喷出器14A向燃烧筒13内喷出燃料F及压缩空气A。如图3所示，燃料喷出器14A具备引燃燃烧嘴15、主燃烧嘴16以及燃烧嘴保持筒17。引燃燃烧嘴15配置于燃烧器轴线Ac上，使燃料扩散燃烧。该引燃燃烧嘴15具备引燃喷嘴18、引燃燃烧嘴筒19以及引燃旋流器(未图示)。引燃喷嘴18形成为以燃烧器轴线Ac为中心沿轴线方向Da延伸。该引燃喷嘴18例如在其下游侧端部具有燃料喷射用的喷射孔18a。引燃燃烧嘴筒19具备主体部21和锥形部22。主体部21覆盖引燃喷嘴18的外周。锥形部22配置于主体部21的下游侧。该锥形部22形成为朝向下游侧逐渐扩径。引燃旋流器(未图示)在轴线方向Da上配置在比形成有引燃喷嘴18的喷射孔18a的位置靠上游侧的位置。该引燃旋流器(未图示)使从上游侧流动来的压缩空气(一次空气)A以燃烧器轴线Ac为回旋中心回旋。引燃旋流器(未图示)从引燃燃烧嘴筒19的主体部21的内周面向径向内侧延伸。上述引燃旋流器(未图示)例如沿周向隔开间隔地形成有多个。由压缩机2压缩的压缩空气A从上游侧流入引燃燃烧嘴15的引燃燃烧嘴筒19内。燃料从引燃喷嘴18的喷射孔18a喷射。该燃料与由引燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃烧器，其中，所述燃烧器具备：使一次空气回旋而生成混合气的作为主燃烧嘴的第一燃烧嘴；以及使一次空气向与所述第一燃烧嘴相反的方向回旋而生成混合气的作为主燃烧嘴的第二燃烧嘴，所述主燃烧嘴沿周向隔开间隔地配置有多个，在所述周向的整周上以非周期性的配置模式配置有所述第一燃烧嘴和所述第二燃烧嘴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.21 JP 2017-0296401.一种燃烧器，其中，所述燃烧器具备：使一次空气回旋而生成混合气的作为主燃烧嘴的第一燃烧嘴；以及使一次空气向与所述第一燃烧嘴相反的方向回旋而生成混合气的作为主燃烧嘴的第二燃烧嘴，所述主燃烧嘴沿周向隔开间隔地配置有多个，在所述周向的整周上以非周期性的配置模式配置有所述第一燃烧嘴和所述第二燃烧嘴。2.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述第一燃烧嘴和所述第二燃烧嘴在周向上以非对称的配置模式配置。3.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，所述第一燃烧嘴和所述第二燃烧嘴以多个所述主燃烧嘴的整体的放热率的重心位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶野充典，齐藤圭司郎，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP