燃气轮机燃烧器制造技术

本发明专利技术提供一种燃气轮机燃烧器，能够使燃料的浓度分布均匀化，从而实现NOx排出量的降低。燃气轮机燃烧器(3)具备预混合燃烧方式的主燃烧嘴(6)和使从主燃烧嘴供给的燃料以及空气燃烧的燃烧室(11)。主燃烧嘴具备喷射从主燃料系统(19)供给的燃料的燃料喷嘴(20)、以及将从燃料喷嘴喷射的燃料和从空气流路(10)供给的空气混合并供给至燃烧室的预混合流路(18)。燃料喷嘴具有锥形部(23)、位于比锥形部靠前端侧的平坦部(24)、形成于燃料喷嘴的内部的燃料流路(25)、以连通燃料流路和燃料喷嘴的外侧的方式形成的第一列的燃料喷射孔(26a)以及第二列的燃料喷射孔(26b)。第一列的燃料喷射孔配置于锥形部。置于锥形部。置于锥形部。

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机燃烧器


[0001]本专利技术涉及燃气轮机燃烧器。

技术介绍

[0002]专利文献1的燃气轮机燃烧器具备：先导燃烧嘴；主燃烧嘴，其配置于先导燃烧嘴的外周侧；以及燃烧室，其使从先导燃烧嘴以及主燃烧嘴供给的燃料以及空气燃烧。先导燃烧嘴是扩散燃烧方式，将燃料直接喷射到燃烧室。
[0003]主燃烧嘴是预混合燃烧方式，具备：燃料喷嘴，其喷射从燃料系统供给的燃料；以及预混合流路，其将从燃料喷嘴喷射的燃料和从空气流路供给的空气混合并供给至燃烧室。即，主燃烧嘴在预混合流路中混合燃料和空气，并将该混合气体供给至燃烧室。预混合燃烧与扩散燃烧相比，降低NOx排出量。
[0004]主燃烧嘴的燃料喷嘴具有：形成于其内部，沿燃料喷嘴的轴向延伸的燃料流路；以及以连通该燃料流路和燃料喷嘴的外侧的方式形成的第一列和第二列的燃料喷射孔。
[0005]第一列的燃料喷射孔和第二列的燃料喷射孔在燃料喷嘴的轴向上相互分离。第一列的燃料喷射孔例如由在燃料喷嘴的周向上等间隔地配置的4个燃料喷射孔构成。第二列的燃料喷射孔例如由在燃料喷嘴的周向上等间隔地配置的4个燃料喷射孔构成。第一列的燃料喷射孔和第二列的燃料喷射孔的喷射方向(换言之，燃料喷嘴的截面中的配置角度)错开45度。通过上述燃料喷射孔的配置，使燃料喷嘴的轴向以及周向上的燃料的喷射位置分散。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献1：日本特开2013
‑
245900号公报
[0008]然而，在上述现有技术中存在如下改善的余地。专利文献1的第一列以及第二列的燃料喷射孔配置于燃料喷嘴的平坦部(详细而言，从根部侧到前端侧外径尺寸相同的部分)。沿着燃料喷嘴的平坦部流动的空气流是燃料喷嘴的轴向的流，几乎不具有燃料喷嘴的半径方向的流动成分。该空气流在燃料喷嘴的半径方向上不促进从燃料喷射孔喷射的燃料与空气的混合。因此，在使燃料的浓度分布均匀化、实现NOx排出量的降低这一点上存在改善的余地。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种能够使燃料的浓度分布均匀化而实现NOx排出量的降低的燃气轮机燃烧器。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供一种燃气轮机燃烧器，其具备：预混合燃烧方式的燃烧嘴；以及使从上述燃烧嘴供给的燃料以及空气燃烧的燃烧室，上述燃烧嘴具备：燃料喷嘴，其喷射从燃料系统供给的燃料；以及预混合流路，其将从上述燃料喷嘴喷射的燃料和从空气流路供给的空气混合并供给至上述燃烧室，上述燃料喷嘴具有：锥形部，其从根部侧朝向前端侧外径尺寸逐渐缩小；平坦部，其位于比上述锥形部更靠前端侧的位置，从根部侧到
前端侧外径尺寸相同；燃料流路，其形成于上述燃料喷嘴的内部，沿上述燃料喷嘴的轴向延伸；以及多列的燃料喷射孔，其以连通上述燃料流路和上述燃料喷嘴的外侧的方式形成，各列包括至少一个燃料喷射孔，多列在上述燃料喷嘴的轴向上相互分离，上述多列的燃料喷射孔包括配置于上述锥形部的至少一列的燃料喷射孔。
[0011]本专利技术的效果如下。
[0012]根据本专利技术，能够实现NOx排出量的降低。
附图说明
[0013]图1是表示本专利技术的第一实施方式中的燃气轮机燃烧器的结构，以及具备该燃烧器的燃气轮机的结构的概略图。
[0014]图2是图1的II部的局部放大图，表示主燃烧嘴的燃料喷嘴的结构。
[0015]图3是图2的向视A、B的剖视图，表示燃料喷射孔的配置。
[0016]图4是表示比较例中的主燃烧嘴的燃料喷嘴的结构，并且表示预混合流路内的空气流以及燃料流的图。
[0017]图5是表示本专利技术的第一实施方式中的主燃烧嘴的燃料喷嘴的结构，并且表示预混合流路内的空气流以及燃料流的图。
[0018]图6是表示本专利技术的第一变形例中的燃料喷射孔的配置的剖视图。
[0019]图7是表示本专利技术的第二变形例中的燃料喷射孔的配置的剖视图。
[0020]图8是表示本专利技术的第二实施方式中的主燃烧嘴的燃料喷嘴的结构的图。
[0021]图9是图8的向视A、B、C的剖视图，表示燃料喷射孔的配置。
[0022]图10是表示本专利技术的第二实施方式中的主燃烧嘴的燃料喷嘴的结构，并且表示预混合流路内的空气流以及燃料流的图。
[0023]图11是表示本专利技术的第三变形例中的燃料喷射孔的配置的剖视图。
[0024]图12是表示本专利技术的第四变形例中的主燃烧嘴的燃料喷嘴的结构的图。
[0025]图13是图12的向视A、B的剖视图，表示燃料喷射孔的配置。
[0026]图中：3—燃烧器，6—主燃烧嘴，10—空气流路，11—燃烧室，16—内周侧隔壁部件，17—外周侧隔壁部件，18—预混合流路，19—主燃料系统，20—燃料喷嘴，22—开口，23—锥形部，24—平坦部，25—燃料流路，26a、26b、26c—燃料喷射孔。
具体实施方式
[0027]参照附图对本专利技术的第一实施方式进行说明。
[0028]图1是表示本实施方式中的燃气轮机燃烧器的结构，以及具备该燃烧器的燃气轮机的结构的概略图。图2是图1的II部的局部放大图，表示主燃烧嘴的燃料喷嘴的结构。图3是图2的向视A、B的剖视图，表示燃料喷射孔的配置。
[0029]本实施方式的燃气轮机设备具备发电机1和驱动发电机1的燃气轮机。燃气轮机具备：压缩机2，其生成高压空气；燃烧器3，其使来自压缩机2的高压空气和燃料燃烧；以及涡轮4，其由来自燃烧器3的燃烧气体驱动。发电机1以及压缩机2与涡轮4同轴地连接，由涡轮4驱动。
[0030]燃烧器3(燃气轮机燃烧器)具备：先导燃烧嘴5；主燃烧嘴6，其配置在先导燃烧嘴
的外周侧；圆筒状的内衬7，其配置在先导燃烧嘴5以及主燃烧嘴6的下游侧(图1的右侧)；以及过渡连接件8，其与内衬7的下游侧连接。在内衬7以及过渡连接件8的外侧(即，内衬7与外壳9之间、以及过渡连接件8与外壳9之间)，形成有将来自压缩机2的高压空气供给到先导燃烧嘴5以及主燃烧嘴6的空气流路10。
[0031]在内衬7的内侧形成有燃烧室11。在燃烧室11中，从先导燃烧嘴5以及主燃烧嘴6供给的燃料以及空气燃烧，产生燃烧气体。在燃烧室11产生的燃烧气体经由过渡连接件8向涡轮4供给。
[0032]先导燃烧嘴5是扩散燃烧方式，具有：燃料喷嘴13，其喷射从先导燃料系统12供给的燃料；空气流路14，其形成于燃料喷嘴13的外周侧；以及多个旋转叶片15，其配置于空气流路14，产生旋转流。空气流路14与上述空气流路10连通。先导燃烧嘴5从燃料喷嘴13向燃烧室11喷射燃料，并且从空气流路14向燃烧室11供给空气。
[0033]主燃烧嘴6是预混合燃烧方式，具有：内周侧隔壁部件(圆筒状的部件)16，其配置于先导燃烧嘴5的外周侧；外周侧隔壁部件(圆筒状的部件)17，其配置于内周侧隔壁部件16的外周侧；预混合流路18，其形成于内周侧隔壁部件16与外周侧隔壁部件17之间；多个燃料喷嘴20，其将从主燃料系统19供给的燃料向预本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机燃烧器，其具备：预混合燃烧方式的燃烧嘴；以及使从所述燃烧嘴供给的燃料以及空气燃烧的燃烧室，所述燃烧嘴具备：燃料喷嘴，其喷射从燃料系统供给的燃料；以及预混合流路，其将从所述燃料喷嘴喷射的燃料和从空气流路供给的空气混合并供给至所述燃烧室，该燃气轮机燃烧器的特征在于，所述燃料喷嘴具有：锥形部，其从根部侧朝向前端侧外径尺寸逐渐缩小；平坦部，其位于比所述锥形部靠前端侧的位置，从根部侧到前端侧外径尺寸相同；燃料流路，其形成于所述燃料喷嘴的内部，并沿所述燃料喷嘴的轴向延伸；以及多列的燃料喷射孔，其以连通所述燃料流路和所述燃料喷嘴的外侧的方式形成，各列包括至少一个燃料喷射孔，多列在所述燃料喷嘴的轴向上相互分离，所述多列的燃料喷射孔包括配置于所述锥形部的至少一列的燃料喷射孔。2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，所述多列的燃料喷射孔包括配置于所述平坦部的至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：和田康弘，辰巳哲马，阿部一几，柚木启太，林明典，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：