燃气轮机燃烧器的冷却结构制造技术

本发明专利技术涉及燃气轮机燃烧器的冷却结构，追求燃气轮机燃烧器的氮氧化物低量化。燃气轮机燃烧器具有燃烧筒壁面，该燃烧筒壁面在双重壁结构的内部具有冷却空气流动的冷却通路。冷却通路在设于燃烧区域的一侧的主冷却空气供给口上开口。从主冷却空气供给口供给的冷却空气被引导件件向沿着内壁面的方向引导。在壁面的内部的冷却通路中流动的冷却空气在沿着内壁面的薄膜冷却中再利用，所以能够节约冷却空气。因此，能够将从压缩机供给的空气更多作为燃烧用的空气利用，从而能够实现氮氧化物低量化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请主张申请日2007年9月25日、申请号JP2007-247224的日本专利申请的优先权。作为参照，在此引用但不限于该日本专利申请的内容。
本专利技术涉及一种燃气轮机燃烧器的冷却结构。
技术介绍
燃气轮机用的燃烧器由于会形成高温，所以要求有效的冷却手段。另外，考虑到对环境的担忧，要求降低氮氧化物的燃烧器。作为参考技术，在日本专利文献特开2005-315457号公报中公开有燃气轮机燃烧器的冷却机构的一例(特别是参照图3～6)。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种能够实现氮氧化物低量化的燃气轮机燃烧器。本专利技术目的在于提供一种能够有效率地冷却燃气轮机燃烧器的壁面的手段。本专利技术一方面的燃气轮机燃烧器具有燃烧筒壁，该燃烧筒壁具有外壁面和面向燃烧区域的内壁面。在内壁面和面之间形成有多个冷却通路。多个冷却通路在内壁面侧分别具有多个主冷却材料供给口。燃气轮机燃烧器还具有将从多个主冷却材料供给口供给的冷却材料在沿着内壁面的方向上引导的引导件。本专利技术的一实施例中，引导件将冷却材料向由燃烧筒壁形成的燃烧筒的轴向上的、从设有供给燃料的喷嘴的位置朝向与燃烧筒连接的尾筒的方向即轴向下游侧引导。本专利技术的一实施例中，多个主冷却材料供给口朝向燃烧筒的半径方向-->内侧供给冷却材料。本专利技术的一实施例中，多个主冷却材料供给口设置在各个多个冷却通路中的冷却材料的流动的下游端。本专利技术的一实施例中的燃气轮机燃烧器还具有将外壁面的外侧的区域的冷却材料供给至形成在内壁面和引导件之间的间隙的多个辅助冷却材料供给口。从多个辅助冷却材料供给口导入的冷却材料被引导件在沿着内壁面的方向上引导。多个主冷却材料供给口和多个辅助冷却材料供给口形成在相对于被引导件引导的冷却材料的流动方向相互错开的位置上。本专利技术的一实施例中的燃气轮机燃烧器还具有防止间隙变窄的衬垫。衬垫相对于多个辅助冷却材料供给口，配置在从多个辅助冷却材料供给口供给的所述冷却材料的流动方向的下游侧。多个主冷却材料供给口配置在衬垫的下游侧。本专利技术的一实施例中的燃气轮机燃烧器还具有防止间隙变窄的衬垫。衬垫相对于多个主冷却材料供给口，配置在从多个主冷却材料供给口供给的冷却材料的流动方向的下游侧。多个辅助冷却材料供给口配置在衬垫的下游侧。本专利技术的一实施例中的燃气轮机燃烧器还具有多个辅助冷却材料供给口开口的内腔。从冷却材料供给口供给的冷却材料经由内腔而供给至间隙。内腔中的冷却材料的流速比间隙中的冷却材料的流速慢。本专利技术的一实施例中，燃烧筒壁具有凸起部。凸起部从燃烧区域中的燃料的主流方向观察时，配置在比设定于多个主冷却材料供给口的上游侧的规定位置靠上游侧的位置，且向燃烧区域的相反侧鼓出。在规定位置的附近，在主流方向上引导件基本平坦。内腔形成在由凸起部中的内壁面和引导件夹持的区域。间隙通过由在主流方向上规定位置的下游侧的内壁面和引导件夹持的区域所形成。根据本专利技术，提供能够实现氮氧化物低量化的燃气轮机燃烧器。另外，根据本专利技术，提供有效率地冷却燃气轮机燃烧器的壁面的手段。附图说明图1表示燃气轮机的燃烧器。-->图2是燃烧筒的附近从侧面看的剖面图。图3A是燃烧筒的附近从与中心轴垂直的方向看的剖面图。图3B是图3A的局部放大图。图4A和图4B分别是表示设置有主喷嘴的附近的壁面的剖面图和俯视图。图5A和图5B分别是表示设置有主喷嘴的附近的壁面的剖面图和俯视图。图6A和图6B分别是表示设置有主喷嘴的附近的壁面的剖面图和俯视图。图7A和图7B分别是表示设置有主喷嘴的附近的壁面的剖面图和俯视图。图8A和图8B分别是表示设置有主喷嘴的附近的壁面的剖面图和俯视图。图9是表示设置有主喷嘴的附近的壁面的剖面图。图10是表示设置有主喷嘴的附近的壁面的剖面图。具体实施方式以下，参照附图说明用于实施本专利技术的优选实施方式。(实施方式1)图1表示燃气轮机的燃烧器1。燃烧器1设置在由相对于地面固定的车室壁形成的车室4的内部。燃烧器1具有在内部形成燃烧区域的燃烧筒2和与燃烧筒2的下游侧(靠近涡轮侧)连接的尾筒3。图2表示燃烧器1的燃烧筒2的附近的剖面图。燃烧筒2的内部的空间为燃烧区域8。在燃烧筒2的上游侧连接大致圆筒形的喷嘴保持筒13，在喷嘴保持筒13的中心轴(与在连接燃烧筒2的上游侧和下游侧的方向上延长的中心轴19一致)上设置引航喷嘴12。在距离中心轴19规定的半径上围绕引航喷嘴12而设置多个主喷嘴14。图3A表示图2以及后述的图4A的B-B剖面。图3B表示燃烧筒2的壁面附近的放大图。图4A、图4B表示设置有燃烧筒2的主喷嘴14的附近的壁面。图4A-->为剖面图。在作为面对壁面的燃烧区域8的一侧的内壁面23和作为面对车室的一侧的外壁面20之间设置作为冷却材料作用的空气所流通的多个冷却通路22。即、壁面具有在内部设置有冷却通路22的双重壁结构。图4B是表示从与壁面垂直的方向看的冷却通路22的配置的俯视图。多个冷却通路22配置成在与燃烧器的燃烧废气的主流方向平行的方向、即与中心轴19大致平行的方向上延伸。各个多个冷却通路22在规定位置与向车室4侧开口的冷却材料导入口21连接。各个多个冷却通路22的一端在设于内壁面23的冷却材料供给口24上开口。冷却材料供给口24与后述的辅助冷却材料供给口对比时，也称之为主冷却材料供给口。冷却材料供给口24的位置为冷却材料导入口21的在可燃气体的主流方向的上游侧、靠近主喷嘴14的位置。换个看法，冷却通路22中的冷却材料的流向为从冷却材料导入口21朝向冷却材料供给口24的方向，所以冷却材料供给口24在冷却通路22中的冷却材料的流向的下游端附近向间隙26开口。冷却材料供给口24的燃烧区域8侧隔着间隙26被引导件25覆盖。引导件25为相对于燃烧筒2的壁面固定的部件。引导件25如图3B所示，以中心轴19为中心配置在沿着外壁面20的内侧的位置(典型地、以中心轴19为中心的圆周上的位置)。由引导件25封闭间隙26的上游侧。间隙26的下游侧开放，在靠近内壁面23的位置与燃烧区域8连通。该引导件25用于将冷却材料向下游侧引导。详细地、引导件25大致从作为旋转对象的燃烧筒2的中心轴向看，向从设有供给燃料的喷嘴的位置朝向尾筒的方向即轴向下游侧引导冷却材料。引导件25和内壁面23的间隙的高度设为Δ。冷却材料供给口24是直径为d的圆形。从冷却材料供给口24的下游侧的端部到引导件25的下游侧的端部的与中心轴19平行的方向上的长度为D。为了形成良好的薄膜空气，优选满足Δ＜d，D＞d。燃气轮机的运转中，从压缩机向车室4供给压缩空气。压缩空气的一部分供给用于燃烧区域8中的燃料的燃烧。压缩空气的另一部分通过压力差而从冷却材料导入口21导入冷却通路22。燃烧壁由于与燃烧区域8相接，所以形成高温。空气作为冷却材料在冷却通路22中流通，从而燃烧壁被冷却。在冷却通路22中通过的空气从冷却材料供给口24向间隙26-->供给。冷却材料供给口24中的空气的流动方向为以中心轴19为中心的圆筒形的以其中心轴作为法线的剖面的半径方向内侧。供给间隙26的空气被引导件25在沿着内壁面23的方向上引导。通过该空气对内壁面23进行薄膜冷却。通过这样的结构，将用于在冷却通路22中通过而冷却壁面的内部使用的空气回收，也用于薄膜冷却。通过有效率地利用冷却用的空气，能够节约冷却用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃气轮机燃烧器，其具有燃烧筒壁，　所述燃烧筒壁具有外壁面和面向燃烧区域的内壁面，　在所述内壁面和外壁面之间形成有多个冷却通路，　所述多个冷却通路在所述内壁面侧分别具有多个主冷却材料供给口，　所述燃气轮机燃烧器还具 有引导件，该引导件将从所述多个主冷却材料供给口供给的冷却材料在沿着所述内壁面的方向上引导。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-9-25 247224/20071、一种燃气轮机燃烧器，其具有燃烧筒壁，所述燃烧筒壁具有外壁面和面向燃烧区域的内壁面，在所述内壁面和外壁面之间形成有多个冷却通路，所述多个冷却通路在所述内壁面侧分别具有多个主冷却材料供给口，所述燃气轮机燃烧器还具有引导件，该引导件将从所述多个主冷却材料供给口供给的冷却材料在沿着所述内壁面的方向上引导。2、如权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其中，所述引导件将所述冷却材料向由所述燃烧筒壁形成的燃烧筒的轴向上的、从设有供给燃料的喷嘴的位置朝向与所述燃烧筒连接的尾筒的方向即轴向下游侧引导。3、如权利要求2所述的燃气轮机燃烧器，其中，所述多个主冷却材料供给口朝向所述燃烧筒的半径方向内侧供给所述冷却材料。4、如权利要求1～3中任一项所述的燃气轮机燃烧器，其中，所述多个主冷却材料供给口设置在各个所述多个冷却通路中的所述冷却材料的流动的下游端。5、如权利要求1～4中任一项所述的燃气轮机燃烧器，其中，还具有将所述外壁面的外侧的区域的所述冷却材料供给至形成在所述内壁面和所述引导件之间的间隙的多个辅助冷却材料供给口，从所述多个辅助冷却材料供给口导入的所述冷却材料被所述引导件在沿着所述内壁面的方向上引导，所述多个主冷却材料供给口和所述多个辅助冷却材料供给口形成在相对于被所述引导件引导的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：石黑达男，田中克则，宫内宏太郎，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]