燃气涡轮燃烧器及燃气涡轮制造技术

一种燃气涡轮燃烧器，具备：外筒(31)；设置在该外筒(31)的内侧且在其与外筒(31)之间形成有空气通路(30)的内筒(32)；在内筒(32)的中心部沿着燃烧器轴(S)向设置的先导喷嘴(35)；在内筒(32)的内周面上沿着周向而以包围先导喷嘴(35)的方式设置多个的主喷嘴(36)，并且，通过主喷嘴(36)对导入到空气通路(30)中的燃烧用空气预先混合燃料并使其向内筒(32)的内部喷出，其中，还具备在所述空气通路(30)的内部中沿着周向设置，并向到达主喷嘴(36)以前的燃烧用空气混合燃料的顶帽喷嘴(41)，并且，使该顶帽喷嘴(41)的喷射燃料的位置在燃烧器轴S方向上变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及预混合燃烧方式的燃气涡轮燃烧器、及应用了该燃烧器的燃气涡轮。
技术介绍
预混合燃烧方式的燃气涡轮燃烧器将燃料与压缩空气预先混合之后进行燃烧。根据该预混合燃烧方式的燃气涡轮燃烧器，使燃料浓度均匀化，故在NOx降低方面具有效果。这样的预混合燃烧方式的燃气涡轮燃烧器迄今以来已被众所周知(例如，参考专利文献1、专利文献2、专利文献3、专利文献4)。燃料浓度的均匀化对于NOx(氮氧化物)的降低具有效果，不过，各主喷嘴中的预混合气的混合状态实质上相等，故各主燃烧嘴的燃烧状态变得相等，在燃烧器的整周上燃烧器内的中心轴方向的发热分布变得相等。由此，在燃烧器内产生发热量较大的恒定的区域。并且，具有由于该集中发热而容易引起燃烧振动这样的新课题。需要说明的是，现有技术中，例如专利文献5所记载的燃气涡轮燃烧器(燃烧器)的目的是防止燃烧振动的产生。该燃气涡轮燃烧器具有设于壳体内部的筒状的预混合筒、与预混合筒连通的燃烧筒、改变在空气流入部中流动的气流的方向而用于将气流向预混合筒导入的气流导入部、设置在预混合筒的中心轴上的先导喷嘴、相对于先导喷嘴而大致平行地伸长且在预混合筒内以等中心角度间隔设置的主预混合喷嘴，主预混合喷嘴具有使燃料在中心轴上流动的燃料棒和以等中心角度间隔安装在该燃料棒上并向半径向外侧延伸的下游侧燃料喷射栓，且还具备在预混合筒的上游侧沿着气流方向配置多段的上游侧燃料喷射栓。在先技术文献专利文献专利文献I:日本特开2009-74792号公报专利文献2:日本特开2010-85083号公报专利文献3:日本特表2000-500222号公报专利文献4:日本特开2009-41848号公报专利文献5:日本特开2005-233574号公报专利技术的概要专利技术所要解决的课题但是，上述的专利文献5所记载的燃气涡轮燃烧器中，通过将燃料喷射栓设置成多段，由此可防止各段部分的频率的燃烧振动的产生，但是仅仅止于避免特定的燃烧振动的产生的研究。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述的课题而作出的，其目的在于，提供一种能够维持低NOx，并同时抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的燃气涡轮燃烧器及燃气涡轮。用于解决课题的手段为了实现上述的目的，本专利技术提供一种燃气涡轮燃烧器，具备:外筒；设置在该外筒的内侧且在其与所述外筒之间形成有空气通路的内筒；在所述内筒的中心部沿着燃烧器轴向设置的先导喷嘴；在所述内筒的内周面上沿着周向而以包围所述先导喷嘴的方式设置多个的主喷嘴，并且，通过所述主喷嘴对导入到所述空气通路中的燃烧用空气预先混合燃料然后将其向所述内筒的内部喷出，所述燃气涡轮燃烧器的特征在于，还具备顶帽喷嘴，该顶帽喷嘴在所述空气通路的内部沿着周向设置，并使燃料与到达所述主喷嘴之前的所述燃烧用空气混合，该顶帽喷嘴的喷射燃料的位置在燃烧器轴向上变化。根据该燃气涡轮燃烧器，通过在燃烧器轴向上使喷射燃料的位置变化，由此存在大量的不同频率的燃烧振动，从而瞬间地产生燃烧振动的频率的相位差。由此，预混合气的混合状态瞬间地变得不同，各主喷嘴的下游侧的燃烧状态瞬间地不同，在燃烧器的整周中燃烧器轴向的发热分布瞬间地不同。由此，燃烧器内的集中发热受到抑制，从而能够抑制燃烧振动。并且，预混合气的混合状态在规定时间单位内相等，故可使燃料浓度均匀化。其结果是，能够维持低NOx并抑制大范围的频率的燃烧振动的产生。另外，在本专利技术的燃气涡轮燃烧器中，其特征在于，所述顶帽喷嘴沿着周向设置多个，并以使燃烧器轴向上的位置规则性地变化的方式配置。根据该燃气涡轮燃烧器，可获得维持基于顶帽喷嘴的低NOx并抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的上述的效果，且由于规则性的配置而容易制造，因此，能够降低燃气涡轮燃烧器的制造成本。另外，在本专利技术的燃气涡轮燃烧器中，其特征在于，所述顶帽喷嘴沿着周向设置多个，并以使燃烧器轴向上的位置不规则性地变化的方式配置。根据该燃气涡轮燃烧器，可获得维持基于顶帽喷嘴的低NOx并抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的上述的效果，且由于存在更多的不同频率的燃烧振动，从而更加细化地产生燃烧振动的频率的相位差，故抑制了包含特定的燃烧振动在内的更大范围的频率中的燃烧振动，因此，能够显著地获得抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的效果。另外，在本专利技术的燃气涡轮燃烧器中，其特征在于，所述顶帽喷嘴沿着周向设置多个并形成以使燃烧器轴向位置变化的方式配置的一个顶帽喷嘴组，所述顶帽喷嘴组沿着燃烧器轴向配置多个。根据该燃气涡轮燃烧器，通过顶帽喷嘴沿着周向设置多个而成为使燃烧器轴向上的位置变化地配置的一个顶帽喷嘴组，可获得维持基于顶帽喷嘴的低NOx并抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的效果。通过将该顶帽喷嘴组沿着燃烧器轴向配置多个，能够叠加地显著获得抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的效果。另外，在本专利技术的燃气涡轮燃烧器中，其特征在于，所述顶帽喷嘴在沿着燃烧器轴向延伸的中途具有喷射燃料的燃料喷射口而形成，沿着周向设置多个，并以使所述燃料喷射口的燃烧器轴向上的位置规则性地变化的方式配置。根据该燃气涡轮燃烧器，可获得维持基于顶帽喷嘴的低Nox并抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的上述的 效果，且由于规则性的配置而容易制造，故能够降低燃气涡轮燃烧器的制造成本。并且，顶帽喷嘴沿着燃烧器轴向延伸，故通过改变轴向的配置就能够使燃料喷射口的燃烧器轴向上的位置变化，因此，能够实现部件的共有化、共同化，从而能够防止燃气涡轮燃烧器的制造成本高涨的事态。另外，在本专利技术的燃气涡轮燃烧器中，其特征在于，所述顶帽喷嘴在沿着燃烧器轴向延伸的中途具有喷射燃料的燃料喷射口而形成，沿着周向设置多个，并以使所述燃料喷射口的燃烧器轴向上的位置不规则性地变化的方式配置。根据该燃气涡轮燃烧器，可获得维持基于顶帽喷嘴的低NOx并抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的上述的效果，且由于存在更多的不同频率的燃烧振动，从而更加细化地产生燃烧振动的频率的相位差，故抑制了包含特定的燃烧振动在内的更大范围的频率中的燃烧振动，因此，能够显著地获得抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的效果。并且，顶帽喷嘴沿着燃烧器轴向延伸，故通过改变轴方向的配置就能够使燃料喷射口的燃烧器轴向上的位置变化，因此，能够实现部件的共有化、共同化，从而能够防止燃气涡轮燃烧器的制造成本高涨的事态。另外，本专利技术的燃气涡轮燃烧器的特征在于，所述燃料喷射口沿着燃烧器轴向配置多个。根据该燃气涡轮燃烧器，存在更多的不同频率的燃烧振动，从而更加细化地产生燃烧振动的频率的相位差，因此，抑制了包含特定的燃烧振动在内的更大范围的频率中的燃烧振动，故显著地获得抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的效果。另外，在本专利技术的燃气涡轮燃烧器中，其特征在于，所述顶帽喷嘴沿着周向而形成为环状，且喷射燃料的燃料喷射口沿着周向设置多个，并以使所述燃料喷射口的燃烧器轴向上的位置规则性地变化的方式配置。根据该燃气涡轮燃烧器，可获得维持基于顶帽喷嘴的低NOx并抑制大范围的频率的燃烧振动的产生的上述的效果，且由于规则性的配置而容易制造，因此，能够降低燃气涡轮燃烧器的制造成本。并且，由于顶帽喷嘴为环状，故周向上的燃料喷射口的配置的设计自由度提闻。另外，在本专利技术的燃气涡轮燃烧器中，其特征在于，所述顶帽喷嘴沿着燃烧器轴向配置多个。根据该燃气涡轮燃烧器，存在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.03.16 JP 2011-0585881.一种燃气涡轮燃烧器，具备:外筒；设置在该外筒的内侧且在其与所述外筒之间形成有空气通路的内筒；在所述内筒的中心部沿着燃烧器轴向设置的先导喷嘴；在所述内筒的内周面上沿着周向而以包围所述先导喷嘴的方式设置多个的主喷嘴，其中，通过所述主喷嘴对导入到所述空气通路中的燃烧用空气预先混合燃料，然后将其向所述内筒的内部喷出， 所述燃气涡轮燃烧器的特征在于， 还具备顶帽喷嘴，该顶帽喷嘴在所述空气通路的内部沿着周向设置，并使燃料与到达所述主喷嘴之前的所述燃烧用空气混合， 该顶帽喷嘴的喷射燃料的位置在燃烧器轴向上变化。2.如权利要求1所述的燃气涡轮燃烧器，其特征在于， 所述顶帽喷嘴沿着周向设置多个，并以使燃烧器轴向上的位置规则性地变化的方式配置。3.如权利要求1所述的燃气涡轮燃烧器，其特征在于， 所述顶帽喷嘴沿着周向设置多个，并以使燃烧器轴向上的位置不规则性地变化的方式配置。4.如权利要求2或3所述的燃气涡轮燃烧器，其特征在于， 所述顶帽喷嘴沿着周向设置多个而成为以使燃烧器轴向位置变化的方式配置的一个顶帽喷嘴组，所述顶帽喷嘴组沿着燃烧器轴向配置多个。5.如权利要求1所述的燃气涡轮燃烧器，其特征在于， 所述顶帽喷嘴在沿着燃烧器轴向延伸的中途具有喷射燃料的燃料喷射口，沿着周向设置多个，并以使所述燃料喷射口的燃烧器轴向上的位置规则性地变化的方式配置。6.如权利要求1所述的燃气涡轮燃烧器，其特征在于， 所述顶帽喷嘴在沿着燃烧器轴向延伸的中途具有喷射燃料的燃料喷射口，沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：染谷谕，泷口智志，万代重实，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：
国别省市：