燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，在生產(chǎn)用的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，尋求環(huán)境負(fù)荷的降低，因燃燒而產(chǎn)生的氧化氮物(NOx)的排量降低成為重要的課題。量的降低通過(guò)抑制燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器內(nèi)的局部高溫區(qū)域的產(chǎn)生來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體來(lái)說(shuō)，在燃燒前將燃料與空氣混合，并以燃料和空氣的混合比比理論混合比低的狀態(tài)燃燒即可。因此，就量的降低而言，增加燃燒用空氣的量而降低混合比是有效的。
[0003]可是，燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器一般情況下具備將燃料和空氣混合的生成混合氣體的混合器以及配置于混合器下游的使混合氣體燃燒的內(nèi)筒。在內(nèi)筒的內(nèi)部進(jìn)行燃燒反應(yīng)，因此內(nèi)筒壁曝露在高溫的燃燒氣體中。因此，在以往的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，采用使用燃燒用空氣的一部分在內(nèi)筒壁面上流通膜狀的冷卻空氣的膜冷卻構(gòu)造。
[0004]一般情況下，從壓縮機(jī)向燃燒器供給的壓縮空氣被分配為內(nèi)筒壁的冷卻空氣和燃燒用空氣。因此，若增加內(nèi)筒壁的冷卻空氣的量則燃燒用空氣的量減少而難以降低勵(lì)^勺排量。因此，公開(kāi)有如下方法，在內(nèi)筒壁內(nèi)形成冷卻空氣的通道，通過(guò)冷卻空氣經(jīng)過(guò)通道而進(jìn)行的對(duì)流冷卻和將流出通道的空氣使用于膜冷卻，來(lái)提高冷卻效果并削減冷卻空氣(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)I)。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2009-79789號(hào)公報(bào)
[0007]近年，生產(chǎn)用燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器為了削減排出的二氧化碳量而期望高效率化。因此，實(shí)現(xiàn)燃燒器出口(燃?xì)廨啓C(jī)入口)的燃燒氣體溫度的高溫化，必須提高燃燒器內(nèi)筒的冷卻性能。另外，因?yàn)槿紵龤怏w溫度的高溫化是使NOx排量增加的主要原因，所以為了使燃燒用空氣量增大，產(chǎn)生使冷卻空氣量減少的必要。為解決這些課題而期望進(jìn)一步提高燃燒器內(nèi)筒的冷卻性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明基于上述情況而完成，其目的在于提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，能夠提高燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的內(nèi)筒的冷卻性能和降低NOx排量。
[0009]為了解決上述課題，例如采用權(quán)利要求記載的構(gòu)成。本申請(qǐng)包括多個(gè)解決上述課題的機(jī)構(gòu)，如果列舉其一例，則提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其具備:將燃燒空氣和燃料燃燒而生成燃燒氣體的圓筒狀的內(nèi)筒；同心圓狀地配置于上述內(nèi)筒的外側(cè)的外筒；設(shè)置于上述外筒的上游側(cè)端部的端罩；以及由上述內(nèi)筒的外周面和上述外筒的內(nèi)周面形成的供燃燒用空氣流通的環(huán)狀流道，上述燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的特征在于，在上述內(nèi)筒的外周面與內(nèi)周面之間的內(nèi)筒壁的內(nèi)部形成有橫剖視為端部配置于上游側(cè)的3字狀的流道，上述流道具備第一流道和第二流道，該第一流道沿與上述內(nèi)筒的軸方向平行的方向形成且在一端側(cè)設(shè)置有向上述內(nèi)筒壁的外側(cè)開(kāi)口的供給孔，該第二流道的一端側(cè)設(shè)置有向上述內(nèi)筒壁的內(nèi)側(cè)開(kāi)口的噴出孔且其另一端側(cè)與上述第一流道的另一端側(cè)連通，從上述供給孔流入的燃燒用空氣的一部分在上述第一流道朝向與上述燃燒氣體的流動(dòng)方向相同的方向流動(dòng)，之后折返而在上述第二流道朝向與上述燃燒氣體的流動(dòng)方向相反的方向流動(dòng)，并從上述噴出孔向上述內(nèi)筒的內(nèi)部噴出。
[0010]本發(fā)明的效果如下。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，由于提高了燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的內(nèi)筒的冷卻性能，因此能減少冷卻空氣量，增加燃燒空氣量。其結(jié)果，能夠提供能使NOx排出量降低的可靠性高的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是將本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的第一實(shí)施方式的主要部分側(cè)剖視圖與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器設(shè)備整體的示意圖一并表示的概略構(gòu)成圖。
[0013]圖2是表示構(gòu)成本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的第一實(shí)施方式的內(nèi)筒和尾筒的配置構(gòu)成的概略構(gòu)成圖。
[0014]圖3是放大表示圖2的Z部的內(nèi)筒和尾筒的縱剖視圖。
[0015]圖4是圖2的A-A線(xiàn)的內(nèi)筒的橫剖視圖。
[0016]圖5是圖4的B-B線(xiàn)的內(nèi)筒與尾筒的縱剖視圖。
[0017]圖6是圖4的C-C線(xiàn)的內(nèi)筒與尾筒的縱剖視圖。
[0018]圖7是構(gòu)成以往的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的內(nèi)筒與尾筒的縱剖視圖。
[0019]圖8是表示設(shè)置于構(gòu)成本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的第二實(shí)施方式的、內(nèi)筒與尾筒的連接部的流道的橫剖視圖。
[0020]圖9是圖8的A-A線(xiàn)的內(nèi)筒與尾筒的縱剖視圖。
[0021]圖10是圖8的B-B線(xiàn)的內(nèi)筒與尾筒的縱剖視圖。
[0022]圖11是表示與從構(gòu)成本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的第二實(shí)施方式的內(nèi)筒的噴出孔到內(nèi)筒下游端的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)的冷卻效率的特性圖。
[0023]圖12是表示設(shè)置于構(gòu)成本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的第三實(shí)施方式的、內(nèi)筒與尾筒的連接部的流道的橫剖視圖。
[0024]圖13是圖12的A-A線(xiàn)的內(nèi)筒與尾筒的縱剖視圖。
[0025]圖14是圖12的B-B線(xiàn)的內(nèi)筒與尾筒的縱剖視圖。
[0026]圖15是圖12的C-C線(xiàn)的內(nèi)筒與尾筒的縱剖視圖。
[0027]圖16是表示設(shè)置于構(gòu)成本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的第四實(shí)施方式的、內(nèi)筒與尾筒的連接部的流道的橫剖視圖。
[0028]圖中:1一壓縮機(jī)，2—汽輪機(jī)，3—燃燒器，4一發(fā)電機(jī)，5—內(nèi)筒，6—尾筒，7—外筒，12—壓縮空氣，13—冷卻空氣，14 一燃燒空氣，16—燃燒氣體，101—尾筒壁，102—內(nèi)筒壁，104—供給孔，105—流道，105a—第一流道，105b—第二流道，105c—第三流道，105d—第四流道，107—噴出孔。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下，使用附圖對(duì)本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]圖1是將本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的第一實(shí)施方式的主要部分側(cè)剖視圖與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器設(shè)備整體的示意圖一并表示的概略構(gòu)成圖。
[0032]圖1所示的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器設(shè)備主要具備:壓縮空氣而生成高壓的壓縮空氣12的壓縮機(jī)I ;將從自該壓縮機(jī)I導(dǎo)入的壓縮空氣12中分配的燃燒用空氣14與燃料混合并燃燒而生成燃燒氣體16的燃燒器3 ;導(dǎo)入有由燃燒器3生成的燃燒氣體16的汽輪機(jī)2 ;以及通過(guò)汽輪機(jī)2的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)從而產(chǎn)生電力的發(fā)電機(jī)4。此外，壓縮機(jī)1、汽輪機(jī)2以及發(fā)電機(jī)4由旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)。
[0033]燃燒器3具備:將燃燒空氣14和燃料燃燒而生成燃燒氣體16的內(nèi)筒5 ;位于內(nèi)筒5的下游并與汽輪機(jī)2和內(nèi)筒5連接的尾筒6 ;收納內(nèi)筒5和尾筒6的外筒7 ;設(shè)置于外筒7的上游側(cè)端部的端罩8 ;配置于內(nèi)筒5的上游側(cè)的擴(kuò)散燃燒嘴19 ;以及預(yù)混合燃燒嘴20。擴(kuò)散燃燒嘴19具備燃料噴嘴9，預(yù)混合燃燒嘴20具備燃料噴嘴10。
[0034]在內(nèi)筒5與尾筒6的連接部，內(nèi)筒5的下游側(cè)端部?jī)?nèi)插于尾筒6的上游側(cè)端部，并通過(guò)設(shè)置于內(nèi)筒5的下游側(cè)端部的外周側(cè)的板簧密封部件100保持嵌合狀態(tài)。
[0035]從壓縮機(jī)I排出的壓縮空氣12通過(guò)由內(nèi)筒5、尾筒6以及外筒7形成的環(huán)狀流道，其一部分用作內(nèi)筒5、尾筒6的冷卻空氣13，剩下的空氣作為燃燒空氣14向擴(kuò)散燃燒嘴19和預(yù)混合燃燒嘴20供給。通過(guò)使該燃燒空氣14與從設(shè)置于各燃燒嘴的燃料噴嘴9、10噴射的燃料混合并燃燒，在內(nèi)筒5內(nèi)形成擴(kuò)散火焰17和預(yù)混合火焰18。
[0036]接下來(lái)，使用圖2至圖6對(duì)內(nèi)筒壁的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。圖2是表示構(gòu)成本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的第一實(shí)施方式的內(nèi)筒和尾筒的配置構(gòu)成的概略構(gòu)成圖，圖3是放大表示圖2的Z部的內(nèi)筒和尾筒的縱剖視圖，圖4是圖2的A-A線(xiàn)的內(nèi)筒橫剖視圖，圖5是圖4的B-B線(xiàn)的內(nèi)筒與尾筒的縱剖視圖，圖6是圖4的C-C線(xiàn)的內(nèi)筒與尾筒的縱剖視圖。在圖2至圖6中，與圖1所示的符號(hào)相同的部分是同一部分，所以省略其詳細(xì)的說(shuō)明。
[0037]圖2所示的Z部是內(nèi)筒5與尾筒6的連接部，如上所述地設(shè)置于內(nèi)筒5的下游側(cè)端部外周側(cè)的板簧密封部件100保持內(nèi)筒5與尾筒6的嵌合狀態(tài)。
[0038]圖3是內(nèi)筒5與尾筒6的連接部的放大縱