[发明专利]喷嘴及燃气涡轮燃烧器、燃气涡轮

说明书

技术领域

本发明涉及用于进行扩散燃烧的喷嘴、具有该喷嘴的燃气涡轮燃烧器、及搭载有该燃气涡轮燃烧器的燃气涡轮。

背景技术

通常的燃气涡轮由压缩机、燃烧器及涡轮构成。并且，从空气取入口取入的空气通过压缩机压缩而成为高温·高压的压缩空气，在燃烧器中，通过对于该压缩空气供给燃料并使其燃烧而获得高温·高压的燃烧气体(工作流体)，通过该燃烧气体驱动涡轮，从而对与该涡轮连结的发电机进行驱动。

现有的燃气涡轮的燃烧器以包围先导燃烧嘴的周围的方式配置多个主燃烧嘴，在先导燃烧嘴中组入先导喷嘴，在主燃烧嘴中组入主喷嘴，且先导燃烧嘴及多个主燃烧嘴配置在燃气涡轮的内筒的内部。

作为这样的燃气涡轮燃烧器，已有下述专利文献1、2记载的结构。该专利文献1记载的燃气涡轮燃烧器为，在形成燃料通路的主体的外侧配置套筒，并且在其之间配置覆盖件而在内外形成空气通路，在覆盖件的前端侧设有具有与燃料通路连通的燃料喷射喷嘴的喷嘴尖75而构成先导喷嘴。另外，专利文献2记载的燃气涡轮燃烧器为，在燃料喷嘴上设有作为供燃料或空气、或者它们的混合气通过并同主预混合回路一起发挥功能的通路的扩散头。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】：日本特开2009-168397号公报

【专利文献2】：日本特开2010-159757号公报

【发明的概要】

【发明所要解决的课题】

在上述的现有的燃气涡轮燃烧器中，从主喷嘴喷射出的燃料和空气的混合气成为回旋流(新气体)，向先导喷嘴的前端部再循环，由此与从该先导喷嘴喷射出的空气流冲撞，并燃烧而形成火焰。在这种情况下，从先导喷嘴喷射出的空气流受其流量等的波动的影响而变动。当来自先导喷嘴的空气流减少时，混合气的循环流向先导喷嘴侧大量流入，导致温度上升，有可能使先导喷嘴的前端部发生损伤，另外，NOx的产生量也增加。另一方面，当来自先导喷嘴的空气量增加时，先导锥体内部的速度分布大幅变化，导致燃烧变得不稳定。

发明内容

本发明就是为了解决上述的课题而作出的，其目的在于，提供既能够对冷却空气量或速度分布进行控制来防止喷嘴的烧损，并且能够抑制NOx的产生量的喷嘴及燃气涡轮燃烧器、燃气涡轮。

【用于解决课题的手段】

为了实现上述的目的，本发明的喷嘴的特征在于，具备：喷嘴主体，其具有燃料通路；覆盖件，其隔开规定间隙地配置在该喷嘴主体的前端外周部的外侧，由此形成内侧空气通路且能够朝向所述喷嘴主体的前方喷射空气；燃料喷射喷嘴，其沿着周向隔开规定间隔地装配在该覆盖件的前端部并与所述燃料通路连通；回旋力赋予装置，其对通过所述内侧空气通路而喷射的空气赋予回旋力。

因而，在回旋力赋予装置的作用下，通过内侧空气通路而从覆盖件朝向喷嘴主体的前方喷射的空气成为回旋流，因此，即便其空气流量等发生波动，轴向的空气流速分布也不会大幅变动，而能够使燃烧稳定化，另外，通过对喷嘴附近的温度上升进行抑制，由此能够防止喷嘴的前端部的损伤，并且能够使NOx的产生量减少，其结果是，能够实现稳定的燃烧。

在本发明的喷嘴中，其特征在于，所述回旋力赋予装置具有在所述内侧空气通路的出口设置的引导部。

因而，通过将回旋力赋予装置形成为在内侧空气通路的出口设置的引导部，由此能够容易地使从覆盖件朝向喷嘴主体的前方喷射的空气成为回旋流。

在本发明的喷嘴中，其特征在于，所述燃料喷射喷嘴设置在能够向来自所述内侧空气通路的喷射空气的外侧喷射燃料的多个喷嘴尖上，所述引导部设置在所述多个喷嘴尖上。

因而，通过在多个喷嘴尖设置引导部，能够实现结构的简化。

在本发明的喷嘴中，其特征在于，所述引导部设置在所述覆盖件中的与所述多个喷嘴尖不处于周向的同列的位置上。

因而，能够促进从覆盖件喷射的空气的回旋流与从喷嘴尖喷射的燃料的混合。

在本发明的喷嘴中，其特征在于，设有套筒，该套筒隔开规定间隙地配置在所述覆盖件的外周部的外侧，由此形成外侧空气通路且能够朝向来自所述燃料通路的喷射燃料的外侧喷射空气。

因而，通过内侧空气通路而喷射的空气和通过外侧空气通路而喷射的空气将喷射燃料夹入，由此能够促进两者的混合，并且能够将空燃比维持为最佳值。