[发明专利]燃气涡轮发动机中的催化燃烧器

说明书

相关申请

本申请要求2011年12月27日申请的日本专利申请2011-285245的优先权，将其全部内容以参照的方式引入作为本申请的一部分。

技术领域

本发明涉及一种用于燃气涡轮发动机的催化剂截面积大的催化燃烧器。

背景技术

催化燃烧器具有几乎不排出NOx，能够使通常不能燃烧的低浓度甲烷氧化等优点，是能够应对低公害性和变暖对策等环境问题的技术之一(例如，专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4841679号公报

在通过催化剂进行处理的气体量多的燃气涡轮发动机的燃烧催化剂中，为了使大量的处理气体充分反应，必须减小处理气体通过催化剂的速度，具有催化剂的截面积变大的倾向。如果增大催化剂的截面积，则在圆筒型的催化燃烧器中，其直径变大，但相反地，承载催化剂的催化剂载体的强度降低。

通常，在将催化剂组装入装置时，将催化剂保持材夹在催化燃烧器的套体与催化剂载体之间。催化剂保持材在从催化剂载体的外周保持催化剂载体的同时，也发挥密封处理气体在催化剂外流动的作用。为了防止由于处理气体的流动使催化剂保持材脱落，通过将催化剂保持材向径向内侧挤压，朝向径向内侧给予一定的预负荷，通过其弹性恢复力，与套体的内面压接。此时，由于挤压催化剂保持材，在催化剂载体上会向催化剂中心侧施加力，在直径大的催化剂载体的情况下，有时会由于该力使催化剂载体变形。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于提供一种燃气涡轮发动机的催化燃烧器，该催化燃烧器能够抑制因预负荷导致的催化剂载体的变形，同时，能够防止催化剂保持材沿处理气体的流向移动。

(二)技术方案

为了实现上述目的，本发明的催化燃烧器用于燃气涡轮发动机，具备套体、催化剂保持体、支持材和下游侧限制部件，所述套体在内部收纳催化剂载体；所述催化剂保持体夹在所述套体与所述催化剂载体之间，在所述套体的内周面保持所述催化剂载体的外周面，同时，阻止处理气体通过所述催化剂载体的外周，向下游侧泄漏；所述支持材配置在所述催化剂载体的所述处理气体流向的下游侧，来保持所述催化剂载体；所述下游侧限制部件配置在所述催化剂保持体的下游侧，阻止向所述处理气体流向移动。

在燃气涡轮发动机中，通常，由于通过催化剂载体的处理气体为高压，因此在细孔的催化剂载体的上游侧与下游侧间产生大的差压，即使由于这样的差压，导致催化剂载体及催化剂保持体沿处理气体的流向被挤压，由支持材和下游侧限制部件支持，能够阻止催化剂载体及催化剂保持体沿处理气体的流向移动。因此，不需要通过强烈地挤压催化剂保持体来给予预负荷，利用其弹性恢复力与主体部的内周面压接，由此来防止向处理气体的流向移动。其结果，能够防止因对催化剂保持体强烈地挤压导致的催化剂载体变形。

在本发明中，优选地，所述下游侧限制部件为环状，所述催化剂载体为圆柱状，设定所述下游侧限制部件的内径与所述催化剂载体的外径大致相同。根据该结构，通过使下游侧限制部件与催化剂载体的外周面的下部顶触，能够进行催化剂载体的定位。

在本发明中，优选地，所述下游侧限制部件体由在周向上分成两部分的第一及第二限制部件半体构成，各限制部件半体在周向上具有间隙地相对。此外，也可以取而代之，所述下游侧限制部件的周向的一部分被切下，在其缺口部设置有周向的间隙。通过设置这样的间隙，能够吸收配置在会变成高温的催化剂下游侧的环体的热伸长。

在本发明中，优选地，还具备上游侧限制部件，所述上游侧限制部件配置在催化剂保持体的所述处理气体流向的上游侧，阻止所述处理气体通过所述催化剂保持体内。上游侧限制部件构成为能够覆盖所述催化剂保持体的上游端面的大致整个面的形状及尺寸，但为了尽可能不阻碍所述处理气体流入催化剂，上游侧限制部件的内径优选为略小于所述催化剂载体的外径的程度。根据该结构，上游侧限制部件阻止处理气体直接碰撞催化剂保持体，抑制处理气体沿流向的力作用于催化剂保持体，并且，在燃气轮机上发生喘振的情况下，能够防止催化剂保持体向处理气体的流向的上游侧脱离。

在本发明中，优选地，所述套体由中空状的燃烧器壳体的内侧自由装卸地支持。根据该结构，能够将套体从壳体中取出，在外部将催化剂载体从套体卸下进行更换，因此催化剂载体的更换作业变容易。

权利要求书和/或说明书和/或说明书附图所公开的至少两种结构的任意组合，均包含在本发明中。特别是权利要求书的各权利要求的两项以上的任意组合，也包含在本发明中。

附图说明