[发明专利]燃气轮机燃烧器以及燃气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种预混合燃烧方式的燃气轮机燃烧器、以及具备燃气轮机燃烧器的燃气轮机。

背景技术

以往，已知有使将燃料与燃烧用空气预先混合而成的预混合气体燃烧的预混合燃烧方式的燃气轮机燃烧器(例如参照专利文献1)。该燃气轮机燃烧器具有供预混合气体流通的主喷烧器(burner)，主喷烧器构成为包括喷烧器外筒和其下游的延长管。当使来自主喷烧器的预混合气体燃烧时，遍及主喷烧器的内部而产生逆火(燃烧)的现象、即返火。因此，为了抑制返火的发生，从喷烧器外筒与延长管之间的间隙沿着延长管的内壁面而流通有薄膜状的空气(薄膜空气)。

先行技术文献

专利文献：

专利文献1：日本特许第4070758号公报

然而，吸入到燃气轮机燃烧器的空气量除了分配为上述的燃烧用空气、薄膜空气之外，还被分配为冷却空气。此时，吸入到燃气轮机燃烧器的空气量根据燃气轮机的输出性能而被预先规定。因此，若作为薄膜空气和冷却空气而使用的空气量多，则与之对应地，作为燃烧用空气而使用的空气量会减少。在该情况下，由于预混合气体的燃料成分会变浓，所以难以减少燃烧时产生的NOx。

发明内容

发明要解决的技术问题

于是，本发明的课题在于，提供一种能够抑制返火并且减少燃烧时产生的NOx的燃气轮机燃烧器以及燃气轮机。

用于解决技术问题的手段

本发明的燃气轮机燃烧器使将燃料和燃烧用空气预先混合而成的预混合气体燃烧而在内部形成燃烧区域，该燃气轮机燃烧器的特征在于，具备：预混合气体供给通路，其供预混合气体流通；薄膜空气供给口，其设置于预混合气体供给通路，用于供给沿着预混合气体供给通路的内壁面的薄膜状的薄膜空气；以及冷却通路，其供用于冷却与所形成的燃烧区域对置的内壁面的冷却空气流通，冷却通路的流出侧与薄膜空气供给口连接。

根据该结构，能够将冷却空气作为薄膜空气而使用，所以与分别使用冷却空气和薄膜空气的情况相比，能够降低所使用的空气量，由此，能够增大作为燃料用空气而使用的空气量。因此，能够稀释预混合气体的燃料成分，所以能够抑制返火且冷却燃烧室的内壁面，并且能够减少因使预混合气体燃烧而产生的NOx。

在该情况下，优选为，冷却通路以隔着内壁面的方式，沿着成为燃烧区域的相反侧的表面的内表面而形成。

根据该结构，能够使冷却空气沿着内表面流通，所以能够适当地冷却内壁面。

在该情况下，优选为，在冷却通路中设置有包括冲击孔的冲击构件，该冲击孔被贯通形成，以使冷却空气吹至内表面。

根据该结构，能够使在冷却通路中流通的冷却空气通过冲击构件，从而吹至内表面，所以能够适当地冷却与燃烧区域对置的内壁面。此时，能够加快通过了冲击孔的空气的流速，由此能够提高内表面的冷却效率，所以能够降低作为冷却空气而使用的空气量。

在该情况下，优选为，薄膜空气供给口为形成在预混合气体供给通路的上游侧的内壁面与在上游侧的内壁面的外侧设置的下游侧的内壁面之间的开口。

根据该结构，能够适当地使从薄膜空气供给口供给的薄膜空气沿着预混合气体供给通路的内壁面流通。

在该情况下，优选为，薄膜空气供给口为形成于预混合气体供给通路的内壁面的狭缝开口。

根据该结构，能够从预混合气体供给通路的内壁面供给从薄膜空气供给口供给的薄膜空气，所以能够使内壁面处于同一面。

本发明的燃气轮机具备：上述的燃气轮机燃烧器；以及涡轮，其通过在燃气轮机燃烧器中使预混合气体燃烧而产生的燃烧气体进行旋转。

根据该结构，能够抑制返火，并且能够通过成为低NOx的燃烧而使涡轮旋转。

附图说明

图1是实施例1所涉及的燃气轮机的概要结构图。

图2是图1的燃气轮机燃烧器中的放大图。

图3是概要性地表示燃气轮机燃烧器的内部结构的图。

图4是表示导引锥的冷却通路周围的结构的示意图。

图5是表示实施例2所涉及的燃气轮机燃烧器的导引锥的冷却通路周围的结构的示意图。

图6是表示实施例3所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。

图7是表示实施例3的变形例所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。

图8是表示实施例4所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。