[发明专利]燃料喷射器、燃烧器以及燃气轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料喷射器、燃烧器以及燃气轮机。

背景技术

在燃气轮机等中，在将燃料气体向燃烧器等供给时，通过燃料喷射器使空气与燃料气体预先均匀地混合而以雾状喷射。

作为这样的燃料喷射器，例如，在专利文献1中公开了一种燃料喷射器，其呈圆筒状且在内部形成空腔，并具有随着朝向下游侧而扩径地配置的内部导流板。

该燃料喷射器具备燃料喷射器主体，该燃料喷射器主体由外侧壁连结上游侧管支承部与下游侧管支承部，而将内部的空间形成为空腔。在该燃料喷射器主体配置有以沿径向横剖内部的空腔的方式朝向径向外侧向扩展的内部导流板。并且，在燃料喷射器主体上从上游侧连接有燃料进给管。在燃料喷射器主体上设有将上游侧管支承部、内部导流板、以及下游侧管支承部贯通并固定的多个预混合管。预混合管的用于导入燃料气体的燃料喷射孔配置在空腔内的比内部导流板靠上游侧的位置。

在这样的结构的燃料喷射器中，当燃料气体从燃料进给管导入至空腔时，燃料气体沿着内部导流板的下游侧的表面朝向径向外侧前进而到达外侧壁附近。之后，一边从配置在径向外侧的预混合管的燃料喷射孔流入，空腔内的燃料气体一边沿着内部导流板的上游侧的表面朝向径向内侧前进。空腔的截面积随着朝向径向内侧而减小。因此，空腔内的燃料气体的流量随着朝向径向内侧而逐渐减少。由此，预混合管的燃料喷射孔处的燃料气体的流速恒定，向预混合管供给的燃料气体的供给量恒定。由此，在该燃料喷射器中，能够与在预混合管上配置的位置无关地将从预混合管的上游侧供给的空气与从燃料导入孔供给的燃料气体均匀地混合并喷射。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-69602号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1所述的燃料喷射器中，将内部导流板调整成恒定的角度是很重要的。然而，在该燃料喷射器中，将内部导流板配置在燃料喷射器主体内的封闭的空间即空腔内，因而难以调整成恒定的角度。

并且，在内部导流板上形成有用于使预混合管通过的多个贯通孔。为了防止燃料从预混合管与内部导流板之间的间隙流入而进行焊接等，从而在内部导流板的表面上产生凹凸。因此，难以使燃料气体沿着内部导流板的表面顺畅地流动。

由此，难以将燃料导入孔附近的燃料气体的流速调整成任意的速度，难以使喷射燃料气体在预混合管中均匀地混合并喷射。

本发明提供一种能够容易喷射均匀地混合的燃料气体的燃料喷射器、燃烧器以及燃气轮机。

用于解决课题的方案

本发明的第一方式所涉及的燃料喷射器具备：上游支承板，其被从轴线方向的第一端部侧向内侧导入燃料气体，且具有随着朝向所述轴线方向的第二端部侧而逐渐扩径的锥筒状的形状；下游支承板，其与所述轴线交叉且配置在所述上游支承板的轴线方向的第二端部侧，与该上游支承板一起在内侧形成空腔；以及预混合管，其以沿轴线方向延伸且支承于所述上游支承板以及下游支承板的方式设置有多个，被从轴线方向的第一端部侧导入空气，多个所述预混合管分别配置在具有以所述轴线为中心的半径尺寸彼此不同的圆状的形状的多个列上，配置在同一列上的彼此相邻的所述预混合管沿周向彼此分离等距离地配置，在所述预混合管的位于所述空腔的部分形成有将该预混合管内外贯通的燃料导入孔，经由所述燃料导入孔从所述空腔供给至所述预混合管内的所述燃料气体在该预混合管内与所述空气混合后，从该预混合管的轴线方向的第二端部侧喷射。

在这样的燃料喷射器中，能够以随着从轴线的中心朝向径向外侧减小轴线方向的距离的方式，形成在上游支承板以及下游支承板的内侧形成的空腔。因此，就从燃料导入孔向设有多个的预混合管供给的燃料气体而言，即使燃料气体的流通量在空腔内逐渐减少，也能够使燃料气体的流速维持恒定。因此，就从燃料导入孔向设有多个的预混合管供给的燃料气体而言，在空腔内随着朝向径向外侧，而燃料气体的流量逐渐减少。因此，即使预混合管增加，也能够使燃料气体的流速维持恒定。其结果是，能够与预混合管的配置位置无关地使从位于空腔的燃料导入孔向预混合管内供给的燃料气体的供给量恒定。由此，通过预混合管能够使空气与燃料气体均匀地混合，因此能够容易喷射均匀地混合的燃料气体。

本发明的第二方式所涉及的燃料喷射器可以采取如下的方式，即，以在多个所述预混合管的周向之间朝向径向流通的所述燃料气体的流速恒定的方式，设定各所述列的所述空腔的所述轴线方向的长度。