[发明专利]燃料喷嘴

说明书

本申请是国际申请日为2011年8月17日，申请号为201180035246.7，发明名称为燃料喷嘴、具备该燃料喷嘴的燃气涡轮燃烧器及具备该燃气涡轮燃烧器的燃气轮机的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及燃料喷嘴、具备该燃料喷嘴的燃气涡轮燃烧器及具备该燃气涡轮燃烧器的燃气轮机，特别涉及切换使用油和气体的双重方式的燃料喷嘴的冷却。

背景技术

燃气轮机的燃气涡轮燃烧器使油燃料、气体燃料、燃烧用空气进行流通，然后切换气体燃料和油燃料而使燃料燃烧。在燃气涡轮燃烧器中，通过燃料燃烧而产生的高温的燃气向燃气轮机流通并驱动燃气轮机。在燃烧开始时，使油燃料或气体燃料在配置于燃气涡轮燃烧器的轴心的燃料喷嘴流通，进行点火。

在此，燃料喷嘴以大致圆筒状的燃料喷嘴主体的轴向变成燃气涡轮燃烧器内的空气流动方向的方式配置于燃气涡轮燃烧器内。在大致圆筒状的燃料喷嘴主体上，沿其圆周方向大致均等间隔地设有气体燃料通路。另外，在覆盖燃料喷嘴主体的外周的外筒和燃料喷嘴主体的外周壁之间设有环状地形成的空气流路。

这样形成的燃料喷嘴使从空气流路流入的空气从设置于燃料喷嘴的前端部的周边的空气喷射口向燃料喷嘴主体的轴中心流通，并大致斜向内地喷射空气，从而使空气流出到燃气涡轮燃烧器内。

从气体燃料通路流到燃料喷嘴的前端部的气体燃料从设置于前端部的周边的气体喷射口，从燃料喷嘴主体的轴中心大致倾斜向外地喷射。

油燃料经过收纳于由大致圆筒状的燃料喷嘴主体的内壁形成的圆筒形的空间部的油燃料喷嘴，从设置于油燃料喷嘴的前端部的中心的喷射口喷射到燃气涡轮燃烧器内。

这样，空气和气体燃料或油燃料通过从燃料喷嘴的前端部喷射到燃气涡轮燃烧器内而燃烧，进行点火。

燃料喷嘴的前端部对从空气流路导入的高温的空气进行喷射，并且从设置于比空气流路更靠燃料喷嘴的轴中心的气体燃料通路，喷射比空气更低温的气体燃料。因此，由气体燃料流路和空气流路夹着的燃料喷嘴主体的外周侧(空气流路侧)和内周侧(气体燃料流路侧)之间的温差增大，从而产生热伸缩差，在燃料喷嘴的前端部的焊接部产生裂纹。

在仅使用气体燃料时，拆下油燃料喷嘴而使用。因此，通过拆下油燃料喷嘴而产生的沿着燃料喷嘴的轴向中心线的圆筒形的空间部暴露于高温的燃气。为了防止因侵入空间部的高温的燃气而在燃料喷嘴的前端部的焊接部产生裂纹，设置从燃料喷嘴的前端部密封空间部的盖。该盖由于暴露于高温的燃气，因此需要冷却(例如，专利文献1)。

作为设置于这种燃料喷嘴的前端部的盖的冷却方法，存在从外部空气系统向盖导入空气而冷却的方法。

专利文献2公开的是如下技术，即，通过使由设置于燃气轮机的压缩机压缩的空气偏向并将其向燃料喷嘴的空间部导入，然后使空气从空间部经过设置于盖的前端面的漏出孔而从燃料喷嘴的前端部漏出，来冷却盖。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：(日本)特开平10－205757号公报

专利文献2：(日本)特开2002－71135号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在从外部空气系统向盖导入空气而冷却的情况下，存在用于将外部空气导入配管等的很复杂的问题。

专利文献2公开的发明由于在仅使用气体燃料时，需要拆下油燃料喷嘴，其后，在燃料喷嘴的前端部设置设有冷却用空气流路的盖，因此存在成本增大之类的问题。

本发明是鉴于上述的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够简易且抑制成本地冷却燃料喷嘴的前端部的燃料喷嘴、具备该燃料喷嘴的燃气涡轮燃烧器及具备该燃气涡轮燃烧器的燃气轮机。

解决问题的技术方案

本发明为了解决上述课题，采用下面的技术方案。

本发明之一方式的燃料喷嘴具备：内筒、同心圆状地设置于该内筒的前端周边的外周并包围该内筒的前端部的喷烧筒、该喷烧筒和所述内筒之间作为燃烧用空气进行流通的空气流路、形成于所述内筒的轴中心位置且沿所述内筒的轴向延伸的空间部、沿所述内筒的周方向大致等间隔地设置而从前端部喷射流体的多个内部流路、设置于所述内筒的前端部更上游侧并从该内筒的外壁向半径方向内侧延伸而与所述空间部连通的至少一个连通部，从所述连通部将被所述空气流路导入的所述燃烧用空气的一部分导入所述空间部，从所述空间部的前端部导出所述燃烧用空气。