專利名稱：燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃氣渦輪燃燒器，而且特別涉及構(gòu)造成降低流動通過其內(nèi)部的氣流的漂移和干擾的燃燒器。
背景技術(shù)：
圖12的剖面圖示出燃氣渦輪的一般構(gòu)造。如圖12所示，燃氣渦輪包括壓縮機1，該壓縮機1壓縮空氣；燃燒器2，這些燃燒器2供應(yīng)有燃料和由壓縮機1壓縮過的空氣從而進行燃燒；以及渦輪3，該渦輪3由來自燃燒器2的燃燒氣體旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。壓縮機1、燃燒器2以及渦輪3分別由殼體4覆蓋。另外，例如為16個的多個燃燒器2等間隔地布置在轉(zhuǎn)子5的外周上，該轉(zhuǎn)子5用作共用壓縮機1和渦輪3的一根軸。
在如上文所述的燃氣渦輪中，由壓縮機1壓縮過的空氣通過殼體4的內(nèi)部供應(yīng)到燃燒器2和轉(zhuǎn)子5上。然后，采用供應(yīng)到燃燒器2的壓縮空氣用于供應(yīng)到燃燒器2的燃料的燃燒。另外，利用供應(yīng)到殼體4內(nèi)部和渦輪3的轉(zhuǎn)子5的壓縮空氣來冷卻固定到殼體4上的靜輪葉31以及固定到轉(zhuǎn)子5上的旋轉(zhuǎn)葉片32，靜輪葉31和旋轉(zhuǎn)葉片32都暴露于由于燃燒氣體而產(chǎn)生的高溫。
設(shè)置到如上文所述構(gòu)造的這種燃氣渦輪上的燃燒器2包括燃燒器筒2a，該燃燒器筒2a設(shè)置到燃料供應(yīng)側(cè)；尾筒2b，該尾筒2b連接到燃燒器筒2a上，并將燃燒氣體噴射到渦輪3的第一排中的靜輪葉31上；以及外缸體2c，該外缸體2c插入成沿著殼體4的內(nèi)壁，并覆蓋燃燒器筒2a。而且，圖13示出表示燃燒器2的附近的放大剖面圖，以便描述燃燒器2的附近的詳細構(gòu)造。
如圖13所示，燃燒器2具有燃燒器筒2a；導(dǎo)向噴管21，該導(dǎo)向噴管21設(shè)置到燃燒器筒2a的中心并進行擴散燃燒；多個主噴管22，所述多個主噴管22等間隔地設(shè)置到導(dǎo)向噴管21的外周上，并進行預(yù)混燃燒；導(dǎo)向錐體23，該導(dǎo)向錐體23設(shè)置成覆蓋導(dǎo)向噴管21的下游側(cè)末端；以及主噴燃器24，該主噴燃器24設(shè)置成覆蓋主噴管22的下游側(cè)末端。另外，壓縮機1設(shè)有壓縮機出口11，該壓縮機出口11用于將壓縮空氣供應(yīng)到殼體4的插入有燃燒器2的內(nèi)部，并且從壓縮機出口11排出的壓縮空氣被供應(yīng)到燃燒器筒2a的內(nèi)部。
而且，為了描述燃燒器2的詳細構(gòu)造，圖14示出燃燒器2的燃燒器筒2a的放大剖面圖。如圖14所示，燃燒器2包括導(dǎo)向渦旋體25與主渦旋體26，該導(dǎo)向渦旋體25在導(dǎo)向錐體23內(nèi)部的上游側(cè)安裝成與導(dǎo)向噴管21的外周接觸，這些主渦旋體26在主噴燃器24內(nèi)部的上游側(cè)安裝成與主噴管22的外周接觸。結(jié)果，在導(dǎo)向渦旋體25中使得供應(yīng)到導(dǎo)向錐體23的空氣均勻，同時，在主渦旋體26中使供應(yīng)到主噴燃器24的空氣均勻。
另外，燃燒器2具有在其上游側(cè)的多個支撐件27以及在下游側(cè)的肋29，所述多個支撐件27設(shè)置到燃燒器筒2a的外周，該肋29設(shè)置成支撐由穿孔板構(gòu)成的沖孔金屬板28，該沖孔金屬板28設(shè)置于到在外缸體2c和燃燒器筒2a之間的空間的入口。通過使支撐件27和肋29連接到外缸體2c和燃燒器筒2a上，將燃燒器筒2a支撐并固定到外缸體2c上。此外，在導(dǎo)向噴管21的下游側(cè)，通過將支撐件30設(shè)置成使導(dǎo)向噴管21的外周連接到主噴管22上從而固定主噴管22。
對于如上文所述構(gòu)造的燃燒器2而言，從壓縮機出口11排出到殼體4的內(nèi)部的壓縮空氣通過沖孔金屬板28流入到在外缸體2c和燃燒器筒2a之間形成的空間中。沖孔金屬板28通過由穿孔板制成以便提供阻力，從而起到使流入燃燒器2的壓縮空氣均勻的作用。通過沖孔金屬板28流入到外缸體2c和燃燒器筒2a之間的空間中的壓縮空氣沿著外缸體2c的內(nèi)壁流動。
因此，通過在外缸體2c的底部(導(dǎo)向噴管21和主噴管22的基部)處使壓縮空氣作180度轉(zhuǎn)向，壓縮空氣在支撐燃燒器筒2a的支撐件27之間流動，并被供應(yīng)到燃燒器筒2a的內(nèi)部。然后，最終通過燃燒器2的導(dǎo)向渦旋體25和主渦旋體26供應(yīng)旋渦流，以便用于通過導(dǎo)向噴管21的擴散燃燒和用于通過主噴管22的預(yù)混燃燒。
但是，以如上文所述的方式供應(yīng)到燃燒器2的壓縮空氣在燃燒器2內(nèi)部的流動方面不穩(wěn)定。具體地，分別在用作主噴管22的外側(cè)的燃燒器筒2a的內(nèi)壁上產(chǎn)生由于流動分離而引起的渦流、以及在導(dǎo)向噴管21的基部上產(chǎn)生由于壓縮空氣流的轉(zhuǎn)向而引起的渦流。另外，還產(chǎn)生沿著導(dǎo)向噴管21流動的渦流、沿著燃燒器筒2a的內(nèi)壁向燃燒器筒2a的出口流動的渦流等。由于這些渦流，燃燒器筒2內(nèi)部的壓縮空氣流變得不穩(wěn)定。
結(jié)果，在導(dǎo)向噴管21和主噴管22的末端處的壓縮空氣的壓力分布變得不平衡，從而導(dǎo)致其不穩(wěn)定燃燒。因此，不僅NOx產(chǎn)生率變高，而且還由于產(chǎn)生燃燒振動而耐久性劣化。對于這些缺點，本申請人提出一種燃燒器，在該燃燒器中，通過將具有半圓形橫截面結(jié)構(gòu)和環(huán)形的耐磨環(huán)安裝到使支撐件27連接至燃燒器筒2a的位置，從而抑制壓縮空氣流動的干擾和漂移。(參見日本專利申請?zhí)亻_No.2000-346361。)在日本專利申請?zhí)亻_No.2000-346361中，公開了通過在導(dǎo)向噴管21的外側(cè)和主噴管22的內(nèi)側(cè)之間安裝沖孔金屬板以便提供阻力，從而維持在燃燒器筒2a內(nèi)部流動的壓縮空氣流的均勻性。另外，還公開了通過將導(dǎo)向輪葉安裝得比耐磨環(huán)靠近導(dǎo)向噴管21的基部側(cè)，從而在壓縮空氣轉(zhuǎn)向180度時維持流動的均勻性。
由于如上文所述那樣構(gòu)造，所以能夠使在燃燒器筒2a內(nèi)部作180度轉(zhuǎn)向流動的壓縮空氣流相對穩(wěn)定。但是，因為在轉(zhuǎn)向時在內(nèi)側(cè)壓縮空氣流和外側(cè)壓縮空氣流之間出現(xiàn)差異，所以壓縮空氣流的均勻性不夠。結(jié)果，必須通過分別延長從耐磨環(huán)的位置到導(dǎo)向噴管21的末端的距離、和從耐磨環(huán)的位置到主噴管22的距離來補償均勻性。
因此，不僅燃燒器2需要放大，而且必需支撐件30來固定主噴管22的末端，但是這些支撐件30干擾壓縮空氣的流動。具體地，固定主噴管22的末端的支撐件30促進燃燒器2內(nèi)部的壓縮空氣流動的均勻性的劣化。另外，不僅因為支撐件30給燃燒器2內(nèi)部的壓縮空氣流的均勻性以不利影響，而且因為沒有為了在壓縮空氣轉(zhuǎn)向180度的位置處的轉(zhuǎn)向的目的來構(gòu)造外缸體2c的底部(背面?zhèn)?，所以沒有消除外缸體2c中的流動的不穩(wěn)定性。而且，因為基于耐磨環(huán)和導(dǎo)向輪葉的彎曲的阻力顯著，出現(xiàn)顯著壓降的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種燃燒器，該燃燒器能夠使從燃燒器筒的外側(cè)轉(zhuǎn)向到內(nèi)側(cè)的壓縮空氣流均勻。
根據(jù)本發(fā)明的燃燒器包括導(dǎo)向噴管，該導(dǎo)向噴管設(shè)置于燃燒器的軸心，并進行擴散燃燒；主噴管，這些主噴管沿周向等間隔地設(shè)置在導(dǎo)向噴管的外周側(cè)，并進行預(yù)混燃燒；燃燒器筒，該燃燒器筒覆蓋導(dǎo)向噴管和主噴管的外周側(cè)；缸體，該缸體連接到燃燒器筒的位于主噴管的基部側(cè)的端部上，該缸體的外壁從主噴管的末端側(cè)向主噴管的基部側(cè)向上彎曲，并且該缸體的位于主噴管的基部側(cè)的末端形成為半圓形橫截面結(jié)構(gòu)；外缸體，該外缸體設(shè)置到燃燒器筒及缸體的外周側(cè)，并分別用作位于外缸體的內(nèi)壁和燃燒器筒及缸體的外壁之間的壓縮空氣通道；背面壁，該背面壁覆蓋外缸體的主噴管的基部側(cè)，該背面壁在外缸體的內(nèi)壁側(cè)上設(shè)有曲面，從而用作對主噴管的基部側(cè)呈研缽形狀的凹面；和轉(zhuǎn)向輪葉，這些轉(zhuǎn)向輪葉設(shè)置在沿周向彼此相鄰的主噴管之間，且從基部向主噴管的末端彎曲、和從主噴管的外周側(cè)向中心軸線彎曲。
根據(jù)本發(fā)明，通過設(shè)有缸體和背面壁，能夠在流入位于外缸體和燃燒器筒之間的空間的空氣轉(zhuǎn)向并流入燃燒器筒的內(nèi)部時使空氣流均勻。另外，通過設(shè)有轉(zhuǎn)向輪葉，能夠使到主噴管的末端的空氣流均勻。結(jié)果，能夠縮短主噴管和導(dǎo)向噴管的軸向長度，這能夠減小燃燒器的軸向長度，并且不需要用于支撐主噴管的支撐件。


圖1為示出根據(jù)本發(fā)明第一實施例的燃燒器中的燃燒器筒的內(nèi)部的構(gòu)造的剖面圖。
圖2為示出圖1的燃燒器的缸體的構(gòu)造的剖面圖。
圖3為示出圖1的燃燒器的背面壁的構(gòu)造的剖面圖。
圖4為示出圖1的燃燒器的轉(zhuǎn)向輪葉和主噴管之間的關(guān)系的剖面圖。
圖5A為圖1的燃燒器中的外缸體的從上游側(cè)看到的前視圖。
圖5B為示出圖1的燃燒器中的肋的周邊的剖面圖。
圖6為透視圖，示出根據(jù)本發(fā)明第二實施例的燃燒器中的缸體的一部分的概略構(gòu)造。
圖7為從主噴管的基部觀察的前視圖，示出圖6所示的缸體的上游側(cè)末端。
圖8A為示出圖6的缸體的外壁的構(gòu)造的簡圖。
圖8B為示出圖6的缸體的內(nèi)壁的構(gòu)造的簡圖。
圖9為示出圖6的缸體中的切口中的壓縮空氣流的簡圖。
圖10為示出在缸體和燃燒器筒結(jié)合在一起時燃燒器的構(gòu)造的剖面圖。
圖11為示出肋的構(gòu)造的另一個實例的簡圖。
圖12為示出一般燃氣渦輪的構(gòu)造的示意剖面圖。
圖13為傳統(tǒng)燃氣渦輪的燃燒器的放大剖面圖。
圖14為傳統(tǒng)燃氣渦輪的燃燒器的燃燒器筒的放大剖面圖。
具體實施例方式
<第一實施例>
現(xiàn)在參照附圖，以下將描述本發(fā)明的第一實施例。圖1為示出根據(jù)本實施例的燃燒器中的燃燒器筒的內(nèi)部的構(gòu)造的示意剖面圖。在圖1的燃燒器的構(gòu)造中，將向用于與圖13及圖14所示燃燒器相同目的的部分提供相同的附圖標記，并將省略對它們的詳細說明。另外，燃燒器筒內(nèi)部的尾筒側(cè)將稱為“下游側(cè)”，而在外缸體和燃燒器筒之間的空間中的尾筒側(cè)將稱為“上游側(cè)”。
如圖1所示，與圖13的燃燒器相同，根據(jù)本實施例的燃燒器包括導(dǎo)向噴管21，該導(dǎo)向噴管21設(shè)置到燃燒器的中心并進行擴散燃燒；多個主噴管22，所述多個主噴管22沿周向等間隔地設(shè)置到導(dǎo)向噴管21的外周上，并進行預(yù)混燃燒；導(dǎo)向錐體，該導(dǎo)向錐體設(shè)置成覆蓋導(dǎo)向噴管21的末端；主噴燃器24，該主噴燃器24設(shè)置成覆蓋主噴管22的末端；導(dǎo)向渦旋體25，該導(dǎo)向渦旋體25安裝在導(dǎo)向噴管21的外壁與導(dǎo)向錐體23的內(nèi)壁之間；以及主渦旋體26，該主渦旋體26設(shè)置在主噴管22的外壁與主噴燃器24的內(nèi)壁之間。
然后，圖1所示的燃燒器包括燃燒器筒2a，該燃燒器筒2a形成為覆蓋導(dǎo)向噴管21和主噴管22；尾筒2b，該尾筒2b接合到燃燒器筒2a，并將燃燒氣體從導(dǎo)向噴管21和主噴管22引入至燃氣渦輪3(參見圖12)；外缸體2c，該外缸體2c覆蓋燃燒器筒2a的外周，并同時與殼體4的內(nèi)壁接觸；和背面壁2d，該背面壁2d封閉外缸體2c的下游。另外，與傳統(tǒng)燃燒器不同，該燃燒器設(shè)有沖孔金屬板51，該沖孔金屬板51為呈環(huán)形的穿孔板，從而覆蓋在燃燒器筒2a和外缸體2c之間的空間中外缸體2c的上游側(cè)；肋52，該肋52支撐沖孔金屬板51，并連接到燃燒器筒2a和外缸體2c上；缸體53，該缸體53連接到燃燒器筒2a的上游側(cè)并具有喇叭口構(gòu)造，該喇叭口構(gòu)造設(shè)有朝向外缸體2c形成的突起；以及轉(zhuǎn)向輪葉54，該轉(zhuǎn)向輪葉54呈環(huán)形，安裝在缸體53的上游側(cè)端部附近，從而覆蓋主噴管22之間的空間。
在如上文所述構(gòu)造的燃燒器中，多個主噴燃器24在周向上等間隔地連接到燃燒器筒2a的內(nèi)壁的下游側(cè)，并且導(dǎo)向錐體23安裝到燃燒器筒2a的中心，從而與每個主噴燃器24都緊密接觸。結(jié)果，導(dǎo)向錐體23和主噴燃器24固定到燃燒器筒2a的下游側(cè)。相反，缸體53以如下的方式連接到燃燒器筒2a的上游側(cè)末端從而固定缸體53，即，缸體53的內(nèi)壁形成為與燃燒器筒2a的在燃燒器筒2a的上游側(cè)端部處的內(nèi)壁相同的壁表面。
然后，沖孔金屬板51連接到燃燒器筒2a的外壁和外缸體2c的內(nèi)壁上，以便覆蓋外缸體2c的上游側(cè)，并且沿周向等間隔地設(shè)置多個固定沖孔金屬板51的肋52。通過使肋52連接到燃燒器筒2a的外壁和外缸體2c的內(nèi)壁上，將燃燒器筒2a固定到外缸體2c的內(nèi)側(cè)。另外，導(dǎo)向噴管21插入到背面壁2d的中心，并且主噴管22沿周向等間隔地插入在導(dǎo)向噴管21周圍。然后，通過使轉(zhuǎn)向輪葉54連接到兩個相鄰的主噴管22上，轉(zhuǎn)向輪葉54沿周向安裝到主噴管22之間的空間中。從外缸體2c的上游側(cè)安裝背面壁2d，在背面壁2d處插入導(dǎo)向噴管21和主噴管22。
通過使背面壁2d接合到外缸體2c上并如上文所述地固定，從而由背面壁2d支撐導(dǎo)向噴管21和主噴管22的上游側(cè)，使得導(dǎo)向噴管21和主噴管22分別插入到燃燒器筒2a的內(nèi)部。另外，為了使導(dǎo)向噴管21的下游側(cè)末端處的外壁與導(dǎo)向錐體23的導(dǎo)向渦旋體25的內(nèi)壁緊密接觸，將導(dǎo)向噴管21插入到導(dǎo)向渦旋體25中，導(dǎo)向渦旋體25支撐導(dǎo)向噴管21的下游側(cè)。同樣地，為了使主噴管22的下游側(cè)末端處的外壁與主渦旋體26的內(nèi)壁緊密接觸，將主噴管22插入到主渦旋體26中，主渦旋體26支撐主噴管22的下游側(cè)末端。
(背面壁、缸體和轉(zhuǎn)向輪葉的構(gòu)造)現(xiàn)在，下文將描述圖1中的燃燒器的背面壁2d、缸體53和轉(zhuǎn)向輪葉54的構(gòu)造。如上所述，所述構(gòu)造為缸體53的外壁側(cè)朝著外缸體2c向上彎曲的喇叭口構(gòu)造。如圖2的剖面圖所示，具有喇叭口構(gòu)造的缸體53設(shè)有錐形部分53a，在該錐形部分53a處，從其上游側(cè)末端到其下游側(cè)，離外缸體2c的內(nèi)壁的距離變短；平坦部分53b，在該平坦部分53b處，在錐形部分53a的下游側(cè)上離外缸體2c的內(nèi)壁的距離是均勻的；以及半圓形部分53c，在該半圓形部分53c處，下游側(cè)端部具有呈大致半圓結(jié)構(gòu)的橫截面。另外，錐形部分53a的上游側(cè)上的傾斜開始的部分、以及錐形部分53a與平坦部分53b彼此相連的部分成形為光滑圓角。
通過使缸體53如上文所述那樣構(gòu)造，缸體53的外壁構(gòu)造成向下游側(cè)靠近外缸體2c的內(nèi)壁。因此，在外缸體2c的內(nèi)壁和缸體53的外壁之間形成的壓縮空氣通道的橫截面積緩和地變窄。結(jié)果，壓縮空氣流被節(jié)流，并實現(xiàn)對缸體53的下游側(cè)流動在燃燒器周向方向上的均勻性。另外，通過使缸體53的錐形部分53a形成為如同球管一樣緩和地向上彎曲，能夠防止流動通過沖孔金屬板51的壓縮空氣分離。
另外，如圖3中的剖面圖所示，以如下的方式構(gòu)造背面壁2d缸體53的作為曲面的外周側(cè)用作弧形部分2x，并且缸體53的平坦的內(nèi)周側(cè)用作平坦部分2y，從而使背面壁2d的內(nèi)壁表面為具有研缽形狀的凹面。其中，弧形部分2x的曲率對應(yīng)于缸體53的半圓形部分53c的外周的曲率，并且背面壁2d的弧形部分2x的內(nèi)壁表面與缸體53的半圓形部分53c的外壁表面之間的距離恒定。另外，背面壁2d中弧形部分2x至平坦部分2y的連接部分形成在從缸體53的半圓形部分53c的下游側(cè)端部起的軸向延長線上。
通過如上文所述的那樣構(gòu)造背面壁2d，能夠使背面壁2d的弧形部分2x的內(nèi)壁表面以及缸體53的半圓形部分53c的外壁表面形成的橫截面積等于由外缸體2c的內(nèi)壁與缸體53的平坦部分53b形成的橫截面積，從而橫截面積是恒定的。這樣，在缸體53的外壁和外缸體2c的內(nèi)壁之間流動的壓縮空氣能被均勻地引入缸體53內(nèi)部，且能使壓縮空氣流在背面壁2d上穩(wěn)定地轉(zhuǎn)向180度。另外，以如下的方式指定背面壁2d的弧形部分2x的內(nèi)壁與缸體53的半圓形部分53c的外壁之間的距離“h”(參見圖3)、以及缸體53的半圓形部分53c的半徑“r”(參見圖3)，即，在壓力損失系數(shù)“ζ”對燃燒器筒2a和缸體53的內(nèi)徑“D”(參見圖1)的關(guān)系中，壓力損失系數(shù)“ζ”很小。
另外，轉(zhuǎn)向輪葉54由一塊板制成，在從比缸體53更上游側(cè)向下游側(cè)觀察的情況下，這塊板從主噴管22的外周向主噴管22的軸線的位置彎曲。于是轉(zhuǎn)向輪葉54形成為使其曲率相當(dāng)于缸體53的半圓形部分53c的內(nèi)壁的曲率。而且，如圖4所示，轉(zhuǎn)向輪葉54為連接主噴管22的側(cè)表面的弧形板。通過如上文所述構(gòu)造的這些轉(zhuǎn)向輪葉54，在背面壁2d上轉(zhuǎn)向180度的壓縮空氣被引入至導(dǎo)向錐體23和主噴燃器24。于是，通過使轉(zhuǎn)向輪葉54用作單輪葉，能抑制壓力阻力，且壓縮空氣能以均勻的方式流動。
通過如上文所述的那樣構(gòu)造背面壁2d、缸體53和轉(zhuǎn)向輪葉54中的每一個，從而在缸體53的錐形部分53a處使得流入到外缸體2c和缸體53之間的空間中的壓縮空氣均勻，并且隨后使得壓縮空氣在背面壁2d處轉(zhuǎn)向180度，從而維持均勻的流動。于是，通過轉(zhuǎn)向輪葉54使在背面壁2d處轉(zhuǎn)向的、均勻流動的壓縮空氣均勻，然后將壓縮空氣引入導(dǎo)向錐體23和主噴燃器24。另外，因為能夠?qū)⒁胫翆?dǎo)向錐體23和主噴燃器24的壓縮空氣流維持均勻，從而與傳統(tǒng)的構(gòu)造相比能夠縮短從缸體53的上游側(cè)端部到導(dǎo)向錐體23和主噴燃器24的距離。
(沖孔金屬板和肋的構(gòu)造)
以下將描述圖1所示的燃燒器的沖孔金屬板51和肋52的構(gòu)造。如外缸體2c的從圖5A中其下游側(cè)看到的前視圖所示的那樣，沖孔金屬板51構(gòu)造為呈環(huán)形，從而覆蓋在燃燒器筒2a的外壁和外缸體2c的內(nèi)壁之間的壓縮空氣通道的入口，同時沖孔金屬板51還構(gòu)造成為具有多個孔的穿孔板。然后，如圖5A的前視圖所示，肋52設(shè)置成對燃燒器軸線的輻射圖案，其設(shè)置方式為肋52的兩個端部與燃燒器筒2a的外壁及外缸體2c的內(nèi)壁接觸。另外，設(shè)有多個肋52，并且所述多個肋52布置成在燃燒器的周向方向上等間隔并連接到外缸體2c上，從而支撐燃燒器筒2a。
而且，如圖5B的剖面圖所示，肋52設(shè)有連接到?jīng)_孔金屬板51的外周側(cè)的固定構(gòu)件52a、以及形成為從該固定構(gòu)件52a突出到燃燒器筒2a的板構(gòu)件52b，該板構(gòu)件52b與燃燒器筒2a接觸。然后，固定構(gòu)件52a構(gòu)造成以具有半圓形橫截面的柱狀結(jié)構(gòu)形成，并在其內(nèi)部設(shè)有插入螺釘52c的貫通螺紋孔。固定構(gòu)件52a的上游側(cè)設(shè)有凹部52d，在該凹部52d處嵌入螺釘52c的頭部，并且在將螺釘52c插入凹部52d中后，凹部52d填充有金屬部件，從而形成平坦端面。
另外，如圖5B的剖面圖所示，外缸體2c的內(nèi)壁配備有肋連接構(gòu)件52e，該肋連接構(gòu)件52e連接到肋52的固定構(gòu)件52a上，并形成為使軸向方向呈大致柱形。肋連接構(gòu)件52e設(shè)有插入螺釘52c的螺紋孔。結(jié)果，穿過固定構(gòu)件52a的螺紋孔的螺釘52c插入到肋連接構(gòu)件52e的螺紋孔中，這樣將固定構(gòu)件52a固定到肋連接構(gòu)件52e上，從而因此將沖孔金屬板51和肋52固定到外缸體2c上。而且，通過使肋連接構(gòu)件52e的下游側(cè)端面形成為大致半圓形曲面，能盡可能地防止在有干擾的情況下供應(yīng)壓縮空氣。
通過如上文所述將固定到外缸體2c上的肋52安裝成輻射圖案，燃燒器筒2a被肋52壓向燃燒器筒2a的中心，從而被肋52固定。結(jié)果，連接到燃燒器筒2a上的主噴燃器24中的主渦旋體26能支撐主噴管22的下游側(cè)末端。因此，通過由背面壁2d、缸體53和轉(zhuǎn)向輪葉54形成的上述構(gòu)造，能夠使在燃燒器筒2a中流動的壓縮空氣均勻，這能縮短導(dǎo)向噴管21和主噴管22的軸向長度。因此，將不需要連接到導(dǎo)向噴管21上的用于支撐主噴管22的下游側(cè)的支撐件。此外，通過使壓縮空氣均勻，從而與傳統(tǒng)構(gòu)造相比能降低由于沖孔金屬板51引起的阻力，由此抑制沖孔金屬板51處的壓力損失。
<第二實施例>
以下將參考附圖描述本發(fā)明的第二實施例。根據(jù)本實施例的燃燒器具有以與第一實施例不同的方式構(gòu)造的缸體，該缸體設(shè)有導(dǎo)向噴管21和主噴管22的基部側(cè)。但是，采用本實施例的燃燒器的構(gòu)造的其余部分具有與根據(jù)第一實施例的燃燒器相同的構(gòu)造。因此，以下將說明該缸體的構(gòu)造與第一實施例不同的部分。圖6為透視圖，示出采用本實施例的燃燒器的缸體的一部分的概略構(gòu)造。圖7為從導(dǎo)向噴管21和主噴管22的基部側(cè)觀察的缸體的上游側(cè)端部的前視圖。
與設(shè)置到采用第一實施例的燃燒器上的缸體53(參見圖2)相同，設(shè)置到根據(jù)本實施例的燃燒器上的缸體53x包括錐形部分53a，該錐形部分53a連接到燃燒器筒2a上；平坦部分53b，在該平坦部分53b處，離外缸體2c的距離是恒定的；和以及半圓形部分53c，該半圓形部分53c設(shè)有曲面，該曲面具有到外壁2d的恒定距離。另外，如圖6所示，缸體53x具有切口60，該切口60設(shè)置到半圓形部分53c的末端部分上。
如圖7所示，切口60設(shè)置到徑向線上的位置，該徑向線將相鄰的主噴管22的中間位置(安裝轉(zhuǎn)向輪葉54的位置)連接到燃燒器的軸線中心，并使半圓形部分53c形成為溝槽，在該溝槽處，切口60的表面比切口60以外的其它表面更向下下沉。另外，如圖8A所示，切口60在半圓形部分53c的外壁上從燃燒器筒2a側(cè)展開到與背面壁2d面對的端部，并且如圖8B所示在半圓形部分53c的內(nèi)壁上也從燃燒器筒2a側(cè)向與背面壁2d面對的端部展開。
通過使切口60如上文所述那樣形成，沿著切口60形成壓縮空氣流。因此，如圖9所示，在缸體2a的內(nèi)壁側(cè)上，壓縮空氣流的渦F1a和F1b相對于中心軸線F0對稱地形成在切口60內(nèi)側(cè)，該中心軸線F0將切口60的中央位置連接到兩個主噴燃器24的相鄰位置上。渦F2a和F2b相對于切口60中央的中心軸線F0對稱地形成在壓縮空氣流的渦F1a和F1b外側(cè)。渦F2a和F2b比渦F1a和F1b大，另外還沿著切口60的外側(cè)形成，從而面向主噴燃器24。另外，在渦F2a和F2b的兩側(cè)上，壓縮空氣流F3a和F3b形成為沿著渦F2a和F2b，從而流向位于切口60兩側(cè)的主噴燃器24。
如從圖9所示的壓縮空氣流觀察到的那樣，通過形成切口60，能夠在壓縮空氣流中形成渦F1a和F1b，從而使它們的絕對位置在切口60的不同高度處。于是，通過壓縮空氣流的渦F1a和F1b，能夠確定朝向主噴燃器24的壓縮空氣流的方向。因此，能夠使供應(yīng)給主噴燃器24的壓縮空氣流均勻，從而抑制對流入主噴燃器24的壓縮空氣流的干擾。
而且，因為供應(yīng)到燃燒器內(nèi)部的壓縮空氣的壓力是高壓，例如20Pa，所以能夠使圖9所示的壓縮空氣流中的渦F1a、F1b、F2a和F2b很小。因此，能夠使在低壓例如大氣壓的情況下作為對流動的阻力和干擾的渦F1a、F1b、F2a和F2b很小，這樣不僅抑制對流動的阻力和干擾，而且起到用于確定壓縮空氣流的方向的功能，從而產(chǎn)生更有利的效果。因此，能夠使沿著缸體53的內(nèi)壁流動的壓縮空氣更均勻地流動到主噴燃器24。
當(dāng)沒有如第一實施例那樣設(shè)置切口60時，流動到缸體53的內(nèi)部的壓縮空氣中產(chǎn)生的渦的位置在缸體53的周向上移動，從而使得流入主噴燃器24的壓縮空氣流不均勻。相反，根據(jù)本實施例，切口60設(shè)置到位于沿著缸體53的周向彼此相鄰的主噴燃器24之間的中間位置，從而切口60能夠固定渦F1a、F1b、F2a和F2b的位置。結(jié)果，給流入主噴燃器24的壓縮空氣流帶來更少不利影響，由此盡可能地維持均勻流動。
在本實施例中，切口60構(gòu)造成例如圖6至8B所示。但是，切口60可以具有其它結(jié)構(gòu)，只要在主噴管22的最佳位置處形成如下狹槽即可，該狹槽在缸體53x的上游側(cè)端部(主噴管22的基部側(cè))上具有不同的高度。另外，構(gòu)造成具有如上所述的其它結(jié)構(gòu)的切口60是可接受的，只要在流動到主噴燃器24的壓縮空氣流中的如圖9所示的固定位置處形成渦F1a和F1b即可。
而且，在第一和第二實施例中，缸體53和53x是不同于燃燒器筒2a的部件。但是，如圖10所示，燃燒室筒2a的上游側(cè)端部可以具有如缸體53和53x那樣的喇叭口構(gòu)造。其中，在第二實施例的情況下，設(shè)置到缸體53x上的切口60將位于與各個主噴管22面對的位置。
此外，在第一和第二實施例中，如圖11所示，代替設(shè)置肋連接構(gòu)件52e，可以將外缸體2c的內(nèi)壁表面定位在固定構(gòu)件52a的位于燃燒器筒2a側(cè)的端部的同一位置處。然后，通過在外缸體2c的壓縮空氣入口側(cè)的端面上設(shè)置螺紋孔，將螺釘52c插入穿過固定構(gòu)件52a的螺紋孔，以便使固定構(gòu)件52a固定到外缸體2c上，從而將沖孔金屬板51和肋52固定到外缸體2c上。
權(quán)利要求
1.一種燃燒器，包括導(dǎo)向噴管，該導(dǎo)向噴管設(shè)置于燃燒器的軸心，并進行擴散燃燒；主噴管，這些主噴管沿周向等間隔地設(shè)置在導(dǎo)向噴管的外周側(cè)，并進行預(yù)混燃燒；燃燒器筒，該燃燒器筒覆蓋導(dǎo)向噴管和主噴管的外周側(cè)；缸體，該缸體連接到燃燒器筒的位于主噴管的基部側(cè)的端部上，該缸體的外壁從主噴管的末端側(cè)向主噴管的基部側(cè)向上彎曲，并且該缸體的位于主噴管的基部側(cè)的末端形成為半圓形橫截面結(jié)構(gòu)；外缸體，該外缸體設(shè)置到燃燒器筒及缸體的外周側(cè)，并分別用作位于外缸體的內(nèi)壁和燃燒器筒及缸體的外壁之間的壓縮空氣通道；背面壁，該背面壁覆蓋外缸體的主噴管的基部側(cè)，該背面壁在外缸體的內(nèi)壁側(cè)上設(shè)有曲面，從而用作對主噴管的基部側(cè)呈研缽形狀的凹面；和轉(zhuǎn)向輪葉，這些轉(zhuǎn)向輪葉設(shè)置在沿周向彼此相鄰的主噴管之間，且從主噴管的基部向末端彎曲、和從主噴管的外周側(cè)向中心軸線彎曲。
2.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中由所述缸體的外壁上的呈半圓形結(jié)構(gòu)的曲面和所述背面壁的內(nèi)壁的曲面形成的橫截面大致恒定。
3.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其中所述缸體具有形成為從主噴管的末端側(cè)向上彎曲的錐形部分，該錐形部分構(gòu)造成緩和圓角地彎曲。
4.如權(quán)利要求3所述的燃燒器，其中由所述缸體的外壁上的呈半圓形結(jié)構(gòu)的曲面和所述背面壁的內(nèi)壁的曲面形成的橫截面大致恒定。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的燃燒器，其中所述轉(zhuǎn)向輪葉的曲率大致等于所述缸體的外壁上的呈半圓形結(jié)構(gòu)的曲面的曲率。
全文摘要
通過將具有喇叭口構(gòu)造的缸體(53)安裝到燃燒器筒(2a)的下游側(cè)上，在燃燒器筒(2a)和外缸體(2c)之間流動的壓縮空氣被節(jié)流。另外，通過使缸體(53)的下游側(cè)端面的橫截面成形為半圓、和設(shè)置具有與該半圓形曲面的曲率相當(dāng)?shù)那实谋趁姹?2d)，能夠使作180度轉(zhuǎn)向的壓縮空氣流均勻且不受干擾。
文檔編號F23R3/04GK101029742SQ20071008430
公開日2007年9月5日 申請日期2007年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月27日
發(fā)明者谷村聰, 栗原健太, 齋藤敏彥, 喬斯·羅德里格斯 申請人:三菱重工業(yè)株式會社