燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器以及燃?xì)廨啓C(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種預(yù)混合燃燒方式的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器、以及具備燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的燃?xì)廨啓C(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，已知有使將燃料與燃燒用空氣預(yù)先混合而成的預(yù)混合氣體燃燒的預(yù)混合燃燒方式的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器(例如參照專利文獻(xiàn)I)。該燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器具有供預(yù)混合氣體流通的主噴燒器(burner)，主噴燒器構(gòu)成為包括噴燒器外筒和其下游的延長管。當(dāng)使來自主噴燒器的預(yù)混合氣體燃燒時(shí)，遍及主噴燒器的內(nèi)部而產(chǎn)生逆火(燃燒)的現(xiàn)象、即返火。因此，為了抑制返火的發(fā)生，從噴燒器外筒與延長管之間的間隙沿著延長管的內(nèi)壁面而流通有薄膜狀的空氣(薄膜空氣)。
[0003]先行技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn):
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本特許第4070758號(hào)公報(bào)
[0006]然而，吸入到燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的空氣量除了分配為上述的燃燒用空氣、薄膜空氣之外，還被分配為冷卻空氣。此時(shí)，吸入到燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的空氣量根據(jù)燃?xì)廨啓C(jī)的輸出性能而被預(yù)先規(guī)定。因此，若作為薄膜空氣和冷卻空氣而使用的空氣量多，則與之對(duì)應(yīng)地，作為燃燒用空氣而使用的空氣量會(huì)減少。在該情況下，由于預(yù)混合氣體的燃料成分會(huì)變濃，所以難以減少燃燒時(shí)產(chǎn)生的NOx。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0008]于是，本發(fā)明的課題在于，提供一種能夠抑制返火并且減少燃燒時(shí)產(chǎn)生的NOx的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器以及燃?xì)廨啓C(jī)。
[0009]用于解決技術(shù)問題的手段
[0010]本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器使將燃料和燃燒用空氣預(yù)先混合而成的預(yù)混合氣體燃燒而在內(nèi)部形成燃燒區(qū)域，該燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的特征在于，具備:預(yù)混合氣體供給通路，其供預(yù)混合氣體流通Γ薄膜空氣供給口，其設(shè)置于預(yù)混合氣體供給通路，用于供給沿著預(yù)混合氣體供給通路的內(nèi)壁面的薄膜狀的薄膜空氣；以及冷卻通路，其供用于冷卻與所形成的燃燒區(qū)域?qū)χ玫膬?nèi)壁面的冷卻空氣流通，冷卻通路的流出側(cè)與薄膜空氣供給口連接。
[0011]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒗鋮s空氣作為薄膜空氣而使用，所以與分別使用冷卻空氣和薄膜空氣的情況相比，能夠降低所使用的空氣量，由此，能夠增大作為燃料用空氣而使用的空氣量。因此，能夠稀釋預(yù)混合氣體的燃料成分，所以能夠抑制返火且冷卻燃燒室的內(nèi)壁面，并且能夠減少因使預(yù)混合氣體燃燒而產(chǎn)生的N0X。
[0012]在該情況下，優(yōu)選為，冷卻通路以隔著內(nèi)壁面的方式，沿著成為燃燒區(qū)域的相反側(cè)的表面的內(nèi)表面而形成。
[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使冷卻空氣沿著內(nèi)表面流通，所以能夠適當(dāng)?shù)乩鋮s內(nèi)壁面。
[0014]在該情況下，優(yōu)選為，在冷卻通路中設(shè)置有包括沖擊孔的沖擊構(gòu)件，該沖擊孔被貫通形成，以使冷卻空氣吹至內(nèi)表面。
[0015]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使在冷卻通路中流通的冷卻空氣通過沖擊構(gòu)件，從而吹至內(nèi)表面，所以能夠適當(dāng)?shù)乩鋮s與燃燒區(qū)域?qū)χ玫膬?nèi)壁面。此時(shí)，能夠加快通過了沖擊孔的空氣的流速，由此能夠提高內(nèi)表面的冷卻效率，所以能夠降低作為冷卻空氣而使用的空氣量。
[0016]在該情況下，優(yōu)選為，薄膜空氣供給口為形成在預(yù)混合氣體供給通路的上游側(cè)的內(nèi)壁面與在上游側(cè)的內(nèi)壁面的外側(cè)設(shè)置的下游側(cè)的內(nèi)壁面之間的開口。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠適當(dāng)?shù)厥箯谋∧た諝夤┙o口供給的薄膜空氣沿著預(yù)混合氣體供給通路的內(nèi)壁面流通。
[0018]在該情況下，優(yōu)選為，薄膜空氣供給口為形成于預(yù)混合氣體供給通路的內(nèi)壁面的狹縫開口。
[0019]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠從預(yù)混合氣體供給通路的內(nèi)壁面供給從薄膜空氣供給口供給的薄膜空氣，所以能夠使內(nèi)壁面處于同一面。
[0020]本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)具備:上述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器；以及渦輪，其通過在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中使預(yù)混合氣體燃燒而產(chǎn)生的燃燒氣體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠抑制返火，并且能夠通過成為低NOx的燃燒而使渦輪旋轉(zhuǎn)。
【附圖說明】
[0022]圖1是實(shí)施例1所涉及的燃?xì)廨啓C(jī)的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0023]圖2是圖1的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中的放大圖。
[0024]圖3是概要性地表示燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖4是表示導(dǎo)引錐的冷卻通路周圍的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0026]圖5是表示實(shí)施例2所涉及的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的導(dǎo)引錐的冷卻通路周圍的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0027]圖6是表示實(shí)施例3所涉及的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的噴燒器的冷卻通路周圍的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0028]圖7是表示實(shí)施例3的變形例所涉及的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的噴燒器的冷卻通路周圍的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0029]圖8是表示實(shí)施例4所涉及的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的噴燒器的冷卻通路周圍的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0030]圖9是表示實(shí)施例4的變形例所涉及的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的噴燒器的冷卻通路周圍的結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明所涉及的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是，并不通過該實(shí)施例來限定本發(fā)明。另外，在下述實(shí)施例的構(gòu)成要素中，包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠且容易置換的構(gòu)件、或者實(shí)質(zhì)上相同的構(gòu)件。
[0032]實(shí)施例1
[0033]圖1是實(shí)施例1所涉及的燃?xì)廨啓C(jī)的概要結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，燃?xì)廨啓C(jī)I具備壓縮機(jī)11、燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器(以下稱為燃燒器)12、渦輪13以及排氣室14，在渦輪13上連結(jié)有未圖不的發(fā)電機(jī)。
[0034]壓縮機(jī)11具有吸入空氣的空氣吸入口 15，在壓縮機(jī)機(jī)室16內(nèi)交替地配設(shè)有多個(gè)靜葉片17和多個(gè)動(dòng)葉片18。燃燒器12向被壓縮機(jī)11壓縮后的壓縮空氣(燃燒用空氣)供給燃料，通過在噴燒器內(nèi)點(diǎn)燃而能夠燃燒。渦輪13在渦輪機(jī)室20內(nèi)交替地配設(shè)有多個(gè)靜葉片21和多個(gè)動(dòng)葉片22。排氣室14具有與渦輪13相連的排氣擴(kuò)散器23。另外，以貫通壓縮機(jī)11、燃燒器12、渦輪13、排氣室14的中心部的方式設(shè)置有轉(zhuǎn)子(渦輪軸)24，壓縮機(jī)11側(cè)的端部被軸承部25支承為旋轉(zhuǎn)自如，另一方面，排氣室14側(cè)的端部被軸承部26支承為旋轉(zhuǎn)自如。而且，在該轉(zhuǎn)子24上固定有多個(gè)圓盤板，該轉(zhuǎn)子24與各動(dòng)葉片18、22連結(jié)，并且在排氣室14側(cè)的端部與未圖示的發(fā)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)軸連結(jié)。
[0035]因此，從壓縮機(jī)11的空氣吸入口 15吸入的空氣通過多個(gè)靜葉片21和多個(gè)動(dòng)葉片22而被壓縮，從而成為高溫、高壓的壓縮空氣，通過在燃燒器12中對(duì)該壓縮空氣供給規(guī)定的燃料而燃燒。然后，由該燃燒器12生成的作為工作流體的高溫、高壓的燃燒氣體通過構(gòu)成渦輪13的多個(gè)靜葉片21和多個(gè)動(dòng)葉片22，從而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子24，由此驅(qū)動(dòng)與該轉(zhuǎn)子24連結(jié)的發(fā)電機(jī)。另一方而，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子24后的燃燒氣體即廢氣在排氣室14的排氣擴(kuò)散器23中轉(zhuǎn)換成靜壓后，被排放到大氣中。
[0036]圖2是圖1的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中的放大圖。燃燒器12具有燃燒器殼體30。燃燒器殼體30具有在外筒31的內(nèi)部配置的內(nèi)筒32、以及與內(nèi)筒32的前端部連結(jié)的尾筒33，并沿著相對(duì)于轉(zhuǎn)子24的旋轉(zhuǎn)軸L而傾斜的中心軸S延伸。
[0037]外筒31被緊固于形成供來自壓縮機(jī)11的壓縮空氣流入的機(jī)室34的機(jī)室外殼27。內(nèi)筒32的基端部支承于外筒31，并且以從外筒31隔開規(guī)定間隔的方式配置于外筒31的內(nèi)側(cè)。在內(nèi)筒32的中心部，沿著中心軸S而配設(shè)有導(dǎo)引噴燒器40。在導(dǎo)引噴燒器40的周圍，以包圍導(dǎo)引噴燒器40的方式等間隔且與導(dǎo)引噴燒器40平行地配設(shè)有多個(gè)主噴燒器50。尾筒33的基端形成為圓筒狀，并且與內(nèi)筒32的前端連結(jié)。尾筒33以剖面積在前端側(cè)較小且在前端側(cè)彎曲的方式形成，并朝向渦輪13的第一段的靜葉片21開口。尾筒33在內(nèi)部形成燃燒室。
[0038]圖3是概要性地表示燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。導(dǎo)引噴燒器40具有導(dǎo)引錐41、沿中心軸S配置在導(dǎo)引錐41的內(nèi)部的導(dǎo)引噴嘴42、以及設(shè)置在導(dǎo)引噴嘴42的外周部的導(dǎo)引旋流器43。主噴燒器50具有噴燒器筒51、以及與中心軸S平行地配置在噴燒器筒51的內(nèi)部的主噴嘴52。經(jīng)由燃料口 44(圖2)從未圖示的導(dǎo)引燃燒路線向?qū)б龂娮?2供給燃料。經(jīng)由燃料口 54(圖2)從未圖示的主燃料路線向主噴嘴52供給燃料。
[0039]在圖2中，來自壓縮機(jī)11的高溫高壓的壓縮空氣向燃燒器12的周圍的機(jī)室34流入。該壓縮空氣在尾筒33和內(nèi)筒32的外側(cè)，從尾筒3