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)明涉及燃燒器以及具備燃燒器的燃?xì)廨啓C(jī)。
[0002]本申請(qǐng)基于2013年3月22日在日本申請(qǐng)的特愿2013-59587號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，在此援引其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]普通的燃?xì)廨啓C(jī)具備生成壓縮空氣的壓縮機(jī)、使用由壓縮機(jī)生成的壓縮空氣而生成燃燒氣體的燃燒器、以及通過(guò)由燃燒器生成的燃燒氣體而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的渦輪。
[0004]所述燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器使被壓縮機(jī)壓縮后的壓縮空氣與燃料混合并燃燒。但是，此時(shí)，有時(shí)產(chǎn)生較大的燃燒振動(dòng)。該燃燒振動(dòng)成為燃燒室的壓力變動(dòng)使噴射燃料的主噴嘴內(nèi)的燃料流量變動(dòng)的一個(gè)因素。若主噴嘴內(nèi)的燃料流量變動(dòng)，伴隨著流量變動(dòng)而形成使燃料燃燒時(shí)的發(fā)熱變動(dòng)。該發(fā)熱變動(dòng)引起進(jìn)一步的燃燒器的壓力變動(dòng)。
[0005]在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中記載有，為了實(shí)現(xiàn)主噴嘴內(nèi)的燃料流量難以與燃燒室內(nèi)的壓力變動(dòng)響應(yīng)的聲特性，在分支連接有主噴嘴的總管的上游側(cè)的燃料配管中設(shè)置降低其流路截面積的節(jié)流孔。
[0006]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0008]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2010-285235號(hào)公報(bào)
[0009]然而，上述燃燒器通過(guò)增大分支出主噴嘴前的上游側(cè)的燃料配管的聲阻抗從而實(shí)現(xiàn)流量變動(dòng)的抑制。但是，在多個(gè)主噴嘴具有相同的聲特性的情況下，在各主噴嘴處以相同相位產(chǎn)生流量變動(dòng)。若從各主噴嘴噴射以相同相位發(fā)生流量變動(dòng)后的燃料，則配置在主噴嘴的周?chē)男髌鲀?nèi)的空燃比變動(dòng)的振幅在燃燒室內(nèi)加合。因此，燃燒室內(nèi)的空燃比變動(dòng)的振幅增大，在燃燒室產(chǎn)生較大的發(fā)熱變動(dòng)以及壓力變動(dòng)，存在無(wú)法充分降低燃燒振動(dòng)的課題。
[0010]這里，為了使在主噴嘴產(chǎn)生的流量變動(dòng)的相位錯(cuò)開(kāi)，例如，考慮改變各主噴嘴的內(nèi)徑來(lái)改變聲特性。然而，在這種情況下，雖然燃料變動(dòng)的相位錯(cuò)開(kāi)，但各主噴嘴的壓力損失不均勻。因此，從各主噴嘴供給的燃料流量產(chǎn)生偏差。由此，誘發(fā)燃燒區(qū)域中的燃燒的不穩(wěn)定化，或在火焰中形成熱點(diǎn)(hot spot)，導(dǎo)致NOx (氮氧化物)增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供一種燃燒器以及燃?xì)廨啓C(jī)，其能夠抑制向燃燒區(qū)域供給的燃料的流量變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)充分的燃燒振動(dòng)的降低。
[0012]用于解決課題的手段
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第一方式，燃燒器具備多個(gè)燃燒噴嘴，該燃燒噴嘴在燃燒器主體的軸線(xiàn)方向上延伸，且能夠從配置在燃燒室側(cè)的噴射孔噴射燃料。燃燒器具備相位調(diào)節(jié)部，該相位調(diào)節(jié)部使至少一個(gè)燃料噴嘴的流路截面積在所述軸線(xiàn)方向上局部變化，以使得所述燃料的流量變動(dòng)的相位在多個(gè)所述燃料噴嘴中的至少兩個(gè)燃料噴嘴之間不一致。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的第二方式，燃燒器也可以采用如下方式，S卩，上述第一方式的燃燒器的多個(gè)燃料噴嘴均具備所述相位調(diào)節(jié)部，相鄰的所述燃料噴嘴的所述相位調(diào)節(jié)部彼此在所述軸線(xiàn)方向上錯(cuò)開(kāi)配置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第三方式，燃燒器也可以采用如下方式，S卩，上述第一方式的燃燒器的多個(gè)所述燃料噴嘴成列配置，所述相位調(diào)節(jié)部相對(duì)于多個(gè)所述燃料噴嘴在排列方向上每隔一個(gè)燃料噴嘴而設(shè)置。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的第四方式，燃燒器也可以采用如下方式，S卩，在所述第一?第三方式的燃燒器的基礎(chǔ)上，具備所述相位調(diào)節(jié)部的所述燃料噴嘴具有噴射孔，該噴射孔的大小與因所述相位調(diào)節(jié)部而產(chǎn)生的壓力損失的大小相應(yīng)。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的第五方式，燃燒器也可以采用如下方式，即，所述第一?第四的任一方式的燃燒器的相位調(diào)節(jié)部使相鄰的所述燃料噴嘴彼此的所述燃料的流量變動(dòng)的相位形成為彼此反相。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的第六方式，燃燒器也可以采用如下方式，S卩，所述第一?第五的任一方式的燃燒器的相位調(diào)節(jié)部具備使所述流路截面積增加的腔部。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的第七方式，燃燒器也可以采用如下方式，S卩，所述第一?第六的任一方式的燃燒器的相位調(diào)節(jié)部是使所述流路截面積減小的節(jié)流孔部。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第八方式，燃燒器也可以采用如下方式，S卩，所述第一?第七方式的燃燒器的相位調(diào)節(jié)部是配置在所述燃料噴嘴的流路內(nèi)的多孔質(zhì)材料。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第九方式，燃燒器也可以采用如下方式，S卩，所述第一?第八方式的燃燒器的多個(gè)燃料噴嘴從總管分支連接。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第十方式，燃?xì)廨啓C(jī)具備所述第一?第九方式的燃燒器。
[0023]發(fā)明效果
[0024]根據(jù)上述燃燒器，能夠抑制向燃燒區(qū)域供給的燃料的流量變動(dòng)，實(shí)現(xiàn)充分的燃燒振動(dòng)的降低。
[0025]根據(jù)上述燃?xì)廨啓C(jī)，由于能夠降低燃燒器中的燃燒振動(dòng)，因此能夠抑制因該燃燒振動(dòng)而引起的部件的損傷。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)的局部剖視圖。
[0027]圖2是示出上述燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0028]圖3是上述燃燒器的主噴嘴、向主噴嘴供給主燃料的總管以及燃料配管的簡(jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
[0029]圖4是不出上述主嗔嘴中的流量變動(dòng)的關(guān)系的不意圖。
[0030]圖5是本發(fā)明的第二實(shí)施方式的與圖3相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
[0031]圖6是本發(fā)明的第三實(shí)施方式的與圖3相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖7是上述第三實(shí)施方式的變形例的與圖3相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
[0033]圖8是本發(fā)明的第四實(shí)施方式的與圖3相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)要結(jié)構(gòu)圖。
[0034]圖9是上述各實(shí)施方式的變形例中的設(shè)置于相鄰的主噴嘴的各相位調(diào)節(jié)部的局部放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]接下來(lái)，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)以及燃燒器進(jìn)行說(shuō)明。
[0036]圖1是示出該實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)的局部剖視圖。
[0037]如圖1所示，該實(shí)施方式的燃?xì)廨啓C(jī)I從其軸線(xiàn)P方向的第一端部el朝向第二端部e2具備空氣導(dǎo)入口 2、壓縮機(jī)3、燃燒器4、渦輪5。
[0038]首先，燃?xì)廨啓C(jī)I通過(guò)壓縮機(jī)3對(duì)從空氣導(dǎo)入口 2導(dǎo)入的空氣進(jìn)行壓縮。接下來(lái)，燃?xì)廨啓C(jī)I通過(guò)燃燒器4使由壓縮機(jī)3壓縮后的壓縮空氣與燃料混合并燃燒，從而形成高溫高壓的燃燒氣體。之后，燃?xì)廨啓C(jī)I通過(guò)將高溫高壓的燃燒氣體向渦輪5供給而使渦輪5旋轉(zhuǎn)。該渦輪5的旋轉(zhuǎn)力例如通過(guò)發(fā)電機(jī)等轉(zhuǎn)換為電力。
[0039]如圖2所示，燃燒器4具備燃燒器內(nèi)筒10和燃燒器外筒11。燃燒器內(nèi)筒10以及燃燒器外筒11均形成為中空狀。燃燒器外筒11配置為覆蓋燃燒器內(nèi)筒10。燃燒器內(nèi)筒10以及燃燒器外筒11的中心軸配置在燃燒器4的軸線(xiàn)O上。在軸線(xiàn)O方向上，在燃燒器內(nèi)筒10的基部側(cè)(紙面左側(cè))的徑向外側(cè)配置有上述燃燒器外筒11。
[0040]燃燒器內(nèi)筒10在其內(nèi)筒主體部12的基部側(cè)具備內(nèi)筒支承件13。內(nèi)筒支承件13配置在內(nèi)筒主體部12與燃燒器外筒11的背面壁14之間。內(nèi)筒主體部12經(jīng)由內(nèi)筒支承件13被背面壁14支承。
[0041]燃燒器4在其軸線(xiàn)O上還具備在軸線(xiàn)O方向上延伸的先導(dǎo)噴嘴15。為了提高火焰穩(wěn)定性，先導(dǎo)噴嘴15噴射先導(dǎo)燃料進(jìn)行擴(kuò)散燃燒。在該先導(dǎo)噴嘴15的前端部15a形成有用于噴射與壓縮空氣混合后的燃料的先導(dǎo)噴射口 16。該先導(dǎo)噴嘴15的前端部15a以與先導(dǎo)錐部17隔開(kāi)間隔的方式被先導(dǎo)錐部17從外側(cè)覆蓋。該先導(dǎo)錐部17在與先導(dǎo)噴嘴15的外周面對(duì)置的部分，形成為在軸線(xiàn)O方向上粗度恒定的管狀。此外，先導(dǎo)錐部17隨著從先導(dǎo)噴射口 16沿軸線(xiàn)O方向離開(kāi)而擴(kuò)徑。
[0042]燃燒器4在先導(dǎo)噴嘴15的周?chē)€具備多個(gè)(例如八個(gè))主噴嘴20。多個(gè)主噴嘴20沿軸線(xiàn)O方向平行地延伸而形成。各主噴嘴20的軸線(xiàn)O方向的長(zhǎng)度為相同的長(zhǎng)度LI (參照?qǐng)D3)。這些主噴嘴20以包圍先導(dǎo)噴嘴15的方式彼此在周向上隔開(kāi)間隔地排列成以軸線(xiàn)O為中心的環(huán)狀。各主噴嘴20的前端部21形成為逐漸縮徑的尖頭形狀。在這些前端部21的附近的噴嘴主體部22的周壁23上形成有多個(gè)用于噴射燃料的主噴射孔24。除了配置后述的相位調(diào)節(jié)部33的部分之外，各主噴嘴20的噴嘴主體部22的內(nèi)徑、即流路截面積形成為相同的流路截面積。主噴嘴20通過(guò)從主噴射孔24噴射燃料而進(jìn)行預(yù)混合燃燒。這里，主噴嘴20的數(shù)量也可以是偶數(shù)。
[0043]燃燒器4還具備主噴燒器26。主噴燒器26配置在主噴嘴20的前端部21側(cè)。該主噴燒器26形成為以在徑向上與前端部21隔開(kāi)間隔的方式從外側(cè)覆蓋前端部21。在主噴燒器26與主噴嘴20之間配置有主旋流器27，該主旋流器27用于將從壓縮機(jī)3供給的壓縮空氣與從主噴嘴20噴射的主燃料混合。在圖2中，省略配置在先導(dǎo)噴嘴15的周?chē)矣糜趯⑾葘?dǎo)燃料與壓縮空氣混合的先導(dǎo)旋流器的圖示。
[0044]燃燒器4在燃燒器內(nèi)筒10與燃燒器外筒11之間具備供從壓縮機(jī)3供給的壓縮空氣流動(dòng)的空氣流路28。空氣流路28在軸線(xiàn)O方向上，在與燃燒器外筒11的背面壁14相反一側(cè)，與安裝有由穿孔金屬板等構(gòu)成的整流板29的入口 30連接。這里，上述內(nèi)筒支承件13例如從周向上相鄰的主噴嘴20之間朝向燃燒器外筒11的背面壁14延伸。流入到空氣流路28的壓縮空氣從上述內(nèi)筒支承件13彼此之間朝向徑向內(nèi)側(cè)、換言之朝向軸線(xiàn)O側(cè)流入。于是，壓縮空氣與流入到空氣流路28的壓縮空氣在軸線(xiàn)O方向上將流動(dòng)方向改變180度，沿著主噴嘴20以及先導(dǎo)噴嘴15朝向各前端部21、15a側(cè)均勻地流動(dòng)。
[0045]圖3示出上述燃燒器4的主