燃烧器、燃气轮机 |
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| 申请号 | CN201580049730.3 | 申请日 | 2015-10-05 | 公开(公告)号 | CN106687747B | 公开(公告)日 | 2019-08-02 |
| 申请人 | 三菱日立电力系统株式会社; | 发明人 | 角田直树; 泷口智志; 赤松真儿; 江川拓; 谷口健太; | ||||
| 摘要 | 燃烧器 (3)具备：第一喷烧器，其沿着轴线(P)延伸，且在周向上隔开间隔而排列有多个； 基板 (31)，其形成有支承多个第一喷烧器的支承开口，并且形成有使基板空气朝向下游侧流通的多个贯通孔(34)；延长管，其以与第一喷烧器对应的方式在基板(31)上支承有多个，且将从第一喷烧器喷出的预混合气体朝向下游侧引导；以及基板空气引导部(35)，其使从贯通孔(34)喷出的至少一部分的基板空气的方向在基板(31)的下游侧变向。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种燃烧器，其中， |
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| 说明书全文 | 燃烧器、燃气轮机技术领域[0001] 本发明涉及燃烧器及具备该燃烧器的燃气轮机。 [0002] 本申请基于2014年10月6日申请的日本特愿2014-205824及日本特 愿2014-205825而主张优先权，并将其记载内容援引于此。 背景技术[0004] 作为此种燃烧器，已知具有如下这样的燃烧器，其具有在燃烧器的轴 线上设置的第二喷烧器和与该第二喷烧器平行地配置的多个第一喷烧器。 而且，第二喷烧器和第一喷烧器被支承于形成有与它们的直径对应的支承 开口的基板，由此相对于燃烧器的主体固定。并且，在该基板上设有以从 径向外侧覆盖主喷嘴的方式配置的椭圆筒状的延长管。即，通过延长管将 基板表面分割为多个区段。 [0005] 这样的结构的第一喷烧器在其内部将燃料和空气混合而生成预混合 气体，并使该预混合气体燃烧，由此形成从延长管的前端向下游侧延伸的 火焰。 [0006] 在此，在采用了预混合燃烧方式的燃气轮机燃烧器中，已知有被称作 “回火”的现象，该“回火”在混合气的流速低的区域(低速区域)中因 火焰与混合气的流动方向成为逆流而产生。 [0007] 尤其是在基板上形成于相邻的多个延长管彼此之间的区域中，仅基板 空气朝向下游侧流通，此外，越是朝向远离燃烧器的轴线的位置，越产生 例如与燃烧器内筒等的摩擦阻力，因此基板空气流速的损失变大。由此， 预混合气体被从延长管的内侧朝向外侧卷入而向基板的方向逆流的可能 性变高。即，在延长管彼此之间形成的低速区域中产生回火的可能性变高。 [0008] 这样，作为用于降低在延长管的附近产生的回火的可能性的技术，例 如已知有专利文献1所记载的技术。在专利文献1所记载的燃气轮机燃烧 器中，通过使延长管的出口处的截面形状从椭圆接近矩形形状，从而使在 相邻的延长管彼此之间形成的区域的面积减小。即，减小由该区域形成的 低速区域，由此来降低回火的可能性。 [0009] 在先技术文献 [0010] 专利文献 [0011] 专利文献1：专利第4070758号公报 [0012] 发明要解决的课题 [0013] 然而，在专利文献1所记载的技术中，由于仅停留在减小低速区域的 大小，因此低速区域本身依然存在。因而，朝向在延长管彼此之间形成的 区域逆流的预混合气体的流动成分依然有一定程度存在。 [0014] 即，在实现降低燃烧器中产生的回火的可能性的方面，上述专利文献 1所记载的技术还存在进一步改善的余地。 发明内容[0015] 解决方案 [0016] 为了解决上述课题，本发明的燃烧器及燃气轮机提出以下的方案。 [0017] 根据本发明的第一方式，燃烧器具备：第一喷烧器，其沿着轴线延伸， 且在周向上隔开间隔而排列有多个；基板，其形成有支承多个所述第一喷 烧器的支承开口，并且形成有使基板空气朝向下游侧流通的多个贯通孔； 延长管，其以与所述第一喷烧器对应的方式在所述基板上支承有多个，且 将从所述第一喷烧器喷出的预混合气体朝向下游侧引导；以及基板空气引 导部，其使从所述贯通孔喷出的至少一部分的基板空气的方向在所述基板 的下游侧变向。 [0018] 根据上述那样的结构，通过在基板的下游侧设有基板空气引导部，能 够将从贯通孔喷出的基板空气引导成朝向基板的下游侧中的所希望的区 域流动。由此，能够使基板空气的流量分配适当化。 [0019] 而且，根据本发明的第二方式，在上述第一方式的燃烧器中，也可以 是，所述基板空气引导部由基板空气延长部形成，该基板空气延长部将从 所述贯通孔喷出的基板空气与所述基板相比进一步朝向下游侧引导并喷 出。 [0020] 根据上述那样的结构，通过设有基板空气延长部，能够将从贯通孔喷 出的基板空气与基板相比进一步朝向下游侧引导。由此，能够降低通过从 延长管喷出的预混合气体而形成的火焰朝向上游侧的基板逆流的可能性。 [0021] 而且，根据本发明的第三方式，在上述第二方式的燃烧器中，也可以 是，所述基板空气延长部由管体形成，该管体设置成与在所述基板上形成 的多个所述贯通孔中的至少一部分对应，且朝向下游侧延伸。 [0022] 根据上述的结构，作为基板空气延长部，使用以与贯通孔对应的方式 设置的管体。而且，管体从基板朝向下游侧延伸。由此，能够将从贯通孔 喷出的基板空气朝向基板的下游侧更可靠地引导并喷出。 [0023] 而且，根据本发明的第四方式，在上述第三方式的燃烧器中，也可以 是，所述管体设有多个，并且多个所述管体的内径设定成，越是处于远离 所述轴线的位置的所述管体，内径越小。 [0024] 通常，已知在基板上越是远离轴线的位置，预混合气体的速度损失越 大，因此回火的可能性也高。根据上述那样的结构，越是处于远离轴线的 位置的管体，内径形成得越小。因此，越是远离轴线，越能够增大在管体 流通的基板空气的流速。 [0025] 而且，根据本发明的第五方式，在上述第三或第四方式中的任一方式 的燃烧器中，也可以是，多个所述管体的所述轴线方向上的尺寸设定成， 随着越成为处于远离所述轴线的位置的所述管体，所述轴线方向上的尺寸 越变大。 [0026] 根据上述那样的结构，越是处于远离轴线的位置的管体，轴线方向上 的尺寸设定得越大。因此，在基板上越是处于远离轴线的位置的管体，越 能够将基板空气朝向更下游侧引导。由此，能够进一步降低回火的可能性。 [0027] 而且，根据本发明的第六方式，也可以是，燃烧器还具备填埋多个所 述管体彼此之间的间隙的厚壁部。 [0028] 根据上述那样的结构，在多个管体彼此之间形成的间隙由厚壁部填 埋。因此，预混合气体不会朝向这些管体彼此之间的间隙逆流。由此，能 够进一步降低回火的可能性。 [0029] 而且，根据本发明的第七方式，在上述第一方式的燃烧器中，也可以 是，所述基板空气引导部由基板空气变向部形成，该基板空气变向部使从 所述贯通孔喷出的至少一部分的基板空气的方向在所述基板的下游侧变 向。 [0030] 根据上述那样的结构，在基板的下游侧设有基板空气变向部，从而能 够将从贯通孔喷出的基板空气以朝向基板的下游侧中的所希望的区域流 动的方式进行变向。由此，能够使基板空气的流量分配适当化。 [0031] 而且，根据本发明的第八方式，在上述第七方式的燃烧器中，也可以 是，所述基板空气变向部由从所述基板朝向下游侧延伸的分隔板形成。 [0032] 根据上述的结构，作为基板空气变向部，设置从基板朝向下游侧延伸 的分隔板。而且，该分隔板形成为将基板的下游侧的面划分为多个区段。 由此，能够通过分隔板将从贯通孔喷出的基板空气分为多个流动，并且变 向为所希望的方向。 [0033] 而且，根据本发明的第九方式，在上述第八方式的燃烧器中，也可以 是，多个所述分隔板形成为，随着从基板朝向下游侧，朝向远离所述轴线 的方向而逐渐弯曲。 [0034] 通常，已知在基板上越是远离轴线的位置，预混合气体的速度损失越 大，回火的可能性也高。根据上述那样的结构，通过分隔板将基板空气的 流动方向变向为远离轴线的方向，因此能够弥补预混合气体的速度损失。 [0035] 而且，根据本发明的第十方式，在上述第八或第九方式中任一方式的 燃烧器中，也可以是，所述分隔板通过沿着径向划分所述基板而形成多个 区段，并且越是处于远离所述轴线的位置的所述区段，所述贯通孔的设置 数量越多。 [0036] 根据上述那样的结构，越是处于远离轴线的位置的区段，形成有越多 的贯通孔。因此，在基板上越是处于远离轴线的位置的区段，越能够将较 多的基板空气朝向下游侧喷出而降低回火的可能性。 [0037] 而且，根据本发明的第十一方式，在上述第八至第十方式中任一方式 的燃烧器中，也可以是，所述分隔板通过沿着径向划分所述基板而形成多 个区段，并且越是处于远离所述轴线的位置的所述区段，所述贯通孔的开 口直径越小。 [0038] 根据上述那样的结构，越是处于远离轴线的位置的贯通孔，其开口直 径越是变小。由此，能够提高由处于远离轴线的位置的贯通孔喷出的基板 空气的流速而降低回火的可能性。 [0039] 而且，根据本发明的第十二方式，在上述第一至第十一方式中任一方 式的燃烧器中，也可以是，所述燃烧器还具备第二喷烧器，该第二喷烧器 以由多个所述第一喷烧器从所述轴线的径向外侧包围的方式沿着所述轴 线配置。 [0040] 根据上述那样的结构，通过具备第二喷烧器，能够更容易地进行对第 一喷烧器的点火。 [0041] 而且，本发明的第十三方式的燃气轮机具备：上述第一至第十二方式 中任一方式的燃烧器；向该燃烧器供给压缩空气的压缩机；以及涡轮，其 被供给燃烧气体，该燃烧气体通过在所述燃烧器中使所述预混合气体燃烧 而生成。 [0042] 根据上述那样的结构，由于具备降低了回火的可能性的燃烧器，因此 能够提供可以更稳定地运转的燃气轮机。 [0043] 发明效果 [0045] 图1是本发明的第一实施方式的燃气轮机的简图。 [0046] 图2是从与本发明的第一实施方式的燃烧器的轴线正交的方向观察到 的剖视简图。 [0047] 图3是图2的III-III线处的剖视图。 [0048] 图4是图2的IV-IV线处的剖视图。 [0049] 图5是本发明的第一实施方式的燃烧器的主要部分放大图。 [0050] 图6是表示本发明的第一实施方式的燃烧器的变形例的主要部分放大 图。 [0051] 图7是本发明的第二实施方式的燃烧器的主要部分放大图。 [0052] 图8是从与本发明的第三实施方式的燃烧器的轴线正交的方向观察到 的剖视简图。 [0053] 图9是图8的IX-IX线处的剖视图。 [0054] 图10是图8的X-X线处的剖视图。 [0055] 图11是本发明的第三实施方式的燃烧器的主要部分放大图。 [0056] 图12是表示本发明的第三实施方式的燃烧器的变形例的主要部分放 大图。 具体实施方式[0057] [第一实施方式] [0058] 以下，参照附图，对本发明的第一实施方式进行说明。 [0059] 如图1所示，本实施方式的燃气轮机1具备：将大量的空气取入内部 并进行压缩的压缩机2；向由该压缩机2压缩后的压缩空气A混合燃料而 进行燃烧的燃烧器3；以及将从燃烧器3导入的燃烧气体G的热能转换为 旋转能量的涡轮4。 [0060] 压缩机2及涡轮4具备彼此以一体旋转的方式连结的转子5和将转子 5的外周侧包围的定子6。转子5具有旋转轴7和在轴线O方向上隔开间 隔而固定的多个环状动叶组8。各个环状动叶组8在旋转轴7的外周具有 沿周向相互隔开间隔而固定的多个动叶。 [0061] 定子6分别具备壳体9和在壳体9内沿轴线O方向隔开间隔而固定的 多个环状静叶组10。环状静叶组10在各个壳体9的内表面具有沿周向相 互隔开间隔而固定的多个静叶。 [0062] 环状静叶组10分别与多个环状动叶组8沿轴线O方向交替配置。 [0063] 如图2所示，本实施方式的燃烧器3具备在壳体9的内部收容的内筒 13和将内筒13的外周侧覆盖的外筒14。 [0064] 内筒13为中空的管状构件。在内筒13的下游侧连接有未图示的尾筒。 尾筒与内筒13及外筒14同样，是形成为中空管状的构件。在尾筒的内部， 将通过燃烧器3而形成的火焰保焰。 [0065] 而且，外筒14具有呈管状的外筒主体14A和对该外筒主体14A的一 侧的端部进行支承的凸缘状的外筒基部14B。内筒13通过多个固定构件 12而相对于外筒基部14B固定。 [0066] 在外筒14的内周面与内筒13的外周面之间形成有供压缩空气A流通 的空气流路15。流入到该空气流路15中的压缩空气A在外筒14的底部 的反转部16回转，由此向内筒13的内部供给。需要说明的是，上述的固 定构件12沿着燃烧器3的周向隔开间隔排列。因此，在相邻的固定构件 12、12彼此之间形成有间隙。由此，压缩空气A通过该间隙而被取入内 筒13的内部。 [0067] 而且，燃烧器3在内筒13内具备第二喷烧器20和第一喷烧器21。第 二喷烧器20沿着内筒13的轴线P设置。而且，第二喷烧器20由后述的 多个第一喷烧器从轴线P的径向外侧包围。第二喷烧器20将从外部供给 的燃料从先导喷嘴22喷射。通过对从先导喷嘴22喷射出的燃料进行点火 而形成火焰。 [0068] 而且，在第二喷烧器20上设有先导锥体23。先导锥体23是将先导喷 嘴22的外周侧包围的筒状的构件。此外，先导锥体23具有圆锥部24，该 圆锥部24形成为其内径尺寸从先导喷嘴22的附近到下游侧逐渐扩大。圆 锥部24的目的在于通过限制火焰的扩散范围、方向来提高保焰性。 [0069] 而且，第二喷烧器20在其上游侧具备先导旋流器30。虽未详细图示， 但先导旋流器30是在第二喷烧器20的内部沿着轴线P的周向将多个旋流 叶片以等间隔排列而形成的装置。各个旋流叶片随着从上游侧朝向下游侧 而相对于轴线P成角度地配置。因此，通过先导旋流器30后的压缩空气 A被附加基于旋流叶片产生的回旋成分而成为回旋流。 [0070] 而且，在内筒13的内侧设有多个第一喷烧器21。在本实施方式中， 沿着第二喷烧器20的周向设有四个第一喷烧器21、21、21、21。更详细 地说，第一喷烧器21在第二喷烧器20的外周侧沿周向以等间隔配置。各 个第一喷烧器21沿着内筒13的轴线P延伸，由此与上述的第二喷烧器20 平行。 [0071] 在第一喷烧器21的前端部设有主喷嘴25。主喷嘴25以随着从下游侧 朝向上游侧即朝向前端侧而其外形逐渐缩小的方式形成为圆锥状。 [0072] 而且，在各个第一喷烧器21的外周侧设有延长管26。延长管26是以 从外周侧包围第一喷烧器21的方式形成为大致圆筒状的构件。延长管26 中的、与第一喷烧器21连接的一侧的端部以与第一喷烧器21的截面形状 对应的方式形成为圆形。 [0073] 另一方面，从与轴线P交叉的方向观察时，延长管26的壁面中的、 接近先导锥体23的一侧的壁面形成为，随着从上游侧朝向下游侧而以逐 渐远离轴线P的方式倾斜。 [0074] 而且，如图3所示，各个延长管26的下游侧的开口部27具有从轴线 P方向观察时沿着周向延伸的大致长圆状的截面形状。而且，形成该截面 的长圆中的、接近先导锥体23的圆锥部24的一侧的部分以沿着形成圆锥 部24的外缘的圆弧的方式凹陷。另一方面，接近内筒13的一侧的部分以 沿着内筒13的内缘的方式平缓地弯曲并突出。即，延长管26的截面形状 形成为，随着从上游侧朝向下游侧而从圆形逐渐变形，从而形成为向一方 向弯曲的长圆状。 [0075] 以上那样形成的延长管26的内侧的区域成为用于供压缩空气A流动 的主流路28。 [0076] 返回图2，第一喷烧器21与第二喷烧器20同样，具备在延长管26 的内侧设置的主旋流器29。通过主旋流器29后的压缩空气A被附加基于 旋流叶片产生的回旋成分而成为回旋流。 [0077] 从未图示的燃料喷射孔向这样构成的第一喷烧器21喷射燃料。燃料 喷射孔例如设置于主旋流器29。 [0078] 喷射的燃料与内筒13内的压缩空气A混合，生成预混合气体F。通 过由主旋流器29生成的回旋流，预混合气体F一边以第一喷烧器21为中 心进行回旋，一边在主流路28中朝向下游侧流动。 [0079] 而且，上述那样构成的第二喷烧器20和第一喷烧器21分别由基板31 支承而固定于内筒13的内部。如图4所示，基板31是与内筒13的截面 形状对应而形成的大致圆形的板状构件。在基板31的包括中心点在内的 区域形成有以从第二喷烧器20的周向外侧将其包围的方式支承该第二喷 烧器20的第二喷烧器支承开口32。第二喷烧器支承开口32具有与第二喷 烧器20的外径尺寸对应的开口直径。 [0080] 在该第二喷烧器支承开口32的周向外侧，用于支承多个(4个)第一 喷烧器21、21、21、21的第一喷烧器支承开口33、33、33、33在周向上 隔开等间隔而形成有多个(4个)。第一喷烧器支承开口33与第二喷烧器 支承开口32同样，以从第一喷烧器21的周向外侧将其包围的方式支承该 第一喷烧器21。 [0081] 而且，在基板31上设有用于使在主流路28中流通的压缩空气A(基 板空气A)流通的多个贯通孔34。更详细地说，上述多个贯通孔34设置 于相互相邻的第一喷烧器支承开口33彼此之间的区域。各个贯通孔34具 有比第一喷烧器支承开口33或者第二喷烧器支承开口32小的开口直径。 [0082] 在基板31上设置贯通孔34的准确的位置、个数根据设计而被适当决 定。作为一例，本实施方式的贯通孔34设置成，随着从基板31的中心(轴 线P)向径向外侧分离，其数量逐渐增加。具体地说，在最接近中心的位 置设有一个贯通孔34。此外，随着朝向径向外侧，个数一个一个地增加。 即，在从中心朝向径向数第2列的位置，设有两个贯通孔34。在第3列(第 n列)的位置设有三个(n个)贯通孔34。 [0083] 在上述那样形成的多个贯通孔34中，以与上述多个贯通孔34中的至 少一部分对应的方式设有基板空气延长部35(基板空气引导部)(参照图 10)。基板空气延长部35为了将通过贯通孔34从基板31的上游侧朝向下 游侧喷出的压缩空气A(基板空气A)与基板31相比进一步朝向下游侧 引导并喷出而设置。 [0084] 本实施方式中的基板空气延长部35由从基板31的下游侧的面沿着轴 线P而朝向下游侧延伸的多个管体36形成。各个管体36的内径尺寸设定 为与贯通孔34的开口直径大致相同。而且，管体36的内部的开口直径从 上游侧到下游侧被恒定地设定。 [0085] 此外，上述多个管体36从基板31朝向下游侧而延伸至延长管26的 开口部27附近。更详细地说，管体36的下游侧的端部位于比延长管26 的开口部27靠上游侧的位置。 [0086] 另一方面，多个管体中的设置在接近轴线P的一侧的管体36与其他 管体36相比，其轴线P方向上的尺寸设定得较小。由此，避免与先导锥 体23的圆锥部24发生干涉。 [0087] 在以上那样构成的燃烧器3中，通过设有基板空气延长部35，能够将 从贯通孔34喷出的基板空气A与基板31相比进一步朝向下游侧引导。由 此，能够降低由从延长管26喷出的预混合气体F形成的火焰朝向上游侧 的基板31逆流而产生的回火的可能性。 [0088] 在此，已知在未设置基板空气延长部35的燃烧器3的内部，产生预 混合气体F的流速低的区域(低速区域)。在这样的低速区域中，火焰向 上游侧逆流，由此容易产生被称为回火(闪回)的现象。 [0089] 尤其是在基板31上形成于相邻的多个延长管26彼此之间的区域，仅 基板空气朝向下游侧流通，此外，越是朝向远离燃烧器3的轴线P的位置， 基板空气的流速的损失越大。由此，预混合气体F从延长管26的内侧朝 向外侧被卷入而向基板31的方向逆流的可能性变高。即，在形成于延长 管26彼此之间的低速区域中产生回火的可能性变高。 [0090] 然而，在本实施方式的燃烧器3中，如上所述，通过设有基板空气延 长部35(管体36)，能够对上述那样的低速区域供给高速的基板空气。由 此，能够通过提高低速区域中的流速来降低火焰逆流的可能性。即，能够 降低在燃烧器3中产生的回火的可能性。 [0091] 而且，根据上述结构，作为基板空气延长部35，使用以与贯通孔34 对应的方式设置的管体36。而且，管体36从基板31朝向下游侧延伸。由 此，能够将从贯通孔34喷出的基板空气A朝向基板31的下游侧更可靠地 引导并喷出。 [0092] [第一实施方式的变形例] [0093] 接着，参照图6，对本发明的第一实施方式中的基板空气延长部35 的变形例进行说明。如图6所示，在本变形例的基板空气延长部35中， 越是处于远离轴线P的位置的管体36，其内径设定得越小。此外，越是处 于远离轴线P的位置的管体36，管体36的轴线P方向上的尺寸设定得越 大。 [0094] 如上所述，在内筒13的附近，明显看出压缩空气A(基板空气A) 的流速降低。因此，越是上述那样的内筒13的附近，即，越是远离轴线P 的位置，回火的可能性越高。然而，在本变形例的基板空气延长部35中， 如上所述，越是处于远离轴线P的位置的管体，其内径设定得越小，并且 轴线P方向上的尺寸设定得较大，因此能够进一步提高基板空气的流速。 此外，能够使基板空气从基板空气延长部35喷出的位置进一步成为下游 侧。由此，能够进一步降低回火的可能性。 [0095] [第二实施方式] [0096] 接着，参照图7，对本发明的第二实施方式进行说明。在第二实施方 式的燃烧器3中，基板空气延长部35在以下这样构成这一点上与上述的 第一实施方式不同。 [0097] 即，本实施方式的基板空气延长部35具备填埋在从基板31朝向下游 侧设置的多个管体36彼此之间形成的间隙的厚壁部37。 [0098] 更详细地说，厚壁部37是以延伸出与从基板31的下游侧的面至管体 36的下游侧端部的尺寸大致相同的量的方式一体形成的构件。由此，本实 施方式的基板空气延长部35的外形呈形成有从一侧的面朝向另一侧的面 贯穿的多个孔的厚壁板状。在形成这样的基板空气延长部35时，优选在 一体形成的块状的金属材料等上设置多个孔。 [0099] 根据这样的结构，在多个管体36彼此之间形成的间隙由形成为实心 的厚壁部37填埋。因此，预混合气体F不会朝向这些管体36彼此之间的 间隙逆流。由此，能够进一步降低回火的可能性。 [0100] 以上，参照附图，对本发明的实施方式进行了详细叙述，但具体的结 构并不局限于该实施方式，也包括不脱离本发明的主旨的范围的设计变更 等。 [0101] 例如，在本实施方式中，对在基板31上形成的贯通孔34、及与该贯 通孔34对应的管体36的开口形状为圆形的情况进行了说明。然而，这些 构件的开口形状并不局限于圆形，例如能够根据设计而适当地变更为多边 形、椭圆形等。 [0102] 而且，在上述的实施方式中，对管体36的内部的开口直径从上游侧 到下游侧为恒定的情况进行了说明。然而，管体36的开口直径并不局限 于此，例如也可以形成为随着从上游侧朝向下游侧而使开口直径逐渐增大 或减小。 [0103] [第三实施方式] [0104] 接下来，参照图8～图12，对本发明的第三实施方式的燃烧器3A进行 说明。 [0105] 如图10所示，在本实施方式中的基板131上设有用于使在主流路128 中流通的压缩空气A(基板空气A)流通的多个贯通孔134。更详细地说， 上述多个贯通孔134设置于相互相邻的第一喷烧器支承开口133彼此之间 的区域S。区域S是由第二喷烧器支承开口132的圆弧、相邻的第一喷烧 器支承开口133、133彼此的圆弧、以及形成基板131的轮廓线的圆弧分 别围成的大致三角形的区域。各个贯通孔134具有比第一喷烧器支承开口 133或第二喷烧器支承开口132小的开口直径。 [0106] 在基板131上的区域S内设置贯通孔134的准确的位置、个数根据设 计而被适当决定。作为一例，本实施方式的贯通孔134设置成，随着从基 板131的中心(轴线P)向径向外侧分离，其数量逐渐增加。具体地说， 在各区域S中最接近中心的位置设有一个贯通孔134。而且，随着朝向径 向外侧，个数一个一个地增加。即，在从中心朝向径向数第2列的位置， 设有两个贯通孔134。在第3列(第n列)的位置设有三个(n个)贯通 孔134。 [0107] 在上述那样构成的基板131上的区域S设有多个分隔板136作为基板 空气变向部135(基板空气引导部)(参照图10)。这些分隔板136将基板 131上的区域S分为沿着径向排列的多个区段S1、S2、S3、S4。 [0108] 在这些区段S1～S4中分别各配置有1～4个贯通孔134。即，在区段 S1中设有一个贯通孔134，在区段S2中设有两个贯通孔134、134。同样， 在区段S3中设有三个贯通孔134，在区段S4中设有四个贯通孔134。换 言之，由于设有4列贯通孔，因此在这些贯通孔134所成的列之间的区域 设有三个分隔板136、136、136。 [0109] 此外，上述多个(三个)分隔板136、136、136分别呈从轴线P方向 观察时朝向径向外侧弯曲的圆弧状，并且均呈以轴线P为中心的同心圆的 圆弧。而且，如图11所示，在从与轴线P正交的方向观察的情况下，随 着从上游侧朝向下游侧，分隔板136形成为朝向远离轴线P的方向、即径 向外侧逐渐弯曲。换言之，分隔板136形成为，在其延伸中途朝向轴线P 弯曲。此外，这些分隔板136中的、越是位于径向内侧的分隔板136，朝 向径向外侧弯曲的程度越大。 [0110] 上述多个分隔板136从基板131朝向下游侧而延伸至延长管126的开 口部127附近。更详细地说，分隔板136的下游侧的端部位于比延长管126 的开口部127略靠上游侧的位置。 [0111] 在以上那样构成的燃烧器3A中，在基板131的下游侧设有作为基板 空气变向部135的分隔板136，从而能够将从贯通孔134喷出的基板空气 A中的至少一部分的成分以朝向基板131的下游侧中的所希望的区域(例 如低速区域)流动的方式变向。由此，能够使基板空气A的流量分配适当 化。因此，能够降低由从延长管126喷出的预混合气体F形成的火焰朝向 上游侧的基板131逆流而产生的回火的可能性。 [0112] 在此，已知在未设置基板空气变向部135的燃烧器13的内部产生预 混合气体F的流速低的区域(低速区域)。在这样的低速区域中，因火焰 向上游侧逆流而容易产生被称作回火(闪回)的现象。 [0113] 尤其是在基板131上形成于相邻的多个延长管126彼此之间的区域S 中，仅基板空气A朝向下游侧流通，此外，越是朝向远离燃烧器13的轴 线P的位置，基板空气A的流速的损失越大。由此，预混合气体F从延长 管126的内侧朝向外侧被卷入而向基板131的方向逆流的可能性变高。即， 在形成于延长管126彼此之间的低速区域中产生回火的可能性变高。 [0114] 然而，在本实施方式的燃烧器13中，如上所述，通过设有基板空气 变向部135(分隔板136)，能够降低回火的可能性。 [0115] 而且，根据上述的结构，作为基板空气变向部135，使用以与贯通孔 134对应的方式设置的分隔板136。而且，分隔板136从基板131朝向下 游侧延伸。由此，能够将从贯通孔134喷出的基板空气A朝向基板131的 下游侧更可靠地引导并喷出。 [0116] [第三实施方式的变形例] [0117] 接着，参照图12，对上述的实施方式的变形例进行说明。如图12所 示，在本变形例的燃烧器13中，越是处于远离轴线P的位置的贯通孔134， 其内径设定得越小。 [0118] 如上所述，在内筒113的附近，明显看出压缩空气A(基板空气A) 的流速降低。因此，越是这样的内筒113的附近，即，越是远离轴线P的 位置，回火的可能性越高。然而，在本变形例的燃烧器13中，如上所述， 越是处于远离轴线P的位置的贯通孔134，其内径设定得越小。由此，越 是处于远离轴线P的位置的贯通孔134，越能够以更高速喷出基板空气A。 由此，能够进一步降低因预混合气体F逆流而产生的回火的可能性。 [0119] 需要说明的是，在上述的实施方式及变形例中，分隔板136的轴线P 方向上的尺寸大致相同。然而，也可以是越处于远离轴线P的位置的分隔 板136，分隔板136的轴线P方向上的尺寸设定得越大。根据这样的结构， 越是远离轴线P的分隔板136，越能够将基板空气A进一步朝向下游侧引 导。由此，能够进一步降低回火的可能性。 [0120] 以上，参照附图，对本发明的第三实施方式进行了详细叙述，但具体 的结构并不局限于该实施方式，也包括不脱离本发明的主旨的范围的设计 变更等。 [0121] 例如，在上述第三实施方式中，对在基板131上形成的贯通孔134的 开口形状为圆形的情况进行了说明。然而，这些构件的开口形状并不局限 于圆形，例如也可以根据设计而适当地变更为多边形、椭圆形等。 [0122] 而且，在上述第三实施方式中，对分隔板136的厚度(燃烧器13的 径向上的尺寸)从上游侧到下游侧为恒定的情况进行了说明。然而，分隔 板136的厚度并不局限于此，例如也可以形成为，随着从上游侧朝向下游 侧而厚度逐渐增大或减小。 [0123] 此外，在上述第三实施方式中，对三个分隔板136中的越是位于径向 外侧的分隔板136、越是朝向径向外侧较大地弯曲的例子进行了说明。尤 其是示出了任意的分隔板136均朝向径向外侧弯曲的例子。然而，分隔板 136的形态并不局限于此，例如也可以形成为，一个分隔板136不弯曲而 沿着轴线P呈直线状地延伸。 [0124] 而且，在上述第三实施方式中，对沿着第二喷烧器120的周向设有四 个第一喷烧器121的情况进行了说明。然而，第一喷烧器121的数量并不 局限于此，例如为8个等，只要是多个即可，也可以是其他数量。 [0125] 工业实用性 [0126] 根据上述结构，能够进一步降低燃烧器中的回火的可能性。 [0127] 符号说明： [0128] 1…燃气轮机；2…压缩机；3…燃烧器；4…涡轮；5…转子；6…定子； 7…旋转轴；8…环状动叶组；9…壳体；10…环状静叶组；12…固定构件； 13…内筒；14…外筒；15…空气流路；16…反转部；20…第二喷烧器；21… 主喷嘴；22…先导喷嘴；23…先导锥体；24…圆锥部；25…主喷嘴；26… 延长管；27…开口部；28…主流路；29…主旋流器；30…先导旋流器； 31… 基板；32…第二喷烧器支承开口；33…第一喷烧器支承开口；34…贯通孔； 35…基板空气延长部；36…管体；37…厚壁部；135…基板空气变向部； 136…分隔板；S…区域；S1～S4…区段；A…压缩空气(基板空气)；F… 预混合气体；G…燃烧气体；O…轴线；P…轴线。 |
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