[发明专利]燃气轮机燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及燃气轮机燃烧器。

背景技术

近年，在生产用的燃气轮机燃烧器中，寻求环境负荷的降低，因燃烧而产生的氧化氮物(NO_X)的排量降低成为重要的课题。NO_X排量的降低通过抑制燃气轮机燃烧器内的局部高温区域的产生来实现。具体来说，在燃烧前将燃料与空气混合，并以燃料和空气的混合比比理论混合比低的状态燃烧即可。因此，就NO_X排量的降低而言，增加燃烧用空气的量而降低混合比是有效的。

可是，燃气轮机燃烧器一般情况下具备将燃料和空气混合的生成混合气体的混合器以及配置于混合器下游的使混合气体燃烧的内筒。在内筒的内部进行燃烧反应，因此内筒壁曝露在高温的燃烧气体中。因此，在以往的燃气轮机燃烧器中，采用使用燃烧用空气的一部分在内筒壁面上流通膜状的冷却空气的膜冷却构造。

一般情况下，从压缩机向燃烧器供给的压缩空气被分配为内筒壁的冷却空气和燃烧用空气。因此，若增加内筒壁的冷却空气的量则燃烧用空气的量减少而难以降低NO_X的排量。因此，公开有如下方法，在内筒壁内形成冷却空气的通道，通过冷却空气经过通道而进行的对流冷却和将流出通道的空气使用于膜冷却，来提高冷却效果并削减冷却空气(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2009-79789号公报

近年，生产用燃气轮机燃烧器为了削减排出的二氧化碳量而期望高效率化。因此，实现燃烧器出口(燃气轮机入口)的燃烧气体温度的高温化，必须提高燃烧器内筒的冷却性能。另外，因为燃烧气体温度的高温化是使NO_X排量增加的主要原因，所以为了使燃烧用空气量增大，产生使冷却空气量减少的必要。为解决这些课题而期望进一步提高燃烧器内筒的冷却性能。

发明内容

本发明基于上述情况而完成，其目的在于提供一种燃气轮机燃烧器，能够提高燃气轮机燃烧器的内筒的冷却性能和降低NO_X排量。

为了解决上述课题，例如采用权利要求记载的构成。本申请包括多个解决上述课题的机构，如果列举其一例，则提供一种燃气轮机燃烧器，其具备：将燃烧空气和燃料燃烧而生成燃烧气体的圆筒状的内筒；同心圆状地配置于上述内筒的外侧的外筒；设置于上述外筒的上游侧端部的端罩；以及由上述内筒的外周面和上述外筒的内周面形成的供燃烧用空气流通的环状流道，上述燃气轮机燃烧器的特征在于，在上述内筒的外周面与内周面之间的内筒壁的内部形成有横剖视为端部配置于上游侧的コ字状的流道，上述流道具备第一流道和第二流道，该第一流道沿与上述内筒的轴方向平行的方向形成且在一端侧设置有向上述内筒壁的外侧开口的供给孔，该第二流道的一端侧设置有向上述内筒壁的内侧开口的喷出孔且其另一端侧与上述第一流道的另一端侧连通，从上述供给孔流入的燃烧用空气的一部分在上述第一流道朝向与上述燃烧气体的流动方向相同的方向流动，之后折返而在上述第二流道朝向与上述燃烧气体的流动方向相反的方向流动，并从上述喷出孔向上述内筒的内部喷出。

本发明的效果如下。

根据本发明，由于提高了燃气轮机燃烧器的内筒的冷却性能，因此能减少冷却空气量，增加燃烧空气量。其结果，能够提供能使NO_X排出量降低的可靠性高的燃气轮机燃烧器。

附图说明

图1是将本发明的燃气轮机燃烧器的第一实施方式的主要部分侧剖视图与燃气轮机燃烧器设备整体的示意图一并表示的概略构成图。

图2是表示构成本发明的燃气轮机燃烧器的第一实施方式的内筒和尾筒的配置构成的概略构成图。

图3是放大表示图2的Z部的内筒和尾筒的纵剖视图。

图4是图2的A-A线的内筒的横剖视图。

图5是图4的B-B线的内筒与尾筒的纵剖视图。

图6是图4的C-C线的内筒与尾筒的纵剖视图。

图7是构成以往的燃气轮机燃烧器的内筒与尾筒的纵剖视图。

图8是表示设置于构成本发明的燃气轮机燃烧器的第二实施方式的、内筒与尾筒的连接部的流道的横剖视图。

图9是图8的A-A线的内筒与尾筒的纵剖视图。

图10是图8的B-B线的内筒与尾筒的纵剖视图。

图11是表示与从构成本发明的燃气轮机燃烧器的第二实施方式的内筒的喷出孔到内筒下游端的长度对应的冷却效率的特性图。

图12是表示设置于构成本发明的燃气轮机燃烧器的第三实施方式的、内筒与尾筒的连接部的流道的横剖视图。