[发明专利]燃气轮机燃烧器

说明书

燃气轮机燃烧器包括：旋流器筒(31)，在燃烧器内筒(11)内配置有多个旋流器筒(31)，旋流器筒(31)向由燃料和燃烧用空气预先混合而成的预混合气(Fp)施加回旋流；以及外侧环(15)，其配置为在多个旋流器筒(31)和燃烧器内筒(11)之间相对于燃烧器内筒(11)具有间隙(41)，该燃烧用空气被从间隙(41)朝向与燃烧器内筒(11)连接的燃烧器尾筒(12)喷射而在该燃烧器尾筒(12)内生成膜状的空气(Af)，外侧环(15)在外侧环(15)的下流端(15d)具有以厚度从上游侧朝向下游侧逐渐减小的方式形成的锥面。

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机燃烧器。

背景技术

近年来，关于燃气轮机用的燃烧器，以实现NOx的减少等为目的，多采用预混合燃烧方式。在这样的采用了预混合燃烧方式的燃气轮机燃烧器中，除了用于进行预混合燃烧的主燃烧嘴(预混合燃烧嘴)之外，具备用于进行发散燃烧的引燃燃烧嘴。由此，主燃烧嘴能够使用利用引燃燃烧嘴生成的发散火焰作为用于生成预混合火焰的火种，因此，使用该发散火焰使利用该主燃烧嘴生成的预混合气燃烧，从而使预混合燃烧成为可能。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-92286号公报

专利文献2：日本特开2005-315457号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，在主燃烧嘴的出口附近，由于预混合气沿着其内周面流动，因而产生因边界层的发展而导致流速降低了的部分，存在如下情况：在该流速降低了的部分产生因预混合气导致的燃料高浓度区域。这样，若在主燃烧嘴的出口附近产生低速且燃料高浓度的区域，则相对于上述那样的区域产生在其下游侧生成的火焰延烧这样的所谓的回烧(回火)。

因此，对能够抑制回烧的产生的燃气轮机燃烧器进行了各种研究(参照专利文献1、2)。例如，如图4所示那样，在燃气轮机燃烧器100中，包括：旋流器筒131，在导锥构件121的径向外侧设有多个涡流轮131，旋流器筒131用于向预混合气Fp施加回旋流；外侧环115，其配置于多个旋流器筒131的径向外侧，并配置为在该外侧环115与燃烧器内筒111之间具有间隙141，将获取到的压缩空气从间隙141内喷射而使膜状的空气Af沿着燃烧器尾筒(或者出口外侧环)112的内周面流动。由此，防止沿着边界层内的低流速区域即燃烧器尾筒112的内周面逆流的(壁面)回烧fb。

然而，在上述的燃气轮机燃烧器100中，如图5所示那样，外侧环115的下游侧端部115a成为台阶，若所述压缩空气以及预混合气Fp沿着外侧环115的外周面115c以及内周面115b沿向下游侧流动，则压缩空气的流动从外侧环115的外周面115c剥离而产生停滞S1，另一方面，预混合气Fp的流动从外侧环115的内周面115b剥离而产生停滞，在该位置产生低流速区域。因此，产生了停滞的区域成为火焰稳定部，有产生回烧的可能性。

根据以上的记载，本发明是为了解决上述的那样的课题而提出的，其目的在于提供一种燃气轮机燃烧器，其能够利用简单的结构抑制在外侧环的下游侧端部产生回烧。

用于解决课题的手段

用于解决上述的课题的第一发明所涉及的燃气轮机燃烧器，其特征在于，所述燃气轮机燃烧器包括：

旋流器筒，在燃烧器内筒内配置有多个所述旋流器筒，所述旋流器筒向由燃料和燃烧用空气预先混合而成的预混合气施加回旋流；

外侧环，其配置为在多个所述旋流器筒和所述燃烧器内筒之间相对于该燃烧器内筒而具有间隙，所述燃烧用空气被从所述间隙朝向与该燃烧器内筒连接的燃烧器尾筒喷射而在该燃烧器尾筒内生成膜状的空气，

所述外侧环在所述外侧环的下游端具有以厚度从上游侧朝向下游侧逐渐减小的方式形成的锥面。