[发明专利]燃料喷嘴组装体和包括其的燃烧器及燃气轮机

说明书

本发明涉及一种设置有多个燃料喷嘴的燃料喷嘴组装体和包括其的燃烧器及燃气轮机。根据本发明的一个实施例的燃料喷嘴组装体，在外部燃料喷嘴套管的入口上，通过外部燃料喷嘴套管而形成外周缘，在所述外周缘整体或一部分可以形成有垫环。

技术领域

本发明涉及一种设置有多个燃料喷嘴的燃料喷嘴组装体和包括其的燃烧器及燃气轮机。

背景技术

燃气轮机作为使得在压缩机压缩的压缩空气和燃料相混合并燃烧并通过因燃烧而产生的高温气体而使得透平旋转的发动机，联合循环发电和热电联产燃气轮机作为使得在压缩机压缩的压缩空气和燃料混合并燃烧并通过因燃烧而产生的高温气体而使得透平旋转的发动机，利用于联合循环发电和热电联产等。

通常，燃气轮机包括压缩机、燃烧器及透平。压缩机吸入外部空气并进行压缩后，将其传递至燃烧器，并且压缩的空气成为高压及高温的状态。燃烧器使得从压缩机流入的压缩空气和燃料相混合并燃烧，因燃烧而产生的燃烧气体向透平排出的同时使得透平旋转，由此产生动力，所述燃料通过排列于燃料喷嘴组装体的旋回叶片(swirl vane)注入，所述燃料喷嘴组装体构成各个燃料喷嘴。

压缩空气在流入于燃料喷嘴组装体时发生方向转换，此时，生成气陷(airpocket)，气陷是空气低速流动的区域，从而在燃料喷嘴内可能产生不均匀的气流。因此，担心空气流速低的区域因浓重的燃料而在燃料喷嘴内部产生火焰，从而会导致燃料喷嘴的部件破损。此外，低速气流在空气和燃料混合物引起局部变化，从而会使得燃烧温度增加或者生成过多的氮氧化物(NOx)。

先行技术文献

【专利文献】

韩国登记专利第10-0013120号(名称：用于燃气轮机发动机的燃烧装置)

发明内容

本发明提供一种包括燃料喷嘴及燃料喷嘴组装体的燃烧器及燃气轮机，燃料喷嘴及燃料喷嘴组装体使得流入至燃料喷嘴组装体的气流均匀化，并向各个燃料喷嘴均匀地供给流入的空气。

根据本发明的实施例的燃料喷嘴组装体包括内部燃料喷嘴、外部燃料喷嘴。内部燃料喷嘴包括中心主体和套管(shroud)。通过中心主体注入燃料。套管与中心主体相隔开并包裹中心主体。外部燃料喷嘴包括：中心主体；以及套管，其与中心主体相隔开并包裹中心主体。外部燃料喷嘴设置有多个，并以内部燃料喷嘴为中心配置为放射状。在外部燃料喷嘴的套管入口，通过外部燃料喷嘴的套管而形成外周缘，在所述外周缘的整体或一部分形成有垫环(rim)。

在根据本发明的一个实施例的燃料喷嘴组装体中，外部燃料喷嘴中的至少一个可以在整个套管入口形成有垫环。

在根据本发明的一个实施例的燃料喷嘴组装体中，内部燃料喷嘴的套管可以在入口形成有垫环。

在根据本发明的一个实施例的燃料喷嘴组装体中，形成于外部燃料喷嘴套管的垫环可以在与外部燃料喷嘴的中心成90～240°的范围形成。

在根据本发明的一个实施例的燃料喷嘴组装体中，垫环可以是朝向外侧的圆形，可以是具有一定曲面半径的形状。

在根据本发明的一个实施例的燃料喷嘴组装体中，各个垫环的至少两个能够以曲面半径相互不同的形式形成。

在根据本发明的一个实施例的燃料喷嘴组装体中，多个外部燃料喷嘴中至少两个的套管入口半径可以相互不同，并且根据套管入口半径的不同，垫环的曲面半径可以相互不同。就多个外部燃料喷嘴而言，形成于入口半径小的套管的垫环的曲面半径可以大于形成在入口半径大的套管的垫环的曲面半径。

在根据本发明的一个实施例的燃料喷嘴组装体中，形成于外部燃料喷嘴套管的垫环和形成于内部燃料喷嘴套管的垫环可以是朝向外侧的圆形，是具有一定曲面半径的形状。与形成于外部燃料喷嘴套管的垫环的曲面半径相比，形成于内部燃料喷嘴套管的垫环的曲面半径可以更小。