[发明专利]燃气轮机燃烧器

说明书

本发明提供一种燃气轮机燃烧器，其通过使燃料喷嘴的外径相对于根据燃料喷嘴的位置而不同的流体力最优化，从而具有基于流体力的相对于振动的结构可靠性和基于均匀的燃烧的高的环境性能。本发明的燃气轮机燃烧器具备燃烧嘴，该燃烧嘴包括：燃料喷嘴组，其由供给燃料的多个燃料喷嘴构成；燃料喷嘴板，其结构上支撑上述多个燃料喷嘴，承担将从上游侧流入的燃料分配给上述多个燃料喷嘴的作用；以及空气孔板，其位于上述多个燃料喷嘴的下游侧，形成有与上述多个燃料喷嘴对应的多个空气孔，上述燃气轮机燃烧器的特征在于，上述燃料喷嘴组形成为其外周侧的上述燃料喷嘴的至少根部的外径比内周侧的上述燃料喷嘴的外径大。

技术领域

本发明涉及燃气轮机燃烧器，尤其涉及由多个燃料喷嘴和结构上支撑燃料喷嘴的燃料喷嘴板构成的燃气轮机燃烧器。

背景技术

在燃气轮机中，以降低废气对环境造成的负荷为目的，对运转时排出的NOx设定严格的环境基准。

一般而言，NOx的排出量随着火焰温度的高温化而增加，因此需要抑制局部高温的火焰的形成而实现均匀的燃烧。为了进行均匀的燃烧，需要设置多个用于喷出燃料的燃料喷嘴，提高燃料的分散性。

作为降低NOx的排出量的现有技术文献，能够举出专利文献1。

在该专利文献1中记载有如下内容：为了降低同轴喷嘴中的压力损失，促进燃料与空气的混合而实现NOx排出量的降低，在构成同轴喷嘴的燃料喷嘴的前端部、或形成于该燃料喷嘴的前端部所在的空气板的空气孔的流路内的任一处设置使空气流产生紊乱的部件，规定同轴喷嘴的空气孔的最小流路截面积，将多列配设的燃烧嘴中的、位于排列于外周侧的燃烧嘴的同轴喷嘴的空气孔的最小流路截面积形成为比位于排列于中心侧的燃烧嘴的同轴喷嘴的空气孔的最小流路截面积大。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2011-58775号公报

然而，在由多个燃料喷嘴和结构上支撑燃料喷嘴的燃料喷嘴板构成的燃气轮机燃烧器中，若以提高燃料的分散性为目的而增加燃料喷嘴的根数，则燃料喷嘴彼此的距离变短。

由此，由于燃料喷嘴周围的空间狭窄，因此为了确保用于将燃料喷嘴与燃料喷嘴板接合的空间、作为空气的流路的燃料喷嘴间的空间，需要伴随根数的增加而使燃料喷嘴的外径变细。

另一方面，在设置于压缩空气的流场的燃料喷嘴中，有时产生由流体力引起的振动。作用于燃料喷嘴的流体力根据燃料喷嘴的位置而不同，因此，在燃料喷嘴的外径相同的情况下，由流体力产生的振动应力也根据燃料喷嘴的位置而不同，因此降低振动应力的最有效的方案之一是燃料喷嘴的外径的扩大。

但是，为了兼顾燃料的分散性提高和振动应力的降低，考虑到流体力根据燃料喷嘴的位置而不同，优选针对每个燃料喷嘴使其外径最佳化。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种燃气轮机燃烧器，其通过使燃料喷嘴的外径相对于根据燃料喷嘴的位置而不同的流体力最优化，从而具有基于流体力的相对于振动的结构可靠性和基于均匀的燃烧的高的环境性能。

发明内容

为了实现上述目的，本发明的燃气轮机燃烧器具备燃烧嘴，该燃烧嘴包括：燃料喷嘴组，其由供给燃料的多个燃料喷嘴构成；燃料喷嘴板，其结构上支撑上述多个燃料喷嘴，承担将从上游侧流入的燃料分配给上述多个燃料喷嘴的作用；以及空气孔板，其位于上述多个燃料喷嘴的下游侧，形成有与上述多个燃料喷嘴对应的多个空气孔，上述燃气轮机燃烧器的特征在于，上述燃料喷嘴组形成为其外周侧的上述燃料喷嘴的至少根部的外径比内周侧的上述燃料喷嘴的外径大。