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燃气轮机的燃烧器以及具备该燃烧器的燃气轮机的制作方法

2021-07-23 21:24:00 来源:中国专利 TAG:燃气轮机 燃烧器 具备 公开
燃气轮机的燃烧器以及具备该燃烧器的燃气轮机的制作方法

本公开涉及燃气轮机的燃烧器以及具备该燃烧器的燃气轮机。



背景技术:

燃气轮机的燃烧器在燃气轮机的运转中成为高温,因此在燃烧器的构成构件中产生热膨胀。若由于这样的热膨胀而在燃烧器中发生应力集中,则存在导致燃烧器的寿命降低的可能性,因此进行有用于缓和燃烧器中可能产生的应力集中的研究。

例如,在专利文献1中公开了如下一种燃气轮机,该燃气轮机采用形成与用于向压缩空气流喷射燃料的燃料喷嘴(顶帽喷嘴(tophatnozzle))连通的燃料通路的圆筒状的环构件作为燃烧器外筒的构成构件。在该环构件的燃烧器轴向上的一区域设置有壁厚较薄的薄壁部。由此,使环构件的刚性局部地降低而允许环构件的热膨胀时的变形,从而实现在将环构件和与该环构件相邻的构件连接的焊接部产生的应力的降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2008-261605号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

在专利文献1所公开的燃气轮机燃烧器中,由于在燃烧器外筒的内部形成有燃料通路的部位设置有薄壁部,结构变得复杂,因此存在薄壁部的加工成本变大的情况。

鉴于上述情况,本发明的至少一实施方式的目的在于,提供能够以简单的结构缓和由热膨胀引起的应力集中的燃气轮机的燃烧器以及具备该燃烧器的燃气轮机。

用于解决课题的方案

(1)本发明的至少一实施方式的燃气轮机的燃烧器具备:

凸缘部,其安装于壳体;

环状的延长部,其从所述凸缘部起沿着燃烧器的轴向延伸;

管部,其具有与所述凸缘部连接的第一端、及与所述延长部的外周面连接的第二端,所述管部在所述延长部的径向外侧从所述第一端延伸至所述第二端;以及

至少一根燃料喷嘴,其构成为经由所述管部及设置于所述延长部的内部的通路来接受燃料的供给。

根据上述(1)的结构,经由与凸缘部以及延长部连接的管部向燃料喷嘴供给燃料,因此在燃气轮机的运转中,即使在产生管部与延长部的热膨胀量的差而在管部与延长部的连接部产生了应力的情况下,由于管部较容易发生变形,因此能够降低作用于上述连接部的应力。因此,在燃气轮机的燃烧器中,能够通过设置与凸缘部以及延长部连接的管部这样简单的结构来缓和由热膨胀引起的应力集中。由此,能够实现加工成本的降低以及燃烧器的长寿命化。

(2)在几个实施方式中,在上述(1)的结构的基础上,

所述通路包括与所述管部的内部流路连通的环状通路,

所述燃烧器构成为经由所述环状通路向多个所述燃料喷嘴供给所述燃料。

根据上述(2)的结构,能够经由设置于延长部的环状通路向多个燃料喷嘴供给燃料,并同时如上述(1)中所述那样缓和由管部与延长部的热膨胀量的差引起的应力集中。

(3)在几个实施方式中,在上述(1)或(2)的结构的基础上,

所述至少一根燃料喷嘴设置于所述延长部的内周侧。

在上述(3)的结构中,通过将燃料喷嘴设置于延长部的内周侧,能够采用使来自设置于延长部的外周侧的管部的燃料从延长部的外周侧向内周侧通过延长部的内部而向燃料喷嘴供给的结构,并同时如上述(1)中所述那样缓和由管部与延长部的热膨胀量的差引起的应力集中。

(4)在几个实施方式中,在上述(1)至(3)中任一结构的基础上,

所述管部包括:

轴向管部,其包括所述第一端,并沿着所述燃烧器的轴向延伸;

径向管部,其包括所述第二端,并沿着所述燃烧器的径向延伸;以及

连接管部,其连接所述轴向管部与所述径向管部,

包括所述连接管部在内的所述管部的长度l比所述第一端与所述第二端之间的轴向距离la和所述第一端与所述第二端之间的径向距离lb的和大。

根据上述(4)的结构,使管部的全长l大于第一端与第二端之间的轴向距离la和径向距离lb的和,因此管部具有在与凸缘连接的轴向管部和与延长部连接的径向管部之间弯曲的形状。具有像这样弯曲的形状的管部能够柔软地变形,因此能够有效地降低由于管部与延长部的热膨胀量的差而在管部与延长部的连接部产生的应力。

(5)在几个实施方式中,在上述(1)至(4)中任一结构的基础上,

所述管部的所述第一端与所述第二端位于在所述燃烧器的周向上错开的位置。

根据上述(5)的结构,由于管部的第一端与第二端位于在周向上错开的位置,因此管部在第一端与第二端之间具有沿周向延伸的部分。因此,能够以不会过度增大管部的全长的方式使管部柔软地变形,从而能够有效地降低由于管部与延长部的热膨胀量的差而在管部与延长部的连接部产生的应力。

(6)在几个实施方式中,在上述(1)至(5)中任一结构的基础上,

所述管部在所述延长部的外周侧设置于由所述壳体围成的空间的内部。

根据上述(6)的结构,管部在由壳体围成的空间的内部与凸缘部以及延长部连接,因此能够以更简单的结构实现上述(1)的结构。

(7)在几个实施方式中,在上述(1)至(6)中任一结构的基础上,

所述燃烧器还具备燃料供给管,该燃料供给管与所述凸缘部的两端面中的与所述管部相反一侧的端面连接,

所述燃烧器构成为经由所述燃料供给管、设置于所述凸缘部的内部的凸缘内通路、以及所述管部向所述延长部内的所述通路供给所述燃料。

根据上述(7)的结构,由于设置了燃料供给管,因此能够从燃烧器的壳体外部经由燃料供给管以及凸缘内通路顺畅地向燃料喷嘴供给燃料。

(8)在几个实施方式中,在上述(7)的结构的基础上,

所述燃料供给管、所述凸缘内通路、以及所述管部的所述第一端沿着与所述燃烧器的轴向实质上平行的直线配置。

根据上述(8)的结构,由于燃料供给管、凸缘内通路以及管部中的包括第一端侧的一部分的燃料通路呈一直线状设置,因此能够经由该燃料通路顺畅地输送燃料。另外,由于凸缘内通路沿着轴向延伸,因此凸缘部的厚度方向上的温度分布大致相同。因此,能够降低凸缘部中由于温度分布而可能产生的热应力。

(9)在几个实施方式中,在上述(1)至(8)中任一结构的基础上,

所述燃料喷嘴形成于所述壳体的内部,并构成为向供用于所述燃料的燃烧的空气通过的空气通路喷射燃料。

在典型的燃烧器中,空气通路在燃烧器壳体的内部空间设置于较外周侧的位置。即,空气通路以及用于向该空气通路供给燃料的燃料喷嘴在燃烧器的径向上位于比较接近固定于壳体的凸缘部的位置。关于这一点,根据上述(9)的结构,能够经由与凸缘部连接的管部向位于比较接近凸缘部的位置的燃料喷嘴供给燃料,因此向燃料喷嘴的燃料供给路径变得简单,从而能够顺畅地向燃料喷嘴供给燃料。

(10)在几个实施方式中,在上述(9)的结构的基础上,

所述延长部在所述轴向上的隔着所述管部而与所述凸缘部相反一侧处包括形成所述空气通路的空气通路形成部。

根据上述(10)的结构,由于空气通路由延长部的一部分形成,因此燃料喷嘴配置于接近延长部的位置。因此,能够经由形成于延长部的内部的通路顺畅地向燃料喷嘴供给燃料。

(11)对于本发明的至少一实施方式的燃气轮机的燃烧器,其中,

所述燃气轮机具备:

凸缘部,其安装于壳体;

环状的延长部,其从所述凸缘部起沿着燃烧器的轴向延伸;

至少一根燃料喷嘴,其构成为经由设置于所述延长部的内部的通路来接受燃料的供给;以及

燃料供给管,其与所述凸缘部连接,用于向所述通路供给所述燃料,

所述凸缘部在绕所述燃烧器的中心轴的第一角度范围内具有与所述第一角度范围以外的第二角度范围相比向径向外侧的伸出量更大的第一区域,

所述燃料供给管与所述凸缘部中的包括所述第一区域在内的部分连接。

根据上述(11)的结构,在凸缘部设置伸出量较大的第一区域,并将燃料供给管与该第一区域连接,从而与经由设置于比凸缘部靠外径侧的配管等向凸缘内通路、延长部内部的通路供给燃料的情况相比,例如与不得不使燃料供给管与凸缘部的外缘部连接的情况相比,能够抑制燃气轮机输送时的燃气轮机的外径增大的情况。另外,通过设置伸出量较大的第一区域,即使在燃烧器的内径侧(凸缘部的伸出量未扩大的部分)设置有其他构成构件的情况下,也能够在避免与这些构成构件的干涉的情况下将燃料供给管与凸缘部连接。因此,能够在抑制燃气轮机的外径的同时避免燃料供给管与其他构件的干涉。

(12)本发明的至少一实施方式的燃气轮机具备:

上述(1)至(11)中任一项所记载的燃烧器;以及

动叶及静叶,它们设置于所述燃烧器的下游侧。

根据上述(12)的结构,经由与凸缘部以及延长部连接的管部向燃料喷嘴供给燃料,因此在燃气轮机的运转中,即使在产生管部与延长部的热膨胀量的差而在管部与延长部的连接部产生了应力的情况下,由于管部较容易发生变形,因此能够降低作用于上述连接部的应力。因此,在燃气轮机的燃烧器中,能够通过设置与凸缘部以及延长部连接的管部这样简单的结构来缓和由热膨胀引起的应力集中。由此,能够实现加工成本的降低以及燃烧器的长寿命化。

(13)对于本发明的至少一实施方式的燃气轮机,其中,

所述燃气轮机具备:

上述(11)所记载的燃烧器;以及

动叶及静叶,它们设置于所述燃烧器的下游侧,

所述凸缘部的所述第一区域配置于比所述燃烧器的所述中心轴远离所述燃气轮机的中心轴的位置。

根据上述(13)的结构,在凸缘部中,伸出量较大的第一区域位于燃气轮机的外径侧,能够有效地抑制燃气轮机输送时的燃气轮机的外径增大的情况。因此,能够在抑制燃气轮机的外径的同时避免燃料供给管与其他构件的干涉。

发明效果

根据本发明的至少一实施方式,提供能够以简单的结构缓和由热膨胀引起的应力集中的燃气轮机的燃烧器以及具备该燃烧器的燃气轮机。

附图说明

图1是一实施方式的燃气轮机的概要结构图。

图2是示出一实施方式的燃气轮机的燃烧器以及涡轮的入口部分的概要图。

图3是图2所示的燃烧器的概要剖视图。

图4是一实施方式的燃烧器的主要部分的概要剖视图。

图5是一实施方式的燃烧器的主要部分的概要剖视图。

图6a是一实施方式的燃烧器的管部的立体图。

图6b是图6a所示的管部的侧视图。

图6c是图6a所示的管部的俯视图。

图6d是从图6a的箭头a的方向观察图6a所示的管部时的图。

图7是一实施方式的燃烧器的主要部分的概要剖视图。

图8是从轴向观察图7所示的燃烧器的凸缘部时的概要图。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。其中,作为实施方式而记载的或附图中所示的构成部件的尺寸、材质、形状、其相对配置等并不旨在将本发明的范围限定于此,而只不过是简单的说明例。

首先,参照图1对几个实施方式的燃烧器的应用对象的一例即燃气轮机进行说明。图1是一实施方式的燃气轮机的概要结构图。

如图1所示,燃气轮机1具备用于生成压缩空气的压缩机2、用于使用压缩空气以及燃料而产生燃烧气体的燃烧器4、以及构成为由燃烧气体驱动旋转的涡轮6。在发电用的燃气轮机1的情况下,在涡轮6连结有未图示的发电机。

压缩机2包括固定于压缩机机室10侧的多个静叶16、以及以相对于静叶片16交替排列的方式植设于转子8的多个动叶18。

从空气取入口12取入的空气被送向压缩机2,该空气通过多个静叶16以及多个动叶18而被压缩,由此成为高温高压的压缩空气。

向燃烧器4供给燃料、以及由压缩机2生成的压缩空气,在该燃烧器4中燃烧燃料,生成作为涡轮6的工作流体的燃烧气体。如图1所示,燃气轮机1具有在壳体20内以转子8为中心沿周向配置有多个的燃烧器4。

涡轮6具有由涡轮机室22形成的燃烧气体通路28,并包括设置于该燃烧气体通路28的多个静叶24以及动叶26。涡轮6的静叶24以及动叶26关于燃烧气体的流动设置于燃烧器4的下游侧。

静叶24固定于涡轮机室22侧,沿转子8的周向排列的多个静叶24构成静叶栅。另外,动叶26植设于转子8,沿着转子8的周向排列的多个动叶26构成动叶栅。静叶栅与动叶栅在转子8的轴向上交替地排列。

在涡轮6中,流入燃烧气体通路28的来自燃烧器4的燃烧气体通过多个静叶24以及多个动叶26,从而驱动转子8旋转,由此,驱动与转子8连结的发电机而生成电力。驱动涡轮6后的燃烧气体经由排气室30向外部排出。

接下来,对几个实施方式的燃烧器4进行说明。

图2是示出一实施方式的燃气轮机1的燃烧器4以及涡轮6的入口部分的概要图,图3是图2所示的燃烧器4的概要剖视图。

如图2以及图3所示,以转子8为中心而沿着周向配置有多个的燃烧器4(参照图1)分别包括设置于由壳体20划分出的燃烧器机室32的燃烧筒(燃烧器衬套)36、第一燃烧器38以及以包围第一燃烧器38的方式配置的多个第二燃烧器44,第一燃烧器38以及多个第二燃烧器44分别配置于燃烧筒36内。即,燃烧筒36、第一燃烧器38以及第二燃烧器44收容于壳体20。

燃烧筒(燃烧器衬套)36具有:内筒48,其配置于第一燃烧器38以及多个第二燃烧器44周围;以及尾筒50,其与内筒48的前端部连结。需要说明的是,内筒48与尾筒50也可以形成为一体。

第一燃烧器38沿着燃烧筒36的中心轴c1的方向(即燃烧器4的轴向,以下也简称为“轴向”。)配置,并具有用于喷射燃料的第一燃料喷嘴40、以及以包围第一燃料喷嘴40的方式配置的第一燃烧器筒41。经由第一燃料口42向第一燃料喷嘴40供给燃料。

第二燃烧器44具有用于喷射燃料的第二燃料喷嘴46、以及以包围第二燃料喷嘴46的方式配置的第二燃烧器筒47。经由第二燃料口43向第二燃料喷嘴46供给燃料。

燃烧器4还包括外筒52,该外筒52在壳体20的内部设置于内筒48的外周侧。在内筒48的外周侧且外筒52的内周侧形成供压缩空气流动的空气通路54。

由压缩机2(参照图1)生成的压缩空气经由机室入口31被供给至燃烧器机室32内,该压缩空气从燃烧器机室32流入空气通路54,通过沿着与燃烧器4的轴向正交的面设置的壁面部53而转换方向,从而流入第一燃烧器筒41以及第二燃烧器筒47。然后,在各燃烧器筒中,从燃料喷嘴喷射的燃料与压缩空气混合,该混合气体流入燃烧筒36,被点火而燃烧,从而产生燃烧气体。

上述第一燃烧器38可以是用于产生扩散燃烧火焰的燃烧器,第二燃烧器44可以是用于使预混合气体燃烧而产生预混合燃烧火焰的燃烧器。

即,在第二燃烧器44中,来自第二燃料口43的燃料与压缩空气预混合,该预混合气体在旋流器49的作用下而主要形成回旋流,并流入燃烧筒36。另外,压缩空气与经过第一燃料口42并从第一燃烧器38喷射的燃料在燃烧筒36内混合,被未图示的点火机构点火而燃烧,从而产生燃烧气体。此时,燃烧气体的一部分伴随着火焰向周围扩散,从而从各第二燃烧器44流入燃烧筒36内的预混合气体被点火而燃烧。即,能够利用基于从第一燃烧器38喷射的燃料的扩散燃烧火焰,来进行用于进行来自第二燃烧器44的预混合气体(预混合燃料)的稳定燃烧的保焰。

像这样在燃烧器4中通过燃料的燃烧而产生的燃烧气体经由位于尾筒50的下游端部的燃烧器4的出口部51流入涡轮6。

燃烧器4具备用于向上述空气通路54喷射燃料的第三燃料喷嘴70。需要说明的是,也可以沿着燃烧器的周向(以下,也简称为“周向”。)设置有多个第三燃料喷嘴70。

当从第三燃料喷嘴70向空气通路54喷射燃料时,流入了空气通路54的压缩空气与喷射的燃料混合,该燃料混合气体流入各燃烧器筒。然后,如上述那样从第一燃料喷嘴40以及第二燃料喷嘴46对该燃料混合气体喷射燃料而形成混合气体,从而能够形成均匀的燃料混合气体以实现低nox化。

需要说明的是,燃烧器4也可以具备用于使燃烧气体旁通的旁通管(未图示)等其他构成要素。

以下,对几个实施方式的燃烧器4更详细地进行说明。

需要说明的是,以下,对本发明的“燃料喷嘴”为上述的第三燃料喷嘴70的实施方式进行说明,但本发明的“燃料喷嘴”也可以是第三燃料喷嘴70以外的燃料喷嘴,例如也可以是上述第一燃料喷嘴40或第二燃料喷嘴46。

图4以及图5分别是一实施方式的燃烧器4的主要部分的概要剖视图。如图4以及图5所示,燃烧器4具备安装于壳体20的凸缘部62、从凸缘部62沿着燃烧器4的轴向延伸的环状的延长部64、以及在凸缘部62与延长部64之间延伸的管部80。并且,来自第三燃料口74的燃料经由管部80以及在延长部64的内部形成的通路65而被供给至第三燃料喷嘴70(“燃料喷嘴”)。

如图4以及图5所示,凸缘部62具有朝向燃烧器4的径向(以下,也简称为“径向”。)外侧突出的形状,并通过螺栓59固定于壳体20。

延长部64具有从凸缘部62朝向壳体20的内部空间沿着燃烧器4的轴向延伸的筒状的形状。在图4以及图5所示的例示性的实施方式中,延长部64位于比壳体20靠径向内侧的位置。另外,延长部64具有朝向径向内侧突出的环状突出部63。对在上述空气通路54中流动的压缩空气流进行方向转换的壁面部53由环状突出部63形成。

在延长部64的内部设置有用于供燃料通过的通路65。通路65包括沿着燃烧器4的周向形成的环状通路67、以及与环状通路67连接第一连接通路68和第二连接通路69。

第一连接通路68设置在由管部80形成的燃料通路81(管部80的内部流路)与环状通路67之间,管部80的燃料通路81与环状通路67经由该第一连接通路68连通。第二连接通路69设置在环状通路67与第三燃料喷嘴70之间。在图4以及图5所示的例示性的实施方式中,第一连接通路68位于比环状通路67靠径向外侧的位置,第二连接通路69位于比环状通路67靠径向内侧的位置。

需要说明的是,在燃烧器4中设置有多个第三燃料喷嘴70的情况下,针对多个第三燃料喷嘴70分别设置第二连接通路69。

图4以及图5所示的管部80具有与凸缘部62连接的第一端80a、以及与延长部64的外周面64a连接的第二端80b,该管部80在延长部64的径向外侧从第一端80a延伸至第二端80b。管部80的第一端80a与燃烧器4的轴向上的凸缘部62的两端面62a、62b中的一方的端面62b连接。

典型地,管部80的第一端80a与凸缘部62、以及管部80的第二端80b与延长部64通过焊接连接。

在凸缘部62的两端面62a、62b中的与管部80相反一侧的端面62a连接有燃料供给管76。另外,在凸缘部62的内部形成有凸缘内通路90,由燃料供给管76形成的燃料通路77与由管部80形成的燃料通路81(即管部80的内部流路)经由该凸缘内通路90连通。

并且,来自第三燃料口74的燃料经由燃料通路77、凸缘内通路90、燃料通路81以及设置于延长部64的通路65(即第一连接通路68、环状通路67以及第二连接通路69)而被供给至第三燃料喷嘴70。

另外,第三燃料喷嘴70设置于延长部64的内周侧。因此,来自设置于延长部64的外周侧的管部80的燃料以从延长部64的外周侧朝向内周侧的方式通过延长部64的内部而被供给至第三燃料喷嘴70。

需要说明的是,在燃烧器4中设置有多个第三燃料喷嘴70的情况下,分别经由多个第二连接通路69而向与各第二连接通路69相对应的第三燃料喷嘴70供给燃料。

在燃气轮机1的运转中,在各构成构件产生热膨胀,但在上述结构的燃烧器4中,在管部80与延长部64之间产生热膨胀量的差。即,由于延长部64设置于在燃气轮机1的运转中成为高温的机室32(由壳体20围成的空间),因此延长部64也成为高温,热伸长量较大。与此相对地,由于管部80在燃气轮机1的运转中供较低温的燃料在其内部的燃料通路77通过,因此管部80的温度与延长部64相比成为低温,热伸长量也较小。当像这样在管部80与延长部64之间产生热膨胀量的差时,由于该热膨胀量的差而可能在管部80与延长部64的连接部(例如焊接部)产生应力。

关于这一点,根据上述实施方式,经由与凸缘部62以及延长部64连接的管部80向第三燃料喷嘴70供给燃料,因此在燃气轮机1的运转中,即使在产生管部80与延长部64的热膨胀量的差而在管部80与延长部64的连接部(例如焊接部)产生应力的情况下,由于管部80较容易发生变形,因此能够降低作用于上述连接部的应力。因此,在燃气轮机1的燃烧器4中,能够通过设置与凸缘部62以及延长部64连接的管部80这样简单的结构来缓和由热膨胀引起的应力集中。由此,能够实现加工成本的降低以及燃烧器4的长寿命化。

在典型的实施方式中,例如如图3所示,管部80在延长部64的外周侧设置于由壳体20围成的空间(机室32)的内部。

如上所述,在燃气轮机1的运转中,由壳体20围成的空间成为高温,但即使在管部80配置于该空间内的情况下,由于管部80的内部供较低温的燃料通过,因此管部80的温度维持较低的状态。因此,可能产生管部80与延长部64的热膨胀量的差,并由此而可能在管部80与延长部64的连接部产生应力,但如上所述,由于管部80较容易发生变形,因此能够降低上述应力。由此,能够缓和由热膨胀引起的应力集中。

在图4所示的例示性的实施方式中,燃料供给管76沿轴向延伸,管部80的第一端80a位于燃料供给管76的中心轴c2的延长线上,凸缘内通路90在燃料供给管76与管部80的第一端80a之间沿轴向延伸。即,燃料供给管76、凸缘内通路90以及管部80的第一端80a沿着与轴向平行的直线配置。

根据上述实施方式,燃料供给管76内部的燃料通路77、凸缘内通路90、以及包括管部80中的第一端80a侧的一部分的燃料通路81呈一直线状排列,因此能够经由这些通路顺畅地输送燃料。另外,由于凸缘内通路90沿着轴向延伸,因此凸缘部62的厚度方向上的温度分布大致相同。因此,能够降低凸缘部62中由于温度分布而可能产生的热应力。

在图5所示的例示性的实施方式中,燃料供给管76在燃烧器4的径向上的与管部80的第一端80a错开的连接位置p1与凸缘部62连接。凸缘内通路90包括径向通路92、第一轴向通路91以及第二轴向通路93,径向通路92在径向上的连接位置p1与第一端80a之间的区域沿着径向延伸。第一轴向通路91以连接燃料供给管76内部的燃料通路77与径向通路92的上游侧端的方式沿着轴向延伸。第二轴向通路93以连接径向通路92的下游侧端与管部80内部的燃料通路81的方式沿着轴向延伸。

根据上述实施方式,在由于与其他构件的接合的关系等而使凸缘部62中的燃料供给管76的连接位置p1与管部80的连接位置p2在径向上错开的情况下,能够将从燃料供给管76供给的燃料经由包括设置于凸缘部62的径向通路92的燃料通路以及管部80的燃料通路81向第三燃料喷嘴70供给。

在几个实施方式中,例如如图3所示,第三燃料喷嘴70形成于壳体20的内部,并构成为向供用于燃料的燃烧的空气通过的空气通路54喷射燃料。

在典型的燃烧器4中(例如参照图3),空气通路54在燃烧器4的壳体20的内部空间设置于较外周侧的位置。即,空气通路54以及用于向该空气通路54供给燃料的第三燃料喷嘴70在燃烧器4的径向上位于比较接近固定于壳体20的凸缘部62的位置。关于这一点,根据上述实施方式,能够经由与凸缘部62连接的管部80对位于比较接近凸缘部62的位置的第三燃料喷嘴70供给燃料,因此朝向第三燃料喷嘴70的燃料供给路径变得简单,从而能够顺畅地向第三燃料喷嘴70供给燃料。

如图3所示,空气通路54也可以至少局部地由延长部64形成。即,延长部64可以在燃烧器4的轴向上的隔着管部80而与凸缘部62相反一侧处包括形成空气通路54的空气通路形成部66(外筒52)。

根据上述实施方式,由于空气通路54由延长部64的一部分形成,因此第三燃料喷嘴70配置于接近延长部64的位置。因此,能够经由形成于延长部的内部的通路顺畅地向燃料喷嘴供给燃料。

在此,参照图6a~图6d对几个实施方式的管部80进行说明。图6a是一实施方式的管部80的立体图,图6b是图6a所示的管部80的侧视图(沿周向观察时的图),图6c是图6a所示的管部80的俯视图(从径向外侧朝向径向内侧观察时的图),图6d是从图6a的箭头a的方向观察图6a所示的管部80时的图。

在几个实施方式中,例如如图6a~图6d所示,管部80包括第一端80a、沿着燃烧器4的轴向延伸的轴向管部82、第二端80b、沿着燃烧器4的径向延伸的径向管部84、以及连接轴向管部82与径向管部84的连接管部86。并且,包括连接管部86在内的管部80的长度l比第一端80a与第二端80b之间的轴向距离la和第一端80a与第二端80b之间的径向距离lb的和大。

例如,图6a~图6b所示的管部80具有在轴向管部82的与第一端80a相反一侧的端部处弯曲的弯曲部101、以及在径向管部84的与第二端80b相反一侧的端部处弯曲的弯曲部102,连接管部86在弯曲部101与弯曲部102之间沿着周向延伸。并且,管部80的长度l(=la lb lc)比第一端80a与第二端80b之间的轴向距离la和第一端80a与第二端80b之间的径向距离lb的和大出连接管部86的长度(例如图中的长度lc)的量。

需要说明的是,上述第一端80a与第二端80b之间的轴向距离la可以是第一端80a的中心与第二端80b的中心之间的轴向距离,第一端80a与第二端80b之间的径向距离lb可以是第一端80a的中心与第二端80b的中心之间的径向距离lb,包括连接管部86在内的管部80的长度l可以是管部80的中心线的长度。

即,对于几个实施方式的管部80,包括连接管部86在内的管部80的中心线的长度l比第一端80a的中心与第二端80b的中心之间的轴向距离la以及第一端80a的中心与第二端80b的中心之间的径向距离lb的和大。

在如上述实施方式那样,包括连接管部86在内的管部80的长度l大于上述轴向距离la与径向距离lb的和的情况下,管部80并非是将连接于凸缘部62的轴向管部82与连接于延长部64的径向管部84简单地相连的形状,而具有在轴向管部82与径向管部84之间弯曲的形状。具有像这样弯曲的形状的管部80能够柔软地变形,因此能够有效地降低由于管部80与延长部64的热膨胀量的差而在管部80与延长部64的连接部产生的应力。

需要说明的是,图6a~图6d所示的管部80的连接管部86具有沿周向延伸的直线形状,但连接管部86的形状并不限定于此。例如,连接管部86也可以是l字形状等连接多个直线而成的形状,或者也可以是包括曲线在内的形状。

在几个实施方式中,例如如图6a~图6d所示,管部80的第一端80a与第二端80b位于在燃烧器4的周向上错开的位置。

在上述实施方式中,由于管部80的第一端80a与第二端80b位于在周向上错开的位置,因此管部80在第一端80a与第二端80b之间具有沿周向延伸的部分(例如图6a~图6d的连接管部86)。因此,能够以不会过度增大管部80的全长的方式使管部80柔软地变形,从而能够有效地降低由于管部80与延长部的热膨胀量的差而在管部与延长部的连接部产生的应力。

在几个实施方式中,例如如图4以及图5所示,管部80的第二端80b在燃烧器4的轴向上位于环状通路67的延伸区域。

在该情况下,使与延长部64连接的管部80的第二端80b在燃烧器4的轴向上位于形成于延长部64的环状通路67的延伸区域,因此能够缩短管部80的第二端80b与环状通路67之间的距离。因此,能够使从第二端80b到环状通路67为止的燃料通路(图4以及图5中的第一连接通路68)的结构简化,从而管部80的燃料通路的加工变得容易。

图7是示出一实施方式的燃烧器4的主要部分的概要剖视图。图8是从轴向观察图7所示的燃烧器4的凸缘部62时的概要图。

图7所示的燃烧器4具备安装于壳体20的凸缘部62、从凸缘部62沿着燃烧器4的轴向延伸的环状的延长部64、以及与凸缘部62连接的燃料供给管76。并且,来自第三燃料口74的燃料经由由燃料供给管76形成的燃料通路以及形成于延长部64的内部的通路65而被供给至第三燃料喷嘴70(“燃料喷嘴”)。

需要说明的是,对于图7所示的实施方式,关于与图4以及图5所示的实施方式共通的部分则如已说明的那样,因此以下对与图4以及图5不同的部分进行说明。

在图7所示的例示性的实施方式中,如图8所示,凸缘部62在绕燃烧器4的中心轴c1的第一角度范围a1内具有与第一角度范围a1以外的第二角度范围a2相比向径向外侧的伸出量较大的第一区域s1(图8的斜线部分)。即,在图8中,第一区域s1中的凸缘部62的伸出量t1比第二角度范围a2中的凸缘部62的伸出量t2大。在此,凸缘部62的伸出量是指径向上的凸缘部62的内周缘与外周缘的距离。

并且,如图8所示,燃料供给管76与凸缘部62中的包括上述第一区域s1在内的部分连接。

在上述实施方式中,在凸缘部62设置伸出量较大的第一区域s1,并将燃料供给管76与该第一区域s1连接,从而与经由设置于比凸缘部62靠外径侧的配管等向凸缘内通路90、延长部64内部的通路供给燃料的情况相比,能够抑制燃气轮机1的外径增大的情况。另外,通过设置伸出量较大的第一区域s1,即使在燃烧器4的内径侧(凸缘部62的伸出量未扩大的部分)设置有其他构成构件的情况下,也能够在避免与这些构成构件的干涉的情况下将燃料供给管76与凸缘部62连接。因此,能够在抑制燃气轮机1的外径的同时避免燃料供给管76与其他构件的干涉。

需要说明的是,在图7所示的例示性的实施方式中,凸缘内通路90包括沿轴向延伸的第一轴向通路91、以及在第一轴向通路91的下游端与延长部64的第一连接通路68之间沿径向延伸的径向通路92。凸缘部的径向通路92与延长部64的第一连接通路68直接连接。

并且,经由燃料供给管76的燃料通路77、凸缘内通路90(第一轴向通路91以及径向通路92)以及延长部64的通路65(第一连接通路68、环状通路67以及第二连接通路69)向第三燃料喷嘴70供给燃料。

需要说明的是,径向通路92也可以延伸至比燃料供给管76靠径向外侧的位置。

在几个实施方式中,凸缘部62的第一区域s1配置于比燃烧器4的中心轴c1远离燃气轮机1的中心轴o的位置。

或者,凸缘部62的第一区域s1配置于比燃烧器4的中心轴c1靠燃气轮机1的径向外侧的位置。

根据上述实施方式,在凸缘部62中,伸出量较大的第一区域s1位于燃气轮机1的外径侧,因此能够有效地抑制燃气轮机1的外径增大的情况。因此,能够在抑制燃气轮机1的外径的同时避免燃料供给管76与其他构件的干涉。

以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明并不限定于上述的实施方式,还包括对上述的实施方式施加了变形而得的方式、将这些方式适当组合而得的方式。

在本说明书中,“在某方向上”、“沿着某方向”、“平行”、“垂直”、“中心”、“同心”或“同轴”等表示相对或绝对配置的表达不仅表示严格上那样的配置,还表示具有公差或者以能够得到相同功能的程度的角度、距离而相对地位移了的状态。

例如,“相同”、“相等”以及“均质”等表示物事相等的状态的表达不仅表示严格相等的状态,还表示存在公差或者能够得到相同功能的程度的差的状态。

另外,在本说明书中,四边形状、圆筒形状等表示形状的表达不仅表示几何学上严格意义下的四边形状、圆筒形状等形状,还表示在能够得到相同效果的范围内包括凹凸部、倒角部等的形状。

另外,在本说明书中,“具备”、“包括”或者“具有”一构成要素这样的表达不是将其他构成要素的存在排除在外的排他性表达。

附图标记说明:

1...燃气轮机;

2...压缩机;

4...燃烧器;

6...涡轮;

8...转子;

10...压缩机机室;

12...入口;

16...静叶;

18...动叶;

20...壳体;

22...涡轮机室;

24...静叶;

26...动叶;

28...燃烧气体通路;30...排气室;

31...机室入口;

32...燃烧器机室;

36...燃烧筒;

38...第一燃烧器;

40...第一燃料喷嘴;

41...第一燃烧器筒;

42...第一燃料口;

43...第二燃料口;

44...第二燃烧器;

46...第二燃料喷嘴;

47...第二燃烧器筒;

48...内筒;

49...旋流器;

50...尾筒;

51...出口部;

52...外筒;

53...壁面部;

54...空气通路;

59...螺栓;

62...凸缘部;

62a、62b...端面;

63...环状突出部;

64...延长部;

64a...外周面;

65...通路;

66...空气通路形成部;

67...环状通路;

68...第一连接通路;

69...第二连接通路;

70...第三燃料喷嘴;

74...第三燃料口;

76...燃料供给管;

77...燃料通路;

80...管部;

80a...第一端;

80b...第二端;

81...燃料通路;

82...轴向管部;

84...径向管部;

86...连接管部;

90...凸缘内通路;

91...第一轴向通路;

92...径向通路;

93...第二轴向通路;

101、102...弯曲部;

a1...第一角度范围;

a2...第二角度范围;

c1...燃烧器的中心轴;

o......燃气轮机的中心轴;

p1、p2...连接位置;

s1...第一区域。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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