燃气轮机燃烧器制造技术

本发明专利技术提供一种燃气轮机燃烧器，其能够有效地冷却尾筒框缘和1级静叶片端壁，并且能够实现低Nox化及燃烧性能提高。该燃气轮机燃烧器，其特征在于，具备：尾筒，其将燃烧气体从燃烧器引导至涡轮；框缘，其设置于所述尾筒的所述涡轮侧的出口部，且与所述涡轮的1级静叶片端壁具有规定的间隙而对置地配置；以及密封部件，其与所述框缘及所述1级静叶片端壁分别嵌合，对供给至所述间隙的冷却空气进行密封，所述框缘具有向所述1级静叶片端壁直接供给冷却空气的冷却孔。空气的冷却孔。空气的冷却孔。

【技术实现步骤摘要】
燃气轮机燃烧器


[0001]本专利技术涉及燃气轮机燃烧器的结构，特别涉及适用于尾筒的框缘结构而有效的技术。

技术介绍

[0002]在面向普通的发电设备、机械驱动器的燃气轮机中，从空气压缩机导入的高压空气从扩散器向车室导入，分为作为燃烧器的燃烧用空气而被烧嘴部使用的部分和作为燃烧器以及燃气轮机主体的冷却用而使用的部分而流入。
[0003]在燃烧器中通过燃料与空气的混合空气的燃烧而生成的燃烧气体从尾筒(过渡片)被导入到涡轮叶片。在涡轮中通过将导入到涡轮叶片的高温高压的燃烧气体绝热膨胀时产生的工作量转换为轴旋转力，从而从发电机得到输出。
[0004]另外，也存在一种机械驱动用途的设备，其利用该轴旋转力，代替发电机而使其他的压缩机旋转，从而将燃气轮机作为流体压缩的动力源来使用。
[0005]作为本
的
技术介绍
，例如有专利文献1那样的技术。在专利文献1中公开了“一种燃气轮机的高温部件，其是划定燃烧气体流动的燃烧气体流路的燃气轮机的高温部件，其特征在于，形成有：槽，其从沿着所述燃烧气体流路而与相邻的其他高温部件对置的端面向远离该其他高温部件的方向凹陷，且在该端面的延伸方向上延伸；冷却通路，其在被所述槽与所述燃烧气体流路夹着的区域中，沿所述延伸方向延伸；导入通路，其将所述槽与所述冷却通路连接；以及排出通路，其将所述冷却通路与所述燃烧气体流路连接。”[0006]另外，在专利文献2中公开了“一种燃烧器冷却结构，其特征在于，具备：凸缘，其在燃烧器尾筒的壁部中，设置于作为排出燃烧气体的一侧的后端的所述燃烧器尾筒的外周，并且向所述燃烧器尾筒的外侧突出；尾筒密封件，其具有与该凸缘嵌合的钩形状，且与该凸缘嵌合而固定，并且设置于与所述燃烧器尾筒的后端的端面对置的位置；多个冷却流槽，其在所述燃烧器尾筒的壁部的内部沿所述燃烧器尾筒的轴向延伸地设置，并且至少其一部分贯通至所述燃烧器尾筒的后端的端面，并使冷却介质在其内部流动；以及贯通孔，其设置于所述燃烧器尾筒的后端的端面，并且从贯通至所述燃烧器尾筒的后端形状的所述冷却流槽排出所述冷却介质，从该贯通孔排出的所述冷却介质向所述尾筒密封件吹送。”[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009][专利文献1]日本特开2013
‑
221455号公报
[0010][专利文献2]日本特开2007
‑
120504号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的课题
[0012]连接燃烧器的烧嘴和涡轮叶片的尾筒(过渡片)暴露于高温的燃烧气体，因此需要使用压缩机排出空气的一部分进行冷却。通常，采用利用来自冷却孔的空气膜进行保护的
膜冷却、利用压缩机排出装置对外面进行冷却，降低内表面温度的对流冷却等结构。
[0013]另外，涡轮叶片也同样地暴露于高温的燃烧气体，因此需要通过叶片内部的冷却结构、膜冷却等来降低金属温度。
[0014]然而，在燃烧器及涡轮叶片分别使用冷却空气时，燃气轮机的效率降低、燃烧用空气变少，由此，烧嘴部中的局部的燃料与空气的比率(燃料空气比)变高，燃烧气体温度上升，金属温度也变高便成为了课题。局部的燃烧气体温度的上升会导致废气中的NOx(氮氧化物)浓度上升，金属温度的上升会导致高温部件的可靠性以及耐久性的降低。
[0015]在上述专利文献1中，压缩空气A虽然与静叶片护罩(内侧护罩45)的角部接触，但从碰撞角度来看难以说是冲击冷却，难以充分冷却静叶片护罩(内侧护罩45)。另外，在框缘和涡轮入口夹设有密封部件，在该密封部件设置有冷却孔。
[0016]在上述专利文献2中，例如，如图11(c)所示，虽然考虑了尾筒的主体5和第1级静叶片护罩16的冷却，但通常没有考虑设置于尾筒的出口部的框缘的冷却。
[0017]因此，本专利技术的目的在于提供一种燃气轮机燃烧器，其能够有效地冷却尾筒框缘和1级静叶片端壁，并且能够实现低NOx化以及燃烧性能的提高。
[0018]用于解决课题的手段
[0019]为了解决上述课题，本专利技术的特征在于，具备：尾筒，其将燃烧气体从燃烧器引导至涡轮；框缘，其设置于所述尾筒的所述涡轮侧的出口部，且与所述涡轮的1级静叶片端壁具有规定的间隙而对置地配置；以及密封部件，其与所述框缘及所述1级静叶片端壁分别嵌合，对供给至所述间隙的冷却空气进行密封，所述框缘具有向所述1级静叶片端壁直接供给冷却空气的冷却孔。
[0020]专利技术的效果
[0021]根据本专利技术，可实现“能够有效地冷却尾筒框缘和1级静叶片端壁，并且能够实现低NO
X
化以及燃烧性能提高的燃气轮机燃烧器”。
[0022]由此，能够提供可靠性及耐久性优异的高性能的燃气轮机燃烧器。
[0023]上述以外的课题、结构以及效果通过以下的实施方式的说明进行明确。
附图说明
[0024]图1是表示普通的燃气轮机的结构例的图。
[0025]图2是表示普通的燃烧器的结构例的图。
[0026]图3是表示本专利技术的实施例1所涉及的尾筒的框缘结构的剖视图。
[0027]图4是图3的B部放大图。
[0028]图5是表示本专利技术的实施例2所涉及的尾筒的框缘结构的剖视图。
[0029]图6是图5的C
‑
C
’
剖视图。
[0030]图7是表示本专利技术的实施例3所涉及的尾筒的框缘结构的剖视图。
[0031]图8是图7的D
‑
D
’
方向的向视图(透视图)。
[0032]图9是表示本专利技术的实施例4所涉及的尾筒的框缘结构的剖视图。
[0033]图10是图9的E
‑
E
’
方向向视图(透视图)。
[0034]图11是表示本专利技术的实施例5所涉及的尾筒的框缘结构的剖视图。
[0035]图12是图11的F
‑
F
’
方向的向视图(透视图)。
[0036]图13是表示本专利技术的实施例6所涉及的尾筒的框缘结构的剖视图。
[0037]图14是图13的G
‑
G
’
方向的向视图(透视图)。
[0038]图15是表示现有的尾筒的框缘结构的剖视图。
具体实施方式
[0039]以下，使用附图对本专利技术的实施例进行说明。另外，在各附图中对相同的结构标注了相同的附图标记，对于重复的部分省略了其详细的说明。
[0040][实施例1][0041]首先，参照图1、图2及图15，对成为本专利技术的对象的燃气轮机燃烧器和现有的问题点进行说明。图1是表示普通的燃气轮机的结构例的图。图2是表示普通的燃烧器的结构例的图，作为包括尾筒(过渡片)4及框缘6的燃烧器而示出。图15是表示现有的尾筒的框缘结构的剖视图。
[0042]如图1所示，燃气轮机大致分为由压缩机1、燃烧器2及涡轮3构成。压缩机1将从大气吸入的空气作为工作流体进行隔热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机燃烧器，其特征在于，具备：尾筒，其将燃烧气体从燃烧器引导至涡轮；框缘，其设置于所述尾筒的所述涡轮侧的出口部，且与所述涡轮的1级静叶片端壁具有规定的间隙而对置地配置；以及密封部件，其与所述框缘及所述1级静叶片端壁分别嵌合，对供给至所述间隙的冷却空气进行密封，所述框缘具有向所述1级静叶片端壁直接供给冷却空气的冷却孔。2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，所述冷却孔直接向所述1级静叶片端壁的内周侧的倾斜部供给冷却空气。3.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，设置于位于所述尾筒的背侧的框缘的冷却孔相对于所述框缘的内周面的倾斜角度与设置于位于所述尾筒的腹侧的框缘的冷却孔相对于所述框缘的内周面的倾斜角度不同。4.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，设置于位于所述尾筒的背侧的框缘的冷却孔直接向所述1级静叶片端壁的内周侧的倾斜部供给冷却空气，设置于位于所述尾筒的腹侧的框缘的冷却孔直接向所述1级静叶片端壁的内周侧的前端部供给冷却空气。5.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，设置于位于所述尾筒的背侧的框缘的冷却孔，在与所述框缘的所述燃烧气体的流动方向垂直的方向上，所述框缘的中央部附近的所述冷却孔相对于孔径的配置间距的比小于所述框缘的周边部附近的所述冷却孔相对于孔径的配置间距的比。6.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，设置于位于所述尾筒的腹侧的框缘的冷却孔，在与所述框缘的所述燃烧气体的流动方向垂直的方向上，所述框缘的中央部附近的所述冷却孔相对于孔径的配置间距的比小于所述框缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：和田康弘，五十岚祥太，沼田祥平，小金泽知己，长桥裕明，
申请(专利权)人：三菱动力株式会社，
类型：发明
国别省市：