燃烧器用筒、燃烧器及燃气涡轮机的制作方法

本发明涉及一种划定供燃烧气体流动的流路的燃烧器用筒、具备该燃烧器用筒的燃烧器及具备该燃烧器的燃气涡轮机。本申请主张基于2021年2月25日在日本申请的特愿2021-028331号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术：

1、燃气涡轮机的燃烧器具备划定燃烧气体的流路的燃烧器用筒和向该燃烧器用筒内喷射空气和燃料的燃烧器主体。在燃烧器用筒内，燃料燃烧的同时在燃料燃烧中所生成的燃烧气体会流动。

2、作为燃烧器用筒，例如，有以下的专利文献1中所公开的燃烧器用筒。该燃烧器用筒具备围绕轴线呈筒状的主体和安装于该主体的空气供给管。筒状的主体形成有从其外周面贯通至其内周面的开口和供冷却介质流动的多个冷却流路。多个冷却流路中，一些冷却流路的出口形成于开口的边缘。空气供给管承担向主体的内周侧供给燃烧用二次空气的作用。该空气供给管具有筒状的管主体和设置于管主体的唇部。管主体的一部分从开口插入至主体的内周侧，并向主体的内周侧突出。在管主体的两端中，在主体的内周侧的端部设置有前述的唇部。

3、以往技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2009-092373号公报

技术实现思路

1、发明要解决的技术课题

2、高温的燃烧气体在上述专利文献1中所记载的燃烧器用筒中的主体的内周侧流动。该燃烧气体的一部分与空气供给管中位于主体的内周侧的部分碰撞。当燃烧气体与空气供给管碰撞时，其动压下降，并且其静压上升。其结果，在上述专利文献1中所记载的燃烧器用筒中，燃烧气体的一部分逆流到在主体开口的边缘形成有出口的冷却流路内，从而有可能烧毁主体。

3、因此，本发明的目的在于提供一种提高燃烧器用筒的耐久性的技术。

4、用于解决技术课题的手段

5、作为用于达成上述目的的发明所涉及的一方式的燃烧器用筒，其具备：

6、主体，围绕筒轴线呈筒状，划定供燃烧气体在所述筒轴线延伸的筒轴线方向上的上游侧和下游侧中从所述上游侧向具有所述下游侧方向成分的方向流动的燃烧空间的周围；及空气供给管，安装于所述主体，在筒状的主体上形成有如下部件：内周面，与所述燃烧气体相对向；外周面，朝向与所述内周面相反的一侧；插入开口，从所述外周面贯通至所述内周面；及多个冷却流路，在所述内周面和所述外周面之间，向沿着所述内周面的方向延伸，能够使冷却介质在内部流动。所述空气供给管的一部分从所述插入开口插入至所述主体的内周侧，并向所述主体的内周侧突出。所述多个冷却流路分别具有能够向自身的内部导入冷却介质的入口和能够排放在自身的内部流动的所述冷却介质的出口。所述多个冷却流路具有多个开口环绕流路作为所述多个冷却流路中的一部分冷却流路。所述多个开口环绕流路具有沿着所述插入开口的边缘而延伸的迂回流路部。所述多个开口环绕流路中，至少一个开口环绕流路构成碰撞区域流路。所述碰撞区域流路具有碰撞区域迂回流路部作为所述迂回流路部。所述碰撞区域迂回流路部与向相对于所述空气供给管的管中心轴线的放射方向且所述燃烧气体中朝向所述管中心轴线流动的燃烧气体的流动方向延伸的碰撞气体轴线交叉，且从所述碰撞气体轴线沿着所述插入开口的边缘向具有所述上游侧方向成分的方向延伸，并且从所述碰撞气体轴线沿着所述插入开口的边缘向具有所述下游侧方向成分的方向延伸。在所述碰撞区域迂回流路部中，与所述碰撞气体轴线交叉的交叉位置位于比所述管中心轴线更靠所述上游侧。在所述碰撞区域迂回流路部中，在所述绕管中心轴线的角度且以所述碰撞气体轴线为中心的规定角度的范围内的部分，未形成有在所述内周面开口的所述出口。

7、当在主体内流动的燃烧气体与空气供给管碰撞时，其动压下降，并且其静压上升。燃烧气体与空气供给管碰撞而燃烧气体的静压上升的静压上升区域在绕管中心轴线的角度且从碰撞气体轴线向上游侧的预先确定的上游侧角度的范围内及从碰撞气体轴线向下游侧的预先确定的下游侧角度的范围内。本方式由于具有具备沿着插入开口的边缘而延伸的迂回流路部的多个开口环绕流路，因此，能够通过在迂回流路部流动的冷却介质来冷却插入开口的边缘。但是，在本方式中，在碰撞区域迂回流路部中，在静压上升区域内的部分未形成有具有该碰撞区域迂回流路部的碰撞区域流路的出口。因此，在本方式中，即使主体内的燃烧气体与空气供给管碰撞而燃烧气体的静压在静压上升区域内上升，也能够抑制燃烧气体向碰撞区域流路内逆流。

8、作为用于达成上述目的的发明所涉及的一方式的燃烧器，其具备：

9、所述一方式中的燃烧器用筒；及喷燃器(burner)，配置于比所述插入开口更靠所述上游侧，能够向所述燃烧空间中喷射燃料。所述喷燃器具有：喷燃器框架，具有以所述筒轴线为中心呈环状的燃料喷出口；及旋流器，设置于所述喷燃器框架内，能够使从所述燃料喷出口喷出的所述燃料以所述筒轴线为中心而回转。所述旋流器构成为，使得从所述燃料喷出口喷出的燃料相对于所述筒轴线的角度成为预先确定的燃料回转角度。所述碰撞气体轴线相对于所述筒轴线的角度在所述燃料回转角度±15°的范围内。

10、在主体的内周侧的燃烧空间内，使燃料以筒轴线为中心而回转的情况下，碰撞气体轴线相对于筒轴线的角度即碰撞轴角度大致为燃料回转角度。但是，由于燃料的喷出流量和燃烧用空气的喷出流量的比率及燃烧用空气的回转角度的关系，该碰撞轴角度多少会变化。因此，碰撞轴角度无需与燃料回转角度完全一致，只要是燃料回转角度±15°的角度范围内的角度即可。

11、作为用于达成上述目的的发明所涉及的一方式的燃气涡轮机，其具备：

12、所述一方式中的燃烧器：压缩机，将压缩空气送至所述燃烧器；及涡轮机，能够由来自所述燃烧器的所述燃烧气体驱动。

13、发明效果

14、在本发明所涉及的一方式中，能够提高燃烧器筒的耐久性。

技术特征：

1.一种燃烧器用筒，其具备：

2.根据权利要求1所述的燃烧器用筒，其中，

3.根据权利要求1或2所述的燃烧器用筒，其中，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器用筒，其中，

5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃烧器用筒，其中，

6.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器用筒，其中，

7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃烧器用筒，其中，

8.根据权利要求7所述的燃烧器用筒，其中，

9.根据权利要求1至8中任一项所述的燃烧器用筒，其中，

10.根据权利要求1至9中任一项所述的燃烧器用筒，其中，

11.一种燃烧器，其具备：

12.根据权利要求11所述的燃烧器，其还具备：

13.一种燃气涡轮机，其具备：

技术总结
燃烧用筒(20)具备呈筒状的主体(21)和空气供给管(40)。在主体上形成有插入开口(25)和多个冷却流路(30)。空气供给管的一部分从插入开口插入至主体的内周侧。作为多个冷却流路的一部分的碰撞区域流路(33i)具有碰撞区域迂回流路部(34i)。碰撞区域迂回流路部与向燃烧气体中朝向空气供给管的管中心轴线(At)流动的燃烧气体的流动方向延伸的碰撞气体轴线(Ai)交叉，且从碰撞气体轴线沿着插入开口的边缘向具有上游侧方向成分的方向延伸，并且从碰撞气体轴线沿着插入开口的边缘向具有下游侧方向成分的方向延伸。在碰撞区域迂回流路部中，在绕管中心轴线的角度且以碰撞气体轴线为中心的规定角度的范围内的部分未形成有出口。

技术研发人员：鹈饲贤,小西哲,松本照弘
受保护的技术使用者：三菱重工业株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15