燃氣輪機燃燒器不同的點進行說明。
[0104]在本實施例的燃氣輪機燃燒器中，燃燒器襯套8在環(huán)狀突起部20的壓縮空氣2的流動方向的下游側(cè)具備多個紊流促進體30。紊流促進體30是設(shè)置在燃燒器襯套8的外壁上且朝向氣流套筒10突出的肋。紊流促進體30的高度(突出長度)比環(huán)狀突起部20的高度小，為環(huán)狀流路11的寬度(燃燒器襯套8與氣流套筒10之間的距離)的1/20?1/50。紊流促進體30的相互的間隔在紊流促進體30的高度的10倍左右為最佳。另外，若通過機械加工等來形成紊流促進體30而使之與燃燒器襯套8成一體結(jié)構(gòu)，則翅片效果帶來的傳熱得到促進，有助于襯套8的冷卻。
[0105]在本實施例的燃氣輪機燃燒器中，在壓縮空氣2的流動方向上，在比由環(huán)狀突起部20產(chǎn)生的下游側(cè)剝離渦流22b的再附著點C靠下游側(cè)，在被下游側(cè)剝離渦流22b的再附著破壞的邊界層再形成之前，通過利用紊流促進體30重復(fù)渦流的剝離和再附著，能夠促進對流傳熱帶來的燃燒器襯套8的冷卻。另外，若紊流促進體30與燃燒器襯套8為一體結(jié)構(gòu)，則即使在存在下游側(cè)剝離渦流22b的區(qū)域，也能夠通過紊流促進體30帶來的翅片效果而增大傳熱面積，從而促進燃燒器襯套8的冷卻。
[0106]【實施例9】
[0107]利用圖11A和圖11B對本發(fā)明的實施例9的燃氣輪機燃燒器進行說明。圖11A和圖11B是示意性地示出本發(fā)明的實施例9的燃氣輪機燃燒器中的由燃燒器襯套8和氣流套筒10構(gòu)成的環(huán)狀流路11的一部分的圖。圖11A是與燃氣輪機燃燒器的中心軸平行的剖視圖。圖11B是與燃氣輪機燃燒器的中心軸正交的剖視圖，是從壓縮空氣2的流動方向的上游側(cè)對內(nèi)徑變化部10c和環(huán)狀突起部20進行觀察時的圖。以下，對其與實施例1的燃氣輪機燃燒器不同的點進行說明。
[0108]在本實施例的燃氣輪機燃燒器中，氣流套筒10在壓縮空氣2的流動方向上，在比內(nèi)徑變化部10c和環(huán)狀突起部20相比上游側(cè)處具備多個縱渦流產(chǎn)生器40?？v渦流產(chǎn)生器40設(shè)置在氣流套筒10的內(nèi)壁上，朝向燃燒器襯套8突出，例如通過焊接或點焊固定在氣流套筒10的內(nèi)壁的表面上。通過縱渦流產(chǎn)生器40產(chǎn)生在壓縮空氣2的流動方向上具有旋轉(zhuǎn)的中心軸的縱渦流41。
[0109]如圖11B所示，多個縱渦流產(chǎn)生器40與相鄰的縱渦流產(chǎn)生器40成對，一對縱渦流產(chǎn)生器40(40a、40b)以相互接近的方式朝向燃燒器襯套8突出。S卩，一對縱渦流產(chǎn)生器40 (40a,40b)具有產(chǎn)生的縱渦流41的旋轉(zhuǎn)方向互為反向那樣的角度，并設(shè)置在氣流套筒10上。
[0110]當(dāng)像這樣將成對的縱渦流產(chǎn)生器40設(shè)置在氣流套筒10上，使產(chǎn)生的相鄰的縱渦流41的旋轉(zhuǎn)方向互為反向時，相鄰的縱渦流41彼此相互作用，因此能夠高效地形成并保持縱渦流41。因此，能夠以少量的壓力損失進行充分的冷卻，從而能夠在提高產(chǎn)品可靠性的同時抑制壓力損失的增大。
[0111]為了提高設(shè)置在燃燒器襯套8上的環(huán)狀突起部20來縮減環(huán)狀流路11，由縱渦流產(chǎn)生器40生成的縱渦流41縮小渦流的半徑并強化渦旋度，并且通過內(nèi)徑變化部10c而使行進方向以朝向燃燒器襯套8的方式彎曲。由此，在接近燃燒器襯套8的壁面的區(qū)域內(nèi)，在環(huán)狀流路11內(nèi)進行攪拌，能夠在抑制壓力損失的上升的同時促進燃燒器襯套8的壁面的傳熱。另外，能夠有效地縮短由環(huán)狀突起部20產(chǎn)生的下游側(cè)剝離渦流22b的壓縮空氣2的流動方向上的長度，能夠通過下游側(cè)剝離渦流22b的再附著來增大對流傳熱帶來的促進冷卻的效果。
[0112]需要說明的是，通過將縱渦流產(chǎn)生器40的高度(突出長度)增大至使縱渦流41到達燃燒器襯套8的外壁的程度，能夠得到在整個環(huán)狀流路11內(nèi)進行攪拌的效果和對燃燒器襯套8側(cè)的溫度邊界層進行攪拌的效果，能夠進一步促進燃燒器襯套8的外壁面的傳熱，因此能夠更有效地促進燃燒器襯套8的冷卻。
【主權(quán)項】
1.一種燃氣輪機燃燒器，其特征在于，具備: 作為內(nèi)筒的燃燒器襯套； 作為外筒的氣流套筒，其在內(nèi)部具備所述燃燒器襯套；以及 環(huán)狀流路，其形成在所述燃燒器襯套與所述氣流套筒之間，且供壓縮空氣流通， 所述氣流套筒具備狹窄部，所述狹窄部設(shè)置在所述氣流套筒的內(nèi)壁上，且朝向所述燃燒器襯套突出， 所述燃燒器襯套具備環(huán)狀突起部，所述環(huán)狀突起部呈環(huán)狀地設(shè)置在所述燃燒器襯套的外壁上，且朝向所述氣流套筒突出， 所述狹窄部具備內(nèi)徑變化部和內(nèi)徑縮小部， 所述內(nèi)徑變化部是以隨著沿所述壓縮空氣的流動方向前進而逐漸接近所述燃燒器襯套的方式與所述氣流套筒傾斜地連接的面， 所述內(nèi)徑縮小部是設(shè)置在比所述內(nèi)徑變化部靠所述壓縮空氣的流動方向的下游側(cè)、與所述內(nèi)徑變化部連接且沿著所述壓縮空氣的流動方向而延伸的面， 所述環(huán)狀突起部設(shè)置在所述燃燒器襯套的外壁的與所述氣流套筒和所述內(nèi)徑變化部的連接位置對置的位置處、或比該位置靠所述壓縮空氣的流動方向的上游側(cè)的位置處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器，其中， 所述內(nèi)徑變化部的與所述氣流套筒的連接部和所述內(nèi)徑變化部的與所述內(nèi)徑縮小部的連接部呈曲線狀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器，其中， 所述環(huán)狀突起部的所述壓縮空氣的流動方向的上游側(cè)的面為曲面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器，其中， 所述環(huán)狀突起部的所述壓縮空氣的流動方向的下游側(cè)的面為曲面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器，其中， 所述燃氣輪機燃燒器還具備過渡構(gòu)件，所述過渡構(gòu)件設(shè)置在所述氣流套筒的內(nèi)側(cè)，且在所述燃燒器襯套的所述壓縮空氣的流動方向的上游側(cè)與所述燃燒器襯套連接， 所述環(huán)狀突起部延伸至所述燃燒器襯套與所述過渡構(gòu)件的連接部。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器，其中， 所述內(nèi)徑變化部與所述氣流套筒所成的角度為7度以上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器，其中， 當(dāng)將與所述內(nèi)徑變化部和所述內(nèi)徑縮小部的連接位置對置的所述燃燒器襯套的位置設(shè)為位置D， 將所述壓縮空氣的流動方向的下游側(cè)的所述環(huán)狀突起部的前端部的位置為位置E時，所述環(huán)狀突起部的朝向所述氣流套筒的突出長度為如下的長度:連結(jié)所述位置D與所述位置E而得到的直線相對于所述燃燒器襯套的角度為所述內(nèi)徑變化部與所述氣流套筒所成的角度以下。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器，其中， 當(dāng)將所述環(huán)狀突起部的朝向所述氣流套筒的突出長度設(shè)為h， 將所述壓縮空氣的流動方向的下游側(cè)的所述環(huán)狀突起部的前端部的位置設(shè)為位置E， 將連結(jié)所述位置E與由所述環(huán)狀突起部產(chǎn)生的下游側(cè)剝離渦流的再附著點C而得到的直線相對于所述燃燒器襯套的角度為角度γ時， 所述內(nèi)徑變化部與所述內(nèi)徑縮小部的連接位置是距所述下游側(cè)的所述環(huán)狀突起部與所述燃燒器襯套的連接位置離開h/tan ( γ )以上的距離的所述下游側(cè)的位置。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器，其中， 所述燃燒器襯套還具備多個紊流促進體，多個所述紊流促進體設(shè)置在所述燃燒器襯套的外壁上，且朝向所述氣流套筒突出， 所述紊流促進體設(shè)置在所述環(huán)狀突起部的所述壓縮空氣的流動方向的下游側(cè)，且所述紊流促進體的朝向所述氣流套筒的突出長度比所述環(huán)狀突起部的朝向所述氣流套筒的突出長度小。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃氣輪機燃燒器，其中， 所述氣流套筒還具備多個縱渦流產(chǎn)生器，多個所述縱渦流產(chǎn)生器設(shè)置在所述氣流套筒的內(nèi)壁上，且朝向所述燃燒器襯套突出，產(chǎn)生在所述壓縮空氣的流動方向上具有旋轉(zhuǎn)的中心軸的縱渦流， 多個所述縱渦流產(chǎn)生器在所述壓縮空氣的流動方向上，設(shè)置在比所述內(nèi)徑變化部和所述環(huán)狀突起部靠上游側(cè)的位置。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種燃氣輪機燃燒器，其能夠在抑制壓力損失的增大的同時促進燃燒器襯套的冷卻，且結(jié)構(gòu)強度、制造工序的簡單性以及長壽命性優(yōu)異。燃氣輪機燃燒器具備燃燒器襯套、在內(nèi)部具備燃燒器襯套的氣流套筒、形成在燃燒器襯套與氣流套筒之間且供壓縮空氣流通的環(huán)狀流路。氣流套筒具備與氣流套筒傾斜連接的內(nèi)徑變化部、和與內(nèi)徑變化部連接且沿著壓縮空氣的流動方向延伸的內(nèi)徑縮小部。燃燒器襯套具備呈環(huán)狀地設(shè)置在燃燒器襯套的外壁上且朝向氣流套筒突出的環(huán)狀突起部。環(huán)狀突起部設(shè)置在燃燒器襯套的外壁的與氣流套筒和內(nèi)徑變化部的連接位置對置的位置、或比該位置靠壓縮空氣的流動方向的上游側(cè)的位置。
【IPC分類】F23R3/28
【公開號】CN105402771
【申請?zhí)枴緾N201510548421
【發(fā)明人】沼田祥平, 橫田修, 辰巳哲馬
【申請人】三菱日立電力系統(tǒng)株式會社
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年8月31日
【公告號】EP2993403A1, US20160069566