[发明专利]燃气涡轮燃烧器

说明书

燃气涡轮燃烧器具备：外壳，其与主壳体结合；内衬，其在内部形成有在轴向上延伸的燃烧室，所述内衬的包括头部的上游侧部分被容纳在外壳内，所述内衬的比上游侧部分靠下游侧的下游侧部分被容纳在主壳体内；主燃烧嘴，其被设置在内衬的头部；补充燃烧用燃烧嘴，其具有位于内衬与外壳之间的空气通路处的喷出口，喷出混合气，所述混合气是从内衬与外壳之间取入的压缩空气与含有氢的补充燃烧用燃料混合而成的；和管道，其具有与补充燃烧用燃烧嘴的喷出口连接的入口和向燃烧室内开口的出口，该管道的从入口到出口为止的部分中的至少一部分在轴向上延伸。

技术领域

本发明涉及燃烧器(燃气涡轮燃烧器)的结构，所述燃烧器被安装于燃气涡轮发动机。

背景技术

作为燃气涡轮发动机的燃烧器，已知具备：主燃烧嘴，其向燃烧室的上游侧的一次燃烧区域提供燃料(或预混合气)；引燃嘴，其同样地向一次燃烧区域提供燃料；和向燃烧室的比一次燃烧区域靠下游侧的二次燃烧区域提供燃料(或预混合气)的补充燃烧用燃烧嘴的、多级燃烧嘴结构。在专利文献1中公开了这种燃气涡轮燃烧器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开WO2015/037295号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，近年来，要求有效地使用由化学设备产生的氢气作为燃气涡轮燃烧器的燃料。在专利文献1中，也使用了含有氢的气体作为燃料。但是，由于氢在燃料气体中非常轻且快，因此，含有氢的气体不易与压缩空气混合。若含有氢的燃料气体与空气不被充分地混合就从燃烧嘴喷出，则有可能在发动机负载低的条件下燃烧效率降低，并有可能在发动机负载高的条件下NOx(氮氧化物)排出量增大。

燃气涡轮燃烧器通常是长筒状的内衬与覆盖该内衬的长筒状的外壳这样的双层结构，外壳的基端部以从燃气涡轮主体的主壳体伸出的方式被固定于该主壳体。在上述专利文献1所述的燃气涡轮燃烧器中，补充燃烧用燃烧嘴以贯通外壳和内衬的周壁的方式设置，用于向补充燃烧用燃烧嘴提供燃料的配管与补充燃烧用燃烧嘴在外壳的外周处被连接起来。在该燃气涡轮燃烧器中，在促进从补充燃烧用燃烧嘴喷出的含氢的燃料气体与压缩气体的预混合方面留有改进的余地。

因此，在本发明中，通过具备可促进从补充燃烧用燃烧嘴喷出的含氢的燃料气体与压缩空气的预混合的结构，因此，提出适合用于将含氢的燃料气体用作补充燃烧用燃烧嘴的燃料的燃气涡轮燃烧器的结构。

用于解决课题的手段

本发明的一个方式的燃气涡轮燃烧器是利用从压缩机提供的压缩空气使燃料燃烧而提供至涡轮的燃气涡轮燃烧器，其中，所述燃气涡轮燃烧器具备：

外壳，其与所述涡轮的主壳体结合；

内衬，其在内部形成有在所述燃气涡轮燃烧器的轴向上延伸的燃烧室，所述内衬的包括头部的上游侧部分被容纳在所述外壳内，所述内衬的比所述上游侧部分靠下游侧的下游侧部分被容纳在所述主壳体内；

主燃烧嘴，其被设置在所述内衬的所述头部；

补充燃烧用燃烧嘴，其具有位于所述内衬与所述外壳之间的喷出口，喷出混合气，所述混合气是从所述内衬与所述外壳之间取入的所述压缩空气与含有氢的补充燃烧用燃料混合而成的；和

管道，其具有与所述补充燃烧用燃烧嘴的所述喷出口连接的入口和向所述燃烧室内开口的出口，所述管道的从所述入口到所述出口为止的部分中的至少一部分与所述轴向平行地延伸。