CN104755843A - 燃气轮机燃烧器以及燃气轮机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种燃气轮机燃烧器以及燃气轮机。该燃气轮机燃烧器通过使将燃料与燃烧用空气预先混合而成的预混合气体燃烧而在内部形成燃烧区域R1，该燃气轮机燃烧器具备：喷烧器筒(51)，其供预混合气体流通；薄膜空气供给口(61)，其设置于喷烧器筒(51)，用于供给沿着喷烧器筒(51)的内壁面(内周面)的薄膜状的薄膜空气；以及冷却通路(71)，其供用于冷却与所形成的燃烧区域(R1)对置的反推面(65)的冷却空气流通，冷却通路(71)的流出侧与薄膜空气供给口(61)连接。

Description

燃气轮机燃烧器以及燃气轮机

技术领域

本发明涉及一种预混合燃烧方式的燃气轮机燃烧器、以及具备燃气轮机燃烧器的燃气轮机。

背景技术

以往，已知有使将燃料与燃烧用空气预先混合而成的预混合气体燃烧的预混合燃烧方式的燃气轮机燃烧器(例如参照专利文献1)。该燃气轮机燃烧器具有供预混合气体流通的主喷烧器(burner)，主喷烧器构成为包括喷烧器外筒和其下游的延长管。当使来自主喷烧器的预混合气体燃烧时，遍及主喷烧器的内部而产生逆火(燃烧)的现象、即返火。因此，为了抑制返火的发生，从喷烧器外筒与延长管之间的间隙沿着延长管的内壁面而流通有薄膜状的空气(薄膜空气)。

先行技术文献

专利文献：

专利文献1：日本特许第4070758号公报

然而，吸入到燃气轮机燃烧器的空气量除了分配为上述的燃烧用空气、薄膜空气之外，还被分配为冷却空气。此时，吸入到燃气轮机燃烧器的空气量根据燃气轮机的输出性能而被预先规定。因此，若作为薄膜空气和冷却空气而使用的空气量多，则与之对应地，作为燃烧用空气而使用的空气量会减少。在该情况下，由于预混合气体的燃料成分会变浓，所以难以减少燃烧时产生的NOx。

发明内容

发明要解决的技术问题

于是，本发明的课题在于，提供一种能够抑制返火并且减少燃烧时产生的NOx的燃气轮机燃烧器以及燃气轮机。

用于解决技术问题的手段

本发明的燃气轮机燃烧器使将燃料和燃烧用空气预先混合而成的预混合气体燃烧而在内部形成燃烧区域，该燃气轮机燃烧器的特征在于，具备：预混合气体供给通路，其供预混合气体流通；薄膜空气供给口，其设置于预混合气体供给通路，用于供给沿着预混合气体供给通路的内壁面的薄膜状的薄膜空气；以及冷却通路，其供用于冷却与所形成的燃烧区域对置的内壁面的冷却空气流通，冷却通路的流出侧与薄膜空气供给口连接。

根据该结构，能够将冷却空气作为薄膜空气而使用，所以与分别使用冷却空气和薄膜空气的情况相比，能够降低所使用的空气量，由此，能够增大作为燃料用空气而使用的空气量。因此，能够稀释预混合气体的燃料成分，所以能够抑制返火且冷却燃烧室的内壁面，并且能够减少因使预混合气体燃烧而产生的NOx。

在该情况下，优选为，冷却通路以隔着内壁面的方式，沿着成为燃烧区域的相反侧的表面的内表面而形成。

根据该结构，能够使冷却空气沿着内表面流通，所以能够适当地冷却内壁面。

在该情况下，优选为，在冷却通路中设置有包括冲击孔的冲击构件，该冲击孔被贯通形成，以使冷却空气吹至内表面。

根据该结构，能够使在冷却通路中流通的冷却空气通过冲击构件，从而吹至内表面，所以能够适当地冷却与燃烧区域对置的内壁面。此时，能够加快通过了冲击孔的空气的流速，由此能够提高内表面的冷却效率，所以能够降低作为冷却空气而使用的空气量。

在该情况下，优选为，薄膜空气供给口为形成在预混合气体供给通路的上游侧的内壁面与在上游侧的内壁面的外侧设置的下游侧的内壁面之间的开口。

根据该结构，能够适当地使从薄膜空气供给口供给的薄膜空气沿着预混合气体供给通路的内壁面流通。

在该情况下，优选为，薄膜空气供给口为形成于预混合气体供给通路的内壁面的狭缝开口。

根据该结构，能够从预混合气体供给通路的内壁面供给从薄膜空气供给口供给的薄膜空气，所以能够使内壁面处于同一面。

本发明的燃气轮机具备：上述的燃气轮机燃烧器；以及涡轮，其通过在燃气轮机燃烧器中使预混合气体燃烧而产生的燃烧气体进行旋转。

根据该结构，能够抑制返火，并且能够通过成为低NOx的燃烧而使涡轮旋转。

附图说明

图1是实施例1所涉及的燃气轮机的概要结构图。

图2是图1的燃气轮机燃烧器中的放大图。

图3是概要性地表示燃气轮机燃烧器的内部结构的图。

图4是表示导引锥的冷却通路周围的结构的示意图。

图5是表示实施例2所涉及的燃气轮机燃烧器的导引锥的冷却通路周围的结构的示意图。

图6是表示实施例3所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。

图7是表示实施例3的变形例所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。

图8是表示实施例4所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。

图9是表示实施例4的变形例所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明所涉及的实施例进行详细说明。需要说明的是，并不通过该实施例来限定本发明。另外，在下述实施例的构成要素中，包括本领域技术人员能够且容易置换的构件、或者实质上相同的构件。

实施例1

图1是实施例1所涉及的燃气轮机的概要结构图。如图1所示，燃气轮机1具备压缩机11、燃气轮机燃烧器(以下称为燃烧器)12、涡轮13以及排气室14，在涡轮13上连结有未图示的发电机。

压缩机11具有吸入空气的空气吸入口15，在压缩机机室16内交替地配设有多个静叶片17和多个动叶片18。燃烧器12向被压缩机11压缩后的压缩空气(燃烧用空气)供给燃料，通过在喷烧器内点燃而能够燃烧。涡轮13在涡轮机室20内交替地配设有多个静叶片21和多个动叶片22。排气室14具有与涡轮13相连的排气扩散器23。另外，以贯通压缩机11、燃烧器12、涡轮13、排气室14的中心部的方式设置有转子(涡轮轴)24，压缩机11侧的端部被轴承部25支承为旋转自如，另一方面，排气室14侧的端部被轴承部26支承为旋转自如。而且，在该转子24上固定有多个圆盘板，该转子24与各动叶片18、22连结，并且在排气室14侧的端部与未图示的发电机的驱动轴连结。

因此，从压缩机11的空气吸入口15吸入的空气通过多个静叶片21和多个动叶片22而被压缩，从而成为高温、高压的压缩空气，通过在燃烧器12中对该压缩空气供给规定的燃料而燃烧。然后，由该燃烧器12生成的作为工作流体的高温、高压的燃烧气体通过构成涡轮13的多个静叶片21和多个动叶片22，从而旋转驱动转子24，由此驱动与该转子24连结的发电机。另一方而，旋转驱动转子24后的燃烧气体即废气在排气室14的排气扩散器23中转换成静压后，被排放到大气中。

图2是图1的燃气轮机燃烧器中的放大图。燃烧器12具有燃烧器壳体30。燃烧器壳体30具有在外筒31的内部配置的内筒32、以及与内筒32的前端部连结的尾筒33，并沿着相对于转子24的旋转轴L而倾斜的中心轴S延伸。

外筒31被紧固于形成供来自压缩机11的压缩空气流入的机室34的机室外壳27。内筒32的基端部支承于外筒31，并且以从外筒31隔开规定间隔的方式配置于外筒31的内侧。在内筒32的中心部，沿着中心轴S而配设有导引喷烧器40。在导引喷烧器40的周围，以包围导引喷烧器40的方式等间隔且与导引喷烧器40平行地配设有多个主喷烧器50。尾筒33的基端形成为圆筒状，并且与内筒32的前端连结。尾筒33以剖面积在前端侧较小且在前端侧弯曲的方式形成，并朝向涡轮13的第一段的静叶片21开口。尾筒33在内部形成燃烧室。

图3是概要性地表示燃气轮机燃烧器的内部结构的图。导引喷烧器40具有导引锥41、沿中心轴S配置在导引锥41的内部的导引喷嘴42、以及设置在导引喷嘴42的外周部的导引旋流器43。主喷烧器50具有喷烧器筒51、以及与中心轴S平行地配置在喷烧器筒51的内部的主喷嘴52。经由燃料口44(图2)从未图示的导引燃烧路线向导引喷嘴42供给燃料。经由燃料口54(图2)从未图示的主燃料路线向主喷嘴52供给燃料。

在图2中，来自压缩机11的高温高压的压缩空气向燃烧器12的周围的机室34流入。该压缩空气在尾筒33和内筒32的外侧，从尾筒33侧向内筒32侧流入，并从内筒32的基端侧向内筒32的内部流入。流入到内筒32内的压缩空气通过导引喷烧器40和主喷烧器50而与燃料混合并燃烧，成为燃烧气体。

即，流入到内筒32的压缩空气与从主喷嘴52喷射出的燃料混合，成为预混合气体的回旋流后从喷烧器筒51向尾筒33内流入。因此，喷烧器筒51作为向尾筒33供给预混合气体的预混合气体供给通路而发挥功能。除此之外，流入到内筒32的压缩空气被导引旋流器43而回旋，与从导引喷嘴42喷射出的燃料混合，成为预混合气体后向尾筒33内流入。来自导引喷嘴42的预混合气体被未图示的种火点燃而燃烧，成为燃烧气体后向尾筒33内喷出。此时，燃烧气体的一部分以伴随火焰向周围扩散的方式向尾筒33内喷出。由此，从各主喷烧器50的喷烧器筒51流入到尾筒33内的预混合气体被点燃而燃烧。

这样，通过利用从导引喷嘴42喷射出的燃料而使火焰扩散，能够进行用于进行来自主喷嘴52的稀薄预混合燃料的稳定燃烧的火焰保持。另外，通过利用主喷烧器50使来自主喷嘴52的燃料与压缩空气预混合，能够使燃料浓度均匀化，从而能够减少NOx。

图4是表示导引锥的冷却通路周围的结构的示意图。如图4所示，预混合气体不燃烧的未燃烧区域R2为包括主喷烧器50的内部的区域。另外，预混合气体燃烧的燃烧区域R1在导引喷嘴42的下游，为包括导引锥41的内部以及尾筒33的内部的区域。因此，预混合气体燃烧后的燃烧气体在尾筒33的内部流动。这样，燃烧区域R1形成在从内筒32的内部到尾筒33的内部。

然而，在这样的预混合方式的燃烧器12中，在主喷嘴52的下游，在喷烧器筒51内流动的预混合气体的流速在喷烧器筒51的内壁面侧下降。在该情况下，燃烧区域R1中的燃烧朝向成为低速的预混合气体扩散，所以容易发生从燃烧区域R1向未燃烧区域R2的逆火(返火)。因此，为了抑制从燃烧区域R1向未燃烧区域R2的返火，沿着主喷烧器50的喷烧器筒51的内壁面而向喷烧器筒51供给有薄膜空气。

此外，由于燃烧区域R1成为高温，所以需要冷却与燃烧区域R1对置的内壁面。具体而言，作为与燃烧区域R1对置的内壁面，具有导引锥41的内壁面以及后述的反推(back step)面65。为了冷却该导引锥41的内壁面以及反推面65，向导引锥41的内部供给有冷却空气。

根据以上内容，从压缩机11的空气吸入口15吸入的空气作为燃烧用空气、薄膜空气、冷却空气而使用。这里，根据燃气轮机1的输出性能而预先规定吸入的空气量。因此，若作为薄膜空气和冷却空气而使用的空气量多，则与之相应地，作为燃烧用空气而使用的空气量会减少。于是，在实施例1中，通过设为下述的结构，来抑制燃烧用空气的空气量的降低。以下，参照图4，对导引锥41和喷烧器筒51周围的结构进行说明。

如图4所示，喷烧器筒51具有第一喷烧器筒56和第二喷烧器筒57。第一喷烧器筒56的前端部56a延伸至比主喷嘴52靠预混合气体的流动方向下游侧的位置处。在前端部56a的外侧，以覆盖该前端部56a的方式从前端部56a在径向上隔开间隙而配置有第二喷烧器筒57的基端部57a。即，第二喷烧器筒57的基端部57a的内周面与第一喷烧器筒56的前端部56a的外周面相比为大径，在第一喷烧器筒56的外周面与第二喷烧器筒57的内周面之间，形成有圆环状的开口。该圆环状的开口成为供给薄膜空气的薄膜空气供给口61。另外，导引锥41的前端部41a成为朝向预混合气体的流动方向下游侧而变宽的锥形状。

导引锥41的内周面(内壁面)的前端部41a与第二喷烧器筒57(喷烧器筒51)的内周面的前端部57b通过反推面65而连接。反推面65成为与中心轴S正交的表面，并且成为与燃烧区域R1对置的表面。

导引锥41在内部形成有供冷却空气流通的冷却通路71。冷却通路71形成在导引锥41的外周面与喷烧器筒51的外周面之间。该冷却通路71的一端部与供压缩空气流入的机室34连接，其另一端部与薄膜空气供给口61连接。冷却通路71构成为包括上游侧冷却通路71a、中游侧冷却通路71b、下游侧冷却通路71c、以及薄膜空气供给通路71d。

上游侧冷却通路71a是沿着导引锥41的外周面的冷却通路，供冷却空气从导引锥41的基端侧朝向前端侧流动。中游侧冷却通路71b是沿着反推面65的内部侧(相反侧)的表面(内表面)的冷却通路，供冷却空气从导引锥41朝向各第二喷烧器筒57流动。下游侧冷却通路71c是沿着第二喷烧器筒57的外周面的冷却通路，供冷却空气从第二喷烧器筒57的前端侧朝向基端侧流动。薄膜空气供给通路71d是第一喷烧器筒56的外周面与第二喷烧器筒57的内周面之间的冷却通路，供冷却空气从第二喷烧器筒57的基端侧朝向前端侧流动，并从薄膜空气供给口61将冷却空气排出。

机室34的压缩空气的一部分作为冷却空气而向这样构成的冷却通路71流入。这样，冷却空气通过在上游侧冷却通路71a流动而沿着导引锥41的外周面流动，由此，对导引锥41的内周面进行冷却。之后，冷却空气通过在中游侧冷却通路71b中流动而沿着反推面65的内表面流动，由此，对反推面65进行冷却。然后，冷却空气通过在下游侧冷却通路71c中流动而沿着第二喷烧器筒57的外周面流动，由此，对第二喷烧器筒57的内周面进行冷却。因此，冷却空气在上游侧冷却通路71a和下游侧冷却通路71c中相互向相反方向流动。接着，冷却空气通过在薄膜空气供给通路71d中流动而沿着第二喷烧器筒57的内周面流动，由此，从薄膜空气供给口61作为薄膜空气而排出。

从薄膜空气供给口61排出的薄膜空气沿着第二喷烧器筒57的内周面流动，并且在薄膜空气供给口61的下游，与在第二喷烧器筒57内流动的预混合气体汇合。

如以上那样，根据实施例1的结构，能够将冷却空气作为薄膜空气而使用，所以与分别使用冷却空气和薄膜空气的情况相比，能够降低所使用的空气量，由此能够增大作为燃料用空气而使用的空气量。因此，能够稀释预混合气体的燃料成分，所以能够抑制返火且冷却与燃烧区域R1对置的表面、即反推面65等，并且能够减少因使预混合气体燃烧而产生的NOx。

实施例2

接着，参照图5，对实施例2所涉及的燃气轮机燃烧器100进行说明。图5是表示实施例2所涉及的燃气轮机燃烧器的导引锥的冷却通路周围的结构的示意图。需要说明的是，在实施例2中，为了避免与实施例1重复的记载，仅对与实施例1不同的部分进行说明。在实施例1的燃气轮机燃烧器12中，在导引喷烧器40的周围设置有多个主喷烧器50。与此相对，在实施例2的燃气轮机燃烧器中，成为在导引喷烧器40的周围设置有环状的主喷烧器105的所谓的环型燃烧器。

如图5所示，在实施例2所涉及的燃气轮机燃烧器100中，在导引喷烧器40的周围设置有环状的主喷烧器105，所以薄膜空气沿着主喷烧器105的内侧内周面和与主喷烧器105的内侧内周面对置的外侧内周面而流动。因此，薄膜空气供给口61构成为包括设置于内侧内周面的内侧薄膜空气供给口61a和设置于外侧内周面的外侧薄膜空气供给口61b。内侧薄膜空气供给口61a成为在环状的喷烧器筒106的内周面以狭缝状开口的狭缝开口。成为狭缝开口的内侧薄膜空气供给口61a以从喷烧器筒106的上游侧朝向下游侧的方式倾斜地形成。

而且，对导引喷烧器40的导引锥41进行冷却的冷却通路71与内侧薄膜空气供给口61a连接。另一方面，外侧薄膜空气供给口61b与机室34连接。因此，冷却通路71构成为包括上游侧冷却通路71a、中游侧冷却通路71b、以及下游侧冷却通路71c。需要说明的是，上游侧冷却通路71a、中游侧冷却通路71b以及下游侧冷却通路71c与实施例1相同。此时，内侧薄膜空气供给口61a与下游侧冷却通路71c连接。

机室34的压缩空气的一部分作为冷却空气向这样构成的冷却通路71流入。这样，冷却空气通过在上游侧冷却通路71a中流动而沿着导引锥41的外周面流动，由此，对导引锥41的内周面进行冷却。之后，冷却空气通过在中游侧冷却通路71b中流动而沿着反推面65的内表面流动，由此，对反推面65进行冷却。然后，冷却空气通过在下游侧冷却通路71c中流动而沿着喷烧器筒106的内侧流动，由此，对喷烧器筒106的内侧内周面进行冷却。因此，冷却空气在上游侧冷却通路71a和下游侧冷却通路71c中相互向相反方向流动。接着，冷却空气从与下游侧冷却通路71c连接的内侧薄膜空气供给口61a作为薄膜空气而排出。

从内侧薄膜空气供给口61a排出的薄膜空气沿着喷烧器筒106的内侧内周面流动，并且在内侧薄膜空气供给口61a的下游，与在喷烧器筒106内流动的预混合气体汇合。

如以上那样，根据实施例2的结构，即使是环型燃烧器，也能够将冷却空气作为薄膜空气而使用，与分别使用冷却空气和薄膜空气的情况相比，能够降低所使用的空气量，由此，能够增大作为燃料用空气而使用的空气量。因此，能够稀释预混合气体的燃料成分，所以能够抑制返火且冷却与燃烧区域R1对置的表面、即反推面65等，并且能够减少因使预混合气体燃烧而产生的NOx。

实施例3

接着，参照图6，对实施例3所涉及的燃气轮机燃烧器110进行说明。图6是表示实施例3所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。需要说明的是，在实施例3中，为了避免与实施例1重复的记载，也仅对与实施例1不同的部分进行说明。在实施例1的燃气轮机燃烧器12中，在导引喷烧器40的周围设置有多个主喷烧器50。与此相对，实施例3的燃气轮机燃烧器110形成为，将中心轴S作为中心而设置有成为内侧的环状的内侧喷烧器111和在内侧喷烧器111的外侧的周围设置的环状的外侧喷烧器112的燃烧器。

如图6所示，在实施例3所涉及的燃气轮机燃烧器110中，内侧喷烧器111具有环状的内侧筒114和设置于内侧筒114的内部的内侧燃料喷嘴115。另外，外侧喷烧器112具有环状的外侧筒116和设置于外侧筒116的内部的外侧燃料喷嘴117。从未图示的燃烧路线向内侧燃料喷嘴115和外侧燃料喷嘴117供给燃料。另外，内侧燃料喷嘴115和外侧燃料喷嘴117作为产生回旋流的旋流器而发挥功能。

压缩空气向内侧喷烧器111的内侧筒114流入。流入到内侧筒114的压缩空气与从内侧燃料喷嘴115喷射出的燃料混合，成为预混合气体的回旋流后从内侧筒114向尾筒33内流入。因此，内侧筒114作为将预混合气体向尾筒33供给的预混合气体供给通路而发挥功能。除此之外，压缩空气向外侧喷烧器112的外侧筒116流入。流入到外侧筒116的压缩空气与从外侧燃料喷嘴117喷射出的燃料混合，成为预混合气体的回旋流后从外侧筒116向尾筒33内流入。因此，外侧筒116也作为将预混合气体向尾筒33供给的预混合气体供给通路而发挥功能。来自内侧喷烧器111的内侧筒114的预混合气体被未图示的种火点燃而燃烧，成为燃烧气体后向尾筒33内喷出。此时，燃烧气体的一部分以伴随火焰向周围扩散的方式向尾筒33内喷出。由此，从外侧喷烧器112的外侧筒116流入到尾筒33内的预混合气体被点燃而燃烧。

如图6所示，预混合气体不燃烧的未燃烧区域R2形成在内侧筒114以及外侧筒116的下游侧。另外，预混合气体燃烧的燃烧区域R1为，从内侧筒114的内侧的反推面65的下游侧到尾筒33的内部的区域、以及从内侧筒114与外侧筒116之间的反推面65的下游侧到尾筒33的内部的区域。

在这样的燃烧器110中，薄膜空气沿着内侧喷烧器111的内侧筒114的内侧的内周面、以及外侧喷烧器112的外侧筒116的内侧的内周面而流动。因此，在内侧筒114的内侧的内周面，设置有内侧薄膜空气供给口125，在外侧筒116的内侧的内周面，设置有外侧薄膜空气供给口126。内侧薄膜空气供给口125成为在环状的内侧筒114的内侧的内周面以狭缝状开口的狭缝开口。另外，外侧薄膜空气供给口126成为在环状的外侧筒116的内侧的内周面以狭缝状开口的狭缝开口。

而且，对内侧筒114的内侧的反推面65进行冷却的内侧冷却通路121与内侧薄膜空气供给口125连接。另外，对内侧筒114与外侧筒116之间的反推面65进行冷却的外侧冷却通路122与外侧薄膜空气供给口126连接。

内侧冷却通路121构成为包括上游侧内侧冷却通路121a和下游侧内侧冷却通路121b。上游侧内侧冷却通路121a是沿着内侧筒114的内侧的反推面65的内部侧(相反侧)的表面(内表面)的冷却通路，供冷却空气从中心轴S朝向内侧筒114流动。下游侧内侧冷却通路121b是沿着内侧筒114的内侧的内周面的内部侧(相反侧)的表面(内表面)的冷却通路，供冷却空气从内侧筒114的前端侧朝向基端侧流动。此时，内侧薄膜空气供给口125与下游侧内侧冷却通路121b连接。

外侧冷却通路122构成为包括上游侧外侧冷却通路122a和下游侧外侧冷却通路122b。上游侧外侧冷却通路122a是沿着内侧筒114与外侧筒116之间的反推面65的内部侧(相反侧)的表面(内表面)的冷却通路，供冷却空气从内侧筒114朝向外侧筒116流动。下游侧外侧冷却通路122b是沿着外侧筒116的内侧的内周面的内部侧(相反侧)的表面(内表面)的冷却通路，供冷却空气从外侧筒116的前端侧朝向基端侧流动。此时，外侧薄膜空气供给口126与下游侧外侧冷却通路122b连接。

机室34的压缩空气的一部分作为冷却空气向这样构成的内侧冷却通路121和外侧冷却通路122流入。这样，在内侧冷却通路121中，冷却空气通过在上游侧内侧冷却通路121a中流动而沿着内侧筒114的内侧的反推面65的内表面流动，由此，对反推面65进行冷却。然后，冷却空气通过在下游侧内侧冷却通路121b中流动而沿着内侧筒114的内表面流动，由此，对内侧筒114的内侧的内周面进行冷却。接着，冷却空气从与下游侧内侧冷却通路121b连接的内侧薄膜空气供给口125作为薄膜空气而排出。同样地，在外侧冷却通路122中，冷却空气通过在上游侧外侧冷却通路122a中流动而沿着内侧筒114与外侧筒116之间的反推面65的内表面流动，由此，对反推而65进行冷却。然后，冷却空气通过在下游侧外侧冷却通路122b中流动而沿着外侧筒116的内表面流动，由此，对外侧筒116的内侧的内周面进行冷却。接着，冷却空气从与下游侧外侧冷却通路122b连接的外侧薄膜空气供给口126作为薄膜空气而排出。

从内侧薄膜空气供给口125排出的薄膜空气沿着内侧筒114的内侧的内周面流动，并且在内侧薄膜空气供给口125的下游，与在内侧筒114内流动的预混合气体汇合。另外，从外侧薄膜空气供给口126排出的薄膜空气沿着外侧筒116的内侧的内周面流动，并且在外侧薄膜空气供给口126的下游，与在外侧筒116内流动的预混合气体汇合。

如以上那样，即使是实施例3的结构所涉及的燃气轮机燃烧器110，也能够将冷却空气作为薄膜空气而使用，所以与分别使用冷却空气和薄膜空气的情况相比，能够降低所使用的空气量，由此，能够增大作为燃料用空气而使用的空气量。因此，能够稀释预混合气体的燃料成分，所以能够抑制返火且冷却与燃烧区域R1对置的表面、即反推面65等，并且能够减少因使预混合气体燃烧而产生的NOx。

需要说明的是，在实施例3中，设置了内侧冷却通路121和外侧冷却通路122，但是也可以为图7所示的变形例。图7是表示实施例3的变形例所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。如图7所示，在内侧冷却通路121和外侧冷却通路122中，设置有冲击构件131。在冲击构件131中，形成有多个冲击孔132。各冲击孔132贯通形成，以使冷却空气吹至反推面65。而且，在内侧冷却通路121中，通过了冲击构件131的冷却空气向内侧冷却通路121的上游侧内侧冷却通路121a流入。同样地，在外侧冷却通路122中，通过了冲击构件131的冷却空气向外侧冷却通路122的上游侧外侧冷却通路122a流入。

根据该结构，能够使在内侧冷却通路121和外侧冷却通路122中流通的冷却空气通过冲击构件131，从而吹至反推面65的内表面，所以能够适当地对反推面65进行冷却。此时，能够加快通过了冲击孔132的冷却空气的流速，由此能够提高反推面65的冷却效率，所以能够进一步降低作为冷却空气而使用的空气量。

实施例4

接着，参照图8，对实施例4所涉及的燃气轮机燃烧器140进行说明。图8是表示实施例4所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。需要说明的是，在实施例4中，为了避免与实施例1重复的记载，也仅对与实施例1不同的部分进行说明。在实施例1的燃气轮机燃烧器12中，在导引喷烧器40的周围设置有多个主喷烧器50。与此相对，实施例4的燃气轮机燃烧器110形成为，将中心轴S作为中心而在周向上隔开规定的间隔而配设有多个喷烧器141的燃烧器。

如图8所示，在实施例4所涉及的燃气轮机燃烧器140中，喷烧器141具有喷烧器筒142、以及与中心轴S平行地配置在喷烧器筒142的内部的燃料喷嘴143。从未图示的主燃料路线向燃料喷嘴143供给燃料。另外，燃料喷嘴143作为产生回旋流的旋流器而发挥功能。

压缩空气向喷烧器141的喷烧器筒142流入。流入到喷烧器筒142的压缩空气与从燃料喷嘴143喷射出的燃料混合，成为预混合气体的回旋流后从喷烧器筒142向尾筒33内流入。因此，喷烧器筒142作为将预混合气体向尾筒33供给的预混合气体供给通路而发挥功能。来自多个喷烧器141的喷烧器筒142的预混合气体被未图示的种火点燃而燃烧，成为燃烧气体后向尾筒33内喷出。

如图8所示，预混合气体不燃烧的未燃烧区域R2形成在喷烧器筒142的下游侧。另外，预混合气体燃烧的燃烧区域R1为，从连接各喷烧器筒142的前端部57b彼此的反推面65的下游侧到尾筒33的内部的区域。

在这样的燃烧器140中，薄膜空气沿着喷烧器筒142的内周面流动。因此，在喷烧器筒142的内周面，设置有薄膜空气供给口146。薄膜空气供给口146成为在内周面以狭缝状开口的狭缝开口。而且，对反推面65进行冷却的冷却通路145与薄膜空气供给口146连接。

冷却通路145构成为包括上游侧冷却通路145a和下游侧冷却通路145b。上游侧冷却通路145a包括：沿着中心轴S的内周侧的反推面65的内部侧(相反侧)的表面(内表面)的冷却通路、以及沿着中心轴S的外周侧的反推面65的内部侧(相反侧)的表面(内表面)的冷却通路。因此，上游侧冷却通路145a供冷却空气从中心轴S的中心侧朝向喷烧器筒142流动，并且供冷却空气从中心轴S的外周侧朝向喷烧器筒142流动。下游侧冷却通路145b是沿着喷烧器筒142的外周面的冷却通路，供冷却空气从喷烧器筒142的前端侧朝向基端侧流动。此时，薄膜空气供给口146与下游侧冷却通路145b连接。

机室34的压缩空气的一部分作为冷却空气向这样构成的冷却通路145流入。这样，冷却空气通过在上游侧冷却通路145a中流动而沿着中心轴S的内周侧以及外周侧的反推面65的内表面流动，由此，对反推面65进行冷却。然后，冷却空气通过在下游侧冷却通路145b中流动而沿着喷烧器筒142的外周面流动，由此，对喷烧器筒142的内周面进行冷却。接着，冷却空气从与下游侧冷却通路145b连接的薄膜空气供给口146作为薄膜空气而排出。

从薄膜空气供给口146排出的薄膜空气沿着喷烧器筒142的内周面流动，并且在薄膜空气供给口146的下游，与在喷烧器筒142内流动的预混合气体汇合。

如以上那样，即使是实施例4的结构所涉及的燃气轮机燃烧器140，也能够将冷却空气作为薄膜空气而使用，所以与分别使用冷却空气和薄膜空气的情况相比，能够降低所使用的空气量，由此，能够增大作为燃料用空气而使用的空气量。因此，能够稀释预混合气体的燃料成分，所以能够抑制返火且冷却与燃烧区域R1对置的表面、即反推面65等，并且能够减少因使预混合气体燃烧而产生的NOx。

需要说明的是，在实施例4中，设置了冷却通路145，但是也可以为图9所示的变形例。图9是表示实施例4的变形例所涉及的燃气轮机燃烧器的喷烧器的冷却通路周围的结构的示意图。如图9所示，在冷却通路145中设置有冲击构件151。在冲击构件151中形成有多个冲击孔152。各冲击孔152贯通形成，以使冷却空气吹至反推面65。而且，在冷却通路145中，通过了冲击构件151的冷却空气向冷却通路145的上游侧冷却通路145a流入。

根据该结构，能够使在冷却通路145中流通的冷却空气通过冲击构件151，从而吹至反推面65的内表面，所以能够适当地对反推面65进行冷却。此时，能够加快通过了冲击孔152的冷却空气的流速，由此能够提高反推面65的冷却效率，所以能够进一步降低作为冷却空气而使用的空气量。

附图标记说明

1：燃气轮机；11：压缩机；12：燃气轮机燃烧器；13：涡轮；14：排气室；16：压缩机机室；20：涡轮机室；23：排气扩散器；24：转子；27：机室外壳；31：外筒；32：内筒；33：尾筒；34：机室；40：导引喷烧器；41：导引锥；42：导引喷嘴；43：导引旋流器；50：主喷烧器；51：喷烧器筒；52：主喷嘴；54：燃料口；56：第一喷烧器筒；57：第二喷烧器筒；61：薄膜空气供给口；65：反推面；71：冷却通路；100：燃气轮机燃烧器(实施例2)；105：主喷烧器(实施例2)；106：喷烧器筒(实施例2)；110：燃气轮机燃烧器(实施例3)；111：内侧喷烧器；112：外侧喷烧器；114：内侧筒；115：内侧燃料喷嘴；116：外侧筒；117：外侧燃料喷嘴；121：内侧冷却通路；122：外侧冷却通路；125：内侧薄膜空气供给口；126：外侧薄膜空气供给口；131：冲击构件；132：冲击孔；140：燃气轮机燃烧器(实施例4)；141：喷烧器；142：喷烧器筒；143：燃料喷嘴；145：冷却通路；146：薄膜空气供给口；151：冲击构件；152：冲击孔；S：中心轴；R1：燃烧区域；R2：未燃烧区域。

Claims (6)

1.一种燃气轮机燃烧器，通过使将燃料和燃烧用空气预先混合而成的预混合气体燃烧而在内部形成燃烧区域，该燃气轮机燃烧器的特征在于，

具备：

预混合气体供给通路，其供所述预混合气体流通；

薄膜空气供给口，其设置于所述预混合气体供给通路，用于供给沿着所述预混合气体供给通路的内壁面的薄膜状的薄膜空气；以及

冷却通路，其供用于冷却与所形成的所述燃烧区域对置的内壁面的冷却空气流通，

所述冷却通路的流出侧与所述薄膜空气供给口连接。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，

所述冷却通路以隔着所述内壁面的方式，沿着成为所述燃烧区域的相反侧的表面的内表面而形成。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，

在所述冷却通路中设置有包括冲击孔的冲击构件，该冲击孔被贯通形成，以使所述冷却空气吹至所述内表面。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，

所述薄膜空气供给口为形成在所述预混合气体供给通路的上游侧的所述内壁面与在上游侧的所述内壁面的外侧设置的下游侧的所述内壁面之间的开口。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，

所述薄膜空气供给口为形成于所述预混合气体供给通路的所述内壁面的狭缝开口。

6.一种燃气轮机，其特征在于，

具备：

权利要求1至5中任一项所述的燃气轮机燃烧器；以及

涡轮，其通过在所述燃气轮机燃烧器中使所述预混合气体燃烧而产生的燃烧气体进行旋转。