CN107076027B - 燃烧器以及燃气轮机 - Google Patents

Abstract

燃烧器包括：尾筒，其是筒状的构件，在一端部具有燃烧气体的入口，且在另一端部具有所述燃烧气体的出口，所述尾筒使从所述入口流入的燃烧气体从所述出口流出而导向涡轮；冷却介质导入部，其设置在所述尾筒的所述出口侧的外周部，用于导入冷却介质；冷却介质入口，其将所述冷却介质向所述冷却介质导入部导入；冷却部，其从所述尾筒的所述出口朝向所述入口地设置，与所述冷却介质导入部连接，使来自所述冷却介质导入部的所述冷却介质从所述出口朝向所述入口地通过；分支部，其设置在包括距所述冷却介质入口最远的部分在内的所述尾筒的周向上的规定区域，使所述冷却介质导入部内的所述冷却介质的一部分向所述冷却部流入。

Description

燃烧器以及燃气轮机

技术领域

本发明涉及用于燃气轮机的燃烧器以及具备该燃烧器的燃气轮机。

背景技术

燃气轮机的燃烧器在燃气轮机的运转中暴露于高温，因此使用空气或蒸气等气体作为冷却用介质来对该燃气轮机的燃烧器进行冷却。在这样的燃气轮机中，已知使用冷却介质来冷却燃烧器的燃烧筒的燃气轮机燃烧器(例如专利文献1)。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】日本特开2009-079483号公报

发明内容

【发明要解决的课题】

通常，燃烧器具备用于将燃烧气体向涡轮引导的尾筒。由于尾筒也暴露于高温，因此，在燃气轮机的运转中由冷却介质来冷却该尾筒。在将空气或蒸气等的气体用作冷却介质来冷却尾筒的情况下，有时会由于与其它部件的协调而导致将冷却介质向尾筒的冷却部导入的部分受限。在这样的情况下，冷却介质对尾筒进行冷却的冷却能力可能会降低。

本发明的目的在于，在利用冷却用介质来冷却燃气轮机的燃烧器所具备的尾筒的情况下抑制冷却能力的降低。

【用于解决课题的技术方案】

本发明提供一种燃烧器，其包括：尾筒，其是筒状的构件，在一端部具有燃烧气体的入口，且在另一端部具有所述燃烧气体的出口，所述尾筒使从所述入口流入的燃烧气体从所述出口流出而导向涡轮；冷却介质导入部，其设置在所述尾筒的所述出口侧的外周部的周向上的至少一部分，用于导入冷却介质；冷却介质入口，其设置于所述冷却介质导入部，用于将所述冷却介质向所述冷却介质导入部导入；冷却部，其从所述尾筒的所述出口朝向所述入口地设置于到规定位置为止的范围内，与所述冷却介质导入部连接，使来自所述冷却介质导入部的所述冷却介质从所述出口朝向所述入口地通过；分支部，其至少设置在包括距所述冷却介质入口最远的部分在内的所述尾筒的周向上的规定区域，使所述冷却介质导入部内的所述冷却介质的一部分在比所述冷却部与所述冷却介质导入部连接的连接部靠所述入口侧的位置处向所述冷却部流入。

该燃烧器通过使冷却介质导入部的冷却介质从分支部向冷却部的途中流动，由此能够使冷却介质的温度低而冷却能力高的冷却介质向由于距冷却介质入口远而冷却介质的温度上升致使冷却能力降低的部分流动。因此，能够抑制冷却能力降低的部分处的冷却能力的降低。其结果是，在利用冷却介质对燃气轮机的燃烧器所具备的尾筒进行冷却的情况下，能够抑制冷却能力的降低。

优选的是，所述分支部至少设置在所述尾筒的所述涡轮的旋转中心轴侧。冷却介质入口多设置在尾筒的径向外侧、即远离涡轮的旋转中心轴的部分。因此，尾筒的旋转中心轴侧与冷却介质入口相距的距离变大，存在冷却能力容易降低的可能性。通过分支部设置在尾筒的旋转中心轴侧，由此能够抑制尾筒的旋转中心轴侧的冷却能力的降低。

优选的是，所述冷却部使来自所述连接部的所述冷却介质与来自所述分支部的所述冷却介质分开通过。这样，容易控制通过分支部而在冷却部中流动的冷却介质的流量和通过连接部而在冷却部中流动的冷却介质的流量。

优选的是，所述冷却部使来自所述连接部的所述冷却介质与来自所述分支部的所述冷却介质在所述分支部混合而通过。这样，容易使在比冷却部的分支部靠下游侧的位置处流动的冷却介质的温度均匀，因此冷却效率得以提高。

优选的是，所述冷却介质导入部包括：使所述冷却介质从所述连接部向所述冷却部流动的第一冷却介质导入部；以及使所述冷却介质从所述分支部向所述冷却部流动的第二冷却介质导入部。这样，冷却介质导入部的设置的自由度得以提高。

优选的是，随着朝向所述尾筒的径向外侧而依序层叠有所述第二冷却介质导入部及所述第一冷却介质导入部。这样，由于能够减少第二冷却介质导入部与周围的高温的空气相接触的面积，因此能够抑制第二冷却介质导入部内的冷却介质的温度上升。

优选的是，所述冷却介质导入部在外表面具有隔热层。这样，隔热层能够减少从充满在机室外壳的内部的空气向冷却介质导入部内的冷却介质传递的热量，因此能够抑制冷却介质导入部内的冷却介质的温度上升。

优选的是，所述冷却介质导入部具有将导入所述冷却介质的部分包围的内壁、以及与所述内壁隔开规定间隔而设置在所述内壁的外侧的外壁。这样，内壁与外壁之间的空气层能够减少从充满在机室外壳的内部的空气向冷却介质导入部内的冷却介质传递的热量，因此能够抑制冷却介质导入部内的冷却介质的温度上升。

优选的是，所述冷却介质导入部具有多个所述冷却介质入口。这样，能够缩短从各冷却介质入口到距各冷却介质入口最远而变成温度最高的位置为止的距离，因此能够减少冷却介质流动至温度最高的位置期间所承受的热量。其结果是，能够更为有效地抑制温度最高的位置的温度上升。

本发明提供一种燃气轮机，其包括：压缩机；使由所述压缩机压缩后的空气与燃料燃烧而生成燃烧气体的前述的燃烧器；被供给来自所述燃烧器的所述燃烧气体而被驱动的涡轮。该燃气轮机由于具备前述的燃烧器，因此在利用冷却介质来冷却尾筒的情况下，能够抑制冷却能力的降低。

【发明效果】

本发明在利用冷却介质来冷却燃气轮机的燃烧器所具备的尾筒的情况下，能够抑制冷却能力的降低。

附图说明

图1是具有本实施方式涉及的燃烧器的燃气轮机的简要结构图。

图2是燃烧器的放大图。

图3是本实施方式涉及的燃烧器所具备的尾筒的剖视图。

图4是图3的A-A向视图。

图5是表示在尾筒的封闭部设置的套罩内的冷却介质的温度分布的图。

图6是表示本实施方式涉及的燃烧器所具备的尾筒的冷却部及套罩的局部剖视图。

图7是表示本实施方式涉及的燃烧器所具备的尾筒的冷却部及套罩的俯视图。

图8是图7的B-B向视图。

图9是表示第一变形例的其它例的图。

图10是表示本实施方式的第二变形例涉及的燃烧器所具备的尾筒的冷却部及套罩的局部剖视图。

图11是用于说明本实施方式的第三变形例涉及的套罩的图。

图12是用于说明本实施方式的第三变形例涉及的套罩的图。

图13是表示本实施方式的第四变形例涉及的尾筒的图。

具体实施方式

参照附图对用于实施本发明的方案(实施方式)详细进行说明。

图1是具有本实施方式涉及的燃烧器的燃气轮机的简要结构图。如图1所示，燃气轮机1从流体的流动方向的上游侧起依序具有压缩机11、燃气轮机用的燃烧器(以下，称为燃烧器)12、涡轮13以及排气室14。在涡轮13例如连结有发电机。燃气轮机具有能够以旋转中心轴L为中心进行旋转的转子(涡轮轴)24。

压缩机11具有取入空气的空气取入口15，在压缩机机室16内交替地配设有多个静叶片17和动叶片18。燃烧器12向由压缩机11压缩后的压缩空气(燃烧用空气)供给燃料，用喷烧器点火而使燃料与燃烧用空气的混合气燃烧，从而生成燃烧气体。涡轮13在涡轮机室20内从作为流体的燃烧气体的流动方向的上游朝向下游而交替地配设有多个静叶片21和动叶片22。

排气室14具有与涡轮13连续的排气扩散器23。转子24以贯通压缩机11、燃烧器12、涡轮13及排气室14的径向中心部的方式配置。转子24的压缩机11侧的端部由轴承部25支承为以旋转中心轴L为中心而旋转自如，转子24的排气室14侧的端部由轴承部26支承为以旋转中心轴L为中心而旋转自如。在转子24上固定有多个盘板并连结有各动叶片18、22。

在这样的燃气轮机1中，从压缩机11的空气取入口15取入的空气通过多个静叶片21和动叶片22而被压缩，成为高温、高压的压缩空气。就该压缩空气而言，在燃烧器12中相对于压缩空气供给规定的燃料而形成与燃料的混合气。该混合气在燃烧器12中燃烧而成为燃烧气体。在燃烧器12中生成的作为工作流体的高温、高压的燃烧气体通过涡轮13所具备的多个静叶片21和动叶片22而使转子24旋转。通过转子24进行旋转，由此驱动与转子24连结的发电机，而产生电力。通过转子24后的废气作为废气而被向大气排出。

图2是燃烧器的放大图。燃烧器12具有燃烧器壳体30。燃烧器壳体30具有配置在外筒31的内部的内筒32以及与内筒32的前端部连结的尾筒33，燃烧器壳体30沿着相对于旋转中心轴L倾斜的中心轴S而延伸。

外筒31与机室外壳27连结。内筒32的基端部由外筒31支承，内筒32以与外筒31隔开规定间隔的方式配置在外筒31的内侧。在内筒32的中心部沿着中心轴S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42。尾筒33的基端形成为圆筒状且与内筒32的前端连结。尾筒33随着朝向前端侧而截面积变小且弯曲地形成，并且朝向涡轮13的第一级静叶片21开口。尾筒33在内部具有燃烧室。

图3是本实施方式涉及的燃烧器所具备的尾筒的剖视图。图4是图3的A-A向视图。尾筒33是筒状的构件，在一端部具有燃烧气体G的入口33I，且在另一端部具有燃烧气体G的出口33E。尾筒33使从入口33I流入的燃烧气体G从出口33E流出，而导向图1所示的涡轮13。尾筒在作为工作流体的燃烧气体G的流动方向的上游侧、即入口33I侧的外周部设有吸音衬套36。将该部分称作吸音衬套部33L。随着从吸音衬套部33L的出口朝向燃烧气体G的流动方向下游侧、即出口33E侧，尾筒33的供燃烧气体G通过的通路的截面积逐渐变小。将该部分称作封闭部33C。供燃烧气体G通过的通路的截面积是指在与通过尾筒33内的燃烧气体的流动方向正交的平面上剖切尾筒33所得的截面的面积。将燃烧气体G的流动方向上的尾筒33的各截面的重心连结起来的轴线是尾筒33的中心轴Z。

尾筒33由冷却介质a冷却。在本实施方式中，冷却介质a为空气，但并不局限于此。冷却介质a例如可以是蒸气。尾筒33在封闭部33C具备冷却部CLP，且在吸音衬套部33L具备冷却部LLP。冷却部CLP及冷却部LLP均具有从尾筒33的出口33E侧朝向入口33I延伸的多个冷却介质通路，通过在多个冷却介质通路中流过冷却介质a，来冷却尾筒33。

封闭部33C的冷却部CLP在封闭部33C的周向整体上从尾筒33的出口33E朝向入口33I地设置在到规定位置为止的范围内。在本实施方式中，前述的规定位置是指吸音衬套部33L的终端、即封闭部33C的起始端(封闭部33C的距入口33I最近的部分)。在本实施方式中，封闭部33C的冷却部CLP供冷却介质a从尾筒33的出口33E侧朝向入口33I侧、即吸音衬套部33L流动，由此来冷却尾筒33的封闭部33C。在封闭部33C的冷却部CLP中流动而冷却了尾筒33后的冷却介质a从封闭部33C的入口33I侧向图2所示的机室外壳27内排出。

如图4所示，封闭部33C是通过将四个侧部33ST、33SI、33SS、33SS组合而成的外形大致为四棱柱的筒状的结构体。因此，将封闭部33C以与中心轴Z正交的平面剖切时得到的截面形状大致为扇形。侧部33SI配置在图1所示的燃气轮机1的旋转中心轴L侧。侧部33ST与侧部33SI对置且配置在比侧部33SI远离旋转中心轴L的位置。两个侧部33SS与侧部33SS分别对置地配置，且将侧部33SI与侧部33ST连接起来。

为了表示封闭部33C的截面内的位置，而在规定前述的截面的、与尾筒33的中心轴Z正交的平面上定义X-Y坐标系来作为二维坐标系。该X-Y坐标系的原点为尾筒33的中心轴Z。考虑使用以X-Y坐标系的原点、即中心轴Z为基准的角度θ来表示封闭部33C的截面内的位置。这种情况下，将+Y方向设为0°，设定成从X-Y坐标系的第一象限朝向第四象限、第三象限及第二象限而角度θ增加。

在尾筒33的出口33E侧的外周部33os的周向上的至少一部分，作为将用于冷却尾筒33的冷却介质a导入的冷却介质导入部而设有套罩50。在本实施方式中，套罩50与尾筒33的封闭部33C的外周部33os且为出口33E邻接设置。如图4所示，套罩50设置在封闭部33C的外周部33os的整周上。即，套罩50设置在角度θ为0°～360°的范围内，但如上所述，套罩50只要设置在尾筒33的周向上的至少一部分即可。

在套罩50上设有用于向套罩50内导入冷却介质a的冷却介质入口51。在本实施方式中，冷却介质入口51设置在尾筒33的封闭部33C的侧部33ST侧、即图2所示的机室外壳27上。如图4所示，冷却介质入口51的位置成为角度θi。如图6所示，从冷却介质入口51向套罩50内导入的冷却介质a在从图3所示的尾筒33的入口33I侧向出口33E侧流动后，向封闭部33C的冷却部CLP内流入，在朝向图3所示的吸音衬套部33L流动的过程中冷却封闭部33C。由于与燃气轮机1所具备的其它部件的协调，而没有在尾筒33的出口33E侧的端面上设置冷却介质入口51。因此，冷却介质入口51没有设置在尾筒33的出口33E侧，而是设置在入口33I侧。

在本实施方式中，将冷却介质a向套罩50内导入的冷却介质入口51设置在封闭部33C的周向上的一处。因此，在考虑到封闭部33C的周向整体的情况下，存在距冷却介质入口51近的部分和远的部分。距冷却介质入口51最远的部分是与冷却介质入口51相距的角度θ为180°的部分HT。部分HT的位置处于角度θc，θc≈θi+180°。

通常，冷却介质a的温度比如下空气的温度低，该空气是指充满在向封闭部33C的冷却部CLP供给冷却介质a的套罩50的周围且充满在机室外壳27的内部34(参照图2)的空气。因此，从机室外壳27的内部34的空气向套罩50侧传热，套罩50内的冷却介质a的温度上升。于是，在距冷却介质入口51近的部分，能够使用温度低而冷却能力高的冷却介质a，相对于此，在距冷却介质入口51远的部分，仅能使用温度高而冷却能力低的冷却介质a。

图5是表示在尾筒的封闭部设置的套罩内的冷却介质的温度分布的图。图5的纵轴表示温度T，横轴表示角度θ。如前所述，冷却介质入口51仅为一处，因此套罩50内的冷却介质a如图5所示那样在冷却介质入口51处温度最低，随着距冷却介质入口51的距离变远而温度上升。冷却介质a的温度在距冷却介质入口51最远的部分HT(θ≈θc)处变得最高。

这样，套罩50内的冷却介质a由于与冷却介质入口51之间的位置关系的不同而温度不同，因此从套罩50向冷却部CLP流入的冷却介质a由于与套罩50的冷却介质入口51之间的位置关系的不同而在冷却能力上产生偏差。冷却介质a的冷却能力尤其是在距冷却介质入口51远的部分(部分HT的附近)处降低。

另外，通常，向尾筒33的冷却部CLP流入的冷却介质a在冷却部CLP中流动的过程中冷却尾筒33而温度上升。因此，在尾筒33中，本例中在封闭部33C的中心轴Z方向上，冷却介质a的温度在从冷却部CLP放出冷却介质a的出口附近的部分HE处变得最高。

尾筒33在由与中心轴Z正交的平面剖切所得的截面上，距冷却介质入口51远的部分(最远的部分HT的附近)变成最高温，在中心轴Z方向上，冷却部CLP的出口附近的部分HE变成最高温。因此，尾筒33多由截面上的最远的部分HT、中心轴Z方向上的冷却部CLP的出口附近的部分HE处的冷却能力来决定寿命。因此，只要能改善尾筒33的截面上的部分HT、中心轴Z方向上的部分HE处的冷却能力，就能延长燃烧器12、更具体而言尾筒33的寿命，并且能够减少冷却介质a的流量，从而提高燃气轮机1的性能。

图6是表示本实施方式涉及的燃烧器所具备的尾筒的冷却部及套罩的局部剖视图。图7是表示本实施方式涉及的燃烧器所具备的尾筒的冷却部及套罩的俯视图。图8是图7的B-B向视图。在本实施方式中，为了改善尾筒33的截面上的部分HT、中心轴Z方向上的部分HE处的冷却能力，设置使套罩50内的冷却介质a在比冷却部CLP与套罩50的连接部52靠尾筒33的入口33I侧的位置向冷却部CLP流入的分支部53。通过该分支部53，能够在冷却介质a的温度上升而冷却能力降低了的部分HE以及部分HT处流动冷却介质a的温度低且冷却能力高的冷却介质a。其结果是，能够抑制部分HE以及部分HT处的冷却能力的降低，因此能够减少冷却介质a流量而实现性能提高，并且能够抑制尾筒33的温度上升而实现寿命增加。接着，对套罩50、冷却部CLP及分支部53的结构更为详细地进行说明。

如图6及图7所示，尾筒33的封闭部33C所具备的冷却部CLP在内壁33WI与外壁33WE之间分别具有多个供冷却介质a通过的通路55A、通路55B及通路55C。以下，将通路55A适当称作第一通路55A，将通路55B适当称作第二通路55B，将通路55C适当称作第三通路55C。如图6及图7所示，第一通路55A、第二通路55B及第三通路55C沿着尾筒33的中心轴Z的方向延伸。第一通路55A设置在尾筒33的出口33E侧，第二通路55B及第三通路55C设置在图3所示的尾筒33的入口33I。

在本实施方式中，第一通路55A的截面形状如图8所示那样为圆形。第二通路55B及第三通路55C的截面形状也与第一通路55A同样为圆形。第一通路55A、第二通路55B及第三通路55C的截面形状并不局限于圆形，例如可以为矩形等。

第一通路55A在连接部52处与套罩50连接，而使得套罩50内的冷却介质a流入。多个第二通路55B及第三通路55C设置在图3所示的尾筒33的入口33I侧。第二通路55B的第一通路55A侧由闭塞构件57闭塞。第三通路55C的第一通路55A侧开放。在多个第一通路55A与多个第二通路55B及第三通路55C之间，沿着封闭部33C的周向设有间隙56。

通过这样的结构，从套罩50通过连接部52而向第一通路55A流入的冷却介质a在从第一通路55A流出后向间隙56流入，之后从间隙56向第三通路55C流入。冷却介质a在通过第一通路55A及第三通路55C的过程中冷却尾筒33的封闭部33C。

如图6及图7所示，分支部53设置在尾筒33的外壁33WE，且设置在第二通路55B的位置。在本实施方式中，分支部53是贯通外壁33WE而将套罩50的内部与第二通路55B连通的贯通孔。分支部53设置在比连接部52靠图3所示的尾筒33的入口33I侧的位置。通过这样的结构，分支部53能够使比连接部52靠冷却介质a的流动方向的上游侧的冷却介质a在比连接部52靠上游侧的位置向第二通路55B流入。

向第二通路55B流入后的冷却介质a在通过第二通路55B的过程中冷却尾筒33的封闭部33C。通过第二通路55B及第三通路55C后的冷却介质a从设置在尾筒33的封闭部33C的外壁33WE上的冷却介质出口54向图2所示的机室外壳27的内部34内流出。冷却介质出口54设置于在第二通路55B及第三通路55C内流动的冷却介质a的流动方向下游侧、即图3所示的尾筒33的入口33I侧。

分支部53使套罩50内的冷却介质a的一部分在比连接部52靠尾筒33的入口33I侧的位置向冷却部CLP的第二通路55B流入。因此，分支部53能够使温度低且冷却能力高的冷却介质a从第二通路55B向尾筒33的成为最高温度的部分(图3所示的部分HE以及图4所示的部分HT，以下适当称作最高温度部)流动。其结果是，分支部53能够抑制最高温度部的冷却能力的降低。

分支部53能够减少与尾筒33的温度相比比较有富余的、尾筒33的出口33E侧的冷却介质a的流量，使得尾筒33(具体而言封闭部33C)整体的温度均匀化。因此，能够抑制冷却介质a的过度的温度上升，因而能够减少冷却介质a的流量，从而提高燃气轮机1的性能。若使冷却介质a的流量与不设置分支部53的情况相同，则能够抑制尾筒33整体的温度上升，因此能够实现尾筒33的寿命增加。尾筒33仅是使套罩50内的冷却介质a从分支部53向第二通路55B流动，并未变更冷却部CLP所具有的第一通路55A、第二通路55B及第三通路55C的形状。因此，冷却部CLP内的压力损失不会增加，因而能够抑制具备该冷却部CLP的燃气轮机1的性能降低。

优选的是，分支部53至少设置在包括距套罩50的冷却介质入口51最远的部分即最高温度部在内的、尾筒33的周向上的规定区域。在本实施方式中，尾筒33的封闭部33C的最高温度部存在于图4所示的旋转中心轴L侧的侧部33SI。因此，分支部53至少设于在侧部33SI设置的冷却部CLP。这样，能够将分支部53设为必要最小限度，因此能够抑制与尾筒33的温度相比比较有富余的、尾筒33的出口33E侧的冷却介质a的流量的减少量。

分支部53也可以设于封闭部33C的周向整体、即所有的侧部33SI、33SI、33SS、33SS。若要在其中某一个侧部上设置分支部53的话，则优选是包括最高温度部的侧部33SI。

在不设置分支部53的情况下，不设置图6所示的第二通路55B所具备的闭塞构件57。这种情况下，也可以连间隙56都不设置，而形成为第一通路55A与第二通路55B及第三通路55C连续而成的一体的通路。

若变更分支部53的数量及尺寸中的至少一方，则冷却介质a通过分支部53的面积(以下，适当称作分支部面积)被变更。通过变更分支部面积，由此变更通过分支部53的冷却介质a的流量，因此尾筒33的出口33E侧的冷却介质a的流量的减少量也被变更。这样，通过变更分支部53的数量及尺寸中的至少一方，由此能够变更在第二通路55B中流动的冷却介质a的流量与在第一通路55A中流动的冷却介质a的流量的比率。通过根据燃气轮机1的规格等来变更分支部53的数量及尺寸中的至少一方，由此能够使在第二通路55B中流动的冷却介质a的流量和在第一通路55A中流动的冷却介质a的流量适当，从而适当地冷却尾筒33整体。

分支部53也可以集中设置在尾筒33的周向上的欲冷却尾筒33的部分、即图4所示的部分HT。另外，也可以将在尾筒33的周向上的欲冷却尾筒33的部分设置的分支部53形成得比其它部分大，或者增多每单位面积的分支部53的数量。这样，能够向最高温度部可靠且充分地供给冷却能力高的温度低的冷却介质a，因此能够可靠且有效地冷却最高温度部。分支部53也可以在尾筒33的中心轴Z方向上设于多处。

在第二通路55B和第三通路55C这两方交替设置的部分，第二通路55B仅使从分支部53流入的冷却介质a通过，第三通路55C使从连接部52向第一通路55A流入、且从第一通路55A流出来的冷却介质a通过。即，冷却部CLP使从连接部52向第一通路55A流入的冷却介质a与从分支部53向第二通路55B流入的冷却介质a分开通过。这样，容易控制通过第一通路55A的冷却介质a的流量和通过第二通路55B的冷却介质a的流量。

(第一变形例)

冷却部CLP使向第一通路55A流入的冷却介质a与向第二通路55B流入的冷却介质a分开通过，但也可以使来自连接部52的冷却介质a与来自分支部53的冷却介质a在分支部53混合而通过。这种情况下，第二通路55B不具有图6及图7所示的闭塞构件57。通过这样的结构，从与第二通路55B对置的位置处的第一通路55A流出的冷却介质a向第二通路55B流入。冷却介质a从分支部53向第二通路55B流入。因此，从第一通路55A流入的冷却介质a与从分支部53流入的冷却介质a在分支部53的位置处混合，而后通过第二通路55B。

图9是表示第一变形例的其它例的图。图9所示的冷却部CLPa具有第一通路55Aa和第二通路55Ba。所有的第二通路55Ba的与第一通路55Aa的出口对置的部分均开口。第一通路55Aa的出口55AEa与第二通路55Ba的入口55BIa隔着间隙56对置。通过这样的结构，从连接部52向第一通路55A流入而后从出口55AEa向间隙56流出的冷却介质a自所有的第二通路55Ba的入口55BIa流入。

冷却部CLPa在与间隙56对置的位置具有分支部53a。分支部53a使冷却介质a的一部分从图6所示的套罩50向间隙56流出。来自分支部53a的冷却介质a在分支部53a的位置处与来自第一通路55A的冷却介质a混合，而后从第二通路55Ba的入口55BIa向第二通路55Ba流入。

就冷却部CLPa而言，也可以取代在与间隙56对置的位置设置分支部53a，而以跨越相邻的第二通路55Ba、55Ba的方式设置分支部53b。这样，从分支部53b向第二通路55Ba流入的冷却介质a在分支部53b的位置处与通过了第一通路55Aa的冷却介质a混合，而后通过第二通路55Ba。在以跨越相邻的第二通路55Ba、55Ba的方式设置分支部53b的情况下，也可以不设置间隙56而使第一通路55Aa与第二通路55Ba连续。

在本变形例中，使来自连接部52的冷却介质a与来自分支部53、53a、53b的冷却介质a在分支部53、53a、53b混合而通过冷却部CLP、CLPa。这种情况下，由于不需要使来自连接部52的冷却介质a与来自分支部53、53a、53b的冷却介质a分开，因此能够简化冷却部CLP、CLPa的结构。另外，通过使来自连接部52的冷却介质a与来自分支部53、53a、53b的冷却介质a在分支部53、53a、53b混合，由此容易使冷却介质a的温度变得均匀。若冷却介质a的温度变得均匀，则具有冷却效率提高这样的优点。

(第二变形例)

图10是表示本实施方式的第二变形例涉及的燃烧器所具备的尾筒的冷却部及套罩的局部剖视图。在尾筒33c的封闭部33Cc设置的套罩50c具有作为第一冷却介质导入部的第一套罩50c1以及作为第二冷却介质导入部的第二套罩50c2。其它结构与图6所示的本实施方式涉及的套罩50同样。冷却部CLPc及分支部53c的结构可以适用前述的本实施方式或其第一变形例的结构。

第一套罩50c1使冷却介质a从连接部52c向冷却部CLPc流动。第二套罩50c2使冷却介质a从分支部53c向冷却部CLPc流动。第一套罩50c1与第二套罩50c2相邻设置。在第一套罩50c1与第二套罩50c2之间设有划分这两者的分隔部58。在分隔部58设有贯通该分隔部58而将第一套罩50c1与第二套罩50c2连通的冷却介质通路58H。

在第一套罩50c1设有冷却介质入口51c。从冷却介质入口51c导入的冷却介质a向第一套罩50c1内流入，一部分通过连接部52c而向第一通路55A流入，一部分通过冷却介质通路58H而向第二套罩50c2内流入。

第二套罩50c2设置在尾筒33c的封闭部33Cc的外壁33WEc上。在外壁33WEc的被第二套罩50c2包围的部分设置分支部53c。分支部53c贯通外壁33WEc而将第二通路55B与第二套罩50c2连通。第二套罩50c2内的冷却介质a通过分支部53c而向第二通路55B内流入。

如图10所示，随着朝向尾筒33c的径向外侧而依序层叠有第二套罩50c2及第一套罩50c1。就第一套罩50c1而言，尾筒33c的径向外侧的表面以及和尾筒33的中心轴Z正交的侧面与充满在图2所示的机室外壳27的内部34的空气接触。相对于此，就第二套罩50c2而言，仅和尾筒33的中心轴Z正交的侧面与充满在机室外壳27的内部34的空气接触。因此，第二套罩50c2与充满在机室外壳27的内部34的空气相接触的面积比第一套罩50c1小。其结果是，第二套罩50c2内的冷却介质a比第一套罩50c1内的冷却介质a更能抑制温度的上升。

本变形例中，能够从第二套罩50c2经由分支部53c将比第一套罩50c1内的冷却介质a温度低的冷却介质a向冷却部CLPc供给。因此，套罩50c、分支部53c及冷却部CLPc能够将冷却能力高且温度低的冷却介质a向最高温度部供给，从而更为有效地冷却最高温度部。

在本变形例中，随着朝向尾筒33c的径向外侧而依序层叠有第一套罩50c1及第二套罩50c2，但也可以将第一套罩50c1设置在尾筒33c的出口33E侧，且将第二套罩50c设置在冷却介质出口54侧。这种情况下，可以向第一套罩50c1和第二套罩50c2分别供给冷却介质a，也可以将第一套罩50c1与第二套罩50c2例如用配管连接，而向两者中的任一方供给冷却介质a，由此能够向两方供给冷却介质a。

在本实施方式中，套罩50c被分割为第一套罩50c1和第二套罩50c2这两个套罩，但套罩50c被分割的数量并不限定于此。另外，在由于与其它部件的协调而难以进行套罩50c向尾筒33的设置的情况下，通过将套罩分割为多个，而能够提高设置的自由度。

(第三变形例)

图11及图12是用于说明本实施方式的第三变形例涉及的套罩的图。图11所示的套罩50d在外表面50ds具有隔热层59。隔热层59例如为陶瓷的被覆层。这样，能够减少从充满在图2所示的机室外壳27的内部34的空气向套罩50d内的冷却介质a传递的热量，因此能够抑制套罩50d内的冷却介质a的温度上升。其结果是，套罩50d能够将冷却能力高且温度低的冷却介质a向最高温度部供给，而更为有效地冷却最高温度部。

图12所示的套罩50e具有将导入冷却介质a的部分50ei包围的内壁50e1、以及与内壁50e1隔开规定间隔而设置在内壁50e1的外侧的外壁50e2。通过这样的结构，套罩50e在内壁50e1与外壁50e2之间形成空气层AR。空气层AR作为绝热层而发挥功能。因此，空气层AR能够减少从充满在图2所示的机室外壳27的内部34的空气向套罩50e内的冷却介质a传递的热量，因此能够抑制套罩50e内的冷却介质a的温度上升。其结果是，套罩50e能够将冷却能力高且温度低的冷却介质a向最高温度部供给，而更为有效地冷却最高温度部。

进而，也可以增大图6所示的套罩50的壁厚。这样，也能够减少从充满在图2所示的机室外壳27的内部34的空气向套罩50内的冷却介质传递的热量，因此能够抑制套罩50内的冷却介质a的温度上升。

(第四变形例)

图13是表示本实施方式的第二变形例涉及的尾筒的图。图13表示与图3的A-A向视图相当的尾筒33f的部分。该尾筒33f的封闭部33Cf具有多个(在本变形例中为两个，但并不局限于此)冷却介质入口51f1、51f2，这一点与图4所示的尾筒33的封闭部33C不同。其它结构与图4所示的尾筒33的封闭部33C同样。

两个冷却介质入口51f1、51f2与侧部33SI对置，并且，两个冷却介质入口51f1、51f2沿着尾筒33f的封闭部33Cf的周向而隔开规定间隔地设置在侧部33ST上，侧部33ST配置在比侧部33SI远离旋转中心轴L的位置上。在本实施方式中，两个冷却介质入口51f1、51f2隔着Y轴而分别设置在角度θi的位置。即，从Y轴到各冷却介质入口51f1、51f2的距离相同。

从冷却介质入口51f1流入的冷却介质a中，一部分朝向离开冷却介质入口51f2的方向而沿着一方的侧部33SS及侧部33SI流动，其余的冷却介质朝向接近冷却介质入口51f2的方向而沿着侧部33ST流动。从冷却介质入口51f2流入的冷却介质a中，一部分朝向离开冷却介质入口51f1的方向而沿着另一方的侧部33SS及侧部33SI流动，其余的冷却介质朝向接近冷却介质入口51f1的方向而沿着侧部33ST流动。

从冷却介质入口51f1流入且沿着一方的侧部33SS流动的冷却介质a与从冷却介质入口51f2流入且沿着另一方的侧部33SS流动的冷却介质a在侧部33SI的中央部附近合流。在本变形例中，距各冷却介质入口51f1、51f2最远的部分HT为从冷却介质入口51f1、51f2这两者流入的冷却介质a进行合流的部分，该部分的温度变得最高。

就尾筒33f的封闭部33Cf而言，从冷却介质入口51f1、51f2到距冷却介质入口51f1、51f2最远的部分HT的距离比图4所示的尾筒33的封闭部33C小。因此，从冷却介质入口51f1、51f2流入的冷却介质a到达最远的部分HT为止所承受的热量比图4所示的尾筒33的封闭部33C小。即，从冷却介质入口51f1、51f2流入的冷却介质a到达了最远的部分HT时的温度上升比图4所示的尾筒33的封闭部33C小。其结果是，具有多个冷却介质入口51f1、51f2的尾筒33f的封闭部33Cf能够更为有效地抑制距冷却介质入口51f1、51f2最远的部分HT的温度上升。

以上，对本实施方式及其变形例进行了说明，但本实施方式及其变形例并不受前述的内容的限定。另外，前述的本实施方式及其变形例的构成要素包含本领域技术人员能够容易地想到的构成要素、实质上相同的构成要素这样的均等范围内的构成要素。进而，前述的构成要素可以适当组合。另外，可以在不脱离本实施方式及其变形例的主旨的范围内进行构成要素的各种省略、置换及变更。

附图标记说明

1 燃气轮机

11 压缩机

12 燃烧器

13 涡轮

14 排气室

15 空气取入口

16 压缩机机室

17、21 静叶片

18、22 动叶片

20 涡轮机室

23 排气扩散器

24 转子

25、26 轴承部

27 机室外壳

30 燃烧器壳体

31 外筒

32 内筒

33、33f 尾筒

33C、33Cc、33Cf 封闭部

33L 吸音衬套部

33WE、33WEc 外壁

33E 出口

33ST、33SI、33SS 侧部

33WI 内壁

33I 入口

33、33c 尾筒

33os 外周部

34 内部

36 吸音衬套

40 导引喷烧器

42 主喷烧器

50、50c 套罩(冷却介质导入部)

50c1 第一套罩(第一冷却介质导入部)

50c2 第二套罩(第二冷却介质导入部)

50ds 外表面

50e2 外壁

50e1 内壁

50ei 部分

51、51c、51f1、51f2 冷却介质入口

52、52c 连接部

53、53a、53b 分支部

54 冷却介质出口

55AEa 出口

55A、55Aa 第一通路

55B、55Ba 第二通路

55C 第三通路

55BIa 入口

56 间隙

57 闭塞构件

58 分隔部

58H 冷却介质通路

59 隔热层

a 冷却介质

AR 空气层

CLP、CLPa、CLPc、LLP 冷却部

G 燃烧气体

HE、HT 部分

L 旋转中心轴

S、Z 中心轴

θ、θc、θi 角度

Claims (9)

1.一种燃烧器，其包括：

尾筒，其是筒状的构件，在一端部具有燃烧气体的入口，且在另一端部具有所述燃烧气体的出口，所述尾筒使从所述入口流入的燃烧气体从所述出口流出而导向涡轮；

冷却介质导入部，其设置在所述尾筒的所述出口侧的外周部的周向上的至少一部分，用于导入冷却介质；

冷却介质入口，其设置于所述冷却介质导入部，用于将所述冷却介质向所述冷却介质导入部导入；

冷却部，其从所述尾筒的所述出口朝向所述入口地设置于到规定位置为止的范围内，与所述冷却介质导入部连接，使来自所述冷却介质导入部的所述冷却介质从所述出口朝向所述入口地通过；

分支部，其至少设置在包括距所述冷却介质入口最远的部分在内的所述尾筒的周向上的规定区域，使所述冷却介质导入部内的所述冷却介质的一部分在比所述冷却部与所述冷却介质导入部连接的连接部靠所述入口侧的位置处向所述冷却部流入，

所述分支部至少设置在所述尾筒的所述涡轮的旋转中心轴侧。

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，

所述冷却部使来自所述连接部的所述冷却介质与来自所述分支部的所述冷却介质分开通过。

3.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，

所述冷却部使来自所述连接部的所述冷却介质与来自所述分支部的所述冷却介质混合而通过。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其中，

所述冷却介质导入部包括：使所述冷却介质从所述连接部向所述冷却部流动的第一冷却介质导入部；以及使所述冷却介质从所述分支部向所述冷却部流动的第二冷却介质导入部。

5.根据权利要求4所述的燃烧器，其中，

随着朝向所述尾筒的径向外侧而依序层叠有所述第二冷却介质导入部及所述第一冷却介质导入部。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其中，

所述冷却介质导入部在外表面具有隔热层。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其中，

所述冷却介质导入部具有将导入所述冷却介质的部分包围的内壁以及与所述内壁隔开规定间隔而设置在所述内壁的外侧的外壁。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其中，

所述冷却介质导入部具有多个所述冷却介质入口。

9.一种燃气轮机，其包括：

压缩机；

权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其使由所述压缩机压缩后的空气与燃料燃烧而生成燃烧气体；

涡轮，其被供给来自所述燃烧器的所述燃烧气体而被驱动。