CN108350809A - 燃烧用筒、燃气轮机燃烧器以及燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

在燃烧用筒、燃气轮机燃烧器以及燃气轮机中，设定：冷却部的外侧区域，相对于基准线(L1)位于外侧的区域；以及冷却部的内侧区域，相对于基准线(L1)位于内侧的区域，其中，该基准线(L1)是与燃气轮机(10)的径向以及轴向垂直的直线且穿过燃烧器内(42)的中心，设定燃烧器内筒(42)的外表面的沿着轴向的延长线与燃烧器尾筒(43)的内表面的交点(D)处的连接角度(α)，设定：第一区域(θ1、θ2)，设定于外侧区域或内侧区域的任一区域的靠近基准线(L1)的位置；以及第二区域(θ3、θ4)，设定于比第一区域(θ1、θ2)远离基准线(L1)的位置且连接角度(α)比第一区域(θ1、θ2)大，第二区域(θ3、θ4)设定为冷却介质的流通量比第一区域(θ1、θ1)多。

Description

燃烧用筒、燃气轮机燃烧器以及燃气轮机
技术领域
本发明涉及一种燃烧用筒、在内筒的一端部的外侧经由间隙连结有尾筒的燃气轮机燃烧器、具备该燃气轮机燃烧器的燃气轮机。
背景技术
一般的燃气轮机由压缩机、燃烧器和涡轮机构成。然后，从空气引入口引入的空气通过压缩机被压缩而变成高温/高压的压缩空气，在燃烧器中对该压缩空气供给燃料并使其燃烧而获得高温/高压的燃烧气体(工作流体)，通过该燃烧气体对涡轮机进行驱动，并对连结于该涡轮机的发电机进行驱动。
这样构成的燃烧器由从压缩机导入压缩空气并生成燃烧气体的内筒和将所生成的燃烧气体向涡轮机引导的尾筒构成。然后，在该内筒和尾筒，内筒的下游侧的端部插入尾筒的上游侧的端部的内侧，弹簧构件以压缩状态夹装于其间隙。因此，内筒和尾筒通过该弹簧构件的弹力不可脱落地连接。
作为这种燃气轮机燃烧器，例如有下述专利文献1中记载的燃气轮机燃烧器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-312903号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述内筒和尾筒在径向具有级差地连结，所以内筒的燃烧气体流入尾筒时，从内筒的端部流入位于外侧的尾筒的端部侧，内筒的端部会高温化。因此，内筒采用用于冷却端部的冷却构造。再者，燃气轮机燃烧器在压缩机与涡轮机之间呈环状配置有多个，各尾筒的压缩机侧的端部呈圆筒状，但涡轮机侧的端部的一部分被施加拉深加工而呈矩形。因此，内筒与尾筒连结的位置处的连结形状在周向不同，恐怕会在周向的一部分无法充分冷却内筒的端部。
本发明是解决上述问题的发明，其目的在于，提供一种通过高效地冷却燃烧用筒来谋求可靠性的提高并且谋求延长使用寿命的燃烧用筒、燃气轮机燃烧器以及燃气轮机。
技术方案
用于达成上述目的的本发明的燃烧用筒是燃气轮机的燃烧用筒，所述燃气轮机的燃烧用筒在内部供压缩空气和燃料混合并燃烧，燃烧气体的流动方向的下游侧的端部经由沿着周向的径向间隙插入并连接于过渡连接件，通过设于与所述过渡连接件的连接部的冷却部的冷却介质进行冷却，所述燃烧用筒的特征在于，设定有：所述冷却部的外侧区域，相对于基准线位于比所述基准线靠近所述燃气轮机的径向的外侧的区域；以及所述冷却部的内侧区域，相对于所述基准线位于比所述基准线靠近所述燃气轮机的径向的内侧的区域，其中，所述基准线是与所述燃气轮机的径向以及轴向垂直的直线且穿过所述燃烧用筒的中心，设定有所述燃烧用筒的外表面的沿着轴向的延长线与所述过渡连接件的内表面的交点处的连接角度，设定有：第一区域，设定于所述外侧区域或所述内侧区域的任一区域的靠近所述基准线的位置；以及第二区域，设定于比所述第一区域远离所述基准线的位置且所述连接角度比所述第一区域大，所述第二区域设定为冷却介质的流通量比所述第一区域多。
因此，在燃烧用筒与过渡连接件的连接部设有通过冷却介质进行冷却的冷却部，因燃烧气体引起的燃烧用筒的端部的高温化通过冷却部的冷却介质得以抑制。此时，在连接角度大的第二区域中，燃烧用筒的端部容易因燃烧气体而高温化。因此，冷却部设定为：相对于连接角度小的第一区域的冷却介质的流通量，连接角度大的第二区域的冷却介质的流通量多。因此，无论过渡连接件的形状如何，都能够通过冷却介质来适当地冷却燃烧用筒的端部。其结果是，通过高效地冷却燃烧用筒，能够提高可靠性，并且能够谋求延长使用寿命。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述冷却部设定为：相对于所述第一区域的冷却介质的流通量，所述径向间隙比所述第一区域窄的所述第二区域的所述冷却介质的流通量多。
因此，对于径向间隙比所述第一区域窄且燃烧用筒的端部容易因燃烧气体而高温化的第二区域，冷却介质的流通量设定得多，所以无论过渡连接件的形状如何，都能够通过冷却介质来适当地冷却燃烧用筒的端部。
此外，本发明的燃烧用筒是燃气轮机的燃烧用筒，所述燃气轮机的燃烧用筒在内部供压缩空气和燃料混合并燃烧，燃烧气体的流动方向的下游侧的端部经由沿着周向的径向间隙插入并连接于过渡连接件，通过设于与所述过渡连接件的连接部的冷却部的冷却介质进行冷却，所述燃烧用筒的特征在于，设定有：所述冷却部的外侧区域，相对于基准线位于比所述基准线靠近所述燃气轮机的径向的外侧的区域；以及所述冷却部的内侧区域，相对于所述基准线位于比所述基准线靠近所述燃气轮机的径向的内侧的区域，其中，所述基准线是与所述燃气轮机的径向以及轴向垂直的直线且穿过所述燃烧用筒的中心，设定有：第一区域，设定于所述外侧区域或所述内侧区域的任一区域的靠近所述基准线的位置；以及第二区域，设定于比所述第一区域远离所述基准线的位置且所述径向间隙比所述第一区域窄，所述第二区域设定为冷却介质的流通量比所述第一区域多。
因此，在燃烧用筒与过渡连接件的连接部设有通过冷却介质进行冷却的冷却部，因燃烧气体引起的燃烧用筒的端部的高温化通过冷却部的冷却介质得以抑制。此时，在径向间隙比所述第一区域窄的第二区域中，燃烧用筒的端部容易因燃烧气体而高温化。因此，冷却部设定为：相对于径向间隙宽的第一区域的冷却介质的流通量，径向间隙比所述第一区域窄的第二区域的冷却介质的流通量多。因此，无论过渡连接件的形状如何，都能够通过冷却介质来适当地冷却燃烧用筒的端部。其结果是，通过高效地冷却燃烧用筒，能够提高可靠性，并且能够谋求延长使用寿命。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述连接部通过所述燃烧用筒的轴向的端部与所述过渡连接件的轴向的端部在径向重叠而构成，所述冷却部设于所述燃烧用筒的轴向的端部或所述过渡连接件的轴向的端部。
因此，通过在燃烧用筒的轴向的端部或过渡连接件的轴向的端部设置冷却部，能够通过冷却介质高效地冷却燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述冷却部在所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部，具有沿着燃烧气体的流动方向并且在周向隔开规定间隔设置的多个冷却通路，相对于所述第一区域的所述多个冷却通路的平均间隔，所述第二区域的所述多个冷却通路的平均间隔设定得小。
因此，通过将冷却部设为沿着燃烧气体的流动方向的多个冷却通路，能够谋求冷却部的简化，并且通过相对于第一区域的多个冷却通路的平均间隔，将第二区域的多个冷却通路的平均间隔设定得小，能够利用简单的构成来高效地冷却第二区域的燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述多个冷却通路的一端部在所述径向间隙开口，另一端部在所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端面开口。
因此，通过使多个冷却通路的一端部在径向间隙开口，使另一端部在燃烧用筒的端面开口，通过从外部引入的冷却介质来冷却燃烧用筒的端部后，排出至燃烧气体通路，由此能够抑制燃烧器效率的降低。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，设于所述第二区域的所述多个冷却通路具有：一端部在所述径向间隙开口的第一通路、一端部在所述燃烧用筒的所述端面开口的数量比所述第一通路多的第二通路、以及连通所述第一通路的另一端部与所述第二通路的另一端部的合流部。
因此，冷却介质从多个第一通路流入合流部而合流后，流经数量增加的第二通路并被排出，被高温化的燃烧用筒的端部的冷却面积增加，能够高效地冷却燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述过渡连接件的燃烧气体的流动方向的上游侧呈圆筒状，燃烧气体的流动方向的下游侧呈沿着所述燃气轮机的周向的第二边的长度比沿着燃气轮机的径向的第一边的长度长的矩形筒状，所述第一区域设于第一边侧，所述第二区域设于第二边侧。
因此，即使是从圆筒状变成矩形筒状的过渡连接件，也能够遍及整个圆周高效地冷却连接于该过渡连接件的燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述冷却部在所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部，具有沿着燃烧气体的流动方向并且在周向隔开规定间隔设置的多个冷却通路，周向的每单位长度的所述冷却通路的截面积设定为所述第二区域比所述第一区域大。
因此，通过第二区域的冷却通路的截面积设定为比第一区域的冷却通路的截面积大，能够利用简单的构成来高效地冷却第二区域的燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述外侧区域发定为构成所述第一区域的外侧第一区域和与所述外侧第一区域相比在所述燃气轮机的径向的外侧且构成所述第二区域的外侧第二区域，所述外侧第二区域设定为比所述外侧第一区域大。
因此，通过将外侧第二区域设定为比外侧第一区域大，能够高效地冷却外侧第二区域的燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述内侧区域设定为构成所述第一区域的内侧第一区域和与所述内侧第一区域相比在所述燃气轮机的径向的内侧且构成所述第二区域的内侧第二区域，所述内侧第二区域设定为比所述内侧第一区域小。
因此，通过将内侧第二区域设定为比内侧第一区域小，能够高效地冷却外侧第二区域的燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述外侧区域设定为构成所述第一区域的外侧第一区域和与所述外侧第一区域相比在所述燃气轮机的径向的外侧且构成所述第二区域的外侧第二区域，所述外侧第二区域设定为比所述外侧第一区域大，并且所述内侧区域设定为构成所述第一区域的内侧第一区域和与所述内侧第一区域相比在所述燃气轮机的径向的内侧且构成所述第二区域的内侧第二区域，所述外侧第二区域设定为比所述内侧第二区域大。
因此，通过将外侧第二区域设定为比内侧第二区域大，能够高效地冷却容易高温化的外侧第二区域。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述第一区域以及所述第二区域分别设定为相对于与所述基准线以及燃烧用筒的轴向垂直的第二基准线呈线对称。
因此，通过将第一区域以及第二区域设定为相对于第二基准线呈线对称，能够高平衡地冷却燃烧用筒。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述冷却部在所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部，具有沿着燃烧气体的流动方向并且在周向隔开规定间隔设置的多个冷却通路，所述外侧区域的所述冷却通路的数量设定为比所述内侧区域的所述冷却通路的数量多。
因此，通过将外侧区域的冷却通路的数量设定为比内侧区域的冷却通路的数量多，能够利用简单的构成来高效地冷却第二区域的燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述冷却部在所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部，具有沿着燃烧气体的流动方向并且在周向隔开规定间隔设置的多个冷却通路，所述第一区域的所述冷却通路的数量设定为比所述第二区域的所述冷却通路的数量少。
因此，通过将第一区域的冷却通路的数量设定为比第二区域的冷却通路的数量少，能够利用简单的构成来高效地冷却第二区域的燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述多个冷却通路的平均间隔在所述第一区域中设定为5.5mm～8.5mm，在所述第二区域中设定为2.0mm～5.0mm。
因此，通过在第一区域和第二区域中将多个冷却通路的平均间隔设定为最佳值，能够高效地冷却燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述外侧第一区域与所述外侧第二区域在所述燃烧用筒的周向邻接，所述外侧第一区域与所述外侧第二区域的边界位置设定在距所述基准线为15度～30度的范围。
因此，通过将外侧第一区域与外侧第二区域的边界位置设定在最佳位置，能够高效地冷却燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述内侧第一区域与所述内侧第二区域在所述燃烧用筒的周向邻接，所述内侧第一区域与所述内侧第二区域的边界位置设定在距所述基准线为60度～75度的范围。
因此，通过将内侧第一区域与内侧第二区域的边界位置设定在最佳位置，能够高效地冷却燃烧用筒的端部。
在本发明的燃烧用筒中，其特征在于，所述燃烧用筒与所述基准线交叉的位置处的连接角度设定为0度，所述外侧区域中的与所述第二基准线交叉的位置处的连接角度设定为12度～16度，所述内侧区域中的与所述第二基准线交叉的位置处的连接角度设定为8度～12度。
因此，通过将外侧区域中的与第二基准线交叉的位置处的连接角度和内侧区域中的与第二基准线交叉的位置处的连接角度设定在最佳位置，能够高效地冷却燃烧用筒的端部。
此外，本发明的燃气轮机燃烧器的特征在于，具备：所述燃烧用筒，在内部供压缩空气和燃料混合并燃烧；以及过渡连接件，供所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部经由沿着周向的径向间隙插入并连接。
因此，通过高效地冷却燃烧用筒，能够提高燃气轮机的可靠性，并且能够谋求延长使用寿命。
此外，本发明的燃气轮机的特征在于，具备：压缩机，对空气进行压缩；燃烧器，将由所述压缩机压缩的压缩空气和燃料混合并燃烧；以及涡轮机，通过由所述燃烧器生成的燃烧气体来获得旋转动力，其中，使用所述燃气轮机燃烧器来作为所述燃烧器。
因此，无论过渡连接件的形状如何，都能够通过冷却介质来适当地冷却燃烧用筒的端部，通过高效地冷却燃烧用筒，能够提高燃气轮机的可靠性，并且能够谋求延长使用寿命。
发明效果
根据本发明的燃烧用筒、燃气轮机燃烧器以及燃气轮机，通过高效地冷却燃烧用筒，能够提高可靠性，并且能够谋求延长使用寿命。
附图说明
图1是表示第1实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的剖面图。
图2是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图1的II-II剖面图。
图3是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图2的III-III剖面图。
图4是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图1的IV-IV剖面图。
图5是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图4的V-V剖面图。
图6是表示第1实施方式的燃气轮机的概略构成图。
图7是表示燃气轮机燃烧器的概略图。
图8是表示燃烧器尾筒的立体图。
图9是表示第2实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的剖面图。
图10是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图9的X-X剖面图。
图11是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图9的XI-XI剖面图。
图12是表示第3实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的剖面图。
图13是表示第3实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的改进例的剖面图。
图14是表示第4实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的燃烧用筒、燃气轮机燃烧器以及燃气轮机的优选实施方式进行详细说明。需要说明的是，本发明并不受该实施方式限定，此外，在具有多个实施方式的情况下，还包括组合各实施方式而构成的实施方式。
[第1实施方式]
图6是表示第1实施方式的燃气轮机的概略构成图，图7是表示燃气轮机燃烧器的概略图，图8是表示燃烧器尾筒的立体图。
在第1实施方式中，如图6所示，燃气轮机10由压缩机11、燃烧器12和涡轮机13构成。该燃气轮机10在同轴上连结有未图示的发电机，能够发电。
压缩机11具有引入空气的空气引入口20，在压缩机机室21内配设有入口导叶(IGV：Inlet Guide Vane)22，并且在前后方向(后述的转子32的轴向)交替配设有多个静叶23和动叶24而成，在其外侧设有抽气室25。燃烧器12通过对由压缩机11压缩的压缩空气供给燃料并点火而能够燃烧。涡轮机13在涡轮机机室26内在前后方向(后述的转子32的轴向)交替配设有多个静叶27和动叶28。在该涡轮机机室26的下游侧，经由排气机室29配设有排气室30，排气室30具有与涡轮机13连接的排气扩散器31。
此外，转子(旋转轴)32以贯通压缩机11、燃烧器12、涡轮机13、排气室30的中心部的方式设置。转子32的压缩机11侧的端部由轴承部33旋转自如地支承，另一方面，排气室30侧的端部由轴承部34旋转自如地支承。然后，该转子32在压缩机11重叠并固定有多个装接有各动叶24的盘，在涡轮机13重叠并固定有多个装接有各动叶28的盘，在排气室30侧的端部连结有未图示的发电机的驱动轴。
然后，该燃气轮机10的压缩机11的压缩机机室21由腿部35支承，涡轮机13的涡轮机机室26由腿部36支承，排气室30由腿部37支承。
因此，从压缩机11的空气引入口20引入的空气穿过入口导叶22、多个静叶23和动叶24被压缩而变成高温/高压的压缩空气。在燃烧器12中，对该压缩空气供给规定的燃料，进行燃烧。然后，由该燃烧器12生成的作为工作流体的高温/高压的燃烧气体穿过构成涡轮机13的多个静叶27和动叶28，由此对转子32进行驱动旋转，并对连结于该转子32的发电机进行驱动。另一方面，驱动了涡轮机13的燃烧气体作为废气被释放到大气中。
在上述燃烧器12中，如图7所示，燃烧器外筒41在内部隔开规定间隔支承有燃烧器内筒42，在该燃烧器内筒42的顶端部连结有燃烧器尾筒43并构成燃烧器壳体。燃烧器内筒42在内部的中心位置配置有引燃烧嘴44，并且在燃烧器内筒42的内周面以沿着周向包围引燃烧嘴44的方式配置有多个主烧嘴45。此外，燃烧器尾筒43连结有旁通管46，在该旁通管46设有旁通阀47。
若进行详细说明，则燃烧器外筒41在基端部装接有燃烧器内筒42的基端部，由此在两者之间形成有空气流路51。然后，燃烧器内筒42在内部的中心位置配置有引燃烧嘴44，在其周围配置有多个主烧嘴45。
引燃烧嘴44由支承于燃烧器内筒42的引燃锥52、配置于引燃锥52的内部的引燃喷嘴53和设于引燃喷嘴53的外周部的旋叶(旋流器叶片)54构成。此外，各主烧嘴45由烧嘴筒55、配置于烧嘴筒55的内部的主喷嘴56和设于主喷嘴56的外周部的旋叶(旋流器叶片)57构成。
此外，在燃烧器外筒41，未图示的引燃燃料管线连结于引燃喷嘴53的燃料口58，未图示的主燃烧管线连结于各主喷嘴56的燃料口59。
因此，当高温/高压的压缩空气的空气流流入空气流路51时，该压缩空气流入燃烧器内筒42内，在该燃烧器内筒42内，该压缩空气与从主烧嘴45喷射出的燃料混合，变成预混合气的回旋流。此外，压缩空气与从引燃烧嘴44喷射出的燃料混合，被未图示的火种点燃而进行燃烧，变成燃烧气体并喷出至燃烧器内筒42内。此时，燃烧气体的一部分以在燃烧器内筒42内带着火焰向周围扩散的方式而喷出，由此，从各主烧嘴45流入燃烧器内筒42内的预混合气被点燃而进行燃烧。即，通过从引燃烧嘴44喷射出的引燃燃料所产生的扩散火焰，能够进行用于稳定燃烧来自主烧嘴45的稀薄预混合燃料的火焰稳定。
再者，对于燃烧器尾筒43，如图8所示，平板被弯曲加工，并且端部之间被焊接(焊接部W)而形成为筒状。此时，燃烧器尾筒43的一端部侧被弯曲加工成圆筒状，另一方面，另一端部侧被弯曲加工以及拉深加工成矩形。因此，燃烧器尾筒43由圆筒部61、形状过渡部62和矩形筒部63构成，圆筒部61和矩形筒部63通过形状过渡部62平滑地连接。该燃烧器尾筒43在燃气轮机10(参照图6)的周向隔开规定间隔呈环状配置有多个。因此，各燃烧器尾筒43以燃烧气体G流经的轴中心O的顶端部靠近转子32(参照图6)的轴中心的方式倾斜配置。然后，矩形筒部63的开口通过沿着燃气轮机10的径向的第一边64a、64b和沿着燃气轮机10的周向的第二边65a、65b来形成，位于燃气轮机10的径向的外侧的第二边65a的周向长度比位于燃气轮机10的径向的内侧的第二边65b的长度长。
此外，如图7所示，燃烧器内筒42的燃烧气体G的流动方向的下游侧的端部71经由沿着周向的径向间隙插入燃烧器尾筒43的燃烧气体G的流动方向的上游侧的端部(圆筒部61)。然后，在燃烧器内筒42的端部71与燃烧器尾筒43的圆筒部61在径向重叠的位置的周向夹装有弹簧夹(弹簧构件)66，由此燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43被连接。
在此，对燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的连接部进行详细说明。图1是表示第1实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的剖面图，图2是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图1的II-II剖面图，图3是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图2的III-III剖面图，图4是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图1的IV-IV剖面图，图5是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图4的V-V剖面图。
如图1以及图2所示，燃烧器内筒42呈圆筒状，燃烧气体G的流动方向的下游侧的端部71的外径设定为比燃烧器尾筒43的燃烧气体G的流动方向的上游侧的端部、即圆筒部61的内径小的尺寸。该情况下，燃烧器内筒42的端部71经由沿着周向的径向间隙S插入燃烧器尾筒43的圆筒部61内，该燃烧器内筒42的端部71与燃烧器尾筒43的圆筒部61在径向重叠的区域为连接部C。然后，在燃烧器内筒42的端部71与燃烧器尾筒43的圆筒部61之间的径向间隙S配置有弹簧夹66。
燃烧器内筒42在端部71的外周面固定有能够弹性变形的板状的膨胀夹(baggyclip)67。该膨胀夹67呈燃烧气体G的流动方向的中间部向外侧突出的弯曲形状，并固定于端部71的外周面。该弹簧夹66发挥相对于燃烧器尾筒不可脱落地连接燃烧器内筒42的作用。该弹簧夹66是能够弹性变形的板簧构件，燃烧气体G的流动方向的下游侧的端部固定于燃烧器内筒42的圆筒部61的外周面，另一方面，燃烧气体G的流动方向的上游侧的端部从燃烧器内筒42的外周面翘起并夹持于膨胀夹67与圆筒部61的内表面之间。
该弹簧夹66和膨胀夹67遍及整个圆周地配置于燃烧器内筒42的外侧。然后，在燃烧器内筒42的端部71插入燃烧器尾筒43的圆筒部61的状态下，通过在燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43之间被压扁的膨胀夹67试图恢复成原来的形状的力，弹簧夹66被按压至燃烧器尾筒43的内周面。因此，会防止燃烧器内筒42从燃烧器尾筒43脱落。
然后，在第1实施方式中，如图1至图5所示，在燃烧器内筒(燃烧用筒)42与燃烧器尾筒(过渡连接件)43的连接部C设有通过作为冷却介质的压缩空气进行冷却的冷却部81、91。在本实施方式中，冷却部81、91设于燃烧器内筒42的端部71，相对于燃烧器尾筒43的形状过渡部62远离燃烧器内筒42的端部71的第一区域θ1、θ2中设置的第一冷却部81的压缩空气的流通量，燃烧器尾筒43的形状过渡部62接近燃烧器内筒42的端部71的第二区域θ3、θ4中设置的第二冷却部91的压缩空气的流通量设定得多。
如前所述，燃烧器尾筒43的形状过渡部62以及矩形筒部63相对于圆筒部61呈拉深形状，因此，相对于燃烧器内筒42的端部71，燃烧器尾筒43的形状过渡部62的后端部向中心侧弯曲，设定有连接角度α，该连接角度α在周向不同。
即，如图2以及图4所示，将燃烧器内筒42的外表面以沿着轴向的方式朝向燃烧气体G的流动方向的下游侧呈直线状延长的延长线L在与燃烧器尾筒43的形状过渡部62内表面的交点(连接点D)抵接。此时，将交点(连接点D)处的延长线L与形状过渡部62内表面所成的角度规定为连接角度α。因此，在本实施方式中，相对于连接角度α小的第一区域θ1、θ2中设置的第一冷却部81的压缩空气的流通量，连接角度α大的第二区域θ3、θ4中设置的第二冷却部91的压缩空气的流通量设定得多。
在此，从燃烧器内筒42的后端至连接点D的距离在周向固定，在圆筒部61与形状过渡部62的连结弯曲部，位置在周向沿轴向不同。不过，可以在连结弯曲部使位置在周向沿轴向固定，使从燃烧器内筒42的后端至连接点D的距离在周向不同。此外，在燃烧器内筒42的外表面弯曲的情况下，后端的位置处的切线为延长线L，在燃烧器尾筒43的内表面弯曲的情况下，在燃烧器尾筒43的内表面的连接点D，内表面的切线与延长线L所成的角度为连接角度α。而且，在形状过渡部62不倾斜，延长线L不与形状过渡部62内表面交叉时，规定为连接角度α＝0。
如图1以及图4所示，在燃气轮机10的周向的两侧的第一区域θ1、θ2中，形状过渡部62的壁面的倾斜角度小，所以连接角度α2小。另一方面，如图1以及图2所示，在燃气轮机10的径向的外侧和内侧的第二区域θ3、θ4中，形状过渡部62的壁面的倾斜角度大，所以连接角度α1大。因此，在第二区域θ3、θ4中，流经燃烧器内筒42的燃烧气体G从端部71流入形状过渡部62的内侧，燃烧器内筒42的端部71高温化，恐怕会发生高温氧化减薄。因此，相对于连接角度α2小的第一区域θ1、θ2，需要高效地冷却连接角度α1大的第二区域θ3、θ4。
该情况下，第一冷却部81设于连接角度α2小的第一区域θ1、θ2，第二冷却部91设于连接角度α1大的第二区域θ3、θ4。此外，第一区域θ1、θ2设于第一边64a、64b(参照图8)侧，第二区域θ3、θ4设于第二边65a、65b(参照图8)侧。该情况下，第二边65a比第二边65b长，所以第二区域θ3的周向长度设定为比第二区域θ4的周向长度长。需要说明的是，第一边64a、64b侧的长度相同，所以第一区域θ1、θ2的周向长度设定为相同。需要说明的是，燃烧器尾筒43的焊接部W(参照图8)配置于第一区域θ2。
如图1、图4以及图5所示，第一冷却部81设于燃烧器内筒42的轴向的端部71、且第一区域θ1、θ2(第一边64a、64b侧)。第一冷却部81是在燃烧器内筒42的燃烧气体G的流动方向的下游侧的端部71，沿着燃烧气体G的流动方向并且在燃烧器内筒42的周向隔开规定间隔贯通设置的多个冷却通路。即，第一冷却部81由沿着燃烧器内筒42的轴向并且在周向隔开规定间隔形成的多个第一冷却通路82和沿着燃烧器内筒42的径向并且在周向隔开规定间隔形成的多个第一冷却孔83构成。第一冷却通路82的一端部与第一冷却孔83连通，另一端部在燃烧器内筒42的端面开口。第一冷却孔83在径向间隙S开口。
如图1至图3所示，第二冷却部91设于燃烧器内筒42的轴向的端部71、且第二区域θ3、θ4(第二边65a、65b侧)。第二冷却部91是在燃烧器内筒42的燃烧气体G的流动方向的下游侧的端部71，沿着燃烧气体G的流动方向并且在燃烧器内筒42的周向隔开规定间隔贯通设置的多个冷却通路。即，第二冷却部91由沿着燃烧器内筒42的轴向并且在周向隔开规定间隔形成的多个第一通路92以及第二通路93、沿着燃烧器内筒42的周向连通第一通路92和第二通路93的合流部94、以及沿着燃烧器内筒42的径向并且在周向隔开规定间隔形成的多个第二冷却孔95构成。在此，由第一通路92、第二通路93和合流部94构成第二冷却通路。第一通路92的一端部与第二冷却孔95连通，另一端部与合流部94连通。第二通路93的一端部与合流部94连通，另一端部在燃烧器内筒42的端面开口。第二冷却孔95在径向间隙S开口。
然后，如图5所示，第一冷却部81的多个第一冷却通路82在周向以规定的间距(间隔)P1配置。另一方面，如图3所示，第二冷却部91的多个第一通路92在周向以规定的间距(间隔)P1配置，多个第二通路93在周向以规定的间距(间隔)P2配置。在此，第一冷却部81的第一冷却通路82的间距P1和第二冷却部91的第一通路92的间距P1设定为相同的间距。另一方面，相对于第一冷却通路82以及第一通路92的间距P1，第二冷却部91的第二通路93的间距(间隔)P2设定得小(P1＞P2)，由此第二通路93的条数多。需要说明的是，第一冷却通路82、第一通路92和第二通路93的内径为相同的内径。
因此，第一冷却部81以及第二冷却部91在燃烧器内筒42的板厚度内贯通设置，所以相对于连接角度α2小的第一区域θ1、θ2中设置的第一冷却部81(第一冷却通路82)的压缩空气的总通路面积，连接角度α1大的第二区域θ3、θ4中设置的第二冷却部91(第二通路93)的压缩空气的总通路面积大。其结果是，相对于连接角度α2小的第一区域θ1、θ2中设置的第一冷却部81的压缩空气的流通量，连接角度α1大的第二区域θ3、θ4中设置的第二冷却部91的压缩空气的流通量多。
如此，如图2以及图4所示，由压缩机11压缩的压缩空气的一部分穿过弹簧夹66的间隙而被导入径向间隙S。在第一冷却部81中，径向间隙S的压缩空气从各第一冷却孔83导入各第一冷却通路82，在各第一冷却通路82内流动，由此来冷却燃烧器内筒42的端部71的第一区域θ1、θ2。此外，在第二冷却部91中，径向间隙S的压缩空气从各第二冷却孔95导入各第一通路92，在合流部94合流。然后，压缩空气从合流部94导入各第二通路93，在该各第二通路93内流动，由此来冷却燃烧器内筒42的端部71的第二区域θ3、θ4。
在此，燃烧器尾筒43在第一区域θ1、θ2中连接角度α2小，在第二区域θ3、θ4中连接角度α1大，所以在第二区域θ3、θ4中，流经燃烧器内筒42的燃烧气体G从端部71流入形状过渡部62的内侧，该燃烧器内筒42的端部71容易高温化。但是，第二冷却部91与第一冷却部81相比，在各第二通路93中流动大量的压缩空气，所以能够高效地冷却容易高温化的燃烧器内筒42的端部71的第二区域θ3、θ4。
如此一来，在第1实施方式的燃气轮机燃烧器中，设置：燃烧器内筒42，在内部供压缩空气和燃料混合并燃烧；燃烧器尾筒43，供燃烧器内筒42的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部71经由沿着周向的径向间隙S插入并连接；以及冷却部81、91，设于燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的连接部C并通过压缩空气(冷却介质)进行冷却，相对于冷却连接角度α2小的第一区域θ1、θ2的第一冷却部81的压缩空气的流通量，将冷却连接角度α1大的第二区域θ3、θ4的第二冷却部91的压缩空气的流通量设定得多。
因此，在燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的连接部C设有通过压缩空气进行冷却的冷却部81、91，因燃烧气体引起的燃烧器内筒42的端部71的高温化通过冷却部81、91的压缩空气得以抑制。此时，在连接角度α1大的第二区域θ3、θ4中，燃烧器内筒42的端部71容易因燃烧气体而高温化。因此，相对于第一冷却部81的压缩空气的流通量，第二冷却部91的压缩空气的流通量多，所以无论燃烧器尾筒43的周向的形状如何，都能够通过压缩空气来适当地冷却燃烧器内筒42的端部71。其结果是，通过高效地冷却燃烧器内筒42，能够提高可靠性，并且能够降低维修成本、谋求延长使用寿命。
在第1实施方式的燃气轮机燃烧器中，连接部C通过燃烧器内筒42的端部71与燃烧器尾筒43的圆筒部61在径向重叠而构成，将冷却部81、91设于燃烧器内筒42的轴向的端部71。能够通过压缩空气高效地冷却燃烧器内筒42的端部71。
在第1实施方式的燃气轮机燃烧器中，设置在周向隔开规定间隔设置的多个第一冷却通路82来作为第一冷却部81，设置在周向隔开规定间隔设置的多个第一通路92来作为第二冷却部91，相对于多个第一冷却通路82的间距P1，将多个第二通路93的间距P2设定得小。因此，通过将冷却部81、91设为沿着燃烧气体的流动方向的多个通路82、92、93，能够谋求冷却部81、91的简化，此外，通过将第二通路93的间距P2设定为比第一冷却通路82的间距P1小，能够利用简单的构成来高效地冷却连接角度α1大的第二区域θ3、θ4中的燃烧器内筒42的端部71。
在第1实施方式的燃气轮机燃烧器中，使冷却部81、91的通路82、92、93的一端部在径向间隙S开口，使另一端部在燃烧器内筒42的燃烧气体的流动方向的下游侧的端面开口。因此，通过从外部引入的压缩空气来冷却燃烧器内筒42的端部71后，排出至燃烧气体通路，由此能够抑制燃烧器效率的降低。
在第1实施方式的燃气轮机燃烧器中，作为第二冷却部91，设置：一端部在径向间隙S开口的第二冷却孔95、一端部与第二冷却孔95连通的第一通路92、一端部在燃烧器内筒42的端面开口的数量比第一通路92多的第二通路93、以及连通第一通路92的另一端部与第二通路93的另一端部的合流部94。因此，压缩空气从多个第二冷却孔95通过第一通路92流入合流部94而合流后，流经数量增加的第二通路93并被排出，被高温化的燃烧器内筒42的端部71的冷却面积增加，能够高效地冷却燃烧器内筒42的端部71。
在第1实施方式的燃气轮机燃烧器中，燃烧器尾筒43由圆筒部61、形状过渡部62和矩形筒部63构成，第一区域θ1、θ2设于沿着径向的第一边64a、64b侧，第二区域θ3、θ4设于沿着周向的第二边65a、65b侧。因此，即使是从圆筒状变成矩形筒状的燃烧器尾筒43，也能够遍及整个圆周高效地冷却连接于该燃烧器尾筒43的燃烧器内筒42的端部71。
在第1实施方式的燃气轮机燃烧器中，将位于燃气轮机10的径向的外侧的第二区域θ3的周向长度设定为比位于燃气轮机10的径向的内侧的第二区域θ4的周向长度长。因此，通过根据燃烧器尾筒43的形状来设定第二区域θ3、θ4的周向长度，能够遍及整个圆周高效地冷却燃烧器内筒42的端部71。
此外，在第1实施方式的燃气轮机中，具备：压缩机11，对空气进行压缩；燃烧器12，将由压缩机11压缩的压缩空气和燃料混合并燃烧；以及涡轮机13，通过由燃烧器12生成的燃烧气体来获得旋转动力，在燃烧器12中，在燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的连接部C设有通过压缩空气(冷却介质)进行冷却的冷却部81、91。因此，通过高效地冷却燃烧器内筒42，能够提高可靠性，并且能够谋求延长使用寿命。
[第2实施方式]
图9是表示第2实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的剖面图，图10是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图9的X-X剖面图，图11是表示燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的图9的XI-XI剖面图。需要说明的是，对具有与上述第1实施方式同样的功能的构件赋予同一符号并省略详细说明。
在第2实施方式中，如图9至图11所示，在燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的连接部C设有通过作为冷却介质的压缩空气进行冷却的冷却部81、91。在本实施方式中，冷却部81、91设于燃烧器内筒42的端部71，相对于径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2中设置的第一冷却部81的压缩空气的流通量，径向间隙S2比第一区域θ1、02的径向间隙S1窄的第二区域θ3、θ4中设置的第二冷却部91的压缩空气的流通量设定得多。
如前所述，燃烧器尾筒43的形状过渡部62以及矩形筒部63相对于圆筒部61呈拉深形状，因此，燃烧器内筒42的端部71与燃烧器尾筒43的形状过渡部62的径向间隙S1、S2在周向不同。即，在燃气轮机10的周向的两侧的第一区域θ1、θ2中，形状过渡部62的壁面呈直线状，所以燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的径向间隙S1比第二区域θ3、θ4的径向间隙S2宽。另一方面，在燃气轮机10的径向的外侧和内侧的第二区域θ3、θ4中，形状过渡部62的壁面向中心部侧倾斜，所以燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的径向间隙S2比第一区域θ1、θ2的径向间隙S1窄。因此，在第二区域θ3、θ4中，流经燃烧器内筒42的燃烧气体G从端部71流入形状过渡部62的内侧，燃烧器内筒42的端部71高温化，恐怕会发生高温氧化减薄。因此，相对于径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2，需要高效地冷却径向间隙S2比第一区域θ1、θ2的径向间隙S1窄的第二区域θ3、θ4。
该情况下，第一冷却部81设于径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2，第二冷却部91设于径向间隙S2比第一区域θ1、θ2的径向间隙S1窄的第二区域θ3、θ4。此外，第一区域θ1、θ2设于第一边64a、64b(参照图8)侧，第二区域θ3、θ4设于第二边65a、65b(参照图8)侧。该情况下，第二边65a比第二边65b长，所以第二区域θ3的周向长度设定为比第二区域θ4的周向长度长。需要说明的是，第一边64a、64b侧的长度相同，所以第一区域θ1、θ2的周向长度设定为相同。需要说明的是，燃烧器尾筒43的焊接部W(参照图8)配置于第一区域θ2。
需要说明的是，第一冷却部81和第二冷却部91与第1实施方式相同，所以省略说明。
因此，第一冷却部81以及第二冷却部91在燃烧器内筒42的板厚度内贯通设置，所以相对于径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2中设置的第一冷却部81(第一冷却通路82)的压缩空气的总通路面积，径向间隙S2比第一区域θ1、θ2的径向间隙S1窄的第二区域θ3、θ4中设置的第二冷却部91(第二通路93)的压缩空气的总通路面积大。其结果是，相对于径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2中设置的第一冷却部81的压缩空气的流通量，径向间隙S2比第一区域θ1、θ2的径向间隙S1窄的第二区域θ3、θ4中设置的第二冷却部91的压缩空气的流通量多。
如此，由压缩机11压缩的压缩空气的一部分穿过弹簧夹66的间隙而被导入径向间隙S。在第一冷却部81中，径向间隙S的压缩空气从各第一冷却孔83导入各第一冷却通路82，在各第一冷却通路82内流动，由此来冷却燃烧器内筒42的端部71的第一区域θ1、θ2。此外，在第二冷却部91中，径向间隙S的压缩空气从各第二冷却孔95导入各第一通路92，在合流部94合流。然后，压缩空气从合流部94导入各第二通路93，在该各第二通路93内流动，由此来冷却燃烧器内筒42的端部71的第二区域θ3、θ4。
在此，燃烧器尾筒43在第一区域θ1、θ2中径向间隙S1宽，在第二区域θ3、θ4中径向间隙S2窄，所以在第二区域θ3、θ4中，流经燃烧器内筒42内的燃烧气体G从端部71流入形状过渡部62的内侧，该燃烧器内筒42的端部71容易高温化。但是，第二冷却部91与第一冷却部81相比，在各第二通路93中流动大量的压缩空气，所以能够高效地冷却容易高温化的燃烧器内筒42的端部71的第二区域θ3、θ4。
如此一来，在第2实施方式的燃气轮机燃烧器中，设置：燃烧器内筒42，在内部供压缩空气和燃料混合并燃烧；燃烧器尾筒43，供燃烧器内筒42的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部经由径向间隙S插入并连接；以及冷却部81、91，设于燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的连接部C并通过压缩空气(冷却介质)进行冷却，相对于冷却径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2的第一冷却部81的压缩空气的流通量，将冷却径向间隙S2窄的第二区域θ3、θ4的第二冷却部91的压缩空气的流通量设定得多。
因此，在燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的连接部C设有通过压缩空气进行冷却的冷却部81、91，因燃烧气体引起的燃烧器内筒42的端部71的高温化通过冷却部81、91的压缩空气得以抑制。此时，在径向间隙S2窄的第二区域θ3、θ4中，燃烧器内筒42的端部71容易因燃烧气体而高温化。因此，相对于第一冷却部81的压缩空气的流通量，第二冷却部91的压缩空气的流通量多，所以无论燃烧器尾筒43的周向的形状如何，都能够通过压缩空气来适当地冷却燃烧器内筒42的端部71。其结果是，通过高效地冷却燃烧器内筒42，能够提高可靠性，并且能够降低维修成本、谋求延长使用寿命。
需要说明的是，在第1实施方式中，相对于朝向连接角度α2小的第一区域θ1、θ2的压缩空气的流通量，将朝向连接角度α1大的第二区域θ3、θ4的压缩空气的流通量设定得多，在第2实施方式中，相对于朝向径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2的压缩空气的流通量，将朝向径向间隙S2窄的第二区域θ3、θ4的压缩空气的流通量设定得多。在此，可以通过在第1实施方式中加进第2实施方式，而相对于朝向连接角度α2小且径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2的压缩空气的流通量，将朝向连接角度α1大且径向间隙S2窄的第二区域θ3、θ4的压缩空气的流通量设定得多。
[第3实施方式]
图12是表示第3实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的剖面图。需要说明的是，对具有与上述实施方式同样的功能的构件赋予同一符号并省略详细说明。
在第3实施方式中，如图12所示，燃烧器内筒42的端部71经由径向间隙S插入燃烧器尾筒43的圆筒部61内，该燃烧器内筒42的端部71与燃烧器尾筒43的圆筒部61在径向重叠的区域为连接部C。然后，在燃烧器内筒42的端部71与燃烧器尾筒43的圆筒部61之间的径向间隙S配置有弹簧夹66。
然后，在第3实施方式中，在燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的连接部C设有通过压缩空气(冷却介质)进行冷却的冷却部101。在本实施方式中，冷却部101设于燃烧器尾筒43的圆筒部61，相对于径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2(参照图1)中设置的第一冷却部的压缩空气的流通量，径向间隙S2窄的第二区域θ3、θ4(参照图1)中设置的第二冷却部的压缩空气的流通量设定得多。具体而言，冷却部101是在燃烧器尾筒43的燃烧气体G的流动方向的上游侧的端部(圆筒部61)，沿着燃烧气体G的流动方向并且在燃烧器尾筒43的周向隔开规定间隔贯通设置的多个冷却通路102。各冷却通路102的一端部在燃烧器尾筒43的外表面开口，另一端部在燃烧器尾筒43的内表面开口且与燃烧器内筒42的端部对置地开口。
在第3实施方式中，虽然未图示，但与第1实施方式同样地，相对于径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2(参照图1)中设置的冷却通路102的条数，径向间隙S2窄的第二区域θ3、θ4(参照图1)中设置的冷却通路102的条数设定得多。
因此，由压缩机11压缩的压缩空气的一部分从多个冷却通路102导入径向间隙S，与燃烧器内筒42的端部71接触，由此来冷却燃烧器内筒42的端部71。在此，在径向间隙S2窄的第二区域θ3、θ4中，冷却通路102的条数多，所以能够高效地冷却容易高温化的燃烧器内筒42的端部71的第二区域θ3、θ4。
需要说明的是，在此，虽然将冷却部101设为设于燃烧器尾筒43的圆筒部61的多个冷却通路102，但并不限定于该构成。图13是表示第3实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的改进例的剖面图。
在第3实施方式的改进例中，如图13所示，在燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的连接部C设有通过压缩空气(冷却介质)进行冷却的冷却部111。在本实施方式中，冷却部111设于燃烧器尾筒43的圆筒部61以及形状过渡部62，相对于径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2(参照图1)中设置的第一冷却部的压缩空气的流通量，径向间隙S2比第一区域θ1、θ2的径向间隙S1窄的第二区域θ3、θ4(参照图1)中设置的第二冷却部的压缩空气的流通量设定得多。具体而言，冷却部111是在燃烧器尾筒43的燃烧气体G的流动方向的上游侧的圆筒部61以及形状过渡部62，沿着燃烧器尾筒43的径向并且在燃烧器尾筒43的周向隔开规定间隔贯通设置的多个冷却通路112、113。各冷却通路112、113在燃烧气体G的流动方向错开配置，一端部在燃烧器尾筒43的外表面开口，另一端部在燃烧器尾筒43的内表面开口且与燃烧器内筒42的端部71对置地开口。
在第3实施方式的改进例中，虽然未图示，但与第3实施方式同样地，相对于径向间隙S宽的第一区域θ1、θ2(参照图1)中设置的冷却通路112、113的条数，径向间隙S2比第一区域θ1、θ2的径向间隙S1窄的第二区域θ3、θ4(参照图1)中设置的冷却通路112、113的条数设定得多。需要说明的是，其作用与第3实施方式相同，所以省略说明。
如此一来，在第3实施方式的燃气轮机燃烧器中，在燃烧器内筒42与燃烧器尾筒43的连接部C设置通过压缩空气(冷却介质)进行冷却的冷却部101、111，相对于冷却径向间隙S1宽的第一区域θ1、θ2的第一冷却部的压缩空气的流通量，将冷却径向间隙S2比第一区域θ1、θ2的径向间隙S1窄的第二区域θ3、θ4的第二冷却部的压缩空气的流通量设定得多。
因此，无论燃烧器尾筒43的周向的形状如何，都能够通过压缩空气来适当地冷却燃烧器内筒42的端部71。其结果是，通过高效地冷却燃烧器内筒42，能够提高可靠性，并且能够谋求延长使用寿命。
[第4实施方式]
图14是表示第4实施方式的燃气轮机燃烧器的燃烧器内筒与燃烧器尾筒的连接部的剖面图。需要说明的是，对具有与上述实施方式同样的功能的构件赋予同一符号并省略详细说明。
在第4实施方式中，如图14所示，设定有：冷却部81、91(参照图2以及图4)的外侧区域，相对于基准线L1位于比该基准线L1靠近燃气轮机的径向的外侧的区域；以及冷却部81、91的内侧区域，相对于基准线L1位于比该基准线L1靠近燃气轮机的径向的内侧的区域，其中，该基准线L1是与燃气轮机的径向以及轴向垂直的直线且穿过燃烧器内筒42的轴中心O。然后，设定有燃烧器内筒42的外表面的沿着轴向的延长线L与燃烧器尾筒43的内表面的交点(连接点D)处的连接角度α。此外，设定有：第一区域θ1、θ2，设定于外侧区域或内侧区域的任一区域的靠近基准线L1的位置；以及第二区域θ3、θ4，设定于比第一区域θ1、θ2远离基准线L1的位置且连接角度α比第一区域θ1、θ2大。然后，第二区域θ3、θ4(第二冷却部91)设定为压缩空气(冷却介质)的流通量比第一区域θ1、θ2(第一冷却部81)多。该构成为与第1实施方式大致相同的构成。
此外，设定有：第一区域θ1、θ2，设定于外侧区域或内侧区域的任一区域的靠近基准线L1的位置；以及第二区域θ3、θ4，设定于比第一区域θ1、θ2远离基准线L1的位置且径向间隙S比第一区域θ1、θ2窄，第二区域θ3、θ4设定为压缩空气(冷却介质)的流通量比第一区域θ1、θ2多。该构成为与第2实施方式大致相同的构成。
以下，对第一区域θ1、θ2与第二区域θ3、θ4的关系、以及第一冷却部81与第二冷却部91的关系进行具体说明。
燃烧器内筒42以及燃烧器尾筒43的周向的每单位长度的冷却部81、91的截面积设定为第二区域θ3、θ4比第一区域θ1、θ2大。即，第一冷却部81的周向的每单位长度的截面积设定为比第二冷却部91的周向的每单位长度的截面积大。
外侧区域设定为构成第一区域θ1、θ2的一部分的外侧第一区域θ11、θ21和与外侧第一区域θ11、θ21相比在燃气轮机的径向的外侧且构成第二区域的外侧第二区域θ3，外侧第二区域θ3设定为比外侧第一区域θ11、θ21的总区域大。
内侧区域设定为构成第一区域θ1、θ2的一部分的内侧第一区域θ12、θ22和与内侧第一区域θ12、θ22相比在燃气轮机的径向的内侧且构成第二区域的内侧第二区域θ4，内侧第二区域θ4设定为比内侧第一区域θ12、θ22的总区域小。
该情况下，外侧第二区域θ3设定为比内侧第二区域θ4大。
第一区域θ1、θ2以及第二区域θ3、θ4分别设定为相对于与基准线L1以及燃烧器内筒42的轴向垂直的第二基准线L2呈线对称。
外侧区域的冷却通路的数量设定为比内侧区域的冷却通路的数量多。此外，第一区域θ1、θ2的冷却通路的数量设定为比第二区域θ3、θ4的冷却通路的数量少。
多个冷却通路的平均间隔在第一区域θ1、θ2中设定为5.5mm～8.5mm，在第二区域θ3、θ4中设定为2.0mm～5.0mm。即，第一冷却部81的冷却通路的平均间隔设定为5.5mm～8.5mm，第二冷却部91的冷却通路的平均间隔设定为2.0mm～5.0mm。
外侧第一区域θ11、θ21与外侧第二区域θ3在燃烧器内筒42的周向邻接，外侧第一区域θ11、θ21与外侧第二区域θ3的边界位置设定在距基准线L1为15度～30度的范围。
内侧第一区域θ12、θ22与内侧第二区域θ4在燃烧器内筒42的周向邻接，内侧第一区域θ12、θ22与内侧第二区域θ4的边界位置设定在距基准线L1为60度～75度的范围。
燃烧器内筒42与基准线L1交叉的位置处的连接角度α设定为0度，外侧区域中的与第二基准线L2交叉的位置处的连接角度α设定为12度～16度，内侧区域中的与第二基准线L2交叉的位置处的连接角度α设定为8度～12度。
理想的是，第一区域θ1、θ2与第二区域θ3、θ4的关系、第一冷却部81与第二冷却部91的关系设定在上述范围，通过该构成，能够高效地冷却燃烧器内筒42。
需要说明的是，在上述第1实施方式中，采用在燃烧器内筒42的板厚度内沿着燃烧气体G的流动方向贯通的通路82、92、93来作为冷却部81、91，或者采用在燃烧器尾筒43形成的通路102、112、113来作为冷却部101、111，但并不限定于该构成。例如，该通路可以相对于燃烧气体G的流动方向倾斜，也可以沿着燃烧器内筒42的周向。
符号说明
10 燃气轮机
11 压缩机
12 燃烧器
13 涡轮机
41 燃烧器外筒
42 燃烧器内筒(燃烧用筒)
43 燃烧器尾筒(过渡连接件)
61 圆筒部
64a、64b 第一边
65a、65b 第二边
66 弹簧夹
67 膨胀夹
71 端部
81 第一冷却部
82 第一冷却通路
83 第一冷却孔
91 第二冷却部
92 第一通路(第二冷却通路)
93 第二通路(第二冷却通路)
94 合流部(第二冷却通路)
95 第二冷却孔
101、111 冷却部
102、112、113 冷却通路
D 连接点(交点)
L 延长线
L1 基准线
L2 第二基准线
S、S1、S2 径向间隙
α、α1、α2 连接角度
θ1、θ2 第一区域
θ3 外侧第二区域(第二区域)
θ4 内侧第二区域(第二区域)
θ11、θ21 外侧第一区域
θ12、θ22 内侧第一区域

Claims (21)

1.一种燃烧用筒，其是燃气轮机的燃烧用筒，所述燃气轮机的燃烧用筒在内部供压缩空气和燃料混合并燃烧，
燃烧气体的流动方向的下游侧的端部经由沿着周向的径向间隙插入并连接于过渡连接件，
通过设于与所述过渡连接件的连接部的冷却部的冷却介质进行冷却，所述燃烧用筒的特征在于，
设定有：
所述冷却部的外侧区域，相对于基准线位于比所述基准线靠近所述燃气轮机的径向的外侧的区域；以及
所述冷却部的内侧区域，相对于所述基准线位于比所述基准线靠近所述燃气轮机的径向的内侧的区域，
其中，所述基准线是与所述燃气轮机的径向以及轴向垂直的直线且穿过所述燃烧用筒的中心，
设定有所述燃烧用筒的外表面的沿着轴向的延长线与所述过渡连接件的内表面的交点处的连接角度，
设定有：第一区域，设定于所述外侧区域或所述内侧区域的任一区域的靠近所述基准线的位置；以及第二区域，设定于比所述第一区域远离所述基准线的位置且所述连接角度比所述第一区域大，
所述第二区域设定为冷却介质的流通量比所述第一区域多。
2.根据权利要求1所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述冷却部设定为：相对于所述第一区域的冷却介质的流通量，所述径向间隙比所述第一区域窄的所述第二区域的所述冷却介质的流通量多。
3.一种燃烧用筒，其是燃气轮机的燃烧用筒，所述燃气轮机的燃烧用筒在内部供压缩空气和燃料混合并燃烧，
燃烧气体的流动方向的下游侧的端部经由沿着周向的径向间隙插入并连接于过渡连接件，
通过设于与所述过渡连接件的连接部的冷却部的冷却介质进行冷却，所述燃烧用筒的特征在于，
设定有：
所述冷却部的外侧区域，相对于基准线位于比所述基准线靠近所述燃气轮机的径向的外侧的区域；以及
所述冷却部的内侧区域，相对于所述基准线位于比所述基准线靠近所述燃气轮机的径向的内侧的区域，
其中，所述基准线是与所述燃气轮机的径向以及轴向垂直的直线且穿过所述燃烧用筒的中心，
设定有：第一区域，设定于所述外侧区域或所述内侧区域的任一区域的靠近所述基准线的位置；以及第二区域，设定于比所述第一区域远离所述基准线的位置且所述径向间隙比所述第一区域窄，
所述第二区域设定为冷却介质的流通量比所述第一区域多。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述连接部通过所述燃烧用筒的轴向的端部与所述过渡连接件的轴向的端部在径向重叠而构成，所述冷却部设于所述燃烧用筒的轴向的端部或所述过渡连接件的轴向的端部。
5.根据权利要求4所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述冷却部在所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部，具有沿着燃烧气体的流动方向并且在周向隔开规定间隔设置的多个冷却通路，相对于所述第一区域的所述多个冷却通路的平均间隔，所述第二区域的所述多个冷却通路的平均间隔设定得小。
6.根据权利要求5所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述多个冷却通路的一端部在所述径向间隙开口，另一端部在所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端面开口。
7.根据权利要求6所述的燃烧用筒，其特征在于，
设于所述第二区域的所述多个冷却通路具有：一端部在所述径向间隙开口的第一通路、一端部在所述燃烧用筒的所述端面开口的数量比所述第一通路多的第二通路、以及连通所述第一通路的另一端部与所述第二通路的另一端部的合流部。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述过渡连接件的燃烧气体的流动方向的上游侧呈圆筒状，燃烧气体的流动方向的下游侧呈沿着所述燃气轮机的周向的第二边的长度比沿着燃气轮机的径向的第一边的长度长的矩形筒状，所述第一区域设于第一边侧，所述第二区域设于第二边侧。
9.根据权利要求4所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述冷却部在所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部，具有沿着燃烧气体的流动方向并且在周向隔开规定间隔设置的多个冷却通路，周向的每单位长度的所述冷却通路的截面积设定为所述第二区域比所述第一区域大。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述外侧区域设定为构成所述第一区域的外侧第一区域和与所述外侧第一区域相比在所述燃气轮机的径向的外侧且构成所述第二区域的外侧第二区域，所述外侧第二区域设定为比所述外侧第一区域大。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述内侧区域设定为构成所述第一区域的内侧第一区域和与所述内侧第一区域相比在所述燃气轮机的径向的内侧且构成所述第二区域的内侧第二区域，所述内侧第二区域设定为比所述内侧第一区域小。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述外侧区域设定为构成所述第一区域的外侧第一区域和与所述外侧第一区域相比在所述燃气轮机的径向的外侧且构成所述第二区域的外侧第二区域，所述外侧第二区域设定为比所述外侧第一区域大，并且所述内侧区域设定为构成所述第一区域的内侧第一区域和与所述内侧第一区域相比在所述燃气轮机的径向的内侧且构成所述第二区域的内侧第二区域，所述外侧第二区域设定为比所述内侧第二区域大。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述第一区域以及所述第二区域分别设定为相对于与所述基准线以及燃烧用筒的轴向垂直的第二基准线呈线对称。
14.根据权利要求4所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述冷却部在所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部，具有沿着燃烧气体的流动方向并且在周向隔开规定间隔设置的多个冷却通路，所述外侧区域的所述冷却通路的数量设定为比所述内侧区域的所述冷却通路的数量多。
15.根据权利要求4所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述冷却部在所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部，具有沿着燃烧气体的流动方向并且在周向隔开规定间隔设置的多个冷却通路，所述第一区域的所述冷却通路的数量设定为比所述第二区域的所述冷却通路的数量少。
16.根据权利要求5至7中任一项所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述多个冷却通路的平均间隔在所述第一区域中设定为5.5mm～8.5mm，在所述第二区域中设定为2.0mm～5.0mm。
17.根据权利要求10或12所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述外侧第一区域与所述外侧第二区域在所述燃烧用筒的周向邻接，所述外侧第一区域与所述外侧第二区域的边界位置发定在距所述基准线为15度～30度的范围。
18.根据权利要求11或12所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述内侧第一区域与所述内侧第二区域在所述燃烧用筒的周向邻接，所述内侧第一区域与所述内侧第二区域的边界位置设定在距所述基准线为60度～75度的范围。
19.根据权利要求13所述的燃烧用筒，其特征在于，
所述燃烧用筒与所述基准线交叉的位置处的连接角度设定为0度，所述外侧区域中的与所述第二基准线交叉的位置处的连接角度设定为12度～16度，所述内侧区域中的与所述第二基准线交叉的位置处的连接角度设定为8度～12度。
20.一种燃气轮机燃烧器，其特征在于，具备：
权利要求1至19中任一项所述的燃烧用筒，在内部供压缩空气和燃料混合并燃烧；以及
过渡连接件，供所述燃烧用筒的燃烧气体的流动方向的下游侧的端部经由沿着周向的径向间隙插入并连接。
21.一种燃气轮机，其特征在于，具备：
压缩机，对空气进行压缩；
燃烧器，将由所述压缩机压缩的压缩空气和燃料混合并燃烧；以及
涡轮机，通过由所述燃烧器生成的燃烧气体来获得旋转动力，
其中，使用权利要求20所述的燃气轮机燃烧器来作为所述燃烧器。
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