CN113557392A - 燃烧器及燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

燃烧器(10)具备外筒(11)、内筒(12)、多个主喷嘴(22)、空气流路部(R)、以及多个水喷射部(30)。多个主喷嘴(22)设置于内筒(12)的内部。多个主喷嘴(22)喷射燃料。空气流路部(R)将从外部导入至外筒(11)的内周面(11f)与内筒(12)的外周面(12g)之间的空气向内筒(12)内送入。多个水喷射部(30)在绕中心轴(O)的周向(Dc)上隔开间隔地设置于外筒(11)的内周面(11f)。多个水喷射部(30)向在空气流路部(R)中流动的空气喷射水。水喷射部(30)具备第一喷嘴(32)和第二喷嘴(33)。第一喷嘴(32)向周向(Dc)的第一侧(Dc1)喷射水。第二喷嘴(33)向周向(Dc)的第二侧(Dc2)喷射水。

Description

燃烧器及燃气轮机
技术领域
本发明涉及燃烧器及燃气轮机。
本申请基于2019年4月5日在日本申请的日本特愿2019-072829号而主张优先权，并将其内容援引至此。
背景技术
作为用于燃气轮机的燃烧器，已知有能够焚烧气体燃料和油燃料的双重焚烧燃烧器。在利用这样的双重焚烧燃烧器焚烧油燃料的情况下，已知有向燃烧筒内与油燃料一起喷射水的技术。
例如，在专利文献1中，公开了在形成于外筒的内周面与内筒的外周面之间的空气流路中具备水供给部的燃烧器。在该专利文献1的燃烧器中形成的空气流路具备在内筒的后端流通方向反转的反转部。经过该反转部的空气被供给到向内筒内喷射燃料的燃料喷嘴。水供给部设置于空气流路的反转部以前，向在空气流路中流动的空气供给水或蒸气。在该专利文献1的燃烧器中，通过利用水供给部向空气供给水或蒸气，来实现燃烧器的火焰温度的降低，减少NOx(氮氧化物)、煤烟等。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-145563号公报
发明内容
发明要解决的课题
在专利文献1所公开的燃烧器中，向外筒与内筒之间的空气流路的空气供给水。因此，从水供给部供给至空气流路内的水由于在反转部作用于水的离心力而容易附着于反转部的径向外侧的内周面。若水附着于反转部的内周面，则水难以到达火焰。其结果是，在谋求降低燃烧器中的火焰温度、减少NOx、煤烟等的效果方面存在改进的空间。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够进一步实现NOx、煤烟等的减少的燃烧器及燃气轮机。
用于解决课题的方案
本发明为了解决上述课题，采用以下的方案。
根据本发明的第一方案，燃烧器具备外筒、内筒、多个燃料喷嘴、空气流路部、以及多个水喷射部。所述外筒呈沿轴线方向延伸的筒状。所述内筒设置于所述外筒的径向内侧。内筒呈沿所述轴线方向延伸的筒状。多个所述燃料喷嘴设置于所述内筒的内部。多个所述燃料喷嘴喷射燃料。所述空气流路部将从外部导入至所述外筒的内周面与所述内筒的外周面之间的空气向所述内筒内送入。多个所述水喷射部在绕所述轴线的周向上隔开间隔地设置于所述外筒的内周面。多个所述水喷射部朝向所述外筒的径向内侧喷射水。所述水喷射部具备第一喷嘴和第二喷嘴。所述第一喷嘴向所述周向第一侧喷射水。所述第二喷嘴向所述周向第二侧喷射水。
通过这样构成，在水喷射部中，从外筒的内周面喷射水。所喷射的水的液滴与空气一起被送入内筒内。因此，在到达从燃料喷嘴喷射燃料的部分为止的期间，液滴微粒化而容易蒸发。另外，由于水从外筒的内周面向外筒的径向内侧喷射，因此即使离心力发挥作用，水的液滴也不容易向径向外侧偏离。因此，能够抑制到达从燃料喷嘴喷射燃料的部分的液滴的量减少。并且，第一喷嘴向周向第一侧喷射水。第二喷嘴向周向第二侧喷射水。由此，空气流路部内的液滴的分布变得不均匀，液滴的分散性提高。因此，能够进一步实现NOx、煤烟等的减少。
根据本发明的第二方案，也可以是，第一方案的所述水喷射部具备固定于所述外筒的内周面的支座。也可以是，所述第一喷嘴及所述第二喷嘴设置于所述支座。
通过这样构成，仅将设置有第一喷嘴及第二喷嘴的支座安装于外筒的内周面，就能够容易地进行水喷射部的设置。
根据本发明的第三方案，也可以是，第二方案的所述支座具有第一倾斜面和第二倾斜面。所述第一倾斜面向所述周向第一侧倾斜，供所述第一喷嘴设置。所述第二倾斜面向所述周向第二侧倾斜，供所述第二喷嘴设置。
通过这样构成，设置于支座的第一倾斜面的第一喷嘴向周向第一侧喷射水。另外，设置于支座的第二倾斜面的第二喷嘴向周向第二侧喷射水。通过使用这样的支座，能够容易地以向规定的方向倾斜的状态设置第一喷嘴及第二喷嘴。
根据本发明的第四方案，在第一至第三方案中任一方案的燃烧器中，也可以是，在周向上相互相邻的所述水喷射部彼此中，一方的所述水喷射部的所述第一喷嘴与另一方的所述水喷射部的所述第二喷嘴设置于在所述轴线方向上相互不同的位置。
通过这样构成，能够抑制在周向上相互相邻的水喷射部彼此中，从一方的水喷射部的第一喷嘴喷射的水的液滴与从另一方的水喷射部的第二喷嘴喷射的水的液滴相互干涉。由此，能够抑制液滴彼此合体而大型化。因此，液滴容易蒸发。
根据本发明的第五方案，在第一至第四方案中任一方案的燃烧器中，也可以是，在周向上相互相邻的所述水喷射部彼此中，对于所述第一喷嘴和所述第二喷嘴，喷射水的喷嘴孔的直径相互不同。
通过这样构成，在第一喷嘴和第二喷嘴中，所喷射的水(液滴)的流势(流速)不同。由此，在第一喷嘴和第二喷嘴中，从各自喷射的水的液滴沿着喷射方向所到达的距离不同。另外，在第一喷嘴和第二喷嘴中，液滴的粒径也不同。由此，空气流路部内的液滴的分布变得不均匀，液滴的分散性提高。
根据本发明的第六方案，在第一至第五方案中任一方案的燃烧器中，也可以是，在周向上相互相邻的所述水喷射部彼此中，对于所述第一喷嘴和所述第二喷嘴，水的喷射方向在所述轴线方向上相互不同。
通过这样构成，能够抑制在周向上相互相邻的所述水喷射部彼此中，从一方的水喷射部的第一喷嘴喷射的水的液滴与从另一方的水喷射部的第二喷嘴喷射的水的液滴相互干涉。由此，能够抑制液滴彼此合体而大型化。因此，液滴容易蒸发。
根据本发明的第七方案，也可以是，第一至第六方案中任一方案的燃烧器具备环状流路部和水供给孔。所述环状流路部设置于所述外筒的外周面。所述环状流路部在周向上连续地从外部供给水。所述水供给孔在径向上贯通所述外筒。所述水供给孔从所述环状流路部向多个所述水喷射部中的每一个供给水。
通过这样构成，在从外部供给的水到达环状流路部之前，能够抑制水在燃烧器的外筒内暴露于热环境中。由此，能够抑制供给水的系统的配管等受到热应力的影响。
根据本发明的第八方案，燃气轮机具备第一至第七方案中任一方案的燃烧器。
通过这样构成，能够提高燃气轮机的商品性。
发明效果
根据上述燃烧器，能够进一步实现NOx、煤烟等的减少。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的燃烧器的内部结构的剖视图。
图2是表示上述燃烧器的主要部分的放大剖视图。
图3是沿着图2的A-A线的剖视图。
图4是从外筒的径向内侧观察上述燃烧器的水喷射部时的图。
图5是表示上述燃烧器的第二实施方式的燃烧器的主要部分的放大剖视图。
图6是从外筒的径向内侧观察上述燃烧器的第二实施方式的水喷射部时的图。
图7是从外筒的径向内侧观察上述燃烧器的第三实施方式的水喷射部时的图。
图8是表示上述燃烧器的第四实施方式的燃烧器的主要部分的放大剖视图。
图9是从外筒的径向内侧观察上述燃烧器的第四实施方式的水喷射部时的图。
图10是表示上述燃烧器的第五实施方式的燃烧器的主要部分的放大剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的一实施方式的燃烧器及燃气轮机进行说明。
(第一实施方式)
图1是表示该实施方式的燃烧器的内部结构的剖视图。
如图1所示，该实施方式的燃烧器10设置于燃气轮机1的机室2。燃烧器10是能够进行气体焚烧和油焚烧这双方的双重方式。向燃烧器10导入由燃气轮机1的压缩机(未图示)生成的压缩空气。燃烧器10向所导入的压缩空气喷射燃料，产生高温高压的燃烧气体。
燃烧器10主要具备外筒11、内筒12、尾筒13、背面壁14、先导喷嘴21、主喷嘴(燃料喷嘴)22、空气流路部R、以及水喷射部30。
外筒11支承于燃气轮机1的机室2。外筒11形成为沿其中心轴O延伸的轴线方向Da延伸的筒状。
内筒12相对于外筒11设置于以中心轴O为中心的径向内侧。内筒12是沿轴线方向Da延伸的筒状。轴线方向Da上的内筒12的第一侧Da1的端部12a配置在轴线方向Da上的外筒11的第一侧Da1的端部11a的以中心轴O为中心的径向内侧。轴线方向Da上的内筒12的第二侧Da2的端部12b配置在比轴线方向Da上的外筒11的轴线方向Da的第二侧Da2的端部11b靠第二侧Da2的位置。需要说明的是，该实施方式的内筒12例示了在轴线方向Da的第一侧Da1的端部12a具有圆筒部51(后述)的情况。
尾筒13设置在内筒12的第二侧Da2的端部12b的径向外侧。尾筒13呈沿轴线方向Da延伸的筒状。
背面壁14将外筒11的轴线方向Da的第一侧Da1的端部11a封闭。背面壁14具有在绕中心轴O的周向Dc上连续的引导面15。引导面15是从与中心轴O正交的方向观察时向轴线方向Da的第一侧Da1凹陷的弯曲面。引导面15相对于内筒12的第一侧Da1的端部12a隔开间隔地配置。
先导喷嘴21沿着内筒12的中心轴O设置。先导喷嘴21从前端部21a喷射从外部供给的燃料。对从先导喷嘴21喷射的燃料进行点火，从而生成火焰。
先导喷嘴21具有先导锥体24。先导锥体24形成为从外周侧包围先导喷嘴21的前端部21a的筒状。先导锥体24具有圆锥部24c。圆锥部24c的内径从先导喷嘴21的前端部21a附近朝向火焰的生成方向而逐渐扩大。圆锥部24c对火焰的扩散范围、方向进行限制，从而提高保焰性。
在先导喷嘴21的外周面与先导锥体24的内周面之间设置有先导旋流器28。先导旋流器28对向先导锥体24内供给的空气进行整流。
主喷嘴22在内筒12内设置有多个。多个主喷嘴22在先导喷嘴21的径向外侧沿周向Dc隔开间隔地配置。各主喷嘴22沿内筒12的轴线方向Da延伸。
在主喷嘴22的前端部22a的外周侧设置有主喷烧器25。主喷烧器25呈筒状，且其接近内筒12的中心侧的先导锥体24的一侧25a形成为朝向火焰的生成方向而逐渐向外周侧倾斜。
在主喷嘴22的前端部22a的外周面与主喷烧器25的内周面之间设置有主旋流器29。主旋流器29对向主喷烧器25内供给的空气进行整流。
图2是表示燃烧器的主要部分的放大剖视图。
如图1、图2所示，空气流路部R具备导入流路部R1、反转流路部R2、以及内部流路部R3。
导入流路部R1形成在外筒11的内周面11f与内筒12的外周面12g之间。导入流路部R1从形成于外筒11的轴线方向Da的第二侧Da2的端部11b与内筒12的外周面12g之间的间隙的开口16导入空气。在开口16设置有冲孔金属27。冲孔金属27是形成有多个孔的多孔板。冲孔金属27对从燃气轮机1的压缩机(未图示)流入的空气进行整流。导入到导入流路部R1的空气在导入流路部R1中朝向轴线方向Da的第一侧Da1流动。
反转流路部R2使导入到导入流路部R1的空气的流通方向向轴线方向Da的第二侧Da2反转。在反转流路部R2设置有圆筒部51和导流叶片52。圆筒部51形成上述的内筒12的第一侧Da1的端部12a。圆筒部51是向径向外侧鼓出的喇叭口结构。导流叶片52设置于在周向Dc上相邻的主喷嘴22之间。导流叶片52以从圆筒部51的第一侧Da1的前端51a的附近朝向轴线方向Da的第二侧Da2而向径向内侧弯曲的方式延伸。
反转流路部R2通过背面壁14的引导面15及导流叶片52而使导入到导入流路部R1的空气反转为从径向内侧向轴线方向Da的第二侧Da2流动。在反转流路部R2中转换了流通方向的空气送入内筒12内的内部流路部R3。
内部流路部R3形成在内筒12的径向内侧。在反转流路部R2中流通方向反转后的空气在内部流路部R3中从内筒12的轴线方向Da的第一侧Da1的端部12a侧朝向轴线方向Da的第二侧Da2的端部12b流动。
图3是沿图2的A-A线的剖视图。
如图2、图3所示，水喷射部30在绕中心轴O的周向Dc上隔开等间隔地设置有多个。各水喷射部30配置在内筒12的端部12a的径向外侧。各水喷射部30配置在反转流路部R2的流通方向上流侧。水喷射部30向在空气流路部R中流动的空气喷射水。水喷射部30设置于外筒11的内周面11f。水喷射部30从外筒11的内周面11f侧朝向燃烧器10的径向内侧的导入流路部R1喷射水。
图4是从外筒的径向内侧观察燃烧器的水喷射部时的图。
如图3、图4所示，各水喷射部30具备支座31、第一喷嘴32、以及第二喷嘴33。
支座31固定于外筒11的内周面11f。支座31具有固定面31b、第一倾斜面31s、以及第二倾斜面31t。
固定面31b与外筒11的内周面11f抵接。支座31在将固定面31b抵接于内周面11f的状态下，通过焊接、螺栓等适当固定手段固定于内周面11f。
第一倾斜面31s相对于朝向外筒11的中心轴O的径向Dr而向周向Dc的第一侧Dc1倾斜。第二倾斜面31t相对于朝向外筒11的中心轴O的径向Dr而向周向Dc的第二侧Dc2倾斜。换言之，第一倾斜面31s及第二倾斜面31t在以中心轴O为中心的径向的最内侧处相互接触，并且以随着朝向径向的外侧(换言之，越接近内周面11f)而相互分离的方式倾斜。该实施方式的第一倾斜面31s和第二倾斜面31t分别在周向上对称地形成，且分别形成为倾斜度恒定的平面状，但不限于该结构。
第一喷嘴32设置于第一倾斜面31s。在第一喷嘴32形成有喷射水的喷嘴孔32h。第二喷嘴33设置于第二倾斜面31t。在第二喷嘴33形成有喷射水的喷嘴孔33h。
在该第一实施方式中例示的第一喷嘴32的喷嘴孔32h的孔径与第二喷嘴33的喷嘴孔33h的孔径相同。喷嘴孔32h、33h的有效面积的范围例如可以为0.01mm2～2.0mm2。并且，喷嘴孔32h，33h的有效面积的范围例如也可以为2.0mm2～20.0mm2。需要说明的是，有效面积＝质量流量/(2×差压×水密度)0.5。
从外部的水供给源(未图示)向这样的多个水喷射部30供给水。因此，如图2所示，在背面壁14形成有向各水喷射部30供给水的供给流路35。水喷射部30具备连接供给流路35和支座31并将水向支座31供给的流路形成构件36。流路形成构件36沿轴线方向Da延伸，在其与外筒11的内周面11f之间形成水的流路36r。从供给流路35通过由流路形成构件36形成的流路36r向支座31供给水。
在这样的水喷射部30中，从外部的水供给源(未图示)通过供给流路35、流路36r向支座31供给水。供给至支座31的水在支座31内被分配给第一喷嘴32和第二喷嘴33。在第一喷嘴32、第二喷嘴33中，由支座31分配的水从喷嘴孔32h、喷嘴孔33h喷射。如图4所示，设置于支座31的第一倾斜面31s的第一喷嘴32向周向Dc的第一侧Dcl喷射水。另外，设置于支座31的第二倾斜面31t的第二喷嘴33向周向Dc的第二侧Dc2喷射水。
这样，在水喷射部30中，从外筒11的内周面11f喷射水。从水喷射部30喷射的水的液滴在反转流路部R2的紧邻上游侧，被喷射到在空气流路部R中流动的空气中。所喷射的水的液滴与空气一起被送入内筒12内。液滴由于由主喷烧器25生成的火焰的热而蒸发。
因此，根据上述的第一实施方式的燃烧器10，在水喷射部30中，从外筒11的内周面11f喷射水。由此，在到达从主喷烧器25喷射燃料的部分为止的期间，液滴微粒化而容易蒸发。另外，水从外筒11的内周面11f朝向外筒11的径向Dr内侧喷射。由此，在反转流路部R2中即使离心力发挥作用，水的液滴也不容易向径向Dr外侧偏离。因此，能够抑制到达从主喷嘴22喷射燃料的部分的液滴的量的减少。并且，第一喷嘴32向周向Dc的第一侧Dcl喷射水。第二喷嘴33向周向Dc的第二侧Dc2喷射水。由此，空气流路部R内的液滴的分布变得不均匀，液滴的分散性提高。其结果是，能够实现燃烧器10中的火焰温度的降低，进一步实现NOx、煤烟等的减少。另外，液滴蒸发而生成蒸气，从而含有蒸气的空气的体积增加，燃气轮机1的输出提高。
第一实施方式的水喷射部30具备固定于外筒11的内周面11f的支座31。第一喷嘴32及第二喷嘴33设置于支座31。通过这样构成，仅将设置有第一喷嘴32及第二喷嘴33的支座31安装于外筒11的内周面11f，就能够容易进行水喷射部30的设置。
第一实施方式的支座31具有第一倾斜面31s和第二倾斜面31t。由此，设置于支座31的第一倾斜面31s的第一喷嘴32向周向Dc的第一侧Dc1喷射水。另外，设置于支座31的第二倾斜面31t的第二喷嘴33向周向Dc的第二侧Dc2喷射水。通过使用这样的支座31，能够容易地以向规定的方向倾斜的状态设置第一喷嘴32及第二喷嘴33。
(第二实施方式)
接着，对本发明的燃烧器的第二实施方式进行说明。在以下说明的第二实施方式中，仅第一喷嘴32B、第二喷嘴33B的结构与第一实施方式不同，对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记进行说明，并且省略重复说明。
图5是表示上述燃烧器的第二实施方式的燃烧器的主要部分的放大剖视图。图6是从外筒的径向内侧观察上述燃烧器的第二实施方式的水喷射部时的图。
如图1所示，该实施方式的燃烧器10B主要具备外筒11、内筒12、尾筒13、背面壁14、先导喷嘴21、主喷嘴22、空气流路部R、以及水喷射部30B。
如图5、图6所示，各水喷射部30B具备支座31、第一喷嘴32B、以及第二喷嘴33B。
第一喷嘴32B设置于第一倾斜面31s。在第一喷嘴32B设置有喷射水的喷嘴孔32h。
第二喷嘴33B设置于第二倾斜面31t。在第二喷嘴33B设置有喷射水的喷嘴孔33h。
在周向Dc上相互相邻的水喷射部30彼此(参照图3)的第一喷嘴32B和第二喷嘴33B设置于在轴线方向Da上相互不同的位置。换言之，在周向Dc上相互相邻的水喷射部30中，一方的水喷射部30B的第一喷嘴32B和另一方的水喷射部30B的第二喷嘴33B设置于在轴线方向Da上相互不同的位置。
如图4、图5所示，在该第二实施方式中，一方的水喷射部30B的第一喷嘴32B设置于支座31的第一倾斜面31s中的轴线方向Da的第一侧Da1侧的位置。并且，另一方的水喷射部30B的第二喷嘴33B设置于支座31的第二倾斜面31t中的轴线方向Da的第二侧Da2侧的位置。另外，在各个水喷射部30B中，设置于支座31的第一倾斜面31s的第一喷嘴32B与设置于第二倾斜面31t的第二喷嘴33B在轴线方向Da上的位置相互不同。由此，如图4所示，从第一喷嘴32B喷射的水的液滴和从第二喷嘴33B喷射的水的液滴在轴线方向Da上位置相互不同。
因此，根据上述的第二实施方式的燃烧器10B，能够抑制在周向Dc上相互相邻的水喷射部30B彼此中，从一方的水喷射部30B的第一喷嘴32B喷射的水的液滴与从另一方的水喷射部30B的第二喷嘴33B喷射的水的液滴相互干涉。由此，能够抑制液滴彼此合体而大型化。其结果是，能够使液滴容易蒸发。
在第二实施方式中，与上述第一实施方式同样地，能够实现燃烧器10B中的火焰温度的降低，能够进一步实现NOx、煤烟等的减少。另外，液滴蒸发而生成蒸气，由此含有蒸气的空气的体积增大，燃气轮机1的输出提高。
(第三实施方式)
接着，对本发明的燃烧器的第三实施方式进行说明。在以下说明的第三实施方式中，仅第一喷嘴32C、第二喷嘴33C的结构与第一实施方式不同，对于第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记进行说明，并且省略重复说明。
图7是从外筒的径向内侧观察上述燃烧器的第三实施方式的水喷射部时的图。
如图1所示，该实施方式的燃烧器10C主要具备外筒11、内筒12、尾筒13、背面壁14、先导喷嘴21、主喷嘴22、空气流路部R、以及水喷射部30C。
如图7所示，各水喷射部30C具备支座31、第一喷嘴32C、以及第二喷嘴33C。
第一喷嘴32C设置于第一倾斜面31s。在第一喷嘴32C形成有喷射水的喷嘴孔32j。
第二喷嘴33C设置于第二倾斜面31t。在第二喷嘴33C形成有喷射水的喷嘴孔33j。
在该第三实施方式中，在周向Dc上相互相邻的第一喷嘴32C和第二喷嘴33C中，喷射水的喷嘴孔32j、33j的直径相互不同。即，在各水喷射部30C中，设置于支座31的第一倾斜面31s的第一喷嘴32C的喷嘴孔32j的直径d1与设置于支座31的第二倾斜面31t的第二喷嘴33C的喷嘴孔33j的直径d2相互不同。由此，在周向Dc上相互相邻的水喷射部30C彼此中，设置于一方的水喷射部30C的第一喷嘴32C的喷嘴孔32j的直径d1与设置于另一方的水喷射部30C的第二喷嘴33C的喷嘴孔33j的直径d2相互不同。
在该实施方式中，喷嘴孔32j的有效面积的范围例如可以为0.01mm2～2.0mm2。喷嘴孔32j的有效面积的范围例如还可以为2.0mm2～20.0mm2。与此相对，喷嘴孔33j的有效面积的范围例如可以为0.01mm2～2.0mm2。喷嘴孔33j的有效面积的范围例如还可以为2.0mm2～20.0mm2。
根据上述的第三实施方式的燃烧器10C，在第一喷嘴32C和第二喷嘴33C中，喷嘴孔32j、33j的直径d1、d2相互不同。由此，在第一喷嘴32C和第二喷嘴33C中，所喷射的水(液滴)的流势(流速)不同。因此，在第一喷嘴32C和第二喷嘴33C中，从各自喷射的水的液滴沿着喷射方向所到达的距离不同。另外，在第一喷嘴32C和第二喷嘴33C中，液滴的粒径也不同。由此，空气流路部R内的液滴的分布变得不均匀，液滴的分散性提高。其结果是，能够实现燃烧器10C中的火焰温度的降低，进一步实现NOx、煤烟等的减少。另外，液滴蒸发而生成蒸气，从而含有蒸气的空气的体积增大，燃气轮机1的输出提高。
(第四实施方式)
接着，对本发明的燃烧器的第四实施方式进行说明。在以下说明的第四实施方式中，仅第一喷嘴32D、第二喷嘴33D的结构与第一实施方式不同，因此对与第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记进行说明，并且省略重复说明。
图8是表示上述燃烧器的第四实施方式的燃烧器的主要部分的放大剖视图。图9是从外筒的径向内侧观察上述燃烧器的第四实施方式的水喷射部时的图。
如图1所示，该实施方式的燃烧器10D主要具备外筒11、内筒12、尾筒13、背面壁14、先导喷嘴21、主喷嘴22、空气流路部R、以及水喷射部30D。
如图8、图9所示，各水喷射部30D具备支座31、第一喷嘴32D、以及第二喷嘴33D。
第一喷嘴32D设置于第一倾斜面31s。在第一喷嘴32D形成有喷射水的喷嘴孔32k。
第二喷嘴33D设置于第二倾斜面31t。在第二喷嘴33D形成有喷射水的喷嘴孔33k。
对于在周向Dc上相互相邻的第一喷嘴32D及第二喷嘴33D，水的喷射方向在轴线方向Da上相互不同。在各水喷射部30D中，对于设置于支座31的第一倾斜面31s的第一喷嘴32D和设置于支座31的第二倾斜面31t的第二喷嘴33D，来自喷嘴孔32k、33k的水的喷射方向在轴线方向Da上相互不同。在该第三实施方式中，第一喷嘴32D的喷嘴孔32k朝向相对于与轴线方向Da正交的方向向第一侧Dal倾斜的方向喷射水。第二喷嘴33D的喷嘴孔33k朝向相对于与轴线方向Da正交的方向向第二侧Da2倾斜的方向喷射水。由此，如图3所示，在周向Dc上相互相邻的水喷射部30D彼此中，对于设置于一方的水喷射部30D的第一喷嘴32D和设置于另一方的水喷射部30D的第二喷嘴33D，来自喷嘴孔32k、33k的水的喷射方向在轴线方向Da上相互不同。
因此，根据上述的第四实施方式的燃烧器10D，能够抑制在周向Dc上相互相邻的水喷射部30D彼此中，从一方的水喷射部30D的第一喷嘴32D喷射的水的液滴与从另一方的水喷射部30D的第二喷嘴33D喷射的水的液滴相互干涉。由此，能够抑制液滴彼此合体而大型化。因此，液滴容易蒸发。由此，能够实现燃烧器10D中的火焰温度的降低，能够进一步实现NOx、煤烟等的减少。另外，液滴蒸发而生成蒸气，从而含有蒸气的空气的体积增加，燃气轮机1的输出提高。
需要说明的是，在上述第四实施方式中，第一喷嘴32D朝向向轴线方向Da的第一侧Da1倾斜的方向喷射水，第二喷嘴33D朝向向轴线方向Da的第二侧Da2倾斜的方向喷射水，但不限于此。也可以在第一喷嘴32D、第二喷嘴33D双方中，例如朝向向轴线方向Da的第一侧Da1倾斜的方向喷射水，同时它们的倾斜角度相互不同。另外，也可以在第一喷嘴32D、第二喷嘴33D这双方中，例如朝向向轴线方向Da的第二侧Da2倾斜的方向喷射水，同时它们的倾斜角度相互不同。
并且，第一喷嘴32D和第二喷嘴33D中的任一方也可以不向轴线方向Da的第一侧Da1或第二侧Da2倾斜，而向与轴线方向Da正交的方向喷射水。在该情况下，第一喷嘴32D和第二喷嘴33D中的另一方朝向向轴线方向Da的第一侧Dal或第二侧Da2倾斜的方向喷射水。
(第五实施方式)
接着，对本发明的燃烧器的第五实施方式进行说明。在以下说明的第五实施方式中，仅第一喷嘴32、第二喷嘴33的结构与第一实施方式不同，因此对于第一实施方式相同的部分标注相同的附图标记进行说明，并且省略重复说明。
图10是表示上述燃烧器的第五实施方式的燃烧器的主要部分的放大剖视图。
如图1所示，该实施方式的燃烧器10E主要具备外筒11、内筒12、尾筒13、背面壁14、先导喷嘴21、主喷嘴22、空气流路部R、以及水喷射部30E。
水喷射部30E在绕中心轴O的周向上隔开等间隔地设置有多个。如图10所示，各水喷射部30E具备支座31、第一喷嘴32、以及第二喷嘴33。
从外部的水供给源(未图示)向多个水喷射部30E供给水。为此，燃烧器10E具备环状流路部40和水供给孔41。
环状流路部40设置于外筒11的径向Dr外侧。环状流路部40设置于外筒11的外周面11g。环状流路部40在周向Dc上连续。从外部经由水供给管42向环状流路部40供给水。水供给管42通过燃气轮机1的机室2(参照图1)的内周面与燃烧器10E的外周面之间的间隙而设置。
水供给孔41沿径向Dr贯通外筒11。水供给孔41分别形成在多个水喷射部30E的径向外侧。水供给孔41从环状流路部40向多个水喷射部30B中的每一个供给水。
在这样的水喷射部30E中，从外部的水供给源(未图示)通过水供给管42、环状流路部40、各水供给孔41向支座31供给水。供给到支座31的水被分配给第一喷嘴32和第二喷嘴33。在第一喷嘴32、第二喷嘴33中，喷射由支座31分配的水。
因此，根据上述的第五实施方式的燃烧器10E，能够在从外部供给的水到达环状流路部40之前，抑制水供给管42、环状流路部40在燃烧器10E的外筒11内暴露于热环境中。由此，能够抑制水供给管42、环状流路部40受到热应力的影响。
另外，与上述第一至第四实施方式同样地，第一喷嘴32向周向Dc的第一侧Dc1喷射水。第二喷嘴33D向周向Dc的第二侧Dc2喷射水。由此，空气流路部R内的液滴的分布变得不均匀，液滴的分散性提高。因此，能够进一步实现NOx、煤烟等的减少。另外，液滴蒸发而生成蒸气，含有蒸气的空气的体积增加，燃气轮机1的输出提高。
(其他变形例)
需要说明的是，本发明不限于上述的实施方式，包括在不脱离本发明的主旨的范围内对上述的实施方式施加了各种变更而得的方式。即，在实施方式中列举的具体的形状、结构等只不过是一例，可以适当变更。例如，也可以适当组合在上述第一至第五实施方式中所示的结构。
产业上的可利用性
根据上述燃烧器，能够进一步实现NOx、煤烟等的减少。
附图标记说明：
1...燃气轮机；
2...机室；
10、10B、10C、10D、10E...燃烧器；
11...外筒；
11a...端部；
11b...端部；
11f...内周面；
11g...外周面；
12...内筒；
12a...端部；
12b...端部；
12g...外周面；
13...尾筒；
14...背面壁；
15...引导面；
16...开口；
21...先导喷嘴；
21a...前端部；
22...主喷嘴(燃料喷嘴)；
22a...前端部；
24...先导锥体；
24c...圆锥部；
25...主喷烧器；
25a...接近先导锥体的一侧；
27...冲孔金属；
28...先导旋流器；
29...主旋流器；
30、30B、30C、30D、30E...水喷射部；
31...支座；
31b...固定面；
31s...第一倾斜面；
31t...第二倾斜面；
32、32B、32C、32D...第一喷嘴；
32h、32j、32k...喷嘴孔；
33、33B、33C、33D...第二喷嘴；
33h、33j、33k...喷嘴孔；
35...供给流路；
36...流路形成构件；
36r...流路；
40...环状流路部；
41...水供给孔；
42...水供给管；
51...圆筒部；
51a...前端；
52...导流叶片；
O...中心轴；
R...空气流路部；
R1...导入流路部；
R2...反转流路部；
R3...内部流路部。

Claims (8)

1.一种燃烧器，其中，
所述燃烧器具备：
筒状的外筒，其沿轴线方向延伸；
筒状的内筒，其设置于所述外筒的径向内侧，且沿所述轴线方向延伸；
多个燃料喷嘴，其设置于所述内筒的内部，喷射燃料；
空气流路部，其将从外部导入至所述外筒的内周面与所述内筒的外周面之间的空气向所述内筒内送入；以及
多个水喷射部，其在以所述轴线为中心的周向上隔开间隔地设置于所述外筒的内周面，朝向所述外筒的径向内侧喷射水，
所述水喷射部具备：
第一喷嘴，其向所述周向第一侧喷射水；以及
第二喷嘴，其向所述周向第二侧喷射水。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其中，
所述水喷射部具备固定于所述外筒的内周面的支座，
所述第一喷嘴以及所述第二喷嘴设置于所述支座。
3.根据权利要求2所述的燃烧器，其中，
所述支座具有：
第一倾斜面，其向所述周向第一侧倾斜，供所述第一喷嘴设置；以及
第二倾斜面，其向所述周向第二侧倾斜，供所述第二喷嘴设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器，其中，
在周向上相互相邻的所述水喷射部彼此中，一方的所述水喷射部的所述第一喷嘴与另一方的所述水喷射部的所述第二喷嘴设置于在所述轴线方向上相互不同的位置。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的燃烧器，其中，
在周向上相互相邻的所述水喷射部彼此中，对于所述第一喷嘴和所述第二喷嘴，喷射水的喷嘴孔的直径相互不同。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃烧器，其中，
在周向上相互相邻的所述水喷射部彼此中，对于所述第一喷嘴和所述第二喷嘴，水的喷射方向在所述轴线方向上相互不同。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的燃烧器，其中，
所述燃烧器具备：
环状流路部，其设置于所述外筒的外周面，在周向上连续地从外部供给水；以及
水供给孔，其在径向上贯通所述外筒，从所述环状流路部向多个所述水喷射部中的每一个供给水。
8.一种燃气轮机，其中，
所述燃气轮机具备权利要求1至7中任一项所述的燃烧器。
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