TWI588349B - 燃燒器及具備該燃燒器的燃氣渦輪 - Google Patents

Description

燃燒器及具備該燃燒器的燃氣渦輪

本發明係關於一種燃燒器及具備該燃燒器的燃氣渦輪。

本申請案係依據2014年9月22日在日本提出申請之特願2014-192498號而主張優先權，並且在此援用其內容。

例如，以下的專利文獻1所揭示之燃燒器係具備：具有棒狀部分並且用以噴射燃料的噴嘴、以及圍繞著該噴嘴的外周用以朝下游側噴出空氣與來自噴嘴的燃料的筒。

〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕

[專利文獻1]特開2005-315457號公報

在燃燒器內，當對燃料進行燃燒的同時會使進行該燃燒而生成的燃燒氣體流動。因此，燃燒器係存在有被放置在高溫環境下的複數個零件。在此，期望將包含上述零件的燃燒器予以長壽命化。

因此，本發明的目的為：提供一種能夠達成長壽命化的燃燒器及具備該燃燒器的燃氣渦輪。

作為用以達成上述目的的發明所揭示之其中一個態樣的燃燒器， 係具備：噴嘴，具有以噴燈軸線為中心的棒狀部分並且用以噴射燃料；噴燈筒，作成為筒狀並且圍繞著前述噴嘴的外周用以將空氣與來自前述噴嘴的燃料從作為前述噴燈軸線所延伸的軸線方向之其中一側的上游側朝作為另一側的下游側噴出；以及外側流路筒，至少圍繞前述噴燈筒中的下游端部之外周並且在前述噴燈筒的外周側與本身的內周側之間形成使空氣朝向下游側流動的淨化空氣流路，在前述噴燈筒的下游端部形成傾斜面使得隨著朝下游側會使形成前述噴燈筒的噴燈筒形成板之板厚逐漸地變薄，並且板厚方向的前述傾斜面之傾斜面形成寬度係在前述噴燈筒形成板未形成有前述傾斜面的部分之板厚的一半以上。

由於在該燃燒器中，噴燈筒的下游端部形成有傾斜面，所以在比噴燈筒的下游端更靠下游側不易形成 有包含流動在噴燈筒的內周側之燃料的氣體、以及流動在噴燈筒的外周側之空氣的渦流。因此，在該燃燒器中，能夠降低在噴燈筒的下游端附近形成火焰之可能性。

然而，抑制渦流產生的效果係即使僅在噴燈筒的下游端部稍微形成有傾斜面也多少能夠期待該效果。然而，當傾斜面的板厚方向之傾斜面形成寬度係未滿在噴燈筒形成板未形成有傾斜面的部分之板厚的一半時，會變得容易在噴燈筒的下游端之下游側形成有包含燃料的氣體之渦流、以及空氣的渦流。並且，會因為上述渦流造成在噴燈筒的下游端附近形成火焰之可能性變高。

相對於此，當傾斜面的板厚方向之傾斜面形成寬度係在噴燈筒形成板未形成有傾斜面的部分之板厚的一半以上時，即使就算會在噴燈筒的下游端之下游側形成有包含燃料的氣體之渦流及空氣的渦流也會使其大小變小，或是實質上變得不會形成。假設，當傾斜面的板厚方向之傾斜面形成寬度係在噴燈筒形成板未形成有傾斜面的部分之板厚的60%時，會有在噴燈筒的下游端之下游側形成有包含燃料的氣體之微小的渦流、以及空氣之微小的渦流的可能性。然而，在上述微小的渦流中，可以說實質上不會有在噴燈筒的下游端附近形成火焰之可能性。因此，在該燃燒器中，係將傾斜面的板厚方向之傾斜面形成寬度作成為在噴燈筒形成板未形成有傾斜面的部分之板厚的一半以上。

在此，作為前述其中一個態樣的前述燃燒器 中，於前述噴燈筒作為前述傾斜面亦可在前述噴燈筒的外周側形成外側傾斜面，並且將板厚方向之前述外側傾斜面的傾斜面形成寬度作成為在前述噴燈筒形成板未形成有前述傾斜面的部分之板厚的一半以上。

在該燃燒器中，藉由使流動在噴燈筒的外周側的空氣沿著外側傾斜面流動，會使該空氣一邊朝下游側流動一邊靠近噴燈軸線。因此，在該燃燒器中，能夠抑制包含流動在噴燈筒的內周側之氣體的相對於噴燈軸線的朝放射方向之擴散。

另外，在作為前述其中一個態樣的前述燃燒器中，於前述噴燈筒作為前述傾斜面亦可在前述噴燈筒的外周側形成外側傾斜面，而在前述噴燈筒的內周側形成內側傾斜面，並且將板厚方向之前述外側傾斜面的傾斜面形成寬度加上板厚方向之前述內側傾斜面的傾斜面形成寬度之寬度作成為在前述噴燈筒形成板未形成有前述傾斜面的部分之板厚的一半以上。

即使是該燃燒器，也是在噴燈筒的下游端部形成傾斜面，並且將外側傾斜面加上內側傾斜面的傾斜面之板厚方向的傾斜面形成寬度作成為在噴燈筒形成板未形成有傾斜面的部分之板厚的一半以上。因此，在該燃燒器中，能夠降低在噴燈筒的下游端附近形成火焰之可能性。

在此，於形成有前述外側傾斜面及前述內側傾斜面的前述燃燒器中，亦可將板厚方向之前述外側傾斜面的傾斜面形成寬度作成為比板厚方向之前述內側傾斜面 的傾斜面形成寬度更寬。

在該燃燒器的噴燈筒的下游端之下游側，比起包含沿著內側傾斜面流動的燃料之氣體的流動，沿著外側傾斜面流動的空氣之流動的影響較強。因此，在該燃燒器中，能夠抑制包含從噴燈筒噴出的燃料之氣體的相對於噴燈軸線的朝放射方向的擴散。

另外，作為前述其中一個態樣的前述燃燒器中，於前述噴燈筒作為前述傾斜面亦可在前述噴燈筒的內周側形成內側傾斜面，並且將板厚方向之前述內側傾斜面的傾斜面形成寬度作成為在前述噴燈筒形成板未形成有前述傾斜面的部分之板厚的一半以上。

即使是該燃燒器，也是在噴燈筒的下游端部形成傾斜面，並且將內側傾斜面的板厚方向之傾斜面形成寬度作成為在噴燈筒形成板未形成有傾斜面的部分之板厚的一半以上。因此，在該燃燒器中，能夠降低在噴燈筒的下游端附近形成火焰之可能性。

在形成有外側傾斜面的上述任一個的前述燃燒器中，具備複數個具有前述噴嘴與前述噴燈筒的噴燈，複數個前述噴燈的前述噴燈軸線係相互地呈平行，複數個前述噴燈中，至少作為其中之一的噴燈之第1噴燈的前述噴燈筒的外周之一部分亦即第1外周部是與前述外側流路筒的內周之一部分呈對向，而在前述第1外周部與前述外側流路筒的內周的一部分之間形成有作為前述淨化空氣流路的第1淨化空氣流路，複數個前述噴燈中，在與第1噴 燈相鄰接的第2噴燈的前述噴燈筒的外周之一部分、和前述第1噴燈的前述噴燈筒的外周之一部分亦即第2外周部之間形成有使空氣朝向下游側流動的第2淨化空氣流路，前述第2外周部的前述外側傾斜面之相對於前述噴燈軸線的角度係比前述第1外周部的前述外側傾斜面之相對於前述噴燈軸線的角度更大亦可。

為了抑制流動在噴燈筒的內外周之氣體的流動產生紊亂，是將傾斜面之相對於噴燈軸線的角度形成較小為佳。然而，在該燃燒器中，第2外周部的外側傾斜面之相對於噴燈軸線的角度係比第1外周部的外側傾斜面之相對於噴燈軸線的角度更大。並且，在該燃燒器中，第2噴燈係與第1噴燈的第2外周部側相鄰接。因此，當在第1噴燈筒的下游端部形成有第2外周部的部分之下游端附近漂散有從第1噴燈筒的內周側流過來的燃料之氣體時，會有在該下游端附近使燃料產生著火的可能性。所以，在該燃燒器中，雖然會多少增加流動在第1噴燈筒的內外周之氣體的流動之阻力，但為了使包含從第1噴燈筒噴出的燃料之氣體遠離相鄰接的第2噴燈，係將形成在第2外周部的外側傾斜面之相對於噴燈軸線的角度作成為比形成在第1外周部的外側傾斜面之相對於噴燈軸線的角度更大。

在具備前述第1噴燈及前述第2噴燈的前述燃燒器中，前述第1噴燈係用以使從前述第1噴燈的前述噴燈筒噴出的燃料進行預混燃燒的預混燃燒噴燈，而前述第2噴燈係用以使從前述第2噴燈的前述噴燈筒噴出的燃 料進行擴散燃燒的擴散燃燒噴燈，並且以前述第2噴燈為中心，將複數個前述第1噴燈配置成沿著圓周方向排列，前述外側流路筒係以前述第2噴燈為中心作成為筒狀用以覆蓋複數個前述第1噴燈亦可。

另外，在以上的任一個前述燃燒器中，於前述外側流路筒的下游側端部形成傾斜面使得隨著朝向下游側會逐漸地使形成前述外側流路筒的外側流路筒形成板的板厚逐漸地變薄，並且將板厚方向之前述傾斜面的傾斜面形成寬度作成為在前述外側流路筒形成板的板厚的一半以上亦可。

在該燃燒器中，能夠抑制流動在淨化空氣流路的空氣之流動的阻力。

作為用以達成上述目的的發明所揭示之其中一個態樣的燃氣渦輪， 係具備：以上的任一個前述燃燒器、用以壓縮空氣並且將空氣供給至前述燃燒器的壓縮機、以及藉由在前述燃燒器內對燃料進行燃燒所形成的燃燒氣體來驅動的渦輪。

在本發明所揭示之其中一個態樣中，會抑制噴燈筒的熱損傷等，而能夠達成燃燒器的長壽命化。

1‧‧‧壓縮機

4‧‧‧燃燒器

5‧‧‧渦輪

10‧‧‧燃燒筒

11‧‧‧連接部

13‧‧‧燃燒部

15‧‧‧燃燒氣體導引部

20‧‧‧燃料噴出器

30‧‧‧導燃器(第2噴燈或擴散燃燒噴燈)

31‧‧‧引導噴嘴

32‧‧‧迴旋板

33‧‧‧導燃器筒

34‧‧‧本體部

35‧‧‧圓錐部

40‧‧‧主噴燈(第1噴燈或預混燃燒噴燈)

41‧‧‧主噴嘴

42‧‧‧迴旋板

43‧‧‧主噴燈筒

44‧‧‧本體部

45‧‧‧延長部

46‧‧‧第1外周部

47‧‧‧第2外周部

48‧‧‧第3外周部

49‧‧‧噴燈筒形成板

50‧‧‧傾斜面

51、51a、51b、51c、51d‧‧‧外側傾斜面

52、52a‧‧‧內側傾斜面

60‧‧‧外側流路筒

64‧‧‧外側傾斜面

65‧‧‧內側傾斜面

66‧‧‧第1淨化空氣流路

67‧‧‧第2淨化空氣流路

68‧‧‧第3淨化空氣流路

Ab‧‧‧噴燈軸線

Ac‧‧‧燃燒器軸線

Ar‧‧‧旋轉軸線

Da‧‧‧軸線方向

A‧‧‧空氣

A1‧‧‧第1淨化空氣

A2‧‧‧第2淨化空氣

A4‧‧‧膜狀空氣

F‧‧‧燃料

PM‧‧‧預混氣體

第1圖係表示本發明所揭示之一實施方式的燃氣渦輪的構造之示意圖。

第2圖係表示本發明所揭示之一實施方式的燃氣渦輪的燃燒器周圍之剖面圖。

第3圖係本發明所揭示之一實施方式的燃燒器之剖面圖。

第4圖係第3圖中的IV箭頭方向視圖。

第5圖係本發明所揭示之一實施方式的主噴燈周圍的剖面圖。

第6圖係本發明所揭示之一實施方式的主噴燈筒的第1外周部周圍的剖面圖。

第7圖係本發明所揭示之一實施方式的主噴燈筒的第2外周部周圍的剖面圖。

第8圖係比較例所揭示之主噴燈筒的第1外周部周圍的剖面圖。

第9圖係本發明所揭示之第一變形例的主噴燈筒的第1外周部周圍的剖面圖。

第10圖係本發明所揭示之第二變形例的主噴燈筒的第1外周部周圍的剖面圖。

第11圖係本發明所揭示之第三變形例的主噴燈筒的第1外周部周圍的剖面圖。

第12圖係本發明所揭示之第四變形例的主噴燈筒的第1外周部周圍的剖面圖。

第13圖係本發明所揭示之第五變形例的主噴燈筒的 第1外周部周圍的剖面圖。

以下，參考圖式來詳細地說明關於本發明所揭示之燃氣渦輪的一實施方式，以及具備燃氣渦輪的燃燒器之各種變形例。

〔實施方式〕

本實施方式的燃氣渦輪係如第1圖所示，具備有：壓縮機1，用以壓縮外部氣體來生成壓縮空氣；複數個燃燒器4，在壓縮空氣中使燃料F燃燒來生成燃燒氣體；以及渦輪5，藉由燃燒氣體進行驅動。

壓縮機1係具有：以旋轉軸線Ar為中心進行旋轉的壓縮機轉子2、以及能夠旋轉地覆蓋著壓縮機轉子2的壓縮機殼體3。渦輪5係具有：以旋轉軸線Ar為中心進行旋轉的渦輪轉子6、以及能夠旋轉地覆蓋著渦輪轉子6的渦輪殼體7。壓縮機轉子2的旋轉軸線Ar與渦輪轉子6的旋轉軸線Ar係位在同一直線上。該壓縮機轉子2與該渦輪轉子6係相互地連結來組成燃氣渦輪轉子8。並且，壓縮機殼體3與渦輪殼體7係相互地連結來組成燃氣渦輪機殼體9。

在燃氣渦輪轉子8，例如連結有發電機的轉子。並且，在燃氣渦輪殼體9固定有燃燒器4。

燃燒器4係如第2圖所示，燃燒筒(或尾 筒)10、以及燃料噴出器20。燃燒器10係在內部對燃料F進行燃燒，並且將該燃料F進行燃燒而生成的燃燒氣體輸送至渦輪5。燃料噴出器20係用以將燃料F及空氣A噴出至燃燒筒10內。

燃料噴出器20係如第3圖所示，具備：用以使噴出後的燃料進行擴散燃燒的導燃器(第2噴燈或擴散燃燒噴燈)30、用以使噴出後的燃料進行預混燃燒的主噴燈(第1噴燈或預混燃燒噴燈)40、以及用以保持導燃器30及主噴燈40的噴燈保持筒21。

導燃器30係具有：以燃燒器軸線Ac為中心朝軸線方向Da延伸的棒狀之引導噴嘴31、用以覆蓋該引導噴嘴31的外周之導燃器筒33、及以燃燒器軸線Ac為中心使壓縮空氣迴旋的複數個迴旋板32。在此，將作為燃燒器軸線Ac所延伸的方向之軸線方向Da的一側作為上游側，並且將另一側作為下游側。另外，燃燒器軸線Ac也是該導燃器30的噴燈軸線。

在引導噴嘴31的下游側端部形成有用以噴射燃料的噴射孔。在引導噴嘴31比形成有噴射孔的位置更靠下游側設置有複數個迴旋板32。各迴旋板32係從引導噴嘴31的外周朝包含放射方向成分的方向延伸，並且與導燃器筒33的內周面連接。導燃器筒33係具有：位在引導噴嘴31的外周之本體部34、以及與本體部34的下游側連接並且朝向下游側逐漸地擴徑之圓錐部35。複數個迴旋板32係與導燃器筒33的本體部34之內周面連接。 導燃器筒33內，流入有從其上游側利用壓縮機1予以壓縮而成的壓縮空氣。導燃器筒33係從其下游端將該壓縮空氣與從引導噴嘴31噴射的燃料一起噴出。該燃料係在燃燒筒10內進行擴散燃燒。

複數個主噴燈40係如第4圖所示，以燃燒器軸線Ac為中心沿著圓周方向排列地設置，來圍繞導燃器30的外周側。

主噴燈40係如第3圖及第5圖所示，具有：以與燃燒器軸線Ac呈平行的噴燈軸線Ab為中心朝軸線方向Da延伸的棒狀之主噴嘴41、用以覆蓋該主噴嘴41的外周之主噴燈筒43、及以噴燈軸線Ab為中心使壓縮空氣迴旋的複數個迴旋板42。另外，由於主噴燈40的噴燈軸線Ab係與燃燒器軸線Ac呈平行，所以關於燃燒器軸線Ac的軸線方向Da、與關於噴燈軸線Ab的軸線方向Da係同一方向。並且，關於燃燒器軸線Ac的軸線方向Da之上游側係關於噴燈軸線Ab的軸線方向Da的上游側，而關於燃燒器軸線Ac的軸線方向Da之下游側係關於噴燈軸線Ab的軸線方向Da之下游側。

在主噴嘴41的軸線方向Da之中間部形成用以噴射燃料的噴射孔。在主噴嘴41形成有噴射孔的位置附近設置有複數個迴旋板42。各迴旋板42係從主噴嘴41的外周朝包含放射方向成分的方向延伸，並且與主噴燈筒43的內周面連接。主噴燈筒43係具有：位在主噴嘴41的外周之本體部44、以及與本體部44的下游側連接並且 朝向下游側延伸之延長部45。複數個迴旋板42係與主噴燈筒43的本體部44之內周面連接。主噴燈筒43內，流入有從其上游側被壓縮機1壓縮後的壓縮空氣。在主噴燈筒43內，係將該壓縮空氣與從主噴嘴41噴射的燃料混合來形成預混氣體PM。主噴燈筒43係從其下游端將預混氣體PM噴出。該預混氣體PM中的燃料係在燃燒筒10內進行預混燃燒。

另外，亦可在迴旋板42形成用以噴射燃料的噴射孔，並且從該處將燃料噴射至主噴燈筒43內。該情況下，係將相當於上述說明的棒狀之主噴嘴41的部分作成為輪轂棒，並且主噴嘴係形成為具有該輪轂棒與複數個迴旋板42。將來自外部的燃料供給至輪轂棒內，再從該輪轂棒將燃料供給至迴旋板42。

主噴燈筒43的本體部44係如第4圖所示，從軸線方向Da觀看時形成為圓形。另一方面，主噴燈筒43的延長部45從軸線方向Da觀看時，係利用下述部分形成為弓形：以燃燒器軸線Ac為中心的大圓弧、位在比大圓弧更靠燃燒器軸線Ac側並且以燃燒器軸線Ac為中心的小圓弧、及以燃燒器軸線Ac為基準朝放射方向延伸來直線地連接大圓弧的端部與小圓弧的端部之連接線。該延長部45的外周中，係將相當於大圓弧的部分作為第1外周部46，並且將相當於小圓弧的部分作為第2外周部47，而將相當於連接直線的部分作為第3外周部48。

噴燈保持筒21係如第3圖及第5圖所示，以 燃燒器軸線Ac為中心作成為圓筒狀，用以覆蓋複數個主噴燈筒43的本體部44之外周側。

燃燒筒10係具有：在內周側存在複數個主噴燈筒43的延長部45之連接部11、形成有對從主噴燈40及導燃器30噴出後的燃料進行燃燒的燃燒區域之燃燒部13、以及將對燃料進行燃燒而生成的燃燒氣體導引至渦輪5的燃燒氣體導引部15。連接部11及燃燒部13都是以燃燒器軸線Ac為中心作成為圓筒狀。另外，燃燒氣體導引部15係作成為筒狀。燃燒筒10的連接部11之上游端係與噴燈保持筒21連接。燃燒筒10的燃燒部13係形成在燃燒筒10的連接部11之下游側。燃燒筒10的燃燒氣體導引部15係形成在燃燒筒10的燃燒部13之下游側。

圓筒狀的連接部11形成有：連接部空氣孔12，其從外周側朝向內周側貫穿並且將來自壓縮機1的壓縮空氣作為第1淨化空氣A1導引至內周側。配置有：外側流路筒60，其係在燃燒筒10的連接部11與燃燒部13之交界線附近，並且會在其內周側於複數個主噴燈40的外周側與本身的內周側之間形成第1淨化空氣流路66。外側流路筒60係具有：以燃燒器軸線Ac為中心呈圓筒狀的本體部61、以及從本體部61的下游側朝向外周側延伸並且與燃燒筒10連接的連接部62。在燃燒筒10與外側流路筒60的本體部61呈對向的部分形成有：膜狀空氣孔14，其從外周側朝向內周側貫穿並且將來自壓縮機1的壓縮空氣作為膜狀空氣A4導引至內周側。在外側流路筒60 的本體部61之內周側與複數個主噴燈筒43的延長部45的第1外周部46之間形成有：從上游側使第1淨化空氣A1朝下游側流動的前述第1淨化空氣流路66。

並且，在複數個主噴燈筒43的延長部45的第2外周部47與導燃器筒33的圓錐部35的外周之間形成有：從上游側使第2淨化空氣A2朝下游側流動的第2淨化空氣流路67。

另外，如第4圖所示，在以燃燒器軸線Ac為中心的圓周方向相鄰的主噴燈筒43的延長部45之第3外周部48的彼此之間形成有：從上游側使第3淨化空氣朝下游側流動的第3淨化空氣流路68。該第3淨化空氣及前述第2淨化空氣A2都是被壓縮機1壓縮再流入至噴燈保持筒21的內周側之壓縮空氣。

在主噴燈筒43的下游端部如第6圖及第7圖所示，形成有：傾斜面50，用以隨著朝下游側使得形成主噴燈筒43的噴燈筒形成板49的板厚逐漸地變薄。該傾斜面50係形成在主噴燈筒43的外周側，並且呈傾斜而隨著朝下游側會逐漸地靠近主噴燈筒43的內周面之外側傾斜面51。該外側傾斜面51係遍及主噴燈筒43的外周之整個區域而形成。因此，作為該外側傾斜面51係如第6圖所示，具有：形成在主噴燈筒43的第1外周部46之外側傾斜面51a、以及如第7圖所示，具有：形成在主噴燈筒43的第2外周部47之外側傾斜面51b。另外，作為該外側傾斜面51也具有形成在主噴燈筒43的第3外周面之 外側傾斜面(未圖式)。

形成在第1外周部46的外側傾斜面51a的板厚方向之傾斜面形成寬度t1係如第6圖所示，作成為在噴燈筒形成板49未形成有外側傾斜面51a的部分之板厚t的一半以上。更佳為：將形成在第1外周部46的外側傾斜面51a的板厚方向之傾斜面形成寬度t1，作成為在噴燈筒形成板49未形成有外側傾斜面51a的部分之板厚t的60%以上。另外，在上述內容中，作為基準的板厚t係在噴燈筒形成板49未形成有外側傾斜面51a的部分中最靠下游側的部分之板厚。

形成在第1外周部46的外側傾斜面51a之軸線方向Da的傾斜面形成長度s1，係比前述傾斜面形成寬度t1更長。

形成在第1外周部46的外側傾斜面51a之相對於噴燈軸線Ab的角度θ1係在50°以下20°以上(50°≧θ1≧20°)。另外，在此，形成有第1外周部46的部分之噴燈筒形成板49的內周面及外周面都是與噴燈軸線Ab呈平行。因此，外側傾斜面51a的相對於噴燈筒形成板49的內周面及外周面之外側傾斜面51a的角度也是在50°以下20°以上。並且，在此的外側傾斜面51a之相對於噴燈軸線Ab的角度θ1係包含噴燈軸線Ab，並且在橫切外側傾斜面51a之假想平面內的角度。以下，傾斜面50之相對於噴燈軸線Ab的角度都是包含噴燈軸線Ab，並且在橫切該傾斜面50之假想平面內的角度。

另外，形成在第2外周部47的外側傾斜面51b的板厚方向之傾斜面形成寬度t2也是如第7圖所示，作成為在噴燈筒形成板49未形成有外側傾斜面51b的部分之板厚t的一半以上。更佳為：將形成在第2外周部47的外側傾斜面51b的板厚方向之傾斜面形成寬度t2，作成為在噴燈筒形成板49未形成有外側傾斜面51b的部分之板厚t的60%以上。

形成在第2外周部47的外側傾斜面51b之軸線方向Da的傾斜面形成長度s2，係在前述傾斜面形成寬度t2以上。在此，由加工容易性的觀點考量，形成在第2外周部47的外側傾斜面51b之軸線方向Da的傾斜面形成長度s2，係與形成在第1外周部46的外側傾斜面51a之軸線方向Da的傾斜面形成長度s1為相同長度。

形成在第2外周部47的外側傾斜面51b之相對於噴燈軸線Ab的角度θ2係比形成在第1外周部46的外側傾斜面51a之相對於噴燈軸線Ab的角度θ1更大。該角度θ2較佳為在70°以下30°以上(70°≧θ2≧30°)。

另外，雖然未圖式，但形成在第3外周部48的外側傾斜面51的板厚方向之傾斜面形成寬度也是作成為在噴燈筒形成板49未形成有外側傾斜面51的部分之板厚t的一半以上。更佳為：將形成在第3外周部48的外側傾斜面51的板厚方向之傾斜面形成寬度，作成為在噴燈筒形成板49未形成有外側傾斜面51的部分之板厚t的60%以上。形成在該第3外周部48的外側傾斜面51之相 對於噴燈軸線Ab的角度係在50°以下20°以上。

在此，利用第8圖針對未在主噴燈筒43x的下游端部形成有傾斜面的比較例之下游端部周圍的氣體之流動進行說明。

當未在主噴燈筒43x的下游端部形成有傾斜面時，該主噴燈筒43x的下游端面45x會形成為與主噴燈筒43x的內周面及外周面呈垂直的平面。該情況下，在主噴燈筒43x的下游端面45x的下游側會形成：從主噴燈筒43x內流過來的預混氣體PM的渦流、及從形成在主噴燈筒43x的第1外周部46的外周側之第1淨化空氣流路66流過來的第1淨化空氣A1的渦流。

如上所述，當在主噴燈筒43x的下游端面45x的下游側形成預混氣體PM的渦流及第1淨化空氣A1的渦流時，會增加在主噴燈筒43x的下游端面45x附近形成火焰的可能性。因此，在比較例中，也會有因為燃燒器的運轉狀態而在主噴燈筒43x的下游端面45x的下游側附近形成火焰之情事。所以，在比較例中，主噴燈筒43x的下游端面會被放置在高溫環境中，而使得主噴燈筒43x承受熱損傷等，進而造成主噴燈筒43x的壽命變短。

另一方面，在本實施方式的主噴燈筒43的下游端部，如上所述，係遍及主噴燈筒43外周之整個區域形成有外側傾斜面51。因此，不易在本實施方式的主噴燈筒43的下游端之下游側形成預混氣體PM的渦流及第1淨化空氣A1的渦流。所以，在本實施方式中，能夠降低 在主噴燈筒43的下游端附近形成火焰之可能性。因此，在本實施方式中，相較於比較例會抑制主噴燈筒43產生熱損傷等，而能夠使主噴燈筒43的壽命變長。

然而，抑制渦流產生的效果係即使僅在主噴燈筒43的下游端部稍微形成有傾斜面50也多少能夠期待該效果。然而，當傾斜面50的板厚方向之傾斜面形成寬度係未滿在噴燈筒形成板49未形成有傾斜面50的部分之板厚t的一半時，會變得容易在主噴燈筒43的下游端之下游側形成有預混氣體PM的渦流及第1淨化空氣A1的渦流。並且，會因為上述渦流造成在主噴燈筒43的下游端附近形成火焰之可能性變高。

相對於此，當傾斜面50的板厚方向之傾斜面形成寬度係在噴燈筒形成板49未形成有傾斜面50的部分之板厚t的一半以上時，即使就算會在主噴燈筒43的下游端之下游側形成有預混氣體PM的渦流及第1淨化空氣A1的渦流也會使其大小變小，或是實質上變得不會形成。假設，當傾斜面50的板厚方向之傾斜面形成寬度係在噴燈筒形成板49未形成有傾斜面50的部分之板厚t的60%時，會有在主噴燈筒43的下游端之下游側形成有預混氣體PM的微小之渦流及第1淨化空氣A1的微小之渦流的可能性。然而，在上述微小的渦流中，可以說實質上不會有在主噴燈筒43的下游端附近形成火焰之可能性。因此，在本實施方式中，係將傾斜面50的板厚方向之傾斜面形成寬度作成為在噴燈筒形成板49未形成有傾斜面 50的部分之板厚t的一半以上。

另外，在本實施方式中，作為傾斜面50係採用形成在主噴燈筒43的外周側，並且呈傾斜而隨著朝下游側會逐漸地靠近主噴燈筒43的內周面之外側傾斜面51。藉此，能夠抑制從主噴燈筒43噴出的預混氣體PM之相對於噴燈軸線Ab的朝放射方向的擴散。因此，會使預混火焰從燃燒筒10的內周面分離，而能夠抑制燃燒筒10產生損傷。

為了抑制流動在導燃器筒33的內外周之氣體的流動產生紊亂並且減低氣體流動的阻力，是將傾斜面50的相對於噴燈軸線Ab的角度形成較小為佳。然而，在本實施方式中，如上所述，形成在第2外周部47的外側傾斜面51b之相對於噴燈軸線Ab的角度θ2係比作成為形成在第1外周部46的外側傾斜面51a之相對於噴燈軸線Ab的角度θ1更大。在主噴燈筒43的第2外周部47的燃燒器軸線Ac側係如第3圖及第7圖所示，配置有：導燃器30，用以將未預混燃料與空氣的氣體AF噴出來形成擴散火焰。因此，當在主噴燈筒43的下游端部形成有第2外周部47的部分之下游端附近漂散有預混氣體PM時，會有在該下游端附近使預混氣體PM產生著火的可能性。所以，在本實施方式中，雖然會多少增加流動在導燃器筒33的內外周之氣體的流動之阻力，但為了使從主噴燈筒43噴出的預混氣體PM從導燃器30遠離，係將形成在第2外周部47的外側傾斜面51b之相對於噴燈軸線Ab的角 度θ2作成為比形成在第1外周部46的外側傾斜面51a之相對於噴燈軸線Ab的角度θ1更大。

另外，在主噴燈筒43的第3外周部48的圓周方向側(以燃燒器軸線Ac為中心之圓周方向)係如第4圖所示，配置有其他的主噴燈40。因此，關於形成在第3外周部48的外側傾斜面51之相對於噴燈軸線Ab的角度，也是為了使從主噴燈筒43噴出的預混氣體PM從在圓周方向相鄰接的其他主噴燈40遠離，而作成為比形成在第1外周部46的外側傾斜面51a之相對於噴燈軸線Ab的角度θ1更大為佳。

如上所述，由於在本實施方式中，能夠抑制會在主噴燈筒43的下游端附近形成火焰之情事，所以會抑制主噴燈筒43產生熱損傷等，而能夠使主噴燈筒43的壽命變長。

「燃燒器的第一變形例」

利用第9圖來說明關於上述實施方式的燃燒器之第一變形例。

本變形例的燃燒器係在上述實施方式的燃燒器之外側流路筒60的下游端部形成傾斜面而成者，關於其他的構造則是與上述實施方式的燃燒器相同。外側流路筒60的傾斜面係形成在外側流路筒60的外周側，並且呈傾斜而隨著朝下游側會逐漸地靠近外側流路筒60的內周面之外側傾斜面64。該外側傾斜面64的板厚方向之傾斜 面形成寬度係作成為在形成外側流路筒60的本體部61之外側流路筒形成板63未形成有外側傾斜面64的部分之板厚的一半以上。

因此，不易在本變形例的外側流路筒60的下游端之下游側形成：流動在外側流路筒60的內周側之第1淨化空氣A1的渦流、以及流動在外側流路筒60的外周側之膜狀空氣A4的渦流。因此，在本變形例中，能夠抑制上述空氣的流動之阻力。

特別是在本變形例中，由於作為傾斜面係在外側流路筒60的外周側形成有外側傾斜面64，所以膜狀空氣A4及第1淨化空氣A1的流動會隨著朝下游側流動而多少靠向燃燒器軸線Ac(參照第3圖)側，亦即從燃燒筒10的內周面分離側。因此，在本變形例中，從主噴燈筒43噴出的預混氣體PM中，流動在外側流路筒60側的預混氣體PM也會隨著朝下游側流動而靠向燃燒器軸線Ac側。所以，在本變形例中，能夠更進一步地抑制會在主噴燈筒43的下游端未形成有第1外周部46的部分之下游端產生熱損傷等，並且也能夠更進一步也抑制燃燒筒10的內周面之熱損傷等。

「燃燒器的第二變形例」

利用第10圖來說明關於上述實施方式的燃燒器之第二變形例。

本變形例的燃燒器係與第一變形例的燃燒器 相同，在上述實施方式的燃燒器之外側流路筒60的下游端部形成傾斜面而成者。但，本變形例的外側流路筒60的傾斜面係形成在外側流路筒60的內周側，並且呈傾斜而隨著朝下游側會逐漸地靠近外側流路筒60的外周面之內側傾斜面65。該內側傾斜面65的板厚方向之傾斜面形成寬度係作成為在形成外側流路筒60的本體部61之外側流路筒形成板63未形成有內側傾斜面65的部分之板厚的一半以上。

因此，不易在本變形例的外側流路筒60的下游端之下游側形成：流動在外側流路筒60的內周側之第1淨化空氣A1的渦流、以及流動在外側流路筒60的外周側之膜狀空氣A4的渦流。因此，在本變形例中，能夠抑制上述空氣的流動之阻力。

並且，在本變形例中，由於作為傾斜面係在外側流路筒60的內周側形成有內側傾斜面65，所以膜狀空氣A4及第1淨化空氣A1的一部分之流動會隨著朝下游側流動而多少靠向從燃燒器軸線Ac(參照第3圖)分離側，亦即燃燒筒10的內周面側。因此，在本變形例中，相較於上述實施方式或第1變形例，膜狀空氣A4會更沿著燃燒筒10的內周面流動而能夠提高燃燒筒10的膜式冷卻效果。

如上所述，藉由在外側流路筒60形成外側傾斜面64(參照第9圖)的情況、以及在外側流路筒60形成內側傾斜面65的情況，能夠獲得相異之效果。因此， 是要在外側流路筒60形成外側傾斜面64、或是形成內側傾斜面65，係在比較與考量各自的效果後再決定為佳。

「燃燒器的第三變形例」

利用第11圖來說明關於上述實施方式的燃燒器之第三變形例。

本變形例的燃燒器係在主噴燈筒43的下游端部形成外側傾斜面51c及內側傾斜面52而成者。外側傾斜面51c與上述實施方式相同，係形成在主噴燈筒43的外周側，並且呈傾斜而隨著朝下游側會逐漸地靠近主噴燈筒43的內周面之面。另外，內側傾斜面52係形成在主噴燈筒43的內周側，並且呈傾斜而隨著朝下游側會逐漸地靠近主噴燈筒43的外周面之面。

在本變形例中，外側傾斜面51c的板厚方向之傾斜面形成寬度t3加上內側傾斜面52的板厚方向之傾斜面形成寬度t4之寬度，係在噴燈筒形成板49未形成有外側傾斜面51c及內側傾斜面52的部分之板厚t的一半以上。換句話說，外側傾斜面51c加上內側傾斜面52的傾斜面50的板厚方向之寬度，係未形成有傾斜面50的部分之板厚t的一半以上。更佳為：將外側傾斜面51c加上內側傾斜面52的傾斜面50的板厚方向之傾斜面形成寬度，作成為在噴燈筒形成板49未形成有傾斜面50的部分之板厚t的60%以上。並且，板厚方向的外側傾斜面51c之傾斜面形成寬度t3係比板厚方向的內側傾斜面52之傾 斜面形成寬度t4更寬。

外側傾斜面51c之相對於噴燈軸線Ab的角度θ1係與上述實施方式相同，在50°以下20°以上(50°≧θ1≧20°)。另外，內側傾斜面52之相對於噴燈軸線Ab的角度θ3也是在50°以下20°以上(50°≧θ3≧20°)。再者，面相對於線的角度係以呈補角關係的2個角度中其中一方的角度來表示。在本申請案中，作為傾斜面50之相對於軸線的角度係採用呈補角關係的2個角度中較小的角度。並且，外側傾斜面51c之相對於噴燈軸線Ab的角度θ1與內側傾斜面52之相對於噴燈軸線Ab的角度θ3亦可不是相同角度。

在變形例中，如上述說明般地，外側傾斜面51c加上內側傾斜面52的傾斜面50的板厚方向之寬度，係與上述實施方式及上述變形例相同，在未形成有傾斜面50的部分之板厚t的一半以上。因此，即使就算會在主噴燈筒43的下游端之下游側形成有預混氣體PM的渦流及第1淨化空氣A1的渦流也會使其大小變小，或是實質上變得不會形成。所以，在本變形例中，也會抑制主噴燈筒43產生熱損傷等，而能夠使主噴燈筒43的壽命變長。

另外，在本變形例中，板厚方向的外側傾斜面51c之傾斜面形成寬度t3係比板厚方向的內側傾斜面52之傾斜面形成寬度t4更寬。因此，在主噴燈筒43的下游端之下游側中，比起沿著內側傾斜面52流動的預混氣體PM之流動，沿著外側傾斜面51c流動的第1淨化空氣 A1之流動的影響較強，能夠抑制從主噴燈筒43噴出的預混氣體PM之相對於噴燈軸線Ab的朝放射方向的擴散。

「燃燒器的第四變形例」

利用第12圖來說明關於上述實施方式的燃燒器之第四變形例。

本變形例的燃燒器係在主噴燈筒43的下游端部形成內側傾斜面52a而成者。內側傾斜面52a係形成在主噴燈筒43的內周側，並且呈傾斜而隨著朝下游側會逐漸地靠近主噴燈筒43的外周面之面。

在本變形例中，係將內側傾斜面52a的板厚方向之傾斜面形成寬度t5作成為在噴燈筒形成板49未形成有內側傾斜面52a的部分之板厚t的一半以上。更佳為：將內側傾斜面52a的板厚方向之傾斜面形成寬度t5作成為在噴燈筒形成板49未形成有內側傾斜面52a的部分之板厚t的60%以上。內側傾斜面52a之相對於噴燈軸線Ab的角度θ3是在50°以下20°以上(50°≧θ3≧20°)。

在本變形例中，內側傾斜面52a的板厚方向之寬度t5係如上所述，在未形成有內側傾斜面52a的部分之板厚t的一半以上。因此，即使就算會在主噴燈筒43的下游端之下游側形成有預混氣體PM的渦流及第1淨化空氣A1的渦流也會使其大小變小，或是實質上變得不會形成。所以，在本變形例中，也會抑制主噴燈筒43產生 熱損傷等，而能夠使主噴燈筒43的壽命變長。

另外，由於在本變形例中，作為傾斜面50係形成有內側傾斜面52a，所以與上述實施方式及以上各變形例相異，從主噴燈筒43噴出的預混氣體PM會有相對於噴燈軸線Ab朝放射方向進行擴散之傾向。因此，在下述情況可採用本變形例：在能夠充分地期待對於燃燒筒10的內周面之膜式冷卻等的冷卻效果之情況、或從以燃燒器軸線Ac(參照第3圖)為中心的放射方向之主噴燈40至燃燒器內筒的內周面為止的距離較大，且即使從主噴燈筒43噴出的預混氣體PM相對於噴燈軸線Ab的放射方向多少較廣也能夠抑制燃燒筒10的內周面產生熱損傷之情況。

「燃燒器的第五變形例」

利用第13圖來說明關於上述實施方式的燃燒器之第五變形例。

上述實施方式及以上的各變形例之傾斜面，係包含軸線並且橫切該傾斜面的假想平面上的形狀為直線。然而，只要傾斜面是隨著朝向下游側會使筒形成板的板厚逐漸地變薄，傾斜面也可以是包含軸線並且橫切該傾斜面的假想平面上的形狀為曲線。

例如，如第13圖所示，形成在主噴燈筒43的下游端部之外側傾斜面51d，係包含噴燈軸線Ab並且橫切外側傾斜面51d之假想平面上的形狀為在從噴燈軸線 Ab遠離側呈凸形的平滑之曲面。另外，該曲面也可以是在與噴燈軸線Ab靠近側呈凹形的平滑之曲面。

在此，第13圖中，係關於形成在主噴燈筒43的下游端部的外側傾斜面51d之例子。然而，只要形成在主噴燈筒43的下游端部之內側傾斜面、或外側流路筒60的傾斜面都是隨著朝向下游側會使筒形成板的板厚逐漸地變薄，就可以是包含軸線並且橫切該傾斜面的假想平面上的形狀為曲線。

並且，在採用包含軸線並且橫切該傾斜面的假想平面上的形狀為曲線的傾斜面之情況時，作為該傾斜面之相對於軸線的角度係使用該傾斜面之相對於軸線的平均角度、或連結該傾斜面的上游端與下游端的線段之相對於軸線的角度。

〔產業的可利用性〕

在本發明所揭示之其中一個態樣中，會抑制噴燈筒的熱損傷等，而能夠達成燃燒器的長壽命化。

10‧‧‧燃燒筒

13‧‧‧燃燒部

14‧‧‧膜狀空氣孔

43‧‧‧主噴燈筒

45‧‧‧延長部

46‧‧‧第1外周部

49‧‧‧噴燈筒形成板

50‧‧‧傾斜面

51、51a‧‧‧外側傾斜面

60‧‧‧外側流路筒

61‧‧‧本體部

62‧‧‧連接部

66‧‧‧第1淨化空氣流路

A1‧‧‧第1淨化空氣

A4‧‧‧膜狀空氣

Ab‧‧‧噴燈軸線

Da‧‧‧軸線方向

s1‧‧‧傾斜面形成長度

t‧‧‧板厚

t1‧‧‧傾斜面形成寬度

θ1‧‧‧角度

PM‧‧‧預混氣體

Claims (9)

1. 一種燃燒器，係具備：噴嘴，具有以噴燈軸線為中心的棒狀部分並且用以噴射燃料；噴燈筒，作成為筒狀並且圍繞著前述噴嘴的外周用以將空氣與來自前述噴嘴的燃料從作為前述噴燈軸線所延伸的軸線方向之其中一側的上游側朝作為另一側的下游側噴出；以及外側流路筒，至少圍繞前述噴燈筒中的下游端部之外周並且在前述噴燈筒的外周側與本身的內周側之間形成使空氣朝向下游側流動的淨化空氣流路，在前述噴燈筒的下游端部形成傾斜面使得隨著朝下游側會使形成前述噴燈筒的噴燈筒形成板之板厚逐漸地變薄，並且板厚方向的前述傾斜面之傾斜面形成寬度係在前述噴燈筒形成板未形成有前述傾斜面的部分之板厚的一半以上。
2. 如申請專利範圍第1項所記載之燃燒器，其中，於前述噴燈筒作為前述傾斜面是在前述噴燈筒的外周側形成外側傾斜面，並且將板厚方向之前述外側傾斜面的傾斜面形成寬度作成為在前述噴燈筒形成板未形成有前述傾斜面的部分之板厚的一半以上。
3. 如申請專利範圍第1項所記載之燃燒器，其中，於前述噴燈筒作為前述傾斜面亦可在前述噴燈筒的外周側形成外側傾斜面，而在前述噴燈筒的內周側形成內側傾斜面，並且將板厚方向之前述外側傾斜面的傾斜面形成寬度 加上板厚方向之前述內側傾斜面的傾斜面形成寬度之寬度作成為在前述噴燈筒形成板未形成有前述傾斜面的部分之板厚的一半以上。
4. 如申請專利範圍第3項所記載之燃燒器，其中，板厚方向的前述外側傾斜面之傾斜面形成寬度係比板厚方向的前述內側傾斜面之傾斜面形成寬度更寬。
5. 如申請專利範圍第1項所記載之燃燒器，其中，於前述噴燈筒作為前述傾斜面是在前述噴燈筒的內周側形成內側傾斜面，並且將板厚方向之前述內側傾斜面的傾斜形成寬度作成為在前述噴燈筒形成板未形成有前述傾斜面的部分之板厚的一半以上。
6. 如申請專利範圍第2項至第4項任一項所記載之燃燒器，其中，具備複數個具有前述噴嘴與前述噴燈筒的噴燈，複數個前述噴燈的前述噴燈軸線係相互地呈平行，複數個前述噴燈中，至少作為其中之一的噴燈之第1噴燈的前述噴燈筒的外周之一部分亦即第1外周部是與前述外側流路筒的內周之一部分呈對向，而在前述第1外周部與前述外側流路筒的內周的一部分之間形成有作為前述淨化空氣流路的第1淨化空氣流路，複數個前述噴燈中，在與第1噴燈相鄰接的第2噴燈的前述噴燈筒的外周之一部分、和前述第1噴燈的前述噴燈筒的外周之一部分亦即第2外周部之間形成有使空氣朝向下游側流動的第2淨化空氣流路， 前述第2外周部的前述外側傾斜面之相對於前述噴燈軸線的角度係比前述第1外周部的前述外側傾斜面之相對於前述噴燈軸線的角度更大。
7. 如申請專利範圍第6項所記載之燃燒器，其中，前述第1噴燈係用以使從前述第1噴燈的前述噴燈筒噴出的燃料進行預混燃燒的預混燃燒噴燈，而前述第2噴燈係用以使從前述第2噴燈的前述噴燈筒噴出的燃料進行擴散燃燒的擴散燃燒噴燈，並且以前述第2噴燈為中心，將複數個前述第1噴燈配置成沿著圓周方向排列，前述外側流路筒係以前述第2噴燈為中心作成為筒狀用以覆蓋複數個前述第1噴燈。
8. 如申請專利範圍第1項至第5項任一項所記載之燃燒器，其中，於前述外側流路筒的下游側端部形成傾斜面使得隨著朝向下游側會使形成前述外側流路筒的外側流路筒形成板的板厚逐漸地變薄，並且將板厚方向之前述傾斜面的傾斜面形成寬度作成為在前述外側流路筒形成板的板厚的一半以上。
9. 一種燃氣渦輪，係具備：申請專利範圍第1項至第5項任一項所記載之燃燒器、用以壓縮空氣並且將空氣供給至前述燃燒器的壓縮機、以及藉由在前述燃燒器內對燃料進行燃燒所形成的燃燒氣體來驅動的渦輪。