本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，特別涉及具有抑制在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的內(nèi)部流動(dòng)的空氣的偏頗而使壓力損失降低的流路構(gòu)造的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。

背景技術(shù)：

對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，尋求降低燃燒氣中的氮氧化物(NOx)、未燃燒量而得到高的環(huán)保性能，而且降低在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器內(nèi)流動(dòng)的空氣的壓力損失而提高發(fā)電效率。

對(duì)于NOx的降低，對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器應(yīng)用在燃燒前使燃料和空氣進(jìn)行預(yù)混合的預(yù)混合燃燒方式是有效的?；旌先剂虾涂諝猓谌剂仙俚南”顟B(tài)下進(jìn)行燃燒，從而降低火炎溫度，抑制高溫產(chǎn)生的NOx。

在對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器使用該預(yù)混合燃燒方式時(shí)，需要分散供給燃料，而且將空氣均勻地流至燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器內(nèi)而將兩者均等地混合。因此，期望在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器內(nèi)抑制空氣的偏流，使其均勻地流動(dòng)。

為了抑制空氣的偏流，期望空氣在燃?xì)廨啓C(jī)沿渦輪軸方向呈直線狀流動(dòng)。但是，若將從壓縮機(jī)排出的空氣與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器、而且與渦輪呈直線狀配置，則燃?xì)廨啓C(jī)會(huì)在軸方向上變長(zhǎng)。

因此，在燃?xì)廨啓C(jī)中，如非專利文獻(xiàn)1所示地，多使用逆流型燃?xì)廨啓C(jī)的方式。

在該逆流型燃?xì)廨啓C(jī)中，在壓縮機(jī)的外側(cè)配置多個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，以將壓縮機(jī)和渦輪靠近，通過(guò)形成這樣的結(jié)構(gòu)，縮小渦輪軸方向的長(zhǎng)度。

該情況下，從壓縮機(jī)排出的空氣沿燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的外周從燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的尾部進(jìn)入頭部，且在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的頭部將空氣流方向反轉(zhuǎn)180度而流入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的內(nèi)部。

這樣，在逆流型燃?xì)廨啓C(jī)中具有在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的頭部將空氣流方向改變180度的流路反轉(zhuǎn)部。因?yàn)樵撊細(xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部大幅地改變空氣流方向，所以壓力損失大。另外，在空氣流在流路反轉(zhuǎn)部反轉(zhuǎn)時(shí)，由于空氣所具有的慣性力而易于產(chǎn)生偏流。

作為抑制這些壓力損失、偏流的方法，具有以下方法，增大流路剖面積以使流速降低、在流路中安裝整流板等阻性件、或者設(shè)置將流分割來(lái)進(jìn)行引導(dǎo)的導(dǎo)向板等。

例如，作為抑制空氣在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部的偏流的構(gòu)造之一，日本特開(kāi)2007-232348號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)公開(kāi)了以下技術(shù)，為了在使來(lái)自壓縮機(jī)出口的空氣在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的頭部反轉(zhuǎn)180度而引導(dǎo)至燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器時(shí)抑制流的偏流，在上述流路反轉(zhuǎn)部的入口設(shè)置整流板，且在該流路反轉(zhuǎn)部設(shè)置引導(dǎo)流的導(dǎo)向板。

另外，在日本特開(kāi)2009-192175號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)中公開(kāi)了以下技術(shù)，在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部的入口設(shè)置流量調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過(guò)該流量調(diào)整機(jī)構(gòu)將上述流路反轉(zhuǎn)部的內(nèi)周側(cè)的流量設(shè)置成比外周側(cè)的流量大。該專利文獻(xiàn)2還公開(kāi)了以下技術(shù)，通過(guò)流量調(diào)整機(jī)構(gòu)對(duì)流進(jìn)行擾亂，從而抑制流在上述流路反轉(zhuǎn)部的偏流。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)2007-232348號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2009-192175號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)1：燃燒工學(xué)手冊(cè)232頁(yè)(社)日本機(jī)械學(xué)會(huì)(1995年7月)

在逆流型燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，目前，為了抑制在流路反轉(zhuǎn)部產(chǎn)生的壓力損失、空氣的偏流，一直在使用以下方法，增大流路剖面積以使流速降低的方法、在流路中安裝整流板等阻性件、或者、設(shè)置將流分割來(lái)進(jìn)行引導(dǎo)的導(dǎo)向板的方法。

對(duì)于增大流路剖面積而使反轉(zhuǎn)時(shí)的流速降低的方法，需要從流路反轉(zhuǎn)部的上游側(cè)擴(kuò)大流路，從而燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的構(gòu)造變大。

另一方面，在專利文獻(xiàn)1記載的技術(shù)中，雖然通過(guò)設(shè)置整流板、導(dǎo)向板能夠抑制流路剖面積的擴(kuò)大，但是由于整流板、導(dǎo)向板的設(shè)置，流路變得復(fù)雜。特別是對(duì)于在流路的途中插入的構(gòu)造物，因?yàn)槿細(xì)廨啓C(jī)在停止時(shí)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)流路的溫度不同，所以需要考慮到熱變形的支持。因此，存在以下課題，支持方法變得復(fù)雜，由于構(gòu)造物的插入，壓力損失也增加。

在專利文獻(xiàn)2記載的技術(shù)中，提出了通過(guò)流量調(diào)整機(jī)構(gòu)增大內(nèi)周側(cè)的流量的方法、通過(guò)在流路整體進(jìn)行擾亂來(lái)抑制流在反轉(zhuǎn)部的剝離的方法，但是，在調(diào)整流量、對(duì)流進(jìn)行擾亂時(shí)，需要對(duì)流施加阻力，因此存在由于流量調(diào)整機(jī)構(gòu)而壓力損失增加的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其抑制在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部的壓力損失和流的偏流而使燃料與空氣的混合混勻，從而降低了NOx。

本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的特征在于，具備：燃燒器頭部，其具備燃燒嘴并從該燃燒嘴噴出空氣和燃料；燃燒室部分，其在上述燃燒器頭部的下游側(cè)設(shè)置燃燒室，在該燃燒室的內(nèi)部對(duì)從燃燒嘴噴出的燃料和空氣進(jìn)行混合，并使燃料燃燒而產(chǎn)生燃燒氣；燃燒器尾部，其在上述燃燒室部分的下游側(cè)設(shè)置構(gòu)成使燃燒氣向下流動(dòng)的流路的隔壁，并使在該燃燒室產(chǎn)生的燃燒氣通過(guò)由該隔壁所形成的流路而向下流動(dòng)；內(nèi)筒及外筒，上述內(nèi)筒以包圍燃燒嘴的方式設(shè)于上述燃燒器頭部，上述外筒以包圍內(nèi)筒的外周側(cè)的方式設(shè)于上述燃燒器頭部；以及空氣流路，其形成于上述內(nèi)筒與外筒之間且供給空氣，在上述內(nèi)筒設(shè)置開(kāi)口部，該開(kāi)口部將通過(guò)空氣流路所供給的空氣從內(nèi)筒的外周側(cè)導(dǎo)入內(nèi)筒的內(nèi)周側(cè)，在與上述內(nèi)筒的開(kāi)口部連通的上述空氣流路內(nèi)設(shè)置對(duì)空氣流構(gòu)成障礙的障礙物，而且該障礙物由具有使空氣從上游側(cè)流通至下游側(cè)的多個(gè)孔的多孔板形成，上述障礙物形成為，開(kāi)口率在上述障礙物的內(nèi)周側(cè)小，而在上述障礙物的外周側(cè)大，上述開(kāi)口率為形成于該障礙物的上述孔的開(kāi)口部分與除了上述孔以外的構(gòu)成空氣流的遮擋的遮擋部分的面積的比率。

另外，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的特征在于，在燃燒器的頭部具備劃分內(nèi)周和外周而供給空氣的內(nèi)筒和包圍內(nèi)筒的外筒，在內(nèi)筒與外筒之間設(shè)置供給空氣的空氣流路，在內(nèi)筒的一部分設(shè)置開(kāi)口部，上述開(kāi)口部將通過(guò)上述空氣流路而向下流動(dòng)的空氣從燃燒器的內(nèi)筒的外周側(cè)導(dǎo)入內(nèi)周側(cè)，在上述開(kāi)口部的上游側(cè)的上述空氣流路內(nèi)設(shè)有對(duì)空氣流構(gòu)成障礙的障礙物，而且該障礙物由設(shè)有使空氣流流通的多個(gè)孔的多孔板形成，上述障礙物形成為，開(kāi)口率在上述障礙物的內(nèi)周側(cè)小，而在上述障礙物的外周側(cè)大，上述開(kāi)口率為形成于該障礙物的上述孔的開(kāi)口部分與除了上述孔以外的構(gòu)成空氣流的遮擋的遮擋部分的面積的比率。

另外，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的特征在于，具備：點(diǎn)火燃燒嘴，其具備于構(gòu)成軸心側(cè)的中心部；燃燒器頭部，其從具備于該點(diǎn)火燃燒嘴的外周側(cè)的多個(gè)主燃燒嘴噴出空氣和燃料；燃燒室部分，其在設(shè)置于上述燃燒器頭部的下游側(cè)的燃燒室的內(nèi)部對(duì)從上述點(diǎn)火燃燒嘴和主燃燒嘴噴出的燃料和空氣進(jìn)行混合，并使燃料燃燒產(chǎn)生燃燒氣；燃燒器尾部，其設(shè)置于上述燃燒室部分的下游側(cè)，且構(gòu)成使在上述燃燒室產(chǎn)生的燃燒氣向下流動(dòng)的流路；內(nèi)筒及外筒，上述內(nèi)筒在上述燃燒器頭部以包圍上述點(diǎn)火燃燒嘴和主燃燒嘴的方式設(shè)置，上述外筒在上述燃燒器頭部以包圍上述內(nèi)筒的外周側(cè)的方式設(shè)置；以及空氣流路，其形成于上述內(nèi)筒與外筒之間且供給空氣，在上述內(nèi)筒設(shè)置開(kāi)口部，該開(kāi)口部將通過(guò)上述空氣流路所供給的空氣從上述內(nèi)筒的外周側(cè)導(dǎo)入內(nèi)筒的內(nèi)周側(cè)，在與上述內(nèi)筒的開(kāi)口部連通的上述空氣流路內(nèi)設(shè)置對(duì)空氣流構(gòu)成障礙的障礙物，而且該障礙物由具有使空氣從上游側(cè)流通至下游側(cè)的多個(gè)孔的多孔板形成。

本發(fā)明的效果如下。

本發(fā)明的實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器通過(guò)在流路反轉(zhuǎn)部的上游側(cè)的空氣流路設(shè)置具有上述的特征的障礙物，能夠得到以下的效果。首先，在空氣流路的內(nèi)周側(cè)通過(guò)障礙物的孔(開(kāi)口部)之后的空氣由于在通過(guò)孔后流路擴(kuò)大而流速降低。另外，由于與周圍的氣體的流速差，擾亂變多。由于低流速且擾亂多，流易于彎曲，從而通過(guò)反轉(zhuǎn)部的內(nèi)周在燃燒器內(nèi)部的外周側(cè)流動(dòng)。

另一方面，對(duì)于在空氣流路的外周側(cè)通過(guò)障礙物的孔(開(kāi)口部)之后的空氣，開(kāi)口部的剖面積比內(nèi)周側(cè)大，被遮擋的剖面積比內(nèi)周側(cè)小。因此，由于通過(guò)孔(開(kāi)口部)之后的流路的擴(kuò)大較小，因此流速的降低也較少。

另外，由于與周圍的氣體的接觸面積少，因此擾亂也比內(nèi)周側(cè)小。相比內(nèi)周側(cè)，由于其高流速且擾亂小，因此由于慣性力而易于一直向前。因此，繞反轉(zhuǎn)部的外周在燃燒器內(nèi)部的中心側(cè)流動(dòng)。

如上所述，通過(guò)在流路反轉(zhuǎn)部的上游側(cè)的空氣流路設(shè)置本發(fā)明的障礙物，能夠在反轉(zhuǎn)部形成通過(guò)內(nèi)周在燃燒器內(nèi)部的內(nèi)周側(cè)流動(dòng)的流和通過(guò)外周在燃燒器內(nèi)部的中心側(cè)流動(dòng)的流，從而均勻地流至反轉(zhuǎn)部、燃燒器內(nèi)部。

由于僅在反轉(zhuǎn)部分的上游設(shè)置障礙物，因此燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的構(gòu)造簡(jiǎn)單。通過(guò)在反轉(zhuǎn)部分的上游設(shè)置障礙物，雖然在流路反轉(zhuǎn)部的上游側(cè)的障礙物部分增加了一些壓力損失，但是由于在流路反轉(zhuǎn)部分流不產(chǎn)生偏流，因此，能夠降低燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器整體的空氣的壓力損失。

另外，通過(guò)空氣在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器內(nèi)部均勻地流動(dòng)，變得易于使燃料與空氣的混合均勻，能夠改善NOx的降低等燃燒性能。

根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其抑制在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部的壓力損失和流的偏流而使燃料與空氣的混合混勻，從而降低了NOx。

附圖說(shuō)明

圖1是表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的剖面的示意圖。

圖2是表示圖1所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部附近的局部放大圖。

圖3是表示圖2所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部上游側(cè)的流路的一部分的向視圖。

圖4是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部附近的局部放大圖。

圖5是表示圖4所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部上游側(cè)的流路的一部分的向視圖。

圖中：1—壓縮機(jī)，2—渦輪，3—發(fā)電機(jī)，4—燃料供給系統(tǒng)，5—燃料，6—空氣，7—燃燒氣，10—燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，10a—燃燒器頭部，10b—燃燒室部分，10c—燃燒器尾部，11—點(diǎn)火燃燒嘴，12—主燃燒嘴，13—點(diǎn)火噴嘴，14—主噴嘴，15—預(yù)混合噴嘴，18—內(nèi)筒，19—外筒，20—端蓋，21—燃燒室，22—內(nèi)襯，23、24—隔壁，26、26a—空氣流路，27—開(kāi)口部，27a—內(nèi)筒內(nèi)部空間，30—障礙物，30a—內(nèi)周部，30b—外周部，31a—內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部，31b—外周側(cè)開(kāi)口部，32a—內(nèi)周側(cè)遮擋部，32b—外周側(cè)遮擋部，33—內(nèi)外周的劃分線，34、35—空氣流，50—障礙物，51—內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部，52—內(nèi)周側(cè)的遮擋部，54、55—空氣流，57—導(dǎo)向板。

具體實(shí)施方式

使用附圖，以下對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器進(jìn)行說(shuō)明。

實(shí)施例1

使用圖1～圖6，對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器進(jìn)行說(shuō)明。

圖1表示本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的剖視圖。

圖2是將圖1所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例1的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的空氣流路的一部分放大進(jìn)行表示的局部剖視圖。

圖3是表示設(shè)于空氣流路中的、本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的障礙物的形狀的、圖2的A-A方向的向視圖。

對(duì)于圖1所示的、具備本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置，由以下部分構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置：壓縮機(jī)1，其獲取燃燒用空氣6并進(jìn)行壓縮；燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10，其對(duì)由上述壓縮機(jī)1壓縮后的空氣6和從外部通過(guò)燃料供給系統(tǒng)4所供給的燃料5進(jìn)行混合并將上述燃料5燃燒，且產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣7；渦輪2，導(dǎo)入在上述燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10產(chǎn)生的燃燒氣并被該燃燒氣驅(qū)動(dòng)；發(fā)電機(jī)3，其通過(guò)該渦輪2的驅(qū)動(dòng)而旋轉(zhuǎn)進(jìn)行發(fā)電；以及運(yùn)轉(zhuǎn)控制器(未圖示)。

在具備圖1所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置中，燃料5從外部通過(guò)燃料供給系統(tǒng)4供給至燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10。

空氣6通過(guò)壓縮機(jī)1進(jìn)行加壓壓縮，且作為使燃料5燃燒的燃燒用空氣6供給至燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10。

在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，將燃料5與空氣6混合并使其燃燒，從而產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣7。然后，產(chǎn)生的高溫高壓的燃燒氣7從燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10導(dǎo)入渦輪2并對(duì)該渦輪2進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，通過(guò)該渦輪2回收燃燒氣7保持的能量。

然后，燃燒氣7保持的能量的一部分構(gòu)成由渦輪2驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī)1的動(dòng)力源，另外，燃燒氣7保持的能量的另一部分使由上述渦輪2驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)3旋轉(zhuǎn)而供于發(fā)電。

在圖1所示的、具備本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置中，雖然示出了將壓縮機(jī)1、渦輪2以及發(fā)電機(jī)3通過(guò)一個(gè)軸連結(jié)的單軸式燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置，但是本發(fā)明的實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10也能夠應(yīng)用于將渦輪2分割成高壓渦輪和低壓渦輪的雙軸式燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置。

另外，本發(fā)明的實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10除了應(yīng)用于發(fā)電機(jī)3，也能夠應(yīng)用于作為動(dòng)力源使用的情況下的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置。

而且，在圖1所示的、具備本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置中，根據(jù)向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10供給燃料5的燃料供給系統(tǒng)4的配管、閥等的結(jié)構(gòu)，作為燃料5，不僅能夠使用氣體燃料，也能夠使用液體燃料。

在圖1所示的、具備本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電裝置中，雖然示出設(shè)有一個(gè)燃料供給系統(tǒng)4的情況，但是也能夠設(shè)置多個(gè)燃料系統(tǒng)4以在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10使用多種燃料。

本發(fā)明的作為第一實(shí)施例所示出的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10因?yàn)榭諝獾牧鲃?dòng)方式而被稱為逆流型。以下，對(duì)第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的具體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。

在圖1所示的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，將燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的構(gòu)成部分從圖1的左側(cè)開(kāi)始，劃分成燃燒器頭部10a、燃燒室部分10b、燃燒器尾部10c，并分別進(jìn)行說(shuō)明。

在圖1所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，在構(gòu)成本實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃燒器頭部10a的軸心中心部配置有點(diǎn)火燃燒嘴11，在該點(diǎn)火燃燒嘴11的外周側(cè)的周圍配置有多個(gè)主燃燒嘴12。

在上述點(diǎn)火燃燒嘴11的中心軸上設(shè)有在前端具有向燃燒室21噴出燃料5的噴出孔的點(diǎn)火噴嘴13。

另外，在上述主燃燒嘴12內(nèi)具備主噴嘴14，主噴嘴14具有噴出燃料5的噴出孔。此外，在本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，主噴嘴14的前端配置于主燃燒嘴12內(nèi)部，在該主燃燒嘴12的前端的內(nèi)部具備供燃料5和空氣6混合的預(yù)混合噴嘴15。

在點(diǎn)火燃燒嘴11和主燃燒嘴12的外周側(cè)的周圍以包圍點(diǎn)火燃燒嘴11和主燃燒嘴12的方式設(shè)有內(nèi)筒18。

在該內(nèi)筒18的外周側(cè)以包圍該內(nèi)筒18的外周的方式設(shè)有外筒19，而且，在上述外筒19的端部設(shè)有端蓋20，由該外筒19和端蓋20構(gòu)成密閉的壓力容器。

而且，在上述內(nèi)筒18的外周側(cè)與上述外筒19的內(nèi)周側(cè)之間形成有空氣流路26a，空氣流路26a與后述的供空氣流動(dòng)的空氣流路26連通，而且同樣地供空氣流通。

構(gòu)成本實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃燒室部分10b在中心部具備燃燒室21，燃燒室21對(duì)從上述點(diǎn)火燃燒嘴11及主燃燒嘴12供給的燃料5和空氣6進(jìn)行混合并燃燒該燃料5，且產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣7，在上述燃燒室21的外周設(shè)置內(nèi)襯22來(lái)隔開(kāi)該燃燒室21。

在上述內(nèi)襯22的外周側(cè)配置有隔壁23，在上述內(nèi)襯22的外周側(cè)與隔壁23的內(nèi)周側(cè)之間形成有與上述空氣流路26a連通的、供空氣6流動(dòng)的空氣流路26。

對(duì)于構(gòu)成本實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃燒器尾部10c，在通過(guò)隔壁24隔開(kāi)的中央的空間中，在上述燃燒室21所產(chǎn)生的高溫高壓的燃燒氣7向下游動(dòng)，且將該燃燒氣7供給至設(shè)置于燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的下游側(cè)的渦輪2。

上述隔壁24的外周側(cè)面向上述空氣流路26，從壓縮機(jī)1的出口通過(guò)空氣流路25而供給至燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的空氣6在該空氣流路26中流動(dòng)。

流入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室10的空氣6從壓縮機(jī)1的出口通過(guò)空氣流路25后，從上述燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃燒器尾部10c朝向燃燒器頭部10a，在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的外周側(cè)的上述空氣流路26及與該空氣流路26連通的空氣流路26a依次流動(dòng)。

在上述空氣流路26a流動(dòng)的空氣6在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃燒器頭部10a通過(guò)設(shè)于內(nèi)筒18的壁面的開(kāi)口部27流入內(nèi)筒內(nèi)部空間27a。

流入開(kāi)口部27之前的空氣6的流為從燃燒器尾部10c朝向燃燒器頭部10a的、在上述空氣流路26及空氣流路26a依次流動(dòng)的空氣6的流，但是在從開(kāi)口部27流入內(nèi)筒內(nèi)部空間27a后，成為從燃燒器頭部10a朝向燃燒室部分10b及燃燒器尾部10c的流。從而，開(kāi)口部27構(gòu)成流路反轉(zhuǎn)部。

此外，也可以構(gòu)成為，在上述空氣流路26及空氣流路26a依次流動(dòng)的空氣6的一部分不流動(dòng)至燃燒器頭部10a，而是從上述空氣流路26的中途通過(guò)設(shè)于內(nèi)襯22及隔壁24的空氣孔流入上述燃燒室21內(nèi)(未圖示)。

從燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的內(nèi)筒18的開(kāi)口部27流入內(nèi)筒內(nèi)部空間27a的空氣6經(jīng)過(guò)點(diǎn)火燃燒嘴11及主燃燒嘴12流入與內(nèi)筒內(nèi)部空間27a的下游側(cè)連接的燃燒室部分10b的上述燃燒室21。

然后，在上述燃燒室21對(duì)從點(diǎn)火噴嘴13及主噴嘴14供給的燃料5和空氣6進(jìn)行混合并燃燒該燃料5，且產(chǎn)生高溫高壓的燃燒氣7。

在上述燃燒室21所產(chǎn)生的高溫、高壓的燃燒氣7在燃燒室尾部10c的上述隔壁24的內(nèi)周側(cè)向下游動(dòng)而流入設(shè)置于上述燃燒室尾部10c的下游側(cè)的渦輪2。

在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，降低燃燒氣7中的氮氧化物(NOx)、一氧化碳(CO)、未燃燒成分是重要的。另外，由于空氣6在燃燒器前后的壓力損失影響燃?xì)廨啓C(jī)的效率，因此期望降低壓力損失。

對(duì)于降低在上述燃燒室21燃燒燃料時(shí)的燃燒氣7中的NOx、CO、未燃燒成分，燃料5與空氣6的混合是重要的。對(duì)于獨(dú)立供給燃料和空氣且一邊進(jìn)行混合一邊使其燃燒的擴(kuò)散燃燒方法，雖然易于穩(wěn)定地形成火炎，但是，因?yàn)榛鹧變?nèi)形成局部區(qū)域的高溫部，所以易于產(chǎn)生NOx。

另一方面，對(duì)于使燃料和空氣在預(yù)先混合的基礎(chǔ)上燃燒的預(yù)混合燃燒方法，雖然若使燃料在稀薄的條件下燃燒，則由于火炎內(nèi)的溫度均勻而能夠降低NOx，但是穩(wěn)定燃燒的范圍狹窄。因此，通常使用組合了兩者的燃燒方法。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，在設(shè)于燃燒器的中心部的點(diǎn)火燃燒嘴11使其進(jìn)行擴(kuò)散燃燒。另外，在設(shè)于點(diǎn)火燃燒嘴11的外周的主燃燒嘴12使其進(jìn)行預(yù)混合燃燒。

利用通過(guò)在點(diǎn)火燃燒嘴11的擴(kuò)散燃燒而形成的火炎保持主燃燒嘴12的火炎，從而進(jìn)行穩(wěn)定燃燒，抑制CO、未燃燒成分的產(chǎn)生。另外，通過(guò)增加向主燃燒嘴12投入的燃料，提高進(jìn)行預(yù)混合燃燒的預(yù)混合燃燒的比率，抑制NOx的產(chǎn)生。

在上述的燃燒方式中，重要的是隨著燃料5的分配，向點(diǎn)火燃燒嘴11和主燃燒嘴12適當(dāng)?shù)胤峙淇諝?。

但是，對(duì)于空氣6的流，在空氣6的流動(dòng)方向在燃燒器頭部10a反轉(zhuǎn)時(shí)，空氣6的流易于產(chǎn)生偏頗(偏流)，從而存在導(dǎo)致燃燒性能變差、壓力損失上升的可能性。

因此，在本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，抑制從開(kāi)口部27流入到內(nèi)筒內(nèi)部空間27a的空氣6的流的偏頗，降低壓力損失。

以下，使用圖2及圖3所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃燒器頭部10a附近的局部放大圖，對(duì)第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。此外，圖2是在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的空氣流路26a設(shè)有障礙物30的構(gòu)造的局部放大圖，圖3是從圖2的箭頭A側(cè)觀察燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的燃燒器頭部10a的障礙物30的放大圖。

圖2中，對(duì)于本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10，在形成于燃燒器頭部10a的外筒19與內(nèi)筒18之間的空氣流路26a向下游動(dòng)的空氣6通過(guò)設(shè)于內(nèi)筒18的壁面的開(kāi)口部27流入內(nèi)筒內(nèi)部空間27a，在與開(kāi)口部27的上游側(cè)連通的空氣流路26a的內(nèi)部設(shè)有對(duì)在該空氣流路26a流動(dòng)的空氣6形成障礙物的障礙物30。

上述障礙物30構(gòu)成為，其由多孔板形成，該多孔板由與上游側(cè)和下游側(cè)連通的、形成于該障礙物30的內(nèi)周部30a的多個(gè)孔和形成于該障礙物30的外周部30b的多個(gè)孔構(gòu)成，以相對(duì)于空氣6的流位于在內(nèi)筒18的壁面所設(shè)置的開(kāi)口部27的上游側(cè)的方式，使上述障礙物30的內(nèi)周部30a的端部與上述內(nèi)筒18的外周側(cè)的壁面連接而設(shè)置，但是，在上述外筒19的內(nèi)周側(cè)的壁面與上述障礙物30的外周部30的端部之間形成縫隙而使上述障礙物30的外周部30b未連接。

然后，在空氣流路26a流動(dòng)的空氣6分別通過(guò)在設(shè)置于該空氣流路26a的作為障礙物30的多孔板所形成的、作為內(nèi)周部30a的孔的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a、及作為外周部30b的孔的外周側(cè)開(kāi)口部31b，并從設(shè)于內(nèi)筒18的開(kāi)口部27流入內(nèi)筒內(nèi)部空間27a。

如圖2及圖3所示，對(duì)于在與本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的開(kāi)口部27連通的空氣流路26a中所設(shè)置的障礙物30，將供空氣6通過(guò)的、形成于內(nèi)周部30a的孔的部分的剖面積設(shè)為內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a，將形成于外周部30b的孔的部分的剖面積設(shè)為外周側(cè)開(kāi)口部31b。

另外，對(duì)于上述障礙物30中的、圖3中用斜線部表示的阻礙空氣6的流的部分，將障礙物30的內(nèi)周部30a中除去內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a的部分設(shè)為內(nèi)周側(cè)遮擋部32a，將障礙物30的外周部30b中除去外周側(cè)開(kāi)口部31b的部分設(shè)為外周側(cè)的阻斷部32b。此外，圖3所示的虛線是劃分障礙物30的內(nèi)周部30a和外周部30b的劃分線33。

而且，將上述內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a及外周側(cè)開(kāi)口部31b的剖面積占據(jù)作為上述障礙物30的內(nèi)周部30a的孔所形成的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a及作為外周部30b的孔所形成的外周側(cè)開(kāi)口部31b和上述障礙物30的內(nèi)周側(cè)的遮擋部32a及外周側(cè)的遮擋部32b的剖面積的和的比率設(shè)為開(kāi)口率。

而且，如圖3中用虛線劃分線33所劃分地，將上述障礙物30劃分成形成于障礙物30的內(nèi)周部30a的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a及內(nèi)周側(cè)的遮擋部32a和形成于障礙物30的外周部30b的外周側(cè)開(kāi)口部31b及外周側(cè)的遮擋部32b。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物30構(gòu)成為，在內(nèi)周部30a，開(kāi)口率小，在外周部30b，開(kāi)口率大。

即，障礙物30的形成于內(nèi)周部30a的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a小，形成于外周部30b的外周側(cè)開(kāi)口部31b大。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，構(gòu)成為，在設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物30的內(nèi)周部30a具有開(kāi)口率小的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a、及在障礙物30的外周部30b具有開(kāi)口率大的外周側(cè)開(kāi)口部31b，通過(guò)采用該結(jié)構(gòu)，抑制空氣流34、35的偏流。

具體而言，在圖2所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，構(gòu)成為，對(duì)設(shè)于障礙物30的內(nèi)周部30a的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a及設(shè)于外周部30b的外周側(cè)開(kāi)口部31b的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，從而降低在空氣流路26a的內(nèi)周側(cè)流動(dòng)的空氣流34的流速，其中，上述障礙物30設(shè)置于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a。

另一方面，構(gòu)成為，在與內(nèi)筒內(nèi)部空間27a連通的空氣流路26a的外周側(cè)流動(dòng)的空氣流35的流速增加。即，在空氣流路26a設(shè)有上述結(jié)構(gòu)的障礙物30，在障礙物30的內(nèi)周部30a具有開(kāi)口率小的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a、及在障礙物30的外周部30b具有開(kāi)口率大的外周側(cè)開(kāi)口部31b。

形成為，通過(guò)將上述障礙物30形成為上述結(jié)構(gòu)，在上述障礙物30的下游側(cè)，使經(jīng)過(guò)形成于障礙物30的內(nèi)周部30a的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a在空氣流路26a的內(nèi)周側(cè)流動(dòng)的空氣流34和經(jīng)過(guò)形成于障礙物30的外周部30b的外周側(cè)開(kāi)口部31b在空氣流路26a的外周側(cè)流動(dòng)的空氣流35形成流速差，將通過(guò)設(shè)于上述障礙物30的內(nèi)周部30a的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a的空氣流34和通過(guò)設(shè)于上述障礙物30的外周部30b的外周側(cè)開(kāi)口部31b的空氣流35形成為實(shí)質(zhì)上均勻的流，使在空氣流路26a向下游動(dòng)的空氣從設(shè)于內(nèi)筒18的開(kāi)口部27流入形成于內(nèi)筒18的內(nèi)部的內(nèi)筒內(nèi)部空間27a。

以下，對(duì)上述障礙物30的構(gòu)造、在該障礙物30的下游的空氣流34和空氣流35進(jìn)行說(shuō)明。

在圖2所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，設(shè)置于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物30的內(nèi)周部30a形成為，設(shè)于該障礙物30的內(nèi)周部30a的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a的剖面積與內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a和內(nèi)周側(cè)的遮擋部32a的剖面積的比率，即在障礙物30的內(nèi)周部30a的開(kāi)口率變小。

因此，在構(gòu)成障礙物30的下游側(cè)的空氣流路26a中，通過(guò)設(shè)于該障礙物30的內(nèi)周部30a的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a的空氣流34由于與遮擋部32a的下游側(cè)的流的停滯部的流速差而產(chǎn)生擾亂，由于上述空氣流34的流在停滯部變寬，因此該空氣流34的流速降低。

由于在上述障礙物30的內(nèi)周部30a的開(kāi)口率小，因此空氣流34在上述障礙物30的內(nèi)周部30a的下游側(cè)的流速的降低比空氣流35在上述障礙物30的外周部30b的下游側(cè)的流速的降低大。

另外，由于在障礙物30的內(nèi)周部30a的開(kāi)口率小，因此在上述障礙物30的內(nèi)周部30a的下游側(cè)，空氣流34的流量也少。因此，在障礙物30的內(nèi)周部30a的下游側(cè)，空氣流34的慣性力減弱。

由于空氣流34的慣性力弱，因此空氣流34的流動(dòng)方向易于改變，上述空氣流34在經(jīng)過(guò)障礙物30并從空氣流路26a流入內(nèi)筒內(nèi)部空間27a時(shí)，在接近內(nèi)筒18前端的位置變成反轉(zhuǎn)的空氣流34，在內(nèi)筒18內(nèi)，空氣流34向內(nèi)筒18的外周側(cè)的主燃燒嘴12側(cè)流動(dòng)。

另一方面，在障礙物30的外周部30b，設(shè)于該障礙物30的外周部30b的外周側(cè)開(kāi)口部31b的剖面積與外周側(cè)開(kāi)口部31b和外周側(cè)的遮擋部32b的剖面積的比率，即開(kāi)口率變大。

因此，在障礙物30的外周部30b的下游側(cè)，通過(guò)外周側(cè)開(kāi)口部31b的空氣流35由于與外周側(cè)的遮擋部32b的下游側(cè)的流的停滯部的流速差，擾亂比內(nèi)周側(cè)小。

另外，由于外周側(cè)的遮擋部32b的剖面積小，因此在障礙物30的外周部30b流動(dòng)的空氣流35的流速的降低比在障礙物30的內(nèi)周部30a流動(dòng)的空氣流34的流速的降低小。

另外，由于開(kāi)口率大，因此在障礙物30的外周部30b流動(dòng)的空氣流35的流量也多。從而，由于障礙物30的外周部30b與障礙物30的內(nèi)周部30a相比，慣性力大，因此在障礙物30的外周部30b流動(dòng)的空氣流35的流動(dòng)方向不易改變，在空氣流經(jīng)過(guò)障礙部30并從空氣流路26a進(jìn)入內(nèi)筒內(nèi)部空間27a時(shí)，在接近燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的頭部10a的位置變成空氣流方向反轉(zhuǎn)的空氣流35，在內(nèi)筒內(nèi)部空間27a成為向中心軸的點(diǎn)火燃燒嘴12側(cè)流動(dòng)的方向上的空氣流35。

如上所述，在本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，在與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a設(shè)置障礙物30，且將該障礙物30的內(nèi)周部30a的開(kāi)口率構(gòu)成為比外周部30b的開(kāi)口率小，從而在作為供空氣流反轉(zhuǎn)的部分的開(kāi)口部27，從燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的頭部10a的遠(yuǎn)離端蓋20的位置到接近端蓋20的位置，空氣流34及空氣流35能夠形成分別反轉(zhuǎn)的實(shí)質(zhì)上均勻的流。

該結(jié)果，在內(nèi)筒內(nèi)部空間27a中，空氣流34及空氣流35不偏向一處，形成實(shí)質(zhì)上均勻的流，因此能夠降低壓力損失。

另外，通過(guò)構(gòu)成為空氣流34及空氣流35同樣地流入內(nèi)筒內(nèi)部空間27a的下游側(cè)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的內(nèi)筒18內(nèi)，將空氣平均分配至點(diǎn)火燃燒嘴11、主燃燒嘴12。

該結(jié)果，易于使在點(diǎn)火燃燒嘴11、主燃燒嘴12的燃料與空氣的混合均勻，能夠同時(shí)利于NOx的降低和壓力損失的降低。

在本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，特征在于，設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物30設(shè)置為內(nèi)周部30a的開(kāi)口率比外周部30b的開(kāi)口率小。

在圖3所示的本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，作為在設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物30的多孔板上所形成的孔，示出了以下情況，即，將設(shè)于該障礙物30的內(nèi)周部30a的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a的形狀形成為圓形，將設(shè)于障礙物30的外周部30b的外周側(cè)開(kāi)口部31b形成為矩形，然而，設(shè)于作為多孔板的上述障礙物30的內(nèi)周部30a的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a的形狀、及設(shè)于外周部30b的外周側(cè)開(kāi)口部31b的形狀不限于圓形、矩形，也可以形成為橢圓、多邊形。

另外，在第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，若將設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物30的內(nèi)周部30a的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a的孔的形狀形成為該孔的周圍邊界面比圓形孔時(shí)的邊界面大的形狀、例如，星形的形狀，則通過(guò)內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部31a后的空氣流34的擾亂增強(qiáng)，能夠進(jìn)一步促進(jìn)空氣流34的流動(dòng)減速。

如以上所說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其抑制在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部的壓力損失和流的偏流而使燃料與空氣的混合均勻，且降低了NOx。

實(shí)施例2

使用圖4及圖5對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10進(jìn)行說(shuō)明。

圖4是將本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的空氣流路26的一部分放大進(jìn)行表示的剖視圖。

圖5是表示本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的設(shè)于空氣流路26a的障礙物50的形狀的圖4的A-A方向的向視圖。

圖4及圖5所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的基本的結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10實(shí)質(zhì)上相同，因此省略說(shuō)明。

在本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，與第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10不同的點(diǎn)在于，在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的頭部10a的外筒19和內(nèi)筒18之間的空氣流路26所設(shè)置的障礙物50的形狀。

在圖4及圖5所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的頭部10a，在與開(kāi)口部27連通的上述空氣流路26a的內(nèi)部設(shè)有障礙物50。

上述障礙物50為由作為連通上游側(cè)和下游側(cè)的多個(gè)孔的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51構(gòu)成的多孔板，且在空氣6的流中，配置于作為設(shè)于內(nèi)筒18的壁面的開(kāi)口部27的上游側(cè)的上述內(nèi)筒18的外周面。

然后，在空氣流路26a流動(dòng)的空氣通過(guò)作為形成于由多孔板形成的上述障礙物50的多個(gè)孔的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51而向下游動(dòng)，通過(guò)設(shè)于內(nèi)筒18的壁面的開(kāi)口部27流入在內(nèi)筒18的內(nèi)側(cè)所形成的內(nèi)筒內(nèi)部空間27a。

另外，設(shè)于空氣流路26a的上述障礙物50僅設(shè)于空氣流路26a的內(nèi)周側(cè)。

在本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，在與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a流動(dòng)的空氣的一部分通過(guò)設(shè)于構(gòu)成障礙物50的多孔板的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51，其它通過(guò)構(gòu)成障礙物50的外周側(cè)的、無(wú)障礙物的空氣流路26a的空間部，繼而流動(dòng)。

另外，如圖4及圖5所示，在上述障礙物50的前端設(shè)有與空氣流方向平行地向下游側(cè)延伸的導(dǎo)向板57。

在本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，將設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的上述障礙物50中的、供空氣通過(guò)的孔設(shè)為內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51，將上述障礙物50中的、空氣流路26a的內(nèi)周側(cè)的、不存在作為供空氣通過(guò)的孔的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51且阻礙空氣流的部分設(shè)為內(nèi)周側(cè)的遮擋部52。

另外，在本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，將上述障礙物50的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51的剖面積相對(duì)于內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51和內(nèi)周側(cè)的遮擋部52的剖面積的比率設(shè)為開(kāi)口率。

在圖4及圖5所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物50僅設(shè)于空氣流路26a的內(nèi)周側(cè)。

因此，在本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物50中的、存在障礙物50的流路部分的開(kāi)口率不足1，不存在障礙物50的該障礙物50的外周側(cè)的流路部分的開(kāi)口率為1。

在本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的上述障礙物50僅設(shè)于內(nèi)筒18的外面，因此上述障礙物50不受內(nèi)筒18與外筒19的熱伸張差的影響。

以下，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中的、設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物50的構(gòu)造和在上述障礙物50的構(gòu)造物的下游的空氣流進(jìn)行說(shuō)明。

在圖4所示的本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物50的內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51的剖面積與內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51和內(nèi)周側(cè)的遮擋部52的剖面積的比率，即，開(kāi)口率小。

因此，在障礙物50的下游側(cè)，通過(guò)內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51的空氣流54由于與障礙物50的內(nèi)周側(cè)的遮擋部52的下游側(cè)的流的停滯部的流速差而產(chǎn)生擾亂，流在停滯部變寬，因此空氣流54的流速降低。

由于障礙物50的內(nèi)周側(cè)的開(kāi)口率小，因此在障礙物50的內(nèi)周側(cè)的下游側(cè)的流速的降低比障礙物50的外周側(cè)的下游側(cè)大。另外，由于障礙物50的開(kāi)口率小，因此流量也少。

因此，在障礙物50的內(nèi)周側(cè)的下游，空氣的慣性力減弱。由于慣性力弱，因此易于改變流的方向，在進(jìn)入開(kāi)口部27時(shí)，在接近內(nèi)筒18前端的位置成為空氣流54的方向反轉(zhuǎn)的空氣流。

即，通過(guò)開(kāi)口部51的空氣流54通過(guò)接近內(nèi)筒18前端的位置，空氣流向外周側(cè)的主燃燒嘴12側(cè)。

另一方面，障礙物50的外周側(cè)由于未形成障礙物，因此開(kāi)口率為1，較大。因此，通過(guò)障礙物50的外周側(cè)的空氣流55的擾亂比內(nèi)周側(cè)的空氣流54小，且流速的降低也比內(nèi)周側(cè)的流54小。

因此，障礙物50的外周側(cè)的慣性力比障礙物50的內(nèi)周側(cè)高，不易改變空氣流的方向，在進(jìn)入開(kāi)口部27時(shí)，在接近燃燒器的頭部的位置成為空氣的流動(dòng)方向反轉(zhuǎn)的空氣流55，在內(nèi)筒18內(nèi)空氣流向中心軸的點(diǎn)火燃燒嘴12側(cè)。

如上所述，在本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，將設(shè)于與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物50僅設(shè)于內(nèi)周側(cè)，使障礙物50的內(nèi)周側(cè)的開(kāi)口率比障礙物50的外周側(cè)的開(kāi)口率小，從而在作為空氣流54和空氣流55反轉(zhuǎn)空氣的流動(dòng)方向的部分的開(kāi)口部27，從燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的遠(yuǎn)離頭部的位置到接近頭部的位置，能夠形成空氣的流動(dòng)方向反轉(zhuǎn)的流。

該結(jié)果，在開(kāi)口部27，空氣流54和空氣流55不偏向一處，形成同樣的流，能夠降低壓力損失。

另外，空氣流54和空氣流55同樣地流入開(kāi)口部27的下游側(cè)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的內(nèi)筒18內(nèi)的內(nèi)筒內(nèi)部空間27a，從而將空氣流54和空氣流55均勻分配至點(diǎn)火燃燒嘴11、主燃燒嘴12。

該結(jié)果，易于使在點(diǎn)火燃燒嘴11、主燃燒嘴12的燃料與空氣的混合均勻，能夠同時(shí)有利于NOx的降低和燃燒器的構(gòu)造的簡(jiǎn)單化、壓力損失的降低。

在本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，如圖4所示，在構(gòu)成設(shè)于與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物50的外周側(cè)的端面的前端，設(shè)有與空氣流路26a的長(zhǎng)邊方向平行地延伸的導(dǎo)向板57。

通過(guò)在構(gòu)成該障礙物50的外周側(cè)的端面的前端設(shè)置上述導(dǎo)向板57，能夠?qū)⒃谂c內(nèi)筒內(nèi)部空間27a連通的空氣流路26a的內(nèi)周側(cè)流動(dòng)的空氣流54和在空氣流路26a的外周側(cè)流動(dòng)的空氣流55分離。

通過(guò)將在空氣流路26a的內(nèi)周側(cè)流動(dòng)的空氣流54和在空氣流路26a的外周側(cè)流動(dòng)的空氣流55通過(guò)在構(gòu)成設(shè)于該空氣流路26a內(nèi)的上述障礙物50的外周側(cè)的端面的前端所設(shè)的導(dǎo)向板57進(jìn)行分離，經(jīng)過(guò)上述障礙物50而從上述空氣流路26a流入開(kāi)口部27的空氣流54和空氣流55不偏向一處，形成與空氣流54和空氣流55同樣的流，能夠進(jìn)一步降低壓力損失。

此外，設(shè)于構(gòu)成障礙物50的外周側(cè)的端面的前端的上述導(dǎo)向板57以與空氣流方向平行的方式設(shè)于上述障礙物50，因此由導(dǎo)向板57的設(shè)置而帶來(lái)的壓力損失小。

在此，燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的構(gòu)造相同，將在空氣流路26a設(shè)有障礙物50的情況作為第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10，將卸下障礙物50的情況作為比較例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，從而對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的、在空氣流路26a設(shè)有上述障礙物50而帶來(lái)的壓力損失的降低進(jìn)行估算。

在比較例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，壓力損失為約6.0％，與之相對(duì)，在本發(fā)明的第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，通過(guò)在空氣流路26a設(shè)置障礙物50，壓力損失降低約0.3％。

當(dāng)在第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的與開(kāi)口部27連通的空氣流路26a設(shè)置障礙物50時(shí)，由于在空氣流路26a中阻性件增加，因此壓力損失增加，另一方面，如上所述，在空氣的流動(dòng)方向反轉(zhuǎn)的部分、即，開(kāi)口部27，隨著空氣流54及空氣流55雙方，從燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的頭部10a的接近端蓋20的位置到遠(yuǎn)離端蓋20的位置，空氣流54及空氣流55雙方不偏向一處，形成同樣的流，因此能夠降低在開(kāi)口部27的壓力損失。

當(dāng)將兩方的效果進(jìn)行合計(jì)時(shí)，由于在開(kāi)口部27的壓力損失的降低效果大，因此認(rèn)為在第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，降低了壓力損失。

此外，在圖5中示出了將設(shè)于與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的開(kāi)口部27連通的空氣流路26a的障礙物50的孔、即內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51的形狀設(shè)置成圓形的情況下，但是內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51的形狀不限于圓形或矩形，也可以是橢圓、多邊形。另外，當(dāng)將內(nèi)周側(cè)開(kāi)口部51的孔的形狀設(shè)置成周圍邊界面大的形狀、例如，星形時(shí)，通過(guò)孔后的空氣的擾亂增強(qiáng)，促進(jìn)流的減速。

另外，在上述的本發(fā)明的第一實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10、第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，以組合了點(diǎn)火燃燒嘴11和主燃燒嘴12的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10為例進(jìn)行了說(shuō)明，但是，對(duì)于逆流型燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器，也能夠應(yīng)用本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的結(jié)構(gòu)。

即使在這些情況下，空氣的壓力損失的降低、由將空氣平均地分配至燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器內(nèi)而帶來(lái)的燃燒性能的改善也如本發(fā)明的第一實(shí)施例、第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10所示。

而且，在本發(fā)明的第一實(shí)施例及第二實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10也可以設(shè)置將空氣流引導(dǎo)至開(kāi)口部27、內(nèi)筒內(nèi)部空間27a、空氣流路26a的導(dǎo)向板。

如上所述，在本發(fā)明的上述的各實(shí)施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10中，在與開(kāi)口部27連通且構(gòu)成該開(kāi)口部27的上游側(cè)的空氣流路26a內(nèi)設(shè)置上述的結(jié)構(gòu)的障礙物30或50，從而得到以下的效果。

首先，在空氣流路26a的內(nèi)周側(cè)通過(guò)障礙物30的孔(開(kāi)口部)之后的空氣由于在通過(guò)孔后流路擴(kuò)大而流速降低。另外，由于與周圍的氣體的流速差，擾亂變多。由于低流速且擾亂多，流易于彎曲，從而通過(guò)開(kāi)口部27的內(nèi)周在燃燒器內(nèi)部的外周側(cè)流動(dòng)。

另一方面，對(duì)于在空氣流路26a的外周側(cè)通過(guò)障礙物30的孔(開(kāi)口部)之后的空氣，開(kāi)口部的剖面積比內(nèi)周側(cè)大，遮擋孔的剖面積比內(nèi)周側(cè)小。因此，由于通過(guò)障礙物30的孔(開(kāi)口部)之后的空氣流動(dòng)的流路的擴(kuò)大較小，因此流速的降低也較少。

另外，由于與周圍的氣體的接觸面積少，因此擾亂也比內(nèi)周側(cè)小。相比內(nèi)周側(cè)，由于其高流速且擾亂小，因此由于慣性力而易于一直向前。因此，繞內(nèi)筒內(nèi)部空間27a的外周在燃燒器內(nèi)部的中心側(cè)流動(dòng)。

如上所述，通過(guò)在與形成于內(nèi)筒18的內(nèi)部的開(kāi)口部27連通且構(gòu)成該開(kāi)口部27的上游側(cè)的空氣流路26a設(shè)置障礙物30或50，能夠在內(nèi)筒內(nèi)部空間27a形成通過(guò)其內(nèi)周側(cè)在燃燒器內(nèi)部的內(nèi)周側(cè)流動(dòng)的流和通過(guò)其外周側(cè)在構(gòu)成燃燒器內(nèi)部的軸心的中心側(cè)流動(dòng)的流，將空氣流均勻地流至開(kāi)口部27、燃燒器10的內(nèi)部。

由于僅在構(gòu)成開(kāi)口部27的上游的空氣流路26a設(shè)置障礙物30或50，因此燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的構(gòu)造簡(jiǎn)單。通過(guò)在開(kāi)口部27的上游設(shè)置障礙物，雖然在開(kāi)口部27的上游側(cè)的障礙物30或50增加了一些壓力損失，但是由于抑制在開(kāi)口部27空氣流產(chǎn)生偏流，因此，能夠降低燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器整體的空氣流的壓力損失。

另外，通過(guò)將空氣均勻地流動(dòng)至燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器10的內(nèi)部，易于使燃料與空氣的混合混勻，從而能夠改善NOx的降低等燃燒性能。

根據(jù)上述的本發(fā)明的實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其抑制在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的流路反轉(zhuǎn)部的壓力損失和流的偏流而使燃料與空氣的混合均勻，從而降低了NOx。