專利名稱：燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，特別是涉及一種備有可進(jìn)行預(yù)混合燃燒的主燃燒器的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置。
背景技術(shù)：
在采用預(yù)混合方式的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置中，除了設(shè)置有進(jìn)行預(yù)混合燃燒的主燃燒器之外，還設(shè)置有進(jìn)行擴(kuò)散燃燒的引燃燃燒器(pilot burner)。目的是穩(wěn)定地維持預(yù)混合燃燒。由引燃燃燒器生成的擴(kuò)散火焰，作為主燃燒器生成預(yù)混合火焰用的火種使用，由此維持預(yù)混合燃燒。在一般的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置中，主燃燒器等間隔地配置在引燃燃燒器的周圍。
圖1示出了采用預(yù)混合方式的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置的典型結(jié)構(gòu)(參照特開2001-324144號公報(bào)及特開2002-61841號公報(bào))。典型的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置備有引燃燃燒器1；等間隔地配置在引燃燃燒器1周圍的多個(gè)主燃燒器2以及燃燒裝置內(nèi)筒3。引燃燃燒器1與主燃燒器2容納在燃燒裝置內(nèi)筒3的內(nèi)部。
引燃燃燒器1備有圓筒形燃燒器外筒11；引燃旋流器12及引燃噴嘴13。燃燒器外筒11將引燃旋流器12及引燃噴嘴13容納在其內(nèi)部。在燃燒器外筒11的前端，連接有引燃錐形筒14。在引燃錐形筒14中，來自引燃噴嘴13的燃料隨著來自引燃旋流器12的旋轉(zhuǎn)空氣流的進(jìn)一步噴射，在引燃錐形筒14內(nèi)部及下游進(jìn)行擴(kuò)散燃燒。
主燃燒器2備有圓筒形燃燒器外筒21；主旋流器22及主噴嘴23。圖3是表示主燃燒器2詳細(xì)結(jié)構(gòu)的截面圖。燃燒器外筒21將主旋流器22及主噴嘴23容納在其內(nèi)部。主噴嘴23備有噴嘴桿23a及噴嘴翼23b，在噴嘴翼23b上設(shè)置有噴出燃料23c的噴嘴孔。在燃燒器外筒21的前端，連接有延長管24。如圖2所示，延長管24的截面形狀在延長管24的前端部和與燃燒器外筒21的連接部上是不同的。延長管24的截面形狀，在與燃燒器外筒21的連接部上是圓形的，但是，延長管24的截面形狀向前端連續(xù)地變形，在延長管24的出口為橢圓形。
這種結(jié)構(gòu)的主燃燒器2，在其內(nèi)部將燃料與空氣混合，生成預(yù)混合氣體，將所生成的預(yù)混合氣體從延長管24的前端噴出。更詳細(xì)地說，如圖3所示，在主旋流器22的上游，通過主噴嘴23將燃料23c噴射到從壓縮機(jī)(未圖示)供給的空氣2a中，通過主旋流器22使空氣2a與燃料23c的流動(dòng)旋轉(zhuǎn)。由此，將空氣2a與燃料23c混合，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的預(yù)混合氣流24a(旋流流動(dòng))。將生成的預(yù)混合氣體從延長管24噴出，此外，利用引燃燃燒器1生成的擴(kuò)散火焰，使該預(yù)混合氣體在延長管24的下游側(cè)燃燒，由此，實(shí)現(xiàn)預(yù)混合燃燒。
由于延長管24的內(nèi)壁面附近為低流速，所以很容易產(chǎn)生返火。為了防止這種返火的產(chǎn)生，從燃燒器外筒21與延長管24的連接部取入膜狀空氣(薄膜空氣)。更具體地說，如圖3所示，將延長管24插入到燃燒器外筒21的外側(cè)，使其位于離開燃燒器外筒21的位置。燃燒器外筒21與延長管24的隔開通過分隔部件25進(jìn)行。分隔部件25如圖4所示，等間隔地配置在燃燒器外筒21的外周，通過分隔部件25在燃燒器外筒21與延長管24之間形成間隙。通過該間隙取入薄膜空氣。通過該薄膜空氣消除延長管24內(nèi)壁面附近的低流速區(qū)域，從而防止了產(chǎn)生返火。這種膜狀空氣也能起到冷卻延長管24內(nèi)壁面的效果。為了在延長管24的下游進(jìn)行預(yù)混合燃燒，延長管24的冷卻特別是其內(nèi)側(cè)面的冷卻是重要的。
返回圖1，引燃燃燒器1及主燃燒器2，通過將其燃燒器外筒11、21插入設(shè)置在基板4上的孔中而支撐在基板4上。更具體地說，如圖5所示，在基板4上，為了支撐燃燒器外筒11、21，形成有引燃燃燒器支撐孔5及主燃燒器支撐孔6。在引燃燃燒器支撐孔5中，插入有引燃燃燒器1的燃燒器外筒11，在主燃燒器支撐孔6中，插入有主燃燒器2的燃燒器外筒21。引燃燃燒器1的引燃錐形筒14以及主燃燒器2的延長管24位于基板4的下游側(cè)。
在基板4上，更進(jìn)一步形成有多個(gè)掃掠(sweep)空氣孔7；然而，掃掠空氣孔7在圖中只示出了其一部分。掃掠空氣孔7使引燃燃燒器1與主燃燒器2之間的來自壓縮機(jī)(未圖示)的空氣向下游側(cè)流動(dòng)。
在這種結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置中，防止主燃燒器的逆火(返火)是非常重要的。由于返火的產(chǎn)生會(huì)引起燃燒裝置的燒壞，所以，不盡可能地抑制返火是不行的。
根據(jù)本發(fā)明者們的探討，以往的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置返火的產(chǎn)生，存在以下3個(gè)主要原因。第1主要原因是，如圖6所示，在延長管24的出口形狀為橢圓形的以往燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置中，容易產(chǎn)生預(yù)混合氣流為低速的低速區(qū)域26。在以往燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置中，延長管24的下游側(cè)、且鄰接的兩個(gè)延長管24與引燃錐形筒14之間的位置以及該兩個(gè)延長管24與燃燒裝置內(nèi)筒3之間的位置的預(yù)混合氣流容易變慢，在這些位置容易產(chǎn)生低速區(qū)域26。低速區(qū)域26的產(chǎn)生，會(huì)引起火焰朝向延長管24的逆流，導(dǎo)致產(chǎn)生返火。
第2主要原因是，如圖7所示，在設(shè)置于燃燒器外筒21與延長管24之間的分隔部件25的下游側(cè)產(chǎn)生了尾流(wake)25a(尾流渦流)。流經(jīng)燃燒器外筒21與延長管24之間流動(dòng)的空氣，在分隔部件25的下游側(cè)產(chǎn)生尾流25a。尾流25a的產(chǎn)生助長了返火的產(chǎn)生。
第3主要原因是，如圖3所示，在主噴嘴23的前端下游側(cè)容易產(chǎn)生旋流的旋渦中心24b。在旋渦中心24b，預(yù)混合氣流變成低速，因而，旋渦中心24b的產(chǎn)生導(dǎo)致返火的產(chǎn)生。返火的產(chǎn)生導(dǎo)致在主噴嘴23的前端產(chǎn)生火焰，這是主噴嘴23燒壞的原因。
從這種背景出發(fā)，人們需要能有效地抑制返火產(chǎn)生的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
概略地說，本發(fā)明的目的在于提供一種能有效地抑制返火產(chǎn)生的技術(shù)。
更具體地說，本發(fā)明的一個(gè)目的在于防止產(chǎn)生預(yù)混合氣流的速度慢的低速區(qū)域，從而防止返火的產(chǎn)生。
本發(fā)明的另一目的在于防止設(shè)置在燃燒器外筒與延長管之間的分隔部件下游側(cè)產(chǎn)生尾流，從而防止返火的產(chǎn)生。
在一個(gè)觀點(diǎn)中，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置具有引燃燃燒器以及在引燃燃燒器周圍的半徑方向外側(cè)設(shè)置的多個(gè)主燃燒器。主燃燒器分別包括設(shè)置在其下游側(cè)端的延長管。延長管的出口形成為具有與所述半徑方向平行的半徑方向邊緣的形狀。
更具體地說，延長管的出口形成為具有兩個(gè)半徑方向邊緣，而且具有將半徑方向邊緣連結(jié)的周向邊緣的形狀。優(yōu)選，將連接半徑方向邊緣與周向邊緣的角部形成為圓形。
該燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置還具有支撐所述引燃燃燒器與所述主燃燒器的基板，并且，延長管相對基板位于下游側(cè)，且基板具有使掃掠空氣向下游側(cè)流通的開口，在這種情況下，優(yōu)選，基板的與延長管之間的位置對應(yīng)的區(qū)域的開口的開口率，大于其他區(qū)域的開口的開口率。在這種情況下，優(yōu)選，基板的、鄰接的延長管之間且與延長管的半徑方向內(nèi)側(cè)的位置對應(yīng)的區(qū)域的開口的開口率，大于其他區(qū)域的開口的開口率。
在另一個(gè)觀點(diǎn)中，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置包括引燃燃燒器；在引燃燃燒器周圍的半徑方向外側(cè)設(shè)置的多個(gè)主燃燒器；以及支撐引燃燃燒器與主燃燒器的基板。主燃燒器包括設(shè)置在下游側(cè)端的延長管以及使預(yù)混合氣體旋轉(zhuǎn)并將該預(yù)混合氣體供給到延長管的主旋流器。延長管相對基板位于下游側(cè)?；寰哂惺箳呗涌諝庀蛳掠蝹?cè)流通的開口，該開口以使掃掠空氣沿著與預(yù)混合氣體的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)的方式形成。
在再一個(gè)觀點(diǎn)中，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置包括引燃燃燒器；以及在引燃燃燒器周圍的半徑方向外側(cè)設(shè)置的多個(gè)主燃燒器。主燃燒器分別包括設(shè)置在其下游側(cè)端的延長管，延長管的出口具有長度方向長的形狀，延長管的出口的長度方向相對所述半徑方向傾斜。優(yōu)選，延長管的出口為具有與長度方向平行的長軸的橢圓形，長軸與半徑方向構(gòu)成不為90°的角。
在再一個(gè)觀點(diǎn)中，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置備有進(jìn)行預(yù)混合燃燒的燃燒器。燃燒器包括容納有將燃料噴射到空氣中的噴嘴和使包含燃料及空氣的預(yù)混合氣體旋轉(zhuǎn)的旋流器的燃燒器外筒；插入到燃燒器外筒的下游側(cè)端而位于燃燒器外筒的外側(cè)的延長管；以及設(shè)置在燃燒器外筒的外側(cè)且燃燒器外筒與延長管之間，而且相互隔開的多個(gè)分隔部件。分隔部件具有向下游側(cè)前端變細(xì)的形狀。
在再一個(gè)觀點(diǎn)中，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置備有進(jìn)行預(yù)混合燃燒的燃燒器。燃燒器包括容納有將燃料噴射到空氣中的噴嘴和使包含燃料及空氣的預(yù)混合氣體旋轉(zhuǎn)的旋流器的燃燒器外筒；插入到燃燒器外筒的下游側(cè)端而位于燃燒器外筒的外側(cè)的延長管；以及設(shè)置在燃燒器外筒的外側(cè)且燃燒器外筒與延長管之間的分隔部件。分隔部件具有朝向下游側(cè)前端變大的開口。
也可以代替具有朝向下游側(cè)前端變大的開口的分隔部件，使用由多孔體形成的分隔部件。
優(yōu)選，在任何一種情況下，分隔部件為環(huán)狀，并以包圍燃燒器外筒的方式與燃燒器外筒的外側(cè)連接。
在再一個(gè)觀點(diǎn)中，本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置備有進(jìn)行預(yù)混合燃燒的燃燒器。燃燒器包括容納有將燃料噴射到空氣中的噴嘴和使包含燃料及空氣的預(yù)混合氣體旋轉(zhuǎn)的旋流器的燃燒器外筒；插入到燃燒器外筒的下游側(cè)端而位于燃燒器外筒的外側(cè)的延長管。燃燒器外筒包括外筒本體以及設(shè)置在外筒本體的下游側(cè)端且直徑比外筒本體細(xì)的前端部。延長管與外筒本體接觸，而且在外筒本體的下游側(cè)與前端部對置而插入到燃燒器外筒上，而且在與前端部對置的位置具有開口。
優(yōu)選，當(dāng)前端部與延長管的間隙的半徑方向上的寬度為g，從開口的下游側(cè)端到前端部的下游側(cè)端的、沿著所述延長管方向的距離為L時(shí)，開口位于滿足下式的位置L/g＞2。
另外，優(yōu)選，燃燒器還包括設(shè)置在延長管的外側(cè)且將空氣導(dǎo)入開口的導(dǎo)向件。作為典型代表，導(dǎo)向件備有在開口的下游側(cè)與延長管連接的連接部分；以及從連接部分向上游側(cè)延伸，而且位于與開口對置的位置的對置部分。
根據(jù)本發(fā)明，能抑制返火的產(chǎn)生。


圖1是表示以往的燃燒裝置的截面的結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖2是表示以往的燃燒裝置的從下游側(cè)觀察到的結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖3是表示以往的燃燒裝置的主燃燒器的結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖4是表示以往的燃燒裝置的主燃燒器的燃燒器外筒與延長管的連接部的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖5是表示以往的燃燒裝置的支撐引燃燃燒器與主燃燒器的基板的結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖6是說明在以往的燃燒裝置中容易產(chǎn)生的低速區(qū)域的圖。
圖7是說明在設(shè)置于燃燒器外筒與延長管的連接部上的分隔部件的下游產(chǎn)生的尾流的圖。
圖8是表示本發(fā)明第1實(shí)施例的燃燒裝置的延長管的結(jié)構(gòu)的圖。
圖9是表示第1實(shí)施例的燃燒裝置的延長管的優(yōu)選結(jié)構(gòu)的圖。
圖10是表示第1實(shí)施例的設(shè)置在燃燒裝置基板上的掃掠空氣孔的配置的圖。
圖11A是表示第1實(shí)施例的燃燒裝置基板生成的掃掠空氣的優(yōu)選旋轉(zhuǎn)方向的圖。
圖11B是表示優(yōu)選掃掠空氣孔的形狀的圖。
圖12是表示第1實(shí)施例的燃燒裝置的延長管的另一結(jié)構(gòu)的圖。
圖13A是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的燃燒器外筒與延長管的連接部的結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖13B是表示第2實(shí)施例的設(shè)置于燃燒器外筒與延長管的連接部上的分隔部件的截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖14A是表示第2實(shí)施例的設(shè)置于燃燒器外筒與延長管的連接部上的分隔部件的另一結(jié)構(gòu)的圖。
圖14B是表示圖14A所示的分隔部件的截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖15A是表示第2實(shí)施例的設(shè)置于燃燒器外筒與延長管的連接部上的分隔部件的再一結(jié)構(gòu)的圖。
圖15B是表示圖15A所示的分隔部件的截面結(jié)構(gòu)的圖。
圖16A是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的燃燒器外筒與延長管的連接部的另一結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖16B是表示本發(fā)明第2實(shí)施例的燃燒器外筒與延長管的連接部的更優(yōu)選結(jié)構(gòu)的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照附圖，說明本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置。在各圖中，相同、類似或?qū)?yīng)的構(gòu)成要素參照相同或相應(yīng)的符號。
在本發(fā)明的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置的第1實(shí)施例中，如圖8所示，通過使用出口的形狀不形成為橢圓形、而是大致為矩形的延長管24A，可防止圖6所示的低速區(qū)域26的產(chǎn)生。詳細(xì)地說，延長管24A的出口具有在燃燒裝置的半徑方向上延伸的半徑方向邊緣31、32及連接半徑方向邊緣31、32的周向邊緣33、34。周向邊緣33、34彎曲，更具體地說，可以是同心圓的一部分，另外，兩者也可以是筆直的。
延長管24A的出口形成為具有在燃燒裝置的半徑方向上延伸的半徑方向邊緣31、32這樣的形狀，能有效地抑制圖6所示的低速區(qū)域26的產(chǎn)生。這種延長管24A的形狀，減少了燃燒裝置內(nèi)筒3與引燃錐形筒14之間的空間中的、預(yù)混合氣體沒有從延長管24A的流入的區(qū)域，即、減少了容易產(chǎn)生低速區(qū)域26的區(qū)域。因此，抑制低速區(qū)域26的產(chǎn)生，對于抑制返火的產(chǎn)生是有效的。
然而，延長管24A的出口的四角有棱角，會(huì)在四角產(chǎn)生預(yù)混合氣體的旋渦，這可成為返火的原因。為了抑制延長管24A的出口的四角的預(yù)混合氣體旋渦的產(chǎn)生，如圖9所示，優(yōu)選，將連接半徑方向邊緣31、32與周向邊緣33、34的角部35形成為圓形。通過將延長管24A形成為這樣的形狀，可抑制四角的預(yù)混合氣體旋渦的產(chǎn)生，從而抑制返火的產(chǎn)生。
為了更進(jìn)一步抑制低速區(qū)域26的產(chǎn)生，在鄰接的延長管24A之間，讓大流量的掃掠空氣流過是有效的。為此，如圖10所示，優(yōu)選，在基板4的與延長管24A之間對應(yīng)的位置設(shè)置掃掠空氣孔36；在圖10中，值得注意的是，與延長管24A的出口對應(yīng)的位置用虛線37表示，與引燃錐形筒14的出口對應(yīng)位置用虛線38表示。通過在基板4的與延長管24A之間對應(yīng)的位置設(shè)置多個(gè)掃掠空氣孔36，可使大量掃掠空氣在延長管24A之間流動(dòng)，通過該掃掠空氣，可抑制低速區(qū)域26的產(chǎn)生。
在與延長管24A之間對應(yīng)的位置設(shè)置掃掠空氣孔36，并不排除在基板4的其他位置設(shè)置掃掠空氣孔7的可能性；在基板4的其他位置設(shè)置掃掠空氣孔7，對于逆流的防止是有效的。然而，與延長管24A之間對應(yīng)的位置的掃掠空氣孔36的開口率要大于其他位置的掃掠空氣孔7的開口率。在這里，所謂開口率是單位面積上的掃掠空氣孔36或掃掠空氣孔7的開口面積。在本實(shí)施形式中，通過將掃掠空氣孔36的直徑形成為大于掃掠空氣孔7的直徑，可使與延長管24A之間對應(yīng)的位置的開口率大于其他位置的開口率。另外，在與延長管24A之間對應(yīng)的位置形成掃掠空氣孔36的密度，也優(yōu)選大于在其他位置設(shè)置掃掠空氣孔7的密度。在這里，值得注意的是，所謂形成掃掠空氣孔36或掃掠空氣孔7的密度，是指單位面積上掃掠空氣孔36或掃掠空氣孔7的開口數(shù)目。
為了進(jìn)一步抑制返火，在延長管24A之間且與延長管24A的半徑方向內(nèi)側(cè)(即引燃錐形筒14一側(cè))對應(yīng)的區(qū)域39的掃掠空氣孔36的開口率，優(yōu)選大于其他位置的開口率。增大區(qū)域39的開口率，可增大延長管24A之間且引燃錐形筒14附近位置的掃掠空氣的流量。這樣，可有效地抑制從引燃燃燒器1所生成的擴(kuò)散火焰向主燃燒器2所生成的預(yù)混合火焰的火焰?zhèn)鞑ニl(fā)的返火。
通過掃掠空氣孔36及掃掠空氣孔7導(dǎo)入的掃掠空氣氣流如圖11A所示，優(yōu)選沿著與從延長管24噴出的預(yù)混合氣體的旋轉(zhuǎn)相同的方向旋轉(zhuǎn)；在圖11A中，應(yīng)當(dāng)注意，箭頭40表示預(yù)混合氣體的旋轉(zhuǎn)方向，掃掠空氣孔36及掃掠空氣孔7所帶的箭頭表示掃掠空氣噴出的方向。這是為了抑制從延長管24噴出的預(yù)混合氣流與掃掠空氣的混合。在從延長管24噴出的預(yù)混合氣體與通過掃掠空氣孔36及掃掠空氣孔7導(dǎo)入的掃掠空氣混合時(shí)，在預(yù)混合氣體與掃掠空氣混合的區(qū)域，預(yù)混合氣體的流動(dòng)變成低速。這可成為返火的原因，因此，預(yù)混合氣體與掃掠空氣混合不是優(yōu)選的。通過使掃掠空氣與預(yù)混合氣體的旋轉(zhuǎn)方向相同，可抑制掃掠空氣與預(yù)混合氣體的混合。
為了使掃掠空氣與預(yù)混合氣體沿著相同方向旋轉(zhuǎn)，如圖11B所示，優(yōu)選，將掃掠空氣孔36與掃掠空氣孔7相對基板4的表面傾斜地形成。由此，可用簡便的結(jié)構(gòu)，使掃掠空氣旋轉(zhuǎn)。
圖12示出了用于抑制圖6的低速區(qū)域26的產(chǎn)生的、再一優(yōu)選燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置的結(jié)構(gòu)。在圖12的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置中，延長管24B的出口具有在某個(gè)方向(長度方向)長的形狀，而且，延長管24B的出口的長度方向相對燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置的半徑方向傾斜。在本實(shí)施形式中，延長管24B的出口是橢圓形，而且，延長管24B相對半徑方向傾斜地配置。嚴(yán)格地講，延長管24B，其出口的長軸24c相對燃燒裝置的半徑方向傾斜，即，配置成長軸24c相對燃燒裝置的半徑方向所成的角θ不為90°。這種配置可減少燃燒裝置內(nèi)筒3與引燃錐形筒14之間的空間中的、預(yù)混合氣體沒有從延長管24B流入的區(qū)域，即，可減少容易產(chǎn)生低速區(qū)域26的區(qū)域，從而可抑制返火。
在第2實(shí)施例中，提供了用于抑制在使主燃燒器2的燃燒器外筒21與延長管24隔開的分隔部件25的下游產(chǎn)生的尾流(參照圖7)所引起的返火的技術(shù)。
參照圖13A、13B，在第2實(shí)施例中，燃燒器外筒21與延長管24被分隔部件25A隔開。分隔部件25A如圖13B所示，其截面形狀形成翼形。換言之，分隔部件25A，其截面形狀形成為朝向空氣流的下游側(cè)前端變細(xì)的形狀。由此，可防止在分隔部件25A下游側(cè)產(chǎn)生尾流，進(jìn)而抑制返火的產(chǎn)生。
為了抑制在分隔部件下游產(chǎn)生的尾流所引起的返火，如圖14A、圖14B所示，也優(yōu)選使用設(shè)置有多個(gè)孔41的環(huán)狀分隔部件25B?？?1具有出口直徑大于入口直徑的形狀，即，具有朝向下游側(cè)前端變大的形狀。通過這種形狀的孔41，吸入薄膜空氣，由此，可防止在分隔部件25B的下游側(cè)產(chǎn)生尾流，從而抑制返火的產(chǎn)生。
另外，如圖15A、圖15B所示，由多孔體形成的分隔部件25C也優(yōu)選用于將燃燒器外筒21與延長管24隔開。通過多孔分隔部件25C的空氣，作為沿著延長管24的內(nèi)面流動(dòng)的薄膜空氣使用。典型地說，分隔部件25C可由發(fā)泡金屬、燒結(jié)金屬形成。
此外，圖16A所示的嵌合結(jié)構(gòu)也優(yōu)選用于連接燃燒器外筒21與延長管24。具體地說，在燃燒器外筒21的外筒本體21a的下游側(cè)端，設(shè)置有外徑小于外筒本體21a的前端部21b。延長管24插入到燃燒器外筒21上，與外筒本體21a的外表面(不是燃燒器外筒21的前端部21b)相接。燃燒器外筒21的前端部21b具有與延長管24的內(nèi)面對置的形狀。在延長管24中的與前端部21b對置的部分上形成有開口24d，延長管24的內(nèi)面的膜冷卻用的空氣經(jīng)過開口24d被取入。開口24d等間隔地沿著延長管24的周向配置。另外，開口24d也可以沿著燃燒裝置的軸向并列地設(shè)置多個(gè)，在圖16A的嵌合結(jié)構(gòu)中，設(shè)置有兩列開口24d。從開口24d被取入的空氣，通過燃燒器外筒21的前端部21b整流到下游側(cè)，進(jìn)一步沿著延長管24的內(nèi)表面流動(dòng)。
通過采用圖16A所示的嵌合結(jié)構(gòu)，不需要設(shè)置將燃燒器外筒21與延長管24隔開的分隔部件，可以解決分隔部件下游的尾流問題。
開口24d中的位于最下游位置的開口，優(yōu)選位于滿足下式的位置L/g＞2……(1)其中，g表示前端部21b與延長管24的間隙的半徑方向的寬度，L表示從開口24d中的位于最下游位置的開口的下游側(cè)端到前端部21b的前端的、沿著延長管24的方向的距離。將開口24d設(shè)置在滿足式(1)的位置，對于用到將膜冷卻用的空氣經(jīng)由開口24d充分取入這方面，是有效的。
另外，為了經(jīng)由開口24d將膜冷卻用的空氣充分地取入，如圖16B所示，優(yōu)選在延長管24上設(shè)置導(dǎo)向件24e。導(dǎo)向件24e具有與延長管24的設(shè)置有開口24d的部分對置的對置部分24f以及與延長管24的外表面接合的接合部分24g。接合部分24g在設(shè)置有開口24d的位置的下游側(cè)與延長管24接合。對置部分24f的上游側(cè)端，其直徑擴(kuò)大。這種形狀的導(dǎo)向件24e可將空氣誘導(dǎo)到開口24d，經(jīng)由開口24d將用于生成薄膜空氣的空氣充分地取入。
權(quán)利要求
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，包括引燃燃燒器；以及在所述引燃燃燒器周圍的半徑方向外側(cè)設(shè)置的多個(gè)主燃燒器，所述主燃燒器分別包括設(shè)置在其下游側(cè)端的延長管，所述延長管的出口形成為具有與所述半徑方向平行的半徑方向邊緣的形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，所述延長管的所述出口形成為具有兩個(gè)所述半徑方向邊緣，而且具有將所述半徑方向邊緣連結(jié)的周向邊緣的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，所述延長管的所述出口具有將所述半徑方向邊緣與所述周向邊緣連接的角部被作成圓形的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，還包括支撐所述引燃燃燒器與所述主燃燒器的基板，所述延長管相對所述基板位于下游側(cè)，所述基板具有使掃掠空氣向下游側(cè)流通的開口，所述基板的與所述延長管之間的位置對應(yīng)的區(qū)域的所述開口的開口率，大于其他區(qū)域的所述開口的開口率。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，所述基板的、與鄰接的所述延長管之間且所述延長管的半徑方向內(nèi)側(cè)的位置對應(yīng)的區(qū)域的所述開口的開口率，大于其他區(qū)域的所述開口的開口率。
6.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，包括引燃燃燒器；在所述引燃燃燒器周圍的半徑方向外側(cè)設(shè)置的多個(gè)主燃燒器；以及支撐所述引燃燃燒器與所述主燃燒器的基板，所述主燃燒器包括設(shè)置在下游側(cè)端的延長管；以及使預(yù)混合氣體旋轉(zhuǎn)、并將該預(yù)混合氣體供給到所述延長管的主旋流器，所述延長管相對所述基板位于下游側(cè)，所述基板具有使掃掠空氣向下游側(cè)流通的開口，所述開口以使所述掃掠空氣沿著與所述預(yù)混合氣體的旋轉(zhuǎn)方向相同的方向旋轉(zhuǎn)的方式形成。
7.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，包括引燃燃燒器；以及在所述引燃燃燒器周圍的半徑方向外側(cè)設(shè)置的多個(gè)主燃燒器，所述主燃燒器分別包括設(shè)置在其下游側(cè)端的延長管，所述延長管的出口具有長度方向長的形狀，所述長度方向相對所述半徑方向傾斜。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，所述延長管的所述出口是具有與所述長度方向平行的長軸的橢圓形，所述長軸與所述半徑方向構(gòu)成不為90°的角。
9.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，備有進(jìn)行預(yù)混合燃燒的燃燒器，所述燃燒器包括容納有將燃料噴射到空氣中的噴嘴和使包含所述燃料與所述空氣的預(yù)混合氣體旋轉(zhuǎn)的旋流器的燃燒器外筒；插入到所述燃燒器外筒的下游側(cè)端而位于所述燃燒器外筒的外側(cè)的延長管；以及設(shè)置在所述燃燒器外筒的外側(cè)、且所述燃燒器外筒與所述延長管之間，并且相互隔開的多個(gè)分隔部件，所述分隔部件具有向下游側(cè)前端變細(xì)的形狀。
10.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，備有進(jìn)行預(yù)混合燃燒的燃燒器，所述燃燒器包括容納有將燃料噴射到空氣中的噴嘴和使包含所述燃料與所述空氣的預(yù)混合氣體旋轉(zhuǎn)的旋流器的燃燒器外筒；插入到所述燃燒器外筒的下游側(cè)端而位于所述燃燒器外筒的外側(cè)的延長管；以及設(shè)置在所述燃燒器外筒的外周側(cè)、且所述燃燒器外筒與所述延長管之間，并相互隔開的多個(gè)分隔部件，所述分隔部件具有向下游側(cè)前端變細(xì)的形狀。
11.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，備有進(jìn)行預(yù)混合燃燒的燃燒器，所述燃燒器包括容納有將燃料噴射到空氣中的噴嘴和使包含所述燃料與所述空氣的預(yù)混合氣體旋轉(zhuǎn)的旋流器的燃燒器外筒；插入到所述燃燒器外筒的下游側(cè)端而位于所述燃燒器外筒的外側(cè)的延長管；以及設(shè)置在所述燃燒器外筒的外側(cè)、且所述燃燒器外筒與所述延長管之間的分隔部件，所述分隔部件具有朝向下游側(cè)前端變大的開口。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，所述分隔部件為環(huán)狀，且以包圍所述燃燒器外筒的方式與所述燃燒器外筒的外側(cè)連接。
13.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，備有進(jìn)行預(yù)混合燃燒的燃燒器，所述燃燒器包括容納有將燃料噴射到空氣中的噴嘴和使包含所述燃料與所述空氣的預(yù)混合氣體旋轉(zhuǎn)的旋流器的燃燒器外筒；插入到所述燃燒器外筒的下游側(cè)端而位于所述燃燒器外筒的外側(cè)的延長管；以及設(shè)置在所述燃燒器外筒的外側(cè)、且所述燃燒器外筒與所述延長管之間的分隔部件，所述分隔部件由多孔體形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，所述分隔部件為環(huán)狀，且以包圍所述燃燒器外筒的方式與所述燃燒器外筒的外側(cè)連接。
15.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，備有進(jìn)行預(yù)混合燃燒的燃燒器，所述燃燒器包括容納有將燃料噴射到空氣中的噴嘴和使包含所述燃料與所述空氣的氣流旋轉(zhuǎn)而生成預(yù)混合氣體的旋流器的燃燒器外筒；以及插入到所述燃燒器外筒的下游側(cè)而位于所述燃燒器外筒的外側(cè)的延長管，所述燃燒器外筒包括外筒本體；以及設(shè)置在所述外筒本體的下游側(cè)端且直徑比所述外筒本體細(xì)的前端部，所述延長管與所述外筒本體接觸，并且在所述外筒本體的下游側(cè)與所述前端部對置而插入到所述燃燒器外筒上，并且在與所述前端部對置的位置具有開口。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，當(dāng)所述前端部與所述延長管的間隙的半徑方向上的寬度為g，從所述開口的下游側(cè)端到所述前端部的下游側(cè)端的、沿著所述延長管的方向的距離為L時(shí)，所述開口位于滿足下式的位置L/g＞2。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，所述燃燒器還包括設(shè)置在所述延長管的外側(cè)且將空氣導(dǎo)入所述開口的導(dǎo)向件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，其特征在于，所述導(dǎo)向部件具有在所述開口的下游側(cè)與所述延長管連接的連接部分；以及從所述連接部分向上游側(cè)延伸，并且位于與所述開口對置的位置的對置部分。
全文摘要
一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒裝置，包括引燃燃燒器；以及在引燃燃燒器周圍的半徑方向外側(cè)設(shè)置的多個(gè)主燃燒器。主燃燒器(2)分別包括設(shè)置在其下游側(cè)端的延長管。延長管的出口形成為具有與所述半徑方向平行的半徑方向邊緣的形狀。這樣，可有效地抑制返火的產(chǎn)生。
文檔編號F02C7/232GK101023302SQ20058002834
公開日2007年8月22日 申請日期2005年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者森脅敦, 太田將豐, 齊藤圭司郎, 谷村聰, 赤松真兒, 永井宣彥 申請人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社