專利名稱：燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備將燃料與空氣的混合氣燃燒而生成的燃燒氣體供給到燃?xì)廨啓C(jī)的多個燃燒器、火花塞、以及在上述燃燒器彼此之間傳播火焰的火焰?zhèn)鞑ス艿娜細(xì)廨啓C(jī)燃
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背景技術(shù)：
作為以往通常采用的燃?xì)廨啓C(jī)所具備的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，已知存在具備多個罐型燃燒器的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其各個燃燒器的構(gòu)成為，使燃料與壓縮空氣反應(yīng)，生成用于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動渦輪機(jī)的高溫高壓的燃燒氣體(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。這些多個燃燒器配置在沿渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子周向的圓上，在周向上相鄰的燃燒器彼此之間通過連結(jié)管結(jié)合，在該連結(jié)管內(nèi)設(shè)置有火焰?zhèn)鞑ス堋；鹧鎮(zhèn)鞑ス転楣軤睿蛇B接的燃燒器的壓力差，燃燒氣體通過火焰?zhèn)鞑ス?。啟動時，燃?xì)廨啓C(jī)由外部驅(qū)動裝置驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)速度上升直到點火旋轉(zhuǎn)速度，之后， 燃料與空氣被導(dǎo)入所有燃燒器。并且，通過對設(shè)置在一個或者兩個燃燒器上的火花塞點火來開始燃燒。由于由燃燒器內(nèi)的燃燒產(chǎn)生了高溫的燃燒氣體，所以燃燒器內(nèi)部的壓力上升。 在相鄰的燃燒器處于未點火的狀態(tài)時，由與點火后的燃燒器的差壓，通過火焰?zhèn)鞑ス?，高溫的燃燒氣體流入未點火的燃燒器。這樣，從僅對一個或者兩個燃燒器點火開始，相鄰的各個燃燒器被點火，所有的燃燒器都被點火。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特許第3940705號公報但是，構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的多個燃燒器分別具備的燃燒嘴具有形成混合室的混合室壁與燃料噴嘴，通過在上述混合室壁上設(shè)置將燃燒用空氣與從燃料噴嘴供給而來的燃料一起導(dǎo)入到上述混合室的多個空氣導(dǎo)入通道，從而在空氣導(dǎo)入通道及混合室中促進(jìn)燃料與空氣的混合，可以減少預(yù)混合燃燒產(chǎn)生的N0X。另一方面，燃?xì)廨啓C(jī)啟動時的點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦燥@示為混合氣的燃料濃度越大(即燃空比大)特性越好，由于在預(yù)混合燃燒中混合室內(nèi)的混合氣的燃料濃度存在均勻化的傾向，所以存在燃?xì)廨啓C(jī)啟動時的點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦韵陆怠?br>
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，通過在設(shè)置于渦輪機(jī)的混合室壁的空氣導(dǎo)入通道內(nèi)以及混合室內(nèi)促進(jìn)燃料與空氣的混合，來實現(xiàn)預(yù)混合燃燒產(chǎn)生的NOxW減少， 同時實現(xiàn)點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘奶岣?。技術(shù)方案一的發(fā)明具備將燃料與從壓縮機(jī)導(dǎo)入的燃燒用空氣的混合氣燃燒而生成的燃燒氣體供給到燃?xì)廨啓C(jī)的多個燃燒器；對上述混合氣點火的火花塞；以及在上述燃燒器彼此之間傳播由上述混合氣的燃燒產(chǎn)生的火焰的火焰?zhèn)鞑ス埽鲜鋈紵骶邆淙紵?，該燃燒嘴具有形成在上述燃燒器的軸線方向上朝向下游敞開的混合室的混合室壁、以
3及供給燃料的燃料噴嘴，在上述混合室壁上，設(shè)有將燃燒用空氣與來自上述燃料噴嘴的燃料一起導(dǎo)入上述混合室的多個空氣導(dǎo)入通道，從上述空氣導(dǎo)入通道噴出到上述混合室的燃燒用空氣及燃料指向上述火花塞及上述火焰?zhèn)鞑ス苤械闹辽僖环蕉鲃?。由此，在具備多個燃燒器、火花塞、以及火焰?zhèn)鞑ス艿娜細(xì)廨啓C(jī)燃燒器中，從將燃燒用空氣導(dǎo)入到各燃燒器所具備的燃燒嘴的混合室的空氣導(dǎo)入通道，燃燒用空氣與從燃料噴嘴供給而來的燃料一起成為混合氣，噴出到混合室內(nèi)，噴出的該混合氣至少指向火花塞及火焰?zhèn)鞑ス苤械囊环蕉鲃印Ｆ浣Y(jié)果，因為在火花塞及火焰?zhèn)鞑ス苤械闹辽僖环降脑O(shè)置位置及其附近，存在燃料濃度高的混合氣，所以點火變得容易，提高了點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦灾械闹辽僖环剑岣吡巳細(xì)廨啓C(jī)的啟動性能。技術(shù)方案二所記載的發(fā)明，在技術(shù)方案一記載的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，在上述混合室壁上，多個上述空氣導(dǎo)入通道在上述軸線方向或者徑向上并列配置成第一列及第二列， 噴出指向上述火花塞而流動的燃燒用空氣的上述空氣導(dǎo)入通道屬于上述第一列，噴出指向上述火焰?zhèn)鞑ス芏鲃拥娜紵每諝獾纳鲜隹諝鈱?dǎo)入通道屬于上述第二列。由此，因為噴出指向火花塞及火焰?zhèn)鞑ス艿幕旌蠚獾目諝鈱?dǎo)入通道分開設(shè)置為第一列及第二列，所以混合室壁中的空氣導(dǎo)入通道的配置及形狀的自由度變大，在提高點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠^點上良好的空氣導(dǎo)入通道的設(shè)計變得容易。技術(shù)方案三所記載的發(fā)明，在技術(shù)方案一記載的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，上述燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器具備作為上述燃燒嘴的中央燃燒嘴、相對于上述中央燃燒嘴配置在外周側(cè)的多個外周燃燒嘴，上述中央燃燒嘴具有作為上述混合室壁的中央混合室壁、以及作為上述燃料噴嘴的中央燃料噴嘴，其中，上述中央混合室壁形成作為上述混合室的中央混合室，上述外周燃燒嘴具有形成在上述軸線方向上朝向下游敞開的外周混合室的外周混合室壁、以及向上述外周混合室供給燃料的外周燃料噴嘴，上述中央混合室壁上，多個上述燃燒用空氣導(dǎo)入通道在上述軸線方向上并列設(shè)置成第一列及第二列，噴出指向上述火花塞及上述火焰?zhèn)鞑ス苤械闹辽僖环蕉鲃拥娜紵每諝獾纳鲜隹諝鈱?dǎo)入通道屬于上述第一列，從屬于上述第二列的上述空氣導(dǎo)入通道噴出的燃燒用空氣指向上述外周混合室的出口而流動。由此，通過從空氣導(dǎo)入孔與燃料一起噴出的燃燒用空氣指向外周燃燒嘴的出口而噴出，從屬于第二列的空氣導(dǎo)入通道噴出的混合氣的燃燒而產(chǎn)生的高溫燃燒氣體供給到外周燃燒嘴的出口處，所以從外周燃燒嘴供給而來的混合氣的燃燒變得容易，例如在外周燃燒嘴的混合氣的燃料濃度低的情況下，也能夠容易地開始燃燒。其結(jié)果，提高了具備外周燃燒嘴的燃燒器的燃燒性，可以擴(kuò)大燃?xì)廨啓C(jī)的應(yīng)用負(fù)荷范圍。并且，空氣導(dǎo)入通道分開設(shè)置為第一列及第二列，所以混合室壁中的空氣導(dǎo)入通道的配置及形狀的自由度變大，在提高點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦浴碜酝庵苋紵斓幕旌蠚忾_始燃燒的容易化的觀點上良好的空氣導(dǎo)入通道的設(shè)計變得容易。技術(shù)方案四所記載的發(fā)明，在技術(shù)方案三記載的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，構(gòu)成上述中央燃燒嘴的上述第二列的上述空氣導(dǎo)入通道的數(shù)量為上述外周燃燒嘴的數(shù)量的整數(shù)倍。由此，借助空氣導(dǎo)入通道的數(shù)量為外周燃燒嘴數(shù)量的整數(shù)倍，能夠?qū)姵鲋赶蛲庵苋紵炝鲃拥幕旌蠚獾目諝鈱?dǎo)入通道按照外周燃燒嘴均勻分配，并且因此多個空氣導(dǎo)入通道的配置及形狀的均勻化變得容易，所以可以在使燃燒嘴的結(jié)構(gòu)變簡單的同時，提高燃燒穩(wěn)定性。
技術(shù)方案五所記載的發(fā)明，在技術(shù)方案三或四記載的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，上述第一列及上述第二列中，在上述軸線方向上構(gòu)成上游側(cè)的列的上述空氣導(dǎo)入通道為6個，構(gòu)成下游側(cè)的列的上述空氣導(dǎo)入通道為12個，上述外周燃燒嘴為4個或6個。由此，因為在下游側(cè)列存在比上游側(cè)列更多的空氣導(dǎo)入通道，所以能夠?qū)⒊蛳掠蝹?cè)流動的混合氣更加可靠地指向。此外，因為下游側(cè)列的空氣導(dǎo)入通道的數(shù)量成為外周燃燒嘴的數(shù)量的整數(shù)倍，能夠起到與技術(shù)方案四所記載的發(fā)明相同的效果。 本發(fā)明的效果在于，根據(jù)本發(fā)明，在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，通過在空氣導(dǎo)入通道及混合室內(nèi)促進(jìn)燃料與空氣的混合，可以減少預(yù)混合燃燒產(chǎn)生的NOx，并且可以提高點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦浴?br>

圖1是使用具備本發(fā)明的實施例一的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備的主要部分概略剖視圖。圖2是說明圖1的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器所具備的燃燒器及火焰?zhèn)鞑ス艿母怕詧D。圖3是圖1的主要部分放大圖，簡略地表示了燃燒嘴的空氣導(dǎo)入孔。圖4是沿圖3的IV-IV線的剖視圖。圖5是沿圖3的V-V線的剖視圖。圖6表示實施例一的變形實施例，是相當(dāng)于圖3的主要部分的圖。圖7表示本發(fā)明的實施例二，是相當(dāng)于圖3的圖。圖8是在實施例二中相當(dāng)于圖4的圖。圖9是表示在實施例二中的燃?xì)廨啓C(jī)的負(fù)荷與燃燒嘴的燃料流量的關(guān)系的圖表。圖10表示本發(fā)明的實施例三，是相當(dāng)于圖3的圖。圖11是在實施例三中相當(dāng)于圖4的圖。圖12是在實施例三中相當(dāng)于圖9的圖表。圖13表示本發(fā)明的實施例四，是相當(dāng)于圖3的圖。圖14是在實施例四中相當(dāng)于圖4的圖。圖中4-燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，10-燃燒器，13-火花塞，15-火焰?zhèn)鞑ス埽?0、50、60、70、80、 90、100-燃燒嘴，31、51、61、71、81、91_ 混合室，32、72、92_ 混合室壁，35、36、55、56、65、66、 75、76、95、96-空氣導(dǎo)入孔，38、59、69、79、89、98、99、109-燃料噴嘴，ml、m2、m3、m4、m5_ 混
α與
口 3 ο
具體實施例方式參照圖1 圖14對本發(fā)明的實施例的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器進(jìn)行說明。實施例一參照圖1 圖5對本發(fā)明的實施例一的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4進(jìn)行說明。參照圖1，具備燃?xì)廨啓C(jī)1的燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備是具備作為由該燃?xì)廨啓C(jī)1驅(qū)動的驅(qū)動對象的發(fā)電機(jī)2的發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備。燃?xì)廨啓C(jī)1具備壓縮空氣的壓縮機(jī)3 ；利用作為由壓縮機(jī)3獲得的壓縮空氣的一部分的燃燒用空氣來使燃料燃燒而生成燃燒氣體的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4 ；由在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4生成的高溫高壓的燃燒氣體驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)5 ；將該燃燒氣體從燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4 導(dǎo)入到渦輪機(jī)5的過渡連接件6 ；向燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4供給作為氣體燃料(例如液化天然氣)的燃料的燃料供給系統(tǒng)7 ；以及在形成從壓縮機(jī)3排出的壓縮空氣流動的機(jī)室9的同時支撐燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4的殼體8。壓縮機(jī)3及發(fā)電機(jī)2與渦輪機(jī)5連結(jié)，由該渦輪機(jī)5旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。機(jī)室9中容納有過渡連接件6。同時參照圖2，燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4具備將渦輪機(jī)5及壓縮機(jī)3的旋轉(zhuǎn)中心線Cl作為中心在周向上隔開相等的間隔而配置的多個(這里為十個)罐型燃燒器10、對燃料與燃燒用空氣混合而生成的混合氣點火的火花塞13、將燃燒器10彼此之間連結(jié)的連結(jié)管14、以及容納在連結(jié)管14內(nèi)部的同時在燃燒器10彼此之間傳播由混合氣燃燒生成的火焰的火焰?zhèn)鞑ス?5。在構(gòu)成燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4的所有燃燒器10之中，一部分燃燒器10是作為設(shè)有火花塞13的一個或者多個(在這里為兩個)特定燃燒器的第一燃燒器11，剩余的燃燒器10 是沒有設(shè)置火花塞13的第二燃燒器12。除第一燃燒器11中的有關(guān)火花塞13的結(jié)構(gòu)以外， 第一燃燒器11與第二燃燒器12具有基本相同的結(jié)構(gòu)。另外，在以下的說明中，關(guān)于第一燃燒器11及第二燃燒器12，在不區(qū)別兩者時僅記載為燃燒器10。參照圖1及圖3，將燃料與燃燒用空氣的混合氣燃燒而生成的燃燒氣體供給到燃?xì)廨啓C(jī)1的各個燃燒器10具備形成燃燒室20的圓筒狀內(nèi)筒21、包圍內(nèi)筒21而配置的同時在與內(nèi)筒21之間形成來自壓縮機(jī)3的燃燒用空氣流動的環(huán)狀空氣通道23的圓筒狀外筒 22、構(gòu)成上游端壁的端蓋M、配置在燃燒器軸線C2上且將燃燒用空氣及燃料供給到燃燒室 20的燃燒嘴30、以及配置在燃燒嘴30的出口處并且作為輔助穩(wěn)定燃燒火焰的穩(wěn)焰部件的火焰穩(wěn)定器25。并且，由壓縮機(jī)3壓縮的空氣從壓縮機(jī)3流入機(jī)室9內(nèi)，其中的一部分作為燃燒用空氣供給到燃燒器10。另外，燃燒器軸線C2(也可參照圖2)是內(nèi)筒21或者燃燒室20的中心軸線，軸線方向是與燃燒器軸線C2平行的方向，若未實現(xiàn)規(guī)定，徑向及周向分別指以燃燒器軸線C2為中心的徑向及周向。此外，上游及下游分別涉及燃燒嘴30中的燃燒用空氣或者燃燒嘴30及燃燒室20 中的燃燒氣體在軸線方向上的流動。以大致位于燃燒器軸線C2上的中心的方式配置的燃燒嘴30具有形成在軸線方向上朝向燃燒室20敞開的混合室31的混合室壁32、以及供給燃料的燃料噴嘴38?；旌鲜冶?32配置地比燃燒室20在軸線方向上更靠近上游側(cè)，且是以燃燒器軸線C2為中心軸線在軸線方向上朝向燃燒室20在徑向上擴(kuò)展開的中空圓錐狀，在其內(nèi)部由圓錐面狀的混合室壁面33形成朝向下游以頂角α擴(kuò)展開的圓錐狀混合室31。因此，混合室壁面33是頂角為 α的圓錐面狀?；旌鲜冶?2上設(shè)有分別形成將燃燒用空氣導(dǎo)入混合室31內(nèi)部的多個空氣導(dǎo)入孔 35,36及37。作為直線狀圓孔的空氣導(dǎo)入孔35、36及37對于混合室壁面33分別形成不同的角度β 1、β 2及β 3。各角度β 1、β 2及β 3是由空氣導(dǎo)入孔35、36及37的中心線與圓錐面狀的混合室壁面33的母線(混合室壁面33與包含燃燒器軸線C2的平面的交線) 構(gòu)成的角度。燃料供給系統(tǒng)7具備燃料供給裝置41、燃料分配器42、以及燃料供給配管43。燃料噴嘴38與燃料供給配管43連接，上述燃料供給配管43用于與將來自燃料供給裝置41 的燃料向各燃燒器10分配的燃料分配器42道通。并且，配制成來自燃料供給配管43的燃料供給到具有燃料歧管部38a的燃料噴嘴38，從燃料噴嘴38噴出的燃料供給到所有空氣導(dǎo)入孔35、36及37的內(nèi)部。因此，各空氣導(dǎo)入孔35、36及37將燃燒用空氣與從燃料噴嘴38 供給而來的燃料一起，在生成與該燃料的混合氣的同時導(dǎo)入混合室31。分別在兩個燃燒器11中，火花塞13以其點火部13a位于燃燒室20之內(nèi)的方式安裝在外筒22上。此外，在周向上彼此相鄰的燃燒器10之間，通過將其外筒22彼此連結(jié)的連結(jié)管14 連結(jié)。并且，這些燃燒器10的燃燒室20之間或者內(nèi)筒21之間由火焰?zhèn)鞑ス?5連通。火焰?zhèn)鞑ス?5的兩端開口構(gòu)成在燃燒室20敞開的出入口 15a。在此，各出入口 1 是指流向相鄰的燃燒器10的火焰的入口，以及來自該相鄰的燃燒器10的火焰的出口的意思。并且，由在具備火花塞13的燃燒器11中的該火花塞13點火的混合氣燃燒而生成燃燒氣體，作為內(nèi)筒21的內(nèi)部的燃燒室20中的壓力上升，在由火焰?zhèn)鞑ス?5連通的相鄰燃燒器12的燃燒室20之間產(chǎn)生壓力差，由該壓力差向該相鄰燃燒器12送入的燃燒氣體27 對在該相鄰燃燒器12中生成的混合氣點火。同樣，相鄰的燃燒器12的點火由火焰?zhèn)鞑ス?15依次進(jìn)行，對所有的燃燒器10點火。參照圖3及圖4，形成于混合室壁32的空氣導(dǎo)入孔35 37以在軸線方向上排列成多列(在該實施例一中排列成第一 第三列Rl R3)的方式配置。這些列Rl R3分別由在軸線方向上的形成位置的圓周上，在周向上隔開間隔地配置成環(huán)狀的一個以上(在這里為多個)的空氣導(dǎo)入孔35 37構(gòu)成。另外，為了避免附圖的復(fù)雜，在圖4中省略了在圖3中已表示了的結(jié)構(gòu)中的一部分。并且，如在圖4及圖5中局部表示的，屬于各列Rl R3的多個空氣導(dǎo)入孔35 37以燃燒器軸線C2為中心同心狀地配置在混合室壁32上。此外，為了利用從各空氣導(dǎo)入孔35 37噴出的燃燒用空氣在混合室31內(nèi)生成回旋流，空氣導(dǎo)入孔37在周向上偏向而形成，空氣導(dǎo)入孔35及36在軸線方向及周向上偏向而形成。此外，關(guān)于軸線方向上的第一列Rl及第二列R2的位置，第一、第二列Rl及R2中， 第一列Rl是位于上游側(cè)的上游側(cè)列，第二列R2是位于下游側(cè)的下游側(cè)列。此外，第二列R2 比第一列Rl位于靠徑向外方處，比第一列Rl配置在更大直徑的圓周上。參照圖4，在各燃燒器10中，為了使從空氣導(dǎo)入孔35 37中一個以上(在本實施例中為多個)的作為特定空氣導(dǎo)入通道的特定空氣導(dǎo)入孔35a、3^噴出到混合室31內(nèi)的燃燒用空氣與燃料一起，指向設(shè)置于內(nèi)筒21上的火花塞13的點火部13a及火焰?zhèn)鞑ス?5 的出入口 1 的設(shè)置位置，該特定空氣導(dǎo)入孔3 及3 在軸線方向及周向上偏向而形成， 其中上述燃料和燃燒用空氣一起流經(jīng)該特定空氣導(dǎo)入孔3 及35b。具體而言，在燃燒器11中，從第一特定空氣導(dǎo)入孔3 噴出的燃燒用空氣與燃料的混合氣ml指向點火部13a流動，從兩個第二特定空氣導(dǎo)入孔3 噴出的燃燒用空氣與燃料的混合氣m2指向兩個火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 1 流動。此外，在燃燒器12(參照圖1)中，從第二特定空氣導(dǎo)入孔3 噴出的燃燒用空氣與燃料的混合氣指向兩個火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 1 流動。參照圖5，由于空氣導(dǎo)入孔37形成在從同時作為燃燒嘴30的燃燒嘴中心線的燃燒器軸線C2僅偏移了偏移距離s的位置上，因此從空氣導(dǎo)入孔37流入的混合氣在混合室 31內(nèi)生成回旋流。關(guān)于空氣導(dǎo)入孔35及36，也與空氣導(dǎo)入孔37—樣，由于形成在從上述燃燒嘴中心線僅偏移了偏移距離s的位置上，可以在混合室31內(nèi)生成回旋流。并且，通過該回旋流在燃燒嘴30的下游部生成穩(wěn)定的循環(huán)流，可以確保燃燒穩(wěn)定性。在本實施例中，為了以從屬于第一列Rl的空氣導(dǎo)入孔35中的特定空氣導(dǎo)入孔35a 及3 噴出的混合氣ml及m2指向火花塞13、火焰?zhèn)鞑ス?5流動的方式來形成空氣導(dǎo)入孔 35，由形成混合室31的混合室壁32的頂角α、空氣導(dǎo)入孔35的形成角度β 2、以及從上述燃燒嘴中心線(或者燃燒器軸線C2)的偏移距離s來決定混合氣的流動方向。此外，在本實施例中，通過任意設(shè)定從上述燃燒嘴中心線的偏移距離s對形成空氣導(dǎo)入孔35 37的混合室31的內(nèi)徑d(參照圖5)的比s/d，從而可以使從空氣導(dǎo)入孔35 噴出的燃料與燃燒用空氣的混合氣ml及m2(參照圖4)偏向火花塞13、火焰?zhèn)鞑ス?5的設(shè)置位置，并且通過控制空氣導(dǎo)入孔35 37的比s/d可以在燃燒嘴30的下游部生成燃燒穩(wěn)定性所需的循環(huán)流，所以可以提供點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦詢?yōu)良、穩(wěn)定燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4。參照圖3及圖4，在這樣構(gòu)成的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4中，燃?xì)廨啓C(jī)1啟動時，在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4的點火時，來自燃料供給裝置41(參照圖1)的燃料供給到燃料噴嘴38。燃料從燃料噴嘴38朝向各空氣導(dǎo)入孔35 37噴出，在空氣導(dǎo)入孔35 37的內(nèi)部及混合室 31中與燃燒用空氣混合生成混合氣。并且，從空氣導(dǎo)入孔35 37噴出的混合氣由火花塞 13的火花點火，進(jìn)行預(yù)混合燃燒。此時，以混合氣ml及m2從構(gòu)成第一 第三列Rl R3中的第一列Rl，即從上游側(cè)數(shù)第二列(圖3中從左數(shù)第二列)的空氣導(dǎo)入孔35的特定空氣導(dǎo)入孔3 及35b，指向火花塞13的點火部13a及火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 1 并噴出的方式形成了特定空氣導(dǎo)入孔 35a^ 35b0由此，在燃燒器11中，在火花塞13的點火部13a及其附近，由于存在燃料濃度高 (即燃空比大)的混合氣，點火變得容易，提高了點火性能。此外，由于若對燃燒器11點火，則燃燒室20的壓力就會上升，所以燃燒氣體27經(jīng)由火焰?zhèn)鞑ス?5向相鄰的未點火的燃燒器11噴出，但是在本實施例中，混合氣m2從特定空氣導(dǎo)入孔3 及3 指向火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 1 而噴出，所以燃燒器11中的出入口 15a(此時，作為出口發(fā)揮作用)及其附近，由于存在燃料濃度高的混合氣，所以能夠生成溫度高的燃燒氣體。由此，該高溫的燃燒氣體(火焰)通過火焰?zhèn)鞑ス?5向相鄰的燃燒器 12的燃燒室20噴出。另一方面，在來自燃燒器11的火焰?zhèn)鞑サ降南噜彽娜紵?2中，由于來自特定空氣導(dǎo)入孔35b的高燃料濃度的混合氣，指向火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 15a(此時，作為進(jìn)口發(fā)揮作用)噴出，所以利用來自燃燒器11并通過火焰?zhèn)鞑ス?5流入的燃燒氣體，火焰?zhèn)鞑プ兊萌菀祝紵拈_始也變得容易，提高了火焰?zhèn)鞑ヌ匦浴?br> 在本實施例一中，混合室壁32以頂角α形成的同時形成了圓錐狀的混合室31， 并且由于從燃料噴嘴38噴出的燃料與從空氣導(dǎo)入孔35 37噴出的燃燒用空氣及燃料在混合室31內(nèi)混合，所以通過提高了均勻化的混合氣的預(yù)混合燃燒，可以期待進(jìn)一步減少NOx 排出量的效果，以及通過混合室31內(nèi)的混合氣的回旋流被混合室壁32限制，從而可以期待增加旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度并提高燃燒穩(wěn)定性的效果。并且，由于中空圓錐狀的混合室壁32，與混合室壁32為例如環(huán)狀的平板的情況相比，混合室壁32中的空氣導(dǎo)入孔35 37的形成區(qū)域增加，所以具有增加了在決定空氣導(dǎo)入孔35 37的數(shù)量、空氣導(dǎo)入孔35 37的直徑等空氣導(dǎo)入孔規(guī)格時的自由度的優(yōu)點，此外空氣導(dǎo)入孔35 37的形成變得容易。關(guān)于內(nèi)筒21的火花塞13或者火焰?zhèn)鞑ス?5的軸線方向的位置，在將內(nèi)筒21的內(nèi)徑設(shè)為D，將從內(nèi)筒21的上游端到點火部13a或者出入口 1 的軸線方向上的距離設(shè)為 L時，比L/D為0. 3 < L/D < 0. 7的范圍的情況在設(shè)計上較多。因此，優(yōu)選以從特定空氣導(dǎo)入孔3 及35b噴出的混合氣指向內(nèi)筒21中的成為0. 3 < L/D < 0. 7的位置的方式形成特定空氣導(dǎo)入孔3 及35b。此外，由于火花塞13通過調(diào)整插入內(nèi)筒21的徑向位置可以改善點火特性，所以在火花塞13與火焰?zhèn)鞑ス?5的軸線方向位置明顯不同的情況下，優(yōu)選以混合氣m2指向火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 1 的形成位置噴出的方式來形成特定空氣導(dǎo)入孔35b。另外，空氣導(dǎo)入孔35 37以在軸線方向上排列成多列的方式形成的情況下，作為實施例一的變形實施例，也可以以來自作為一個列的第一列Rl的空氣導(dǎo)入孔35的混合氣 ml指向火花塞13的點火部13a的方式偏向形成該空氣導(dǎo)入孔35，以來自不同于第一列Rl 的第二列R2的空氣導(dǎo)入孔36的混合氣m2指向火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 1 的方式偏向形成該空氣導(dǎo)入孔36，并且在存在作為剩下的一列的第三列R3(也可以為一個以上的列)時， 以來自該第三列R3的空氣導(dǎo)入孔37的混合氣在混合室31內(nèi)生成回旋流而有利于燃燒穩(wěn)定性的方式形成該空氣導(dǎo)入孔37。由此，與實施例一相同，提高了點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦?，提高了燃?xì)廨啓C(jī)1的啟動性能，同時提供了燃燒穩(wěn)定性優(yōu)秀的燃燒嘴30。此外，因為將噴出指向點火部13a及出入口 1 的混合氣ml及m2的特定空氣導(dǎo)入孔3 及35b分成第一、第二列R1、R2而設(shè)置，所以混合室壁32中的空氣導(dǎo)入孔35及36 的配置及形狀的自由度變大，在提高點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠^點上良好的空氣導(dǎo)入孔 35及36的設(shè)計變得容易。此外，在實施例一的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4中，作為燃?xì)廨啓C(jī)1的燃料，在氣體燃料的基礎(chǔ)上具有使用液體燃料(例如，A重油、輕油)的情況。參照圖3及圖4，主要是圖6來說明實施例一的另一個變形實施例。燃燒器10具備噴射作為第二燃料的液體燃料的作為第二燃料噴嘴的液體燃料噴嘴39，該液體燃料噴嘴39配置在具備將作為上述第一燃料的氣體燃料供給到作為第一燃料噴嘴的燃料噴嘴38的燃燒嘴30的混合室31的上游側(cè)。液體燃料從燃料供給系統(tǒng)47所具備的燃料供給裝置44供給到液體燃料噴嘴39。液體燃料噴嘴39將液體燃料進(jìn)行噴霧，使其與混合室31內(nèi)的高溫燃燒用空氣5 混合蒸發(fā)并燃燒，承擔(dān)將液體燃料微?；尚∫旱蔚娜蝿?wù)。為了將液體燃料微?；?，存在利用空氣的剪切力來進(jìn)行微?；目諝鈬婌F式燃料噴嘴，以及利用液體燃料的供給壓力來進(jìn)行微粒化的壓力噴霧式燃料噴嘴，但在本實施例中，即使采用任何一種方式，或者采用上述以外的采用噴霧方式的液體燃料噴嘴，也可以達(dá)到本發(fā)明的效果。在本實施例中，由于液體燃料噴嘴39配置在燃燒嘴30的燃燒器軸線C2上，且設(shè)置在混合室31的上游側(cè)，所以從液體燃料噴嘴39噴霧成圓錐狀的液滴與從燃燒嘴30的空氣導(dǎo)入孔35 37噴出的燃燒用空氣在混合室31內(nèi)混合。與實施例一相同，以來自空氣導(dǎo)入孔35的燃燒用空氣指向設(shè)置在內(nèi)筒21上的火花塞13的點火部13a與火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 1 而噴出的方式，向軸線方向及偏向周向而形成空氣導(dǎo)入孔35，所以在點火部13a及出入口 1 的設(shè)置位置上供給有來自空氣導(dǎo)入孔35的混合氣與來自液體燃料噴嘴39的微粒化了的液體燃料的混合氣，所以通過高濃度的混合氣，可以提高點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦?。此外，配置在燃燒?0上的液體燃料噴嘴39的噴霧角度(液體燃料噴霧的擴(kuò)展角度)設(shè)定的比混合室31的頂角α小。若液體燃料噴嘴39的噴霧角度比頂角α大，則從液體燃料噴嘴39噴霧出來的液滴將與混合室壁32碰撞，存在在該混合室壁32上發(fā)生液體燃料炭化的焦化，使燃燒嘴30所具有的各種性能劣化的危險。因此，通過將液體燃料噴嘴39的噴霧角度設(shè)定的比頂角α小，能夠防止焦化的產(chǎn)生。實施例二參照圖7 圖9對本發(fā)明的實施例二進(jìn)行說明。實施例二在燃燒嘴30的外周側(cè)配置有多個主燃燒嘴50及60，其他與實施例一具有基本相同的結(jié)構(gòu)。另外，該實施例二以及后述的實施例三、四中，省略或簡述與實施例一相同的部分的說明，以不同點為重點進(jìn)行說明。此外，對于與實施例一的部件相同的部件或者對應(yīng)的部件，根據(jù)需要使用了相同的符號。并且，實施例二 四起到了與實施例一相同的作用效果。并且，在實施例二 四中，混合室壁、混合室31以及燃料噴嘴分別是中央混合壁、 中央混合室以及中央燃料噴嘴，混合室壁、混合室及燃料噴嘴分別是外周混合壁、外周混合室及外周燃料噴嘴。此外，燃燒嘴及引燃嘴是中央燃燒嘴，主燃燒嘴是外周燃燒嘴。并且，在關(guān)于實施例二 四的圖中，為了避免使附圖變復(fù)雜，僅表示了例如一部分指向主燃燒嘴的后述混合氣m3及m4。參照圖7及圖8，實施例二的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4所具備的燃燒器10的燃燒嘴30、 50及60是由作為引燃嘴的燃燒嘴30、主燃燒嘴50及60構(gòu)成。相對于燃燒嘴30配置在外周側(cè)(即徑向外方)的一個以上(這里為作為多個的六個)的主燃燒嘴50及60分別由三個第一主燃燒嘴50及第二主燃燒嘴60構(gòu)成。各主燃燒嘴50及60具有作為外周混合壁的混合室壁52和62，以及作為供給燃料的外周燃料噴嘴的燃料噴嘴59和69，上述混合室壁52和62形成作為在軸線方向上朝向下游敞開的外周混合室的混合室51及61。在軸線方向上比燃燒室20配置在更靠上游側(cè)的混合室壁52及62由上游壁部5 和62a，以及圓筒狀的下游壁部5 和6 構(gòu)成，在其內(nèi)部形成混合室51及61，上述上游壁部5 及6 具有以燃燒器軸線C2為中心在軸線方向上朝向燃燒室20擴(kuò)開的圓錐狀的混合氣室壁面53及63，上述下游壁部52b及62b與上述上游壁部5 及6 相連且朝向下游延伸。混合室壁52及62具有圓柱面形狀的外周面。雖然主燃燒嘴50及60基本上是與燃燒嘴30相同的結(jié)構(gòu)，但是在該混合室51及61中，為了促進(jìn)燃燒用空氣與燃料的混合，軸線方向上的長度比燃燒嘴30的混合室31更長。在上游壁部5 及6 上形成有將燃燒用空氣，或者將燃燒用空氣與燃料一起導(dǎo)入混合室51及61的多個空氣導(dǎo)入孔55 57及65 67?？諝鈱?dǎo)入孔55 57及65 67配置成在軸線方向上排列作為多列的三列。此外，第二列R2在軸線方向上比第一列Rl 靠近燃燒嘴30的出口以及主燃燒嘴50和60的出口。燃料噴嘴59及69由形成在主燃燒嘴50及60的上游部的燃料歧管部59a及69a， 以及使燃料歧管部59a及69a與空氣導(dǎo)入孔55 57及65 67連通的燃料噴孔59b及 69b構(gòu)成。從燃料供給系統(tǒng)7所具備的燃料供給裝置45及46供給到燃料歧管部59a及69a 的燃料，從燃料噴孔59b及69b噴出并供給到空氣導(dǎo)入孔55 57及65 67內(nèi)。供給到空氣導(dǎo)入孔55 57及65 67的燃料在空氣導(dǎo)入孔55 57和65 67 的內(nèi)部以及混合室51和61的內(nèi)部與燃燒用空氣混合，在主燃燒嘴50及60的下游的燃燒室20形成預(yù)混合火焰，開始預(yù)混合燃燒。這樣，主燃料噴嘴50的結(jié)構(gòu)與主燃料噴嘴60的結(jié)構(gòu)相同，另一方面從與主燃料噴嘴60的燃料供給裝置46不同的燃料供給裝置45供給燃料。因此，燃燒嘴30從燃料供給裝置20供給燃料，三個主燃燒嘴50從燃料供給裝置45供給燃料，其他三個主燃燒嘴60從燃料供給裝置46供給燃料。接著，參照圖9對具備實施例二的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4的燃?xì)廨啓C(jī)1 (參照圖1)的運轉(zhuǎn)方法進(jìn)行說明。作為燃?xì)廨啓C(jī)1運轉(zhuǎn)狀態(tài)的指標(biāo)的負(fù)荷，從負(fù)荷a (無負(fù)荷)到未滿負(fù)荷b的負(fù)荷狀態(tài)下，燃料供給到燃燒嘴30，單獨由燃燒嘴30來運轉(zhuǎn)燃?xì)廨啓C(jī)1。在從負(fù)荷b到未滿負(fù)荷c的負(fù)荷狀態(tài)下，在負(fù)荷b降低燃燒嘴30的燃料流量，另一方面燃料供給到主燃燒嘴50， 由燃燒嘴30與主燃燒嘴50來運轉(zhuǎn)燃?xì)廨啓C(jī)1。從負(fù)荷c到額定負(fù)荷d的負(fù)荷狀態(tài)下，在負(fù)荷c降低燃燒嘴30與主燃燒嘴50的燃料流量，另一方面燃料供給到主燃燒嘴60，由燃燒嘴 30以及主燃燒嘴50和60的所有燃燒嘴來運轉(zhuǎn)燃?xì)廨啓C(jī)1。在作為額定運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的負(fù)荷的額定負(fù)荷d下，在確保了燃燒穩(wěn)定性之后，通過調(diào)整燃燒嘴30的燃料流量與主燃燒嘴50及60的燃料流量的比例，可以進(jìn)行低NOxW燃燒。這樣，在實施例二中，燃燒嘴30配置在燃燒器10的燃燒器軸線C2的中央部上，在其外周側(cè)配置有六個主燃燒嘴50及60，在額定運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，通過調(diào)整進(jìn)行擴(kuò)散燃燒的燃燒嘴30與進(jìn)行預(yù)混合燃燒的主燃燒嘴50及60的燃料流量比例，可以同時實現(xiàn)低NOx運轉(zhuǎn)與燃燒穩(wěn)定性。但是，認(rèn)為如圖7及圖8所示，在燃燒嘴30的外周側(cè)配置有主燃燒嘴50及60， 并且在其外周上配置有火花塞13及火焰?zhèn)鞑ス?5的燃燒器中，燃燒器點火時，由于從主燃燒嘴50及60噴出的燃燒用空氣，燃燒嘴30的點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦詴档汀４送?，在本實施例二的燃燒?0中，如圖9所示，從作為引燃嘴的燃燒器30單獨運轉(zhuǎn)的狀態(tài)開始，在負(fù)荷b下燃料供給到主燃燒嘴50并在主燃燒嘴50開始預(yù)混合燃燒，進(jìn)一步在負(fù)荷c下燃料供給到主燃燒嘴60，所有燃燒嘴開始運轉(zhuǎn)。因此，在主燃燒嘴50及60 開始或停止預(yù)混合燃燒時，根據(jù)負(fù)荷狀態(tài)存在燃燒變得不穩(wěn)定的情況，因此，穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)燃
11氣輪機(jī)1的范圍優(yōu)選燃料供給到所有燃燒嘴30、50及60的負(fù)荷c以上的高負(fù)荷的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。另一方面，通過將作為開始向所有燃燒嘴30、50及60供給燃料的運轉(zhuǎn)狀態(tài)的負(fù)荷c設(shè)定地低，從而由于擴(kuò)大了能夠應(yīng)用的燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷范圍，增加了運轉(zhuǎn)自由度。于是，在實施例二中，通過屬于第二列R2的空氣導(dǎo)入孔36形成為來自該空氣導(dǎo)入孔36的混合氣m3及m4分別指向主燃燒嘴50及60的出口噴出，使高溫的燃燒氣體供給到主燃燒嘴50及60的出口。因此，即使在從主燃燒嘴50及60供給而來的混合氣的燃料濃度低的條件下，即燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷低的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，在主燃燒嘴50及60中也能夠開始預(yù)混合燃燒，所以可以將所有燃燒嘴30、50及60中的燃燒的開始負(fù)荷即負(fù)荷c設(shè)定為低負(fù)荷， 可以擴(kuò)大燃?xì)廨啓C(jī)1的應(yīng)用負(fù)荷帶。此外，如圖8所示，與實施例一相同，在燃燒器11中，由于來自特定空氣導(dǎo)入孔3 的混合氣ml指向火花塞13的點火部13a噴出，來自特定空氣導(dǎo)入孔35b的混合氣m2指向火焰?zhèn)鞑ス?5a噴出，從而在火花塞13及火焰?zhèn)鞑ス?5的設(shè)置位置上能夠供給燃料濃度高的混合氣ml及m2，所以提高了燃?xì)廨啓C(jī)1啟動時的點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦浴２⑶?，由于火花?3及火焰?zhèn)鞑ス?5在周向上配置在主燃燒嘴50與60的大致中間處，所以混合氣ml及m2很難受到從主燃燒嘴50及60噴出的燃燒用空氣或者混合氣的影響，在這一點上也提高了點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦浴４送?，形成有六個燃燒嘴30的空氣導(dǎo)入孔35，形成有十二個空氣導(dǎo)入孔36，在燃燒嘴30的外周側(cè)配置有六個主燃燒嘴50及60，如上所示，形成于燃燒嘴30上的空氣導(dǎo)入孔36的數(shù)量為主燃燒嘴50及60的數(shù)量的整數(shù)倍，同時通過第一列Rl的空氣導(dǎo)入孔35在周向上位置的設(shè)定，能夠?qū)⒃谌紵?0產(chǎn)生的混合氣有效地利用于提高燃?xì)廨啓C(jī)1的啟動時的點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦裕⑶彝ㄟ^第二列R2的空氣導(dǎo)入孔36的周向上的配置的設(shè)定，由于能夠?qū)⑷紵?0的燃燒氣體的熱能量高效地傳遞到進(jìn)行預(yù)混合燃燒的主燃燒嘴 50及60，所以可以從燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷低的時候開始所有燃燒嘴的運轉(zhuǎn)，在這一點上，也可以擴(kuò)大使燃?xì)廨啓C(jī)1穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)的負(fù)荷范圍。此外，因為噴出指向點火部13a及出入口 15a的混合氣ml及m2的特定空氣導(dǎo)入孔3 及35b，以及噴出指向主燃燒嘴50及60的混合氣m3及m4的空氣導(dǎo)入孔36分成第一、第二列Rl、R2來設(shè)置，所以混合室壁32的空氣導(dǎo)入孔35及36的配置及形狀的自由度變大，在提高點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘挠^點上良好的空氣導(dǎo)入孔35及36的設(shè)計變得容
易ο此外，由于空氣導(dǎo)入孔36的數(shù)量是主燃燒嘴50及60的數(shù)量的整數(shù)倍，所以能夠?qū)姵鲋赶蛑魅紵?0及60而流動的混合氣的空氣導(dǎo)入孔36均勻地分配到各主燃燒嘴 50及60，并且由此多個空氣導(dǎo)入孔36的配置及形狀的均勻化變得容易，可以使燃燒嘴30 的結(jié)構(gòu)變簡單，同時提高燃燒的穩(wěn)定性。并且，因為在比第一例Rl位于更下游的第二列R2 上，存在比第一列Rl多的空氣導(dǎo)入孔，所以能夠使向下游流動的混合氣更加可靠地指向主燃燒嘴50及60。實施例三參照圖10 圖12對本發(fā)明的實施例三進(jìn)行說明。參照圖10及圖11，實施例三的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4所具備的燃燒器10的燃燒嘴70 及80由相當(dāng)于實施例二的燃燒嘴30的引燃嘴70，以及主燃燒嘴80構(gòu)成。
引燃嘴70具有形成在軸線方向上朝向下游敞開的圓錐狀混合室71的混合室壁 72,以及作為供給燃料的中央噴嘴的燃料噴嘴79?；旌鲜冶?2的混合室壁面73形成為圓錐面狀，并形成圓錐狀的混合室71。此外，在混合室壁72上，將燃燒用空氣，或者將燃燒用空氣與燃料一起導(dǎo)入混合室71的多個空氣導(dǎo)入孔75及76以在軸線方向上排列為第一、第二列Rl及R2的方式配置， 其上游側(cè)配置有向各空氣導(dǎo)入孔75及76內(nèi)噴出并供給燃料的燃料噴嘴79。第一列Rl由數(shù)量為一個以上(這里是作為多個的六個)的在周向上隔開間隔地形成的空氣導(dǎo)入孔75構(gòu)成，第二列R2由數(shù)量為一個以上(這里是作為多個的十二個)在周向上隔開間隔地形成的空氣導(dǎo)入孔76構(gòu)成。此外，空氣導(dǎo)入孔75及76具有直線部75c和76c，以及在直線部75c及76c下游側(cè)相連的偏向部75d和76d。作為空氣導(dǎo)入孔75及76的出口部的偏向部75d及76d向軸線方向及周向偏向而形成，以使在混合室71內(nèi)由從空氣導(dǎo)入孔75及76噴出的燃燒用空氣或者混合氣來生成回旋流。包含了空氣導(dǎo)入孔75及76的入口部的直線部75c及76c從偏向部75d及76d朝向上游與軸線方向大致平行地延伸，軸線方向上的長度形成為比偏向部 75d及76d的軸線方向方向長度的兩倍還長。此外，來自燃料供給裝置41的燃料供給到具有燃料歧管部79a的燃料噴嘴79，以來自燃料噴嘴79的燃料供給到各空氣導(dǎo)入孔75內(nèi)的方式噴出。相對于引燃嘴70配置在外周側(cè)的主燃燒嘴80具有形成在軸線方向上朝向下游敞開的混合室81的圓筒狀混合室壁82，以及供給燃料的燃料噴嘴89。作為外周混合室壁的混合室壁82由外周室壁8 及內(nèi)周室壁82b構(gòu)成。軸線方向長度比混合室71的軸線方向長的混合室81在軸線方向上延伸并具有環(huán)狀，在混合室81的上游側(cè)設(shè)置有燃料噴嘴89，在混合室81的出口處設(shè)置有圓環(huán)狀的阻流體 84。來自燃料供給系統(tǒng)7所具備的燃料供給裝置47的燃料供給到具有燃料歧管部88 的燃料噴嘴89。從燃料噴嘴89噴出的燃料在混合室81內(nèi)與燃燒用空氣混合并生成混合氣。該混合氣朝向燃燒室20流向下游，通過在阻流體84下游形成的循環(huán)流的作用，穩(wěn)定地進(jìn)行預(yù)混合燃燒。此外，徑向上在引燃嘴70與主燃燒嘴30之間，設(shè)置有引燃嘴圓錐體78。
參照圖11，主燃燒嘴80的混合室81通過設(shè)置在該混合室71內(nèi)的四個作為隔壁部件的隔壁87，被分割成作為四個分割混合室的混合室81a81d。還有，與四個混合室81a Sld對應(yīng)，燃料供給裝置47也分割為數(shù)量與混合室81a 81d相同的四個作為分割燃料供給裝置的燃料供給裝置47a 47d而單獨構(gòu)成，同樣，燃料噴嘴89分割為四個作為分割燃料噴嘴的燃料噴嘴89a 89d，以使來自各燃料供給裝置47a 47d的燃料單獨進(jìn)行供給。因此，主燃燒嘴80由作為四個分割主燃燒嘴的主燃燒嘴80a 80d構(gòu)成，主燃燒嘴80a 80d具備由形成各混合室81a 81d的混合室壁82的各部分及隔壁87構(gòu)成的混合室壁，以及燃料噴嘴89a 89d。并且，可以對供給到四個燃料噴嘴89a 89d的燃料單獨進(jìn)行控制。這樣，在實施例3中的燃燒器10具備主燃燒嘴80以及引燃嘴70，其中，主燃燒嘴通過混合室81在軸線方向上比引燃嘴70的混合室71更長，構(gòu)成促進(jìn)了燃料與燃燒用空氣的混合的超低NOx型燃燒嘴，引燃嘴70通過空氣導(dǎo)入孔75及76的軸線方向長度具有直線部75c及76c，從而比僅大致相當(dāng)于偏向部75d及76d實施例一及二的空氣導(dǎo)入孔35及36更長。在引燃嘴70中，混合室壁面73為圓錐面狀，上游端壁面74為平板狀，從而在空氣導(dǎo)入孔75及76上能夠?qū)⒅本€部75c及76c形成為與軸線方向平行地延伸的形狀，所以在空氣導(dǎo)入孔75及76內(nèi)充分促進(jìn)燃燒用空氣與燃料的混合，可以減少來自在引燃嘴70形成的火焰的NOx排出量。此外，在本實施例3中，引燃嘴70的內(nèi)周側(cè)(或者上游側(cè))的空氣導(dǎo)入孔75以在周向上的數(shù)量為六個的方式形成，外周側(cè)(或者下游側(cè))的空氣導(dǎo)入孔76以在周向上的數(shù)量為十二個的方式形成。由此，在相對于空氣導(dǎo)入孔75成為徑向外方的空氣導(dǎo)入孔76中， 其長度比空氣導(dǎo)入孔75的長度還長，所以在數(shù)量多的空氣導(dǎo)入孔76中，燃燒用空氣與燃料的混合距離變長，促進(jìn)了混合，有利于低NOx化。并且，空氣導(dǎo)入孔75及76的偏向部75d及76d向軸線方向及周向偏向，所以與此相關(guān)的效果與實施例一及二相同。具體而言，根據(jù)實施例三，從燃料噴嘴79噴出的燃料在各空氣導(dǎo)入孔75及76內(nèi)與燃燒用空氣混合，噴出到混合室71內(nèi)。并且，由于空氣導(dǎo)入孔75及76向軸線方向及周向偏向，在混合室71內(nèi)生成回旋流。此外，通過調(diào)整空氣導(dǎo)入孔75及76的偏向角，可以控制從空氣導(dǎo)入孔75及76噴出的混合氣的噴出方向。并且，如圖11所示，由于混合氣ml及m2從空氣導(dǎo)入孔75的特定空氣導(dǎo)入孔75a 及7 指向火花塞13的點火部13a及火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 1 而噴出，在點火部13a、 出入口 1 及其附近形成了燃料濃度高的混合氣，在燃?xì)廨啓C(jī)1(參照圖1)的啟動時，提高了點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦?。此外，通過從空氣導(dǎo)入孔76噴出的混合氣m3向主燃燒嘴80的各主燃燒嘴80a 80d的阻流體84(參照圖10)的下游部噴出，從而在主燃燒嘴80開始預(yù)混合燃燒時，高溫的燃燒氣體供給到阻流體84的下游部，所以可以在燃料濃度低的條件下開始預(yù)混合燃燒，提高了在主燃燒嘴80中開始預(yù)混合燃燒時的燃燒特性(以下稱為“切換特性”)。接著，參照圖10及圖11，主要是參照圖12對本實施例三的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4的運轉(zhuǎn)方法進(jìn)行以下說明。燃?xì)廨啓C(jī)1 (參照圖1)啟動后，燃?xì)廨啓C(jī)1達(dá)到無負(fù)荷額定旋轉(zhuǎn)速度狀態(tài)的圖12 所示的負(fù)荷e，這是燃料僅供給到引燃嘴70的狀態(tài)，燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷上升。若燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷達(dá)到負(fù)荷f，則使流向引燃嘴70的燃料流量下降，燃料供給到主燃燒嘴80a，在阻流體84中，與混合室81a對應(yīng)的部分的下游側(cè)形成預(yù)混合火焰。此時， 引燃嘴70與主燃燒嘴80a的燃料流量大致相等，從混合室71噴出的混合氣在阻流體84的下游側(cè)能夠得到來自引燃嘴70的高溫燃燒氣體的高的熱能量，所以形成于混合室81a的下游的預(yù)混合火焰的切換特性良好。若燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷上升并達(dá)到負(fù)荷g，則燃料也供給到主燃燒嘴80b，在負(fù)荷h 下燃料也供給到主燃燒嘴80b，雖然分別開始預(yù)混合燃燒，但是相對于進(jìn)行預(yù)混合燃燒的燃燒流量的引燃嘴70的燃料流量的比例下降，所以存在切換裕度下降(或者變小)的傾向。這里，切換裕度是切換時用于確保燃燒穩(wěn)定性的燃空比的允許范圍的寬度的指標(biāo)，切換裕度越高(或者大)，越能夠在大燃空比范圍內(nèi)進(jìn)行確保了所需的燃燒穩(wěn)定性的切換，提高了切換特性。負(fù)荷i是引燃嘴70及主燃燒嘴80的整體(因此，主燃燒嘴80a 80d)開始燃燒的負(fù)荷，是為了使引燃嘴70的燃料流量相對于主燃燒嘴80的燃料流量的比例下降，從引燃嘴70供給而來的熱能量變小，切換特性的上述切換裕度下降的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。但是，在本實施例三中，因為混合氣m5從第一列Rl的空氣導(dǎo)入孔75噴出到各混合室81a 81d的下游側(cè)，并且混合氣m3從第二列R2的空氣導(dǎo)入孔76噴出到各混合室 81a 81d的下游側(cè)，所以可以在與各混合室81a 81d對應(yīng)的位置上，將高溫的燃燒氣體集中在阻流體84的下游，可以提高在負(fù)荷i的切換特性。此外，在主燃燒嘴80的混合室81分割為數(shù)量為四的混合室81a 81d的本實施例三中，引燃嘴70的空氣導(dǎo)入孔76的數(shù)量為12個，空氣導(dǎo)入孔76的數(shù)量是混合室81a Sld的數(shù)量的整數(shù)倍，從而可以將引燃嘴70產(chǎn)生的燃燒氣體的熱能量均勻地供給到各混合室81a 81d的下游。并且，通過使屬于引燃嘴70的內(nèi)周側(cè)的第一列Rl的空氣導(dǎo)入孔75的數(shù)量為六， 從而在火花塞13的點火部13a、火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 15a以及其附近形成燃料濃度高的混合氣，同時在切換裕度最大程度地下降的負(fù)荷i中，從空氣導(dǎo)入孔75及76噴出的混合氣m5及m3噴出到混合室81d的出口及其附近，與混合室81b及81c相比從內(nèi)周側(cè)的空氣導(dǎo)入孔75供給而來的混合氣的量增倍，所以能夠有效地利用燃燒氣體的熱能量，可以提高切換特性。此外，如圖12所示，在負(fù)荷i下，雖然通過增加引燃嘴70的燃料流量，以提高切換特性的方式來進(jìn)行控制，但是若來自引燃嘴70的熱能量過大，則預(yù)混合火焰部的溫度上升，熱NOx的排出量將增加。于是，在負(fù)荷i下切換到全燃燒嘴燃燒后，通過降低引燃嘴70 的燃燒流量，并增加主燃燒嘴80的燃燒流量，來降低NOx排出量。這樣，根據(jù)實施例三，能夠延長空氣導(dǎo)入孔75的軸線方向長度，通過將在空氣導(dǎo)入孔75及76的出口處可調(diào)整從空氣導(dǎo)入孔75噴出的燃燒用空氣及混合氣的噴出方向的引燃嘴70與，將混合室81在軸線方向上延長了的主燃燒嘴80組合，能夠提供點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦詢?yōu)良，且能夠降低燃?xì)廨啓C(jī)1的切換負(fù)荷，同時在額定負(fù)荷下可進(jìn)行超低NOx 燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4。實施例四參照圖13及圖14對本發(fā)明的實施例四進(jìn)行以下說明。實施例四的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4所具備的燃燒器10的燃燒嘴90及100由相當(dāng)于實施例二的燃燒嘴30的引燃嘴90，以及主燃燒嘴100構(gòu)成。引燃嘴90具有形成在軸線方向朝向燃燒室20敞開的混合室壁92，以及供給燃料的燃料噴嘴98及99。混合室壁92的混合室壁面93形成為圓錐面狀，并形成圓錐狀的混合室91。在混合室壁92上，噴出燃燒用空氣與燃料的混合氣的多個空氣導(dǎo)入孔95及96在軸線方向上以排列成第一、第二列Rl、R2兩列的方式配置，在軸線方向上其上游側(cè)相對的位置上，配置有將燃料噴出并供給到各空氣導(dǎo)入孔95及96內(nèi)的燃料噴嘴98。各空氣導(dǎo)入孔 95及96向軸線方向及周向偏向形成，以使在混合室91內(nèi)由從空氣導(dǎo)入孔95及96噴出的燃燒用空氣或者混合氣生成回旋流。燃料噴嘴98及99由作為第一燃料噴嘴的氣體燃料噴嘴98，以及作為第二燃料噴嘴的液體燃料噴嘴99構(gòu)成，氣體燃料噴嘴98供給作為第一燃料的氣體燃料，液體燃料噴嘴 99供給作為第二燃料的液體燃料。來自燃料供給系統(tǒng)7所具備的燃料供給裝置41的燃料從具有燃料歧管部98a的燃料噴嘴98噴出供給到空氣導(dǎo)入孔95及96內(nèi)。此外，作為來自燃料供給系統(tǒng)7所具備的燃料供給裝置47的液體燃料的燃料從設(shè)置在燃燒器軸線C2上的燃燒室20的上游側(cè)的液體燃料噴嘴99噴出到混合室91。這樣，因為各燃料噴嘴98及99的燃料是單獨供給的，所以在引燃嘴90中，可以進(jìn)行氣體燃料的單獨燃燒、液體燃料的單獨燃燒、以及氣體燃料與液體燃料的混合燃燒。主燃燒嘴100在與引燃嘴90相對的外周側(cè)，在周向上隔開間隔地配置有六個。各主燃燒嘴100以配置在同心圓上的多個空氣導(dǎo)入孔105 107在以主燃燒嘴100的燃燒嘴中心線為中心的徑向上排列成三列的方式配置。并且，主燃燒嘴100的上游側(cè)，相對于空氣導(dǎo)入孔105、106及107與大致同軸方向平行地配置有噴出并供給燃料的燃料噴嘴109。作為來自燃料供給系統(tǒng)7(參照圖1)所具備的燃料供給裝置48的氣體燃料的燃料供給到具有燃料歧管部109a的燃料噴嘴109，來自燃料噴嘴109的燃料噴出并供給到各空氣導(dǎo)入孔105 107內(nèi)。燃燒用空氣與從燃料噴嘴109噴出的燃料一起，通過各空氣導(dǎo)入孔105 107噴出到燃燒室20。由于燃燒用空氣與燃料的混合氣從空氣導(dǎo)入孔105 107的狹窄空間噴出到燃燒室20的寬闊空間時，混合氣的流動發(fā)生大的紊亂，促進(jìn)了燃燒用空氣與燃料在燃燒室20中的混合。在本實施例四中，在主燃燒嘴100上形成了多個空氣導(dǎo)入孔105、106及107，由于以分別對應(yīng)該多個空氣導(dǎo)入孔105 107的方式來配置燃料噴嘴109，所以燃料預(yù)先對應(yīng)于多個空氣導(dǎo)入孔105 107的數(shù)量分散，增加了燃燒用空氣與燃料的邊界面積。由此，即使混合的軸線方向的距離短，也能夠促進(jìn)燃燒用空氣與燃料的混合，進(jìn)行超低NOx燃燒。一般，混合室91的軸線方向長度較長的情況下，存在火焰逆流到混合室91內(nèi)部的危險，但是實施例四的主燃燒嘴100使燃料與燃燒用空氣在燃燒室20中混合，所以能夠避免火焰逆流到主燃燒嘴100的危險性。在本實施例四中，如上所述，由于促進(jìn)了燃料與燃燒用空氣的混合，噴出到主燃燒嘴100的下游的混合氣的燃料濃度均勻，有利于低NOx燃燒。但是，從由引燃嘴90形成的火焰接受熱能量并開始預(yù)混合燃燒時，從主燃燒嘴 100噴出的混合氣中不存在燃料濃度均勻的濃度高的部分，所以認(rèn)為混合氣變得難于點火且點火特性下降。由此，如果燃?xì)廨啓C(jī)1(參照圖1)的負(fù)荷不變高，則所有燃燒嘴90及100 中的燃燒將無法進(jìn)行，其結(jié)果，存在運轉(zhuǎn)燃?xì)廨啓C(jī)1的負(fù)荷范圍變窄的可能性。于是，如圖14所示，在本實施例四中與實施例二相同，構(gòu)成第一列Rl的一個以上 (這里是作為多個的六個)的空氣導(dǎo)入孔95在周向上隔開間隔地形成，構(gòu)成第二列R2的一個以上(這里是作為多個的十二個)的空氣導(dǎo)入孔96在周向上隔開間隔地形成。因此，空氣導(dǎo)入孔96的數(shù)量是主燃燒嘴100的數(shù)量的整數(shù)倍。并且，來自空氣導(dǎo)入孔95的特定空氣導(dǎo)入孔9 及95b的混合氣ml及m2分別指向火花塞13的點火部13a及火焰?zhèn)鞑ス?5的出入口 1 而噴出，來自空氣導(dǎo)入孔96的混合氣m3指向各主燃燒嘴100的出口而噴出。由此，由引燃嘴90形成的火焰(即燃燒氣體)的熱能量被高效率地利用于點火、火焰?zhèn)鞑ヒ约邦A(yù)混合火焰的點火，所以提高了點火特性、 火焰?zhèn)鞑ヌ匦砸约扒袚Q特性。其結(jié)果，可以提供點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦詢?yōu)良，且能夠降低燃?xì)廨啓C(jī)1的切換負(fù)荷，同時在額定負(fù)荷條件下可進(jìn)行超低NOx燃燒的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4。此外，由于本實施例四所使用的主燃燒嘴100不存在火焰逆流的情況，可以作為含有燃料速度快的氫的燃料所使用的低NOx燃燒器來應(yīng)用。將含有氫的燃料作為燃?xì)廨啓C(jī)的燃料來利用時，由于氫的可燃范圍廣闊，一般以避免因點火時的點火失敗而引起爆炸為目的，進(jìn)行液體燃料(例如輕油)的點火及火焰?zhèn)鞑ブ螅龠M(jìn)行含有氫的燃料的燃燒。與此相對，本實施例四中，引燃嘴90具備氣體燃料用的燃料噴嘴98及液體燃料用燃料噴嘴99中的兩者，能夠進(jìn)行氣體燃料的單獨燃燒、氣體燃料與液體燃料的混合燃燒、 以及液體燃料的單獨燃燒，并且液體燃料時的點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦詢?yōu)良。因此，實施例四的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器4對于將含有氫的燃料作為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器有效。下面，關(guān)于對上述實施例的一部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行變更而得到的實施例，對進(jìn)行變更了的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。雖然實施例一的燃燒嘴11及實施例二 四的引燃嘴的混合室做成了朝向燃燒器的下游擴(kuò)開的圓錐狀，但是也可以是引燃嘴的下游側(cè)形狀為平板狀或者中心部向下游側(cè)突出的凸型，形成為來自空氣導(dǎo)入孔的燃燒用空氣、燃料與燃燒用空氣的混合氣指向火花塞的點火部、火焰?zhèn)鞑ス艿某鋈肟诨蛘哌M(jìn)行預(yù)混合燃燒的主燃燒嘴的出口而噴出，以有效地利用引燃嘴火焰的熱能量的方式調(diào)整引燃嘴的空氣導(dǎo)入孔的噴出方向即可?？諝鈱?dǎo)入通道也可以由管部件來形成。特定空氣導(dǎo)入孔以外的空氣導(dǎo)入孔中，也可以存在燃料不供給到該空氣導(dǎo)入孔內(nèi)的空氣導(dǎo)入孔，在此時，該空氣導(dǎo)入孔僅向混合室內(nèi)噴出燃燒用空氣。從特定空氣導(dǎo)入孔噴出的包含燃燒用空氣以及燃料的混合氣，在到達(dá)點火部13a 或者出入口 1 以及其附近之前，也可以通過偏向裝置(例如偏向板、偏向用空氣流)以指向點火部13a或者出入口 15a以及其附近的方式進(jìn)行偏向。也可以是第一列Rl為下游側(cè)，第二列R2為上游側(cè)。多個空氣導(dǎo)入通道也可以在徑向上形成多列，在此時，起到與列在軸線方向上形成時相同的作用效果。此外，多個空氣導(dǎo)入通道在軸線方向或者徑向上形成三列以上的多列時，對于該多列的任意兩列應(yīng)用技術(shù)方案二中的第一、第二列。本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)，還可以應(yīng)用于構(gòu)成同時供給熱與電的熱電聯(lián)供系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)，或者泵、壓縮機(jī)等的機(jī)械驅(qū)動用燃?xì)廨啓C(jī)，以及其他各種燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。
1權(quán)利要求
1.一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，具備將燃料與從壓縮機(jī)導(dǎo)入的燃燒用空氣的混合氣燃燒而生成的燃燒氣體供給到燃?xì)廨啓C(jī)的多個燃燒器；對上述混合氣點火的火花塞；以及在上述燃燒器彼此之間傳播由上述混合氣的燃燒產(chǎn)生的火焰的火焰?zhèn)鞑ス?，上述燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的特征在于，上述燃燒器具備燃燒嘴，該燃燒嘴具有形成在上述燃燒器的軸線方向上朝向下游敞開的混合室的混合室壁、以及供給燃料的燃料噴嘴，在上述混合室壁上，設(shè)有將燃燒用空氣與來自上述燃料噴嘴的燃料一起導(dǎo)入上述混合室的多個空氣導(dǎo)入通道，從上述空氣導(dǎo)入通道噴出到上述混合室的燃燒用空氣及燃料指向上述火花塞及上述火焰?zhèn)鞑ス苤械闹辽僖环蕉鲃印?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于，在上述混合室壁上，多個上述空氣導(dǎo)入通道在上述軸線方向或者徑向上并列配置成第一列及第二列，噴出指向上述火花塞而流動的燃燒用空氣的上述空氣導(dǎo)入通道屬于上述第一列， 噴出指向上述火焰?zhèn)鞑ス芏鲃拥娜紵每諝獾纳鲜隹諝鈱?dǎo)入通道屬于上述第二列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于，上述燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器具備作為上述燃燒嘴的中央燃燒嘴、相對于上述中央燃燒嘴配置在外周側(cè)的多個外周燃燒嘴，上述中央燃燒嘴具有作為上述混合室壁的中央混合室壁、以及作為上述燃料噴嘴的中央燃料噴嘴，其中，上述中央混合室壁形成作為上述混合室的中央混合室，上述外周燃燒嘴具有形成在上述軸線方向上朝向下游敞開的外周混合室的外周混合室壁、以及向上述外周混合室供給燃料的外周燃料噴嘴，上述中央混合室壁上，多個上述燃燒用空氣導(dǎo)入通道在上述軸線方向上并列設(shè)置成第一列及第二列，噴出指向上述火花塞及上述火焰?zhèn)鞑ス苤械闹辽僖环蕉鲃拥娜紵每諝獾纳鲜隹諝鈱?dǎo)入通道屬于上述第一列，從屬于上述第二列的上述空氣導(dǎo)入通道噴出的燃燒用空氣指向上述外周混合室的出口而流動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于，構(gòu)成上述中央燃燒嘴的上述第二列的上述空氣導(dǎo)入通道的數(shù)量為上述外周燃燒嘴的數(shù)量的整數(shù)倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器，其特征在于，上述第一列及上述第二列中，在上述軸線方向上構(gòu)成上游側(cè)的列的上述空氣導(dǎo)入通道為6個，構(gòu)成下游側(cè)的列的上述空氣導(dǎo)入通道為12個， 上述外周燃燒嘴為4個或6個。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。在燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，通過促進(jìn)設(shè)置于燃燒嘴的混合室壁上的空氣導(dǎo)入通道及混合室中的燃料與空氣的混合，來實現(xiàn)預(yù)混合燃燒產(chǎn)生的NOX的減少，同時實現(xiàn)點火特性及火焰?zhèn)鞑ヌ匦缘奶岣?。燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器具備多個燃燒器(10)、火花塞(13)、以及在燃燒器彼此之間傳播火焰的火焰?zhèn)鞑ス?15)。各燃燒器具備形成混合室(31)的混合室壁(32)，以及具有燃料噴嘴的燃燒嘴(30)。在混合室壁(32)上設(shè)有將燃燒用空氣與來自燃料噴嘴的燃料一起導(dǎo)入混合室的多個空氣導(dǎo)入孔(35、36)。從空氣導(dǎo)入孔(35)噴出到混合室的燃燒用空氣及燃料成為混合氣(m1、m2)并指向火花塞及火焰?zhèn)鞑ス堋?br> 文檔編號F23D14/02GK102384474SQ20111024406
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者關(guān)口達(dá)也, 吉田正平, 平田義隆, 林明典 申請人:株式會社日立制作所