燃燒器噴嘴組裝體、具備該燃燒器噴嘴組裝體的燃燒器及燃氣渦輪的制作方法
【專利摘要】該燃燒器噴嘴組裝體(20)具備：噴嘴安裝基體(70)，其將形成在渦輪機室上的燃燒器插入開口閉塞；噴嘴棒(40)，其貫通噴嘴安裝基體，該噴嘴棒的棒前端部(41t)向渦輪機室的內側突出，并且該噴嘴棒的棒基端部(41b)向渦輪機室的外側突出；油燃料管(60)，其整體插入到噴嘴棒內，該油燃料管的管前端部(61t)固定在噴嘴棒的棒前端部，該油燃料管的管基端部(61b)插入到噴嘴棒的棒基端部內，該油燃料管經由棒基端部向該油燃料管的內容供給燃料(Fmo)，并從管前端部經由噴嘴棒的棒前端部噴射燃料；O形密封圈(36b、36c)，其配置在噴嘴棒的棒基端部之中，在噴嘴棒的內周側與油燃料管的外周側之間抑制燃料向管前端部側的泄漏。
【專利說明】燃燒器噴嘴組裝體、具備該燃燒器噴嘴組裝體的燃燒器及燃氣渦輪

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及噴射燃料的燃燒器噴嘴組裝體、具備該燃燒器噴嘴組裝體的燃燒器及燃氣渦輪。本申請基于2012年7月30日在日本提出申請的特愿2012-168535號而主張優(yōu)先權，并將其內容援引于此。

【背景技術】
[0002]燃氣渦輪的燃燒器具備:噴嘴組裝體，其具有向來自燃氣渦輪的壓縮機的壓縮空氣中噴射燃料的噴嘴；尾筒，其將從噴嘴噴射出的燃料與該壓縮空氣混合并燃燒而生成的高溫氣體向渦輪引導。本發(fā)明并不局限于此，噴嘴包括噴射燃料油和燃料氣體這雙方的被稱作所謂的雙噴嘴的噴嘴。
[0003]雙噴嘴例如以下的專利文獻I的圖5所示那樣，形成為雙重管結構，具有筒狀的噴嘴棒和配置在該噴嘴棒內的管狀的油燃料管。在該噴嘴棒上，在比油燃料管所插入的管插入空間靠外周側的部分形成有氣體燃料通過的氣體燃料流路。另外，該噴嘴棒固定在將形成于燃氣渦輪機室的燃燒器插入口閉塞的噴嘴安裝基體上。油燃料管的管前端部固定在噴嘴棒的棒前端部。該油燃料管的管基端部從噴嘴棒的棒基端部及噴嘴安裝基體突出，向固定于噴嘴安裝基體的油歧管內插入。油燃料被供給到該油歧管內，并從此處向油燃料管內流入。
[0004]在從該雙噴嘴噴射油燃料并使該油燃料燃燒時(燒油運轉)，油燃料管被在其中流動的油燃料冷卻。另一方面，噴嘴棒由于暴露在來自燃氣渦輪的壓縮機的壓縮空氣的流動中，因此被該壓縮空氣加熱。因此，油燃料管和噴嘴棒的溫度雖然在燃氣渦輪停止時均勻，但在使燃氣渦輪進行燒油運轉時，噴嘴棒的溫度相對于油燃料管的溫度而相對地升高。由于該溫度差而產生油燃料管與噴嘴棒之間的熱伸長差。
[0005]另外，在從雙噴嘴噴射氣體燃料而使該氣體燃料燃燒時(燒氣運轉)，油燃料管沒有被油燃料冷卻。因此，油燃料管成為與噴嘴棒的溫度相接近的溫度，與使油燃料燃燒時相比成為高溫。然而，油燃料管的溫度并沒有像直接暴露于壓縮空氣的流動中的噴嘴棒的溫度那樣上升。由此，即使在燃氣渦輪的燒氣運轉時，也會產生油燃料管與噴嘴棒之間的溫度差，由此產生油燃料管與噴嘴棒之間的熱伸長差。
[0006]這樣，由于會產生油燃料管與噴嘴棒之間的熱伸長差，因此雖然是將油燃料管的管前端部固定在噴嘴棒的棒前端部，但是油燃料管的管基端部相對于油歧管能夠相對移動地插入到該油歧管內。在油燃料管的管基端部的外周與油歧管的內表面之間允許油燃料配管的伸長差，并且為了抑制來自它們之間的油燃料的泄漏而配置有O形密封圈。
[0007]然而，在以上所說明的雙噴嘴中，燃氣渦輪機室內的熱量容易經由噴嘴安裝基體及油歧管向O形密封圈或油燃料棒的棒基端部傳遞。因此，O形密封圈有時會因該熱量而在短期內發(fā)生損傷。
[0008]因此，在專利文獻I中，如專利文獻I的圖2及圖3所示，提出了使油歧管從噴嘴安裝基體離開，并且增大油燃料管從噴嘴安裝基體的突出量而將該油燃料管的管基端部插入到油歧管內的方案。并且，在專利文獻I中，為了防止O形密封圈的損傷所引起的油燃料泄漏，還提出了在油歧管內以O形密封圈為基準而在油燃料管的管前端部側設置漏油回收室的方案。
[0009]【在先技術文獻】
[0010]【專利文獻】
[0011]【專利文獻I】日本特開2008-190402號公報


【發(fā)明內容】

[0012]【發(fā)明要解決的課題】
[0013]在上述專利文獻I所記載的技術中，確實是由于向O形密封圈的傳熱量減少而能防止短期內的O形密封圈的損傷。此外，即使假設O形密封圈發(fā)生損傷，由于設有漏油回收室，因此也能防止向外部的油燃料泄漏。然而，在上述專利文獻I所記載的技術中，由于設置漏油回收室，而導致油歧管的結構復雜，此外還另行需要對該油歧管進行支承的支承用具，存在制造成本增加的課題。
[0014]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制制造成本并防止向外部的燃料泄漏的燃燒器噴嘴組裝體、具備該燃燒器噴嘴組裝體的燃燒器及燃氣渦輪。
[0015]【用于解決課題的方案】
[0016]本發(fā)明的第一方案涉及的燃燒器噴嘴組裝體具備:噴嘴安裝基體，其將形成在渦輪機室上的燃燒器插入開口閉塞；噴嘴棒，其形成為筒狀，貫通所述噴嘴安裝基體，該噴嘴棒的棒前端部向所述渦輪機室的內側突出，并且該噴嘴棒的棒基端部向所述渦輪機室的外側突出；燃料管，其形成為管狀，整體插入到所述噴嘴棒內，該燃料管的管前端部固定在所述噴嘴棒的所述棒前端部，該燃料管的管基端部插入到所述噴嘴棒的所述棒基端部內，該燃料管經由所述棒基端部向所述燃料管的內部供給燃料，并從所述管前端部經由所述噴嘴棒的所述棒前端部噴射所述燃料；密封構件，其配置在所述噴嘴棒的所述棒基端部之中，在所述噴嘴棒的內周側與所述燃料管的外周側之間抑制所述燃料向所述管前端部側的泄漏。
[0017]在所述燃燒器噴嘴組裝體中，在向渦輪機室的外側突出的噴嘴棒的棒基端部內配置有密封構件，因此能夠抑制因來自噴嘴安裝基體等的熱量而對密封構件進行加熱的情況。由此，在所述燃燒器噴嘴組裝體中，能夠抑制因熱量引起的密封構件的損傷。
[0018]而且，在所述燃燒器噴嘴組裝體中，由于燃料管整體插入到噴嘴棒內，因此即使在噴嘴棒的內周側與燃料管的外周側之間抑制燃料向管前端部側的泄漏的密封構件發(fā)生損傷，由于該燃料向噴嘴棒的內周面與燃料棒的外周面之間流入，因此也能夠防止燃料的泄漏。由此，在所述燃燒器噴嘴組裝體中，由于不需要形成漏油回收室的復雜形狀的油歧管及其支承用具，因此能夠抑制制造成本。
[0019]在所述燃燒器噴嘴組裝體中，所述噴嘴棒具有:安裝部，其位于所述噴嘴安裝基體之中；截面積減少部，其位于所述安裝部與所述棒基端部之間，且與所述噴嘴棒延伸的方向垂直的截面處的截面積比所述安裝部的最大截面積小。
[0020]所述燃燒器噴嘴組裝體中的噴嘴棒的棒基端部在與位于噴嘴安裝基體中的安裝部之間夾設有截面積減少部，因此噴嘴棒的棒基端部存在于比較遠離噴嘴安裝基體的位置上。因此，能夠減少噴嘴棒的棒基端部從噴嘴安裝基體受到的熱量。另外，由于噴嘴棒的截面積減少部的截面積小于噴嘴棒的安裝部的最大截面積，因此從噴嘴安裝基體等向棒基端部的傳熱路徑上的熱阻增大。
[0021]因此，在所述燃燒器噴嘴中，能夠抑制因熱量引起的棒基端部內的密封構件的損傷。
[0022]優(yōu)選的是，在所述噴嘴棒具有所述截面積減少部的所述燃燒器噴嘴組裝體中，所述噴嘴棒的所述截面積減少部向燃燒器外部露出。
[0023]在所述燃燒器噴嘴組裝體中，由于噴嘴棒的安裝部與棒基端部之間的截面積減少部向燃燒器外部露出，因此能夠使來自安裝部的傳遞至截面積減少部的熱量向燃燒器外部散出。由此，在所述燃燒器噴嘴組裝體中，能夠減少從截面積減少部向棒基端部傳遞的熱量，能夠抑制密封構件的因高溫化引起的損傷。
[0024]另外，在以上的任一種所述燃燒器噴嘴組裝體中，可以構成為，所述噴嘴棒的所述棒基端部向燃燒器外部露出。
[0025]在所述燃燒器噴嘴組裝體中，能夠使傳遞至棒基端部的熱量向燃燒器外部散出。由此，在所述燃燒器噴嘴組裝體中，能夠減少從棒基端部向密封構件傳遞的熱量，能夠抑制密封構件的因高溫化引起的損傷。
[0026]另外，在上述任一種所述燃燒器噴嘴組裝體中，可以構成為，具備燃料接收管，該燃料接收管與所述噴嘴棒的所述棒基端部連接，并經由所述棒基端部將所述燃料向所述燃料管內供給。
[0027]在經由噴嘴棒的棒基端部將燃料向燃料管內供給的情況下，考慮有利用燃料供給用歧管覆蓋棒基端部的方法、以及像所述燃燒器噴嘴組裝體那樣設置燃料接收管的方法。就前者的方法而言，棒基端部由燃料供給用歧管覆蓋，因此幾乎無法期待從棒基端部向外部的散熱。另一方面，就后者的方法而言，棒基端部沒有被燃料供給用歧管覆蓋，因此可以期待從棒基端部向外部的散熱。
[0028]由此，在所述燃燒器噴嘴組裝體中，能夠減少從棒基端部向密封構件傳遞的熱量，能夠抑制密封構件的因高溫化弓I起的損傷。
[0029]本發(fā)明的第二方案涉及的燃燒器具備上述任一種燃燒器噴嘴組裝體、將通過從所述燃燒器噴嘴組裝體的所述噴嘴噴射出的燃料燃燒而生成的燃燒氣體向渦輪引導的尾筒。
[0030]本發(fā)明的第三方案涉及的燃氣渦輪具備所述燃燒器、在來自所述燃燒器的所述燃燒氣體的作用下進行旋轉的渦輪轉子；覆蓋所述渦輪轉子并安裝所述燃燒器的所述渦輪機室。
[0031]【發(fā)明效果】
[0032]在本發(fā)明中，即使不設置形成漏油回收室的復雜形狀的油歧管，也能夠防止燃料的泄漏。另外，由于也無需設置支承用具，因此能夠抑制制造成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明的一實施方式涉及的燃氣渦輪的剖開主要部分所得到的整體側視圖。
[0034]圖2是本發(fā)明的一實施方式涉及的燃氣渦輪的燃燒器周圍的剖視圖。
[0035]圖3是本發(fā)明的一實施方式涉及的燃燒器噴嘴組裝體的主要部分立體圖。
[0036]圖4是本發(fā)明的一實施方式涉及的主噴嘴的整體剖視圖。
[0037]圖5是本發(fā)明的一實施方式涉及的主噴嘴的基端部的剖視圖。
[0038]圖6是本發(fā)明的一實施方式涉及的第一變形例中的噴嘴棒的主要部分剖視圖。
[0039]圖7是本發(fā)明的一實施方式涉及的第二變形例中的噴嘴棒的主要部分剖視圖。
[0040]圖8是本發(fā)明的一實施方式涉及的第三變形例中的噴嘴棒的主要部分剖視圖。
[0041]圖9是本發(fā)明的一實施方式涉及的第四變形例中的噴嘴棒的主要部分剖視圖。

【具體實施方式】
[0042]以下，參照附圖，對本發(fā)明的實施方式涉及的燃燒器噴嘴組裝體、具備燃燒器噴嘴組裝體的燃燒器及燃氣渦輪的一實施方式進行詳細說明。
[0043]如圖1所示，本實施方式的燃氣渦輪具備對外部氣體進行壓縮而生成壓縮空氣的壓縮機1、使來自燃料供給源的燃料與壓縮空氣混合并燃燒而生成燃燒氣體的多個燃燒器2、由燃燒氣體驅動的渦輪3。
[0044]渦輪3具備渦輪機室4、在該渦輪機室4內進行旋轉的渦輪轉子5。該渦輪轉子5例如與通過該渦輪轉子5的旋轉而發(fā)電的發(fā)電機(未圖示)連接。多個燃燒器2以渦輪轉子5的旋轉軸線Ar為中心而在周向上彼此等間隔地固定于渦輪機室4。燃燒器2具備將高溫/高壓的燃燒氣體向渦輪轉子5的葉片輸送的尾筒10、向該尾筒10內供給燃料及壓縮空氣的燃燒器噴嘴組裝體20。需要說明的是，以下將燃燒器噴嘴組裝體20簡稱作噴嘴組裝體
20 ο
[0045]如圖2所不，喂'嘴組裝體20具有先導喂■嘴21、以該先導喂■嘴21為中心在周向上等間隔地配置的多個主噴嘴31、安裝先導噴嘴21及多個主噴嘴31的噴嘴安裝墓體70。
[0046]在渦輪機室4上形成有燃燒器插入開口 4a。噴嘴安裝基體70將該燃燒器插入開口 4a閉塞。噴嘴安裝基體70具有安裝先導噴嘴21及多個主噴嘴31的噴嘴臺71、固定該噴嘴臺71的噴嘴臺框75。噴嘴臺框75通過螺栓而固定于渦輪機室4。
[0047]先導噴嘴21及主噴嘴31均形成為棒狀，朝向同一方向。先導噴嘴21及主噴嘴31均貫通噴嘴安裝基體70。先導噴嘴21的前端部21t及主噴嘴31的前端部31t向渦輪機室4內突出。另外，先導噴嘴21的基端部21b及主噴嘴31的前端部31b向渦輪機室4的外側突出。需要說明的是，以下，將先導噴嘴21及主噴嘴31延伸的方向設為噴嘴長度方向D，在該噴嘴長度方向D上將先導噴嘴21及主噴嘴31的前端部21t、31t的方向設為前端側Dt，在該噴嘴長度方向D上將先導噴嘴21及主噴嘴31的基端部21b、31b的方向設為基端側Db ο
[0048]在先導噴嘴21的基端部21b連接有接收油燃料Fpo的P油燃料接收管81、接收氣體燃料Fpg的P氣體燃料接收管82。在該先導噴嘴21內形成有供油燃料Fpo流動的油燃料流路(未圖示)、供氣體燃料Fpg流動的氣體燃料流路(未圖示)。這些流路均在先導噴嘴21的前端部21t開口，并從此處噴射各燃料Fpo、Fpg。
[0049]主噴嘴31具有筒狀的噴嘴棒40、整體插入到該噴嘴棒40內的管狀的油燃料管60。噴嘴棒40貫通噴嘴安裝基體70的噴嘴臺71。噴嘴棒40的棒前端部411向渦輪機室4內突出，并且噴嘴棒40的棒基端部41b向渦輪機室4的外側突出。該噴嘴棒40中的位于噴嘴安裝基體70中的安裝部41a通過焊接固定在噴嘴安裝基體70的噴嘴臺71上。需要說明的是，由于油燃料管60的整體插入到噴嘴棒40內，因此噴嘴棒40的棒前端部41t構成主噴嘴31的前端部31t，噴嘴棒40的棒基端部41b構成主噴嘴31的基端部31b。
[0050]如圖4所示，在噴嘴臺71的外周側連接有接收氣體燃料Fmg的M氣體燃料接收管89。在該噴嘴臺71的內部，在比多個主噴嘴31靠外周側的位置形成有供來自M氣體燃料接收管89的氣體燃料Fmg流動的環(huán)狀燃料流路72。而且，在該噴嘴臺71上形成有從環(huán)狀燃料流路72朝向各主噴嘴31分支的分支流路73、將來自分支流路73的氣體燃料Fmg向噴嘴棒40的安裝部41a周圍引導的臺內燃料空間74。
[0051]從基端側Db向前端側Dt的方向觀察棒基端部41b時，在噴嘴棒40的棒基端部41b形成有圓筒狀的基端部內空間42。在該棒基端部41b連接有接收油燃料Fmo并與基端部內空間42連通的M油燃料接收管85。另外，在該噴嘴棒40上形成有從基端部內空間42延伸至棒前端部41t并使油燃料管60插入的管插入空間44。而且，在該噴嘴棒40上，在比管插入空間44靠外周側的位置形成有從該噴嘴棒40的安裝部41a延伸至棒前端部41t的氣體燃料流路45。該氣體燃料流路45在安裝部41a開口，與臺內燃料空間74連通。另夕卜，該氣體燃料流路45在棒前端部41t開口，該開口構成燃料的噴射口 46。
[0052]噴嘴棒40的棒基端部41b與安裝部41a之間構成與噴嘴長度方向D垂直的截面處的截面積比安裝部41a的最大截面積小的截面積減少部41d。需要說明的是，該截面積減少部41d的截面積小于與噴嘴長度方向D垂直的截面處的棒基端部41b的最大截面積。
[0053]油燃料管60的管前端部61t配置在噴嘴棒40的管插入空間44之中，并通過焊接而固定在該噴嘴棒40的棒前端部41t的位置。另外，油燃料管60的管基端部61b延伸至噴嘴棒40的棒基端部41b內。在該油燃料管60上形成有從油燃料管60的基端側Db貫通至前端側Dt的油燃料流路62。該油燃料流路62在管基端部61b及管前端部61t開口。油燃料Fmo從管基端部61b的開口向油燃料流路62內流入，從管前端部61t的開口流出，并從噴嘴棒40的噴射口 46向主噴嘴31外噴出。
[0054]主噴嘴31除了具有以上所說明的噴嘴棒40及油燃料管60以外，如圖5所示那樣還具有收納在噴嘴棒40的圓柱狀的基端部內空間42內的圓柱狀的芯部32、作為密封構件的多個O形密封圈36、碟形彈簧等彈性體37。主噴嘴31還具有將基端部內空間42中的棒基端部41b的基端側Db的開口閉塞并按壓彈性體37的螺栓38、將該螺栓38的螺栓頭部與噴嘴棒40的棒基端部41b之間密封的填料39。
[0055]芯部32收納在噴嘴棒40的基端部內空間42中的前端側Dt的區(qū)域。在該芯部32形成有使油燃料管60的管基端部61b插入的管捅入空間33、使油燃料管60與M油燃料接收管85連通的連通路34、裝配O形密封圈36的密封槽35。連通路34還擔負著限制來自M油燃料接收管85的Fmo的流量而使向油燃料管60流入的油燃料Fmo的流量成為目標流量的作為節(jié)流部的作用。
[0056]作為密封槽35，有形成在圓柱狀的芯部32的外周面上的第一密封槽35a、形成在芯部32的前端側Dt的端面上的第二密封槽35b、與管插入空間33對置的第三密封槽35c。在各密封槽35中分別配置O形密封圈36。配置于第一密封槽35a及第二密封槽35b中的O形密封圈36a、36b擔負著將芯部32的外表面與棒基端部41b的內表面之間密封的作用。另外，配置在第三密封槽35c中的O形密封圈36c擔負著如下作用:在芯部32的管插入空間33內允許油燃料管60向噴嘴長度方向D的熱伸縮，并將芯部32的內表面與油燃料管60的外表面之間密封。
[0057]另外，配置在第一密封槽35a中的O形密封圈36a將芯部32的外表面與棒基端部41b的內表面之間密封，抑制油燃料Fmo從它們之間向基端側Db的泄漏。另一方面，配置在第二密封槽35b中的O形密封圈36b及配置在第三密封槽35c中的O形密封圈36c將芯部32的外表面與棒基端部41b的內表面之間、以及芯部32的內表面與油燃料管60的外表面之間密封，抑制油燃料Fmo從它們之間向前端側Dt的泄漏。
[0058]彈性體37其彈性方向朝向噴嘴長度方向D且配置在比芯部32靠基端側Db的基端部內空間42中。該彈性體37如前所述通過將棒基端部41b的開口閉塞的螺栓38而壓抵于前端側Dt。因此，芯部32在基端部內空間42中由彈性體37向前端側Dt施力。
[0059]如圖3所示，與噴嘴棒40連接的M油燃料接收管85具有將多個主噴嘴31的噴嘴棒40的棒基端部41b相互連結的多個連結管86、向一個連結管86供給油燃料Fmo的主接收管87。多個主噴嘴31如前所述那樣以先導噴嘴21為中心在周向上等間隔地配置。因此，將多個主噴嘴31的噴嘴棒40的棒基端部41b相互連結的多個連結管86以先導噴嘴21為中心沿周向排列。
[0060]在本實施方式的燃氣渦輪的燒油運轉時，油燃料Fmo從外部經由M油燃料接收管85向多個主噴嘴31供給。該油燃料Fmo向主噴嘴31的噴嘴棒40中的基端部內空間42流入。該油燃料Fmo經由配置在該基端部內空間42中的芯部32的連通路34而向插入到芯部32的管插入空間33中的油燃料管60的油燃料流路62流入，并從噴嘴棒40的噴射口 46向主噴嘴31外噴射。噴射到主噴嘴31外的油燃料Fmo與來自壓縮機I的壓縮空氣混合而燃燒。通過該燃燒而生成的高溫/高壓的燃燒氣體由尾筒10導向渦輪轉子5的葉片。
[0061]油燃料管60由在油燃料管60中流動的油燃料來冷卻。另一方面，噴嘴棒40由于暴露在來自壓縮機I的高溫/高壓的壓縮空氣的流動中，因此被該壓縮空氣加熱。因此，油燃料管60和噴嘴棒40的溫度雖在燃氣渦輪停止時均勻，但在燒油運轉時，噴嘴棒40的溫度相對于油燃料管60的溫度相對地升高。因該溫度差而產生油燃料管60與噴嘴棒40之間的熱伸長差。
[0062]在本實施方式的燃氣渦輪的燒氣運轉時，氣體燃料Fmg經由M氣體燃料接收管89向多個主噴嘴31供給。該氣體燃料Fmg從M氣體燃料接收管89向噴嘴臺71中的環(huán)狀燃料流路72流入，并從該環(huán)狀燃料流路72經由噴嘴臺71中的分支流路73及臺內燃料空間74而向噴嘴棒40內的氣體燃料流路45流入。
[0063]該氣體燃料Fmg從噴嘴棒40的噴射口 46向主噴嘴31外噴射。
[0064]噴射到主噴嘴31外的氣體燃料Fmg與燒油運轉時同樣地與來自壓縮機I的壓縮空氣混合并燃燒。通過該燃燒而生成的高溫/高壓的燃燒氣體由尾筒10導向渦輪轉子5的葉片。
[0065]在進行燒氣運轉時，不向油燃料管60供給油燃料Fmo，因此油燃料管60未被油燃料Fmo冷卻。因此，油燃料管60成為與噴嘴棒40的溫度相接近的溫度，與使油燃料燃燒時相比成為高溫。然而，油燃料管60的溫度沒有像直接暴露在壓縮空氣的流動中的噴嘴棒40的溫度那樣上升。由此，在燒氣運轉時和燒油運轉時，都會產生油燃料管60與噴嘴棒40之間的溫度差，從而產生油燃料管60與噴嘴棒40之間的熱伸長差。
[0066]然而，油燃料管60的管前端部61t如前所述通過焊接而固定于噴嘴棒40的棒前端部41t。因此，當油燃料管60的長度相對于噴嘴棒40的長度發(fā)生相對變化時，油燃料管60的管基端部61b相對于噴嘴棒40的棒基端部41b的位置的相對位置發(fā)生變化。具體來說，例如與燃氣渦輪停止時相比，燒油運轉時的油燃料管60的溫度相對于噴嘴棒40的溫度相對地降低，因此油燃料管60的長度相對于噴嘴棒40的長度而言相對地變短。由此，在燒油運轉時，與燃氣渦輪停止時相比，油燃料管60的管基端部61b的位置相對于噴嘴棒40的棒基端部41b的位置而向前端側Dt移動。
[0067]這樣，根據(jù)燃氣渦輪的運轉狀態(tài)的不同，在噴嘴長度方向D上，油燃料管60的管基端部61b的位置相對于噴嘴棒40的棒基端部41b的位置進行相對移動。因此，在噴嘴棒40的棒基端部41b內配置的芯部32的第三密封槽35c中配置的O形密封圈36c將芯部32的內表面與油燃料管60的外表面之間密封，且在芯部32的管插入空間33內允許油燃料管60向噴嘴長度方向D的熱伸縮。
[0068]另外，噴嘴棒40的棒基端部41b內的芯部32由于油燃料管60的管基端部61b的移動而要向與管基端部61b的移動方向相同的方向移動。而且，在噴嘴棒40的棒基端部41b與芯部32之間也產生熱伸長差。由于該熱伸長差，而使芯部32在噴嘴棒40的棒基端部41b內要進行移動。因此，在噴嘴棒40的棒基端部41b內配置的芯部32的第一及第二密封槽35a、35b中配置的O形密封圈36a、36b將芯部32的外表面與棒基端部41b的內表面之間密封，且在噴嘴棒40的棒基端部41b內允許芯部32向噴嘴長度方向D的移動。
[0069]然而，噴嘴棒40的棒基端部41b向渦輪機室4的外側突出設置。因此，噴嘴棒40的棒基端部41b不易受到來自噴嘴安裝基體70的熱量。另外，噴嘴棒40的截面積減少部41d如前所述那樣與噴嘴長度方向D垂直的截面處的截面積小于噴嘴棒40的安裝部41a的最大截面積。因此，噴嘴棒40的截面積減少部41d使從渦輪機室4向棒基端部41b的傳熱路徑上的熱阻增大。而且，由于噴嘴棒40的棒基端部41b向燃燒器2外露出，因此還能夠期待通過與外部的熱交換所帶來的冷卻效果。由此，在本實施方式中，能夠抑制與燃料的燃燒相伴的噴嘴棒40的棒基端部41b的溫度上升、以及與該棒基端部41b的溫度上升相伴的O形密封圈36的溫度上升。
[0070]因此，根據(jù)本實施方式，能夠抑制O形密封圈36的熱損傷，從而延長O形密封圈36的壽命。
[0071]另外，在本實施方式中，即使假設防止油燃料Fmo向前端側Dt的泄漏的O形密封圈36b、36c發(fā)生損傷，也能夠防止油燃料Fmo向外部的泄漏。其原因在于，流入到噴嘴棒40的基端部內空間42中的油燃料Fmo經由O形密封圈36c所密封的芯部32的內表面與油燃料管60的外表面之間、或者O形密封圈36b所密封的芯部32的外表面與噴嘴棒40的棒基端部41b的內表面之間，而向噴嘴棒40的內表面與油燃料管60的外表面之間的隔熱空間流入。即，在本實施方式中，該隔熱空間在O形密封圈36b、36c發(fā)生損傷時擔負著作為漏油回收空間的作用。
[0072]另外，在本實施方式中，由于比該O形密封圈36a靠基端側Db存在有填料39，因此即使假設防止油燃料Fmo向基端側Db的泄漏的O形密封圈36a發(fā)生損傷，也能夠防止油燃料Fmo向外部的泄漏。這里，填料39是將在溫度變化下幾乎不發(fā)生相對移動的螺栓38的螺栓頭部與噴嘴棒40的棒基端部41b之間密封的構件，因此與O形密封圈36a相比壽命更長。因此，對于因填料39的損傷而導致油燃料Fmo向外部的泄漏這種現(xiàn)象，無需像O形密封圈36的損傷那般進行考慮。
[0073]因而，在本實施方式中，不需要形成漏油回收室的復雜形狀的油歧管及其支承用具，因此能夠抑制制造成本。
[0074]接著，使用圖6?圖9對噴嘴棒的各種變形例進行說明。
[0075]首先，使用圖6來說明噴嘴棒的第一變形例。
[0076]本變形例的噴嘴棒40s的形狀與上述實施方式的噴嘴棒40的形狀稍有不同。
[0077]本變形例的噴嘴棒40s中的位于噴嘴安裝基體70中的安裝部41as具有與噴嘴長度方向D垂直的截面處的截面積最大的主安裝部41ax、縮徑部41ay?？s徑部41ay形成在主安裝部41ax的基端側Db，縮徑部41ay的截面積與噴嘴棒40s的截面積減少部41d的截面積相同。
[0078]這樣，即使噴嘴棒40s的安裝部41as具有縮徑部41ay，但只要截面積減少部41d的與噴嘴長度方向D垂直的截面處的截面積小于安裝部41as的最大截而積，就能夠與上述實施方式同樣使從渦輪機室4向棒基端部41b的傳熱路徑上的熱阻增大。
[0079]接著，使用圖7來說明噴嘴棒的第二變形例。
[0080]本變形例的噴嘴棒40t的形狀也與上述實施方式的噴嘴棒40的形狀稍有不同。
[0081]本變形例的噴嘴棒40t中的截面積減少部41dt的外徑與安裝部41a的外徑相同，且截面積減少部41dt的內徑大于安裝部41a的內徑。因此，就該截面積減少部41dt而言，雖然截面積減少部41dt的外徑比上述實施方式的截面積減少部41d的外徑大，但與上述實施方式同樣，與噴嘴長度方向D垂直的截面處的截面積小于噴嘴棒40t的安裝部41a的最大截面積。因此，在本變形例中，也與上述實施方式同樣地能夠使從渦輪機室4向棒基端部41b的傳熱路徑上的熱阻增大。
[0082]接著，使用圖8來說明噴嘴棒的第三變形例，并使用圖9來說明噴嘴棒的第四變形例。
[0083]第三變形例的噴嘴棒40u與上述實施方式中的噴嘴棒40為相同形狀。但是，本變形例的噴嘴棒40u通過將噴嘴棒40u的前端側Dt的構件與噴嘴棒40u的基端側Db的構件利用焊接進行接合而形成。另外，第四變形例的噴嘴棒40v與第二變形例的噴嘴棒40t為相同形狀。然而，本變形例的噴嘴棒40v也與第三變形例同樣地通過將噴嘴棒40v的前端側Dt的構件與噴嘴棒40v的基端側Db的構件利用焊接進行接合而形成。因此，這些變形例的噴嘴棒40u、40v例如在截面積減少部41d、41dt存在焊接部m。
[0084]以上，即使像第三及第四變形例的噴嘴棒40v、40u那樣通過將噴嘴棒的前端側Dt的構件與噴嘴棒的基端側Db的構件利用焊接進行接合而形成，也能夠獲得與上述實施方式的噴嘴棒40或第二變形例的噴嘴棒40t基本相同的效果。另外，在第三及第四變形例的噴嘴棒40v、40u中，若使焊接部m存在于截面積減少部41d、41dt，則能夠進一步增大從渦輪機室4向棒基端部41b的傳熱路徑上的熱阻。
[0085]需要說明的是，這里，與上述實施方式的噴嘴棒40或第二變形例的噴嘴棒40t相同形狀的噴嘴棒40v、40u通過兩個構件的焊接接合而形成，但是與第一變形例的噴嘴棒40s相同形狀的噴嘴棒也可以通過兩個構件的焊接接合來形成。而且，這里，通過將兩個構件焊接接合來形成噴嘴棒，但是與上述實施方式的油燃料管60相同形狀的油燃料管也可以通過兩個構件的焊接接合來形成。
[0086]另外，在上述實施方式中，為了對流量進行調節(jié)等，而將芯部32配置在噴嘴棒40的基端部內空間42，但也可以省略該芯部32。這種情況下，在該基端部內空間42中，使從M油燃料接收管85接收油燃料Fmo的部分帶有對油燃料Fmo的流量進行調節(jié)的功能。
[0087]而且，上述實施方式的主噴嘴31為噴射燃料油和燃料氣體這雙方的所謂的雙噴嘴，但本發(fā)明并不局限于此，只要具有噴嘴棒和油燃料管即可，也可以是不噴射燃料氣體的噴嘴。
[0088]【工業(yè)實用性】
[0089]根據(jù)該燃燒器噴嘴組裝體，即使不設置形成漏油回收室的復雜形狀的油歧管，也能夠防止燃料的泄漏。而且，由于也無需設置支承用具，因此能夠抑制制造成本。
[0090]【符號說明】
[0091]I 壓縮機
[0092]2 燃燒器
[0093]3 渦輪
[0094]4 渦輪機室
[0095]4a燃燒器插入開口
[0096]5 渦輪轉子
[0097]10 尾筒
[0098]20噴嘴組裝體
[0099]21先導噴嘴
[0100]31主噴嘴
[0101]32 芯部
[0102]33管插入空間
[0103]36 O形密封圈(密封構件)
[0104]37彈性體
[0105]38 螺栓
[0106]39 填料
[0107]40、40s、40t、40u、40v 噴嘴棒
[0108]41b棒基端部
[0109]41d、41dt截面積減少部
[0110]41a安裝部
[0111]411棒前端部
[0112]42基端部內空間
[0113]44管插入空間
[0114]45氣體燃料流路
[0115]46 噴射口
[0116]60油燃料管
[0117]61b管基端部
[0118]61t管前端部
[0119]62油燃料流路
[0120]70噴嘴安裝基體
[0121]71噴嘴臺
[0122]75噴嘴臺框
【權利要求】
1.一種燃氣渦輪的燃燒器噴嘴組裝體，其具備: 噴嘴安裝基體，其將形成在渦輪機室上的燃燒器插入開口閉塞； 噴嘴棒，其形成為筒狀，貫通所述噴嘴安裝基體，該噴嘴棒的棒前端部向所述渦輪機室的內側突出，并且該噴嘴棒的棒基端部向所述渦輪機室的外側突出； 燃料管，其形成為管狀，整體插入到所述噴嘴棒內，該燃料管的管前端部固定在所述噴嘴棒的所述棒前端部，該燃料管的管基端部插入到所述噴嘴棒的所述棒基端部內，該燃料管經由所述棒基端部向所述燃料管的內部供給燃料，并從所述管前端部經由所述噴嘴棒的所述棒前端部噴射所述燃料； 密封構件，其配置在所述噴嘴棒的所述棒基端部之中，在所述噴嘴棒的內周側與所述燃料管的外周側之間抑制所述燃料向所述管前端部側的泄漏。
2.根據(jù)權利要求1所述的燃氣渦輪的燃燒器噴嘴組裝體，其中， 所述噴嘴棒具有: 安裝部，其位于所述噴嘴安裝基體之中； 截面積減少部，其位于所述安裝部與所述棒基端部之間，且與所述噴嘴棒延伸的方向垂直的截面處的截面積比所述安裝部的最大截面積小。
3.根據(jù)權利要求2所述的燃氣渦輪的燃燒器噴嘴組裝體，其中， 所述噴嘴棒的所述截面積減少部向燃燒器外部露出。
4.根據(jù)權利要求1?3中任一項所述的燃氣渦輪的燃燒器噴嘴組裝體，其中， 所述噴嘴棒的所述棒基端部向燃燒器外部露出。
5.根據(jù)權利要求1?4中任一項所述的燃氣渦輪的燃燒器噴嘴組裝體，其中， 所述燃氣渦輪的燃燒器噴嘴組裝體具備燃料接收管，該燃料接收管與所述噴嘴棒的所述棒基端部連接，并經由所述棒基端部將所述燃料向所述燃料管內供給。
6.一種燃氣渦輪的燃燒器，其具備: 權利要求1?5中任一項所述的燃氣渦輪的燃燒器噴嘴組裝體； 將通過從所述燃燒器噴嘴組裝體的所述噴嘴噴射出的燃料燃燒而生成的燃燒氣體向渦輪引導的尾筒。
7.一種燃氣禍輪，其具備: 權利要求6所述的燃燒器； 在來自所述燃燒器的所述燃燒氣體的作用下進行旋轉的渦輪轉子； 覆蓋所述渦輪轉子并安裝所述燃燒器的所述渦輪機室。
【文檔編號】F23R3/28GK104487773SQ201380039058
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年3月12日 優(yōu)先權日:2012年7月30日
【發(fā)明者】加藤慎, 寺田義隆, 小野塚史, 高見英治, 宮本健司 申請人:三菱日立電力系統(tǒng)株式會社