專利名稱：燃燒器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及僅使用液體燃料或兼用液體燃料及氣體燃料作為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)的 燃燒器。
背景技術(shù)：
發(fā)電等所使用的燃?xì)廨啓C(jī)以壓縮機(jī)、燃燒室、渦輪為主要部件而構(gòu)成。燃?xì)廨啓C(jī)大多具有多個(gè)燃燒室，燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室在燃燒室殼體內(nèi)環(huán)狀地配置有多個(gè)。而且，由壓縮機(jī) 壓縮的空氣和向燃燒室供給的燃料混合而燃燒。而且，使其在各燃燒室內(nèi)燃燒而產(chǎn)生高溫 的燃燒氣體。由該燃燒產(chǎn)生的高溫的燃燒氣體向渦輪供給而驅(qū)動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。圖8表示現(xiàn)有技術(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室中的燃燒器的結(jié)構(gòu)的一例。如圖8所示， 現(xiàn)有技術(shù)的燃燒器100A在圍繞點(diǎn)火燃燒器200的周圍的狀態(tài)下配置有多個(gè)(圖8中僅表 示了一個(gè))。點(diǎn)火燃燒器200中組入了未圖示的點(diǎn)火燃燒噴嘴，燃燒器100A和點(diǎn)火燃燒器 200配置在燃?xì)廨啓C(jī)的內(nèi)筒的內(nèi)部。該燃燒器100A以燃料噴嘴110、燃燒器筒120、旋轉(zhuǎn)葉 片(旋流器葉片)130為主要部件而構(gòu)成(專利文獻(xiàn)1、2)。燃燒器筒120相對(duì)于燃料噴嘴110為同心狀且以圍繞該燃料噴嘴110的狀態(tài)配 置，在燃料噴嘴110的外周面和燃燒器筒120的內(nèi)周面之間，形成環(huán)狀的空氣通路111。該 空氣通路111中，壓縮空氣A從其上流側(cè)(圖8中的左側(cè))朝向下流側(cè)(圖8中的右側(cè)) 流通。此外，旋轉(zhuǎn)葉片130配置在沿燃料噴嘴110的周方向的多個(gè)部位，沿燃料噴嘴110的 軸方向延伸配置。此外，各旋轉(zhuǎn)葉片130的外周側(cè)端面(葉尖)和燃燒器筒120的內(nèi)周面 之間具有間隙121，產(chǎn)生從葉片腹面轉(zhuǎn)入葉片背面的空氣的泄漏流。該泄漏流與壓縮空氣A 作用，產(chǎn)生空氣渦流，通過該空氣渦流，從燃料噴嘴110的前端部附近朝向葉片表面噴射而 蒸發(fā)的微?；娜剂螰與壓縮空氣A更有效地混合，促進(jìn)燃料的均勻化。此外，圖8中標(biāo)號(hào)131是間隙設(shè)定用肋部。此處，作為燃?xì)廨啓C(jī)的燃料，不僅使用氣體燃料，也使用液體燃料。在使用液體燃 料的情況下，一直以來，使液體燃料從液體燃料噴射孔朝向壓縮空氣流噴射。這樣，噴射的 液體燃料被壓縮空氣流剪斷而微?；c空氣混合。然后和空氣混合的微粒化的液體燃料燃燒。此外，作為液體燃料，有作為所謂油燃料的A重油、輕油、二甲醚等?，F(xiàn)有的燃燒器100A中，在使用液體燃料作為燃料的情況下，從燃料噴嘴110的前 端部附近供給液體燃料，通過各旋轉(zhuǎn)葉片130對(duì)在空氣通路111流通的壓縮空氣A賦予旋 轉(zhuǎn)力而形成旋轉(zhuǎn)空氣流a。而且，使用旋流空氣的動(dòng)量以實(shí)現(xiàn)液體燃料的微粒化，并減少 Ν0Χ，抑制煤煙子。另一方面，圖8所示的現(xiàn)有的燃燒器100A中，液體燃料的微?；嬖诮缦?，而且使 燃料噴嘴110內(nèi)的燃料濃度均勻是非常困難的。為了防止該現(xiàn)象，提出有進(jìn)一步促進(jìn)微?；⑹谷剂蠞舛染鶆蚧娜紵?。圖9 是表示現(xiàn)有的燃燒器的其他構(gòu)成的一例的概略圖，圖10是現(xiàn)有的燃燒器的燃料噴嘴部分的立體圖。如圖9、10所示，現(xiàn)有的燃燒器100B中，從在燃料噴嘴110表面上穿孔的液體燃 料噴射孔133A供給液體燃料LF，使從液體燃料噴射孔133A噴射的液體燃料LF向旋轉(zhuǎn)葉 片130的葉片腹面132a噴射，液體燃料LF在葉片腹面132a上擴(kuò)展而薄膜化，薄膜化的液 體燃料LF被高速的空氣流剪斷而微?；⒄舭l(fā)，從而促進(jìn)微?；⑹谷剂蠞舛染鶆蚧?專 利文獻(xiàn)3)。專利文獻(xiàn)1 日本特開平11-14055號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開2004-12039號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2006-336997號(hào)公報(bào)但是，現(xiàn)有的燃燒器100B中，使用液體燃料LF時(shí)壓縮空氣A的溫度高達(dá)約450°C， 液體燃料LF與被壓縮空氣A加熱至高溫的旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a接觸時(shí)，存在產(chǎn) 生焦化之類的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到上述問題，其目的在于，提供能夠抑制在旋轉(zhuǎn)葉片的葉面上與液體 燃料的碰撞部分產(chǎn)生焦化的燃燒器。用于解決上述課題的本發(fā)明的第1技術(shù)方案，提供一種燃燒器，具有燃料噴嘴； 燃燒器筒，以圍繞所述燃料噴嘴的狀態(tài)配置，并在與所述燃料噴嘴之間形成空氣通路；旋轉(zhuǎn) 葉片，以沿著所述燃料噴嘴的軸方向的狀態(tài)配置在所述燃料噴嘴的外周面的沿周方向的多 個(gè)部位上，為了使在所述空氣通路中從上流側(cè)向下流側(cè)流通的空氣旋轉(zhuǎn)而隨著從上流側(cè)朝 向下流側(cè)而逐漸彎曲；以及液體燃料噴射孔，設(shè)在所述燃料噴嘴上，并朝向所述旋轉(zhuǎn)葉片的 葉面噴射液體燃料，其特征在于，具有對(duì)所述液體燃料碰撞的所述葉面的碰撞部分進(jìn)行冷 卻的冷卻單元。第2技術(shù)方案基于第1技術(shù)方案，提供一種燃燒器，其特征在于，上述冷卻單元是 兼用噴射孔，該兼用噴射孔設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面，在氣體燃燒時(shí)噴射氣體燃料，并 且在上述液體燃料燃燒時(shí)朝向上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面噴射水。第3技術(shù)方案基于第1技術(shù)方案，提供一種燃燒器，其特征在于，上述冷卻單元是 水噴射孔，該水噴射孔在上述燃料噴嘴的上述液體燃料噴射孔的上流側(cè)與上述液體燃料噴 射孔同列配置，并朝向上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面噴射水。第4技術(shù)方案基于第1技術(shù)方案，提供一種燃燒器，其特征在于，上述冷卻單元將 水和液體燃料均勻混合后的混合燃料從上述液體燃料噴射孔朝向上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹 面噴射。第5技術(shù)方案基于第1技術(shù)方案，提供一種燃燒器，其特征在于，上述冷卻單元為 在上述旋轉(zhuǎn)葉片內(nèi)部形成的水冷卻流路。第6技術(shù)方案基于第1技術(shù)方案，提供一種燃燒器，其特征在于，上述液體燃料噴 射孔設(shè)在上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面，并且，上述冷卻單元是水噴射孔，該水噴射孔設(shè)在上述 葉片腹面的上述液體燃料噴射孔的上流側(cè)，并朝向上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面噴射水。第7技術(shù)方案基于第1至6的任一技術(shù)方案，提供一種燃燒器，其特征在于，上述 液體燃料朝向上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面、葉片背面的任一方或兩方噴射液體燃料。根據(jù)本發(fā)明，具有對(duì)與旋轉(zhuǎn)葉片的葉面碰撞的液體燃料碰撞的部分進(jìn)行冷卻的冷卻單元，因此能夠在上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉面上抑制與液體燃料的碰撞部分的加熱，因此能夠 防止焦化。此外，作為冷卻單元，在上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面設(shè)置兼用噴射孔，其在氣體燃燒 時(shí)噴射氣體燃料，并且在上述液體燃料燃燒時(shí)朝向上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面噴射水，因此， 能夠在上述葉片腹面的葉片表面上形成水膜，使上述液體燃料碰撞的上述葉面的碰撞部分 冷卻。因此，能夠降低燃燒溫度，能夠防止焦化，并且能夠在燃燒場(chǎng)減少N0X。此外，作為冷卻單元，設(shè)置水噴射孔 ，其在上述燃料噴嘴的上述液體燃料噴射孔的 上流側(cè)與上述液體燃料噴射孔同列配置，并朝向上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面噴射水，因此，能 夠在上述葉片腹面的上述葉片表面上形成水膜，使上述液體燃料碰撞的上述葉面的碰撞部 分冷卻，降低燃燒溫度，因此能夠防止焦化。此外，作為冷卻單元，使水和液體燃料均勻混合后的混合燃料從上述液體燃料噴 射孔朝向上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面噴射，上述水先蒸發(fā)，能夠降低燃燒溫度，因此能夠降低 上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片表面的溫度，能夠防止焦化。此外，作為冷卻單元，在上述旋轉(zhuǎn)葉片內(nèi)部形成水冷卻流路，因此，能夠使上述旋 轉(zhuǎn)葉片的葉片表面的溫度下降，使上述液體燃料碰撞的上述葉面的碰撞部分冷卻，抑制上 述旋轉(zhuǎn)葉片的加熱，因此能夠更有效地防止焦化。此外，在上述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面設(shè)置上述液體燃料噴射孔，作為冷卻單元，在上 述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面的上述液體燃料噴射孔的上流側(cè)設(shè)置朝向上述旋轉(zhuǎn)葉片的上述葉 片腹面噴射水的水噴射孔，因此，能夠在上述葉片腹面的葉片表面上形成水膜，使上述葉片 腹面的葉片表面的溫度下降，因此能夠防止焦化。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的燃燒器的構(gòu)成的概略圖。圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例1的燃燒器在僅液體燃料LF燃燒時(shí)水噴射時(shí)的狀態(tài)的 立體圖。圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例1的燃燒器的其他構(gòu)成的概略圖。圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2的燃燒器的構(gòu)成的概略圖。圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例3的燃燒器的構(gòu)成的概略圖。圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例4的燃燒器的構(gòu)成的概略圖。圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例5的燃燒器的構(gòu)成的概略圖。圖8是表示現(xiàn)有的燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室中的燃燒器的構(gòu)成的一例的圖。圖9是表示現(xiàn)有的燃燒器的其他構(gòu)成的一例的概略圖。圖10是現(xiàn)有的燃燒器的燃燒噴嘴部分的立體圖。標(biāo)號(hào)的說明IOA IOE燃燒器11-1 11-3兼用噴射孔12液體燃料罐13氣體燃料罐14 水罐
15A 15C 水膜16AU6B-1 16B-3 水噴射孔17靜態(tài)混合器18A 18E微?；幕旌先剂?1水冷卻流路110燃料噴嘴111空氣通路120燃燒器筒121 間隙130旋轉(zhuǎn)葉片131間隙設(shè)定用肋部132a葉片腹面132b葉片背面133A、133B、133C-1 133C-3 液體燃料噴射孔200點(diǎn)火燃燒器A壓縮空氣a旋轉(zhuǎn)空氣流W 水GF氣體燃料LF液體燃料MF混合燃料Lll液體燃料供給線路L21 L23氣體燃料供給線路L31 L33水供給線路Vn、V21 V23、V31 V33 閥
具體實(shí)施例方式以下參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明。本實(shí)施例并不限定本發(fā)明。此外，下述實(shí)施例的 構(gòu)成要素包括本領(lǐng)域技術(shù)人員容易想到的要素、或?qū)嵸|(zhì)上相同的要素。實(shí)施例1對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例1的燃燒器，參照附圖進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的燃燒器的構(gòu)成的概略圖。圖1中，對(duì)于與上述圖8 圖10所示的燃燒器相同的構(gòu)成部件標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，省 略重復(fù)的說明。如圖1所示，本實(shí)施例的燃燒器IOA具有燃料噴嘴110 ；燃燒器筒120，以圍繞燃料噴嘴110的狀態(tài)配置，并在與燃料噴嘴110之間形成空氣通路111 ；旋轉(zhuǎn)葉片(旋流器葉 片)130，以沿著燃料噴嘴110的軸方向的狀態(tài)配置在燃料噴嘴110的外周面的沿周方向的 多個(gè)部位上，為了使在空氣通路111中從上流側(cè)向下流側(cè)流通的空氣旋轉(zhuǎn)，隨著從上流側(cè) 朝向下流側(cè)而逐漸彎曲；以及液體燃料噴射孔133A，設(shè)在燃料噴嘴110上，朝向燃料噴嘴110的旋轉(zhuǎn)葉片130的葉面噴射液體燃料LF，其中，具有對(duì)液體燃料LF碰撞的葉面的碰撞 部分進(jìn)行冷卻的冷卻單元。本實(shí)施例的冷卻單元是氣體燃料噴射用且水噴射用的兼用噴射孔11-1 11-3， 其設(shè)在旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a上，在氣體燃料GF燃燒時(shí)(氣體燃燒時(shí))噴射氣體 燃料GF，并且在液體燃料LF燃燒時(shí)(油燃燒時(shí))朝向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a噴射 水W，在水噴射用時(shí)，對(duì)葉片腹面132a進(jìn)行冷卻(詳細(xì)如后所述)。燃燒器筒120相對(duì)于燃料噴嘴110為同心狀且以圍繞該燃料噴嘴110的狀態(tài)配 置。因此，在燃料噴嘴110的外周面與燃燒器筒120的內(nèi)周面之間形成環(huán)狀的空氣通路111。 在該空氣通路111中，壓縮空氣A從其上流側(cè)(圖1中為左側(cè))朝向下流側(cè)(圖1中為右 側(cè))流通。
旋轉(zhuǎn)葉片130如圖1所示，配置在燃料噴嘴110的沿周方向的多個(gè)部位上，且沿燃 料噴嘴Iio的軸方向延伸配置。各旋轉(zhuǎn)葉片130對(duì)在空氣通路111中流通的壓縮空氣A賦 予旋轉(zhuǎn)力，使該壓縮空氣A成為旋轉(zhuǎn)空氣流a。因此，各旋轉(zhuǎn)葉片130隨著從上游側(cè)朝向下 游側(cè)而逐漸彎曲(沿周方向傾斜)，以能夠使壓縮空氣A旋轉(zhuǎn)。即，各旋轉(zhuǎn)葉片130具有下述特征(1)隨著從上游側(cè)朝向下游側(cè)而逐漸彎曲，以能夠使壓縮空氣A旋轉(zhuǎn)。(2)關(guān)于軸方向(燃料噴嘴110的長(zhǎng)度方向)，隨著從上游側(cè)朝向下游側(cè)彎曲變大。(3)在旋轉(zhuǎn)葉片130的后邊緣，關(guān)于徑方向(燃料噴嘴110的半徑方向(放射方 向))，相比內(nèi)周側(cè)，隨著朝向外周側(cè)彎曲變大。在各旋轉(zhuǎn)葉片130的外周側(cè)端面(葉尖)和燃燒器筒120的內(nèi)周面之間設(shè)有間隙 121。旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a(參照?qǐng)D2)為正壓，葉片背面132b (參照?qǐng)D2)為負(fù)壓， 在葉片背面132b和葉片腹面132a之間存在壓力差。因此，產(chǎn)生經(jīng)過間隙121而從葉片腹 面132a轉(zhuǎn)入葉片背面132b的空氣的泄漏流。該泄漏流與在空氣通路111內(nèi)沿軸方向流通 的壓縮空氣A作用，產(chǎn)生空氣渦流。通過該空氣渦流，從液體燃料噴射孔133A朝向葉片腹 面132a噴射、蒸發(fā)而微?；娜剂吓c空氣更有效地混合，促進(jìn)氣體燃料GF的均勻化。而且，在各旋轉(zhuǎn)葉片130的外周側(cè)端面(葉尖)的前邊緣側(cè)固定有間隙設(shè)定用肋 部131。各間隙設(shè)定用肋部131為將具備旋轉(zhuǎn)葉片130的燃料噴嘴110組裝于燃燒器筒120 的內(nèi)部時(shí)與燃燒器筒120的內(nèi)周面緊密地接觸的高度(徑方向長(zhǎng)度)。因此，各旋轉(zhuǎn)葉片130與燃燒器筒120之間形成的各間隙121的長(zhǎng)度(徑方向長(zhǎng) 度)是均等的。將具備旋轉(zhuǎn)葉片130的燃料噴嘴110組裝于燃燒器筒120的內(nèi)部時(shí)的組裝 作業(yè)變得容易。燃料噴嘴110上，形成有朝向葉片腹面132a噴射并吹出燃料的多個(gè)液體燃料噴射 孔133A。此外，本實(shí)施例的燃燒器IOA中，液體燃料噴射孔133A設(shè)在燃料噴嘴110上。液 體燃料噴射孔133A的配置位置為燃料噴嘴110的外周中接近各旋轉(zhuǎn)葉片130的各葉片腹 面132a的位置。此外，在燃料噴嘴110的內(nèi)部形成有液體燃料供給線路Lll，從液體燃料罐12經(jīng)由 該液體燃料供給線路Lll向各液體燃料噴射孔133A供給液體燃料LF。此時(shí)，供給的液體燃 料LF的量通過閥V11調(diào)整。
本實(shí)施例中，設(shè)定液體燃料噴射孔133A的位置及朝向，以使從各液體燃料噴射孔 133A噴射的液體燃料LF吹向各旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a。葉片腹面132a隨著從內(nèi) 周側(cè)朝向外周側(cè)(隨著朝向放射方向)彎曲變大，因此僅通過從各液體燃料噴射孔133A沿 半徑方向(放射方向)噴射液體燃料LF，液體燃料LF吹向葉片腹面132a，在葉片腹面132a 上液體燃料LF擴(kuò)展而薄膜化。在葉片腹面132a上擴(kuò)展而薄膜化的液體燃料LF接觸到高溫且成為高速流的壓縮 空氣A(或旋轉(zhuǎn)空氣流a)而蒸發(fā)。即，通過葉片腹面132a側(cè)的氣流邊界層的急劇的速度梯 度所產(chǎn)生的剪斷力，使在葉片腹面132a上薄膜化而擴(kuò)展的液體燃料LF剝離并蒸發(fā)。薄膜化的液體燃料LF如上所述蒸發(fā)，但未蒸發(fā)完的液體燃料LF在葉片腹面132a 上擴(kuò)展并同時(shí)從葉片前邊緣向葉片后邊緣移動(dòng)。然后，到達(dá)葉片后邊緣的薄膜化的液體燃 料LF通過高速的壓縮空氣A (旋轉(zhuǎn)空氣流a)而從葉片后邊緣被剝離而微?；?。此時(shí)，由于 薄膜化的液體燃料LF的油膜厚度極薄，因此微?；囊后w燃料LF的粒徑變得極小，變成微 細(xì)粒徑的液體燃料LF與旋轉(zhuǎn)空氣流a (包括空氣渦流)混合，從而促進(jìn)蒸發(fā)。因此，通過向葉片腹面132a噴射液體燃料LF，能夠促進(jìn)液體燃料LF微粒化并蒸發(fā) 而使其氣化，變成微細(xì)粒徑而蒸發(fā)的液體燃料LF與空氣混合而燃燒。因此，能夠進(jìn)行良好 的燃燒。此外，本實(shí)施例的燃燒器10A中，兼用噴射孔11-1 11-3設(shè)在旋轉(zhuǎn)葉片130的葉 片腹面132a上。而且，在氣體燃燒時(shí)噴射氣體燃料GF，并且在液體燃料LF燃燒時(shí)(油燃燒 時(shí))朝向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a噴射水W。該兼用噴射孔11-1 11-3中，在氣體燃燒時(shí)從氣體燃料罐13經(jīng)由氣體燃料供給 線路L21 L23供給氣體燃料GF，供給的氣體燃料GF從兼用噴射孔11_1 11_3朝向旋轉(zhuǎn) 葉片130的葉片腹面132a噴射。供給的氣體燃料GF的量通過閥V21 V23調(diào)整。因此，氣體燃燒時(shí)，從該噴射孔11-1 11-3噴射氣體燃料GF，并且從液體燃料噴 射孔133A朝向葉片腹面132a噴射液體燃料LF，由此可構(gòu)成使氣體燃料GF和液體燃料LF 同時(shí)燃燒的雙燃燒燃?xì)廨啓C(jī)。此外，在僅液體燃料LF燃燒時(shí)的，從水罐14經(jīng)由水供給線路L31 L33供給水W， 供給的水W從兼用噴射孔11-1 11-3朝向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a噴射。供給的 水W的量通過閥V31 V33調(diào)整。此處，圖2是表示本發(fā)明實(shí)施例1的燃燒器在僅液體燃料LF燃燒時(shí)水噴射時(shí)的狀 態(tài)的立體圖。如圖2所示，在液體燃料LF燃燒時(shí)，從水罐14經(jīng)由水供給線路L31 L33供 給的水W在旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a的表面上形成水膜15A。從兼用噴射孔11-1 11-3噴射而形成水膜15A的水W與從各液體燃料噴射孔 133A噴射的液體燃料LF混合，從葉片端部微?；撐⒘；幕旌先剂?8A向空氣通路 111的下流側(cè)飛散。因此，在油燃燒時(shí)，從兼用噴射孔11-1 11-3供給水W，在葉片表面上形成水膜 15A，從而能夠?qū)⒁后w燃料LF碰撞的葉片腹面132a的碰撞部分冷卻，因此能夠防止焦化。此外，通過使用兼用噴射孔11-1 11-3作為供給水W的水供給孔，能夠防止燃料 噴嘴110的內(nèi)部的流路形狀的復(fù)雜化。此外，在既有的燃燒器中，使用氣體燃料噴射孔，僅進(jìn)行追加水供給線路的簡(jiǎn)易的變更，由此能夠向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a噴射水W，能夠防止焦化。此外，通過從兼用噴射孔11-1 11-3供給的水W，能夠降低燃燒溫度，因此在燃燒場(chǎng)中能夠發(fā)揮減少NOx的效果。此外，在本實(shí)施例的燃燒器IOA中，在未圖示的點(diǎn)火噴嘴中負(fù)荷上升到高負(fù)荷后， 降低點(diǎn)火比而投入液體燃料LF和水W。這是由于，若在噴射液體燃料LF時(shí)投入水W則水W 的量相對(duì)增多，因此需要在負(fù)荷上升一定程度后投入水W。此外，在本實(shí)施例的燃燒器IOA中，在未圖示的點(diǎn)火噴嘴中負(fù)荷上升到高負(fù)荷后， 斷續(xù)地供給水W，但本發(fā)明不限于此，也可以在點(diǎn)火噴嘴中從負(fù)荷上升到高負(fù)荷前連續(xù)地供 給水W，與液體燃料LF混合。此外，在本實(shí)施例的燃燒器IOA中，分別設(shè)置從氣體燃料罐13供給氣體燃料GF的 氣體燃料供給線路L21 L23、和從水罐14供給水W的水供給線路L31 L33，由此從兼用 噴射孔11-1 11-3投入氣體燃料GF或水W，但本發(fā)明不限于此，也可以如圖3所示，將氣 體燃料供給線路L21 L23和水供給線路L31 L33在中途連接，從兼用噴射孔11_1 11-3投入氣體燃料GFjK W中的任一種。此外，在本實(shí)施例的燃燒器IOA中，液體燃料噴射孔133A朝向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉 片腹面132a噴射液體燃料LF，但本發(fā)明不限于此，液體燃料噴射孔133A也可以朝向旋轉(zhuǎn)葉 片130的葉片背面132b噴射液體燃料LF。此外，液體燃料噴射孔133A也可以朝向旋轉(zhuǎn)葉 片130的葉片腹面132a及葉片背面132b噴射液體燃料LF。這樣，根據(jù)本實(shí)施例的燃燒器10A，在旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a上設(shè)置兼用 作水噴射用和氣體燃料噴射用的兼用噴射孔11-1 11-3，其在僅使用液體燃料LF的燃燒 時(shí)，朝向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a噴射水W，并且，在氣體燃燒時(shí)噴射氣體燃料GF。因 此，在旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a的葉片表面上形成水膜15A，對(duì)液體燃料LF碰撞的葉 片腹面132a的碰撞部分進(jìn)行冷卻，從而能夠抑制葉片腹面132a的與液體燃料LF的碰撞部 分的加熱。因此，能夠降低燃燒溫度，能夠防止焦化，并且能夠在燃燒場(chǎng)中減少N0X。實(shí)施例2對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例2的燃燒器，參照?qǐng)D4進(jìn)行說明。本實(shí)施例的燃燒器，與上述圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA的構(gòu)成大致相同，因 此對(duì)于與上述圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA相同的構(gòu)成標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)的說明。此外，在本實(shí)施例中，僅表示燃燒噴嘴110和旋轉(zhuǎn)葉片130的部分，省略其他部分。 在以下其他實(shí)施例中也一樣。圖4是表示本發(fā)明實(shí)施例2的燃燒器的構(gòu)成的概略圖。如圖4所示，本實(shí)施例的燃燒器IOB中，將圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA的旋 轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a上設(shè)置的兼用噴射孔11_1 11_3在燃料噴嘴110上與液體 燃料噴射孔133A沿軸方向同列地配置。S卩，本實(shí)施例的燃燒器IOB中，作為冷卻單元，獨(dú)立設(shè)置水噴射孔16A，其在燃料噴 嘴110上液體燃料噴射孔133A的上流側(cè)與液體燃料噴射孔133A沿軸方向同列地配置，朝 向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a噴射水W。此外，圖4是表示水噴射時(shí)的狀態(tài)的圖。
水噴射孔16A在燃料噴嘴110上液體燃料噴射孔133A的上流側(cè)與液體燃料噴射 孔133A同列地配置，朝向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a噴射水W。通過水噴射孔16A，朝 向液體燃料LF與旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a的葉片表面碰撞的位置噴射水W，在旋轉(zhuǎn) 葉片130的葉片腹面132a的表面上形成水膜15B。然后，從水噴射孔16A噴射且形成水膜 15B的水W與從各液體燃料噴射孔133A噴射的液體燃料LF混合，從葉片端部微?；?，該微 粒化的混合燃料18B向圖1所示的空氣通路111的下流側(cè)飛散。因此，從水噴射孔16A供給水W，在葉片腹面132a的葉片表面上形成水膜15B，由 此能夠?qū)⒁后w燃料LF碰撞的葉片腹面132a的碰撞部分冷卻，使葉片表面的溫度下降。因 此，能夠降低燃燒溫度，能夠防止焦化。實(shí)施例3對(duì)本發(fā)明實(shí)施例3的燃燒器，參照?qǐng)D5進(jìn)行說 明。本實(shí)施例的燃燒器，與上述圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA的構(gòu)成大致相同，因 此對(duì)與上述圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA相同的構(gòu)成標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)的說明。此外，本實(shí)施例中，僅表示燃燒噴嘴110和旋轉(zhuǎn)葉片130的部分，省略其他部分。圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例3的燃燒器的構(gòu)成的概略圖。如圖5所示，本實(shí)施例的燃燒器IOC中，將圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA的旋 轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a上設(shè)置的兼用噴射孔11_1 11_3與液體燃料噴射孔133A合 為一體。S卩，本實(shí)施例的燃燒器IOC中，作為冷卻單元，將水W和液體燃料LF均勻地混合后 的混合燃料MF從液體燃料噴射孔133B朝向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a噴射。本實(shí)施例的燃燒器IOC中，在燃料噴嘴110上設(shè)置靜態(tài)混合器17，使水W和液體燃 料LF均勻地混合。將由靜態(tài)混合器17均勻地混合的水W和液體燃料LF的混合燃料MF從 液體燃料噴射孔133B噴出。此外，現(xiàn)有的燃燒器中，在使用靜態(tài)混合器17等混合水W和液體燃料LF時(shí)，在燃 料噴嘴110的更上流側(cè)進(jìn)行混合。因此，在經(jīng)過燃料噴嘴110內(nèi)的期間，產(chǎn)生水W和液體燃 料LF分離的情況。與此相對(duì)，本實(shí)施例的燃燒器IOC中，緊靠著液體燃料噴射孔133B通過靜態(tài)混合 器17使水W和液體燃料LF混合，因此能夠使水W和液體燃料LF不分離地從液體燃料噴射 孔133B噴射混合燃料MF。然后，從各液體燃料噴射孔133B噴射的混合燃料MF從葉片端部 微?；撐⒘；幕旌先剂?8C向圖1所示的空氣通路111的下流側(cè)飛散。此外，在供給液體燃料LF的如圖1所示的液體燃料供給線路L31上向液體燃料LF 中添加水W。由于水W的沸點(diǎn)比油等液體燃料LF低，因此水W先蒸，使燃燒溫度下降，由此 能夠降低旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片表面的溫度，因此能夠防止焦化。此外，本實(shí)施例的燃燒器IOC中，不需要設(shè)置圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA那 樣的兼用噴射孔11-1 11-3，僅從液體燃料噴射孔133B噴出水W，因此能夠減少在燃料噴 嘴110、或旋轉(zhuǎn)葉片130上設(shè)置的噴射孔的數(shù)量。此外，本實(shí)施例的燃燒器IOC中，通過靜態(tài)混合器17使水W和液體燃料LF均勻地 混合，但本發(fā)明不限于此，只要是使水W和液體燃料LF均勻地混合的裝置即可。實(shí)施例4
對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例4的燃燒器，參照?qǐng)D6進(jìn)行說明。本實(shí)施例的燃燒器，與上述圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA的構(gòu)成大致相同，因 此對(duì)與上述圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA相同的構(gòu)成標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)的說 明。此外，本實(shí)施例中，僅表示燃燒噴嘴110和旋轉(zhuǎn)葉片130的部分，省略其他部分。圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例4的燃燒器的構(gòu)成的概略圖。如圖6所示，本實(shí)施例的燃燒器IOD中，將圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA的燃 料噴嘴110上設(shè)置的液體燃料噴射孔133A設(shè)在旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a上。S卩，本實(shí)施例的燃燒器IOD中，將液體燃料噴射孔133C-1 133C-3設(shè)在旋轉(zhuǎn)葉片 130的葉片腹面132a上，并且，作為冷卻單元，在旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a的液體燃料 噴射孔133C-1 133C-3的上流側(cè)(圖6中的左側(cè))，設(shè)置朝向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面 132a噴射水W的水噴射孔16B-1 16B-3。此外，圖6是表示水噴射時(shí)的狀態(tài)的圖。從在旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a的上流側(cè)設(shè)置的水噴射孔16B-1 16B-3朝 向旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a噴出水W，在旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a的表面上形成 水膜15C，降低旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片表面溫度。然后，從相比水噴射孔16B-1 16B-3設(shè)在 下流側(cè)的液體燃料噴射孔133C-1 133C-3噴射液體燃料LF。然后，從水噴射孔16B-1 16B-3噴射而形成水膜15C的水W與從各液體燃料噴射孔133C-1 133C-3噴射的液體燃 料LF混合，從葉片端部微?；撐⒘；幕旌先剂?8D向如圖1所示的空氣通路111的 下流側(cè)飛散。因此，從相比液體燃料噴射孔133C-1 133C-3設(shè)在上流側(cè)的水噴射孔16B-1 16B-3供給水W，在旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片表面上形成水膜15C，由此能夠使旋轉(zhuǎn)葉片130的葉 片腹面132a的葉片表面的溫度降低，因此能夠防止發(fā)生焦化。此外，通過從難以產(chǎn)生焦化的旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片表面噴射液體燃料LF，能夠進(jìn) 行濃度分布的微調(diào)整。實(shí)施例5對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例5的燃燒器，參照?qǐng)D7進(jìn)行說明。本實(shí)施例的燃燒器，與上述圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA的構(gòu)成大致相同，因 此對(duì)與上述圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA相同的構(gòu)成標(biāo)注相同標(biāo)號(hào)，省略重復(fù)的說明。此外，本實(shí)施例中，僅表示燃燒噴嘴110和旋轉(zhuǎn)葉片130的部分，省略其他部分。圖7是表示本發(fā)明實(shí)施例5的燃燒器的構(gòu)成的概略圖。如圖7所示，本實(shí)施例的燃燒器IOE中，取代在圖1所示的實(shí)施例1的燃燒器IOA 的旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片腹面132a上設(shè)置的兼用噴射孔11_1 11_3，而在旋轉(zhuǎn)葉片130內(nèi) 部形成水冷卻流路21。S卩，本實(shí)施例的燃燒器IOE中，作為冷卻單元，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)葉片內(nèi)部形成的水冷卻 流路。此外，圖7是表示水噴射時(shí)的狀態(tài)的圖。在旋轉(zhuǎn)葉片130內(nèi)部形成水冷卻流路21，通過在旋轉(zhuǎn)葉片130內(nèi)部流動(dòng)的水W使 旋轉(zhuǎn)葉片130內(nèi)部冷卻。此外，向水冷卻流路21供給的水W經(jīng)由圖1所示的水供給線路 L31供給。而且，在水冷卻流路21中使用的冷卻后的水W從旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片端部向空氣通路111中噴霧而微粒化。此外，從設(shè)在燃料噴嘴110上的液體燃料噴射孔133A噴射的液體燃料LF微?；Ｈ缓?，該微?；乃甒和從各液體燃料噴射孔133A噴射的微粒化的液體燃料LF在葉片端 部混合而微?；?，該微粒化的混合燃料18E向圖1所示的空氣通路111的下流側(cè)飛散。因此，若使用本實(shí)施例的燃燒器10E，則在旋轉(zhuǎn)葉片130內(nèi)部設(shè)置水冷卻流路21， 從旋轉(zhuǎn)葉片130內(nèi)部冷卻旋轉(zhuǎn)葉片130，由此使旋轉(zhuǎn)葉片130的葉片表面的溫度降低，使液 體燃料LF碰撞的葉片腹面132a的碰撞部分冷卻，能夠抑制旋轉(zhuǎn)葉片130的加熱。由此，能 夠使燃燒溫度下降，因此能夠更有效地防止焦化。此外，能夠在下流域通過流動(dòng)的旋渦促進(jìn)在水冷卻流路21中使用而從葉片端部 飛散并微?；乃甒與從液體燃料噴射孔133A噴射并微?；囊后w燃料LF混合。如以上所述，本發(fā)明的燃燒器，能夠使液體燃料碰撞的旋轉(zhuǎn)葉片的葉面的碰撞部 分冷卻，并抑制碰撞部分的加熱，因此，適合用于抑制產(chǎn)生焦化的燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器。
權(quán)利要求
一種燃燒器，具有燃料噴嘴；燃燒器筒，以圍繞所述燃料噴嘴的狀態(tài)配置，并在與所述燃料噴嘴之間形成空氣通路；旋轉(zhuǎn)葉片，以沿著所述燃料噴嘴的軸方向的狀態(tài)配置在所述燃料噴嘴的外周面的沿周方向的多個(gè)部位上，為了使在所述空氣通路中從上流側(cè)向下流側(cè)流通的空氣旋轉(zhuǎn)而隨著從上流側(cè)朝向下流側(cè)逐漸彎曲；以及液體燃料噴射孔，設(shè)在所述燃料噴嘴上，并朝向所述旋轉(zhuǎn)葉片的葉面噴射液體燃料，所述燃燒器的特征在于，具有對(duì)所述液體燃料碰撞的所述葉面的碰撞部分進(jìn)行冷卻的冷卻單元。
2.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述冷卻單元是兼用噴射孔，該兼用噴射孔設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面，在氣體燃 燒時(shí)噴射氣體燃料，并且在所述液體燃料燃燒時(shí)朝向所述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面噴射水。
3.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述冷卻單元是水噴射孔，該水噴射孔在所述燃料噴嘴的所述液體燃料噴射孔的上流 側(cè)與所述液體燃料噴射孔同列配置，并朝向所述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面噴射水。
4.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述冷卻單元將水和液體燃料均勻混合后的混合燃料從所述液體燃料噴射孔朝向所 述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面噴射。
5.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述冷卻單元為在所述旋轉(zhuǎn)葉片內(nèi)部形成的水冷卻流路。
6.如權(quán)利要求1所述的燃燒器，其特征在于，所述液體燃料噴射孔設(shè)在所述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面，并且，所述冷卻單元是水噴射孔，該水噴射孔設(shè)在所述葉片腹面的所述液體燃料噴射 孔的上流側(cè)，并朝向所述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面噴射水。
7.如權(quán)利要求1 6的任一項(xiàng)所述的燃燒器，其特征在于，所述液體燃料朝向所述旋轉(zhuǎn)葉片的葉片腹面、葉片背面的任一方或兩方噴射液體燃料。
全文摘要
本實(shí)施例的燃燒器(10A)具有燃料噴嘴(110)；燃燒器筒，在與燃料噴嘴(110)之間形成空氣通路；旋轉(zhuǎn)葉片(旋流器葉片)(130)，以沿著燃料噴嘴(110)的軸方向的狀態(tài)配置在燃料噴嘴(110)的外周面的沿周方向的多個(gè)部位上，隨著從上流側(cè)朝向下流側(cè)而逐漸彎曲；以及液體燃料噴射孔(133A)，在燃料噴嘴(110)上朝向旋轉(zhuǎn)葉片(130)的葉面噴射液體燃料，其中，具有兼用噴射孔(11-1～11-3)，作為對(duì)液體燃料(LF)碰撞的旋轉(zhuǎn)葉片(130)的葉片腹面(132a)的碰撞部分進(jìn)行冷卻的冷卻單元。從兼用噴射孔(11-1～11-3)噴射的水在葉片腹面(132a)上形成水膜(15a)，使燃燒溫度降低，從而防止焦化。
文檔編號(hào)F23R3/00GK101878395SQ20088011837
公開日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2008年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日
發(fā)明者齋藤敏彥, 石坂浩一, 谷村聰 申請(qǐng)人:三菱重工業(yè)株式會(huì)社