[發(fā)明專利]燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410531805.9
• 申請(qǐng)日: 2014-10-10
• 公開（公告）號(hào): CN104566475A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沼田祥平;橫田修;辰巳哲馬;林明典
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱日立電力系統(tǒng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): F23R3/42
• 分類號(hào): F23R3/42
• 代理公司: 北京銀龍知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11243
• 代理人: 張敬強(qiáng);嚴(yán)星鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器。

背景技術(shù)

對(duì)于燃?xì)廨啓C(jī)等的燃燒器襯套、渦輪翼、熱交換器、葉片、鍋爐、加熱爐等，冷卻、加熱、熱交換等中的流體與固體之間的導(dǎo)熱促進(jìn)，基于各設(shè)備所要求的式樣考慮了各種構(gòu)造。

例如，在發(fā)電用燃?xì)廨啓C(jī)等的燃燒器中，要求以不損失燃?xì)廨啓C(jī)效率的程度的較少的壓力損失維持必要的冷卻性能，并維持構(gòu)造強(qiáng)度的可靠性。并且，從關(guān)注環(huán)境問題的觀點(diǎn)來看，要求減少在燃燒器內(nèi)生成的氮氧化物(NOx)的排出量。作為NOx的產(chǎn)生主要因素，列舉了燃燒時(shí)空氣中的氧和氮被保持為非常高溫。為了防止該情況并減少NOx，利用在燃燒前混合燃料與空氣來燃燒的預(yù)混合燃燒，并且實(shí)現(xiàn)使其以燃料與空氣的混合比(燃料空氣比)比理論混合比小的狀態(tài)燃燒。

作為鑒于該點(diǎn)的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的導(dǎo)熱裝置(導(dǎo)熱構(gòu)造)，在日本特開2001-280154號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)記載有具備在軸方向連結(jié)多個(gè)將大致矩形的板材卷曲形成為筒狀的圓筒材料而形成的襯套的構(gòu)造。該襯套中的各圓筒材料與相鄰的其他的圓筒材料重疊連結(jié)，該重疊部分由焊接以及釬焊結(jié)合。

另外，在各圓筒材料的一方的端部(來自壓縮機(jī)的壓縮空氣的流通方向的下游側(cè))沿周方向配置有多個(gè)由沖壓加工等形成的凸部(縱渦產(chǎn)生器)。該縱渦產(chǎn)生器產(chǎn)生在導(dǎo)熱介質(zhì)(壓縮空氣)的流動(dòng)方向具有旋轉(zhuǎn)的中心軸的縱渦，通過該縱渦攪拌流通路的導(dǎo)熱介質(zhì)。并且，在該燃燒器襯套的外周面設(shè)有用于破壞在被縱渦產(chǎn)生器攪拌的導(dǎo)熱介質(zhì)產(chǎn)生的邊界層的肋部(紊流促進(jìn)體)。

另外，作為其他的構(gòu)造的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的導(dǎo)熱構(gòu)造，在日本特開平6-221562號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)記載有，使用于在襯套外側(cè)形成導(dǎo)熱介質(zhì)的流通路而設(shè)置的導(dǎo)流套筒(外筒)的內(nèi)徑逐漸縮小的構(gòu)造。該文獻(xiàn)中，通過縮小該襯套與導(dǎo)流套筒間的導(dǎo)熱介質(zhì)流通路來增大導(dǎo)熱介質(zhì)的流速，并且通過增大襯套面的表面粗度來提高熱傳遞率。

另外，作為其他的構(gòu)造的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器的導(dǎo)熱構(gòu)造，有日本特開2000-320837號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)。該公報(bào)記載有，“通過在襯套的外周側(cè)以及導(dǎo)流套筒內(nèi)周側(cè)設(shè)置引導(dǎo)葉片，來加快流速實(shí)現(xiàn)導(dǎo)熱效果提高”。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2001-280154號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平6-221562號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2000-320837號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)1公開的導(dǎo)熱裝置是與以往的裝置相比較在冷卻性能、構(gòu)造強(qiáng)度以及低NOx性等點(diǎn)優(yōu)異的裝置，但從制造工序的簡(jiǎn)單性以及長(zhǎng)壽命性這樣的觀點(diǎn)來看，有改進(jìn)構(gòu)造的余地。

例如，上述襯套在軸方向結(jié)合多個(gè)圓筒部件來形成，但各圓筒部件在重疊部分焊接接合。這樣的焊接部分可能成為裂縫的產(chǎn)生原因，與不使用焊接的情況(即，利用單一的圓筒部件形成襯套的情況)相比較，長(zhǎng)期間的利用可能被阻礙。另外，也能夠指出若焊接位置多則工時(shí)增加所以制造成本增加的點(diǎn)。該點(diǎn)在紊流促進(jìn)體亦即肋部的安裝利用焊接的情況下更顯著。

并且，在利用焊接的情況下，有時(shí)在各圓筒部件產(chǎn)生熱變形。在產(chǎn)生了熱變形的情況下，對(duì)與燃燒器襯套組合的其他的圓形的部件(例如，安裝了燃料噴嘴、預(yù)混合噴嘴的圓板、過渡件(尾筒)等)的組裝性降低，并且需要將襯套再次整形成圓形，燃燒器的制造工序可能復(fù)雜化。另外，形成襯套的各圓筒部件的重疊部分為雙層結(jié)構(gòu)，與其他的部分相比變厚，所以也能夠指出與其他的部分相比較導(dǎo)熱性(冷卻性)降低的點(diǎn)。

另外，專利文獻(xiàn)2公開的導(dǎo)熱裝置與專利文獻(xiàn)1相比較，襯套側(cè)的構(gòu)造簡(jiǎn)單，所以認(rèn)為制造工序的簡(jiǎn)單性以及構(gòu)造物的長(zhǎng)壽命性優(yōu)異，但僅通過流速以及表面粗度的增大來實(shí)現(xiàn)促進(jìn)導(dǎo)熱，所以為了得到較大的促進(jìn)導(dǎo)熱效果，壓力損失可能過度地變大。

另外，專利文獻(xiàn)3公開的導(dǎo)熱裝置，在僅在導(dǎo)流套筒的內(nèi)周側(cè)設(shè)置了引導(dǎo)葉片的構(gòu)造中簡(jiǎn)單性以及長(zhǎng)壽命性優(yōu)異，但有助于促進(jìn)導(dǎo)熱的作用僅是流速增大，與專利文獻(xiàn)2相同，為了得到較大的導(dǎo)熱促進(jìn)效果，壓力損失可能過度地變大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供能夠抑制壓力損失的增大并且促進(jìn)熱傳遞的、制造工序的簡(jiǎn)單性以及長(zhǎng)壽命性優(yōu)異的導(dǎo)熱裝置。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的，其特征在于，在使導(dǎo)熱介質(zhì)在燃燒器襯套與導(dǎo)流套筒間流通的燃?xì)廨啓C(jī)燃燒器中，上述導(dǎo)流套筒具備內(nèi)徑縮小部，在上述內(nèi)徑縮小部上游的內(nèi)側(cè)表面具備產(chǎn)生縱渦的縱渦產(chǎn)生單元。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，能夠確保制造工序的簡(jiǎn)單化和長(zhǎng)壽命化，并且抑制壓力損失的增大且提高襯套的導(dǎo)熱促進(jìn)效果。