CN107076422A - 烧嘴、燃烧器以及燃气轮机 - Google Patents

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Abstract

烧嘴(6)从远离燃烧室(48)的基端侧向靠近所述燃烧室(48)的末端侧喷射燃料和空气的混合物，烧嘴(6)具备：燃料通路(76、78、80)，其具有在基端侧和末端侧之间使燃料折回并流通的第一连接通路(80)；第三通路(82)，其以包围所述燃料通路(76、78、80)的方式形成；第二连接通路(84)，其将通过了所述燃料通路(76、78、80)后的燃料从基端侧向末端侧导入到所述第三通路(82)；以及空气供给孔(62)，其在基端侧向所述第三通路(82)供给空气。因此，能够以简单的结构防止回火。

Description

烧嘴、燃烧器以及燃气轮机
技术领域
本发明涉及烧嘴、燃烧器以及燃气轮机。
背景技术
作为燃气轮机之一，有一种具有燃烧器(DLE燃烧器)的燃气轮机，该燃烧器采用了稀薄预混燃烧方法(干式低排放(Dry Low Emission)燃烧方法)。该燃烧方法是在使预先混合了燃料和空气的预混合气进行燃烧的预混燃烧方式中，通过使预混合气进一步稀薄化，从而抑制对环境有害的NOx的排放量。对NOx的排放量设有严格的限制，因该排放量的限制而限定了进行燃烧的燃料的负载范围，并限定了烧嘴的使用范围。因此，如此在能够扩大烧嘴的使用范围的观点上，稀薄预混燃烧方法是很有效的。
从防止地球变暖以及有效利用资源的观点看，在燃气轮机中，除了利用燃气轮机的主要燃料即天然气之外，还期望利用从石油化学工厂等制造过程中产生的次要的副产物氢气。
然而，氢气比天然气的燃烧速度快。因此，对包含氢气的燃料进行燃烧的烧嘴与仅使天然气燃烧的烧嘴相比，火焰可能会进入到烧嘴主体内(该现象称为“回火”)，并烧毁烧嘴主体。
为了解决该问题，专利文献1公开了一种组合了防止回火技术的燃气轮机用预混燃烧器。该预混燃烧器是在预混合气的喷射口(环状喷嘴)的壁面附近设置冷却流路，在该冷却流路内使水等制冷剂循环，从而在壁面附近形成低温灭火区域，在此处对进入到喷射口内的火焰进行灭火。
然而，专利文献1的预混燃烧器需要有制冷剂流路、制冷剂循环量控制单元等多种设备。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平10-26352号公报
发明内容
发明要解决的问题
因此，本发明的问题在于：提供一种利用简单的结构就能够防止回火的烧嘴、燃烧器以及燃气轮机。
用于解决问题的方案
本发明的第一方式是提供一种烧嘴，所述烧嘴从远离燃烧室的基端侧向靠近燃烧室的末端侧喷射燃料和空气的混合物，具备：燃料通路，其具有在基端侧和末端侧之间使燃料折回并流通的折回部；预混合气通路，其以包围所述燃料通路的方式形成；燃料导入部，其将通过了所述燃料通路后的燃料从基端侧向末端侧导入到所述预混合气通路；以及空气供给部，其在基端侧向所述预混合气通路供给空气。
根据该烧嘴，氢气等低温燃料在燃料通路内所设的折回部中流通，能够对燃料通路的外周进行充分冷却。因而，即使火焰进入到以包围燃料通路的方式形成的预混合气通路(烧嘴主体内部)，也会与燃料通路的外周干扰而被灭火，因此能够防止回火。像这样，通过以简单的结构、且将燃料有效利用于冷却，就能够有效地防止回火。
该烧嘴还可以具备燃料供给部，该燃料供给部将包含氢气的多种燃料供给于所述燃料通路。
根据该烧嘴，由于设有折回部并形成很长的燃料流动的流路长度，因此，即使使用轻的且难以混合的氢气，也能够促进氢气与其他燃料的混合。
优选为所述燃料通路具有至少一个连通部，所述连通部对燃料通过所述折回部之前的所述燃料通路和通过之后的所述燃料通路进行连通。
根据该烧嘴，除了折回部之外还设置对燃料通过所述折回部之前的所述燃料通路和通过之后的所述燃料通路进行连通的部分，能够可靠地使燃料流动。另外，因存在多个连通部而能够促进紊流化，并能够促进燃料的混合。
优选为所述折回部具有至少一个连通部，所述连通部将流过所述折回部的一部分燃料供给于所述燃烧室。
根据该烧嘴，由于能够使预混合气通路内的燃料浓度减少，因此能够进一步抑制NOx的排放，能够扩大可使用范围。具体而言，在对NOx排放没有影响的程度(例如，使用燃料的20％以内)下，将燃料从烧嘴的末端侧扩散喷射到燃烧室。由此，从燃料导入部被导入到预混合气通路内的燃料的量会减少，能够使预混合气通路内的预混合气进一步稀薄化。因而，能够进一步减少NOx的排放量，并能够扩大燃料负载范围，因此能够扩大烧嘴的可使用范围。
该烧嘴所具备的预混合气通路优选为，所述预混合气通路的横截面从基端侧向末端侧逐渐变小。
根据该烧嘴，由于在预混合气通路的横截面中的流路面积从基端侧向末端侧逐渐缩小，因此能够增加预混合气的出口流速(喷射速度)。回火是在燃烧速度超过预混合气的喷射速度的情况下产生的。因此，通过增加预混合气的喷射速度，能够防止回火。另外，通过增加喷射速度，还能够使预混合气通路的壁面附近的粘性边界层区域缩小。粘性边界层区域为回火的主要原因之一，缩小该区域对防止回火是很有效的。
该烧嘴所具备的燃料导入部优选为，所述燃料导入部具备：对通过了所述燃料通路而到达基端侧的燃料进行收纳的连结室；以及从所述连结室向所述预混合气通路喷射燃料的多个喷射孔。
根据该烧嘴，由于燃料导入部具备连结室，从而促进了燃料的混合，燃料导入部还具备喷射孔，能够将燃料喷射到预混合气通路，因此能够促进预混合气的均匀混合。即、能够防止在预混合气通路内的搅拌混合不充分，并能够促进燃料和燃烧用空气的混合。像这样，就能够防止在燃烧时产生局部的高温区域，并能够抑制NOx排放量的增大。
本发明的第二方式是提供一种燃烧器，所述燃烧器向涡轮供给燃烧产生的气体，具备：燃烧筒，其形成使燃料燃烧的燃烧室；预混燃烧式的主烧嘴，其配置在燃烧筒的上游侧；以及预混燃烧式的再燃烧烧嘴，其贯穿燃烧筒的下游侧的周壁部而配置，再燃烧烧嘴是上述任意一个烧嘴。
本发明的第三方式是提供一种燃气轮机，其具备上述任意一个燃烧器。
发明效果
根据本发明，由于利用所导入的燃料对烧嘴内的部件进行冷却，即使火焰进入到烧嘴主体内部，也会被该冷却后的部件进行灭火，因此，能够以简单的结构防止回火。
附图说明
图1是本发明的燃气轮机的概略结构图。
图2是本发明的燃烧器的概略纵剖视图。
图3是本发明第一实施方式的再燃烧烧嘴、即图2的局部放大图。
图4是图3的燃烧室附近的局部放大图。
图5是从图3的A-A方向观察的横剖视图。
图6是在使用了具有与图4不同的第一连接通路的再燃烧烧嘴的情况下的、图3的局部放大图。
图7是在使用了本发明第二实施方式的再燃烧烧嘴的情况下的、图3的燃烧室附近的局部放大图。
图8是使用了在与图7不同的位置设有连通孔的再燃烧烧嘴的情况下的、图3的燃烧室附近的局部放大图。
图9是本发明第三实施方式的再燃烧烧嘴的概略纵剖视图。
图10是表示在本发明第一实施方式的第三通路中的粘性边界层的、图3的局部放大的示意图。
图11是表示在本发明第三实施方式的第三通路中的粘性边界层的、图10的局部放大的示意图。
图12是本发明第四实施方式的再燃烧烧嘴的概略纵剖视图。
图13是图12的燃烧室附近的局部放大图。
图14是本发明第五实施方式的再燃烧烧嘴的燃烧室附近的局部的概略纵剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。另外，以下的说明只是本发明的一个方式的示例，本发明并不是意图对其应用物或其用途进行限制。
第一实施方式
参照图1至图5，分别对本发明的燃气轮机2、燃烧器4以及烧嘴(再燃烧烧嘴)6的结构进行说明。
参照图1，对燃气轮机2的结构进行说明。图1是本发明的燃气轮机2的概略结构图。燃气轮机2具备压缩机8、燃烧器4、涡轮10、转子12和发电机14。压缩机8经由用于供给压缩空气的空气供给通路16，与燃烧器4连接。燃烧器4经由用于供给高温高压的燃烧产生的气体(以下称为“燃烧排气”)的空气供给通路18，与涡轮10连接。涡轮10以机械方式连接在转子12上，以该转子12的旋转传递到压缩机8以及发电机14的方式以机械方式连接。
对于由上述结构组成的燃气轮机2的作用进行说明。在该燃气轮机2中，压缩机8吸引大气并生成压缩空气。压缩空气在燃烧器4中与燃料一起燃烧，生成高温高压的燃烧排气。将燃烧排气供给于涡轮10，并用于转子12的旋转。转子12的旋转被传递到压缩机8，并用于生成压缩空气。另外，通过转子12的旋转，驱动发电机14并发电。
参照图2，来说明燃烧器4的结构。图2是本发明的燃烧器4的概略结构图。本实施方式的燃烧器4是，从压缩机8导入的压缩空气的流动方向(图2的从上向下的方向)、与燃烧排气的流动方向(图2的从下向上的方向)在内部相互正对的逆流罐型的燃烧器4。此外，燃烧器4的型号可以是在圆周上具有多个燃料喷射阀的环形。
燃烧器4具有相对于中心轴20呈同心状配置的、烧嘴单元22、燃烧筒24和外壳26。烧嘴单元22配置在中心轴20上。在燃烧筒24的内部形成燃烧室48，该燃烧室48是使从烧嘴单元22喷射的燃料等进行燃烧。外壳26是筒状，其包围烧嘴单元22和燃烧筒24，在烧嘴单元22和燃烧筒24的周围形成环状的燃烧用空气流路28。外壳26和燃烧筒24支撑多个再燃烧烧嘴6。在本实施方式中，在与中心轴20正交的平面上且以中心轴20为中心的圆周上，以等间隔配置有四个再燃烧烧嘴6。以后再详细说明再燃烧烧嘴6的结构。
烧嘴单元22由预混式的主烧嘴30和扩散燃烧式的引燃烧嘴32构成。引燃烧嘴32沿中心轴20进行配置。主烧嘴30以同心状配置在引燃烧嘴32的周围。主烧嘴30以及引燃烧嘴32均经由配管51与第一燃料供给源52连通。
主烧嘴30具有：沿中心轴20以同心状进行配置的外筒34和内筒36。在本实施方式中，如图所示，内筒36兼用作下述的引燃烧嘴32的燃烧用空气喷射筒37。作为用于对燃料和燃烧用空气进行混合的预混流路38，利用外筒34和内筒36之间的环状空间。预混流路38的一端(图的上侧端部)在燃烧室48开口，预混流路38的另一端(图的下侧端部)经由多个空气入口40朝向径向外侧在燃烧用空气流路28开口。在空气入口40的径向外侧，配置有喷出第一燃料的多个主燃料喷嘴42。虽然未图示，但多个空气入口40和与之对应的多个主燃料喷嘴42优选在以中心轴20为中心的周向上以等间隔进行配置。虽然未图示，但各主燃料喷嘴42在与空气入口40对置的部位上，形成有朝向空气入口40喷出第一燃料的多个燃料喷射孔(未图示)，并且各主燃料喷嘴42经由配管51与第一燃料供给源52连接，由第一燃料供给源52供给的燃料与由燃烧用空气流路28供给的燃烧用空气一起，从空气入口40供给于预混流路38，并在该预混流路38中进行混合，向燃烧室48喷射混合后的燃料和燃烧用空气。在本实施方式中，在空气入口40设置有多个涡流器叶片(旋流器)44，该多个涡流器叶片44对流入到预混流路38中的燃烧用空气赋予旋转力并促进燃烧用空气与第一燃料的预混。
引燃烧嘴32具备：沿中心轴20延伸的燃料喷射筒39和以同心状外装在该燃料喷射筒39的燃烧用空气喷射筒37，形成于燃料喷射筒39内的燃烧喷射通路(未图示)经由配管51与第一燃料供给源52连接，在燃料喷射筒39和燃烧用空气喷射筒37之间所形成的环状空气流路(引燃用空气流路)50与燃烧用空气流路28连接，由第一燃料供给源52供给的燃料和由压缩机供给的压缩空气被喷射到燃烧室48内。
再燃烧烧嘴6沿四个轴58并贯穿外侧的外壳26和内侧的燃烧筒24而配置，该四个轴58被包含在与中心轴20正交的平面上且沿周向以等间隔进行配置。以后再详细说明，再燃烧烧嘴6与第一燃料供给源(天然气供给源)60和第二燃料供给源(氢气供给源)66连接。另外，再燃烧烧嘴6具有：将流过燃烧用空气流路28的一部分压缩空气作为燃烧用空气引入的结构。
关于具备上述结构的燃烧器4的作用，以下参照图2进行说明。如图2所示，在燃气轮机(未图示)启动时，从引燃烧嘴32喷射到燃烧室48的天然气，在燃烧室48内与从环状空气流路50喷射到燃烧室48的燃烧用空气进行扩散混合，利用未图示的着火源进行点火，形成因扩散燃烧而产生的引燃火焰。
当燃气轮机过渡到正常运转时，从主烧嘴30的预混流路38喷射的预混合气，在燃烧室48内被引燃火焰点火，在燃烧室基端侧的一次燃烧区域94形成稀薄的预混火焰。由此，燃烧室48内的燃烧火焰的温度下降从而抑制NOx的产生量。
在为了使燃气轮机的输出提高而需要高负载燃烧的情况下，使再燃烧烧嘴6工作，从该再燃烧烧嘴6向燃烧室48内导入由天然气、氢气以及燃烧用空气构成的预混合气，在一次燃烧区域94下游侧的二次燃烧区域96形成稀薄的预混火焰。由此，能够抑制在二次燃烧区域96产生的NOx。通过从再燃烧烧嘴6导入的预混合气进行燃烧而增加的燃烧排气被输送到燃气轮机，并且用于调节该燃气轮机的输出。
参照图3至图5，对再燃烧烧嘴6的结构进行详细说明。图3是本发明第一实施方式的再燃烧烧嘴6的局部放大图。图4是图3的燃烧室附近的局部放大图。图5是图3的A-A向视剖视图。
如图所示，再燃烧烧嘴6的结构为，从远离燃烧室48的基端侧向接近燃烧室48的末端侧，喷射燃料和空气的混合物(预混合气)，再燃烧烧嘴6具备沿中心轴58以同心状配置的三个筒部，即内筒70、外装于内筒70的中间筒72、和外装于中间筒72的外筒74。在本实施方式中，外筒74由两个筒部90、92构成，但如下所述，外筒74可以由一个筒部构成。在本实施方式中，内筒70、中间筒72、外筒74的一部分(第二筒部92)由管座56支撑，该管座56固定在外壳26上，外筒74的另一部分(第一筒部90)由燃烧筒24支撑。
进行具体说明，内筒70由两端开口的管构成，从而在内部形成第一通路76，内筒70的基端部(图的左侧端部)被管座56保持，其末端部(图的右侧端部)配置在燃烧筒24的附近。另外，内筒70的基端侧从第一通路76向基端侧分支，并分支成第一燃料供给通路65和第二燃料供给通路69。第一燃料供给通路65和第二燃料供给通路69经由配管64、68分别与第一燃料供给源60和第二燃料供给源66连接。如图所示，在配管64、68上分别设置流量调节阀61、67，优选通过操作这些流量调节阀61、67，能够对于由第一燃料供给源60供给的第一燃料与由第二燃料供给源66供给的第二燃料的比例进行调节。在本实施方式中，第一燃料是天然气，第二燃料是氢气。第一燃料供给通路65、第二燃料供给通路69构成了本发明的燃料供给部。
中间筒72与管座56形成一体，在内筒70的周围形成有环状的第二通路78。如图所示，中间筒72的末端部被封闭，在中间筒72的末端部和内筒70的末端之间，形成有对第一通路76和第二通路78进行连通的第一连接通路80。第一通路76、第二通路78以及第一连接通路80构成了本发明的燃料通路。中间筒72的基端部由隔壁57支撑，该隔壁57形成了管座56的一部分。如图所示，管座56具有：固定在外壳26上的基部59；嵌入到在外壳26所形成的贯穿孔55中的筒部63；以及与筒部63的末端连结的隔壁57，在基部59和隔壁57之间，形成有对内筒70的周围进行包围的筒状的连结室86，该连结室86与第二通路78的基端连接。管座56还具备：以同心状包围中间筒72基端侧的第二筒部92。如上所述，第二筒部92配置成在同轴上与第一筒部90靠近，该第一筒部90由燃烧筒24支撑，由这些筒部92和90构成外筒74，在外筒74(筒部92和90)的内侧形成有第三通路82。
在管座56的隔壁57上，在以中心轴58为中心的圆周上以等间隔形成有多个喷射孔88，该多个喷射孔88贯穿该隔壁57，由此，连结室86和第三通路82经由喷射孔88进行连通。如图5所示，在本实施方式中，形成了八个喷射孔88。如图3、图5所示，与喷射孔88相对应，在第二筒部92上形成有多个空气供给孔(空气供给部)62，由此，燃烧用空气流路28与第三通路82连通。在本实施方式中，与喷射孔88的数量相对应，而设有八个空气供给孔62。另外，关于中心轴58的径向，各空气供给孔62与喷射孔88配置成一列。
关于具备上述结构的再燃烧烧嘴6的动作，以下参照图3至图5进行说明。再燃烧烧嘴6是将由第一燃料供给通路64以及第二燃料供给通路68供给的第一燃料和第二燃料分别供给于第一通路76内。所供给的第一燃料和第二燃料在第一通路76内进行混合。混合后的燃料(以下称为“混合燃料”)从第一通路76的末端进入到第一连接通路80，在此处折回再流入到第二通路78。供给于第二通路78的混合燃料从末端输送到基端，再进入到第二连接通路(燃料导入部)84。第二连接通路84的混合燃料经由喷射孔88被喷射到第三通路82内。喷射到第三通路82内的混合燃料与由空气供给孔62供给的燃烧用空气一起在第三通路82内内被输送到末端侧，在其中途与燃烧用空气混合而成为预混合气(混合物)。该预混合气从第三通路82的末端被喷射到燃烧室48内进行预混燃烧，并形成二次燃烧区域96。
像这样，在本发明的再燃烧烧嘴6中，燃料在第一通路76、第一连接通路80以及第二通路78内流动，此时，燃料与中间筒72接触而冷却该中间筒72。因此，即使燃烧室48内的火焰进入到第三通路82，也会与冷却后的中间筒72接触而被灭火。因而，根据实施方式的再燃烧烧嘴6，不存在回火的问题。尤其是，氢气比天然气的燃烧速度快。因此，使包含氢气的燃料燃烧的烧嘴、与通常的仅将天然气作为燃料进行燃烧的烧嘴相比，产生回火的可能性更高。但是，通过采用具备这样的防止回火功能的再燃烧烧嘴6，能够将高浓度氢气作为燃料使用，该高浓度氢气由于可能会产生回火而不能在通常的烧嘴中使用。另外，在使混合燃料进行燃烧的烧嘴中，无法对燃料之间进行均匀混合，其结果是在燃烧时在局部产生高温区域，NOx排放量可能会增加。但是，根据本发明的再燃烧烧嘴，由于利用燃料流路的折回结构，能够确保更长的流路长度，所以能够促进氢气和烃类气体的均匀混合，能够抑制在燃烧时形成的局部的高温区域，并能够减少NOx的排放量。
各烧嘴所用的燃料可以使用烃类燃料，该烃类燃料包含相对于全部的第一燃料的体积比为80体积％以上的烃。在本实施方式中，作为第一燃料的烃类燃料是例如包含88.9％的甲烷CH4的天然气。在烃类燃料中，除了包含天然气之外，还包含液化天然气(Liquefied Natural Gas)。此外，还可以是煤油、轻油等液体燃料。第二燃料可以使用含有相对于全部的第二燃料的体积比为50体积％以上的高浓度的氢气的气体。例如，可以单独使用氢气或者使用在氢气中混合了甲烷气体的气体。
对上述本实施方式的再燃烧烧嘴6能够进行各种改变。例如，如图6所示，在内筒70的末端区域，可以形成贯穿该内筒70且连通第一通路76和第二通路78的多个连通孔(连通部)98。优选为，以中心轴58为中心而在内筒70的圆周上以等间隔设有多个(例如四个)连通孔98。根据这样的结构，经由第一连接通路80流入到第二通路78的混合燃料被从多个连通孔98喷射的混合燃料弄乱，能够进一步促进氢气和烃类气体的混合。另外，均匀混合后的混合燃料在第三通路82内与燃烧用空气进行混合，不会产生氢气浓度在局部增高的部分。因此，在燃烧时不会产生局部的高温区域，其结果是能够抑制NOx的排放量。
第二实施方式
图7以及图8是第二实施方式的再燃烧烧嘴6的燃烧室48附近的局部放大图。除了与再燃烧烧嘴6的末端侧有关的部分之外的结构，均与图3的第一实施方式相同。因此，对于与图3所示的结构相同的部分，标注相同的附图标记并省略说明。参照图7，本实施方式的再燃烧烧嘴6具备多个连通孔(连通部)100，该多个连通孔100在中间筒72的末端区域倾斜地贯穿该中间筒72而连通第一连接通路80和燃烧室48。如图8所示，连通孔100也可以是垂直贯穿中间筒72而连通第一连接通路80和第三通路82的连通孔101。优选为，以中心轴58为中心而在中间筒72的圆周上以等间隔设有多个(例如四个)连通孔100、101。
根据这样的结构，混合燃料从基端侧的喷射孔88和末端侧的连通孔100、101这两个部位进行喷射。通过了基端侧的喷射孔88喷射的混合燃料被喷射到第三通路82内，通过了连通孔100、101喷射的混合燃料从第一连接通路80向燃烧室48内、或者第三通路82的末端部扩散喷射。作为来自喷射孔88和连通孔100、101的喷射量的比例优选为，来自连通孔100、101的喷射量是在来自喷射孔88和连通孔100、101的全部喷射量中的20％以内。这是由于，在来自连通孔100、101的喷射量超过20％时，因从连通孔100、101扩散喷射出的燃料的扩散燃烧，恐怕会使NOx的排放量增加。另外，从喷射孔88喷射到第三通路82内的燃料会减少，能够使第三通路82内的预混合气进一步稀薄化。因而，能够进一步减少NOx的排放量，随之能够扩大燃料负载的范围，因此能够扩大再燃烧烧嘴6的可使用范围。
第三实施方式
图9表示第三实施方式的再燃烧烧嘴6。在本实施方式的再燃烧烧嘴6中，除了与末端侧的形状有关的部分之外的结构，均与图3的第一实施方式相同。因此，对于与图3所示的结构相同的部分，标注相同的附图标记并省略说明。
本实施方式的再燃烧烧嘴6形成为，外筒74的内径从基端侧向末端侧(从图的左侧向右侧)逐渐缩小。因此，第三通路82的横截面(与中心轴58垂直的截面)从基端侧向末端侧逐渐变小。
根据这样的结构，回火是在燃烧速度超过预混合气的喷射速度的情况下产生的，因此，通过增加预混合气的出口流速(喷射速度)，能够更可靠地防止回火。
图10以及图11分别示意性地表示了在本发明第一实施方式的再燃烧烧嘴6和第三实施方式的再燃烧烧嘴6的末端侧中的、外筒74的内壁附近的粘性边界层102。如这些图所示，第三实施方式的再燃烧烧嘴6(图11)与第一实施方式的再燃烧烧嘴6(图10)相比，由于通过增加喷射速度而减小了有可能成为低流速区域的粘性边界层区域102，因此能够更可靠地防止回火。
第四实施方式
图12表示了本发明第四实施方式的再燃烧烧嘴6的概略纵剖视图。图13表示了图12的燃烧室48附近的局部放大图。在本实施方式的再燃烧烧嘴6中，除了与末端侧的形状以及连结室86附近有关的部分之外的结构，均与图3的第一实施方式相同。因此，对于与图3所示的结构相同的部分，标注相同的附图标记并省略说明。
在如图12以及图13所示的本实施方式的再燃烧烧嘴6中，内筒70由末端侧开口的管构成，在基端侧具备多个连接管81，该多个连接管81与连结室86进行流体连接。在内筒70的内部形成有第二通路78。
中间筒72与管座56形成一体，在内筒70的周围形成有环状的第一通路76。如图所示，中间筒72的末端部被封闭，在中间筒72的末端部和内筒70的末端之间，形成有连通第一通路76和第二通路78的第一连接通路80。在中间筒72的基端部，形成有对内筒70的周围进行包围的筒状的连结室86，在第二通路78的基端所设置的连接管81与该连结室86连接。
当供给于第一通路76的混合燃料到达末端侧的第一连接通路80时，从轴58的径向外侧向内侧折回并流入到第二通路78。供给于第二通路78的混合燃料，经过基端侧的连接管81并流入到连结室86。像这样，混合燃料在再燃烧烧嘴6的末端侧折回的结构，也可以是从外侧向内侧流动的结构。
第五实施方式
图14表示了本发明第五实施方式的再燃烧烧嘴的燃烧室附近的局部的概略纵剖视图。在本实施方式的再燃烧烧嘴6中，除了与末端侧的形状有关的部分之外的结构，均与图3的第一实施方式相同。因此，对于与图3所示的结构相同的部分，标注相同的附图标记并省略说明。
如图14所示，在本实施方式的再燃烧烧嘴6中，相对于内筒70以及中间筒72，在轴58的外侧设置有第二内筒71以及第二中间筒73。在中间筒72和第二内筒71之间形成有第四通路83。在第二内筒71和第二中间筒73之间形成有第五通路85。第二内筒71的基端部被封闭，在第二内筒71的基端部和中间筒72的基端之间，形成有连通第二通路78和第四通路83的第三连接通路(未图示)。第二中间筒73的末端部被封闭，在第二中间筒73的末端部和第二内筒71的末端之间，形成有连通第四通路83和第五通路85的第四连接通路87。在第二中间筒73的基端，设置有对第五通路85和第三通路82进行连接的第二连接通路(未图示)。
供给于第一通路76的混合燃料当到达末端侧的第一连接通路80时，从轴58的径向内侧向外侧折回再流入到第二通路78。供给于第二通路78的混合燃料当到达基端侧的第三连接通路(未图示)时，从轴58的径向内侧向外侧折回再流入到第四通路83。供给于第四通路83的混合燃料当到达末端侧的第四连接通路87时，从轴58的径向内侧向外侧折回再流入到第五通路85。供给于第五通路85的混合燃料当到达基端侧的第二连接通路(未图示)时，经由喷射孔(未图示)喷射到第三通路82。像这样，混合燃料在再燃烧烧嘴6内折回的结构，也可以是包含两个部位以上的折回部分(连接通路)的结构。
附图标记说明
2：燃气轮机
4：燃烧器
6：烧嘴(再燃烧烧嘴)
8：压缩机
10：涡轮
12：转子
14：发电机
16、18：空气供给通路
20、58：中心轴(烧嘴轴心)
22：烧嘴单元
24：燃烧筒
26：外壳
28：燃烧用空气流路
30：主烧嘴
32：引燃烧嘴
34：外筒
36：内筒
37：燃烧用空气喷射筒
38：预混流路
39：燃料喷射筒
40：空气入口
42：主燃料喷嘴
44：涡流器叶片(旋流器)
46：预混合气喷出口
48：燃烧室
50：环状空气流路(引燃用空气流路)
52、60：第一燃料供给源
54、55：贯穿孔
56：管座
57：隔壁
59：基部
61、67：流量调节阀
62：燃烧用空气导入口(空气供给孔、空气供给部)
63：筒部
64、68：配管
65：第一燃料供给通路
66：第二燃料供给源
69：第二燃料供给通路
70：内筒
71：第二内筒
72：中间筒
73：第二中间筒
74：外筒
76：第一通路
78：第二通路
80：第一连接通路(折回部)
81：连接管
82：第三通路(预混合气通路)
83：第四通路
84：第二连接通路(燃料导入部)
85：第五通路
86：连结室
87：第四连接通路
88：喷射孔
90：第一外筒(第一筒部)
92：第二外筒(第二筒部)
93：引燃用空气喷出口
94：一次燃烧区域
96：二次燃烧区域
98、100、101：连通孔
102：粘性边界层(粘性边界层区域)

Claims (8)

1.一种烧嘴，从远离燃烧室的基端侧向靠近燃烧室的末端侧喷射燃料和空气的混合物，其特征在于，具备：
燃料通路，其具有在基端侧和末端侧之间使燃料折回并流通的折回部；
预混合气通路，其以包围所述燃料通路的方式形成；
燃料导入部，其将通过了所述燃料通路后的燃料从基端侧向末端侧导入到所述预混合气通路；以及
空气供给部，其在基端侧向所述预混合气通路供给空气。
2.根据权利要求1所述的烧嘴，其特征在于，
所述烧嘴还具备燃料供给部，所述燃料供给部将包含氢气的多种燃料供给于所述燃料通路。
3.根据权利要求1或2所述的烧嘴，其特征在于，
所述燃料通路具有至少一个连通部，所述连通部对燃料通过所述折回部之前的所述燃料通路和通过之后的所述燃料通路进行连通。
4.根据权利要求1或2所述的烧嘴，其特征在于，
所述折回部具有至少一个连通部，所述连通部将流过所述折回部的一部分燃料供给于所述燃烧室。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的烧嘴，其特征在于，
所述预混合气通路的横截面从基端侧向末端侧逐渐变小。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的烧嘴，其特征在于，
所述燃料导入部具备：对通过了所述燃料通路而到达基端侧的燃料进行收纳的连结室；以及从所述连结室向所述预混合气通路喷射燃料的多个喷射孔。
7.一种燃烧器，向涡轮供给燃烧产生的气体，其特征在于，具备：
燃烧筒，其形成使燃料燃烧的所述燃烧室；
预混燃烧式的主烧嘴，其配置在所述燃烧筒的上游侧；以及
预混燃烧式的再燃烧烧嘴，其贯穿所述燃烧筒的下游侧的周壁部而配置，
所述再燃烧烧嘴是权利要求1至6中任一项所述的烧嘴。
8.一种燃气轮机，其具备权利要求7所述的燃烧器。
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