CN204026741U - 火焰保持构件及燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种火焰保持构件以及使用了该火焰保持构件的燃烧器，其中，火焰保持构件位于燃烧器中的燃烧器喷嘴的前端部，具备：中心部设有孔的保焰用引导板；中心部设有孔的隔板；中心部设有孔的回旋板，所述保焰用引导板、所述隔板及所述回旋板从所述燃烧器喷嘴的前端部侧开始依次层叠配置，在所述保焰用引导板、所述隔板及所述回旋板中的至少一个上设有狭缝。

Description

火焰保持构件及燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种在燃气轮机燃烧器(以下简称为燃烧器)中使用的火焰保持构件(也称为保焰器，即，保持火焰防止其熄灭的构件)以及使用了该火焰保持构件的燃烧器。

背景技术

以往，燃烧器具备：使燃料和空气混合来进行燃烧的预混合引导喷嘴及预混合主喷嘴；在燃烧器主体的内筒部中设置的引导喷嘴；在该引导喷嘴的周围隔开规定间隔配置的主喷嘴；在该引导喷嘴的前端外周侧设置且形成引导空气通路的引导筒；在该引导筒的前端缘连接设置且朝向主喷嘴的主燃料的喷射口侧(延长管的开口缘侧)延伸的保焰器(火焰保持构件)(参照专利文献1)。

在上述燃烧器中，保焰器配置成将引导筒的前端缘与延长管的开口缘之间堵塞，其面方向沿着半径方向配置。保焰器能够在保焰面附近形成引导火焰与主火焰的低流速区域，并仅使主火焰留下而进行保焰。

专利文献

专利文献1：日本特开2013-152047

然而，在上述专利文献1中，保焰器因来自引导火焰的热量而成为高温，但由于保焰器中不存在释放热应变的结构，所以存在热应力高的部分容易产生低循环疲劳的裂纹的问题，而且还存在因高温氧化而厚度减薄的问题。

实用新型内容

本实用新型鉴于上述现有技术中所存在的问题而提出，目的在于提供一种能够防止因热应力而产生裂纹的火焰保持构件以及使用了该火焰保持构件的燃烧器。

为此，本实用新型提供一种火焰保持构件，其位于燃烧器中的燃烧器喷嘴的前端部，其特征在于，具备：中心部设有孔的保焰用引导板；中心部设有孔的隔板；中心部设有孔的回旋板，所述保焰用引导板、所述隔板及所述回旋板从所述燃烧器喷嘴的前端部侧开始依次层叠配置，在所述保焰用引导板、所述隔板及所述回旋板中的至少一个上设有狭缝。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：所述狭缝从所述孔朝向径向外侧贯通。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：所述狭缝设置有多个，所述多个狭缝在所述火焰保持构件的圆周方向上等间隔地形成。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：在所述回旋板上设有狭缝。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：所述狭缝设置有多个，所述多个狭缝在所述回旋板的圆周方向上等间隔地形成。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：在所述回旋板上还设有多个槽，所述多个槽在所述回旋板的圆周方向上等间隔地形成。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：所述多个槽与所述多个狭缝在所述回旋板的圆周方向上交替配置。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：在所述保焰用引导板上设有狭缝。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：所述狭缝设置有多个，所述多个狭缝在所述保焰用引导板的圆周方向上等间隔地形成。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：所述保焰用引导板的板厚为1.4～2.0mm。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：所述保焰用引导板的板厚为1.6～1.8mm。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：在所述隔板上设有狭缝。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：所述狭缝设置有多个，所述多个狭缝在所述隔板的圆周方向上等间隔地形成。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：所述隔板具备隔板主体部和设置在所述隔板主体部的径向外周的多个隔板突出部，在相邻的所述隔板突出部之间设有隔板谷部，在所述隔板谷部设有隔板圆角部。

在上述火焰保持构件的基础上，优选：所述隔板圆角部的半径为2～4mm。

此外，本实用新型进一步提供一种燃烧器，该燃烧器具备上述的火焰保持构件。

实用新型效果

根据本实用新型的火焰保持构件，能够抑制因热应力而产生裂纹。并且，根据本实用新型的火焰保持构件，还能够抑制因高温氧化而产生厚度减薄。由此，与以往的技术相比，修补成本显著降低，以往结构在使用了1次检修所维持的时间之后即发现出现了损伤，而本实用新型的结构在使用了3倍于1次检修所维持的时间之后也没有发现损伤，而保持完整性，因此修补成本降低了3倍的程度。

附图说明

图1是本实用新型的一实施方式的燃烧器的配置图。

图2是本实用新型的一实施方式的燃烧器的放大图。

图3是本实用新型的一实施方式的火焰保持构件的配置图。

图4(a)、(b)、(c)是本实用新型的一实施方式的火焰保持构件的放大图。

图5(a)、(b)、(c)是本实用新型的一实施方式的火焰保持构件的详细图。

符号说明：

20-火焰保持构件

21-回旋板

22-隔板

22a-隔板主体部

22b-隔板突出部

22c-隔板谷部

22r-隔板圆角部

23-保焰用引导板

24-狭缝

25-槽

30-燃烧器

31-燃烧器喷嘴

32-燃气轮机

33-燃烧器机壳

34-轮机机壳

35-转子

具体实施方式

以下，基于附图，对本实用新型的一实施方式的火焰保持构件以及使用了该火焰保持构件的燃烧器进行详细说明。需要说明的是，以下记载的实施方式只是用于例示本实用新型的一实施方式，而不是用于限定本实用新型的，在本领域技术人员能够理解到的本实用新型的技术构思内显然是可以进行任意变更来实施的。

图1是本实用新型的一实施方式的燃烧器30的配置图。如图1所示，本实用新型的燃烧器30是配置在燃气轮机32中的设备，该燃气轮机32除了具备燃烧器30之外，还具备轮机机壳34和转子35。燃烧器30具备燃烧器喷嘴31和燃烧器机壳33。

图2是本实用新型的一实施方式的燃烧器30的放大图。该图2是从图1所示的结构中将燃烧器30单独取出而进行放大表示的图。如该图2所示，在燃烧器喷嘴31的前端部设有火焰保持构件20。

图3是本实用新型的一实施方式的火焰保持构件20的配置图。该图3是从图2所示的结构中将a部分单独取出而进行放大表示的图。如该图3所示，火焰保持构件20用于使来自燃烧器喷嘴31的燃料与来自压缩机(省略图示)的压缩空气(如虚线箭头所示)混合、点火而生成燃烧气体，对燃烧气体的火焰进行稳定保持，防止其熄灭。

图4(a)、(b)、(c)是本实用新型的一实施方式的火焰保持构件20的放大图。其中，图4(a)将火焰保持构件20从图3所示的结构中单独取出而进行了表示，图4(b)示出了对图3所示的结构中的火焰保持构件20从A方向进行观察的结构，图4(c)示出了火焰保持构件20的局部放大的结构。

如图4(a)所示，火焰保持构件20从图中的左侧(燃烧器喷嘴31的前端部侧)开始依次具备保焰用引导板23、隔板22以及回旋板21。保焰用引导板23、隔板22以及回旋板21进行层叠配置而构成层叠结构的火焰保持构件20。

图5(a)、(b)、(c)是本实用新型的一实施方式的火焰保持构件20的详细图。在图5(a)、(b)、(c)中，对构成火焰保持构件20的保焰用引导板23、隔板22以及回旋板21分别进行了单独表示。即，图5(a)表示保焰用引导板23，图5(b)表示隔板22，图5(c)表示回旋板21。

如图5(a)所示，保焰用引导板23呈圆板状结构，在中心部设有孔，并且在中心部的外侧沿着圆周方向设有多个喷气口。另外，在该保焰用引导板23上设有多个狭缝24，在本实施方式中狭缝24设置成8个，该8个狭缝24在保焰用引导板23的圆周方向上等间隔地形成，且各狭缝24的宽度为0.8mm。并且，狭缝24从保焰用引导板23的中心部的孔朝向径向外侧贯通形成。

在本实施方式中，通过设置狭缝24，在因气体和燃料的燃烧而使火焰保持构件20成为高温时，即使出现热应力高的部分，也能够利用狭缝24来减轻热应力，防止因热应力而产生裂纹。

另外，在本实施方式中，保焰用引导板23的板厚设定为1.6mm。但是，保焰用引导板的板厚并不局限于此，只要在1.4～2.0mm的范围内即可，优选为1.6～1.8mm的范围。以往，保焰用引导板的板厚较薄，例如采用1.2mm的板厚。与之相对，在本实用新型中通过将保焰用引导板23的板厚设定为1.4～2.0mm、优选设定为1.6～1.8mm，由此，与前述设置狭缝的方式同样地能够减轻热应力，防止因热应力而产生裂纹。

如图5(b)所示，隔板22同样呈圆板状结构，在中心部设有孔，板厚为0.8mm。并且，隔板22具备隔板主体部22a和设置在隔板主体部22a的径向外周的多个隔板突出部22b，在相邻的隔板突出部22b之间设有隔板谷部22c，在隔板谷部22c设有隔板圆角部22r。在本实施方式中，隔板圆角部22r的半径设定为3mm。但是，隔板圆角部的半径并不局限于此，只要在2～4mm的范围内即可。在本实施方式中，通过在隔板22的隔板突出部22b之间的隔板谷部22c设置隔板圆角部22r，与前述在保焰用引导板中设置狭缝或者调整保焰用引导板的板厚的方式同样地能够减轻热应力，防止因热应力而产生裂纹。而且，在本实用新型中通过将隔板圆角部22r的半径设定为2～4mm，能够更加有效地防止因热应力而产生裂纹。

另外，与保焰用引导板23同样，在隔板22上、具体说是在隔板主体部22a上也设有多个狭缝24，在本实施方式中，隔板22上的狭缝24也同样设置成8个，该8个狭缝24在隔板22的圆周方向上等间隔地形成，且各狭缝24的宽度为0.8mm。并且，狭缝24从隔板22的中心部的孔朝向径向外侧贯通形成。与保焰用引导板23上形成的狭缝24所起到的作用相同，隔板22上形成的狭缝24同样能够减轻热应力，防止因热应力而产生裂纹。

如图5(c)所示，回旋板21同样呈圆板状结构，在中心部设有孔，板厚为0.8mm。另外，在该回旋板21上设有多个狭缝24和多个槽25，多个狭缝24和多个槽25分别在回旋板21的圆周方向上等间隔地形成，且多个狭缝24和多个槽25在回旋板21的圆周方向上交替配置。与保焰用引导板23和隔板22同样，在回旋板21上设置的狭缝24也设置成8个，且各狭缝24的宽度为0.8mm。并且，狭缝24从回旋板21的中心部的孔朝向径向外侧贯通形成。而且，在回旋板21上设置的槽25的数目也为8个。

与保焰用引导板23和隔板22上形成的狭缝24所起到的作用相同，回旋板21上形成的狭缝24同样能够减轻热应力，防止因热应力而产生裂纹。

如上所述，对本实用新型的一实施方式的火焰保持构件进行了详细说明，但本实用新型的火焰保持构件显然不限于上述实施方式的结构。本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的宗旨的范围内进行适当变更。

例如，作为例示，在本实施方式的保焰用引导板23、隔板22以及回旋板21上均设置了狭缝24，但也可以不必在保焰用引导板23、隔板22以及回旋板21这三者上均进行设置，只要在保焰用引导板23、隔板22以及回旋板21中的至少一个上设置狭缝24即可。而且，狭缝24的设置数目也不限于8个，多于或少于8个均可。

另外，在本实施方式中，在回旋板21上设置的槽25的数目也不限于8个，可以根据狭缝24的设置数目适当变更，多于或少于8个也均可。

产业上的可利用性

本实用新型的火焰保持构件以及使用了该火焰保持构件的燃烧器适合应用于燃气轮机等设备中。

Claims (16)

1.一种火焰保持构件，其位于燃烧器中的燃烧器喷嘴的前端部，其特征在于，具备：

中心部设有孔的保焰用引导板；

中心部设有孔的隔板；

中心部设有孔的回旋板，

所述保焰用引导板、所述隔板及所述回旋板从所述燃烧器喷嘴的前端部侧开始依次层叠配置，

在所述保焰用引导板、所述隔板及所述回旋板中的至少一个上设有狭缝。

2.根据权利要求1所述的火焰保持构件，其特征在于，

所述狭缝从所述孔朝向径向外侧贯通。

3.根据权利要求2所述的火焰保持构件，其特征在于，

所述狭缝设置有多个，所述多个狭缝在所述火焰保持构件的圆周方向上等间隔地形成。

4.根据权利要求1所述的火焰保持构件，其特征在于，

在所述回旋板上设有狭缝。

5.根据权利要求4所述的火焰保持构件，其特征在于，

所述狭缝设置有多个，所述多个狭缝在所述回旋板的圆周方向上等间隔地形成。

6.根据权利要求5所述的火焰保持构件，其特征在于，

在所述回旋板上还设有多个槽，所述多个槽在所述回旋板的圆周方向上等间隔地形成。

7.根据权利要求6所述的火焰保持构件，其特征在于，

所述多个槽与所述多个狭缝在所述回旋板的圆周方向上交替配置。

8.根据权利要求1所述的火焰保持构件，其特征在于，

在所述保焰用引导板上设有狭缝。

9.根据权利要求8所述的火焰保持构件，其特征在于，

所述狭缝设置有多个，所述多个狭缝在所述保焰用引导板的圆周方向上等间隔地形成。

10.根据权利要求9所述的火焰保持构件，其特征在于，

所述保焰用引导板的板厚为1.4～2.0mm。

11.根据权利要求10所述的火焰保持构件，其特征在于，

所述保焰用引导板的板厚为1.6～1.8mm。

12.根据权利要求1所述的火焰保持构件，其特征在于，

在所述隔板上设有狭缝。

13.根据权利要求12所述的火焰保持构件，其特征在于，

所述狭缝设置有多个，所述多个狭缝在所述隔板的圆周方向上等间隔地形成。

14.根据权利要求12所述的火焰保持构件，其特征在于，

所述隔板具备隔板主体部和设置在所述隔板主体部的径向外周的多个隔板突出部，在相邻的所述隔板突出部之间设有隔板谷部，在所述隔板谷部设有隔板圆角部。

15.根据权利要求14所述的火焰保持构件，其特征在于，

所述隔板圆角部的半径为2～4mm。

16.一种燃烧器，其特征在于，

具备权利要求1～15中任一项所述的火焰保持构件。