КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ Российский патент 2021 года по МПК F23R3/06 

Настоящее изобретение относится к камере сгорания газовой турбины.

Камеры сгорания газовых турбин некоторых типов используют в качестве топлива сжиженный природный газ. В этом случае с точки зрения сохранения окружающей среды для подавления количества образующихся оксидов азота (NOx), как причины загрязнения воздуха, используется режим сгорания с предварительным смешиванием для сгорания предварительно подготовленной смеси воздуха и топлива.

В режиме сгорания с предварительным смешиванием предварительно подготовленная смесь воздуха и топлива может подавлять образование локально высокотемпературной области сгорания при сгорании. Следовательно, можно уменьшить количество оксидов азота, образующихся в области высокотемпературного сгорания.

Как правило, использование режима сгорания с предварительным смешиванием позволяет снизить количество образующихся оксидов азота. Однако в определенном случае режим не может стабилизировать состояние сгорания, что приводит к возникновению динамики давления, которая вызывает периодические колебания давления в полости камеры сгорания. Поэтому режим сгорания с предварительным смешиванием комбинируют с режимом диффузионного сгорания, имеющий превосходную стабильность состояния сгорания.

При использовании диффузионного сгорания и сгорания с предварительным смешиванием в комбинации для дополнительного подавления количества образующихся оксидов азота может быть повышена степень сгорания с предварительным смешиванием или может полностью использоваться сгорание с предварительным смешиванием. В этом случае, чтобы ослабить колебания давления, вызываемые динамикой давления, на внешней окружной поверхности гильзы сгорания, образующей полость камеры сгорания, крепят акустическую гильзу.

Гильза сгорания, снабженная акустической гильзой, имеет множество отверстий демпфирования динамики давления для ослабления колебаний давления, вызываемых динамикой давления. Акустическая гильза имеет отверстие для воздуха, обеспечивающее подачу продувочного воздуха внутрь акустической гильзы для охлаждения гильзы сгорания и предотвращения проникновения пламени внутрь акустической гильзы.

Пример уровня техники в этой области включает в себя WO 2013/077394. Раскрытая камера сгорания газовой турбины включает в себя цилиндр сгорания (гильзу сгорания) и акустическую гильзу, прикрепленную к внешней окружной поверхности цилиндра сгорания для образования пространства с внешней окружной поверхностью цилиндра сгорания. Цилиндр сгорания снабжен группой сквозных отверстий (отверстий демпфирования динамики давления). Сквозные отверстия сформированы с интервалами в окружном направлении и размещены в виде множества рядов с интервалами в осевом направлении.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

WO 2013/077394 раскрывает камеру сгорания газовой турбины, снабженную акустической гильзой.

Однако в WO 2013/077394 отсутствует описание камеры сгорания газовой турбины, выполненной с возможностью формирования непрерывного по окружности пленкообразного воздушного слоя (воздушного потока) вокруг области внутренней окружной поверхности гильзы сгорания, в которой сформированы отверстия демпфирования динамики давления.

Задачей настоящего изобретения является создание камеры сгорания газовой турбины с возможностью формирования пленкообразного воздушного потока вокруг области гильзы сгорания, в которой сформированы отверстия демпфирования динамики давления, и эффективного охлаждения области, в которой сформированы отверстия демпфирования динамики давления, без увеличения концентрации выбросов оксидов азота.

Камера сгорания газовой турбины в соответствии с настоящим изобретением включает в себя гильзу сгорания, которая образует полость камеры сгорания, в которую подаются топливо и воздух для выработки газа сгорания, гильзу, прикрепленную к внешней окружной поверхности гильзы сгорания для образования пространства с этой внешней окружной поверхностью, и отверстие демпфирования динамики давления, сформированное в гильзе сгорания, снабженной гильзой для сообщения между указанным пространством и полостью камеры сгорания. Эта камера сгорания газовой турбины дополнительно включает в себя направляющий козырек для охлаждающего воздуха, установленный на внутренней окружной поверхности гильзы сгорания для формирования пленкообразного воздушного потока вокруг области, в которой сформировано отверстие демпфирования динамики давления.

Настоящее изобретение позволяет создать камеру сгорания газовой турбины с возможностью формирования пленкообразного воздушного потока вокруг области гильзы сгорания, в которой сформированы отверстия демпфирования динамики давления, и эффективного охлаждения области, в которой сформированы отверстия демпфирования динамики давления, без увеличения концентрации выбросов оксидов азота.

Проблемы, конструкции и полезные эффекты, отличные от описанных выше, будут рассмотрены при описании приводимых ниже примеров.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 - схематическая конструкция газотурбинной установки, описываемой в первом примере;

Фиг. 2 - схематическая частичная конструкция камеры 3 сгорания газовой турбины, описываемой в первом примере;

Фиг. 3 - схематическая частичная конструкция гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания газовой турбины, описываемой в первом примере;

Фиг. 4 - схематическая частичная конструкция гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания газовой турбины, описываемой во втором примере;

Фиг. 5 - схематическая частичная конструкция гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания газовой турбины, описываемой в третьем примере;

Фиг. 6 - схематическая частичная конструкция гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания газовой турбины, описываемой в четвертом примере;

Фиг. 7 - схематическая частичная конструкция камеры 3 сгорания газовой турбины, описываемой в пятом примере;

Фиг. 8 - схематическая частичная конструкция камеры 3 сгорания газовой турбины, описываемой в пятом примере, со стороны полости 8 камеры сгорания;

Фиг. 9 - вид в разрезе камеры 3 сгорания газовой турбины, описываемой в пятом примере, по линии А-А на фиг. 7; и

Фиг. 10 - вид в разрезе камеры 3 сгорания газовой турбины, описываемой в пятом примере, по линии В-В на фиг. 7.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Ниже со ссылками на чертежи приводится описание примеров в соответствии с настоящим изобретением. По существу одинаковые или подобные конструкции обозначены одними и теми же ссылочными позициями, при повторении которых их описания не приводится.

Первый пример

Сначала приводится описание схематической конструкции газотурбинной установки в соответствии с первым примером.

На фиг. 1 представлена схематическая конструкция газотурбинной установки в соответствии с первым примером.

Газотурбинная установка в соответствии с первым примером включает в себя турбину 2, приводимую в действие газом 9 сгорания, компрессор 1, соединенный с турбиной 2, для выработки сжатого воздуха 5 для сгорания (для охлаждения), множество камер 3 сгорания газовой турбины (далее именуемых камерами сгорания) для выработки газа 9 сгорания с использованием топлива и сжатого воздуха 5 и генератор 4, соединенный с турбиной 2 для выработки энергии, когда турбина 2 приводится в действие. На фиг. 1 для удобства описания показана одна камера 3 сгорания.

Сжатый воздух 5, выпускаемый из компрессора 1, через канал 6 для сжатого воздуха подается в камеру 3 сгорания. В полости 8 камеры сгорания, образованной внутри гильзы 7 сгорания для камеры сгорания (далее именуемой гильзой сгорания), за счет сжигания сжатого воздуха 5 и топлива вырабатывается газ 9 сгорания. Гильза 7 сгорания изготовлена из твердого пластинчатого материала в результате придания ему формы рулона. Газ 9 сгорания подается в турбину 2 для привода через переходник 10.

Камера 3 сгорания включает в себя диффузионную горелку 20, горелку 30 с предварительным смешиванием, гильзу 7 сгорания, переходник 10, кожух 11 для камеры сгорания (далее именуемый кожухом сгорания) и торцевую крышку 12. При этом в диффузионную горелку 20 подается диффузионное топливо из системы 21 подачи диффузионного топлива, а в горелку 30 с предварительным смешиванием - предварительно смешанное топливо из системы 31 подачи предварительно смешанного топлива.

Диффузионная горелка 20 имеет отверстие 25 для топливного жиклера, через которое диффузионное топливо выходит через топливный канал (топливную форсунку) 22. Диффузионная горелка 20 снабжена завихрителем 23 для придания вихревой составляющей воздуху для сгорания (сжатому воздуху 5).

Горелка 30 с предварительным смешиванием снабжена устройством 34 предварительного смешивания для смешивания предварительно смешанного топлива, выходящего из топливного канала (топливной форсунки) 32, и воздуха для сгорания (сжатого воздуха 5). Горелка 30 с предварительным смешиванием снабжена стабилизатором 35 пламени, в котором смесь предварительно смешанного топлива и сжатого воздуха 5 образует пламя предварительной смеси.

Кроме того, к внешней окружной поверхности гильзы 7 сгорания (к внешней поверхности гильзы 7 сгорания между гильзой 7 сгорания и кожухом 11 сгорания) прикреплена гильза 71, образующая пространство с внешней окружной поверхностью гильзы 7 сгорания. В гильзе 7 сгорания, снабженной гильзой 71, сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления для сообщения между указанным пространством и камерой 8 сгорания.

К внутренней окружной поверхности гильзы 7 сгорания (к внутренней поверхности гильзы 7 сгорания со стороны полости 8 камеры сгорания) прикреплен направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха, который формирует пленкообразный воздушный поток вокруг области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования давления.

Описанная выше конструкция обеспечивает формирование пленкообразного воздушного потока вокруг области внутренней окружной поверхности гильзы 7 сгорания, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления. При этом область, в которой сформированы отверстия 73 для демпфирования динамики давления, можно эффективно охлаждать без увеличения концентрации выбросов оксидов азота.

Ниже приводится описание схематической частичной конструкции камеры 3 сгорания в соответствии с первым примером.

На фиг. 2 представлена схематическая частичная конструкция камеры 3 сгорания газовой турбины в соответствии с первым примером.

В диффузионной горелке 20 диффузионное топливо 24, циркулирующее через топливный канал (через топливную форсунку) 22, выходит через отверстие 25 для топливного жиклера. Кроме того, завихрителем 23, прикрепленным к диффузионной горелке 20, воздуху 5а для сгорания (сжатому воздуху 5) придается вихревая составляющая. Диффузионное топливо 24 смешивается с воздухом 5а для сгорания, и в результате ниже по потоку от диффузионной горелки 20 вырабатывается диффузионное пламя. То есть диффузионная горелка 20 подает воздух 5а для сгорания и диффузионное топливо 24 в полость 8 камеры сгорания.

Горелка 30 с предварительным смешиванием позволяет устройству 34 предварительного смешивания смешивать предварительно смешанное топливо 33, выбрасываемое через топливный канал (через топливную форсунку) 32, с воздухом 5b для сгорания (со сжатым воздухом 5). При этом достаточно перемешанная смесь предварительно смешанного топлива 33 и воздуха 5b для сгорания вырабатывает пламя предварительной смеси. То есть горелка 30 с предварительным смешиванием установлена с внешней окружной стороны диффузионной горелки 20 и подает воздух 5b для сгорания и предварительно смешанное топливо 33 в полость 8 камеры сгорания.

Как описано выше, камера 3 сгорания в соответствии с первым примером включает в себя диффузионную горелку 20 и горелку 30 с предварительным смешиванием. Диффузионная горелка 20 выбрасывает диффузионное топливо 24, проходящее через топливную форсунку 22, для придания вихревой составляющей воздуху 5а для сгорания и вырабатывания диффузионного пламени. Горелка 30 с предварительным смешиванием смешивает предварительно смешанное топливо 33, выходящее через топливную форсунку 32, с воздухом 5b для сгорания и обеспечивает вырабатывание пламени предварительной смеси.

При получении тепловой энергии от диффузионного пламени пламя предварительной смеси стабильно горит в полости 8 камеры сгорания (и подавляет образование локально высокотемпературной области сгорания при горении). Это позволяет снизить количество образующихся оксидов азота.

Внешняя окружная поверхность гильзы 7 сгорания снабжена гильзой 71 для образования пространства 72 с внешней окружной поверхностью гильзы 7. Гильза 7 сгорания, снабженная гильзой 71, имеет отверстия 73 демпфирования динамики давления для сообщения между пространством 72 и полостью 8 камеры сгорания. То есть отверстия 73 демпфирования динамики давления сформированы в гильзе 7 сгорания, снабженной гильзой 71, для сообщения между пространством 72 и полостью 8 камеры сгорания.

Гильза 71 имеет отверстия 74 для воздуха, через которые сжатый воздух 5 вводится в качестве продувочного воздуха в пространство 72. Сжатый воздух 5 (продувочный воздух), вводимый через отверстия 74 для воздуха, охлаждает пространство 72 (гильзу 71) и предотвращает проникновение пламени в пространство 72.

При этом сжатый воздух 5, вводимый в пространство 72, выбрасывается в полость 8 камеры сгорания через отверстия 73 демпфирования динамики давления и охлаждает область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления.

Множество отверстий 73 демпфирования динамики давления сформировано рядами вдоль окружного направления гильзы 7 сгорания, и эти ряды образуют множество рядов в осевом направлении. В предпочтительном варианте отверстия 73 демпфирования динамики давления в одном из рядов размещены с заданными интервалами, а отверстия в следующем ряду сформированы зигзагообразно.

Наличие гильзы 71 и отверстий 73 демпфирования динамики давления позволяет эффективно ослаблять колебания давления, вызываемые динамикой давления.

Гильза 7 сгорания имеет охлаждающее отверстие 76 для ввода сжатого воздуха 5 в полость 8 камеры сгорания. Охлаждающее отверстие 76 сформировано между стабилизатором 35 пламени и гильзой 71 относительно осевого направления гильзы 7 сгорания.

К внутренней окружной поверхности гильзы 7 сгорания прикреплен направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха. Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха служит для подачи сжатого воздуха 5, вводимого через охлаждающее отверстие 76, в область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, вдоль внутренней окружной поверхности гильзы 7 сгорания. То есть направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха служит для формирования непрерывного по окружности пленкообразного воздушного потока вдоль внутренней окружной поверхности гильзы 7 сгорания вокруг области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления.

Сжатый воздух 5, проходящий через охлаждающее отверстие 76, подается в зазор, образованный между направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха и внутренней окружной поверхностью гильзы 7 сгорания, отклоняется этим козырьком и образует пленкообразный воздушный поток вдоль внутренней окружной поверхности, гильзы 7 сгорания. Это позволяет эффективно охлаждать область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, без увеличения концентрации выбросов оксидов азота.

Ниже приводится описание схематической частичной конструкции гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания в соответствии с первым примером.

На фиг. 3 представлена схематическая частичная конструкция гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания в соответствии с первым примером.

Гильза 71 прикреплена к внешней окружной поверхности 7а гильзы 7 сгорания и образует с этой внешней окружной поверхностью 7а гильзы 7 пространство 72. Гильза 71, имеющая практически U-образное поперечное сечение, непрерывно или почти непрерывно окружает внешнюю окружную поверхность 7а гильзы 7 сгорания по окружности. Фраза «непрерывно окружает» означает, что гильза 71 является непрерывной по окружности. Фраза «почти непрерывно окружает» означает, что гильза 71 является частично прерывистой по окружности.

При этом отверстия 73 демпфирования динамики давления для сообщения между пространством 72 и полостью 8 камеры сгорания сформированы в гильзе 7 сгорания. Отверстия 73 демпфирования динамики давления сформированы в окружном и осевом направлениях гильзы 7 сгорания (отверстия сформированы в гильзе 7 сгорания в ряд в окружном направлении, и эти окружные ряды размещены в осевом направлении).

Когда в полости 8 камеры сгорания возникает динамика давления, пространство 72 служит для подавления увеличения амплитуды динамики давления и позволяет ослабить колебания давления, вызываемые динамикой давления.

Отверстия 74 для воздуха, обеспечивающие ввод сжатого воздуха 5 в пространство 72, сформированы в гильзе 71 в окружном и осевом направлениях (сформированы в гильзе 71 в ряд в окружном направлении, и эти окружные ряды размещены в осевом направлении). То есть отверстия для воздуха служат для ввода сжатого воздуха 5 в пространство 72 для охлаждения и предотвращения проникновения пламени в пространство 72.

Сжатый воздух 5, водимый в пространство 72, выбрасывается в полость 8 камеры сгорания через отверстия 73 демпфирования динамики давления и охлаждает область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления.

Отверстия 73 демпфирования динамики давления служат для ввода волн давления, образуемых динамикой давления, в пространство 72 (в гильзу 71) и ослабляют колебания давления, вызываемые динамикой давления. Отверстие 74 для воздуха служит для ввода сжатого воздуха 5 в пространство 72 (в гильзу 71) для охлаждения и позволяет сжатому воздуху 5, вводимому в пространство 72, выбрасываться через отверстия 73 демпфирования динамики давления в полость 8 камеры сгорания. В результате область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, охлаждается (температура металла гильзы 7 сгорания, снабженной гильзой 71, понижается).

Кроме того, гильза 7 сгорания имеет охлаждающее отверстие 76 для ввода сжатого воздуха 5 в полость 8 камеры сгорания. Охлаждающее отверстие 76, сформированное в гильзе 7 сгорания, расположено ниже по потоку от гильзы 71 (с левой стороны от гильзы 71, как показано на фиг. 3) относительно направления потока сжатого воздуха 5, циркулирующего между гильзой 7 сгорания и кожухом 11 сгорания 11, то есть между стабилизатором 35 пламени и гильзой 71 относительно осевого направления гильзы 7 сгорания. При этом охлаждающие отверстия 76 сформированы в гильзе 7 сгорания в окружном направлении.

Внутренняя окружная поверхность 7b гильзы 7 сгорания снабжена направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха, предназначенным для подачи воздушного потока 5 с, вводимого через охлаждающее отверстие 76, в область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания. Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха служит для формирования непрерывного по окружности пленкообразного воздушного потока 5d вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания вокруг области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления. То есть направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха установлен выше по потоку от отверстий 73 демпфирования динамики давления относительно направления пленкообразного воздушного потока 5d (ниже по потоку от гильзы 71 по отношению к направлению потока сжатого воздуха 5).

Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха отклоняет воздушный поток 5с, вводимый через охлаждающее отверстие 76, и обеспечивает формирование пленкообразного воздушного потока 5d. Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха, установленный между стабилизатором 35 пламени и гильзой 71 относительно осевого направления гильзы 7 сгорания, прикреплен так, что непрерывно или почти непрерывно окружает внутреннюю окружную поверхность 7b гильзы 7 сгорания по окружности (в радиальном направлении).

Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха установлен в положении, соответствующем охлаждающему отверстию 76. Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха прикреплен к внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания ниже по потоку от гильзы 71 относительно направления потока сжатого воздуха 5 и непрерывно или почти непрерывно окружает внутреннюю окружную поверхность 7b гильзы 7 сгорания по окружности. Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха проходит в осевом направлении гильзы 7 сгорания и образует с ее внутренней окружной поверхностью 7b зазор.

Охлаждающее отверстие 76 размещено в соответствии с направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха и сформировано так, что сжатый воздух 5 вводится в зазор, образованный между направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха и внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания.

В результате воздушный поток 5с, вводимый через охлаждающее отверстие 76, отклоняется, рассеивается в окружном направлении внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания и образует пленкообразный воздушный поток вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания.

В первом примере пленкообразный воздушный поток 5d, формируемый вокруг области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, позволяет эффективно охлаждать эту область. То есть расход сжатого воздуха 5, выбрасываемого в полость 8 камеру сгорания через отверстия 73 демпфирования динамики давления, может быть уменьшен, и соответственно может быть уменьшен объем сжатого воздуха 5, вводимого в пространство 72 через отверстия 74 для воздуха. Это позволяет предотвратить увеличение концентрации выбросов оксидов азота и снизить их концентрацию.

В первом примере пленкообразный воздушный поток 5d может формироваться вокруг внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания, соответствующей гильзе 71 при небольшом объеме воздуха. Это позволяет охлаждать область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, небольшим объемом воздуха. Образование локально высокотемпературной области сгорания может быть подавлено, а концентрация выбросов оксидов азота может быть снижена.

В первом примере расход сжатого воздуха 5 для охлаждения области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, может быть уменьшен. То есть можно увеличить расход воздуха для сгорания. Это позволяет снизить концентрацию выбросов оксидов азота.

Камера 3 сгорания в соответствии с первым примером включает в себя гильзу 7 сгорания, которая образует полость 8 камеры сгорания, в которой с использованием топлива (например, диффузионного топлива и предварительно смешанного топлива) и сжатого воздуха 5 вырабатывается газ 9 сгорания, гильзу 71, которая прикреплена по окружности к внешней окружной поверхности 7а гильзы 7 сгорания и образует с этой внешней окружной поверхностью 7а гильзы 7 по окружности пространство 72, и отверстия 73 демпфирования динамики давления, сформированные в гильзе 7 сгорания (снабженной гильзой 71), напротив гильзы 71, которая образует пространство 72, для сообщения с полостью 8 камеры сгорания.

Гильза 71 имеет отверстия 74 для воздуха, служащие для ввода сжатого воздуха 5 в пространство 72 и обеспечивающие выброс этого сжатого воздуха 5 через отверстия 73 демпфирования динамики давления в полость 8 камеры.

Камера 3 сгорания дополнительно включает в себя направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха, прикрепленный к внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 ниже по потоку от гильзы 71 относительно направления потока сжатого воздуха 5 и непрерывно или почти непрерывно окружающий внутреннюю окружную поверхность 7b гильзы 7 сгорания по окружности. Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха проходит в осевом направлении вдоль гильзы 7 сгорания и образует зазор с внутренней окружной поверхностью гильзы 7. Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха служит для образования пленкообразного воздушного потока 5d вокруг области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления.

В положении, соответствующем направляющему козырьку 75 для охлаждающего воздуха в гильзе 7 сгорания, снабженной направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха, сформировано охлаждающее отверстие 76, через которое сжатый воздух 5 вводится в зазор, образованный между направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха и внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания.

В соответствии с первым примером направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха отклоняет поток сжатого воздуха 5 (воздушный поток 5с), вводимый через охлаждающее отверстие 76. Воздушный поток 5 с рассеивается по окружности в зазоре, образованном между направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха и внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания, проходит в осевом направлении и образует пленкообразный воздушный поток 5d. То есть непрерывный по окружности однородный пленкообразный воздушный поток 5d формируется выше по потоку от отверстий 73 демпфирования динамики давления, которые сформированы ниже по потоку от направляющего козырька 75 для охлаждающего воздуха относительно направления потока пленкообразного воздушного потока 5d.

Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха служит для образования непрерывного по окружности равномерного пленкообразного воздушного потока 5d. Пленкообразный воздушный поток 5d проходит вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания. Прохождение воздушного потока 5d обеспечивает эффективное охлаждение внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания, а также области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления.

Это позволяет снизить расход сжатого воздуха 5, выбрасываемого в полость 8 камеры сгорания через отверстия 73 демпфирования динамики давления. То есть расход воздуха для сгорания можно увеличить и относительно снизить концентрацию топлива. Можно также подавить образование локально высокотемпературной области сгорания и снизить концентрацию выбросов оксидов азота.

В первом примере отверстия 73 демпфирования динамики давления сформированы с заданными интервалами в окружном и осевом направлениях гильзы 7 сгорания. Наличие направляющего козырька 75 для охлаждающего воздуха и охлаждающего отверстия 76 служит для формирования пленкообразного воздушного потока 5d вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания. Следовательно, можно обеспечить эффективное охлаждение каждой области, соответствующей каждому из этих заданных интервалов.

В первом примере для эффективного ввода волны давления, вызываемой динамикой давления, в пространство 72, подавления увеличение амплитуды динамики давления и ослабления колебаний давления, вызываемых динамикой давления, каждое из отверстий 73 демпфирования динамики давления сформировано перпендикулярно осевому направлению гильзы 7 сгорания. То есть сжатый воздух 5 выбрасывается через отверстия 73 демпфирования динамики давления к центру полости 8 камеры сгорания.

Это позволяет снизить производственные затраты на формирование отверстий 73 демпфирования динамики давления в гильзе 7 сгорания и эффективно ослабить колебания давления, вызываемые динамикой давления. Камера 3 сгорания может сохранять механическую надежность своей конструкции. Наличие направляющего козырька 75 для охлаждающего воздуха и охлаждающего отверстия 76 служит для формирования пленкообразного воздушного потока 5d вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания, обеспечивающего эффективное охлаждения области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления.

В первом примере наличие направляющего козырька 75 для охлаждающего воздуха и охлаждающего отверстия 76 позволяет изготавливать гильзу 7 сгорания из тонкого твердого пластинчатого материала. То есть пленкообразный воздушный поток 5d вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания устраняет необходимость формирования наклона внутри гильзы 7 сгорания.

В первом примере гильза 7 сгорания изготовлена из тонкого твердого пластинчатого материала. Однако материал для изготовления гильзы 7 сгорания не ограничивается этим тонким твердым пластинчатым материалом.

При повышении расхода сжатого воздуха 5, выбрасываемого в полость 8 камеры сгорания через отверстия 73 демпфирования динамики давления, расход воздуха 5b для сгорания, подаваемого в горелку 30 с предварительным смешиванием, уменьшается, что приводит к относительному повышению концентрации топлива. Следовательно, существует вероятность образования локально высокотемпературной области сгорания.

В первом примере направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха и охлаждающее отверстие 76 предусмотрены для формирования пленкообразного воздушного потока 5d вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания. Это позволяет охлаждать область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, без уменьшения расхода воздуха 5b для сгорания, подаваемого в горелку 30 с предварительным смешиванием.

То есть расход сжатого воздуха 5, выбрасываемого в полость 8 камеры сгорания через отверстия 73 демпфирования динамики давления, уменьшается, и расход воздуха 5b для сгорания, подаваемого в горелку 30с предварительным смешиванием, может быть увеличен. Это позволяет снизить относительную концентрацию топлива. Таким образом, можно снизить концентрацию выбросов оксидов азота.

В первом примере наличие направляющего козырька 75 для охлаждающего воздуха и охлаждающего отверстия 76 служит для формирования пленкообразного воздушного потока 5d вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания. Это может предотвратить вырабатывание пламени вокруг внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания, а также подавить проникновение пламени в пространство 72 через отверстия 73 демпфирования динамики давления. Второй пример

Ниже приводится описание схематической частичной конструкции гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания в соответствии со вторым примером.

На фиг. 4 представлена схематическая частичная конструкция гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания в соответствии со вторым примером.

По сравнению с камерой 3 сгорания в соответствии с первым примером камера 3 сгорания в соответствии со вторым примером дополнительно снабжена направляющим козырьком 75b для охлаждающего воздуха (вторым направляющим козырьком для охлаждающего воздуха) и охлаждающим отверстием 76b (вторым охлаждающим отверстием).

Направляющий козырек 75b для охлаждающего воздуха прикреплен к внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания выше по потоку от гильзы 71 относительно направления потока сжатого воздуха 5 и непрерывно или почти непрерывно окружает внутреннюю окружную поверхность 7b гильзы сгорания 7 по окружности. Направляющий козырек для охлаждающего воздуха проходит в осевом направлении вдоль гильзы 7 сгорания и образует зазор с внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания.

Отверстие 76b для охлаждения сформировано в гильзе 7 сгорания в положении, соответствующем направляющей козырьку 75b для охлаждающего воздуха, и обеспечивает ввод сжатого воздуха 5 в зазор, образованный между направляющим козырьком 75b для охлаждающего воздуха и внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания.

То есть охлаждающее отверстие 76b сформировано в гильзе 7 сгорания выше по потоку от гильзы 71 для ввода сжатого воздуха 5 в полость 8 камеры сгорания. Направляющий козырек 75b для охлаждающего воздуха прикреплен в положении, соответствующем охлаждающему отверстию 76b.

Пленкообразный воздушный поток 5d охлаждает область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления. Воздушный поток, проходящий между охлаждающим отверстием 76b и направляющим козырьком 75b для охлаждающего воздуха, охлаждает участок гильзы сгорания ниже по потоку от области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления.

Это позволяет эффективно охлаждать область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, а также участок, расположенный ниже по потоку. Следовательно, механическая надежность конструкции камеры 3 сгорания может быть сохранена. Третий пример

Ниже приводится описание схематической частичной конструкции гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания в соответствии с третьим примером.

На фиг. 5 представлена схематическая частичная конструкция гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания в соответствии с третьим примером.

По сравнению с камерой 3 сгорания в соответствии с первым примером камера 3 сгорания в соответствии с третьим примером дополнительно снабжена ребром 77.

Ребро 77 непрерывно или почти непрерывно окружает внешнюю окружную поверхность 7а гильзы 7 сгорания по окружности. Ребра 77 могут быть размещены в виде множества рядов в осевом направлении гильзы 7 сгорания или в один ряд.

Ребро служит для конвекционного охлаждения внешней окружной поверхности 7а гильзы 7 сгорания. Конвекционное охлаждение внешней окружной поверхности 7а гильзы 7 сгорания позволяет уменьшить расход сжатого воздуха 5, используемого для охлаждения, и подавить увеличение концентрации выбросов оксидов азота.

В третьем примере ребра 77 сформированы в два ряда на внешней окружной поверхности 7а гильзы 7 сгорания выше по потоку от гильзы 71 относительно направления потока сжатого воздуха 5 и в один ряд на внешней окружной поверхности 7а гильзы 7 сгорания ниже по потоку от гильзы 71.

Ребра 77 создают препятствия для потока сжатого воздуха 5 вокруг этих ребер 77. Возникающая в результате турбулентность потока сжатого воздуха 5 усиливает охлаждающие эффекты.

В третьем примере, так как внешняя окружная поверхность 7а гильзы 7 сгорания охлаждается воздухом для сгорания (сжатым воздухом 5), расход воздуха для сгорания не уменьшается. Следовательно, расход сжатого воздуха для охлаждения может быть уменьшен, а повышение концентрации выбросов оксидов азота может быть подавлено.

В третьем примере множество отверстий 74 для воздуха размещены в одном окружном ряду.

В третьем примере отверстия 73 демпфирования динамики давления размещены окружном ряду, который образован множеством осевых рядов. Диаметр каждого из отверстий 73 демпфирования динамики давления в одном из рядов отличается от диаметра отверстий 73 демпфирования динамики давления, сформированных в следующем ряду.

Параметры отверстия 73 демпфирования динамики давления, такие как диаметр, могут влиять на свойство ослабления для ослабления колебаний давления вызываемых динамикой давления. Ожидается, что по сравнению со случаем, когда каждое из отверстий 73 демпфирования динамики давления имеет одинаковый диаметр, формирование отверстий 73 демпфирования динамики давления, имеющих отличные друг от друга диаметры, приведет к получению различных характеристик ослабления.

Четвертый пример

Ниже приводится описание схематической частичной конструкции гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания в соответствии с четвертым примером.

На фиг. 6 представлена схематическая частичная конструкция гильзы 7 сгорания камеры 3 сгорания в соответствии с четвертым примером.

Камера 3 сгорания в соответствии с четвертым примером имеет направляющие козырьки 75 для охлаждающего воздуха, расположенные иначе, чем направляющие козырьки 75 для охлаждающего воздуха камеры 3 сгорания в третьем примере.

В частности, камера 3 сгорания в соответствии с четвертым примером не имеет отверстия 76 для охлаждения, но имеет направляющие козырьки 75 для охлаждающего воздуха, расположенные в соответствии с отверстиями 73 демпфирования динамики давления. В четвертом примере направляющий козырек 75с для охлаждающего воздуха (третий направляющий козырек для охлаждающего воздуха) прикреплен в положении, соответствующему отверстию 73с демпфирования динамики давления, а направляющий козырек 75d для охлаждающего воздуха (четвертый направляющий козырек для охлаждающего воздуха) прикреплен в положении, соответствующем отверстию 73d демпфирования динамики давления.

Направляющие козырьки 75с и 75d для охлаждающего воздуха прикреплены к внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания, снабженной гильзой 71, вокруг области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, и непрерывно окружают внутреннюю окружную поверхность 7b гильзы 7 сгорания по окружности. Каждый направляющий козырек для охлаждающего воздуха проходит в осевом направлении гильзы 7 сгорания и образует зазор с внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания.

В четвертом примере направляющие козырьки 75с и 75d для охлаждающего воздуха прикреплены к внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания в соответствующих положениях, в которых сформированы отверстия 73с и 73d демпфирования динамики давления, за исключением отверстий 73 демпфирования динамики давления.

Волны давления, образуемые динамикой давления, проникают в пространство 72 через соответствующие отверстия 73, 73с, 73d демпфирования динамики давления. Пространство 72 служит для подавления увеличения амплитуды динамики давления и ослабления колебаний давления, вызываемых динамикой давления.

Каждое из отверстий 73 демпфирования динамики давления обеспечивает эффект ослабления волны давления, проникающей через соответствующее отверстие. При этом каждое из отверстий 73с, 73d демпфирования динамики давления также обеспечивает эффект ослабления волны давления, проникающей через соответствующее отверстие. Однако результирующие эффекты ослабления, обусловленные этими отверстиями, считаются различными, так как направляющие козырьки 75с, 75d для охлаждающего воздуха прикреплены так, что закрывают соответственно отверстия 73с, 73d демпфирования динамики давления.

В четвертом примере сжатый воздух 5, вводимый в пространство 72 через отверстие 74 для воздуха, выбрасывается в виде воздушного потока 5с в зазор, образованный между направляющим козырьком 75с для охлаждающего воздуха и внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания, через отверстие 73 с демпфирования динамики давления, и в зазор, образованный между направляющим козырьком 75d для охлаждающего воздуха и внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания, через отверстие 73d демпфирования динамики давления.

Воздушный поток 5с отклоняется направляющими козырьками 75с, 75d для охлаждающего воздуха и равномерно рассеивается в окружном направлении внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания. Результирующий воздушный поток 5d проходит вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания.

В четвертом примере внутренняя окружная поверхность 7b гильзы 7 сгорания может эффективно охлаждаться небольшим объемом воздуха. Расход сжатого воздуха 5 для охлаждения может быть уменьшен, а повышение концентрации выбросов оксидов азота может быть подавлено.

В частности, в четвертом примере использование ребер 77 обеспечивает эффективное охлаждение гильзы 7 сгорания как с внешней окружной поверхности 7а, так и с внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания.

В четвертом примере использовано два направляющих козырька 75с, 75d для охлаждающего воздуха. Однако возможно использование одного направляющего козырька для охлаждающего воздуха или три или более направляющих козырьков для охлаждающего воздуха. Эти направляющие козырьки для охлаждающего воздуха могут быть использованы в комбинации с направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха.

Расход сжатого воздуха, выбрасываемого через отверстия 73, 73с, 73d демпфирования динамики давления, можно регулировать за счет регулирования параметров отверстия 74 для воздуха.

Пятый пример

Ниже приводится описание схематической частичной конструкции камеры 3 сгорания в соответствии с пятым примером.

На фиг. 7 представлена схематическая частичная конструкция камеры 3 сгорания в соответствии с пятым примером.

В отличие от камеры 3 сгорания в соответствии с первым примером камера 3 сгорания в соответствии с пятым примером является камерой сгорания многогорелочного типа, имеющей пилотную горелку 50 и множество основных горелок 60, установленных выше по потоку от полости 8 камеры сгорания.

В пилотную горелку 50 топливо подается из системы 51 подачи топлива пилотной горелки через топливный манифольд 52, сформированный в торцевой крышке 12. Топливо выбрасывается в отверстия 54 для воздуха, сформированные в пилотной горелке 50, через топливную форсунку 53, соединенную с топливным манифольдом 52. Сжатый воздух 5 подается в отверстия 54 для воздуха, сформированные в пилотной горелке 50. При смешивании внутри отверстия 54 для воздуха топливо и сжатый воздух 5 вырабатывают ниже по потоку от пилотной горелки 50 пилотное пламя.

В основные горелки 60 топливо подается из системы 61 подачи топлива основной горелки через топливный манифольд 62, сформированный в торцевой крышке 12. Топливо выбрасывается в воздушные отверстия 64, сформированные в основной горелке, 60, из топливной форсунки 63, соединенной с топливным манифольдом 62. Сжатый воздух 5 подается в отверстия 64 для воздуха, сформированные в основной горелке 60. При смешивании внутри отверстия 64 для воздуха топливо и сжатый воздух 5 вырабатывают ниже по потоку от основной горелки 60 основное пламя.

Камера 3 сгорания в соответствии с пятым примером за счет диспергирования топлива и смешивания топлива со сжатым воздухом 5 позволяет ускорить смешивание на более коротком расстоянии, снизить концентрацию выбросов оксидов азота и использовать топливо, такое как водород, который имеет высокую скорость горения и может вызывать явление обратного потока пламени.

Гильза 7 сгорания камеры 3 сгорания в соответствии с пятым примером имеет гильзу 71, направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха, отверстия 73 демпфирования динамики давления и охлаждающее отверстие 76. Гильза 71 имеет отверстие 74 для воздуха.

В случае возникновения динамики давления в полости 8 камеры сгорания можно подавить амплитуду динамики давления и ослабить колебания давления, вызываемые динамикой давления. Направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха служит для образования непрерывного по окружности равномерного пленкообразного воздушного потока. Этот пленкообразный воздушный поток проходит вдоль внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания и эффективно охлаждает внутреннюю окружную поверхность 7b гильзы 7 сгорания, а также область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления.

Ниже приводится описание схематической частичной конструкции камеры 3 сгорания газовой турбины в соответствии с пятым примером со стороны полости 8 камеры сгорания.

На фиг. 8 представлена схематическая частичная конструкция камеры 3 сгорания в соответствии с пятым примером со стороны полости 8 камеры сгорания.

В центре по оси камеры 3 сгорания установлена пилотная горелка 50. Вокруг внешней окружности пилотной горелки 50 размещены шесть основных горелок 60А, 60В, 60С, 60D, 60Е и 60F.

Пилотная горелка 50 имеет множество отверстий 54 для воздуха. Каждая из шести основных горелок 60А, 60В, 60С, 60D, 60Е и 60F имеет множество отверстий 64 для воздуха.

Предварительная смесь топлива, выбрасываемого через отверстия 54 для воздуха, и сжатого воздуха 5 вырабатывает пламя в положении ниже по потоку от пилотной горелки 50. Предварительная смесь топлива, выбрасываемого через отверстия 64 для воздуха, и сжатого воздуха 5 вырабатывает пламя в положениях ниже по потоку от шести основных горелок 60А, 60В, 60С, 60D, 60Е и 60F.

Ниже приводится описание основных горелок 60А и 60В камеры 3 сгорания в соответствии с пятым примером, показанных в частично увеличенном виде.

На фиг. 9 представлен вид в разрезе камеры 3 сгорания газовой турбины в соответствии с пятым примером по линии А-А на фиг. 7.

Камера 3 сгорания многогорелочного типа выполнена с возможностью вырабатывания пламени ниже по потоку от соседних основных горелок 60А и 60В. За счет этого пламени гильза 7 сгорания в положении, соответствующем участку, на котором вырабатывается пламя, может быть переведена в высокотемпературное состояние.

В то же время, так как в пространстве 65 между основными горелками 60А и 60В пламя не вырабатывается, то перевод гильзы 7 сгорания в высокотемпературное состояние затрудняется. Однако гильза 7 сгорания может переводиться в высокотемпературное состояние и при меньшей частоте.

В пятом примере охлаждающие отверстия 76 сформированы в гильзе 7 сгорания в положениях, соответствующих участкам, на которых вырабатывается пламя. То есть группа охлаждающих отверстий 76А сформирована в положении, в котором пламя вырабатывается основной горелкой 60А, а группа охлаждающих отверстий 76В сформирована в положении, в котором пламя вырабатывается основной горелкой 60В.

Из группы охлаждающих отверстий 76А сжатый воздух 5, подаваемый в зазор между направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха и внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания, рассеивается по окружности в диапазоне, в котором пламя вырабатывается основной горелкой 60А. Из группы охлаждающих отверстий 76 В сжатый воздух 5, подаваемый в зазор между направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха и внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания, рассеивается по окружности в диапазоне, в котором пламя вырабатывается основной горелкой 60В.

Положение, в котором пламя вырабатывается основной горелкой 60 (область гильзы 7 сгорания, которая переводится в высокотемпературное состояние), может смещаться по окружности в зависимости от угла поворота основной горелки 60. В пятом примере для удобства описания группа охлаждающих отверстий 76 сформирована в положении, соответствующем основной горелке 60, в радиальном направлении от центра. Однако положение, в котором сформирована группа охлаждающих отверстий 76, может быть смещено по окружности.

Кроме того, из центра гильзы 7 сгорания проводятся две линии, касательные к одной из основных горелок 60. Устанавливаются две точки пересечения между этими двумя касательными линиями и гильзой 7 сгорания. В предпочтительном варианте группа охлаждающих отверстий 76 формируется в гильзе 7 сгорания, соответствующей указанной основной горелке 60, в пределах диапазона между этими двумя точками.

Камера 3 сгорания многогорелочного типа в соответствии с пятым примером включает в себя пилотную горелку 50 в центре по оси полости 8 камеры сгорания, а также основные горелки 60, размещенные вокруг внешней окружности пилотной горелки 50.

Как и в первом примере, камера 3 сгорания включает в себя гильзу 7 сгорания, образующую полость 8 камеры сгорания для выработки газа 9 сгорания с использованием подаваемой смеси топлива и сжатого воздуха 5, и гильзу 71, прикрепленную к внешней окружной поверхности 7а гильзы 7 сгорания для образования пространства 72 с внешней окружной поверхностью 7а гильзы 7 сгорания. Камера 3 сгорания также включает в себя отверстия 73 демпфирования динамики давления, сформированные в гильзе 7 сгорания, снабженной гильзой 71, для сообщения между пространством 72 и полостью 8 камеры сгорания.

Как и в первом примере, камера 3 сгорания включает в себя направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха, прикрепленный к внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания для формирования пленкообразного воздушного потока 5d вокруг области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления.

Камера 3 сгорания в соответствии с пятым примером имеет группу охлаждающих отверстий 76, расположенных в соответствии с участком гильзы 7 сгорания, который переводится в высокотемпературное состояние пламенем, вырабатываемым основной горелкой 60, для ввода сжатого воздуха 5 в зазор, образованный между направляющим козырьком 75 для охлаждающего воздуха и внутренней окружной поверхностью 7b гильзы 7 сгорания.

Это позволяет эффективно охлаждать область гильзы 7 сгорания, которая переводится в высокотемпературное состояние, с помощью небольшого объема воздуха. В соответствии с пятым примером внутренняя окружная поверхность 7b гильзы 7 сгорания может эффективно охлаждаться небольшим объемом воздуха.

Вокруг области гильзы 7 сгорания, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, формируется пленкообразный воздушный поток 5d для эффективного охлаждения такой области без увеличения концентрации выбросов оксидов азота.

На фиг. 10 представлен вид в разрезе камеры 3 сгорания газовой турбины в соответствии с пятым примером, по линии В-В на фиг. 7.

Отверстия 73 демпфирования динамики давления сформированы в гильзе 7 сгорания в положении, соответствующем пространству 65, образованному между основными горелками 60А и 60В. То есть отверстия 73 демпфирования динамики давления сформированы в гильзе 7 сгорания в положении, соответствующем участку между основными горелками 60А и 60В.

В пятом примере отверстия 73 демпфирования динамики давления сформированы в гильзе 7 сгорания в положении, соответствующем пространству 65, образованному между основными горелками 60А и 60В, в котором выработка пламени затрудняется. Пространство 65, образованное между основными горелками 60А и 60В, находится в положении, в котором выработка пламени затрудняется, так что перевод гильзы 7 сгорания в высокотемпературное состояние также затрудняется.

При этом из центра гильзы 7 сгорания проводятся две линии к каждому центру двух основных горелок 60. Устанавливаются две точки пересечения между этими двумя линиями и гильзой 7 сгорания. В предпочтительном варианте отверстия 73 демпфирования динамики давления формируются в гильзе 7 сгорания в положении, соответствующем пространству 65, в пределах диапазона между этими двумя точками.

В частности, камера 3 сгорания многогорелочного типа выполнена с возможностью выработки пламени ниже по потоку от основной горелки 60. Основная горелка 60 может придавать вихревую составляющую пламени, что приводит к стабилизации пламени. В соответствии с пятым примером, даже если пламя, которому придается вихревая составляющая, проходит вокруг внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания, проникновение пламени в пространство 72 через отверстия 73 демпфирования динамики давления может быть подавлено.

При этом и в пятом примере колебания давления, вызываемые динамикой давления, могут быть ослаблены. Колебания давления, вызываемые динамикой давления, возникают в полости 8 камеры сгорания. Поэтому, даже в пространстве 65, в котором выработка пламени затрудняется, будут возникать колебания давления, вызываемые динамикой давления. То есть, даже если отверстия 73 демпфирования динамики давления сформированы в гильзе 7 сгорания в положении, соответствующем пространству 65, колебания давления, вызываемые динамикой давления, могут быть ослаблены.

Отверстие для воздуха 74 сформировано в гильзе 71 в положении, соответствующем участку, на котором сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления. То есть отверстие 74 для воздуха сформировано в гильзе 71 в положении, соответствующем пространству 65. Это позволяет эффективно охлаждать область, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления.

Как и в первом примере, в пятом примере направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха прикреплен к внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания ниже по потоку от гильзы 71 относительно направления потока сжатого воздуха 5. Однако направляющий козырек 75 для охлаждающего воздуха может быть прикреплен к внутренней окружной поверхности 7b гильзы 7 сгорания, снабженной гильзой 71, вокруг области, в которой сформированы отверстия 73 демпфирования динамики давления, как в четвертом примере.

В пятом примере камера 3 сгорания способна эффективно охлаждать внутреннюю окружную поверхность 7b гильзы 7 сгорания небольшим объемом воздуха и уменьшать расход сжатого воздуха 5 для охлаждения, а также подавлять повышение концентрации выбросов оксидов азота. При этом механическая надежность конструкции камеры 3 сгорания может быть сохранена.

Настоящее изобретение не ограничивается описанными выше примерами и включает в себя различные модификации. В частности, примеры были подробно описаны для облегчения понимания настоящего изобретения. Настоящее изобретение не обязательно ограничивается изобретением, имеющим все описанные выше конструкции. Можно частично заменить конструкцию одного из примеров конструкцией другого примера или частично добавить конструкцию одного из примеров к конструкции другого примера. Также возможно добавить, исключить и заменить часть конструкции одного из примеров к, из и на часть конструкции другого примера.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 - компрессор,

2 - турбина,

3 - камера сгорания,

4 - генератор,

5 - сжатый воздух,

6 - канал для сжатого воздуха,

7 - гильза сгорания,

7а - внутренняя окружная поверхность,

7b - внешняя окружная поверхность,

8 - полость камера сгорания,

9 - газ сгорания,

10 - переходник,

11 - кожух сгорания,

12 - торцевая крышка,

20 - диффузионная горелка,

21 - диффузионная система подачи топлива,

22 - топливная форсунка,

23 - завихритель,

24 - диффузионное топливо,

25 - отверстие для топливного жиклера,

26 - конус,

27 - отверстие для воздуха,

30 - горелка с предварительным смешиванием,

31 - система подачи предварительно смешанного топлива,

32 - топливная форсунка,

33 - предварительно смешанное топливо,

34 - устройство предварительного смешивания,

35 - стабилизатор пламени,

50 - пилотная горелка,

51 - система подачи топлива пилотной горелки,

52 - топливный манифольд,

53 - топливная форсунка,

54 - отверстие для воздуха,

60 - основная горелка,

61 - система подачи топлива основной горелки,

62 - топливный манифольд,

63 - топливная форсунка,

64 - отверстие для воздуха,

65 - пространство,

71 - гильза,

72 - пространство,

73 - отверстие демпфирования динамики давления,

74 - отверстие для воздуха,

75 - направляющий козырек для охлаждающего воздуха,

76 - охлаждающее отверстие,

77 - ребро.

Изобретение относится к камере сгорания газовой турбины. Камера сгорания газовой турбины включает в себя гильзу сгорания, которая образует полость камеры сгорания, в которую подаются топливо и воздух для выработки газа сгорания, гильзу, прикрепленную к внешней окружной поверхности гильзы сгорания для образования пространства с этой внешней окружной поверхностью, и отверстие демпфирования динамики давления, сформированное в гильзе сгорания, снабженной гильзой, для сообщения между указанным пространством и полостью камеры сгорания, причем эта камера сгорания газовой турбины содержит направляющий козырек для охлаждающего воздуха, установленный на внутренней окружной поверхности гильзы сгорания для формирования пленкообразного воздушного потока вокруг области, в которой сформировано отверстие демпфирования динамики давления. В гильзе сгорания ниже по потоку от гильзы сформировано охлаждающее отверстие для ввода воздуха в полость камеры сгорания, а направляющий козырек для охлаждающего воздуха установлен в положении, соответствующем этому охлаждающему отверстию. Изобретение позволяет снизить концентрацию выбросов оксидов азота. 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Камера сгорания газовой турбины, включающая в себя гильзу сгорания, которая образует полость камеры сгорания, в которую подаются топливо и воздух для выработки газа сгорания, гильзу, прикрепленную к внешней окружной поверхности гильзы сгорания для образования пространства с этой внешней окружной поверхностью, и отверстие демпфирования динамики давления, сформированное в гильзе сгорания, снабженной гильзой, для сообщения между указанным пространством и полостью камеры сгорания, причем эта камера сгорания газовой турбины содержит направляющий козырек для охлаждающего воздуха, установленный на внутренней окружной поверхности гильзы сгорания для формирования пленкообразного воздушного потока вокруг области, в которой сформировано отверстие демпфирования динамики давления.

2. Камера сгорания газовой турбины по п. 1, отличающаяся тем, что

в гильзе сгорания ниже по потоку от гильзы сформировано охлаждающее отверстие для ввода воздуха в полость камеры сгорания;

а направляющий козырек для охлаждающего воздуха установлен в положении, соответствующем этому охлаждающему отверстию.

3. Камера сгорания газовой турбины по п. 2, отличающаяся тем, что

охлаждающее отверстие для ввода воздуха в полость камеры сгорания сформировано в гильзе сгорания выше по потоку от гильзы; а

направляющий козырек для охлаждающего воздуха установлен в положении, соответствующем этому охлаждающему отверстию.

4. Камера сгорания газовой турбины по п. 1, отличающаяся тем, что

на внешней окружной поверхности гильзы сгорания в положении по меньшей мере выше по потоку от гильзы установлено ребро.

5. Камера сгорания газовой турбины по п. 1, отличающаяся тем, что

направляющий козырек для охлаждающего воздуха установлен в области, где сформировано отверстие для демпфирования динамики давления.

6. Камера сгорания газовой турбины по п. 5, отличающаяся тем, что

направляющий козырек для охлаждающего воздуха установлен в положении, соответствующем отверстию демпфирования динамики давления.

7. Камера сгорания газовой турбины по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:

диффузионную горелку для образования диффузионного пламени за счет выброса диффузионного топлива, циркулирующего через топливную форсунку, и придания вихревой составляющей воздуху для сгорания; и

горелку с предварительным смешиванием для образования пламени предварительной смеси с использованием смеси предварительно смешанного топлива, выбрасываемого через топливную форсунку, и воздуха для сгорания.

8. Камера сгорания газовой турбины по п. 1, отличающаяся тем, что

камера сгорания газовой турбины представляет собой камеру сгорания многогорелочного типа, включающую в себя пилотную горелку, установленную в центре по оси, и множество основных горелок, установленных вдоль внешней окружности пилотной горелки.

9. Камера сгорания газовой турбины по п. 8, отличающаяся тем, что

гильза сгорания имеет группу охлаждающих отверстий в положении, соответствующем участку, где пламя формируется основной горелкой.

10. Камера сгорания газовой турбины по п. 8, отличающаяся тем, что

гильза сгорания имеет отверстие демпфирования динамики давления, сформированное в положении, соответствующем участку между соседними основными горелками.