DE112016004185T5

DE112016004185T5 - Brennkammerrohr, Brennkammer und Gasturbine

Info

Publication number: DE112016004185T5
Application number: DE112016004185.3T
Authority: DE
Inventors: Shin Kato; Taiki Kinoshita; Shingo Sato
Original assignee: Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2018-05-30
Also published as: JP6691919B2; CN107923318A; TWI653389B; CN107923318B; US10782025B2; JPWO2017047516A1; KR20180039687A; TW201723305A; WO2017047516A1; US20180259185A1; KR102059327B1

Abstract

Fähigkeit zur effizienten Kühlung eines Teils eines Brennkammerrohrs, bei dem eine Temperatur ansteigt, und zur weiteren Steigerung der Zuverlässigkeit des Brennkammerrohrs, ohne den Wirkungsgrad einer Gasturbine zu verringern. Ein Brennkammerrohr wird mit einem Leitschaufeldeckband verbunden, in dem eine Leitschaufel bereitgestellt ist, und weist einen Einlass und einen Auslass auf. Das Brennkammerrohr ist versehen mit: einem Innenrohr, von dem ein Innenraum ein Strömungspfad zum Hindurchleiten eines Verbrennungsgases ist, ein erster Kühlströmungspfad, durch den ein Kühlmittel strömt, der innerhalb einer Wand ausgebildet ist, bildet den Strömungspfad; und einem Außenrohr, das auf einem Außenumfang des Innenrohrs bereitgestellt und an dem Innenrohr befestigt ist. Ein zweiter Kühlströmungspfad, durch den ein Kühlmittel strömt, und der mit dem ersten Kühlströmungspfad nahe dem Auslass des Brennkammerrohrs verbunden ist, wird zwischen einer Außenumfangsoberfläche des Innenrohrs und einer Innenumfangsoberfläche des Außenrohrs gebildet, und eine kühlungsfördernde Struktur wird auf dem Außenrohr innerhalb des zweiten Kühlströmungspfades in der Nähe des ersten Kühlströmungspfads ausgebildet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Brennkammerrohr und eine Brennkammer, die in einer Gasturbine verwendet werden, und eine mit der Brennkammer versehene Gasturbine.
Stand der Technik
Eine Gasturbinenbrennkammer erzeugt während des Betriebs der Gasturbine Hochtemperatur-Verbrennungsgas und wird durch das Verbrennungsgas erhitzt, da das erzeugte Verbrennungsgas durch sie hindurchströmt. Daher verteilt die Brennkammer ein Gas, wie beispielsweise Luft oder Dampf, als ein Kühlmittel, um jeden Teil zu kühlen, und unterdrückt somit einen Temperaturanstieg. Eine bekannte Gasturbinenbrennkammer unter diesem Typ von Gasturbinenbrennkammer schließt eine Brennkammer, die ein Brennkammerrohr (Übergangsstück, Verbrennungsauskleidung) der Brennkammer mittels eines Kühlmittels (zum Beispiel Patentdokument 1) kühlt, ein. Die in Patentdokument 1 offenbarte Gasturbine sprüht Kühlluft von einem stromabwärtigen Endteil eines Übergangsstücks zu einem Leitschaufeldeckband hin, das eine Leitschaufel trägt.
Dokumente des Stands der Technik
Patentdokument
Patentdokument 1: JP 2006-105076 A
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Die in Patentdokument 1 offenbarte Vorrichtung sprüht Kühlluft von einem Übergangsstück zu einem Leitschaufeldeckband hin, um das Eindringen von Verbrennungsgas zwischen dem Übergangsstück und dem Leitschaufeldeckband zu verhindern. Obwohl die in Patentdokument 1 offenbarte Gasturbine ein Durchbrennen eines Spaltteils zwischen dem Übergangsstück und dem Leitschaufeldeckband verhindern kann, führt dies dazu, dass die Kühlluft in einen Verbrennungsgas-Strömungspfad gesprüht wird. Daher nimmt der Wirkungsgrad der Gasturbine (Energiemenge, die durch Verbrennung einer vorgegebenen Brennstoffmenge erzeugt werden kann) ab.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Brennkammerrohr bereitzustellen, das einen Teil des Brennkammerrohrs, bei dem eine Temperatur ansteigt, ohne Sprühen von Kühlluft effizient kühlen und die Zuverlässigkeit steigern kann, ohne den Wirkungsgrad der Gasturbine zu verringern, und eine Brennkammer und einer Gasturbine, die mit dieser Brennkammer bereitgestellt ist, bereitzustellen.
Mittel für die Problemlösung
Die vorliegende Erfindung ist ein Brennkammerrohr mit einem Einlass und einem Auslass ist, und das versehen ist mit: einem Innenrohr, bei dem ein Innenraum ein Strömungspfad zum Hindurchleiten eines Verbrennungsgases ist, und ein erster Kühlströmungspfad, durch den ein Kühlmittel strömt, auf einer Innenwand ausgebildet ist, die den Strömungspfad bildet; und einem Außenrohr, das auf einem Außenumfang des Innenrohrs bereitgestellt und an dem Innenrohr befestigt ist, wobei ein zweiter Kühlströmungspfad, durch den ein Kühlmedium strömt und der an den ersten Kühlströmungspfad nahe dem Auslass des Brennkammerrohrs angeschlossen ist, gebildet wird zwischen einer Außenumfangsoberfläche des Innenrohrs und einer Innenumfangsoberfläche des Außenrohrs, und eine kühlungsfördernde Struktur auf dem Außenrohr im Inneren des zweiten Kühlströmungspfads in der Nähe des ersten Kühlströmungspfads ausgebildet ist.
Ferner weist die kühlungsfördernde Struktur vorzugsweise eine unebene Form auf, wobei ein Abstand von dem Innenrohr sich positionsbasiert ändert.
Außerdem ist vorzugsweise mindestens ein Teil hervorstehender Teile der unebenen Form der kühlungsfördernden Struktur mit dem Innenrohr in Kontakt.
Außerdem ist vorzugsweise die kühlungsfördernde Struktur eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen, durch die das Kühlmittel strömt.
Außerdem ist vorzugsweise die kühlungsfördernde Struktur auf einer Seite des Außenrohrs ausgebildet, die weiter auf einer Rotationsachsenseite der Gasturbine liegt als das Innenrohr.
Außerdem ist vorzugsweise ein Endteil auf der Auslassseite mit einem Leitschaufeldeckband, in dem eine Leitschaufel bereitgestellt ist, verbunden und die kühlungsfördernde Struktur an wenigstens einer Stelle innerhalb eines Bereichs, der eine Position umfasst, die einen Endteil an einer stromaufwärtigen Seite der Leitschaufel in einer Rotationsrichtung eines Gasturbinenrotors überschneidet.
Außerdem ist vorzugsweise ein Endteil auf der Auslassseite mit einem Leitschaufeldeckband, in dem eine Leitschaufel bereitgestellt ist, verbunden und die kühlungsfördernde Struktur in einem Bereich von 1/3P oder mehr und 3P oder weniger bereitgestellt ist, wobei P einem Teilungsabstand der Leitschaufeln in einer Rotationsrichtung eines Gasturbinenrotors entspricht.
Außerdem ist zu bevorzugen, dass ein Endteil auf der Auslassseite mit einem Leitschaufeldeckband, in dem eine Leitschaufel bereitgestellt ist, verbunden ist; das Innenrohr einen Flanschteil aufweist, der sich in einem Endteil auf der Leitschaufeldeckbandseite zum Außenrohr hin erstreckt; und das Brennkammerrohr mit einem Schweißteil versehen ist, woran ein Endteil auf der Leitschaufeldeckbandseite des Außenrohrs mit einem Endteil des Flanschteils durch Schweißen verbunden ist.
Außerdem verbindet vorzugsweise der Schweißteil eine Oberfläche des Flanschteil auf einer Seite, die der Leitschaufeldeckbandseite entgegengesetzt ist, mit dem Außenrohr.
Die vorliegende Erfindung ist eine Brennkammer, die das Brennkammerrohr gemäß einer der vorstehenden Ausführungen aufweist.
Die vorliegende Erfindung ist eine Gasturbine, die einen Kompressor, die obige Brennkammer zum Verbrennen von Brennstoff und Luft, die durch den Kompressor verdichtet wird, unter Erzeugung von Verbrennungsgas und eine durch das aus der Brennkammer zugeführte Verbrennungsgas angetriebene Turbine umfasst.
Wirkung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann einen Teil eines Brennkammerrohrs, in dem eine Temperatur ansteigt, effizient kühlen und somit die Zuverlässigkeit des Brennkammerrohrs weiter steigern, ohne den Wirkungsgrad einer Gasturbine zu verringern.
Figurenliste

1 ist eine schematische Konfigurationszeichnung einer Gasturbine, welche eine Brennkammer gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufweist.
2 ist eine vergrößerte Ansicht der Brennkammer.
3 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen einem Übergangsstück der Brennkammer und Leitschaufeln der ersten Stufe veranschaulicht.
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Übergangsstücks der Brennkammer veranschaulicht.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur eines Auslasses des Übergangsstücks der Brennkammer veranschaulicht.
6 ist eine Zeichnung zur Beschreibung des Übergangsstücks der Brennkammer, gesehen von einer Auslassseite.
7 ist eine Querschnittsansicht des Übergangsstücks der Brennkammer und eines Leitschaufeldeckbands.
8 ist eine Querschnittsansicht entlang A-A in 7.
9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer kühlungsfördernden Struktur veranschaulicht.
10 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Beispiel der Beziehung zwischen dem Übergangsstück der Brennkammer und der Leitschaufeln der ersten Stufe veranschaulicht.
11 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel des Übergangsstücks veranschaulicht.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines anderen Beispiels der kühlungsfördernden Struktur veranschaulicht.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines anderen Beispiels der kühlungsfördernden Struktur veranschaulicht.
14 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel des Übergangsstücks veranschaulicht.
15 ist eine Querschnittsansicht entlang B-B in 14.
16 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel des Übergangsstücks veranschaulicht.
17 ist eine Querschnittsansicht entlang C-C in 16.
18 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration der in 16 veranschaulichten kühlungsfördernden Struktur veranschaulicht.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Konfigurationsansicht einer Gasturbine, welche eine Brennkammer gemäß der vorliegenden Ausführungsform aufweist. Wie in 1 veranschaulicht, weist eine Gasturbine 1, in der Reihenfolge von einer stromaufwärtigen Seite in einer Richtung aus, in der ein Fluid strömt, einen Kompressor 11, eine Gasturbinenbrennkammer (nachfolgend als eine Brennkammer bezeichnet) 12, eine Turbine 13 und eine Abgaskammer 14 auf. Beispielsweise ist ein Generator mit der Turbine 13 verbunden. Die Gasturbine weist einen Rotor (Turbinenwelle) 24 auf, der um eine Rotationsmittelachse L rotieren kann.
Der Kompressor 11 weist ein Kompressorgehäuse 16 auf, das an eine Lufteinlassöffnung zur Aufnahme von Luft angeschlossen ist und mit einem Strömungspfad bereitgestellt ist, in dem Luft strömt. Der Kompressor 11 ist mit einer Mehrzahl von Leitschaufeln 17 und Laufschaufeln 18 versehen, die abwechselnd in dem Luftströmungspfad im Kompressorgehäuse 16 angeordnet sind. Die Brennkammer 12 führt durch den Kompressor 11 verdichteter Druckluft (Verbrennungsluft) Brennstoff zu und erzeugt Verbrennungsgas durch Verbrennung eines Luft-Brennstoff-Gemisches aus dem Brennstoff und der Verbrennungsluft. Die Turbine 13 hat ein Turbinengehäuse 20, das mit einem Strömungspfad bereitgestellt ist, in den das in der Brennkammer 12 erzeugte Verbrennungsgas hineinströmt. In der Turbine 13 ist abwechselnd eine Mehrzahl von Leitschaufeln 21 und Laufschaufeln 22 angeordnet, die innerhalb des Verbrennungsgas-Strömungspfads des Turbinengehäuses 20 von stromaufwärts nach stromabwärts in eine Richtung weisen, in der das Verbrennungsgas als ein Fluid strömt. Die Leitschaufel 21 wird in einem Leitschaufeldeckband 50 getragen, das ein Teil des Turbinengehäuses 20 ist. Ein Freiraum, durch den das Verbrennungsgas strömt, ist innerhalb des Leitschaufeldeckbands 50 ausgebildet. Das Leitschaufeldeckband 50 befestigt die Leitschaufel 21 in dem Freiraum, durch den das Verbrennungsgas strömt. Ferner ist die Brennkammer 12 mit dem Leitschaufeldeckband 50 verbunden.
Die Abgaskammer 14 weist einen Abgasdiffusor 23 auf, in den das Verbrennungsgas, das die Turbine 13 durchströmt hat, hineinströmt. Der Rotor 24 ist so angeordnet, dass er Mittelteile in einer Radialrichtung des Kompressors 11, der Brennkammer 12, der Turbine 13 und der Abgaskammer 14 durchdringt. Ein Endteil auf der Seite des Kompressors 11 des Rotors 24 ist durch einen Lagerteil 25 mittig auf der Rotationsmittelachse L drehbar gelagert, und ein Endteil auf der Seite der Abgaskammer 14 davon ist durch einen Lagerteil 26 mittig auf der Rotationsmittelachse L drehbar gelagert. Eine Mehrzahl von Scheibenplatten ist an dem Rotor 24 befestigt, und jede der Laufschaufeln 18 und 22 ist damit verbunden.
Bei diesem Typ von Gasturbine 1 strömt die von der Lufteinlassöffnung 15 des Kompressors 11 aufgenommene Luft durch die Mehrzahl von Leitschaufeln 17 und Laufschaufeln 18 und werden dadurch komprimiert, um Hochtemperatur-, Hochdruck-Druckluft zu werden. Ein vorgegebener Brennstoff wird der verdichteten Luft in der Brennkammer 12 zugeführt, und dadurch wird die Druckluft zu einem Luft-Brennstoff-Gemisch mit dem Brennstoff. Das Luft-Brennstoff-Gemisch wird in der Brennkammer 12 verbrannt und wird dadurch zu Verbrennungsgas. Ein Hochtemperatur-, Hochdruck-Verbrennungsgas, welches ein in der Brennkammer 12 erzeugtes Betriebsfluid ist, strömt durch die Mehrzahl von Leitschaufeln 21 und Laufschaufeln 22, die in der Turbine 13 bereitgestellt sind, und dreht den Rotor 24. Ein mit dem Rotor 24 verbundener Generator wird durch die Rotation des Rotors 24 angetrieben, um dadurch Strom zu erzeugen. Abgas, das durch den Rotor 24 geströmt ist, wird als Abgas in die Atmosphäre abgelassen.
2 ist eine vergrößerte Ansicht der Brennkammer. Die Brennkammer 12 weist ein Brennkammergehäuse 30 auf. Das Brennkammergehäuse 30 weist einen Brennkammerkorb 32 auf, der innerhalb eines Außenzylinders 31 bereitgestellt ist, und ein Übergangsstück 33, das mit einem Spitzenteil des Brennkammerkorbs 32 verbunden ist, auf und erstreckt sich entlang einer Mittelachse La, die in Bezug auf die Rotationsmittelachse L geneigt ist. Hier bildet in der Gasturbine 1 ein Freiraum zwischen einem Mantelgehäuse 27 und dem Brennkammergehäuse 30 ein Brennkammerkompressorgehäuse 34. Die im Kompressor 11 verdichtete Druckluft wird in das Brennkammerkompressorgehäuse extrahiert. Die in das Brennkammerkompressorgehäuse 34 abgezogene Druckluft strömt in den Brennkammerkorb 32 der Brennkammer 12.
Der Außenzylinder 31 ist am Mantelgehäuse 27 befestigt. Ein proximaler Endteil des Brennkammerkorbs 32 wird durch den Außenzylinder 31 getragen und der Brennkammerkorb 32 ist innerhalb des Außenzylinders 31 mit einem Spalt zwischen sich und dem Außenzylinder 31 offen lässt. Eine Zünddüse 40 ist entlang der Mittelachse La in einem Mittelteil des Brennkammerkorbs 32 bereitgestellt. Eine Mehrzahl von Hauptdüsen 42 sind gleichmäßig beabstandet und parallel zu der Zünddüse 40 am Umfang der Zünddüse 40 so bereitgestellt, dass sie die Zünddüse 40 umgeben.
Ein proximales Ende des Übergangsstücks 33 ist in eine zylindrische Form geformt und mit einer Spitze des Brennkammerkorbs 32 verbunden. Das Übergangsstück 33 ist so geformt, dass in Richtung einer Spitzenseite eine Querschnittsfläche kleiner wird und das Stück sich wölbt, und ist zu einer ersten Stufe der Leitschaufeln 21 der Turbine 13 hin offen. Ein distales Ende des Übergangsstücks 33 ist mit dem Leitschaufeldeckband 50 verbunden. In dem Übergangsstück 33 bildet ein Endteil (proximales Ende) auf der Seite des Brennkammerkorbs 32 einen Einlass 33I, und ein Endteil (distales Ende), der mit dem Leitschaufeldeckband 50 verbunden ist, bildet einen Auslass 33O. Das Übergangsstück 33 weist eine Brennkammer darin auf. In der Brennkammer 12 bilden der Außenzylinder 31, der Brennkammerkorb 32 und das Übergangsstück 33 ein Brennkammerrohr. Ferner bildet in der Brennkammer 12 das Übergangsstück 33 ein Brennkammerrohr, das mit dem Leitschaufeldeckband 50 verbunden ist.
Das Übergangsstück 33 wird nachfolgend unter Verwendung von 3 bis 9, zusätzlich zu 2, beschrieben. 3 ist eine schematische Ansicht, die eine Beziehung zwischen dem Übergangsstück der Brennkammer und Leitschaufeln der ersten Stufe veranschaulicht. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil des Übergangsstücks der Brennkammer veranschaulicht. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Struktur eines Auslasses des Übergangsstücks der Brennkammer veranschaulicht. 6 ist eine Zeichnung zur Beschreibung des Übergangsstücks der Brennkammer, gesehen von einer Auslassseite. 7 ist eine Querschnittsansicht des Übergangsstücks der Brennkammer und des Leitschaufeldeckbands. 8 ist eine Querschnittsansicht entlang A-A in 7. 9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer kühlungsfördernden Struktur veranschaulicht.
Das Übergangsstück 33 ist ein zylindrisches Element, und wie vorstehend beschrieben, bildet ein Ende eines zylindrischen Innenraums davon den Einlass 33I für ein Verbrennungsgas G, und das andere Ende bildet den Auslass 33O für das Verbrennungsgas G. In dem Übergangsstück 33 ist das Endteil auf der Seite des Auslasses 33O mit dem Leitschaufeldeckband 50 verbunden. Ferner ist die Leitschaufel (Leitschaufel der ersten Stufe) 21 auf einer stromabwärtigen Seite des Auslasses 33O des Übergangsstücks 33 in der Richtung, in der das Verbrennungsgas G strömt, bereitgestellt. In dem Übergangsstück 33 strömt das Verbrennungsgas G, das von dem Einlass 33I hineingeströmt ist, aus dem Auslass 33O heraus und wird zu der in 1 veranschaulichten Turbine 13 geleitet. Das Verbrennungsgas G, das aus dem Auslass 33O des Übergangsstücks 33 hinausgeströmt ist, strömt zwischen die Leitschaufeln 21. Hier in der vorliegenden Ausführungsform wird der Abstand, in dem die Leitschaufeln 21 in der Rotationsrichtung bereitgestellt sind, als Teilungsabstand P bezeichnet. Ein Bereich W wird später beschrieben. Ferner wird ein Anordnungsteilungsabstand der Übergangsstücke 33 als Abstand Wa bezeichnet. In der vorliegenden Ausführungsform sind zwei der Leitschaufeln 21 in Bezug auf jedes Übergangsstück 33 bereitgestellt, und die Positionen der Leitschaufeln 21 sind in Bezug auf jedes Übergangsstück 33 gleich. Mit anderen Worten entspricht in der Gasturbine gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Abstand Wa zwischen den Übergangsstücken 33 dem Teilungsabstand P von zwei der Leitschaufeln 21, wodurch die Beziehung Wa = 2P aufgestellt wird.
Wie in 4 und 5 veranschaulicht, weist das Übergangsstück 33 ein Innenrohr 60 und ein Außenrohr 62 auf. Das Innenrohr 60 und das Außenrohr 62 sind durch Schweißen verbunden. Das Innenrohr 60 weist eine zylindrische Form auf und ist somit ein zylindrisches Element, von dem ein Freiraum innerhalb des Zylinders einen Verbrennungsgas-Strömungspfad 64 bildet, durch den Verbrennungsgas strömt. Das Innenrohr 60 weist eine Form auf, bei der ein Querschnitt des Rohrs eine deformierte Trapezform aufweist, und Seiten des Innenrohrs 60, die sich entlang der Rotationsrichtung (Rotationsrichtung des Rotors 24) erstrecken, Bögen bilden. Das Innenrohr 60 ist so geformt, dass die Breite in Rotationsrichtung zur Rotationsmittelachse L hin schmaler wird.
Das Außenrohr 62 ist an einem Außenumfang des Innenrohrs 60 bereitgestellt und bedeckt einen Teil des Außenumfangs des Innenrohrs 60. Wie in 5 und 6 veranschaulicht, weist das Außenrohr 62 vier Segmente 66a, 66b, 66c und 66d auf. Das Segment 66a ist einer Oberfläche auf der Rotationsachsenmittenseite des Innenrohrs 60 zugewandt. Mit anderen Worten ist das Segment 66a weiter zu der Rotationsachsenmitte hin bereitgestellt als das Innenrohr 60. Das Segment 66b ist einer Außenoberfläche in der Rotationsachsenrichtung des Innenrohrs 60 zugewandt. Mit anderen Worten ist das Segment 66b an einer Stelle angeordnet, die sich weiter von einer Rotationsachse als das Innenrohr 60 entfernt befindet. Die Segmente 66c und 66d sind jeweils zwei Oberflächen zugewandt, die Endoberflächen in Rotationsrichtung des Innenrohrs 60 bilden. Ein Endteil des Segments 66a in der Rotationsrichtung ist beispielsweise durch Schweißen an dem Segment 66c befestigt. Ein Endteil des Segments 66b in Rotationsrichtung ist ebenfalls beispielsweise durch Schweißen an dem Segment 66c befestigt. Ferner sind die Segmente 66a, 66b, 66c und 66d beispielsweise durch Schweißen am Innenrohr 60 befestigt. Auf diese Weise bedeckt das Außenrohr 62 mittels der Segmente 66a, 66b, 66c und 66d den gesamten Außenumfang des Innenrohrs 60. Das Außenrohr 62 bildet eine einzelne zylindrische Form aus den Segmenten 66a, 66b, 66c und 66d aus.
Wie in 7 veranschaulicht, weist das Innenrohr 60 einen Innenwandteil 70 und einen Flanschteil (Endteil) 72, der an einer Endoberfläche auf der Seite des Leitschaufeldeckbands 50 bereitgestellt ist, auf. Der Innenwandteil 70 ist der Teil, der den Zylinder des Innenrohrs konfiguriert, und ein durch den Innenwandteil 70 umgebener Bereich bildet den Verbrennungsgas-Strömungspfad 64. Der Flanschteil 72 ist dem Leitschaufeldeckband 50 zugewandt. Ein Freiraum zwischen dem Flanschteil 72 und dem Leitschaufeldeckband 50 ist ein Spalt 58. Ferner ist der Flanschteil 72 beispielsweise durch Schweißen an dem Außenrohr 62 befestigt.
Eine Mehrzahl erster Kühlströmungspfade 74 ist innerhalb des Innenwandteils 70, mit anderen Worten innerhalb der Wand, die den Verbrennungsgas-Strömungspfad 64 umgibt, ausgebildet. Die Mehrzahl erster Kühlströmungspfade 74 ist in einer Wanderstreckungsrichtung ausgebildet und fluchten in einer Richtung senkrecht zu der Richtung, in der das Verbrennungsgas strömt. Der erste Kühlströmungspfad 74 wird gebildet durch Verbindung eines Strömungspfads, der sich in die Richtung erstreckt, in der das Verbrennungsgas G strömt, mit anderen Worten, sich von dem Einlass 33I zu dem Auslass 33O hin erstreckt, und einem Strömungspfad, der in einer sich von dem Verbrennungsgas-Strömungspfad 64 trennenden Richtung entlang dem Flanschteil 72 an einem Ende auf der Seite des Auslasses 33O verläuft. Es ist zu beachten, dass der erste Kühlströmungspfad 74 eine Form aufweisen kann, bei der der Strömungspfad, der in der sich von dem Verbrennungsgas-Strömungspfad 64 trennenden Richtung entlang dem Flanschteil 72 an dem Ende auf der Seite des Auslasses 33O verläuft, mit denselben Teilen der anderen ersten Kühlströmungspfade 74 verbunden ist. Mit anderen Worten kann der Strömungspfad, der in der sich von dem Verbrennungsgas-Strömungspfad 64 trennenden Richtung entlang dem Flanschteil 72 an dem Ende auf der Seite des Auslasses 33O des ersten Kühlströmungspfads 74 verläuft, ein Strömungspfad sein, der der Mehrzahl erster Kühlströmungspfade 74 gemein ist.
Als nächstes ist, wie vorstehend beschrieben, das Außenrohr 62 ein Zylinder, der eine Außenumfangsoberfläche des Innenrohrs 60, mit anderen Worten eine Oberfläche auf einer entgegengesetzten Seite einer den Verbrennungsgas-Strömungspfad 64 bildenden Innenumfangsoberfläche, umgibt. Das Außenrohr 62 ist beispielsweise durch Schweißen an dem Innenrohr 60 befestigt. In dem Außenrohr 62 ist ein Befestigungsteil 78 auf einer Oberfläche auf einer dem Innenrohr 60 entgegengesetzten Seite ausgebildet. Der Befestigungsteil 78 ist mit dem Leitschaufeldeckband 50 verbunden.
In dem Übergangsstück 33 ist ein zweiter Kühlströmungspfad 80 zwischen dem Innenrohr 60 und dem Außenrohr 62 ausgebildet. Der zweite Kühlströmungspfad 80 ist ein Freiraum zwischen Oberflächen des Innenrohrs 60 und des Außenrohrs 62, die einander zugewandt sind, mit anderen Worten ein Freiraum zwischen einer Oberfläche auf der Außenumfangsseite des Innenrohrs 60 und einer Oberfläche auf der Innenumfangsseite des Außenrohrs 62. Der zweite Kühlströmungspfad 80 ist mit dem ersten Kühlströmungspfad 74 verbunden.
Wie in 7 bis 9 veranschaulicht, ist in dem Außenrohr 62 eine kühlungsfördernde Struktur 82 in dem zweiten Kühlströmungspfad 80, mit anderen Worten in einer dem Innenrohr 60 zugewandten Oberfläche, ausgebildet. Die kühlungsfördernde Struktur 82 ist in der Nähe eines Teils des zweiten Kühlströmungspfads 80 bereitgestellt, der mit dem ersten Kühlströmungspfad 74 verbunden ist. Insbesondere ist die kühlungsfördernde Struktur 82 in der Nähe des Flanschteils 72 bereitgestellt. Die kühlungsfördernde Struktur 82 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist nur an Segment 66a der vier Segmente 66a, 66b, 66c und 66d bereitgestellt, das sich an einer Innenseite in der Rotationsachsenrichtung befindet. Ferner ist die kühlungsfördernde Struktur 82 gemäß der vorliegenden Ausführungsform auf einem Teil, insbesondere in dem Bereich W, des zweiten Kühlströmungspfads 80 des Segments 66a in der Rotationsrichtung bereitgestellt. Der Bereich W ist ein Bereich, der den Mittelpunkt in der Rotationsrichtung des Außenrohrs 62 einschließt.
Wie in 8 in einem Querschnitt, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82 bereitgestellt ist, veranschaulicht, umfasst das Übergangsstück 33 einen Freiraum 90, welcher ein Teil ist, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82 nicht bereitgestellt ist, und einen Raum 92, welcher ein Teil ist, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82 bereitgestellt ist. In dem Freiraum 90 sind Endoberflächen des Innenrohrs 60 und des Außenrohrs 62 im Wesentlichen parallel, und eine Breite zwischen dem Innenrohr 60 und dem Außenrohr 62 ist sogar in einem Fall, in dem sich eine Position in der Rotationsrichtung verschiebt, im Wesentlichen konstant. Demgegenüber ist, wie in 7 bis 9 veranschaulicht, die kühlungsfördernde Struktur 82 eine unebene Form, die in einer Oberfläche des Außenrohrs 62 ausgebildet ist. Insbesondere ist eine Mehrzahl hervorstehender Teile 84 in vorgegebenen Abständen in der Rotationsrichtung bereitgestellt. In dem hervorstehenden Teil 84 ist eine Spitze eines Vorsprungs in Kontakt mit dem Innenrohr 60. Dementsprechend ist der Freiraum 92 zwischen zweien der hervorstehenden Teile 84 bereitgestellt. Mit anderen Worten ist in dem Übergangsstück 33 der Freiraum 92 in eine Mehrzahl von Teilen in der Rotationsrichtung unterteilt. Ferner ist in dem Übergangsstück 33 eine Oberfläche des Außenrohrs 62 in dem Teil, in dem der Freiraum 92 der kühlungsfördernden Struktur 82 ausgebildet ist, weiter von dem Innenrohr 60 getrennt als in dem Freiraum 90. Mit anderen Worten ist in dem Außenrohr 62 das Teil, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82 ausgebildet ist, weiter von dem Innenrohr 60 getrennt als das Teil, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82 nicht ausgebildet ist.
In dem Übergangsstück 33 strömt ein Kühlmittel S, das von einem Mechanismus zum Zuführen des Kühlmittels zugeführt wird, in dem Strömungspfad des ersten Kühlströmungspfads 74, der sich von dem Einlass 33I zu dem Auslass 33O hin erstreckt, in derselben Richtung wie das Verbrennungsgas G. Das Kühlmittel S, das durch den Strömungspfad des ersten Kühlströmungspfads 74 geströmt ist, der sich von dem Einlass 33I zu dem Auslass 33O hin erstreckt, strömt durch den Strömungspfad strömt, der in der sich von dem Verbrennungsgas-Strömungspfad 64 trennenden Richtung entlang dem Flanschteil 72 erstreckt, anschließend strömt dieses Kühlmittel durch den zweiten Kühlströmungspfad 80. Wenn das Kühlmittel S, das durch den Strömungspfad geströmt ist, der in der sich von dem Verbrennungsgas-Strömungspfad 64 trennenden Richtung entlang dem Flanschteil 72 verläuft, in den zweiten Kühlströmungspfad 80 strömt, strömt dieses Kühlmittel durch die kühlungsfördernde Struktur 82 und dann weiter zu einer stromabwärtigen Seite in einer Strömungsrichtung.
Durch Bereitstellen der kühlungsfördernden Struktur 82 in dem Übergangsstück 33 kann ein Oberflächenbereich des Teils des Außenrohrs 62 des Teils, der mit dem Kühlmittel S in dem Teil in Kontakt kommt, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82 bereitgestellt ist, größer ausgeführt werden, als wenn die Oberfläche des Außenrohrs 62 flach ausgeführt wird.
Daher kann die Kühlleistung in dem Übergangsstück 33 in der Nähe des Flanschteils 72, wo der Spalt 58 erzeugt wird, in den das Verbrennungsgas G strömt, gesteigert werden, wodurch es somit möglich wird, einen Temperaturanstieg am Endteil des Flanschteils 72 zu unterdrücken. Ferner strömt das Kühlmittel S, das durch den ersten Kühlströmungspfad 74 und den zweiten Kühlströmungspfad 80 strömt, die in dem Übergangsstück 33 ausgebildet sind, innerhalb der Wand des Übergangsstücks 33 und strömt nicht in einen Verbrennungsgas-Strömungspfad. Daher kann die Kühlleistung gesteigert werden, ohne dass das Kühlmittel S in den Verbrennungsgas-Strömungspfad 64 strömt. Daher kann das mit dem Verbrennungsgas G gemischte Kühlmittel S verringert werden und ein Abfall der Temperatur des Verbrennungsgases G stromaufwärts kann verhindert werden, wodurch es möglich wird, mehr Energie aus der Gasturbine zu gewinnen, wodurch es wiederum möglich wird, eine Verringerung des Wirkungsgrads der Gasturbine zu unterdrücken. Ferner ist es durch Bereitstellen der kühlungsfördernden Struktur 82 in dem Übergangsstück 33 in einem Teil, in dem Kühlung erforderlich ist, möglich, die Kühlleistung in dem Teil unter Aufrechterhaltung eines Durchsatzes des gesamten dem Übergangsstück 33 zugeführten Kühlmittels zu steigern. Die Steigerung der Kühlleistung bei gleichzeitiger Unterdrückung eines Anstiegs des Kühlmitteldurchsatzes auf diese Weise ermöglicht es, die zur Erzeugung des Kühlmittels verwendete Energie zu verringern, wodurch es somit möglich wird, eine Verringerung des Wirkungsgrads der Gasturbine zu unterdrücken.
Hier wird die kühlungsfördernde Struktur 82 vorzugsweise in dem Übergangsstück 33 in einem Bereich bereitgestellt, der eine Position einschließt, die einen Endteil auf der stromaufwärtigen Seite der Leitschaufel 21 in der Rotationsrichtung überschneidet, wie in der vorliegenden Ausführungsform. Daher wird es möglich, einen Temperaturanstieg an dem Endteil der die stromaufwärtige Seite der Leitschaufel 21 überschneidenden Position, welches ein Bereich ist, in dem das Verbrennungsgas G aufgrund des Vorhandenseins von Leitschaufel 21 im Vergleich zu anderen Teilen in der Rotationsrichtung nicht einfach durch den Verbrennungsgasströmungspfad 64 strömt, und in dem das Verbrennungsgas in den Spalt 58 strömt und die Temperatur tendenziell ansteigt, zu unterdrücken.
In dem Übergangsstück 33 wird die kühlungsfördernde Struktur 82 vorzugsweise derart bereitgestellt, dass das Ende an der stromaufwärtigen Seite der Leitschaufel 21 sich in einem Bereich von 0,5W oder weniger von einem Mittelpunkt des Bereichs W entfernt befindet. Auf diese Weise kann ein Temperaturanstieg effizient unterdrückt werden.
Der Bereich W, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82 bereitgestellt ist, beträgt vorzugsweise 1/3 oder mehr und das 3-Fache oder weniger der Gesamtlänge der Seite des Außenrohrs 62, auf der die kühlungsfördernde Struktur 82 bereitgestellt ist. Auf diese Weise kann ein Temperaturanstieg effizient unterdrückt werden. Außerdem beträgt der Bereich W vorzugsweise 1/3P oder mehr und 3P oder weniger in Bezug auf den Teilungsabstand P der Leitschaufeln 21. Auf diese Weise kann ein Temperaturanstieg effizient unterdrückt werden.
In dem Übergangsstück 33 beträgt vorzugsweise eine Höhe des Freiraums 92 zwischen zweien der hervorstehenden Teile 84 der kühlungsfördernden Struktur 82 nicht mehr als das 2,5-Fache einer Breite davon. Mit anderen Worten ist vorzugsweise in der kühlungsfördernden Struktur 82 der hervorstehende Teil 84 so geformt, dass der Freiraum 92 die Beziehung [Höhe ≤ 5 x Breite] erfüllt. Dadurch kann die Kühlleistung gesteigert werden, während gleichzeitig ein durch die Bereitstellung der kühlungsfördernden Struktur 82 hervorgerufener Anstieg eines Druckverlusts unterdrückt werden kann.
Ferner kann durch Ausführung des hervorstehenden Teils 84 der kühlungsfördernden Struktur 82 als eine Struktur, die mit dem Innenrohr 60 in dem Übergangsstück 33 in Kontakt kommt, das Außenrohr 62 präziser in Bezug auf das Innenrohr 60 positioniert werden. Daher kann, obwohl die kühlungsfördernde Struktur 82 vorzugsweise als eine Struktur ausgeführt wird, bei welcher der hervorstehende Teil 84 in Kontakt mit dem Innenrohr 60 kommt, ein Spalt zwischen dem hervorstehenden Teil 84 und dem Innenrohr 60 bestehen.
Obwohl die kühlungsfördernde Struktur 82 vorzugsweise in dem vorstehend beschriebenen Bereich in dem Übergangsstück 33 bereitgestellt wird, kann die Struktur über einen gesamten Bereich des zweiten Kühlströmungspfads 80 auf der Innenseite in der Rotationsrichtungsseite bereitgestellt werden. Ferner kann die kühlungsfördernde Struktur 82 in dem Übergangsstück 33 über den gesamten Umfang des zweiten Kühlströmungspfads 80, mit anderen Worten in den Segmenten 66b, 66c und 66d, zusätzlich zu dem Segment 66b, bereitgestellt werden.
10 ist eine schematische Ansicht, die ein anderes Beispiel der Beziehung zwischen dem Übergangsstück der Brennkammer und der Leitschaufeln der ersten Stufe veranschaulicht. Die Gasturbine gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform weist eine Struktur auf, in der zwei der Leitschaufeln 21 in Bezug auf jedes Übergangsstück 33 in der Rotationsrichtung bereitgestellt sind, so dass der Abstand Wa = 2P ist; jedoch ist die Gasturbine nicht auf diese Struktur beschränkt. Die kühlungsfördernde Struktur 82 ist in einem Bereich Wb in einer in 10 veranschaulichten Gasturbine, die das Übergangsstück 33 und Leitschaufeln 21a aufweist, bereitgestellt. Außerdem sind in der Gasturbine drei der Leitschaufeln 21a für jedes Übergangsstück 33 in der Rotationsrichtung bereitgestellt. Außerdem sind die Positionen der Leitschaufeln 21 in Bezug auf jedes Übergangsstück 33 gleich. Mit anderen Worten entspricht in der in 10 veranschaulichten Gasturbine ein Abstand Wc zwischen den Übergangsstücken 33 einem Teilungsabstand Pa von drei der Leitschaufeln 21, wodurch die Beziehung Wc = 3 Pa aufgestellt wird. Ferner beträgt vorzugsweise in einem Fall, in dem auf diese Weise Wc = 3P ist, der Bereich Wb 1/3 Pa oder mehr und 3 Pa oder weniger, ebenso wie bei dem vorstehend genannten Bereich W des Übergangsstücks 33. Außerdem ist, obwohl in der vorliegenden Ausführungsform die Teilungsabstände W und Wb der Übergangsstücke 33 integrale Vielfache der Teilungsabstände P und Pa der Leitschaufeln 21 und 21a sind, die Ausführungsform nicht darauf beschränkt und kann somit eine Struktur sein, bei der die Teilungsabstände W und Wb der Übergangsstücke 33 auf andere Werte als die integralen Vielfachen der Teilungsabstände P und Pa der Leitschaufeln 21 und 21a festgelegt sind, mit anderen Worten, bei der die Positionen der Leitschaufeln 21 und 21a basierend auf der Position des Übergangsstücks 33 in der Umfangsrichtung, variieren.
Hier wird vorzugsweise der Schweißteil zwischen dem Innenrohr 60 und dem Außenrohr 62 in dem Übergangsstück 33 in einer Oberfläche bereitgestellt, die dem Leitschaufeldeckband 50 zugewandt ist. Vorzugsweise wird der Schweißteil an einer Position bereitgestellt, die bei Betrachtung von der Seite des Leitschaufeldeckbands 50 sichtbar ist. Dies erlaubt eine leichte Durchführung von Schweißarbeiten. Außerdem können, obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform das Außenrohr 62 und das Innenrohr 60 durch Schweißen befestigt sind, das Außenrohr 62 und das Innenrohr 60 durch Gießen der beiden als ein einziger Körper hergestellt werden.
11 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel des Übergangsstücks veranschaulicht. Ein in 11 veranschaulichtes Übergangsstück 33a weist dieselbe Grundstruktur auf wie das Übergangsstück 33. In der nachfolgenden Beschreibung liegt der Schwerpunkt auf charakteristischen Punkten des Übergangsstücks 33a. In dem in 11 veranschaulichten Übergangsstück 33a ist der Schweißteil zwischen einer Oberfläche 102 eines Flanschteils 72a auf einer entgegengesetzten Seite einer dem Leitschaufeldeckband 50 zugewandten Oberfläche und eines Außenrohrs 62a bereitgestellt. Insbesondere ist der Flanschteil 72a eine Platte, von der eine Dicke bis zu einem Endteil konstant ist und eine Rille in das Außenrohr 62a eingearbeitet und ein Schweißteil zwischen der Oberfläche 102 und dem Außenrohr 62a durch Verschweißen der beiden bereitgestellt ist.
Die Bereitstellung des Schweißteils auf diese Weise in der Oberfläche 102 auf der entgegengesetzten Seite der dem Leitschaufeldeckband 50 zugewandten Oberfläche in dem Übergangsstück 33a ermöglicht es, eine Struktur herzustellen, in der das Schweißteil nicht in der dem Leitschaufeldeckband 50 zugewandten Oberfläche freiliegt. Daher kann die dem Leitschaufeldeckband 50 des Übergangsstücks 33a zugewandte Oberfläche auf den Flanschteil 72a beschränkt werden, wodurch die Beständigkeit in Bezug auf Wärme erhöht und ein Temperaturanstieg in Bezug auf eine Wärmemenge verringert werden kann. Der Schweißteil kann auch so ausgeführt werden, dass er weniger anfällig dafür ist, durch das in den Spalt 58 strömende Verbrennungsgas G erhitzt zu werden.
Ferner kann die Kühlleistung in dem Übergangsstück 33 erhöht werden, während ein Druckverlustanstieg dadurch gering gehalten wird, dass der kühlungsfördernden Struktur eine unebene Form verliehen wird, die sich in einer Richtung erstreckt, die der Strömung des Kühlmittels folgt. Daher ist, obwohl der kühlungsfördernden Struktur vorzugsweise eine unebene Form verliehen wird, die sich in der Richtung erstreckt, die der Strömung des Kühlmittels folgt, die Form der Struktur nicht darauf beschränkt. Es ist ausreichend, dass die kühlungsfördernde Struktur die Kühlleistung gegenüber einem Fall erhöht, bei dem eine Oberfläche des Außenrohr, die dem Innenrohr zugewandt ist, eine flache Oberfläche ist.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines anderen Beispiels der kühlungsfördernden Struktur veranschaulicht. Ein in 12 veranschaulichtes Übergangsstück 33b weist dieselbe Grundstruktur auf wie das Übergangsstück 33. In der nachfolgenden Beschreibung liegt der Schwerpunkt auf charakteristischen Punkten des Übergangsstücks 33b. Hervorstehende Teile 112, die zu dem Innenrohr 60 hin vorstehen, sind zweidimensional auf einer Oberfläche eines Außenrohrs 62b in einer kühlungsfördernden Struktur 82b des Übergangsstücks 33b angeordnet. Mit anderen Worten sind die hervorstehenden Teile 112 in Reihen in der Rotationsrichtung bereitgestellt und sind außerdem in Reihen in einer zur Rotationsrichtung senkrechten Richtung in der kühlungsfördernden Struktur 82b bereitgestellt. Dadurch kann die Kühlleistung durch die kühlungsfördernde Struktur 82b sogar dann erhöht werden, wenn es sich um eine Struktur handelt, bei der die hervorstehenden Teile 112 zweidimensional angeordnet sind.
13 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration eines anderen Beispiels der kühlungsfördernden Struktur veranschaulicht. Ein in 13 veranschaulichtes Übergangsstück 33c weist dieselbe Grundstruktur auf wie das Übergangsstück 33. In der nachfolgenden Beschreibung liegt der Schwerpunkt auf charakteristischen Punkten des Übergangsstücks 33c. Eine Mehrzahl hervorstehender Teile 122, die zu dem Innenrohr 60 hin vorstehen, sind auf einer Oberfläche eines Außenrohrs 62c in einer kühlungsfördernden Struktur 82c des Übergangsstücks 33c entlang einer Richtung bereitgestellt, in die das Kühlmittel S strömt. Mit anderen Worten sind die hervorstehenden Teile 122 in der kühlungsfördernden Struktur 82c in Reihen in einer Richtung bereitgestellt, die senkrecht zur Rotationsrichtung ist. Dadurch kann die Kühlleistung durch die kühlungsfördernde Struktur 82c sogar dann erhöht werden, wenn die hervorstehenden Teile 122 in der zur Rotationsrichtung senkrechten Richtung in Reihen bereitgestellt sind.
14 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel des Übergangsstücks veranschaulicht. 15 ist eine Querschnittsansicht entlang B-B in 14. Ein in 14 und 15 veranschaulichtes Übergangsstück 33d weist dieselbe Grundstruktur auf wie das Übergangsstück 33. In der nachfolgenden Beschreibung liegt der Schwerpunkt auf charakteristischen Punkten des Übergangsstücks 33d. In einer kühlungsfördernden Struktur 82d des Übergangsstücks 33d sind eine Höhe einer Oberfläche eines Teils eines Außenrohrs 62d, in der die kühlungsfördernde Struktur 82d nicht bereitgestellt ist, und eine Höhe einer Oberfläche eines vertieften Teils des Außenrohrs 62d, in der die kühlungsfördernde Struktur 82d bereitgestellt ist, dieselbe Höhe in einem Querschnitt, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82d in dem Übergangsstück 33d bereitgestellt ist. Ferner sind eine Höhe eines Teils einer Oberfläche 130 eines Innenrohrs 60d, in der die kühlungsfördernde Struktur 82d nicht bereitgestellt ist, und eine Höhe einer Oberfläche 132 eines Teils des Innenrohrs 60d, in der die kühlungsfördernde Struktur 82d bereitgestellt ist, unterschiedliche Höhen in einem Querschnitt, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82d in dem Übergangsstück 33d bereitgestellt ist. Mit anderen Worten ist die Oberfläche 132 an einer Position ausgebildet, die näher an dem Abgasströmungspfad 64 liegt als die Oberfläche 130, mit anderen Worten in einer Form ausgebildet, die in Bezug auf den zweiten Kühlströmungspfad 80 vertieft ist.
Dadurch kann die Höhe der Oberfläche des Innenrohrs in dem Übergangsstück 33d in dem Querschnitt, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82d bereitgestellt ist, verändert werden. Des Weiteren kann dadurch, dass ein Abstand zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr, mit Ausnahme der hervorstehenden Teile, in einem Bereich, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82d bereitgestellt ist, größer ausgeführt wird als ein Abstand zwischen dem Außenrohr und dem Innenrohr in einem Bereich, in dem die kühlungsfördernde Struktur 82d nicht bereitgestellt ist, eine Verringerung der Gesamtquerschnittsfläche des Strömungspfads durch Bereitstellen der kühlungsfördernden Struktur 82d vermieden werden. Daher kann die Kühlleistung eines Zielteils erhöht und eine erforderliche Position effizient gekühlt werden, während gleichzeitig eine Druckverluständerung in dem zweiten Kühlströmungspfad 80 unterdrückt wird.
Außerdem sind, obwohl in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform alle der kühlungsfördernden Strukturen Strukturen sind, die mit einer Mehrzahl hervorstehender Teile versehen sind, die Strukturen nicht darauf beschränkt. 16 ist eine Querschnittsansicht, die ein anderes Beispiel des Übergangsstücks veranschaulicht. 17 ist eine Querschnittsansicht entlang C-C in 16. 18 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration der in 16 veranschaulichten kühlungsfördernden Struktur veranschaulicht. Ein in 16 bis 18 veranschaulichtes Übergangsstück 33e weist dieselbe Grundstruktur auf wie das Übergangsstück 33. In der nachfolgenden Beschreibung liegt der Schwerpunkt auf charakteristischen Punkten des Übergangsstücks 33e. Das Übergangsstück 33e weist eine kühlungsfördernde Struktur 82e und einen hervorstehenden Teil 150 auf. Der hervorstehende Teil 150 ist an einem Außenrohr 62e bereitgestellt und kommt mit einem Innenrohr 60e in Kontakt. Der hervorstehende Teil 150 erstreckt sich in der Rotationsrichtung. Eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen 152 sind in dem hervorstehenden Teil 150 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 152 durchdringt den konvexen Teil 150 und verbindet den ersten Kühlströmungspfad 74 mit einem anderen Teil des zweiten Kühlströmungspfads 80. Die Durchgangsöffnung 152 fungiert als Strömungspfad, durch den das Kühlmittel S strömt.
Dadurch ist eine Mehrzahl der Durchgangsöffnungen 152, die den ersten Kühlströmungspfad 74 mit einem anderen Teil des zweiten Kühlströmungspfads 80 verbindet, und durch die das Kühlmittel S strömt, in der kühlungsfördernden Struktur 82e ausgebildet. Da das Kühlmittel S durch die Durchgangsöffnung 152 strömt, das in dem hervorstehenden Teil 150 in dem Übergangsstück 33e ausgebildet ist, kann eine Kontaktfläche zwischen dem Kühlmittel S und dem Außenrohr 62e größer ausgeführt werden, wodurch somit die Kühlleistung verbessert werden kann. Obwohl die kühlungsfördernde Struktur 82e gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Struktur ist, die einen hervorstehenden Teil 150 aufweist, kann die Struktur zwei oder drei oder mehr solcher Teile aufweisen.
Obwohl die vorliegende Ausführungsform und modifizierte Beispiele davon vorstehend beschrieben wurden, sollen die vorliegende Ausführungsform und die modifizierten Beispiele davon nicht durch den vorstehend beschriebenen Inhalt beschränkt werden. Außerdem sind Elemente, die von einem Fachmann leicht erdacht werden können, und Elemente, die tatsächlich den vorstehend beschriebenen konstituierenden Elementen der vorliegenden Ausführungsform und den modifizierten Beispielen davon gleichen, und Elemente, die in einem sogenannten gleichwertigen Schutzumfang wie diese liegen, hierin eingeschlossen. Des Weiteren können die vorstehend beschriebenen konstituierenden Elemente in geeigneter Weise kombiniert werden. Schließlich können die konstituierenden Elemente in dem Maße ausgelassen, ersetzt und verändert werden, dass dadurch nicht vom Wesentlichen der vorliegenden Ausführungsformen und der modifizierten Beispiele davon abgewichen wird.
Bezugszeichenliste

1: Gasturbine
11: Kompressor
12: Brennkammer
13: Turbine
14: Abgaskammer
15: Lufteinlassöffnung
16: Kompressorgehäuse
17, 21: Leitschaufeln
18, 22: Laufschaufeln
20: Turbinengehäuse
23: Abgasdiffusor
24: Rotor
25, 26: Lagerteile
27: Mantelgehäuse
30: Brennkammergehäuse
31: Außenzylinder
32: Brennkammerkorb
33: Übergangsstück
40: Zünddüse
42: Hauptdüse
50: Leitschaufeldeckband (Deckband)
58: Spalt
60: Innenrohr
62: Außenrohr
64: Verbrennungsgas-Strömungspfad
66a, 66b, 66c, 66d: Segmente
70: Innenwandteil
72: Flanschteil (Endteil)
74: Erster Kühlströmungspfad
78: Befestigungsteil
80: Zweiter Kühlströmungspfad
82: Kühlungsfördernde Struktur
84: Hervorstehender Teil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2006105076 A [0003]

Claims

Brennkammerrohr mit einem Einlass und einem Auslass, wobei das Brennkammerrohr Folgendes umfasst: ein Innenrohr, von dem ein Innenraum ein Strömungspfad zum Hindurchleiten eines Verbrennungsgases ist, ein erster Kühlströmungspfad, durch den ein Kühlmittel strömt, in einer Wand ausgebildet ist, die den Strömungspfad bildet; und ein Außenrohr, das auf einem Außenumfang des Innenrohrs bereitgestellt und an dem Innenrohr befestigt ist, wobei ein zweiter Kühlströmungspfad, durch den ein Kühlmittel strömt und der an den ersten Kühlströmungspfad angeschlossen ist, in der Nähe des Auslasses des Brennkammerrohrs zwischen einer Außenumfangsoberfläche des Innenrohrs und einer Innenumfangsoberfläche des Außenrohrs ausgebildet ist, und eine kühlungsfördernde Struktur auf dem Außenrohr innerhalb des zweiten Kühlströmungspfads in der Nähe des ersten Kühlströmungspfads ausgebildet ist.
Brennkammerrohr nach Anspruch 1, wobei die kühlungsfördernde Struktur eine unebene Form aufweist, wobei ein Abstand vom Innenrohr sich positionsbasiert ändert.
Brennkammerrohr nach Anspruch 2, wobei mindestens ein Teil der hervorstehenden Teile der unebenen Form der kühlungsfördernden Struktur mit dem Innenrohr in Kontakt ist.
Brennkammerrohr nach Anspruch 1, wobei die kühlungsfördernde Struktur einer Mehrzahl von Durchgangsöffnungen entspricht, durch die das Kühlmittel strömt.
Brennkammerrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die kühlungsfördernde Struktur auf einer Seite des Außenrohrs ausgebildet ist, die weiter auf einer Rotationsachsenseite der Gasturbine liegt als das Innenrohr.
Brennkammerrohr nach Anspruch 5, wobei ein Endteil auf der Auslassseite mit einem Leitschaufeldeckband verbunden ist, in dem eine Leitschaufel bereitgestellt ist, und die kühlungsfördernde Struktur an mindestens einer Stelle innerhalb eines Bereichs ausgebildet ist, die eine Position einschließt, die einen stromaufwärtigen Endteil der Leitschaufel in einer Rotationsrichtung eines Gasturbinenrotors überschneidet.
Brennkammerrohr nach Anspruch 5 oder 6, wobei ein Endteil auf der Auslassseite mit einem Leitschaufeldeckband verbunden ist, in dem eine Leitschaufel bereitgestellt ist, und die kühlungsfördernde Struktur in einem Bereich von 1/3P oder mehr und 3P oder weniger bereitgestellt ist, wobei P einem Teilungsabstand der Leitschaufeln in einer Rotationsrichtung eines Gasturbinenrotors entspricht.
Brennkammerrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Endteil auf der Auslassseite mit einem Leitschaufeldeckband verbunden ist, in dem eine Leitschaufel bereitgestellt ist, und das Innenrohr einen Flanschteil aufweist, der sich in einem Endteil auf der Leitschaufeldeckbandseite zum Außenrohr hin erstreckt, und das Brennkammerrohr mit einem Schweißteil versehen ist, an dem ein Endteil auf der Leitschaufeldeckbandseite des Außenrohrs mit einem Endteil der Flanschseite durch Schweißen verbunden ist.
Brennkammerrohr nach Anspruch 8, wobei der Schweißteil eine Oberfläche des Flanschteils auf einer Seite, die der Leitschaufeldeckbandseite entgegengesetzt ist, mit dem Außenrohr verbindet.
Brennkammer, umfassend das Brennkammerrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Gasturbine, umfassend: einen Kompressor; die Brennkammer nach Anspruch 10 zum Verbrennen von Brennstoff und Luft, die durch den Kompressor verdichtet wird, um Verbrennungsgas zu erzeugen; und eine Turbine, die durch das aus der Brennkammer zugeführte Verbrennungsgas angetrieben wird.