JP2000145480A - Cooling structure of gas turbine combustor pilot cone - Google Patents

Cooling structure of gas turbine combustor pilot cone

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JP2000145480A
JP2000145480A JP10323704A JP32370498A JP2000145480A JP 2000145480 A JP2000145480 A JP 2000145480A JP 10323704 A JP10323704 A JP 10323704A JP 32370498 A JP32370498 A JP 32370498A JP 2000145480 A JP2000145480 A JP 2000145480A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To allow adjustment of flow rate, pressure loss and heat transfer coefficient and improve cooling effect. SOLUTION: The wall of the combustor pilot cone has a dual structure formed by bonding the outer side plate 1 and the inner side plate 4. Air inlet holes 3 linearly aligned are formed in the outer side plate 1. The groove 2 is processed inside so as to be closed at the bonded surface of the inner side plate 4, generating the air flow passage. On the inner side plate 4, air exhaust holes 5 are linearly arranged at the positions of the groove 2. The groove 2 communicates with the air inlet holes 3 and the air exhaust holes 5, which has a width expanded in a tapered manner in the direction from the hole 3 toward the hole 5. The width in the depth direction is kept constant or changed in a tapered manner such that the sectional shape of the groove is two- dimensionally or three-dimensionally changed. The cooling air flows into the groove 2 through the hole 3 formed in the rear side of the pilot cone. It flows to cool the wall at both sides and then expands, which may increase the flow rate and the pressure loss. However, as the flow passage is broadened at the hole 5, the increase in the flow rate is prevented, thus reducing the pressure loss.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン燃焼器
パイロットコーンの冷却構造に関し、パイロットコーン
壁面に冷却用空気を流通させて冷却する構造において冷
却効果を高めるような構造としたものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor, and more particularly, to a structure in which cooling air is circulated through a wall of the pilot cone to increase the cooling effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】図15はガスタービン燃焼器の一般的な
構造とその冷却方式を示す図であり、(a),(b)は
空気冷却方式を、(c)は蒸気冷却方式を採用した例で
ある。これらの概要を要約して説明すると、図15
(a)において100はパイロットノズルでパイロット
燃料を噴射し、燃焼させるもの、101はメインノズル
であり、アニュラーノズル方式と呼ばれ、パイロット内
筒102の周囲に複数本配置され、メイン燃料を噴射
し、パイロット内筒102でのパイロット燃料の燃焼に
よってメイン燃料が点火され、燃焼する。103はメイ
ン内筒、104は接続筒、105は尾筒であり、これら
はメイン燃料が燃焼して高温となった燃焼ガスをガスタ
ービンの燃焼ガス通路に導くものである。106は空気
バイパス弁であり、低負荷時において余分な圧縮機から
の空気をバイパスダクトより尾筒105を通り、ガスタ
ービン燃焼ガス通路に逃すためのものである。このよう
な形式の燃焼器においては尾筒105の壁内部は図16
により後述するように空気により冷却するための冷却構
造が採用されている。
2. Description of the Related Art FIGS. 15A and 15B show a general structure of a gas turbine combustor and a cooling method thereof. FIGS. 15A and 15B show an air cooling method and FIG. 15C shows a steam cooling method. It is an example. To summarize these outlines, FIG.
In (a), 100 is a pilot nozzle for injecting and burning pilot fuel, 101 is a main nozzle, which is called an annular nozzle system, and a plurality of nozzles are arranged around a pilot inner cylinder 102 to inject the main fuel. The main fuel is ignited and burned by the combustion of the pilot fuel in the pilot inner cylinder 102. 103 is a main inner cylinder, 104 is a connection cylinder, and 105 is a transition piece, which guides combustion gas, which has become hot due to combustion of the main fuel, to a combustion gas passage of a gas turbine. Reference numeral 106 denotes an air bypass valve for releasing excess air from the compressor from the bypass duct through the transition piece 105 to the gas turbine combustion gas passage at a low load. In such a type of combustor, the inside of the wall of the transition piece 105 is shown in FIG.
As described later, a cooling structure for cooling by air is employed.

【0003】図15(b)の燃焼器はマルチノズル方式
と呼ばれ、107はパイロットノズルであり、その周囲
には複数のメインノズル108が配置され、内筒109
内へメインノズル108からメイン燃料が噴射され、パ
イロットノズル107からのパイロット燃料の燃焼によ
ってメイン燃料が点火され、燃焼する。110は尾筒で
あり、106は空気バイパス弁である。このような構造
の燃焼器においても尾筒110の壁内部が図16におい
て後述するように空気により冷却される。
[0005] The combustor shown in FIG. 15B is called a multi-nozzle system, in which 107 is a pilot nozzle, around which a plurality of main nozzles 108 are arranged, and an inner cylinder 109.
The main fuel is injected from the main nozzle 108 into the inside, and the main fuel is ignited and burned by the combustion of the pilot fuel from the pilot nozzle 107. 110 is a transition piece, and 106 is an air bypass valve. In the combustor having such a structure, the inside of the wall of the transition piece 110 is cooled by air as described later with reference to FIG.

【0004】図15(c)の燃焼器はマルチノズル方式
の燃焼器に蒸気冷却方式を採用した例である。図におい
て、111はパイロットノズル、112はその周囲に配
列された複数のメインノズルであり、113はスワラー
ホルダである。114は内筒一体型の尾筒であり、スワ
ラーホルダ113に接続され、高温の燃焼ガスをガスタ
ービンの燃焼ガス通路へ導く。尾筒114には壁内部に
冷却用の蒸気通路が多数設けられており、115は蒸気
供給通路、116,117は蒸気回収通路である。冷却
用の蒸気200は蒸気供給通路115より尾筒114の
壁内の通路に供給され、壁内を流れて壁面を冷却し、そ
れぞれ両端側に設けられた蒸気回収通路116,117
より201,202として回収され、蒸気発生源に戻さ
れて有効利用される。
[0004] The combustor shown in FIG. 15C is an example in which a steam cooling system is adopted for a multi-nozzle combustor. In the figure, 111 is a pilot nozzle, 112 is a plurality of main nozzles arranged around it, and 113 is a swirler holder. Reference numeral 114 denotes a transition piece integrated with an inner cylinder, which is connected to the swirler holder 113 and guides a high-temperature combustion gas to a combustion gas passage of a gas turbine. The transition piece 114 is provided with a number of cooling steam passages inside the wall, 115 is a steam supply passage, and 116 and 117 are steam recovery passages. The cooling steam 200 is supplied to the passage in the wall of the transition piece 114 from the steam supply passage 115, flows through the wall and cools the wall, and the steam recovery passages 116 and 117 provided at both ends, respectively.
And is returned to the steam generation source for effective use.

【0005】図16は前述の図15(a),(b)の燃
焼器尾筒105,110の壁の一部を示す斜視図であ
る。図において壁は二重構造となっており、外側板12
0と内側板123とが接合されて構成されている。外側
板120は尾筒の外表面を構成し、多数の断面形状が一
定の溝121がほぼ燃焼ガス流れ方向に向かって配列し
て穿設されており、溝121の開口側が内側板123の
接合面で閉じられている。又、外側板120には各溝1
21に連通する空気吸込穴122がそれぞれ設けられ、
この空気吸込穴122は1本の溝121に沿って所定の
間隔をおいて設けられている。
FIG. 16 is a perspective view showing a part of the wall of the combustor transition pieces 105 and 110 of FIGS. 15A and 15B. In the figure, the wall has a double structure,
0 and the inner plate 123 are joined together. The outer plate 120 constitutes the outer surface of the transition piece, and a plurality of grooves 121 having a constant cross-sectional shape are formed so as to be arranged substantially in the flow direction of the combustion gas. It is closed by a face. Each groove 1 is formed on the outer plate 120.
21 are provided respectively with air suction holes 122,
The air suction holes 122 are provided at predetermined intervals along one groove 121.

【0006】又、内側板123には空気吐出穴124が
明けられている。この空気吐出穴124は、互いに接合
する外側板120に穿設された溝121の開口部に連通
するように配置され、溝121に沿って2個の空気吸込
穴122の中間位置に配置されている。外側板120と
内側板123とはハステロイX、トミロイ、SUS材等
の耐熱材が用いられ、接合されている。この接合は加熱
と加圧によって熱間圧接させる拡散溶接によってなされ
る。
[0006] An air discharge hole 124 is formed in the inner plate 123. The air discharge holes 124 are arranged so as to communicate with the openings of the grooves 121 formed in the outer plate 120 joined to each other, and are arranged along the grooves 121 at an intermediate position between the two air suction holes 122. I have. The outer plate 120 and the inner plate 123 are joined using a heat-resistant material such as Hastelloy X, Tomiloy, or SUS material. This joining is performed by diffusion welding in which hot pressing is performed by heating and pressing.

【0007】このような壁構造において尾筒の周囲から
冷却用の空気300が多数の空気吸込穴122を通り、
それぞれ溝121内へ流入し、溝121内を流れて壁面
を冷却し、各溝121の空気吐出穴124より空気30
1fとして尾筒内に流出する。このような溝121、こ
の溝121に連通する空気吸込穴122及び空気吐出穴
124が尾筒の壁全周囲に多数配列して設けられ、外側
周囲より空気を吸い込み、壁内部を流れて尾筒全周を冷
却し、その空気はそれぞれ空気吐出穴124より尾筒内
に流出し、燃焼ガスに混入される。
In such a wall structure, cooling air 300 passes from a number of air suction holes 122 from around the transition piece.
Each of the air flows into the groove 121, flows through the groove 121, cools the wall surface, and the air 30 flows from the air discharge hole 124 of each groove 121.
It flows out into the transition piece as 1f. A large number of such grooves 121, air suction holes 122 and air discharge holes 124 communicating with the grooves 121 are provided around the entire wall of the transition piece. The entire circumference is cooled, and the air flows out into the transition piece through the air discharge holes 124 and is mixed with the combustion gas.

【0008】図17は図15(b),(c)で説明した
燃焼器のパイロットノズル先端に設けられたパイロット
コーンの断面図でありその上半分の部分を示している。
図において燃焼器内筒中心にはパイロットノズルが設け
られ、その先端にはパイロットコーン130が取付けら
れている。パイロットコーン130は図示のようにラッ
パ状に開口しており、その周囲にはパイロットコーン1
30を支持するガイドリング131が設けられ、ガイド
リング131は周囲に所定の間隔で接続部132でパイ
ロットコーン131を溶接で固定して支持している。
FIG. 17 is a sectional view of a pilot cone provided at the tip of a pilot nozzle of the combustor described with reference to FIGS. 15 (b) and 15 (c), and shows an upper half thereof.
In the figure, a pilot nozzle is provided at the center of the inner cylinder of the combustor, and a pilot cone 130 is attached to the tip thereof. The pilot cone 130 is open in a trumpet shape as shown in FIG.
A guide ring 131 for supporting the pilot cone 131 is provided, and the guide ring 131 is fixedly supported around the connection portion 132 by welding at predetermined intervals.

【0009】パイロットコーン131の中心部にはパイ
ロットノズルから噴射される燃料が燃焼し、高温の燃焼
ガス140となって流出しており、コーンのテーパ状の
壁面に沿って流出し、その壁内面は高温の燃焼ガスに絶
えずさらされている。更に、前述したようにパイロット
コーン130の周囲には複数のメインノズルが配置され
ており、流出する燃料がパイロットコーン130から流
出する燃焼ガスの炎140によって点火されて燃焼して
おり、従ってパイロットコーン130の外面及びガイド
リング131も高温にさらされている。
At the center of the pilot cone 131, fuel injected from the pilot nozzle burns and flows out as a high-temperature combustion gas 140, flows out along the tapered wall surface of the cone, and flows into the inner surface of the wall. Are constantly exposed to hot combustion gases. Further, as described above, a plurality of main nozzles are disposed around the pilot cone 130, and the fuel flowing out is ignited by the flame 140 of the combustion gas flowing out of the pilot cone 130 and burns. The outer surface of 130 and the guide ring 131 are also exposed to high temperatures.

【0010】141は空気流であり、パイロットコーン
130とガイドリング131の隙間を通って出口に流出
している。この空気141は本来はパイロットコーン1
30の出口端部で炎が発生し、この炎が継続しないよう
にするために流出させるものであるが、この空気141
はパイロットコーン130の裏面とガイドリング131
との隙間を流れる過程において2次的にパイロットコー
ン130壁面を対流冷却することでパイロットコーン1
30の冷却を保持している。このように従来のガスター
ビン燃焼器においては、燃焼器の尾筒は二重構造により
冷却用の溝を設けて空気又は蒸気を流して冷却され、パ
イロットコーン130はコーン壁面裏側を流れる空気1
41で冷却されていた。
Reference numeral 141 denotes an airflow, which flows out to the outlet through a gap between the pilot cone 130 and the guide ring 131. This air 141 is originally the pilot cone 1
A flame is generated at the outlet end of the nozzle 30 and is discharged to prevent the flame from continuing.
Is the back of the pilot cone 130 and the guide ring 131
In the process of flowing through the gap between the pilot cone 1 and the pilot cone 1
Holds 30 cooling. As described above, in the conventional gas turbine combustor, the transition piece of the combustor is provided with a cooling groove by a double structure and cooled by flowing air or steam, and the pilot cone 130 is cooled by the air 1 flowing on the back side of the cone wall surface.
It was cooled at 41.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前述のように従来のガ
スタービン燃焼器の冷却は、尾筒では壁内部に冷却用の
溝を設けた二重構造として空気又は蒸気を流す冷却方式
を、パイロットコーンはそのコーン壁面裏側を通る空気
により冷却する方式を採用していたが、近年においては
ガスタービンの入口ガス温度が高温化し、燃焼器の使用
環境が年々過酷になってきている。特にマルチ予混合燃
焼器においては、燃焼振動が問題となっており、燃焼振
動の軽減策としてパイロット燃料の比率を上げることが
有効であることが確認されているが、パイロット燃焼の
比率を増加させるとパイロットコーン壁面の熱負荷の増
大につながり、従来のままの構造では冷却が不足し、冷
却効果を上げる必要があった。
As described above, the cooling of the conventional gas turbine combustor is performed by using a cooling system in which air or steam is supplied as a double structure in which a cooling groove is provided in the wall of a transition piece. The cone has adopted a method of cooling by air passing behind the wall of the cone. However, in recent years, the temperature of the gas at the inlet of the gas turbine has increased, and the operating environment of the combustor has become severer year by year. In particular, in a multi-premixed combustor, combustion oscillation is a problem, and it has been confirmed that increasing the proportion of pilot fuel is effective as a measure to reduce combustion oscillation. This leads to an increase in the heat load on the wall of the pilot cone, and the conventional structure lacks cooling, and it is necessary to increase the cooling effect.

【0012】そこで本発明ではガスタービン燃焼器のパ
イロットコーンの冷却効果を高めるために、パイロット
コーンの壁の冷却構造に尾筒の冷却構造と同様の冷却壁
構造を採用したり、又、従来の空気冷却構造を改良し、
空気冷却による効果を高めるようなパイロットコーンの
冷却構造を提供することを課題としてなされたものであ
る。
Therefore, in the present invention, in order to enhance the cooling effect of the pilot cone of the gas turbine combustor, the same cooling wall structure as the cooling structure of the transition piece may be employed for the cooling structure of the pilot cone wall. Improved air cooling structure,
An object of the present invention is to provide a pilot cone cooling structure that enhances the effect of air cooling.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の(1)〜(11)の手段を提供する。
The present invention provides the following means (1) to (11) to solve the above-mentioned problems.

【0014】(1)ガスタービン燃焼器パイロットコー
ンの壁内部周囲に冷却用空気の通路を燃焼ガス流れ方向
に向って複数列設け、同各通路にはパイロットコーン裏
側に開口する空気吸込穴及び同パイロットコーン内側に
開口する空気吐出穴を順次所定の間隔で配列してそれぞ
れ連通させると共に、前記各通路の空気吸込穴と空気吐
出穴との区間は、通路断面の幅又は深さ、或いはこれら
両方が空気の流れ方向に向ってなめらかに変化している
ことを特徴とするガスタービン燃焼器パイロットコーン
の冷却構造。
(1) A plurality of cooling air passages are provided around the inside of the wall of the pilot cone of the gas turbine combustor in the flow direction of the combustion gas, and each passage has an air suction hole opened on the back side of the pilot cone and a cooling air passage. The air discharge holes opened inside the pilot cone are sequentially arranged at predetermined intervals to communicate with each other, and the section between the air suction hole and the air discharge hole of each of the passages has a width or depth of the passage cross section, or both. The cooling structure of the pilot cone of a gas turbine combustor, characterized in that the air flow smoothly changes in the direction of air flow.

【0015】(2)上記(1)において、前記通路の所
定区間には複数のタービュレータを空気の流れ方向とほ
ぼ直交するように設けた冷却構造。
(2) In the above (1), a cooling structure in which a plurality of turbulators are provided in a predetermined section of the passage so as to be substantially orthogonal to the direction of air flow.

【0016】(3)上記(1)において、前記通路の所
定区間の壁面には空気の流れ方向とほぼ直交するように
複数の凹形状の溝を設けた冷却構造。
(3) The cooling structure according to the above (1), wherein a plurality of concave grooves are provided on the wall surface of the predetermined section of the passage so as to be substantially orthogonal to the air flow direction.

【0017】(4)ガスタービン燃焼器パイロットコー
ンの壁内部周囲に冷却用空気の通路を燃焼ガス流れ方向
に向って複数列設け、同各通路にはパイロットコーン裏
側に開口する空気吸込穴及び同パイロットコーン内側に
開口する空気吐出穴を順次所定の間隔で配列してそれぞ
れ連通させると共に、前記通路の空気吸込穴と空気吐出
穴との区間は断面形状が不変の区間と同区間の断面積よ
りも流路が狭く形状不変の区間とを交互に連通させて構
成されていることを特徴とするガスタービン燃焼器パイ
ロットコーンの冷却構造。
(4) A plurality of rows of cooling air passages are provided around the inside of the wall of the pilot cone of the gas turbine combustor in the direction of flow of the combustion gas. The air discharge holes that open inside the pilot cone are sequentially arranged at predetermined intervals so as to communicate with each other, and the section between the air suction hole and the air discharge hole of the passage has a cross-sectional area of the same section as the section where the cross-sectional shape remains unchanged. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor, characterized by alternately communicating a section with a narrow flow path and a shape-invariant section.

【0018】(5)ガスタービン燃焼器パイロットコー
ンの壁内部周囲に冷却用空気の通路を燃焼ガス流れ方向
に向って複数列設け、同各通路にはパイロットコーン裏
側に開口する空気吸込穴及び同パイロットコーン内側に
開口する空気吐出穴を順次所定の間隔で配列してそれぞ
れ連通させると共に、前記通路は波形状に蛇行している
ことを特徴とするガスタービン燃焼器パイロットコーン
の冷却構造。
(5) A plurality of rows of cooling air passages are provided around the inside of the wall of the pilot cone of the gas turbine combustor in the flow direction of the combustion gas, and each of the passages has an air suction hole opened on the back side of the pilot cone and a cooling air passage. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor, wherein air discharge holes opened inside the pilot cone are sequentially arranged at predetermined intervals so as to communicate with each other, and the passage is meandering in a wave shape.

【0019】(6)上記(1),(4),(5)のいず
れかにおいて、前記空気吐出穴は、パイロットコーン内
側へパイロット燃焼ガス流れ方向に向って空気が流出す
るように傾斜して設けられている冷却構造。
(6) In any one of the above (1), (4) and (5), the air discharge hole is inclined so that air flows out toward the inside of the pilot cone in the flow direction of the pilot combustion gas. Cooling structure provided.

【0020】(7)上記(1),(4),(5)のいず
れかにおいて、前記空気吐出穴の出口周辺には、空気が
パイロット燃焼ガス流れ方向に向って流出するようにカ
バーが設けられている冷却構造。
(7) In any one of the above (1), (4) and (5), a cover is provided around the outlet of the air discharge hole so that air flows out in the flow direction of the pilot combustion gas. Cooling structure.

【0021】(8)上記(1),(4),(5)のいず
れかにおいて、前記各通路の空気吸込穴及び空気吐出穴
の配列は、通路を流れる空気の流れ方向が隣接する通路
の空気の流れ方向と互に逆方向となるように構成されて
いる冷却構造。
(8) In any one of the above (1), (4), and (5), the arrangement of the air suction holes and the air discharge holes in each of the passages is such that the flow direction of the air flowing through the passages is that of the adjacent passages. A cooling structure configured to be opposite to the direction of air flow.

【0022】(9)上記(1),(4),(5)のいず
れかにおいて、前記各通路の壁接続部における終端部
は、同各終端部に対応してパイロットコーンの壁裏側か
ら内側へ貫通する穴の途中にそれぞれ連通し、同各穴に
は裏側又は内側のいずれかから蓋が挿入されて閉じられ
ていることを特徴とする冷却構造。
(9) In any one of the above (1), (4), and (5), the terminal end of the passage connecting portion at the wall connecting portion may correspond to the terminal end and extend inward from the back side of the wall of the pilot cone. A cooling structure characterized in that each of the holes communicates with the middle of a hole that penetrates the hole, and a lid is inserted into each of the holes from either the back side or the inside and closed.

【0023】(10)ガスタービン燃焼器パイロットコ
ーンの壁に、裏側から内側へ向って円錐状に突設した複
数のディンプルを配列して設け、同ディンプルの円錐部
にはパイロット燃焼ガスが流れる方向に向って裏側から
内側に冷却空気が噴出する穴が設けられていることを特
徴とするガスタービン燃焼器パイロットコーンの冷却構
造。
(10) A plurality of dimples projecting in a conical shape from the back side to the inside are arranged on the wall of the pilot cone of the gas turbine combustor, and the direction in which the pilot combustion gas flows in the conical portion of the dimple is provided. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor, wherein a hole through which cooling air is ejected from the back side toward the inside is provided.

【0024】(11)周囲がガイドリングで支持された
ガスタービン燃焼器パイロットコーンにおいて、前記ガ
イドリングとパイロットコーンとの間で同パイロットコ
ーン裏側外周囲には複数の突状のフィンが前後方向に形
成されていることを特徴とするガスタービン燃焼器パイ
ロットコーンの冷却構造。
(11) In the pilot cone of a gas turbine combustor whose periphery is supported by a guide ring, a plurality of projecting fins are provided in the front-rear direction between the guide ring and the pilot cone on the outer periphery on the back side of the pilot cone. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor, wherein the cooling structure is formed.

【0025】従来のパイロットコーンの冷却構造はパイ
ロットコーンの裏側へ空気を流通させることにより行う
構造であり、パイロット燃料の比率を増大させるような
場合には冷却不足の状態となっていた。本発明の(1)
においてはパイロットコーンの壁内部に冷却通路を設
け、パイロットコーンの裏側より空気吸込穴から通路内
に冷却空気を流し、壁内部を冷却した後、空気吐出穴よ
りパイロットコーン内側へ流出させる構造としている。
更に、通路の断面形状を幅や深さを2次元的又は3次元
的に変化させているので温度分布の異なる壁面の場所に
より流速を変化させ、これにより圧力損失も低下させる
ことができ、パイロットコーンの冷却条件に合わせて流
速、圧力損失、熱伝達率が調整可能となり、これにより
最適条件での冷却通路の設計が可能となり温度分布を改
善して熱応力を軽減させ、割れ、等の発生を防止するこ
とができ、燃焼器の信頼性が向上する。
The conventional cooling structure of the pilot cone is a structure in which air is circulated to the back side of the pilot cone, and when the ratio of the pilot fuel is increased, the cooling is insufficient. (1) of the present invention
In the above, a cooling passage is provided inside the wall of the pilot cone, cooling air flows into the passage from the air suction hole from the back side of the pilot cone, cools the inside of the wall, and flows out from the air discharge hole to the inside of the pilot cone. .
Further, since the width and depth of the cross-sectional shape of the passage are changed two-dimensionally or three-dimensionally, the flow velocity can be changed depending on the location of the wall surface having a different temperature distribution, whereby the pressure loss can be reduced. The flow velocity, pressure loss, and heat transfer coefficient can be adjusted according to the cooling conditions of the cone, which enables the design of cooling passages under optimal conditions, improving the temperature distribution, reducing thermal stress, and causing cracks, etc. Can be prevented, and the reliability of the combustor is improved.

【0026】又、(2)や(3)においてはタービュレ
ータや凹みの作用により、冷却空気の流れを攪拌して熱
伝達率を一層向上させることができ、(4)では通路の
流路をオリフィス効果により絞ったり、流路を拡大して
流速を調整することができ、(5)においては通路を波
形に蛇行させて流路長を稼ぐことができ、パイロットコ
ーンの場所によって冷却効果を高めたい場合には特に有
効となる。
In (2) and (3), the heat transfer coefficient can be further improved by agitating the flow of the cooling air by the action of the turbulator and the depression. In (4), the flow path of the passage is orificed. The flow rate can be adjusted by narrowing or expanding the flow path by the effect. In (5), the flow path can be meandered in a waveform to increase the flow path length, and it is desired to enhance the cooling effect depending on the location of the pilot cone. This is particularly effective in such cases.

【0027】又、(6)においては、空気を空気吐出穴
より流出させる際に、パイロットコーン内壁面に沿って
燃焼ガス流れ方向に流出させ、吐出穴近辺を有効に冷却
しながらパイロットコーン内に流出させることができ
る。又、(7)では(6)と同様の効果をカバーを設け
ることにより実現可能としている。又、(8)では隣接
する通路では空気の流れが互いに逆方向となっているの
で、パイロットコーン壁面の冷却のアンバランスが解消
される。又、パイロットコーンの壁は溶接による接続に
より構成される場合には、この接続部では通路が途中で
終端となり、冷却空気が流れずに滞溜する部分が生ずる
場合があるが、(9)においては、この場合には通路終
端部に貫通穴を設け、蓋で外側又は内側を塞ぐことによ
り、空気を外側から吸い込んだり、又はパイロットコー
ン内に吐出させたりすることができ、接続部においても
効果的な冷却を可能としている。
In the method (6), when air is discharged from the air discharge hole, the air is discharged in the combustion gas flow direction along the inner wall surface of the pilot cone, and the air is effectively cooled in the vicinity of the discharge hole into the pilot cone. Can be drained. In (7), the same effect as (6) can be realized by providing a cover. In (8), since the air flows in the adjacent passages are in opposite directions, the imbalance in cooling of the pilot cone wall surface is eliminated. In the case where the wall of the pilot cone is formed by welding, the passage is terminated at an intermediate point in this connection portion, and there may be a portion where the cooling air does not flow and stays. In this case, by providing a through hole at the end of the passage and closing the outside or inside with a lid, air can be sucked in from the outside or discharged into the pilot cone, and it is also effective at the connection part Cooling is possible.

【0028】又、(10)の発明では、パイロットコー
ンの壁には多数のディンプルが配列しており、ディンプ
ルの円錐部の穴からは冷却空気が燃焼ガス流れ方向に流
出し、壁内面に沿って冷却空気が流れ、フィルム冷却を
行う。この空気流により壁面に冷却空気のフィルム層を
作り、壁面が効果的に冷却される。
In the invention of (10), a large number of dimples are arranged on the wall of the pilot cone, and the cooling air flows out from the hole of the conical portion of the dimple in the flow direction of the combustion gas, and flows along the inner surface of the wall. The cooling air flows to cool the film. This air flow forms a film layer of cooling air on the wall surface, and the wall surface is effectively cooled.

【0029】更に、本発明の(11)では、パイロット
コーンの裏側にフィンを設けており、パイロットコーン
裏側を流れる空気への放熱面積がフィンの凹凸により従
来よりも多くなり、パイロットコーン壁面が積極的に冷
却される。又、壁面を冷却した空気は従来と同様にパイ
ロットコーン出口部へ流出し、端部での保炎防止の役目
を行う。
Further, in (11) of the present invention, the fins are provided on the back side of the pilot cone, the heat radiation area to the air flowing on the back side of the pilot cone becomes larger than before due to the unevenness of the fins, and the wall surface of the pilot cone becomes positive. Is cooled down. Further, the air whose wall has been cooled flows out to the pilot cone outlet as in the conventional case, and serves to prevent flame holding at the end.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図1は本発明の実
施の第1形態に係るガスタービン燃焼器パイロットコー
ンの冷却構造を示す断面図であり、パイロットコーンの
上半分を示しており、図15の従来例で説明した
(b),(c)の燃焼器のパイロットコーンの壁として
適用される。図において30は本発明の冷却構造を適用
したパイロットコーンの壁、131は従来と同じガイド
リングであり支持部132でパイロットコーンの壁30
を支持している。300は後述する冷却空気であり、パ
イロットコーンの壁30の裏面をパイロット燃焼ガス流
れ方向Gへ流れ壁内側に301のように流出し、壁を冷
却する構造である。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a cooling structure of a pilot cone of a gas turbine combustor according to a first embodiment of the present invention, and shows an upper half of the pilot cone, which is described in the conventional example of FIG. 15 (b). , (C) as a pilot cone wall. In the figure, reference numeral 30 denotes a wall of the pilot cone to which the cooling structure of the present invention is applied, 131 denotes a guide ring which is the same as the conventional one,
I support. Reference numeral 300 denotes a cooling air described later, which has a structure in which the back surface of the wall 30 of the pilot cone flows in the pilot combustion gas flow direction G and flows into the inside of the wall as indicated by 301 to cool the wall.

【0031】図2は図1に示すパイロットコーンの壁3
0の平面図であり、コーンの裏側から見た図であり、図
3は図2におけるA−A断面図であり、(a)は内部溝
の断面形状が一定のもの、(b),(c)はその変形例
で内部溝の断面形状を変化させたものをそれぞれ示す。
FIG. 2 shows the pilot cone wall 3 shown in FIG.
0 is a plan view seen from the back side of the cone, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, (a) is a cross-sectional shape of the internal groove is constant, (b), ( c) shows a modification in which the cross-sectional shape of the internal groove is changed.

【0032】図2において、1は外側板であり、パイロ
ットコーンの壁30外表面を構成している。2は外側板
1内部に設けられた溝であり、その断面形状は幅がテー
パ状に変化している。このテーパ形状は直線状、あるい
はなめらかな曲線で構成される。外側板1には空気吸込
穴3が明けられており、内部に設けられた溝2に連通し
ている。4は内側板であり、空気吐出穴5が貫通して明
けられており、外側板1下面に接してこれと接合してい
る。これら外側板1、内側板4の材料は従来と同様にハ
ステロイX、トミロイ、SUS材等の耐熱材料からな
る。
In FIG. 2, reference numeral 1 denotes an outer plate, which constitutes the outer surface of the wall 30 of the pilot cone. Reference numeral 2 denotes a groove provided inside the outer plate 1, and its cross-sectional shape changes in a tapered shape. The tapered shape is a straight line or a smooth curve. An air suction hole 3 is formed in the outer plate 1 and communicates with a groove 2 provided inside. Reference numeral 4 denotes an inner plate, through which an air discharge hole 5 is formed, and which is in contact with and joined to the lower surface of the outer plate 1. The material of the outer plate 1 and the inner plate 4 is made of a heat-resistant material such as Hastelloy X, Tomiloy, or SUS as in the conventional case.

【0033】内側板4の空気吐出穴5は外側板1の溝2
の開口上に沿って、かつ外側板1の空気吸込穴3の両側
に所定のピッチで配置され、溝2に連通するように配置
される。溝2の幅は空気吸込穴3から空気吐出穴5へ向
かって直線状に拡大しており、空気吸込穴3の位置で最
小の幅、空気吐出穴5の位置で最大の幅となっており、
この溝2はそれぞれ両穴3,5に連通している。これら
の溝2はそれぞれパイロットコーンの前流側から出口側
端部まで伸び、かつパイロットコーンの周囲壁内部に所
定のピッチで配置される。
The air discharge hole 5 of the inner plate 4 is formed by the groove 2 of the outer plate 1.
Are arranged at a predetermined pitch along the opening of the outer plate 1 and on both sides of the air suction hole 3 of the outer plate 1 so as to communicate with the groove 2. The width of the groove 2 increases linearly from the air suction hole 3 to the air discharge hole 5, and has a minimum width at the position of the air suction hole 3 and a maximum width at the position of the air discharge hole 5. ,
The groove 2 communicates with both holes 3 and 5, respectively. Each of these grooves 2 extends from the upstream side of the pilot cone to the end on the outlet side, and is arranged at a predetermined pitch inside the peripheral wall of the pilot cone.

【0034】図3(a)は図2のA−A断面図であり、
外側板1と内側板4との接合部には溝2が一定の高さh
で形成されており、深さは一定であるが図2に示すよう
に幅方向には直線状に拡大している。空気吸込穴3は外
側板1に明けられ、空気吐出穴5は内側板4に明けら
れ、これら両穴3,5は溝2に連通して設けられてい
る。又、空気吐出穴5の径は空気吸込穴3の径よりも大
きくなっており、溝2の拡大する体積分の流出量を確保
するようになっている。
FIG. 3A is a sectional view taken along the line AA in FIG.
A groove 2 has a constant height h at the joint between the outer plate 1 and the inner plate 4.
Although the depth is constant, it is expanded linearly in the width direction as shown in FIG. The air suction hole 3 is formed in the outer plate 1, and the air discharge hole 5 is formed in the inner plate 4. Both holes 3 and 5 are provided so as to communicate with the groove 2. In addition, the diameter of the air discharge hole 5 is larger than the diameter of the air suction hole 3 so as to secure an outflow amount corresponding to the expanding volume of the groove 2.

【0035】図3(b)は(a)の変形例であり、溝2
aの高さを空気吸込穴3から空気吐出穴5へ向かって直
線状に狭め、かつ、幅方向には図2に示すようにテーパ
状に拡大した例である。又、(c)は(b)の形状とは
逆に溝2bの高さを空気吸込穴3で狭くテーパ状に変化
させて拡大させ、空気吐出穴5において広くし、かつ図
2に示すように幅方向にもテーパ状に拡大した例であ
る。なお、このテーパ状の深さ方向の変化も直線状で
も、又なめらかな曲線でも良いものである。
FIG. 3B shows a modification of FIG.
This is an example in which the height a is linearly narrowed from the air suction hole 3 to the air discharge hole 5 and is tapered in the width direction as shown in FIG. 2C, contrary to the shape of FIG. 2B, the height of the groove 2b is changed to be narrow and tapered in the air suction hole 3 to be enlarged and widened in the air discharge hole 5, and as shown in FIG. This is an example in which the tapered shape is also expanded in the width direction. The change in the tapered depth direction may be a straight line or a smooth curve.

【0036】このような(b),(c)の例では溝2の
形状を3次元的に変化させた例であり、テーパの形状を
適切に設定し、溝2内を流れる冷却空気の流速、圧力損
失を場所によって調整可能とし、パイロットコーンの温
度分布や熱応力の分布状況により、流速や圧力損失を適
切な値となるように設定し、設計することができる。こ
れらの溝2,2a,2bの加工はミーリング加工ではむ
ずかしいので放電加工や電解加工で行なわれる。
The examples (b) and (c) are examples in which the shape of the groove 2 is changed three-dimensionally. The taper shape is appropriately set, and the flow velocity of the cooling air flowing in the groove 2 is changed. The pressure loss can be adjusted depending on the location, and the flow velocity and the pressure loss can be set and designed to have appropriate values depending on the temperature distribution and the thermal stress distribution of the pilot cone. Processing of these grooves 2, 2a and 2b is performed by electric discharge machining or electrolytic machining because it is difficult to perform milling.

【0037】図2,図3に示すように冷却空気300は
パイロットコーン裏側周囲の多数の空気吸込穴3より溝
2,2a又は2b内に流入し、両側に分かれて流れて壁
を冷却し、それぞれ等しい間隔で配置された空気吐出穴
5よりパイロットコーン内に301aのように流出す
る。空気吸込穴3に流入する空気の温度は350°C〜
400°Cであり、壁面を冷却する過程で加熱され、約
600°C程度に上昇してパイロットコーン内に流出す
る。
As shown in FIGS. 2 and 3, the cooling air 300 flows into the groove 2, 2a or 2b from a number of air suction holes 3 around the back side of the pilot cone, and flows on both sides to cool the wall. The air flows out from the air discharge holes 5 arranged at equal intervals into the pilot cone as indicated by 301a. The temperature of the air flowing into the air suction hole 3 is 350 ° C.
The temperature is 400 ° C., which is heated in the process of cooling the wall surface, rises to about 600 ° C., and flows into the pilot cone.

【0038】空気吸込穴3より吸い込まれた空気は溝
2,2a,2b内を流れる過程において加熱されて膨張
し、体積が増加し、従来の尾筒のような溝形状一定の断
面では空気吐出穴で流速が増し、空気の圧損が増加して
しまうが、本実施の第1形態のように空気吐出穴5に近
づくに従って溝2の断面形状が2次元的又は3次元的に
拡大しているので速度を抑え、圧損を少くすることがで
きる。
The air sucked from the air suction hole 3 is heated and expanded in the process of flowing in the grooves 2, 2a, 2b, and its volume increases. Although the flow velocity increases in the hole and the pressure loss of the air increases, the cross-sectional shape of the groove 2 expands two-dimensionally or three-dimensionally as approaching the air discharge hole 5 as in the first embodiment. Therefore, speed can be suppressed and pressure loss can be reduced.

【0039】図4は本発明の実施の第2形態に係るガス
タービン燃焼器パイロットコーンの冷却構造を示し、図
2と同じく二重構造のパイロットコーン30で溝内部が
異なるものである。即ち、(a)は溝内にタービュレー
タを設けた例、(b)は凹みを設けた例である。両図に
おいて、符号1乃至5は図2,図3に示す実施の第1形
態のものと同じであり、本実施の第2形態においては図
4(a)では溝2の内周面に凸形状のタービュレータ6
を設け、流れ方向に直交するように多数配列し、冷却空
気の流れを攪拌することにより熱伝達率を向上させるも
のである。又、図4(b)はタービュレータ6の代わり
に凹形状の凹み7を多数設けたものであり、(a)と同
様に冷却空気の流れを攪拌し、熱伝達率を向上させる効
果を有する。なお、これらタービュレータ6や凹み7は
溝2の全長でも良く、又部分的に所定区間必要に応じて
設けても良い。
FIG. 4 shows a cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor according to a second embodiment of the present invention. A pilot cone 30 having a double structure as in FIG. That is, (a) is an example in which a turbulator is provided in the groove, and (b) is an example in which a recess is provided. In both figures, reference numerals 1 to 5 are the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3. In the second embodiment, in FIG. Turbulator 6 of shape
And a large number are arranged so as to be orthogonal to the flow direction, and the heat transfer coefficient is improved by stirring the flow of the cooling air. Further, FIG. 4B shows a configuration in which a large number of concave recesses 7 are provided in place of the turbulator 6, and has the effect of agitating the flow of cooling air and improving the heat transfer coefficient as in FIG. The turbulator 6 and the recess 7 may be the entire length of the groove 2 or may be partially provided in a predetermined section as required.

【0040】図5は図4における溝の断面形状を示し、
図5(a)は図4(a)におけるB−B断面図、図5
(b)は図4(b)におけるC−C断面図である。図5
(a)のように溝2の周囲には凸形状のタービュレータ
6が形成されており、又図4(b)においては溝2の全
周の壁面に凹み7を設けており、このようなタービュレ
ータ6や凹み7を流れ方向と直交するように設けること
により冷却空気の流れが乱流となって熱伝達率が向上す
る。
FIG. 5 shows the cross-sectional shape of the groove in FIG.
FIG. 5A is a sectional view taken along line BB in FIG.
FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. FIG.
As shown in FIG. 4A, a convex turbulator 6 is formed around the groove 2, and in FIG. 4B, a recess 7 is provided on the entire wall surface of the groove 2. By providing the recesses 6 and the recesses 7 at right angles to the flow direction, the flow of the cooling air becomes turbulent and the heat transfer coefficient is improved.

【0041】図2,図3に示す実施の第1形態では空気
吸込穴3から空気吐出穴5へ向かって溝2の断面形状が
徐々に拡大し、冷却空気の熱膨張による流速の増大を抑
え、圧損を小さくするようにしているが、その反面、冷
却性能は空気吐出穴5近辺では低下することになる。本
実施の第2形態においてはタービュレータ6や凹み7を
設けることにより熱伝達率を向上させ、この分の冷却性
能の低下分を補うことができる。
In the first embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the cross-sectional shape of the groove 2 gradually increases from the air suction hole 3 to the air discharge hole 5, thereby suppressing an increase in flow velocity due to thermal expansion of the cooling air. Although the pressure loss is reduced, the cooling performance is reduced near the air discharge hole 5. In the second embodiment, by providing the turbulator 6 and the recess 7, the heat transfer coefficient can be improved, and the decrease in the cooling performance can be compensated for.

【0042】図6は本発明の実施の第3形態に係るガス
タービン燃焼器パイロットコーンの冷却構造の壁の一部
を示す平面図である。図において壁は同じく二重構造の
壁30であり、外側板1には空気吸込穴3が明けられて
いる。内部には溝12が加工されているが、この溝12
は断面形状が一定の溝であり、空気吸込穴3の前後両側
部分には所定の長さだけ幅を狭くしたオリフィス12a
としている。内側板4には空気吐出穴5が明けられてい
る。
FIG. 6 is a plan view showing a part of a wall of a cooling structure of a gas turbine combustor pilot cone according to a third embodiment of the present invention. In the figure, the wall is also a double wall 30, and the outer plate 1 is provided with an air suction hole 3. The inside of the groove 12 is processed,
Is an orifice 12a having a fixed cross-sectional shape, and the orifice 12a having a reduced width by a predetermined length is provided on both front and rear portions of the air suction hole 3.
And An air discharge hole 5 is formed in the inner plate 4.

【0043】このような構造の実施の第3形態において
は、冷却用空気はパイロットコーン裏側周囲より空気吸
込穴3を通り、溝12aへ流入し、両側に分かれて溝1
2へ入り、それぞれ空気吐出穴5に向かって流れ、壁を
冷却しながら加熱されて膨張するが、溝12の幅は空気
吐出穴5の近くで拡大し、断面積が増すのでその流速の
増大が抑えられ、圧損の上昇が防止され、実施の第1形
態と同様の効果が得られる。
In the third embodiment having such a structure, the cooling air passes through the air suction hole 3 from around the rear side of the pilot cone, flows into the groove 12a, and is divided into two sides.
2 and flows toward the air discharge hole 5, respectively, and is heated and expanded while cooling the wall. However, the width of the groove 12 increases near the air discharge hole 5 and the cross-sectional area increases, so that the flow velocity increases. , Pressure rise is prevented, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0044】なお、図6における実施の第3形態におい
ては溝12の断面形状が一定として説明したが溝12の
深さ方向を空気吐出穴5に向かって徐々に拡大させるよ
うにして2次元的に変化させても良く、又、溝12の部
分にタービュレータや凹みを設けるようにすればより熱
伝達率が向上し、冷却性能を良くすることができる。
In the third embodiment shown in FIG. 6, the cross-sectional shape of the groove 12 has been described as being constant. However, the depth direction of the groove 12 is gradually expanded toward the air discharge hole 5 to form a two-dimensional structure. If a turbulator or a recess is provided in the groove 12, the heat transfer coefficient can be further improved, and the cooling performance can be improved.

【0045】図7は本発明の実施の第4形態に係るガス
タービン燃焼器パイロットコーンの冷却構造の壁の断面
図であり、壁は同じく二重構造の壁30で、(a)は空
気吐出穴を斜めに設けた例、(b)は空気吐出穴出口部
にカバーを設けた例である。図7(a)では図2,図3
に示す実施の第1,第2形態、図6に示す実施の第3形
態と異なる部分は空気吐出穴を燃焼ガス流れ方向Gの方
向に傾斜させた空気吐出穴15とした構造であり、その
他の部分は図2,図3,図6と同じである。
FIG. 7 is a sectional view of a wall of a cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor according to a fourth embodiment of the present invention. The wall is also a double-structured wall 30, and FIG. An example in which the holes are provided obliquely, and FIG. 7B shows an example in which a cover is provided at the outlet of the air discharge hole. In FIG. 7A, FIGS.
The difference from the first and second embodiments shown in FIG. 6 and the third embodiment shown in FIG. 6 is the structure in which the air discharge holes are air discharge holes 15 inclined in the direction of the combustion gas flow direction G. Are the same as those in FIGS. 2, 3, and 6.

【0046】このような構造により、冷却空気300は
パイロットコーン裏側周囲より空気吸込穴3から溝2又
は12内に流入し壁を冷却して空気吐出穴15より斜め
方向に301bのようにパイロットコーン内に流出する
が、内側板4に沿って燃焼ガス流れ方向Gに流出するの
で空気吐出穴15近辺の壁面を冷却しながら流出し、冷
却効果を増大させる。
With such a structure, the cooling air 300 flows into the groove 2 or 12 from the air suction hole 3 from around the back side of the pilot cone, cools the wall, and obliquely extends from the air discharge hole 15 to the pilot cone 301b as indicated by 301b. However, since it flows out in the combustion gas flow direction G along the inner plate 4, it flows out while cooling the wall surface near the air discharge hole 15 to increase the cooling effect.

【0047】図7(b)は空気吐出穴15のような傾斜
した穴の代わりに、空気吐出穴は図2,図3,図6のよ
うに空気吐出穴5のままとし、出口部にカバー8を設け
たものである。その他の構造は図2,図3,図6に示す
ものと同じである。このような構造においても空気吐出
穴5から尾筒内に流出する空気は内側板4に沿って燃焼
ガス流れ方向Gに流出するので図7(a)と同様の効果
が得られ、冷却効果が増す。
FIG. 7 (b) shows an air discharge hole 5 as shown in FIG. 2, FIG. 3, and FIG. 8 is provided. Other structures are the same as those shown in FIGS. Also in such a structure, the air flowing out of the air discharge hole 5 into the transition piece flows out in the combustion gas flow direction G along the inner plate 4, so that the same effect as that of FIG. Increase.

【0048】図8は本発明の実施の第5形態に係るガス
タービン燃焼器の冷却構造の壁の一部を示す平面図、図
9はその斜視図である。両図において、壁は二重構造の
壁30であり、外側板1には空気吸込穴3が明けられ、
その内部に溝9が加工されている。又、内側板4には空
気吐出穴5又は15が開けられている。溝9は図示のよ
うにS字状に蛇行して波形に設けられており、空気吸込
穴3と空気吐出穴5又は15とがそれぞれ連通し、空気
吸込穴3の両側にそれぞれ空気吐出穴5又は15が等間
隔に配置されている。
FIG. 8 is a plan view showing a part of a wall of a cooling structure of a gas turbine combustor according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a perspective view thereof. In both figures, the wall is a double-structured wall 30, and an air suction hole 3 is drilled in the outer plate 1,
A groove 9 is machined therein. An air discharge hole 5 or 15 is formed in the inner plate 4. As shown in the figure, the groove 9 is provided in a wave shape meandering in an S-shape, and the air suction hole 3 communicates with the air discharge hole 5 or 15, and the air discharge hole 5 is provided on both sides of the air suction hole 3. Or 15 are arranged at equal intervals.

【0049】上記構成の実施の第5形態においては、パ
イロットコーンの裏側周囲より冷却用空気が空気吸込穴
を通って溝9内に流入し、S字状に蛇行して流れて壁を
冷却し、空気吐出穴5又は15よりパイロットコーン内
に301cのように流出するが、溝9が波形であるの
で、特に短い区間等ではその流路長が直線形状の溝より
も長くなり、冷却流路長を長くすることができる。これ
により最小限の冷却空気で必要な冷却効果を得るような
設計が可能となり、温度分布、冷却流路長に合わせて冷
却空気の流速、圧力損失、熱伝達率の調整を行い、熱応
力を軽減して割れ等を防ぎ、信頼性を向上することがで
きる。
In the fifth embodiment having the above-described structure, cooling air flows into the groove 9 through the air suction hole from around the rear side of the pilot cone, and flows in a meandering S-shape to cool the wall. The air flows out from the air discharge hole 5 or 15 into the pilot cone as indicated by 301c, but since the groove 9 has a waveform, the flow path length becomes longer than that of the linear groove, particularly in a short section, and the cooling flow path The length can be lengthened. As a result, it is possible to design to obtain the required cooling effect with the minimum cooling air, adjust the flow rate of the cooling air, the pressure loss, the heat transfer coefficient according to the temperature distribution and the cooling flow path length, and reduce the thermal stress. This can be reduced to prevent cracks and the like and improve reliability.

【0050】なお、図8,図9に示す溝9には図4に示
すタービュレータ6や凹み7を設けることもでき、又、
図6に示すオリフィスを空気吸込口の両側の所定区間に
設けたり、あるいは必要に応じて図2に示すような2次
元的、又は3次元的な断面形状の変化を設けることも可
能である。
The turbulator 6 and the recess 7 shown in FIG. 4 can be provided in the groove 9 shown in FIGS.
The orifice shown in FIG. 6 can be provided in a predetermined section on both sides of the air suction port, or a two-dimensional or three-dimensional cross-sectional change as shown in FIG. 2 can be provided as necessary.

【0051】図10は本発明の実施の第6形態に係るガ
スタービン燃焼器パイロットコーンの冷却構造の壁の一
部を示す平面図で、壁は同じく二重構造の壁30であ
り、(a)は直線状の溝の例、(b)は波形の溝の例を
それぞれ示す。図10(a)は図2に示す構造におい
て、空気吸込穴3と空気吐出穴5とを互いに隣接する溝
2間で配置を互いに前後逆にして溝2内を流れる冷却空
気300の流れ方向が互いに隣接する溝2において逆に
なるようにしたものである。
FIG. 10 is a plan view showing a part of a wall of a cooling structure of a pilot cone of a gas turbine combustor according to a sixth embodiment of the present invention. ) Shows an example of a linear groove, and (b) shows an example of a corrugated groove. FIG. 10 (a) shows the structure shown in FIG. 2 in which the air suction holes 3 and the air discharge holes 5 are arranged between the grooves 2 adjacent to each other, and the flow direction of the cooling air 300 flowing in the grooves 2 is reversed. In this case, the grooves 2 are reversed in adjacent grooves 2.

【0052】又、図10(b)においても空気吸込穴3
と空気吐出穴5とを隣接する溝9間で互いに前後逆に配
置して隣接する溝9において冷却空気の流れ方向が互い
に逆となるようにしている。なお、図示省略している
が、図6に示す構造においても同様に冷却空気を流すこ
とができる。又、図3に示すタービュレータ6や凹み7
を設けても良く、又空気吐出穴は図7に示すような空気
吐出穴15やカバー8を適用することができる。
Also, in FIG.
And the air discharge holes 5 are arranged between the adjacent grooves 9 so that the cooling air flows in the adjacent grooves 9 are opposite to each other. Although not shown, cooling air can be similarly supplied to the structure shown in FIG. The turbulator 6 and the recess 7 shown in FIG.
The air discharge hole may be an air discharge hole 15 or a cover 8 as shown in FIG.

【0053】上記構成の実施の第6形態においては、冷
却空気300が壁内部で互いに隣接する溝において互い
に逆方向に流れるので壁全体において均一な冷却が可能
となり、パイロットコーンの冷却による温度分布を均一
化し、熱応力の発生のアンバランスが解消される。
In the sixth embodiment having the above-described structure, the cooling air 300 flows in opposite directions in the grooves adjacent to each other inside the wall, so that uniform cooling can be performed on the entire wall, and the temperature distribution due to the cooling of the pilot cone can be reduced. Uniformity is eliminated, and the imbalance in generation of thermal stress is eliminated.

【0054】図11は本発明の実施の第7形態に係るガ
スタービン燃焼器の冷却構造の壁の一部を示す平面図
で、(a)は壁の接続部に空気吐出穴を構成した例、
(b)は壁の接続部に空気吸込穴を構成した例である。
これらの接続部の冷却構造は前述の実施の第1〜第6形
態の冷却構造における壁の溶接接続部のすべてに適用で
きるものであり、パイロットコーンの壁30を分割構造
として各分割片を溶接してコーンを形成する場合に適用
される。
FIG. 11 is a plan view showing a part of a wall of a cooling structure of a gas turbine combustor according to a seventh embodiment of the present invention. FIG. 11 (a) shows an example in which an air discharge hole is formed at a connection portion of the wall. ,
(B) is an example in which an air suction hole is formed at a connection portion of a wall.
The cooling structure of these connecting portions can be applied to all of the welded portions of the walls in the cooling structures of the first to sixth embodiments described above. It is applied when forming a cone.

【0055】図11(a)において、20は接続部であ
り、パイロットコーンを構成する壁の接続部となり、溶
接接続されてパイロットコーンを形成する。外側板1は
溝2が形成され、溝2に沿って空気吸込穴3が所定のピ
ッチで設けられ、又外側板1に接する内側板4には空気
吐出穴5が空気吸込穴3の両側に所定の間隔で配置され
ている。従って接続部20においては必ずしもこれら穴
3,5の配置が端部に所定の寸法で配置されるとは限ら
ない。
In FIG. 11A, reference numeral 20 denotes a connecting portion, which serves as a connecting portion of a wall constituting the pilot cone, and is connected by welding to form a pilot cone. A groove 2 is formed in the outer plate 1, and air suction holes 3 are provided at a predetermined pitch along the groove 2, and air discharge holes 5 are provided on both sides of the air suction hole 3 in an inner plate 4 in contact with the outer plate 1. They are arranged at predetermined intervals. Therefore, in the connection part 20, the arrangement of these holes 3 and 5 is not always arranged at a predetermined size at the end.

【0056】上記状況より、図11(a)に示すように
壁の接続部20の端部で溝2に連通し、かつ外側板1と
内側板4とを貫通する貫通穴10を穿設する。貫通穴1
0には空気吸込穴3より冷却用空気が流入するので、こ
の空気をパイロットコーン内に流出させるために外側板
1の外側より貫通穴10へ蓋11を挿入し、外側を閉じ
て空気は反対側の内側板4側へ流出させ、端部において
空気をパイロットコーン内へ流出させる。
According to the above situation, as shown in FIG. 11 (a), a through hole 10 communicating with the groove 2 at the end of the connecting portion 20 of the wall and penetrating the outer plate 1 and the inner plate 4 is formed. . Through hole 1
Since the cooling air flows into the pilot cone at 0, a lid 11 is inserted into the through hole 10 from the outside of the outer plate 1 to allow this air to flow out into the pilot cone, and the outside is closed to prevent the air from flowing. At the end and air at the end into the pilot cone.

【0057】図12(a)は図11(a)におけるD−
D断面図の一部を示し、外側板1及び内側板4には貫通
穴10が突設されており、この貫通穴10の外側板1に
は蓋11が挿入され、溝2内を流れてきた冷却用空気は
内側板4側、即ち、パイロットコーン内部へ301dと
して流出するようにしている。
FIG. 12A is a diagram showing the D- in FIG.
D shows a part of the cross-sectional view, in which a through hole 10 is projected from the outer plate 1 and the inner plate 4, and a lid 11 is inserted into the outer plate 1 of the through hole 10 and flows through the groove 2. The cooling air flows out as 301d into the inner plate 4 side, that is, into the pilot cone.

【0058】図11(b)においては接続部20端部に
は同様に貫通穴10が設けられている。これら貫通穴1
0は溝2に連通しており、貫通穴10の上流側は空気吐
出穴5となっており、空気をこの上流側の空気吐出穴5
からパイロットコーン内に流出するように流す必要があ
る。従って貫通穴10には内側板4側から蓋11が挿入
され、端部においては貫通穴10を通り、外側板1のパ
イロットコーン外周より空気が溝2内へ流入し、上流側
の空気吐出穴5からパイロットコーン内に流出させるこ
とができる。
In FIG. 11 (b), a through hole 10 is similarly provided at the end of the connecting portion 20. These through holes 1
Numeral 0 communicates with the groove 2 and an air discharge hole 5 is provided upstream of the through hole 10.
It is necessary to flow so as to flow out of the pilot cone. Therefore, the lid 11 is inserted into the through hole 10 from the inner plate 4 side, and at the end, the air flows from the outer periphery of the pilot cone of the outer plate 1 into the groove 2 through the through hole 10 and the air discharge hole on the upstream side. 5 into the pilot cone.

【0059】図12(b)は図11(b)におけるE−
E断面図であり、外側板1と内側板4とには貫通穴10
が穿設され、貫通穴10には内側板4側から蓋11が挿
入され、貫通穴10へはパイロットコーン裏側より空気
300が流入し、溝2内へ流れるようにしている。
FIG. 12B is a diagram showing E- in FIG. 11B.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along a line E in FIG.
The cover 11 is inserted into the through hole 10 from the inner plate 4 side, and air 300 flows into the through hole 10 from the back side of the pilot cone and flows into the groove 2.

【0060】上記に説明の実施の第7形態の接続部の構
造をガスタービン燃焼器パイロットコーンの空気冷却構
造に採用することにより、パイロットコーンの壁の接続
部において端部の溝内すべてに冷却空気を流し、接続部
20の壁を均一に冷却することができる。
By adopting the structure of the connecting portion of the seventh embodiment described above in the air cooling structure of the pilot cone of the gas turbine combustor, the inside of the groove at the end of the connecting portion of the wall of the pilot cone is cooled. By flowing air, the wall of the connection part 20 can be cooled uniformly.

【0061】図13は本発明の実施の第8形態に係るガ
スタービン燃焼器パイロットコーンの冷却構造を示し
(a)は断面図であり、パイロットコーンの上半分を示
し、(b)は拡大断面図である。図13(a)におい
て、31はパイロットコーンであり、その外周囲は従来
と同じくガイドリング131で支持されている。パイロ
ットコーン31の壁には内側に向って円錐状に突起して
いるディンプル13が複数個配列して形成されており、
ディンプル13には燃焼ガスの流れ方向に向って空気3
01eが流出するように円錐部の壁面から傾斜した穴1
4が開けられている。
FIGS. 13A and 13B show a cooling structure of a pilot cone of a gas turbine combustor according to an eighth embodiment of the present invention. FIG. 13A is a cross-sectional view showing the upper half of the pilot cone, and FIG. FIG. In FIG. 13A, reference numeral 31 denotes a pilot cone, the outer periphery of which is supported by a guide ring 131 as in the conventional case. On the wall of the pilot cone 31, a plurality of dimples 13 projecting conically toward the inside are arranged and formed.
The dimple 13 has air 3 in the flow direction of the combustion gas.
Hole 1 inclined from the wall of the conical part so that 01e flows out
4 is open.

【0062】図13(b)はその拡大断面図であり空気
300はパイロットコーン31の裏側を流れて従来と同
様に壁を冷却しながら先端部に流出するが、その過程に
おいて、ディンプル13の穴14からパイロットコーン
31の内側に流入し、壁面に冷却空気のフィルム層を作
り、フィルム冷却を行うことにより壁面の冷却効果を高
めることができる。
FIG. 13 (b) is an enlarged cross-sectional view of this. Air 300 flows on the back side of the pilot cone 31 and flows out to the tip while cooling the wall as in the conventional case. 14 flows into the inside of the pilot cone 31, forms a film layer of cooling air on the wall surface, and performs the film cooling to enhance the wall cooling effect.

【0063】図14は本発明の実施の第9形態に係るガ
スタービン燃焼器パイロットコーンを示し、(a)は断
面図、(b)は(a)におけるF−F断面図である。両
図において、32はパイロットコーン、131はガイド
リングであり従来と同じものである。本実施の第9形態
においては、パイロットコーン32の裏側に多数のフィ
ン17をパイロットコーン32の前後方向に配列して突
設し、ガイドリング131はそのフィン17の外周囲を
支持する構成としたものである。
FIG. 14 shows a gas turbine combustor pilot cone according to a ninth embodiment of the present invention, in which (a) is a sectional view and (b) is a sectional view taken along line FF in (a). In both figures, 32 is a pilot cone and 131 is a guide ring, which is the same as the conventional one. In the ninth embodiment, a large number of fins 17 are arranged on the back side of the pilot cone 32 in the front-rear direction of the pilot cone 32 to protrude therefrom, and the guide ring 131 is configured to support the outer periphery of the fin 17. Things.

【0064】このような構造の実施の第9形態の冷却構
造によれば、冷却空気300はパイロットコーン32の
裏側でガイドリング131と多数のフィン17で形成さ
れる空間を流れて端部へ流出するが、フィン17が形成
する凹凸により空気への放熱面積が大きくなり、従来よ
りも一層積極的に壁面の冷却がなされ、壁面を冷却した
空気はパイロットコーン出口部での保炎防止に使用され
る。
According to the cooling structure of the ninth embodiment having such a structure, the cooling air 300 flows through the space formed by the guide ring 131 and the many fins 17 behind the pilot cone 32 and flows out to the end. However, the heat radiation area to the air is increased due to the irregularities formed by the fins 17, and the wall is more actively cooled than before, and the air cooled on the wall is used to prevent flame holding at the pilot cone outlet. You.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明のガスタービン燃焼器パイロット
コーンの冷却構造は、(1)ガスタービン燃焼器パイロ
ットコーンの壁内部周囲に冷却用空気の通路を燃焼ガス
流れ方向に向って複数列設け、同各通路にはパイロット
コーン裏側に開口する空気吸込穴及び同パイロットコー
ン内側に開口する空気吐出穴を順次所定の間隔で配列し
てそれぞれ連通させると共に、前記各通路の空気吸込穴
と空気吐出穴との区間は、通路断面の幅又は深さ、或い
はこれら両方が空気の流れ方向に向ってなめらかに変化
していることを特徴としている。このような構成により
パイロットコーンを壁内部から効果的に冷却することが
でき従来の裏側に空気を流す方式と比べ著しく冷却効果
が増加する。更に冷却用空気の通路内での流速、圧力損
失、熱伝達率を変化させて調整することができ、これに
より最適条件での冷却通路の設計が可能となり壁面の場
所により異なる温度分布を改善して熱応力を軽減させ、
壁の割れ等の損傷を防止し、信頼性を著しく向上するこ
とができる。又、(2)や(3)においてはタービュレ
ータや凹みの作用により、冷却空気の流れを攪拌して熱
伝達率を一層向上させることができる。
The cooling structure of the pilot cone of the gas turbine combustor according to the present invention has the following features. (1) A plurality of rows of cooling air passages are provided around the inside of the wall of the pilot cone of the gas turbine combustor in the combustion gas flow direction. In each of the passages, an air suction hole opened on the back side of the pilot cone and an air discharge hole opened on the inside of the pilot cone are sequentially arranged at predetermined intervals so as to communicate with each other. Is characterized in that the width and / or depth of the passage cross section smoothly changes in the direction of air flow. With such a configuration, the pilot cone can be effectively cooled from the inside of the wall, and the cooling effect is significantly increased as compared with the conventional system in which air is flowed to the back side. Furthermore, it is possible to adjust by changing the flow velocity, pressure loss, and heat transfer coefficient in the passage of the cooling air, thereby enabling the design of the cooling passage under optimum conditions and improving the temperature distribution that differs depending on the location of the wall surface. To reduce thermal stress,
Damage such as wall cracks can be prevented, and reliability can be significantly improved. In (2) and (3), the action of the turbulator and the recess can stir the flow of the cooling air to further improve the heat transfer coefficient.

【0066】本発明の(4)は、ガスタービン燃焼器パ
イロットコーンの壁内部周囲に冷却用空気の通路を燃焼
ガス流れ方向に向って複数列設け、同各通路にはパイロ
ットコーン裏側に開口する空気吸込穴及び同パイロット
コーン内側に開口する空気吐出穴を順次所定の間隔で配
列してそれぞれ連通させると共に、前記通路の空気吸込
穴と空気吐出穴との区間は断面形状が不変の区間と同区
間の断面積よりも流路が狭く形状不変の区間とを交互に
連通させることを特徴としている。このような構造によ
り、上記(1)と同様の効果が得られると共に、通路の
流路をオリフィス効果により絞ったり、流路を拡大して
流速を調整することができる。
In (4) of the present invention, a plurality of rows of cooling air passages are provided around the inside of the wall of the pilot cone of the gas turbine combustor in the direction of flow of the combustion gas, and each of the passages is opened on the back side of the pilot cone. The air suction holes and the air discharge holes opening inside the pilot cone are sequentially arranged at predetermined intervals so as to communicate with each other, and the section of the passage between the air suction hole and the air discharge hole is the same as the section having a constant cross-sectional shape. The flow path is narrower than the cross-sectional area of the section, and alternately communicates with the section whose shape does not change. With such a structure, the same effect as the above (1) can be obtained, and the flow path of the passage can be restricted by the orifice effect, or the flow velocity can be adjusted by expanding the flow path.

【0067】本発明の(5)は、ガスタービン燃焼器パ
イロットコーンの壁内部周囲に冷却用空気の通路を燃焼
ガス流れ方向に向って複数列設け、同各通路にはパイロ
ットコーン裏側に開口する空気吸込穴及び同パイロット
コーン内側に開口する空気吐出穴を順次所定の間隔で配
列してそれぞれ連通させると共に、前記通路は波形状に
蛇行していることを特徴としている。このような構造に
より、通路を波形に蛇行させて流路長を稼ぐことがで
き、パイロットコーンの場所によって冷却効果を高めた
い場合には特に有効となり、冷却効果を高めることがで
きる。
In (5) of the present invention, a plurality of cooling air passages are provided around the inside of the wall of the pilot cone of the gas turbine combustor in the combustion gas flow direction, and each of the passages is opened to the back side of the pilot cone. An air suction hole and an air discharge hole opening inside the pilot cone are sequentially arranged at predetermined intervals to communicate with each other, and the passage is meandering in a wave shape. With such a structure, it is possible to increase the flow path length by making the passage meander in a waveform, and this is particularly effective when it is desired to enhance the cooling effect depending on the location of the pilot cone, and the cooling effect can be enhanced.

【0068】又、(6)においては、空気を空気吐出穴
より流出させる際に、壁面に沿って燃焼ガス流れ方向に
流出させ、吐出穴近辺を有効に冷却しながら燃焼器内に
流出させることができる。又、(7)では(6)と同様
の効果をカバーを設けることにより実現可能としてい
る。又、(8)では隣接する通路では空気の流れが互い
に逆方向となっているので、冷却のアンバランスが解消
される。又、燃焼器の壁は溶接による接続により構成さ
れており、この接続部では通路が途中で終端となり、冷
却空気が流れずに滞溜する部分が生ずる場合があるが、
(9)においては、この場合には通路終端部に貫通穴を
設け、蓋で外側又は内側を塞ぐことにより、空気を外側
から吸い込んだり、又は燃焼器内に吐出させたりするこ
とができ、接続部においても効果的な冷却を可能として
いる。
In the method (6), when air is discharged from the air discharge hole, the air is discharged in the combustion gas flow direction along the wall surface, and is discharged into the combustor while effectively cooling the vicinity of the discharge hole. Can be. In (7), the same effect as (6) can be realized by providing a cover. In (8), since the air flows in the adjacent passages are in opposite directions, the cooling imbalance is eliminated. In addition, the wall of the combustor is formed by connection by welding, and at this connection portion, the passage ends at an intermediate point, and there may be a portion where cooling air does not flow and stays.
In (9), in this case, by providing a through hole at the end of the passage and closing the outside or inside with a lid, air can be sucked in from the outside or discharged into the combustor. Effective cooling is also possible in the part.

【0069】本発明の(10)は、ガスタービン燃焼器
パイロットコーンの壁に、裏側から内側へ向って円錐状
に突設した複数のディンプルを配列して設け、同ディン
プルの円錐部にはパイロット燃焼ガスが流れる方向に向
って裏側から内側に冷却空気が噴出する穴が設けられて
いることを特徴としている。このような構造により、デ
ィンプルの穴から冷却空気がパイロットコーン内部壁面
に沿って流出し、壁面をフィルム冷却するので壁面の冷
却効果が従来よりも著しく向上する。
According to (10) of the present invention, a plurality of dimples protruding in a conical shape from the back side to the inside are arranged and provided on the wall of the pilot cone of the gas turbine combustor. It is characterized in that a hole is provided in which cooling air is jetted inward from the back side in the direction in which the combustion gas flows. With such a structure, the cooling air flows out along the inner wall surface of the pilot cone from the hole of the dimple, and the wall surface is film-cooled, so that the cooling effect of the wall surface is significantly improved as compared with the conventional case.

【0070】本発明の(11)は、周囲がガイドリング
で支持されたガスタービン燃焼器パイロットコーンにお
いて、前記ガイドリングとパイロットコーンとの間で同
パイロットコーン裏側外周囲には複数の突状のフィンが
前後方向に形成されていることを特徴としている。この
ような構造によりパイロットコーンの裏面を流れる空気
への伝熱面積がフィンの凹凸により従来よりも多くな
り、冷却性能が向上すると共に、壁面を冷却した空気は
従来と同様にパイロットコーン出口部端面での保炎を防
止する効果も有する。
According to (11) of the present invention, in a gas turbine combustor pilot cone whose periphery is supported by a guide ring, a plurality of projecting protrusions are provided between the guide ring and the pilot cone on the outer periphery on the back side of the pilot cone. The fin is formed in the front-back direction. Due to such a structure, the heat transfer area to the air flowing on the back side of the pilot cone becomes larger than before due to the unevenness of the fins, cooling performance is improved, and the air cooled on the wall is the same as the conventional one at the pilot cone outlet end face Also has the effect of preventing flame holding in

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の第1形態に係るガスタービン燃
焼器パイロットコーンの冷却構造を適用するパイロット
コーンの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a pilot cone to which a gas turbine combustor pilot cone cooling structure according to a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1におけるパイロットコーンの壁の平面図で
ある。
FIG. 2 is a plan view of a wall of the pilot cone in FIG. 1;

【図3】図2におけるA−A断面図であり、(a)は溝
断面の深さ一定、(b)は深さが空気吐出穴へ向かって
減少、(c)は深さが空気吐出穴に向かって拡大した例
をそれぞれ示す。
3A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2, wherein FIG. 3A shows a constant depth of the groove cross section, FIG. 3B shows a depth decreasing toward the air discharge hole, and FIG. The example which expanded toward the hole is shown, respectively.

【図4】本発明の実施の第2形態に係るガスタービン燃
焼器パイロットコーンの冷却構造の壁の一部を示す平面
図で、(a)は溝内にタービュレータを設けた例、
(b)は凹みを設けた例である。
FIG. 4 is a plan view showing a part of a wall of a cooling structure of a pilot cone of a gas turbine combustor according to a second embodiment of the present invention, where (a) shows an example in which a turbulator is provided in a groove,
(B) is an example in which a recess is provided.

【図5】図4における溝の断面形状を示し、(a)は図
4(a)におけるB−B断面図、(b)は図4(b)に
おけるC−C断面図である。
5A and 5B show a cross-sectional shape of the groove in FIG. 4; FIG. 5A is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4A; FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line CC in FIG.

【図6】本発明の実施の第3形態に係るガスタービン燃
焼器パイロットコーンの冷却構造の壁の一部を示す平面
図である。
FIG. 6 is a plan view showing a part of a wall of a cooling structure of a gas turbine combustor pilot cone according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施の第4形態に係るガスタービン燃
焼器パイロットコーンの冷却構造の溝断面図を示し、
(a)は空気吐出穴を斜めに設けた例、(b)は空気吐
出穴出口にカバーを設けた例である。
FIG. 7 shows a groove cross-sectional view of a cooling structure of a gas turbine combustor pilot cone according to a fourth embodiment of the present invention,
(A) is an example in which an air discharge hole is provided diagonally, and (b) is an example in which a cover is provided at an air discharge hole outlet.

【図8】本発明の実施の第5形態に係るガスタービン燃
焼器パイロットコーンの冷却構造の壁の一部を示す平面
図である。
FIG. 8 is a plan view showing a part of a wall of a cooling structure of a gas turbine combustor pilot cone according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】図8に示す冷却構造の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of the cooling structure shown in FIG.

【図10】本発明の実施の第6形態に係るガスタービン
燃焼器パイロットコーンの冷却構造の壁の一部を示す平
面図で、(a)は直線状の溝、(b)は波形状の溝をそ
れぞれ示す。
FIG. 10 is a plan view showing a part of a wall of a cooling structure of a pilot cone of a gas turbine combustor according to a sixth embodiment of the present invention, where (a) is a straight groove, and (b) is a wavy shape. Each groove is shown.

【図11】本発明の実施の第7形態に係るガスタービン
燃焼器パイロットコーンの冷却構造の壁接続部の一部を
示す平面図で、(a)は空気吐出穴を設けた例、(b)
は空気吸込穴を設けた例をそれぞれ示す。
FIG. 11 is a plan view showing a part of a wall connection part of a cooling structure of a pilot cone of a gas turbine combustor according to a seventh embodiment of the present invention. )
Indicates an example in which an air suction hole is provided.

【図12】図11における断面図であり、(a)は図1
1(a)におけるD−D断面図、(b)は図11(b)
におけるE−E断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of FIG.
1 (a) is a cross-sectional view taken along line D-D, and FIG.
It is EE sectional drawing in.

【図13】本発明の実施の第8形態に係るガスタービン
燃焼器パイロットコーンの冷却構造を示し、(a)はパ
イロットコーンの断面図、(b)は壁の拡大断面図であ
る。
13A and 13B show a cooling structure of a pilot cone of a gas turbine combustor according to an eighth embodiment of the present invention, wherein FIG. 13A is a sectional view of the pilot cone, and FIG. 13B is an enlarged sectional view of a wall.

【図14】本発明の実施の第9形態に係るガスタービン
燃焼器パイロットコーンの冷却構造を示し、(a)はパ
イロットコーンの断面図、(b)は(a)におけるF−
F矢視図である。
14A and 14B show a cooling structure of a pilot cone of a gas turbine combustor according to a ninth embodiment of the present invention, wherein FIG. 14A is a cross-sectional view of the pilot cone, and FIG.
It is an arrow F view.

【図15】ガスタービン燃焼器の一般的な構成図であ
り、(a),(b)は空気冷却方式を、(c)は蒸気冷
却方式を採用した例をそれぞれ示す。
FIGS. 15A and 15B are general configuration diagrams of a gas turbine combustor, in which FIGS. 15A and 15B show examples using an air cooling system, and FIG. 15C shows an example using a steam cooling system.

【図16】従来の空気冷却方式のガスタービン燃焼器の
壁構造の斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view of a wall structure of a conventional air-cooled gas turbine combustor.

【図17】従来のガスタービン燃焼器のパイロットコー
ンの側面図である。
FIG. 17 is a side view of a pilot cone of a conventional gas turbine combustor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外側板 2,2a,2b,9,12 溝 3 空気吸込穴 4 内側板 5,15 空気吐出穴 6 タービュレータ 7 凹み 8 カバー 10 貫通穴 11 蓋 12a オリフィス 13 ディンプル 14 穴 17 フィン 30,31,32 パイロットコーン Reference Signs List 1 outer plate 2, 2a, 2b, 9, 12 groove 3 air suction hole 4 inner plate 5, 15 air discharge hole 6 turbulator 7 dent 8 cover 10 through hole 11 lid 12a orifice 13 dimple 14 hole 17 fin 30, 31, 32 Pilot cone

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガスタービン燃焼器パイロットコーンの
壁内部周囲に冷却用空気の通路を燃焼ガス流れ方向に向
って複数列設け、同各通路にはパイロットコーン裏側に
開口する空気吸込穴及び同パイロットコーン内側に開口
する空気吐出穴を順次所定の間隔で配列してそれぞれ連
通させると共に、前記各通路の空気吸込穴と空気吐出穴
との区間は、通路断面の幅又は深さ、或いはこれら両方
が空気の流れ方向に向ってなめらかに変化していること
を特徴とするガスタービン燃焼器パイロットコーンの冷
却構造。
1. A plurality of rows of cooling air passages are provided around the inside of a wall of a pilot cone of a gas turbine combustor in the direction of flow of combustion gas. The air discharge holes opened inside the cone are sequentially arranged at predetermined intervals to communicate with each other, and the section between the air suction hole and the air discharge hole in each of the passages has a width or depth of the passage cross section, or both. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor, wherein the cooling structure smoothly changes in a direction of air flow.
【請求項2】 前記通路の所定区間には複数のタービュ
レータを空気の流れ方向とほぼ直交するように設けたこ
とを特徴とする請求項1記載のガスタービン燃焼器パイ
ロットコーンの冷却構造。
2. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor according to claim 1, wherein a plurality of turbulators are provided in a predetermined section of said passage so as to be substantially perpendicular to a flow direction of air.
【請求項3】 前記通路の所定区間の壁面には空気の流
れ方向とほぼ直交するように複数の凹形状の溝を設けた
ことを特徴とする請求項1記載のガスタービン燃焼器パ
イロットコーンの冷却構造。
3. The pilot cone of a gas turbine combustor according to claim 1, wherein a plurality of concave grooves are provided on a wall surface of a predetermined section of the passage so as to be substantially orthogonal to a flow direction of air. Cooling structure.
【請求項4】 ガスタービン燃焼器パイロットコーンの
壁内部周囲に冷却用空気の通路を燃焼ガス流れ方向に向
って複数列設け、同各通路にはパイロットコーン裏側に
開口する空気吸込穴及び同パイロットコーン内側に開口
する空気吐出穴を順次所定の間隔で配列してそれぞれ連
通させると共に、前記通路の空気吸込穴と空気吐出穴と
の区間は断面形状が不変の区間と同区間の断面積よりも
流路が狭く形状不変の区間とを交互に連通させて構成さ
れていることを特徴とするガスタービン燃焼器パイロッ
トコーンの冷却構造。
4. A plurality of rows of cooling air passages are provided around the inside of the wall of the pilot cone of the gas turbine combustor in the flow direction of the combustion gas, and each of the passages has an air suction hole opened on the back side of the pilot cone and the pilot air passage. The air discharge holes that open inside the cone are sequentially arranged at predetermined intervals so as to communicate with each other, and the section between the air suction hole and the air discharge hole of the passage is smaller than the cross-sectional area of the same section as the section where the cross-sectional shape remains unchanged. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor, wherein a passage having a narrow flow path and a shape-invariable section are alternately communicated with each other.
【請求項5】 ガスタービン燃焼器パイロットコーンの
壁内部周囲に冷却用空気の通路を燃焼ガス流れ方向に向
って複数列設け、同各通路にはパイロットコーン裏側に
開口する空気吸込穴及び同パイロットコーン内側に開口
する空気吐出穴を順次所定の間隔で配列してそれぞれ連
通させると共に、前記通路は波形状に蛇行していること
を特徴とするガスタービン燃焼器パイロットコーンの冷
却構造。
5. A plurality of rows of cooling air passages are provided around the inside of a wall of a pilot cone of a gas turbine combustor in the direction of flow of combustion gas, and each of the passages has an air suction hole opened on the back side of the pilot cone and the pilot passage. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor, wherein air discharge holes that are opened inside the cone are sequentially arranged at predetermined intervals to communicate with each other, and the passage is meandering in a wave shape.
【請求項6】 前記空気吐出穴は、パイロットコーン内
側へパイロット燃焼ガス流れ方向に向って空気が流出す
るように傾斜して設けられていることを特徴とする請求
項1,4,5のいずれかに記載のガスタービン燃焼器パ
イロットコーンの冷却構造。
6. The air discharge hole according to claim 1, wherein the air discharge hole is provided so as to be inclined so that air flows out toward the inside of the pilot cone in the flow direction of the pilot combustion gas. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor according to any of the first to third aspects.
【請求項7】 前記空気吐出穴の出口周辺には、空気が
パイロット燃焼ガス流れ方向に向って流出するようにカ
バーが設けられていることを特徴とする請求項1,4,
5のいずれかに記載のガスタービン燃焼器パイロットコ
ーンの冷却構造。
7. A cover is provided around the outlet of the air discharge hole so that air flows out in the flow direction of the pilot combustion gas.
6. The cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor according to any one of 5.
【請求項8】 前記各通路の空気吸込穴及び空気吐出穴
の配列は、通路を流れる空気の流れ方向が隣接する通路
の空気の流れ方向と互に逆方向となるように構成されて
いることを特徴とする請求項1,4,5のいずれかに記
載のガスタービン燃焼器パイロットコーンの冷却構造。
8. The arrangement of the air suction holes and the air discharge holes in each of the passages is configured such that the flow direction of the air flowing through the passages is opposite to the flow direction of the air in the adjacent passages. The cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor according to any one of claims 1, 4, and 5, wherein
【請求項9】 前記各通路の壁接続部における終端部
は、同各終端部に対応してパイロットコーンの壁裏側か
ら内側へ貫通する穴の途中にそれぞれ連通し、同各穴に
は裏側又は内側のいずれかから蓋が挿入されて閉じられ
ていることを特徴とする請求項1,4,5のいずれかに
記載のガスタービン燃焼器パイロットコーンの冷却構
造。
9. A terminal portion of each of the passages at the wall connecting portion communicates with a corresponding one of holes extending from the back side of the pilot cone wall to the inside thereof, corresponding to the terminal portions. The cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor according to any one of claims 1, 4, and 5, wherein a lid is inserted and closed from any one of the insides.
【請求項10】 ガスタービン燃焼器パイロットコーン
の壁に、裏側から内側へ向って円錐状に突設した複数の
ディンプルを配列して設け、同ディンプルの円錐部には
パイロット燃焼ガスが流れる方向に向って裏側から内側
に冷却空気が噴出する穴が設けられていることを特徴と
するガスタービン燃焼器パイロットコーンの冷却構造。
10. A plurality of dimples protruding in a conical shape from the back side to the inside in an array on a wall of a pilot cone of a gas turbine combustor, and the dimple has a conical portion in a direction in which pilot combustion gas flows. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor, characterized in that a hole for injecting cooling air is provided from the back side toward the inside.
【請求項11】 周囲がガイドリングで支持されたガス
タービン燃焼器パイロットコーンにおいて、前記ガイド
リングとパイロットコーンとの間で同パイロットコーン
裏側外周囲には複数の突状のフィンが前後方向に形成さ
れていることを特徴とするガスタービン燃焼器パイロッ
トコーンの冷却構造。
11. A gas turbine combustor pilot cone whose periphery is supported by a guide ring, wherein a plurality of projecting fins are formed in the front-rear direction around the back side of the pilot cone between the guide ring and the pilot cone. A cooling structure for a pilot cone of a gas turbine combustor, which is characterized in that:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105276620A (en) * 2015-06-26 2016-01-27 中航空天发动机研究院有限公司 Composite cooling structure for wall of combustion chamber flame tube of aero-engine
JP2016508561A (en) * 2013-02-06 2016-03-22 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトSiemens Aktiengesellschaft Combustor liner for can-annular gas turbine engines and method of making the liner
US9890683B2 (en) 2013-03-29 2018-02-13 Yanmar Co., Ltd. Exhaust gas purification system
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