JP2001289060A - Gas turbine - Google Patents

Gas turbine

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JP2001289060A
JP2001289060A JP2000101574A JP2000101574A JP2001289060A JP 2001289060 A JP2001289060 A JP 2001289060A JP 2000101574 A JP2000101574 A JP 2000101574A JP 2000101574 A JP2000101574 A JP 2000101574A JP 2001289060 A JP2001289060 A JP 2001289060A
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air
combustion
cylinder
combustion cylinder
impingement
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Application number
JP2000101574A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuo Ishiguro
達男 石黒
Masaaki Matsuura
正昭 松浦
Mitsuru Inada
満 稲田
Yasushi Watanabe
康司 渡邊
Kazuya Kobayashi
一弥 小林
Wataru Akizuki
渉 秋月
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas turbine lowering the temperature of combustion gas to reduce NOx by increasing the quantity of combustion air while preventing the occurrence of cooling shortage. SOLUTION: A covering cylinder 30 is disposed around the rear half part of a combustion cylinder 6. A plurality of impingement holes 33 are formed in the covering cylinder. The impingement holes are so formed that the axis is vertical to the combustion cylinder, and air passing the impingement holes and entering a space 34 between the combustion cylinder and the covering cylinder from the inside of a casing 2 is blown almost vertically to the combustion cylinder to impinge-cool the combustion cylinder from the outside. A plurality of inclined holes 35 are formed in the combustion cylinder, piercing a cylindrical body obliquely to connect the outside and inside of the combustion cylinder, in such a manner that the outside opening is positioned avoiding a part on which the impinging air abuts. The air through with impinging-cooling is led into the combustion cylinder through the inclined holes to flow along the inner surface of the combustion cylinder for film cooling.

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に関す
る。
[0001] The present invention relates to a gas turbine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ガスタービンが発電や、その他、色々な
用途のために数多く使用されている。このガスタービン
は圧縮機で高温に圧縮された空気に燃料を噴射して燃焼
筒内で燃焼して燃焼ガスを発生し、この燃焼ガスでター
ビン(動翼)を回転せしめて動力を得るものである。そ
して、ガスタービンの効率を上げるためにはタービン入
口の燃焼ガス温度はできるだけ高い方がよく、従来、燃
焼ガス温度を高めるべく設計されてきた。
2. Description of the Related Art Gas turbines are widely used for power generation and various other purposes. This gas turbine injects fuel into air compressed to a high temperature by a compressor and burns in a combustion cylinder to generate combustion gas, which is used to rotate a turbine (rotor blade) to obtain power. is there. In order to increase the efficiency of the gas turbine, the temperature of the combustion gas at the turbine inlet is preferably as high as possible. Conventionally, it has been designed to increase the temperature of the combustion gas.

【0003】ところが、これらガスタービンについても
昨今の排気ガスの規制強化により窒素酸化物(NOx)
の低減がもとめられている。このNOxは燃焼ガスの温
度が高くなるにしたがい急激に発生する。したがって、
NOxを低減するためには、燃焼ガスの最高温度を低く
抑えることが必要である。
However, in these gas turbines, nitrogen oxides (NOx) have been developed due to recent tightening of exhaust gas regulations.
Reduction is required. This NOx is generated rapidly as the temperature of the combustion gas increases. Therefore,
In order to reduce NOx, it is necessary to keep the maximum temperature of the combustion gas low.

【0004】ここで、燃焼ガスの温度は、基本的に燃料
時の燃料に対する空気、すなわち燃焼用空気の量で決ま
ると考えることができ、燃焼用空気の量が多い程低く、
燃焼用空気の量が少ない程高くなる。したがって、NO
xを低減するためには燃焼用空気の量を大きくすること
が必要である。
[0004] Here, it can be considered that the temperature of the combustion gas is basically determined by the amount of air for fuel during fueling, that is, the amount of combustion air.
It becomes higher as the amount of combustion air is smaller. Therefore, NO
In order to reduce x, it is necessary to increase the amount of combustion air.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そこで、ガスタービン
の圧縮機から送りだされた空気の内、燃焼用ではなく各
部の冷却のために使用している空気量を減らして燃焼用
空気の量を大きくすることが必要である。しかし、冷却
に使用する空気の量を減らしただけでは、冷却不足が発
生し、耐久性が低下してしまう。本発明は上記に鑑み、
冷却用に取り入れた空気の利用を改善して、冷却不足の
発生を防ぎながら燃焼用空気の量を増大し、それにより
排気ガスの温度を低下させてNOxを低減せしめるガス
タービンを提供することを目的とする。
Therefore, of the air sent from the compressor of the gas turbine, the amount of air used not for combustion but for cooling each part is reduced to reduce the amount of combustion air. It needs to be bigger. However, simply reducing the amount of air used for cooling causes insufficient cooling, resulting in reduced durability. The present invention has been made in view of the above,
It is an object of the present invention to provide a gas turbine that improves the utilization of air taken in for cooling and increases the amount of combustion air while preventing the occurrence of insufficient cooling, thereby lowering the temperature of exhaust gas and reducing NOx. Aim.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、圧縮機
から供給された圧縮空気と燃料ノズルから噴射された燃
料を燃焼筒内で燃焼し、その燃焼ガスを静翼を介して動
翼に導き動力を得るガスタービンであって、燃焼筒の少
なくとも静翼に近い後半部分を含む領域を離間被覆して
二重構造にする被覆筒体と、被覆筒体壁面を貫通して形
成され燃焼筒外面に対して略垂直に当たる空気を車室か
ら導入するインピンジ穴と、インピンジ冷却した空気を
他の冷却または燃焼用空気に再利用するインピンジ空気
再利用手段と、が提供される。このように構成されたガ
スタービンでは、インピンジ冷却した空気を他の冷却に
再利用する場合は冷却の効率がよくなって冷却空気量を
減らすことができ、その分を、燃焼用空気の量を増大で
き燃焼温度を下げてNOxを低減でき、インピンジ冷却
した空気を燃焼用空気に再利用する場合は燃焼用空気を
直接増加できるので同じく燃焼温度を下げてNOxを低
減できる。
According to the present invention, compressed air supplied from a compressor and fuel injected from a fuel nozzle are burned in a combustion cylinder, and the combustion gas is passed through a stationary blade to a moving blade. A gas turbine that obtains motive power to the combustion cylinder, wherein the combustion cylinder is formed by penetrating through the wall of the coating cylinder to form a double structure by separately covering at least the region including the latter half of the combustion cylinder near the stationary blade, and burning An impingement hole for introducing air substantially perpendicular to an outer surface of a cylinder from a vehicle compartment, and impingement air reusing means for reusing impinge-cooled air for other cooling or combustion air are provided. In the gas turbine configured as described above, when the impinge-cooled air is reused for another cooling, the cooling efficiency is improved and the amount of the cooling air can be reduced, and the amount of the combustion air is reduced accordingly. NOx can be reduced by increasing the combustion temperature and lowering the combustion temperature, and when the impinge-cooled air is reused as combustion air, the combustion air can be directly increased. Therefore, the combustion temperature can also be lowered to reduce NOx.

【0007】インピンジ冷却した空気で他の冷却をおこ
なうには、インピンジ空気再使用手段は、入口側開口が
燃焼筒外面のインピンジ空気の当たらない場所に形成さ
れ、内側程下流側にあるように傾斜して燃焼筒を貫通す
る傾斜穴とされ、インピンジ冷却した空気を傾斜穴を通
って斜めに燃焼筒の内側に流入せしめ燃焼筒を内面から
フィルム冷却するようにされる。
In order to perform another cooling with the impingement-cooled air, the impingement air reusing means is formed such that the inlet side opening is formed in the outer surface of the combustion cylinder at a position where the impingement air does not hit, and the inner side is inclined so that the inner side is located on the downstream side. Then, the impingement-cooled air flows obliquely into the inside of the combustion cylinder through the inclined hole to cool the combustion cylinder from the inner surface.

【0008】インピンジ冷却した空気を燃焼用空気に再
利用するには、被覆筒体を燃焼空気ガイド筒の上流端ま
で延長して延長被覆筒体としてインピンジ空気を燃焼空
気取り入れ口に導くようにすればよい。その際に、下流
側では燃焼筒と被覆筒体の隙間を小さくし、上流側では
燃焼筒と被覆筒体の隙間を大きくすれば、インピンジ空
気の流れがよくなる。その時は、インピンジ穴は隙間の
小さい下流側部分にのみ設け、隙間の大きい上流側で
は、燃焼筒の外面にタービュレータを設けて対流冷却を
することが好ましい。また、燃焼筒より下流側の部分を
冷却した空気を、インピンジ空気に混入し、インピンジ
空気と共に燃焼用空気に再使用すれば、さらに、燃焼用
空気を増し、NOxをさらに低下することができる。
In order to reuse the impinge-cooled air as combustion air, the coating cylinder is extended to the upstream end of the combustion air guide cylinder to guide the impingement air to the combustion air intake as an extended coating cylinder. I just need. At this time, if the gap between the combustion cylinder and the coating cylinder is reduced on the downstream side, and the gap between the combustion cylinder and the coating cylinder is increased on the upstream side, the flow of impingement air is improved. At that time, it is preferable that the impingement hole is provided only in the downstream portion where the gap is small, and on the upstream side where the gap is large, a turbulator is provided on the outer surface of the combustion cylinder to perform convection cooling. In addition, if the air cooled on the downstream side of the combustion cylinder is mixed with the impinge air and reused as the combustion air together with the impinge air, the combustion air can be further increased and the NOx can be further reduced.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しなが
ら、本発明の各実施の形態について説明する。先ず、本
発明を適用しうる従来形状の燃焼器の一例として例えば
図7を参照して説明する。ケーシング1で形成される車
室2内に燃焼器3が配設されていて、また車室2内には
圧縮機4(一部のみ図示)で圧縮された高温の空気が矢
印100で示されるように導入される。燃焼器3は、燃
料と空気を燃焼して燃焼ガスを発生する燃焼筒6と、燃
焼筒6に燃料と空気を燃焼筒6に導く導入部5から成
り、燃焼筒6の後端は静翼シール7を介して静翼8に結
合され、静翼8の後流側には動翼9が配設されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, an example of a conventional combustor to which the present invention can be applied will be described with reference to, for example, FIG. A combustor 3 is disposed in a casing 2 formed by a casing 1, and high-temperature air compressed by a compressor 4 (only a part is shown) is indicated by an arrow 100 in the casing 2. To be introduced. The combustor 3 includes a combustion tube 6 that burns fuel and air to generate combustion gas, and an introduction unit 5 that guides the fuel and air to the combustion tube 6 to the combustion tube 6. A stator blade 8 is connected to the stationary blade 8 via a seal 7, and a moving blade 9 is disposed downstream of the stationary blade 8.

【0010】導入部5は内筒10の内部に1つのパイロ
ットノズル11と複数のメインノズル12を配設して構
成されている。圧縮機4から車室2内に導入された高温
の圧縮空気は矢印101で示されるように内筒10の周
りを通って上流側に向かい、内筒10の上流端部に形成
された燃焼空気入口13から矢印102で示されるよう
に内筒10の内側に導入される。内筒10の内側に導入
された空気は複数のそれぞれスワラー14を有して成る
スワール流路15でスワール空気とされてから、メイン
ノズル12から噴射される燃料が混合されて予混合気と
なって燃焼筒6に送られる。
The introduction section 5 is configured by arranging one pilot nozzle 11 and a plurality of main nozzles 12 inside the inner cylinder 10. The high-temperature compressed air introduced from the compressor 4 into the vehicle interior 2 passes around the inner cylinder 10 toward the upstream side as indicated by an arrow 101, and the combustion air formed at the upstream end of the inner cylinder 10 It is introduced from the inlet 13 into the inner cylinder 10 as shown by an arrow 102. The air introduced into the inner cylinder 10 is turned into swirl air in a swirl flow path 15 having a plurality of swirlers 14, and then the fuel injected from the main nozzle 12 is mixed to form a premixed air. To the combustion tube 6.

【0011】また、内筒10の内側に導入された空気は
パイロットノズル11の周りの空気通路11aを通り、
パイロットノズル11の下流でパイロットノズル11か
ら噴射された燃料とともに拡散燃焼してパイロット火炎
を生成する。このパイロット火炎が、スワール流路15
から排出された予混合気を着火し、それにより、燃焼ガ
スが生成される。なお、パイロットノズル11の先端部
16はメガホン状に広がるパイロットコーン17内に配
置されている。
The air introduced into the inner cylinder 10 passes through an air passage 11a around the pilot nozzle 11,
Downstream of the pilot nozzle 11, the fuel is diffused and burned together with the fuel injected from the pilot nozzle 11 to generate a pilot flame. This pilot flame is swirl channel 15
And ignites the premixed gas discharged from the combustion chamber. The tip 16 of the pilot nozzle 11 is disposed in a pilot cone 17 that spreads in a megaphone shape.

【0012】以下、上記のような従来技術のガスタービ
ンに適用される本発明のガスタービン燃焼器の各実施の
形態について説明する。まず、第1の実施の形態の詳細
を説明する。第1の実施の形態は燃焼筒の静翼の手前の
後端部分をインピンジ冷却し、インピンジ冷却した空気
をさらに燃焼筒内面のフィルム冷却に使用するものであ
る。図1が第1の実施の形態の特徴を説明する図であっ
て、第6図のガスタービンの燃焼筒6の内の縮径されて
いる後半部分の周りに被覆筒30が配設されていて、被
覆筒30は上流端壁31と下流端壁32で燃焼筒6に結
合されている。
Hereinafter, embodiments of the gas turbine combustor of the present invention applied to the above-described conventional gas turbine will be described. First, details of the first embodiment will be described. In the first embodiment, the rear end portion of the combustion cylinder in front of the stationary vane is impingement-cooled, and the impinge-cooled air is further used for film cooling of the inner surface of the combustion cylinder. FIG. 1 is a view for explaining the features of the first embodiment, in which a coating cylinder 30 is disposed around the rear half of the combustion cylinder 6 of the gas turbine shown in FIG. 6 whose diameter is reduced. Thus, the coating tube 30 is connected to the combustion tube 6 at the upstream end wall 31 and the downstream end wall 32.

【0013】被覆筒30には複数のインピンジ穴33が
筒体を貫通するように形成されている。このインピンジ
穴33は燃焼筒6に対して軸線が垂直になるように形成
されていて、インピンジ穴33を通って車室2内から燃
焼筒6と被覆筒30の間の空間34に入った空気(イン
ピンジ空気)は燃焼筒6に垂直に吹きつけられ燃焼筒6
を外側からインピンジ冷却する。
A plurality of impingement holes 33 are formed in the coating cylinder 30 so as to penetrate the cylinder. The impingement hole 33 is formed so that its axis is perpendicular to the combustion cylinder 6, and the air that has entered the space 34 between the combustion cylinder 6 and the coating cylinder 30 from inside the vehicle compartment 2 through the impingement hole 33. (Impinge air) is blown vertically to the combustion cylinder 6
Cool the impingement from the outside.

【0014】一方、燃焼筒6には、筒体を斜めに貫通し
て燃焼筒6の外側と内側を結ぶ複数の傾斜穴35が外側
開口がインピンジ空気の当たる場所を避けるようにして
形成されていて、インピンジ冷却を終わった空気は、こ
の傾斜穴35を通って燃焼筒6の内部に導入され、燃焼
筒6の内面に沿って流れて燃焼筒6の内面の高温ガスか
らの熱伝達の抑制、すなわち、フィルム冷却をおこな
う。
On the other hand, in the combustion cylinder 6, a plurality of inclined holes 35 penetrating the cylinder obliquely and connecting the outside and the inside of the combustion cylinder 6 are formed so that the outside opening avoids the place where the impinge air hits. Then, the air after the impingement cooling is introduced into the combustion cylinder 6 through the inclined hole 35, flows along the inner surface of the combustion cylinder 6, and suppresses heat transfer from the high-temperature gas on the inner surface of the combustion cylinder 6. That is, film cooling is performed.

【0015】第1の実施の形態は、上記のように構成さ
れて作用するので冷却の効率がよい。効率がよいので、
冷却用の空気の量を減少することができ、その結果、燃
焼用空気の増大が可能となり、NOxを低減することが
できる。
The first embodiment operates and operates as described above, so that the cooling efficiency is high. Because it is efficient,
The amount of cooling air can be reduced, and as a result, the amount of combustion air can be increased, and NOx can be reduced.

【0016】次に、第2の実施の形態の詳細を説明す
る。第2の実施の形態は、第1の実施の形態における被
覆筒30を内筒10の上流端まで延長し、インピンジ穴
33を燃焼筒6の前半部分にも形成し、一方、燃焼筒6
に形成されていた傾斜穴35を除去したものである。図
2は延長された被覆筒30を示すものであり、図3は図
2のガスタービンの燃焼筒6の後半部分の詳細を示すも
のである。
Next, the details of the second embodiment will be described. In the second embodiment, the coating cylinder 30 in the first embodiment is extended to the upstream end of the inner cylinder 10, and the impingement hole 33 is also formed in the first half of the combustion cylinder 6.
Is obtained by removing the inclined hole 35 formed in the above. FIG. 2 shows the coating cylinder 30 extended, and FIG. 3 shows details of the latter half of the combustion cylinder 6 of the gas turbine of FIG.

【0017】インピンジ穴33を通って車室2内から燃
焼筒6と被覆筒30の間の空間34に入った空気(イン
ピンジ空気)は燃焼筒6に垂直に吹きつけられ燃焼筒6
の全域を外側からインピンジ冷却する。そして、インピ
ンジ冷却を終わったインピンジ空気は、燃焼筒6と被覆
筒30の間の空間34を通って上流側に流れ、圧縮機4
から、被覆筒30の外側を通り、直接燃焼用空気取り入
れ口13に向かった空気と共に、内筒10上流端に設け
られた燃焼用空気取り入れ口から、内筒10の内側に入
り、燃焼用空気として再利用される。
The air (impinge air) that has entered the space 34 between the combustion cylinder 6 and the coating cylinder 30 from the interior of the cabin 2 through the impingement hole 33 and is blown vertically to the combustion cylinder 6
Impinge cooling of the whole area from outside. Then, the impingement air that has completed the impingement cooling flows to the upstream side through the space 34 between the combustion cylinder 6 and the coating cylinder 30, and the compressor 4
From the combustion air intake port provided at the upstream end of the inner cylinder 10 together with the air passing directly outside the coating cylinder 30 and directly toward the combustion air intake port 13, enters the inside of the inner cylinder 10, and outputs the combustion air. Will be reused as

【0018】第2の実施の形態は、上記のように構成さ
れて作用するので冷却に使用した空気が燃焼用空気とし
て再利用され、燃焼用空気の増大が可能となり、燃焼ガ
ス温度が低下しNOxの生成量を抑えることができる。
The second embodiment operates and operates as described above, so that the air used for cooling is reused as combustion air, the combustion air can be increased, and the combustion gas temperature decreases. The generation amount of NOx can be suppressed.

【0019】次に、第3の実施の形態の詳細を説明す
る。第3の実施の形態は、第2の実施の形態のように被
覆筒30を内筒10の上流端まで延長するが上流側は下
流側に比べて燃焼筒6と被覆筒30の間の隙間が大きく
されている。そして、インピンジ穴33は燃焼筒6と被
覆筒30の間の隙間が小さい静翼8の近傍部分のみに形
成し、それよりも上流側の部分では燃焼筒6の外面にタ
ービュレータ(攪乱部材)36を形成し、タービュレー
タ36によって空気を乱すことによって冷却をおこなう
ようにしている。図4は延長された被覆筒30を示すも
のであり、図5は図4のガスタービンの燃焼筒6の後半
部分の詳細を示すものである。
Next, details of the third embodiment will be described. In the third embodiment, the coating cylinder 30 is extended to the upstream end of the inner cylinder 10 as in the second embodiment, but the gap between the combustion cylinder 6 and the coating cylinder 30 is larger on the upstream side than on the downstream side. Has been bigger. The impingement hole 33 is formed only in the vicinity of the stationary blade 8 where the gap between the combustion cylinder 6 and the coating cylinder 30 is small, and the turbulator (disturbing member) 36 is provided on the outer surface of the combustion cylinder 6 in the upstream part thereof. Is formed, and cooling is performed by disturbing air by the turbulator 36. FIG. 4 shows the extended coating cylinder 30, and FIG. 5 shows details of the latter half of the combustion cylinder 6 of the gas turbine of FIG. 4.

【0020】インピンジ穴33を通って車室2内から燃
焼筒6と被覆筒30の間の空間34に入った空気(イン
ピンジ空気)は、第2の実施の形態と同様に、燃焼筒6
に垂直に吹きつけられ燃焼筒6の全域を外側からインピ
ンジ冷却する。そして、インピンジ冷却を終わったイン
ピンジ空気は、対流冷却をおこないながら燃焼筒6と被
覆筒30の間の空間34を通って上流側に流れ、圧縮機
4から、被覆筒30の外側を通り、直接燃焼用空気取り
入れ口に向かった空気と共に、内筒10上流端に設けら
れた燃焼用空気取り入れ口から、内筒10の内側に入
り、燃焼用空気として再利用される。第3の実施の形態
は、上記のように構成されて作用するので第2の実施の
形態と同様な効果を得ることができる。
The air (impinge air) that has entered the space 34 between the combustion cylinder 6 and the coating cylinder 30 from inside the cabin 2 through the impingement holes 33 (impingement air), as in the second embodiment.
And the entire area of the combustion cylinder 6 is impinge-cooled from outside. Then, the impingement air that has completed the impingement cooling flows to the upstream side through the space 34 between the combustion cylinder 6 and the coating cylinder 30 while performing convection cooling, passes directly from the compressor 4 through the outside of the coating cylinder 30, and directly. The air enters the inner cylinder 10 from the combustion air intake port provided at the upstream end of the inner cylinder 10 together with the air headed toward the combustion air intake port, and is reused as combustion air. The third embodiment is configured and operated as described above, so that the same effects as in the second embodiment can be obtained.

【0021】次に、第4の実施の形態の詳細を説明す
る。第4の実施の形態は、第2の実施の形態において、
燃焼筒6より下流側の部分を冷却した空気も、燃焼用空
気として再利用するようにしたものである。図6がこの
第4の実施の形態を説明する図であって、静翼8を支持
している静翼シュラウド40、41のそれぞれの内部に
形成されたシュラウド冷却空気通路42、43が、静翼
シール7の外側に設けた静翼シール冷却通路44、45
を介して、燃焼筒6と被覆筒30の間の空間34に連通
されている。
Next, details of the fourth embodiment will be described. The fourth embodiment is different from the second embodiment in that
The air that has cooled the portion downstream of the combustion cylinder 6 is also reused as combustion air. FIG. 6 is a view for explaining the fourth embodiment, in which shroud cooling air passages 42 and 43 formed inside each of the vane shrouds 40 and 41 supporting the vane 8 are static. Stator blade seal cooling passages 44 and 45 provided outside blade seal 7
Through the space 34 between the combustion cylinder 6 and the coating cylinder 30.

【0022】第4の実施の形態は、上記のように構成さ
れ、シュラウド冷却空気通路42、43を通って静翼シ
ュラウド40、41を冷却した空気は、静翼シール冷却
通路44、45通って静翼シール7を冷却してから、燃
焼筒6と被覆筒30の間の空間34内に流入し、その後
は、インピンジ穴33から流入したインピンジ空気と共
に、上流側に流れ、圧縮機4から、被覆筒30の外側を
通り、直接燃焼用空気取り入れ口に向かった空気と共
に、内筒10上流端に設けられた燃焼用空気取り入れ口
から、内筒10の内側に入り、燃焼用空気として再利用
される。
The fourth embodiment is configured as described above, and the air that has cooled the stationary blade shrouds 40 and 41 through the shroud cooling air passages 42 and 43 passes through the stationary blade seal cooling passages 44 and 45. After cooling the vane seal 7, it flows into the space 34 between the combustion cylinder 6 and the coating cylinder 30, and thereafter flows to the upstream side together with the impingement air flowing from the impingement hole 33, and from the compressor 4, The air that passes through the outside of the coating cylinder 30 and directly goes to the combustion air intake port enters the inside of the inner cylinder 10 from the combustion air intake port provided at the upstream end of the inner cylinder 10, and is reused as combustion air. Is done.

【0023】第4の実施の形態は上記のように構成さ
れ、作用するので、第2の実施の形態よりも、静翼シュ
ラウド41、42、および、静翼シール7を冷却した空
気も、燃焼用空気として再利用され、さらに燃焼用空気
を増やすことができ、第2の実施の形態よりも、燃焼ガ
ス温度をさらに低下でき、NOxをさらに低減できる。
Since the fourth embodiment is constructed and operates as described above, the air that has cooled the stationary blade shrouds 41 and 42 and the stationary blade seal 7 also burns more than the second embodiment. The combustion air can be reused as the combustion air, and the combustion air can be further increased, so that the combustion gas temperature can be further reduced and the NOx can be further reduced as compared with the second embodiment.

【0024】[0024]

【発明の効果】各請求項に記載のガスタービンは、圧縮
機から供給された圧縮空気と燃料ノズルから噴射された
燃料を燃焼筒内で燃焼し、その燃焼ガスを静翼を介して
動翼に導き動力を得るものであるが、燃焼筒の少なくと
も静翼に近い後半部分を含む領域を離間被覆して二重構
造にする被覆筒体と、被覆筒体壁面を貫通して形成され
燃焼筒外面に対して略垂直に当たる空気を車室から導入
するインピンジ穴と、インピンジ冷却した空気を他の冷
却または燃焼用空気に再利用するインピンジ空気再利用
手段と、を具備していて、燃焼筒をインピンジ冷却した
空気を他の冷却に再利用する場合は冷却の効率がよくな
って冷却空気量を減らすことができ、その分を、燃焼用
空気の量を増大でき燃焼温度を下げてNOxを低減で
き、インピンジ冷却した空気を燃焼用空気に再利用する
場合は燃焼用空気を直接増加できるので同じく燃焼温度
を下げてNOxを低減できる。特に、請求項3のように
すれば、燃焼筒の冷却を終えた空気は燃焼ガスと共に動
翼に導かれずに燃焼用に再利用され、効率を低下しな
い。特に、請求項6のようにすれば、燃焼筒より下流側
の部品を冷却した空気も燃焼用空気に再利用でき、より
NOxを低下することができる。
The gas turbine described in each claim burns the compressed air supplied from the compressor and the fuel injected from the fuel nozzle in the combustion cylinder, and the combustion gas is moved to the moving blade through the stationary blade. A covering cylinder body that covers the region including at least the rear half portion of the combustion cylinder at least near the stationary blade to form a double structure, and a combustion cylinder formed through the wall surface of the covering cylinder body An impingement hole for introducing air substantially perpendicular to the outer surface from the vehicle compartment, and impingement air reusing means for reusing impinge-cooled air for other cooling or combustion air, comprising: When the impinge-cooled air is reused for other cooling, the cooling efficiency is improved and the amount of cooling air can be reduced, and the amount of combustion air can be increased and the combustion temperature can be reduced to reduce NOx. Can, impingement cooling It was When reusing air to the combustion air can reduce NOx by also lowering the combustion temperature because it increases the combustion air directly. In particular, according to the third aspect, the air after the cooling of the combustion cylinder is reused for combustion without being guided to the moving blade together with the combustion gas, and the efficiency is not reduced. In particular, according to the sixth aspect, air that has cooled components downstream of the combustion cylinder can be reused as combustion air, and NOx can be further reduced.

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

【図1】第1の実施の形態の燃焼筒の冷却の構造の詳細
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing details of a structure for cooling a combustion cylinder according to a first embodiment.

【図2】第2の実施の形態の燃焼筒の冷却の構造の全体
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an entire structure of cooling a combustion cylinder according to a second embodiment.

【図3】第2の実施の形態の静翼の冷却の構造の詳細を
示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating details of a structure for cooling a stationary blade according to a second embodiment.

【図4】第3の実施の形態の燃焼筒の冷却の構造の全体
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating an entire structure of cooling a combustion cylinder according to a third embodiment.

【図5】第3の実施の形態の燃焼筒の冷却の構造の詳細
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing details of a structure for cooling a combustion cylinder according to a third embodiment.

【図6】第4の実施の形態の冷却の構造を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram illustrating a cooling structure according to a fourth embodiment.

【図7】本発明が適用される従来技術のガスタービンの
燃焼器の周辺の基本的な構造を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a basic structure around a combustor of a conventional gas turbine to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…燃焼器 6…燃焼筒 7…静翼シール 8…静翼 9…動翼 10…内筒 30…被覆筒 33…インピンジ穴 34…(燃焼筒と被覆筒の間の)空間 35…傾斜穴 36…タービュレータ 40、41…静翼シュラウド 42、43…シュラウド冷却通路 44、45…静翼シール冷却通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Combustor 6 ... Combustion cylinder 7 ... Stator blade seal 8 ... Stator blade 9 ... Moving blade 10 ... Inner cylinder 30 ... Coating cylinder 33 ... Impingement hole 34 ... Space (between combustion cylinder and coating cylinder) 35 ... Inclined hole 36: Turbulator 40, 41: Stator vane shroud 42, 43 ... Shroud cooling passage 44, 45 ... Stator vane cooling passage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲田 満 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂研究所内 (72)発明者 渡邊 康司 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三 菱重工業株式会社内 (72)発明者 小林 一弥 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 秋月 渉 兵庫県高砂市荒井町新浜2丁目1番1号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Mitsuru Inada 2-1-1, Shinhama, Arai-cho, Takasago-shi, Hyogo Inside Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Research Institute (72) Inventor Koji Watanabe 2-5-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 3 Rishi Heavy Industries, Ltd. (72) Inventor Kazuya Kobayashi 2-1-1, Aramachi-cho, Niihama, Takasago City, Hyogo Prefecture Inside Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Mfg. Co., Ltd. No. 1 Inside the Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Takasago Factory

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧縮機から供給された圧縮空気と燃料ノ
ズルから噴射された燃料を燃焼筒内で燃焼し、その燃焼
ガスを静翼を介して動翼に導き動力を得るガスタービン
であって、 燃焼筒の少なくとも静翼に近い後半部分を含む領域を離
間被覆して二重構造にする被覆筒体と、 被覆筒体壁面を貫通して形成され燃焼筒外面に対して略
垂直に当たる空気を車室から導入するインピンジ穴と、 インピンジ冷却した空気を他の冷却または燃焼用空気に
再利用するインピンジ空気再利用手段と、 を具備することを特徴とするガスタービン。
1. A gas turbine which burns compressed air supplied from a compressor and fuel injected from a fuel nozzle in a combustion cylinder and guides the combustion gas to a moving blade via a stationary blade to obtain power. A coating cylinder that covers at least the region including the latter half of the combustion cylinder close to the stationary blade to form a double structure; and air that penetrates the coating cylinder wall and that is substantially perpendicular to the outer surface of the combustion cylinder. A gas turbine, comprising: an impingement hole introduced from a vehicle cabin; and impingement air recycling means for reusing impinge-cooled air for other cooling or combustion air.
【請求項2】 インピンジ空気再使用手段は、入口側開
口が燃焼筒外面のインピンジ空気の当たらない場所に形
成され、内側程下流側にあるように傾斜して燃焼筒を貫
通する傾斜穴であって、インピンジ冷却した空気が傾斜
穴を通って斜めに燃焼筒の内側に流入せしめられ燃焼筒
を内面からフィルム冷却するようにされていることを特
徴とする請求項1に記載のガスタービン。
2. The impingement air reuse means is an inclined hole which is formed at a location on the outer surface of the combustion cylinder where the impingement air does not come into contact with the impingement air. 2. The gas turbine according to claim 1, wherein the impinge-cooled air is obliquely flown into the inside of the combustion cylinder through the inclined hole to cool the combustion cylinder from the inner surface.
【請求項3】 インピンジ空気再使用手段は、燃焼空気
ガイド筒の上流端まで延長されインピンジ空気を燃焼空
気取り入れ口に導く延長被覆筒体であることを特徴とす
る請求項1に記載のガスタービン。
3. The gas turbine according to claim 1, wherein the impingement air reuse means is an extended covering cylinder that extends to an upstream end of the combustion air guide cylinder and guides the impingement air to the combustion air intake. .
【請求項4】 下流側では燃焼筒と被覆筒体の隙間が小
さくされ、上流側では燃焼筒と被覆筒体の隙間が大きく
されていることを特徴とする請求項3に記載のガスター
ビン。
4. The gas turbine according to claim 3, wherein the gap between the combustion cylinder and the cladding cylinder is reduced on the downstream side, and the gap between the combustion cylinder and the cladding cylinder is increased on the upstream side.
【請求項5】 インピンジ穴は燃焼筒と被覆筒体の隙間
が小さい下流側部分にのみ設け、燃焼筒と被覆筒体の隙
間が大きい下流側部分では、燃焼筒の外面にタービュレ
ータを設け対流冷却をするようにした請求項4に記載の
ガスタービン。
5. The impingement hole is provided only in the downstream portion where the gap between the combustion cylinder and the coating cylinder is small, and in the downstream portion where the gap between the combustion cylinder and the coating cylinder is large, a turbulator is provided on the outer surface of the combustion cylinder to provide convection cooling. The gas turbine according to claim 4, wherein
【請求項6】 燃焼筒より下流側の部分を冷却した空気
が、インピンジ空気に混入され、インピンジ空気と共に
燃焼用空気に再使用されるようにされていることを特徴
とする請求項3に記載のガスタービン。
6. The air-cooling system according to claim 3, wherein air cooled at a portion downstream of the combustion cylinder is mixed with impinge air and reused as combustion air together with impinge air. Gas turbine.
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