JP2002322915A - ガスタービン - Google Patents
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C6/00—Plural gas-turbine plants; Combinations of gas-turbine plants with other apparatus; Adaptations of gas-turbine plants for special use
- F02C6/003—Gas-turbine plants with heaters between turbine stages
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/12—Cooling of plants
- F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
- F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 多段ガスタービンにおいて利用される総空気
量を、良好に利用し、簡単な手段によってガスタービン
の出力を向上させ、ガスタービンの有害物の発生量を減
少させる。 【解決手段】 ガスタービン５は、主燃焼室１０と、種
々のタービン段２５、２７の少なくとも静翼２６、２９
及び案内輪２８、３８を冷却するための冷却系と、主ガ
ス通路とを備えている。高温ガスの主流れ方向Ｈにおい
て主燃焼室１０の下流に補助燃焼室３４が配置され、こ
の補助燃焼室３４の上流に配置されたガスタービン５の
タービン段２５を冷却するために使用された冷却空気１
５が、補助燃焼室３４に供給される。
量を、良好に利用し、簡単な手段によってガスタービン
の出力を向上させ、ガスタービンの有害物の発生量を減
少させる。 【解決手段】 ガスタービン５は、主燃焼室１０と、種
々のタービン段２５、２７の少なくとも静翼２６、２９
及び案内輪２８、３８を冷却するための冷却系と、主ガ
ス通路とを備えている。高温ガスの主流れ方向Ｈにおい
て主燃焼室１０の下流に補助燃焼室３４が配置され、こ
の補助燃焼室３４の上流に配置されたガスタービン５の
タービン段２５を冷却するために使用された冷却空気１
５が、補助燃焼室３４に供給される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主燃焼室と、種々
のタービン段の少なくとも静翼及び案内輪を冷却するた
めの冷却系と、主ガス通路とを有するガスタービンに関
する。
のタービン段の少なくとも静翼及び案内輪を冷却するた
めの冷却系と、主ガス通路とを有するガスタービンに関
する。
【０００２】
【従来の技術】米国特許第５０８３４２２号明細書に、
航空エンジン用のガスタービンが記載されている。その
ガスタービンは、圧縮機で圧縮された冷却空気が供給さ
れる燃焼室を有している。その冷却空気は大部分が、燃
焼室内に配置されたバーナによって燃焼に利用される。
残りの冷却空気は、燃焼室の内側壁における燃焼室内部
室と反対側の面を冷却するために使用される。燃焼室の
バーナが配置されている範囲において、燃焼室の内側壁
は、冷却空気を流入するための多数の孔を有する外被に
よって取り囲まれている。この範囲において内側壁自
体、通気性をもって形成されている。
航空エンジン用のガスタービンが記載されている。その
ガスタービンは、圧縮機で圧縮された冷却空気が供給さ
れる燃焼室を有している。その冷却空気は大部分が、燃
焼室内に配置されたバーナによって燃焼に利用される。
残りの冷却空気は、燃焼室の内側壁における燃焼室内部
室と反対側の面を冷却するために使用される。燃焼室の
バーナが配置されている範囲において、燃焼室の内側壁
は、冷却空気を流入するための多数の孔を有する外被に
よって取り囲まれている。この範囲において内側壁自
体、通気性をもって形成されている。
【０００３】その冷却空気は、上述の外被の孔を通して
内側壁に流入し、このようにして、内側壁の燃焼室内部
室と反対側の面を冷却する。また内側壁は、外被にある
孔を通して流入した冷却空気を内部室に導入する開口を
有している。従って、その冷却空気は内部室内を流れる
高温ガスに混入される。そのようにして、燃焼室壁の冷
却に使用された空気が続いて燃焼に利用されることが保
証される。燃焼室壁の冷却用並びに燃焼用に使用された
すべての空気量は、ガスタービンの発生出力に関して良
好に利用される。これは、冷却空気が燃焼のために「喪
失」されないからである。ガスタービンの場合その運転
中、燃焼室壁に加えて、一般に少なくとも静翼および静
翼列間に配置された案内輪も冷却されねばならない。通
常そのために、上述の構成要素を貫流及び／又は洗流す
る冷却空気が使用される。その冷却空気の燃焼部への供
給は上述の文献では教示されていない。
内側壁に流入し、このようにして、内側壁の燃焼室内部
室と反対側の面を冷却する。また内側壁は、外被にある
孔を通して流入した冷却空気を内部室に導入する開口を
有している。従って、その冷却空気は内部室内を流れる
高温ガスに混入される。そのようにして、燃焼室壁の冷
却に使用された空気が続いて燃焼に利用されることが保
証される。燃焼室壁の冷却用並びに燃焼用に使用された
すべての空気量は、ガスタービンの発生出力に関して良
好に利用される。これは、冷却空気が燃焼のために「喪
失」されないからである。ガスタービンの場合その運転
中、燃焼室壁に加えて、一般に少なくとも静翼および静
翼列間に配置された案内輪も冷却されねばならない。通
常そのために、上述の構成要素を貫流及び／又は洗流す
る冷却空気が使用される。その冷却空気の燃焼部への供
給は上述の文献では教示されていない。
【０００４】冷却空気はその冷却経路の途中で非常に大
きく圧力を失い、それが燃焼部に戻れるほどの圧力を有
さないので、その冷却空気は簡単に燃焼に利用できな
い。
きく圧力を失い、それが燃焼部に戻れるほどの圧力を有
さないので、その冷却空気は簡単に燃焼に利用できな
い。
【０００５】上述の従来技術には、少なくとも静翼およ
び案内輪の冷却に使用された冷却空気を燃焼に利用する
解決方式は全く示されていない。
び案内輪の冷却に使用された冷却空気を燃焼に利用する
解決方式は全く示されていない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、多段
ガスタービンにおいて使用される総空気量を、良好に利
用することにある。また本発明の課題は、簡単な手段に
よってガスタービンの出力を向上させることにある。更
に本発明の課題は、ガスタービンの有害物の発生量を減
少することにある。
ガスタービンにおいて使用される総空気量を、良好に利
用することにある。また本発明の課題は、簡単な手段に
よってガスタービンの出力を向上させることにある。更
に本発明の課題は、ガスタービンの有害物の発生量を減
少することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明に基
づいて、主燃焼室と、種々のタービン段の少なくとも静
翼及び案内輪を冷却するための冷却系と、主ガス通路と
を備えたガスタービンにおいて、高温ガスの主流れ方向
において主燃焼室の下流に補助燃焼室が配置され、この
補助燃焼室の上流に配置されたタービン段を冷却するた
めに使用された冷却空気が、補助燃焼室に供給されるこ
とによって解決される。
づいて、主燃焼室と、種々のタービン段の少なくとも静
翼及び案内輪を冷却するための冷却系と、主ガス通路と
を備えたガスタービンにおいて、高温ガスの主流れ方向
において主燃焼室の下流に補助燃焼室が配置され、この
補助燃焼室の上流に配置されたタービン段を冷却するた
めに使用された冷却空気が、補助燃焼室に供給されるこ
とによって解決される。
【０００８】ガスタービン（特に発電用ガスタービン）
は、たいてい、高温ガス内に含まれるエネルギーを段階
的に徐々に取り出すため、このエネルギーをできるだけ
良好に回転エネルギーに変換するため、発電用に使用す
る場合にその回転エネルギーをガスタービンに結合され
た発電機によって電気エネルギーに変換するために、静
翼と動翼とによって形成された多数のタービン段を有し
ている。
は、たいてい、高温ガス内に含まれるエネルギーを段階
的に徐々に取り出すため、このエネルギーをできるだけ
良好に回転エネルギーに変換するため、発電用に使用す
る場合にその回転エネルギーをガスタービンに結合され
た発電機によって電気エネルギーに変換するために、静
翼と動翼とによって形成された多数のタービン段を有し
ている。
【０００９】ガスタービンにおいて高温ガスがタービン
段を貫流する際、高温ガスはそのエネルギーの一部しか
そのタービン段の動翼に与えず、従って、高温ガスがこ
のタービン段を通過した後も、回転エネルギーに変換で
きるエネルギーがなおも存在している。従って、公知の
ガスタービンの場合、高温ガスのエネルギーをできるだ
け良好に利用するために、多数のタービン段が直列され
ている。ガスタービンは例えば３つのタービン段（例え
ば高圧段、中圧段、低圧段）を有している。各タービン
段の静翼、動翼および案内輪は、それらの構造および設
計が、それぞれのタービン段における圧力状態に合わさ
れている。それらの構成要素の熱的過負荷を防止するた
めに、各タービン段の少なくとも静翼及び／又は案内輪
は冷却空気で冷却される。この冷却空気が燃焼のために
喪失されないようにするために、本発明に基づいて、そ
の冷却空気は、高温ガスの流れ方向において主燃焼室の
下流に配置された補助燃焼室において燃焼に利用され
る。
段を貫流する際、高温ガスはそのエネルギーの一部しか
そのタービン段の動翼に与えず、従って、高温ガスがこ
のタービン段を通過した後も、回転エネルギーに変換で
きるエネルギーがなおも存在している。従って、公知の
ガスタービンの場合、高温ガスのエネルギーをできるだ
け良好に利用するために、多数のタービン段が直列され
ている。ガスタービンは例えば３つのタービン段（例え
ば高圧段、中圧段、低圧段）を有している。各タービン
段の静翼、動翼および案内輪は、それらの構造および設
計が、それぞれのタービン段における圧力状態に合わさ
れている。それらの構成要素の熱的過負荷を防止するた
めに、各タービン段の少なくとも静翼及び／又は案内輪
は冷却空気で冷却される。この冷却空気が燃焼のために
喪失されないようにするために、本発明に基づいて、そ
の冷却空気は、高温ガスの流れ方向において主燃焼室の
下流に配置された補助燃焼室において燃焼に利用され
る。
【００１０】この補助燃焼室において発生された高温ガ
スは、続いてガスタービンの次のタービン段に導入され
る。
スは、続いてガスタービンの次のタービン段に導入され
る。
【００１１】本発明に基づいて、このようにして、ガス
タービンのタービン段の冷却に利用された冷却空気は補
助燃焼室において燃焼に使用され、これによって、供給
された総空気量は可能な限り多くが燃焼に利用される。
タービンのタービン段の冷却に利用された冷却空気は補
助燃焼室において燃焼に使用され、これによって、供給
された総空気量は可能な限り多くが燃焼に利用される。
【００１２】これによって、多段ガスタービンの出力増
大が実現される。これは、タービン段の冷却に使用され
た冷却空気が補助燃焼室において燃焼に利用され、これ
によって、タービンの空気供給系を大形に設計する必要
なしに、補助エネルギーが次のタービン段を駆動するた
めに使用されるからである。
大が実現される。これは、タービン段の冷却に使用され
た冷却空気が補助燃焼室において燃焼に利用され、これ
によって、タービンの空気供給系を大形に設計する必要
なしに、補助エネルギーが次のタービン段を駆動するた
めに使用されるからである。
【００１３】更に、本発明において、従来必要とされて
いた燃料をいまや主及び補助の両燃焼室に分配すること
ができる。即ち、出力を増大させるために、燃料の供給
量を増加させる必要はない。燃料の供給量を増加させる
と、温度依存有害物質（例えば窒素酸化物）の発生量が
増大する。即ち本発明によれば、有害物質の発生量の増
加を甘受する必要なしに、出力を増大させることができ
る。
いた燃料をいまや主及び補助の両燃焼室に分配すること
ができる。即ち、出力を増大させるために、燃料の供給
量を増加させる必要はない。燃料の供給量を増加させる
と、温度依存有害物質（例えば窒素酸化物）の発生量が
増大する。即ち本発明によれば、有害物質の発生量の増
加を甘受する必要なしに、出力を増大させることができ
る。
【００１４】更に、出力増大が達成されるにもかかわら
ず、タービン翼が熱的に大きく負荷されることはない。
これは、出力増大のために燃料の供給量が増加されない
からである。燃料の供給量の増加は、運転温度を上昇さ
せ、ガスタービンのタービン段を熱的に大きく負荷す
る。
ず、タービン翼が熱的に大きく負荷されることはない。
これは、出力増大のために燃料の供給量が増加されない
からである。燃料の供給量の増加は、運転温度を上昇さ
せ、ガスタービンのタービン段を熱的に大きく負荷す
る。
【００１５】本発明の有利な実施態様において、補助燃
焼室は、高温ガスの主流れ方向において補助燃焼室の上
流に配置されたタービン段の下流で、このタービン段の
下流に配置されたタービン段の上流で、主ガス通路に開
口している。
焼室は、高温ガスの主流れ方向において補助燃焼室の上
流に配置されたタービン段の下流で、このタービン段の
下流に配置されたタービン段の上流で、主ガス通路に開
口している。
【００１６】補助燃焼室の上流に配置されたタービン段
を貫流した高温ガスは、補助燃焼室の下流に配置された
タービン段を貫流する前に、補助燃焼室で発生された高
温ガスと混合される。この混合高温ガス流は、例えばそ
こで生じている温度分布および圧力分布が実質的に均質
であるので、後続タービン段の静翼および動翼並びに案
内輪は一様に負荷される。
を貫流した高温ガスは、補助燃焼室の下流に配置された
タービン段を貫流する前に、補助燃焼室で発生された高
温ガスと混合される。この混合高温ガス流は、例えばそ
こで生じている温度分布および圧力分布が実質的に均質
であるので、後続タービン段の静翼および動翼並びに案
内輪は一様に負荷される。
【００１７】補助燃焼室が閉鎖冷却系を有し、この冷却
系に、補助燃焼室の上流に配置されたタービン段を冷却
するために使用された冷却空気が供給されると有利であ
る。そのような補助燃焼室の冷却系は例えば、補助燃焼
室の内側壁が外側壁によって包囲されていることによっ
て形成される。これによって、補助燃焼室の内側壁と外
側壁との間に、閉鎖冷却系における冷却空気通路として
使用する中間室が形成される。
系に、補助燃焼室の上流に配置されたタービン段を冷却
するために使用された冷却空気が供給されると有利であ
る。そのような補助燃焼室の冷却系は例えば、補助燃焼
室の内側壁が外側壁によって包囲されていることによっ
て形成される。これによって、補助燃焼室の内側壁と外
側壁との間に、閉鎖冷却系における冷却空気通路として
使用する中間室が形成される。
【００１８】補助燃焼室の上流に配置されたタービン段
の構成要素（例えば静翼及び／又は案内輪）を貫流ない
しは洗流した冷却空気は、続いて補助燃焼室の閉鎖冷却
系に供給される。その冷却空気は、これが補助燃焼室の
内側壁外側面に沿って流れることによって、補助燃焼室
の内側壁の外側面を冷却する。
の構成要素（例えば静翼及び／又は案内輪）を貫流ない
しは洗流した冷却空気は、続いて補助燃焼室の閉鎖冷却
系に供給される。その冷却空気は、これが補助燃焼室の
内側壁外側面に沿って流れることによって、補助燃焼室
の内側壁の外側面を冷却する。
【００１９】閉鎖冷却系からの冷却空気は、内側壁にあ
る少なくとも１つの開口を通して、補助燃焼室の燃焼空
間に到達し、そこで、圧縮機で発生されて補助燃焼室に
導かれた空気流と混合され、燃焼部に導かれる。
る少なくとも１つの開口を通して、補助燃焼室の燃焼空
間に到達し、そこで、圧縮機で発生されて補助燃焼室に
導かれた空気流と混合され、燃焼部に導かれる。
【００２０】補助燃焼室の閉鎖冷却系は、上述した補助
燃焼室の内側壁の外側面を冷却する際、補助燃焼室にお
ける燃焼にもはや利用できなくなる程空気が喪失するこ
とがないという利点を有する。このようにして、補助燃
焼室の効率が向上する。
燃焼室の内側壁の外側面を冷却する際、補助燃焼室にお
ける燃焼にもはや利用できなくなる程空気が喪失するこ
とがないという利点を有する。このようにして、補助燃
焼室の効率が向上する。
【００２１】本発明の他の有利な実施態様において、閉
鎖冷却系に補助的に、高温ガスの主流れ方向において補
助燃焼室の下流に配置されたタービン段を冷却するため
に利用される冷却空気が供給される。
鎖冷却系に補助的に、高温ガスの主流れ方向において補
助燃焼室の下流に配置されたタービン段を冷却するため
に利用される冷却空気が供給される。
【００２２】ガスタービンの各タービン段における例え
ば静翼および案内輪のような重要な構成要素は、運転中
において熱的過負荷から保護され、従って冷却されねば
ならない。補助燃焼室の下流に配置されたタービン段を
冷却するために使用された冷却空気を、同様に補助燃焼
室における燃焼に使用するために、この冷却空気は同様
に補助燃焼室の閉鎖冷却系に供給され、続いて補助燃焼
室における燃焼に利用される。
ば静翼および案内輪のような重要な構成要素は、運転中
において熱的過負荷から保護され、従って冷却されねば
ならない。補助燃焼室の下流に配置されたタービン段を
冷却するために使用された冷却空気を、同様に補助燃焼
室における燃焼に使用するために、この冷却空気は同様
に補助燃焼室の閉鎖冷却系に供給され、続いて補助燃焼
室における燃焼に利用される。
【００２３】このようにして、補助燃焼室の効率が向上
する。
する。
【００２４】補助燃焼室の下流に配置されたタービン段
に、補助燃焼室の上流に配置されたタービン段に連通し
ている連絡管を通して、冷却空気が供給されると有利で
ある。
に、補助燃焼室の上流に配置されたタービン段に連通し
ている連絡管を通して、冷却空気が供給されると有利で
ある。
【００２５】即ち、ガスタービンの上述した前後の両タ
ービン段を冷却するために使用される冷却空気が、これ
らの両タービン段の範囲において、実質的に同じ圧力状
態を有することが保証される。このようにして、上述の
各タービン段の冷却に使用された冷却空気のそれぞれの
按分量は、実質的に同じ按分量で補助燃焼室における燃
焼を促進する。
ービン段を冷却するために使用される冷却空気が、これ
らの両タービン段の範囲において、実質的に同じ圧力状
態を有することが保証される。このようにして、上述の
各タービン段の冷却に使用された冷却空気のそれぞれの
按分量は、実質的に同じ按分量で補助燃焼室における燃
焼を促進する。
【００２６】上述の両タービン段における冷却空気流間
に大きな圧力差が存在すると、一方の冷却空気流が他方
の冷却空気流を事情によっては押し戻すので、他方の冷
却空気流が補助燃焼室において全くあるいは一部しか利
用されなくなる。従って本発明の有利な実施態様は燃焼
効率の一層の向上に貢献する。
に大きな圧力差が存在すると、一方の冷却空気流が他方
の冷却空気流を事情によっては押し戻すので、他方の冷
却空気流が補助燃焼室において全くあるいは一部しか利
用されなくなる。従って本発明の有利な実施態様は燃焼
効率の一層の向上に貢献する。
【００２７】補助燃焼室が、圧縮機で発生された圧力が
かかっているタービン範囲から補助燃焼室を分離する隔
壁間に配置されていると有利である。
かかっているタービン範囲から補助燃焼室を分離する隔
壁間に配置されていると有利である。
【００２８】補助燃焼室の上流ないしは下流に配置され
たタービン段の範囲にかかっている圧力が、補助燃焼室
の範囲における圧力と異なっていることによって、冷却
空気は特に、上述のタービン段が配置されている範囲か
ら、補助燃焼室が配置されている範囲に流入する。その
場合、隔壁は、上述の両範囲間の圧力が平衡せず、圧力
勾配が存在することを保証する。
たタービン段の範囲にかかっている圧力が、補助燃焼室
の範囲における圧力と異なっていることによって、冷却
空気は特に、上述のタービン段が配置されている範囲か
ら、補助燃焼室が配置されている範囲に流入する。その
場合、隔壁は、上述の両範囲間の圧力が平衡せず、圧力
勾配が存在することを保証する。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下において図に示した実施例を
参照して本発明を詳細に説明する。
参照して本発明を詳細に説明する。
【００３０】ガスタービン５は主燃焼室１０を有してい
る。この主燃焼室１０の内部室は内側壁１１ａによって
取り囲まれている。主燃焼室１０は外側が外側壁１１ｂ
によって、内側壁１１ａと外側壁１１ｂとの間に冷却空
気通路２０が形成されるように、画成されている。
る。この主燃焼室１０の内部室は内側壁１１ａによって
取り囲まれている。主燃焼室１０は外側が外側壁１１ｂ
によって、内側壁１１ａと外側壁１１ｂとの間に冷却空
気通路２０が形成されるように、画成されている。
【００３１】ガスタービン５の運転中、圧縮機で発生さ
れた圧縮空気と燃料との混合気１２が主燃焼室１０に供
給され、そこで、混合気１２は主燃焼室１０内に配置さ
れたバーナ（図示せず）によって燃焼され、高温ガスが
発生される。この高温ガスはタービン段２５、２７の動
翼３０、３２を連続して駆動する。
れた圧縮空気と燃料との混合気１２が主燃焼室１０に供
給され、そこで、混合気１２は主燃焼室１０内に配置さ
れたバーナ（図示せず）によって燃焼され、高温ガスが
発生される。この高温ガスはタービン段２５、２７の動
翼３０、３２を連続して駆動する。
【００３２】主燃焼室１０の冷却空気通路２０に冷却空
気１５が供給される。この冷却空気１５は、燃焼室内側
壁１１ａの内部室と反対側の面を冷却する。冷却空気１
５は開口１６を通して主燃焼室１０の内部室に供給さ
れ、そこで酸素供給体として燃焼を促進する。冷却空気
１５は更に、ディフューザ１７によってタービン段２５
の静翼２６に導かれ、そしてこの静翼２６を冷却する。
冷却空気１５は、静翼２６から流出した後、案内輪１８
に沿ってこれを冷却するために導かれる。
気１５が供給される。この冷却空気１５は、燃焼室内側
壁１１ａの内部室と反対側の面を冷却する。冷却空気１
５は開口１６を通して主燃焼室１０の内部室に供給さ
れ、そこで酸素供給体として燃焼を促進する。冷却空気
１５は更に、ディフューザ１７によってタービン段２５
の静翼２６に導かれ、そしてこの静翼２６を冷却する。
冷却空気１５は、静翼２６から流出した後、案内輪１８
に沿ってこれを冷却するために導かれる。
【００３３】高温ガスの主流れ方向Ｈにおいて主燃焼室
１０の下流に、補助燃焼室３４が配置されている。
１０の下流に、補助燃焼室３４が配置されている。
【００３４】冷却空気１５は補助燃焼室３４の冷却空気
通路３５に導かれる。
通路３５に導かれる。
【００３５】圧縮空気と燃料との混合気１４が補助燃焼
室３４に供給され、そこで、バーナ（図示せず）によっ
て燃焼され、副次的高温ガス流を発生し、この副次的高
温ガス流は矢印Ｎの方向に補助燃焼室３４から流出す
る。
室３４に供給され、そこで、バーナ（図示せず）によっ
て燃焼され、副次的高温ガス流を発生し、この副次的高
温ガス流は矢印Ｎの方向に補助燃焼室３４から流出す
る。
【００３６】補助燃焼室３４の冷却空気通路３５におけ
る冷却空気１５は、開口３７を通して補助燃焼室３４の
内部室に導かれ、そこで酸素供給体として燃焼を促進す
る。
る冷却空気１５は、開口３７を通して補助燃焼室３４の
内部室に導かれ、そこで酸素供給体として燃焼を促進す
る。
【００３７】冷却空気１５は連絡管４０を介して他のタ
ービン段２７に導かれる。この冷却空気１５はそこで案
内輪３８に沿って流れ、これを冷却し、続いて静翼２９
に流入する。その後、冷却空気１５は静翼２９から、冷
却空気１５が静翼２９に流入したのと同じ側から流出す
る。
ービン段２７に導かれる。この冷却空気１５はそこで案
内輪３８に沿って流れ、これを冷却し、続いて静翼２９
に流入する。その後、冷却空気１５は静翼２９から、冷
却空気１５が静翼２９に流入したのと同じ側から流出す
る。
【００３８】静翼２９から流出した冷却空気１５は、補
助燃焼室３４の冷却空気通路３５に供給される。静翼２
９から冷却空気通路３５に供給された冷却空気１５は、
開口３７を通して、補助燃焼室３４の内部室に到達し、
そこで燃焼を促進する。
助燃焼室３４の冷却空気通路３５に供給される。静翼２
９から冷却空気通路３５に供給された冷却空気１５は、
開口３７を通して、補助燃焼室３４の内部室に到達し、
そこで燃焼を促進する。
【００３９】この実施例に示されているように、静翼を
通して冷却空気が導かれるほかに、冷却空気１５を動翼
３０、３２に導き、これを冷却することもできる。この
場合、冷却空気１５は動翼３０、３２の自由端で反転さ
れ、冷却空気１５が流入したのと同じ側から流出する。
冷却空気１５はその流出個所において静翼２９の通路に
よって導かれ、この通路を貫流し、続いて、補助燃焼室
３４の冷却空気通路に供給される。冷却空気１５はそこ
から、流出開口３７を通って補助燃焼室３４の燃焼室に
流入する。
通して冷却空気が導かれるほかに、冷却空気１５を動翼
３０、３２に導き、これを冷却することもできる。この
場合、冷却空気１５は動翼３０、３２の自由端で反転さ
れ、冷却空気１５が流入したのと同じ側から流出する。
冷却空気１５はその流出個所において静翼２９の通路に
よって導かれ、この通路を貫流し、続いて、補助燃焼室
３４の冷却空気通路に供給される。冷却空気１５はそこ
から、流出開口３７を通って補助燃焼室３４の燃焼室に
流入する。
【００４０】補助燃焼室３４は、その副次的高温ガス通
路４５が、タービン段２５の下流で主高温ガス通路４０
に開口している。補助燃焼室３４で発生されて矢印Ｎの
方向に流れる副次的高温ガス流は、そこで、主燃焼室１
０で発生されて矢印Ｈの方向に流れる主高温ガス流と混
合される。
路４５が、タービン段２５の下流で主高温ガス通路４０
に開口している。補助燃焼室３４で発生されて矢印Ｎの
方向に流れる副次的高温ガス流は、そこで、主燃焼室１
０で発生されて矢印Ｈの方向に流れる主高温ガス流と混
合される。
【００４１】その混合高温ガス流は、タービン段２７の
静翼２９を通過し、タービン段２７の動翼３２を駆動す
る。
静翼２９を通過し、タービン段２７の動翼３２を駆動す
る。
【００４２】本発明の図示した実施例の場合、実際に
は、タービン段２５、２７の冷却に利用されたすべての
冷却空気１５は、冷却過程後に燃焼部に導かれる。これ
によって、特に燃料供給量を増加する必要なしに、ガス
タービンの出力増大が達成される。更にまた、出力が増
大されるにもかかわらず、タービン翼の熱的負荷並びに
有害物質の発生量特に窒素酸化物の発生量は増大しな
い。多くの場合、本発明に基づくガスタービンによっ
て、タービン翼の熱的負荷の減少並びに有害物質の発生
量の減少が実現される。
は、タービン段２５、２７の冷却に利用されたすべての
冷却空気１５は、冷却過程後に燃焼部に導かれる。これ
によって、特に燃料供給量を増加する必要なしに、ガス
タービンの出力増大が達成される。更にまた、出力が増
大されるにもかかわらず、タービン翼の熱的負荷並びに
有害物質の発生量特に窒素酸化物の発生量は増大しな
い。多くの場合、本発明に基づくガスタービンによっ
て、タービン翼の熱的負荷の減少並びに有害物質の発生
量の減少が実現される。
【図１】本発明に基づくガスタービンの燃焼室の概略構
成図。
成図。
５ ガスタービン １０ 主燃焼室 １５ 冷却空気 ２５ タービン段 ２７ タービン段 ２８ 案内輪 ３４ 補助燃焼室
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｃ 7/18 Ｆ０２Ｃ 7/18 Ｅ (72)発明者 ペーター チーマン ドイツ連邦共和国 58452 ヴィッテン ゲリヒトシュトラーセ ４
Claims (6)
- 【請求項１】 主燃焼室（１０）と、種々のタービン段
（２５、２７）の少なくとも静翼（２６、２９）及び案
内輪（２８、３８）を冷却するための冷却系と、主ガス
通路とを備えたガスタービン（５）において、高温ガス
の主流れ方向（Ｈ）において主燃焼室（１０）の下流に
補助燃焼室（３４）が配置され、この補助燃焼室（３
４）の上流に配置されたタービン段（２５）を冷却する
ために使用された冷却空気（１５）が、補助燃焼室（３
４）に供給されることを特徴とするガスタービン。 - 【請求項２】 補助燃焼室（３４）が、高温ガスの主流
れ方向（Ｈ）において補助燃焼室（３４）の上流に配置
されたタービン段（２５）の下流で、このタービン段
（２５）の下流に配置されたタービン段（２７）の上流
で、主ガス通路に開口していることを特徴とする請求項
１記載のガスタービン。 - 【請求項３】 補助燃焼室（３４）が閉鎖冷却系（３
５）を有し、この冷却系（３５）に、補助燃焼室（３
４）の上流に配置されたタービン段（２５）を冷却する
ために使用された冷却空気（１５）が供給されることを
特徴とする請求項１又は２記載のガスタービン。 - 【請求項４】 閉鎖冷却系（３５）に、高温ガスの主流
れ方向（Ｈ）において補助燃焼室（３４）の下流に配置
されたタービン段（２７）を冷却するために利用された
冷却空気（１５）が、補助的に供給されることを特徴と
する請求項３記載のガスタービン。 - 【請求項５】 補助燃焼室（３４）の下流に配置された
タービン段（２７）に、補助燃焼室（３４）の上流に配
置されたタービン段（２５）に連通している連絡管（４
０）を通して、冷却空気（１５）が供給されることを特
徴とする請求項４記載のガスタービン。 - 【請求項６】 補助燃焼室（３４）が、圧縮機で発生さ
れた圧力がかかっているタービン範囲から補助燃焼室
（３４）を分離する隔壁間に配置されていることを特徴
とする請求項１乃至４の１つに記載のガスタービン。
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-
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-
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- 2002-03-20 JP JP2002078947A patent/JP4146657B2/ja not_active Expired - Fee Related
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