JP2009079789A - ガスタービン燃焼器の冷却構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガスタービン燃焼器は、二重壁構造の内部に冷却空気が流れる冷却通路を有する燃焼筒壁面を備える。冷却通路は燃焼領域の側に設けられた主冷却空気供給口において開口する。主冷却空気供給口から供給される冷却空気は、ガイド部材によって内壁面に沿った方向に導かれる。壁面の内部の冷却通路を流れた冷却空気が、内壁面に沿ったフィルム冷却に再利用されるため、冷却空気が節約できる。そのため、圧縮機から供給される空気をより多く燃焼用の空気として利用することができ、低NOx化が可能となる。
【選択図】図4
Description
本発明の他の目的は、ガスタービン燃焼器の壁面を効率的に冷却する手段を提供することである。
更に本発明により、ガスタービン燃焼器の壁面を効率的に冷却する手段が提供される。
図1は、ガスタービンの燃焼器1を示す。燃焼器1は、地面に対して固定された車室壁により形成される車室4の内部に設置される。燃焼器1は、内部に燃焼領域を形成する燃焼筒2と、燃焼筒2の下流側(タービンに近い側)に接続された尾筒3とを備える。
実施の第2形態におけるガスタービン燃焼器は、実施の第1形態に比べて、燃焼筒2のメインノズル14が設置されている付近の壁面の構成が異なる。その構成が図5に示されている。図5(a)は断面図である。本実施の形態における冷却構造は、実施の第1形態と同様の冷却材導入口21、冷却通路22、冷却材供給口24及びガイド25に加えて、補助冷却材供給口28が設けられている。補助冷却材供給口28は、車室4の内部の圧縮空気をガイド25によって形成された隙間26に直接に供給する。
実施の第3形態におけるガスタービン燃焼器は、実施の第2形態に比べて、燃焼筒2の壁面とガイド25の間にスペーサが設置されている点が異なる。その構成が図7に示されている。図7(a)は断面図である。図7(b)は上面図である。ガイド25と、ガイド25に対向する内壁面23との間に、スペーサ29が設けられる。スペーサ29によって、ガイド25は内壁面23に対して所定の距離に保たれる。
実施の第4形態におけるガスタービン燃焼器は、実施の第2形態に比べて、車室から直接に供給される補助冷却材の流速を落とすためのキャビティを備えている点が異なる。図8は、その構成の断面図を示す。燃焼筒2の壁面が、冷却空気あるいは燃料の流れ方向に見て所定位置より上流側で、燃焼領域8の反対側、すなわち車室4の側に張り出している。ガイド25は、その所定位置に対して上流側と下流側とを通じて、主な流れ方向に概ね平坦である。張り出した領域の内壁面23とガイド25との間の領域がキャビティ30を形成する。キャビティ30における隙間26の流れ方向に垂直な断面積は隙間26よりも大きい。
3…尾筒
4…車室
8…燃焼領域
12…パイロットノズル
14…メインノズル
19…中心軸
20…外壁面
21…冷却材導入口
22…冷却通路
23…内壁面
24…冷却材供給口
25…ガイド
26…隙間
28…補助冷却材供給口
29…スペーサ
30…キャビティ
Claims (9)
- 燃料が燃焼する燃焼領域に面した内壁面と前記燃焼領域の外側の領域に面する外壁面との間に冷却材が流れる冷却通路を有する燃焼筒壁面と、前記冷却通路は前記燃焼領域の外側に設けられた主冷却材供給口において開口し、
前記主冷却材供給口から供給される前記冷却材を前記内壁面に沿った方向に導くガイド
とを具備するガスタービン燃焼器。 - 請求項1に記載されたガスタービン燃焼器であって、
前記ガイドは、前記燃焼器の燃料を供給するノズルが設けられている位置から前記燃焼器に接続された尾筒に向う方向である下流方向に前記冷却材を導く
ガスタービン燃焼器。 - 請求項2に記載されたガスタービン燃焼器であって、
前記主冷却材供給口は、前記燃焼筒の半径方向内側に向けて冷却材を供給する
ガスタービン燃焼器。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載されたガスタービン燃焼器であって、
前記主冷却材供給口は、前記冷却通路における前記冷却材の流れの下流端に設けられる
ガスタービン燃焼器。 - 請求項1から4のいずれか1項に記載されたガスタービン燃焼器であって、
更に、前記外壁面の外側の領域の冷却材を、前記内壁面と前記ガイドとの間に形成される隙間に供給する複数の補助冷却材供給口を具備し、
前記複数の補助冷却材供給口から導入された冷却材は、前記ガイドによって前記内壁面に沿った方向に導かれ、
前記冷却通路は冷却通路群に属し、
前記冷却通路群に属する複数の冷却通路の前記主冷却材供給口と、前記複数の補助冷却材供給口とは、前記ガイドによって導かれた前記冷却材の流れ方向に対して垂直な方向に互いにずれた位置に形成された
ガスタービン燃焼器。 - 請求項5に記載されたガスタービン燃焼器であって、
更に、前記隙間が狭まることを防ぐスペーサを具備し、
前記主冷却材供給口は、前記スペーサの下流側において前記隙間に開口し、
前記補助冷却材供給口は、前記スペーサの上流側において前記隙間に開口し、
前記主冷却材供給口は、前記補助冷却材供給口から供給される冷却材の流れ方向に見て前記スペーサの下流側に配置される
ガスタービン燃焼器。 - 請求項5に記載されたガスタービン燃焼器であって、
更に、前記隙間が狭まることを防ぐスペーサを具備し、
前記主冷却材供給口は、前記スペーサの上流側において前記隙間に開口し、
前記補助冷却材供給口は、前記スペーサの下流側において前記隙間に開口し、
前記補助冷却材供給口は、前記主冷却材供給口から供給される冷却材の流れ方向に見て前記スペーサの下流側に配置される
ガスタービン燃焼器。 - 請求項5または6に記載されたガスタービン燃焼器であって、
更に、前記補助冷却材供給口が開口するキャビティを具備し、
前記補助冷却材供給口から供給される冷却材は前記キャビティを介して前記隙間に供給され、
前記キャビティにおける前記冷却材の流速は、前記隙間における前記冷却材の流速よりも遅い
ガスタービン燃焼器。 - 請求項8に記載されたガスタービン燃焼器であって、
前記燃焼筒壁面は、燃料の主な流れ方向に見て前記主冷却材供給口よりも上流側に設定される所定位置よりも上流側で、前記燃焼領域の反対側に張り出し、
前記ガイドは、前記所定位置よりも上流側と下流側とで前記主な流れ方向に平坦であり、
前記キャビティは前記所定位置よりも上流側の前記内壁面と前記ガイドとに挟まれた領域によって形成され、
前記隙間は前記所定位置よりも下流側の前記内壁面と前記ガイドとに挟まれた領域によって形成される
ガスタービン燃焼器。
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