JP2014509712A - タービン燃焼システムのライナー - Google Patents

タービン燃焼システムのライナー Download PDF

Info

Publication number
JP2014509712A
JP2014509712A JP2014502617A JP2014502617A JP2014509712A JP 2014509712 A JP2014509712 A JP 2014509712A JP 2014502617 A JP2014502617 A JP 2014502617A JP 2014502617 A JP2014502617 A JP 2014502617A JP 2014509712 A JP2014509712 A JP 2014509712A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cooling fins
array
combustion chamber
grooves
axial cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014502617A
Other languages
English (en)
Inventor
アール ナーカス、アンドリュー
サーリエン、ニール
ピューラ、ジョン
ネグロン−サンチェス、クリステル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Energy Inc
Original Assignee
Siemens Westinghouse Power Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Westinghouse Power Corp filed Critical Siemens Westinghouse Power Corp
Publication of JP2014509712A publication Critical patent/JP2014509712A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002Wall structures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C3/00Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid
    • F02C3/14Gas-turbine plants characterised by the use of combustion products as the working fluid characterised by the arrangement of the combustion chamber in the plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/005Combined with pressure or heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03043Convection cooled combustion chamber walls with means for guiding the cooling air flow

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

前部(44)と後部(46)とを備えた燃焼チャンバライナー(41)。後部は、管状サポートリング(52)で覆われた後部軸方向冷却フィン(62)のアレイを有し、この後部軸方向フィンの間に後部軸方向溝(66)が形成される。サポートリングの前端にある流入孔(54)から冷却剤(37)が後部軸方向冷却フィンの上流端へ導入される。衝突プレナム(61)が後部軸方向冷却フィンの直前で冷却剤を受け入れる。各後部軸方向フィンは、軸方向に間隔をあけて形成された多数のバンパ(64)を含み、該バンパがサポートリングに当接する。バンパの間の間隔(溝)(68)により、溝間の円周方向冷却剤横断流が生成される。後部軸方向溝から流出する冷却剤が、トランジションダクト(28)の内壁(76)に沿った膜冷却を提供する。
【選択図】図2

Description

本願は、米国特許出願61/468,674の出願日である2011年3月29日の利益を主張する。当該出願は、参照することで全体的に本明細書に援用される。
本発明は、ガスタービン燃焼システムのライナーに関連し、具体的には、燃焼チャンバライナーの冷却構造に関する。
一般的な産業ガスタービンエンジンの構造において、エンジンシャフトの周りに円形アレイとした「環状筒形」構造の複数の燃焼器が用いられる。アレイの各トランジションダクトが各燃焼器の排出流をタービンの流入口へ送る。各燃焼器は吸気口を有し、燃料噴射アセンブリがこれに続き、管状ライナーで包まれた燃焼チャンバが続く。管状ライナーは、ほとんどが二重壁構造である。燃焼チャンバライナーの後端(下流端)がトランジションダクトの上流端へ接続する。燃焼器ライナーは、燃焼過程で生じる極端な温度、炎、副産物を隔離し、生成される高温作動ガスをトランジションダクトを介してエンジンのタービン部へ送る。
燃焼器ライナーの温度については、最小限の冷却空気で設計限界内に維持することが重要である。冷却空気はエンジンのコンプレッサから送られてくる。エンジン冷却のために空気が分配されると燃焼に利用できる空気が減るので、分配される圧縮空気は少ない方が、エンジンにとってはより効率的である。また、燃焼器ライナーの膜冷却に使用される圧縮空気が少なくなれば、それだけ作動ガスが薄くならず、エンジン効率が改善される。しかしながら、燃焼器ライナーの温度限界を超えてしまうと、熱被膜剥離、母材金属酸化、好ましくない高温ガス流経路変動を生じてしまうので、高効率の冷却が必要である。
本発明は、次の図面を参照する以下の説明において詳述される。
通常のガスタービンエンジンを示す概略図。 本発明の態様に係る燃焼器ライナーの一例を示す斜視図。 図2に例示した燃焼器ライナーの後部を示す拡大斜視図。 図3に示す後部の部分断面図。 トランジションダクトの前部に接続された図3の後部を示す部分断面図。 分割式燃焼器ライナーの例を示す断面図。 隣接した後部軸方向リブの例に形成された一例のバンパーを円周切断面で示す断面図。
本発明に係るタービン燃焼器ライナーアセンブリの実施形態では、熱伝達を改善し、過度の局所加熱を軽減し、燃焼システム全体の耐久性を向上させる冷却フィン構造を採用する。また、これは、母材金属温度を低減する一方で高温ガス経路流の質を維持し、燃焼システム全体の耐久性を向上させる。
図1はガスタービンエンジン20の一例を示す概略図で、この中に本発明の実施形態が採用されている。エンジン20は、コンプレッサ22、キャップアセンブリ24に収容された燃料噴射器、燃焼チャンバ26、トランジションダクト28、タービン部30、タービン20がコンプレッサ22を駆動するためのエンジンシャフト32を含む。複数の燃焼器アセンブリ24,26,28が、環状筒形設計として知られている円形アレイに配置されている。ただし、本発明の実施形態は、他のタイプの燃焼器構成で機能するように構成することも可能である。運転中、コンプレッサ22が空気33を取り入れて、圧縮空気流37を、ディフューザ34及び燃焼器プレナム36を介し燃焼器流入口23へ提供する。ディフューザ34及びプレナム36は、エンジンシャフト32の周りに環状に延在する。圧縮空気37は、燃焼チャンバ26及びトランジションダクト(ピース)28のための冷却剤としても働く。キャップアセンブリ24に収容された燃料噴射器が、燃料を圧縮空気と混合する。この混合気が燃焼チャンバ26で燃焼して作動ガスとも呼ばれる高温燃焼ガス38が生成され、トランジションダクト28を通過して、該トランジションダクトの出口フレーム40とタービン流入口29との間の密封連結部分を経てタービン30へ達する。燃焼器プレナム36内の圧縮空気流37は、燃焼チャンバ26及びトランジションダクト28の作動ガス38よりも高圧である。
図2は、前端42、前部44、及び後部46を備えた燃焼器ライナー41の斜視図である。燃焼器ライナー41は、ナイモニック(Nimonic)263(登録商標)などの既知の材料から形成され、燃焼側には、APS耐熱被膜(TBC)などの保護被膜が適用されている。燃焼器ライナー41は、長さ方向に多様な断面をもち、異なる直径でほぼ筒形である前端42及び後部46と、これら前端42と後部46とに接続するほぼ円錐形の前部44と、を含む。
なお、「前」と「後」は、燃焼ガス流48に関してそれぞれ「上流」と「下流」の意味である。燃焼器ライナー41は、燃焼チャンバと燃焼ガス流路48との境となる二重壁囲いの内側壁を形成する。ライナーの前端(上流端)42はキャップアセンブリ24に取り付けられる。前部44の外表面には、軸方向冷却(軸方向延伸)フィン(リブ)50の前部アレイが設けられている。軸方向冷却フィン50は前部44の長さ方向に延伸し、該軸方向冷却フィン50のアレイ内の個々のフィンは前側と後側との間でテーパーが付けられている。一例において、軸方向冷却フィン50のアレイは、前部44の全長にわたって延伸し、該アレイ内の各フィンは、前部44の全周囲又は周囲の一部に円周方向で等間隔に並べられる。
このアレイ内の各軸方向冷却フィン50の高さ、幅、長さ、断面形状は、均一とすることもできるし、あるいは、燃焼器ライナー41の少なくとも設計基準又は性能要件に応じて変化させることもできる。例えば、本発明の発明者は、軸方向冷却フィン50,62のアレイについて次の事項に基づく寸法とすることに決めた。a)燃焼器ライナー41の寿命(クリープが最重要)、b)燃焼器ライナー41の温度(高温でのTBCの破損又は酸化)、c)動的事項(燃焼器ライナー41の重量は、振動と他の部品との連動負荷に影響する)、d)生産性。さらに、軸方向フィン50,62のアレイ内の各フィンの高さは、燃焼器ライナー41の各部位に必要な冷却程度に従い決定できる。ただし、軸方向フィン50,62のアレイ内の各フィンを高くすると、燃焼器ライナー41の重量増を招く。
本実施形態では、前部44の軸方向冷却フィン50のアレイ内の個々のフィンとして、約0.150インチから0.010インチの範囲の高さ、一例としてほぼ0.050インチの高さのフィンを含む。また、軸方向冷却フィン50のアレイ内の各フィンの幅は、これらフィンと前部44の円錐形状との間の定間隔に応じて軸方向に変化する。一例として、軸方向冷却フィン50のアレイ内の各フィンの幅は、約0.186インチから0.109インチの範囲にある。軸方向冷却フィン50のアレイ内の各フィン間の間隔(溝)51は、約0.100インチから0.375インチの範囲にある。この溝51の範囲は、前部44の外表面にある軸方向冷却フィン50のアレイ内の各フィン間におけるホットスポットを避けるのに好ましい。一例として、溝51は、前部44の長さ方向にほぼ一定の約0.153インチの幅を有する。本実施形態では、軸方向冷却フィン50のアレイ内に170個のフィンを形成してあり、これらフィンは、前部44の全周にわたり等間隔で設けられ、該各フィンの幅と溝51とは、前部44の中央部位又は中央部位近くでほぼ1:1の割合となるように設定されている。
図2に戻って、燃焼器ライナー41の後部46は、軸方向冷却(軸方向延伸)フィン62の後部アレイ(本図では見えない)を含む。軸方向冷却フィン62は、後部46の長さ方向に延伸し、サポートリング52により覆われている。一例として、軸方向冷却フィン62のアレイは、後部46の全長にわたって延伸し、該アレイ内の個々のフィンは、後部46の全周囲又は周囲の一部に円周方向に等間隔で並べられる。このアレイ内の各軸方向冷却フィン62の高さ、幅、長さ、断面形状は、前部44の外表面における軸方向フィン50のアレイ内のフィンに関して上述したのと同様に、構成される。燃焼器ライナー41の後部46は、トランジションダクト28へ接続する。
冷却剤37は、図2に示すように、燃焼器ライナー41の外表面に沿って前方へ流れる。サポートリング52の前端には流入孔54又は同様の構造が含まれ、冷却空気37が、図3に詳細を示す後部軸方向冷却フィン62のアレイ内の各フィン間に形成された間隔(溝)66へ取り入れられる。冷却剤のこの部分は、図5に詳細を示すように、後部軸方向フィン62の下流端58からトランジションダクト28へ抜け出る(57)。冷却剤37のほとんど又は一部は、サポートリング流入孔54を通り過ぎて上流へ流れ、軸方向冷却フィン50の前部アレイを対流で冷却する。燃焼チャンバ外壁の衝突孔から追加の冷却剤をこの流れに追加できる。
図3は、サポートリング52を取り外した燃焼器ライナー41の後部46を示す拡大斜視図である。後部軸方向フィン62の後部アレイが見られ、各フィンは、後部46に被せられたサポートリング52に当接するバンパ64を含む。衝突プレナム61が、軸方向冷却フィン62のアレイに隣接してその前方に設けられている。空気37は、孔54に入り、プレナム61において後部ライナー46に衝突してから後方へ流れ、後部軸方向冷却フィン62のアレイを対流で冷却する。このプレナム61は、衝突の効果を増し、後部軸方向冷却フィン62のアレイ内の各フィン間に形成されている間隔(溝)66と交差する方向における冷却剤37の均一性を向上させる。
本実施形態では、後部46における軸方向冷却フィン62のアレイ内の個々のフィンとして、約0.150インチから0.010インチの範囲の高さ、一例としてほぼ0.034インチの高さのフィンを含む。軸方向冷却フィン62のアレイ内の各フィンの幅は、一例として、後部46の長さ方向に一定の約0.117インチである。軸方向冷却フィン62のアレイ内の各フィン間の間隔(溝)66は、約0.100インチから0.375インチの範囲、一例として0.118インチである。溝66のこの範囲は、後部46の外表面における軸方向冷却フィン62のアレイ内の各フィン間におけるホットスポットを避けるために好適である。本実施形態では、軸方向冷却フィン62のアレイ内に、後部46の全周にわたり等間隔で186個のフィンが形成される。本実施形態では、また、高さ約0.044インチの各バンパ64を含む。
軸方向冷却フィン50の前部アレイ及び冷却フィン62の後部アレイの一方又は両方は、全面的に平滑面で軸方向へ真っ直ぐに延伸し、燃焼器ライナー41の外表面領域上で乱流の発生を防止するか又は抑制する。この特徴は、従来のタービュレーターの使用で分かっている、フィン50,62を通り過ぎる冷却剤37の圧力低下を減少させるので、有益である。軸方向冷却フィン50,62の前部及び後部アレイの少なくともいずれか内のフィン間に形成された間隔(溝)51,66は、軸方向へ真っ直ぐに延伸し、同様の理由でタービュレーターの全く無い平滑外表面を有する。後部リテーナリップ68が、後部46に被せられたサポートリング52を保持するために設けられている。
軸方向冷却フィン50,62のアレイのいずれか又は両方を使用することは、空気が平板上を流れるので熱伝達を増大させないが、これに勝る利点として、個々のフィンが、衝突冷却用のハードウエアや可燃空気を消費するフィルム孔のアレイを追加せずとも、冷却空気37が流れる表面積を増加させる利点がある。冷却フィン50,62の非乱流軸方向延伸アレイ及びこれらフィン間の表面領域(溝)51,66を使用する一つの利点として、これらが冷却剤流37における圧力損失を乱流の在る場合に比べて少なくする利点があり、燃焼器ライナー41の表面上で高い冷却剤圧が維持される。
図4は、タービン軸を横断する軸方向延伸面で見た、燃焼器ライナー41の後部46の部分断面図である。図5に示すように、トランジションダクト28の内壁76との接続用に、当分野で周知の環状スプリングシール60がサポートリング52を取り囲んで取り付けられている。後部軸方向フィン62が、サポートリング52と当接するバンパ64と共に示されている。軸方向フィン62は、燃焼器ライナー41の後部46に軸方向溝66を機械加工することによって形成可能である。バンパ64の間にギャップ68が形成され、冷却剤37がフィン62と交差して円周方向へ流れることを許容する。これらギャップ68は、燃焼器ライナー41の後部46に円周方向溝70を機械加工することによって形成可能である。円周方向溝70は、軸方向溝66よりも浅いか、又は、実質的に同じ深さで形成してもよい。後部リテーナリップ68は、後部軸方向フィン62の個々に設けられ、ライナー41の後部46にサポートリングを組み付ける方法に応じてサポートリング52を保持する。
図5は、図4と同じ面で見た、燃焼チャンバ26の後部の部分断面図である。燃焼チャンバ26の後部は、トランジションダクト28の前部へ接続される。燃焼器チャンバ26は、外壁72と内壁(燃焼器ライナー)41とを含み、トランジションダクト28は、外壁74と内壁76とを含む。トランジションダクト28の内壁76は、当分野で周知の環状スプリングシール60の上にスライドして圧縮する。
冷却空気37は、当分野で周知のように、流入口及び衝突孔(図示略)により外壁72,74を通って流入する。冷却剤37は、作動ガス流48とは逆に、前方へ流れる。この冷却剤37の一部が、サポートリング52の孔54に入り、後部軸方向フィン62の間を後方へ流れる。冷却剤37の少なくとも一部は、溝66の出口58から流出(57)し、トランジションダクト28の内壁76の内表面に対し膜冷却を提供する。この構成により冷却剤37の活用法が極大化され、燃焼器ライナー41の後部46及び環状スプリングシール60を過熱から守るのに必要な冷却剤37の用量を抑制することができる。
図6は、図4と同じ面で見た燃焼器ライナー41の実施形態の断面図であり、燃焼器ライナー41は、円錐形前部44A、円錐形中間部44B、円筒形後部46から組み立てられる。これら3つのパーツは、図示の順番で、溶接78その他の手段により互いに接続される。軸方向冷却フィン50の前部アレイは、2つの円錐形部44A,44Bのそれぞれにおける2つの部分アレイ50A,50Bで形成される。このような分割円錐構成の利点は、円錐44や燃焼器ライナー41の全体が1単位となっている場合に比べて、より小さい部品が、製造、貯蔵、輸送、取り扱いにおいて実用的且つ低コストである、ということである。加えて、各部分44A,44B,46の合金その他のパラメータを、燃焼流に対するそれぞれの位置に応じて特化できる。
図7は、図3に示す燃焼器ライナー41の後部46の断面図で、一例として隣接している後部軸方向リブ62のバンパ64の円周方向切断面に沿っている。本図において、冷却剤37は、少なくとも溝66に沿って軸方向に流れ、ランダムに、隣接する溝66の間の横断流路を通ることが分かる。
本発明の種々の実施形態について図示し説明してきたが、これら実施形態が例示のためだけに提供されていることは当然である。本発明の範囲内で、数値の派生、変更、置換がなされ得る。したがって、本発明は特許請求の範囲に係る思想及び範囲よってのみ特定されるべきである。
20 ガスタービンエンジン
22 コンプレッサ
23 燃焼器流入口
24 キャップアセンブリ
26 燃焼チャンバ
28 トランジションダクト
29 タービン流入口
30 タービン部
32 エンジンシャフト
33 空気
34 ディフューザ
36 燃焼器プレナム
37 圧縮空気(流)/冷却空気(剤)
38 燃焼(作動)ガス
40 出口フレーム
41 燃焼器ライナー
42 前端
44 前部
46 後部
48 燃焼ガス流
50 (前部)軸方向冷却(軸方向延伸)フィン(リブ)
51 間隔(溝)
52 サポートリング
54 流入孔
57 冷却空気(剤)の流出
58 下流端
60 環状スプリングシール
61 衝突プレナム
62 (後部)軸方向冷却(軸方向延伸)フィン(リブ)
64 バンパ
66 間隔(溝)
68 ギャップ
70 円周方向溝
72 外壁
74 外壁
76 内壁
78 溶接
図4は、タービン軸を横断する軸方向延伸面で見た、燃焼器ライナー41の後部46の部分断面図である。図5に示すように、トランジションダクト28の内壁76との接続用に、当分野で周知の環状スプリングシール60がサポートリング52を取り囲んで取り付けられている。後部軸方向フィン62が、サポートリング52と当接するバンパ64と共に示されている。軸方向フィン62は、燃焼器ライナー41の後部46に軸方向溝66を機械加工することによって形成可能である。バンパ64の間にギャップ68が形成され、冷却剤37がフィン62と交差して円周方向へ流れることを許容する。これらギャップ68は、燃焼器ライナー41の後部46に円周方向溝70を機械加工することによって形成可能である。円周方向溝70は、軸方向溝66よりも浅いか、又は、実質的に同じ深さで形成してもよい。後部リテーナリップ69は、後部軸方向フィン62の個々に設けられ、ライナー41の後部46にサポートリングを組み付ける方法に応じてサポートリング52を保持する。

Claims (20)

  1. 第1の外表面を有する前壁部と、
    第2の外表面を有し、前記前壁部に接続された後壁部と、
    前記第1の外表面及び前記第2の外表面の少なくとも一方に形成された軸方向冷却フィンの第1のアレイと、
    を備えた、タービンの燃焼チャンバライナー。
  2. 前記軸方向冷却フィンの第1のアレイは、当該燃焼チャンバライナーの長手軸の方向に真っ直ぐ形成されると共に前記第1の外表面及び第2の外表面の少なくとも一方の円周方向に間隔をおいて並べられ、タービュレーターをもたない、請求項1に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  3. 前記軸方向冷却フィンの第1のアレイ内のフィンは、タービュレーターの無い溝でそれぞれ分離されている、請求項2に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  4. 前記軸方向冷却フィンの第1のアレイが前記第1の外表面に形成されており、
    前記第2の外表面において、当該燃焼チャンバライナーの前記長手軸の方向に真っ直ぐ形成されると共に前記第2の外表面の円周方向に間隔をおいて並べられ、タービュレーターをもたない、軸方向冷却フィンの第2のアレイと、
    前記軸方向冷却フィンの第2のアレイ内のフィン間に形成された溝に冷却剤を導入する多数の流入孔を前端に備え、前記軸方向冷却フィンの第2のアレイを覆う、筒状サポートリングと、
    をさらに備える、請求項3に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  5. 前記軸方向冷却フィンの第2のアレイの前方の前記第2の外表面と前記筒状サポートリングとの間に形成された衝突プレナムをさらに備え、
    前記冷却剤は、前記多数の流入孔により前記衝突プレナムに導入されてから、前記軸方向冷却フィンの第2のアレイ内のフィン間に形成された前記溝へ流れる、
    請求項4に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  6. 前部及び後部を有する管状壁と、
    前記後部の外表面に形成された軸方向冷却フィンの第1のアレイと、
    前記軸方向冷却フィンの第1のアレイ内の冷却フィン間にそれぞれ形成された多数の溝と、
    前記軸方向冷却フィンの第1のアレイを覆う管状サポートリングと、
    前記管状サポートリングの前端に形成され、前記軸方向冷却フィンの第1のアレイ及び前記多数の溝に冷却剤を導入する、多数の冷却剤流入孔と、
    を備え、
    前記軸方向冷却フィンの第1のアレイ及び前記多数の溝は、前記管状壁の長手軸方向に真っ直ぐ形成され、タービュレーターの無い平滑表面を有する、
    タービンの燃焼チャンバライナー。
  7. 前記軸方向冷却フィンの第1のアレイに軸方向に間隔をおいて形成され、前記管状サポートリングを支持する、多数のバンパをさらに備え、
    前記多数の溝それぞれの後端が開口していて前記冷却剤が流出する、
    請求項6に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  8. 前記軸方向に間隔をおいて形成された多数のバンパの間に形成され、前記多数の溝より浅い、多数の円周方向溝をさらに備える、請求項7に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  9. 前記前部の外表面に形成された軸方向冷却フィンの第2のアレイをさらに備え、
    前記軸方向冷却フィンの第2のアレイは、前記管状壁の前記長手軸方向に真っ直ぐ形成され、タービュレーターの無い平滑表面を有する、
    請求項6に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  10. 前記管状サポートリングと前記後部の前端との間に形成された衝突プレナムをさらに備え、
    前記冷却剤は、前記多数の冷却剤流入孔により前記衝突プレナムへ導入されてから、前記多数の溝を流れる、
    請求項9に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  11. 前記管状サポートリングを取り囲んで密封する前端をもつトランジションダクトをさらに備え、
    前記多数の溝それぞれの後端が前記トランジションダクトの内表面に近接して開口し、当該多数の溝から流出する前記冷却剤が、前記トランジションダクトの内表面に対し膜冷却を提供する、
    請求項10に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  12. 前記前部が円錐管状前部として形成されると共に前記後部が円筒管状後部として形成されており、さらに、円錐管状中間部を備える、請求項6に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  13. 前記軸方向冷却フィンの第1のアレイが前記後部の円周方向に並んでおり、
    前記前部の外表面に形成されて前記前部の円周方向に並んだ軸方向冷却フィンの第2のアレイと、
    前記管状サポートリングと前記後部の前端との間に形成された衝突プレナムと、
    をさらに備え、
    前記軸方向冷却フィンの第2のアレイは、前記管状壁の前記長手軸方向に真っ直ぐ形成され、タービュレーターの無い平滑表面を有し、
    前記冷却剤は、前記多数の冷却剤流入孔を通り前記衝突プレナムに入って前記多数の溝へ流れ、そして、前記後部の下流端から流出する、
    請求項6に記載のタービンの燃焼チャンバライナー。
  14. タービンの燃焼チャンバ部分であって、
    当該部分の円周を画定する外表面と、
    前記外表面に形成され、当該部分の長手軸とほぼ並行に延伸すると共にタービュレーターの無い平滑表面を有する、多数の軸方向冷却フィンと、
    前記多数の軸方向冷却フィンの各間に形成され、タービュレーターの無い平滑表面を有する、多数の長手方向溝と、
    を備え、
    前記外表面を流れる冷却剤が当該部分を対流で冷却する、燃焼チャンバ部分。
  15. 前記多数の軸方向冷却フィンのそれぞれに形成された多数のバンパと、
    支持に十分な高さをもった前記多数のバンパの少なくとも一部により支持されて、前記多数の軸方向冷却フィン及び前記多数の長手方向溝の上に固定される、サポートリングと、
    前記多数のバンパの各間に形成された円周方向溝と、
    をさらに備え、
    前記冷却剤が、前記多数の長手方向溝に沿って軸方向に流れると共に、前記円周方向溝を通過することで前記多数の長手方向溝の間を円周方向に流れる、
    請求項14に記載のタービンの燃焼チャンバ部分。
  16. 前記円周方向溝は、前記長手方向溝よりも浅く形成されている、請求項15に記載のタービンの燃焼チャンバ部分。
  17. 前記サポートリングを取り囲んで密封する前端をもつトランジションダクトをさらに備え、
    前記多数の長手方向溝の各後端が、前記トランジションダクトの内表面に近接して開口し、該内表面が膜冷却される、
    請求項15に記載のタービンの燃焼チャンバ部分。
  18. 前記サポートリングの前端と前記外表面の前端との間に形成された衝突プレナムと、
    前記衝突プレナムの上方に形成された多数の冷却剤流入孔と、
    をさらに備え、
    前記冷却剤が、前記多数の流入孔を通り、前記外表面の前端に冷却空気を提供する前記衝突プレナムへ流れる、
    請求項17に記載のタービンの燃焼チャンバ部分。
  19. 前記多数の軸方向冷却フィンのそれぞれに形成された多数のバンパと、
    支持に十分な高さをもった前記多数のバンパの少なくとも一部により支持されて、前記多数の軸方向冷却フィン及び前記多数の長手方向溝の上に固定される、サポートリングと、
    前記多数のバンパの各間に形成された円周方向溝と、
    前記サポートリングの前端と前記外表面の前端との間に形成された衝突プレナムと、
    前記衝突プレナムの上方に形成された多数の冷却剤流入孔と、
    をさらに備え、
    前記冷却剤が、前記多数の流入孔を通り、前記外表面の前端に冷却空気を提供する前記衝突プレナムへ流れ、前記多数の長手方向溝に沿って軸方向に流れると共に、前記円周方向溝を通過することで前記多数の長手方向溝の間を円周方向に流れる、
    請求項14に記載のタービンの燃焼チャンバ部分。
  20. 前記サポートリングを取り囲んで密封する前端をもつトランジションダクトをさらに備え、
    前記多数の長手方向溝の各後端が、前記トランジションダクトの内表面に近接して開口し、該内表面が膜冷却される、
    請求項19に記載のタービンの燃焼チャンバ部分。
JP2014502617A 2011-03-29 2012-03-14 タービン燃焼システムのライナー Pending JP2014509712A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161468674P 2011-03-29 2011-03-29
US61/468,674 2011-03-29
US13/212,248 2011-08-18
US13/212,248 US8955330B2 (en) 2011-03-29 2011-08-18 Turbine combustion system liner
PCT/US2012/029024 WO2012134816A1 (en) 2011-03-29 2012-03-14 Turbine combustion system liner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014509712A true JP2014509712A (ja) 2014-04-21

Family

ID=46925435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014502617A Pending JP2014509712A (ja) 2011-03-29 2012-03-14 タービン燃焼システムのライナー

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8955330B2 (ja)
EP (1) EP2691702A1 (ja)
JP (1) JP2014509712A (ja)
KR (1) KR20130137690A (ja)
CN (1) CN103547866A (ja)
CA (1) CA2830729A1 (ja)
WO (1) WO2012134816A1 (ja)

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2846096A1 (de) * 2013-09-09 2015-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Rohrbrennkammer mit einem Flammrohr-Endbereich und Gasturbine
EP2921779B1 (en) * 2014-03-18 2017-12-06 Ansaldo Energia Switzerland AG Combustion chamber with cooling sleeve
EP2927591A1 (de) * 2014-03-31 2015-10-07 Siemens Aktiengesellschaft Kühlring und Gasturbinenbrenner mit einem solchen Kühlring
CN104359124A (zh) * 2014-09-19 2015-02-18 北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司 一种燃气轮机燃烧室的导流衬套
US10465907B2 (en) * 2015-09-09 2019-11-05 General Electric Company System and method having annular flow path architecture
US10260751B2 (en) 2015-09-28 2019-04-16 Pratt & Whitney Canada Corp. Single skin combustor with heat transfer enhancement
JP6843513B2 (ja) * 2016-03-29 2021-03-17 三菱パワー株式会社 燃焼器、燃焼器の性能向上方法
WO2017192147A1 (en) * 2016-05-06 2017-11-09 Siemens Aktiengesellschaft Flow metering device for gas turbine engine
US10215039B2 (en) 2016-07-12 2019-02-26 Siemens Energy, Inc. Ducting arrangement with a ceramic liner for delivering hot-temperature gases in a combustion turbine engine
KR102554955B1 (ko) * 2017-03-07 2023-07-12 8 리버스 캐피탈, 엘엘씨 고체 연료들 및 그 파생물들의 연소를 위한 시스템 및 방법
KR102099307B1 (ko) * 2017-10-11 2020-04-09 두산중공업 주식회사 라이너 냉각을 촉진하는 난류 생성 구조 및 이를 포함하는 가스 터빈용 연소기
EP3486431B1 (en) * 2017-11-15 2023-01-04 Ansaldo Energia Switzerland AG Hot gas path component for a gas turbine engine and a gas turbine engine comprising the same
US11306918B2 (en) * 2018-11-02 2022-04-19 Chromalloy Gas Turbine Llc Turbulator geometry for a combustion liner
US10890328B2 (en) * 2018-11-29 2021-01-12 DOOSAN Heavy Industries Construction Co., LTD Fin-pin flow guide for efficient transition piece cooling
US11047574B2 (en) * 2018-12-05 2021-06-29 General Electric Company Combustor assembly for a turbine engine
US10900509B2 (en) 2019-01-07 2021-01-26 Rolls-Royce Corporation Surface modifications for improved film cooling
US11067000B2 (en) 2019-02-13 2021-07-20 General Electric Company Hydraulically driven local pump
US11788470B2 (en) 2021-03-01 2023-10-17 General Electric Company Gas turbine engine thermal management
US12007113B2 (en) * 2021-04-20 2024-06-11 Ge Infrastructure Technology Llc Gas turbine component with fluid intake hole free of angled surface transitions
US20240218828A1 (en) 2022-11-01 2024-07-04 General Electric Company Gas Turbine Engine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002511121A (ja) * 1997-02-21 2002-04-09 シーメンス・ウエスチングハウス・パワー・コーポレイション ガスタービン燃焼器の移行部
JP2010203440A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 General Electric Co <Ge> パターン冷却式燃焼器ライナ
JP2010209912A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 General Electric Co <Ge> 燃焼器ライナ冷却システム

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH255541A (de) * 1947-05-12 1948-06-30 Bbc Brown Boveri & Cie Gekühlte metallische Brennkammer zur Erzeugung von Heiz- und Treibgasen.
US3706203A (en) * 1970-10-30 1972-12-19 United Aircraft Corp Wall structure for a gas turbine engine
US5327727A (en) 1993-04-05 1994-07-12 General Electric Company Micro-grooved heat transfer combustor wall
US5724816A (en) 1996-04-10 1998-03-10 General Electric Company Combustor for a gas turbine with cooling structure
JP3202636B2 (ja) * 1997-02-12 2001-08-27 東北電力株式会社 蒸気冷却燃焼器の冷却壁構造
US6334310B1 (en) 2000-06-02 2002-01-01 General Electric Company Fracture resistant support structure for a hula seal in a turbine combustor and related method
JP3665007B2 (ja) * 2001-10-18 2005-06-29 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器のプレートフィン構造及びガスタービン燃焼器
JP2003328775A (ja) * 2002-05-16 2003-11-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービンの燃焼器
US7104067B2 (en) 2002-10-24 2006-09-12 General Electric Company Combustor liner with inverted turbulators
US6681578B1 (en) 2002-11-22 2004-01-27 General Electric Company Combustor liner with ring turbulators and related method
US7007482B2 (en) 2004-05-28 2006-03-07 Power Systems Mfg., Llc Combustion liner seal with heat transfer augmentation
US7269957B2 (en) 2004-05-28 2007-09-18 Martling Vincent C Combustion liner having improved cooling and sealing
US7010921B2 (en) * 2004-06-01 2006-03-14 General Electric Company Method and apparatus for cooling combustor liner and transition piece of a gas turbine
US7373778B2 (en) 2004-08-26 2008-05-20 General Electric Company Combustor cooling with angled segmented surfaces
US7386980B2 (en) 2005-02-02 2008-06-17 Power Systems Mfg., Llc Combustion liner with enhanced heat transfer
US20090120093A1 (en) 2007-09-28 2009-05-14 General Electric Company Turbulated aft-end liner assembly and cooling method
US20090145132A1 (en) 2007-12-07 2009-06-11 General Electric Company Methods and system for reducing pressure losses in gas turbine engines
US8096133B2 (en) * 2008-05-13 2012-01-17 General Electric Company Method and apparatus for cooling and dilution tuning a gas turbine combustor liner and transition piece interface
US8245514B2 (en) 2008-07-10 2012-08-21 United Technologies Corporation Combustion liner for a gas turbine engine including heat transfer columns to increase cooling of a hula seal at the transition duct region
US8201412B2 (en) * 2010-09-13 2012-06-19 General Electric Company Apparatus and method for cooling a combustor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002511121A (ja) * 1997-02-21 2002-04-09 シーメンス・ウエスチングハウス・パワー・コーポレイション ガスタービン燃焼器の移行部
JP2010203440A (ja) * 2009-03-04 2010-09-16 General Electric Co <Ge> パターン冷却式燃焼器ライナ
JP2010209912A (ja) * 2009-03-10 2010-09-24 General Electric Co <Ge> 燃焼器ライナ冷却システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN103547866A (zh) 2014-01-29
US8955330B2 (en) 2015-02-17
KR20130137690A (ko) 2013-12-17
US20120247111A1 (en) 2012-10-04
WO2012134816A1 (en) 2012-10-04
EP2691702A1 (en) 2014-02-05
CA2830729A1 (en) 2012-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014509712A (ja) タービン燃焼システムのライナー
EP2378200B1 (en) Combustor liner cooling at transition duct interface and related method
US10989409B2 (en) Combustor heat shield
US8544277B2 (en) Turbulated aft-end liner assembly and cooling method
US20090120093A1 (en) Turbulated aft-end liner assembly and cooling method
JP5475901B2 (ja) 燃焼器ライナ及びガスタービンエンジンアセンブリ
US20100186415A1 (en) Turbulated aft-end liner assembly and related cooling method
US7506512B2 (en) Advanced effusion cooling schemes for combustor domes
JP4124585B2 (ja) 選択的に傾斜させた冷却孔を有する燃焼器ライナ
US7574865B2 (en) Combustor flow sleeve with optimized cooling and airflow distribution
JP2010203439A (ja) 噴流冷却式単一構成缶型燃焼器
US20150135720A1 (en) Combustor dome heat shield
JP2010159753A (ja) ガスタービンエンジン内における移行ダクト冷却を強化するための方法及び装置
JP2010159960A (ja) 単缶型燃焼器の冷却及びそれに関連する方法
CA2809801C (en) Fabricated heat shield
US20100236248A1 (en) Combustion Liner with Mixing Hole Stub
JP2010249131A (ja) 複合対流/しみ出し冷却一体形缶型燃焼器
US20100300107A1 (en) Method and flow sleeve profile reduction to extend combustor liner life
JP5535036B2 (ja) ガスタービン燃焼器
US20090293490A1 (en) Combustor wall with improved cooling

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140214

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150407

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20150707

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20151208