JP2018054210A - Liner for combustor - Google Patents

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友貴 粟野
Tomoki Awano
友貴 粟野
世志 久保
Yoshi Kubo
世志 久保
大北 洋治
Yoji Okita
洋治 大北
渡辺 修
Osamu Watanabe
修 渡辺
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liner of a combustor capable of efficiently utilizing low-temperature gas for cooling.SOLUTION: A liner body 1 includes: a plurality of crests 2 in a first direction D1; a plurality of troughs 3 formed at positions different from those of the crests 2 in the first direction D1; a first slope 4 formed between the crest 2 and the trough 3 adjacent to a downstream side; a second slope 6 formed between the trough 3 and the crest 2 adjacent to the downstream side; a first cooling hole 7 provided on the first slope 4; and a second cooling hole 8 provided on the second slope 6. A first length from the crest 2 to the trough 3 adjacent to the downstream side is shorter than a second length from the trough to the crest 2 adjacent to the downstream side.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、燃焼装置に用いられるライナに関する。   The present invention relates to a liner used in a combustion apparatus.

燃焼装置であるガスタービンは、燃焼器を備えている。燃焼器では燃料を燃焼させて高温ガスを生成する。従って、燃焼器の周囲に配置された部品を高温ガスから保護するために、熱シールドとしての波型形状のライナが用いられる。例えば、特許文献1には、ガスタービンに用いられる燃焼器用ライナが開示されている。   A gas turbine as a combustion apparatus includes a combustor. In the combustor, fuel is burned to generate hot gas. Therefore, in order to protect the components disposed around the combustor from the hot gas, a wave-shaped liner as a heat shield is used. For example, Patent Document 1 discloses a liner for a combustor used for a gas turbine.

特開平8−278029号公報JP-A-8-278029

特許文献1に開示されたライナ本体は、冷却孔を有する。冷却孔は、外部から空気を取り入れる。取り入れられた低温ガスとしての空気は、燃焼ガスの流動方向に一致する方向に内リングにより偏向され、ライナ本体の内面に沿って流される。   The liner main body disclosed in Patent Document 1 has a cooling hole. The cooling hole takes in air from the outside. The taken-in air as the cold gas is deflected by the inner ring in a direction corresponding to the flow direction of the combustion gas, and flows along the inner surface of the liner body.

近年、燃焼器の性能向上の観点から、燃焼器において発生させる高温ガスの温度が高くなる傾向にある。一方、ライナの冷却に利用できる低温ガスの量は制限されている。従って、低温ガスをライナの冷却に効率よく利用可能な技術が望まれている。   In recent years, from the viewpoint of improving the performance of the combustor, the temperature of the hot gas generated in the combustor tends to increase. On the other hand, the amount of cold gas available for liner cooling is limited. Therefore, a technique capable of efficiently using low temperature gas for cooling the liner is desired.

本発明の一形態に係る燃焼装置用ライナは、第1の温度を含む第1のガスが流れる第1の流路と、第1の温度よりも低い第2の温度を含む第2のガスが流れる第2の流路とを隔てるライナ本体を備える。ライナ本体は、第1のガスおよび第2のガスの流れる第1の方向と交差する第2の方向に延在し、第1の流路側に突出するように第1の方向において複数設けられた頂部と、第2の方向に延在し、第2の流路側に突出すると共に、第1の方向において頂部とは異なる位置に形成されるように複数設けられた谷部と、第1の方向において頂部と頂部に対して下流側に隣接する谷部との間に形成された第1の斜面部と、第1の方向において谷部と谷部に対して下流側に隣接する頂部との間に形成された第2の斜面部と、第1の斜面部において第1の方向に延びる第1の軸線上に設けられ、第1の流路と第2の流路とを連通させる第1の冷却孔と、第2の斜面部において第1の方向に延びる第2の軸線上に設けられ、第1の流路と第2の流路とを連通させる第2の冷却孔と、を含み、頂部から頂部に対して下流側に隣接する谷部までの第1の長さは、谷部から谷部に対して下流側に隣接する頂部までの第2の長さより短い。   The liner for a combustion apparatus according to an aspect of the present invention includes a first flow path through which a first gas including a first temperature flows, and a second gas including a second temperature lower than the first temperature. A liner body is provided to separate the second flow path. The liner body extends in a second direction intersecting the first direction in which the first gas and the second gas flow, and a plurality of liner bodies are provided in the first direction so as to protrude toward the first flow path. A top portion, a plurality of trough portions that extend in the second direction, protrude toward the second flow path, and are formed at positions different from the top portion in the first direction; and the first direction Between the first slope portion formed between the top portion and the valley portion adjacent to the downstream side with respect to the top portion, and the top portion adjacent to the downstream side with respect to the valley portion and the valley portion in the first direction. A second slope portion formed on the first slope portion and a first axis that extends in the first direction at the first slope portion, and communicates the first flow path and the second flow path. The cooling hole is provided on a second axis extending in the first direction at the second slope portion, and connects the first flow path and the second flow path. The first length from the top to the trough adjacent downstream with respect to the top is a first length from the trough to the top adjacent downstream with respect to the trough. Shorter than 2.

この燃焼装置用ライナでは、第1の冷却孔が第1の斜面部に設けられているので、第1の冷却孔から噴出される第2のガスは、第1の方向と同じ速度成分を有する。従って、第1の冷却孔の下流側に存在する第2の斜面部および頂部を冷却することができる。一方、第2の冷却孔は第2の斜面部に設けられている。この第2の冷却孔から噴出される第2のガスは、第1の方向に対して逆方向の速度成分を有する。従って、第2の冷却孔の上流側に存在する第1の斜面部および頂部を冷却することができる。さらに、頂部から下流側に隣接する谷部までの第1の長さが、谷部から下流側に隣接する頂部までの第2の長さより短い。これにより、第2の冷却孔を上流側の頂部に近接した位置に配置することが可能となるので、第2の冷却孔から第2のガスを上流側の第1の斜面部および頂部に向けて効率よく噴出させることができる。従って、第2のガスをライナ本体の冷却に効率よく利用することができる。   In this liner for a combustion apparatus, since the first cooling hole is provided in the first inclined surface portion, the second gas ejected from the first cooling hole has the same velocity component as that in the first direction. . Therefore, the second slope portion and the top portion existing on the downstream side of the first cooling hole can be cooled. On the other hand, the 2nd cooling hole is provided in the 2nd slope part. The second gas ejected from the second cooling hole has a velocity component in the opposite direction to the first direction. Therefore, the first slope portion and the top portion existing on the upstream side of the second cooling hole can be cooled. Furthermore, the first length from the top to the valley adjacent to the downstream side is shorter than the second length from the valley to the top adjacent to the downstream side. As a result, the second cooling hole can be disposed at a position close to the top on the upstream side, so that the second gas is directed from the second cooling hole toward the first slope portion and the top on the upstream side. Can be efficiently ejected. Therefore, the second gas can be efficiently used for cooling the liner body.

第1の軸線および第2の軸線は、第2の方向において交互に設定されてもよい。これら第1の軸線および第2の軸線の配置によれば、第1の冷却孔および第2の冷却孔が第1の方向において同一の軸線上に配置されることがない。従って、ライナ本体を平面視したとき、第1の冷却孔および第2の冷却孔は、千鳥状に配置される。この配置によれば、第2の方向において第2のガスが噴出される孔の間隔を密にすることが可能になる。従って、第2の方向における第2のガスによる冷却効果を均一化し、第2の方向における温度分布をより均一に近づけることができる。   The first axis and the second axis may be alternately set in the second direction. According to the arrangement of the first axis and the second axis, the first cooling hole and the second cooling hole are not arranged on the same axis in the first direction. Therefore, when the liner body is viewed in plan, the first cooling holes and the second cooling holes are arranged in a staggered manner. According to this arrangement, it is possible to close the interval between the holes from which the second gas is ejected in the second direction. Therefore, the cooling effect by the second gas in the second direction can be made uniform, and the temperature distribution in the second direction can be made more uniform.

ライナ本体の形状は、頂部と谷部とが第1の方向に沿って交互に設けられた波状であり、第1の冷却孔は、少なくとも、複数の第1の斜面部において最も上流側に設けられた第1の斜面部に設けられ、第2の冷却孔は、少なくとも、複数の第2の斜面部において最も上流側に設けられた第2の斜面部に設けられてもよい。この構成によれば、ライナ本体の最も上流側に配置された頂部を効率よく冷却することができる。   The shape of the liner main body is a wave shape in which top portions and trough portions are alternately provided along the first direction, and the first cooling hole is provided at the most upstream side at least in the plurality of first slope portions. The second cooling hole may be provided at least on the second slope portion provided on the most upstream side of the plurality of second slope portions. According to this structure, the top part arrange | positioned at the most upstream side of a liner main body can be cooled efficiently.

本発明によれば、低温ガスをライナの冷却に効率よく利用可能な燃焼装置用ライナが提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the liner for combustion apparatuses which can utilize low temperature gas efficiently for cooling of a liner is provided.

図1は、本実施形態に係る燃焼装置用ライナが設けられるジェットエンジンの概略構成を示す模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a jet engine provided with a combustion apparatus liner according to the present embodiment. 図2は、ライナ本体の一部を拡大して示す斜視図である。FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of the liner body. 図3は、ライナ本体の一部を断面視した図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a part of the liner body. 図4は、ライナ本体の波形形状を規定するための図である。FIG. 4 is a diagram for defining the waveform shape of the liner body. 図5は、比較例に係るライナ本体の波形形状を規定するための図である。FIG. 5 is a diagram for defining the waveform shape of the liner body according to the comparative example. 図6は、図5に示されたライナ本体の表面における温度分布を示すコンター図である。FIG. 6 is a contour diagram showing the temperature distribution on the surface of the liner body shown in FIG. 図7は、実施例1に係るライナ本体の表面における温度分布を示すコンター図である。FIG. 7 is a contour diagram illustrating the temperature distribution on the surface of the liner body according to the first embodiment. 図8は、図7の一部を断面視したときの温度分布を示すコンター図である。FIG. 8 is a contour diagram showing a temperature distribution when a part of FIG. 7 is viewed in cross section. 図9は、第1の方向に沿ったフィルム冷却効率を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the film cooling efficiency along the first direction.

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図1は、本実施形態に係る燃焼装置用ライナ(以下、単に「ライナ」とも言う)が設けられるジェットエンジン10の概略構成を示す模式的な断面図である。ジェットエンジン10は、ファン11と、圧縮機12と、燃焼器13と、タービン14とを備えている。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a jet engine 10 provided with a combustion apparatus liner (hereinafter also simply referred to as “liner”) according to the present embodiment. The jet engine 10 includes a fan 11, a compressor 12, a combustor 13, and a turbine 14.

ファン11は、ジェットエンジン10の内部に外気を取り込むためのものであり、回転駆動される軸部16の回転軸A周りに設けられている。ファン11は、圧縮機12の上流側に設けられている。圧縮機12は、ファン11によって取り込まれた空気を圧縮して、圧縮空気A2(第2のガス)を形成する。圧縮機12は、回転駆動される動翼11aと固定された静翼11bとが空気の流れ方向に交互に複数段配列された構成を有する。燃焼器13は、圧縮機12によって圧縮された空気を燃料と共に燃焼するものであり、燃料供給機構と着火装置とを備えている。タービン14は、燃焼器13にて空気および燃料が燃焼されることによって生じた燃焼ガスA1(第1のガス)が有する速度エネルギの一部を回転エネルギに変換するものである。タービン14は、当該回転エネルギによってファン11および圧縮機12を駆動するものである。圧縮機12、燃焼器13、およびタービン14は、内ハウジング15aと軸部16との間に設けられている。また、ファン11の外周側には、当該ファン11、軸部16および内ハウジング15aを取り囲むように外ハウジング15bが設けられる。外ハウジング15bは、静翼11bを介して内ハウジング15aと接続されている。   The fan 11 is for taking outside air into the jet engine 10, and is provided around the rotation axis A of the shaft portion 16 that is rotationally driven. The fan 11 is provided on the upstream side of the compressor 12. The compressor 12 compresses the air taken in by the fan 11 to form compressed air A2 (second gas). The compressor 12 has a configuration in which rotating blades 11a and fixed stationary blades 11b are alternately arranged in a plurality of stages in the air flow direction. The combustor 13 burns the air compressed by the compressor 12 together with the fuel, and includes a fuel supply mechanism and an ignition device. The turbine 14 converts part of the velocity energy of the combustion gas A1 (first gas) generated by the combustion of air and fuel in the combustor 13 into rotational energy. The turbine 14 drives the fan 11 and the compressor 12 with the rotational energy. The compressor 12, the combustor 13, and the turbine 14 are provided between the inner housing 15 a and the shaft portion 16. An outer housing 15b is provided on the outer peripheral side of the fan 11 so as to surround the fan 11, the shaft portion 16, and the inner housing 15a. The outer housing 15b is connected to the inner housing 15a via the stationary blade 11b.

このような構成を有するジェットエンジン10において、空気は、ファン11によってジェットエンジン10の内部に取り込まれる。そして、一部の空気は内ハウジング15aと軸部16との間に流れこみ、圧縮機12へ供給される。また、ファン11によって取り込まれた空気の他の一部は、外ハウジング15bと内ハウジング15aとの間に流れ込む。圧縮機12に供給された空気は、圧縮機12にて圧縮された後、燃焼器13にて燃料と共に燃焼される。そして、燃焼によって発生した燃焼ガスA1の速度エネルギの一部は、タービン14にて回転エネルギに変換されてファン11及び圧縮機12の駆動に用いられる。一方、燃焼ガスA1の残りの速度エネルギは、燃焼ガスA1がジェットエンジン10の後部から排気される際にジェットエンジン10に推進力を付与するのに用いられる。この結果、ジェットエンジン10が推進する。なお、本明細書においては、ジェットエンジン10に取り込まれる空気の流れを基準として「上流側」「下流側」の語を用いる。また、回転軸Aを基準として「外周側」「内周側」の語を用いる。   In the jet engine 10 having such a configuration, air is taken into the jet engine 10 by the fan 11. A part of the air flows between the inner housing 15 a and the shaft portion 16 and is supplied to the compressor 12. Further, another part of the air taken in by the fan 11 flows between the outer housing 15b and the inner housing 15a. The air supplied to the compressor 12 is compressed by the compressor 12 and then combusted with fuel in the combustor 13. A part of the velocity energy of the combustion gas A <b> 1 generated by the combustion is converted into rotational energy by the turbine 14 and used for driving the fan 11 and the compressor 12. On the other hand, the remaining velocity energy of the combustion gas A1 is used to give propulsion to the jet engine 10 when the combustion gas A1 is exhausted from the rear part of the jet engine 10. As a result, the jet engine 10 is propelled. In the present specification, the terms “upstream” and “downstream” are used based on the flow of air taken into the jet engine 10. Further, the terms “outer peripheral side” and “inner peripheral side” are used with reference to the rotation axis A.

燃焼器13は、ケース21と、燃焼ユニット22と、を備える。ケース21は、燃料と空気の混合気を燃焼させる空間を形成する容器であり、燃焼ガスA1が流れる第1の流路を形成する。ケース21は、ハウジング15内において、軸部16を囲むように環状に形成される。ケース21とハウジング15との間には隙間31が設けられる。また、ケース21と軸部16との間にも隙間32が設けられる。これら隙間31,32は、圧縮空気A2が流れる第2の流路に対応する。   The combustor 13 includes a case 21 and a combustion unit 22. The case 21 is a container that forms a space for burning a mixture of fuel and air, and forms a first flow path through which the combustion gas A1 flows. The case 21 is formed in an annular shape so as to surround the shaft portion 16 in the housing 15. A gap 31 is provided between the case 21 and the housing 15. A gap 32 is also provided between the case 21 and the shaft portion 16. These gaps 31 and 32 correspond to the second flow path through which the compressed air A2 flows.

ケース21の上流端側には、燃焼ユニット22が設けられる。燃焼ユニット22は、例えば、燃料供給機構および着火装置を含む。ケース21において、燃焼ユニット22よりも下流側には、ライナ本体1が設けられる。ライナ本体1は、燃焼ガスA1が流れる第1の流路と、圧縮空気A2が流れる第2の流路と、を隔てる。従って、ライナ本体1は、ケース21の一部を構成する。ケース21の下流端側には、開口23が設けられ、燃焼ガスA1がケース21の外部に放出される。   A combustion unit 22 is provided on the upstream end side of the case 21. The combustion unit 22 includes, for example, a fuel supply mechanism and an ignition device. In the case 21, the liner main body 1 is provided on the downstream side of the combustion unit 22. The liner body 1 separates the first flow path through which the combustion gas A1 flows and the second flow path through which the compressed air A2 flows. Therefore, the liner main body 1 constitutes a part of the case 21. An opening 23 is provided on the downstream end side of the case 21, and the combustion gas A <b> 1 is released to the outside of the case 21.

このような構成を有する燃焼器13では、圧縮機12から供給された空気と燃料供給機構から供給された燃料とが混合されて、混合気が形成される。そして、着火装置が混合気に着火することにより、燃焼ガスA1が形成される。燃焼ガスA1は、ケース21内を流動して開口23からタービン14へ提供される。ここで、燃焼ガスA1がケース21内を流動するとき、ケース21の内側表面は高温の燃焼ガスA1に曝される。また、ケース21とハウジング15との隙間31、および、ケース21と軸部16との隙間32には、圧縮機12から提供される圧縮空気A2の一部が流動している。この隙間31,32に流動する圧縮空気A2は、燃焼ガスA1よりも温度が低い。一例として、燃焼ガスA1の温度(第1の温度)は2000℃程度であり、圧縮空気A2の温度(第2の温度)は500℃程度である。そこで、ケース21のライナ本体1に複数の冷却孔を設けることにより、圧縮空気A2をケース21内に取り入れる。この圧縮空気A2は、高温の燃焼ガスA1とライナ本体1との間に後述する温度境界層を形成する。この温度境界層により、ライナ本体1の内側表面が燃焼ガスA1に対して直接に曝されることが抑制される。従って、ライナ本体1を有するケース21が熱的に保護される。   In the combustor 13 having such a configuration, the air supplied from the compressor 12 and the fuel supplied from the fuel supply mechanism are mixed to form an air-fuel mixture. And combustion gas A1 is formed when an ignition device ignites mixture. The combustion gas A <b> 1 flows through the case 21 and is provided to the turbine 14 from the opening 23. Here, when the combustion gas A1 flows in the case 21, the inner surface of the case 21 is exposed to the high-temperature combustion gas A1. Further, a part of the compressed air A <b> 2 provided from the compressor 12 flows in the gap 31 between the case 21 and the housing 15 and the gap 32 between the case 21 and the shaft portion 16. The compressed air A2 flowing through the gaps 31 and 32 has a temperature lower than that of the combustion gas A1. As an example, the temperature of the combustion gas A1 (first temperature) is about 2000 ° C., and the temperature of the compressed air A2 (second temperature) is about 500 ° C. Therefore, the compressed air A <b> 2 is taken into the case 21 by providing a plurality of cooling holes in the liner body 1 of the case 21. The compressed air A2 forms a temperature boundary layer described later between the high-temperature combustion gas A1 and the liner body 1. This temperature boundary layer prevents the inner surface of the liner body 1 from being directly exposed to the combustion gas A1. Therefore, the case 21 having the liner body 1 is thermally protected.

次に、ライナ本体1について詳細に説明する。図2は、ライナ本体1の一部を拡大して示す斜視図である。また、図3は、ライナ本体1の一部を断面視した図である。図2および図3に示されるように、ライナ本体1は、断面波状の薄板である。ライナ本体1は、例えば、ニッケル基耐熱合金といった板材により構成される。ライナ本体1は、頂部2と、谷部3と、第1の斜面部4と、第2の斜面部6と、第1の冷却孔7と、第2の冷却孔8とを有する。   Next, the liner main body 1 will be described in detail. FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a part of the liner body 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of a part of the liner body 1. As shown in FIGS. 2 and 3, the liner body 1 is a thin plate having a corrugated cross section. The liner body 1 is made of a plate material such as a nickel-base heat-resistant alloy. The liner body 1 has a top portion 2, a valley portion 3, a first slope portion 4, a second slope portion 6, a first cooling hole 7, and a second cooling hole 8.

頂部2は、ケース21の内側に向けて突出した部分である。すなわち、頂部2は、燃焼ガスA1が流れる第1の流路側に突出する。頂部2は、燃焼ガスA1および圧縮空気A2の流れる第1の方向D1と交差する第2の方向D2に延在する。また、頂部2は、第1の方向D1に沿って、所定のピッチをもって繰り返し設けられる。   The top 2 is a portion protruding toward the inside of the case 21. That is, the top 2 protrudes toward the first flow path through which the combustion gas A1 flows. The top 2 extends in a second direction D2 that intersects the first direction D1 in which the combustion gas A1 and the compressed air A2 flow. The top 2 is repeatedly provided with a predetermined pitch along the first direction D1.

谷部3は、ケース21の外側に向けて突出した部分である。すなわち、谷部3は、圧縮空気A2が流れる第2の流路側に突出する。谷部3は、頂部2と同様に、第2の方向D2に延在する。また、谷部3は、第1の方向D1に沿って、所定のピッチをもって繰り返し設けられる。   The valley portion 3 is a portion protruding toward the outside of the case 21. That is, the trough 3 protrudes toward the second flow path through which the compressed air A2 flows. Similar to the top 2, the valley 3 extends in the second direction D2. The valley 3 is repeatedly provided with a predetermined pitch along the first direction D1.

第1の斜面部4は、第1の方向D1において頂部2と谷部3との間に形成される。従って、第1の斜面部4は、第1の方向D1において略一定の負の傾き(下り勾配)を有する。一方、第2の斜面部6は、第1の方向D1において谷部3と頂部2との間に形成される。従って、第2の斜面部6は、第1の方向D1において略一定の正の傾き(上り勾配)を有する。   The first slope portion 4 is formed between the top portion 2 and the valley portion 3 in the first direction D1. Accordingly, the first slope portion 4 has a substantially constant negative slope (down slope) in the first direction D1. On the other hand, the second slope 6 is formed between the valley 3 and the top 2 in the first direction D1. Therefore, the second slope 6 has a substantially constant positive slope (uphill slope) in the first direction D1.

すなわち、ライナ本体1は、第1の方向D1に沿って(上流から下流に向かって)、頂部2、第1の斜面部4、谷部3、第2の斜面部6がこの順に形成されている。そして、これら頂部2、第1の斜面部4、谷部3、第2の斜面部6を含む構成は、第1の方向D1に沿って、繰り返し複数設けられる。従って、ライナ本体1を断面視したとき、ライナ本体1は、いわゆる波状と呼ばれる形状を有する。   That is, the liner body 1 has a top portion 2, a first slope portion 4, a trough portion 3, and a second slope portion 6 formed in this order along the first direction D1 (from upstream to downstream). Yes. And the structure containing these top parts 2, the 1st slope part 4, the trough part 3, and the 2nd slope part 6 is repeatedly provided along the 1st direction D1. Accordingly, when the liner body 1 is viewed in cross section, the liner body 1 has a so-called wave shape.

ライナ本体1の波状形状についてさらに説明する。図4は、ライナ本体1の波形形状を規定するための図である。図4に示されるように、頂部2から次の頂部2までの距離を、波長Lと規定する。また、頂部2から隣接する谷部3までの距離を谷底位置mと規定する。頂部2から谷部3までの距離を振幅(2r)と規定する。頂部2から谷部3までの距離の中央を通る中心線を仮定し、頂部2から中心線までの距離を振幅(r)と規定すると共に、谷部3から中心線までの距離を振幅(r)と規定する。ライナ本体1は、比較的大きな振幅を有する。具体的に、「比較的大きな振幅」とは振幅(r)と波長Lの比率(振幅r/波長Lが0.08以上0.25以下と規定することができ、一例として、ライナ本体1の振幅(r)と波長Lの比率(振幅r/波長L)は0.152である。   The wavy shape of the liner body 1 will be further described. FIG. 4 is a diagram for defining the waveform shape of the liner body 1. As shown in FIG. 4, the distance from the top 2 to the next top 2 is defined as a wavelength L. The distance from the top 2 to the adjacent valley 3 is defined as the valley bottom position m. The distance from the top 2 to the valley 3 is defined as the amplitude (2r). Assuming a center line passing through the center of the distance from the top 2 to the valley 3, the distance from the top 2 to the center line is defined as amplitude (r), and the distance from the valley 3 to the center line is defined as the amplitude (r ). The liner body 1 has a relatively large amplitude. Specifically, “relatively large amplitude” can be defined as a ratio of amplitude (r) to wavelength L (amplitude r / wavelength L is 0.08 or more and 0.25 or less. The ratio of amplitude (r) to wavelength L (amplitude r / wavelength L) is 0.152.

さらに、頂部2から頂部2に対して下流側に隣接する谷部3までの第1の長さS1は、谷部3と谷部3に対して下流側に隣接する頂部2までの第2の長さS4より短い。このような構成によれば、谷部3は、下流側の頂部2よりも上流側の頂部2に近接する。「谷部3は、下流側の頂部2よりも上流側の頂部2に近接する」とは、谷底位置mと波長Lとにより示すこともできる。例えば、波長Lに対する谷底位置mの割合(谷底位置m/波長L)は、0.20以上0.40以下であり、一例として0.265である。また、このような構成によれば、第1の軸線L1に沿った第1の斜面部4の第3の長さS5は、第2の軸線L2に沿った第2の斜面部6の第4の長さS6よりも短いとも言える。このため、第1の方向D1を基準とした第1の斜面部4の傾きR1は、第1の方向D1を基準とした第2の斜面部6の傾きR2(すなわち勾配)よりも大きい。このため、頂部2において燃焼ガスA1の流れが剥離しやすくなる。   Further, the first length S1 from the top 2 to the valley 3 adjacent to the downstream side with respect to the top 2 is the second length S1 from the valley 3 to the top 2 adjacent to the valley 3 with respect to the downstream side. Shorter than length S4. According to such a configuration, the valley portion 3 is closer to the upstream top portion 2 than the downstream top portion 2. “The valley 3 is closer to the upstream top 2 than the downstream top 2” can also be indicated by the valley bottom position m and the wavelength L. For example, the ratio of the valley position m to the wavelength L (valley position m / wavelength L) is 0.20 or more and 0.40 or less, and is 0.265 as an example. Further, according to such a configuration, the third length S5 of the first slope portion 4 along the first axis L1 is equal to the fourth length of the second slope portion 6 along the second axis L2. It can be said that it is shorter than the length S6. For this reason, the slope R1 of the first slope portion 4 with respect to the first direction D1 is larger than the slope R2 (that is, the slope) of the second slope portion 6 with respect to the first direction D1. For this reason, the flow of the combustion gas A1 is easily separated at the top portion 2.

第1の冷却孔7および第2の冷却孔8は、ライナ本体1において平面視して千鳥状に設けられる。第1の冷却孔7は、第1の斜面部4に設けられる。第1の方向D1における第1の冷却孔7の位置は、谷底位置mを用いて示すことができる。例えば、第1の方向D1に沿った頂部2から谷底位置mまでの距離(S1)と、第1の方向D1に沿った頂部2から第1の冷却孔7までの距離(S2)との比(S2/S1)は0.14以上0.80以下であり、一例として、0.692とすることができる。第1の冷却孔7の軸線AX1は、第1の斜面部4の表面に対して略直交する。このため、軸線AX1の方向は、第1の方向D1において正方向の速度成分X1を有する。すなわち、第1の冷却孔7から噴出される圧縮空気A2は、燃焼ガスA1の流れる方向と同じ方向成分を有する。   The first cooling holes 7 and the second cooling holes 8 are provided in a staggered manner in the liner body 1 in plan view. The first cooling hole 7 is provided in the first slope portion 4. The position of the first cooling hole 7 in the first direction D1 can be indicated by using the valley bottom position m. For example, the ratio between the distance (S1) from the top 2 to the valley bottom position m along the first direction D1 and the distance (S2) from the top 2 to the first cooling hole 7 along the first direction D1. (S2 / S1) is 0.14 or more and 0.80 or less, and can be 0.692 as an example. The axis AX1 of the first cooling hole 7 is substantially orthogonal to the surface of the first slope portion 4. For this reason, the direction of the axis AX1 has a velocity component X1 in the positive direction in the first direction D1. That is, the compressed air A2 ejected from the first cooling hole 7 has the same direction component as the direction in which the combustion gas A1 flows.

また、第2の冷却孔8は、第2の斜面部6に設けられる。第2の冷却孔8も第1の冷却孔7と同様に、その位置を谷底位置mを用いて示すことができる。例えば、第1の方向D1に沿った頂部2から谷底位置mまでの距離(S1)と、第1の方向D1に沿った頂部2から第2の冷却孔8までの距離(S3)との比(S3/S1)は1.05以上1.50以下であり、一例として1.206とすることができる。第2の冷却孔8の軸線AX2は、第2の斜面部6の表面に対して略直交する。このため、軸線AX2の方向は、第1の方向D1において負方向の速度成分X2を有する。すなわち、第2の冷却孔8から噴出される圧縮空気A2は、燃焼ガスA1の流れる方向と逆向きの成分を有する。   Further, the second cooling hole 8 is provided in the second inclined surface portion 6. Similarly to the first cooling hole 7, the position of the second cooling hole 8 can be indicated by using the valley position m. For example, the ratio of the distance (S1) from the top 2 to the valley position m along the first direction D1 and the distance (S3) from the top 2 to the second cooling hole 8 along the first direction D1. (S3 / S1) is 1.05 or more and 1.50 or less, and can be 1.206 as an example. The axis AX2 of the second cooling hole 8 is substantially orthogonal to the surface of the second inclined surface portion 6. For this reason, the direction of the axis AX2 has a velocity component X2 in the negative direction in the first direction D1. That is, the compressed air A2 ejected from the second cooling hole 8 has a component opposite to the direction in which the combustion gas A1 flows.

図2に示されるように、第1の冷却孔7は、第1の内径F1をする。第1の冷却孔7は、第1の方向D1に延びる第1の軸線L1において、1波長又は2波長と同じ距離をもって複数形成される。図2には、2波長毎に第1の冷却孔7が設けられた構成が示されている。また、第1の冷却孔7は、第2の方向D2に延びる第3の軸線L3上において、所定のピッチをもって複数形成される。   As shown in FIG. 2, the first cooling hole 7 has a first inner diameter F1. A plurality of first cooling holes 7 are formed with the same distance as one wavelength or two wavelengths in the first axis L1 extending in the first direction D1. FIG. 2 shows a configuration in which the first cooling holes 7 are provided for every two wavelengths. A plurality of the first cooling holes 7 are formed with a predetermined pitch on the third axis L3 extending in the second direction D2.

第2の冷却孔8は、第2の内径F2をする。第2の内径F2は、第1の内径F1よりも小さい。例えば、第1の内径F1と第2の内径F2との比率(F1/F2)は、1.65である。第2の冷却孔8は、第1の方向D1に延びる第2の軸線L2において、1波長又は2波長と同じ距離をもって複数形成される。図2には、2波長毎に第2の冷却孔8が設けられた構成が示されている。第2の軸線L2は、第1の軸線L1に対して平行であり、第2の方向D2に離間するように設定される。従って、第1の方向D1において、第1の冷却孔7と第2の冷却孔8とが同一の軸線上に形成されることはない。すなわち、第2の冷却孔8は、第1の冷却孔7よりも下流側であって、一対の第1の冷却孔7の間に形成される。   The second cooling hole 8 has a second inner diameter F2. The second inner diameter F2 is smaller than the first inner diameter F1. For example, the ratio (F1 / F2) between the first inner diameter F1 and the second inner diameter F2 is 1.65. A plurality of second cooling holes 8 are formed with the same distance as one wavelength or two wavelengths in the second axis L2 extending in the first direction D1. FIG. 2 shows a configuration in which second cooling holes 8 are provided for every two wavelengths. The second axis L2 is set to be parallel to the first axis L1 and separated in the second direction D2. Accordingly, in the first direction D1, the first cooling hole 7 and the second cooling hole 8 are not formed on the same axis. That is, the second cooling hole 8 is formed downstream of the first cooling hole 7 and between the pair of first cooling holes 7.

また、第2の冷却孔8は、第2の方向D2に延びる第4の軸線L4上において、所定のピッチをもって複数形成される。第4の軸線L4は、第3の軸線L3に対して平行である。第4の軸線L4は、第3の軸線L3に対して下流側に設定される。従って、第2の冷却孔8は、第1の冷却孔7よりも下流側に設けられる。換言すると、第2の冷却孔8は、第1の冷却孔7よりも谷部3側に設けられるともいえる。このような第2の冷却孔8の配置によれば、第2の冷却孔8から噴出した圧縮空気A2の流れが谷間の流れに干渉するように谷部3に寄せられる。   A plurality of second cooling holes 8 are formed with a predetermined pitch on the fourth axis L4 extending in the second direction D2. The fourth axis L4 is parallel to the third axis L3. The fourth axis L4 is set on the downstream side with respect to the third axis L3. Therefore, the second cooling hole 8 is provided on the downstream side of the first cooling hole 7. In other words, it can be said that the second cooling hole 8 is provided closer to the valley 3 than the first cooling hole 7. According to the arrangement of the second cooling holes 8 as described above, the flow of the compressed air A2 ejected from the second cooling holes 8 is brought close to the valley portion 3 so as to interfere with the flow of the valley.

このような第1の冷却孔7および第2の冷却孔8の配置によって、上述したように、第1の冷却孔7と第2の冷却孔8とは平面視して千鳥状に形成される。   By arranging the first cooling hole 7 and the second cooling hole 8 as described above, as described above, the first cooling hole 7 and the second cooling hole 8 are formed in a staggered pattern in plan view. .

ここで、実施形態のライナ本体1の形状と比較例に係るライナ本体の形状とを対比すると、表1が得られる。
Here, when the shape of the liner main body 1 of the embodiment and the shape of the liner main body according to the comparative example are compared, Table 1 is obtained.

次に、ライナ本体1の作用効果について説明する。   Next, the function and effect of the liner body 1 will be described.

この燃焼装置用ライナのライナ本体1では、第1の冷却孔7が第1の斜面部4に設けられているので、第1の冷却孔7から噴出される圧縮空気A2は、第1の方向D1と同じ速度成分X1を有する。従って、第1の冷却孔7の下流側に存在する第2の斜面部6および頂部2を冷却することができる。一方、第2の冷却孔8は第2の斜面部6に設けられている。この第2の冷却孔8から噴出される圧縮空気A2は、第1の方向D1に対して逆方向の速度成分X2を有する。従って、第2の冷却孔8の上流側に存在する第1の斜面部4および頂部2を冷却することができる。さらに、頂部2から下流側に隣接する谷部3までの第1の長さS1が、谷部3から下流側に隣接する頂部2までの第2の長さS4より短い。これにより、第2の冷却孔8を上流側の頂部2に近接した位置に配置することが可能となるので、第2の冷却孔8から圧縮空気A2を上流側の第1の斜面部4および頂部2に向けて効率よく噴出させることができる。従って、圧縮空気A2をライナ本体1の冷却に効率よく利用することができる。   In the liner main body 1 of this liner for a combustion apparatus, since the first cooling hole 7 is provided in the first slope portion 4, the compressed air A2 ejected from the first cooling hole 7 is in the first direction. It has the same velocity component X1 as D1. Accordingly, the second slope portion 6 and the top portion 2 existing on the downstream side of the first cooling hole 7 can be cooled. On the other hand, the second cooling hole 8 is provided in the second inclined surface portion 6. The compressed air A2 ejected from the second cooling hole 8 has a velocity component X2 in the reverse direction with respect to the first direction D1. Therefore, the first slope portion 4 and the top portion 2 existing on the upstream side of the second cooling hole 8 can be cooled. Furthermore, the first length S1 from the top 2 to the valley 3 adjacent downstream is shorter than the second length S4 from the valley 3 to the top 2 adjacent downstream. As a result, the second cooling hole 8 can be disposed at a position close to the upstream top portion 2, so that the compressed air A <b> 2 is supplied from the second cooling hole 8 to the first slope portion 4 on the upstream side and It can be efficiently ejected toward the top 2. Therefore, the compressed air A2 can be efficiently used for cooling the liner body 1.

第1の軸線L1および第2の軸線L2は、第2の方向D2において交互に設定される。これらの第1の軸線L1および第2の軸線L2の配置によれば、第1の冷却孔7および第2の冷却孔8は、第1の方向D1において同一の軸線上に配置されることがない。従って、ライナ本体1を平面視したとき、第1の冷却孔7および第2の冷却孔8は、千鳥状に配置される。この配置によれば、第2の方向D2において圧縮空気A2が噴出される孔の間隔を密にすることが可能になる。従って、第2の方向D2における圧縮空気A2による冷却効果を均一化し、第2の方向D2における温度分布をより均一に近づけることができる。   The first axis L1 and the second axis L2 are alternately set in the second direction D2. According to the arrangement of the first axis L1 and the second axis L2, the first cooling hole 7 and the second cooling hole 8 may be arranged on the same axis in the first direction D1. Absent. Accordingly, when the liner body 1 is viewed in plan, the first cooling holes 7 and the second cooling holes 8 are arranged in a staggered manner. According to this arrangement, it is possible to close the interval between the holes through which the compressed air A2 is ejected in the second direction D2. Therefore, the cooling effect by the compressed air A2 in the second direction D2 can be made uniform, and the temperature distribution in the second direction D2 can be made more uniform.

ライナ本体1の形状は、頂部2と谷部3とが第1の方向D1に沿って交互に設けられた波状であり、第1の冷却孔7は、少なくとも、複数の第1の斜面部4において最も上流側に設けられた第1の斜面部4に設けられ、第2の冷却孔8は、少なくとも、複数の第2の斜面部6において最も上流側に設けられた第2の斜面部6に設けられる。この構成によれば、ライナ本体1の最も上流側に配置された頂部2を効率よく冷却することができる。   The shape of the liner body 1 is a wave shape in which the top portions 2 and the valley portions 3 are alternately provided along the first direction D1, and the first cooling holes 7 include at least a plurality of first slope portions 4. In the first slope portion 4 provided on the most upstream side, and the second cooling hole 8 is at least the second slope portion 6 provided on the most upstream side in the plurality of second slope portions 6. Is provided. According to this structure, the top part 2 arrange | positioned in the most upstream side of the liner main body 1 can be cooled efficiently.

以下、比較例に係るライナ本体100の冷却の効果を数値計算によって確認した結果と比較しつつ、本実施形態に係るライナ本体1による冷却の効果について説明する。   Hereinafter, the cooling effect of the liner body 1 according to the present embodiment will be described while comparing the cooling effect of the liner body 100 according to the comparative example with the result of confirming by numerical calculation.

<比較例1>
図5は、比較例1に係るライナ本体100の断面形状を示す図である。比較例のライナ本体100は、円弧状形状が組み合わされた波状形状を有する。また、比較例のライナ本体100は、頂部102と谷部103と第1の冷却孔107と第2の冷却孔108とを有する。比較例に係るライナ本体100の波状形状、第1の冷却孔107の位置および第2の冷却孔108の位置は、上述した波長L、振幅r、および谷底位置mを用いて実施形態に係るライナ本体1と対比できる。比較例のライナ本体100において振幅rと波長Lとの比(r/L)は、一例として0.074である。また、比較例のライナ本体100において、頂部2から第1の冷却孔7までの距離(S2)と頂部2から谷底位置mまでの距離(S1)との比(S2/S1)は、一例として0.139である。また、比較例のライナ本体100において、頂部2から第2の冷却孔8までの距離(S3)と頂部2から谷底位置mまでの距離(S1)との比(S3/S1)は、一例として0.483である。そして、波長Lと頂部2から谷底位置mまでの距離(S1)との比(r/S1)は、一例として0.500である。
<Comparative Example 1>
FIG. 5 is a diagram illustrating a cross-sectional shape of the liner main body 100 according to the first comparative example. The liner body 100 of the comparative example has a wave shape that is a combination of arc shapes. Further, the liner body 100 of the comparative example includes a top portion 102, a valley portion 103, a first cooling hole 107, and a second cooling hole 108. The wavy shape of the liner main body 100 according to the comparative example, the position of the first cooling hole 107, and the position of the second cooling hole 108 are the liner L according to the embodiment using the wavelength L, the amplitude r, and the valley bottom position m described above. Contrast with the main body 1. In the liner body 100 of the comparative example, the ratio (r / L) between the amplitude r and the wavelength L is 0.074 as an example. In the liner body 100 of the comparative example, the ratio (S2 / S1) between the distance (S2) from the top 2 to the first cooling hole 7 and the distance (S1) from the top 2 to the valley position m is, for example, 0.139. In the liner body 100 of the comparative example, the ratio (S3 / S1) of the distance (S3) from the top 2 to the second cooling hole 8 and the distance (S1) from the top 2 to the valley position m is, for example, 0.483. The ratio (r / S1) between the wavelength L and the distance (S1) from the top 2 to the valley position m is 0.500 as an example.

図6には、ライナ本体1の表面における温度の分布がコンター図によって示されている。
ハッチングの濃い部分(領域K1)は、温度が相対的に高い領域である。一方、ハッチングの薄い部分(領域K2)は、温度が相対的に低い領域である。すなわち、ハッチングの濃淡は、相対的な温度の高低に対応する。図6に示された斜視図では、左上から右下に向かって燃焼ガスA1と圧縮空気A2とが流れる。コンター図を参照すると、上流側ほど温度が高いことがわかった。とくに、最も上流側に配置されている第1の冷却孔107および第2の冷却孔108の近傍が最も温度が高い領域であることわかった。従って、比較例のライナ本体100では、最も上流側に配置された第1の冷却孔107および第2の冷却孔108の近傍領域において十分な冷却効果が得られにくいことがわかった。
In FIG. 6, the temperature distribution on the surface of the liner body 1 is shown by a contour diagram.
The hatched portion (region K1) is a region where the temperature is relatively high. On the other hand, the hatched portion (region K2) is a region where the temperature is relatively low. That is, the shade density corresponds to the relative temperature level. In the perspective view shown in FIG. 6, the combustion gas A1 and the compressed air A2 flow from the upper left to the lower right. Referring to the contour diagram, it was found that the temperature was higher on the upstream side. In particular, it has been found that the vicinity of the first cooling hole 107 and the second cooling hole 108 arranged on the most upstream side is a region having the highest temperature. Therefore, it has been found that in the liner body 100 of the comparative example, it is difficult to obtain a sufficient cooling effect in a region in the vicinity of the first cooling hole 107 and the second cooling hole 108 arranged on the most upstream side.

<実施例1>
次に、実施例に係るライナ本体1による冷却効果を確認した。実施例のライナ本体1の形状は、表2のとおりである。表2において、谷底位置mは、第1の方向D1における上流側の頂部2から谷部3までの距離である。第1の冷却孔位置aは、第1の方向D1における上流側の頂部2から第1の冷却孔7の軸線AX1までの距離(S2)である。第2の冷却孔位置bは、第2の方向D2における上流側の頂部2から第2の冷却孔8の軸線AX2までの距離(S3)である。
<Example 1>
Next, the cooling effect by the liner main body 1 which concerns on an Example was confirmed. The shape of the liner body 1 of the example is as shown in Table 2. In Table 2, the valley bottom position m is a distance from the top 2 on the upstream side to the valley 3 in the first direction D1. The first cooling hole position a is a distance (S2) from the top 2 on the upstream side in the first direction D1 to the axis AX1 of the first cooling hole 7. The second cooling hole position b is a distance (S3) from the top 2 on the upstream side in the second direction D2 to the axis AX2 of the second cooling hole 8.

図7は、実施例のライナ本体1の表面上における温度分布を示すコンター図である。図7に示されるように、最も上流側に配置された第1の冷却孔7および第2の冷却孔8の近傍領域は、下流側に配置された第1の冷却孔7および第2の冷却孔8の近傍領域とおおむね同等のハッチング濃度(領域K2)で示されている。従って、上流側の領域も十分に冷却効果が得られていることがわかった。   FIG. 7 is a contour diagram showing the temperature distribution on the surface of the liner body 1 of the embodiment. As shown in FIG. 7, the first cooling hole 7 and the second cooling hole 8 arranged on the most upstream side are adjacent to the first cooling hole 7 and the second cooling hole arranged on the downstream side. The hatching concentration (region K2) is approximately equivalent to the region near the hole 8. Therefore, it was found that the cooling effect was sufficiently obtained also in the upstream region.

図8は、図7における軸線L2aに沿った断面を拡大して示すコンター図である。図8を参照すると、まず、上流側の頂部2において。高温の領域K1がライナ本体1の表面から剥離していることがわかった(領域K3参照)。これは、頂部2に連続する第1の斜面部4が、第1の方向D1に対して大きく傾いていることによるものと考えられる。次に、頂部2と頂部2との間は、比較的低温であることを示す薄いハッチングの領域K4により示されることがわかった。すなわち、頂部2と頂部2との間に配置されている第1の斜面部4と第2の斜面部6との表面は、十分に冷却されていることがわかった。これは、第1の冷却孔7から噴出された圧縮空気A2と第2の冷却孔8から噴出された圧縮空気A2とが干渉しあうことにより、頂部2と頂部2との間に圧縮空気A2が滞留しやすくなるためであると考えられる。これにより、燃焼ガスA1が頂部2と頂部2との間に入り込みにくくなり、ライナ本体1の温度上昇が抑制される。その結果、燃焼ガスA1は、頂部2と頂部2との間に滞留する比較的温度の低い圧縮空気A2の上方を流れていることがわかった。   FIG. 8 is a contour diagram showing an enlarged cross section along the axis L2a in FIG. Referring to FIG. 8, first at the top 2 on the upstream side. It was found that the high temperature region K1 was peeled off from the surface of the liner body 1 (see region K3). This is considered to be due to the fact that the first slope portion 4 continuing to the top portion 2 is greatly inclined with respect to the first direction D1. Next, it was found that the area between the top 2 and the top 2 is indicated by a thin hatched region K4 indicating a relatively low temperature. That is, it was found that the surfaces of the first slope portion 4 and the second slope portion 6 disposed between the top portion 2 and the top portion 2 were sufficiently cooled. This is because the compressed air A2 ejected from the first cooling hole 7 and the compressed air A2 ejected from the second cooling hole 8 interfere with each other, so that the compressed air A2 is between the top 2 and the top 2. It is thought that this is because stagnation tends to occur. Thereby, it becomes difficult for the combustion gas A1 to enter between the top 2 and the top 2, and the temperature rise of the liner body 1 is suppressed. As a result, it has been found that the combustion gas A1 flows above the compressed air A2 having a relatively low temperature that stays between the top 2 and the top 2.

さらに、頂部2と頂部2との間に滞留した圧縮空気A2の一部は、下流側の頂部2を超えるように流れている。従って、下流側の頂部2も比較的低温である圧縮空気A2に覆われており、比較的高温である燃焼ガスA1に直接に接触しにくくなっている。従って、下流側の頂部2においても十分な冷却効果が得られることがわかった。   Furthermore, a part of the compressed air A2 staying between the top part 2 and the top part 2 flows so as to exceed the top part 2 on the downstream side. Therefore, the top 2 on the downstream side is also covered with the compressed air A2 having a relatively low temperature, and it is difficult to directly contact the combustion gas A1 having a relatively high temperature. Accordingly, it has been found that a sufficient cooling effect can be obtained even at the top 2 on the downstream side.

<比較例2、実施例2>
次に、比較例2のライナ本体100および実施例2のライナ本体1の冷却効果を別の指標を用いて評価した。比較例2のライナ本体100の形状は、比較例1のライナ本体100の形状と同じである。同様に、実施例2のライナ本体1の形状は、実施例1のライナ本体1の形状と同じである。比較例2および実施例2で用いた評価の指標は、フィルム冷却効果である。フィルム冷却効果は、下記式(1)によって定義される。

:燃焼ガス温度
:圧縮空気温度
T(x):波形開始位置からの距離における第2の方向における平均温度
<Comparative example 2, Example 2>
Next, the cooling effect of the liner main body 100 of Comparative Example 2 and the liner main body 1 of Example 2 was evaluated using another index. The shape of the liner body 100 of Comparative Example 2 is the same as the shape of the liner body 100 of Comparative Example 1. Similarly, the shape of the liner body 1 of the second embodiment is the same as the shape of the liner body 1 of the first embodiment. The evaluation index used in Comparative Example 2 and Example 2 is the film cooling effect. The film cooling effect is defined by the following formula (1).

T h : Combustion gas temperature T c : Compressed air temperature T (x): Average temperature in the second direction at a distance from the waveform start position

図9は、波面開始地点から第1の方向D1に沿ったスパン平均フィルム冷却効果を示すグラフである。横軸は、波面開始位置からの距離を示し、縦軸はフィルム冷却効率を示す。グラフG9aは、実施例2に係るライナ本体1のフィルム冷却効率であり、グラフG9bは比較例2に係るライナ本体100のフィルム冷却効率ηである。グラフG9a、グラフG9bに示されるように、比較例2のライナ本体100のフィルム冷却効率ηは、一波長分の領域において最大でも0.3であった。そして、距離が大きくなるにしたがってフィルム冷却効率ηは徐々に増加し、二波長分の領域では最大で0.5程度であることがわかった。一方、実施例2のライナ本体1のフィルム冷却効率ηは、波面開始直後から0.5を上回り、二波長分の領域においておおむね0.5から0.7程度であることがわかった。   FIG. 9 is a graph showing the span average film cooling effect along the first direction D1 from the wavefront starting point. The horizontal axis indicates the distance from the wavefront start position, and the vertical axis indicates the film cooling efficiency. Graph G9a is the film cooling efficiency of the liner main body 1 according to Example 2, and graph G9b is the film cooling efficiency η of the liner main body 100 according to Comparative Example 2. As shown in graphs G9a and G9b, the film cooling efficiency η of the liner body 100 of Comparative Example 2 was 0.3 at the maximum in the region for one wavelength. And it turned out that the film cooling efficiency (eta) increases gradually as distance becomes large, and is about 0.5 at the maximum in the area | region for two wavelengths. On the other hand, the film cooling efficiency η of the liner body 1 of Example 2 exceeded 0.5 immediately after the start of the wavefront, and was found to be approximately 0.5 to 0.7 in the region for two wavelengths.

つまり、比較例2のライナ本体100は、下流側へ進むにしたがって徐々にフィルム冷却効率ηが上昇し、実施例2のライナ本体1のフィルム冷却効率ηの値に近づいていく。逆に言えば、比較例2のライナ本体1は、上流側の領域では十分な冷却効率が得られない。一方、実施例2のライナ本体1は、波面開始地点から下流側にわたっておおむね一定のフィルム冷却効率が得られる。従って、実施例2のライナ本体1によれば、比較例2では十分な冷却効率が得られない上流側の領域においても、下流側と同等の冷却効率が得られることがわかった。   That is, the liner main body 100 of Comparative Example 2 gradually increases in film cooling efficiency η as it goes downstream, and approaches the film cooling efficiency η of the liner main body 1 of Example 2. In other words, the liner body 1 of the comparative example 2 cannot obtain sufficient cooling efficiency in the upstream region. On the other hand, the liner main body 1 of Example 2 can obtain a substantially constant film cooling efficiency from the wavefront start point to the downstream side. Therefore, according to the liner main body 1 of Example 2, it was found that even in the upstream region where sufficient cooling efficiency cannot be obtained in Comparative Example 2, the cooling efficiency equivalent to that on the downstream side can be obtained.

以上、本発明をその実施形態に基づいて詳細に説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。   The present invention has been described in detail based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiment. The present invention can be variously modified without departing from the gist thereof.

例えば、上記実施形態では、燃焼装置としてジェットエンジン10を例示した。ライナ本体1が適用可能な燃焼装置は、ジェットエンジン10に限定されることはない。例えば、燃焼装置として、ボイラや、ガスタービン等が挙げられる。   For example, in the said embodiment, the jet engine 10 was illustrated as a combustion apparatus. The combustion apparatus to which the liner body 1 can be applied is not limited to the jet engine 10. For example, a boiler, a gas turbine, etc. are mentioned as a combustion apparatus.

また、上記実施形態のライナ本体1は、一波長毎に第1の冷却孔7と第2の冷却孔8とを設けていたがこの構成に限定されることはない。第1の冷却孔7は、少なくとも、複数の第1の斜面部4において最も上流側に設けられた第1の斜面部4にのみ設けられていてもよい。また、第2の冷却孔8は、少なくとも、複数の第2の斜面部6において最も上流側に設けられた第2の斜面部6にのみ設けられていてもよい。この構成であっても、最も上流側に設けられた頂部2(すなわち波面開始部)を好適に冷却することができる。   Moreover, although the liner main body 1 of the said embodiment provided the 1st cooling hole 7 and the 2nd cooling hole 8 for every wavelength, it is not limited to this structure. The first cooling hole 7 may be provided only at least in the first slope portion 4 provided on the most upstream side in the plurality of first slope portions 4. Further, the second cooling hole 8 may be provided only at least in the second slope portion 6 provided on the most upstream side in the plurality of second slope portions 6. Even if it is this structure, the top part 2 (namely, wavefront start part) provided in the most upstream side can be cooled suitably.

1,100 ライナ本体
2,102 頂部
3,103 谷部
4 第1の斜面部
6 第2の斜面部
7,107 第1の冷却孔
8,108 第2の冷却孔
10 ジェットエンジン
11 ファン
12 圧縮機
13 燃焼器
14 タービン
15a 内ハウジング
15b 外ハウジング
16 軸部
21 ケース
22 燃焼ユニット
23 開口
31 隙間
32 隙間
100 ライナ本体
A 回転軸
A1 燃焼ガス
A2 圧縮空気
a 第1の冷却孔位置
AX1 軸線
AX2 軸線
b 第2の冷却孔位置
D1 第1の方向
D2 第2の方向
F1 第1の内径
F2 第2の内径
G9a グラフ
G9b グラフ
K1,K2,K3,K4 領域
L 波長
L1 第1の軸線
L2 第2の軸線
L3 第3の軸線
L4 第4の軸線
m 谷底位置
R1,R2 傾き
r,2r 振幅
S1 第1の長さ
S4 第2の長さ
S5 第3の長さ
S6 第4の長さ
X1,X2 速度成分
η フィルム冷却効率
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100 Liner main body 2,102 Top part 3,103 Valley part 4 1st slope part 6 2nd slope part 7,107 1st cooling hole 8,108 2nd cooling hole 10 Jet engine 11 Fan 12 Compressor 13 Combustor 14 Turbine 15a Inner housing 15b Outer housing 16 Shaft portion 21 Case 22 Combustion unit 23 Opening 31 Clearance 32 Clearance 100 Liner body A Rotating shaft A1 Combustion gas A2 Compressed air a First cooling hole position AX1 Axis AX2 Axis b Two cooling hole positions D1 First direction D2 Second direction F1 First inner diameter F2 Second inner diameter G9a Graph G9b Graph K1, K2, K3, K4 Region L Wavelength L1 First axis L2 Second axis L3 Third axis L4 Fourth axis m Valley position R1, R2 Inclination r, 2r Amplitude S1 First length S4 Second length S5 Third length S6 Fourth Length X1, X2 velocity component η film cooling efficiency

Claims (3)

第1の温度を含む第1のガスが流れる第1の流路と、前記第1の温度よりも低い第2の温度を含む第2のガスが流れる第2の流路とを隔てるライナ本体を備え、
前記ライナ本体は、
前記第1のガスおよび前記第2のガスの流れる第1の方向と交差する第2の方向に延在し、前記第1の流路側に突出するように前記第1の方向において複数設けられた頂部と、
前記第2の方向に延在し、前記第2の流路側に突出すると共に、前記第1の方向において前記頂部とは異なる位置に形成されるように複数設けられた谷部と、
前記第1の方向において前記頂部と前記頂部に対して下流側に隣接する前記谷部との間に形成された第1の斜面部と、
前記第1の方向において前記谷部と前記谷部に対して下流側に隣接する前記頂部との間に形成された第2の斜面部と、
前記第1の斜面部において前記第1の方向に延びる第1の軸線上に設けられ、前記第1の流路と前記第2の流路とを連通させる第1の冷却孔と、
前記第2の斜面部において前記第1の方向に延びる第2の軸線上に設けられ、前記第1の流路と前記第2の流路とを連通させる第2の冷却孔と、を含み、
前記頂部から前記頂部に対して下流側に隣接する前記谷部までの第1の長さは、前記谷部から前記谷部に対して下流側に隣接する前記頂部までの第2の長さより短い、燃焼装置用ライナ。
A liner body separating a first flow path through which a first gas containing a first temperature flows and a second flow path through which a second gas containing a second temperature lower than the first temperature flows; Prepared,
The liner body is
A plurality of the first gas and the second gas are provided in the first direction so as to extend in a second direction intersecting the first direction in which the first gas and the second gas flow and project toward the first flow path. The top,
A plurality of troughs that extend in the second direction, project toward the second flow path side, and are formed at positions different from the top in the first direction;
A first slope portion formed between the top portion and the valley portion adjacent to the downstream side with respect to the top portion in the first direction;
A second slope portion formed between the valley portion and the top portion adjacent to the downstream side with respect to the valley portion in the first direction;
A first cooling hole provided on a first axis extending in the first direction in the first inclined surface portion, and communicating the first flow path and the second flow path;
A second cooling hole provided on a second axis extending in the first direction in the second inclined surface portion, and communicating the first flow path and the second flow path;
The first length from the top to the valley adjacent downstream with respect to the top is shorter than the second length from the valley to the top adjacent downstream with respect to the valley. , Liner for combustion equipment.
前記第1の軸線および前記第2の軸線は、前記第2の方向において交互に設定される請求項1に記載の燃焼装置用ライナ。   The liner for a combustion apparatus according to claim 1, wherein the first axis and the second axis are alternately set in the second direction. 前記ライナ本体の形状は、前記頂部と前記谷部とが前記第1の方向に沿って交互に設けられた波状であり、
前記第1の冷却孔は、少なくとも、複数の前記第1の斜面部において最も上流側に設けられた前記第1の斜面部に設けられ、
前記第2の冷却孔は、少なくとも、複数の前記第2の斜面部において最も上流側に設けられた前記第2の斜面部に設けられる、請求項1又は2に記載の燃焼装置用ライナ。
The shape of the liner body is a wave shape in which the top and the trough are alternately provided along the first direction,
The first cooling hole is provided at least in the first slope portion provided on the most upstream side in the plurality of first slope portions,
3. The combustion apparatus liner according to claim 1, wherein the second cooling hole is provided at least in the second slope portion provided on the most upstream side in the plurality of second slope portions.
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