JP2023166152A - Combustor tube, combustor, and gas turbine - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、内周側で燃料が燃焼可能な燃焼器用筒、この燃焼器用筒を有する燃焼器、及びこの燃焼器を有するガスタービンに関する。 The present disclosure relates to a combustor tube capable of burning fuel on the inner peripheral side, a combustor having this combustor tube, and a gas turbine including this combustor.
ガスタービンは、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮機で圧縮された空気で燃料を燃焼させて燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼器からの燃焼ガスで駆動するタービンと、を備えている。 A gas turbine includes a compressor that compresses air, a combustor that burns fuel with the air compressed by the compressor to generate combustion gas, and a turbine that is driven by the combustion gas from the combustor. .
燃焼器は、燃料が燃焼する燃焼器用筒(燃焼筒又は尾筒)を有する。この燃焼器用筒の内周面は、高温の燃焼ガスに晒されるため、極めて高温になる。そこで、以下の特許文献1に記載の技術では、燃焼器用筒の内周面と外周面との間に、一定の方向の延びている複数の冷却通路を形成し、ここに冷却媒体を流すようにしている。 The combustor has a combustor tube (combustion tube or transition tube) in which fuel is burned. The inner circumferential surface of this combustor cylinder is exposed to high temperature combustion gas, and thus becomes extremely high temperature. Therefore, in the technology described in Patent Document 1 below, a plurality of cooling passages extending in a certain direction are formed between the inner circumferential surface and the outer circumferential surface of the combustor cylinder, and a cooling medium is caused to flow therein. I have to.
また、以下の特許文献2に記載の燃焼器は、燃料が燃焼する燃焼器用筒と、この燃焼器用筒内に燃料を噴射する複数のノズルと、を有する。燃焼器用筒は、燃焼器軸線周りに筒状を成している。ここで、以下の説明の都合上、燃焼器軸線が延びる方向を軸線方向とし、この軸線方向における両側のうち、一方側を基端側、他方側を先端側とする。ノズルとしては、一次燃料ノズルと、二次燃料ノズルと、を有する。一次燃料ノズルは、燃焼器用筒の基端側に配置され、燃焼器用筒内に先端側に向かって一次燃料を噴射する。二次燃料ノズルは、一次燃料ノズルよりも先端側の位置で燃焼筒に取り付けられ、燃焼器用筒内に径方向内側に向かって二次燃料を噴射する。 Moreover, the combustor described in Patent Document 2 below includes a combustor tube in which fuel is combusted, and a plurality of nozzles that inject fuel into the combustor tube. The combustor tube has a cylindrical shape around the combustor axis. Here, for the convenience of the following explanation, the direction in which the combustor axis extends is referred to as the axial direction, and of both sides in this axial direction, one side is referred to as the proximal end side and the other side as the distal end side. The nozzle includes a primary fuel nozzle and a secondary fuel nozzle. The primary fuel nozzle is arranged on the proximal end side of the combustor cylinder, and injects the primary fuel into the combustor cylinder toward the distal end side. The secondary fuel nozzle is attached to the combustion tube at a position closer to the tip than the primary fuel nozzle, and injects the secondary fuel radially inward into the combustor tube.
上記特許文献2に記載のように、燃焼器用筒に二次燃料ノズルを取り付ける場合、燃焼器用筒に形成されている複数の冷却通路が二次燃料ノズルと干渉してしまう。このため、この場合には、燃焼器用筒の二次燃料ノズル周りを一定温度以下にすることが困難で、燃焼器用筒の耐久性を損なう。そこで、例えば、燃焼器用筒に断面積の大きな冷却通路を多数形成し、各冷却通路に冷却媒体を供給すれば、二次燃料ノズル周りも一定温度以下の保つことが可能である。一方で、運用コスト面等の観点から、燃焼器用筒に供給する冷却媒体の流量をできる限り少なくすることも望まれている。 As described in Patent Document 2, when a secondary fuel nozzle is attached to a combustor tube, a plurality of cooling passages formed in the combustor tube interfere with the secondary fuel nozzle. Therefore, in this case, it is difficult to reduce the temperature around the secondary fuel nozzle of the combustor tube to a certain level or less, which impairs the durability of the combustor tube. Therefore, for example, by forming a large number of cooling passages with large cross-sectional areas in the combustor cylinder and supplying a cooling medium to each cooling passage, it is possible to maintain the temperature around the secondary fuel nozzle at a constant temperature or lower. On the other hand, from the viewpoint of operating costs and the like, it is also desired to reduce the flow rate of the cooling medium supplied to the combustor cylinder as much as possible.
そこで、本開示は、燃焼器用筒の耐久性を維持しつつ、冷却媒体の流量を抑えることができる技術を提供すること目的とする。 Therefore, an object of the present disclosure is to provide a technique that can suppress the flow rate of a cooling medium while maintaining the durability of a combustor cylinder.
上記目的を達成するための本開示に係る一態様としての燃焼器用筒は、
軸線周りに筒状を成し、内周側で燃料が燃焼可能な燃焼空間を形成する燃焼器用筒において、前記燃焼空間の前記軸線に対する径方向外側の縁を画定する内周面と、前記内周面と背合わせの関係にある外周面と、前記内周面と前記外周面との間に形成され、冷却媒体が流通可能な複数の冷却通路と、前記外周面から前記内周面にかけて貫通しているノズル取付貫通孔と、前記ノズル取付貫通孔の周りに前記ノズル取付貫通孔の縁に沿って環状に形成され、前記冷却媒体が流通可能な迂回通路と、を有する。前記複数の冷却通路は、いずれも、前記冷却媒体が流入可能な入口と、前記冷却媒体が流出可能な出口と、を有する。前記複数の冷却通路のうち、互に隣り合っている複数の冷却通路が複数の第一冷却通路を成す。前記複数の冷却通路のうちの少なくとも一部が、互に隣り合っている複数の第一冷却通路と、互に隣り合っている複数の冷却通路が複数の第二冷却通路と、を成す。前記複数の第一冷却通路は、それぞれの前記出口で、前記迂回通路と連通している。前記複数の第二冷却通路は、それぞれの前記入口で、前記迂回通路と連通している。
A combustor cylinder as one aspect of the present disclosure for achieving the above object includes:
In a combustor cylinder having a cylindrical shape around an axis and forming a combustion space in which fuel can be combusted on the inner peripheral side, an inner peripheral surface defining a radially outer edge of the combustion space with respect to the axis; a plurality of cooling passages formed between an outer circumferential surface in a back-to-back relationship with the circumferential surface, the inner circumferential surface and the outer circumferential surface and through which a cooling medium can flow, and penetrating from the outer circumferential surface to the inner circumferential surface; The cooling medium has a detour passage formed in an annular shape around the nozzle attachment through hole along an edge of the nozzle attachment through hole and through which the cooling medium can flow. Each of the plurality of cooling passages has an inlet into which the cooling medium can flow, and an outlet through which the cooling medium can flow out. Among the plurality of cooling passages, a plurality of cooling passages that are adjacent to each other form a plurality of first cooling passages. At least some of the plurality of cooling passages form a plurality of first cooling passages that are adjacent to each other, and the plurality of cooling passages that are adjacent to each other form a plurality of second cooling passages. Each of the plurality of first cooling passages communicates with the detour passage at the respective outlet. The plurality of second cooling passages communicate with the detour passage at their respective inlets.
本態様では、冷却媒体が第一冷却通路の入口から第一冷却通路内に流入する。冷却媒体は、この第一冷却通路を流れる過程で、燃焼器用筒の第一冷却通路周りを冷却する。この冷却媒体は、第一冷却通路の出口から流出する。第一冷却通路から流出した冷却媒体は、ノズル取付貫通孔の周りにノズル取付貫通孔の縁に沿って環状に形成されている迂回通路内に流入する。迂回通路内に流入した冷却媒体は、この迂回通路を流れる過程で、燃焼器用筒の迂回通路周りを冷却する。迂回通路内に流入した冷却媒体は、第二冷却通路の入口から第二冷却通路内に流入する。冷却媒体は、この第二冷却通路を流れる過程で、燃焼器用筒の第二冷却通路周りを冷却する。この冷却媒体は、第二冷却通路の出口から流出する。 In this aspect, the cooling medium flows into the first cooling passage from the inlet of the first cooling passage. In the process of flowing through this first cooling passage, the cooling medium cools the area around the first cooling passage of the combustor cylinder. This cooling medium flows out from the outlet of the first cooling passage. The cooling medium flowing out of the first cooling passage flows into a detour passage formed in an annular shape around the nozzle attachment through hole and along the edge of the nozzle attachment through hole. The cooling medium that has flowed into the detour cools the area around the detour of the combustor cylinder while flowing through the detour. The cooling medium that has flowed into the detour passage flows into the second cooling passage from the entrance of the second cooling passage. The cooling medium cools the area around the second cooling passage of the combustor cylinder while flowing through the second cooling passage. This cooling medium flows out from the outlet of the second cooling passage.
燃焼器用筒のノズル取付貫通孔周りは、第一冷却通路中の出口近傍を流れる冷却媒体、ノズル取付貫通孔周りに形成されている迂回通路を流れる冷却媒体、及び第二冷却通路中の入口近傍を流れる冷却媒体により冷却される。 Around the nozzle attachment through hole of the combustor tube, there are two types of cooling medium flowing near the outlet of the first cooling passage, a cooling medium flowing through a detour passage formed around the nozzle attachment through hole, and a cooling medium flowing near the inlet of the second cooling passage. It is cooled by the cooling medium flowing through it.
よって、本態様では、二次燃料ノズルが取り付けられるノズル取付貫通孔周りを冷却媒体で冷却することができる。しかも、本態様では、第一冷却通路を流れてきた冷却媒体を、例えば、ノズル取付貫通孔の傍で燃焼器用筒の内周側に排気せず、この冷却媒体を、迂回通路を介して第二冷却通路に導いている。よって、本態様では、燃焼器用筒に供給する冷却媒体の流量を抑えることができる。 Therefore, in this aspect, the area around the nozzle attachment through hole to which the secondary fuel nozzle is attached can be cooled with the cooling medium. Moreover, in this aspect, the cooling medium that has flowed through the first cooling passage is not exhausted to the inner peripheral side of the combustor cylinder near the nozzle attachment through hole, for example, and this cooling medium is passed through the bypass passage to the second cooling passage. It leads to two cooling passages. Therefore, in this aspect, the flow rate of the cooling medium supplied to the combustor cylinder can be suppressed.
上記目的を達成するための本開示に係る一態様としての燃焼器は、
前記一態様における燃焼器用筒と、前記燃焼器用筒内に、前記軸線に沿った軸線方向における先端側と基端側とのうち前記先端側への方向成分を有する方向に向かって一次燃料を噴射可能な一次燃料ノズルと、前記燃焼器用筒に取り付けられ、前記ノズル取付貫通孔から前記軸線に対する径方向内側への方向成分を有する方向に向かって二次燃料を噴射可能な二次燃料ノズルと、を備える。
A combustor as one aspect of the present disclosure for achieving the above object includes:
Injecting the primary fuel into the combustor cylinder according to the above aspect, in a direction having a direction component toward the distal end side of the distal end side and the proximal end side in the axial direction along the axis. a secondary fuel nozzle that is attached to the combustor cylinder and that is capable of injecting secondary fuel from the nozzle attachment through hole in a direction having a radially inward component with respect to the axis; Equipped with
上記目的を達成するための本開示に係る一態様としてのガスタービンは、
前記一態様における燃焼器と、空気を圧縮して、前記燃焼器用筒内での燃料の燃焼に用いられる圧縮空気を生成可能な圧縮機と、前記燃焼器用筒内での燃料の燃焼で生成された燃焼ガスにより駆動可能なタービンと、を備える。
A gas turbine as one aspect of the present disclosure for achieving the above object includes:
The combustor according to the above aspect; a compressor capable of compressing air to generate compressed air used for combustion of fuel in the combustor cylinder; and a turbine that can be driven by combustion gas.
本開示の一態様では、燃焼器用筒に二次燃料ノズルを取り付けても、燃焼器用筒の耐久性を維持しつつ、冷却媒体の流量を抑えることができる。 In one aspect of the present disclosure, even if the secondary fuel nozzle is attached to the combustor tube, the flow rate of the cooling medium can be suppressed while maintaining the durability of the combustor tube.
以下、本開示に係る燃焼器用筒を備える燃焼器、及び燃焼器を備えるガスタービン設備の実施形態、さらに燃焼器用筒の変形例ついて、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of a combustor equipped with a combustor tube according to the present disclosure, a gas turbine facility equipped with the combustor, and modified examples of the combustor tube will be described in detail with reference to the drawings.
「ガスタービン設備の実施形態」
ガスタービン設備の実施形態について、図1を参照して説明する。
"Embodiment of gas turbine equipment"
An embodiment of gas turbine equipment will be described with reference to FIG.
図1に示すように、本実施形態におけるガスタービン設備は、ガスタービンと、強制冷却設備16と、を備える。
As shown in FIG. 1, the gas turbine equipment in this embodiment includes a gas turbine and forced
ガスタービンは、外気Aを圧縮して圧縮空気Acomを生成可能な圧縮機20と、燃料Fを圧縮空気Acom中で燃焼させ燃焼ガスGを生成可能な複数の燃焼器と、燃焼ガスGにより駆動可能なタービン30と、を備えている。
The gas turbine is driven by a
圧縮機20は、ロータ軸線Arを中心として回転する圧縮機ロータ21と、圧縮機ロータ21を覆う圧縮機ケーシング25と、複数の静翼列26と、を有する。タービン30は、ロータ軸線Arを中心として回転するタービンロータ31と、タービンロータ31を覆うタービンケーシング35と、複数の静翼列36と、を有する。なお、以下では、ロータ軸線Arが延びる方向をロータ軸線方向Da、このロータ軸線方向Daの両側のうち一方側を軸線上流側Dau、他方側を軸線下流側Dadとする。
The
圧縮機20は、タービン30に対して軸線上流側Dauに配置されている。圧縮機ロータ21とタービンロータ31とは、同一ロータ軸線Ar上に位置し、互いに接続されてガスタービンロータ11を成す。このガスタービンロータ11には、例えば、発電機GENのロータが接続されている。ガスタービンは、さらに、圧縮機ケーシング25とタービンケーシング35との間に配置されている中間ケーシング14を備えている。この中間ケーシング14内には、圧縮機20からの圧縮空気が流入する。複数の燃焼器は、ロータ軸線Arに対する周方向に並んで、中間ケーシング14に取り付けられている。圧縮機ケーシング25と中間ケーシング14とタービンケーシング35とは、互いに接続されてガスタービンケーシング15を成す。
The
圧縮機ロータ21は、ロータ軸線Arを中心としてロータ軸線方向Daに延びるロータ軸22と、このロータ軸22に取り付けられている複数の動翼列23と、を有する。複数の動翼列23は、ロータ軸線方向Daに並んでいる。各動翼列23は、いずれも、ロータ軸線Arに対する周方向に並んでいる複数の動翼で構成されている。複数の動翼列23の各軸線下流側Dadには、複数の静翼列26のうちいずれか一の静翼列26が配置されている。各静翼列26は、圧縮機ケーシング25の内側に設けられている。各静翼列26は、いずれも、ロータ軸線Arに対する周方向に並んでいる複数の静翼で構成されている。
The
タービンロータ31は、ロータ軸線Arを中心としてロータ軸線方向Daに延びるロータ軸32と、このロータ軸32に取り付けられている複数の動翼列33と、を有する。複数の動翼列33は、ロータ軸線方向Daに並んでいる。各動翼列33は、いずれも、ロータ軸線Arに対する周方向に並んでいる複数の動翼で構成されている。複数の動翼列33の各軸線上流側Dauには、複数の静翼列36のうちいずれか一の静翼列36が配置されている。各静翼列36は、タービンケーシング35の内側に設けられている。各静翼列36は、いずれも、ロータ軸線Arに対する周方向に並んでいる複数の静翼で構成されている。タービンケーシング35の内周側とロータ軸32の外周側との間の環状の空間中で、複数の静翼列36及び複数の動翼列33が配置されている領域は、燃焼器からの燃焼ガスGが流れる燃焼ガス流路39を形成する。
The
燃焼器には、燃料ライン45が接続されている。燃焼器は、燃料ライン45からの燃料Fを、圧縮機20からの圧縮空気Acom中で燃焼させて燃焼ガスGを生成可能である。
A
強制冷却設備16は、ガスタービンを構成する部品のうちで、高温の燃焼ガスGに晒される燃焼器の高温部品に強制冷却空気Aclを送る設備である。この強制冷却設備16は、冷却空気ライン17と、冷却器18と、ブースト圧縮機19と、を有する。冷却空気ライン17は、中間ケーシング14内の圧縮空気Acomをこの中間ケーシング14内から抽気して、この圧縮空気Acomを高温部品に導くことが可能なラインである。冷却空気ライン17は、抽気ライン17eと、冷却空気メインライン17mと、複数の冷却空気分岐ライン17bと、を有する。抽気ライン17eは、中間ケーシング14に接続され、中間ケーシング14内の圧縮空気Acomをブースト圧縮機19に導く。冷却器18は、抽気ライン17eに設けられ、この抽気ライン17eを流れる圧縮空気Acomを冷却できる。ブースト圧縮機19は、冷却器18で冷却された圧縮空気Acomを昇圧して、この圧縮空気Acomを強制冷却空気Aclとして高温部品に送る。冷却空気メインライン17mは、ブースト圧縮機19の吐出口に接続されている。この冷却空気メインライン17mには、ブースト圧縮機19で昇圧された空気である強制冷却空気Aclが流れる。冷却空気分岐ライン17bは、冷却空気メインライン17mから複数の高温部品毎に分岐したラインである。複数の冷却空気分岐ライン17bのそれぞれは、いずれか一の高温部品に強制冷却空気Aclを導く。
The forced
「燃焼器用筒、及びこの燃焼器用筒を有する燃焼器の実施形態」
燃焼器用筒、及びこの燃焼器用筒を有する燃焼器の実施形態について、図2~図6を参照して説明する。
"Embodiment of a combustor tube and a combustor having this combustor tube"
Embodiments of a combustor tube and a combustor having the combustor tube will be described with reference to FIGS. 2 to 6.
図2に示すように、本実施形態における燃焼器は、フランジ41と、内筒43と、燃焼器用筒50(燃焼筒又は尾筒)と、複数の一次燃料配管46と、複数の一次燃料ノズル47と、二次燃料配管48と、分岐二次燃料配管48bと、複数の二次燃料ノズル49と、燃料マニホールド48mと、音響減衰器60と、冷却空気ジャケット65と、を備える。
As shown in FIG. 2, the combustor in this embodiment includes a
フランジ41は、燃焼器軸線Acから放射方向に広がっている。内筒43及び燃焼器用筒50は、いずれも、中間ケーシング14内に配置されている。また、内筒43及び燃焼器用筒50は、いずれも、燃焼器軸線Ac周りに筒状を成している。ここで、以下の説明の都合上、燃焼器軸線(以下、単に軸線とする)Acが延びる方向を軸線方向Dcとする。この軸線方向Dcの両側のうち、一方側を先端側Dct、他方側を基端側Dcbとする。なお、先端側Dctは、ロータ軸線方向Daにおいて軸線下流側Dadであり、基端側Dcbはロータ軸線方向Daにおいて軸線上流側Dauである。また、軸線Acは、先端側Dctに向かうに連れてロータ軸線Arに近づくよう、ロータ軸線Arに対して傾いている。軸線Acに対する周方向を単に周方向Dccとする。また、軸線Acに対する径方向を単に径方向Drとする。この径方向Drで軸線Acに近づく側を径方向内側Dri、この径方向内側Driとは反対側を径方向外側Droとする。
The
中間ケーシング14には、この中間ケーシング14外から中間ケーシング14内に貫通する燃焼器取付孔14hが形成されている。フランジ41は、この燃焼器取付孔14hを塞ぐように、中間ケーシング14にボルト42で取り付けられている。内筒43は、フランジ41に取り付けられている。この内筒43の内周側に複数の一次燃料ノズル47が配置されている。燃焼器用筒50は、内筒43の先端側Dctの部分に、シール部材等を介して接続されている。燃焼器用筒50は、中間ケーシング14の内面に固定された筒サポート44等により支持されている。
The
複数の一次燃料ノズル47は、いずれも、軸線方向Dcに延びている。複数の一次燃料ノズル47は、いずれも、先端側Dctへの方向成分を有する方向に向かって一次燃料を噴射可能である。複数の一次燃料ノズル47は、いずれも、フランジ41に固定されている。複数の一次燃料ノズル47のうち、一のノズルがパイロットノズル47pであり、他の複数のノズルがメインノズル47mである。パイロットノズル47pは、軸線Ac上に配置されている。複数のメインノズル47mは、パイロットノズル47pの周りで、周方向Dccに並んでいる。
All of the plurality of
複数の一次燃料配管46は、いずれも、燃料ライン45から分岐した配管で、フランジ41に固定されている。複数の一次燃料配管46のうち、一の一次燃料配管46がパイロット燃料配管46pであり、他の複数の一次燃料配管46がメイン燃料配管46mである。パイロット燃料配管46pは、パイロットノズル47pに接続されている。複数のメイン燃料配管46mは、それぞれ、複数のメインノズル47mのうちのいずれか一のメインノズル47mに接続されている。
Each of the plurality of
複数の二次燃料ノズル49は、複数の一次燃料ノズル47よりも先端側Dctの位置で、周方向Dccに並んで燃焼器用筒50に取り付けられている。複数の二次燃料ノズル49は、いずれも、燃焼器用筒50内に径方向内側Driに向かって二次燃料を噴射可能である。
The plurality of
燃料マニホールド48mは、燃焼器用筒50の外周側であって、一次燃料ノズル47よりも先端側Dctであって二次燃料ノズル49よりも基端側Dcbに配置されている。燃料マニホールド48mは、軸線Acに対して環状に形成されている。燃料マニホールド48mは、軸線Acに対して環状を成し、二次燃料を一時的に溜めておくことができる燃料空間を形成する。前述の二次燃料配管48は、この燃料マニホールド48mに接続されている。この二次燃料配管48も、燃料ライン45から分岐した配管で、フランジ41に固定されている。燃料マニホールド48mと複数の二次燃料ノズル49とは、複数の分岐二次燃料配管48bで接続されている。よって、燃料マニホールド48mは、燃料空間内の二次燃料を複数の二次燃料ノズル49に供給可能に、複数の分岐二次燃料配管48bを介して、複数の二次燃料ノズル49と連通している。
The
燃焼器用筒50は、図2及び図4に示すように、燃料が燃焼可能な燃焼空間50sの径方向外側Droの縁を画定する内周面50iと、内周面50iと背合わせの関係にある外周面50oと、外周面50oから内周面50iにかけて貫通しているノズル取付貫通孔51と、を有する。この燃焼器用筒50は、軸線Ac周りに筒状の筒本体52と、出口フランジ55と、を有して構成されている。筒本体52の内周側は、前述の燃焼空間50sを形成する。出口フランジ55は、筒本体52の先端側Dctの端に設けられている。この出口フランジ55は、筒本体52の先端側Dctの端から径方向外側Droに向かって延びている。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
音響減衰器60は、燃焼器用筒50の筒本体52を形成する板の一部と共同して筒本体52の外周側に音響空間60sを形成する音響カバー61を有する。この音響カバー61は、筒本体52の基端側Dcbの部分に、軸線Acに対して環状に設けられている。燃焼器用筒50の筒本体52を形成する板の一部には、筒本体52の外周側から内周側に向かって貫通する音響孔63が形成されている。
The
冷却空気ジャケット65は、燃焼器用筒50の筒本体52を形成する板の一部及び出口フランジ55と共同して筒本体52の外周側に冷却空気空間65sを形成するカバーである。この冷却空気ジャケット65は、筒本体52の外周側に軸線Acに対して環状に設けられている。この冷却空気ジャケット65には、図1を用いて前述した冷却空気分岐ライン17bが接続されている。よって、この冷却空気ジャケット65内の冷却空気空間65sには、強制冷却設備16からの強制冷却空気Aclが流入する。
The cooling
燃焼器用筒50のノズル取付貫通孔51は、図3~図6に示すように、軸線Acに対して径方向Drに延びるノズル軸線Anを中心として円柱状に形成されている。このノズル取付貫通孔51は、軸線方向Dcで、音響減衰器60と冷却空気ジャケット65の間に形成されている。なお、図3は、燃焼器用筒50を径方向外側Droから見たときの燃焼器用筒50の要部平面図である。図4は、図3におけるIV-IV線断面図である。図5は、図3におけるV-V線断面図である。図6は、図3におけるVI-VI線断面図である。
As shown in FIGS. 3 to 6, the nozzle attachment through
燃焼器用筒50は、前述した筒本体52及び出口フランジ55の他に、ノズル取付座57を有する。このノズル取付座57は、例えば、ノズル軸線Anを中心とした円筒状の部材で、筒本体52の外周側に取り付けられている。なお、円筒状の部材であるノズル取付座57の両端面のうち、一方の端面が二次燃料ノズル49が取り付けられるノズル取付面57pである。このノズル取付面57pは、燃焼器用筒50の外周面50oの一部を形成する。また、円筒状の部材であるノズル取付座57の貫通孔57hは、ノズル取付貫通孔51の一部を形成する。燃焼器用筒50の筒本体52には、その外周側から内周側にかけて貫通した円柱状の貫通孔52hが形成されている。この貫通孔52hは、ノズル取付貫通孔51の一部を形成する。すなわち、本実施形態におけるノズル取付貫通孔51は、ノズル取付座57の貫通孔57hと筒本体52の貫通孔52hとで構成されている。このノズル取付貫通孔51内には、二次燃料ノズル49の円柱状の先端部が挿入される。このノズル取付座57には、ノズル軸線Anを中心として環状の迂回通路58が形成されている。
The
筒本体52は、図5に示すように、外側板53と内側板54とを有する。外側板53で相反する方向を向いている一対の面のうち、一方の面が外周面50oを成し、他方の面が接合面53cを成す。また、内側板54で相反する方向を向いている一対の面のうち、一方の面が接合面54cを成し、他方の面が内周面50iを成す。外側板53の接合面53cには、外周面50o側に凹み、一定の方向に長い複数の長溝53gが形成されている。外側板53と内側板54とは、互いの接合面53c,54c相互がろう付け等で接合されている。外側板53と内側板54との接合により、外側板53に形成されている長溝53gの開口が内側板54により塞がり、この長溝53g内が冷却通路56になる。
The cylinder
図3及び図4に示すように、複数の冷却通路56は、いずれも、軸線方向Dcに延びている。複数の冷却通路56は、いずれも、冷却媒体Aclである強制冷却空気Aclが流入可能な入口56iと、この強制冷却空気Aclが流出可能な出口56oと、を有する。複数の冷却通路56のうち、ノズル軸線Anよりも先端側Dctに配置され、自身の延在方向の先に迂回通路58が存在して、周方向Dccで互いに隣り合っている複数の冷却通路56が複数の第一冷却通路56aを成す。また、複数の冷却通路56のうち、ノズル軸線Anよりも基端側Dcbに配置され、自身の延在方向の先に迂回通路58が存在して、周方向Dccで互いに隣り合っている複数の冷却通路56が複数の第二冷却通路56bを成す。
As shown in FIGS. 3 and 4, all of the plurality of
第一冷却通路56aの先端側Dctの端に、この第一冷却通路56aの入口56iが形成されている。この入口56iは、冷却空気空間65sに臨んでいる。よって、この第一冷却通路56aには、冷却空気空間65s内の強制冷却空気Aclが流入可能である。第一冷却通路56aの基端側Dcbの端は、軸線方向Dcで、迂回通路58が存在する領域に位置している。この第一冷却通路56aの基端側Dcbの端に、この第一冷却通路56aの出口56oが形成されている。第一冷却通路56aの出口56oと迂回通路58とは、第一連絡通路59aで接続されている。この第一連絡通路59aは、第一冷却通路56aの出口56oから径方向外側Droに向かって延びている。よって、第一冷却通路56a内に流入した強制冷却空気Aclは、この第一連絡通路59aを介して、迂回通路58内に流入可能である。
An
第二冷却通路56bの先端側Dctの端は、軸線方向Dcで、迂回通路58が存在する領域に位置している。この第二冷却通路56bの先端側Dctの端に、この第二冷却通路56bの入口56iが形成されている。第二冷却通路56bの入口56iと迂回通路58とは、第二連絡通路59bで接続されている。この第二連絡通路59bは、第二冷却通路56bの入口56iから径方向外側Droに向かって延びている。よって、迂回通路58内に流入した強制冷却空気Aclは、この第二連絡通路59bを介して、第二冷却通路56b内に流入可能である。複数の第二冷却通路56bのうち、一部の第二冷却通路56bの基端側Dcbの端は、軸線方向Dcで、音響カバー61が存在する領域に位置している。一部の第二冷却通路56bの基端側Dcbの端には、この一部の第二冷却通路56bの出口56oが形成されている。この出口56oは、第二冷却通路56b内から径方向外側Droに向かって開口し、音響カバー61内の音響空間60sに臨んでいる。よって、この一部の第二冷却通路56b内に流入した強制冷却空気Aclは、音響空間60sに流入可能である。音響空間60sに流入した強制冷却空気Aclは、音響孔63から燃焼器用筒50の内周側の燃料領域に流入可能である。複数の第二冷却通路56bのうち、他の一部の第二冷却通路56bの基端側Dcbの端は、軸線方向Dcで、音響カバー61が存在する領域に位置していない。他の一部の第二冷却通路56bの基端側Dcbの端には、この他の一部の第二冷却通路56bの出口56oが形成されている。この出口56oは、第二冷却通路56b内から径方向内側Driに向かって開口し、燃焼空間50sに臨んでいる。よって、この他の一部の第二冷却通路56b内に流入した強制冷却空気Aclは、燃焼空間50sに流入可能である。よって、全ての第二冷却通路56b内に流入した強制冷却空気Aclは、燃焼空間50sに流入可能である。
The end of the
前述したように、ノズル取付座57は、筒本体52の外周側に取り付けられている関係で、このノズル取付座57に形成されている迂回通路58は、複数の第一冷却通路56aの出口56o及び複数の第二冷却通路56bの入口56iより、径方向外側Droに配置されている。この迂回通路58の断面積は、複数の第一冷却通路56aのそれぞれの断面積及び複数の第二冷却通路56bのそれぞれの断面積より大きい。このため、本実施形態では、迂回通路58を流れる強制冷却空気Aclの流速を抑えることができる。よって、本実施形態では、環状の迂回通路58を流れる強制冷却空気Aclの圧力損失を抑えることができる。
As described above, the
迂回通路58の断面積は、図3に示すように、周方向Dccのおける迂回通路58の中央部、つまり迂回通路58中でノズル軸線Anと周方向Dccにおける位置が同じ位置P1から、周方向Dccにおける迂回通路58の両端の位置P2に向かうに連れて、次第に大きくなっている。言い換えると、迂回通路58の断面積は、互に隣り合っている複数の第一冷却通路56aのうち、最も中央部に近い第一冷却通路56aが迂回通路58に連通している位置から、両端の第一冷却通路56aが迂回通路58に連通している位置に向かうに連れて、次第に大きくなっている。さらに、迂回通路58の断面積は、互に隣り合っている複数の第二冷却通路56bのうち、両端の第二冷却通路56bが迂回通路58に連通している位置から、最も中央部に近い第二冷却通路56bが迂回通路58に連通している位置に向かうに連れて、次第に小さくなっている。
As shown in FIG. 3, the cross-sectional area of the
具体的に、図3に示すように、迂回通路58の幅は、迂回通路58中でノズル軸線Anと周方向Dccにおける位置が同じ位置P1から周方向Dccにおける迂回通路58の両端の位置P2に向かうに連れて、広くなっている。このため、迂回通路58中でノズル軸線Anと周方向Dccにおける位置が同じ位置P1の幅W1が、迂回通路58の最小幅になり、周方向Dccにおける迂回通路58の両端の位置P2の幅W2が、迂回通路58の最大幅になる。
Specifically, as shown in FIG. 3, the width of the
また、迂回通路58の径方向Drの高さは、図6に示すように、迂回通路58中でノズル軸線Anと周方向Dccにおける位置が同じ位置P1から周方向Dccにおける迂回通路58の両端の位置P2に向かうに連れて、高くなっている。このため、迂回通路58中でノズル軸線Anと周方向Dccにおける位置が同じ位置P1の高さH1が、迂回通路58の最小高さになり、周方向Dccにおける迂回通路58の両端の位置P2の高さH2が、迂回通路58の最大高さになる。
Further, as shown in FIG. 6, the height of the
以上、本実施形態では、強制冷却空気Aclが第一冷却通路56aの入口56iから第一冷却通路56a内に流入する。強制冷却空気Aclは、この第一冷却通路56aを流れる過程で、燃焼器用筒50の第一冷却通路56a周りを冷却する。この強制冷却空気Aclは、第一冷却通路56aの出口56oから流出する。第一冷却通路56aから流出した強制冷却空気Aclは、ノズル取付貫通孔51の周りにノズル取付貫通孔51の縁に沿って環状に形成されている迂回通路58内に流入する。迂回通路58内に流入した強制冷却空気Aclは、この迂回通路58を流れる過程で、燃焼器用筒50の迂回通路58周りを冷却する。迂回通路58内に流入した強制冷却空気Aclは、第二冷却通路56bの入口56iから第二冷却通路56b内に流入する。強制冷却空気Aclは、この第二冷却通路56bを流れる過程で、燃焼器用筒50の第二冷却通路56b周りを冷却する。この強制冷却空気Aclは、第二冷却通路56bの出口56oから流出する。
As described above, in this embodiment, the forced cooling air Acl flows into the
燃焼器用筒50のノズル取付貫通孔51周りは、第一冷却通路56a中の出口56o近傍を流れる強制冷却空気Acl、ノズル取付貫通孔51周りに形成されている迂回通路58を流れる強制冷却空気Acl、及び第二冷却通路56b中の入口56i近傍を流れる強制冷却空気Aclにより冷却される。
Around the nozzle attachment through
よって、本実施形態では、二次燃料ノズル49が取り付けられるノズル取付貫通孔51周りを強制冷却空気Aclで冷却することができる。しかも、本実施形態では、第一冷却通路56aを流れてきた強制冷却空気Aclを、例えば、ノズル取付貫通孔51の傍で燃焼器用筒50の内周側に排気せず、この強制冷却空気Aclを、迂回通路58を介して第二冷却通路56bに導いている。よって、本実施形態では、燃焼器用筒50に供給する強制冷却空気Aclの流量を抑えることができる。
Therefore, in this embodiment, the area around the nozzle attachment through
前述したように、前述したように、迂回通路58を流れる冷却媒体Aclの流速が抑えられるため、迂回通路58を流れる強制冷却空気Aclと燃焼器用筒50の迂回通路58周りとの熱伝達率は、第一冷却通路56aを流れる強制冷却空気Aclと燃焼器用筒50の第一冷却通路56a周りとの熱伝達率、及び第二冷却通路56bを流れる強制冷却空気Aclと燃焼器用筒50の第二冷却通路56b周りとの熱伝達率よりも低くなる。言い換えると、第一冷却通路56aを流れる強制冷却空気Aclと燃焼器用筒50の第一冷却通路56a周りとの熱伝達率、及び第二冷却通路56bを流れる強制冷却空気Aclと燃焼器用筒50の第二冷却通路56b周りとの熱伝達率は、迂回通路58を流れる強制冷却空気Aclと燃焼器用筒50の迂回通路58周りとの熱伝達率より高くなる。
As described above, since the flow velocity of the cooling medium ACl flowing through the
そこで、本実施形態では、迂回通路58よりも、複数の第一冷却通路56aのそれぞれの出口56o及び複数の第二冷却通路56bのそれぞれの入口56iを径方向内側Driに配置し、燃焼器用筒50のノズル取付貫通孔51周りであって、燃焼器用筒50の内周面50iの冷却性能を高めている。
Therefore, in this embodiment, the respective outlets 56o of the plurality of
前述したように、迂回通路58の断面積は、周方向Dccのおける迂回通路58の中央部から周方向Dccにおける迂回通路58の両端部に向かうに連れて、次第に大きくなっている。このため、本実施形態では、複数の第一冷却通路56aから迂回通路58内に強制冷却空気Aclが流入し、この迂回通路58から複数の第二冷却通路56b内に強制冷却空気Aclが流出しても、迂回通路58内の強制冷却空気Aclの流速の均一化を図ることができる。よって、本実施形態では、迂回通路58を流れる強制冷却空気Aclの圧力損失を抑えることができる。さらに、本実施形態では、迂回通路58を流れる強制冷却空気Aclと燃焼器用筒50の迂回通路58周りとの熱伝達率の均一化を図ることができる。
As described above, the cross-sectional area of the
「燃焼器用筒の変形例」
以上の実施形態における燃焼器用筒50のノズル取付貫通孔51は、ここに挿入される二次燃料ノズル49の形状に併せて、径方向Drに延びるノズル軸線Anを中心として円柱状に形成されている。しかしながら、このノズル取付貫通孔51に挿入される二次燃料ノズル49の部分の形状が四角柱状である場合には、図7に示すように、ノズル取付貫通孔51aを、軸線Acに対して径方向Drに延びように四角柱状に形成されてよい。この場合、迂回通路58aは、径方向Drから見て、ノズル取付貫通孔51aの周りにノズル取付貫通孔51aの縁に沿って環状であるものの、四角形状に形成される。よって、迂回通路58aが、ノズル取付貫通孔51aの縁に沿ってノズル取付貫通孔51aの周りに360°存在すれば、この迂回通路58aは環状のということになる。また、この変形例から理解できるように、ノズル取付貫通孔の形状は、円柱状である必要はなく、例えば、楕円柱上、多角形柱状であってもよい。
"Modified example of combustor tube"
The nozzle attachment through
以上の実施形態では、強制冷却空気Aclを冷却媒体Aclとして用いている。しかしながら、中間ケーシング14内の圧縮空気Acomをそのまま冷却媒体Aclとして用いてもよい。この場合、冷却空気ジャケット65は不要になる。
In the above embodiment, forced cooling air Acl is used as the cooling medium Acl. However, the compressed air Acom in the
以上の実施形態では、一部の第二冷却通路56bの出口56oが第二冷却通路56b内から径方向外側Droに向かって開口し、音響カバー61内の音響空間60sに臨み、他の一部の第二冷却通路56bの出口56oが第二冷却通路56b内から径方向内側Driに向かって開口し、燃焼空間50sに臨んでいる。しかしながら、全ての第二冷却通路56bの出口56oが第二冷却通路56b内から径方向外側Droに向かって開口し、音響カバー61内の音響空間60sに臨んでいてもよい。また、全ての第二冷却通路56bの出口56oが第二冷却通路56b内から径方向内側Driに向かって開口し、燃焼空間50sに臨んでいてもよい。
In the above embodiment, some of the exits 56o of the
以上の実施形態では、複数の第一冷却通路56aと迂回通路58と複数の第一連絡通路59aで接続し、複数の第二冷却通路56bと迂回通路58とを複数の第二連絡通路59bで接続している。しかしながら、複数の第一冷却通路56aと迂回通路58との相対位置関係で、複数の第一冷却通路56aと迂回通路58とを直接接続できる場合には、複数の第一連絡通路59aを省略してもよい。また、複数の第二冷却通路56bと迂回通路58との相対位置関係で、複数の第二冷却通路56bと迂回通路58とを直接接続できる場合には、複数の第二連絡通路59bを省略してもよい。
In the above embodiment, the plurality of
以上の実施形態では、迂回通路58の断面積を迂回通路58中の位置に応じて変えるために、迂回通路58中の位置に応じて迂回通路58の幅及び迂回通路58の高さを変えている。しかしながら、迂回通路58の断面積を迂回通路58中の位置に応じて変えるために、迂回通路58の幅と迂回通路58の高さとのうち、いずれか一方のみを変えてもよい。
In the above embodiment, in order to change the cross-sectional area of the
また、本開示は、以上で説明した一実施形態及び変形例に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲において、種々の追加、変更、置き換え、部分的削除等が可能である。 Further, the present disclosure is not limited to the embodiment and modification described above. Various additions, changes, substitutions, partial deletions, etc. can be made without departing from the conceptual idea and spirit of the present invention derived from the content defined in the claims and equivalents thereof.
「付記」
以上の実施形態における燃焼器用筒は、例えば、以下のように把握される。
"Additional notes"
The combustor cylinder in the above embodiment can be understood, for example, as follows.
(1)第一態様における燃焼器用筒は、
軸線Ac周りに筒状を成し、内周側で燃料が燃焼可能な燃焼空間50sを形成する燃焼器用筒50において、前記燃焼空間50sの前記軸線Acに対する径方向外側Droの縁を画定する内周面50iと、前記内周面50iと背合わせの関係にある外周面50oと、前記内周面50iと前記外周面50oとの間に形成され、冷却媒体Aclが流通可能な複数の冷却通路56と、前記外周面50oから前記内周面50iにかけて貫通しているノズル取付貫通孔51,51aと、前記ノズル取付貫通孔51,51aの周りに前記ノズル取付貫通孔51,51aの縁に沿って環状に形成され、前記冷却媒体Aclが流通可能な迂回通路58,58aと、を有する。前記複数の冷却通路56は、いずれも、前記冷却媒体Aclが流入可能な入口56iと、前記冷却媒体Aclが流出可能な出口56oと、を有する。
前記複数の冷却通路56のうちの少なくとも一部が、互に隣り合っている複数の第一冷却通路56aと、互に隣り合っている複数の冷却通路が複数の第二冷却通路56bと、を成す。前記複数の第一冷却通路56aは、それぞれの前記出口56oで、前記迂回通路58,58aと連通している。前記複数の第二冷却通路56bは、それぞれの前記入口56iで、前記迂回通路58,58aと連通している。
(1) The combustor cylinder in the first aspect is
In a
At least some of the plurality of
本態様では、冷却媒体Aclが第一冷却通路56aの入口56iから第一冷却通路56a内に流入する。冷却媒体Aclは、この第一冷却通路56aを流れる過程で、燃焼器用筒50の第一冷却通路56a周りを冷却する。この冷却媒体Aclは、第一冷却通路56aの出口56oから流出する。第一冷却通路56aから流出した冷却媒体Aclは、ノズル取付貫通孔51,51aの周りにノズル取付貫通孔51,51aの縁に沿って環状に形成されている迂回通路58,58a内に流入する。迂回通路58,58a内に流入した冷却媒体Aclは、この迂回通路58,58aを流れる過程で、燃焼器用筒50の迂回通路58,58a周りを冷却する。迂回通路58,58a内に流入した冷却媒体Aclは、第二冷却通路56bの入口56iから第二冷却通路56b内に流入する。冷却媒体Aclは、この第二冷却通路56bを流れる過程で、燃焼器用筒50の第二冷却通路56b周りを冷却する。この冷却媒体Aclは、第二冷却通路56bの出口56oから流出する。
In this embodiment, the cooling medium ACl flows into the
燃焼器用筒50のノズル取付貫通孔51,51a周りは、第一冷却通路56a中の出口56o近傍を流れる冷却媒体Acl、ノズル取付貫通孔51,51a周りに形成されている迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Acl、及び第二冷却通路56b中の入口56i近傍を流れる冷却媒体Aclにより冷却される。
Around the nozzle attachment through
よって、本態様では、二次燃料ノズル49が取り付けられるノズル取付貫通孔51,51a周りを冷却媒体Aclで冷却することができる。しかも、本態様では、第一冷却通路56aを流れてきた冷却媒体Aclを、例えば、ノズル取付貫通孔51,51aの傍で燃焼器用筒50の内周側に排気せず、この冷却媒体Aclを、迂回通路58,58aを介して第二冷却通路56bに導いている。よって、本態様では、燃焼器用筒50に供給する冷却媒体Aclの流量を抑えることができる。
Therefore, in this aspect, the area around the nozzle attachment through
(2)第二態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様における燃焼器用筒50において、前記迂回通路58,58aの断面積は、前記複数の第一冷却通路56aのそれぞれの断面積、及び前記複数の第二冷却通路56bのそれぞれの断面積よりも、大きい。
(2) The combustor cylinder in the second embodiment is
In the
本態様では、迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Aclの流速を抑えることができる。このため、本態様では、環状の迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Aclの圧力損失を抑えることができる。
In this aspect, the flow rate of the cooling medium ACl flowing through the
(3)第三態様における燃焼器用筒は、
前記第二態様における燃焼器用筒50において、前記迂回通路58,58aは、前記複数の第一冷却通路56aのそれぞれの前記出口56o及び前記複数の第二冷却通路56bのそれぞれの前記入口56iよりも、前記径方向外側Droに配置されている。
(3) The combustor cylinder in the third aspect is:
In the
本態様でも、前述したように、燃焼器用筒50のノズル取付貫通孔51,51a周りは、第一冷却通路56a中の出口56o近傍を流れる冷却媒体Acl、ノズル取付貫通孔51,51a周りに形成されている迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Acl、及び第二冷却通路56b中の出口56o近傍を流れる冷却媒体Aclにより冷却される。また、本態様でも、前述したように、迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Aclの流速が抑えられる。このため、迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Aclと燃焼器用筒50の迂回通路58,58a周りとの熱伝達率は、第一冷却通路56aを流れる冷却媒体Aclと燃焼器用筒50の第一冷却通路56a周りとの熱伝達率、及び第二冷却通路56bを流れる冷却媒体Aclと燃焼器用筒50の第二冷却通路56b周りとの熱伝達率よりも低くなる。言い換えると、第一冷却通路56aを流れる冷却媒体Aclと燃焼器用筒50の第一冷却通路56a周りとの熱伝達率、及び第二冷却通路56bを流れる冷却媒体Aclと燃焼器用筒50の第二冷却通路56b周りとの熱伝達率は、迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Aclと燃焼器用筒50の迂回通路58,58a周りとの熱伝達率より高くなる。
In this aspect as well, as described above, the cooling medium Acl flowing near the outlet 56o in the
そこで、本態様では、迂回通路58,58aよりも、複数の第一冷却通路56aのそれぞれの出口56o及び複数の第二冷却通路56bのそれぞれの入口56iを径方向内側Driに配置し、燃焼器用筒50のノズル取付貫通孔51,51a周りであって、燃焼器用筒50の内周面50iの冷却性能を高めている。
Therefore, in this aspect, the respective outlets 56o of the plurality of
(4)第四態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様から前記第三態様のうちのいずれか一態様における燃焼器用筒50において、前記複数の第一冷却通路56aのそれぞれの前記出口56oと前記迂回通路58,58aとを接続する第一連絡通路59aと、前記複数の第二冷却通路56bのそれぞれの前記入口56iと前記迂回通路58,58aとを接続する第二連絡通路59bと、を有する。
(4) The combustor cylinder in the fourth aspect is
In the
複数の第一冷却通路56aと迂回通路58,58aとの相対位置関係で、複数の第一冷却通路56aと迂回通路58,58aとを直接接続できない場合には、本態様のように、第一連絡通路59aを設けることで、複数の第一冷却通路56aと迂回通路58,58aとを連通させることができる。また、複数の第二冷却通路56bと迂回通路58,58aとの相対位置関係で、複数の第二冷却通路56bと迂回通路58,58aとを直接接続できない場合には、本態様のように、第二連絡通路59bを設けることで、複数の第二冷却通路56bと迂回通路58,58aとを連通させることができる。
When the plurality of
(5)第五態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様から前記第四態様のうちのいずれか一態様における燃焼器用筒50において、前記迂回通路58,58aの断面積は、互に隣り合っている前記複数の第一冷却通路56aのうち、最も中央部に近い第一冷却通路56aが前記迂回通路58,58aに連通している位置から、両端の第一冷却通路56aが前記迂回通路58,58aに連通している位置に向かうに連れて、次第に大きくなっている。さらに、前記迂回通路58,58aの断面積は、互に隣り合っている前記複数の第二冷却通路56bのうち、両端の第二冷却通路56bが前記迂回通路58,58aに連通している位置から、最も中央部に近い第二冷却通路56bが前記迂回通路58,58aに連通している位置に向かうに連れて、次第に小さくなっている。
(5) The combustor cylinder in the fifth aspect is:
In the
本態様では、複数の第一冷却通路56aから迂回通路58,58a内に冷却媒体Aclが流入し、この迂回通路58,58aから複数の第二冷却通路56b内に冷却媒体Aclが流出しても、迂回通路58,58a内の冷却媒体Aclの流速の均一化を図ることができる。このため、本態様では、迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Aclの圧力損失を抑えることができる。さらに、本態様では、迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Aclと燃焼器用筒50の迂回通路58,58a周りとの熱伝達率の均一化を図ることができる。
In this aspect, even if the cooling medium Acl flows into the
(6)第六態様における燃焼器用筒は、
前記第一態様から前記第四態様のうちのいずれか一態様における燃焼器用筒50において、前記複数の第一冷却通路56aは、前記軸線Acに沿った軸線方向Dcに延び、且つ前記軸線Acに対する周方向Dccに並んでいる。前記複数の第一冷却通路56aは、前記軸線方向Dcにおける先端側Dctと基端側Dcbとのうち、前記基端側Dcbの端に前記出口56oが形成されている。前記複数の第二冷却通路56bは、前記軸線方向Dcに延び、且つ前記周方向Dccに並び、前記複数の第一冷却通路56aよりも前記基端側Dcbに配置されている。前記複数の第二冷却通路56bは、前記先端側Dctの端に前記入口56iが形成されている。
(6) The combustor tube in the sixth aspect is:
In the
(7)第七態様における燃焼器用筒は、
前記第六態様における燃焼器用筒50において、前記迂回通路58,58aの断面積は、前記周方向Dccのおける前記迂回通路58,58aの中央部から前記周方向Dccにおける前記迂回通路58,58aの両端部に向かうに連れて、次第に大きくなっている。
(7) The combustor cylinder in the seventh aspect is:
In the
本態様では、複数の第一冷却通路56aから迂回通路58,58a内に冷却媒体Aclが流入し、この迂回通路58,58aから複数の第二冷却通路56b内に冷却媒体Aclが流出しても、迂回通路58,58a内の冷却媒体Aclの流速の均一化を図ることができる。このため、本態様では、迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Aclの圧力損失を抑えることができる。さらに、本態様では、迂回通路58,58aを流れる冷却媒体Aclと燃焼器用筒50の迂回通路58,58a周りとの熱伝達率の均一化を図ることができる。
In this aspect, even if the cooling medium Acl flows into the
(8)第八態様における燃焼器用筒は、
前記第七態様における燃焼器用筒50において、前記迂回通路58,58aの前記軸線Acに対する径方向Drの高さは、前記周方向Dccのおける前記迂回通路58,58aの中央部から前記周方向Dccにおける前記迂回通路58,58aの両端部に向かうに連れて、次第に高くなっている。
(8) The combustor tube in the eighth aspect is:
In the
以上の実施形態における燃焼器は、例えば、以下のように把握される。
(9)第九態様における燃焼器は、
前記第一態様から前記第八態様のうちのいずれか一態様における燃焼器用筒50と、前記燃焼器用筒50内に、前記軸線Acに沿った軸線方向Dcにおける先端側Dctと基端側Dcbとのうち前記先端側Dctへの方向成分を有する方向に向かって一次燃料を噴射可能な一次燃料ノズル47と、前記燃焼器用筒50に取り付けられ、前記ノズル取付貫通孔51,51aから前記軸線Acに対する径方向内側Driへの方向成分を有する方向に向かって二次燃料を噴射可能な二次燃料ノズル49と、を備える。
The combustor in the above embodiment can be understood as follows, for example.
(9) The combustor in the ninth aspect is:
The
以上の実施形態におけるガスタービンは、例えば、以下のように把握される。
(10)第十態様におけるガスタービンは、
前記第九態様における燃焼器と、空気を圧縮して、前記燃焼器用筒50内での燃料Fの燃焼に用いられる圧縮空気Acomを生成可能な圧縮機20と、前記燃焼器用筒50内での燃料の燃焼で生成された燃焼ガスGにより駆動可能なタービン30と、を備える。
The gas turbine in the above embodiment can be understood as follows, for example.
(10) The gas turbine in the tenth aspect is:
The combustor according to the ninth aspect, the
10:ガスタービン
11:ガスタービンロータ
14:中間ケーシング
14h:燃焼器取付孔
15:ガスタービンケーシング
16:強制冷却設備
17:冷却空気ライン
17e:抽気ライン
17m:冷却空気メインライン
17b:冷却空気分岐ライン
18:冷却器
19:ブースト圧縮機
20:圧縮機
21:圧縮機ロータ
22:ロータ軸
23:動翼列
25:圧縮機ケーシング
26:静翼列
30:タービン
31:タービンロータ
32:ロータ軸
33:動翼列
35:タービンケーシング
36:静翼列
39:燃焼ガス流路
40:燃焼器
41:フランジ
42:ボルト
43:内筒
44:筒サポート
45:燃料ライン
46:一次燃料配管
46p:パイロット燃料配管
46m:メイン燃料配管
47:一次燃料ノズル
47p:パイロットノズル
47m:メインノズル
48:二次燃料配管
48b:分岐二次燃料配管
48m:燃料マニホールド
49:二次燃料ノズル
50:燃焼器用筒(燃焼筒又は尾筒)
50i:内周面
50o:外周面
50s:燃焼空間
51,51a:ノズル取付貫通孔
52:筒本体
52h:貫通孔
53:外側板
53c:接合面
53g:長溝
54:内側板
54c:接合面
55:出口フランジ
56:冷却通路
56a:第一冷却通路
56b:第二冷却通路
56i:入口
56o:出口
57:ノズル取付座
57h:貫通孔
57p:ノズル取付面
58,58a:迂回通路
59a:第一連絡通路
59b:第二連絡通路
60:音響減衰器
60s:音響空間
61:音響カバー
63:音響孔
65:冷却空気ジャケット
65s:冷却空気空間
A:外気
Acom:圧縮空気
Acl:強制冷却空気(冷却媒体)
F:燃料
G:燃焼ガス
Ar:ロータ軸線
Ac:燃焼器軸線(又は単に軸線)
An:ノズル軸線
Da:ロータ軸線方向
Dau:軸線上流側
Dad:軸線下流側
Dc:軸線方向
Dcb:基端側
Dct:先端側
Dcc:周方向
Dr:径方向
Dri:径方向内側
Dro:径方向外側
10: Gas turbine 11: Gas turbine rotor 14:
50i: Inner circumferential surface 50o: Outer
F: Fuel G: Combustion gas Ar: Rotor axis Ac: Combustor axis (or simply axis)
An: Nozzle axis Da: Rotor axial direction Dau: Axis upstream side Dad: Axial downstream side Dc: Axial direction Dcb: Base end side Dct: Tip side Dcc: Circumferential direction Dr: Radial direction Dri: Radial inside Dro: Radial outside
Claims (10)
前記燃焼空間の前記軸線に対する径方向外側の縁を画定する内周面と、
前記内周面と背合わせの関係にある外周面と、
前記内周面と前記外周面との間に形成され、冷却媒体が流通可能な複数の冷却通路と、
前記外周面から前記内周面にかけて貫通しているノズル取付貫通孔と、
前記ノズル取付貫通孔の周りに前記ノズル取付貫通孔の縁に沿って環状に形成され、前記冷却媒体が流通可能な迂回通路と、
を有し、
前記複数の冷却通路は、いずれも、前記冷却媒体が流入可能な入口と、前記冷却媒体が流出可能な出口と、を有し、
前記複数の冷却通路のうちの少なくとも一部が、互に隣り合っている複数の第一冷却通路と、互に隣り合っている複数の冷却通路が複数の第二冷却通路と、を成し、
前記複数の第一冷却通路は、それぞれの前記出口で、前記迂回通路と連通し、
前記複数の第二冷却通路は、それぞれの前記入口で、前記迂回通路と連通している、
燃焼器用筒。 In a combustor cylinder that has a cylindrical shape around the axis and forms a combustion space in which fuel can be combusted on the inner peripheral side,
an inner circumferential surface defining a radially outer edge of the combustion space with respect to the axis;
an outer circumferential surface that is in a back-to-back relationship with the inner circumferential surface;
a plurality of cooling passages formed between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface, through which a cooling medium can flow;
a nozzle mounting through hole penetrating from the outer circumferential surface to the inner circumferential surface;
a detour passage formed in an annular shape around the nozzle attachment through hole along an edge of the nozzle attachment through hole and through which the cooling medium can flow;
has
Each of the plurality of cooling passages has an inlet through which the cooling medium can flow in, and an outlet through which the cooling medium can flow out,
At least a portion of the plurality of cooling passages constitute a plurality of first cooling passages that are adjacent to each other, and a plurality of second cooling passages that are adjacent to each other, and
each of the plurality of first cooling passages communicates with the detour passage at the respective outlet;
The plurality of second cooling passages are in communication with the detour passage at each of the inlets,
Combustor cylinder.
前記迂回通路の断面積は、前記複数の第一冷却通路のそれぞれの断面積、及び前記複数の第二冷却通路のそれぞれの断面積よりも、大きい、
燃焼器用筒。 The combustor tube according to claim 1,
The cross-sectional area of the detour passage is larger than the cross-sectional area of each of the plurality of first cooling passages and the cross-sectional area of each of the plurality of second cooling passages.
Combustor cylinder.
前記迂回通路は、前記複数の第一冷却通路のそれぞれの前記出口及び前記複数の第二冷却通路のそれぞれの前記入口よりも、前記径方向外側に配置されている、
燃焼器用筒。 The combustor tube according to claim 2,
The detour passage is arranged radially outward from the outlet of each of the plurality of first cooling passages and the inlet of each of the plurality of second cooling passages,
Combustor cylinder.
前記複数の第一冷却通路のそれぞれの前記出口と前記迂回通路とを接続する第一連絡通路と、
前記複数の第二冷却通路のそれぞれの前記入口と前記迂回通路とを接続する第二連絡通路と、
を有する、
燃焼器用筒。 The combustor cylinder according to any one of claims 1 to 3,
a first communication passage connecting the outlet of each of the plurality of first cooling passages and the detour passage;
a second communication passage connecting the inlet of each of the plurality of second cooling passages and the detour passage;
has,
Combustor cylinder.
前記迂回通路の断面積は、互に隣り合っている前記複数の第一冷却通路のうち、最も中央部に近い第一冷却通路が前記迂回通路に連通している位置から、両端の第一冷却通路が前記迂回通路に連通している位置に向かうに連れて、次第に大きくなっており、
さらに、前記迂回通路の断面積は、互に隣り合っている前記複数の第二冷却通路のうち、両端の第二冷却通路が前記迂回通路に連通している位置から、最も中央部に近い第二冷却通路が前記迂回通路に連通している位置に向かうに連れて、次第に小さくなっている、
燃焼器用筒。 The combustor cylinder according to any one of claims 1 to 3,
The cross-sectional area of the detour passage is determined from the position where the first cooling passage closest to the center of the plurality of adjacent first cooling passages communicates with the detour passage, to the first cooling passage at both ends. The passage gradually becomes larger as it approaches the position where it communicates with the detour passage,
Furthermore, the cross-sectional area of the detour passage is from the position where the second cooling passages at both ends communicate with the detour passage among the plurality of second cooling passages adjacent to each other to the one closest to the center. The second cooling passage gradually becomes smaller as it approaches the position where it communicates with the detour passage.
Combustor cylinder.
前記複数の第一冷却通路は、前記軸線に沿った軸線方向に延び、且つ前記軸線に対する周方向に並び、
前記複数の第一冷却通路は、前記軸線方向における先端側と基端側とのうち、前記基端側の端に前記出口が形成され、
前記複数の第二冷却通路は、前記軸線方向に延び、且つ前記周方向に並び、前記複数の第一冷却通路よりも前記基端側に配置され、
前記複数の第二冷却通路は、前記先端側の端に前記入口が形成されている、
燃焼器用筒。 The combustor cylinder according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of first cooling passages extend in an axial direction along the axis and are arranged in a circumferential direction with respect to the axis,
The plurality of first cooling passages have the outlet formed at the proximal end of the distal end side and the proximal end side in the axial direction,
The plurality of second cooling passages extend in the axial direction, are arranged in the circumferential direction, and are arranged closer to the proximal end than the plurality of first cooling passages,
The plurality of second cooling passages have the inlet formed at the end on the tip side,
Combustor cylinder.
前記迂回通路の断面積は、前記周方向のおける前記迂回通路の中央部から前記周方向における前記迂回通路の両端部に向かうに連れて、次第に大きくなっている、
燃焼器用筒。 The combustor cylinder according to claim 6,
The cross-sectional area of the detour passage gradually increases from the center of the detour passage in the circumferential direction toward both ends of the detour passage in the circumferential direction.
Combustor tube.
前記迂回通路の前記軸線に対する径方向の高さは、前記周方向のおける前記迂回通路の中央部から前記周方向における前記迂回通路の両端部に向かうに連れて、次第に高くなっている、
燃焼器用筒。 The combustor tube according to claim 7,
The height of the detour passage in the radial direction with respect to the axis is gradually increased from the center of the detour passage in the circumferential direction toward both ends of the detour passage in the circumferential direction.
Combustor tube.
前記燃焼器用筒内に、前記軸線に沿った軸線方向における先端側と基端側とのうち前記先端側への方向成分を有する方向に向かって一次燃料を噴射可能な一次燃料ノズルと、
前記燃焼器用筒に取り付けられ、前記ノズル取付貫通孔から前記軸線に対する径方向内側への方向成分を有する方向に向かって二次燃料を噴射可能な二次燃料ノズルと、
を備える燃焼器。 The combustor cylinder according to any one of claims 1 to 3,
A primary fuel nozzle capable of injecting primary fuel into the combustor cylinder in a direction having a direction component toward the distal end side of the distal end side and the proximal end side in the axial direction along the axis;
a secondary fuel nozzle attached to the combustor tube and capable of injecting secondary fuel from the nozzle attachment through hole in a direction having a radially inward component with respect to the axis;
A combustor equipped with a
空気を圧縮して、前記燃焼器用筒内での燃料の燃焼に用いられる圧縮空気を生成可能な圧縮機と、
前記燃焼器用筒内での燃料の燃焼で生成された燃焼ガスにより駆動可能なタービンと、
を備えるガスタービン。 The combustor according to claim 9;
a compressor capable of compressing air to generate compressed air used for combustion of fuel in the combustor cylinder;
a turbine that can be driven by combustion gas generated by combustion of fuel in the combustor cylinder;
A gas turbine equipped with
Priority Applications (2)
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