JP3397858B2 - ガスタービンの燃焼室 - Google Patents

ガスタービンの燃焼室

Info

Publication number
JP3397858B2
JP3397858B2 JP27936693A JP27936693A JP3397858B2 JP 3397858 B2 JP3397858 B2 JP 3397858B2 JP 27936693 A JP27936693 A JP 27936693A JP 27936693 A JP27936693 A JP 27936693A JP 3397858 B2 JP3397858 B2 JP 3397858B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion chamber
combustion
cooling
segment
gas turbine
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP27936693A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH06221563A (ja
Inventor
アイクナー マンフレート
ウレヒ ラファエル
ヴェター フーゴ
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.)
Alstom SA
Original Assignee
Alstom SA
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 Alstom SA filed Critical Alstom SA
Publication of JPH06221563A publication Critical patent/JPH06221563A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3397858B2 publication Critical patent/JP3397858B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M20/00—Details of combustion chambers, not otherwise provided for, e.g. means for storing heat from flames
    • F23M20/005—Noise absorbing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リング状燃焼スペース
を有するガスタービン燃焼室、それも燃焼スペース壁部
がガスタービン入口まで延び、かつまた燃焼室入口に
は、周方向に均等に分配配置された複数バーナが備えら
れ、これらバーナがフロントプレートに固定されている
形式の燃焼室に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】気体状又は液体状の燃料を有害物質の発
生を抑えて燃焼させる目的で、最近、いわゆる“希薄予
混合燃焼”方式が普及してきた。これは、燃料と燃焼用
空気とを出来るだけ均質に予混合してから、初めて燃焼
させる方式である。この燃焼方式が、ガスタービン装置
の場合に普通に行なわれることだが、多量の余剰空気を
用いて実施されることで、火炎温度が比較的低くなり、
それによって、また窒素酸化物の発生が所望値に抑えら
れる。
【０００３】冒頭に挙げた形式にの燃焼室は、ＥＰ−Ａ
１−３８７ ５３２ により公知である。この形式の場
合、フロントプレートが単一の壁部で形成され、この壁
部には複円錐形状の予混合バーナが配置されている。
【０００４】今日の重負荷ガスタービンの場合、冷却形
式が次第に複合的かつ高い効率を要求されるようになっ
てきている。ＮＯx放出値を低減するため、バーナ自体
に供給する空気の割合を高めることが試みられている。
冷却空気流のこうした強制的な低減には、現在のガスタ
ービンに入る高温ガスの入口温度が上昇していることと
関連する別の理由が存在する。また、翼、装置の軸な
ど、他の装置部分の冷却も次第に厳しい要求を満足させ
ねばならなくなっている。更に、高い熱効率を得ようと
して高温ガスの温度が益々高くされ、その直接の結果と
して燃焼室壁の熱負荷が著しく高くなっている。このた
めに、燃焼室の冷却空気を出来るだけ低減する必要が生
じて来る。この要求を満足させるため、たいていの場
合、多段冷却形式が用いられる。この形式の場合、圧力
損失係数、つまり、冷却に起因する総圧力降下を、燃焼
室内への冷却空気流入時の衝撃圧除した値が、かなり高
い値となることが往々にしてある。
【０００５】空冷式内管を有するガスタービン燃焼室
も、たとえば米国特許第４，０７７，２０５又は米国特
許第３，９７８，６６２号により公知である。この内管
は、実質的にタービン軸線方向に重なる壁部分により構
成されている。これらの壁部分は、燃焼スペースとは反
対の側に周方向に分配されたそれぞれ複数の入口を有し
ている。これらの入口を介して、空気が分配室内へ導入
される。この分配室は、内管内に設けられ、燃焼スペー
スと連通している。この燃焼室の冷却システムの場合、
各内管がリップを有し、このリップが、薄膜状の冷却空
気が出て来るスリット上方へ延びている。この薄膜状の
冷却空気は、内管壁に纒い付いて内管壁の冷却断熱層を
形成する。
【０００６】しかし、これら公知のガスタービン燃焼室
は次の欠点を有している。すなわち、冷却目的の空気消
費量が著しく多量であり、内管内への冷却空気供給の結
果、火炎下流で、この空気を本来の燃焼過程に利用でき
ないという欠点である。したがって、この燃焼室は、必
要とされる高い余剰空気値では稼働できない。
【０００７】従来型式の燃焼室の場合、冷却が、燃焼室
の防音にきわめて重要な役割を有している。前述の冷却
空気質量流量低減が、全燃焼室冷却の、著しく高められ
た圧力損失係数と組合わされて、防音効果がほとんど完
全に減殺される結果となる。この結果、現在の低ＮＯｘ
燃焼室内の振動レベルが上昇する。フロントプレートに
固定された多数のバーナを燃焼室入口で備えている、ロ
ケットエンジンのためのガスタービン燃焼室は、フラン
ス国特許公開第２５７０１２９号明細書により公知であ
る。振動減衰のために、燃料噴霧領域のそれぞれ両側
に、侵入管を介して燃焼スペースと連通している減衰ス
ペースが配置されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の根底をなす課
題は、冒頭に述べた種類のガスタービン燃焼室の場合
に、冷却空気消費量を最低限に抑えると同時に、熱音響
により発生する振動を減衰することにより、燃焼室の防
音効果を著しく高めることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、バーナの区域に、供給管、共鳴容積、減衰管から
成る掃気ヘルムホルツ・ダンパを配置することにより解
決された。
【００１０】本発明の効果は、とりわけ次の点に見るこ
とができる。すなわち、燃焼スペースの近くにヘルムホ
ルツ・ダンパを配置することにより、火炎正面に発生す
る熱音響振動が特に集中的に減衰される点である。
【００１１】ヘルムホルツ・ダンパ内の減衰管を交換可
能に構成し、かつまた、この目的のために燃焼スペース
壁部にマンホールを設けておくのが、特に有利である。
これにより、ガスタービンを覆う必要なしにダンパを燃
焼スペース内で検知された、減衰を要する振動に同調さ
せることが可能になる。
【００１２】
【実施例】図１にガスタービン軸線１０の上方に位置す
る半部のみが示されている装置は、ガスタービン側１
が、実質的に、動翼を取付けられたロータ１１と静翼を
取付けられた翼保持体１２とから成っている。翼保持体
１２は、突起を介してタービンハウジング１３内の相応
の受容部に懸架されている。
【００１３】図示の例の場合、このタービンハウジング
１３も、圧縮された燃料用空気の空気溜め１５を有して
いる。この空気溜め１５から燃焼用空気の一部が有孔カ
バー３０を通って矢印方向へ流れ、直接にリング状の燃
焼室３内へ達する。燃焼室３のほうは、タービン入口
に、言いかえると第１静翼列の下流に開口している。空
気溜め１５には、圧縮機２のディフューザ２２から圧縮
空気が送られてくる。圧縮機は、最後の４段だけが示さ
れている。圧縮機とタービンとの動翼は共通の軸１１に
取付けられ、軸１１の中心軸線はガスタービン・ユニッ
トの縦軸線１０と合致している。
【００１４】燃焼室３は、その頭端部に、たとえばＥＰ
−Ａ１−３８７ ５３２ により公知の類の予混合バ−ナ
２０を備えている。図２に略示されたその種の予混合バ
ーナは、いわゆる複円錐形バーナである。このバーナは
実質的に、２つの中空部分円錐体２６，２７から成り、
これら円錐体が流れ方向に互いに入れ子状に配置されて
いる。そのさい、双方の部分円錐体のそれぞれ中心軸線
は互いずらされている。双方の部分円錐体の隣接壁部
は、その縦方向延びに沿って燃焼用空気のための接線ス
リット２８を有し、燃焼用空気は、スリットを通ってバ
ーナ内部に達する。バーナ内には液状燃料用の燃料ノズ
ル２９が配置されている。燃料は、鋭角をなして中空円
錐体内へ噴射される。発生する円錐形液体燃料は接線方
向に流入する燃焼用空気により包囲される。燃料濃度
は、この空気との混合の結果、軸方向に希薄にされる。
バーナは、同じく気体状燃料によっても作動可能であ
る。この目的のために、接線スリット２８の区域に縦方
向に分配されたガス流入口が設けられている。ガスによ
る運転の場合には、したがって、燃焼用の空気との混合
気形成が、既に入口のスリト２８の区域で開始される。
このようにして２種類の燃料による混合運転も可能であ
る。バーナ出口では、円形リング状の横断面にわたって
出来るだけ均等の燃料濃度となるようにされる。バーナ
出口には一定の球欠形逆流域が生じ、この逆流域の先端
で点火が行なわれる。
【００１５】燃焼時には、燃焼ガスは極めて高い温度に
達する。このため、燃焼室壁の冷却が、特に要求され
る。こうした要求は、いわゆる低ＮＯxバーナ、たとえ
ば、本発明の前提となっている予混合バーナの場合に
は、一層強くなる。これは、比較的控え目の冷却空気量
で広い内管表面を冷却する必要があるからである。バー
ナ開口の下流には、リング状燃焼スペースがタービン入
口まで延びている。この燃焼スペースは、冷却を要する
壁部により内側と外側が制限されている。これら壁部
は、通例、自己支持的な構造体として構成されている。
【００１６】この燃焼室３には、前記バーナ２０が７２
個装備されている。４分円部分を切取って示した図３か
らバーナ２０の配置を知ることができる。１個のフロン
トセグメント３１に半径方向に上下に各２個のバーナが
配置されている。互いに並置されたこれら３６個のフロ
ントセグメントは、閉じられた円形リングを形成し、そ
のような形式で熱シールドを形成している。隣接するフ
ロントセグメント３１の各２つのバーナ２０は、それぞ
れ半径方向にずらされて配置されている。このことは、
１つおきのフロントセグメントの半径方向で外側のバー
ナが、直接に燃焼室の外側リング状壁部に隣接している
ことを意味している。この様子は、図３から知ることが
できる。前記２つのフロントセグメントの間のフロント
セグメントに配置されている半径方向内側のバーナは、
したがって、内側リング状壁部のすぐ近くに配置されて
いる。このことから、相応のリング状壁部の周方向に不
一様な熱負荷が生じる。
【００１７】各フロントセグメント３１の、バーナの配
置されていない自由端部には、燃焼室の防音用に掃気ヘ
ルムホルツ共鳴器２１が配置されている。この種のヘル
ムホルツ共鳴器、つまりヘルムホルツ・ダンパは、図４
に見られるように、実質的に、本来の共鳴容積５０、容
積内への空気入口、減衰管５２から成り、空気入口は、
この場合、供給管５１として構成され、また、減衰管５
２は燃焼室内部へ開口している。掃気は上部スペース４
９からダンパ内へ引入れられる。
【００１８】このヘルムホルツ・ダンパが機能するよう
に、供給管５１は、空気流に比較的著しい降圧を生じさ
せるように寸法づけられている。これに対し、減衰管５
２を通って燃焼室内部へ入るさいの、残りの降圧率は低
くされている。減衰管内での降圧制限が行なわれるの
は、燃焼室内側での圧力分配が不均等な場合にも、常に
十分な空気流を燃焼室内へ確実に流入させる必要がある
ためである。高温ガスがヘルムホルツ・ダンパ内へ逆流
することがあってはならないのは、言うまでもない。
【００１９】ヘルムホルツ容積５０の寸法は、供給管と
減衰管とを通る減衰空気質量流の変動の間の位相角がπ
／２以上とする要求にもとづいて選定される。この要求
は、燃焼室壁内側での、所定振動数を有する調波振動の
場合、ヘルムホルツ容積を少なくとも次の値にせねばな
らないことを意味する。すなわち、容積５０と、供給管
５１と、減衰管５２とから成る共鳴器、すなわちダンパ
のヘルムホルツ振動数が、少なくとも、減衰を要する燃
焼室振動の振動数に達する値である。加えて、この結
果、使用ヘルムホルツ・ダンパの容積は、有利には、燃
焼室の最低固有振動数に合わせて選定されることにな
る。しかし、この容積は、より大きい値に選定すること
も可能である。それによって、燃焼室内側での圧力変動
のさい、空気質量の著しく逆位相の変動を生じさせるこ
とができる。なぜなら、その場合には減衰空気の質量流
の変動は、供給管や減衰管では、もはや等位相にならな
いからである。
【００２０】供給管５１は圧力降下値を規定する。供給
管端部での空気流速は、ジェットの動圧が圧力損失とひ
っくるめて、燃焼室上方での圧力降下値に合致するよう
に調節する。減衰管内での平均流速は、このガスタービ
ン燃焼室の理想的な構成の場合、２〜４ｍ／ｓの値が典
型的な値である。この値は、したがって、振動の振幅に
比較して極めて低い値である。このことは、空気の微粒
子が減衰管内で脈動しながら前進、後退していることを
意味する。空気の貫流は、ダンパ、すなわち共鳴器の著
しい加熱が抑えられる程度に応じてしか可能ではない。
燃焼室区域からの噴流により加熱されると、振動数が不
安定となる。したがって、掃気は、内部への噴流による
熱量を排出するものにすぎない。
【００２１】熱音響振動安定化に規定的に重要なのは減
衰個所である。反動の値と圧力摂動とが同位相の振動を
生じさせる場合には、極めて激しい振動が惹起される。
最大の反動値は、大てい、燃焼区域の中心近くで生じ
る。したがってまた、反動値の変動が生じる場合には、
最大の反動値反動は前記中心近くに生じる。その場合、
ダンパをフロントセグメントの、半径方向外方の各内端
に、図示のように配置するのが有利である。なぜなら、
こうすることにより各ダンパが３個のバーナの真中に位
置することになるからである。
【００２２】ヘルムホルツ・ダンパのハウジングは上方
スペース４９から、中空ねじピン５５により各フロント
セグメント３１内にねじ込まれている。容積５０内へ突
入している減衰管５２は、交換可能に構成されている。
この目的のため、減衰管５２は、燃焼室側から中空ねじ
ピン内を貫通するようにされ、フロントセグメント内に
差込継手を介して固定されている。ばね手段５４が、フ
ロントセグメント３１に対する差込継手の摩擦接続式ス
トッパとして役立っている。
【００２３】燃焼室の運転開始時には、ブラインドフラ
ンジによって閉じられたヘルムホルツ・ダンパの場合、
振動数スペクトラムが測定される。減衰を要する振動に
もとづき、所定減衰容量時に、減衰管の所要長さと内径
が算出できる。このようにして値の得られた管を、次
に、燃焼室をスイッチオフとして、取付ける。言うまで
もなく、このようにして種々異なる減衰管を組付けるこ
とにより、種々の振動数の複数の臨界振動をも減衰可能
である。
【００２４】ところで、外からヘルムホルツ・ダンパに
接近するために、通常は冷却されている燃焼スペース壁
部にマンホールが設けられている。これらの壁部は、本
発明の場合、冷却を妨害しないため、特別な形式を有し
ている。
【００２５】すなわち、高い熱負荷を受ける燃焼室は、
２区域に分割され、これら区域の壁部が別の形式で冷却
される。
【００２６】下流に位置し、タービン入口に開口する２
次区域２２は、２重壁の内管により制限されている。内
管は、内側リング３３も外側リング３４も、フランジな
しに溶接薄板構造体から成っている。この構造体が、図
示されていないスペーサを介して一緒に固定されてい
る。双方のリング３３，３４はタービン側端部が開いて
おり、そこが冷却空気入口を形成している。外側リング
３４の２重壁の間の環状スペース３５は、図１から分か
るように空気を直接に空気溜め１５から得ている。効果
的な対流冷却を行なうことにより、空気は、燃焼室流と
は逆に１次区域３６方向へ流れる。内側リング３３の２
重壁の間の環状スペース３７は、ハブディフューザ３８
から空気を供給される。圧縮ディフューザ２２に接続さ
れているこのハブディフューザは、一方の側がドラム状
カバー２４で制限され、他方の側がリング状シェル３９
により制限されている。シェル３９は、図示されていな
いリブを介してドラム状カバー２４と供給されている。
この環状スペース３７内にも、空気が１次燃焼領域３６
の方向へ、燃焼室流とは逆に流れている。
【００２７】高い熱負荷を受ける１次燃焼領域の壁部の
冷却は、個別に冷却される冷却セグメント４０を介して
行なわれる。周方向と軸方向とに互いに並置されたこれ
ら冷却セグメントが、１次区域３６の軸方向の全長にわ
たって、この区域３６の流れ制限壁部を形成している。
こうした個別冷却は、圧力降下を僅かにする効果を有し
ている。
【００２８】高い熱負荷を受ける冷却セグメント４０
は、耐熱性の高い精密鋳物合金から成っている。これら
セグメントは、保持先端を有する各２つ足部４２により
保持構造体の相応のみぞ内に、周方向に懸架されてい
る。その形式は、たとえば静翼の根幹部が翼保持体内に
固定される形式と似ている。以下ではセグメント保持体
４３と呼ぶ前記保持構造物は、水平分離平面と図示され
ていない爪とを有する２個の鋳物シェル半部から成り、
これらの爪を介して、セグメント保持体４３はタービン
ハウジング内に支えられている。
【００２９】このようにして軸方向に３個の冷却セグメ
ントが並置されている（図２）。互いに並置された冷却
セグメント４０の数は、周方向でフロントセグメント３
１の数と合致するので、各フロントセグメントと、壁に
最も近い位置のバ−ナ２０とは１個の冷却セグメントが
配属されている（図３）。
【００３０】冷却セグメントへの冷却空気の供給は、半
径方向を向いた開口４６を介して行なわれる。この開口
４６は、セグメント保持体４３を貫通し、空気溜め１５
を冷却室４４の、周方向に位置する端部と接続してい
る。この同じ冷却室の反対側の端部には、セグメント保
持体内に出口４７が設けられている。開口４６と出口４
７とは、いずれも個別の孔又は短冊穴にして、軸方向に
セグメント幅の大部分にわたって延びるようにすること
ができる。
【００３１】出口４７は通路４８内に開口している。こ
の通路４８は、セグメント保持体４３の軸方向全長にわ
たって貫通し、両端が開いている。また、この通路は、
タービン側が外側リング３４の２重壁間の環状スペース
３５に向って開いている。図２に略示されているよう
に、この外側リングはセグメント保持体にフランジ結合
されている。その場合、内壁の輪郭は冷却セグメントの
輪郭に適合せしめられている。バ−ナ側では、通路４８
は上方スペース４９に向って開いている。上方スペース
１９はカバー３０とフロントセグメント３１とにより制
限されている。カバー３０は、同じくセグメント保持体
４３にフランジ結合されている。
【００３２】各１つが１個のセグメントに配属されてい
るこれら軸方向通路４３は、したがて、セグメント冷却
空気と、２次燃焼領域に供給される冷却空気との共通の
案内として役立っている。
【００３３】１次燃焼領域内壁の冷却にも、同様の措置
がとられている。これについては図３に冷却セグメント
１４０により示されている。
【００３４】図２と図３には、燃焼室内、特にヘルムホ
ルツ・ダンパの減衰管への接近が、どのように可能かが
示されている。複数冷却セグメントにわたって延び、セ
グメント保持体４３の上半部の前記マンホールを形成す
る部分１４３は、内部に懸架されている冷却セグメント
４０と一緒に取出し可能に構成されている。このセグメ
ント保持体の取出し可能な部分１４３は、周方向と軸方
向とに各２個の冷却セグメント４０（図２と図３に斜線
で示す）を含んでいる。どの側に突出しているＵ字形部
材４５を介して、マンホールを閉じている部分１４３
は、セグメント保持体４３にねじ止めされている。言う
までもなく、マンホールの大きさに相応する、タービン
ハウジング１３の部分は同じく開いていなければなら
ず、したがって、閉鎖ぶた１１３として構成しておく。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガスタービンの部分縦断面図。
【図２】燃焼室の１次燃焼領域の拡大部分図。
【図３】図２の３−３線に沿って燃焼室の１次燃焼領域
の部分横断面図。
【図４】ヘルムホルツ・ダンパの縦断面図。
【符号の説明】
１ ガスタービン ２ 圧縮機 ３ 燃焼室 １０ ガスタービン軸線 １１ ロータ １２ 翼保持体 １３ ガスタービンハウジング １１３ ハウジングのカバープレート １４ 排気ガスハウジング １５ 空気溜め ２０ バーナ ２１ ヘルムホルツ・ダンパ ２２ 圧縮機のディフェーザ ２４ ドラム状カバー ２６，２７ バーナ部分 ２８ 接線スリット ２９ 燃料ノズル ３０ カバ− ３１ フロントセグメント ３２ ２次燃焼領域 ３３ 内側リング ３４ 外側リング ３５ 外側リングの環状スペース ３６ １次燃焼領域 ３７ 内側リングの環状スペース ３８ ボスディフューザ ３９ リング状シェル ４０，１４０ 冷却セグメント ４２ 足部 ４３ セグメント保持体 １４３ セグメント保持体の取外し可能な部材 ４４ 冷却室 ４５ Ｕ字形部材 ４６ 開口 ４７ 出口 ４８ 通路 ４９ 上方スペース ５０ 共鳴容積 ５１ 供給管 ５２ 減衰管 ５３ 差込継手 ５４ ばね手段 ５５ 中空ねじピン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 平４−76943（ＪＰ，Ｕ) 国際公開93／10401（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02C 7/04 F23R 3/00 F01D 25/00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 リング状の燃焼スペース（３２，３６）
    を有するガスタービン燃焼室であって、燃焼スペース
    （３２，３６）の壁部が燃焼室入口からガスタービン入
    口（１）まで延びており、かつまた、燃焼室入口には、
    周方向に一様に複数バーナ（２０）が分配配置され、こ
    れらのバーナ（２０）がフロントプレートに固定されて
    いる形式のものにおいて、バーナ（２０）の区域に、供
    給管（５１）、共鳴容積（２０）、減衰管（５２）から
    成る掃気ヘルムホルツ・ダンパ（２１）が配置されてお
    り、この場合、減衰管（５２）が燃焼室内部へ開口して
    いて、この燃焼室内部から交換可能に構成されており、
    このために燃焼スペース壁部にマンホールが設けられて
    いることを特徴とする、ガスタービンの燃焼室。
  2. 【請求項２】 フロントプレートが、周方向に互いに並
    置されて１つの円形リングをなすフロントセグメント
    （３１）から成っており、各２個のバーナ（２０）が半
    径方向に互いに上下に位置してフロントセグメント（３
    １）上に固定されており、更にそれぞれ隣接するフロン
    トセグメントのバーナ（２０）が半径方向に互いにずら
    されて配置されており、しかもその場合に、ヘルムホル
    ツ・ダンパ（２１）がフロントセグメントの一方の半部
    ではバーナの半径方向上方に、他方の半部ではバーナの
    半径方向下方に配置されていることを特徴とする、請求
    項１記載のガスタービンの燃焼室。
  3. 【請求項３】 燃焼スペースの１次燃焼領域では、個別
    に冷却される複数冷却セグメント（４０）が流量制限壁
    を形成し、しかもその場合、冷却セグメント（４０）
    が、水平分離平面を有する２つのシェル半部から成るセ
    グメント保持体（４３）に懸架されており、更にこのセ
    グメント保持体（４３）が、圧縮された燃焼空気を案内
    する空気溜め（１５）に対し１次燃焼領域（３６）の外
    側制限部を形成し、また、下流に位置する２次燃焼領域
    （３２）が２重壁の内管（３３，３４）により制限さ
    れ、内管（３３，３４）のタービン側端部が開放され、
    かつ２次燃焼領域（３２）の冷却空気の入口を形成して
    おり、更に冷却空気が、１次燃焼領域（３６）と２次燃
    焼領域（３２）とから一緒にバーナ入口へ送られ、この
    目的のためにセグメント保持対（４３）内にバーナ入口
    と連通する軸方向通路（４８）が設けられており、更に
    また複数冷却セグメントにわたって延び、マンホールを
    形成する部材（１４３）、それも、内部に冷却セグメン
    ト（４０）が懸架されたセグメント保持体（４３）上半
    部の一部をなす部材（１４３）が、取外し可能に構成さ
    れていることを特徴とする、請求項１記載のガスタービ
    ンの燃焼室。
  4. 【請求項４】 周方向に互いに並置された冷却セグメン
    ト（４０）の数が、フロントセグメント（３１）の数に
    合致し、かつ軸方向に少なくとも３個の冷却セグメント
    が並置されており、また、セグメント保持体（４３）
    の、取外し可能の部分（１４３）が周方向と軸方向と
    に、各２個の冷却セグメントを有することを特徴とす
    る、請求項３記載のガスタービンの燃焼室。
JP27936693A 1992-11-09 1993-11-09 ガスタービンの燃焼室 Expired - Fee Related JP3397858B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH92119124.3 1992-11-09
EP92119124A EP0597138B1 (de) 1992-11-09 1992-11-09 Gasturbinen-Brennkammer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06221563A JPH06221563A (ja) 1994-08-09
JP3397858B2 true JP3397858B2 (ja) 2003-04-21

Family

ID=8210218

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27936693A Expired - Fee Related JP3397858B2 (ja) 1992-11-09 1993-11-09 ガスタービンの燃焼室

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5373695A (ja)
EP (1) EP0597138B1 (ja)
JP (1) JP3397858B2 (ja)
KR (1) KR940011862A (ja)
DE (1) DE59208715D1 (ja)

Families Citing this family (83)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4411624A1 (de) * 1994-04-02 1995-10-05 Abb Management Ag Brennkammer mit Vormischbrennern
US5644918A (en) * 1994-11-14 1997-07-08 General Electric Company Dynamics free low emissions gas turbine combustor
US5685157A (en) * 1995-05-26 1997-11-11 General Electric Company Acoustic damper for a gas turbine engine combustor
DE19523094A1 (de) * 1995-06-26 1997-01-02 Abb Management Ag Brennkammer
DE19640980B4 (de) * 1996-10-04 2008-06-19 Alstom Vorrichtung zur Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen in einer Brennkammer
EP0892217B1 (de) * 1997-07-15 2003-01-15 ALSTOM (Switzerland) Ltd Vorrichtung zur Dämpfung von Brennkammerschwingungen
DE59709276D1 (de) * 1997-07-15 2003-03-13 Alstom Switzerland Ltd Schwingungsdämpfende Brennkammerwandstruktur
US6464489B1 (en) * 1997-11-24 2002-10-15 Alstom Method and apparatus for controlling thermoacoustic vibrations in a combustion system
EP0976982B1 (de) 1998-07-27 2003-12-03 ALSTOM (Switzerland) Ltd Verfahren zum Betrieb einer Gasturbinenbrennkammer mit gasförmigem Brennstoff
SE9802707L (sv) * 1998-08-11 2000-02-12 Abb Ab Brännkammaranordning och förfarande för att reducera inverkan av akustiska trycksvängningar i en brännkammaranordning
EP0990851B1 (de) 1998-09-30 2003-07-23 ALSTOM (Switzerland) Ltd Brennkammer für eine Gasturbine
DE19851636A1 (de) * 1998-11-10 2000-05-11 Asea Brown Boveri Dämpfungsvorrichtung zur Reduzierung der Schwingungsamplitude akustischer Wellen für einen Brenner
US6351947B1 (en) 2000-04-04 2002-03-05 Abb Alstom Power (Schweiz) Combustion chamber for a gas turbine
DE10026121A1 (de) 2000-05-26 2001-11-29 Alstom Power Nv Vorrichtung zur Dämpfung akustischer Schwingungen in einer Brennkammer
US6530221B1 (en) 2000-09-21 2003-03-11 Siemens Westinghouse Power Corporation Modular resonators for suppressing combustion instabilities in gas turbine power plants
DE10058688B4 (de) * 2000-11-25 2011-08-11 Alstom Technology Ltd. Dämpferanordnung zur Reduktion von Brennkammerpulsationen
DE10108560A1 (de) 2001-02-22 2002-09-05 Alstom Switzerland Ltd Verfahren zum Betrieb einer Ringbrennkammer sowie eine diesbezügliche Ringbrennkammer
JP3962554B2 (ja) * 2001-04-19 2007-08-22 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器及びガスタービン
EP1270902B1 (de) 2001-06-22 2009-10-21 ALSTOM Technology Ltd Verfahren zum Hochfahren einer Gasturbinenanlage
CA2399534C (en) * 2001-08-31 2007-01-02 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gasturbine and the combustor thereof
KR100804951B1 (ko) * 2001-11-27 2008-02-20 주식회사 포스코 가스터빈 연소기의 충격흡수장치
CN100529547C (zh) 2002-01-14 2009-08-19 阿尔斯通技术有限公司 用于燃气轮机的环形燃烧室的燃烧器装置
WO2003060381A1 (de) 2002-01-16 2003-07-24 Alstom Technology Ltd Brennkammer und daempferandnung zur reduzierung von brennkammerpulsationen in einer gasturbinenanlage
EP1342953A1 (de) * 2002-03-07 2003-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Gasturbine
EP1342952A1 (de) * 2002-03-07 2003-09-10 Siemens Aktiengesellschaft Brenner, Verfahren zum Betrieb eines Brenners und Gasturbine
EP1568869B1 (en) * 2002-12-02 2016-09-14 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Gas turbine combustor, and gas turbine with the combustor
GB2396687A (en) * 2002-12-23 2004-06-30 Rolls Royce Plc Helmholtz resonator for combustion chamber use
GB0305025D0 (en) * 2003-03-05 2003-04-09 Alstom Switzerland Ltd Method and device for efficient usage of cooling air for acoustic damping of combustion chamber pulsations
US7272931B2 (en) * 2003-09-16 2007-09-25 General Electric Company Method and apparatus to decrease combustor acoustics
ITTO20031013A1 (it) 2003-12-16 2005-06-17 Ansaldo Energia Spa Sistema di smorzamento di instabilita' termoacustiche in un dispositivo combustore per una turbina a gas.
EP1730448B1 (de) 2004-03-31 2016-12-14 General Electric Technology GmbH Mehrfachbrenneranordnung zum betrieb einer brennkammer sowie verfahren zum betreiben der mehrfachbrenneranordnung
US7464552B2 (en) * 2004-07-02 2008-12-16 Siemens Energy, Inc. Acoustically stiffened gas-turbine fuel nozzle
US7334408B2 (en) * 2004-09-21 2008-02-26 Siemens Aktiengesellschaft Combustion chamber for a gas turbine with at least two resonator devices
CH698104B1 (de) 2004-11-03 2009-05-29 Alstom Technology Ltd Brennstoffdrosselventil zum Betreiben einer Brenneranordnung einer Gasturbine sowie Brenneranordnung mit Brennstoffdrosselventil.
DE602005001611T2 (de) * 2005-02-04 2008-03-13 Enel Produzione S.P.A. Dämpfung von thermoakustischen Schwingungen in einer Gasturbinenbrennkammer mit ringförmiger Kammer
DE102005062284B4 (de) 2005-12-24 2019-02-28 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Brennkammer für eine Gasturbine
US7413053B2 (en) * 2006-01-25 2008-08-19 Siemens Power Generation, Inc. Acoustic resonator with impingement cooling tubes
DE102006007711B4 (de) * 2006-02-14 2008-07-24 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Brennkammer und Verfahren zur Einstellung der akustischen Eigenschaften einer Brennkammer
US7600370B2 (en) * 2006-05-25 2009-10-13 Siemens Energy, Inc. Fluid flow distributor apparatus for gas turbine engine mid-frame section
GB0610800D0 (en) * 2006-06-01 2006-07-12 Rolls Royce Plc Combustion chamber for a gas turbine engine
US7788926B2 (en) * 2006-08-18 2010-09-07 Siemens Energy, Inc. Resonator device at junction of combustor and combustion chamber
DE102006053278A1 (de) * 2006-11-03 2008-05-08 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Brennkammervorrichtung
GB2443838B (en) * 2006-11-16 2009-01-28 Rolls Royce Plc Combustion control for a gas turbine
GB0708459D0 (en) 2007-05-02 2007-06-06 Rolls Royce Plc A temperature controlling arrangement
FR2920525B1 (fr) * 2007-08-31 2014-06-13 Snecma Separateur pour alimentation de l'air de refroidissement d'une turbine
US8516819B2 (en) 2008-07-16 2013-08-27 Siemens Energy, Inc. Forward-section resonator for high frequency dynamic damping
EP2187125A1 (de) 2008-09-24 2010-05-19 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Dämpfung von Verbrennungsschwingungen
CH700799A1 (de) * 2009-04-11 2010-10-15 Alstom Technology Ltd Brennkammer mit Helmholtzdämpfer für eine Gasturbine.
US8408004B2 (en) * 2009-06-16 2013-04-02 General Electric Company Resonator assembly for mitigating dynamics in gas turbines
US8336312B2 (en) * 2009-06-17 2012-12-25 Siemens Energy, Inc. Attenuation of combustion dynamics using a Herschel-Quincke filter
US8789372B2 (en) * 2009-07-08 2014-07-29 General Electric Company Injector with integrated resonator
ES2400267T3 (es) * 2009-08-31 2013-04-08 Alstom Technology Ltd Dispositivo de combustión de una turbina de gas
RU2508506C2 (ru) * 2009-09-01 2014-02-27 Дженерал Электрик Компани Способ и установка для ввода текучей среды в камеру сгорания газотурбинного двигателя
EP2299177A1 (en) * 2009-09-21 2011-03-23 Alstom Technology Ltd Combustor of a gas turbine
JP5448762B2 (ja) * 2009-12-02 2014-03-19 三菱重工業株式会社 ガスタービン用燃焼バーナ
CH702594A1 (de) * 2010-01-28 2011-07-29 Alstom Technology Ltd Helmholtzdämpfer für den Einbau in die Brennkammer einer Gasturbine sowie Verfahren zum Einbau eines solchen Helmholtzdämpfers.
FR2958016B1 (fr) * 2010-03-23 2017-03-24 Snecma Methode de reduction des instabilites de combustion par le choix du positionnement d'un prelevement d'air sur une turbomachine
EP2383514A1 (de) 2010-04-28 2011-11-02 Siemens Aktiengesellschaft Brennersystem und Verfahren zur Dämpfung eines solchen Brennersystems
EP2383515B1 (de) 2010-04-28 2013-06-19 Siemens Aktiengesellschaft Brennersystem zur Dämpfung eines solchen Brennersystems
US9127837B2 (en) * 2010-06-22 2015-09-08 Carrier Corporation Low pressure drop, low NOx, induced draft gas heaters
US9546558B2 (en) 2010-07-08 2017-01-17 Siemens Energy, Inc. Damping resonator with impingement cooling
EP2474784A1 (en) 2011-01-07 2012-07-11 Siemens Aktiengesellschaft Combustion system for a gas turbine comprising a resonator
FR2977639B1 (fr) * 2011-07-07 2013-08-09 Snecma Element d'injection
US9341375B2 (en) 2011-07-22 2016-05-17 General Electric Company System for damping oscillations in a turbine combustor
US8469141B2 (en) 2011-08-10 2013-06-25 General Electric Company Acoustic damping device for use in gas turbine engine
EP2559945A1 (en) * 2011-08-17 2013-02-20 Siemens Aktiengesellschaft Combustion arrangement and turbine comprising a damping facility
US8966903B2 (en) * 2011-08-17 2015-03-03 General Electric Company Combustor resonator with non-uniform resonator passages
US9400108B2 (en) 2013-05-14 2016-07-26 Siemens Aktiengesellschaft Acoustic damping system for a combustor of a gas turbine engine
EP2816288B1 (en) * 2013-05-24 2019-09-04 Ansaldo Energia IP UK Limited Combustion chamber for a gas turbine with a vibration damper
EP3117148B1 (de) 2014-05-19 2018-06-06 Siemens Aktiengesellschaft Brenneranordnung mit resonator
US9890954B2 (en) 2014-08-19 2018-02-13 General Electric Company Combustor cap assembly
US9964308B2 (en) 2014-08-19 2018-05-08 General Electric Company Combustor cap assembly
US10267523B2 (en) * 2014-09-15 2019-04-23 Ansaldo Energia Ip Uk Limited Combustor dome damper system
WO2016089341A1 (en) * 2014-12-01 2016-06-09 Siemens Aktiengesellschaft Resonators with interchangeable metering tubes for gas turbine engines
EP3029377B1 (en) * 2014-12-03 2018-04-11 Ansaldo Energia Switzerland AG Damper for a gas turbine
US9835333B2 (en) * 2014-12-23 2017-12-05 General Electric Company System and method for utilizing cooling air within a combustor
US10221769B2 (en) * 2016-12-02 2019-03-05 General Electric Company System and apparatus for gas turbine combustor inner cap and extended resonating tubes
US10220474B2 (en) * 2016-12-02 2019-03-05 General Electricd Company Method and apparatus for gas turbine combustor inner cap and high frequency acoustic dampers
US11204164B2 (en) 2017-03-30 2021-12-21 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG System with conduit arrangement for dual utilization of cooling fluid in a combustor section of a gas turbine engine
US20180313540A1 (en) * 2017-05-01 2018-11-01 General Electric Company Acoustic Damper for Gas Turbine Engine Combustors
JP2020056542A (ja) * 2018-10-02 2020-04-09 川崎重工業株式会社 航空機用のアニュラ型ガスタービン燃焼器
US11204204B2 (en) 2019-03-08 2021-12-21 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Acoustic absorber with integrated heat sink
CN116293795A (zh) * 2021-12-06 2023-06-23 通用电气阿维奥有限责任公司 用于燃气涡轮燃烧器应用的圆顶集成声学阻尼器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2881337A (en) * 1957-07-01 1959-04-07 Gen Electric Acoustically treated motor
US3850261A (en) * 1973-03-01 1974-11-26 Gen Electric Wide band width single layer sound suppressing panel
US4012902A (en) * 1974-03-29 1977-03-22 Phillips Petroleum Company Method of operating a gas turbine combustor having an independent airstream to remove heat from the primary combustion zone
US3978662A (en) * 1975-04-28 1976-09-07 General Electric Company Cooling ring construction for combustion chambers
US4077205A (en) * 1975-12-05 1978-03-07 United Technologies Corporation Louver construction for liner of gas turbine engine combustor
GB2036296B (en) * 1978-11-20 1982-12-01 Rolls Royce Gas turbine
DE3432607A1 (de) * 1984-09-05 1986-03-13 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8012 Ottobrunn Einrichtung zum daempfen von brennkammerschwingungen bei fluessigkeitsraketentriebwerken
US5082421A (en) * 1986-04-28 1992-01-21 Rolls-Royce Plc Active control of unsteady motion phenomena in turbomachinery
US4944362A (en) * 1988-11-25 1990-07-31 General Electric Company Closed cavity noise suppressor
CH678757A5 (ja) * 1989-03-15 1991-10-31 Asea Brown Boveri
EP0576717A1 (de) * 1992-07-03 1994-01-05 Abb Research Ltd. Gasturbinen-Brennkammer

Also Published As

Publication number Publication date
KR940011862A (ko) 1994-06-22
EP0597138B1 (de) 1997-07-16
US5373695A (en) 1994-12-20
JPH06221563A (ja) 1994-08-09
DE59208715D1 (de) 1997-08-21
EP0597138A1 (de) 1994-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3397858B2 (ja) ガスタービンの燃焼室
EP1666795B1 (en) Acoustic damper
US5644918A (en) Dynamics free low emissions gas turbine combustor
CA2399534C (en) Gasturbine and the combustor thereof
US8516819B2 (en) Forward-section resonator for high frequency dynamic damping
CN105716116B (zh) 喷射稀释空气的轴向分级混合器
JP4429730B2 (ja) ガスタービン
CA2748256C (en) Acoustic damper
JP2008275308A (ja) 燃料ノズル及びその製造方法
KR20080090314A (ko) 연소기 다이나믹스 감쇄 시스템
US10895384B2 (en) Premixed fuel nozzle
US20180313540A1 (en) Acoustic Damper for Gas Turbine Engine Combustors
EP3290805A1 (en) Fuel nozzle assembly with resonator
JP4274996B2 (ja) ガスタービン燃焼器
US3952503A (en) Gas turbine engine combustion equipment
US11041625B2 (en) Fuel nozzle with narrow-band acoustic damper
US20140260265A1 (en) Combustion chamber for a gas turbine and burner arrangement
JP3192055B2 (ja) ガスタービン燃焼器
JP3523893B2 (ja) ガスタービンの燃焼室
JP3526895B2 (ja) ガスタービンの燃焼器

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080214

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090214

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090214

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100214

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110214

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees