JP3488902B2 - ガスタービン燃焼器の冷却方法および冷却構造 - Google Patents
ガスタービン燃焼器の冷却方法および冷却構造Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はジェットエンジンまたは
ガスタービン燃焼器（以下、単にガスタービン燃焼器と
いう）の冷却方法および冷却構造に関する。さらに詳し
くは、冷却効率が改善されてなる２重壁冷却方法および
冷却構造に関する。なお、本明細書においては、ガスタ
ービンをジェットエンジンをも包含する概念で用いてい
る。
ガスタービン燃焼器（以下、単にガスタービン燃焼器と
いう）の冷却方法および冷却構造に関する。さらに詳し
くは、冷却効率が改善されてなる２重壁冷却方法および
冷却構造に関する。なお、本明細書においては、ガスタ
ービンをジェットエンジンをも包含する概念で用いてい
る。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービン燃焼器においては、そのラ
イナ壁の焼損を防止するために、燃焼用空気を利用して
その冷却がなされている。従来より、その冷却方法とし
てフィルム冷却方法および２重壁冷却方法などが採用さ
れている（米国特許第４，３１５，４００号、ＡＳＭＥ
９３−Ｇ−４００（Cicinati,Ohio-May 24-27,1993）
等参照）。
イナ壁の焼損を防止するために、燃焼用空気を利用して
その冷却がなされている。従来より、その冷却方法とし
てフィルム冷却方法および２重壁冷却方法などが採用さ
れている（米国特許第４，３１５，４００号、ＡＳＭＥ
９３−Ｇ−４００（Cicinati,Ohio-May 24-27,1993）
等参照）。
【０００３】フィルム冷却方法は、図５に示すように、
列状に配列された冷却孔１０１から低温の空気を燃焼室
内側のライナ壁１０２面に沿わせて噴出させ、低温空気
のフィルムをその表面に形成させてライナ壁１０２の冷
却を行うものである。なお、図５中、ｘ印は亀裂の発生
しやすい個所を示す。
列状に配列された冷却孔１０１から低温の空気を燃焼室
内側のライナ壁１０２面に沿わせて噴出させ、低温空気
のフィルムをその表面に形成させてライナ壁１０２の冷
却を行うものである。なお、図５中、ｘ印は亀裂の発生
しやすい個所を示す。
【０００４】一方、２重壁冷却方法は、図６に示すよう
に、ライナを２重壁構造として低温の空気を、燃焼室外
側の壁２０１面に設けられた孔２０２，２０２，２０
２，…から２重壁内２０３に吹き込んで、この孔２０２
に接続している流路２０４，２０４，２０４，…に流入
させ燃焼室側のライナ壁２０５内を対流冷却により冷却
し、ついでこの空気を燃焼室内側のライナ壁２０５に設
けられた孔２０６，２０６，２０６，…から流出させ、
低温空気のフィルムを燃焼室側のライナ壁２０５表面に
形成して冷却を行うものである。
に、ライナを２重壁構造として低温の空気を、燃焼室外
側の壁２０１面に設けられた孔２０２，２０２，２０
２，…から２重壁内２０３に吹き込んで、この孔２０２
に接続している流路２０４，２０４，２０４，…に流入
させ燃焼室側のライナ壁２０５内を対流冷却により冷却
し、ついでこの空気を燃焼室内側のライナ壁２０５に設
けられた孔２０６，２０６，２０６，…から流出させ、
低温空気のフィルムを燃焼室側のライナ壁２０５表面に
形成して冷却を行うものである。
【０００５】しかしながら、フィルム冷却方法において
は、燃焼火炎の揺らぎによる火炎のライナ壁への接触
や、冷却空気の噴出側では充分に冷却され、その逆に噴
出側より遠い箇所では冷却があまりなされないなどの理
由により、ライナ壁に冷却不均一が生ずる。その結果、
図５に模式的に示すように、ライナ壁の冷却が充分にな
されていない箇所に亀裂１０３が生ずる。かかる亀裂１
０３が生ずると、燃焼効率の低下を招来するばかりでな
く、万一、亀裂１０３が伝播してライナ壁の脱落が生
じ、その脱落したライナ片が燃焼ガスに搬送されてター
ビン室に到達するようなことになれば、タービンブレー
ドを損傷する事態も生ずる。かかる事態を回避するため
に、亀裂１０３が発生すると、通常、亀裂１０３の程度
に応じて溶接補修や燃焼器の交換がなされる。
は、燃焼火炎の揺らぎによる火炎のライナ壁への接触
や、冷却空気の噴出側では充分に冷却され、その逆に噴
出側より遠い箇所では冷却があまりなされないなどの理
由により、ライナ壁に冷却不均一が生ずる。その結果、
図５に模式的に示すように、ライナ壁の冷却が充分にな
されていない箇所に亀裂１０３が生ずる。かかる亀裂１
０３が生ずると、燃焼効率の低下を招来するばかりでな
く、万一、亀裂１０３が伝播してライナ壁の脱落が生
じ、その脱落したライナ片が燃焼ガスに搬送されてター
ビン室に到達するようなことになれば、タービンブレー
ドを損傷する事態も生ずる。かかる事態を回避するため
に、亀裂１０３が発生すると、通常、亀裂１０３の程度
に応じて溶接補修や燃焼器の交換がなされる。
【０００６】一方、２重壁冷却方法においては、燃焼室
内側のライナ壁に設けられた孔の開口部から亀裂が生ず
れば前記と同様の事故が発生すると恐れがあるいう問題
がある。
内側のライナ壁に設けられた孔の開口部から亀裂が生ず
れば前記と同様の事故が発生すると恐れがあるいう問題
がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、冷却性能が向
上されるとともに、亀裂が生じてもそれによりタービン
等に損傷を生じさせないような燃焼器における２重壁冷
却方法および２重壁冷却構造を提供することを主たる目
的としている。
術の問題点に鑑みなされたものであって、冷却性能が向
上されるとともに、亀裂が生じてもそれによりタービン
等に損傷を生じさせないような燃焼器における２重壁冷
却方法および２重壁冷却構造を提供することを主たる目
的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１発明は、２
重壁冷却方法を用いるガスタービン燃焼器の冷却方法で
あって、前記２重壁冷却方法に適用される２重壁構造
は、外壁用部材と内壁用部材とを接合部材により接合し
たものとされ、前記接合部材は、正三角形または角部が
適当な半径でアールが形成された正三角形とされ、前記
形状とされた接合部材６個を適当な間隔を設けて配置し
て正六角形を構成したものを一単位とし、かつその一単
位とされたものを適当な間隔を設けてハチの巣状に配置
し、前記外壁用部材の前記正六角形の中心に対応する位
置に冷却空気供給孔を形成し、前記内壁用部材の前記正
六角形の辺に対応する位置に冷却空気流出用スリットを
形成し、前記冷却空気供給孔に燃焼器に流入する全空気
量に対する１５％〜４５％の空気を冷却用空気として供
給し、その供給した冷却用空気を各接合部材間を通して
前記スリットに導いて同スリットから燃焼室内に流出せ
しめることを特徴とするガスタービン燃焼器の冷却方法
に関する。
重壁冷却方法を用いるガスタービン燃焼器の冷却方法で
あって、前記２重壁冷却方法に適用される２重壁構造
は、外壁用部材と内壁用部材とを接合部材により接合し
たものとされ、前記接合部材は、正三角形または角部が
適当な半径でアールが形成された正三角形とされ、前記
形状とされた接合部材６個を適当な間隔を設けて配置し
て正六角形を構成したものを一単位とし、かつその一単
位とされたものを適当な間隔を設けてハチの巣状に配置
し、前記外壁用部材の前記正六角形の中心に対応する位
置に冷却空気供給孔を形成し、前記内壁用部材の前記正
六角形の辺に対応する位置に冷却空気流出用スリットを
形成し、前記冷却空気供給孔に燃焼器に流入する全空気
量に対する１５％〜４５％の空気を冷却用空気として供
給し、その供給した冷却用空気を各接合部材間を通して
前記スリットに導いて同スリットから燃焼室内に流出せ
しめることを特徴とするガスタービン燃焼器の冷却方法
に関する。
【０００９】
【００１０】 本発明の第２発明は、燃焼室のライナ
が、外壁用部材と内壁用部材とこの外壁用部材と内壁用
部材とに介装・固着されている接合部材とからなり、前
記接合部材が正三角形または角部にアールが設けられた
正三角形とされ、この接合部材が所定の間隔を設けて正
六角形状に配置されたものが一単位とされ、この一単位
とされたものが所定の間隔を設けてハチの巣状に配置さ
れ、前記外壁用部材の前記正六角形の中心部に対応する
位置に、冷却空気供給用の孔が形成され、前記内壁用部
材の前記正六角形の辺に対応する位置に、冷却空気流出
用のスリットが形成され、前記外壁用部材の孔の直径が
１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とされ、前記接合部材の間隔が１
ｍｍ〜５ｍｍの範囲とされ、前記接合部材からなる単位
の配置間隔が１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲とされ、前記内
壁用部材のスリットの幅が０．３ｍｍ〜２ｍｍの範囲と
されてなることを特徴とするガスタービン燃焼器の冷却
構造に関する。
が、外壁用部材と内壁用部材とこの外壁用部材と内壁用
部材とに介装・固着されている接合部材とからなり、前
記接合部材が正三角形または角部にアールが設けられた
正三角形とされ、この接合部材が所定の間隔を設けて正
六角形状に配置されたものが一単位とされ、この一単位
とされたものが所定の間隔を設けてハチの巣状に配置さ
れ、前記外壁用部材の前記正六角形の中心部に対応する
位置に、冷却空気供給用の孔が形成され、前記内壁用部
材の前記正六角形の辺に対応する位置に、冷却空気流出
用のスリットが形成され、前記外壁用部材の孔の直径が
１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とされ、前記接合部材の間隔が１
ｍｍ〜５ｍｍの範囲とされ、前記接合部材からなる単位
の配置間隔が１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲とされ、前記内
壁用部材のスリットの幅が０．３ｍｍ〜２ｍｍの範囲と
されてなることを特徴とするガスタービン燃焼器の冷却
構造に関する。
【００１１】 本発明の第２発明においては、前記接合
部材の外壁用部材および内壁用部材への接合が拡散溶接
によりなされるのが好ましい。
部材の外壁用部材および内壁用部材への接合が拡散溶接
によりなされるのが好ましい。
【００１２】 本発明の第３発明は、正三角形または角
部にアールが形成された正三角形の接合部材を、内壁用
部材または外壁用部材上に、所定の間隔を設けて正六角
形状に配置するとともに、その正六角形からなる単位を
所定の間隔を設けてハチの巣状に配置する手順と、前記
接合部材の上に、残りの外壁用部材または内壁用部材を
配置する手順と、前記接合部材を前記内壁用部材および
外壁用部材に接合する手順と、前記外壁用部材の前記接
合部材からなる正六角形の中心部に対応する位置に冷却
空気供給用の孔を形成する手順と、前記内壁用部材の前
記前記接合部材からなる正六角形の辺に対応する位置に
スリットを形成する手順とを含み、前記外壁用部材の孔
の直径を１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とし、前記接合部材の間
隔を１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とし、前記接合部材からなる
単位の配置間隔を１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲とし、前記
内壁用部材のスリットの幅を０．３ｍｍ〜２ｍｍの範囲
とすることを特徴とするガスタービンの冷却構造の製造
方法に関する。
部にアールが形成された正三角形の接合部材を、内壁用
部材または外壁用部材上に、所定の間隔を設けて正六角
形状に配置するとともに、その正六角形からなる単位を
所定の間隔を設けてハチの巣状に配置する手順と、前記
接合部材の上に、残りの外壁用部材または内壁用部材を
配置する手順と、前記接合部材を前記内壁用部材および
外壁用部材に接合する手順と、前記外壁用部材の前記接
合部材からなる正六角形の中心部に対応する位置に冷却
空気供給用の孔を形成する手順と、前記内壁用部材の前
記前記接合部材からなる正六角形の辺に対応する位置に
スリットを形成する手順とを含み、前記外壁用部材の孔
の直径を１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とし、前記接合部材の間
隔を１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とし、前記接合部材からなる
単位の配置間隔を１０ｍｍ〜３０ｍｍの範囲とし、前記
内壁用部材のスリットの幅を０．３ｍｍ〜２ｍｍの範囲
とすることを特徴とするガスタービンの冷却構造の製造
方法に関する。
【００１３】本発明の第３発明においては、前記接合部
材の配置が、その配置に対応させた孔が形成されてなる
板材を用いてなされるのが好ましく、また、前記接合部
材の接合が拡散溶接によりなされるのも好ましい。
材の配置が、その配置に対応させた孔が形成されてなる
板材を用いてなされるのが好ましく、また、前記接合部
材の接合が拡散溶接によりなされるのも好ましい。
【００１４】
【作用】外壁用部材に設けられた冷却空気供給孔から接
合部材により形成された正六角形の中心部に供給された
冷却用空気は、所定の間隔を設けて配置された接合部材
により形成された流路を通り、内壁用部材の内面を冷却
しながら、正六角形の角部に向けて移動する。正六角形
の角部に到達した冷却用空気は、所定の間隔を設けてハ
チの巣状に配置されている正六角形の辺に対応する位置
に形成されている流路を通り、内壁用部材の内面を冷却
しながら、内壁用部材に設けられているスリットから燃
焼室内へ流出し、燃焼室内壁に沿って流れて内壁をフィ
ルム冷却する。
合部材により形成された正六角形の中心部に供給された
冷却用空気は、所定の間隔を設けて配置された接合部材
により形成された流路を通り、内壁用部材の内面を冷却
しながら、正六角形の角部に向けて移動する。正六角形
の角部に到達した冷却用空気は、所定の間隔を設けてハ
チの巣状に配置されている正六角形の辺に対応する位置
に形成されている流路を通り、内壁用部材の内面を冷却
しながら、内壁用部材に設けられているスリットから燃
焼室内へ流出し、燃焼室内壁に沿って流れて内壁をフィ
ルム冷却する。
【００１５】また、本発明においては、内壁用部材に正
六角形のスリットをハチの巣状に形成しているので、燃
焼室内壁に亀裂が発生したとしても、亀裂の進展はスリ
ットにより切断される。そのため、亀裂が成長して内壁
用部材が破断されて断片となり、その断片が下流側のタ
ービンに運ばれてタービンを損傷させる恐れもない。
六角形のスリットをハチの巣状に形成しているので、燃
焼室内壁に亀裂が発生したとしても、亀裂の進展はスリ
ットにより切断される。そのため、亀裂が成長して内壁
用部材が破断されて断片となり、その断片が下流側のタ
ービンに運ばれてタービンを損傷させる恐れもない。
【００１６】
【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明を実施
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
例に基づいて説明するが、本発明はかかる実施例のみに
限定されるものではない。
【００１７】本発明の２重壁冷却方法に適用される２重
壁冷却構造を図１に示し、同冷却構造１は、燃焼室ライ
ナＬを外壁用部材２と内壁用部材３とこの両部材２，３
を接合する接合部材４とを主要部としてなるものであ
る。なお、図１の矢印は冷却空気の流れを示す。
壁冷却構造を図１に示し、同冷却構造１は、燃焼室ライ
ナＬを外壁用部材２と内壁用部材３とこの両部材２，３
を接合する接合部材４とを主要部としてなるものであ
る。なお、図１の矢印は冷却空気の流れを示す。
【００１８】接合部材４は、所望により角部が適当な半
径でアールが形成された正三角形とされる。そして、こ
の接合部材４を６個適当な間隔Ｗを設けて配置して正六
角形を構成したものを一単位として、それを適当な間隔
を設けてハチの巣状に配置したものが外壁用部材２と内
壁用部材３とに介装・固着されているものがライナ素材
とされる。そして、このライナ素材が適宜成型されて燃
焼室が形成される。なお、角部のアールは所望により設
けられればよく、したがって必ずしも設けられる必要は
ない。
径でアールが形成された正三角形とされる。そして、こ
の接合部材４を６個適当な間隔Ｗを設けて配置して正六
角形を構成したものを一単位として、それを適当な間隔
を設けてハチの巣状に配置したものが外壁用部材２と内
壁用部材３とに介装・固着されているものがライナ素材
とされる。そして、このライナ素材が適宜成型されて燃
焼室が形成される。なお、角部のアールは所望により設
けられればよく、したがって必ずしも設けられる必要は
ない。
【００１９】図１において、この接合部材４，４，４…
の上方に位置する外壁用部材２には、前記正六角形の中
心に対応する位置に、冷却空気供給用の孔２１が設けら
れている。また、下方に位置する内壁用部材３には、前
記正六角形の辺に対応する位置に、冷却空気流出用のス
リット３１が設けられている。この正三角形の大きさ、
配置間隔、冷却空気供給用の孔２１の直径、スリット３
１の幅等は、所望される冷却性能に応じて、孔の直径は
１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で、スリット幅は０．３ｍｍ〜２
ｍｍの範囲で適宜選定され、本実施例では孔の直径は３
ｍｍ、スリット幅は０．５ｍｍとされている。また、そ
の材質は外壁用部材２としては、板厚が０．８ｍｍのコ
バルト基合金、例えばＨＡ１８８（商品名）が用いら
れ、接合部材４としては、板厚が１．０ｍｍのコバルト
基合金、例えばＨＡ１８８（同商品名）が用いられ、内
壁用部材３としては、板厚が０．８ｍｍのコバルト基合
金、例えばＨＡ１８８（同商品名）が用いられる。な
お、前記コバルト基合金のほかに各種耐熱合金も好適に
用いられる。例えばハステロイＸ（商品名）も好適に用
いられる。
の上方に位置する外壁用部材２には、前記正六角形の中
心に対応する位置に、冷却空気供給用の孔２１が設けら
れている。また、下方に位置する内壁用部材３には、前
記正六角形の辺に対応する位置に、冷却空気流出用のス
リット３１が設けられている。この正三角形の大きさ、
配置間隔、冷却空気供給用の孔２１の直径、スリット３
１の幅等は、所望される冷却性能に応じて、孔の直径は
１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で、スリット幅は０．３ｍｍ〜２
ｍｍの範囲で適宜選定され、本実施例では孔の直径は３
ｍｍ、スリット幅は０．５ｍｍとされている。また、そ
の材質は外壁用部材２としては、板厚が０．８ｍｍのコ
バルト基合金、例えばＨＡ１８８（商品名）が用いら
れ、接合部材４としては、板厚が１．０ｍｍのコバルト
基合金、例えばＨＡ１８８（同商品名）が用いられ、内
壁用部材３としては、板厚が０．８ｍｍのコバルト基合
金、例えばＨＡ１８８（同商品名）が用いられる。な
お、前記コバルト基合金のほかに各種耐熱合金も好適に
用いられる。例えばハステロイＸ（商品名）も好適に用
いられる。
【００２０】次に、かかる構成を有するライナＬの製造
方法の一例について、図２を参照しながら説明する。
方法の一例について、図２を参照しながら説明する。
【００２１】軟鋼の板材５に前記接合部材４，４，４
…の配置に対応させて、前記接合部材４，４，４…が埋
込できる大きさの孔５１，５１，５１…の加工を行う
（図２（ａ）参照）。この孔加工は、例えばレーザ加工
により行う。
…の配置に対応させて、前記接合部材４，４，４…が埋
込できる大きさの孔５１，５１，５１…の加工を行う
（図２（ａ）参照）。この孔加工は、例えばレーザ加工
により行う。
【００２２】孔加工がなされた前記板材５を、例えば
内壁用部材３の上に配置する（図２（ｂ）参照）。
内壁用部材３の上に配置する（図２（ｂ）参照）。
【００２３】接合部材４，４，４…を前記板材５の孔
５１，５１，５１…に埋込む（図２（ｃ）参照）。
５１，５１，５１…に埋込む（図２（ｃ）参照）。
【００２４】接合部材４，４，４…の埋込が完了した
後、板材５の上に外壁用部材３を載置する（図２（ｄ）
参照）。
後、板材５の上に外壁用部材３を載置する（図２（ｄ）
参照）。
【００２５】拡散溶接（特開平６ー２０１１３１号参
照）により内壁用部材３、接合部材４，４，４…および
外壁用部材２を接合する。
照）により内壁用部材３、接合部材４，４，４…および
外壁用部材２を接合する。
【００２６】拡散溶接終了後、板材５を除去する。こ
れは、例えば接合完了後のライナ素材を硝酸溶液に浸漬
することによりなされる。
れは、例えば接合完了後のライナ素材を硝酸溶液に浸漬
することによりなされる。
【００２７】外壁用部材２に孔２１の加工を行うとと
もに、内壁用部材３にスリット３１の加工を行う。
もに、内壁用部材３にスリット３１の加工を行う。
【００２８】以下、孔加工およびスリット加工がなされ
たライナ素材を所望形状に成型して燃焼室の形成がなさ
れる。
たライナ素材を所望形状に成型して燃焼室の形成がなさ
れる。
【００２９】次に、このように構成された冷却構造パネ
ルを用いて冷却性能のテストを下記のようにして行っ
た。
ルを用いて冷却性能のテストを下記のようにして行っ
た。
【００３０】冷却試験例
燃焼状態での燃焼器壁の伝熱条件を模擬した環境、つま
り高温の燃焼ガスからの対流伝熱と輻射伝熱および低温
の冷却空気による対流伝熱を与えることができる図３に
示す試験装置６を用いて、図１に示す冷却構造を図３の
試験装置の冷却構造パネル部６７に適用して冷却性能試
験を行った。その結果を図４に実線で示す。なお、図３
において、符号６１はブロワを、符号６２はオリフィス
流量計を、符号６３は空気加熱器を、符号６４は輻射ラ
ンプを、符号６５は電源トランスを、符号６６は赤外線
温度計を、矢符は空気の流れをそれぞれ示す。
り高温の燃焼ガスからの対流伝熱と輻射伝熱および低温
の冷却空気による対流伝熱を与えることができる図３に
示す試験装置６を用いて、図１に示す冷却構造を図３の
試験装置の冷却構造パネル部６７に適用して冷却性能試
験を行った。その結果を図４に実線で示す。なお、図３
において、符号６１はブロワを、符号６２はオリフィス
流量計を、符号６３は空気加熱器を、符号６４は輻射ラ
ンプを、符号６５は電源トランスを、符号６６は赤外線
温度計を、矢符は空気の流れをそれぞれ示す。
【００３１】比較冷却試験例
図５に示す冷却構造を図３に示す試験装置６の冷却パネ
ル部６７に適用して前記冷却試験例と同一条件で冷却性
能試験を行った。その結果を図４に点線で併せて示す。
ル部６７に適用して前記冷却試験例と同一条件で冷却性
能試験を行った。その結果を図４に点線で併せて示す。
【００３２】図４に示す冷却試験例および比較冷却試験
例の結果から明らかなように、本実施例のライナを用い
て燃焼室を構成すれば、比較試験例の燃焼器よりも冷却
効果がよいことから優れた耐熱性を有する燃焼器が得ら
れるのがわかる。また、必要な冷却用空気量が少なくて
よいことから、冷却空気使用量を低減でき、その分燃焼
用空気を多くすることができる。したがって、燃焼器を
多くの燃焼用空気を必要とする低ＮＯX化されたものと
することができる。あるいは、燃焼器壁面における冷却
効率がよいので、燃焼器の出口ガス温度を高温度にで
き、それによりガスタービン効率を向上できる。
例の結果から明らかなように、本実施例のライナを用い
て燃焼室を構成すれば、比較試験例の燃焼器よりも冷却
効果がよいことから優れた耐熱性を有する燃焼器が得ら
れるのがわかる。また、必要な冷却用空気量が少なくて
よいことから、冷却空気使用量を低減でき、その分燃焼
用空気を多くすることができる。したがって、燃焼器を
多くの燃焼用空気を必要とする低ＮＯX化されたものと
することができる。あるいは、燃焼器壁面における冷却
効率がよいので、燃焼器の出口ガス温度を高温度にで
き、それによりガスタービン効率を向上できる。
【００３３】また、前述したように、接合部材を正六角
形状に配置ものを一単位として、それをハチの巣状に配
置し、しかもその正六角形の辺に対応する位置にスリッ
トを設けているので、内壁用部材に亀裂が発生したとし
ても、亀裂は前記スリットにより伝播が防止されるの
で、亀裂が大きく成長することはない。
形状に配置ものを一単位として、それをハチの巣状に配
置し、しかもその正六角形の辺に対応する位置にスリッ
トを設けているので、内壁用部材に亀裂が発生したとし
ても、亀裂は前記スリットにより伝播が防止されるの
で、亀裂が大きく成長することはない。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の冷却構造
を用いてガスタービンの燃焼器を構成すれば、燃焼器に
おける壁面の冷却性能が向上できるという優れた効果が
得られる。また、冷却効率がよいので、冷却に要する空
気量を減少させることができ、その分燃焼用空気を多く
できる。そのため、燃焼を希薄にできＮＯXの生成が抑
制された燃焼器とすることができるという効果も得られ
る。あるいは、冷却効率がよいので燃焼器出口ガス温度
を高温にでき、それによりガスタービン効率を向上でき
るという効果も得られる。さらに、接合部材を正六角形
状に配置ものを一単位として、それをハチの巣状に配置
し、しかもその正六角形の辺に対応する位置にスリット
を設けているので、内壁用部材に亀裂が発生したとして
も、亀裂は前記スリットにより伝播が防止されるので、
亀裂が大きく成長することはないという優れた効果も得
られる。
を用いてガスタービンの燃焼器を構成すれば、燃焼器に
おける壁面の冷却性能が向上できるという優れた効果が
得られる。また、冷却効率がよいので、冷却に要する空
気量を減少させることができ、その分燃焼用空気を多く
できる。そのため、燃焼を希薄にできＮＯXの生成が抑
制された燃焼器とすることができるという効果も得られ
る。あるいは、冷却効率がよいので燃焼器出口ガス温度
を高温にでき、それによりガスタービン効率を向上でき
るという効果も得られる。さらに、接合部材を正六角形
状に配置ものを一単位として、それをハチの巣状に配置
し、しかもその正六角形の辺に対応する位置にスリット
を設けているので、内壁用部材に亀裂が発生したとして
も、亀裂は前記スリットにより伝播が防止されるので、
亀裂が大きく成長することはないという優れた効果も得
られる。
【図１】本発明の一実施例の冷却構造の一部を破断して
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】同冷却構造の製造手順の一例の説明図であっ
て、同（ａ）は板材に接合部材が埋込まれる孔が形成さ
れた状態を示し、同（ｂ）は孔加工がされた板材を内壁
用部材の上に配置した状態を示し、同（ｃ）は接合部材
を板材の孔に埋込んだ状態を示し、同（ｄ）は接合部材
の埋込が完了した板材の上に外壁用部材を載置した状態
を示す。
て、同（ａ）は板材に接合部材が埋込まれる孔が形成さ
れた状態を示し、同（ｂ）は孔加工がされた板材を内壁
用部材の上に配置した状態を示し、同（ｃ）は接合部材
を板材の孔に埋込んだ状態を示し、同（ｄ）は接合部材
の埋込が完了した板材の上に外壁用部材を載置した状態
を示す。
【図３】冷却試験に用いた試験装置の概略図である。
【図４】冷却試験の結果を示すグラフである。
【図５】従来のフィルム冷却構造の説明図である。
【図６】従来の２重冷却構造の説明図である。
１ ２重冷却構造
２ 外壁用部材
２１ 孔
３ 内壁用部材
３１ スリット
４ 接合部材
５ 板材
５１ 孔
６ 試験装置
Ｌ ライナ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平２−233908（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−131928（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−15011（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−44927（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−201131（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−177525（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−148151（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F23R 3/06 - 3/46
F02C 7/00 - 7/18
F01D 25/12
Claims (6)
- 【請求項１】 ２重壁冷却方法を用いるガスタービン燃
焼器の冷却方法であって、前記２重壁冷却方法に適用される２重壁構造は、外壁用
部材と内壁用部材とを接合部材により接合したものとさ
れ、 前記接合部材は、正三角形または角部が適当な半径でア
ールが形成された正三角形とされ、 前記形状とされた接合部材６個を適当な間隔を設けて配
置して正六角形を構成したものを一単位とし、かつその
一単位とされたものを適当な間隔を設けてハチの巣状に
配置し、 前記外壁用部材の前記正六角形の中心に対応する位置に
冷却空気供給孔を形成し、 前記内壁用部材の前記正六角形の辺に対応する位置に冷
却空気流出用スリットを形成し、 前記冷却空気供給孔に燃焼器に流入する全空気量に対す
る１５％〜４５％の空気を冷却用空気として供給し、そ
の供給した 冷却用空気を各接合部材間を通して前記スリ
ットに導いて同スリットから燃焼室内に流出せしめるこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器の冷却方法。 - 【請求項２】 燃焼室のライナが、外壁用部材と内壁用
部材とこの外壁用部材と内壁用部材とに介装・固着され
ている接合部材とからなり、 前記接合部材が正三角形または角部にアールが設けられ
た正三角形とされ、この接合部材が所定の間隔を設けて
正六角形状に配置されたものが一単位とされ、この一単
位とされたものが所定の間隔を設けてハチの巣状に配置
され、 前記外壁用部材の前記正六角形の中心部に対応する位置
に、冷却空気供給用の孔が形成され、 前記内壁用部材の前記正六角形の辺に対応する位置に、
冷却空気流出用のスリットが形成され、 前記外壁用部材の孔の直径が１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とさ
れ、前記接合部材の間隔が１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とさ
れ、前記接合部材からなる単位の配置間隔が１０ ｍｍ〜
３０ｍｍの範囲とされ、前記内壁用部材のスリットの幅
が０．３ｍｍ〜２ｍｍの範囲とされ てなることを特徴と
するガスタービン燃焼器の冷却構造。 - 【請求項３】 前記接合部材の外壁用部材および内壁用
部材への接合が拡散溶接によりなされてなることを特徴
とする請求項２記載のガスタービン燃焼器の冷却構造。 - 【請求項４】 正三角形または角部にアールが形成され
た正三角形の接合部材を、内壁用部材または外壁用部材
上に、所定の間隔を設けて正六角形状に配置するととも
に、その正六角形からなる単位を所定の間隔を設けてハ
チの巣状に配置する手順と、 前記接合部材の上に、残りの外壁用部材または内壁用部
材を配置する手順と、 前記接合部材を前記内壁用部材および外壁用部材に接合
する手順と、 前記外壁用部材の前記接合部材からなる正六角形の中心
部に対応する位置に冷却空気供給用の孔を形成する手順
と、 前記内壁用部材の前記前記接合部材からなる正六角形の
辺に対応する位置にスリットを形成する手順とを含み、 前記外壁用部材の孔の直径を１ｍｍ〜５ｍｍの範囲と
し、前記接合部材の間隔を１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とし、
前記接合部材からなる単位の配置間隔を１０ｍｍ〜３０
ｍｍの範囲とし、前記内壁用部材のスリットの幅を０．
３ｍｍ〜２ｍｍの範囲とす ることを特徴とするガスター
ビンの冷却構造の製造方法。 - 【請求項５】 前記接合部材の配置が、その配置に対応
させた孔が形成されてなる板材を用いてなされることを
特徴とする請求項４記載のガスタービン燃焼器の冷却構
造の製造方法。 - 【請求項６】 前記接合部材の接合が拡散溶接によりな
されることを特徴とする請求項４または５記載のガスタ
ービン燃焼器の冷却構造の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08646295A JP3488902B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | ガスタービン燃焼器の冷却方法および冷却構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08646295A JP3488902B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | ガスタービン燃焼器の冷却方法および冷却構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08254317A JPH08254317A (ja) | 1996-10-01 |
| JP3488902B2 true JP3488902B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=13887625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08646295A Expired - Lifetime JP3488902B2 (ja) | 1995-03-16 | 1995-03-16 | ガスタービン燃焼器の冷却方法および冷却構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3488902B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004169689A (ja) * | 2002-10-15 | 2004-06-17 | General Electric Co <Ge> | 物品の穴の内面にタービュレーションを形成する方法及び関連する物品 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100758917B1 (ko) * | 2005-06-03 | 2007-09-14 | 연세대학교 산학협력단 | 냉각 핀-휜이 설치된 가스터빈엔진의 연소실 내벽구조 |
| JP5821550B2 (ja) | 2011-11-10 | 2015-11-24 | 株式会社Ihi | 燃焼器ライナ |
-
1995
- 1995-03-16 JP JP08646295A patent/JP3488902B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004169689A (ja) * | 2002-10-15 | 2004-06-17 | General Electric Co <Ge> | 物品の穴の内面にタービュレーションを形成する方法及び関連する物品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08254317A (ja) | 1996-10-01 |
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