JP6476516B2 - トランジションピース、これを備える燃焼器、及び燃焼器を備えるガスタービン - Google Patents
トランジションピース、これを備える燃焼器、及び燃焼器を備えるガスタービン Download PDFInfo
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Description
軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、前記燃焼ガス流路の一部を画定し、一以上の板材の端相互が接合されて形成され、前記一以上の板材の端相互の接合された部分であって前記軸方向に延びる接合部を有する胴体部を備える。前記胴体部を形成する前記一以上の板材には、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、前記周方向における少なくとも一部の周方向領域内で前記下流側の下流側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上の下流側通路が形成され、前記周方向領域内で前記下流側領域に対して上流側の上流側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の上流側通路が形成され、前記下流側領域内の一以上の前記下流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積が、前記上流側領域内の1以上の前記上流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積より大きい。前記下流側通路の断面積が、前記上流側通路の断面積よりも大きい。
また、上記目的を達成するための発明に係る第二態様のとしてのトランジションピースは、軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、前記燃焼ガス流路の一部を画定し、一以上の板材の端相互が接合されて形成され、前記一以上の板材の端相互の接合された部分であって前記軸方向に延びる接合部を有する胴体部を備える。前記胴体部を形成する前記一以上の板材には、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、前記周方向における少なくとも一部の周方向領域内で前記下流側の下流側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上の下流側通路が形成され、前記周方向領域内で前記下流側領域に対して上流側の上流側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の上流側通路が形成され、前記下流側領域内の一以上の前記下流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積が、前記上流側領域内の1以上の前記上流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積より大きい。前記複数の冷却通路の一方の端部には入口が形成され、前記複数の冷却通路の他方の端部には出口が形成されている。
上記目的を達成するための発明に係る第三態様としてのトランジションピースは、
軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、前記周方向における少なくとも一部の周方向領域内で前記下流側の下流側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上の下流側通路が形成され、前記周方向領域内で前記下流側領域に対して上流側の上流側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の上流側通路が形成され、前記下流側領域内の一以上の前記下流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積が、前記上流側領域内の1以上の前記上流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積より大きく、前記下流側通路の断面積が、前記上流側通路の断面積よりも大きい。前記下流側領域内の前記下流側通路の数が、前記上流側領域内の前記上流側通路の数よりも多い。
また、上記目的を達成するための発明に係る第四態様としてのトランジションピースは、
軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、前記周方向における少なくとも一部の周方向領域内で前記下流側の下流側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上の下流側通路が形成され、前記周方向領域内で前記下流側領域に対して上流側の上流側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の上流側通路が形成され、前記下流側通路の前記軸方向の長さに対する前記下流側通路の断面積の割合は、前記上流側通路の前記軸方向の長さに対する前記上流側通路の断面積の割合より大きい。前記下流側領域内の前記下流側通路の数が、前記上流側領域内の前記上流側通路の数よりも多い。
軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、前記燃焼ガス流路の一部を画定し、一以上の板材の端相互が接合されて形成され、前記一以上の板材の端相互の接合された部分であって前記軸方向に延びる接合部を有する胴体部を備える。前記胴体部を形成する前記一以上の板材には、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、前記周方向における少なくとも一部の周方向領域内で前記下流側の下流側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上の下流側通路が形成され、前記周方向領域内で前記下流側領域に対して上流側の上流側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の上流側通路が形成され、前記下流側通路の前記軸方向の長さに対する前記下流側通路の断面積の割合は、前記上流側通路の前記軸方向の長さに対する前記上流側通路の断面積の割合より大きい。
ガスタービンロータを覆うガスタービン車室内に配置され、軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向に並んで形成され、前記軸方向における少なくとも一部の軸方向領域で前記ガスタービンロータと対向するロータ側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上のロータ側通路が形成され、前記軸方向領域内で前記ガスタービン車室の内周面と対向する車室側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の車室側通路が形成され、前記車室側領域内の一以上の前記車室側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積が、前記ロータ側領域内の1以上のロータ側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積より大きい。
ガスタービンロータを覆うガスタービン車室内に配置され、軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向に並んで形成され、前記軸方向における少なくとも一部の軸方向領域で前記ガスタービンロータと対向するロータ側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上のロータ側通路が形成され、前記軸方向領域内で前記ガスタービン車室の内周面と対向する車室側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の車室側通路が形成され、前記車室側通路の前記軸方向の長さに対する前記車室側通路の断面積の割合は、前記ロータ側通路の前記軸方向の長さに対する前記ロータ側通路の断面積の割合より大きい。
軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、前記燃焼ガス流路の一部を画定し、一以上の板材の端相互が接合されて形成され、前記一以上の板材の端相互の接合された部分であって前記軸方向に延びる接合部を有する胴体部を備え、前記胴体部には、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、前記複数の冷却通路のうち、前記周方向で前記接合部に最も近い接合側通路の前記軸方向の長さは、前記複数の冷却通路のうち、前記接合側通路に前記周方向で隣接する隣接通路の前記軸方向の長さより短い。
以上のいずれかの前記トランジションピースと、前記燃焼ガス流路内に、空気と共に燃料を供給する燃料供給器と、を備える。
前記燃焼器と、空気を圧縮して、前記燃焼器に圧縮した空気を供給する圧縮機と、前記燃焼器からの前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、を備えている。
本実施形態のガスタービンは、図1に示すように、外気Aoを圧縮して圧縮空気Aを生成する圧縮機1と、燃料Fを圧縮空気A中で燃焼させ燃焼ガスGを生成する複数の燃焼器4と、燃焼ガスGにより駆動するタービン5と、を備えている。
第一実施形態のトランジションピースについて、図3〜図7を参照して説明する。
第二実施形態のトランジションピースについて、図8〜図10を参照して説明する。
第三実施形態のトランジションピースについて、図11を参照して説明する。
第四実施形態のトランジションピースについて、図12を参照して説明する。
第五実施形態のトランジションピースについて、図13〜図17を参照して説明する。
第六実施形態のトランジションピースについて、図18を参照して説明する。
第四実施形態における第一上流車室側通路41c、第二上流車室側通路42c、第一下流車室側通路43c、第二下流車室側通路44cとして、第五実施形態の第一上流車室側通路41d、第二上流車室側通路42d、第一下流車室側通路43d、第二下流車室側通路44dを採用してもよい。また、第四実施形態における第一上流車室側通路41c、第二上流車室側通路42c、第一下流車室側通路43c、第二下流車室側通路44cとして、第六実施形態の第一上流車室側通路41e、第二上流車室側通路42e、第一下流車室側通路43e、第二下流車室側通路44e、第三下流車室側通路45eを採用してもよい。同様に、第五実施形態における第一上流車室側通路41d、第二上流車室側通路42d、第一下流車室側通路43d、第二下流車室側通路44dとして、第四実施形態の第一上流車室側通路41c、第二上流車室側通路42c、第一下流車室側通路43c、第二下流車室側通路44cを採用してもよい。また、第五実施形態における第一上流車室側通路41d、第二上流車室側通路42d、第一下流車室側通路43d、第二下流車室側通路44dとして、第六実施形態の第一上流車室側通路41e、第二上流車室側通路42e、第一下流車室側通路43e、第二下流車室側通路44e、第三下流車室側通路45eを採用してもよい。また、第六実施形態における第一上流車室側通路41e、第二上流車室側通路42e、第一下流車室側通路43e、第二下流車室側通路44e、第三下流車室側通路45eとして、第四実施形態の第一上流車室側通路41c、第二上流車室側通路42c、第一下流車室側通路43c、第二下流車室側通路44cを採用してもよい。また、第六実施形態における第一上流車室側通路41e、第二上流車室側通路42e、第一下流車室側通路43e、第二下流車室側通路44e、第三下流車室側通路45eとして、第五実施形態の第一上流車室側通路41d、第二上流車室側通路42d、第一下流車室側通路43d、第二下流車室側通路44dを採用してもよい。
Claims (22)
- 軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、
前記燃焼ガス流路の一部を画定し、一以上の板材の端相互が接合されて形成され、前記一以上の板材の端相互の接合された部分であって前記軸方向に延びる接合部を有する胴体部を備え、
前記胴体部を形成する前記一以上の板材には、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、
前記周方向における少なくとも一部の周方向領域内で前記下流側の下流側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上の下流側通路が形成され、前記周方向領域内で前記下流側領域に対して上流側の上流側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の上流側通路が形成され、
前記下流側領域内の一以上の前記下流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積が、前記上流側領域内の1以上の前記上流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積より大きく、
前記下流側通路の断面積が、前記上流側通路の断面積よりも大きい、
トランジションピース。 - 軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、
前記燃焼ガス流路の一部を画定し、一以上の板材の端相互が接合されて形成され、前記一以上の板材の端相互の接合された部分であって前記軸方向に延びる接合部を有する胴体部を備え、
前記胴体部を形成する前記一以上の板材には、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、
前記周方向における少なくとも一部の周方向領域内で前記下流側の下流側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上の下流側通路が形成され、前記周方向領域内で前記下流側領域に対して上流側の上流側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の上流側通路が形成され、
前記下流側領域内の一以上の前記下流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積が、前記上流側領域内の1以上の前記上流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積より大きく、
前記複数の冷却通路の一方の端部には入口が形成され、前記複数の冷却通路の他方の端部には出口が形成されている、
トランジションピース。 - 軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、
前記燃焼ガス流路の一部を画定し、一以上の板材の端相互が接合されて形成され、前記一以上の板材の端相互の接合された部分であって前記軸方向に延びる接合部を有する胴体部を備え、
前記胴体部を形成する前記一以上の板材には、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、
前記周方向における少なくとも一部の周方向領域内で前記下流側の下流側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上の下流側通路が形成され、前記周方向領域内で前記下流側領域に対して上流側の上流側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の上流側通路が形成され、
前記下流側通路の前記軸方向の長さに対する前記下流側通路の断面積の割合は、前記上流側通路の前記軸方向の長さに対する前記上流側通路の断面積の割合より大きい、
トランジションピース。 - 請求項3に記載のトランジションピースにおいて、
前記下流側通路の前記軸方向の長さが、前記上流側通路の前記軸方向の長さより短い、
トランジションピース。 - 請求項2から4のいずれか一項に記載のトランジションピースにおいて、
前記下流側通路の断面積が、前記上流側通路の断面積よりも大きい、
トランジションピース。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載のトランジションピースにおいて、
前記下流側領域内の前記下流側通路の数が、前記上流側領域内の前記上流側通路の数よりも多い、
トランジションピース。 - 軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、
内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、
前記周方向における少なくとも一部の周方向領域内で前記下流側の下流側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上の下流側通路が形成され、前記周方向領域内で前記下流側領域に対して上流側の上流側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の上流側通路が形成され、
前記下流側領域内の一以上の前記下流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積が、前記上流側領域内の1以上の前記上流側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積より大きく、
前記下流側通路の断面積が、前記上流側通路の断面積よりも大きく、
前記下流側領域内の前記下流側通路の数が、前記上流側領域内の前記上流側通路の数よりも多い、
トランジションピース。 - 軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、
内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、
前記周方向における少なくとも一部の周方向領域内で前記下流側の下流側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上の下流側通路が形成され、前記周方向領域内で前記下流側領域に対して上流側の上流側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の上流側通路が形成され、
前記下流側通路の前記軸方向の長さに対する前記下流側通路の断面積の割合は、前記上流側通路の前記軸方向の長さに対する前記上流側通路の断面積の割合より大きく、
前記下流側領域内の前記下流側通路の数が、前記上流側領域内の前記上流側通路の数よりも多い、
トランジションピース。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載のトランジションピースにおいて、
ガスタービンロータを覆うガスタービン車室内に配置され、
前記軸方向における少なくとも一部の軸方向領域内で前記ガスタービンロータと対向するロータ側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上のロータ側通路が形成され、前記軸方向領域内で前記ガスタービン車室の内周面と対向する車室側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の車室側通路が形成され、
前記車室側領域内の一以上の前記車室側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積が、前記ロータ側領域内の1以上のロータ側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積より大きい、
トランジションピース。 - ガスタービンロータを覆うガスタービン車室内に配置され、軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、
内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向に並んで形成され、
前記軸方向における少なくとも一部の軸方向領域で前記ガスタービンロータと対向するロータ側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上のロータ側通路が形成され、前記軸方向領域内で前記ガスタービン車室の内周面と対向する車室側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の車室側通路が形成され、
前記車室側領域内の一以上の前記車室側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積が、前記ロータ側領域内の1以上のロータ側通路における単位周方向長さ当たりの総断面積より大きい、
トランジションピース。 - 請求項9又は10に記載のトランジションピースにおいて、
前記車室側領域内の前記車室側通路の数が、前記ロータ側領域内の前記ロータ側通路の数よりも多い、
トランジションピース。 - ガスタービンロータを覆うガスタービン車室内に配置され、軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、
内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向に並んで形成され、
前記軸方向における少なくとも一部の軸方向領域で前記ガスタービンロータと対向するロータ側領域には、前記複数の前記冷却通路の一部である一以上のロータ側通路が形成され、前記軸方向領域内で前記ガスタービン車室の内周面と対向する車室側領域には、複数の前記冷却通路の他の一部である一以上の車室側通路が形成され、
前記車室側通路の前記軸方向の長さに対する前記車室側通路の断面積の割合は、前記ロータ側通路の前記軸方向の長さに対する前記ロータ側通路の断面積の割合より大きい、
トランジションピース。 - 請求項12に記載のトランジションピースにおいて、
前記車室側通路の前記軸方向の長さが、前記ロータ側通路の前記軸方向の長さより短い、
トランジションピース。 - 請求項9から13のいずれか一項に記載のトランジションピースにおいて、
前記車室側通路の断面積が、前記ロータ側通路の断面積よりも大きい、
トランジションピース。 - 請求項7から14のいずれか一項に記載のトランジションピースにおいて、
前記燃焼ガス流路の一部を画定し、一以上の板材の端相互が接合されて形成され、前記一以上の板材の端相互の接合された部分であって前記軸方向に延びる接合部を有する胴体部を備え、
前記ロータ側通路及び前記車室側通路は、前記胴体部に形成されている、
トランジションピース。 - 請求項1から6及び15のいずれか一項に記載のトランジションピースにおいて、
前記複数の冷却通路のうち、前記周方向で前記接合部に最も近い接合側通路の前記軸方向の長さは、前記複数の冷却通路のうち、前記接合側通路に前記周方向で隣接する隣接通路の前記軸方向の長さより短い、
トランジションピース。 - 軸線が延びる軸方向の上流側から下流側に燃焼ガスが流れる燃焼ガス流路の周囲を画定するトランジションピースにおいて、
前記燃焼ガス流路の一部を画定し、一以上の板材の端相互が接合されて形成され、前記一以上の板材の端相互の接合された部分であって前記軸方向に延びる接合部を有する胴体部を備え、
前記胴体部には、内部に冷却媒体が流れ前記軸方向に延びる複数の冷却通路が、前記軸線に対する周方向及び前記軸方向に並んで形成され、
前記複数の冷却通路のうち、前記周方向で前記接合部に最も近い接合側通路の前記軸方向の長さは、前記複数の冷却通路のうち、前記接合側通路に前記周方向で隣接する隣接通路の前記軸方向の長さより短い、
トランジションピース。 - 請求項16又は17に記載のトランジションピースにおいて、
前記接合側通路の断面積は、前記隣接通路の断面積より大きい、
トランジションピース。 - 請求項1から18のいずれか一項に記載のトランジションピースにおいて、
前記複数の冷却通路のうち、少なくとも一部の冷却通路には、下流側端部に前記冷却媒体が流入する入口が形成され、上流側端部に前記冷却媒体が流出する出口が形成されている、
トランジションピース。 - 請求項1から18のいずれか一項に記載のトランジションピースにおいて、
前記複数の冷却通路は、断面積が前記軸方向のいずれの位置でも同一である、
トランジションピース。 - 請求項1から20のいずれか一項に記載のトランジションピースと、
前記燃焼ガス流路内に、空気と共に燃料を供給する燃料供給器と、
を備えている燃焼器。 - 請求項21に記載の燃焼器と、
空気を圧縮して、前記燃焼器に圧縮した空気を供給する圧縮機と、
前記燃焼器からの前記燃焼ガスにより駆動するタービンと、
を備えているガスタービン。
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