JPH0317045B2 - - Google Patents

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JPH0317045B2
JPH0317045B2 JP60219303A JP21930385A JPH0317045B2 JP H0317045 B2 JPH0317045 B2 JP H0317045B2 JP 60219303 A JP60219303 A JP 60219303A JP 21930385 A JP21930385 A JP 21930385A JP H0317045 B2 JPH0317045 B2 JP H0317045B2
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JP
Japan
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air
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JP60219303A
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Uein Toberii Edowaado
Josefu Kazunaa Ronarudo
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CBS Corp
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Westinghouse Electric Corp
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Publication date
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    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23MCASINGS, 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
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ガスタービンの燃焼器に関し、より
詳細には、衝突冷却作用とフイルム冷却作用とを
燃焼器壁に与える燃焼器構造に関するものであ
る。
ガスタービンの燃焼器壁の温度は、外部対流と
内部フイルム対流との組合せによつて、設計値或
はそれ以下の値に保たれる。本出願人の現市販構
造において、燃焼器の外部冷却は、外殻体の空気
が、ノズル空気、1次・希釈用空気及びフイルム
冷却用空気として燃焼器に入る前に燃焼器壁の外
面上を通ることの結果である。そのため平均熱伝
達係数は、比較的低く、例えば100BTU/hr.−
ft2.−〓(568W/m2−K)よりも低い値となり、
局在化された領域では、それよりも更に低い値と
なる。熱負荷の大部分はフイルム冷却によつて除
かれ、その結果として、熱伝達係数は、前記平均
値の少なくとも3倍の値となる。現在のフイルム
冷却構造は比較的に最適化されているものと考え
られ、米国特許願連番第517929号に開示されてい
る。
本発明の目的は、内部のフイルム冷却を高レベ
ルに保ちながら、内部冷却を増大させることによ
つて、燃焼器壁の冷却を更に改善することにあ
る。
本発明は、入れ子式に配設された一連の管状の
側壁部材によつて形成された管状側壁と、該側壁
部材の各々の外側上流端部を隣接した上流側の側
壁部材の内側下流端部に対し相対的に外方に支持
して、該側壁部材の外側上流、内側下流端部間に
冷却用空気の環状進入スロツトを形成するための
スペーサー手段とを有する、ガスタービン燃焼器
において、該側壁部材の下流端部が、該スペーサ
ー手段の下流側端部から下流側に延長する管状の
先端を有し、前記ガスタービン燃焼器は、最も上
流側の側壁部材及びこれに連続した少なくともい
くつかの下流側の側壁部材を包囲する円筒状ジヤ
ケツトを更に有し、該ジヤケツトは、各々の側壁
部材のための、円周方向の間隔を密にした少なく
とも1列の衝突ポート含み、該少なくとも1列
は、冷却用空気の前記環状進入スロツトに軸方向
に近接したすぐ上流側に配置され、次の上流側の
環状進入スロツトから比較的遠く下流側に寄つた
前記側壁部材の比較的高温の部分に対して、衝突
空気による冷却作用を、該衝突空気が前記ジヤケ
ツトの内部に連通する該環状進入スロツトを通過
する前に与えることを特徴とするガスタービン燃
焼器を提供する。
側壁の上流側部分を包囲する円筒状ジヤケツト
は、入れ子式の配列とした複数の連続した側壁部
材によつて形成するのが有利である。ジヤケツト
は、円周方向の間隔を密とした少なくとも1列の
衝突ポートを側壁部材の各々について有し、少な
くとも1列の衝突ポートは、側壁部材の接合部に
形成された冷却用空気の環状進入スロツトに軸方
向に近接してそのすぐ上流側に配置され、次に上
流側の冷却用空気の環状進入スロツトから下流側
に比較的隔だたつた側壁部材の比較的高温の部分
に衝突冷却作用を与えるようになつている。この
衝突冷却作用は、環状進入スロツトから燃焼器本
体中に空気が流入する前に行なわれる。
次に本発明を図面に基づいて一層詳細に説明す
る。
第1図に示した燃焼器本体は、上流側ドーム1
0と、下流側に向かつて、一連の側壁部材12,
14,16,18,20,22とを有し、これら
の側壁部材は、全体として、円筒状の燃焼器の側
壁を形成している。これらの側壁部材は、基本的
には、図示のように入れ子式に配設してあり、
各々の側壁部材の上流端部例えば側壁部材14の
上流端部(外側上流端部)14aは、それに隣接
した上流側の側壁部材12の径方向内側の下流端
部(内側下流端部)12bと重なつている。隣接
した側壁部材の重なり合つた接合部分には、スペ
ーサー手段24(有利には波形の帯状片とする)
が、隣接した側壁部材の端部、例えば上流端部1
4aと下流端部12bとの間に介在されている。
帯状片24は、その山と谷とが軸方向に延長する
ように配設されているため、空気の環状進入スロ
ツト26が形成される。環状進入スロツト26を
通る空気流の方向は、第3図に矢印で示した通り
である。第3図に示され、また前出の特許願に好
ましい実施例として記述されているように、帯状
片24は、側壁部材14の上流端部14aよりも
更に上流側に突出しており、側壁部材12の下流
端部12bの先端12cは、帯状片24の下流側
端部よりも更に下流側に突出している。
燃料は、燃焼器の上流側部分28(第1図)
に、図示しない手段によつて給送され、1次空気
取入口30,32を経て燃焼器の内部に供給され
る燃焼用空気と混合される。高温の混合物は、第
1図に方向矢印で示したように、下流側に向かつ
て流れ、希釈用空気は、希釈用空気取入口34を
経て、より下流側の燃焼器部分に導入される。
ところで、燃焼に必要な1次空気の量は、基本
的には、特別の燃焼条件に従つて確定されてい
る。燃焼器に入る別の2種の空気は、冷却用空気
と希釈用空気である。希釈のために利用可能な量
は、冷却用空気の所要量が少なくなるように燃焼
器の冷却を最適化しうる限度まで増大し、これは
望ましいと考えられている。
冷却のために使用される空気の冷却効果を改善
する目的のために、上流側の側壁部材12と、少
なくとも数個の互いに隣接した下流側の側壁部
材、この例では側壁部材14,16と側壁部材1
8の一部分とを囲むように、円筒状のジヤケツト
36(第1図)が設けられている。ジヤケツト3
6には、円筒方向に密な間隔に配置した衝突ポー
トの列が、ジヤケツト36と燃焼器本体との間の
環状スペースに冷却用空気を導入するために形成
されている。衝突ポート列の数及び衝突ポート1
列当りのポート数は、所要の温度レベルに従つて
異なる値としてもよいが、図示した好ましい実施
例では、各々の環状進入スロツト26と対応する
ように、軸方向に隔だてられた2列の衝突ポート
が用いられている。これらの衝突ポート列は、第
2図に示すように、符号38,39,40,4
1,42,43,44,45により表わされてい
る。2つ1組の各々の衝突ポート列のうちで下流
側の衝突ポート列の軸方向位置は、本発明の実施
上大切である。その理由は、側壁部材12,1
4,16,18,20,22に対するフイルム冷
却効果が、フイルムの完全性が或る程度消失する
前の、環状進入スロツト26の付近でより高いた
め、側壁部材12,14,16,18,20,2
2の比較的高温の部分が、環状進入スロツト26
から少し上流側に寄つた近接領域、例えば第1図
に符号16cによつて表わした領域にあるためで
ある。従つて、衝突ポート列43は、側壁部材1
6,18の間に形成された環状進入スロツト26
よりも軸方向に少し上流側の近接位置に形成され
る。1組の衝突ポート列42,43のうち他方の
衝突ポート列42も、衝突ポート列43よりも軸
方向に少し上流側の近傍位置に形成される。これ
は、フイルム冷却領域と次に下流側の環状進入ス
ロツト26との間の側壁部分が適切に冷却される
ようにするためである。衝突ポートに入つた空気
は、それぞれの向かい合う側壁部材に衝突した
後、環状進入スロツト26に向かつて流れ、次に
燃焼器本体中に流入し、そのフイルム冷却作用を
逐行する。
ところで、第1図に示した特別の構成におい
て、冷却ジヤケツト36の下流側端部48は、側
壁部材18,20の間に形成された空気の環状進
入スロツト26の上流側にある。ジヤケツト36
を軸方向に更に下流側に延長させてもよいが、燃
焼器中のこの点での冷却の問題は、1次燃焼域の
更に上流側の領域ほど深刻ではない。しかし、ジ
ヤケツト36の下流側端部48と側壁部材18と
の間に形成された隅角部の方に衝突空気を差向け
るように衝突ポート列45を傾斜させることは好
ましいと考えられる。衝突ポート列44,45を
経て側壁部材18に衝突する空気は、ジヤケツト
36と燃焼器との間の環状スペース内において上
流側に流れ、側壁部材16,18の間の環状進入
スロツト26を経て燃焼器に入る。そのため、よ
り上流側の衝突ポートに入る冷却空気は、次に上
流側の環状進入スロツト26に向かつて上流側に
流れる空気成分ももつ傾向を示すようになる。
この構成は、冷却用空気を可能な限り有効に利
用するように意図したものである。即ち、前記の
構成でフイルム冷却のみを用いた場合と同量の空
気を用いて側壁の温度を実質的に低下させ、又
は、前記の場合よりも少量の空気を用いて同一の
側壁温度を得ることができるため、1次燃焼領域
において利用可能な空気量が増大して、NOXが
減少し、又は、希釈領域において利用可能な空気
量が増大し、燃焼器の流況フアクターが改善され
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ジヤケツトを備えた燃焼器の壁部を
通る部分断面図、第2図は、径方向内側にある燃
焼器の側壁に対する衝突ポート及び空気取入口の
配列を示すためのジヤケツトの一部切欠き側面
図、第3図は、隣接した側壁部材の1つの接合部
の拡大断面図である。 12,14,16,18,20,22……側壁
部材、14a……(外側)上流端部、12b……
(内側)下流端部、12c……先端、24……帯
状片(スペーサー手段)、26……進入スロツト、
36……ジヤケツト、38,39,40,41,
42,43,44,45……衝突ポート列。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 入れ子式に配設された一連の管状の側壁部材
    によつて形成された管状側壁と、該側壁部材の
    各々の外側上流端部を隣接した上流側の側壁部材
    の内側下流端部に対し相対的に外方に支持して、
    該側壁部材の外側上流、内側下流端部間に冷却用
    空気の環状進入スロツトを形成するためのスペー
    サー手段とを有する、ガスタービン燃焼器におい
    て、該側壁部材の下流端部が、該スペーサー手段
    の下流側端部から下流側に延長する管状の先端を
    有し、前記ガスタービン燃焼器は、最も上流側の
    側壁部材及びこれに連続した少なくともいくつか
    の下流側の側壁部材を包囲する円筒状ジヤケツト
    を更に有し、該ジヤケツトは、各々の側壁部材の
    ための、円周方向の間隔を密にした少なくとも1
    列の衝突ポートを含み、該少なくとも1列は、冷
    却用空気の前記環状進入スロツトに軸方向に近接
    したすぐ上流側に配置され、次の上流側の環状進
    入スロツトから比較的遠く下流側に寄つた前記側
    壁部材の比較的高温の部分に対して、衝突空気に
    よる冷却作用を、該衝突空気が前記ジヤケツトの
    内部に連通する該環状進入スロツトを通過する前
    に与えることを特徴とするガスタービン燃焼器。
JP60219303A 1984-10-04 1985-10-03 ガスタービン燃焼器 Granted JPS6186519A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US65755484A 1984-10-04 1984-10-04
US657554 1984-10-04

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JPS6186519A JPS6186519A (ja) 1986-05-02
JPH0317045B2 true JPH0317045B2 (ja) 1991-03-07

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JP (1) JPS6186519A (ja)
KR (1) KR860003469A (ja)
CN (1) CN85107191A (ja)
IT (1) IT1185959B (ja)
MX (1) MX161443A (ja)

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