JPH038446B2 - - Google Patents

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JPH038446B2
JPH038446B2 JP59175284A JP17528484A JPH038446B2 JP H038446 B2 JPH038446 B2 JP H038446B2 JP 59175284 A JP59175284 A JP 59175284A JP 17528484 A JP17528484 A JP 17528484A JP H038446 B2 JPH038446 B2 JP H038446B2
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JP
Japan
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combustor
metal basket
basket
air inlet
ceramic
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JP59175284A
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English (en)
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JPS6064129A (ja
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Patoritsuku Shaarotsuku Toomasu
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.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPS6064129A publication Critical patent/JPS6064129A/ja
Publication of JPH038446B2 publication Critical patent/JPH038446B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/007—Preventing corrosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/30—Preventing corrosion or unwanted deposits in gas-swept spaces
    • 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
    • F23R3/002—Wall structures
    • 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
    • F23R3/007—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel constructed mainly of ceramic components
    • 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
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/06—Arrangement of apertures along the flame tube
    • F23R3/08—Arrangement of apertures along the flame tube between annular flame tube sections, e.g. flame tubes with telescopic sections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃焼タービンの燃焼器に関し、特
に、燃焼タービンの金属バスケツト（燃焼器）の
内部表面にあるセラミツク絶縁皮膜に関するもの
である。
燃焼タービンの応用範囲は広く、陸上発電用、
機械的駆動用（例えばパイプライン圧送）、航空
機エンジン用、船舶推進用等に使用されている。
燃焼器を有するこのような燃焼タービンは米国特
許第4112676号明細書に開示されている。燃料は
上流端で供給され、圧縮機から送られてくる空気
は多数の場所で注入され、双方とも燃焼器の円筒
形壁部を半径方向に取り巻くと共に下流方向の連
続する個所にある。
燃料の燃焼は燃焼器内で行なわれるので、燃焼
器ライナー（金属）は非常に高温のガス及び高い
輻射熱負荷に潜在的にさらされる。そのため、燃
焼器はタービンの中でも比較的に高率で保守を必
要とする部分の一つである。
本発明によれば、複数の空気入口及び少なくと
も１つの燃料入口のある金属バスケツトを有する
と共に、該金属バスケツトの内部で燃焼を行う形
式の燃焼タービンの燃焼器は、該金属バスケツト
の内部表面に、厚さが前記空気入口近くでゼロで
あり下流方向に厚くなるように長さ方向に変化す
る、少なくとも10％の空隙部分を有するセラミツ
ク皮膜を備えていて、該金属バスケツトの温度を
実質的に減少させると共に、該金属バスケツトに
沿つた長さ方向の温度変化を大幅に減少させる。
高温度に限らず、燃焼器の異なる部分間の比較
的に大きな温度差は燃焼器の破損につながるのを
知つておくのは有意義なことである。入口空気
は、入口を境膜冷却するため空気噴射点近くの燃
焼器バスケツトを局部的に目立つて冷却するが、
この点の下流側では燃焼器バスケツトの温度が急
速に上昇する。
本発明は、金属バスケツトの内部表面に多孔性
の絶縁セラミツク皮膜を使用しており、セラミツ
クの厚さを長さ方向に変えて、金属バスケツトに
沿つた長さ方向の温度差を大幅に減少させてい
る。即ち、セラミツク皮膜は空気入口近くで厚さ
がほぼゼロであるが、下流方向において厚くなつ
ており、次の空気入口で再びゼロ近くになり、そ
こから下流側に再び厚くなる。熱絶縁を増すため
セラミツク皮膜は少なくとも10％の空隙部分を有
する。
本発明は、添付図面に例示したその好適な実施
例に関する以下の説明から一層容易に明らかにな
ろう。
第１図は、一連のリング１０及び一連の空気入
口１２を有する先行技術の燃焼器を示している。
燃料入口１４は上流端にあり、反動ガスの流れは
上流端から下流端へほぼ長さ方向である。かかる
構造の各リングはその下流端近くで比較的に高温
であるが、入口空気で冷却される上流端は目立つ
て低温である［例えばリング下流端の温度が約
1600〓（870℃）であるのに比較して1000〓（538
℃）］。
第２図は、厚さが空気入口１２でほぼゼロから
リング下流端近くで例えば20mil（0.5mm）までテ
ーパの付いている絶縁セラミツク皮膜１６を有す
る本発明の燃焼器構造を示している。
米国特許第4255495号明細書には、本発明にお
いて有効なセラミツクの実例である多数の熱絶縁
セラミツクが挙げられており、そのような多数の
空隙含有セラミツクを使用することができる。セ
ラミツクはバスケツトの金属の熱膨張になるべく
適合する高い熱膨張率を有するのがよい（燃焼器
はハステロイとして販売されているものを含む
種々の金属で製作されている）。本発明の熱絶縁
セラミツクは容積で少なくとも約10％、好ましく
は少なくとも25％の空隙を有していなければなら
ない。このような皮膜は例えばプラズマ吹付けに
よつて付けることができる。金属バスケツトと絶
縁セラミツクとの間に例えばMCrA1Yタイプ
（NiCrA1Y及び／又はCoCrA1Y）の接着皮膜を
使用することができる。また、非多孔質のオーバ
ーコートを多孔性絶縁セラミツクの上面に使用可
能である。かかるオーバコートは代表的には、有
意な多孔性を持たない稠密セラミツクであり、ガ
スの流れに対して平滑表面を与えると共に、燃料
汚染物である例えば反応生成物の付着を最小にす
る。これは、高温構造合金材料に接触する汚染付
着物によつて生じる腐食分解を最小にする。
本発明の重要な特徴は多孔性セラミツクの厚さ
が変化することであり、これにより、さもなけれ
ばもつと高温になるかも知れない金属バスケツト
の領域において熱絶縁を一層よく行う。従つて燃
焼器バスケツトのピーク温度及び膨張差は双方と
も非常に減少する。理想的には、燃焼器バスケツ
トの全金属が実質的に同一温度であることである
が、目的は温度差を減少させることであり、温度
差は完全に無くす必要は一般的にはない。
有意な絶縁を行うために、多孔性セラミツクは
少なくとも15mil（．38mm）、好ましくは少なくと
も20mil（0.5mm）の最大厚さまでテーパの付いて
いることが一般的に必要である。代表的には、多
孔性セラミツクは15〜30mil（0.38〜0.76mm）の厚
さまでテーパが付いており、このような皮膜を金
属バスケツトを設計変更することなく既存の形式
の燃焼器に適用することができる。第３図は、ガ
ス流量を制限することなく絶縁皮膜を実質的にも
つと厚くすることのできるように改変した燃焼器
構造を示している。この場合、金属リング１０は
テーパ付きの絶縁セラミツク１６を有する円錐形
断面をしており、結果的に内部表面は実質的に円
筒形である。
一般的に、燃焼器はその長さ方向に沿つて隔置
された一連の空気入口を有し、絶縁セラミツクは
空気入口の近くで厚さがゼロに近く、この空気入
口から次の空気入口への下流方向に厚さが増して
いる。厚さは次の空気入口近くで再びほぼゼロで
あり、その後下流方向に再び厚くなる。勿論、空
気入口は周囲を取り巻く穴、又は第２図に示すよ
うに直径の増大する円筒形リング間の開口を通る
穴でよい（かかる円筒形リングは空気が流通する
ような波板部材で隔置され支持されるのが一般的
である）。どの形式の空気入口でも、絶縁セラミ
ツクは、絶縁が殆ど又は全く必要のない、むしろ
セラミツクの絶縁が厚いと空気流の妨害をする空
気入口近くで厚さがほぼゼロである。絶縁セラミ
ツクは次の空気入口（勿論、燃焼器の端でよい）
の近くまで下流方向に厚くなる。空気入口の近く
では冷却が行なわれるので、絶縁セラミツクは第
２図に示すように空気入口の上流方向にテーパが
付けられている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、先行技術の燃焼タービン燃焼器の断
面図、第２図は、セラミツク皮膜の厚さが変わる
ことを示す本発明の燃焼タービン燃焼器の一部の
断面図、第３図は、金属バスケツトが実質的に円
錐形であつてセラミツク皮膜の内側表面がほぼ円
筒形になつていることを示す本発明の別の構造の
断面図である。 １０……リング、１２……空気入口、１４……
燃料入口、１６……セラミツク皮膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 複数の空気入口及び少なくとも１つの燃料入
    口のある金属バスケツトを有すると共に、該金属
    バスケツトの内部で燃焼を行う形式の燃焼タービ
    ンの燃焼器であつて、該金属バスケツトの内部表
    面に、厚さが前記空気入口近くでゼロであり下流
    方向に厚くなるように長さ方向に変化する、少な
    くとも10％の空隙部分を有するセラミツク皮膜を
    備えていて、該金属バスケツトの温度を実質的に
    減少させると共に、該金属バスケツトに沿つた長
    さ方向の温度変化を大幅に減少させる燃焼タービ
    ンの燃焼器。
JP59175284A 1983-08-26 1984-08-24 燃焼タービンの燃焼器 Granted JPS6064129A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US52671483A 1983-08-26 1983-08-26
US526714 1983-08-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6064129A JPS6064129A (ja) 1985-04-12
JPH038446B2 true JPH038446B2 (ja) 1991-02-06

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ID=24098480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59175284A Granted JPS6064129A (ja) 1983-08-26 1984-08-24 燃焼タービンの燃焼器

Country Status (8)

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EP (1) EP0136071B1 (ja)
JP (1) JPS6064129A (ja)
KR (1) KR920006113B1 (ja)
CA (1) CA1231240A (ja)
DE (1) DE3468515D1 (ja)
IE (1) IE55883B1 (ja)
IT (1) IT1183201B (ja)
MX (1) MX160895A (ja)

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