JPH0612355Y2 - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
ガスタービン燃焼器Info
- Publication number
- JPH0612355Y2 JPH0612355Y2 JP12362484U JP12362484U JPH0612355Y2 JP H0612355 Y2 JPH0612355 Y2 JP H0612355Y2 JP 12362484 U JP12362484 U JP 12362484U JP 12362484 U JP12362484 U JP 12362484U JP H0612355 Y2 JPH0612355 Y2 JP H0612355Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- combustor
- outlet
- temperature
- gas turbine
- cooling air
- 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 - Lifetime
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Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ジェットエンジン燃焼器等に適用されるガス
タービン燃焼器に関する。
タービン燃焼器に関する。
従来の技術 従来のガスタービン燃焼器の一例として、第２図に示す
ようなものがある。
ようなものがある。
第２図において、１は燃料ノズル、２はスワーラ、３は
二次空気孔、４は燃焼器、５はルーバであり、円筒状の
燃焼器４の頭部に燃料ノズル１が設けられていると共
に、この燃料ノズル１の外周にスワーラ２が設けられて
いる。また、燃焼器４の前部外周に複数の二次空気孔３
が設けられていると共に、後部外周には複数のルーバ５
が設けられている。
二次空気孔、４は燃焼器、５はルーバであり、円筒状の
燃焼器４の頭部に燃料ノズル１が設けられていると共
に、この燃料ノズル１の外周にスワーラ２が設けられて
いる。また、燃焼器４の前部外周に複数の二次空気孔３
が設けられていると共に、後部外周には複数のルーバ５
が設けられている。
このような構成のガスタービン燃焼器において、燃料は
燃料ノズル１より、また空気はスワーラ２および二次空
気孔３より、それぞれ燃焼器４内に供給されて燃焼し、
その高温燃焼ガスは燃焼器４の出口部６に接続されてい
る尾筒（図示せず）を通してタービン部へ供給される。
また、フィルム冷却空気がルーバ５から燃焼器４の内壁
面に沿うようにして供給され、燃焼器壁面を冷却する。
燃料ノズル１より、また空気はスワーラ２および二次空
気孔３より、それぞれ燃焼器４内に供給されて燃焼し、
その高温燃焼ガスは燃焼器４の出口部６に接続されてい
る尾筒（図示せず）を通してタービン部へ供給される。
また、フィルム冷却空気がルーバ５から燃焼器４の内壁
面に沿うようにして供給され、燃焼器壁面を冷却する。
ところで、このような従来のガスタービン燃焼器にあっ
ては、燃焼器出口部６の平均ガス温度ｔａは一般にほぼ
1020℃であるが、タービン効率を上げるために平均ガス
温度ｔａを高め、該燃焼器出口部６の平均ガス温度ｔａ
が1200℃と高くなるような場合には、燃焼用空気の比率
に比べてフィルム冷却空気の比率を増加させることによ
って対処している。
ては、燃焼器出口部６の平均ガス温度ｔａは一般にほぼ
1020℃であるが、タービン効率を上げるために平均ガス
温度ｔａを高め、該燃焼器出口部６の平均ガス温度ｔａ
が1200℃と高くなるような場合には、燃焼用空気の比率
に比べてフィルム冷却空気の比率を増加させることによ
って対処している。
このようにフィルム冷却空気の量を増加させると、燃焼
器出口部６に接続されている尾筒（図示せず）の壁温度
（最大）は800℃まで低減されて目標値（850℃）を満足
するようになるが、しかし、燃焼器中心部を高温燃焼ガ
スが、そしてその周りすなわち燃焼器内壁に沿ってフィ
ルム冷却空気が流れて、フィルム冷却空気と高温燃焼ガ
スとの混合がないことから、第２図の燃焼器出口部６の
右端に示すような温度分布となって、燃焼器出口温度分
布が不均一となり、平均ガス温度ｔａが1200℃及び空気
温度ｔｂが350℃の場合には、最高ガス温度ｔ２は1430
℃となって目標値（1340℃）を満足しなくなる問題があ
った。
器出口部６に接続されている尾筒（図示せず）の壁温度
（最大）は800℃まで低減されて目標値（850℃）を満足
するようになるが、しかし、燃焼器中心部を高温燃焼ガ
スが、そしてその周りすなわち燃焼器内壁に沿ってフィ
ルム冷却空気が流れて、フィルム冷却空気と高温燃焼ガ
スとの混合がないことから、第２図の燃焼器出口部６の
右端に示すような温度分布となって、燃焼器出口温度分
布が不均一となり、平均ガス温度ｔａが1200℃及び空気
温度ｔｂが350℃の場合には、最高ガス温度ｔ２は1430
℃となって目標値（1340℃）を満足しなくなる問題があ
った。
そこで、このような問題を解決した従来の他のガスター
ビン燃焼器として、第３ａ図に示すようなものがある。
すなわち、この従来例は燃焼器出口部６の全周に出口絞
り部７を設けたものである。なお、その他の構成は第２
図に示したものと同一であるので、同一の部分には同一
の符号を付して、重複する説明は省略する。
ビン燃焼器として、第３ａ図に示すようなものがある。
すなわち、この従来例は燃焼器出口部６の全周に出口絞
り部７を設けたものである。なお、その他の構成は第２
図に示したものと同一であるので、同一の部分には同一
の符号を付して、重複する説明は省略する。
このように燃焼器出口部６の全周を絞ることにより、第
３ｂ図に示すように、フィルム冷却空気８の流れは出口
絞り部７で半径方向成分８′を与えられ、高温燃焼ガス
９の流れとの間に強い剪断を生じるため、ここでフィル
ム冷却空気８と高温燃焼ガス９とが混合し、第３ａ図の
燃焼器出口部６の右端に示すような温度分布となって、
燃焼器出口温度分布は均一化され、平均ガス温度ｔａが
1200℃及び空気温度ｔbが350℃の場合には、最高ガス温
度ｔ３は1290℃となり、目標値（1340℃）を満足するよ
うになる。
３ｂ図に示すように、フィルム冷却空気８の流れは出口
絞り部７で半径方向成分８′を与えられ、高温燃焼ガス
９の流れとの間に強い剪断を生じるため、ここでフィル
ム冷却空気８と高温燃焼ガス９とが混合し、第３ａ図の
燃焼器出口部６の右端に示すような温度分布となって、
燃焼器出口温度分布は均一化され、平均ガス温度ｔａが
1200℃及び空気温度ｔbが350℃の場合には、最高ガス温
度ｔ３は1290℃となり、目標値（1340℃）を満足するよ
うになる。
考案が解決しようとする課題 第３ａ−３ｂ図に示した従来のガスタービン燃焼器によ
れば、前述したように、燃焼器出口部の全周を絞ること
により、フィルム冷却空気と高温燃焼ガスとが混合し
て、燃焼器出口温度分布が均一化され最高ガス温度が目
標値を満足するようになるが、反面、高温燃焼ガスとの
混合によりフィルム冷却空気の層が存在しないことにな
ることから、燃焼器出口部に接続される尾筒（図示せ
ず）の壁温が上昇し、900℃（最大）となって、目標値
（850℃）を満足しなくなる問題があった。
れば、前述したように、燃焼器出口部の全周を絞ること
により、フィルム冷却空気と高温燃焼ガスとが混合し
て、燃焼器出口温度分布が均一化され最高ガス温度が目
標値を満足するようになるが、反面、高温燃焼ガスとの
混合によりフィルム冷却空気の層が存在しないことにな
ることから、燃焼器出口部に接続される尾筒（図示せ
ず）の壁温が上昇し、900℃（最大）となって、目標値
（850℃）を満足しなくなる問題があった。
本考案は、このような従来技術の課題を解決するために
なされたもので、燃焼器出口温度分布を第３ａ−３ｂ図
に示した従来例ほどではないがほぼ均一に維持して最高
ガス温度は目標値を満足するようにしながら、燃焼器出
口部に接続される尾筒の壁温上昇を防止し、これにより
尾筒壁温度（最大）も目標値を満足できるようにしたガ
スタービン燃焼器を提供することを目的とする。
なされたもので、燃焼器出口温度分布を第３ａ−３ｂ図
に示した従来例ほどではないがほぼ均一に維持して最高
ガス温度は目標値を満足するようにしながら、燃焼器出
口部に接続される尾筒の壁温上昇を防止し、これにより
尾筒壁温度（最大）も目標値を満足できるようにしたガ
スタービン燃焼器を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 上記の課題を解決するために、本考案は、ガスタービン
燃焼器において、尾筒が接続される燃焼器出口部の内壁
周面に該出口部の断面積を減ずる出口絞りを設けるとと
もに、この出口絞りの一部に切り欠き部を形成したもの
である。
燃焼器において、尾筒が接続される燃焼器出口部の内壁
周面に該出口部の断面積を減ずる出口絞りを設けるとと
もに、この出口絞りの一部に切り欠き部を形成したもの
である。
作用 上記の手段によれば、ガスタービン燃焼器の出口部に設
けた出口絞りの一部に切り欠き部を形成し、この切り欠
き部では絞りによるフィルム冷却空気と高温燃焼ガスと
の混合をなくして、フィルム冷却空気層を形成するよう
にしているので、フィルム冷却空気が後続の尾筒へ流れ
て尾筒壁温の上昇を防止し、これにより尾筒壁温度（最
大）は目標値を満足するようになる。
けた出口絞りの一部に切り欠き部を形成し、この切り欠
き部では絞りによるフィルム冷却空気と高温燃焼ガスと
の混合をなくして、フィルム冷却空気層を形成するよう
にしているので、フィルム冷却空気が後続の尾筒へ流れ
て尾筒壁温の上昇を防止し、これにより尾筒壁温度（最
大）は目標値を満足するようになる。
また、切り欠き部以外では、出口絞りにより壁面近傍の
フィルム冷却空気流れは半径方向成分を与えられ、出口
絞りの先端部で高温燃焼ガス流れとの間に強い剪断を生
じるため、ここでフィルム冷却空気と高温燃焼ガスとが
混合することとなり、これにより燃焼器出口温度分布は
ほぼ均一となって、最高ガス温度も目標値を満足するよ
うになる。
フィルム冷却空気流れは半径方向成分を与えられ、出口
絞りの先端部で高温燃焼ガス流れとの間に強い剪断を生
じるため、ここでフィルム冷却空気と高温燃焼ガスとが
混合することとなり、これにより燃焼器出口温度分布は
ほぼ均一となって、最高ガス温度も目標値を満足するよ
うになる。
したがって、上記の手段によれば、燃焼器出口温度分布
をほぼ均一に維持し最高ガス温度を満足したものに維持
しながら、尾筒壁温の上昇を防止して、尾筒壁温度（最
大）も満足したものにすることができる。
をほぼ均一に維持し最高ガス温度を満足したものに維持
しながら、尾筒壁温の上昇を防止して、尾筒壁温度（最
大）も満足したものにすることができる。
実施例 以下、第１ａ図および第１ｂ図を参照して本考案の実施
例について詳細に説明する。
例について詳細に説明する。
第１ａ図は本考案に係るガスタービン燃焼器の一実施例
を概念的に示す縦断面図、第１ｂ図は該ガスタービン燃
焼器を出口端から見た端面図であり、第２図および第３
ａ図に示したものと同一部分には同一の符号を付して、
重複する説明は省略する。
を概念的に示す縦断面図、第１ｂ図は該ガスタービン燃
焼器を出口端から見た端面図であり、第２図および第３
ａ図に示したものと同一部分には同一の符号を付して、
重複する説明は省略する。
第１ａ図および第１ｂ図に示されるように、本考案によ
れば、ガスタービン燃焼器４の出口部６に出口絞り10を
その断面積が例えば60〜90％になるよう設けるととも
に、この出口絞り10の一部、例えば本実施例では上部に
切り欠き部11を形成している。すなわち、出口絞り10は
帯状に長い部材で、これを燃焼器４の出口端の内壁周面
に、内方に傾斜させて配設してある。そして、この出口
絞り10は内壁周面全体にわたるものではなく、燃焼器４
の出口端上部に至らずに終っている。このため、第１ｂ
図に明かなように、燃焼器４を出口端側から見ると、上
部には切り欠き部11が残っており、この切り欠き部11か
ら燃焼器４の内部が見えることになる。
れば、ガスタービン燃焼器４の出口部６に出口絞り10を
その断面積が例えば60〜90％になるよう設けるととも
に、この出口絞り10の一部、例えば本実施例では上部に
切り欠き部11を形成している。すなわち、出口絞り10は
帯状に長い部材で、これを燃焼器４の出口端の内壁周面
に、内方に傾斜させて配設してある。そして、この出口
絞り10は内壁周面全体にわたるものではなく、燃焼器４
の出口端上部に至らずに終っている。このため、第１ｂ
図に明かなように、燃焼器４を出口端側から見ると、上
部には切り欠き部11が残っており、この切り欠き部11か
ら燃焼器４の内部が見えることになる。
次に、作用について説明する。上記の構成であるガスタ
ービン燃焼器４の出口部６において、切り欠き部11以外
では、出口絞り10により壁面近傍のフィルム冷却空気流
れは半径方向成分を与えられ、出口絞り10の先端部で高
温燃焼ガス流れとの間に強い剪断を生じるため、ここで
フィルム冷却空気と高温燃焼ガスとが混合して、第１ａ
図の燃焼器出口部６の右端に示すような温度分布とな
り、燃焼器出口温度分布は第３ａ図に示した全周絞りの
従来例ほどではないがほぼ均一になり、平均ガス温度ｔ
ａが1200℃及び空気温度ｔｂが350℃の場合には、最高
ガス温度ｔ１は1310℃となり、目標値（1340℃）を満足
するようになる。
ービン燃焼器４の出口部６において、切り欠き部11以外
では、出口絞り10により壁面近傍のフィルム冷却空気流
れは半径方向成分を与えられ、出口絞り10の先端部で高
温燃焼ガス流れとの間に強い剪断を生じるため、ここで
フィルム冷却空気と高温燃焼ガスとが混合して、第１ａ
図の燃焼器出口部６の右端に示すような温度分布とな
り、燃焼器出口温度分布は第３ａ図に示した全周絞りの
従来例ほどではないがほぼ均一になり、平均ガス温度ｔ
ａが1200℃及び空気温度ｔｂが350℃の場合には、最高
ガス温度ｔ１は1310℃となり、目標値（1340℃）を満足
するようになる。
一方、切り欠き部11では、絞りによるフィルム冷却空気
と高温燃焼ガスとの混合がないため、フィルム冷却空気
層が形成され、フィルム冷却空気が図示しない後続の尾
筒へ流れるので、尾筒壁温の上昇が防止され、最大でも
820℃であって、目標値（850℃）を満足するようにな
る。
と高温燃焼ガスとの混合がないため、フィルム冷却空気
層が形成され、フィルム冷却空気が図示しない後続の尾
筒へ流れるので、尾筒壁温の上昇が防止され、最大でも
820℃であって、目標値（850℃）を満足するようにな
る。
この場合、本実施例では、出口絞り10の上部に切り欠き
部11を形成しているので、燃焼器出口部６に接続される
尾筒が、例えば燃焼器出口部６からタービン部まで下向
きに屈曲した先細りの形状の尾筒である場合には、特に
尾筒の背側壁温の上昇が防止される。
部11を形成しているので、燃焼器出口部６に接続される
尾筒が、例えば燃焼器出口部６からタービン部まで下向
きに屈曲した先細りの形状の尾筒である場合には、特に
尾筒の背側壁温の上昇が防止される。
考案の効果 以上述べたように、本考案によれば、ガスタービン燃焼
器の出口部に設けた出口絞りの一部に切り欠き部を形成
し、この切り欠き部では絞りによるフィルム冷却空気と
高温燃焼ガスとの混合をなくして、フィルム冷却空気層
を形成するようにしているので、フィルム冷却空気が後
続の尾筒へ流れて尾筒壁温の上昇を防止し、これにより
尾筒壁温度（最大）は目標値を満足するようになる。
器の出口部に設けた出口絞りの一部に切り欠き部を形成
し、この切り欠き部では絞りによるフィルム冷却空気と
高温燃焼ガスとの混合をなくして、フィルム冷却空気層
を形成するようにしているので、フィルム冷却空気が後
続の尾筒へ流れて尾筒壁温の上昇を防止し、これにより
尾筒壁温度（最大）は目標値を満足するようになる。
また、本考案にあっても、切り欠き部以外では出口絞り
によりフィルム冷却空気と高温燃焼ガスとの混合が生じ
て、燃焼器出口温度分布がほぼ均一となり、最高ガス温
度は目標値を満足したものにすることができる。
によりフィルム冷却空気と高温燃焼ガスとの混合が生じ
て、燃焼器出口温度分布がほぼ均一となり、最高ガス温
度は目標値を満足したものにすることができる。
したがって、本考案によれば、燃焼器出口温度分布をほ
ぼ均一に維持し最高ガス温度を満足したものに維持しな
がら、尾筒壁温の上昇を防止して、尾筒壁温度（最大）
も満足したものにすることができる。また、出口絞りに
はフィルム冷却空気のみしか接触しないため、出口絞り
が高温となって焼損するようなこともない。
ぼ均一に維持し最高ガス温度を満足したものに維持しな
がら、尾筒壁温の上昇を防止して、尾筒壁温度（最大）
も満足したものにすることができる。また、出口絞りに
はフィルム冷却空気のみしか接触しないため、出口絞り
が高温となって焼損するようなこともない。
第１ａ図は本考案に係るガスタービン燃焼器の一実施例
を概念的に示す縦断面図、第１ｂ図は該ガスタービン燃
焼器を出口端から見た端面図、第２図は従来のガスター
ビン燃焼器の一例を概念的に示す縦断面図、第３ａ図は
従来のガスタービン燃焼器の他の例を概念的に示す縦断
面図、第３ｂ図は第３ａ図の一部を拡大して、フィルム
冷却空気と高温燃焼ガスとの混合の様子を示す図であ
る。 １……燃料ノズル、２……スワーラ、３……二次空気
孔、４……燃焼器、５……ルーバ、６……燃焼器出口
部、７……出口絞り部、８……フィルム冷却空気、９…
…高温燃焼ガス、10……出口絞り、11……切り欠き部。
を概念的に示す縦断面図、第１ｂ図は該ガスタービン燃
焼器を出口端から見た端面図、第２図は従来のガスター
ビン燃焼器の一例を概念的に示す縦断面図、第３ａ図は
従来のガスタービン燃焼器の他の例を概念的に示す縦断
面図、第３ｂ図は第３ａ図の一部を拡大して、フィルム
冷却空気と高温燃焼ガスとの混合の様子を示す図であ
る。 １……燃料ノズル、２……スワーラ、３……二次空気
孔、４……燃焼器、５……ルーバ、６……燃焼器出口
部、７……出口絞り部、８……フィルム冷却空気、９…
…高温燃焼ガス、10……出口絞り、11……切り欠き部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 福江 一郎 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)考案者 青山 邦明 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (56)参考文献 実開 昭59−32863（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−59671（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭52−57108（ＪＰ，Ｙ２)
Claims (1)
- 【請求項１】尾筒が接続される燃焼器出口部の内壁周面
に該出口部の断面積を減ずる出口絞りを設けるととも
に、この出口絞りの一部に切り欠き部を形成したことを
特徴とするガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12362484U JPH0612355Y2 (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | ガスタービン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12362484U JPH0612355Y2 (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | ガスタービン燃焼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6139266U JPS6139266U (ja) | 1986-03-12 |
| JPH0612355Y2 true JPH0612355Y2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=30682372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12362484U Expired - Lifetime JPH0612355Y2 (ja) | 1984-08-14 | 1984-08-14 | ガスタービン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612355Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011102669A (ja) | 2009-11-10 | 2011-05-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン燃焼器及びガスタービン |
-
1984
- 1984-08-14 JP JP12362484U patent/JPH0612355Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6139266U (ja) | 1986-03-12 |
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