JPH0682003B2 - Combustor liner cooling system - Google Patents

Combustor liner cooling system

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JPH0682003B2
JPH0682003B2 JP63024109A JP2410988A JPH0682003B2 JP H0682003 B2 JPH0682003 B2 JP H0682003B2 JP 63024109 A JP63024109 A JP 63024109A JP 2410988 A JP2410988 A JP 2410988A JP H0682003 B2 JPH0682003 B2 JP H0682003B2
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air
combustor
holes
liner
flow
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JP63024109A
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Japanese (ja)
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JPS63294421A (en
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ハワード・ルイス・フォルズ
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General Electric Co
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Publication of JPH0682003B2 publication Critical patent/JPH0682003B2/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • 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
    • F23M5/00Casings; Linings; Walls
    • F23M5/08Cooling thereof; Tube walls
    • F23M5/085Cooling thereof; Tube walls using air or other gas as the cooling medium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002Wall structures
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/20Heat transfer, e.g. cooling
    • F05B2260/202Heat transfer, e.g. cooling by film cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/60Fluid transfer
    • F05B2260/63Preventing clogging or obstruction of flow paths by dirt, dust, or foreign particles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はガスタービンエンジン、具体的にはガスタービ
ンエンジンの燃焼器ライナを冷却する装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for cooling a gas turbine engine, and specifically a combustor liner of a gas turbine engine.

ガスタービンエンジンにおいて、エネルギは燃焼器また
は燃焼室内で燃料を燃焼することによって供給される。
燃料は燃焼器の一端の燃料ノズルを介して供給され、空
気と混合されて燃焼する。燃焼器ライナは燃焼する燃料
の火炎からの輻射によって、また燃焼ガスがライナに沿
って流れるときの伝達により加熱される。ライナの過度
の高温を回避するため、通常燃焼器の外側に沿って比較
的冷たい空気の流れを供給する。さらに、孔または他の
通路が燃焼器ライナに設けられ、燃焼器の外側を通って
流れる冷却空気の一部を燃焼器ライナの内側に沿ってフ
ィルムとして流し、冷却を燃焼器ライナの内側および外
側へ両方から実施する。
In a gas turbine engine, energy is provided by burning fuel in a combustor or combustion chamber.
Fuel is supplied through a fuel nozzle at one end of the combustor, mixed with air and burned. The combustor liner is heated by radiation from the burning fuel flame and by the transmission of combustion gases as they flow along the liner. A relatively cool air flow is usually provided along the outside of the combustor to avoid excessive liner temperatures. In addition, holes or other passages are provided in the combustor liner to allow some of the cooling air flowing through the outside of the combustor to flow as a film along the inside of the combustor liner, allowing cooling to be provided inside and outside the combustor liner. Perform from both.

燃焼器ライナの内側表面を冷却する一つの手段は、約20
°の角度で燃焼器の壁に穿孔された非常に多数のきわめ
て小さい孔を設けることであり、燃焼器の外側から転向
されこれらの孔を通った空気は、ライナ内側表面に沿っ
て方向づけされる。これらの孔はレーザで穿孔され、僅
か約0.02インチの直径である。非常に多数のそのような
きわめて小さい孔が、ライナ内側表面に対して適切且つ
均一な冷却空気を発生するため使用される。或る特定の
ガスタービンエンジンでは約40,000個のそのような孔が
穿孔されている。燃焼器の壁に亘って近い間隔で設けら
れたこの多数の孔によって、冷却空気がライナ内側表面
の略全体に亘ってフィルムとして流れて、きわめて有効
な冷却を達成する。
One means of cooling the inner surface of the combustor liner is about 20
The provision of a very large number of very small holes perforated in the wall of the combustor at an angle of °, the air diverted from outside the combustor passing through these holes being directed along the inner surface of the liner. . These holes are laser drilled and are only about 0.02 inches in diameter. A large number of such very small holes are used to generate a proper and uniform cooling air to the liner inner surface. About 40,000 such holes are drilled in a particular gas turbine engine. The large number of closely spaced holes across the combustor wall allow the cooling air to flow as a film over substantially the entire inner surface of the liner to achieve very effective cooling.

しかしながら、燃焼器ライナ冷却に関するこの解決策に
関し一つの重大な問題が存在する。孔のきわめて小さい
寸法のため、冷却空気中のごみの粒子が相当数の孔を塞
ぎ、孔を通る冷却空気流を減少し燃焼器ライナ内側表面
の冷却を不適当かつ不均一なものとする。
However, there is one significant problem with this solution for combustor liner cooling. Due to the extremely small size of the holes, dust particles in the cooling air block a significant number of holes, reducing the cooling air flow through the holes and causing inadequate and non-uniform cooling of the combustor liner inner surface.

本発明によって、この問題は著しく改善された。ごみ粒
子がこれら小さい孔に達する前に、この小さい孔を塞ぐ
合理的可能性を有するに十分な大きさの、略全てのごみ
粒子を空気から除去する構成が設けられた。即ち、本発
明によれば、孔を塞いで燃焼器ライナの内側表面への冷
却空気の通過を阻止する可能性は著しく減少し、この内
側表面の一層有効な冷却をすることが出来た。
The present invention has significantly improved this problem. Before the dirt particles reach these small pores, a configuration is provided to remove from the air substantially all dirt particles large enough to have a reasonable chance of plugging these small pores. That is, according to the present invention, the likelihood of blocking the holes and preventing the passage of cooling air to the inner surface of the combustor liner is significantly reduced and more effective cooling of this inner surface has been achieved.

従って、本発明の目的は、燃焼器ライナの内側表面に供
給される冷却空気からごみ粒子を除去して、これらの粒
子が、冷却空気の通過のためライナ壁に設けられたきわ
めて小さい孔を塞ぐことを防止することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to remove dust particles from the cooling air supplied to the inner surface of a combustor liner such that these particles block the very small holes provided in the liner wall for passage of the cooling air. Is to prevent that.

発明の概要 本発明を実施するに際し、その一形式において、シール
ドが燃焼器ライナの外側表面から離れた関係で配置され
且つ燃焼器ライナに形成された複数個のきわめて小さい
孔の上方を延び、これらの孔へ空気が直接流れるのを阻
止している。さらに、シールドはシールドと燃焼器ライ
ナの間に空間を備え、逆流する空気をうけ入れる。燃焼
器ライナの外側表面に沿って流れている空気の一部は偏
向されて、シールドと燃焼器ライナの間に形成された通
路に逆流する。相対的に少ない複数個の実質的に大きめ
の孔が空気の反転する個所において燃焼器ライナに設け
られ、空気中のごみ粒子はそれに作用する遠心力のた
め、これらの大きめの孔を通って流れようとする。第2
グループの大きめの孔が、シールドと燃焼器ライナの間
の空間のほゞ前端で燃焼器ライナに設けられる。空気は
燃焼器ライナのきわめて小さい孔に流れ込む際に2度目
の反転をしなければならず、残っているかも知れない略
全ての粒子はこの空気流の反転の際第2グループの大き
めの孔を通って流される。従って、燃焼器ライナのきわ
めて小さい孔に達し且つ冷却のため燃焼器ライナの内側
表面に向けられる空気には実質的にごみ粒子がなく、こ
れらのきわめて小さい孔を塞ぐ可能性は最小になる。
SUMMARY OF THE INVENTION In practicing the present invention, in one form thereof, a shield is disposed in a spaced relationship from an outer surface of the combustor liner and extends over a plurality of very small holes formed in the combustor liner. It prevents the air from flowing directly into the holes. In addition, the shield has a space between the shield and the combustor liner to receive backflowing air. A portion of the air flowing along the outer surface of the combustor liner is deflected back into the passage formed between the shield and the combustor liner. A relatively small number of substantially larger holes are provided in the combustor liner at the points of air reversal and dust particles in the air flow through these larger holes due to the centrifugal forces acting on them. Try to. Second
Larger holes in the group are provided in the combustor liner at approximately the front end of the space between the shield and the combustor liner. The air has to undergo a second reversal as it flows into the very small holes in the combustor liner, and almost any particles that may remain will leave the second group of larger holes during this reversal of the air flow. Shed through. Thus, the air that reaches the tiny holes in the combustor liner and is directed to the inner surface of the combustor liner for cooling is substantially free of dust particles, minimizing the possibility of plugging these tiny holes.

[好ましい実施例の説明] 第1図を参照すると、全体的に10で示すガスタービンエ
ンジンの燃焼器の一部が図示されている。燃焼室は、外
側壁12および内側壁14を含み、その間に環状空間を備え
た、環状型式のものである。この環状空間の内部には燃
焼器16が設けられている。燃焼器16は外側ライナ18およ
び内側ライナ19を含んでいる。その一つを20で示す、複
数個の燃料ノズルが燃焼器の一端に設けられ、燃焼器内
に燃焼用燃料を供給する。燃焼空気は通路22に沿って供
給される。この空気の一部は、各燃料ノズルを取り囲む
開口24を通って燃焼器の内部に流れ、燃料と混合してそ
こで燃焼する。通常のガスタービンエンジンにおいて開
口24は渦流発生器に設けられ、渦流発生器は空気に旋回
運動を与えて燃料との完全な混合を達成する。しかしな
がらこれらの詳細は、本発明の一部ではないため、第1
図では省略してある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Referring to FIG. 1, a portion of a gas turbine engine combustor, generally indicated at 10, is illustrated. The combustion chamber is of the annular type, which includes an outer wall 12 and an inner wall 14 with an annular space therebetween. A combustor 16 is provided inside the annular space. Combustor 16 includes an outer liner 18 and an inner liner 19. A plurality of fuel nozzles, one of which is designated by 20, is provided at one end of the combustor and supplies combustion fuel into the combustor. Combustion air is supplied along passage 22. A portion of this air flows through the openings 24 surrounding each fuel nozzle into the interior of the combustor where it mixes with the fuel and burns there. In a typical gas turbine engine, openings 24 are provided in the vortex generator, which imparts a swirling motion to the air to achieve thorough mixing with the fuel. However, since these details are not part of the present invention,
It is omitted in the figure.

入口通路22に沿って流れる空気の一部は、第1図に矢印
26で示すように、燃焼器16の外側の周りを通過する。燃
焼器ライナ18,19の内側表面は燃焼器内の燃料が燃焼す
る火炎からの輻射によって、また燃焼器の壁に沿う燃焼
生成物の流れによる伝達によって加熱される。通路26に
沿って燃焼器を流過する空気は燃焼器ライナ18,19が過
度の高温に達するのを防ぐのに役立つ。しかしながら、
燃焼器ライナの温度を受認可能な限界内に維持するため
その内側表面を冷却する空気を別に流すのが望ましいこ
とが分った。このため孔28が燃焼器ライナ18,19に設け
られ、通路26に沿って移動する空気の一部が、これらの
孔を通り燃焼器ライナ内側表面に沿ってフィルムとして
実質的に流される。
A part of the air flowing along the inlet passage 22 is indicated by an arrow in FIG.
Passes around the outside of the combustor 16, as shown at 26. The inner surfaces of the combustor liners 18, 19 are heated by radiation from the burning flame of the fuel in the combustor and by transfer by the flow of combustion products along the walls of the combustor. Air flowing through the combustor along passageway 26 helps prevent the combustor liners 18, 19 from reaching excessively high temperatures. However,
It has been found desirable to have a separate flow of air to cool the inner surface of the combustor liner in order to maintain it within acceptable limits. To that end, holes 28 are provided in the combustor liners 18, 19 so that some of the air traveling along the passages 26 is substantially flowed through these holes as a film along the inner surface of the combustor liner.

ライナ内側表面を有効に冷却するそのような装置の一つ
は第2図および第3図に、拡大して、幾分誇張して、示
されている。これらの図面に示された構成を持つこの装
置は、燃焼器ライナに穿孔された非常に多数のきわめて
小さい孔28を含んでいる。これらの孔はレーザ装置を使
って穿孔され、かつ燃焼器ライナ18の内側表面に対して
約20°の角度で形成され、これらの孔から排出する空気
は燃焼器ライナ18の内側表面に沿って大部分フィルムと
して流されその冷却を有効なものとする。ガスタービン
エンジンの特定の一実施例において、燃焼室の燃焼器に
設けられた孔28の総数は20,000個であり、また各孔は約
0.02インチの直径を有する。非常に多数のきわめて小さ
い孔が設けられたため、この装置は燃焼器の全表面に亘
って冷却空気を有効かつ均一に分配する。きわめて小さ
い孔の使用は、均一な冷却を達成するのに有効である
が、しかし一方、孔が通路22に沿って流れる空気中のご
み粒子によって塞がり易いという問題を含んでいる。こ
のことはとくにガスタービンエンジンが搭載された航空
機が、滑走および離陸する間のような、ごみの多い大気
中で運転するとき問題となる。本発明によって、これら
の非常に多数の孔が塞がる可能性を実質的に除去するこ
とを確実にする装置が設けられた。
One such device for effectively cooling the inner surface of the liner is shown in FIGS. 2 and 3 in an enlarged and somewhat exaggerated manner. This device, having the configuration shown in these figures, includes a large number of very small holes 28 drilled in the combustor liner. These holes are drilled using a laser device and are formed at an angle of about 20 ° with respect to the inner surface of the combustor liner 18, and the air exhausted from these holes runs along the inner surface of the combustor liner 18. Most of it is cast as a film to make its cooling effective. In one particular embodiment of a gas turbine engine, the total number of holes 28 provided in the combustor of the combustion chamber is 20,000 and each hole is approximately
It has a diameter of 0.02 inches. Due to the large number of very small holes, the device distributes the cooling air effectively and evenly over the entire surface of the combustor. The use of very small holes is effective in achieving uniform cooling, but on the other hand involves the problem that the holes are prone to being blocked by dirt particles in the air flowing along the passages 22. This is particularly problematic when an aircraft equipped with a gas turbine engine operates in a dusty atmosphere, such as during gliding and takeoff. According to the invention, a device has been provided which ensures that the possibility of plugging these very large numbers of holes is substantially eliminated.

第1図および第2図を参照すると、ライナ18は半径方向
に延びる外壁部分30を備えるように形成されている。シ
ールドまたは阻止部材32が壁部分30において燃焼器上に
取付けられている。シールドはL型断面のもので、シー
ルド32を燃焼器ライナに対して適切な関係で取付けるた
め、燃焼器の壁部分30に適当な方法で固定された第1の
脚部34を含んでいる。シールドは、燃焼器ライナから離
れて後方に延在し、かつそれに全体的に平行な長い第2
の脚部を含んでいる。この脚部36は、通路26に沿う空気
流と燃焼器ライナに形成された複数の孔28との間に介在
するように位置決めされる。第2図に最もよく示される
ように、脚部36の後端は燃焼器ライナに形成された孔28
の最後のものを丁度越えて延び、通路26の空気流が直接
に孔28内へまた孔を通過するのを阻止する。
Referring to FIGS. 1 and 2, the liner 18 is formed with a radially extending outer wall portion 30. A shield or blocking member 32 is mounted on the combustor at wall portion 30. The shield is of L-shaped cross section and includes a first leg 34 which is secured in a suitable manner to the combustor wall portion 30 for mounting the shield 32 in proper relationship with the combustor liner. The shield is a long second secondary that extends rearward away from the combustor liner and is generally parallel to it.
Includes legs. The legs 36 are positioned so as to be interposed between the air flow along the passage 26 and the plurality of holes 28 formed in the combustor liner. As best seen in FIG. 2, the rear end of leg 36 has a hole 28 formed in the combustor liner.
Just beyond the last one, preventing the flow of air in passageway 26 directly into and through hole 28.

脚部36の後端の向う側に、シールド32とライナ18の外側
表面の間の空間へ空気が流入する通路が設けられる。こ
の説明はライナ18に対する空気流に関するものであるけ
れども、説明が進むにつれて同様な流れの空気がライナ
19に関しても生ずることが明らかとなろう。不必要な重
複説明は省略する。
On the opposite side of the rear end of leg 36, a passage is provided for air to flow into the space between shield 32 and the outer surface of liner 18. Although this description refers to airflow to liner 18, as the description progresses a similar flow of air
It will be clear that this will happen for 19. An unnecessary duplicate explanation is omitted.

第2図に示すように、空気流のための空間38がシールド
32の後端とライナ18を支持するフランジ40との間に設け
られる。燃焼器外部の通路26の圧力に比較して燃焼器16
内の圧力が低いため、通路26に沿って流れる空気の一部
は空間38を通って偏向し、矢印44で示すように、シール
ド32と燃焼器ライナの外側表面の間の空間42を反対方向
に流される。空間38は、下記のように通路に沿う空気の
流れに対する入口を構成する。入口38を通って逆流通路
へ流れる空気の案内を容易にするため、シールド32の脚
部36の後端は、符号46に示すように、湾曲している。逆
流通路への空気の流れをさらに助けるため、シールド32
の湾曲端46と略平行な部分を有する流れガイド48が、シ
ールド32の湾曲端46とフランジ40とのほゞ中間の位置で
燃焼器ライナ上に取付けられる。流れガイド48は入口38
を二つの区分に分割し、その一方は矢印44で示された通
路に沿う空気の一部を通すためのものであり、また他方
は空気の他の部分を第2通路50に沿って通すためのもの
である。
As shown in FIG. 2, the space 38 for the air flow is shielded.
It is provided between the rear end of 32 and a flange 40 supporting the liner 18. Combustor 16 compared to the pressure in passage 26 outside the combustor
Due to the low pressure within, some of the air flowing along passage 26 is deflected through space 38 and in the opposite direction through space 42 between shield 32 and the outer surface of the combustor liner, as indicated by arrow 44. Be washed away. The space 38 constitutes the inlet for the flow of air along the passage as described below. The rear ends of the legs 36 of the shield 32 are curved, as indicated at 46, to facilitate guiding air flowing through the inlet 38 and into the backflow passage. Shield 32 to further aid air flow to the backflow passage
A flow guide 48 having a portion generally parallel to the curved end 46 of the shield 32 is mounted on the combustor liner approximately midway between the curved end 46 of the shield 32 and the flange 40. Flow guide 48 has inlet 38
Is divided into two sections, one for passing a portion of the air along the passage indicated by arrow 44, and the other for passing another portion of the air along the second passage 50. belongs to.

孔28のあるものを塞ぐごみ粒子を空気から除去するた
め、燃焼器ライナには流れガイド48とフランジ40との間
に燃焼器ライナを貫通する複数個の孔52が設けられてい
る。これらの孔は孔28よりかなり大きく、孔28を塞ぐに
十分な大きさのごみ粒子は通路44に沿って空間42へ流れ
る空気流から除去され、そして孔52を自由に通過する。
本発明の特定の一実施例において孔28の直径が0.02イン
チであるのに対して、これらの孔は約0.05インチであ
る。孔52は孔28より数が少い。本発明の特定の一実施例
において約20,000個のライナ18の孔28に対して約400個
乃至500個の間のそのような燃焼室の孔52が設けられ
る。
A plurality of holes 52 are provided in the combustor liner between the flow guide 48 and the flange 40 for penetrating the combustor liner to remove dust particles from the air which block those with holes 28. These holes are much larger than holes 28, and dust particles large enough to block holes 28 are removed from the air stream flowing into space 42 along passages 44 and are free to pass through holes 52.
In one particular embodiment of the invention, the holes 28 are 0.02 inches in diameter, while these holes are about 0.05 inches. There are fewer holes 52 than holes 28. In one particular embodiment of the invention, there are between about 400 and 500 such combustion chamber holes 52 for about 20,000 holes 28 of the liner 18.

第2図に最もよく示されたように、この偏向空気のある
ものは、矢印44で示されたように、空間42に入り、シー
ルド32と燃焼器ライナ18の間の空間42によって形成され
た流路を逆流する。この偏向空気の第2部分は矢印50の
方向に向って、ガイド48の端部とフランジ40との間の空
間54内に流れ孔52に向かう。この空気流の方向反転の間
に偏向空気流に作用する遠心力のため、その中の空気よ
り重いごみ粒子は外側通路50に沿って流れ、したがって
孔52に向かう。こうして空間44を逆流する矢印44の方向
に流れる偏向空気の部分から、これらごみ粒子が、除去
される。即ち、通路44に流れ込む空気流中のごみ粒子の
数は実質的に減少し、後に孔28を通って流れる空気には
そのようなごみ粒子はほとんどなく、そのような粒子が
孔28を閉塞する可能性は最小になる。
As best shown in FIG. 2, some of this deflected air enters space 42 and is formed by space 42 between shield 32 and combustor liner 18, as indicated by arrow 44. Reverse the flow path. The second portion of this deflected air is directed in the direction of arrow 50 into flow space 52 in space 54 between the end of guide 48 and flange 40. Due to the centrifugal forces acting on the deflected airflow during this reversal of the airflow, heavier dust particles therein flow along the outer passageway 50 and thus toward the holes 52. These dust particles are thus removed from the part of the deflected air flowing in the direction of the arrow 44 which flows back through the space 44. That is, the number of dust particles in the air stream flowing into the passageway 44 is substantially reduced, and the air that subsequently flows through the holes 28 has few such dust particles, and such particles may block the holes 28. Sex is minimal.

残っているかも知れないごみ粒子をさらに除去するた
め、必要ならば、本発明では空気流の2回目の反転をさ
せ且つその反転する個所の向こう側に複数個の大きめの
孔が更に設けられる。第2図に示されたように、孔28は
後向きに傾斜し、そこで空間42を通路42に沿って反対方
向に流れる空気は、孔28を通るため2回目の方向反転を
しなければならない。シールド32の脚部34が、空間42の
前端において最初の逆流流路に沿って空気が更に流れる
のを阻止することにより、この2回目の逆転の実施を助
勢する。空間42を流れる空気中の、残っているかも知れ
ないごみ粒子を除去するため、複数個の第2の大きめの
孔56がシールド36の脚部34に隣接して燃焼器ライナに設
けられる。空気の第1の反転の場合と同様、空気が孔28
を通る様に指向されるとき空間42で発生する第2の反転
が比較的重いごみ粒子を矢印57で示す、比較的大きい半
径の通路へ流し、こうして粒子は孔28をこえて孔56の中
へ流され、孔28を通る空気中にごみが残る可能性を更に
減少する。
To further remove any dust particles that may remain, the present invention provides a second reversal of the air flow and further includes a plurality of larger holes beyond the point of reversal, if desired. As shown in FIG. 2, the holes 28 slope rearwardly, where air flowing in opposite directions along the passage 42 through the space 42 must undergo a second reversal in order to pass through the holes 28. The legs 34 of the shield 32 help to carry out this second reversal by blocking further air flow along the first backflow path at the front end of the space 42. A plurality of second oversized holes 56 are provided in the combustor liner adjacent the legs 34 of the shield 36 to remove any remaining dust particles in the air flowing through the space 42. As with the first inversion of air, the air is
A second reversal, which occurs in space 42 when directed through, causes the relatively heavy debris particles to flow into a relatively large radius passage, indicated by arrow 57, so that the particles cross holes 28 and into holes 56. It further reduces the likelihood of debris remaining in the air flowing through the holes 28.

孔52を通った空気を全体的に矢印58に示す方向にライナ
18の内側表面に沿って流すため、燃焼器ライナ18は開口
52の内方でそこから離れて位置決めされたフランジまた
は阻止脚部60を備えるよう形成される。同様のフランジ
または阻止脚部62が開口58から離れた位置に設けられ、
開口58を通った空気を全体的に矢印64で示す方向に燃焼
器ライナに沿って流す。
The air passing through hole 52 is lined in the direction generally indicated by arrow 58.
The combustor liner 18 is open because it flows along the inside surface of the combustor 18.
It is formed with a flange or blocking leg 60 positioned inwardly of and away from 52. A similar flange or blocking leg 62 is provided remote from the opening 58,
Air passing through the openings 58 flows generally along the combustor liner in the direction indicated by arrow 64.

このように、本発明によりきわめて小さい孔28へ空気流
が直接に流れ込むのを阻止する装置が提供され、燃焼器
を流過する空気の一部は小さい孔28に達する前に方向を
反転される。反転地点には、そのような空気流の反転の
間これらの大きめの孔に向って外向きに投出されたごみ
粒子を通す大きめの孔が設けられる。ごみ粒子を一層完
全に確実に除去するため、本発明の構成では空気の第2
の反転が実施され、第2の複数個の大きめの孔がこの第
2の反転地点を過ぎた位置に設けられ、空気中に残って
いるかも知れないごみ粒子を除去する。こうして、最終
的に小さい孔に達する空気にはごみ粒子が実質的になく
ごみ粒子によるこれらの小さい孔の閉塞の危険は最小に
なる。
Thus, the present invention provides a device for preventing direct air flow into the very small holes 28, with some of the air flowing through the combustor being reversed in direction before reaching the small holes 28. . Larger holes are provided at the reversal points to pass dust particles that are ejected outwardly toward these larger holes during such reversal of the air flow. In order to remove dust particles more completely and reliably, the second aspect of the air is used in the configuration of the present invention.
Inversion is performed and a second plurality of oversized holes are provided past this second inversion point to remove dust particles that may remain in the air. Thus, the air that finally reaches the small pores is substantially free of dirt particles and the risk of clogging of these small pores with dirt particles is minimized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の燃焼器冷却装置を示す、ガスタービン
エンジンの一部の断面図。 第2図は本発明の詳細を示す、第1図に示された構造の
一部の拡大図。 第3図は燃焼器ライナに使用される小さい孔を誇張した
形式で示す、燃焼器ライナ内側面の一部の別の拡大図。 10…ガスタービン、12,14…外,内壁、 16…燃焼器、18,19…内,外側ライナ、 22,26…冷却空気流、28…小さい孔、 32…シールド、34,36…第1,第2脚部、 38…入口、40…フランジ、44…逆流、 48…流れ案内、50…逆流、 52,56…第1,第2の大きい孔、 64,68…ごみを含んだ空気流。
FIG. 1 is a sectional view of a part of a gas turbine engine showing a combustor cooling device of the present invention. 2 is an enlarged view of a portion of the structure shown in FIG. 1 showing details of the present invention. FIG. 3 is another enlarged view of a portion of the inner surface of the combustor liner showing the small holes used in the combustor liner in an exaggerated form. 10 ... Gas turbine, 12, 14 ... Outer, inner wall, 16 ... Combustor, 18, 19 ... Inner, outer liner, 22, 26 ... Cooling air flow, 28 ... Small hole, 32 ... Shield, 34, 36 ... 1st , 2nd leg, 38 ... Inlet, 40 ... Flange, 44 ... Backflow, 48 ... Flow guide, 50 ... Backflow, 52,56 ... First and second large holes, 64,68 ... Air flow containing dust .

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】その外側表面を通って冷却空気を流すよう
に位置決めされたライナを有するガスタービンエンジン
用燃焼器であって、該燃焼器が、 (a)燃焼器の後部に向って傾斜して空気を前記ライナ
の内側表面に沿って流す、前記ライナの複数個の小さい
孔と、 (b)空気が前記小さい孔へ直接に流れるのを阻止し且
つ前記外側表面との間に逆流空気の通路を形成する、前
記ライナ上の第1の手段と、 (c)前記第1の手段の後方に設置され、前記空気の一
部を偏向して偏向空気を前記通路へ逆流する第2の手段
と、 (d)ごみ粒子を通過させるための前記空気流の反転地
点における、前記ライナの複数個の第1の大きめの孔と
を含むガスタービンエンジン用燃焼器。
1. A combustor for a gas turbine engine having a liner positioned to flow cooling air through its outer surface, wherein the combustor comprises: (a) a slope toward a rear portion of the combustor. Flow air along the inner surface of the liner, and (b) prevent direct flow of air to the small holes and backflow air between the outer surface and the small holes. First means on the liner forming a passage; and (c) second means installed behind the first means for deflecting a portion of the air to cause deflected air to flow back into the passage. And (d) a plurality of first oversized holes in the liner at a reversal point of the airflow for passing dirt particles.
【請求項2】前記第1の手段が前記小さい孔の前方で前
記ライナの前記外側表面に固定されかつ前記外側表面に
平行に前記小さい孔の後方の点まで延びて前記通路を形
成するシールドである請求項(1)記載の燃焼器。
2. A shield which is fixed to said outer surface of said liner in front of said small hole and extends parallel to said outer surface to a point behind said small hole to form said passage. A combustor according to claim 1.
【請求項3】前記複数個の小さい孔が前記複数個の大き
めの孔よりも数がいちじるしく多い請求項(1)記載の
燃焼器。
3. The combustor according to claim 1, wherein the plurality of small holes are significantly larger in number than the plurality of larger holes.
【請求項4】前記小さい孔の直径が約0.02インチであり
前記大きめの孔の直径が約0.05インチである請求項
(1)記載の燃焼器。
4. The combustor of claim 1, wherein the small holes have a diameter of about 0.02 inches and the larger holes have a diameter of about 0.05 inches.
【請求項5】前記第1の手段が前記小さい孔の前方で前
記ライナに固定された第1脚部および前記ライナに対し
て全体的に平行に延びかつ前記小さい孔の最後のものの
後方だが前記大きめの孔の前方まで後方に延在する第2
脚部を有するほゞL型断面のシールドを含み、前記第1
脚部が前記小さい孔への空気の直接の流れを阻止しまた
空気の逆流が前記通路に沿って更に流れるのを阻止して
空気流に2度目の反転をさせて前記小さい孔を通って流
す請求項(1)記載の燃焼器。
5. The first means extends generally parallel to the liner and the first leg secured to the liner in front of the small hole, but behind the last of the small holes, but not the first. Second that extends rearward to the front of the larger hole
A shield having a substantially L-shaped cross section having legs, wherein the first
The legs block the direct flow of air to the small holes and block the backflow of air from further flowing along the passage to cause a second reversal of the air flow to flow through the small holes. The combustor according to claim 1.
【請求項6】前記シールドの後端が外向きに湾曲して前
記通路への空気の逆流の案内を容易にする請求項(1)
記載の燃焼器。
6. The rear end of the shield is curved outward to facilitate guiding a backflow of air into the passage.
The described combustor.
【請求項7】前記シールドの前記湾曲部分に対して全体
的に平行に延びる部分を有する湾曲した流れガイドをさ
らに含み、前記流れガイドが前記シールドの前記後端か
ら離れた個所において前記ライナに固定され、前記シー
ルドの前記後端とともに、前記通路への空気の逆流を容
易にする入口を形成する請求項(5)記載の燃焼器。
7. A curved flow guide having a portion extending generally parallel to said curved portion of said shield, said flow guide secured to said liner at a location remote from said trailing end of said shield. The combustor of claim 5, wherein the combustor forms an inlet with the rear end of the shield that facilitates backflow of air into the passage.
【請求項8】前記大きめの孔が前記入口の後方部分に配
置され、それにより前記空気中のごみ粒子が前記空気の
反転中に前記大きめの孔に向けられる請求項(7)記載
の燃焼器。
8. The combustor according to claim 7, wherein the larger hole is located in a rear portion of the inlet so that dust particles in the air are directed to the larger hole during inversion of the air. .
【請求項9】前記複数個の第1の大きめの孔に加えて、
空気流の方向が2度目に反転されるとき空気中のごみ粒
子が通る前記第1脚部に近接した複数個の第2の大きめ
の孔を含む請求項(5)記載の燃焼器。
9. In addition to the plurality of first oversized holes,
A combustor according to claim 5 including a plurality of second oversized holes proximate said first leg through which dirt particles in the air pass when the direction of the air flow is reversed a second time.
【請求項10】前記燃焼器ライナが前記複数個の第1の
大きめの孔を通って流れる空気通路に配置された第1フ
ランジおよび前記複数個の第2の大きめの孔を通って流
れる空気通路内に配置された第2フランジをさらに含
み、前記第1および第2フランジは前記大きめの孔を通
る空気を偏向して前記ライナの内側表面に沿って流す請
求項(9)記載の燃焼器。
10. A first flange disposed in an air passage through which the combustor liner flows through the plurality of first oversized holes and an air passage through which the combustor liner flows through the plurality of second oversized holes. The combustor of claim 9, further comprising a second flange disposed therein, the first and second flanges deflecting air through the oversized holes to flow along an inner surface of the liner.
JP63024109A 1987-02-06 1988-02-05 Combustor liner cooling system Expired - Lifetime JPH0682003B2 (en)

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US11,818 1987-02-06

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JPS63294421A JPS63294421A (en) 1988-12-01
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DE (1) DE3803086C2 (en)
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IT (1) IT1226767B (en)
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