JPH0710046Y2 - ガスタービン燃焼器 - Google Patents
ガスタービン燃焼器Info
- Publication number
- JPH0710046Y2 JPH0710046Y2 JP9147889U JP9147889U JPH0710046Y2 JP H0710046 Y2 JPH0710046 Y2 JP H0710046Y2 JP 9147889 U JP9147889 U JP 9147889U JP 9147889 U JP9147889 U JP 9147889U JP H0710046 Y2 JPH0710046 Y2 JP H0710046Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cooling
- wall
- air
- gas turbine
- working gas
- 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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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） この考案は、ガスタービン燃焼器にかかり、とくに超高
温作動ガスを作り出す燃焼器の壁面を好ましく冷却する
に適するガスタービン燃焼器に関する。
温作動ガスを作り出す燃焼器の壁面を好ましく冷却する
に適するガスタービン燃焼器に関する。
（従来の技術） 近年、ガスタービンは出力アップを目指して作動ガス温
度を超高温化しており、このため燃焼器は従来に倍加し
て過酷な状態にさらされている。
度を超高温化しており、このため燃焼器は従来に倍加し
て過酷な状態にさらされている。
この場合、燃焼器の素材を超高温作動ガスに抗し得るよ
うにするため、従来技術では、例えば圧縮機から引き抜
いた比較的低温の圧縮空気を用いて壁面を冷すフィルム
冷却を採用している。このフィルム冷却は、圧縮空気が
壁面に沿って流れるために空気膜が形成されるものであ
って、いわば作動ガスの熱が直接壁面につたわらないよ
うにする一種のバリアの役目を果たすものである。
うにするため、従来技術では、例えば圧縮機から引き抜
いた比較的低温の圧縮空気を用いて壁面を冷すフィルム
冷却を採用している。このフィルム冷却は、圧縮空気が
壁面に沿って流れるために空気膜が形成されるものであ
って、いわば作動ガスの熱が直接壁面につたわらないよ
うにする一種のバリアの役目を果たすものである。
ところで、作動ガスが超高温になってくると、もはや従
来のフィルム冷却方式では燃焼器素材の寿命を永く保つ
ことが難しくなり、その素材の強度・寿命の保証の点か
ら従来の冷却用の空気よりも倍増の量が必要になってき
ている。
来のフィルム冷却方式では燃焼器素材の寿命を永く保つ
ことが難しくなり、その素材の強度・寿命の保証の点か
ら従来の冷却用の空気よりも倍増の量が必要になってき
ている。
しかし、圧縮機から倍増の空気を抜き出すことは、その
分だけ圧縮機が燃焼器に与えて作り出す作動ガスの実流
量が少なくなって、いくら作動ガスを超高温化したとこ
ろで実流量不足によるガスタービンの出力アップには結
びつかない。
分だけ圧縮機が燃焼器に与えて作り出す作動ガスの実流
量が少なくなって、いくら作動ガスを超高温化したとこ
ろで実流量不足によるガスタービンの出力アップには結
びつかない。
このため、圧縮機から強制的に抜き出した冷却用の空気
を極力少なくして抜き出した冷却用の空気を有効に活用
する手法として、例えば実開昭62−150543号公報があ
る。この技術は、燃焼器の外壁に溝を設け、この溝の力
を借りて冷却用の空気流速を高めることにより熱伝達係
数を増加させた、いわゆる対流冷却である。また、他の
手法として燃焼器の壁面に冷却用の空気を噴流衝突さ
せ、それに基づいて熱伝達係数を増加させた、いわゆる
インピンジ冷却が提案されている。
を極力少なくして抜き出した冷却用の空気を有効に活用
する手法として、例えば実開昭62−150543号公報があ
る。この技術は、燃焼器の外壁に溝を設け、この溝の力
を借りて冷却用の空気流速を高めることにより熱伝達係
数を増加させた、いわゆる対流冷却である。また、他の
手法として燃焼器の壁面に冷却用の空気を噴流衝突さ
せ、それに基づいて熱伝達係数を増加させた、いわゆる
インピンジ冷却が提案されている。
（考案が解決しようとする課題） しかし、上述対流冷却といい、またインピンジ冷却とい
い、いずれの冷却手法も冷却用の空気のエネルギを頭
初、強制的に消耗させる関係上、燃焼器の該当壁面個所
には効果的な冷却が行われるものの、その該当個所から
はずれた後流側に至る間には消耗した冷却用の空気のエ
ネルギを回復させる手段がなく、思ったような効果的冷
却はなされていない。
い、いずれの冷却手法も冷却用の空気のエネルギを頭
初、強制的に消耗させる関係上、燃焼器の該当壁面個所
には効果的な冷却が行われるものの、その該当個所から
はずれた後流側に至る間には消耗した冷却用の空気のエ
ネルギを回復させる手段がなく、思ったような効果的冷
却はなされていない。
また、最近、超高温の作動ガスに対処して、燃焼器の壁
面をセラミックにしてその寿命保証の研究開発が進めら
れているが、セラミックは何分にも耐衝撃性に乏しく、
高い強度を求めない燃焼器の一部分の使用のみにとどま
っている。
面をセラミックにしてその寿命保証の研究開発が進めら
れているが、セラミックは何分にも耐衝撃性に乏しく、
高い強度を求めない燃焼器の一部分の使用のみにとどま
っている。
この考案は、燃焼器の壁面冷却にあたり、比較的少ない
冷却用の空気でもフィルム冷却・対流冷却およびインピ
ンジ冷却のすべてが効果的に機能するように、その壁面
の冷却通路に改良を加えたガスタービン燃焼器を公表す
ることを目的とする。
冷却用の空気でもフィルム冷却・対流冷却およびインピ
ンジ冷却のすべてが効果的に機能するように、その壁面
の冷却通路に改良を加えたガスタービン燃焼器を公表す
ることを目的とする。
（課題を解決するための手段） この考案は、外壁・内壁間に形成された空間部に空気を
流して冷却通路として使用し、この冷却通路を、内壁内
で生成された作動ガスの上流側から下流側に向かって流
れる方向に沿って設けられた突出部により列状に区画さ
れた冷却路にした外・内二重壁構造のガスタービン燃焼
器において、外壁・内壁のそれぞれに孔軸位置を異にす
る空気孔を穿設するとともに、上記列状に区画された冷
却路のうち、作動ガスの上流側に沿う冷却路部分は狭開
路に形成し、作動ガスの下流側に沿う冷却路部分は相対
的に拡開路に形成したものである。
流して冷却通路として使用し、この冷却通路を、内壁内
で生成された作動ガスの上流側から下流側に向かって流
れる方向に沿って設けられた突出部により列状に区画さ
れた冷却路にした外・内二重壁構造のガスタービン燃焼
器において、外壁・内壁のそれぞれに孔軸位置を異にす
る空気孔を穿設するとともに、上記列状に区画された冷
却路のうち、作動ガスの上流側に沿う冷却路部分は狭開
路に形成し、作動ガスの下流側に沿う冷却路部分は相対
的に拡開路に形成したものである。
（作用） 上述の構成において、圧縮機からの冷却用の空気は外壁
の空気孔を経て列状に区画された冷却路に流れる。この
場合、その空気は空気孔の噴流作用により内壁に衝突
し、内壁をインピンジ冷却している。インピンジ冷却
後、その空気は列状に区画された各冷却路の狭開路によ
り流速を高めて内壁を対流冷却している。対流冷却後、
その空気は外壁の空気孔の孔軸と位置を異にする内壁の
空気孔を経、内壁の裏面（作動ガスの流れ方向側）に沿
ってフィルム冷却している。
の空気孔を経て列状に区画された冷却路に流れる。この
場合、その空気は空気孔の噴流作用により内壁に衝突
し、内壁をインピンジ冷却している。インピンジ冷却
後、その空気は列状に区画された各冷却路の狭開路によ
り流速を高めて内壁を対流冷却している。対流冷却後、
その空気は外壁の空気孔の孔軸と位置を異にする内壁の
空気孔を経、内壁の裏面（作動ガスの流れ方向側）に沿
ってフィルム冷却している。
このように、冷却用の空気は、内壁を、インピンジ、対
流およびフィルムにより冷却しているが、その流れが後
流側に向かうとエネルギの消耗が出、上述冷却が効果的
に機能しなくなる。
流およびフィルムにより冷却しているが、その流れが後
流側に向かうとエネルギの消耗が出、上述冷却が効果的
に機能しなくなる。
このため、この考案にかかるガスタービン燃焼器では、
列状に区画された各冷却路の狭開路を、その空気流の後
流側に向かうにしたがって相対的に拡開路にしたもので
あって、この拡開路により空気のエネルギを回復させて
いる。
列状に区画された各冷却路の狭開路を、その空気流の後
流側に向かうにしたがって相対的に拡開路にしたもので
あって、この拡開路により空気のエネルギを回復させて
いる。
したがって、この考案にかかるガスタービン燃焼器で
は、冷却用の空気のエネルギ回復の下、内壁をインピン
ジ冷却、フィルム冷却およびフィルム冷却を効果的に行
うことができるので、比較的少ない冷却用の空気でも内
壁は超高温の作動ガスに十分対処することができる。
は、冷却用の空気のエネルギ回復の下、内壁をインピン
ジ冷却、フィルム冷却およびフィルム冷却を効果的に行
うことができるので、比較的少ない冷却用の空気でも内
壁は超高温の作動ガスに十分対処することができる。
（実施例） 以下、この考案にかかるガスタービン燃焼器の一実施例
を図面を参照して説明する。
を図面を参照して説明する。
第１図は、この考案にかかるガスタービン燃焼器の概略
図で、この燃焼器は、同心配置の二重壁に構成された外
壁２と内壁１とを備えている。外壁２には、圧縮機から
の冷却用の空気を受ける空気孔５を、また内壁１には外
壁２の空気孔５とは孔軸位置を異にする空気孔６がそれ
ぞれ穿設されている。さらに、同心配置の外壁２と内壁
１との間には内壁２内を流れる作動ガスの上流側から下
流側に向かう方向に沿って（紙面の左側から右側へ）冷
却通路３が形成されている。
図で、この燃焼器は、同心配置の二重壁に構成された外
壁２と内壁１とを備えている。外壁２には、圧縮機から
の冷却用の空気を受ける空気孔５を、また内壁１には外
壁２の空気孔５とは孔軸位置を異にする空気孔６がそれ
ぞれ穿設されている。さらに、同心配置の外壁２と内壁
１との間には内壁２内を流れる作動ガスの上流側から下
流側に向かう方向に沿って（紙面の左側から右側へ）冷
却通路３が形成されている。
この冷却通路３は、第２図に示すように、内壁１から外
壁２に向かう横断面に設けられた突出部４により区画さ
れ、細分化された冷却路3Aになっている。細分化された
冷却路3Aは、作動ガスの上流側から下流側に向かう流れ
の方向に沿って列状に形成されており、その列状形成の
冷却路3Aは、第３図に示すように、作動ガスの上流側に
沿う部分を狭開路3Bに、また作動ガスの下流側に沿う部
分を相対的に拡開路3Cに形成している。
壁２に向かう横断面に設けられた突出部４により区画さ
れ、細分化された冷却路3Aになっている。細分化された
冷却路3Aは、作動ガスの上流側から下流側に向かう流れ
の方向に沿って列状に形成されており、その列状形成の
冷却路3Aは、第３図に示すように、作動ガスの上流側に
沿う部分を狭開路3Bに、また作動ガスの下流側に沿う部
分を相対的に拡開路3Cに形成している。
上述構成のガスタービン燃焼器において、圧縮機からの
冷却用の空気は、外壁２の空気孔５により噴流として内
壁２に衝突させて内壁１をインピンジ冷却し、インピン
ジ冷却後、細分化された狭開路3Bにより流速を高めて熱
伝達係数を増加させ、こうして内壁１を対流冷却させて
いる。内壁１を対流冷却させた冷却用の空気は、外壁２
の空気孔５と孔軸位置を異にする内壁１の空気孔６を経
て内壁１の裏面に沿って流れ、内壁裏面をフィルム冷却
している。
冷却用の空気は、外壁２の空気孔５により噴流として内
壁２に衝突させて内壁１をインピンジ冷却し、インピン
ジ冷却後、細分化された狭開路3Bにより流速を高めて熱
伝達係数を増加させ、こうして内壁１を対流冷却させて
いる。内壁１を対流冷却させた冷却用の空気は、外壁２
の空気孔５と孔軸位置を異にする内壁１の空気孔６を経
て内壁１の裏面に沿って流れ、内壁裏面をフィルム冷却
している。
このように冷却用の空気は、内壁１を作動ガスの上流側
から下流側に向かって好ましく冷却しているが、その下
流側に向かうにしたがってその空気のエネルギは失われ
てくる。この場合、冷却路3Aは、狭開路3Bを相対的に拡
開路3Cに形状変化させているので、この拡開路3Cを通過
する間に冷却用の空気のエネルギを回復させている。
から下流側に向かって好ましく冷却しているが、その下
流側に向かうにしたがってその空気のエネルギは失われ
てくる。この場合、冷却路3Aは、狭開路3Bを相対的に拡
開路3Cに形状変化させているので、この拡開路3Cを通過
する間に冷却用の空気のエネルギを回復させている。
したがって、冷却用の空気はそのエネルギの回復の下、
上述インピンジ冷却、対流冷却およびフィルム冷却を効
果的に行うことができるので、比較的少ない冷却用の空
気でも内壁１を好ましく冷却することができる。
上述インピンジ冷却、対流冷却およびフィルム冷却を効
果的に行うことができるので、比較的少ない冷却用の空
気でも内壁１を好ましく冷却することができる。
以上述べたように、この考案にかかるガスタービン燃焼
器は、その内壁も冷却するために必要な冷却路を、狭開
路から拡開路に形状変化させ、ここを通過する冷却用の
空気のエネルギ消耗の回復を図っているので、内壁全域
を好ましく冷却でき、超高温の作動ガスに十分対処する
ことができる。
器は、その内壁も冷却するために必要な冷却路を、狭開
路から拡開路に形状変化させ、ここを通過する冷却用の
空気のエネルギ消耗の回復を図っているので、内壁全域
を好ましく冷却でき、超高温の作動ガスに十分対処する
ことができる。
第１図は、この考案にかかるガスタービン燃焼器の概略
構成を示す図、第２図は第１図のII−II線に沿う矢視切
断断面図、第３図は第２図の冷却路を平面上に展開した
概略図である。 １…内壁、２…外壁、３…冷却通路 3A…冷却路、3B…狭開路、3C…拡開路 ４…突出部、5,6…空気孔
構成を示す図、第２図は第１図のII−II線に沿う矢視切
断断面図、第３図は第２図の冷却路を平面上に展開した
概略図である。 １…内壁、２…外壁、３…冷却通路 3A…冷却路、3B…狭開路、3C…拡開路 ４…突出部、5,6…空気孔
Claims (1)
- 【請求項１】外壁・内壁間に形成された空間部に空気を
流して冷却通路として使用し、この冷却通路を、内壁内
で生成された作動ガスの上流側から下流側に向かって流
れる方向に沿って設けられた突出部により列状に区画さ
れた冷却路にした外・内二重壁構造のガスタービン燃焼
器において、外壁・内壁のそれぞれに孔軸位置を異にす
る空気孔を穿設するとともに、上記列状に区画された冷
却路のうち、作動ガスの上流側に沿う冷却路部分は狭開
路に形成し、作動ガスの下流側に沿う冷却路部分は相対
的に拡開路に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 |
|---|---|---|---|
| JP9147889U JPH0710046Y2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | ガスタービン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9147889U JPH0710046Y2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | ガスタービン燃焼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0330540U JPH0330540U (ja) | 1991-03-26 |
| JPH0710046Y2 true JPH0710046Y2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=31640956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9147889U Expired - Lifetime JPH0710046Y2 (ja) | 1989-08-04 | 1989-08-04 | ガスタービン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0710046Y2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5506834B2 (ja) * | 2012-01-27 | 2014-05-28 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン |
| JP2012107628A (ja) * | 2012-01-27 | 2012-06-07 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガスタービン |
| JP7370364B2 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-10-27 | 三菱重工業株式会社 | トランジションピース、燃焼器及びガスタービンエンジン |
| JP7326399B2 (ja) | 2021-09-30 | 2023-08-15 | 三菱重工業株式会社 | トランジションピース、燃焼器及びガスタービンエンジン |
-
1989
- 1989-08-04 JP JP9147889U patent/JPH0710046Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0330540U (ja) | 1991-03-26 |
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