JPH0729403Y2

JPH0729403Y2 - ガスタ−ビンエンジン用燃焼器

Info

Publication number: JPH0729403Y2
Application number: JP1986017523U
Authority: JP
Inventors: 徹向井
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1986-02-12
Filing date: 1986-02-12
Publication date: 1995-07-05
Anticipated expiration: 2001-02-12
Also published as: JPS62131261U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、ガスタービンエンジン用燃焼器に関し、とく
にライナの冷却空気導入構造に関する。

〔従来の技術〕

ガスタービンエンジンにおいては、コンプレッサで圧縮
されディフューザを通されてきた空気が、燃焼器のライ
ナ内に複数の空気孔を通して導入され、該ライナ内で燃
料と混合されて点火プラグにより着火され、燃焼ガスと
してタービン側に送られる。この燃焼器のライナ内壁
は、高温の燃焼ガスにさらされるため、ライナ壁面の冷
却が必要である。

従来の冷却構造は、たとえば第５図に示すように、円筒
状体からなるライナ１をいくつかに分割し、そのつなぎ
部にプレス加工等によりライナ１の軸２に沿う方向に開
口するスリット３を形成し、該スリット３から導入され
る冷却空気４を内壁面に沿って軸２に沿う方向に流すこ
とにより冷却を行うものであった。

また、第６図に示すように、スリット５を、ライナ６を
内側に向けてプレス加工することにより形成する構造も
知られている。

さらに、第７図に示すように、分割されたライナ７のつ
なぎ部にリング８を介装してこの部分に隙間９を形成
し、ライナ７周方向に小孔10を配設して、小孔10から導
入された冷却空気を隙間９からライナ内壁面に沿わせて
流下させるようにした構造も知られている。

さらにまた、実開昭58−189472号公報には、ライナ筒の
一部を変形させることにより、ライナ軸に沿う方向に延
びるスリット状の空気導入孔を形成する構造が開示され
ている。

なお、冷却空気の流入構造を対象としたものではない
が、ライナ周囲にライナとは別の中間筒体を設け、ライ
ナ内への燃焼用空気の流入の均一化をはかった構造も知
られている（実開昭55−150285号公報）。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかしながら、第５図に示したような従来構造において
は、スリット３がライナ１の周方向に断続的にしか形成
できないため、分割されたライナ同士の接触部分、つま
りスリット３が形成されない部分では冷却が行われない
ことになり、冷却にむらが生じるという問題がある。第
７図に示した構造では、このような問題は解消可能であ
るが、部品点数が多くなるという問題がある。また、双
方とも冷却範囲が小さく、これを拡大するためにはライ
ナを数段に分割してスリット又は小孔の段数を増加させ
る必要がある。ライナ分割タイプでは、燃焼器出口程ラ
イナ外径が増大するので、分割数を増やす程小型化が困
難になるという問題がある。さらに、第６図に示した構
造では、第５図の構造における問題に加え、ライナ内側
への凸部ができるので、該凸部が高温燃焼ガスに直接さ
らされて溶損しやすくなるという問題がある。

このような問題に対し、ライナ軸に沿う方向に延びるス
リット状の空気導入孔からライナ内に空気を流入し、ラ
イナ内周に沿う方向の旋回流を形成することによりライ
ナ内壁面の冷却性能を向上させるようにしたガスタービ
ン燃焼器（実開昭58−189472号公報）が提案されている
が、このようなガスタービン燃焼器では、導入された空
気と燃料との混合気を着火するための点火プラグが、ラ
イナ内に臨むようにライナ円筒壁に取り付けられるの
で、ライナ内に形成された旋回流が点火プラグに直接当
たるようになり、点火プラグが不要に冷却されて着火性
能が低下するおそれがあった。これを防止するために、
点火プラグ用のバッフルプレート等を設けると、新たに
該バッフルプレートの溶損等の問題を招くことになる。

本考案は、構造を簡素化しつつ、冷却空気によるライナ
内壁面の冷却性能を向上させると同時に、点火プラグの
着火性能を向上させることが可能なガスタービンエンジ
ン用燃焼器を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するため手段〕

この目的に沿う本考案のガスタービンエンジン用燃焼器
は、コンプレッサ側からの空気を、円筒状体からなり複
数の空気孔を有するライナ内に導入し、該ライナ内に導
入された空気と燃料とをライナに取付けられた点火プラ
グにより燃焼させて燃焼ガスを生成し、該燃焼ガスをタ
ービン側へと送るガスタービンエンジン用燃焼器におい
て、前記ライナ自体に、該ライナの中心軸に沿う方向に
延びかつライナの周方向に向かって開口するスリットを
設け、前記ライナの点火プラグを通る円周上に、該点火
プラグから見てライナ内の空気の旋回流の上流側に位置
し点火プラグに向う旋回流の方向を半径方向内方に修正
する着火向上用空気孔を設けたことを特徴とするガスタ
ービンエンジン用燃焼器。

〔作用〕

このような燃焼器においては、ライナに設けられるスリ
ットがライナの軸に沿う方向に延びるとともにライナ周
方向に向かって開口しているので、スリットからライナ
内に流入する空気は、直接ライナの内周面に沿って相当
広い幅でもって流れ、強力な旋回流となって流下しライ
ナ内周面を冷却する。強力な旋回流であるからライナ内
周面は全周にわたって効率よく冷却される。また、スリ
ットを形成するためにライナを分割構造とする必要がな
いので、構造が簡単になり小型化も可能となる。さら
に、ライナ内周面に沿う冷却空気の旋回流に引きずられ
てライナ内部の燃焼用空気にも循環が生じ、良好な燃焼
が得られる。

ライナの点火プラグを通る円周上には、着火向上用空気
孔が設けられるので、ライナ内の空気の旋回流は点火プ
ラグの上流側で半径方向内方に曲げられることになり、
点火プラグに直接冷却空気が当たることが避けられて着
火性能も確保される。

〔実施例〕

以下に、本考案に係るガスタービンエンジン用燃焼器の
望ましい実施例を図面を参照して説明する。

第１実施例第１図ないし第３図は、本考案の第１実施例に係るガス
タービンエンジン用燃焼器におけるライナ部の構造を示
している。図において、11は円筒状体からなるライナ全
体を示しており、ライナ11内には、コンプレッサ側12か
ら送られてくる空気が、複数設けられた空気孔13を通し
て導入され、導入された空気が燃料と混合されて点火プ
ラグ14により着火され、生成された燃焼ガスがタービン
側15へと送られる。

ライナ11は、本実施例では下部側で２分割構造とされ、
分割されたライナの接続部には、第５図に示したと同様
のスリット16が形成され、スリット16から流入した空気
により、ライナの中心軸17に沿う方向の流れが形成され
るようになっている。

ライナ11の上部側（燃焼ガス上流側）には、ライナの中
心軸17に沿う方向に延びるスリット18がライナ周方向に
適当数（たとえば周方向に６ヶ所程度）配設されてい
る。スリット18は、第３図に示すようにライナ11の周方
向に向かって開口されており、開口部18aはライナ11の
外周面より径方向外側に形成されている。

点火プラグ14は、第３図に示すようにライナ11内に臨む
ように取付けられているが、この点火プラグ14の横に
は、点火向上用空気孔19が設けられている。点火向上用
空気孔19は、ライナ11の点火プラグ11を通る円周上に設
けられている。点火向上用空気孔19は、点火プラグ14か
ら見てライナ11内の空気の旋回流の上流側に位置してお
り、点火プラグ14に向う空気の流れ方向を半径方向内方
に修正する機能を有している。点火プラグ14および空気
孔19の位置では、上記スリット18の上方への延設長が短
く設定されている。

つぎに、第１実施例における作用について説明する。

ライナ11の周方向に適当数配設されたスリット18から
は、ライナ11内に空気が流入するが、スリット18がライ
ナ11の中心軸17に沿う方向に延びかつ開口部18aが周方
向に向けられているので、流入した空気は第３図の矢印
に示すようにライナ11の内周面に沿う旋回流Ｓとなり、
この旋回流Ｓによりライナ11の内周面が冷却される。旋
回流Ｓであるから、第５図に示した構造のようにライナ
周方向に冷却空気の流れない部分が生じるのは防止さ
れ、ライナ内周面は全周にわたって効率よく冷却され
る。しかも、スリット18はライナ11の中心軸17に沿う方
向に延びているので、旋回流も相当広い幅にわたって形
成され、燃焼ガスによりとくに高温となるライナ11の上
部側（点火プラグ14側）が広い範囲にわたって効率よく
冷却される。

また、旋回流Ｓの点火プラグ14の上流側には、点火向上
用空気孔19が設けられており、点火向上用空気孔19から
の空気Ａはライナ11の中心軸17に向かう方向（ライナ11
の径方向）に流入するので、この部分で冷却空気の旋回
流Ｓは第３図に示すように径方向内側に曲げられ、旋回
流Ｓが直接点火プラグ14に当たることが防止される。し
たがって、点火プラグ14の着火性能は良好な状態に保た
れる。

さらに、冷却空気の旋回流Ｓは、その内部側にある燃焼
用空気を引きずって燃焼用空気にも旋回力を与えるの
で、ライナ11内の空気に循環を生じさせ、燃焼状態も良
化される。

第２実施例第４図は、本考案の第２実施例を示している。本実施例
においては、第３図の装置に比べ、スリット21の開口部
21aがさらにライナ22の周方向上流側に延設され、冷却
空気は、周方向に延びる通路部分21bを通った後ライナ2
2内に流入するようになっている。

このように構成することにより、流入空気はより確実に
ライナ22の内周面に沿って流れ、一層確実に旋回流Ｓが
形成される。したがって、それだけライナ冷却性能の向
上が可能となる。その他の構成、作用は第１実施例に準
じる。

〔考案の効果〕

本考案のガスタービンエンジン用燃焼器によれば、つぎ
の効果が得られる。

（１）ライナ自体に、ライナの中心軸に沿う方向に延び
周方向に向かって開口するスリットを設けて、直接ライ
ナ内周面に沿う冷却空気の強力な旋回流を形成するよう
にしたので、従来のライナ中心軸に沿う方向の冷却空気
の流れを形成する場合に比べ、ライナ内周面を広い範囲
にわたって均一にかつ効率よく冷却することができ、ラ
イナの冷却性能を向上することができるという効果が得
られる。

（２）ライナの中心軸に沿う方向に延びるスリットを設
ければよいので、従来のように冷却空気導入のためにラ
イナを数段に分割する必要がなくなり、構造が簡素化さ
れて製作が容易になるとともに、ライナ外径を下流側で
もそれ程大きくする必要がないので、装置の小型化をは
かることができる。また、数段に分割されない結果、燃
焼空気用空気孔の大きさ、配置等の設計の自由度も増大
する。

（３）冷却空気の旋回流によりライナ内の空気に循環を
生じさせることができるので、良好な燃焼が得られる。

（４）点火プラグの冷却空気旋回流上流側に、点火向上
空気孔を設けるようにしたので、点火プラグ用のバッフ
ルプレート等を取り付けることなく自然にプレート空気
が点火プラグに直接当たることを防止でき、点火プラグ
の着火性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例に係るガスタービンエンジ
ン用燃焼器のライナの縦断面図、第２図は第１図の装置の部分縦断面図、第３図は第２図のIII−III線に沿う横断面図、第４図は本考案の第２実施例に係るガスタービンエンジ
ン用燃焼器のライナの部分横断面図、第５図は従来のライナの縦断面図、第６図は別の従来のライナの部分縦断面図、第７図はさらに別の従来のライナの部分半断面図、である。 11,22……ライナ 12……コンプレッサ側 13……空気孔 14……点火プラグ 15……タービン側 17……ライナの中心軸 18,21……スリット 19……点火向上用空気孔

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】コンプレッサ側からの空気を、円筒状体か
らなり複数の空気孔を有するライナ内に導入し、該ライ
ナ内に導入された空気と燃料とをライナに取付けられた
点火プラグにより燃焼させて燃焼ガスを生成し、該燃焼
ガスをタービン側へと送るガスタービンエンジン用燃焼
器において前記ライナ自体に、該ライナの中心軸に沿う
方向に延びかつライナの周方向に向かって開口するスリ
ットを設け、前記ライナの点火プラグを通る円周上に、
該点火プラグから見てライナ内の空気の旋回流の上流側
に位置し点火プラグに向う旋回流の方向を半径方向内方
に修正する着火向上用空気孔を設けたことを特徴とする
ガスタービンエンジン用燃焼器。