JPH08110012A - 燃焼器ライナの製造方法 - Google Patents
燃焼器ライナの製造方法Info
- Publication number
- JPH08110012A JPH08110012A JP24364994A JP24364994A JPH08110012A JP H08110012 A JPH08110012 A JP H08110012A JP 24364994 A JP24364994 A JP 24364994A JP 24364994 A JP24364994 A JP 24364994A JP H08110012 A JPH08110012 A JP H08110012A
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- Japan
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- liner
- rib
- wall
- cooling air
- combustor
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Abstract
(57)【要約】
【構成】一体形ライナ材料を冷却空気流路側に一体形凸
形のリブ１１を複数整形し、ライナ壁に接合リブ１０を
設け、一体形リブ１１の内側に同質の補強材１２を空隙
がなく、ライナ内側壁が平坦となるように接合する。一
体形リブ１１の幅Ａと高さａ，接合凸形リブの幅ａと高
さｈとの関係がＡ≦ａ，Ｈ＝ｈとなるように設けた。 【効果】一体形凸形リブによりライナの強度を増し、接
合リブによりライナ壁の対流熱伝達率を大きくでき、冷
却熱量を大きくできるのでライナ壁温度を低く保つこと
ができる。ライナ壁内側を平坦にできるので燃焼ガスの
流れがスムーズに保て、燃焼状態を安定に保てる。
形のリブ１１を複数整形し、ライナ壁に接合リブ１０を
設け、一体形リブ１１の内側に同質の補強材１２を空隙
がなく、ライナ内側壁が平坦となるように接合する。一
体形リブ１１の幅Ａと高さａ，接合凸形リブの幅ａと高
さｈとの関係がＡ≦ａ，Ｈ＝ｈとなるように設けた。 【効果】一体形凸形リブによりライナの強度を増し、接
合リブによりライナ壁の対流熱伝達率を大きくでき、冷
却熱量を大きくできるのでライナ壁温度を低く保つこと
ができる。ライナ壁内側を平坦にできるので燃焼ガスの
流れがスムーズに保て、燃焼状態を安定に保てる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンの燃焼器
ライナの製造方法に関する。
ライナの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術としては、図８，図９に示す
特公昭59−49493 号公報に記載のように、ガスタービン
燃焼器ライナ２の外側を流れる冷却空気をライナ２の周
方向に設けた複数の冷却空気孔９を通して燃焼ガスの流
れるライナ２内側の張出しリップ８を経て燃焼ガスの流
れ方向に冷却空気を噴き出させる構造となっていた。こ
の構造では、ライナ２の冷却は主にライナ２外側での冷
却空気による対流冷却と、ライナ２外側の冷却空気圧力
と燃焼ガスの流れるライナ内側圧力との圧力差によりラ
イナ２周方向に設けた冷却孔９を通って流れ込む冷却空
気による膜冷却とによってライン２の壁の冷却を行って
いた。この構造となっている為に冷却空気孔９より流し
込む冷却空気は、リップ８によりライナ２内壁に沿って
流れ、ライナ内壁の近傍を流れる燃焼ガスは、リップ８
により比較的平坦にライナ内壁に沿ってタービン部（図
示せず）へ流し込む。しかし、冷却空気孔９より流れ込
みライナ２内壁に沿って流れる冷却空気は、ライナ壁の
冷却には有効であるが、冷却にのみ使われタービン部へ
流れ込み、燃焼空気としては使われないという欠点があ
った。
特公昭59−49493 号公報に記載のように、ガスタービン
燃焼器ライナ２の外側を流れる冷却空気をライナ２の周
方向に設けた複数の冷却空気孔９を通して燃焼ガスの流
れるライナ２内側の張出しリップ８を経て燃焼ガスの流
れ方向に冷却空気を噴き出させる構造となっていた。こ
の構造では、ライナ２の冷却は主にライナ２外側での冷
却空気による対流冷却と、ライナ２外側の冷却空気圧力
と燃焼ガスの流れるライナ内側圧力との圧力差によりラ
イナ２周方向に設けた冷却孔９を通って流れ込む冷却空
気による膜冷却とによってライン２の壁の冷却を行って
いた。この構造となっている為に冷却空気孔９より流し
込む冷却空気は、リップ８によりライナ２内壁に沿って
流れ、ライナ内壁の近傍を流れる燃焼ガスは、リップ８
により比較的平坦にライナ内壁に沿ってタービン部（図
示せず）へ流し込む。しかし、冷却空気孔９より流れ込
みライナ２内壁に沿って流れる冷却空気は、ライナ壁の
冷却には有効であるが、冷却にのみ使われタービン部へ
流れ込み、燃焼空気としては使われないという欠点があ
った。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】膜冷却をなくし対流に
よる冷却を強化することにより燃焼器ライナの冷却を行
う際に、これまで膜冷却が受け持っていた冷却熱量分を
補うことにある。従来冷却方式である膜冷却のリップ８
は、一体ライナ材料と合せ二重構造となっておりライナ
２の強度を維持する為にも有効であった。
よる冷却を強化することにより燃焼器ライナの冷却を行
う際に、これまで膜冷却が受け持っていた冷却熱量分を
補うことにある。従来冷却方式である膜冷却のリップ８
は、一体ライナ材料と合せ二重構造となっておりライナ
２の強度を維持する為にも有効であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】ライナを形成する一体形
材料を周方向冷却空気流側路に凸形のリブを整形し、そ
れを軸方向に複数個設けた一体形リブと、複数の接合に
より設ける接合凸形リブとを設け、一体形リブの内側に
一体形リブ材料と同質の材料を空隙がなくライナ内側壁
が平坦となるように接合する。一体形リブの幅をＡ，高
さをＨ，接合リブの幅をａ，高さをｈとし、Ａ≧ａ，Ｈ
≧ｈとするライナの製造方法。
材料を周方向冷却空気流側路に凸形のリブを整形し、そ
れを軸方向に複数個設けた一体形リブと、複数の接合に
より設ける接合凸形リブとを設け、一体形リブの内側に
一体形リブ材料と同質の材料を空隙がなくライナ内側壁
が平坦となるように接合する。一体形リブの幅をＡ，高
さをＨ，接合リブの幅をａ，高さをｈとし、Ａ≧ａ，Ｈ
≧ｈとするライナの製造方法。
【０００５】
【作用】ライナを形成する一体形材料をライナ周方向冷
却空気流路側に凸形のリブを整形し、それを軸方向に複
数個設けたライナ構造としたので、同一材料，同一板厚
の平板円筒状のライナに比較し強度を増すことができ
る。
却空気流路側に凸形のリブを整形し、それを軸方向に複
数個設けたライナ構造としたので、同一材料，同一板厚
の平板円筒状のライナに比較し強度を増すことができ
る。
【０００６】複数の凸形リブを冷却空気流路側に設けた
ので、ライナ壁面の冷却空気の乱れを促進させ、伝熱促
進を図ることができる。その結果ライナ壁温度を低く保
つことができる。
ので、ライナ壁面の冷却空気の乱れを促進させ、伝熱促
進を図ることができる。その結果ライナ壁温度を低く保
つことができる。
【０００７】一体形リブの内側にライナと同質の材料を
ライナ内壁に空隙がなく、内壁と同一高さとなるように
接合したので、ライナ壁と接する燃焼ガスをスムーズに
流すことができる。
ライナ内壁に空隙がなく、内壁と同一高さとなるように
接合したので、ライナ壁と接する燃焼ガスをスムーズに
流すことができる。
【０００８】
【実施例】本発明の実施例を示す。図７は、ガスタービ
ンのブロック図である。圧縮機にて吸込まれた空気は、
加圧・昇温され燃焼器へ送られる。この空気は燃焼器で
は燃料を燃焼させ更に高温の燃焼ガスとなってタービン
で膨張する。タービンは、圧縮機を駆動し、残った出力
で負荷を駆動する。例えば負荷として発電機を接続し、
回転させれば電気を得ることが出来る。
ンのブロック図である。圧縮機にて吸込まれた空気は、
加圧・昇温され燃焼器へ送られる。この空気は燃焼器で
は燃料を燃焼させ更に高温の燃焼ガスとなってタービン
で膨張する。タービンは、圧縮機を駆動し、残った出力
で負荷を駆動する。例えば負荷として発電機を接続し、
回転させれば電気を得ることが出来る。
【０００９】図８は、燃焼器の断面図である。圧縮機１
で加圧・昇温された空気は、矢印で示した方向へ送ら
れ、別配管より供給される燃料３がパイロットバーナ４
ｃ，Ｆ１燃料ノズル４ａ，Ｆ２燃料ノズル４ｂより噴射
され、主燃焼室Ｒ１，副燃焼室Ｒ２の燃焼ゾーンで燃焼
する。燃焼ガスは、トラジションピース７を経てタービ
ン６で膨張する。主燃焼室Ｒ１のライナ２は、内側を高
温の燃焼ガス（約1400℃）が流れ、ライナ２壁温度は高
温となる。ライナ２壁の外側を流れる空気は、加圧・昇
温されているとは言え、燃焼ガス温度よりは低温（約３
８０℃）なので、ライナ２壁外側を流れる圧縮空気にて
ライナ２壁温度が材料許容温度以内となるように冷却す
る必要がある。
で加圧・昇温された空気は、矢印で示した方向へ送ら
れ、別配管より供給される燃料３がパイロットバーナ４
ｃ，Ｆ１燃料ノズル４ａ，Ｆ２燃料ノズル４ｂより噴射
され、主燃焼室Ｒ１，副燃焼室Ｒ２の燃焼ゾーンで燃焼
する。燃焼ガスは、トラジションピース７を経てタービ
ン６で膨張する。主燃焼室Ｒ１のライナ２は、内側を高
温の燃焼ガス（約1400℃）が流れ、ライナ２壁温度は高
温となる。ライナ２壁の外側を流れる空気は、加圧・昇
温されているとは言え、燃焼ガス温度よりは低温（約３
８０℃）なので、ライナ２壁外側を流れる圧縮空気にて
ライナ２壁温度が材料許容温度以内となるように冷却す
る必要がある。
【００１０】本発明の燃焼器ライナの斜視図を図１に、
図１の部分拡大図を図２に示す。一体形ライナ材料をラ
イナ冷却空気流側路、ライナ円周方向に凸形に整形した
一体形リブ１１をライナ軸方向に複数個整形する。ライ
ナ壁の冷却を促進する接合凸形リブ１０を冷却空気流路
側ライナ壁表面円周方向に接合する。この時、一体形リ
ブの幅Ａ，高さＨつ接合凸形リブの幅ａ，高さｈとの関
係をＡ≧ａ，Ｈ＝ｈとなるようにする。一体形リブ１１
の内側にライナと同質の材料からなる補強材１２をライ
ナ内壁と同一高さとなるように一体形リブ内側と補強材
１２との接する部分を隙間なく接合する。
図１の部分拡大図を図２に示す。一体形ライナ材料をラ
イナ冷却空気流側路、ライナ円周方向に凸形に整形した
一体形リブ１１をライナ軸方向に複数個整形する。ライ
ナ壁の冷却を促進する接合凸形リブ１０を冷却空気流路
側ライナ壁表面円周方向に接合する。この時、一体形リ
ブの幅Ａ，高さＨつ接合凸形リブの幅ａ，高さｈとの関
係をＡ≧ａ，Ｈ＝ｈとなるようにする。一体形リブ１１
の内側にライナと同質の材料からなる補強材１２をライ
ナ内壁と同一高さとなるように一体形リブ内側と補強材
１２との接する部分を隙間なく接合する。
【００１１】ライナ壁の冷却を促進させる接合凸形リブ
１０の形状は、図３ないし図６に示すように、四角形，
台形，三角形，山形のものを冷却空気流速（流量）と接
合凸形リブ１１の形状による熱伝達率（冷却熱量）、流
路圧力損失との関係により必要な形状を選んで接合凸形
リブ形状とする。図では冷却空気流れ方向と燃焼ガスと
が対向流となる場合を示しているが、空気流れ方向と燃
焼ガス流れ方向が同一となる並向流となっても同様の関
係が成り立つ。
１０の形状は、図３ないし図６に示すように、四角形，
台形，三角形，山形のものを冷却空気流速（流量）と接
合凸形リブ１１の形状による熱伝達率（冷却熱量）、流
路圧力損失との関係により必要な形状を選んで接合凸形
リブ形状とする。図では冷却空気流れ方向と燃焼ガスと
が対向流となる場合を示しているが、空気流れ方向と燃
焼ガス流れ方向が同一となる並向流となっても同様の関
係が成り立つ。
【００１２】
【発明の効果】燃焼器ライナを構成する一体形材料をラ
イナ冷却空気流路側円周方向に凸形に整形したリブを、
ライナ軸方向に複数設けたのでライナ強度を高めること
ができる。
イナ冷却空気流路側円周方向に凸形に整形したリブを、
ライナ軸方向に複数設けたのでライナ強度を高めること
ができる。
【００１３】冷却空気流路側のライナ壁面に凸形のリブ
を接合により設けたので対流によるライナ壁面の熱伝達
率を向上させ、ライナ壁の冷却熱量を増加できるのでラ
イナ壁温度を低く保つことができ、ライナのクリープ，
熱疲労等に対する信頼性を向上でき、ライナの耐用時間
を伸すことができる。
を接合により設けたので対流によるライナ壁面の熱伝達
率を向上させ、ライナ壁の冷却熱量を増加できるのでラ
イナ壁温度を低く保つことができ、ライナのクリープ，
熱疲労等に対する信頼性を向上でき、ライナの耐用時間
を伸すことができる。
【００１４】一体整形したリブの内側に燃焼ガス流路周
端が平坦となるようにライナ材料と同質の材料を隙間の
ないように接合したので、燃焼ガスがライナ内壁をスム
ーズに流れ、燃焼ガスの淀み点，はく離点等が無くなる
ので、局所的な高温部（ホットスポット）がなくなり、
局所的な材質変化，熱応力によるわれ等の発生がなくな
る。
端が平坦となるようにライナ材料と同質の材料を隙間の
ないように接合したので、燃焼ガスがライナ内壁をスム
ーズに流れ、燃焼ガスの淀み点，はく離点等が無くなる
ので、局所的な高温部（ホットスポット）がなくなり、
局所的な材質変化，熱応力によるわれ等の発生がなくな
る。
【００１５】ライナ材料と同質材料を一体整形リブの内
側に空隙のないように接合したので、熱伸び，縮みは同
一となり、異質材料の組合せによる熱伸び，縮み不均一
による不具合発生を防止できる。空隙がないので、空隙
有りの場合のような同部に於ける温度上昇は起こらな
い。
側に空隙のないように接合したので、熱伸び，縮みは同
一となり、異質材料の組合せによる熱伸び，縮み不均一
による不具合発生を防止できる。空隙がないので、空隙
有りの場合のような同部に於ける温度上昇は起こらな
い。
【００１６】一体整形リブの幅Ａと高さＨ，接合リブの
幅ａと高さｈとが、Ａ≧ａ，Ｈ＝ｈとなるようにしたの
で、ライナの強度を高めると同時に冷却空気側の流路圧
損が一定となり、冷却空気の偏流発生を防止し、流速分
布不均一によるライナ冷却の不均一を防ぎ、壁温の均一
化を図れる。さらに偏流がなくなるので燃焼器における
燃料と空気との混合均一化を図り易くし、安定燃焼を保
つことができる。
幅ａと高さｈとが、Ａ≧ａ，Ｈ＝ｈとなるようにしたの
で、ライナの強度を高めると同時に冷却空気側の流路圧
損が一定となり、冷却空気の偏流発生を防止し、流速分
布不均一によるライナ冷却の不均一を防ぎ、壁温の均一
化を図れる。さらに偏流がなくなるので燃焼器における
燃料と空気との混合均一化を図り易くし、安定燃焼を保
つことができる。
【図１】燃焼器ライナの斜視図。
【図２】燃焼器ライナの部分断面図。
【図３】燃焼器ライナの部分拡大図。
【図４】燃焼器ライナの部分拡大図。
【図５】燃焼器ライナの部分拡大図。
【図６】接合リブ形状の説明図。
【図７】ガスタービンのブロック図。
【図８】燃焼器の断面図。
【図９】従来の膜冷却構造を示すライナ側面図。
２…ライナ、１０…接合凸形リブ、１１…一体形リブ、
１２…補強材。
１２…補強材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 則行 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 椎名 孝次 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】燃焼器ライナを構成する一体形材料をライ
ナ冷却空気流路側に複数のリブを凸形に整形したリブ
と、接合により設ける接合凸形リブとを持ち、一体整形
したリブの内側に空隙がなく、燃焼ガス流路端が平坦と
なるようにライナ材料と同質材を接合し、燃焼器ライナ
とすることを特徴とする燃焼器ライナの製造方法。 - 【請求項２】請求項１において、前記一体整形リブの幅
Ａとリブ高さＨ、接合リブの幅ａとリブ高さｈとがＡ≧
ａ，Ｈ＝ｈとなるように構成し、一体整形リブの内側に
空隙がなく、燃焼ガス流路端が平坦となるようにライナ
材料と同質材を接合し、燃焼器ライナとする燃焼器ライ
ナの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24364994A JPH08110012A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 燃焼器ライナの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24364994A JPH08110012A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 燃焼器ライナの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110012A true JPH08110012A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17106965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24364994A Pending JPH08110012A (ja) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | 燃焼器ライナの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08110012A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6681578B1 (en) * | 2002-11-22 | 2004-01-27 | General Electric Company | Combustor liner with ring turbulators and related method |
| US6761031B2 (en) | 2002-09-18 | 2004-07-13 | General Electric Company | Double wall combustor liner segment with enhanced cooling |
| US6984102B2 (en) | 2003-11-19 | 2006-01-10 | General Electric Company | Hot gas path component with mesh and turbulated cooling |
| US7104067B2 (en) | 2002-10-24 | 2006-09-12 | General Electric Company | Combustor liner with inverted turbulators |
| US7182576B2 (en) | 2003-11-19 | 2007-02-27 | General Electric Company | Hot gas path component with mesh and impingement cooling |
| WO2014160565A1 (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | United Technologies Corporation | Turbine engine and turbine engine component with improved cooling pedestals |
-
1994
- 1994-10-07 JP JP24364994A patent/JPH08110012A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6761031B2 (en) | 2002-09-18 | 2004-07-13 | General Electric Company | Double wall combustor liner segment with enhanced cooling |
| US7104067B2 (en) | 2002-10-24 | 2006-09-12 | General Electric Company | Combustor liner with inverted turbulators |
| US6681578B1 (en) * | 2002-11-22 | 2004-01-27 | General Electric Company | Combustor liner with ring turbulators and related method |
| US6984102B2 (en) | 2003-11-19 | 2006-01-10 | General Electric Company | Hot gas path component with mesh and turbulated cooling |
| US7182576B2 (en) | 2003-11-19 | 2007-02-27 | General Electric Company | Hot gas path component with mesh and impingement cooling |
| US7186084B2 (en) | 2003-11-19 | 2007-03-06 | General Electric Company | Hot gas path component with mesh and dimpled cooling |
| WO2014160565A1 (en) * | 2013-03-26 | 2014-10-02 | United Technologies Corporation | Turbine engine and turbine engine component with improved cooling pedestals |
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