JPH1068523A - 衝突／放出冷却燃焼器ライナー - Google Patents
衝突／放出冷却燃焼器ライナーInfo
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- JPH1068523A JPH1068523A JP9210468A JP21046897A JPH1068523A JP H1068523 A JPH1068523 A JP H1068523A JP 9210468 A JP9210468 A JP 9210468A JP 21046897 A JP21046897 A JP 21046897A JP H1068523 A JPH1068523 A JP H1068523A
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- liner
- combustor
- holes
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- inner liner
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/002—Wall structures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
- F23R2900/03041—Effusion cooled combustion chamber walls or domes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
- F23R2900/03044—Impingement cooled combustion chamber walls or subassemblies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃焼器の排出物を減らし冷却空気の必要量を
減らし、高い熱移行冷却速度を達成し、部品の予想寿命
を伸ばす。 【解決手段】ガスタービンエンジンの燃焼器が、内面ラ
イナー(44)を備え、該内面ライナーは燃焼サイド８(62)
と冷却サイド(64)を形成し、角度が付いた複数の貫通孔
(80)が中心(96)を形成する所定のパターンで形作られて
いる。また、燃焼器は外面ライナー(46)を備え、該外面
ライナーは第１表面(100) と第２表面(102) を形成し、
約９０°の角度で延びる複数の貫通孔(114) を有する。
該外面ライナーの複数の孔の少なくとも一部は、該内面
ライナーの複数の孔の所定のパターンの中心と放射方向
に整列して位置する。
減らし、高い熱移行冷却速度を達成し、部品の予想寿命
を伸ばす。 【解決手段】ガスタービンエンジンの燃焼器が、内面ラ
イナー(44)を備え、該内面ライナーは燃焼サイド８(62)
と冷却サイド(64)を形成し、角度が付いた複数の貫通孔
(80)が中心(96)を形成する所定のパターンで形作られて
いる。また、燃焼器は外面ライナー(46)を備え、該外面
ライナーは第１表面(100) と第２表面(102) を形成し、
約９０°の角度で延びる複数の貫通孔(114) を有する。
該外面ライナーの複数の孔の少なくとも一部は、該内面
ライナーの複数の孔の所定のパターンの中心と放射方向
に整列して位置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にガスタービ
ンエンジンに関し、より詳しくはガスタービンエンジン
に使用する低排出物の燃焼器に関する。
ンエンジンに関し、より詳しくはガスタービンエンジン
に使用する低排出物の燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】高性能ガスタービンエンジンは、より高
い燃焼温度とより大きいコンプレッサー圧力を要する。
コンプレッサー部分からの冷却液は、冷却通路を経て色
々の部品へ行き、エンジン内の個々の部品の信頼性とサ
イクル寿命を増す。例えば、燃費特性を改善するため、
エンジンはエンジン部品が構成される材料の物理的特性
の限度より高い温度で運転される。これらの高温が補償
されないと、エンジン部品が酸化し、エンジン部品が歪
み、部品寿命が短くなる。空気流をこのようなエンジン
部品に向けるのに冷却通路が使用され、部品の高い温度
を下げ、このような部品の材料特性に合うレベルの温度
に制限されるので、部品の寿命が延びる。
い燃焼温度とより大きいコンプレッサー圧力を要する。
コンプレッサー部分からの冷却液は、冷却通路を経て色
々の部品へ行き、エンジン内の個々の部品の信頼性とサ
イクル寿命を増す。例えば、燃費特性を改善するため、
エンジンはエンジン部品が構成される材料の物理的特性
の限度より高い温度で運転される。これらの高温が補償
されないと、エンジン部品が酸化し、エンジン部品が歪
み、部品寿命が短くなる。空気流をこのようなエンジン
部品に向けるのに冷却通路が使用され、部品の高い温度
を下げ、このような部品の材料特性に合うレベルの温度
に制限されるので、部品の寿命が延びる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、エンジン部品
を冷却する冷却空気の量が増加するので、燃焼室で使え
る空気の量は減少する。従って、冷却効率を増加し、エ
ンジン部品を冷却するのに使用する冷却液の量を減少さ
せる装置と方法が必要である。本発明は、上述の問題の
１つまたはそれ以上を解決することを目的とする。
を冷却する冷却空気の量が増加するので、燃焼室で使え
る空気の量は減少する。従って、冷却効率を増加し、エ
ンジン部品を冷却するのに使用する冷却液の量を減少さ
せる装置と方法が必要である。本発明は、上述の問題の
１つまたはそれ以上を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の１態様では、燃
焼器は、軸部分により間隔をあけた入口端部分と出口端
部分とを形成する内面ライナーを備える。該内面ライナ
ーは、燃焼サイドと冷却サイドとを形成し、内部に燃焼
サイドと冷却サイドの間に延びる複数の放出孔を有す
る。該複数の放出孔は、中心を形成する所定のパターン
で形作られている。燃焼器は、さらに軸部分により間隔
をあけた入口端部分と出口端部分とを形成する外面ライ
ナーを備える。該外面ライナーは、第１表面と第２表面
とを形成し、内部に第１表面と第２表面の間に約９０°
の角度で延びる複数の衝突孔を有する。該複数の衝突孔
は、所定のパターンで形作られ、外面ライナーの複数の
衝突孔の少なくとも一部は、内面ライナーの複数の放出
孔の所定のパターンの中心と放射方向に整列して位置す
る。
焼器は、軸部分により間隔をあけた入口端部分と出口端
部分とを形成する内面ライナーを備える。該内面ライナ
ーは、燃焼サイドと冷却サイドとを形成し、内部に燃焼
サイドと冷却サイドの間に延びる複数の放出孔を有す
る。該複数の放出孔は、中心を形成する所定のパターン
で形作られている。燃焼器は、さらに軸部分により間隔
をあけた入口端部分と出口端部分とを形成する外面ライ
ナーを備える。該外面ライナーは、第１表面と第２表面
とを形成し、内部に第１表面と第２表面の間に約９０°
の角度で延びる複数の衝突孔を有する。該複数の衝突孔
は、所定のパターンで形作られ、外面ライナーの複数の
衝突孔の少なくとも一部は、内面ライナーの複数の放出
孔の所定のパターンの中心と放射方向に整列して位置す
る。
【０００５】
【発明の実施の形態及び実施例】図１を参照すると、ガ
スタービンエンジン10が示されるが、その全体ではな
い。ガスタービンエンジン10は空気流配達装置12を備
え、燃焼空気を提供し、またエンジン10の部品を冷却す
る冷却空気を提供する。エンジン10は、タービン部分14
と、燃焼器部分16と、コンプレッサー部分18とを備え
る。燃焼器部分16とコンプレッサー部分18は、タービン
部分14に作動的に結合されている。この出願では、燃焼
器部分16には、ガスタービンエンジン10の中心軸26の周
りに環状燃焼室24が配置される。又は、発明の本質を変
えずに、複数の筒状燃焼器を備えるようにすることもで
きる。環状燃焼室24は、コンプレッサー部分18とタービ
ン部分14の間に作動的に配置される。複数の燃料ノズル
34（１つを示す）が、環状燃焼室24の入口端部分36に配
置される。タービン部分14は、中心軸26を中心とする第
１段タービン38を備える。
スタービンエンジン10が示されるが、その全体ではな
い。ガスタービンエンジン10は空気流配達装置12を備
え、燃焼空気を提供し、またエンジン10の部品を冷却す
る冷却空気を提供する。エンジン10は、タービン部分14
と、燃焼器部分16と、コンプレッサー部分18とを備え
る。燃焼器部分16とコンプレッサー部分18は、タービン
部分14に作動的に結合されている。この出願では、燃焼
器部分16には、ガスタービンエンジン10の中心軸26の周
りに環状燃焼室24が配置される。又は、発明の本質を変
えずに、複数の筒状燃焼器を備えるようにすることもで
きる。環状燃焼室24は、コンプレッサー部分18とタービ
ン部分14の間に作動的に配置される。複数の燃料ノズル
34（１つを示す）が、環状燃焼室24の入口端部分36に配
置される。タービン部分14は、中心軸26を中心とする第
１段タービン38を備える。
【０００６】図２に最もよく示すように、環状燃焼室24
は、所定の間隔をおいた内側ライナー部分40と外側ライ
ナー部分42とにより取り囲まれている。内側ライナー部
分40は、中心軸26から所定の間隔をおき、外形はほぼ円
筒形である。内側ライナー部分40は、薄い環状金属シー
トの外側表皮部材即ち内面ライナー44と、薄い環状金属
シートの内側表皮部材即ち外面ライナー46とを備え、こ
れらは本発明では相互に約６mmから約15mmの範囲の所定
の距離だけ間隔をおいている。外側表皮部材44は、相互
に軸部分52により間隔をおいた入口端部分48と出口端部
分50とを有する。内側表皮部材46は、相互に軸部分58に
より間隔をおいた入口端部分54と出口端部分56とを有す
る。
は、所定の間隔をおいた内側ライナー部分40と外側ライ
ナー部分42とにより取り囲まれている。内側ライナー部
分40は、中心軸26から所定の間隔をおき、外形はほぼ円
筒形である。内側ライナー部分40は、薄い環状金属シー
トの外側表皮部材即ち内面ライナー44と、薄い環状金属
シートの内側表皮部材即ち外面ライナー46とを備え、こ
れらは本発明では相互に約６mmから約15mmの範囲の所定
の距離だけ間隔をおいている。外側表皮部材44は、相互
に軸部分52により間隔をおいた入口端部分48と出口端部
分50とを有する。内側表皮部材46は、相互に軸部分58に
より間隔をおいた入口端部分54と出口端部分56とを有す
る。
【０００７】さらに図２に示すように、内側ライナー部
分40は、さらに外側表皮部材44の入口端部分48に、コン
プレッサー部分18と連通し、通常の方法でガスタービン
エンジン10内に支持される内側入口部材60を備える。外
側表皮部材44は、燃焼サイド62と冷却サイド64を形成
し、入口端部分48に形成され、入口部材60に取り付けら
れる第１端部66を備える所定の形状である。入口端部分
48は、入口部材60に取り付ける軸部分68と、軸部分68か
ら延びる放射状部分70を備える。直線部分72が放射状部
分70に接続され、軸部分52の一部を形作る。直線部分72
の部分、放射状部分70、入口部材60の部分の間に、環状
ギャラリー74が形作られる。複数の通路76が放射状部分
70を通って延び、空気流配達装置12から環状ギャラリー
74へ、冷却空気の流れを流通させる。複数の補強部材78
が、直線部分72に沿って所定の間隔をおいて、冷却サイ
ド64に取り付けられている。複数の放出冷却孔80が、直
線部分72に沿って列82になって位置する。複数の放出冷
却孔80の列82は、直線部分72に沿って所定の間隔をおい
て位置する。冷却孔80は、列82に沿って円周方向に所定
の間隔をおいている。複数の放出冷却孔80は、外側表皮
部材44に約15°から30°の角度で位置し、入口端部分48
から出口端部分50に向かう角度で冷却サイド64から燃焼
サイド62まで貫通する。円錐即ちテーパ付き部分84が、
直線部分72に接続し出口端部分50を形作る。円錐部分84
は、冷却サイド86と燃焼サイド88を形成する。別の複数
の放出冷却孔80が、円錐部分84に沿って別の列82として
位置し、入口端部分48から出口端部分50に向かう角度が
付いて、冷却サイド86と燃焼サイド88の間を延びる。移
行部分90が、円錐部分84に接続し、タービン部分14と連
通する。さらに円錐部分84に少なくとも希釈孔92の列が
配置される。希釈孔92は、冷却サイド86から燃焼サイド
88へ約90°の角度で貫通する。図３に最も良く示すよう
に、列82の間隔と個々の列82に沿った複数の放出冷却孔
80の位置決めは、一般に中心96を有するダイヤモンド形
を形成する所定のパターンで配置される。
分40は、さらに外側表皮部材44の入口端部分48に、コン
プレッサー部分18と連通し、通常の方法でガスタービン
エンジン10内に支持される内側入口部材60を備える。外
側表皮部材44は、燃焼サイド62と冷却サイド64を形成
し、入口端部分48に形成され、入口部材60に取り付けら
れる第１端部66を備える所定の形状である。入口端部分
48は、入口部材60に取り付ける軸部分68と、軸部分68か
ら延びる放射状部分70を備える。直線部分72が放射状部
分70に接続され、軸部分52の一部を形作る。直線部分72
の部分、放射状部分70、入口部材60の部分の間に、環状
ギャラリー74が形作られる。複数の通路76が放射状部分
70を通って延び、空気流配達装置12から環状ギャラリー
74へ、冷却空気の流れを流通させる。複数の補強部材78
が、直線部分72に沿って所定の間隔をおいて、冷却サイ
ド64に取り付けられている。複数の放出冷却孔80が、直
線部分72に沿って列82になって位置する。複数の放出冷
却孔80の列82は、直線部分72に沿って所定の間隔をおい
て位置する。冷却孔80は、列82に沿って円周方向に所定
の間隔をおいている。複数の放出冷却孔80は、外側表皮
部材44に約15°から30°の角度で位置し、入口端部分48
から出口端部分50に向かう角度で冷却サイド64から燃焼
サイド62まで貫通する。円錐即ちテーパ付き部分84が、
直線部分72に接続し出口端部分50を形作る。円錐部分84
は、冷却サイド86と燃焼サイド88を形成する。別の複数
の放出冷却孔80が、円錐部分84に沿って別の列82として
位置し、入口端部分48から出口端部分50に向かう角度が
付いて、冷却サイド86と燃焼サイド88の間を延びる。移
行部分90が、円錐部分84に接続し、タービン部分14と連
通する。さらに円錐部分84に少なくとも希釈孔92の列が
配置される。希釈孔92は、冷却サイド86から燃焼サイド
88へ約90°の角度で貫通する。図３に最も良く示すよう
に、列82の間隔と個々の列82に沿った複数の放出冷却孔
80の位置決めは、一般に中心96を有するダイヤモンド形
を形成する所定のパターンで配置される。
【０００８】さらに図２に示すように、内側ライナー部
分40の内側表皮部材46は、冷却サイド64,86 に隣接する
第１表面100 と、第１表面100 の反対側の第２表面102
を形成する。内側表皮部材46の入口端部分54は、外側表
皮部材44の直線部分72に接続し、外側と内側表皮部材4
4,46 を離し、その間に第１冷却空洞106 を形作る形状
を有する。内側表皮部材46の直線部分108 は、第１端部
110 と第２端部112 を有する。第１端部110 は、内側表
皮部材46の第１端部分54に連続し、内側表皮部材46は、
冷却サイド64から直線部分108 の軸方向全体に沿ってほ
ぼ等しい所定の距離間隔をおき、軸部分58の一部を形作
る第１表面100 を有する。第１冷却空洞106 は、第１冷
却空洞106 の軸に沿って均一に所定の距離だけ間隔をお
いている。第１冷却空洞106 の軸方向距離は、直線部分
108 の軸方向長さにほぼ等しい。複数の衝突冷却孔114
が、直線部分108 に沿って列116 で位置する。複数の衝
突冷却孔114 の列116 は、直線部分108 に沿って所定の
間隔で軸方向に位置する。衝突冷却孔114 は、列116 に
沿って周方向に所定の間隔をおいている。衝突冷却孔11
4 は、内側表皮部材46の第１、第２表面100,102 にほぼ
90°の角度で位置する。空気流配達装置12からの冷却空
気の流れは、複数の衝突冷却孔114 を通って第１冷却空
洞106 に連通する。図３に最もよく示すように、列116
の間隔と個々の列116 に沿った複数の衝突冷却孔114 の
位置決めは、一般に中心120 を有するダイヤモンド形を
形成する所定のパターン118 で配置される。内側部材46
の直線部分108 の複数の衝突冷却孔114 は、外側部材44
の複数の放出冷却孔80の所定のパターン94の中心96と放
射方向に整列して位置する。
分40の内側表皮部材46は、冷却サイド64,86 に隣接する
第１表面100 と、第１表面100 の反対側の第２表面102
を形成する。内側表皮部材46の入口端部分54は、外側表
皮部材44の直線部分72に接続し、外側と内側表皮部材4
4,46 を離し、その間に第１冷却空洞106 を形作る形状
を有する。内側表皮部材46の直線部分108 は、第１端部
110 と第２端部112 を有する。第１端部110 は、内側表
皮部材46の第１端部分54に連続し、内側表皮部材46は、
冷却サイド64から直線部分108 の軸方向全体に沿ってほ
ぼ等しい所定の距離間隔をおき、軸部分58の一部を形作
る第１表面100 を有する。第１冷却空洞106 は、第１冷
却空洞106 の軸に沿って均一に所定の距離だけ間隔をお
いている。第１冷却空洞106 の軸方向距離は、直線部分
108 の軸方向長さにほぼ等しい。複数の衝突冷却孔114
が、直線部分108 に沿って列116 で位置する。複数の衝
突冷却孔114 の列116 は、直線部分108 に沿って所定の
間隔で軸方向に位置する。衝突冷却孔114 は、列116 に
沿って周方向に所定の間隔をおいている。衝突冷却孔11
4 は、内側表皮部材46の第１、第２表面100,102 にほぼ
90°の角度で位置する。空気流配達装置12からの冷却空
気の流れは、複数の衝突冷却孔114 を通って第１冷却空
洞106 に連通する。図３に最もよく示すように、列116
の間隔と個々の列116 に沿った複数の衝突冷却孔114 の
位置決めは、一般に中心120 を有するダイヤモンド形を
形成する所定のパターン118 で配置される。内側部材46
の直線部分108 の複数の衝突冷却孔114 は、外側部材44
の複数の放出冷却孔80の所定のパターン94の中心96と放
射方向に整列して位置する。
【０００９】直線部分108 の第２端部112 で、複数のス
ペーサー部材122 が外側表皮部材44の冷却サイド64と内
側表皮部材46の第１表面100 の間に断続的に位置する。
個々のスペーサー部材122 は、環状部材124 に取り付け
られ、直線部分108 の第２端部112 がその内部に配置さ
れる。環状弓形即ちテーパ付き部分126 が、第１端部12
8 でスペーサー部材122 と環状部材124 に接続し、移行
部分90に接続する出口端部分56に対応する第２端部130
を有する。環状弓形部分126 は、円錐形部分84から間隔
をおき、第２冷却空洞140 を形作る。本発明において、
環状弓形部分126 の円錐形部分84からの間隔は、第２冷
却空洞140 に沿って環状弓形部分126 の第１端部128 と
第２端部130 の間で必ずしも等しくなくてもよい。本発
明において、第２冷却空洞140 の間隔は均一ではなく、
第２端部130 では距離は短い。複数の非計量空気流入口
孔142 が列144 になって、列144 の円周に沿って所定の
位置で配置される。複数の非計量空気流入口孔142 は、
円錐形部分84の第２端部130 より第１端部128 の近くに
位置する。空気流配達装置12からの冷却空気の流れは、
複数の非計量空気流入口孔142 を通って第２冷却空洞14
0 に連通する。しかし、空気流配達装置12からの冷却空
気の流れは、衝突冷却孔114 により第１冷却空洞106
へ、又複数のスペーサー部材122 の間の領域に配達され
る。支持部材146 が環状弓形部分126 に取り付けられ、
移行部分90と内側表皮部材46の出口端部分56により、外
側表皮部材44の出口端部分50を通常の方法で支持する。
ペーサー部材122 が外側表皮部材44の冷却サイド64と内
側表皮部材46の第１表面100 の間に断続的に位置する。
個々のスペーサー部材122 は、環状部材124 に取り付け
られ、直線部分108 の第２端部112 がその内部に配置さ
れる。環状弓形即ちテーパ付き部分126 が、第１端部12
8 でスペーサー部材122 と環状部材124 に接続し、移行
部分90に接続する出口端部分56に対応する第２端部130
を有する。環状弓形部分126 は、円錐形部分84から間隔
をおき、第２冷却空洞140 を形作る。本発明において、
環状弓形部分126 の円錐形部分84からの間隔は、第２冷
却空洞140 に沿って環状弓形部分126 の第１端部128 と
第２端部130 の間で必ずしも等しくなくてもよい。本発
明において、第２冷却空洞140 の間隔は均一ではなく、
第２端部130 では距離は短い。複数の非計量空気流入口
孔142 が列144 になって、列144 の円周に沿って所定の
位置で配置される。複数の非計量空気流入口孔142 は、
円錐形部分84の第２端部130 より第１端部128 の近くに
位置する。空気流配達装置12からの冷却空気の流れは、
複数の非計量空気流入口孔142 を通って第２冷却空洞14
0 に連通する。しかし、空気流配達装置12からの冷却空
気の流れは、衝突冷却孔114 により第１冷却空洞106
へ、又複数のスペーサー部材122 の間の領域に配達され
る。支持部材146 が環状弓形部分126 に取り付けられ、
移行部分90と内側表皮部材46の出口端部分56により、外
側表皮部材44の出口端部分50を通常の方法で支持する。
【００１０】外側ライナー部分42は、中心軸26から所定
の距離だけ間隔をおき、本発明においてその距離は、内
側ライナー部分40のそれより中心軸26からの所定の距離
が大きく、ほぼ円筒形の形状を有する。外側ライナー部
分42は、薄い環状金属シートの内側表皮部材即ち内面ラ
イナー150 と、薄い環状金属シートの外側表皮部材即ち
外面ライナー152 とを備え、これらは相互に本発明では
約６mmから約15mmの範囲の所定の距離だけ間隔をおいて
いる。内側表皮部材150 は、相互に軸部分158により間
隔をおいた入口端部分154 と出口端部分156 を有する。
外側表皮部材152 は、相互に軸部分164 により間隔をお
いた入口端部分160 と出口端部分162 を有する。
の距離だけ間隔をおき、本発明においてその距離は、内
側ライナー部分40のそれより中心軸26からの所定の距離
が大きく、ほぼ円筒形の形状を有する。外側ライナー部
分42は、薄い環状金属シートの内側表皮部材即ち内面ラ
イナー150 と、薄い環状金属シートの外側表皮部材即ち
外面ライナー152 とを備え、これらは相互に本発明では
約６mmから約15mmの範囲の所定の距離だけ間隔をおいて
いる。内側表皮部材150 は、相互に軸部分158により間
隔をおいた入口端部分154 と出口端部分156 を有する。
外側表皮部材152 は、相互に軸部分164 により間隔をお
いた入口端部分160 と出口端部分162 を有する。
【００１１】外側ライナー部分42は、さらに内側表皮部
材150 の入口端部分154 に、コンプレッサー部分18と連
通し、通常の方法でガスタービンエンジン10内に支持さ
れる外側入口部材166 を備える。内側表皮部材150 は、
燃焼サイド168 と冷却サイド170 を形成し、入口端部分
154 に形成され、外側入口部材166 に取り付けられる第
１端部172 を備える所定の形状である。入口端部分154
は、外側入口部材166に取り付ける軸部分174 と、軸部
分174 から延びる放射状部分176 を備える。直線部分17
8 が、放射状部分176 に接続され、軸部分158 の一部を
形作る。直線部分178 の部分、放射状部分176 、外側入
口部材166 の部分の間に、環状ギャラリー180 が形作ら
れる。複数の通路182 が放射状部分176 を通って延び、
空気流配達装置12から環状ギャラリー180 へ、冷却空気
の流れを流通させる。複数の補強部材184 が、直線部分
178 に沿って所定の間隔をおいて、冷却サイド170 に取
り付けられている。複数の放出冷却孔186 が、直線部分
178 に沿って列188 になって位置する。複数の放出冷却
孔186 の列188 は、直線部分178 に沿って所定の間隔を
おいて位置する。放出冷却孔186 は、列188 に沿って円
周方向に所定の間隔をおいている。複数の放出冷却孔18
6 は、内側表皮部材150 に約15°から20°の角度で位置
し、入口端部分154 から出口端部分156 に向かう角度で
冷却サイド168 から燃焼サイド168 まで貫通する。内側
円錐即ちテーパ付き部分190 が、直線部分178 に接続し
出口端部分156 を形成する。内側円錐部分190 は、冷却
サイド192 と燃焼サイド194 を形成する。別の複数の放
出冷却孔186 が、内側円錐部分190 に沿って別の列188
として位置し、入口端部分154 から出口端部分156 に向
かう角度が付いて、冷却サイド192 と燃焼サイド194 の
間を延びる。移行部分196 が、内側円錐部分190 に接続
し、タービン部分14と連通する。さらに内側円錐部分19
0 に少なくとも希釈孔198 の列が配置される。希釈孔19
8 は、冷却サイド192 から燃焼サイド194 へ約90°の角
度で貫通する。図４に最も良く示すように、列188 の間
隔と個々の列188 に沿った複数の放出冷却孔186 の位置
決めは、一般に中心202 を有するダイヤモンド形を形成
する所定のパターンで配置される。
材150 の入口端部分154 に、コンプレッサー部分18と連
通し、通常の方法でガスタービンエンジン10内に支持さ
れる外側入口部材166 を備える。内側表皮部材150 は、
燃焼サイド168 と冷却サイド170 を形成し、入口端部分
154 に形成され、外側入口部材166 に取り付けられる第
１端部172 を備える所定の形状である。入口端部分154
は、外側入口部材166に取り付ける軸部分174 と、軸部
分174 から延びる放射状部分176 を備える。直線部分17
8 が、放射状部分176 に接続され、軸部分158 の一部を
形作る。直線部分178 の部分、放射状部分176 、外側入
口部材166 の部分の間に、環状ギャラリー180 が形作ら
れる。複数の通路182 が放射状部分176 を通って延び、
空気流配達装置12から環状ギャラリー180 へ、冷却空気
の流れを流通させる。複数の補強部材184 が、直線部分
178 に沿って所定の間隔をおいて、冷却サイド170 に取
り付けられている。複数の放出冷却孔186 が、直線部分
178 に沿って列188 になって位置する。複数の放出冷却
孔186 の列188 は、直線部分178 に沿って所定の間隔を
おいて位置する。放出冷却孔186 は、列188 に沿って円
周方向に所定の間隔をおいている。複数の放出冷却孔18
6 は、内側表皮部材150 に約15°から20°の角度で位置
し、入口端部分154 から出口端部分156 に向かう角度で
冷却サイド168 から燃焼サイド168 まで貫通する。内側
円錐即ちテーパ付き部分190 が、直線部分178 に接続し
出口端部分156 を形成する。内側円錐部分190 は、冷却
サイド192 と燃焼サイド194 を形成する。別の複数の放
出冷却孔186 が、内側円錐部分190 に沿って別の列188
として位置し、入口端部分154 から出口端部分156 に向
かう角度が付いて、冷却サイド192 と燃焼サイド194 の
間を延びる。移行部分196 が、内側円錐部分190 に接続
し、タービン部分14と連通する。さらに内側円錐部分19
0 に少なくとも希釈孔198 の列が配置される。希釈孔19
8 は、冷却サイド192 から燃焼サイド194 へ約90°の角
度で貫通する。図４に最も良く示すように、列188 の間
隔と個々の列188 に沿った複数の放出冷却孔186 の位置
決めは、一般に中心202 を有するダイヤモンド形を形成
する所定のパターンで配置される。
【００１２】外側ライナー部分42の外側表皮部材152
は、冷却サイド170 に隣接する第１表面210 と、第１表
面210 の反対側の第２表面212 を形成する。外側表皮部
材152の入口端部分160 は、内側表皮部材150 の直線部
分178 に接続し、外側と内側表皮部材150,152 を離し、
その間に第１冷却空洞216 を形作る形状を有する。外側
表皮部材152 の直線部分218 は、第１端部220 と第２端
部222 を有する。第１端部220 は、外側表皮部材152 の
入口端部分160 に連続し、外側表皮部材152 は、冷却サ
イド192 から直線部分218 の軸方向全体に沿ってほぼ等
しい所定の距離間隔をおき、軸部分164 の一部を形作る
第１表面210 を有する。第１冷却空洞106は、第１冷却
空洞106 の軸に沿って均一に所定の距離だけ間隔をおい
ている。第１冷却空洞106 の軸方向距離は、直線部分21
8 の軸方向長さにほぼ等しい。複数の衝突冷却孔224
が、直線部分218 に沿って列226 で位置する。複数の衝
突冷却孔224 の列226 は、直線部分218 に沿って所定の
間隔で軸方向に位置する。衝突冷却孔224 は、列226 に
沿って周方向に所定の間隔をおいている。衝突冷却孔22
4 は、外側表皮部材152 の第１、第２表面210,212 にほ
ぼ90°の角度で位置する。空気流配達装置12からの冷却
空気の流れは、複数の衝突冷却孔224 を通って第１冷却
空洞216 に連通する。図４に最もよく示すように、列22
6 の間隔と個々の列226 に沿った複数の衝突冷却孔224
の位置決めは、一般に中心230 を有するダイヤモンド形
を形成する所定のパターンで配置される。外側部材152
の直線部分218 の複数の衝突冷却孔224 は、内側部材15
0 の複数の放出冷却孔186 の所定のパターン200 の中心
202 と放射方向に整列して位置する。
は、冷却サイド170 に隣接する第１表面210 と、第１表
面210 の反対側の第２表面212 を形成する。外側表皮部
材152の入口端部分160 は、内側表皮部材150 の直線部
分178 に接続し、外側と内側表皮部材150,152 を離し、
その間に第１冷却空洞216 を形作る形状を有する。外側
表皮部材152 の直線部分218 は、第１端部220 と第２端
部222 を有する。第１端部220 は、外側表皮部材152 の
入口端部分160 に連続し、外側表皮部材152 は、冷却サ
イド192 から直線部分218 の軸方向全体に沿ってほぼ等
しい所定の距離間隔をおき、軸部分164 の一部を形作る
第１表面210 を有する。第１冷却空洞106は、第１冷却
空洞106 の軸に沿って均一に所定の距離だけ間隔をおい
ている。第１冷却空洞106 の軸方向距離は、直線部分21
8 の軸方向長さにほぼ等しい。複数の衝突冷却孔224
が、直線部分218 に沿って列226 で位置する。複数の衝
突冷却孔224 の列226 は、直線部分218 に沿って所定の
間隔で軸方向に位置する。衝突冷却孔224 は、列226 に
沿って周方向に所定の間隔をおいている。衝突冷却孔22
4 は、外側表皮部材152 の第１、第２表面210,212 にほ
ぼ90°の角度で位置する。空気流配達装置12からの冷却
空気の流れは、複数の衝突冷却孔224 を通って第１冷却
空洞216 に連通する。図４に最もよく示すように、列22
6 の間隔と個々の列226 に沿った複数の衝突冷却孔224
の位置決めは、一般に中心230 を有するダイヤモンド形
を形成する所定のパターンで配置される。外側部材152
の直線部分218 の複数の衝突冷却孔224 は、内側部材15
0 の複数の放出冷却孔186 の所定のパターン200 の中心
202 と放射方向に整列して位置する。
【００１３】直線部分218 の第２端部222 で、複数のス
ペーサー部材232 が内側表皮部材150 の冷却サイド170
と外側表皮部材152 の第１表面210 の間に断続的に位置
する。個々のスペーサー部材232 は、環状摺動部材234
に取り付けられ、直線部分218 の第２端部222 が摺動可
能に配置される。外側円錐形即ちテーパ付き部分236
が、第１端部238 でスペーサー部材232 と環状摺動部材
234 に接続し、移行部分196 に接続する出口端部分162
に対応する第２端部240 を有する。外側円錐形部分236
は、内側円錐形部分190 から間隔をおき、第２冷却空洞
250 を形作る。本発明において、外側円錐形部分236 の
内側円錐形部分190 からの間隔は、第２冷却空洞250 に
沿って外側円錐形部分236 の第１端部238 と第２端部24
0 の間で必ずしも等しくなくてもよい。本発明におい
て、第２冷却空洞250 の間隔は均一ではなく、第２端部
240 では距離は短い。複数の非計量アクセス孔252 が列
254 になって、列254 の円周に沿って所定の位置で配置
される。複数の非計量アクセス孔252 は、外側円錐形部
分236 の第２端部240 より第１端部238 の近くに位置す
る。空気流配達装置12からの冷却空気の流れは、複数の
非計量アクセス孔252 を通って第２冷却空洞250 に連通
する。しかし、空気流配達装置12からの冷却空気の流れ
は、衝突冷却孔224 により第１冷却空洞106 と複数のス
ペーサー部材232の間の領域に配達される。支持部材256
が外側円錐形部分236 に取り付けられ、移行部分196
と外側表皮部材152 の出口端部分162 により、内側表皮
部材150 の出口端部分156 を通常の方法で支持する。
ペーサー部材232 が内側表皮部材150 の冷却サイド170
と外側表皮部材152 の第１表面210 の間に断続的に位置
する。個々のスペーサー部材232 は、環状摺動部材234
に取り付けられ、直線部分218 の第２端部222 が摺動可
能に配置される。外側円錐形即ちテーパ付き部分236
が、第１端部238 でスペーサー部材232 と環状摺動部材
234 に接続し、移行部分196 に接続する出口端部分162
に対応する第２端部240 を有する。外側円錐形部分236
は、内側円錐形部分190 から間隔をおき、第２冷却空洞
250 を形作る。本発明において、外側円錐形部分236 の
内側円錐形部分190 からの間隔は、第２冷却空洞250 に
沿って外側円錐形部分236 の第１端部238 と第２端部24
0 の間で必ずしも等しくなくてもよい。本発明におい
て、第２冷却空洞250 の間隔は均一ではなく、第２端部
240 では距離は短い。複数の非計量アクセス孔252 が列
254 になって、列254 の円周に沿って所定の位置で配置
される。複数の非計量アクセス孔252 は、外側円錐形部
分236 の第２端部240 より第１端部238 の近くに位置す
る。空気流配達装置12からの冷却空気の流れは、複数の
非計量アクセス孔252 を通って第２冷却空洞250 に連通
する。しかし、空気流配達装置12からの冷却空気の流れ
は、衝突冷却孔224 により第１冷却空洞106 と複数のス
ペーサー部材232の間の領域に配達される。支持部材256
が外側円錐形部分236 に取り付けられ、移行部分196
と外側表皮部材152 の出口端部分162 により、内側表皮
部材150 の出口端部分156 を通常の方法で支持する。
【００１４】従って、改善した燃焼器のライナー部分24
の第１の利点は、圧縮した冷却空気の効果的な利用であ
る。燃焼器の壁、内側ライナー部分40、外側ライナー部
分42の単位長さ当たり冷却空気の流れが少ないので、Ｃ
Ｏの排出が実質的に減少する。内側ライナーと外側ライ
ナー部分40,42 の内側表皮部材46と外側表皮部材152
は、それぞれガスタービンエンジン10への熱排出が少な
い。衝突と放出冷却を組合せ、複数の放出冷却孔80,186
に対する複数の衝突冷却孔114,224 の位置により、燃焼
室24が燃料の燃焼で起こる放射と対流による高い伝導速
度の結果の非常に高い熱の流れにさらされてもよいよう
になり、燃焼器とその材料特性で予想される設計寿命に
合うようになる。従って、改善された衝突と放出で冷却
された燃焼器は、効率が高くなり、排出物が減少し、部
品の寿命を長くするか又は維持する。
の第１の利点は、圧縮した冷却空気の効果的な利用であ
る。燃焼器の壁、内側ライナー部分40、外側ライナー部
分42の単位長さ当たり冷却空気の流れが少ないので、Ｃ
Ｏの排出が実質的に減少する。内側ライナーと外側ライ
ナー部分40,42 の内側表皮部材46と外側表皮部材152
は、それぞれガスタービンエンジン10への熱排出が少な
い。衝突と放出冷却を組合せ、複数の放出冷却孔80,186
に対する複数の衝突冷却孔114,224 の位置により、燃焼
室24が燃料の燃焼で起こる放射と対流による高い伝導速
度の結果の非常に高い熱の流れにさらされてもよいよう
になり、燃焼器とその材料特性で予想される設計寿命に
合うようになる。従って、改善された衝突と放出で冷却
された燃焼器は、効率が高くなり、排出物が減少し、部
品の寿命を長くするか又は維持する。
【００１５】本発明の他の態様、目的、及び利点は、図
面、発明の詳細な説明、及び特許請求の範囲から分かる
であろう。
面、発明の詳細な説明、及び特許請求の範囲から分かる
であろう。
【図１】本発明のガスタービンエンジンの一部を断面と
した図である。
した図である。
【図２】本発明の燃焼器のライナーの拡大断面図であ
る。
る。
【図３】図２の線３に沿った拡大断面図である。
【図４】図２の線４に沿った拡大断面図である。
１０ ガスタービンエンジン １２ 空気流配達装置 １４ タービン部分 １６ 燃焼器部分 １８ コンプレッサー部分 ２４ 環状燃焼室 ４０ 内側ライナー部分 ４２ 外側ライナー部分 ４４ 内面ライナー ４６ 外面ライナー ４８ 入口端部分 ５０ 出口端部分 ５２ 軸部分 ５４ 入口端部分 ５６ 出口端部分 ５８ 軸部分 ６０ 内側入口部材 ６２ 燃焼サイド ６４ 冷却サイド ７２ 直線部分 ７４ ギャラリー ７８ 補強部材 ８０ 放出冷却孔 ９０ 移行部分 １００ 第１表面 １０２ 第２表面 １０６ 第１冷却空洞 １０８ 直線部分 １１４ 衝突冷却孔 １２２ スペーサー部材 １４０ 第２冷却空洞
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マリオ イー アブルー アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92064 ポーウェイ ティエーラ ボニー タ コート 14045 (72)発明者 ヴィレンドラム エム スード アメリカ合衆国 カリフォルニア州 92024 エンシニタス スプリングウッド レーン 944
Claims (22)
- 【請求項１】 燃焼器において、 軸部分により間隔をおいた入口端部分と出口端部分を形
成し、燃焼サイドと冷却サイドを形成し、内部に前記燃
焼サイドと前記冷却サイドの間に延び中心を形成する所
定のパターンで形作られた複数の放出孔を有する内面ラ
イナー、及び、 軸部分により間隔をおいた入口端部分と出口端部分を形
成し、第１表面と第２表面を形成し、内部に前記第１表
面と前記第２表面の間に約９０°の角度で延び所定のパ
ターンで形作られた複数の衝突孔を有する外面ライナー
を備え、 前記外面ライナーの前記複数の衝突孔の少なくとも一部
は、前記内面ライナーの前記複数の放出孔の前記所定の
パターンの中心と放射方向に整列して位置することを特
徴とする燃焼器。 - 【請求項２】 請求項１に記載した燃焼器であって、前
記外面ライナーの前記複数の衝突孔は、前記軸部分に配
置されることを特徴とする燃焼器。 - 【請求項３】 請求項１に記載した燃焼器であって、前
記内面ライナーの前記複数の放出孔は、前記燃焼サイド
と前記冷却サイドの間で角度が付いていることを特徴と
する燃焼器。 - 【請求項４】 請求項３に記載した燃焼器であって、前
記角度は前記入口端部分から前記出口端部分へ向かう角
度であることを特徴とする燃焼器。 - 【請求項５】 請求項１に記載した燃焼器であって、前
記内面ライナーに入口部材が取り付けられ、それれらの
間にギャラリーを形作ることを特徴とする燃焼器。 - 【請求項６】 請求項５に記載した燃焼器であって、前
記内面ライナーは、前記ギャラリーと連通する複数の通
路を内部に有することを特徴とする燃焼器。 - 【請求項７】 請求項１に記載した燃焼器であって、前
記内面ライナーと前記外面ライナーの間に前記内面ライ
ナーの前記複数の放出孔及び前記外面ライナーの前記複
数の衝突孔と連通する空洞が形作られたことを特徴とす
る燃焼器。 - 【請求項８】 請求項１に記載した燃焼器であって、前
記内面ライナーと前記外面ライナーの間に、両者の間に
所定の間隔をあけ両者の間に空洞を形作るスペーサー部
材が配置されたことを特徴とする燃焼器。 - 【請求項９】 請求項１に記載した燃焼器であって、前
記内面ライナーと前記外面ライナーの間に、複数の補強
部材が配置されたことを特徴とする燃焼器。 - 【請求項１０】 請求項１に記載した燃焼器であって、
前記出口端部分に接続した移行部分を備え、前記外面ラ
イナーは、前記入口端部分に取り付けられた第１端部と
第２端部を形成する直線部分と、前記第１端部と前記移
行部分に接続した第２端部を有するテーパー付部分とを
備え、前記直線部分の前記第２端部と前記テーパー付部
分の前記第１端部は摺動可能に接続されたことを特徴と
する燃焼器。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載した燃焼器であっ
て、前記テーパー付部分は、内部に希釈孔を有すること
を特徴とする燃焼器。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載した燃焼器であっ
て、前記直線部分のみに前記複数の衝突孔を有すること
を特徴とする燃焼器。 - 【請求項１３】 請求項１に記載した燃焼器であって、
前記内面ライナーに複数の補強部材が取り付けられたこ
とを特徴とする燃焼器。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載した燃焼器であっ
て、前記複数の補強部材は、前記内面ライナーの前記冷
却サイドに取り付けられたことを特徴とする燃焼器。 - 【請求項１５】 請求項１に記載した燃焼器であって、
前記内面ライナーの前記軸部分は直線部分とテーパー付
部分を備え、前記複数の放出孔は、前記直線部分と前記
テーパー付部分に配置されたことを特徴とする燃焼器。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載した燃焼器であっ
て、前記外面ライナーの前記軸部分は、直線部分とテー
パー付部分を備え、前記複数の衝突孔は、前記直線部分
のみに配置されたことを特徴とする燃焼器。 - 【請求項１７】 請求項１５に記載した燃焼器であっ
て、前記外面ライナーの前記軸部分は直線部分とテーパ
ー付部分を備え、前記複数の衝突孔は、前記直線部分と
前記テーパー付部分のそれぞれに配置されたことを特徴
とする燃焼器。 - 【請求項１８】 請求項１６に記載した燃焼器であっ
て、前記外面ライナーの前記テーパー付部分は、複数の
非計量アクセス孔が内部に形成されたことを特徴とする
燃焼器。 - 【請求項１９】 請求項１８に記載した燃焼器であっ
て、前記外面ライナーの前記テーパー付部分は、前記直
線部分に隣接する第１端部と、前記出口端部分に隣接す
る第２端部とを備え、前記複数の非計量アクセス孔は前
記第１端部の近くに配置されたことを特徴とする燃焼
器。 - 【請求項２０】 請求項１に記載した燃焼器であって、
前記内面ライナーの前記軸部分は、前記入口端部分に隣
接する直線部分と、前記出口端部分に隣接するテーパー
付部分を備え、前記外面ライナーの前記軸部分は、前記
入口端部分に隣接する直線部分と、前記出口端部分に隣
接するテーパー付部分を備え、前記内面ライナーの前記
直線部分と前記外面ライナーの前記直線部分とは、前記
第１空洞の軸方向長さに沿ってほぼ均一の距離の所定の
間隔をおいた第１空洞を形作ることを特徴とする燃焼
器。 - 【請求項２１】 請求項２０に記載した燃焼器であっ
て、前記内面ライナーの前記テーパー付部分と、前記外
面ライナーの前記テーパー付部分とは、前記第２空洞の
軸方向長さに沿って均一でない所定の距離の間隔をおい
た第２空洞を形作ることを特徴とする燃焼器。 - 【請求項２２】 請求項２１に記載した燃焼器であっ
て、前記均一でない所定の距離の間隔は、前記出口端部
分でより小さいことを特徴とする燃焼器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/692142 | 1996-08-05 | ||
| US08/692,142 US5758504A (en) | 1996-08-05 | 1996-08-05 | Impingement/effusion cooled combustor liner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1068523A true JPH1068523A (ja) | 1998-03-10 |
Family
ID=24779424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9210468A Pending JPH1068523A (ja) | 1996-08-05 | 1997-08-05 | 衝突／放出冷却燃焼器ライナー |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5758504A (ja) |
| JP (1) | JPH1068523A (ja) |
| CA (1) | CA2208798A1 (ja) |
| DE (1) | DE19733868A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001227359A (ja) * | 1999-12-01 | 2001-08-24 | Alstom Power Uk Ltd | ガスタービンエンジンのための燃焼チャンバー |
| JP2002517673A (ja) * | 1998-06-08 | 2002-06-18 | ソウラー タービンズ インコーポレイテッド | 低排気ガスタービンエンジン用燃焼器 |
| US6886341B2 (en) | 2001-08-28 | 2005-05-03 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Gas-turbine engine combustor |
| US7481037B2 (en) | 2003-07-14 | 2009-01-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Cooling structure of gas turbine tail pipe |
Families Citing this family (56)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6079199A (en) * | 1998-06-03 | 2000-06-27 | Pratt & Whitney Canada Inc. | Double pass air impingement and air film cooling for gas turbine combustor walls |
| EP1905997B1 (en) * | 1999-03-10 | 2010-07-21 | Williams International Co., L.L.C. | Rocket engine |
| US6269647B1 (en) * | 1999-03-10 | 2001-08-07 | Robert S. Thompson, Jr. | Rotor system |
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