JPH1082527A - Gas turbine combustor - Google Patents

Gas turbine combustor

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JPH1082527A
JPH1082527A JP23548996A JP23548996A JPH1082527A JP H1082527 A JPH1082527 A JP H1082527A JP 23548996 A JP23548996 A JP 23548996A JP 23548996 A JP23548996 A JP 23548996A JP H1082527 A JPH1082527 A JP H1082527A
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JP
Japan
Prior art keywords
air
combustor
combustor liner
gas turbine
transition piece
Prior art date
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Application number
JP23548996A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuzo Sato
雄三 佐藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect an amount of air not related to combustion from being increased, keep a characteristic of low NOx formation, improve a performance of a turbine and improve an air cooling performance and a strength of structure. SOLUTION: There are provided a cylindrical combustor liner 17, a pilot fuel nozzle 18 for supplying fuel into a combustion chamber, a pre-mixing duct 19 for supplying pre-mixing fuel of fuel and air and a tail cylinder 20 for feeding combustion gas to a turbine 13. A fuel blowing-out section of a pilot fuel nozzle 18 and an air flow passage for feeding combustion air into the pre-mixing duct are formed by an annular space 22 between the combustor liner 17 of the and a flow sleeve 21 arranged at its outer circumference. Combustion air is flowed within an air flow passage from a downstream side of the combustor liner 17 to its upstream side, thereby the combustion air is used as cooling air for the combustor liner 17. The outer circumferential surface of the liner 17 facing against the annular space is provided with rib-like fins 29 crossing with an axial direction of the combustor liner 17.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、火力発電プラン
ト、コンバインドサイクル発電プラント等に適用される
ガスタービン燃焼器に係り、特に燃焼用空気を燃焼器ラ
イナまたは尾筒の冷却空気としても使用するガスタービ
ン燃焼器の冷却性能改善技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas turbine combustor applied to a thermal power plant, a combined cycle power plant and the like, and more particularly to a gas using combustion air as cooling air for a combustor liner or transition piece. The present invention relates to a technology for improving the cooling performance of a turbine combustor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、火力発電プラントやコンバインド
サイクル発電プラント等に適用されるガスタービンは、
一層の高効率化を目指して作動条件が高温、高圧化さ
れ、それに伴って燃焼ガス温度が高まる傾向にある。
2. Description of the Related Art In recent years, gas turbines applied to thermal power plants, combined cycle power plants, etc.
In order to achieve higher efficiency, operating conditions are increased in temperature and pressure, and the combustion gas temperature tends to increase accordingly.

【0003】燃焼ガス温度が高まると、ガスタービン燃
焼器やタービン部品の耐用寿命長期化の観点から、構造
強度や材料強度の向上および過熱防止のための冷却性能
の向上等が必要となる。一般にガスタービンでは、ガス
タービン圧縮機からの圧縮空気をガスタービン燃焼器や
タービン部品の冷却に使用する空気冷却方式が多く採用
されており、この方式においては、ガスタービン燃焼器
の過熱防止のために冷却空気を多量に供給して冷却機能
を高めることが必要となる。
As the combustion gas temperature increases, it is necessary to improve the structural strength and material strength and the cooling performance for preventing overheating from the viewpoint of extending the useful life of the gas turbine combustor and turbine components. In general, gas turbines often employ an air cooling method that uses compressed air from a gas turbine compressor to cool gas turbine combustors and turbine components.This method is used to prevent overheating of the gas turbine combustor. , It is necessary to supply a large amount of cooling air to the cooling function.

【0004】また、燃焼ガス温度が高まると、排気ガス
中に含まれるNOx濃度が高くなり易いことから、その
防止手段として燃焼用空気を多量に供給して対燃料割合
を高める必要等も生じる。この排気ガス中のNOx低減
のために、燃焼用空気の対燃料割合を高める技術として
は、燃焼用空気と燃料とを予め混合させて稀薄燃料とし
て燃焼器に供給する予混合稀薄燃焼方式が開発されてい
る。この予混合稀薄燃焼方式によると、燃焼器ライナに
供給される燃料と空気とが均一に混合し、局所的火炎の
高温化が防止され、燃焼室内温度が均一となって低NO
x化が図られる。
When the temperature of the combustion gas increases, the concentration of NOx contained in the exhaust gas tends to increase. Therefore, it is necessary to increase the ratio of fuel to fuel by supplying a large amount of combustion air as a preventive measure. As a technique for increasing the ratio of combustion air to fuel in order to reduce NOx in the exhaust gas, a premixed lean combustion method was developed in which combustion air and fuel are premixed and supplied to the combustor as lean fuel. Have been. According to this premixed lean burn system, the fuel and air supplied to the combustor liner are uniformly mixed, the local flame temperature is prevented from increasing, the combustion chamber temperature becomes uniform, and the low NO
x conversion is achieved.

【0005】ところで、予混合稀薄燃焼方式のガスター
ビン燃焼器においては、予混合用空気もガスタービン圧
縮器から供給される空気を利用している。したがって、
この予混合用空気の供給量を増大させると、ガスタービ
ン圧縮機からの空気を冷却空気として使用できる量が相
対的に低減することになる。このため、ガスタービンの
冷却性と予混合用空気量とを共に増大させつつ、ガスタ
ービンの高効率化を図るためには、ガスタービン燃焼器
の空気冷却能率をより一層向上させることが必要とな
る。
[0005] In the gas turbine combustor of the premixed lean burn system, air supplied from the gas turbine compressor is also used as premixing air. Therefore,
Increasing the supply amount of the premixing air relatively reduces the amount of air that can be used as cooling air from the gas turbine compressor. Therefore, it is necessary to further improve the air cooling efficiency of the gas turbine combustor in order to increase the efficiency of the gas turbine while increasing both the cooling performance of the gas turbine and the amount of premixing air. Become.

【0006】図13は、このような観点から開発された
高能率冷却手段の一例として、インピンジメント冷却に
よるガスタービン燃焼器1の冷却構造を示している。こ
のガスタービン燃焼器1では、燃焼器ライナ2の外周側
がスリーブ3によって覆われてその間に環状空間4が形
成されている。これらスリーブ3および燃焼器ライナ2
に、位置を異ならせて多数の空気孔5、6がそれぞれ穿
設してある。そして、スリーブ3の外周側を流れる高圧
空気aを、そのスリーブ3の空気孔5から燃焼器ライナ
2に向かって噴出させ、その際の空気aの燃焼器ライナ
2の外周面への衝突(インピンジメント)よって、燃焼
器ライナ2を高能率で冷却させることができる。冷却に
使用された空気aは、その後燃焼器ライナ2の空気孔6
から燃焼室内7に導入され、燃焼に供される。
FIG. 13 shows a cooling structure of the gas turbine combustor 1 by impingement cooling as an example of a high efficiency cooling means developed from such a viewpoint. In this gas turbine combustor 1, an outer peripheral side of a combustor liner 2 is covered with a sleeve 3, and an annular space 4 is formed therebetween. These sleeve 3 and combustor liner 2
A large number of air holes 5 and 6 are formed at different positions. Then, high-pressure air a flowing on the outer peripheral side of the sleeve 3 is ejected from the air hole 5 of the sleeve 3 toward the combustor liner 2, and the collision of the air a on the outer peripheral surface of the combustor liner 2 (impingement) is performed. Therefore, the combustor liner 2 can be cooled with high efficiency. The air “a” used for cooling is then supplied to the air holes 6 of the combustor liner 2.
From the combustion chamber 7 for combustion.

【0007】また、図14は他の例として、フィルム冷
却による燃焼器の冷却構造を示している。この技術で
は、燃焼器ライナ2が軸方向に多段構造とされ、その段
部に軸方向に沿う空気孔8が穿設されるとともに、その
燃焼器ライナ2の空気孔8下流側に軸方向に沿うガイド
板9が設けてある。そして、燃焼器ライナ2の外周面側
から空気孔8を介して流入した空気aが、ガイド板9に
より燃焼器ライナ2の内周面に沿って薄い膜となって拡
散流動し、燃焼器ライナ2の内周面と燃焼室7内の高温
の燃焼ガスとの間でフィルム状の境界層を形成するよう
になっている。この境界層を形成する空気aは、燃焼器
ライナ2から熱を奪って冷却作用を行うとともに、自ら
温度上昇して燃焼ガスと燃焼器ライナ2との間に温度勾
配層を形成して熱伝達率を低下させることで、燃焼器ラ
イナ2の温度を低下させる。なお、このフィルム冷却
は、図13に示したインピンジメント冷却と同時採用さ
れる場合が多い。
FIG. 14 shows, as another example, a cooling structure of a combustor by film cooling. In this technique, the combustor liner 2 has a multi-stage structure in the axial direction, an air hole 8 is formed in the step portion along the axial direction, and the combustor liner 2 is formed in the axial direction downstream of the air hole 8 in the combustor liner 2. A guide plate 9 is provided along the same. The air a flowing from the outer peripheral surface side of the combustor liner 2 through the air holes 8 is diffused and flows as a thin film along the inner peripheral surface of the combustor liner 2 by the guide plate 9, A film-like boundary layer is formed between the inner peripheral surface of the fuel cell 2 and the high-temperature combustion gas in the combustion chamber 7. The air a forming this boundary layer takes heat from the combustor liner 2 to perform a cooling action, and rises in temperature by itself to form a temperature gradient layer between the combustion gas and the combustor liner 2 to transfer heat. By reducing the rate, the temperature of the combustor liner 2 is reduced. This film cooling is often employed simultaneously with the impingement cooling shown in FIG.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】図13に示したインピ
ンジメント冷却において高い冷却性能を得るためには、
熱伝達率を高めるべく、スリーブ3の外周側空間と、内
周側空間つまり環状空間4との間で高い差圧を必要とす
る。しかし、この差圧の増大は燃焼器圧力損失の増大に
つながり、ガスタービン圧縮器の吐出圧力の上昇、また
は燃焼器出口圧力の低下を招くこととなり、ガスタービ
ン性能の向上に不利な影響を与える可能性がある。
In order to obtain high cooling performance in the impingement cooling shown in FIG.
In order to increase the heat transfer coefficient, a high differential pressure is required between the outer peripheral space of the sleeve 3 and the inner peripheral space, that is, the annular space 4. However, this increase in the differential pressure leads to an increase in the combustor pressure loss, which leads to an increase in the discharge pressure of the gas turbine compressor or a decrease in the combustor outlet pressure, which adversely affects the gas turbine performance. there is a possibility.

【0009】一方、図14に示したフィルム冷却におい
て高い冷却性能を得るためには、燃焼器ライナ2の内周
面に沿う冷却空気の流量を増大させる必要がある。しか
し、この冷却空気は燃焼に関与しない空気であるから、
前述した予混合稀薄燃焼方式のガスタービン燃焼器に適
用した場合には、予混合燃料の当量比を高くする結果と
なり、局所的な火炎温度の上昇や温度分布の不均一を生
じて、低NOx化の特性を損なう結果を招く可能性があ
る。
On the other hand, in order to obtain high cooling performance in the film cooling shown in FIG. 14, it is necessary to increase the flow rate of cooling air along the inner peripheral surface of the combustor liner 2. However, since this cooling air is not involved in combustion,
When applied to the gas turbine combustor of the premixed lean combustion method described above, the equivalent ratio of the premixed fuel is increased, and a local increase in the flame temperature and a non-uniform temperature distribution occur, resulting in low NOx. May result in impairing the characteristics of the chemical conversion.

【0010】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、差圧の増大や燃焼に関与しない空気量の増大を
防止して予混合稀薄燃焼方式による低NOx化の特性を
維持しつつ、タービン性能の向上が図れるとともに、空
気冷却性能および構造強度の向上等が図れるガスタービ
ン燃焼器を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to prevent an increase in the differential pressure and an increase in the amount of air which is not involved in combustion, thereby maintaining the characteristics of NOx reduction by the premixed lean burn system. It is an object of the present invention to provide a gas turbine combustor that can improve the turbine performance and also improve the air cooling performance and the structural strength.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明では、内部を燃焼室とする
筒状の燃焼器ライナと、この燃焼器ライナの上流側端部
に設けられ、燃料を前記燃焼室内に供給するパイロット
燃料ノズルと、このパイロット燃料ノズルの下流側に位
置して前記燃焼器ライナの周壁に接続され、燃料と空気
との予混合燃料を供給する予混合ダクトと、前記燃焼器
ライナの下流側端部に連結され、燃焼ガスをタービン側
に導入する尾筒とを備えた予混合稀薄燃焼方式のガスタ
ービン燃焼器であって、前記パイロット燃料ノズルの燃
料吹出し部および前記予混合ダクト内に燃焼用空気を導
入する空気流路を、前記燃焼器ライナとその外周側に設
けたフロースリーブとの間の環状空間によって形成し、
その空気流路内で燃焼用空気を前記燃焼器ライナの下流
側から上流側に向って流動させることにより前記燃焼器
ライナの冷却空気として使用するものにおいて、前記環
状空間に面する燃焼器ライナの外周面に、前記冷却空気
の乱流促進手段として、燃焼器ライナ軸方向と交差する
リブ状のフィンを設けたことを特徴とするガスタービン
燃焼器を提供する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a tubular combustor liner having an internal combustion chamber, and an upstream end portion of the combustor liner. A pilot fuel nozzle that supplies fuel into the combustion chamber, and a pilot fuel nozzle that is located downstream of the pilot fuel nozzle and is connected to a peripheral wall of the combustor liner to supply a premixed fuel of fuel and air. A premixed lean-burn gas turbine combustor comprising a mixing duct and a transition piece connected to a downstream end of the combustor liner and introducing combustion gas to the turbine side, wherein the pilot fuel nozzle has An air flow path for introducing combustion air into the fuel outlet and the premixing duct is formed by an annular space between the combustor liner and a flow sleeve provided on an outer peripheral side thereof,
The combustion air is used as cooling air for the combustor liner by flowing combustion air from the downstream side to the upstream side of the combustor liner in the air flow path. A gas turbine combustor characterized in that rib-shaped fins intersecting with the axial direction of a combustor liner are provided on the outer peripheral surface as turbulence promoting means for the cooling air.

【0012】請求項2の発明では、内部を燃焼室とする
筒状の燃焼器ライナと、この燃焼器ライナの上流側端部
に設けられ、燃料を前記燃焼室内に供給するパイロット
燃料ノズルと、このパイロット燃料ノズルの下流側に位
置して前記燃焼器ライナの周壁に接続され、燃料と空気
との予混合燃料を供給する予混合ダクトと、前記燃焼器
ライナの下流側端部に連結され、燃焼ガスをタービン側
に導入する尾筒とを備えた予混合稀薄燃焼方式のガスタ
ービン燃焼器であって、前記パイロット燃料ノズルの燃
料吹出し部および前記予混合ダクト内に燃焼用空気を導
入する空気流路を、前記燃焼器ライナおよび前記尾筒
と、これらの外周側にそれぞれ設けたフロースリーブお
よび尾筒外筒との間の環状空間によって形成し、その空
気流路内で空気を前記尾筒および前記燃焼器ライナの下
流側から上流側に向って流動させることにより前記尾筒
および前記燃焼器ライナの冷却空気として使用するもの
において、前記環状空間に面する尾筒および燃焼器ライ
ナの外周面に、前記冷却空気の乱流促進手段として、燃
焼器ライナ軸方向と交差するリブ状のフィンを設けたこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器を提供する。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a cylindrical combustor liner having an internal combustion chamber, a pilot fuel nozzle provided at an upstream end of the combustor liner and supplying fuel into the combustion chamber, A premixing duct that is located downstream of the pilot fuel nozzle and is connected to the peripheral wall of the combustor liner and supplies a premixed fuel of fuel and air, and is connected to a downstream end of the combustor liner, A premixed lean burn type gas turbine combustor having a transition piece for introducing combustion gas to a turbine side, wherein air for introducing combustion air into a fuel blowing portion of the pilot fuel nozzle and the premixing duct is provided. A flow path is formed by an annular space between the combustor liner and the transition piece, and a flow sleeve and a transition piece outer cylinder respectively provided on the outer peripheral side thereof. The one used for cooling air of the transition piece and the combustor liner by flowing the transition piece from the downstream side toward the upstream side of the transition piece and the combustor liner, wherein the transition piece and the combustor liner facing the annular space are used. A gas turbine combustor characterized in that rib-shaped fins intersecting with the axial direction of a combustor liner are provided on the outer peripheral surface as turbulence promoting means for the cooling air.

【0013】請求項3の発明では、請求項1または2記
載のガスタービン燃焼器において、燃焼器ライナおよび
尾筒を囲むガスタービンケーシング内の空間がガスター
ビン圧縮器から供給される圧縮空気の流路とされてお
り、前記燃焼器ライナのフロースリーブの下流側端部ま
たは前記尾筒外筒の下流側端部に、前記圧縮空気の流路
から環状空間に連通する複数の空気流入孔を開口させた
ことを特徴とするガスタービン燃焼器を提供する。
According to a third aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the first or second aspect, a space in the gas turbine casing surrounding the combustor liner and the transition piece is a flow of compressed air supplied from the gas turbine compressor. A plurality of air inlet holes communicating with the annular space from the flow path of the compressed air are formed at the downstream end of the flow sleeve of the combustor liner or the downstream end of the transition piece outer cylinder. There is provided a gas turbine combustor characterized in that:

【0014】請求項4の発明では、請求項3記載のガス
タービン燃焼器において、空気流入孔は燃焼器ライナの
フロースリーブまたは尾筒外筒の軸方向に沿って複数開
口させ、これにより環状空間内での空気流れに沿う順流
方向で冷却空気の追加流入が行われるようにし、前記冷
却空気流入孔の数、その開口面積、または前記環状空間
の径方向高さを、前記フロースリーブおよび前記尾筒の
冷却空気圧力、流量、流速、または前記環状空間内の空
気圧力バランスに基づいて設定したことを特徴とするガ
スタービン燃焼器を提供する。
According to a fourth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the third aspect, a plurality of air inlet holes are opened along the axial direction of the flow sleeve or the transition piece outer cylinder of the combustor liner, thereby forming an annular space. The additional inflow of the cooling air is performed in a forward flow direction along the air flow in the inside, and the number of the cooling air inflow holes, the opening area thereof, or the radial height of the annular space is determined by the flow sleeve and the tail. A gas turbine combustor is provided which is set based on a cooling air pressure, a flow rate, a flow velocity, or an air pressure balance in the annular space of a cylinder.

【0015】請求項5の発明では、請求項2から4まで
のいずれかに記載のガスタービン燃焼器において、燃焼
器ライナとフロースリーブとによって形成される環状空
間は、尾筒外筒に設けた空気流入孔から流入される空気
量と、前記フロースリーブに設けられる空気流入孔から
流入される空気量との合算分に対応して、前記尾筒外周
側の環状空間よりも流路断面積を拡大させた設定とし、
かつ前記フロースリーブの空気流入孔部位には、前記尾
筒側の環状空間を流れる空気を尾筒外周面に向ける円錐
台形の案内筒を設けたことを特徴とするガスタービン燃
焼器を提供する。
According to a fifth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to any one of the second to fourth aspects, the annular space formed by the combustor liner and the flow sleeve is provided in the transition piece outer cylinder. Corresponding to the sum of the amount of air flowing in from the air inflow hole and the amount of air flowing in from the air inflow hole provided in the flow sleeve, the flow path cross-sectional area is smaller than the annular space on the outer peripheral side of the transition piece. With the setting expanded,
A gas turbine combustor characterized in that a frustoconical guide tube for directing air flowing through the annular space on the side of the transition piece to the outer peripheral surface of the transition piece is provided at an air inlet hole of the flow sleeve.

【0016】請求項6の発明では、請求項1から5まで
のいずれかに記載のガスタービン燃焼器において、燃焼
器ライナの外周面または尾筒の外周面に設けられた乱流
促進手段としてのリブ状のフィンに加え、フロースリー
ブの内周面または尾筒外筒の内周面側にも乱流促進手段
としてのリブ状のフィンを前記フィンと対向配置で設け
たことを特徴とするガスタービン燃焼器を提供する。
According to a sixth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to any one of the first to fifth aspects, the turbulence promoting means provided on the outer peripheral surface of the combustor liner or the outer peripheral surface of the transition piece is provided. In addition to the rib-shaped fins, a rib-shaped fin as turbulence promoting means is provided on the inner peripheral surface of the flow sleeve or the inner peripheral surface of the transition piece outer cylinder in an arrangement facing the fins. A turbine combustor is provided.

【0017】請求項7の発明では、請求項6記載のガス
タービン燃焼器において、燃焼器ライナの外周面または
尾筒の外周面に設けられたフィンと、フロースリーブ内
周面または尾筒外筒の内周面側に設けられたフィンとの
相対位置は、燃焼器軸方向で一致する面対象位置となる
正則配列、あるいは燃焼器軸方向でピッチをずらした互
い違い配置であることを特徴とするガスタービン燃焼器
を提供する。
According to a seventh aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the sixth aspect, the fin provided on the outer peripheral surface of the combustor liner or the outer peripheral surface of the transition piece, and the inner peripheral surface of the flow sleeve or the transition piece outer cylinder. The relative position with respect to the fins provided on the inner peripheral surface side is a regular arrangement that is a plane target position that coincides in the combustor axial direction, or a staggered arrangement in which the pitch is shifted in the combustor axial direction. A gas turbine combustor is provided.

【0018】請求項8の発明では、請求項1から7まで
のいずれかに記載のガスタービン燃焼器において、乱流
促進手段としてのフィンは、燃焼器ライナまたは尾筒の
周方向に連続または不連続な形状として設けられ、また
は環状空間部における軸方向熱伝達率の分布勾配に基づ
いて形状、寸法、配列数、軸方向距離を変化して設けら
れ、さらに環状空間の径方向高さは、前記環状空間部に
おける軸方向熱伝達率の分布勾配に基づいて変化してい
ることを特徴とするガスタービン燃焼器を提供する。
According to the invention of claim 8, in the gas turbine combustor according to any one of claims 1 to 7, the fins as turbulence promoting means are continuous or non-continuous in the circumferential direction of the combustor liner or transition piece. Provided as a continuous shape, or provided based on the distribution gradient of the axial heat transfer coefficient in the annular space portion, the shape, the size, the number of arrangement, the axial distance is changed, furthermore, the radial height of the annular space, A gas turbine combustor characterized by changing based on a distribution gradient of an axial heat transfer coefficient in the annular space.

【0019】請求項9の発明では、請求項1から8まで
のいずれかに記載のガスタービン燃焼器において、燃焼
器ライナの外周面または尾筒の外周面と、フロースリー
ブの内周面または尾筒外筒の内周面側との少なくともい
ずれか一方に、環状空間内での空気流れを燃焼器ライナ
軸方向に沿って規制する複数の整流板を設けたことを特
徴とするガスタービン燃焼器を提供する。
According to a ninth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to any one of the first to eighth aspects, the outer peripheral surface of the combustor liner or the outer peripheral surface of the transition piece and the inner peripheral surface or the tail of the flow sleeve are provided. A gas turbine combustor characterized in that a plurality of straightening plates for regulating air flow in an annular space along an axial direction of a combustor liner are provided on at least one of an inner peripheral surface side of a cylinder and an outer cylinder. I will provide a.

【0020】請求項10の発明では、請求項9記載のガ
スタービン燃焼器において、整流板は、燃焼器ライナ軸
方向に沿って形成されて冷却空気を直進させる直線状の
アクシャルリブ、または燃焼器ライナ軸方向に螺旋状に
湾曲形成されて冷却空気に旋回流を発生させる曲線状の
アクシャルリブであることを特徴とするガスタービン燃
焼器を提供する。
According to a tenth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the ninth aspect, the straightening plate is formed along the axial direction of the combustor liner, and is a straight axial rib or a combustor liner for moving cooling air straight. A gas turbine combustor characterized in that the gas turbine combustor is a curved axial rib that is spirally curved in an axial direction and generates a swirling flow in cooling air.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るガスタービン
燃焼器の実施形態について図1〜図12を参照して説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a gas turbine combustor according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0022】第1実施形態(図1〜図4) 本実施形態のガスタービン燃焼器は予混合稀薄燃焼方式
のものであり、図1はガスタービン燃焼器の全体構成を
示す断面図であり、図2は図1に示したガスタービン燃
焼器の燃焼器ライナ部分を一部断面で示す斜視図であ
り、図3は図2の一部を拡大して示す断面図であり、図
4は図1に示したガスタービン燃焼器の尾筒部分を示す
断面図である。
First Embodiment (FIGS. 1 to 4) The gas turbine combustor of this embodiment is of a premixed lean burn type, and FIG. 1 is a cross-sectional view showing the entire configuration of the gas turbine combustor. FIG. 2 is a perspective view showing a part of the combustor liner of the gas turbine combustor shown in FIG. 1 in a sectional view, FIG. 3 is a sectional view showing a part of FIG. 2 in an enlarged manner, and FIG. It is sectional drawing which shows the transition piece part of the gas turbine combustor shown in FIG.

【0023】図1に示すように、このガスタービン燃焼
器11は、ガスタービン圧縮器12とタービン13との
間に位置してケーシング14に支持されており、タービ
ン軸15回りに間隔的に複数配置されている。
As shown in FIG. 1, the gas turbine combustor 11 is located between a gas turbine compressor 12 and a turbine 13 and is supported by a casing 14. Are located.

【0024】このガスタービン燃焼器11は、内部を燃
焼室16とする筒状の燃焼器ライナ17と、この燃焼器
ライナ17の上流側端部に設けられ、燃料を燃焼室16
内に供給するパイロット燃料ノズル18と、このパイロ
ット燃料ノズル18の下流側に位置して燃焼器ライナ1
7の周壁に連通接続され、燃料と空気との予混合燃料を
燃焼室16に供給する複数の予混合ダクト19と、燃焼
器ライナ17の下流側端部に連結され、燃焼ガスをター
ビン13側に導入する尾筒20とを備えた構成とされて
いる。
The gas turbine combustor 11 has a cylindrical combustor liner 17 having a combustion chamber 16 inside, and an upstream end of the combustor liner 17.
And a combustor liner 1 located downstream of the pilot fuel nozzle 18.
7 and a plurality of premixing ducts 19 for supplying a premixed fuel of fuel and air to the combustion chamber 16 and a downstream end of the combustor liner 17 for communicating the combustion gas to the turbine 13 side. And a transition piece 20 to be introduced into the main body.

【0025】燃焼器ライナ17の外周側はライナ外筒と
してのフロースリーブ21で囲まれ、それらの間に環状
空間22が形成されている。このフロースリーブ21の
一端側がタービンケーシング14にヘッドプレート14
aを介してパイロット燃料ノズル18とともに固定され
ている。ヘッドプレート14aには、パイロット燃料ノ
ズル18を囲む配置で予混合用燃料bを供給する予混合
燃料ノズル23が設けられ、この予混合燃料ノズル23
が予混合ダクト19の空気入口端部24に臨んでいる。
そして、空気入口端部24が環状空間22内に配置され
ている。
The outer peripheral side of the combustor liner 17 is surrounded by a flow sleeve 21 as a liner outer cylinder, and an annular space 22 is formed between them. One end of the flow sleeve 21 is attached to the turbine casing 14 by the head plate 14.
a, and is fixed together with the pilot fuel nozzle 18. The head plate 14a is provided with a premixed fuel nozzle 23 for supplying the premixed fuel b in an arrangement surrounding the pilot fuel nozzle 18;
Faces the air inlet end 24 of the premixing duct 19.
The air inlet end 24 is disposed in the annular space 22.

【0026】一方、尾筒20の外周側は尾筒外筒25に
よって覆われ、これらの間に環状空間26が形成されて
いる。この尾筒外筒25がフロースリーブ21に連結さ
れて両環状空間22、26が連通状態となっている。つ
まり、尾筒20は燃焼器ライナ17の外周面に当接する
状態で嵌合し、また尾筒外筒25はフロースリーブ21
の内周面に当接する状態で嵌合している。これにより、
両環状空間22、26が互いに連通しているものであ
る。
On the other hand, the outer peripheral side of the transition piece 20 is covered by a transition piece outer cylinder 25, and an annular space 26 is formed therebetween. The tail tube outer tube 25 is connected to the flow sleeve 21 so that the two annular spaces 22 and 26 are in communication. That is, the transition piece 20 is fitted in a state of contact with the outer peripheral surface of the combustor liner 17, and the transition piece outer cylinder 25 is connected to the flow sleeve 21.
Are fitted in a state of contact with the inner peripheral surface. This allows
The two annular spaces 22, 26 communicate with each other.

【0027】本実施形態では、この尾筒外筒25の燃焼
器ライナ軸方向最下流側端部位置に空気流入孔27が開
口しており、ガスタービン圧縮器12から送られる圧縮
空気aが、ガスタービンケーシング内の空気の流路28
を介して空気流入孔27から環状空間22、26に流入
するようになっている。この環状空間22、26に流入
した空気aは、尾筒20の外周面および燃焼器ライナ1
7の外周面に接してこれらを冷却した後、その空気自信
が予熱されてパイロット燃料ノズル18の周囲部および
予混合ダクト19の空気入口端部24に供給される。即
ち、空気aは環状空間22、26内で冷却空気として使
用された後、燃焼用空気として使用されるものであり、
環状空間22、26は冷却空気流路となっている。
In the present embodiment, an air inflow hole 27 is opened at the most downstream end position of the transition piece outer cylinder 25 in the axial direction of the combustor liner, and compressed air a sent from the gas turbine compressor 12 is Air flow path 28 in gas turbine casing
Through the air inflow holes 27 into the annular spaces 22 and 26. The air a that has flowed into the annular spaces 22 and 26 is applied to the outer peripheral surface of the transition piece 20 and the combustor liner 1.
After being cooled in contact with the outer peripheral surface of the nozzle 7, the air itself is preheated and supplied to the periphery of the pilot fuel nozzle 18 and the air inlet end 24 of the premixing duct 19. That is, the air a is used as cooling air after being used as cooling air in the annular spaces 22 and 26,
The annular spaces 22, 26 serve as cooling air passages.

【0028】そして、図2および図3に示すように、環
状空間22に面する燃焼器ライナ17の外周面に、冷却
空気の乱流促進手段として、燃焼器ライナ17軸方向と
交差するリブ状のフィン29が設けられている。このフ
ィン29は、燃焼器ライナ17の周方向に沿って連続し
たリブとして燃焼器ライナ17と一体に形成されてお
り、かつ軸方向に沿って一定のピッチで間隔的に配置さ
れている。また、これらのフィン29の断面は四角形状
であり、その突出高さは略一定とされている。
As shown in FIGS. 2 and 3, on the outer peripheral surface of the combustor liner 17 facing the annular space 22, as a means for promoting cooling air turbulence, a rib-like shape intersecting the axial direction of the combustor liner 17 is provided. Fins 29 are provided. The fins 29 are formed integrally with the combustor liner 17 as ribs continuous along the circumferential direction of the combustor liner 17, and are arranged at a constant pitch along the axial direction. The cross section of each of the fins 29 has a rectangular shape, and the protruding height thereof is substantially constant.

【0029】また、図4に示すように、環状空間26に
面する尾筒20の外周面にも、その軸方向と交差する方
向に沿ってリブ状のフィン30が設けられている。この
フィン30は、尾筒20の周方向に沿って連続したリブ
として尾筒20と一体に形成されており、かつ軸方向に
沿って一定のピッチで間隔的に配置されている。また、
これらのフィン30の断面も四角形状であり、その突出
高さは略一定とされている。
As shown in FIG. 4, rib-shaped fins 30 are also provided on the outer peripheral surface of the transition piece 20 facing the annular space 26 along a direction intersecting the axial direction. The fins 30 are formed integrally with the transition piece 20 as ribs that are continuous along the circumferential direction of the transition piece 20, and are arranged at regular intervals along the axial direction. Also,
The cross-section of these fins 30 is also rectangular, and their protruding height is substantially constant.

【0030】しかして、ガスタービン圧縮器12から供
給される空気aはガスタービンケーシング14内の空気
の流路28から尾筒20の下流側端部位置に開口した空
気流入孔27を介して環状空間26に流入する。流入し
た空気aは、冷却空気として環状空間22を通る間に尾
筒20を冷却し、次いで燃焼器ライナ17側の環状空間
22に流動して燃焼器ライナ17を冷却し、空気自体は
予熱された状態になって燃焼器ライナ17の上流側に流
動する。そして前記のように、パイロット燃料ノズル1
8の周囲に移動して空気吹出し部から燃焼室16内に流
入してパイロット燃料ノズル18から噴出するパイロッ
ト燃料の燃焼に供されるとともに、環状空間22内に配
置している予混合ノズル19の空気入口端部24から予
混合ダクト19に入って燃料bと予混合され、予混合稀
薄燃料となって、吹出し口19aから燃焼室16に噴出
される。
Thus, the air a supplied from the gas turbine compressor 12 is annularly formed from the air flow path 28 in the gas turbine casing 14 through the air inflow hole 27 opened at the downstream end of the transition piece 20. It flows into the space 26. The inflowing air a cools the transition piece 20 while passing through the annular space 22 as cooling air, and then flows into the annular space 22 on the combustor liner 17 side to cool the combustor liner 17, and the air itself is preheated. And flows to the upstream side of the combustor liner 17. And, as described above, the pilot fuel nozzle 1
8 and flows into the combustion chamber 16 from the air blowing portion to be used for the combustion of the pilot fuel ejected from the pilot fuel nozzle 18, and the premix nozzle 19 disposed in the annular space 22. The fuel enters the premixing duct 19 from the air inlet end 24 and is premixed with the fuel b, becomes a premixed lean fuel, and is ejected from the outlet 19 a into the combustion chamber 16.

【0031】このような本実施形態において、環状空間
26、22に面する尾筒20および燃焼器ライナ17の
外周面に、冷却空気の乱流促進手段として、燃焼器ライ
ナ17軸方向と交差するリブ状のフィン30、29が設
けられているので、環状空間26、22を流れる空気の
乱流が促進される。
In the present embodiment, the outer surface of the transition piece 20 facing the annular spaces 26 and 22 and the outer peripheral surface of the combustor liner 17 intersects the axial direction of the combustor liner 17 as turbulence promoting means for cooling air. Since the rib-shaped fins 30 and 29 are provided, turbulence of the air flowing through the annular spaces 26 and 22 is promoted.

【0032】即ち、環状空間26、22の軸方向に沿っ
て冷却空気が流れ、この冷却空気は、尾筒20の外周面
および燃焼器ライナ17の外周面に沿って層状に流れる
が、尾筒20の外周面および燃焼器ライナ17の外周面
に接する部位では境界層を形成する。この境界層となっ
た冷却空気の流れが、フィン30、29によって乱流と
なる。つまり、冷却空気の境界層は、各フィン30、2
9の先端によって一旦剥離される状態となり、フィン3
0、29を越えた後の下流側では尾筒20の外周面およ
び燃焼器ライナ17の外周面に再付着する状態となる。
再付着点近傍の境界層は薄くなり、境界層が薄いほうが
熱伝達率が大きくなることから、尾筒20および燃焼器
ライナ17に、複数の乱流促進手段としてのフィン3
0、29が配列することによって、周期的な境界層の剥
離と再付着を行うことによって、熱伝達の促進効果が極
めて大きくなるものである。
That is, the cooling air flows along the axial direction of the annular spaces 26 and 22, and the cooling air flows in layers along the outer peripheral surface of the transition piece 20 and the outer peripheral surface of the combustor liner 17. A boundary layer is formed on the outer peripheral surface of the combustor liner 17 and the outer peripheral surface of the combustor liner 17. The flow of the cooling air serving as the boundary layer is turbulent by the fins 30 and 29. That is, the boundary layer of the cooling air is
9 is temporarily separated by the tip of the fin 3
On the downstream side after exceeding 0 and 29, the state is reattached to the outer peripheral surface of the transition piece 20 and the outer peripheral surface of the combustor liner 17.
Since the boundary layer near the reattachment point becomes thinner and the heat transfer coefficient increases as the boundary layer becomes thinner, a plurality of fins 3 as turbulence promoting means are provided to the transition piece 20 and the combustor liner 17.
By arranging 0 and 29, the boundary layer is periodically peeled and reattached, so that the effect of promoting heat transfer becomes extremely large.

【0033】以上のように、冷却空気は、空気流入孔2
7、尾筒20の環状空間26、燃焼器ライナ17の環状
空間22の順に流れ、途中の乱流促進手段であるリブ状
のフィン30、29による冷却効果によって、尾筒20
および燃焼器ライナ17を適正な温度に冷却し、これら
の構造強度を保つように作用する。また、本実施形態の
冷却構造では、燃焼に直接関与しないで燃焼室16に流
入する冷却用空気の量を低減し、燃焼用空気を冷却空気
として最大限に利用することができ、燃焼器全体の冷却
性能を向上させることができると同時に、低NOx化に
有効な燃料の予混合化を可能とする等の効果が奏され
る。
As described above, the cooling air is supplied to the air inlet 2
7, the annular space 26 of the transition piece 20 and the annular space 22 of the combustor liner 17 flow in this order.
And cools the combustor liner 17 to an appropriate temperature and acts to maintain their structural strength. Further, in the cooling structure of the present embodiment, the amount of the cooling air flowing into the combustion chamber 16 without directly participating in the combustion can be reduced, and the combustion air can be maximally used as the cooling air. The cooling performance of the fuel cell can be improved, and at the same time, effects such as premixing of fuel effective for reducing NOx can be achieved.

【0034】なお、本実施形態においては、燃焼器ライ
ナ17および尾筒20の両方にフィン29、30をそれ
ぞれ設けたが、燃焼器ライナ17または尾筒20のいず
れか一方のみにフィン29,30を設けた構成としても
よい。
In this embodiment, the fins 29, 30 are provided on both the combustor liner 17 and the transition piece 20, respectively. However, the fins 29, 30 are provided only on either the combustor liner 17 or the transition piece 20. May be provided.

【0035】第2実施形態(図5) 図5は本実施形態によるガスタービン燃焼器の構成を示
す全体構成図である。
Second Embodiment (FIG. 5) FIG. 5 is an overall configuration diagram showing the configuration of a gas turbine combustor according to this embodiment.

【0036】本実施形態が前記の第1実施形態と異なる
点は、尾筒外筒25の空気流入孔27に加えて、燃焼器
ライナ17を覆うフロースリーブ21にも空気流入孔3
2を設けた点にある。他の構成は第1実施形態とほぼ同
様であるから、重複する説明は省略する。
The present embodiment differs from the first embodiment in that the air inlet holes 3 of the transition sleeve 25 and the flow sleeve 21 covering the combustor liner 17 are also provided.
2 is provided. The other configuration is almost the same as that of the first embodiment, and a duplicate description will be omitted.

【0037】これら尾筒外筒25の空気流入孔27およ
びフロースリーブ21の空気流入孔32により、燃焼器
ライナ17の軸方向に沿って環状空間22に複数カ所か
ら空気が流入し、尾筒17側の環状空間26内から燃焼
器ライナ17側の環状空間22に流れる空気の順流方向
で冷却空気の追加流入が行われるようになっている。こ
れらの空気流入孔27、32の数、その開口面積、また
は環状空間26、22の径方向高さは、燃焼器ライナ1
7および尾筒20の冷却空気圧力、流量、流速、または
環状空間26、22内の空気圧力バランス等が適正にな
るように設定されている。
Air flows into the annular space 22 from a plurality of locations along the axial direction of the combustor liner 17 through the air inflow hole 27 of the transition piece outer cylinder 25 and the air inflow hole 32 of the flow sleeve 21. Cooling air is additionally introduced in the forward flow direction of the air flowing from the annular space 26 on the side to the annular space 22 on the combustor liner 17 side. The number of these air inlet holes 27, 32, the opening area thereof, or the radial height of the annular spaces 26, 22 depends on the combustor liner 1
The cooling air pressure, the flow rate, the flow velocity, the air pressure balance in the annular spaces 26, 22 and the like of the cooling pipe 7 and the transition piece 20 are set to be appropriate.

【0038】また、燃焼器ライナ17とフロースリーブ
21とによって形成される環状空間22は、尾筒外筒2
5に設けられた空気流入孔27から流入される空気量
と、フロースリーブ21に設けられた空気流入孔32か
ら流入される空気量との合算分に対応して、尾筒20側
の環状空間26よりも流路断面積を拡大させた設定とさ
れる。
The annular space 22 formed by the combustor liner 17 and the flow sleeve 21 is provided in the transition piece outer cylinder 2.
The annular space on the side of the transition piece 20 corresponds to the sum of the amount of air flowing from the air inlet hole 27 provided in the flow sleeve 21 and the amount of air flowing from the air inlet hole 32 provided in the flow sleeve 21. The flow path cross-sectional area is set to be larger than 26.

【0039】さらに、フロースリーブ21の空気流入孔
32部位には、尾筒20側の環状空間26を流れる空気
を尾筒20の外周面に向ける円錐台形の案内筒33が設
けられている。この合流部に設けられている円錐台形の
案内筒33は、冷却用空気の流入を円滑にすると同時
に、尾筒20側の環状空間26からの冷却用空気との合
流による乱れを低減する機能を発揮するものである。
Further, a frustoconical guide tube 33 for directing the air flowing through the annular space 26 on the side of the transition piece 20 to the outer peripheral surface of the transition piece 20 is provided at the air inflow hole 32 of the flow sleeve 21. The frustoconical guide tube 33 provided at the junction has a function of smoothing the inflow of cooling air, and at the same time, reducing the turbulence caused by merging with the cooling air from the annular space 26 on the tail tube 20 side. To demonstrate.

【0040】本実施形態においては、ガスタービン圧縮
器12から吐出された空気aが、尾筒外筒25の空気流
入孔27と、フロースリーブ21の空気流入孔32との
軸方向二位置から環状空間26、22に流入する。そし
て、尾筒20の冷却に供された空気が尾筒20の燃焼器
ライナ17側の端部でフロースリーブ21の冷却空気孔
32から流入してきた空気と合流する。この場合、合流
部に設けられている円錐台形の案内筒33は、冷却用空
気の流入を円滑にすると同時に、尾筒20側の環状空間
26からの冷却用空気との合流による乱れを低減する。
また、尾筒20側の空気流入孔27と燃焼器ライナ17
側の空気流入孔32との関係から、各空気流れ部での空
気流量を得る圧力は適正にバランスし、かつ乱流促進用
のフィン30、29で発生する圧力損失と冷却性能とが
適性になる。
In the present embodiment, the air a discharged from the gas turbine compressor 12 is annularly formed from two axial positions of the air inlet 27 of the transition piece outer cylinder 25 and the air inlet 32 of the flow sleeve 21. It flows into the spaces 26 and 22. Then, the air used for cooling the transition piece 20 joins the air flowing from the cooling air hole 32 of the flow sleeve 21 at the end of the transition piece 20 on the combustor liner 17 side. In this case, the frusto-conical guide tube 33 provided at the merging portion smoothes the inflow of the cooling air, and at the same time, reduces disturbance due to merging with the cooling air from the annular space 26 on the tail tube 20 side. .
Further, the air inlet hole 27 on the transition piece 20 side and the combustor liner 17
From the relationship with the air inlet holes 32 on the side, the pressure for obtaining the air flow rate in each air flow portion is properly balanced, and the pressure loss and cooling performance generated in the fins 30 and 29 for promoting turbulence are properly adjusted. Become.

【0041】したがって、以上の冷却構造を有する本実
施形態のガスタービン燃焼器においても、燃焼に直接関
与しないで燃焼室16に流入する冷却用空気の量が低減
され、燃焼用空気を冷却空気として最大限に利用するこ
とができるとともに、燃焼器全体の冷却性能を向上させ
ることができ、かつ低NOx化に有効な燃料の予混合化
が可能となる。特に本実施形態においては、2カ所に分
けた空気流入口27、32から冷却用の空気が供給され
ることで、一部の空気が環状空間26、22の途中位置
である燃焼器ライナ17部分から流入し、この部位から
未加熱の状態の冷却用の空気が供給されることになって
冷却性能の一層の向上が図られる。
Therefore, also in the gas turbine combustor of the present embodiment having the above cooling structure, the amount of cooling air flowing into the combustion chamber 16 without directly participating in combustion is reduced, and the combustion air is used as cooling air. In addition to maximizing the utilization, the cooling performance of the entire combustor can be improved, and premixing of fuel effective for lowering NOx can be achieved. Particularly, in the present embodiment, the cooling air is supplied from the air inlets 27 and 32 divided into two parts, so that a part of the air is supplied to the part of the combustor liner 17 which is located in the middle of the annular spaces 26 and 22. And the uncooled cooling air is supplied from this portion, thereby further improving the cooling performance.

【0042】第3実施形態(図6,7) 図6は本実施形態によるガスタービン燃焼器の燃焼器ラ
イナ17部分を一部断面で示す斜視図であり、図7は図
6の一部を拡大して示す断面図である。
Third Embodiment (FIGS. 6 and 7) FIG. 6 is a perspective view showing a part of a combustor liner 17 of a gas turbine combustor according to this embodiment, and FIG. 7 is a partial view of FIG. It is sectional drawing which expands and shows.

【0043】本実施形態のガスタービン燃焼器が前記各
実施形態と異なる点は、燃焼器ライナ17側の環状空間
22内に、空気流れを燃焼器ライナ17の軸方向に沿う
ように規制する複数の整流板、即ちアクシャルリブ34
を設けた点にある。他の構成は前記各実施形態とほぼ同
様であるから、重複する説明は省略する。
The gas turbine combustor of this embodiment is different from the above embodiments in that a plurality of gas turbine combustors are provided in the annular space 22 on the combustor liner 17 side so as to regulate the air flow along the axial direction of the combustor liner 17. Rectifying plate, that is, the axial rib 34
Is provided. Other configurations are almost the same as those of the above-described embodiments, and therefore, duplicate description will be omitted.

【0044】本実施形態におけるアクシャルリブ34
は、燃焼器ライナ17の外周面に一体的に突出して設け
られ、軸方向に沿って直線形状に配置されるとともに、
複数本のものが周方向に間隔的に配置され、冷却空気を
燃焼器ライナ17の軸方向に沿って直進させるようにな
っている。
Axial rib 34 in the present embodiment
Are provided so as to protrude integrally with the outer peripheral surface of the combustor liner 17 and are arranged in a straight line along the axial direction.
A plurality of air conditioners are arranged at intervals in the circumferential direction so that the cooling air travels straight along the axial direction of the combustor liner 17.

【0045】このような本実施形態の構成によると、燃
焼器ライナ17の乱流促進用のフィン29に沿う周方向
の流れや、加工組立て誤差によって環状空間22が偏心
した場合の周方向に沿う不均一な流れが、アクシャルリ
ブ34によって抑制または調整されるので、冷却空気の
流れを燃焼器ライナ17の軸方向に沿って円滑かつ均一
化できるようになる。
According to the configuration of the present embodiment, the circumferential flow along the fins 29 for promoting turbulence of the combustor liner 17 and the circumferential direction when the annular space 22 is eccentric due to a processing assembly error. The non-uniform flow is suppressed or adjusted by the axial ribs 34, so that the flow of the cooling air can be made smooth and uniform along the axial direction of the combustor liner 17.

【0046】また、アクシャルリブ34を燃焼器ライナ
17に一体的に設けた本実施形態によると、空気流れの
整流作用と同時に放熱フィンとしての機能も有するもの
となり、燃焼器ライナ17の冷却を促進する効果も奏さ
れる。したがって、このアクシャルリブ34の列ピッチ
等の寸法形状については、燃焼器ライナ17に必要な冷
却性能およびリブ状フィン29の形状、冷却性能等との
関連において、適正に決定することが望ましい。
Further, according to the present embodiment in which the axial ribs 34 are provided integrally with the combustor liner 17, the air ribs also have the function of radiating fins at the same time as the function of rectifying the air flow, thereby promoting the cooling of the combustor liner 17. The effect is also achieved. Therefore, it is desirable that the dimension and shape such as the row pitch of the axial ribs 34 be appropriately determined in relation to the cooling performance required for the combustor liner 17 and the shape and cooling performance of the rib-like fins 29.

【0047】なお、図示しないが、本実施形態のアクシ
ャルリブ34に加えて、尾筒の外周面側にもアクシャル
リブを設けてもよく、またフロースリーブ21側のアク
シャルリブ34を省略し、尾筒側のアクシャルリブのみ
を設けることも可能である。
Although not shown, axial ribs may also be provided on the outer peripheral surface side of the transition piece in addition to the axial rib 34 of the present embodiment, and the axial rib 34 on the flow sleeve 21 side is omitted, and the transition rib on the transition piece side is omitted. It is also possible to provide only axial ribs.

【0048】第4実施形態(図8,9) 図8は本実施形態のガスタービン燃焼器における燃焼器
ライナ17部分を一部断面で示す斜視図であり、図9は
図8の一部を拡大して示す断面図である。
Fourth Embodiment (FIGS. 8 and 9) FIG. 8 is a perspective view showing a partial cross section of a part of a combustor liner 17 in a gas turbine combustor of the present embodiment, and FIG. It is sectional drawing which expands and shows.

【0049】本実施形態のガスタービン燃焼器は、前記
第3実施形態の構成を変形したもので、整流板としての
フロースリーブ21側にアクシャルリブ35が設けられ
ている。他の構成については前記第3実施形態とほぼ同
様であるから、重複する説明は省略する。
The gas turbine combustor according to the present embodiment is a modification of the third embodiment, in which an axial rib 35 is provided on the flow sleeve 21 side as a current plate. The other configuration is almost the same as that of the third embodiment, and the duplicate description will be omitted.

【0050】本実施形態のアクシャルリブ35も、燃焼
器ライナ17の軸方向に沿って直線形状に配置されると
ともに、複数本のものが周方向に間隔的に配置され、冷
却空気を燃焼器ライナ17の軸方向に沿って直進させる
ようになっている。
The axial ribs 35 of the present embodiment are also arranged in a straight line along the axial direction of the combustor liner 17, and a plurality of axial ribs are arranged at intervals in the circumferential direction so that the cooling air is supplied to the combustor liner 17. Is made to go straight along the axial direction.

【0051】このような本実施形態の構成によっても、
燃焼器ライナ17の乱流促進用のフィン29に沿う周方
向の流れや、加工組立て誤差によって環状空間22が偏
心した場合の周方向に沿う不均一な流れが、アクシャル
リブ35によって抑制または調整されるので、冷却空気
の流れを燃焼器ライナ17の軸方向に沿って円滑かつ均
一化できるようになる。
According to such a configuration of the present embodiment,
The axial rib 35 suppresses or adjusts the circumferential flow along the turbulence-promoting fins 29 of the combustor liner 17 and the uneven flow along the circumferential direction when the annular space 22 is eccentric due to processing and assembly errors. Therefore, the flow of the cooling air can be made smooth and uniform along the axial direction of the combustor liner 17.

【0052】そして、特に本実施形態の場合には、燃焼
器ライナ17に対するフロースリーブ21の最終組立て
時において、アクシャルリブ35が環状空間22を仕切
るように構成されているので、燃焼器ライナ17の加工
が単純化できる等の利点が得られる。
In the case of the present embodiment, when the flow sleeve 21 is finally assembled to the combustor liner 17, the axial ribs 35 are configured to partition the annular space 22. Can be simplified.

【0053】なお、本実施形態のアクシャルリブ35に
加え、図示しないが尾筒の外周面側にもアクシャルリブ
を設けてもよく、またフロースリーブ21側のアクシャ
ルリブ35を省略し、尾筒側のアクシャルリブのみを設
けることも可能である。
In addition to the axial rib 35 of the present embodiment, an axial rib (not shown) may also be provided on the outer peripheral surface side of the transition piece. The axial rib 35 on the flow sleeve 21 side is omitted, and only the axial rib on the transition piece side. It is also possible to provide.

【0054】第5実施形態(図10) 図10は本実施形態のガスタービン燃焼器における燃焼
器ライナ17部分を拡大して示す断面図である。
Fifth Embodiment (FIG. 10) FIG. 10 is an enlarged sectional view showing a combustor liner 17 in a gas turbine combustor according to this embodiment.

【0055】本実施形態のガスタービン燃焼器では、燃
焼器ライナ17(または尾筒20)の外周面に設けられ
た乱流促進手段としてのリブ状のフィン29、30に加
えて、フロースリーブ21(または尾筒外筒25)の内
周面側に、乱流促進手段としてのリブ状のフィン36が
設けられている。他の構成については前記各実施形態と
ほぼ同様であるから、重複する説明は省略する。
In the gas turbine combustor of the present embodiment, the flow sleeve 21 is provided in addition to the rib-shaped fins 29 and 30 as turbulence promoting means provided on the outer peripheral surface of the combustor liner 17 (or transition piece 20). A rib-shaped fin 36 is provided on the inner peripheral surface side of the (or tail tube outer tube 25) as turbulence promoting means. Other configurations are almost the same as those of the above-described embodiments, and thus redundant description will be omitted.

【0056】図示の例では、フロースリーブ21に設け
られるフィン36が、燃焼器ライナ17に設けられるフ
ィン29と対向し、かつ半ピッチずれた互い違いの位置
に規則的に配列されている。なお、図示しないが両フィ
ン29、36を軸方向で一致した面対象位置に同ピッチ
で正則配列として設けてもよく、また異なるピッチで不
正則な配置としてもよい。なお、図示しないが尾筒外筒
の内周面側にフィンを設ける場合も同様である。
In the illustrated example, the fins 36 provided on the flow sleeve 21 face the fins 29 provided on the combustor liner 17 and are regularly arranged at staggered positions shifted by half a pitch. Although not shown, the two fins 29 and 36 may be provided in a regular arrangement at the same pitch at the plane target positions coincident in the axial direction, or may be irregularly arranged at different pitches. Although not shown, the same applies to the case where fins are provided on the inner peripheral surface side of the transition piece outer cylinder.

【0057】このような構成の本実施形態によると、フ
ロースリーブ21等の側に設けたフィン36が燃焼器ラ
イナ17等の側に設けたフィン29と同様に機能し、冷
却用空気流れに直角な流れ方向の速度分布を発生させる
ので、燃焼器ライナ17等のフィン29で発生する境界
層の剥離およびその下流部での再付着作用を、さらに積
極的に促進させる機能が付与され、これにより燃焼器ラ
イナ17等の冷却効果を一層向上できる効果が奏され
る。なお、本実施形態においては、各フィン29、36
が全体組立て時に対向する配置となるので、燃焼器ライ
ナ17の加工が特に複雑となることもなく、冷却効果が
向上できる利点もある。
According to this embodiment having such a structure, the fins 36 provided on the side of the flow sleeve 21 and the like function similarly to the fins 29 provided on the side of the combustor liner 17 and the like, and are perpendicular to the flow of the cooling air. Since a velocity distribution in the flow direction is generated, a function of further promoting the separation of the boundary layer generated by the fins 29 such as the combustor liner 17 and the reattachment action downstream thereof is provided. The effect of further improving the cooling effect of the combustor liner 17 and the like is achieved. In this embodiment, each fin 29, 36
Are opposed to each other during the entire assembly, so that there is also an advantage that the processing of the combustor liner 17 is not particularly complicated and the cooling effect can be improved.

【0058】第6実施形態(図11) 図11は本実施形態のガスタービン燃焼器における燃焼
器ライナ17部分を拡大して示す断面図である。
Sixth Embodiment (FIG. 11) FIG. 11 is an enlarged sectional view showing a combustor liner 17 in a gas turbine combustor according to this embodiment.

【0059】本実施形態のガスタービン燃焼器では、環
状空間22の断面積が冷却空気の流れ方向(燃焼器軸方
向)に沿って次第に縮小されるとともに、同様に冷却空
気の流れ方向で燃焼器ライナ17の外周面に設けられた
フィン29の高さが次第に低く、かつフィンピッチが次
第に小さくなっている。他の構成については前記各実施
形態とほぼ同様である。
In the gas turbine combustor of this embodiment, the cross-sectional area of the annular space 22 is gradually reduced along the flow direction of the cooling air (the axial direction of the combustor), and the combustor is similarly changed in the flow direction of the cooling air. The height of the fins 29 provided on the outer peripheral surface of the liner 17 is gradually reduced, and the fin pitch is gradually reduced. Other configurations are almost the same as those of the above embodiments.

【0060】このような本実施形態の構成によれば、環
状空間22の軸方向熱伝達率分布勾配および分布形態を
任意に設定することが容易となり、燃焼器内部の軸方向
燃焼ガス温度分布によって生じる燃焼器ライナ17のメ
タル温度分布を一様にすることが可能となる。
According to the configuration of the present embodiment, it is easy to arbitrarily set the gradient and distribution form of the axial heat transfer coefficient distribution in the annular space 22, and the axial heat transfer gas temperature distribution inside the combustor can be easily determined. The resulting metal temperature distribution of the combustor liner 17 can be made uniform.

【0061】なお、前記構成と関連して、乱流促進手段
としてのフィンは、燃焼器ライナ17または尾筒20の
周方向に連続または不連続な形状として設けることが任
意に選択でき、また環状空間22、26部における軸方
向熱伝達率の分布勾配に基づいて形状、寸法、配列数、
軸方向距離を変化して設けることが可能である。さら
に、環状空間22の径方向高さは、前記環状空間22部
における軸方向熱伝達率の分布勾配に基づいて種々変化
させることができる。
In connection with the above configuration, the fins as turbulence promoting means can be arbitrarily selected to be provided as a continuous or discontinuous shape in the circumferential direction of the combustor liner 17 or the transition piece 20. Based on the distribution gradient of the axial heat transfer coefficient in the spaces 22 and 26, the shape, size, number of arrays,
It is possible to provide with varying axial distance. Furthermore, the radial height of the annular space 22 can be variously changed based on the distribution gradient of the axial heat transfer coefficient in the annular space 22.

【0062】第7実施形態(図12) 図12は本実施形態のガスタービン燃焼器における燃焼
器ライナ17部分を一部断面で示す斜視図である。
Seventh Embodiment (FIG. 12) FIG. 12 is a perspective view, partially in section, showing a combustor liner 17 in a gas turbine combustor according to this embodiment.

【0063】本実施形態のガスタービン燃焼器では、整
流板としてのアクシャルリブが、燃焼器ライナ17の軸
方向に沿って螺旋状に湾曲形成され、冷却空気に旋回流
を発生させる曲線状のアクシャルリブ37とされてい
る。他の構成については前記各実施形態とほぼ同様であ
る。
In the gas turbine combustor according to the present embodiment, the axial rib as the straightening plate is formed in a spiral curve along the axial direction of the combustor liner 17, and the curved axial rib 37 generates a swirling flow in the cooling air. It has been. Other configurations are almost the same as those of the above embodiments.

【0064】このような本実施形態の構成によれば、曲
線状のアクシャルリブ37に沿って空気流れが旋回流と
なり、環状空間22内での冷却性能を選択的に変化させ
ることが可能となる。
According to the configuration of this embodiment, the air flow becomes a swirling flow along the curved axial rib 37, and the cooling performance in the annular space 22 can be selectively changed.

【0065】なお、本実施形態では曲線状のアクシャル
リブ37をフロースリーブ21の内周面側に設けた場合
を図示したが、これは燃焼器ライナ17の加工を容易に
する点で有利な場合を例示したものであって、この曲線
状のアクシャルリブ37を燃焼器ライナ17の外周面に
設けることも可能である。
In this embodiment, the case where the curved axial ribs 37 are provided on the inner peripheral surface side of the flow sleeve 21 is shown. However, this is a case where it is advantageous in that the processing of the combustor liner 17 is facilitated. For example, the curved axial rib 37 can be provided on the outer peripheral surface of the combustor liner 17.

【0066】また、前記の各構成を尾筒側に設けること
が可能なことも勿論である。
It is needless to say that each of the above-described components can be provided on the transition piece side.

【0067】他の実施形態 以上の実施形態のほか、本発明においては種々の変形が
可能である。例えばフィンの断面形状を三角形、V形、
その他各種形状としたり、フィンを環状空間内で傾斜配
置とする等である。このようにして、ガスタービン燃焼
器の型式、大きさ等に適合した構成とすることができ
る。
Other Embodiments In addition to the above embodiments, various modifications can be made in the present invention. For example, the cross-sectional shape of the fin is triangular, V-shaped,
Other various shapes, fins are arranged in an inclined manner in the annular space, and the like. In this manner, a configuration suitable for the type, size, and the like of the gas turbine combustor can be provided.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上で詳述したように、本発明によれ
ば、燃焼器軸方向に配列した乱流促進手段としてのリブ
状フィンによって燃焼器ライナまたは尾筒の外周におけ
る冷却空気による冷却性を高めるようにしたので、特に
燃焼器空気圧力損失を増大させたり、燃焼に直接関与し
ない冷却水流量を増大させることもなく、予混合燃焼用
空気流量を増大させることが可能となる。したがって、
冷却性能の向上と同時に、燃焼器の高温化およびNOx
生成主要因となる火炎温度を低下させる超稀薄燃焼条件
を成立させることが容易に可能とすることができ、ガス
タービン燃焼器の一層の高温化および低NOx化に有効
に対処できるようになる。
As described above in detail, according to the present invention, the cooling performance by the cooling air on the outer periphery of the combustor liner or the transition piece is provided by the rib-shaped fins as turbulence promoting means arranged in the axial direction of the combustor. Therefore, it is possible to increase the premixed combustion air flow rate without increasing the combustor air pressure loss and the cooling water flow rate not directly involved in combustion. Therefore,
At the same time as improving the cooling performance, increasing the temperature of the combustor and increasing NOx
It is possible to easily establish the ultra-lean combustion condition for lowering the flame temperature, which is the main factor of the generation, and it is possible to effectively cope with a higher temperature and a lower NOx of the gas turbine combustor.

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

【図1】本発明に係るガスタービン燃焼器の第1実施形
態を示す全体構成図。
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a first embodiment of a gas turbine combustor according to the present invention.

【図2】前記第1実施形態における燃焼器ライナ部分を
一部断面で示す斜視図。
FIG. 2 is a perspective view showing a combustor liner part according to the first embodiment in a partial cross section.

【図3】図2の一部を示す拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged sectional view showing a part of FIG. 2;

【図4】前記第1実施形態における尾筒部分示す拡大断
面図。
FIG. 4 is an enlarged sectional view showing a transition piece part in the first embodiment.

【図5】本発明に係るガスタービン燃焼器の第2実施形
態を示す全体構成図。
FIG. 5 is an overall configuration diagram showing a second embodiment of the gas turbine combustor according to the present invention.

【図6】本発明に係るガスタービン燃焼器の第3実施形
態における燃焼器ライナ部分を一部断面で示す斜視図。
FIG. 6 is a perspective view showing a partial cross section of a combustor liner in a third embodiment of the gas turbine combustor according to the present invention.

【図7】図6の一部を示す拡大断面図。FIG. 7 is an enlarged sectional view showing a part of FIG. 6;

【図8】本発明に係るガスタービン燃焼器の第4実施形
態における燃焼器ライナ部分を一部断面で示す斜視図。
FIG. 8 is a perspective view showing a partial cross section of a combustor liner in a fourth embodiment of the gas turbine combustor according to the present invention.

【図9】図8の一部を示す拡大断面図。FIG. 9 is an enlarged sectional view showing a part of FIG. 8;

【図10】本発明に係るガスタービン燃焼器の第5実施
形態における燃焼器ライナ部分を示す拡大断面図。
FIG. 10 is an enlarged sectional view showing a combustor liner in a fifth embodiment of the gas turbine combustor according to the present invention.

【図11】本発明に係るガスタービン燃焼器の第6実施
形態における燃焼器ライナ部分を示す拡大断面図。
FIG. 11 is an enlarged sectional view showing a combustor liner in a sixth embodiment of the gas turbine combustor according to the present invention.

【図12】本発明に係るガスタービン燃焼器の第7実施
形態における燃焼器ライナ部分を一部断面で示す斜視
図。
FIG. 12 is a perspective view showing a partial cross section of a combustor liner in a gas turbine combustor according to a seventh embodiment of the present invention.

【図13】従来例を説明するための燃焼器ライナ部分を
示す拡大断面図。
FIG. 13 is an enlarged sectional view showing a combustor liner for explaining a conventional example.

【図14】他の従来例を説明するための燃焼器ライナ部
分を示す拡大断面図。
FIG. 14 is an enlarged cross-sectional view showing a combustor liner for explaining another conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 ガスタービン燃焼器 12 ガスタービン圧縮器 13 タービン 14 ケーシング 14a ヘッドプレート 15 タービン軸 16 燃焼室 17 燃焼器ライナ 18 パイロット燃料ノズル 19 予混合ダクト 20 尾筒 21 フロースリーブ 22 環状空間 23 予混合燃料ノズル 24 空気入口端部 25 尾筒外筒 26 環状空間 27 空気流入孔 28 空気の流路 29 フィン 30 フィン 32 空気流入孔 33 案内筒 34 アクシャルリブ 35 アクシャルリブ 36 フィン 37 アクシャルリブ 11 Gas Turbine Combustor 12 Gas Turbine Compressor 13 Turbine 14 Casing 14a Head Plate 15 Turbine Shaft 16 Combustion Chamber 17 Combustor Liner 18 Pilot Fuel Nozzle 19 Premix Duct 20 Tail 21 Flow Sleeve 22 Annular Space 23 Premix Fuel Nozzle 24 Air inlet end 25 tail tube outer tube 26 annular space 27 air inlet hole 28 air flow passage 29 fin 30 fin 32 air inlet hole 33 guide tube 34 axial rib 35 axial rib 36 fin 37 axial rib

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内部を燃焼室とする筒状の燃焼器ライナ
と、この燃焼器ライナの上流側端部に設けられ、燃料を
前記燃焼室内に供給するパイロット燃料ノズルと、この
パイロット燃料ノズルの下流側に位置して前記燃焼器ラ
イナの周壁に接続され、燃料と空気との予混合燃料を供
給する予混合ダクトと、前記燃焼器ライナの下流側端部
に連結され、燃焼ガスをタービン側に導入する尾筒とを
備えた予混合稀薄燃焼方式のガスタービン燃焼器であっ
て、前記パイロット燃料ノズルの燃料吹出し部および前
記予混合ダクト内に燃焼用空気を導入する空気流路を、
前記燃焼器ライナとその外周側に設けたフロースリーブ
との間の環状空間によって形成し、その空気流路内で燃
焼用空気を前記燃焼器ライナの下流側から上流側に向っ
て流動させることにより前記燃焼器ライナの冷却空気と
して使用するものにおいて、前記環状空間に面する燃焼
器ライナの外周面に、前記冷却空気の乱流促進手段とし
て、燃焼器ライナ軸方向と交差するリブ状のフィンを設
けたことを特徴とするガスタービン燃焼器。
1. A cylindrical combustor liner having an internal combustion chamber, a pilot fuel nozzle provided at an upstream end of the combustor liner and supplying fuel into the combustion chamber, A premixing duct positioned downstream and connected to the peripheral wall of the combustor liner for supplying a premixed fuel of fuel and air; and a premixing duct connected to a downstream end of the combustor liner to transfer combustion gas to a turbine side. A premixed lean burn type gas turbine combustor comprising a transition piece and a transition piece to be introduced to the pilot fuel nozzle, wherein an air flow path for introducing combustion air into a fuel outlet of the pilot fuel nozzle and the premixed duct is provided.
By forming an annular space between the combustor liner and the flow sleeve provided on the outer peripheral side thereof, by flowing combustion air from the downstream side of the combustor liner to the upstream side in the air flow path. In what is used as cooling air for the combustor liner, a rib-shaped fin intersecting with the axial direction of the combustor liner is provided on the outer peripheral surface of the combustor liner facing the annular space as a means for promoting turbulence of the cooling air. A gas turbine combustor characterized by being provided.
【請求項2】 内部を燃焼室とする筒状の燃焼器ライナ
と、この燃焼器ライナの上流側端部に設けられ、燃料を
前記燃焼室内に供給するパイロット燃料ノズルと、この
パイロット燃料ノズルの下流側に位置して前記燃焼器ラ
イナの周壁に接続され、燃料と空気との予混合燃料を供
給する予混合ダクトと、前記燃焼器ライナの下流側端部
に連結され、燃焼ガスをタービン側に導入する尾筒とを
備えた予混合稀薄燃焼方式のガスタービン燃焼器であっ
て、前記パイロット燃料ノズルの燃料吹出し部および前
記予混合ダクト内に燃焼用空気を導入する空気流路を、
前記燃焼器ライナおよび前記尾筒と、これらの外周側に
それぞれ設けたフロースリーブおよび尾筒外筒との間の
環状空間によって形成し、その空気流路内で空気を前記
尾筒および前記燃焼器ライナの下流側から上流側に向っ
て流動させることにより前記尾筒および前記燃焼器ライ
ナの冷却空気として使用するものにおいて、前記環状空
間に面する尾筒および燃焼器ライナの外周面に、前記冷
却空気の乱流促進手段として、燃焼器ライナ軸方向と交
差するリブ状のフィンを設けたことを特徴とするガスタ
ービン燃焼器。
2. A tubular combustor liner having an internal combustion chamber, a pilot fuel nozzle provided at an upstream end of the combustor liner and supplying fuel into the combustion chamber, A premixing duct positioned downstream and connected to the peripheral wall of the combustor liner for supplying a premixed fuel of fuel and air; and a premixing duct connected to a downstream end of the combustor liner to transfer combustion gas to a turbine side. A premixed lean burn type gas turbine combustor comprising a transition piece and a transition piece to be introduced to the pilot fuel nozzle, wherein an air flow path for introducing combustion air into a fuel outlet of the pilot fuel nozzle and the premixed duct is provided.
The combustor liner and the transition piece are formed by an annular space between the flow sleeve and the transition piece outer cylinder provided on the outer peripheral side of the combustor liner and the transition piece, respectively. The cooling pipe is used as cooling air for the transition piece and the combustor liner by flowing from the downstream side to the upstream side of the liner. A gas turbine combustor, wherein rib-shaped fins intersecting with the axial direction of the combustor liner are provided as turbulence promoting means for air.
【請求項3】 請求項1または2記載のガスタービン燃
焼器において、燃焼器ライナおよび尾筒を囲むガスター
ビンケーシング内の空間がガスタービン圧縮器から供給
される圧縮空気の流路とされており、前記燃焼器ライナ
のフロースリーブの下流側端部または前記尾筒外筒の下
流側端部に、前記圧縮空気の流路から環状空間に連通す
る複数の空気流入孔を開口させたことを特徴とするガス
タービン燃焼器。
3. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein a space in the gas turbine casing surrounding the combustor liner and the transition piece is a flow path for compressed air supplied from the gas turbine compressor. A plurality of air inflow holes communicating with the annular space from the flow path of the compressed air are formed at a downstream end of a flow sleeve of the combustor liner or a downstream end of the transition piece outer cylinder. And gas turbine combustor.
【請求項4】 請求項3記載のガスタービン燃焼器にお
いて、空気流入孔は燃焼器ライナのフロースリーブまた
は尾筒外筒の軸方向に沿って複数開口させ、これにより
環状空間内での空気流れに沿う順流方向で冷却空気の追
加流入が行われるようにし、前記冷却空気流入孔の数、
その開口面積、または前記環状空間の径方向高さを、前
記フロースリーブおよび前記尾筒の冷却空気圧力、流
量、流速、または前記環状空間内の空気圧力バランスに
基づいて設定したことを特徴とするガスタービン燃焼
器。
4. The gas turbine combustor according to claim 3, wherein the air inlet has a plurality of openings along the axial direction of the flow sleeve or the transition piece outer cylinder of the combustor liner, whereby the air flows in the annular space. So that the additional inflow of cooling air is performed in the forward direction along the number of the cooling air inflow holes,
The opening area or the radial height of the annular space is set based on the cooling air pressure, flow rate, flow velocity, or air pressure balance in the annular space of the flow sleeve and the transition piece. Gas turbine combustor.
【請求項5】 請求項2から4までのいずれかに記載の
ガスタービン燃焼器において、燃焼器ライナとフロース
リーブとによって形成される環状空間は、尾筒外筒に設
けた空気流入孔から流入される空気量と、前記フロース
リーブに設けられる空気流入孔から流入される空気量と
の合算分に対応して、前記尾筒外周側の環状空間よりも
流路断面積を拡大させた設定とし、かつ前記フロースリ
ーブの空気流入孔部位には、前記尾筒側の環状空間を流
れる空気を尾筒外周面に向ける円錐台形の案内筒を設け
たことを特徴とするガスタービン燃焼器。
5. The gas turbine combustor according to claim 2, wherein the annular space formed by the combustor liner and the flow sleeve flows from an air inflow hole provided in the transition piece outer cylinder. In accordance with the sum of the amount of air to be supplied and the amount of air flowing from the air inlet provided in the flow sleeve, the flow path cross-sectional area is set to be larger than the annular space on the outer peripheral side of the transition piece. A gas turbine combustor characterized in that a frustoconical guide tube for directing air flowing through the annular space on the side of the transition piece to the outer peripheral surface of the transition piece is provided at an air inflow hole portion of the flow sleeve.
【請求項6】 請求項1から5までのいずれかに記載の
ガスタービン燃焼器において、燃焼器ライナの外周面ま
たは尾筒の外周面に設けられた乱流促進手段としてのリ
ブ状のフィンに加え、フロースリーブの内周面または尾
筒外筒の内周面側にも乱流促進手段としてのリブ状のフ
ィンを前記フィンと対向配置で設けたことを特徴とする
ガスタービン燃焼器。
6. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein a rib-shaped fin is provided on an outer peripheral surface of the combustor liner or an outer peripheral surface of the transition piece. In addition, a gas turbine combustor characterized in that rib-shaped fins as turbulence promoting means are provided on the inner peripheral surface of the flow sleeve or the inner peripheral surface of the transition piece outer cylinder so as to face the fins.
【請求項7】 請求項6記載のガスタービン燃焼器にお
いて、燃焼器ライナの外周面または尾筒の外周面に設け
られたフィンと、フロースリーブ内周面または尾筒外筒
の内周面側に設けられたフィンとの相対位置は、燃焼器
軸方向で一致する面対象位置となる正則配列、あるいは
燃焼器軸方向でピッチをずらした互い違い配置であるこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器。
7. The gas turbine combustor according to claim 6, wherein a fin provided on an outer peripheral surface of the combustor liner or an outer peripheral surface of the transition piece and an inner peripheral surface of the flow sleeve inner peripheral surface or the transition piece outer cylinder. The gas turbine combustor is characterized in that the relative position with respect to the fins provided in the gas turbine combustor is a regular arrangement that is a plane target position that coincides in the combustor axial direction, or a staggered arrangement with a pitch shifted in the combustor axial direction.
【請求項8】 請求項1から7までのいずれかに記載の
ガスタービン燃焼器において、乱流促進手段としてのフ
ィンは、燃焼器ライナまたは尾筒の周方向に連続または
不連続な形状として設けられ、または環状空間部におけ
る軸方向熱伝達率の分布勾配に基づいて形状、寸法、配
列数、軸方向距離を変化して設けられ、さらに環状空間
の径方向高さは、前記環状空間部における軸方向熱伝達
率の分布勾配に基づいて変化していることを特徴とする
ガスタービン燃焼器。
8. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the fins as turbulence promoting means are provided as a continuous or discontinuous shape in a circumferential direction of the combustor liner or the transition piece. Or, based on the distribution gradient of the heat transfer coefficient in the axial direction in the annular space portion, the shape, the size, the number of arrangement, the axial distance is provided to be changed, furthermore, the radial height of the annular space in the annular space portion A gas turbine combustor characterized by varying based on a distribution gradient of an axial heat transfer coefficient.
【請求項9】 請求項1から8までのいずれかに記載の
ガスタービン燃焼器において、燃焼器ライナの外周面ま
たは尾筒の外周面と、フロースリーブの内周面または尾
筒外筒の内周面側との少なくともいずれか一方に、環状
空間内での空気流れを燃焼器ライナ軸方向に沿って規制
する複数の整流板を設けたことを特徴とするガスタービ
ン燃焼器。
9. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein an outer peripheral surface of the combustor liner or an outer peripheral surface of the transition piece, and an inner peripheral surface of the flow sleeve or a transition piece of the transition piece outer cylinder. A gas turbine combustor characterized in that a plurality of straightening plates for regulating an air flow in an annular space along an axial direction of a combustor liner are provided on at least one of a peripheral surface side.
【請求項10】 請求項9記載のガスタービン燃焼器に
おいて、整流板は、燃焼器ライナ軸方向に沿って形成さ
れて冷却空気を直進させる直線状のアクシャルリブ、ま
たは燃焼器ライナ軸方向に螺旋状に湾曲形成されて冷却
空気に旋回流を発生させる曲線状のアクシャルリブであ
ることを特徴とするガスタービン燃焼器。
10. The gas turbine combustor according to claim 9, wherein the straightening plate is formed along the axial direction of the combustor liner and is a straight axial rib for allowing cooling air to travel straight, or a spiral shape in the axial direction of the combustor liner. A gas turbine combustor characterized in that it is a curved axial rib that is curved to generate a swirling flow in cooling air.
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