JPS6064129A - 燃焼タービンの燃焼器 - Google Patents

燃焼タービンの燃焼器

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JPS6064129A
JPS6064129A JP59175284A JP17528484A JPS6064129A JP S6064129 A JPS6064129 A JP S6064129A JP 59175284 A JP59175284 A JP 59175284A JP 17528484 A JP17528484 A JP 17528484A JP S6064129 A JPS6064129 A JP S6064129A
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    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、燃焼タービンの燃焼器に関し、特に、燃焼タ
ービンの金属バスケット（ｍ焼器）の内部表面にあるセ
ラミック絶縁皮膜に関するものである。
燃焼タービンの応用範囲は広く、陸上発電用、機械的駆
動用（例えばパイプライン圧送）、航空機エンジン用、
船舶推進用等に使用されている。燃焼器を有するこのよ
うな燃焼タービンは米国特許第４，１１２，６７６号明
細書に開示されている。燃料は上流端で供給され、圧縮
磯から送られてくる空気は多数の場所で注入され、双方
とも燃焼器の円筒形壁部を半径方向に取り巻くと共に下
流方向の連続する個所にある。
燃料の燃焼は燃焼器内で行なわれるので、燃焼器ライナ
ー（金属）は非常に高温のガス及び高い輻射熱負荷に潜
在的にさらされる。そのため、燃焼器は燃焼タービンの
中でも比較的に高率で保守を必要とする部分の−っであ
る。
本発明によれば、複数の空気入口及び少なくとも１つの
燃料入口のある金属バスケットを有すると共に、該ｉ！
、属バスケットの内部で燃焼を行う形式の燃焼タービン
の燃焼器は、該金属バスケットの内部表面に、厚さが前
記空気入（」近くでゼロであり下流方向に厚くなるよう
に長さ方向に変化する、少なくとも１０％の空隙部分を
有するセラミンり皮膜を備えていて、該金属バスケット
の温度を実質的に減少させると共に、該金属バスケット
に沿った長さ方向の温度変化を大幅に減少させる、。
高温度に限らず、燃焼器の異なる部分間の比較的に大き
な温度差は燃焼器の破４１１につながるのを知っておく
のは有意義なことである。入口空気は、入口を境膜冷却
するため空気噴射、α近くの燃焼器バスケットを局部的
に目立って冷却するが、この点の下流側では燃焼器バス
ケットの温度が急速に上昇する。
本発明は、金属バスケットの内部表面に多孔性の絶縁セ
ラミック皮膜を使用しており、セラミックの厚さを長さ
方向に変えて、金属バスケシＦに沿った長さ方向の温度
差を大幅に減少させている。。
即ち、セラミック皮膜は空気入口近くで厚さがほぼゼロ
であるが、下流方向において厚くなっており、次の空気
入口で再びゼロ近くになり、そこから下流側に再び厚く
なる。熱Ｍ！１緑を増すためセラミック皮膜は少なくと
も１０％の空隙部分を有する。
本発明は、添付図面に例示したその好適な実施例に関す
る以下の説明から一層容易に明らかになろう。
第１図は、一連のリング１０及び一連の空気人口１２を
有する先行技術の燃焼器を示している。燃料人口１４は
上流端にあり、反動バスの流れは上流端から下流端へほ
ぼ長さ方向である。かがる構造の各リングはその下流端
近くで比較的に高温であるが、人口空気で冷却される」
二部ｎ）は目立って低温である［例えばリング下流端の
温度が約１６００°Ｆ（８７０°Ｃ）テア）　ルノニ比
較シテ１０００°Ｆ（５３８°Ｃ）］。
第２図は、１７さが空気人口１２でほぼゼロからリング
下流端近くで例えば２０ｍ１ｌ（０，５ｍｍ）までテー
パの付いている絶縁セラミンク皮膜１６を有する本発明
のｍ焼器描造を示している。
米国特許第４．２５５，４９５号明細書には、本発明に
おいて有効なセラミックの実例である多数の熱絶縁セラ
ミックが挙げられており、そのような多数の空隙含有セ
ラミ７りを使用することができる。セラミックはバスケ
アＦの金属の熱膨張になるべく適合する高い熱膨張率を
有するのがよい（燃焼器はハステロイとして販売されて
いるものを含む種々の金属で製作されている）。本発明
の熱絶縁セラミックは容積で少なくとも約１０％、好ま
しくは少なくとも２５％の空隙を有していなければなら
ない。
このような皮膜は例えばプラズマ吹付けに、１．って付
けることができる。金属バスケットと絶縁セラミックと
の間にイ列えばＭＣｒ八１へタイプ（ＮｉＣ＋・＾ＩＹ
及び／又はＣｏＣｒ＾ＩＹ　）の接着皮膜を使用孝−る
ことができる。また、非多孔質のオーバコートを多孔性
絶縁セラミックの上面に使用可能である、かかるＡ−バ
コードは代表的には、有意な多孔性を持たない稠密セラ
ミックであり、ガスの流れに対して平滑表面を与えると
共に、燃料汚染物Ｃある例えば反応生成物の付着を最小
にする。これは、高温枯造合金利料に接触する汚染イリ
着物にＪ：って生じる腐食分解を最小に虻る。
本発明の重要な特徴は多孔ｆｒセラミックの１７さが変
化することであり、これにより、さもなければもっと高
温になるかも知れない金属バスケットの領域において熱
絶縁を一層よく行う。従って燃焼器バスケットのピーク
温度及び膨張差は双方とも非常に減少する。理想的には
、燃焼器バスケントの全金属が実質的に同一温度である
ことであるが、目的は温度差を減少させることであり、
温度差を完全に無くす必要は一般的にはない。
有意な絶縁を行うために、多孔性セラミックは少なくと
も１５ｍ１ｌ（，３８ｍｍ）、好ましくは少なくとも２
０＋ｏｉｌ（０，５＋ｎｍ）の最大厚さまでテーパの付
いていることが一般的に必要である。代表的には、多孔
性セラミックは１５−３０ｍ　ｉ　ｌ　（０，３８〜０
．７６ｍｍ）の厚さまでテーパがイ；ｊいており、この
ような皮膜を金属バスケントを設計変更することなく既
存の形式の燃焼器に適用４−ることができる。第３図は
、ガス流ｎｌを制限することな（絶縁皮膜を実質的にも
っと厚くすることのできるように改変した燃焼器枯造を
示している。この場合、金属リング１０はチーパイ・ｊ
きの絶縁セラミック１６を有する円錐形断面をしでおり
、結果的に内部表面は実質的に円筒形である。
一般的に、燃焼器はその長さ方向に沿って隔置された一
連の空気入口を有し、絶縁セラミックは空気入口の近く
で厚さがゼロに近く、この空気入口から次の空気入Ｉ」
への下流方向に厚さが増している。厚さは次の空気入口
近くで１１びほはゼロであり、その後下流方向に再びｒ
′／、くなる。勿論、空気入口は周囲を取り巻く穴、又
はｆｊＳ２図に示すように直径の増大する円筒形リング
間の１１月」を通る穴でよいくかかる円筒形リングは空
気が流通するような波板部材で隔置され支持されるのが
・般的である）。どの形式の空気入１１でも、絶縁セラ
ミックは、ｉｅ、　縁が殆ど又は全く必要のない、むし
ろセラミックの絶縁が厚いと空気流の妨害をＣ７＋空気
入口近くで厚さがほぼゼロである。絶Ｈ−！！ラミック
は次の空気入口（勿論、燃焼器の端で」：い）の近くま
で下流方向に厚くなる。空気入１−１の近くでは冷却が
行なわれるので、絶縁セラミックは第２図に示すように
空気人口の上流方向にデーパが（＝１（１られている。
【図面の簡単な説明】
第１図は、先行技術の燃焼タービン燃焼器の断面図、ｆ
ｔ５２図は、セラミック皮膜の厚さが変わることを示す
本発明の燃焼タービン燃焼器の一部の断面図、第３図は
、金属バスケットが実質的に円錐形であってセラミック
皮膜の内側表面がほぼ円筒形になっていることを示す本
発明の別の構造の断面図である。 １０・・・リング、１２・・・空気入口、１４・・・燃
料入口、１６・・・セラミック皮膜。 出願人　ウェスチングハウス・エレクトリンク・コーポ
レーション 代理人　曾　我　道　照

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 複数の空気入口及び少なくと６１つの燃料入口のあるＪ
    ｋ属バスケットを有すると共に、該金属バスケントの内
    部で燃焼を行う形式のａｆｌｔ、タービンの燃焼器であ
    って、該金属バスケットの内部表面に、厚さが前記空気
    入口近くでゼロであり下流方向にＩ’！　くなるように
    長さ方向に変化する、少なくとも１０％の空隙部分を有
    する上２ミック皮膜を（（ｉｆえでいて、該金属バスケ
    ットの温度を実質的に減少させると共に、該金属バスケ
    ットに沿った長さ方向の温度変化を大幅に減少させる燃
    焼タービンの燃焼器６
JP59175284A 1983-08-26 1984-08-24 燃焼タービンの燃焼器 Granted JPS6064129A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US52671483A 1983-08-26 1983-08-26
US526714 1983-08-26

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JPS6064129A true JPS6064129A (ja) 1985-04-12
JPH038446B2 JPH038446B2 (ja) 1991-02-06

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