JPS61231330A - ガスタ−ビンの燃焼器 - Google Patents

ガスタ−ビンの燃焼器

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JPS61231330A
JPS61231330A JP60071055A JP7105585A JPS61231330A JP S61231330 A JPS61231330 A JP S61231330A JP 60071055 A JP60071055 A JP 60071055A JP 7105585 A JP7105585 A JP 7105585A JP S61231330 A JPS61231330 A JP S61231330A
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北原　一起
Satoru Terasaka
寺坂　悟
Kenji Mori
建二 森
Takekiyo Kimura
武清 木村
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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】 〔産業上の利用分野〕 こ、の発明は、燃焼器の壁面を、フィルム冷却、ピンフ
ィン冷却、インピンジ冷却からなる３つの冷却手段の組
み合わせによって冷却するようにしたガスタービンの燃
焼器に関する。
［従来の技術］ ガスタービンの燃焼器は、その高温化の対策として従来
からその壁面を冷却することで対処している。
その冷却は、フィルム冷却、ピンフィン冷却、もしくは
、インピンジ冷却、または、これらの組み合わ゛せによ
りなされている。
上記組み合わせによる冷却手段の一例は、たとえば、特
開昭５２−１３０１５号公報に開示されている。
ここにおいて、これら３つの冷却手段のうち。
フィルム冷却手段は、燃焼器の内面に沿って冷却空気の
薄い膜を作るもので、他の冷却手段に比べてとくに冷却
効果が優れている。
［発明が解決、しようとする問題点］ しかしながら、上記公報におけるフィルム冷却手段は、
燃焼器を形成する壁板を軸方向に沿って多数に分割して
順次よろい式に組み合わせ、それら前後の壁板のオーバ
ラップする間に形成された空間に導入された冷却空気を
そのまま流出して壁板内面に沿わせることにより冷却を
図るものとされていた。
こうしたフィルム冷却手段によると、壁板がよろい式に
組み合わされているため、燃焼器の構造が複雑化して、
製作面およびコスト面において不利となるだけでなく、
燃焼器全体が強度的に弱くなる欠点がある。
また、冷却空気は壁板間を単に通過するものとされてい
るため、たとえば、燃焼器内に空気を導入するために壁
板に設けられる導入筒の下流側においては冷却空気が十
分に回り込まず、そのことから、壁板の上記下流側に対
応する局部を有効に冷却することができなかった。
この発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、上記３
つの冷却手段を組み合わせて効果的に燃焼器を冷却する
ものでありながら、燃焼器の構造を製作面およびコスト
面さらに強度面において有利なものとするとともに、フ
ィルム冷却による１記局部的な冷却をより一層効果的な
ものとすることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、この発明は、ガスタービンの
燃焼器の少なくとも一部が、外板と内板とを熱伝導性材
料からなる多数の連結部材で連結してなる二重壁で形成
され、上記外板に、外部から外板と内板との間の空間を
通して内板の外面に対し垂直に冷却空気を流入させる流
入孔が設けられ、内板に、上記流入された冷却空気を内
板の内面に沿って流出させる流出孔が設けられてなる。
［作用］ この発明では、燃焼器の一部を単純な二重壁構造とし、
かつ内板に設けた流出孔を通して冷却空気を流出させる
ことにより、流出孔を通しての流れと内板に沿った流れ
とによって内板を冷却し。
しかも、上記局部にまで冷却作用が行きわたる。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にしたがって説明する
。
第１図はマルチキャンタイプの燃焼器１の１つを取り出
して示したものである。２はノズル取付筒で、このノズ
ル取付筒２内には、図示しない燃料ノズルが取り付けら
れている。
上記ノズル取付筒２の外周には、スワーラ３が設けられ
、このスワーラ３の外周に、支持筒４が設けられている
。
上記支持筒４の外周には、第１頭部板５と第２頭部板６
とがよろい式に接続されて設けられている。
これら第１．第２頭部板５，６間には、流出空間７が形
成され、第２頭部板６に形成された流入孔８を通して冷
却空気が導入されることにより。
流出空間７を通して流出される。
９は第１接続筒、１０は第２接続筒で、第１接続簡９は
、上記第２頭部板６の外周に設けられ。
また、第２接続筒１０は、第２頭部板６の一側に同心状
に設けられている。
１１は分流板１２を有する頭部端板である。
一方、１３は尾部端板で、図示しない尾部に接続される
。
こうした燃焼器ｌの頭部と尾部間に設けられる内筒本体
１４を、内板１５と外板１６とからなる二重構造としで
ある。
つまり、上記第１接続筒９の図示右側の端部には、接続
環１７が溶接により固定されており、この接続環１７の
内周に、上記内板１５の一端部を、また、ｔａ続環１７
の外周に、上記外板１６の周に上記尾部端板１３を溶接
により固定しである。
こうした内板１５と外板１６とは、同じ軸長とされると
ともに、互いの軸方向位置を一致させて完全二重構造と
しである。
これら内板１５と外板１６との内外間には、流通空間１
９が形成されるとともに、これら内板１５と外板１６間
には、第２図に示すように、熱伝導性材料のピンでなる
連結部材２０が多数配列され、ここでは、拡散接合、つ
まり、高温高圧下の真空状態の炉中で、連結部材２０と
内板１５、外板１６とが互いに分子間接合される。
こうして上記外板１６には、その全面にわたって多数の
流入孔２１が形成される。各流入孔２１は、ドリル加工
によるもので、第３図に示すように、連結部材２０相互
間のほぼ中央にそれぞれ位置するとともに、燃焼室外筒
（図示省略）との間から流入する冷却空気を第２図のよ
うに、内板１５の外面に垂直に導入して衝突させ、内板
１５をインピンジ冷却してのち、連結部材２０に対しピ
上記流出孔２２は、その出口側が図示しない尾筒寄りに
位置するように傾斜（角度θは３０度）した孔とされ、
これら流出孔２２は、連結部材２０および流入孔２１に
対応しない筒所に配列されている。
その配列は、第３図に示すように、千鳥配列としたもの
を、第１図に示すように、内板１５の軸方向に間隔をお
いて多数列にわたって設けたものとされている。
ここにおいて、上記流入孔２１は、第３図に示すように
、流出孔２２に対してより大径ではあるが、孔開口面績
の点ではその逆である。
つまり、流出孔総量ロ面積／流入孔総開ロ面積職３〜４
の関係にあり、このことから、流入孔２１からの冷却空
気（矢印Ｘ）の速度を大として、上記インピンジおよび
ピンフィン冷却を効果的なものとするとともに、流出孔
２２からの冷却空気　　゛（矢印Ｙ）の速度を小として
ゆるやかに流出させることにより、内板１５の内面に冷
却空気を沿わせてフィルム冷却を有効に行なわせるよう
に配慮しである。
２６などが設けられているが、これらに対しては、第４
図にその一例を示すように対処している。
つまり、第４図は、挿通筒２７を有する希釈空気導入筒
２６の周辺に対する一例を示すもので。
この場合、内板１５における挿通筒２７の下流側（図示
右側）に対応する部分に上記流出孔２２を設けることに
より、内板１５の局部冷却を有効なものとしである。
上記構成においては、第１図に示すように、内板１５と
外板１６とを軸方向に一致させて、内板１５を外板１６
が完全に覆う関係として、連結部材２０で相互に連結し
た完全二重構造としであるので、構造的に非常に簡単な
ものとなって、燃焼器ｌが製作しやすいものとなるだけ
でなく、構造が簡単でありながら従来のよろい型に比べ
て強度的に有利なものとなる。　　　　　− また、第２図に示すように、矢印Ｘにより、インピンジ
冷却とピンフィン冷却をするが、とくに、フィルム冷却
については、内板１５に形成し一゛ ルム冷却が得られる。
出孔２からの冷却空気（矢印Ｙ）の速度を小としたので
、内板１５に冷却空気がより沿いやすくなって、フィル
ム冷却がより効果的なものとなる。
さらに、ここにお゛いて、流出孔２２を流れ方向に向け
て傾斜させると、一層フイルム冷却が効果的になるだけ
でなく、流出孔２２自体の冷却空気と　　　　□の接触
面積が大きくなるので、内板１５の冷却がより有効とな
る。
また、上記フィルム冷却については、第４図に示すよう
に、流出孔２２を局部に設けたので１局部冷却にきわめ
て有効である。
さらに、上記のように、内板１５が外板１６で支持され
ているので、内板１５については専ら冷却を重点におい
たものとして対応でき、これにより、流出孔２２の形状
とか配置についての設定の自由度が高くなることにより
、冷却空気流量のコントロール、ひいては、冷却空気を
最適な配分でもって流出させることが可能となる。この
ことは　燃焼器ｌの内面がほとんどの場合、熱負荷のか
かり方が一定でなく、場所によってその差が大きいこと
、冷却空気として使用しうる空気量にはともに連結する
構造を採用することができる。
さらに、上記連結部材２０、流入孔２１、および、流出
孔２２の形状、配置については、上記実施例に限定され
ず、たとえば、流出孔２２については、第５図に示すよ
うに、スリット形としてもよく、このことに関連して、
内板１５を第６図に示すように、小片状に分割してタイ
ルを敷きつめるように配列して、相互間でスリット形の
流出孔２２を形成してもよい、この場合、内板１５は、
成形性に優れないＣｏ系、または、Ｎｉ系等の耐熱金属
を使用することが可能となり、内板１５の耐久性の向上
が期待される。また、第１図の実施例では１頭部をよろ
い型の壁板で形成したが、第７図に示すように、この発
明に係る二重構造を採用することもできる。さらに、第
１図の実施例は、マルチキャンタイプの燃焼器を例とし
たが、アニユラタイプのものにもこの発明を適用するこ
とが可能である。
［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、燃焼部にまで
冷却作用が行きわたるようにしであるので、上記３つの
冷却手段を組み合わせて効果的に燃焼器を冷却するもの
である。しかも、燃焼器の構造を製作面およびコスト面
さらに強度面において有利なものとすることができると
ともに、フィルム冷却による上記局部的な冷却をより一
層効果的なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例を示す燃焼器の断面図、第
２図は第１図■部の拡大図、第３図は第２図の斜視説明
図、第４図は第１１ｉｉｉ１１Ｖ部の拡大図、第５図は
流出孔をスリット形とした他の実施例を示す斜視図、第
６図は内板をタイル式に分割しスリット形の流出孔を形
成し”た他の実施例を示す斜視図、第７図は燃焼器頭部
にこの発明の二重構造を適用した場合の燃焼器頭部の断
面図である。 １・・・燃焼器、１５・・・内板、１６・・・外板、２
ｏ・・・連結部材、２１・・・流入孔、２２・・・流出
孔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ガスタービンの燃焼器の少なくとも一部が、外板
    と内板とを熱伝導性材料からなる多数の連結部材で連結
    してなる二重壁で形成され、上記外板に、外部から外板
    と内板との間の空間を通して内板の外面に対し垂直に冷
    却空気を流入させる流入孔が設けられ、内板に、上記流
    入された冷却空気を内板の内面に沿つて流出させる流出
    孔が設けられてなるガスタービンの燃焼器。
JP60071055A 1985-04-05 1985-04-05 ガスタービンの燃焼器 Expired - Lifetime JPH0660740B2 (ja)

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