WO2012161142A1 - 中空湾曲板及びその製造方法ならびにガスタービンの燃焼器 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a hollow curved plate having a hollow portion formed therein, a method for manufacturing the same, and a combustor for a gas turbine using the hollow curved plate.
- cooling is performed by flowing a cooling medium through the hollow portion of the hollow curved plate.
- a combustor of a gas turbine in which an inner cylinder and a tail cylinder are formed of a hollow curved plate, and the combustor is cooled by flowing cooling air through a hollow portion of the hollow curved plate.
- Patent Document 1 describes that an inner plate of a gas turbine combustor is manufactured by joining an outer plate formed with an air flow groove and an inner plate having no groove by liquid phase diffusion bonding. (See paragraph 0010 and FIG. 1).
- FIG. 11 is a diagram showing a state in which a conventional hollow curved plate is produced
- FIG. 11 (a) shows a state in which a pair of plates are joined by liquid phase diffusion joining
- FIG. 11 (b) shows a bending after joining.
- the state of processing is shown.
- a melting point drop of boron or the like between a flat grooved plate 110 in which the groove 112 is formed and a flat grooveless plate 120 in which no groove is formed.
- An insert metal (brazing material) 122 containing the element is disposed. And it heats to the predetermined temperature which only the insert metal 122 fuse
- the insert metal 122 is melted by heating, and accordingly, the melting point lowering element in the insert metal 122 diffuses toward the base material (the grooved plate 110 and the grooveless plate 120). Thereafter, if the predetermined temperature is kept, the melting point of the insert metal 122 rises due to a decrease in the concentration of the melting point lowering element in the insert metal 122, and isothermal solidification of the insert metal 122 occurs. Eventually, the insert metal 122 is completely solidified, the concentration of the melting point lowering element is equalized by diffusion, and the structure around the joint surface becomes uniform. In this way, liquid phase diffusion bonding of the grooved plate 110 and the grooveless plate 120 proceeds. Finally, the hollow flat plate 100 (see FIG. 11A) composed of the grooved plate 110 and the grooveless plate 120 joined by the above-described procedure is bent by bending to form the hollow shown in FIG. 11B. A curved plate 102 is obtained.
- the corner portion 114 of the groove 112 exists at the joint portion between the grooved plate 110 and the grooveless plate 120. There is a possibility that stress concentrates on 114 and cracks occur.
- the hollow curved plate 102 has a temperature on the outer peripheral side plate (the grooved plate 110 in the example of FIG. 11B) and the inner peripheral side plate (the grooveless plate 120 in the example of FIG. 11B).
- the outer peripheral side plate the grooved plate 110 in the example of FIG. 11B
- the inner peripheral side plate the grooveless plate 120 in the example of FIG. 11B.
- the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a hollow curved plate capable of suppressing the occurrence of cracks during bending and in a use environment, a manufacturing method thereof, and a combustor of a gas turbine.
- the hollow curved plate according to the present invention has a first plate member having a first groove and a second groove having a width substantially the same as the first groove, and is joined to the first plate member by diffusion bonding.
- a second plate member and is bent by a bending process in a state where the first plate member and the second plate member are joined.
- the first groove faces the second groove, the first groove and the second groove substantially coincide with each other in the width direction, and a hollow portion is formed by the first groove and the second groove. .
- “substantially the same” and “substantially coincide” mean that two tolerances are substantially the same or coincide with each other, although manufacturing tolerance is allowed.
- the first groove and the second groove of the second plate member having substantially the same width as the first groove are substantially aligned with each other in the width direction. Since the hollow portion is formed by the second groove, it is possible to prevent the corner portion 114 (see FIG. 11B) that causes stress concentration. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks during bending and in the usage environment.
- the thickness t 1 of the grooved plate 110 in the thickness t 2 of the non-grooved plate 120 I have to make it bigger. Therefore, the joint surface between the grooved plate 110 and the grooveless plate 120 becomes far from the neutral axis, and a large compressive stress or tensile stress acts on the joint surface during bending, and a crack occurs on the joint surface. There is a fear.
- the thickness T 1 of the first plate member and the thickness T 2 of the second plate member may be substantially the same.
- the joint surface of a 1st board member and a 2nd board member can be further approached to a neutral axis, and generation
- the first plate member and the second plate member have substantially the same shape. Thereby, a 1st board member and a 2nd board member can be made shared, and manufacturing cost can be reduced. In addition, since the first plate member and the second plate member do not mix up, the manufacturing work of the hollow curved plate can be performed efficiently.
- the first plate member and the second plate member may be joined by solid phase diffusion bonding without using an insert metal.
- a base material may be embrittled by the melting
- FIG. Therefore, as described above, by joining the first plate member and the second plate member by solid phase diffusion bonding without using an insert metal, embrittlement of the base material due to the melting point lowering element derived from the insert metal can be achieved. It is possible to improve the formability of the bending process.
- channel) is formed in both the 1st board member and the 2nd board member as mentioned above, it joins using an insert metal. Then, the melted insert metal flows into the groove located below, and a part of the hollow portion may be blocked.
- the insert metal comprised with a different material from the 1st board member and the 2nd board member is not used, recyclability improves.
- the step of arranging the insert metal between the first plate member and the second plate member can be omitted.
- a convex portion is provided on one of the first plate member and the second plate member, and a concave portion is provided on the other of the first plate member and the second plate member.
- the first plate member and the second plate member may be positioned so that a convex portion is fitted into the concave portion and the width direction positions of the first groove and the second groove are substantially coincident with each other.
- the width direction position of the first groove of the first plate member and the second groove of the second plate member having substantially the same width as the first groove are substantially matched, and the first groove and Since the hollow portion is formed by the second groove, it is possible to prevent the occurrence of a corner portion that causes stress concentration. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of cracks during bending and in the usage environment.
- FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structure around a combustor of a gas turbine.
- the gas turbine 1 includes a combustor 2, a compressor 4, and a turbine 6.
- the combustor 2 is accommodated in a substantially annular vehicle interior space 9 formed around the rotor 3 by the vehicle interior 8 at a position between the compressor 4 and the turbine 6.
- a plurality of combustors 2 are actually arranged in the circumferential direction of the rotor 3.
- reference numeral 7 ⁇ / b> A is a stationary blade of the turbine 6
- reference numeral 7 ⁇ / b> B is a moving blade of the turbine 6.
- Hollow curved plate 20 as shown in Figures 2 and 3, first a plate member 24 1 in which the first groove 22 is formed, located on the inside of the first plate member 24 1, the second groove 32 is formed and a second plate member 34 1 is. Inside the hollow curved plate 20, the hollow portion 40 1 made of the first grooves 22 and second grooves 32 are formed. Each hollow 40 1 is formed as a straight passage cooling air flows.
- the hollow curved plate 20 is obtained by bending the hollow flat plate 21 shown in FIG. 4 by bending by press molding.
- the first plate member 24 1 is provided with a plurality of air suction holes 28, the second plate member 34 1 a plurality of air ejection holes 29 are provided.
- Air suction ports 28 and air discharge holes 29, respectively, a larger diameter than the width of the hollow portion 40 1 is open to the hollow portion 40 1 of at least one. Cooling air flowing through the first outer plate member 24 1, flows from the first plate member 24 1 of the air inlet holes 28 in the hollow portion 40 1. Thereafter, the cooling air is discharged from the second plate member 34 1 of the air discharge port 29 flows through the hollow portion 40 1. Cooling air discharged from the air discharge port 29, mixed in the combustion gas flowing through the second inner plate member 34 1, flows into the turbine 6 side with the combustion gas.
- Shape of the hollow portion 40 1 can modulate the first groove 22 and second groove 32 as desired by the tool shape KezuNaru.
- Figure 5 (a) and (b) are diagrams showing examples of the shape of the hollow portion 40 1.
- the tangent L of the first groove 22 at the position 44 corresponding to the edge of the groove (22, 32) of the first plate member 24 1 and the second plate member 34 1 of the joint surface 42 The angle ⁇ formed by 1 and the tangent L 2 of the second groove 32 is 180 degrees.
- the tangent L 1 of the first groove 22 at the position 44 is the angle ⁇ formed by the tangent line L 2 of the second groove 32 is greater than 180 degrees.
- the first plate member 24 1 and the second plate member 34 1 is substantially the same shape. That is, the thickness of the first plate member 24 1 T 1 and the thickness T 2 of the second plate member 34 1 is substantially the same, the shape of the first groove 22 and second groove 32 are substantially the same, the It is preferable that the first groove 22 and the second groove 32 are disposed at substantially the same position. This makes it possible to share the first plate member 24 1 and the second plate member 34 1, the manufacturing cost can be reduced. Further, since the first plate member 24 1 and is mistaking the second plate member 34 1 does not occur, it is possible to perform the manufacturing operations of the hollow curved plate 20 efficiently.
- FIG 6 (a) ⁇ (c) is a diagram illustrating a state of performing alignment of the first plate member 24 1 and the second plate member 34 1.
- the first plate member 24 1 and the second plate member 34 for positioning frame 48 made in accordance with the first size, the first plate member 24 1 and a second plate member 34 1 are stacked. Accordingly, the first plate member 24 1 and a second alignment between the plate member 34 1 is performed, the width direction position of the first groove 22 and the width direction position of the second groove 32 substantially coincides.
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Abstract
Description
まず、図11(a)に示すように、溝112が形成された平板状の溝付き板110と、溝が形成されていない平板状の溝無し板120との間に、ボロン等の融点降下元素を含有するインサート金属(ろう材)122を配置する。そして、インサート金属122のみが溶融する所定温度まで加熱する。加熱によりインサート金属122が溶融し、これに伴って、インサート金属122中の融点降下元素が母材(溝付き板110及び溝無し板120)側に拡散する。この後、上記所定温度を保持し続けると、インサート金属122中の融点降下元素の濃度低下によって、インサート金属122の融点が上昇し、インサート金属122の等温凝固が起きる。最終的には、インサート金属122が完全に凝固し、融点降下元素の濃度が拡散によって均等化され、接合面周辺の組織が均一になる。このようにして、溝付き板110と溝無し板120との液相拡散接合が進行する。
最後に、上述した手順で接合した溝付き板110と溝無し板120とからなる中空平板100(図11(a)参照)を、曲げ加工によって湾曲させることで、図11(b)に示す中空湾曲板102が得られる。
このように、外周側の板と内周側の板とに温度差が生じると、両者間の熱伸び差に起因する応力が溝112の角部114に集中してしまい、クラックが発生するおそれがある。
なお、本明細書において、「略同一」及び「略一致」は、製作公差を許容するものの、比較対照となる二者が実質的に同一又は一致していることをいう。
この関係を満たすように第1板部材の厚さT1および第2板部材の厚さT2を設定すると、中空湾曲板の厚さ方向における中央付近に、第1板部材と第2板部材との接合面が位置するようになる。ここで、中空湾曲板の厚さ方向における中央付近は、曲げ加工時に作用する圧縮応力によって縮もうとする内周部と、曲げ加工時に作用する引張応力によって伸びようとする外周部との中間に位置し、内周部及び外周部に比べて変形が起こりにくい部分(いわゆる中立軸)である。そのため、上記関係を満たすように第1板部材の厚さT1および第2板部材の厚さT2を設定することで、第1板部材と第2板部材との接合面を中立軸に近づけて、曲げ加工時におけるクラックの発生をより効果的に抑制できる。
これにより、第1板部材と第2板部材との接合面を中立軸にさらに近づけて、曲げ加工時におけるクラックの発生をより一層効果的に抑制できる。
これにより、第1板部材及び第2板部材を共通化することができ、製造コストを削減できる。また、第1板部材と第2板部材との取り違えが起こらないため、中空湾曲板の製造作業を効率的に行うことができる。
従来の中空湾曲板102のように、インサート金属122を必要とする液相拡散接合で接合する場合、インサート金属122に含まれる融点降下元素によって母材が脆化されてしまうことがある。そこで、上述のように、第1板部材および第2板部材を、インサート金属を用いずに固相拡散接合によって接合することで、インサート金属由来の融点降下元素に起因する母材の脆化を防止して、曲げ加工の成形性を向上させることができる。
また、本発明に係る中空湾曲板では、上述したように第1板部材と第2板部材の両方に溝(第1溝及び第2溝)が形成されているため、インサート金属を用いて接合すると、下方に位置する溝に溶融したインサート金属が流れ込み、中空部の一部が閉塞されてしまうことがある。この点、第1板部材および第2板部材を、インサート金属を用いずに固相拡散接合によって接合することで、溶融したインサート金属による中空部の閉塞を防止して、所望形状の中空部を容易に形成できる。
さらに、第1板部材及び第2板部材とは異なる材料で構成されるインサート金属を用いないことから、リサイクル性が向上する。また、インサート金属を用いないことから、インサート金属を第1板部材と第2板部材の間に配置する工程を省略できる。
上記中空湾曲板は、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を抑制可能であるから、上記中空湾曲板によって信頼性の高いガスタービンの燃焼器を構成することができる。
このように位置決め用穴にピンを挿入して第1板部材および第2板部材の位置決めを行うことで、第1溝と第2溝との幅方向位置を精度良く一致させることができる。よって、応力集中の原因となる角部の発生を確実に防止して、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を効果的に抑制することができる。
このように凸部を凹部に嵌め込んで第1板部材および第2板部材の位置決めを行うことで、第1溝と第2溝との幅方向位置を精度良く一致させ、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を効果的に抑制することができる。
第1実施形態では、ガスタービン燃焼器の構成部材としての中空湾曲板について説明する。図1は、ガスタービンの燃焼器周辺の構造を示す断面図である。
なお、図1における符号7Aはタービン6の静翼であり、符号7Bはタービン6の動翼である。
なお、第1板部材241及び第2板部材341の材質としては、例えばニッケル基合金(ハステロイやトミロイ、共に登録商標)、SUS材等の耐熱性材料を挙げることができる。
図5(a)及び(b)は、中空部401の形状の例を示す図である。図5(a)に示す例では、第1板部材241及び第2板部材341の接合面42のうち溝(22,32)の縁に相当する位置44における第1溝22の接線L1と第2溝32の接線L2とが成す角度αは180度である。一方、図5(b)に示す例では、位置44における第1溝22の接線L1と第2溝32の接線L2とが成す角度αは180度よりも大きい。すなわち、図5(a)及び(b)に示す例のように、位置44における第1溝22の接線L1と第2溝32の接線L2とが成す角度αを180度以上にしてもよい。
なお、第1溝22の接線L1とは、正確にいえば、位置44から第1板部材241側に延ばした第1溝22の接線である。同様に、第2溝32の接線L2とは、正確にいえば、位置44から第2板部材341側に延ばした第2溝32の接線である。
さらに、図5(a)及び(b)に示すように、第1溝22と第2溝32は、R加工によって形状不連続部(急激な形状変化を伴う角部)のない面に仕上げられており、形状不連続部への応力集中を防止するようになっている。また、第1溝22と第2溝32の両端の縁には面取りが設けられていてもよい。
これにより、第1板部材241と第2板部材341との接合面42を、曲げ加工時における変形の中立軸に近づけて、曲げ加工時における接合面42周辺のクラックの発生を効果的に抑制できる。
これにより、第1板部材241及び第2板部材341を共通化することができ、製造コストを削減できる。また、第1板部材241と第2板部材341との取り違えが起こらないため、中空湾曲板20の製造作業を効率的に行うことができる。
とりわけ、インサート金属を用いない固相拡散接合は、インサート金属由来の融点降下元素に起因した母材の脆化を生じないため、中空湾曲板20の曲げ加工時の成形性向上の観点から好ましい。しかも、インサート金属を用いない固相拡散接合では、溶融したインサート金属による中空部の閉塞が起こらないため、所望形状の中空部401を容易に形成できる。さらに、第1板部材241及び第2板部材341とは異なる材料で構成されるインサート金属を用いないことから、リサイクル性が向上する。また、インサート金属を用いないことから、インサート金属を第1板部材241と第2板部材341の間に配置する工程を省略できる。
なお、第1板部材241に凸部を設け、第2板部材341に凹部を設けて、第2板部材341の凹部に第1板部材241の凸部を嵌め込むようにしてもよい。
このように、第1板部材241の第1溝22と、この第1溝22と略同一の幅である第2板部材341の第2溝32との幅方向位置を略一致させて、第1溝22および第2溝32によって中空部401を形成するようにしたので、応力集中の原因となる角部の発生を防止できる。そのため、曲げ加工時および使用環境下におけるクラックの発生を抑制することができる。
第2実施形態では、ガスタービンの分割環の構成部材としての中空湾曲板について説明する。
本実施形態の中空湾曲板50は、第1板部材、第2板部材および中空部の形状を除けば、第1実施形態の中空湾曲板20と構成及び作製手順が同様である。したがって、以下の説明では、中空湾曲板20と同一の箇所については共通の符号を付してその説明を省略し、中空湾曲板20とは異なる中空湾曲板50の構成を中心に説明する。
ガスタービンのタービン内には、燃焼器で生成された高温の燃焼ガスが流れるため、図7に示すように、内部に冷却用の中空部402を有する断面円弧状の部材である分割環49をロータ周方向に複数並べて、これら複数の分割環49によって燃焼ガス通路の壁面を形成している。
なお、図6において符号Gで示したのが燃焼ガスの流れ方向であり、同図の左側がロータ軸方向の上流側であり、同図の右側がロータ軸方向の下流側である。
ロケットエンジンのノズルスカートは、冷却媒体(液体水素)が流れる冷却通路を有する。第3実施形態では、ロケットエンジンのノズルスカートを構成する部材としての中空湾曲板について説明する。
本実施形態の中空湾曲板70は、第1板部材、第2板部材および中空部の形状を除けば、第1実施形態の中空湾曲板20と構成及び作製手順が同様である。したがって、以下の説明では、中空湾曲板20と同一の箇所については共通の符号を付してその説明を省略し、中空湾曲板20とは異なる中空湾曲板70の構成を中心に説明する。
図9及び10に示すように、ノズルスカート71は、筒形状(側面が中心軸に対して傾斜した円筒状)を有し、内部に冷却通路としての中空部403が複数設けられている。中空部403は、ノズルスカート71の長手方向に延びる直線状又は螺旋状の通路である。中空部403の両端は、それぞれ、ノズルスカート71の長手方向における端面に開口している。
また、上述の実施形態では、ガスタービン燃焼器やガスタービン分割環は冷却媒体として空気を用いる例を挙げたが、例えば水蒸気を用いることも可能であり、冷却媒体は特に限定されるものではない。
2 燃焼器
3 ロータ
4 圧縮機
6 タービン
7A 静翼
7B 動翼
8 車室
9 車室内空間
10 ノズル
12 内筒
14 尾筒
20 中空湾曲板
21 中空平板
22 第1溝
241~243 第1板部材
26 位置決め用穴
27 凹部
28 空気吸込穴
29 空気吐出穴
32 第2溝
341~343 第2板部材
36 位置決め用穴
37 凸部
401~403 中空部
42 接合面
46 ピン
48 位置決め用枠
49 分割環
50 中空湾曲板
51 翼環
52 流路
53 遮熱環
54 インピンジメント板
55 貫通穴
56 フランジ
57 シール部材
58 両端部
59 溝
70 中空湾曲板
71 ノズルスカート
Claims (9)
- 第1溝を有する第1板部材と、
前記第1溝と略同一の幅である第2溝を有し、前記第1板部材に拡散接合により接合された第2板部材とを備え、
前記第1溝は前記第2溝に対向して、前記第1溝と前記第2溝との幅方向位置が略一致し、前記第1溝および前記第2溝によって中空部が形成されており、
前記第1板部材および前記第2板部材が接合された状態で曲げ加工によって湾曲されてなる中空湾曲板。 - 前記第1板部材の厚さT1と前記第2板部材の厚さT2とが、0.9≦T1/T2≦1.1の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載の中空湾曲板。
- 前記第1板部材の厚さT1と前記第2板部材の厚さT2とが略同一であることを特徴とする請求項2に記載の中空湾曲板。
- 前記第1板部材と前記第2板部材とは略同一の形状であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の中空湾曲板。
- 前記第1板部材および前記第2板部材は、インサート金属を用いずに固相拡散接合によって接合されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の中空湾曲板。
- 燃料が燃焼される内筒と、
前記内筒における前記燃料の燃焼によって生成した燃焼ガスをタービンに導く尾筒とを備え、
前記内筒および前記尾筒の少なくとも一方が、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の中空湾曲板を含んで構成され、該中空湾曲板の前記中空部に導入される冷却媒体によって冷却されることを特徴とするガスタービンの燃焼器。 - 第1溝を有する第1板部材と、該第1溝と略同一の幅である第2溝を有する第2板部材とを、前記第1溝が前記第2溝に対向して前記第1溝と前記第2溝との幅方向位置が略一致するように重ね合わせるステップと、
重ね合わせた前記第1板部材と前記第2板部材とを拡散接合により接合するステップと、
接合された前記第1板部材および前記第2板部材を、曲げ加工によって湾曲させるステップとを備え、
前記第1溝および前記第2溝によって中空部が形成されることを特徴とする中空湾曲板の製造方法。 - 前記第1板部材および前記第2板部材のそれぞれに位置決め用穴が形成されており、
前記重ね合わせるステップでは、前記第1板部材および前記第2板部材の位置決め用穴にピンを挿通して、前記第1溝と前記第2溝との幅方向位置が略一致するように前記第1板部材と前記第2板部材との位置決めを行うことを特徴とする請求項7に記載の中空湾曲板の製造方法。 - 前記第1板部材および前記第2板部材の一方に凸部が設けられ、前記第1板部材および前記第2板部材の他方に凹部が設けられており、
前記重ね合わせるステップでは、前記凸部を前記凹部に嵌め込んで、前記第1溝と前記第2溝との幅方向位置が略一致するように前記第1板部材と前記第2板部材との位置決めを行うことを特徴とする請求項7に記載の中空湾曲板の製造方法。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014163379A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | General Electric Co <Ge> | マイクロチャンネル冷却構成要素を形成する方法 |
WO2016056579A1 (ja) * | 2014-10-10 | 2016-04-14 | 川崎重工業株式会社 | 燃焼器及びガスタービンエンジン |
JP2016118320A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-30 | トクデン株式会社 | 流体加熱装置 |
JP2016118319A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-30 | トクデン株式会社 | 流体加熱装置 |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106164444A (zh) * | 2014-04-25 | 2016-11-23 | 三菱日立电力系统株式会社 | 燃气涡轮机燃烧器和具备该燃烧器的燃气涡轮机 |
US20190301738A1 (en) * | 2016-08-03 | 2019-10-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Combustion system with injector assemblies arranged to recapture cooling air from a transition duct to form a shielding flow of air in a combustion stage |
FR3059354B1 (fr) * | 2016-11-25 | 2020-09-25 | Airbus Safran Launchers Sas | Carter ameliore pour organe de combustion |
JP6746486B2 (ja) * | 2016-12-14 | 2020-08-26 | 三菱日立パワーシステムズ株式会社 | 分割環及びガスタービン |
US11035572B2 (en) * | 2018-06-28 | 2021-06-15 | Raytheon Technologies Corporation | Heat shield panel manufacturing process |
US11614233B2 (en) | 2020-08-31 | 2023-03-28 | General Electric Company | Impingement panel support structure and method of manufacture |
US11994292B2 (en) | 2020-08-31 | 2024-05-28 | General Electric Company | Impingement cooling apparatus for turbomachine |
US11371702B2 (en) | 2020-08-31 | 2022-06-28 | General Electric Company | Impingement panel for a turbomachine |
US11460191B2 (en) | 2020-08-31 | 2022-10-04 | General Electric Company | Cooling insert for a turbomachine |
US11994293B2 (en) | 2020-08-31 | 2024-05-28 | General Electric Company | Impingement cooling apparatus support structure and method of manufacture |
US11255545B1 (en) | 2020-10-26 | 2022-02-22 | General Electric Company | Integrated combustion nozzle having a unified head end |
CN114683000B (zh) * | 2021-05-27 | 2023-11-17 | 江苏瑞吉达建材科技有限公司 | 一种耐蚀双曲率铝合金板制备方法 |
JP7370364B2 (ja) * | 2021-09-30 | 2023-10-27 | 三菱重工業株式会社 | トランジションピース、燃焼器及びガスタービンエンジン |
US11767766B1 (en) | 2022-07-29 | 2023-09-26 | General Electric Company | Turbomachine airfoil having impingement cooling passages |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55148151A (en) * | 1979-05-01 | 1980-11-18 | Rolls Royce | Porous laminated wood |
JPS62167910A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-24 | 三菱マテリアル株式会社 | 焼結合金部材の接合方法 |
JP2009186118A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 二重壁冷却型のガスタービン燃焼器の冷却構造 |
JP2010187420A (ja) * | 2010-06-02 | 2010-08-26 | Toshiba Corp | 導波管ダイプレクサ及び導波管 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1503921A (en) * | 1975-12-19 | 1978-03-15 | Rolls Royce | Method of manufacturing combustion chambers for gas turbine engines |
US4302941A (en) * | 1980-04-02 | 1981-12-01 | United Technologies Corporation | Combuster liner construction for gas turbine engine |
US4513732A (en) * | 1981-11-10 | 1985-04-30 | Feldman Jr Karl T | Passive integral solar heat collector system |
GB2192705B (en) * | 1986-07-18 | 1990-06-06 | Rolls Royce Plc | Porous sheet structure for a combustion chamber |
JP3192690B2 (ja) | 1991-08-13 | 2001-07-30 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器の内筒 |
JP2003201863A (ja) * | 2001-10-29 | 2003-07-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃焼器及びこれを備えたガスタービン |
JP4823186B2 (ja) * | 2007-09-25 | 2011-11-24 | 三菱重工業株式会社 | ガスタービン燃焼器 |
-
2012
- 2012-05-18 CN CN2012800170247A patent/CN103459080A/zh active Pending
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55148151A (en) * | 1979-05-01 | 1980-11-18 | Rolls Royce | Porous laminated wood |
JPS62167910A (ja) * | 1986-01-20 | 1987-07-24 | 三菱マテリアル株式会社 | 焼結合金部材の接合方法 |
JP2009186118A (ja) * | 2008-02-07 | 2009-08-20 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 二重壁冷却型のガスタービン燃焼器の冷却構造 |
JP2010187420A (ja) * | 2010-06-02 | 2010-08-26 | Toshiba Corp | 導波管ダイプレクサ及び導波管 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP2716396A4 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014163379A (ja) * | 2013-02-22 | 2014-09-08 | General Electric Co <Ge> | マイクロチャンネル冷却構成要素を形成する方法 |
WO2016056579A1 (ja) * | 2014-10-10 | 2016-04-14 | 川崎重工業株式会社 | 燃焼器及びガスタービンエンジン |
JP2016118320A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-30 | トクデン株式会社 | 流体加熱装置 |
JP2016118319A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-30 | トクデン株式会社 | 流体加熱装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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