JPH11141879A - ガスタービン燃焼器ライナ構造 - Google Patents
ガスタービン燃焼器ライナ構造Info
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- JPH11141879A JPH11141879A JP30394397A JP30394397A JPH11141879A JP H11141879 A JPH11141879 A JP H11141879A JP 30394397 A JP30394397 A JP 30394397A JP 30394397 A JP30394397 A JP 30394397A JP H11141879 A JPH11141879 A JP H11141879A
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- liner
- rib
- combustor
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- brazing
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Abstract
(57)【要約】
【課題】燃焼器ライナにおいて、燃焼振動との共振によ
るライナの破損を防ぎ、且つ、ライナの冷却性能を向上
させ、ライナの温度上昇による材料強度低下による破損
を防止する。 【解決手段】ライナのスリーブに中空リブを設け、中空
部に蒸気を流通させることを特徴とした燃焼器ライナ構
造にある。
るライナの破損を防ぎ、且つ、ライナの冷却性能を向上
させ、ライナの温度上昇による材料強度低下による破損
を防止する。 【解決手段】ライナのスリーブに中空リブを設け、中空
部に蒸気を流通させることを特徴とした燃焼器ライナ構
造にある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービンの燃焼
器におけるライナ構造に係わり、特に低ＮＯｘ燃焼器の
燃焼振動に対する低応力化に好適なライナ構造に関わ
る。
器におけるライナ構造に係わり、特に低ＮＯｘ燃焼器の
燃焼振動に対する低応力化に好適なライナ構造に関わ
る。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンの燃焼器は、作動流体とし
ての燃焼ガスを発生させ、これをタービン部へ送る役目
を担っている。この燃焼器を構成する主なものは図４に
示すように燃焼ガスを生成するライナ１、これに続くタ
ービンへの流路の役目をする尾筒（トランジションピー
ス）２および燃焼ノズル３を備え、これらは外筒４とこ
れに接続されたケーシング５内に格納されている。
ての燃焼ガスを発生させ、これをタービン部へ送る役目
を担っている。この燃焼器を構成する主なものは図４に
示すように燃焼ガスを生成するライナ１、これに続くタ
ービンへの流路の役目をする尾筒（トランジションピー
ス）２および燃焼ノズル３を備え、これらは外筒４とこ
れに接続されたケーシング５内に格納されている。
【０００３】燃焼器のライナ１は円筒形をしている。一
方尾筒２は多少複雑な形状をしており、ライナ１側入口
断面形状は円形であるが、タービンノズル１０１側出口
断面は矩形断面をしている。
方尾筒２は多少複雑な形状をしており、ライナ１側入口
断面形状は円形であるが、タービンノズル１０１側出口
断面は矩形断面をしている。
【０００４】通常ガスタービンではこのような燃焼器が
タービンロータを中心として環状に、しかも等間隔で６
から１４本配置されている。そして圧縮機１０２により
加圧された空気はディフューザー１０３により減速され
図４に示す矢印ａで示されるような流路をだどってライ
ナ部へおくられる。ライナ部ではライナ１の冷却用の空
気孔１１ｃ，燃焼温度を調整するための希釈用空気孔１
１ｂ、および燃料ノズル３からライナ１内に供給される
燃料を燃焼させるための燃焼用空気孔１１ａを通ってラ
イナ１内に流入し、燃焼ノズル３から供給される燃料と
空気との燃焼反応により、燃焼ガスが生成され所定の温
度を得る。
タービンロータを中心として環状に、しかも等間隔で６
から１４本配置されている。そして圧縮機１０２により
加圧された空気はディフューザー１０３により減速され
図４に示す矢印ａで示されるような流路をだどってライ
ナ部へおくられる。ライナ部ではライナ１の冷却用の空
気孔１１ｃ，燃焼温度を調整するための希釈用空気孔１
１ｂ、および燃料ノズル３からライナ１内に供給される
燃料を燃焼させるための燃焼用空気孔１１ａを通ってラ
イナ１内に流入し、燃焼ノズル３から供給される燃料と
空気との燃焼反応により、燃焼ガスが生成され所定の温
度を得る。
【０００５】産業用ガスタービンにおいては環境問題へ
の配慮から燃焼により発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）を
低減するように、燃料と空気を燃焼前に予混合器１５に
てあらかじめ混合し、燃焼する方式を図４では示してい
る。また、図４中矢印ｂは燃焼ガスの流れを示す。
の配慮から燃焼により発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）を
低減するように、燃料と空気を燃焼前に予混合器１５に
てあらかじめ混合し、燃焼する方式を図４では示してい
る。また、図４中矢印ｂは燃焼ガスの流れを示す。
【０００６】次にライナ１の支持構造について述べる。
ライナの支持構造は熱伸びの吸収を目的として柔構造と
なっている。これによりライナに発生する熱応力が軽減
される。従来の支持構造の多くは、予混合器側のライナ
１の頭部については、予混合器１５をライナ１の頭部に
差し込み、予混合器１５に設けられた凸円弧バネ１０に
て支持される。ライナ１の周方向支持は外筒４の内周面
に１２０°の間隔をおいて設けられた支持座８に、ライ
ナ１の外周面に同じく１２０°の間隔を保って設けられ
たストッパ９が挿入，支持されている。ライナ１の後部
尾筒側は、ライナ１の外周面に薄板を円弧状に曲げて製
作されたバネ１０が取付けられている。次にライナ１の
冷却構造について述べる。ライナ１は図５，図６，図７
に示す様に波板状のスリーブ１６にリップリング１７が
溶接され、スリーブ１６に設けられた冷却孔１９よりラ
イナ１内に流入した空気がライナ１をフィルム冷却する
構造となっている。これらの従来構造は特開昭62−1597
37号公報，特開昭62−168933号公報に記載されている。
ライナの支持構造は熱伸びの吸収を目的として柔構造と
なっている。これによりライナに発生する熱応力が軽減
される。従来の支持構造の多くは、予混合器側のライナ
１の頭部については、予混合器１５をライナ１の頭部に
差し込み、予混合器１５に設けられた凸円弧バネ１０に
て支持される。ライナ１の周方向支持は外筒４の内周面
に１２０°の間隔をおいて設けられた支持座８に、ライ
ナ１の外周面に同じく１２０°の間隔を保って設けられ
たストッパ９が挿入，支持されている。ライナ１の後部
尾筒側は、ライナ１の外周面に薄板を円弧状に曲げて製
作されたバネ１０が取付けられている。次にライナ１の
冷却構造について述べる。ライナ１は図５，図６，図７
に示す様に波板状のスリーブ１６にリップリング１７が
溶接され、スリーブ１６に設けられた冷却孔１９よりラ
イナ１内に流入した空気がライナ１をフィルム冷却する
構造となっている。これらの従来構造は特開昭62−1597
37号公報，特開昭62−168933号公報に記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】燃焼器においてはガス
タービン運転時に燃焼ガスの圧力変動を伴う燃焼振動が
発生する場合がある。燃焼振動は種々の要因により発生
するが、その主なものとして燃焼器ライナ部の気柱共鳴
による圧力変動が挙げられる。この燃焼振動による圧力
変動周波数がライナの固有振動数と一致するとライナ１
は図８に示すがごとく振動し、変位の大きくなる箇所で
の破損に至る可能性があった。
タービン運転時に燃焼ガスの圧力変動を伴う燃焼振動が
発生する場合がある。燃焼振動は種々の要因により発生
するが、その主なものとして燃焼器ライナ部の気柱共鳴
による圧力変動が挙げられる。この燃焼振動による圧力
変動周波数がライナの固有振動数と一致するとライナ１
は図８に示すがごとく振動し、変位の大きくなる箇所で
の破損に至る可能性があった。
【０００８】また、ガスタービンの高効率化に伴う燃焼
温度の上昇によるライナ１の温度上昇に起因する材料強
度低下による破損に至る可能性があった。
温度の上昇によるライナ１の温度上昇に起因する材料強
度低下による破損に至る可能性があった。
【０００９】本発明はこれに鑑みなされたもので、その
目的とするところはライナの共振点を容易に回避するこ
とができ、燃焼振動との共振を充分防ぐことができ、且
つ、ライナの冷却性能を高め、ライナの温度上昇による
材料強度低下による破損を充分防ぐことができるこの種
のガスタービン燃焼器を提供することにある。
目的とするところはライナの共振点を容易に回避するこ
とができ、燃焼振動との共振を充分防ぐことができ、且
つ、ライナの冷却性能を高め、ライナの温度上昇による
材料強度低下による破損を充分防ぐことができるこの種
のガスタービン燃焼器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決する手
段として、請求項１は図１に示すようにスリーブ１６に
リング状のリブ１３を有する燃焼器ライナにおいて、該
リブを中空部材にて構成し、該リブとスリーブを抵抗溶
接，ニッケルロー付け，銀ロー付け等のロー付けにて接
合し、リブの中空部に蒸気を流通させることを特徴とし
た燃焼器ライナ構造である。
段として、請求項１は図１に示すようにスリーブ１６に
リング状のリブ１３を有する燃焼器ライナにおいて、該
リブを中空部材にて構成し、該リブとスリーブを抵抗溶
接，ニッケルロー付け，銀ロー付け等のロー付けにて接
合し、リブの中空部に蒸気を流通させることを特徴とし
た燃焼器ライナ構造である。
【００１１】請求項２は図３に示すようにスリーブ１６
にリング状のリブ１３を有する燃焼器ライナにおいて、
該リブを中空部材にて構成し、該リブとスリーブを抵抗
溶接，ニッケルロー付け，銀ロー付け等のロー付け，拡
散接合にて接合し、リブの中空部にガスタービン燃料を
流通させることを特徴とした燃焼器ライナ構造である。
にリング状のリブ１３を有する燃焼器ライナにおいて、
該リブを中空部材にて構成し、該リブとスリーブを抵抗
溶接，ニッケルロー付け，銀ロー付け等のロー付け，拡
散接合にて接合し、リブの中空部にガスタービン燃料を
流通させることを特徴とした燃焼器ライナ構造である。
【００１２】即ち、上記の課題を解決する手段を講じた
結果として、以下の作用が期待できる。請求項１はスリ
ーブにリング状のリブを有する燃焼器ライナにおいて、
燃焼器ライナにおいて、該リブを中空部材にて構成し、
該リブとスリーブを抵抗溶接，ニッケルロー付け，銀ロ
ー付け等のロー付け，拡散接合にて接合し、リブの中空
部に蒸気を流通させた。この結果として、スリーブ剛性
を容易に変化させ、ライナの固有振動数を容易に変化さ
せることができ、燃焼振動周波数を容易に変化させるの
でライナが燃焼振動と共振して破損することはないので
ある。また、リブを中空部材で形成し、リブ中空部に蒸
気を流し、ライナを冷却するのでライナの冷却性能を高
め、ライナの温度上昇による材料強度低下による破損を
充分防ぐことができるのである。
結果として、以下の作用が期待できる。請求項１はスリ
ーブにリング状のリブを有する燃焼器ライナにおいて、
燃焼器ライナにおいて、該リブを中空部材にて構成し、
該リブとスリーブを抵抗溶接，ニッケルロー付け，銀ロ
ー付け等のロー付け，拡散接合にて接合し、リブの中空
部に蒸気を流通させた。この結果として、スリーブ剛性
を容易に変化させ、ライナの固有振動数を容易に変化さ
せることができ、燃焼振動周波数を容易に変化させるの
でライナが燃焼振動と共振して破損することはないので
ある。また、リブを中空部材で形成し、リブ中空部に蒸
気を流し、ライナを冷却するのでライナの冷却性能を高
め、ライナの温度上昇による材料強度低下による破損を
充分防ぐことができるのである。
【００１３】請求項２は前記燃焼器ライナにおいてリブ
中空部に流通させる流体をガスタービン燃料を用いたも
のであり、請求項１と同様の効果がある。
中空部に流通させる流体をガスタービン燃料を用いたも
のであり、請求項１と同様の効果がある。
【００１４】
【発明の実施の形態】請求項１はスリーブ１６に中空の
螺旋状のリブ１３を有する燃焼器ライナにおいて、該リ
ブを中空部材にて構成し、該リブとスリーブを抵抗溶
接，ニッケルロー付け，銀ロー付け等のロー付け，拡散
接合にて接合し、リブの中空部に蒸気を流通させること
を特徴とした燃焼器ライナ構造である。これにより、ス
リーブ剛性を容易に変化させ、ライナの固有振動数を容
易に変化させることができ、燃焼振動周波数を容易に変
化させ、ライナ固有振動数を燃焼振動周波数を回避して
設定できるのでライナが燃焼振動と共振して破損するこ
とはないのである。また、リブを中空部材で形成し、リ
ブ中空部に蒸気を流し、ライナを冷却するのでライナの
冷却性能を高め、ライナの温度上昇による材料強度低下
による破損を充分防ぐことができるのである。
螺旋状のリブ１３を有する燃焼器ライナにおいて、該リ
ブを中空部材にて構成し、該リブとスリーブを抵抗溶
接，ニッケルロー付け，銀ロー付け等のロー付け，拡散
接合にて接合し、リブの中空部に蒸気を流通させること
を特徴とした燃焼器ライナ構造である。これにより、ス
リーブ剛性を容易に変化させ、ライナの固有振動数を容
易に変化させることができ、燃焼振動周波数を容易に変
化させ、ライナ固有振動数を燃焼振動周波数を回避して
設定できるのでライナが燃焼振動と共振して破損するこ
とはないのである。また、リブを中空部材で形成し、リ
ブ中空部に蒸気を流し、ライナを冷却するのでライナの
冷却性能を高め、ライナの温度上昇による材料強度低下
による破損を充分防ぐことができるのである。
【００１５】請求項１の一実施例として、口字断面の中
空リブを螺旋状にし、リブとしてを設けた例を、図１と
図２を用いて説明する。ライナ１は波板を円筒形に加工
したスリ−ブ１６の前後に円筒状の入口リング１４と出
口リング１７を溶接し構成される。また、スリーブ１６
にはリップリング１２が溶接されている。
空リブを螺旋状にし、リブとしてを設けた例を、図１と
図２を用いて説明する。ライナ１は波板を円筒形に加工
したスリ−ブ１６の前後に円筒状の入口リング１４と出
口リング１７を溶接し構成される。また、スリーブ１６
にはリップリング１２が溶接されている。
【００１６】ライナ１の下流側の支持構造はライナ１に
取り付けられた凸円弧バネ１０が尾筒２の入口内壁に弾
性的に接触しする構造となっており、ライナ１の熱変形
の拘束をすることなく支持する。ライナ１の上流側の支
持構造は予混合器１に取り付けられた凸円弧バネ１０が
ライナ１外壁に弾性的に接触しする構造となっており、
ライナ１の熱変形の拘束をすることなく支持する。
取り付けられた凸円弧バネ１０が尾筒２の入口内壁に弾
性的に接触しする構造となっており、ライナ１の熱変形
の拘束をすることなく支持する。ライナ１の上流側の支
持構造は予混合器１に取り付けられた凸円弧バネ１０が
ライナ１外壁に弾性的に接触しする構造となっており、
ライナ１の熱変形の拘束をすることなく支持する。
【００１７】図１に示す実施例では、ライナに口字断面
の中空リブを螺旋状にし、リブとしてを設けた。これに
より、スリーブ剛性を容易に変化させ、ライナの固有振
動数を容易に変化させることができ、燃焼振動周波数を
容易に変化させ、ライナ固有振動数を燃焼振動周波数を
回避して設定できるのでライナが燃焼振動と共振して破
損することはないのである。また、リブ中空部に蒸気を
流し、ライナを冷却するのでライナの冷却性能を高め、
ライナの温度上昇による材料強度低下による破損を充分
防ぐことができるのである。
の中空リブを螺旋状にし、リブとしてを設けた。これに
より、スリーブ剛性を容易に変化させ、ライナの固有振
動数を容易に変化させることができ、燃焼振動周波数を
容易に変化させ、ライナ固有振動数を燃焼振動周波数を
回避して設定できるのでライナが燃焼振動と共振して破
損することはないのである。また、リブ中空部に蒸気を
流し、ライナを冷却するのでライナの冷却性能を高め、
ライナの温度上昇による材料強度低下による破損を充分
防ぐことができるのである。
【００１８】リブとスリーブの接合は図２に示すように
該リブとスリーブを抵抗溶接，ニッケルロー付け，銀ロ
ー付け等のロー付けにて接合する。
該リブとスリーブを抵抗溶接，ニッケルロー付け，銀ロ
ー付け等のロー付けにて接合する。
【００１９】図３に請求項２の一実施例を示す。本実施
例では中空の螺旋状のリブ１３をライナに設け、リブ中
空部に流通させる流体をガスタービン燃料を用いたもの
であり、請求項１と同様の効果がある。
例では中空の螺旋状のリブ１３をライナに設け、リブ中
空部に流通させる流体をガスタービン燃料を用いたもの
であり、請求項１と同様の効果がある。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、スリーブ
剛性を容易に変化させ、ライナの固有振動数を容易に変
化させることができ、燃焼振動周波数を容易に変化さ
せ、ライナ固有振動数を燃焼振動周波数を回避して設定
できるのでライナが燃焼振動と共振して破損することは
ないのである。また、リブを中空部に蒸気を流し、ライ
ナを冷却するのでライナの冷却性能を高め、ライナの温
度上昇による材料強度低下による破損を充分防ぐことが
できるのである。
剛性を容易に変化させ、ライナの固有振動数を容易に変
化させることができ、燃焼振動周波数を容易に変化さ
せ、ライナ固有振動数を燃焼振動周波数を回避して設定
できるのでライナが燃焼振動と共振して破損することは
ないのである。また、リブを中空部に蒸気を流し、ライ
ナを冷却するのでライナの冷却性能を高め、ライナの温
度上昇による材料強度低下による破損を充分防ぐことが
できるのである。
【図１】本発明の実施例として示したライナの側断面
図。
図。
【図２】図１の部分を拡大した側断面図。
【図３】本発明の実施例であるランナの側断面図。
【図４】一般的なガスタービン燃焼器の側断面図。
【図５】従来のライナにおける破損モードを示す図。
【図６】図５のリップリング付近の詳細説明図。
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図。
【図８】従来のライナに燃焼振動を与えた時の模型図。
１…ライナ、２…尾筒、３…燃料ノズル、４…外筒、５
…ケーシング、６…燃料ガスの流れ、８…支持座、９…
ストッパ、１０…凸円弧バネ、１１ａ…燃焼用空気孔、
１１ｂ…希釈用空気孔、１１ｃ…冷却用空気孔、１２…
リップリング、１３…中空リブ、１４…入口リング、１
５…予混合器、１６…スリーブ、１７…出口リング、１
９…冷却孔、３５…すみ肉溶接部、３６…ロー付部、１
０１…タービンノズル、１０２…圧縮機、１０３…ディ
フューザー、矢印ａ…蒸気の流れ。
…ケーシング、６…燃料ガスの流れ、８…支持座、９…
ストッパ、１０…凸円弧バネ、１１ａ…燃焼用空気孔、
１１ｂ…希釈用空気孔、１１ｃ…冷却用空気孔、１２…
リップリング、１３…中空リブ、１４…入口リング、１
５…予混合器、１６…スリーブ、１７…出口リング、１
９…冷却孔、３５…すみ肉溶接部、３６…ロー付部、１
０１…タービンノズル、１０２…圧縮機、１０３…ディ
フューザー、矢印ａ…蒸気の流れ。
Claims (2)
- 【請求項１】燃料と空気を燃焼させる燃焼器と、前記燃
焼器の下流側に燃焼を行うライナを配置し、前記ライナ
の外周部に前記燃焼器に供給される空気が流れる流路を
有するガスタービン燃焼器のスリーブ，リップリング，
入口リング，出口リングより構成されるライナとライナ
の後端部外壁と尾筒入口内壁間の環状の隙間に、前記尾
筒入口内壁に弾性的に接触し得る凸円弧バネを有し、ス
リーブにリング状のリブを有する燃焼器ライナにおい
て、該リブを中空部材にて構成し、該リブとスリーブを
抵抗溶接，ニッケルロー付け，銀ロー付け等のロー付け
にて接合し、リブの中空部に蒸気を流通させることを特
徴としたガスタービン燃焼器ライナ構造。 - 【請求項２】燃料と空気を燃焼させる燃焼器と、前記燃
焼器の下流側に燃焼を行うライナを配置し、前記ライナ
の外周部に前記燃焼器に供給される空気が流れる流路を
有するガスタービン燃焼器のスリーブ，リップリング，
入口リング，出口リングより構成されるライナとライナ
の後端部外壁と尾筒入口内壁間の環状の隙間に、前記尾
筒入口内壁に弾性的に接触し得る凸円弧バネを有し、ス
リーブにリング状のリブを有する燃焼器ライナにおい
て、該リブを中空部材にて構成し、該リブとスリーブを
抵抗溶接，ニッケルロー付け，銀ロー付け等のロー付け
にて接合し、リブの中空部にガスタービン燃料を流通さ
せることを特徴としたガスタービン燃焼器ライナ構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30394397A JPH11141879A (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | ガスタービン燃焼器ライナ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30394397A JPH11141879A (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | ガスタービン燃焼器ライナ構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11141879A true JPH11141879A (ja) | 1999-05-28 |
Family
ID=17927165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30394397A Pending JPH11141879A (ja) | 1997-11-06 | 1997-11-06 | ガスタービン燃焼器ライナ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11141879A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011035444A1 (en) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | Exponential Technologies, Inc | Pressure gain combustion heat generator |
| US20160025341A1 (en) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | General Electric Company | Liner assembly and method of turbulator fabrication |
| US10450958B2 (en) | 2012-07-20 | 2019-10-22 | Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation | Turbine and power generation system |
-
1997
- 1997-11-06 JP JP30394397A patent/JPH11141879A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011035444A1 (en) * | 2009-09-25 | 2011-03-31 | Exponential Technologies, Inc | Pressure gain combustion heat generator |
| US10450958B2 (en) | 2012-07-20 | 2019-10-22 | Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation | Turbine and power generation system |
| US20160025341A1 (en) * | 2014-07-25 | 2016-01-28 | General Electric Company | Liner assembly and method of turbulator fabrication |
| JP2016031225A (ja) * | 2014-07-25 | 2016-03-07 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | ライナー組立体及びタービュレーター製造方法 |
| US9989255B2 (en) * | 2014-07-25 | 2018-06-05 | General Electric Company | Liner assembly and method of turbulator fabrication |
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