JPS6186519A - ガスタービン燃焼器 - Google Patents

ガスタービン燃焼器

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JPS6186519A
JPS6186519A JP60219303A JP21930385A JPS6186519A JP S6186519 A JPS6186519 A JP S6186519A JP 60219303 A JP60219303 A JP 60219303A JP 21930385 A JP21930385 A JP 21930385A JP S6186519 A JPS6186519 A JP S6186519A
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エドワード・ウエイン・トベリー
ロナルド・ジヨセフ・カズナー
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CBS Corp
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Westinghouse Electric Corp
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    • F23R3/02Continuous 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】 り詳細には、衝突冷却作用とフィルム冷却作用とを燃焼
器壁に与える燃焼器構造に関するものである。
ガスタービンの燃焼器壁の温度は、外部対流と内部フィ
ルム対流との組合せによって、設計値或はそれ以下の値
に保たれる。本出願人の現市販構造において、燃焼器の
外部冷却は、外殻体の空気が、ノズル空気、1次・希釈
用空気及びフィルム冷却用空気として燃焼器に入る前に
燃焼器壁の外面上を通ることの結果である。そのため平
均熱伝達係数は、比較的低く、例えば100 BTU/
hr、−ft2.−’F(56+、、8 W/m2−K
 )よりも低い値きなり、局在化された領域では、それ
よりも更に低い値となる。熱負荷の大部分はフィルム冷
却によって除かれ、その結果として、熱伝達係数は、前
記平均1直の少なくとも6倍の値となる。現在のフィル
ム冷却構造は比較的に最適化されているものと考えられ
、米国特許願連番第517,929号に開示されている
本発明の目的は、内部のフィルム冷却を高レベルに保ち
ながら、内部冷却を増大させることによって、燃焼器壁
の冷却を更に改善することにある。
本発明は、入れ子式に配設された一連の管状の側壁部材
によって形成された管状側壁と、該側壁部材の各々の外
側上流端部を隣接した上流側の側壁部材の内側下流端部
に対し相対的に外方に支持して、該側壁部材の外側上流
、内側下流端部間に冷却用空気の環状進入スロットを形
成するためのスペーサー手段とを有する、ガスタービン
燃焼器において、該側壁部材の下流端部が、該スペーサ
ー手段の下流側端部から下流側に延長する管状の先端を
有し、前記ガスタービン燃焼器は、最も上流側の側壁部
材及びこれに連続した少なくともいくつかの下流側の側
壁部材を包囲する円筒状ジャケットを更に有し、該ジャ
ケットは、各々の側壁部材のための、円周方向の間隔を
密にした少なくとも1列の衝突ポートを含み、該受なく
とも1列は、冷却用空気の前記環状進入スロットに軸方
向に近接したすぐ上流側に配置され、次の上流側の環状
進入スロットから比較的遠く下流側に寄った前記側壁部
材の比較的高温の部分に対して、衝突空気による冷却作
用を、該衝突空気が前記ジャケットの内部に連通ずる該
環状進入スロットを通過する前に与えることを特徴とす
るガスタービン燃焼器を提供する。
側壁の上流側部分を包囲する円筒状ジャケットは、入れ
子式の配列とした複数の連続した側壁部材によって形成
するのが有利である。ジャケットは、円周方向の間隔を
密とした少なくとも1列の衝突ポートを側壁部材の各々
について有し、少なくとも1列の衝突ポートは、側壁部
材の接合部に形成された冷却用空気の環状進入スロット
に軸方向に近接してそのすぐ上流側に配置され、次に上
流側の冷却用空気の環状進入スロットから下流側に比較
的隔だたった側壁部材の比較的高温の部分に衝突冷却作
用を与えるようになっている。この衝突冷却作用は、環
状進入スロットから燃焼器本体中に空気が流入する前に
行なわれる。
次に本発明を図面に基ついて一層詳細に説明する。
第1図に示した燃焼器本体は、上流側ドーム10と、下
流側に向かって、一連の側壁部材+2.14,16.1
8,20.22とを有し、これらの側壁部材は、全体上
して、円筒状の燃焼器の側壁を形成している。これらの
側壁部材は、基本的には、図示のように入れ子式に配設
してあり、各々の側壁部材の上流端部例えば側壁部材1
4の上流端部(外側上流端部)14aは、それに隣接し
た上流側の側壁部材12の径方向内側の下流端部(内側
下流端部)12bと重なっている。隣接した側壁部材の
重なり合った接合部分には、スペーサー手段24(有利
lrは波形の帯状片とする)が、隣接した側壁部材の端
部、例えば上流端部14aと下流端部12bとの間に介
在されている。帯状片24は、その山と谷とが軸方向に
延長するように配設されているため、空気の環状進入ス
ロット26が形成される。環状進入スロット26を通る
空気流の方向は、第3図に矢印で示した通りである。第
3図に示され、また前出の特許願に好ましい実施例とし
て記述されているように、帯状片24は、側壁部材14
の上流端部14aよりも更に上流側に突出しており、側
壁部材12の下流端部121)の先端12Cは、帯状片
24の下流側端部よりも更に下流側に突出している。
燃料は、燃焼器の上流側部分28(第1図)に、図示し
ない手段によって給送され、1次空気取入口50.62
を経て・燃焼器の内部に供給される燃焼用空気と混合さ
れる。高温の混合物は、第1図に方向矢印で示したよう
に、下流側に向かって流れ、希釈用空気は、希釈用空気
取入口34を経て、より下流側の燃焼器部分に導入され
る。
ところで、燃焼に必要な1次空気の量は、基本的には、
特別の燃焼条件に従って確定されている。燃焼器に入る
別の2種の空気は、冷却用空気と希釈用空気である。希
釈のために利用可能な量は、冷却用空気の所要量が少な
くなるように燃焼器の冷却を最適化しうる限度まで増大
し、これは望ましいと考えられている。
冷却のために使用される空気の冷却効果を改善する目的
のために、上流側の側壁部材12と、少なくとも数個の
互いに隣接した下流側の側壁部材、この例では側壁部材
14.16と側壁部材18の一部分とを囲むように、円
筒状のジャケット36(第1図)が設けられている。ジ
ャケット36には、円周方向に密な間隔に配置した衝突
ポートの列が、ジャケット66と燃焼器本体との間の環
状スペースに冷却用空気を導入するために形成されてい
る。衝突ポート列の数及び衝突ポート1列当りのポート
数は、所要の温度レベルに従って異なる値としてもよい
か、図示した好ましい実施例では、各々の環状進入スロ
ット26(!:対°応するように、軸方向に隔たてられ
た2列の衝突ポートが用いられている。これらの衝突ポ
ート列は、第2図に示すように、符号38,69,40
,41,42,43,44.45により表わされている
。2つ1組の各々の衝突ポート列のうちで下流側の衝突
ポート列の軸方向位置は1、本発明の実施上大切である
。その理由は、側壁部材12.+4.16.1B、20
.22に対するフィルム冷却効果が、フィルムの完全性
が成る程度消失する前の、環状進入スロット26の付近
でより高いため、側壁部材12,14,16,18,2
0.22の比較的高温の部分が、環状進入スロット26
から少し上流側に寄った近接領域、例えば第1図に符号
16Cによって表わした領域にあるためである。従って
、衝突ポート列43は、側壁部材16.18の間に形成
された環状進入スロット26よりも軸方向に少し上流側
の近接位置に形成される。1組の衝突ポート列42.4
3のうち他方の衝突ポート列42も、衝突ポート列46
よりも軸方向に少し上流側の近接位置に形成される。こ
れは、フィルム冷却領域と次に下流側の環状進入スロッ
ト26(!:の間の側壁部分が適切に冷却されるように
するためである。衝突ポートに入った空気は、それぞれ
の向かい合う側壁部材に衝突した後、環状進入スロット
26に向かって流れ、次に燃焼器本体中に流入し、その
フィルム冷却作用を逐行する。
ところで、第1図に示した特別の構成において、冷却ジ
ャケット36の下流側端部48は、側壁部材+8.20
の間に形成された空気の環状進入スロット26の上流側
にある。ジャケット66を軸方向に更に下流側に延長さ
せてもよいが、燃焼器中のこの点での冷却の問題は、1
次燃焼域の更に上流側の領域はど深刻ではない。
l  −A、I     、’ンJy  k  ”/ 
 l−I  A  /7”I T需 佃1#立RAEI
  ↓ all壁部材−18との間に形成された隅角部
の方に衝突空気を差向けるように衝突ポート列45を傾
斜させることは好ましいと考えられる。衝突ポート列4
4.45を経て側壁部材18に衝突する空気は、ジャケ
ット66と燃焼器との間の環状スペース内において上流
側に流れ、側壁部材16.18の間の環状進入スロット
26を経て燃焼器に入る。そのため、より上流側の衝突
ポートに入る冷却空気は、次に上流側の環状進入スロッ
ト26に向かって上流側に流れる空気成分ももつ傾向を
示すようになる。
この構成は、冷却用空気を可能な限り有効に利用するよ
うに意図したものである。即ち、前記の構成でフィルム
冷却のみを用いた場合と同量の空気を用いて側壁の温度
を実質的に低下させ、又は、前記の場合よりも少量の空
気を用いて同一の側壁温度を得ることができるため、1
次燃焼領域において利用可能な空気量が増大して、NO
Xが減少し、又は、希釈領域において利用可能な空気量
が増大し、燃焼器の流況ファククーか改必される。
【図面の簡単な説明】
第1図は、ンヤケットを備えた燃焼器の壁部を通る部分
断面図、第2図は、径方向内側にある燃焼器の側壁に対
する衝突ポート及び空気取入口の配列を示すためのジャ
ケットの一部切欠き側面図、第6図は、隣接した側壁部
材の1つの接合部の拡大断面図である。 +2.14.16.18,20.22・・側壁部材、i
4a・・(外側)上流端部、12b ・・(内側)下流
端部、12c  ・・先端、24・・帯状片(スヘーサ
一手段)、26・・進入スロット、36・・ジャケット
、38.!、40,41.42,43,44゜45・・
衝突ポート列。 特許出願人代理人   曽  我  道  照1゛、1
1・・  ・  □

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 入れ子式に配設された一連の管状の側壁部材によつて形
    成された管状側壁と、該側壁部材の各々の外側上流端部
    を隣接した上流側の側壁部材の内側下流端部に対し相対
    的に外方に支持して、該側壁部材の外側上流、内側下流
    端部間に冷却用空気の環状進入スロツトを形成するため
    のスペーサー手段とを有する、ガスタービン燃焼器にお
    いて、該側壁部材の下流端部が、該スペーサー手段の下
    流側端部から下流側に延長する管状の先端を有し、前記
    ガスタービン燃焼器は、最も上流側の側壁部材及びこれ
    に連続した少なくともいくつかの下流側の側壁部材を包
    囲する円筒状ジヤケツトを更に有し、該ジヤケツトは、
    各々の側壁部材のための、円周方向の間隔を密にした少
    なくとも1列の衝突ポートを含み、該少なくとも1列は
    、冷却用空気の前記環状進入スロツトに軸方向に近接し
    たすぐ上流側に配置され、次の上流側の環状進入スロツ
    トから比較的遠く下流側に寄つた前記側壁部材の比較的
    高温の部分に対して、衝突空気による冷却作用を、該衝
    突空気が前記ジヤケツトの内部に連通する該環状進入ス
    ロツトを通過する前に与えることを特徴とするガスター
    ビン燃焼器。
JP60219303A 1984-10-04 1985-10-03 ガスタービン燃焼器 Granted JPS6186519A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US65755484A 1984-10-04 1984-10-04
US657554 1984-10-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6186519A true JPS6186519A (ja) 1986-05-02
JPH0317045B2 JPH0317045B2 (ja) 1991-03-07

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ID=24637675

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JP (1) JPS6186519A (ja)
KR (1) KR860003469A (ja)
CN (1) CN85107191A (ja)
IT (1) IT1185959B (ja)
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