JPH076404B2 - ガスタービン - Google Patents
ガスタービンInfo
- Publication number
- JPH076404B2 JPH076404B2 JP14001789A JP14001789A JPH076404B2 JP H076404 B2 JPH076404 B2 JP H076404B2 JP 14001789 A JP14001789 A JP 14001789A JP 14001789 A JP14001789 A JP 14001789A JP H076404 B2 JPH076404 B2 JP H076404B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat exchanger
- liner
- combustor
- turbine
- duct
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ガスタービンに関する。
（従来の技術） 従来のガスタービンとして、例えば第５図に示すような
ものがあった（参考資料…GAS TURBINE WORLD:March-Ap
ril 1987）。
ものがあった（参考資料…GAS TURBINE WORLD:March-Ap
ril 1987）。
これについて説明すると、ガスタービン51はコンプレッ
サ52、燃焼器59、タービン53の基本コンポーネントから
成り立たち、コンプレッサ52とタービン53を結合する回
転軸54により減速機55を介して負荷56を駆動するように
なっている。
サ52、燃焼器59、タービン53の基本コンポーネントから
成り立たち、コンプレッサ52とタービン53を結合する回
転軸54により減速機55を介して負荷56を駆動するように
なっている。
熱交換器（レキュペレータ）57は図中矢印で示すように
タービン53から排出される高温排気ガスを通過させる流
路57aと、コンプレッサ52から吐出される低温圧縮空気
を通過させる流路57bとが伝熱壁を介して対向する構造
になっており、タービン53から排出される排気ガスの熱
を回収して、燃料消費率を減らすようになっている。
タービン53から排出される高温排気ガスを通過させる流
路57aと、コンプレッサ52から吐出される低温圧縮空気
を通過させる流路57bとが伝熱壁を介して対向する構造
になっており、タービン53から排出される排気ガスの熱
を回収して、燃料消費率を減らすようになっている。
（発明が解決しようとする課題） このような再生式ガスタービンにあっては、燃焼器59と
タービン51と熱交換器57およびこれらを結ぶダクト60を
断熱する断熱材61を設ける必要があるため、断熱材61が
取るスペースによってガスタービンの大型化を招くばか
りか、部品点数が増えてコストアップを招くという問題
点があった。
タービン51と熱交換器57およびこれらを結ぶダクト60を
断熱する断熱材61を設ける必要があるため、断熱材61が
取るスペースによってガスタービンの大型化を招くばか
りか、部品点数が増えてコストアップを招くという問題
点があった。
本発明は、こうした従来の問題点を解決することを目的
とする。
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本発明では、タービンから排出
される排気ガスと、コンプレッサから燃焼器に送られる
圧縮空気とをそれぞれ通して排気ガスの熱を回収する熱
交換器を備えるガスタービンにおいて、燃焼器は熱交換
器からの圧縮空気を流入させる外側チャンバーの途中に
着脱可能に嵌合する円筒状ライナを備え、熱交換器から
流出する圧縮空気を導くダクトをこのライナに接続し
て、ライナと熱交換器をダクトを介して一体化した。
される排気ガスと、コンプレッサから燃焼器に送られる
圧縮空気とをそれぞれ通して排気ガスの熱を回収する熱
交換器を備えるガスタービンにおいて、燃焼器は熱交換
器からの圧縮空気を流入させる外側チャンバーの途中に
着脱可能に嵌合する円筒状ライナを備え、熱交換器から
流出する圧縮空気を導くダクトをこのライナに接続し
て、ライナと熱交換器をダクトを介して一体化した。
（作用） 上記構成に基づき、燃焼器は外側チャンバーの途中に着
脱可能に嵌合する円筒状のライナを備えたことにより、
ライナと熱交換器をダクトを介して一体化することが可
能となり、これによりダクトの途中に接合フランジ等を
設ける必要が無くなり、ダクトを短縮して燃焼器と熱交
換器を近接して配置することで、ガスタービンの小型軽
量化がはかれる。
脱可能に嵌合する円筒状のライナを備えたことにより、
ライナと熱交換器をダクトを介して一体化することが可
能となり、これによりダクトの途中に接合フランジ等を
設ける必要が無くなり、ダクトを短縮して燃焼器と熱交
換器を近接して配置することで、ガスタービンの小型軽
量化がはかれる。
ライナを円筒状に形成することにより、ライナ等に多生
の変形があったとしても、嵌合部の周長に変化が無いた
め、容易に嵌合させることができ、良好な組み立て性が
得られる。
の変形があったとしても、嵌合部の周長に変化が無いた
め、容易に嵌合させることができ、良好な組み立て性が
得られる。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。
る。
第１図，第２図にそれぞれ示すように、ガスタービン１
はコンプレッサ２、燃焼器３、タービン４の基本コンポ
ーネントから成り立たち、高温ガスによって駆動される
タービンロータ11と、低温ガスを加圧する遠心式コンプ
レッサインペラ12とはシャフト13を介して同軸上に連結
され、シャフト13は一対のころがり軸受15を介して片持
ち支持され、その先端に形成されたギア14を介して負荷
を駆動する。
はコンプレッサ２、燃焼器３、タービン４の基本コンポ
ーネントから成り立たち、高温ガスによって駆動される
タービンロータ11と、低温ガスを加圧する遠心式コンプ
レッサインペラ12とはシャフト13を介して同軸上に連結
され、シャフト13は一対のころがり軸受15を介して片持
ち支持され、その先端に形成されたギア14を介して負荷
を駆動する。
燃焼器３では燃料噴射弁６から噴射された燃料が燃焼筒
35に導入される圧縮空気と燃焼して高温ガスとなり、燃
焼器３から流出する燃焼ガスはプレナムチャンバ27と断
熱材33の間で画成される流路28で曲げられた後、タービ
ンハウジング外周壁32の間で渦巻き上に画成される流路
29を通ってタービンロータ11に導かれ膨張し、タービン
ロータ11に回転力を付与するようになっている。なお、
断熱材33はフランジ22側に接合して設けられ、タービン
ロータ11に導かれる燃焼ガスを断熱する。
35に導入される圧縮空気と燃焼して高温ガスとなり、燃
焼器３から流出する燃焼ガスはプレナムチャンバ27と断
熱材33の間で画成される流路28で曲げられた後、タービ
ンハウジング外周壁32の間で渦巻き上に画成される流路
29を通ってタービンロータ11に導かれ膨張し、タービン
ロータ11に回転力を付与するようになっている。なお、
断熱材33はフランジ22側に接合して設けられ、タービン
ロータ11に導かれる燃焼ガスを断熱する。
タービン４から排出される高温排気ガスは図中矢印で示
すようにタービンハウジング26からディフューザ25を介
して熱交換器（レキュペレータ）５に流入し、排気ガス
の熱を回収する。
すようにタービンハウジング26からディフューザ25を介
して熱交換器（レキュペレータ）５に流入し、排気ガス
の熱を回収する。
熱交換器５はタービン４から送られる高温排気ガスを通
過させる流路（図示せず）がシャフト13の回転軸方向に
形成され、タービン４から排出される排気ガスの流れ方
向に沿うように配置される。この排気ガス流路に対して
コンプレッサ２から送られる低温圧縮空気を通過させる
流路とが互いに伝熱壁を介して平行に対向して形成され
る。
過させる流路（図示せず）がシャフト13の回転軸方向に
形成され、タービン４から排出される排気ガスの流れ方
向に沿うように配置される。この排気ガス流路に対して
コンプレッサ２から送られる低温圧縮空気を通過させる
流路とが互いに伝熱壁を介して平行に対向して形成され
る。
熱交換器５と燃焼器３とは互いに並列に配置され、熱交
換器５と燃焼器３を共に覆うケーシング21とが設けら
れ、コンプレッサ２から吐出する低温圧縮空気がこのケ
ーシング21内を通って熱交換器５に導かれる。
換器５と燃焼器３を共に覆うケーシング21とが設けら
れ、コンプレッサ２から吐出する低温圧縮空気がこのケ
ーシング21内を通って熱交換器５に導かれる。
燃焼器３からの燃焼ガスはタービン４を経て熱交換器５
を流れる過程でケーシング21内に放熱するが、この放熱
はケーシング21内を流れる低温圧縮空気に吸収されて燃
料消費率を改善するとともに、燃焼器３からタービン４
および熱交換器５に燃焼ガスの流れる流路に設けられる
断熱材を大幅に削減することが可能となり、ガスタービ
ン１のコンパクト化および軽量化がはかれる。
を流れる過程でケーシング21内に放熱するが、この放熱
はケーシング21内を流れる低温圧縮空気に吸収されて燃
料消費率を改善するとともに、燃焼器３からタービン４
および熱交換器５に燃焼ガスの流れる流路に設けられる
断熱材を大幅に削減することが可能となり、ガスタービ
ン１のコンパクト化および軽量化がはかれる。
コンプレッサインペラ12から圧送される低温圧縮空気は
図中矢印で示すようにフランジ22に形成された環状流路
23を通ってケーシング21内に流入する。ケーシング21は
フランジ22の外周端に複数のボルト24を介して締結され
ている。
図中矢印で示すようにフランジ22に形成された環状流路
23を通ってケーシング21内に流入する。ケーシング21は
フランジ22の外周端に複数のボルト24を介して締結され
ている。
熱交換器５にはケーシング21内に開口する低温圧縮空気
の流入口5Aが形成され、この流入口5Aから流入して熱交
換器５を通って加熱された圧縮空気は、ヘッダ5Cで曲げ
られた後、ダクト38を介して燃焼器３に流入する。
の流入口5Aが形成され、この流入口5Aから流入して熱交
換器５を通って加熱された圧縮空気は、ヘッダ5Cで曲げ
られた後、ダクト38を介して燃焼器３に流入する。
第３図にも示すように、燃焼器３は燃焼筒35の周囲に円
筒状の内側チャンバー36と外側チャンバー34がそれぞれ
断面同心円状に設けられ、熱交換器５から送られる圧縮
空気を、図中矢印で示すように内側チャンバー36を迂回
させることにより燃焼筒35の全周から導入するようにな
っている。
筒状の内側チャンバー36と外側チャンバー34がそれぞれ
断面同心円状に設けられ、熱交換器５から送られる圧縮
空気を、図中矢印で示すように内側チャンバー36を迂回
させることにより燃焼筒35の全周から導入するようにな
っている。
外側チャンバー34は第一ライナ41と第二ライナ42および
第三ライナ43とに３分割して形成される。なお、第二ラ
イナ42と第三ライナ43を一体化することも可能である。
第三ライナ43とに３分割して形成される。なお、第二ラ
イナ42と第三ライナ43を一体化することも可能である。
第一ライナ41の一端にはキャップ35がフランジ44および
複数のボルト45を介して締結されるとともに、その内周
面には内側チャンバー36の一端が固着される。
複数のボルト45を介して締結されるとともに、その内周
面には内側チャンバー36の一端が固着される。
第三ライナ43の一端は先細にテーパ加工されて、燃焼筒
35の外周先端部に固着される。
35の外周先端部に固着される。
第二ライナ42には熱交換器５の出口側に接続するダクト
38が固着される。ダクト38は断面四角形の枠状に形成さ
れ、その下端38bが熱交換器５に対して直線状に接合し
て溶接により固着される一方、上端38aは第二ライナ42
の外周に沿って湾曲して接合し、同じく溶接により固着
される。
38が固着される。ダクト38は断面四角形の枠状に形成さ
れ、その下端38bが熱交換器５に対して直線状に接合し
て溶接により固着される一方、上端38aは第二ライナ42
の外周に沿って湾曲して接合し、同じく溶接により固着
される。
第４図にも示すように、第一ライナ41と第三ライナ43の
各外周面には環状の係止環46,47がそれぞれ固着され
る。各係止環46,47は断面クランク状に形成され、第一
ライナ41、第二ライナ42との間に環状溝48,49を画成
し、各環状溝48,49に第二ライナ42の両端を着脱自在に
嵌合させるようになっている。
各外周面には環状の係止環46,47がそれぞれ固着され
る。各係止環46,47は断面クランク状に形成され、第一
ライナ41、第二ライナ42との間に環状溝48,49を画成
し、各環状溝48,49に第二ライナ42の両端を着脱自在に
嵌合させるようになっている。
次に作用について説明する。
第二ライナ42を円筒状に形成することにより、第二ライ
ナ42および各環状溝48,49に多少の変形があったとして
も、それぞれの周長に変化が無いため、容易に嵌合させ
ることができ、良好な組み立て性を確保できる。
ナ42および各環状溝48,49に多少の変形があったとして
も、それぞれの周長に変化が無いため、容易に嵌合させ
ることができ、良好な組み立て性を確保できる。
燃焼器３は外側チャンバー34の途中に着脱可能に嵌合す
る円筒状の第二ライナ42を備えたことにより、第二ライ
ナ42と熱交換器５をダクト38を介して一体化することが
可能となる。その結果、ダクト38の途中にフランジ等を
設ける必要が無い。
る円筒状の第二ライナ42を備えたことにより、第二ライ
ナ42と熱交換器５をダクト38を介して一体化することが
可能となる。その結果、ダクト38の途中にフランジ等を
設ける必要が無い。
このようにダクト38の途中にフランジが無い構造のた
め、並列に配置される燃焼器３と熱交換器５を互いに近
接させることができ、これらを覆うケーシング21を小型
化することにより外部への放熱をさらに小さく抑えられ
る。
め、並列に配置される燃焼器３と熱交換器５を互いに近
接させることができ、これらを覆うケーシング21を小型
化することにより外部への放熱をさらに小さく抑えられ
る。
これに対して、ダクト38の途中に接合フランジを設けた
場合、並列に配置された燃焼器３と熱交換器５の間隔が
大きくなって、ガスタービン１の大型化や重量増大を招
くとともに、燃焼器３と熱交換器５の間が狭いため、組
み立て性が悪いという問題点が生じる。
場合、並列に配置された燃焼器３と熱交換器５の間隔が
大きくなって、ガスタービン１の大型化や重量増大を招
くとともに、燃焼器３と熱交換器５の間が狭いため、組
み立て性が悪いという問題点が生じる。
また、この対策としてダクト38の途中を分離して着脱自
在に嵌合する構造にすることも考えられるが、その場合
薄肉構造の熱交換器５に固着されるダクトの形状精度を
確保することが難しく、しかも断面四角形のダクトどう
しを嵌合させる場合は、わずかな変形があっても組み立
てが難しくなり、整備性の悪化を招くという問題点が生
じるのである。
在に嵌合する構造にすることも考えられるが、その場合
薄肉構造の熱交換器５に固着されるダクトの形状精度を
確保することが難しく、しかも断面四角形のダクトどう
しを嵌合させる場合は、わずかな変形があっても組み立
てが難しくなり、整備性の悪化を招くという問題点が生
じるのである。
なお、本実施例では対向流式熱交換器５を用いたが、排
気ガスと低温圧縮空気が互いに直交して交差する直交流
式熱交換器を用いても良く、その場合燃焼器３に対する
開口部が比較的に大きくなる。
気ガスと低温圧縮空気が互いに直交して交差する直交流
式熱交換器を用いても良く、その場合燃焼器３に対する
開口部が比較的に大きくなる。
（発明の効果） 以上の通り本発明によれば、燃焼器に熱交換器からの圧
縮空気を流入される外側チャンバーの途中に着脱可能に
嵌合する円筒状ライナを備え、熱交換器から流出する圧
縮空気を導くダクトをこのライナの側方から接続して、
ライナと熱交換器をダクトを介して一体化したため、断
面四角形のダクトの途中に形状精度が狂いやすいフラン
ジ接合部分を設ける必要が無く、加工や組み立てを容易
にし、熱交換器と燃焼器を近接して並列に配置でき、ガ
スタービンの小型軽量化をはかるとともに、放熱量を減
らして燃料消費率を改善できる。
縮空気を流入される外側チャンバーの途中に着脱可能に
嵌合する円筒状ライナを備え、熱交換器から流出する圧
縮空気を導くダクトをこのライナの側方から接続して、
ライナと熱交換器をダクトを介して一体化したため、断
面四角形のダクトの途中に形状精度が狂いやすいフラン
ジ接合部分を設ける必要が無く、加工や組み立てを容易
にし、熱交換器と燃焼器を近接して並列に配置でき、ガ
スタービンの小型軽量化をはかるとともに、放熱量を減
らして燃料消費率を改善できる。
第１図は本発明の実施例を示すガスタービンの側面断面
図、第２図は同じく正面断面図、第３図は分解斜視図、
第４図は要部断面図である。第５図は従来例を示す断面
図である。 １……ガスタービン、２……コンプレッサ、３……燃焼
器、４……タービン、５……熱交換器、34……外側チャ
ンバー、38……ダクト、42……第二ライナ。
図、第２図は同じく正面断面図、第３図は分解斜視図、
第４図は要部断面図である。第５図は従来例を示す断面
図である。 １……ガスタービン、２……コンプレッサ、３……燃焼
器、４……タービン、５……熱交換器、34……外側チャ
ンバー、38……ダクト、42……第二ライナ。
Claims (1)
- 【請求項１】タービンから排出される排気ガスと、コン
プレッサから燃焼器に送られる圧縮空気とをそれぞれ通
して排気ガスの熱を回収する熱交換器を備えるガスター
ビンにおいて、燃焼器は熱交換器からの圧縮空気を流入
させる外側チャンバーの途中に着脱可能に嵌合する円筒
状ライナを備え、熱交換器から流出する圧縮空気を導く
ダクトをこのライナに接続して、ライナと熱交換器をダ
クトを介して一体化したことを特徴とするガスタービ
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14001789A JPH076404B2 (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | ガスタービン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14001789A JPH076404B2 (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | ガスタービン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH039030A JPH039030A (ja) | 1991-01-16 |
| JPH076404B2 true JPH076404B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=15259000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14001789A Expired - Fee Related JPH076404B2 (ja) | 1989-06-01 | 1989-06-01 | ガスタービン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH076404B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100309208B1 (ko) * | 1999-05-25 | 2001-09-28 | 윤영석 | 배열회수용 보일러 |
-
1989
- 1989-06-01 JP JP14001789A patent/JPH076404B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH039030A (ja) | 1991-01-16 |
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Legal Events
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