JPS582528A - 燃焼タ−ビン用燃焼器 - Google Patents

燃焼タ−ビン用燃焼器

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Publication number
JPS582528A
JPS582528A JP57099413A JP9941382A JPS582528A JP S582528 A JPS582528 A JP S582528A JP 57099413 A JP57099413 A JP 57099413A JP 9941382 A JP9941382 A JP 9941382A JP S582528 A JPS582528 A JP S582528A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustor
cooling
groove
outer shell
inner skin
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.)
Pending
Application number
JP57099413A
Other languages
English (en)
Inventor
スタ−リング・フレデリツク・ア−リントン
ケネス・リ−・リ−ク
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westinghouse Electric Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of JPS582528A publication Critical patent/JPS582528A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002Wall structures
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

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】 この発@は、各種産業用1組発電あるいは航空機用二/
ジ/等の様々な用途に!!用畜れ得る燃焼タービンに関
するものである。さらに詳しく述べれば、この発@は#
&焼タービ/に帛いられてタービンを動かす駆動ガスを
加熱する燃焼器に関するものである。以下には発電に使
用される燃焼タービ/について詳しく説明するが。
これはどの濠の燃−タービ/にも適応するものである。
10縦軸lI参に同方肉に配置されたlないし16個O
燃−器を有する。各層*Sの中での燃料の燃焼は、ター
ビンの圧縮機部分から供給される圧縮空気を加熱する。
4!r燃焼器の中で゛発生した高温駆動ガスは遷移ダタ
トによりて燃焼タービ/のタービ/@分に向って流され
る。タービンの羽根に高温駆動ガスが衝突すると、ター
ビンロータが回転し発電される。
高効率でよp大きい電力を発生させるための不WtO努
力の結果、ガスの動作温度が上が勤続けて龜た。ステン
レス鋼あるいはHastalloyもしく rjX’A
ao 41ツ等のニッケル基合金を使うとしても% 1
aniso長い寿命が得られるように燃焼器を適切に冷
却することに徐々に離しくなって霞た。現状では、動作
tIガス度は普通約/、! 40℃(J、700″F)
であるのに対し、燃焼器に用いる特殊tk4與の動作温
度限界は約1/!℃(約/、1011”?)である、−
一ビ/ガス動作温度は、将来さらに高温になることが予
想される。
従来技?#による兵曹的な燃焼器は、#a−一の110
内i1に沿って薄膜状に空気を導大することにiり直接
冷却されて′i本、空気の薄膜の主目的”−1温駆To
#′°スめ燃焼器の−の内表面、へO衝突を避けること
である。とのような内1IIl[冷却は一般的には十分
である。しかしタービンガス動作温度が増加するにつれ
、これ框次の三つの理由で十分なものではなくなりて色
ていゐ、IIlに扁@駆動ガ□ス□による冷却薄慣の破
svCよ一冷一薄膜め断熱性か失1われる傾向にある。
第コ゛に嵩温駆動ガスogi*□カのた゛めに冷却空気
が一゛流膜状を繍゛持を原理”どす゛る熱放出薄板に効
力かで自なくなると膜の効果を失なわせ冷却技術の□有
−性を低下させる一最後に、高輻射火炎を発生す□る燃
料を使用すると燃焼器壁の熱負荷を1 増加させる。
□□従来技術による第1め゛燃焼器冷却技術は、燃′*
□−内に多孔性の積層う□イナーを41!#@シ、う(
す□”−と高温駆動ガスとO゛関に冷却空気の薄膜を形
成゛すると共にライナー゛□を冷却するも℃である。
積層ライナーは複数の層を備え、各層はその中に形成1
れえ溝を有し、隣接した層01llは互いに垂直な向I
になって−る。隣接した層0@は屡の中の穴によってラ
イナーを通して燃焼器内部に対して流通関係に相互に連
結されている。
空気発散(tramspLratiou )による冷却
1また一般的には適轟である。しかし、ガス動作温度が
増大すると、薄膜冷却O燃焼器に関して上述したのど岡
′じよう°な問題が発散冷却の燃焼器でも生ずる。その
上、発散冷却は適切な冷却を得るためWcは膨大な圧傭
□機からの放出空気を必贅とし、通常はタービ/を駆動
するのに使われる空気を少、&(L、てしまう・ それゆえ、燃焼器壁の冷却効率を改曽し、これkよって
より高いj1L動作温度の便用を可能とし、燃111i
*o寿命をよ拳長くし、11九%圧縮機師分から取書出
す冷却空気の量を減らし、タービ/遍転効阜を高める仁
とO″e龜る冷却′装置を開発すること1.は有用であ
る。
この尭@t)@III框従来技術の欠点を除去するため
に改善された燃焼タービン用燃焼器を得ることである。
この発L3Arxタービンを駆動するために圧縮ガスが
その中で熱せられる長いチャツバを形成するようVc、
接合され友複数個の環状部材を備え、上記°′?!r3
J状部材は間に複数の冷却削溝を有する外殻部材と内皮
部材とを備え、上記冷却1lil婢は上記外殻部材と上
記内皮部材との間で上記環状S#の略々長手方向に冷却
剤を導くように上記外殻B#と上記内皮部材との一面に
付けられ、上記外殻部材riIlf:m*a放出冷却削
空気を燃焼器外部から上紀冷却削婢にかつそれを通して
導くための流入穴を有し、上起外am1tと上紀内皮酩
材とは冷却空気を上記冷却1!rlJ#から燃焼器内の
ガス流に放出するための出口溝を有する燃焼タービン用
燃vA器である。
久f−添附図面に示す本発明の実施例に沿って本発明を
vi、明する。
87図には略々円筒形の複数の燃焼器Iコを有する燃焼
タービア10が示されている。 aIP#はノズル構造
sl参を通して燃焼器/JK供給され、空気a圧縮機/
IKよって燃焼ケーシンダコ0内の9!気流過@/1を
通して燃#器Iコに供給される。
燃焼によりて生ずゐ高温メス生成物は1%燃焼器/Jか
ら遷移〆クト11に過され−て放出1れたガスの駆動力
によ参■転するタービ/羽職Jle’4#lAl1状9
!flll’c放出される。
タービ/の運転効率を高くシ、さらに#a輪器O轡命を
延すには、燃焼器は一面の冷却を強化するように構成1
れている。燃愉器/JOζO宜しい構造は第a園乃遁第
tritttc示されて−る。
燃焼器/−(第1■参照)は複数個の円筒形O1l状@
@JOと円錐形O犠状部材Jコを備え。
これらOすべては[110ような適切な手段によって接
合されて−る。−りOS状maJOaJJO長ilF!
、 11合−分J参とJAO関O長名で示畜れている0
円筒形Oml状IHtJ0t!円筒形の燃焼器を形成す
る九めに、そO端と端が接合されてiる0円錐形の環状
llI健JJ*燃焼@/Jの燃料を取入れる側の端に取
り付けられているも環状部材JO,3コは各々それだけ
で完全ではあるが燃焼器lλを効未的に冷却するために
他のすべての環状部材3o、3av;冷却機構と共動す
る冷却機構を備えている。
謝3図は燃焼器lコの環状部材30の断面図を示−jo
 P’3!ii形の塊状部材3コの構造は大体以下に説
明される円筒形の亮状部材30と則しである。各環状部
材30は円筒形の内皮%@QOを囲んで板付られた円筒
形の外殻部材yt@@6えている。外飲都i31は、各
環状部材JOの燃焼器lλの燃料散会れ口に象も近い万
の端のhJ!ilI上、に1置された複数の冷却拐のか
C大入ダコがあることを除いて環状部材30の一端から
他端に全外社面に亘りてVいている。
ηC人穴qλは、外殻部材3にの内向きの溝により形成
され環状部材J0の周方向に嬌びた横hubへの冷に空
気4LL#の入口である。謝ダ図Fi知Jの位置からみ
た流入穴ダコ°と横@*bを示して−る。横III参に
は外殻s材IIと内Jl−臂参0との関で複数の冷却削
溝参lとR過関係にある。冷却aiis参tは拡大し九
詳細が第参図乃至第ツIIK示されてシー、瀧秋−賃5
OO一端から他端ectで延びて%/%る。
第6図は切削もしくはエツチングのような適切な技術に
よって内皮@@参〇〇外表−に形成された螺旋形の溝1
0を示している。内皮s1tダ#0J11の付けられた
I!I爾は、外殻部材szO内表面に接合されて、横#
I参6から出口jJに向りて環状111tJ#0#lI
J:に縦方向螺旋状に延びた平行な冷却@@$1を形成
して−る。冷却鋼H参tB例えに幅約o、t b mc
o、0ain ) 深@約0.94wm(1)、OJL
鳳)そしズ咎々の間隔が約0、を6騙(0,0J in
 )である。
矩形Wk面O冷却#lI溝参IK)変形例が第7図に示
されている。仁の構造において、冷却#I#atは外殻
@@atの内表函に溝を切ることによ参形成1れる。冷
却JIIJI参tO@@1参は。
外殻部材JKと内1jLI11を参C′との関OII際
O接・@面を減らし、外殻−゛幇Jtとこ冷却網溝参l
0IFO冷却91ILと011110接触面を増やす丸
めに斜めにしである。溝0@@2亭、を斜めにすること
はまたこの壁面!参と冷却空気との間の接触面を増すこ
゛とにもなる。ゆえに#O壁を斜めにすることは内皮S
誉参σおよび外殻部材Jt−77−G)□冷・却削婢参
go中の冷却空気へ0iIl&伝導をよ伊効率的にする
冷却剤g4参gの殻旋状構造ri、全く縦にし九構造よ
口も好ましい一冷却鋼溝参ft螺旋状にすると環状5t
soの長さを伸すむとなく冷却H4@pgの有効な長さ
が増える一螺旋状の冷却剤@atの長さは螺旋の角度の
選択によって調節できる。冷却削婢参tを螺旋状にする
ことはまた環状部材J0の冷却削溝1110分布を改普
する。たとえば、螺旋状の冷却#l壽ダIは、数本の縦
の#IO冷却効果ではなく多数の冷却@溝参lによる冷
却効果を供給3することによ参、m焼粉/Jを過って直
線的に流れる高温の駆動メスの層から燃焼器/Jをより
効果的に保線する。
環状@@JOOtpO冷却5!INO流れ〇−整は、(
1)冷却11jllI参tea断面O寸法、(2)冷却
閘溝参1OI1.(至)冷却量−壽ダ10螺旋O角度、
(4環状−材、J Oの長さ、そして(6)流入穴−1
の寸法□jつの構造的要点O変化によって達成され得る
各環状vs*soは燃焼器内O位置に応じて螢京される
冷却特性を有するように個々に設計され得る。
環状WIA#J(10他o実**eo構rnカ第tti
izc示されている。各環状tszseは、外殻S臂J
f、内*SW参〇七して内皮@幇*010内儒O表面に
接着された断熱陣840を備えている。
環状部材J0が比較的短かく内皮S材参〇に穴がない九
めIIC%燃情@/JOG$illに断熱障壁6σを織
こすOは容易である。断熱障壁60は厚さ約0.OJ 
を乃至0.04411センチ°メートル(0,0/ j
乃至0.0コIイyデ)の1イツtリウムで安定化した
酸化ジル冨墨つムOよう1断熱コーテイング参るいは奄
ツ建ツタで嵐く、これは燃焼@/JO高い内giii度
から環状−材J00内床椰材pa$Pよび外殻vs*t
stを効果的に断熱する。−熱障@betは、要求畜れ
る絶縁特性を櫓−よ′+に各lI肴毎に首、科0111
1.等級および厚さ等の構造上o+e黴を変えるしとが
で龜る。
【図面の簡単な説明】
□−2I図はこの一@Ic)*焼粉を崩いた燃焼タービ
/の縦断面図、第1図はlIl!1llI器の上−の縦
正面−5第5Wliは燃*Sの穣状賜材の断函図、第u
図d111L2WIJt)纏1l−WKII−ける環、
tis*o断−図、第1WABmJmft)線v−ve
cシける環状□−誉め1−図、第A11dllJ図os
m−m<*け゛る環状sho内皮S幇O螺旋#I會示し
た部分上面図、第デ因は他OSによる92図の一品分の
拡大−1第1!gIは環状鋒#O他の実−例を示す園、
/1:儀憐器、J6とJJ:ll状S蕾。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  タービンを駆動する丸めに圧縮ガスがその中
    で熱せられる長いチャンバを形成するようfci1合さ
    れた複数個Oil状鄭材部材備え、上記各環状S材は間
    に複数の、冷′却削溝を有する外殻SWと内皮S材と、
    を備え、上記、冷却剤溝は上記外asetと上記内皮S
    貧との間で上記穢状−材の略々長手方向・に冷却間を導
    ・くように上記外殻鄭材と上記内皮・S材とOfR囲に
    付けられ、上記外殻S材は圧縮m*出出冷却間気を燃焼
    器外部から上紀冷□却#JSにかりそれを通して導くた
    めの流入穴を有し、上記外殻部材と上記内皮S材とは冷
    却空気を上記冷却剤溝から燃焼器内のガス流に放出する
    。ためO出口擲を有する燃焼タービ/用燃fIIasl
  2. (2) 上紀冷却嗣溝が上紀環・状S臂O崗a4で螺旋
    状になりている峙奸鱈−求の一範員第1JJ[記載O燃
    @p−ビン轡燃憐静・ 慟 、上記流入穴が上紀穣状s#O端に隣接して配置1
    れて穣状の横溝を通して上記冷却間−15と流通関係に
    ′hす、上記横溝が上記外殻部材へ O上紀流入大の近いとζろに、内情に面した同方向の溝
    を−えている譬許請京OSS第1項あるいはsJ項記載
    の燃焼声−ビ/用燃焼−器、、。 (4上記冷却#1IlIllI−上紀外殻腸材と内皮、
    s#0組合わせOjPで上配穣状swam軸回りに螺、
    旋状の略々平行な複11D溝であ、ヤ、ζ<)Illが
    上記内ms、vosuoo外儒に画した溝で形成1れて
    象る41#F諸求OI!−第11[な−し第J・項oh
    ず、れか記載、O燃−タービン用燃焼器。 (2)、上記出口O溝が上記冷却削溝と燃waliO内
    鄭との間vcfIljIII係を形成し、上記内皮部材
    の端を越えた上7配外殻S幇の延長部分によつ、て形成
    、−I4れ−た上紀出10O溝は上記冷却削溝を゛燃焼
    器−内11に一放場−せてな、る特許請求01111@
    /項ないし、第参項の4いずれか記載の―焼り−ビン用
    燃焼器。 (2) 上記冷却削溝は上記外殻部材の表Iiの内情に
    向いた溝によって形成され、これら各−が溝口より狭い
    壽底を有するように斜め011面を有する特許請求oa
    ts第11[&いし第1項のいずれか記載の燃焼タービ
    ン用燃−器。 け) 上記内皮部材の内情に連続しえ熱障aS、Wが接
    着されている特許請求の範−第1項ないしW44項のい
    ずれか記載の燃焼タービン用燃Ila器。
JP57099413A 1981-06-12 1982-06-11 燃焼タ−ビン用燃焼器 Pending JPS582528A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US27285181A 1981-06-12 1981-06-12
US272851 1981-06-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS582528A true JPS582528A (ja) 1983-01-08

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ID=23041580

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JP (1) JPS582528A (ja)
AR (1) AR227595A1 (ja)
BE (1) BE893491A (ja)
BR (1) BR8203361A (ja)
CA (1) CA1183694A (ja)
GB (1) GB2102558B (ja)
IT (1) IT1151263B (ja)
MX (1) MX158473A (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3615226A1 (de) * 1986-05-06 1987-11-12 Mtu Muenchen Gmbh Heissgasueberhitzungsschutzeinrichtung fuer gasturbinentriebwerke
EP0489193B1 (de) * 1990-12-05 1997-07-23 Asea Brown Boveri Ag Gasturbinen-Brennkammer
US5239832A (en) * 1991-12-26 1993-08-31 General Electric Company Birdstrike resistant swirler support for combustion chamber dome

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5577639A (en) * 1978-10-13 1980-06-11 Gen Electric Stageddfuel injection method and apparatus

Patent Citations (1)

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CA1183694A (en) 1985-03-12
IT8221634A0 (it) 1982-06-02
GB2102558B (en) 1985-02-13
BR8203361A (pt) 1984-01-10
MX158473A (es) 1989-02-03
AR227595A1 (es) 1982-11-15
BE893491A (fr) 1982-12-13
IT1151263B (it) 1986-12-17
GB2102558A (en) 1983-02-02

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