JPS6255571B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6255571B2 JPS6255571B2 JP54102865A JP10286579A JPS6255571B2 JP S6255571 B2 JPS6255571 B2 JP S6255571B2 JP 54102865 A JP54102865 A JP 54102865A JP 10286579 A JP10286579 A JP 10286579A JP S6255571 B2 JPS6255571 B2 JP S6255571B2
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- JP
- Japan
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- leg
- dome
- apex portion
- liners
- combustor
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- Expired
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 31
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 19
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 12
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
- F23R3/04—Air inlet arrangements
- F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
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)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガスタービンエンジンの燃焼器アセ
ンプリ、特に燃焼器ドームアセンプリ用の改良さ
れた冷却装置に関する。
ンプリ、特に燃焼器ドームアセンプリ用の改良さ
れた冷却装置に関する。
ガスタービンエンジンにおいて、燃焼ドームア
センプリから下流へ長さ方向に延在する１対の燃
焼器ライナにより画成された燃焼領域内で行なわ
れる。ドームアセンプリに導入された空気を燃料
と混合し、燃焼領域中に噴射し、点火する。ドー
ムアセンプリは燃焼領域に直接接しているので、
ドームアセンプリは燃焼過程で生成される高熱を
受ける。その結果、ドームアセンプリは高温とな
り、かゝる高温を何の処置もしないでそのまゝに
しておくと、ドームが劣化してドームアセンプリ
の作動寿命が制限される。
センプリから下流へ長さ方向に延在する１対の燃
焼器ライナにより画成された燃焼領域内で行なわ
れる。ドームアセンプリに導入された空気を燃料
と混合し、燃焼領域中に噴射し、点火する。ドー
ムアセンプリは燃焼領域に直接接しているので、
ドームアセンプリは燃焼過程で生成される高熱を
受ける。その結果、ドームアセンプリは高温とな
り、かゝる高温を何の処置もしないでそのまゝに
しておくと、ドームが劣化してドームアセンプリ
の作動寿命が制限される。
ドームアセンプリを強い燃焼熱から保護するた
めに、従来、ドームアセンプリに導入された空気
の一部をドームの種々の部分の冷却に用いること
が知られている。慣例手段によれば、ドームにル
ーパ状接合部または冷却穴を設けこれを用いて空
気の一部をドームの種々の部分を横切るよう流出
させ、かくして得られる冷却空気の気膜により燃
焼から生じる熱に対する障壁を形成する。ルーパ
および冷却穴の配置は各種のものが従来の燃焼器
に採用されているが、いずれも完全に満足のいく
ものではない。
めに、従来、ドームアセンプリに導入された空気
の一部をドームの種々の部分の冷却に用いること
が知られている。慣例手段によれば、ドームにル
ーパ状接合部または冷却穴を設けこれを用いて空
気の一部をドームの種々の部分を横切るよう流出
させ、かくして得られる冷却空気の気膜により燃
焼から生じる熱に対する障壁を形成する。ルーパ
および冷却穴の配置は各種のものが従来の燃焼器
に採用されているが、いずれも完全に満足のいく
ものではない。
従つて本発明の目的は、ドームを高熱燃焼ガス
の作用から保護しドームの寿命を伸ばすことので
きる改良された冷却構造を含む燃焼器ドームアセ
ンプリを提供することにある。
の作用から保護しドームの寿命を伸ばすことので
きる改良された冷却構造を含む燃焼器ドームアセ
ンプリを提供することにある。
本発明の他の目的は、燃焼器ドームアセンプリ
部品の不釣合いな熱的変位に起因する応力を解除
することにある。
部品の不釣合いな熱的変位に起因する応力を解除
することにある。
簡潔に説明すると、上記および他の目的および
利点を達成する本発明の燃焼器ドームアセンプリ
は、ほゞＶ字形の断面を有する環状ドームプレー
トを具える。Ｖ字形ドームプレートの頂点から第
１および第２脚部が上流方向に延在し、第１脚部
は１対の燃焼器ライナの一方とほゞ平行にかつ当
接係合関係で延在する。第２脚部は頂点から上流
へ第１脚部に対して鋭角をもつて延在し、頂点と
相まつて燃焼領域に露呈される面を形成する。ド
ームプレートには、１個または円周方向に離間し
た２個以上の長溝が、第１脚部、頂点、第２脚部
を通つてほぼ半径方向に延在するように設けられ
ている。長溝を、第２脚部の上流端が取付けられ
た環状ドームパネルに設けられた複数個の開口と
交差する（対応する位置に置くこと。即ち、冷却
空気が連続して流れる位置に置くこと。）ように
配置するのが好ましい。
利点を達成する本発明の燃焼器ドームアセンプリ
は、ほゞＶ字形の断面を有する環状ドームプレー
トを具える。Ｖ字形ドームプレートの頂点から第
１および第２脚部が上流方向に延在し、第１脚部
は１対の燃焼器ライナの一方とほゞ平行にかつ当
接係合関係で延在する。第２脚部は頂点から上流
へ第１脚部に対して鋭角をもつて延在し、頂点と
相まつて燃焼領域に露呈される面を形成する。ド
ームプレートには、１個または円周方向に離間し
た２個以上の長溝が、第１脚部、頂点、第２脚部
を通つてほぼ半径方向に延在するように設けられ
ている。長溝を、第２脚部の上流端が取付けられ
た環状ドームパネルに設けられた複数個の開口と
交差する（対応する位置に置くこと。即ち、冷却
空気が連続して流れる位置に置くこと。）ように
配置するのが好ましい。
次に図面を参照しながら本発明の好適例を具体
的に説明する。
的に説明する。
第１図において、１０はガスタービンエンジン
燃焼器アセンプリを示し、ここではその一部を断
面として図示してある。燃焼器アセンプリ１０は
軸線方向および円周方向に延在する内側燃焼器ケ
ーシング１２と外側燃焼器ケーシング１４とを含
み、これらケーシングは相互間に圧縮機（図示せ
ず）の下流の環状流路を画成する内側ケーシング
１２と外側ケーシング１４との間には１対の軸線
方向および円周方向に延在する燃焼器ライナ１８
および２０が配置され、これらのライナは半径方
向に適当に離間されて相互間に環状燃焼領域２２
を形成している。３０で示される燃焼器ドームア
センプリが、ライナ１８および２０間に装着さ
れ、これらライナの上流端と相まつて燃焼領域２
２の上流端を形成している。
燃焼器アセンプリを示し、ここではその一部を断
面として図示してある。燃焼器アセンプリ１０は
軸線方向および円周方向に延在する内側燃焼器ケ
ーシング１２と外側燃焼器ケーシング１４とを含
み、これらケーシングは相互間に圧縮機（図示せ
ず）の下流の環状流路を画成する内側ケーシング
１２と外側ケーシング１４との間には１対の軸線
方向および円周方向に延在する燃焼器ライナ１８
および２０が配置され、これらのライナは半径方
向に適当に離間されて相互間に環状燃焼領域２２
を形成している。３０で示される燃焼器ドームア
センプリが、ライナ１８および２０間に装着さ
れ、これらライナの上流端と相まつて燃焼領域２
２の上流端を形成している。
燃焼器ドームアセンプリ３０は、１対の環状ド
ームプレート３２，３３および１つの環状ドーム
パネル３４を具え、ここに複数個の燃料−空気気
化器３５が収容されている。燃料ノズル３６を適
切に配置し、これにより燃料を気化器３５の上流
端に噴射し、ここで燃料を空気と混合してから燃
焼領域２２中に射出する。点火プラグ３８は、外
側ケーシング１４および外側ライナ２０を貫通し
て燃焼器１０中に突入し、その点火先端が気化器
３５の下流端のすぐ近くにくるように位置決めさ
れている。プラグ３８は、気化器３５から下流に
流れる混合気を点火し、これにより燃焼を行なわ
せる作用をなす。
ームプレート３２，３３および１つの環状ドーム
パネル３４を具え、ここに複数個の燃料−空気気
化器３５が収容されている。燃料ノズル３６を適
切に配置し、これにより燃料を気化器３５の上流
端に噴射し、ここで燃料を空気と混合してから燃
焼領域２２中に射出する。点火プラグ３８は、外
側ケーシング１４および外側ライナ２０を貫通し
て燃焼器１０中に突入し、その点火先端が気化器
３５の下流端のすぐ近くにくるように位置決めさ
れている。プラグ３８は、気化器３５から下流に
流れる混合気を点火し、これにより燃焼を行なわ
せる作用をなす。
燃焼器ライナ１８および２０には、カウリング
４３を形成する１対の部材４０および４２がそれ
ぞれ装着され、これらのカウリング部材は、相互
間に入口高圧室４６へ燃焼用空気を導入するため
の入口４４を形成する。入口４４を経て高圧室４
６に入つてきた燃焼用空気の一部は気化器３５中
に導びかれ、その後前述したように燃料と混合さ
れる。入口４４から入つてきた空気の残りは、燃
焼器ライナ１８および２０を冷却するために、そ
して後述する他の冷却目的に使用することができ
る。
４３を形成する１対の部材４０および４２がそれ
ぞれ装着され、これらのカウリング部材は、相互
間に入口高圧室４６へ燃焼用空気を導入するため
の入口４４を形成する。入口４４を経て高圧室４
６に入つてきた燃焼用空気の一部は気化器３５中
に導びかれ、その後前述したように燃料と混合さ
れる。入口４４から入つてきた空気の残りは、燃
焼器ライナ１８および２０を冷却するために、そ
して後述する他の冷却目的に使用することができ
る。
第１図から明らかなように、環状ドームプレー
ト３２および３３は、その下流側の面は燃焼領域
２２に、従つて燃焼過程の間に発せられる熱に常
にさらされている。環状ドームプレート３２およ
び３３の上流側の面は、高圧室４６内の冷却空気
に常にさらされている。従つてドームプレート
は、ドームプレートと隣接関連部品との間の不釣
合いな熱的変位により、またドームプレート自体
の内部の一様でない温度勾配により生じる望まし
くない熱応力にさらされる。かゝる熱応力の結
果、従来のドームプレートには低サイクル疲れ亀
裂が生じ、これがためドームアセンプリを早期に
取換える必要がある。
ト３２および３３は、その下流側の面は燃焼領域
２２に、従つて燃焼過程の間に発せられる熱に常
にさらされている。環状ドームプレート３２およ
び３３の上流側の面は、高圧室４６内の冷却空気
に常にさらされている。従つてドームプレート
は、ドームプレートと隣接関連部品との間の不釣
合いな熱的変位により、またドームプレート自体
の内部の一様でない温度勾配により生じる望まし
くない熱応力にさらされる。かゝる熱応力の結
果、従来のドームプレートには低サイクル疲れ亀
裂が生じ、これがためドームアセンプリを早期に
取換える必要がある。
不要な重複を避けるために、以下の説明はドー
ムプレート３２についてのみ行う。しかし、ドー
ムプレート３３についても同様の説明が成立する
ことが理解できるはずである。第１および２図に
示すように、環状ドームプレート３２はほゞＶ字
形断面のもので、頂点部分４８から延在する第１
脚部５０および第２脚部５２を有する。頂点部分
４８は燃焼器ライナ１８に隣接配置され、第１脚
部５０は頂点部分４８から上流へライナ１８と
ほゞ平行に、かつライナ１８と当接係合して延在
する。
ムプレート３２についてのみ行う。しかし、ドー
ムプレート３３についても同様の説明が成立する
ことが理解できるはずである。第１および２図に
示すように、環状ドームプレート３２はほゞＶ字
形断面のもので、頂点部分４８から延在する第１
脚部５０および第２脚部５２を有する。頂点部分
４８は燃焼器ライナ１８に隣接配置され、第１脚
部５０は頂点部分４８から上流へライナ１８と
ほゞ平行に、かつライナ１８と当接係合して延在
する。
第２脚部５２も頂点部分４８から上流へ延在す
るが、こちらは燃焼器ライナ１８と鋭角をなす。
第２脚部５２と頂点部分４８とは一緒に、燃焼領
域２２にさらされる表面６０を形成する。第２図
から明らかなように、環状ドームパネル３４は第
２脚部５２の上流端に取付けられ、複数個の弧状
形状の貫通開口５４を有する。開口５４を介して
燃焼領域２２と空気高圧室４６とを流体連通す
る。高圧室４６内の冷却空気は、開口５４を通過
して表面６０上に流れる。複数個の円周方向に離
間した長溝６２は、第１脚部５０、頂点部分４８
及び第２脚部５２を含むドームプレート３２を通
つてほぼ半径方向に延在し、好ましくは開口５４
と交差する。この構成によれば、高圧室４６から
の冷却空気は、長溝６２にも流れて環状ドームプ
レート３２を冷却する。
るが、こちらは燃焼器ライナ１８と鋭角をなす。
第２脚部５２と頂点部分４８とは一緒に、燃焼領
域２２にさらされる表面６０を形成する。第２図
から明らかなように、環状ドームパネル３４は第
２脚部５２の上流端に取付けられ、複数個の弧状
形状の貫通開口５４を有する。開口５４を介して
燃焼領域２２と空気高圧室４６とを流体連通す
る。高圧室４６内の冷却空気は、開口５４を通過
して表面６０上に流れる。複数個の円周方向に離
間した長溝６２は、第１脚部５０、頂点部分４８
及び第２脚部５２を含むドームプレート３２を通
つてほぼ半径方向に延在し、好ましくは開口５４
と交差する。この構成によれば、高圧室４６から
の冷却空気は、長溝６２にも流れて環状ドームプ
レート３２を冷却する。
長溝６２を設けることで、ドームプレート構体
の円周方向熱膨張がほゞ自由になるので、ドーム
プレート３２にかゝる応力を解除する作用も得ら
れる。その上、長溝６２を流れる冷却空気により
ドームプレート自体の内部の一様でない熱勾配に
基因する応力が軽減される。
の円周方向熱膨張がほゞ自由になるので、ドーム
プレート３２にかゝる応力を解除する作用も得ら
れる。その上、長溝６２を流れる冷却空気により
ドームプレート自体の内部の一様でない熱勾配に
基因する応力が軽減される。
第１図は本発明の改良冷却構造をなす燃焼器ド
ームアセンプリを組込んだガスタービンエンジン
の燃焼器部分を示す断面図、および第２図は第１
図のドームアセンプリ部分を一部破断して示す拡
大斜視図である。 １０……燃焼器アセンプリ、１２，１４……ケ
ーシング、１８，２０……ライナ、２２……環状
燃焼領域、３０……燃焼器ドームアセンプリ、３
２，３３……ドームプレート、３４……ドームパ
ネル、４０，４２……カウリング、４６……入口
高圧室、４８……頂点部分、５０……第１脚部、
５２……第２脚部、５４……開口、６０……表
面、６２……長溝。
ームアセンプリを組込んだガスタービンエンジン
の燃焼器部分を示す断面図、および第２図は第１
図のドームアセンプリ部分を一部破断して示す拡
大斜視図である。 １０……燃焼器アセンプリ、１２，１４……ケ
ーシング、１８，２０……ライナ、２２……環状
燃焼領域、３０……燃焼器ドームアセンプリ、３
２，３３……ドームプレート、３４……ドームパ
ネル、４０，４２……カウリング、４６……入口
高圧室、４８……頂点部分、５０……第１脚部、
５２……第２脚部、５４……開口、６０……表
面、６２……長溝。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 互に半径方向に離間されその間に燃焼領域を
形成する１対の燃焼器ライナと、これらのライナ
間に配置されライナと相まつて燃焼領域の上流端
を形成するドームアセンブリと、前記ドームアセ
ンブリを包囲して燃焼領域より上流に入口高圧室
を画成する入口カウリングとを含むガスタービン
エンジン燃焼器アセンブリに用いられるドームア
センブリにおいて、 頂点部分から延在する第１および第２脚部を有
するほゞＶ字形断面の環状ドームプレートを設
け、前記頂点部分を前記ライナの一方に隣接させ
るとともに前記脚部より下流に配置し、前記第１
脚部を前記頂点部分から上流方向へ、前記一方の
ライナとほゞ平行にかつ当接係合関係で延在さ
せ、前記第２脚部を前記頂点部分から上流方向
へ、前記第１脚部に対して鋭角をなすように延在
させ、前記第２脚部と頂点部分とにより燃焼領域
に露呈する面を形成し、前記ドームプレートに１
個または円周方向に離間した２個以上の長溝を前
記第１脚部、前記頂点部分、前記第２脚部を通つ
てほゞ半径方向に延在するよう設けた、燃焼器ド
ームアセンブリ。 ２ 互に半径方向に離間されその間に燃焼領域を
形成する１対の燃焼器ライナと、これらのライナ
間に配置されライナと相まつて燃焼領域の上流端
を形成するドームアセンブリと、前記ドームアセ
ンブリを包囲して燃焼領域より上流に入口高圧室
を画成する入口カウリングとを含むガスタービン
エンジン燃焼器アセンブリに用いられるドームア
センブリにおいて、 (a) 頂点部分から延在する第１および第２脚部を
有するほゞＶ字形断面の環状ドームプレートを
設け、前記頂点部分を前記ライナの一方に隣接
させるとともに前記脚部より下流に配置し、前
記第１脚部を前記頂点部分から上流方向へ、前
記一方のライナとほゞ平行にかつ当接係合関係
で延在させ、前記第２脚部を前記頂点部分から
上流方向へ、前記第１脚部に対して鋭角をなす
ように延在させ、前記第２脚部と頂点部分とに
より燃焼領域に露呈する面を形成し、前記ドー
ムプレートに１個または円周方向に離間した２
個以上の長溝を前記第１脚部、前記頂点部分、
前記第２脚部を通つてほゞ半径方向に延在する
よう設け、 (b) 前記環状ドームパネルを前記第２脚部の上流
端に取付け、前記ドームパネルには前記長溝と
交差する複数個の貫通開口を設けて前記入口高
圧室と燃焼領域とを流体連通させ、さらに前記
開口は流体を前記開口を経て前記燃焼領域に露
呈する面上に導びくように配設され、前記長溝
が前記開口と交差する燃焼器ドームアセンブ
リ。 ３ 前記開口が弧状形状である特許請求の範囲第
２項記載の燃焼器ドームアセンブリ。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/933,221 US4222230A (en) | 1978-08-14 | 1978-08-14 | Combustor dome assembly |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5538494A JPS5538494A (en) | 1980-03-17 |
| JPS6255571B2 true JPS6255571B2 (ja) | 1987-11-20 |
Family
ID=25463569
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10286579A Granted JPS5538494A (en) | 1978-08-14 | 1979-08-14 | Combustor dome assembly for gas turbine engine |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4222230A (ja) |
| JP (1) | JPS5538494A (ja) |
| CA (1) | CA1116875A (ja) |
| DE (1) | DE2931390A1 (ja) |
| FR (1) | FR2431096B1 (ja) |
| GB (1) | GB2027868B (ja) |
| IT (1) | IT1122424B (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4843825A (en) * | 1988-05-16 | 1989-07-04 | United Technologies Corporation | Combustor dome heat shield |
| US5297385A (en) * | 1988-05-31 | 1994-03-29 | United Technologies Corporation | Combustor |
| US5142871A (en) * | 1991-01-22 | 1992-09-01 | General Electric Company | Combustor dome plate support having uniform thickness arcuate apex with circumferentially spaced coolant apertures |
| US5220786A (en) * | 1991-03-08 | 1993-06-22 | General Electric Company | Thermally protected venturi for combustor dome |
| GB2257781B (en) * | 1991-04-30 | 1995-04-12 | Rolls Royce Plc | Combustion chamber assembly in a gas turbine engine |
| CA2070518C (en) * | 1991-07-01 | 2001-10-02 | Adrian Mark Ablett | Combustor dome assembly |
| US5274995A (en) * | 1992-04-27 | 1994-01-04 | General Electric Company | Apparatus and method for atomizing water in a combustor dome assembly |
| US5271220A (en) * | 1992-10-16 | 1993-12-21 | Sundstrand Corporation | Combustor heat shield for a turbine containment ring |
| US6286302B1 (en) * | 1999-04-01 | 2001-09-11 | General Electric Company | Venturi for use in the swirl cup package of a gas turbine combustor having water injected therein |
| US6952927B2 (en) * | 2003-05-29 | 2005-10-11 | General Electric Company | Multiport dome baffle |
| US7246494B2 (en) * | 2004-09-29 | 2007-07-24 | General Electric Company | Methods and apparatus for fabricating gas turbine engine combustors |
| FR2897417A1 (fr) | 2006-02-10 | 2007-08-17 | Snecma Sa | Chambre de combustion annulaire d'une turbomachine |
| FR2921462B1 (fr) * | 2007-09-21 | 2012-08-24 | Snecma | Chambre de combustion annulaire de moteur a turbine a gaz |
| US20180100437A1 (en) * | 2016-10-10 | 2018-04-12 | General Electric Company | Combustor igniter cooling |
| US11859819B2 (en) | 2021-10-15 | 2024-01-02 | General Electric Company | Ceramic composite combustor dome and liners |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3369363A (en) * | 1966-01-19 | 1968-02-20 | Gen Electric | Integral spacing rings for annular combustion chambers |
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| US3854285A (en) * | 1973-02-26 | 1974-12-17 | Gen Electric | Combustor dome assembly |
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