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JPS6229834A - Combustion chamber for gas turbine engine - Google Patents

Combustion chamber for gas turbine engine

Info

Publication number
JPS6229834A
JPS6229834A JP13166986A JP13166986A JPS6229834A JP S6229834 A JPS6229834 A JP S6229834A JP 13166986 A JP13166986 A JP 13166986A JP 13166986 A JP13166986 A JP 13166986A JP S6229834 A JPS6229834 A JP S6229834A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wall
baffle plate
air
flame
flame tube
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
JP13166986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
マイケル フランシス キヤノン
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.)
RASUTON GAYASU TURBINES Ltd
Original Assignee
RASUTON GAYASU TURBINES Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RASUTON GAYASU TURBINES Ltd filed Critical RASUTON GAYASU TURBINES Ltd
Publication of JPS6229834A publication Critical patent/JPS6229834A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/12Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour characterised by the shape or arrangement of the outlets from the nozzle
    • 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
    • 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
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/36Supply of different fuels
    • 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
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00002Gas turbine combustors adapted for fuels having low heating value [LHV]
    • 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
    • F23R2900/00Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/03041Effusion cooled combustion chamber walls or domes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はガスターヒンエンジン用燃焼器、特に多重バ
ーナ式燃焼器に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to combustors for gas turbine engines, and more particularly to multi-burner combustors.

従来の技術 高効率タービン用のこのような燃焼器は厳しい条件で動
作するため、1200℃の領域にあるガス出口温度に耐
え得なければならない。
BACKGROUND OF THE INVENTION Such combustors for high-efficiency turbines operate under harsh conditions and must be able to withstand gas outlet temperatures in the region of 1200°C.

従って、燃焼システムの性能を余り低下させない、燃焼
器用冷却手段を設ける必要がある。
Therefore, there is a need to provide a cooling means for the combustor that does not significantly degrade the performance of the combustion system.

また、燃焼器に異なる要求を課す、アイドリングと全負
荷との間にある異なるタービン負荷条件を考慮する必要
もある。負荷条件の全体にわたって燃料の燃焼用空気に
対する割合を大きく変える必要があり、負荷が極めて小
さい場合には、非常に低い燃料供給で安定な燃焼を維持
しようとするさいに、問題が生じる。単一燃焼室に多重
バーナを適用すると、この問題に対して部分的な回答を
与えることができる。なぜなら、一部のバーナを完全に
停止させた状態で、残りのバーナに対する燃料供給を合
理的レベルに維持できるからである。
It is also necessary to consider the different turbine load conditions between idle and full load, which impose different demands on the combustor. The need for large variations in the ratio of fuel to combustion air over load conditions creates problems at very low loads when attempting to maintain stable combustion at very low fuel supplies. Applying multiple burners in a single combustion chamber can provide a partial answer to this problem. This is because while some burners are completely stopped, the fuel supply to the remaining burners can be maintained at a reasonable level.

しかし、これは燃料供給システムの複雑な制御を必要と
し、出来るなら、避けたいものである。この「解決方法
」は温度分布をかなり不均一にし、その結果、熱応力を
もたらすため、運転期間が短くなる。このようなr段階
式」燃料供給を適用しない場合には、多重バーナ式構成
には、依然として他の特徴との組み合わせから生じる利
点がある。
However, this requires complex control of the fuel supply system, which is to be avoided if possible. This "solution" results in a highly non-uniform temperature distribution, resulting in thermal stresses and therefore short operating periods. If such "r-staged" fueling is not applied, the multi-burner configuration still has advantages resulting from its combination with other features.

(a)上流入り口を横断して炎管に対して広がる多数の
燃料噴射点が、炎管壁の均一な冷却と合わせて、温度分
布、特にタービン入り口温度分布の良好な制御を可能に
するため、運転期間が長くなる。
(a) because the large number of fuel injection points spread across the upstream inlet and into the flame tube, together with uniform cooling of the flame tube wall, allows good control of the temperature distribution, especially the turbine inlet temperature distribution; , the operating period becomes longer.

(b)多重バーナ式構成が、−火燃焼に供給される圧縮
空気の極めて高い割合と合わせて、窒素酸化物の放出を
大きく抑える条件を与える。
(b) The multi-burner configuration, together with the very high proportion of compressed air supplied to the -fire combustion, provides conditions for greatly suppressing nitrogen oxide emissions.

(。)炎管入り口を横断して均一に分配された多数の燃
料噴射点が、不活性物を含有する低発熱値燃料に対して
優れた燃料/酸化剤混合状態を与える。
(.) A large number of fuel injection points evenly distributed across the flame tube entrance provides excellent fuel/oxidizer mixing conditions for low heating value fuels containing inerts.

添付図面の第1図に示すように、燃焼器壁のかなり大き
な孔を介して燃焼用空気を噴射ゐの形で供給すると共に
、連続的な同心壁部分間の間隙を利用し、これにより膜
冷却空気を導入することによって、低燃料運転条件を制
御し、かつ安定な燃焼を維持しようとする試みが幾つか
為されている。このようにして導入された乱流は、単−
燃料噴射器及び−次空気撹はん器を適用すると、炎の安
定化に役立つが、燃焼器の効率が良く、しかも均一な冷
却の損失を招く。炎管の壁を介して空気を噴射させると
壁面における冷却膜が破壊され、温度にばらつきが出る
ようになる。その結果、熱歪み及び/又は熱腐食が生じ
、炎管の可使時間が短くなる。
As shown in Figure 1 of the accompanying drawings, the combustion air is supplied in the form of jets through fairly large holes in the combustor wall, and the gaps between successive concentric wall sections are utilized, thereby allowing the membrane to Some attempts have been made to control low fuel operating conditions and maintain stable combustion by introducing cooling air. The turbulence introduced in this way is
Application of fuel injectors and secondary air stirrers helps stabilize the flame, but results in loss of efficient yet uniform cooling of the combustor. When air is injected through the wall of the flame tube, the cooling film on the wall is destroyed, causing temperature variations. As a result, thermal distortion and/or hot corrosion occurs, reducing the pot life of the flame tube.

発明の要約 従って、本発明の目的は全運転条件下で効果的な壁冷却
を示すと共に、良好な炎安定性を示し、そしてさらに優
れた燃焼出口温度分布、窒素酸化物の少ない放出、及び
低発熱値燃料を使用した場合でも、優れた燃焼性能を示
す多重バーナ式燃焼器を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to exhibit effective wall cooling under all operating conditions, as well as good flame stability, and furthermore to provide excellent combustion outlet temperature distribution, low emissions of nitrogen oxides, and low nitrogen oxide emissions. It is an object of the present invention to provide a multi-burner type combustor that exhibits excellent combustion performance even when using fuel with a calorific value.

本発明によれば、ガスタービンエンジン用燃焼器は炎管
、複数の燃料噴射器(各噴射器は放射方向成分をもつ燃
料排出路を有すると共に、炎管の軸線に対して横断する
面内に設けられた安定化手段を備えている)、各燃料排
出路を介して送られる噴霧化用空気の軸方向流路を有す
る、上記噴射器及び炎安定化手段の周囲に軸方向に圧縮
空気を送る手段、そして間に環状間隙を介在させた二重
壁を介して炎管にほぼ放射方向内側に圧縮空気を送る手
段からなり、該二重壁が相互に放射方向に整合していな
い小孔を宵しているため、外壁の孔からの空気が衝突し
、そして内壁の孔から空気が流出することによって、内
壁を冷却でき、そして炎管内に形成した空気力学的流れ
パターンに最小の影響を与えるように鎖孔を配列したこ
とを特徴とするものである。
According to the present invention, a combustor for a gas turbine engine includes a flame tube, a plurality of fuel injectors, each injector having a fuel discharge passage with a radial component and extending in a plane transverse to the axis of the flame tube. axially directing compressed air around said injector and flame stabilizing means, with an axial flow path for atomizing air directed through each fuel outlet (with stabilizing means provided); and means for directing compressed air generally radially inwardly into the flame tube through double walls with an annular gap therebetween, the double walls being not radially aligned with each other. The air impinging through the holes in the outside wall and the air flowing out through the holes in the inside wall can cool the inside wall and have minimal impact on the aerodynamic flow pattern formed within the flame tube. It is characterized by having chain pores arranged so as to give.

好ましい態様では、各燃料噴射器は一端が閉鎖され、複
数の放射方向オリフィスを存するノズル、そして該ノズ
ルが突出するバッフル板がらなる。バッフル板には、オ
リフィスに対応するが、その上流側にある位置において
ノズルを取り囲むようにリング状に配置された噴霧化孔
を形成する。このバッフル板は炎管の下流端部に向かっ
て開口する、浅いカップ形状をもち、そして炎安定化領
域に対して閉じ込め壁を形成するものである。
In a preferred embodiment, each fuel injector comprises a nozzle closed at one end and having a plurality of radial orifices, and a baffle plate from which the nozzle projects. The baffle plate is formed with atomization holes arranged in a ring shape so as to surround the nozzle at a position corresponding to the orifice but on the upstream side thereof. The baffle plate has a shallow cup shape that opens toward the downstream end of the flame tube and forms a containment wall for the flame stabilization region.

好ましくは、バッフル板の周囲形状は、これらの間に幅
がほぼ一定の間隙を形成するようになっている。この目
的のために、さらに炎管の壁と複数のバッフル板との間
に堰板を設けることができる。この堰板の輪郭は、各外
側バッフル板の周囲に実質的に均一な空気供給路を与え
るようになっている。好ましくは、バッフル板は六角形
で、ハニカム状に配置される。
Preferably, the peripheral shape of the baffle plates is such that a gap of substantially constant width is formed between them. For this purpose, a weir plate can also be provided between the flame tube wall and the baffle plates. The profile of the dam plate is such as to provide a substantially uniform air supply path around each outer baffle plate. Preferably, the baffle plates are hexagonal and arranged in a honeycomb configuration.

好ましくは、燃料噴射器は炎管の上流側にある燃料マニ
ホルド板がら片持ち方式で取り付けるようにする。この
ようにすると、炎管の開口内の燃料噴射器及び対応する
バッフル板が熱の影響を受けて自由に移動できる。
Preferably, the fuel injectors are cantilevered from the fuel manifold plate upstream of the flame tube. In this way, the fuel injector and the corresponding baffle plate within the flame tube opening are free to move under the influence of heat.

好ましくは、各燃料噴射器は液体燃料及び気体燃料用の
それぞれ別なダクトからなり、2種類の燃料を選択する
手段を設ける。また、水を噴射する手段も設けることが
できる。
Preferably, each fuel injector comprises separate ducts for liquid and gaseous fuels, and means are provided for selecting between the two types of fuel. Additionally, means for spraying water may also be provided.

隣接バッフル板は、連結されたバッフル仮の少なくとも
一方に対して自由に移動できる遮風ストリップ部材によ
って相互に連結することができる。これら遮風ストリッ
プ部材は隣接噴射器とバッフル板との間において炎の広
がりを助けるらのである。
Adjacent baffle plates may be interconnected by a wind shield strip member that is freely movable relative to at least one of the connected baffle plates. These windshield strip members assist in the spread of the flame between adjacent injectors and baffle plates.

噴霧化孔の外に、多数の孔を各バッフル板に形成して、
空気をバッフル板の炎側に流入させると共に、炭素析出
物の生成を防止し、混合物の通気をさらに良好にするこ
とかできる。
Besides the atomization holes, a number of holes are formed in each baffle plate,
It is possible to allow air to flow into the flame side of the baffle plate, prevent the formation of carbon precipitates, and further improve ventilation of the mixture.

まfコ、好ましくは、噴霧化孔を通る空気の割合を燃焼
器に送られ全空気の10%に制限するようにする。
Preferably, the proportion of air passing through the atomization holes is limited to 10% of the total air sent to the combustor.

またさらに、バッフル板に、そしてこれらの間に供給さ
れる空気の割合を燃焼器に供給される全空気の70%−
90%にすると共に、炎管を冷却するために供給する空
気の割合を燃焼器に供給される全空気の10%−30%
にしてもよい。
Still further, the proportion of air supplied to and between the baffle plates is set at 70% of the total air supplied to the combustor.
90% and the proportion of air supplied to cool the flame tube to 10%-30% of the total air supplied to the combustor.
You can also do this.

炎管内壁の孔の全横断面積は炎管外壁の孔のそれよりも
大きい。
The total cross-sectional area of the holes in the inner wall of the flame tube is larger than that of the holes in the outer wall of the flame tube.

発明の好適な実施態様の説明 以下、添付図面について本発明によるガスターヒンエン
ジン用の燃焼器を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION A combustor for a gas star engine according to the invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

第1図に示す従来の燃焼器においては、チューブが一連
の同軸シリンダ−1,2,3,4及び5からなり、壁を
冷却する空気膜を形成するように、各隣接シリンダー間
には狭いスロットを形成する。一つの燃料噴射器7が燃
料を噴霧化し、そして周囲の一次空気撹はん器9が放射
状に流入する空気に乱流を付与する。炎管シリンダー2
及び3の比較的大きな孔IIによって二次燃焼用空気を
炎管に噴射するが、これが−火成はん器からの流出流れ
と一緒になって、燃焼混合物の流れに乱流を付与する。
In the conventional combustor shown in Figure 1, the tube consists of a series of coaxial cylinders - 1, 2, 3, 4 and 5, with narrow spaces between each adjacent cylinder to form an air film that cools the walls. Form a slot. A single fuel injector 7 atomizes the fuel and a surrounding primary air stirrer 9 imparts turbulence to the radially incoming air. flame tube cylinder 2
and 3 relatively large holes II inject secondary combustion air into the flame tube, which, together with the outflow flow from the igniter, imparts turbulence to the flow of the combustion mixture.

シリンダー・1及び5の孔I2および13により、希釈
用空気を導入して、これによって燃料の燃焼を完全にす
ると共に、平均ガス温度をタービンにとって許容できる
レベルまで低下させる。炎管を横断して流入するこれら
各種空気噴射流か、上記したように、冷却膜を乱し、熱
歪みを引き起こす。これは、デユープ壁間の必要に大き
な圧力降下によってさらに悪化する。
Holes I2 and 13 in cylinders 1 and 5 introduce dilution air to complete the combustion of the fuel and reduce the average gas temperature to a level acceptable to the turbine. These various air jets flowing across the flame tube disturb the cooling film and cause thermal distortion, as described above. This is further exacerbated by the necessarily large pressure drop between the duplex walls.

第2図は本発明による燃焼器の一例を示す部分側面図で
ある。炎管は内壁I7から半径方向に離間している外壁
15からなる。外壁は単一の均一な同心シリンダーであ
り、それぞれ第7図について述べるように孔を有してい
る。したがって、従来の燃焼器のそれに比べて、炎管は
製造か容易である。
FIG. 2 is a partial side view showing an example of a combustor according to the present invention. The flame tube consists of an outer wall 15 radially spaced from an inner wall I7. The outer walls are a single uniform concentric cylinder, each having apertures as described with respect to FIG. Therefore, the flame tube is easier to manufacture than that of conventional combustors.

19の燃料噴射器10を燃料マニホルドプレート21に
取り付ける。(図示しない)別な実施態様では、噴射器
は別なAす性支持部材に取り付ける。ボルト23により
塩プレート(第6図に図示)を支持し、次ぎにこのプレ
ートを炎管開口のフランツ(図示せず)にボリトによっ
て固定する。燃料噴射ノズル25は炎管開口内の横断面
に位置するように設ける。
19 fuel injectors 10 are attached to the fuel manifold plate 21. In another embodiment (not shown), the injector is attached to a separate support member. Bolts 23 support the salt plate (shown in FIG. 6), which is then secured by bolts to the flanges (not shown) of the flame tube opening. The fuel injection nozzle 25 is provided so as to be located in a cross section within the flame tube opening.

一つの短いシリンダー27により案内ギャップを形成し
、これを壁冷却膜の起点とする。このシリンダーはまた
炎管の開口内にも取り付けておく。
One short cylinder 27 forms a guiding gap, which serves as the starting point for the wall cooling film. This cylinder is also installed within the opening of the flame tube.

第3図は実物大の2倍のスケールで一つの燃料噴射器の
要部を詳細に示す図である。この噴射器は液体燃料中心
管3Iを内蔵する管状本体29から構成する。液体燃料
(オイル)は中心管3Iの中心に沿って、また気体状燃
料は29と31との間の環状隙間に沿って送る。弁(図
示せず)により、気体燃料・液体燃料の選択を制御する
FIG. 3 is a diagram showing the main parts of one fuel injector in detail on a scale twice the actual size. The injector consists of a tubular body 29 containing a central liquid fuel tube 3I. Liquid fuel (oil) is routed along the center of the central tube 3I and gaseous fuel is routed along the annular gap between 29 and 31. A valve (not shown) controls the selection of gaseous and liquid fuel.

ノズル端部33は遮熱材として働(耐火金属のディスク
35によって密封・被覆する。ノズルの端部に隣接して
6個のオリフィス37を放射状に設けて、加圧燃料の出
口を形成する。本体29の壁に形成したオリフィス37
に中心管3Iの6つの孔39を整合させる。オイルを選
択・使用した場合には、このオイルは中心41に沿って
噴射流として流れ、孔39及び環状隙間を介してオリフ
ィス37から放射状に排出される。燃料噴射器の、オリ
フィス37のちょうど上流側に浅いカップ状のバッフル
板44を設ける。この“カヅブ°は下流方向に(第3図
左側及び第2図左側に)開口している。第4図に図示す
るように、このバッフル板は「端対端の関□係」からみ
れば形状が六角形である。この実施態様では、バッフル
板は2つの部分、即ち、噴射器本体29と一体化された
円形フランジ43とリベット47によりフランジに固定
された六角環状体45とから構成されている。
The nozzle end 33 serves as a heat shield (sealed and covered by a refractory metal disc 35). Six orifices 37 are provided radially adjacent the nozzle end to provide an outlet for the pressurized fuel. Orifice 37 formed in the wall of main body 29
The six holes 39 of the central tube 3I are aligned. If oil is selected and used, it flows as a jet along the center 41 and exits radially from the orifice 37 via the hole 39 and the annular gap. A shallow cup-shaped baffle plate 44 is provided just upstream of the orifice 37 of the fuel injector. This baffle plate opens downstream (to the left in Figure 3 and to the left in Figure 2).As shown in Figure 4, this baffle plate is The shape is hexagonal. In this embodiment, the baffle plate consists of two parts: a circular flange 43 that is integral with the injector body 29 and a hexagonal ring 45 that is secured to the flange by rivets 47.

フランジ43には、噴射器本体29に近接して、かつ放
射状に設けた燃料オリフィス37に整合して6つの軸向
孔49を形成する。これら軸向孔49を介して噴霧化空
気の噴射流がオリフィス37からの燃料の噴射流を遮断
する。液体燃料の噴霧化は液体/空気噴射流の相互作用
により生じるため、供給燃料の圧力に対する条件は従来
の撹はん器−噴射圧アトマイザ−に必要な条件よりもか
なり低い。
Flange 43 is formed with six axial holes 49 adjacent to injector body 29 and aligned with radially disposed fuel orifices 37 . The jet flow of atomized air through these axial holes 49 interrupts the jet flow of fuel from the orifice 37 . Since atomization of liquid fuel occurs through the interaction of liquid/air jet streams, the requirements for the pressure of the supplied fuel are considerably lower than those required for conventional stirrers - injection pressure atomizers.

この実施例の改変例では、バッフル板44を一体化して
形成し、これを溶接か他の手段により噴射器本体29に
固着する。
In a modification of this embodiment, baffle plate 44 is integrally formed and secured to injector body 29 by welding or other means.

燃料噴射器はその後端を燃料マニホルド板21から片持
ち方式により取り付ける。
The fuel injector is cantilevered at its rear end from the fuel manifold plate 21.

第4図は、カップ状バッフル板44の方にみた、第3図
の燃料噴射器の下流面を示す図である。
4 is a view of the downstream side of the fuel injector of FIG. 3, looking toward the cup-shaped baffle plate 44. FIG.

噴霧化用軸向孔49に加えて、バッフル板44には、多
数の空気孔の設ける。大きさが噴震化用孔49のほぼ半
分である、リング状に配列した孔51はリベット47と
同じ面内にある。
In addition to the atomization axial holes 49, the baffle plate 44 is provided with a number of air holes. The holes 51 arranged in a ring shape, which are approximately half the size of the eruption forming holes 49, are located in the same plane as the rivets 47.

同じ大きさのさらに別な孔53を六角形の角部に形成し
、そしてさらに48の小さな孔55をバッフル板の周囲
に六角形状に設ける。
Additional holes 53 of the same size are formed in the corners of the hexagon, and 48 smaller holes 55 are provided in a hexagonal configuration around the baffle plate.

第5図はバッフル板44の一部を大きなスケールで示す
と共に、第4図には示していないさらに2つのリング状
に設けた小さな孔57を示す図である。
FIG. 5 shows a part of the baffle plate 44 on a large scale, and also shows two ring-shaped small holes 57, which are not shown in FIG.

番孔51,53.55及び57はバッフル板の領域内に
おける燃料に通気し、モしてバッフル板の面に部分燃焼
炭素が付着するのを防止するように作用する。
The holes 51, 53, 55 and 57 serve to vent the fuel in the area of the baffle plate and thus prevent partially burned carbon from depositing on the surface of the baffle plate.

第6図は上流側から各バーナモジュール19をみた、燃
焼器を示す(右半分)図である。これらモジュールはハ
ニカム状に配置し、燃焼用空気の流路を形成するように
、隣接バッフル板間に均一な間隙を設けているため、各
バッフルの周囲を完全に囲む一次空気の量及び流れが均
一になり、コンプレッサーの出力及び燃料の流量を知る
ことができ、また計算できる。
FIG. 6 is a (right half) view of the combustor, looking at each burner module 19 from the upstream side. These modules are arranged in a honeycomb configuration with uniform spacing between adjacent baffle plates to form a flow path for combustion air, ensuring the amount and flow of primary air completely surrounding each baffle. It becomes uniform and the compressor output and fuel flow rate can be known and calculated.

各噴射器及びバッフル板体の縁部における各バッフル板
の周囲において空気の流れを均一に維持するために、バ
ッフル板44と同じ面内に堰板61を設けて、周囲バッ
フル板と炎管の壁との間に生じる不規則な間隙の位置部
を密閉するようにする。堰板61の形状及び寸法は、隣
接バッフル板間隙幅のほぼ半分の間隙63が残されるよ
うになっているため、間隙の一方の側において要求され
る空気の量を減らすことができる。従って、各バッフル
板の周囲には、均一な空気流路が形成する。
In order to maintain uniform air flow around each baffle plate at the edge of each injector and baffle plate, a weir plate 61 is provided in the same plane as the baffle plate 44 to separate the peripheral baffle plate and the flame tube. Make sure to seal any irregular gaps that may occur between the wall and the wall. The shape and dimensions of the weir plate 61 are such that it leaves a gap 63 approximately half the width of the gap between adjacent baffle plates, thereby reducing the amount of air required on one side of the gap. Therefore, a uniform air flow path is formed around each baffle plate.

堰板はボルト23により支持するが、このボルトは噴射
器の長さだけ延長し、燃料マニホルド板2に固定されて
いる。この堰板自体は炎管の開口のフランジに中心65
においてボルトにより固定される。外周バッフル板の全
周囲において空気流路が均一になるように、第7図に示
す如く、下流側に向けて堰板61の縁部を一ヒ向きにす
る。堰板は小さな孔を設けて、冷却するようにしてもよ
い。
The weir plate is supported by bolts 23 which extend the length of the injector and are secured to the fuel manifold plate 2. This weir plate itself is located at the center 65 at the flange of the flame tube opening.
It is fixed with bolts. As shown in FIG. 7, the edge of the weir plate 61 is oriented toward the downstream side so that the air flow path is uniform around the entire circumference of the outer baffle plate. The weir plate may be provided with small holes for cooling.

この実施態様の特徴はその構造によりバッフル板間に炎
が広がるようにしている点にある。
A feature of this embodiment is that its construction allows the flame to spread between the baffle plates.

遮風ストリップとして作用する金属67のストリップを
、バーブフル板開口の面内において隣接バッフル板の対
向縁部門に延長形成する。このストリップは一端をバッ
フル板に溶接するが、その対向するバッフル板に対して
相対的に自由に移動できるようになっている。操作時、
このストリップの下a側に低圧領域を形成させ、これに
よって炎を言わば「ブリソノ」を横断させて、次のバー
ナの炎に衝突させる。この構造の重要な特徴は結合バッ
フル板間にあるストリップか発生ずるいかなる熱的力を
も抑える点にある。従って、バッフル板は片持ち式取り
付けにおいて自由にr浮動」する。
A strip of metal 67, which acts as a windshield strip, is formed extending in the plane of the barbed full plate opening to the opposite edge section of the adjacent baffle plate. The strip is welded to the baffle plate at one end, but is free to move relative to its opposing baffle plate. During operation,
A low-pressure area is created on the lower side of this strip, which causes the flame to cross the "brisono" so to speak and impinge on the flame of the next burner. An important feature of this construction is that it suppresses any thermal forces generated by the strips between the bonding baffle plates. The baffle plate is therefore free to float in the cantilevered mounting.

なお、例えば、バッフル板壁に設けたスロットにストリ
ップ端を挿入し、これを壁内にお0てねじることによっ
て、各ストリップを壁内に取り込んで、端部を固着しな
いようにしてもよい。
It should be noted that each strip may be brought into the wall to avoid binding the ends, for example by inserting the strip ends into slots in the baffle plate wall and twisting them into the wall.

(図示しない)別な実施態様では、バッフルを噴射器に
固着せずに、バッフル構成体を一体的なディスクとして
与える(個々のバッフルは遮風ストリップにより相互に
取り付ける)と共に、場合によっては、熱の作用下にお
いて限られた自由度で移動できる適当な手段、例えば、
大きめのスロット内で滑動する突出部材により堰板を介
して、炎管に連結する。各バッフルの中心孔に十分なク
リアランスを持って噴射器ノズルを挿入できるため、熱
的に移動させることができる。この実施例の利点は噴射
器を抜き出して定期的にクリーニングを行ったり、又こ
れを交換することが容易な点にある。
In another embodiment (not shown), the baffle is not affixed to the injector, but the baffle arrangement is provided as an integral disk (individual baffles are attached to each other by wind shield strips) and, in some cases, thermal suitable means capable of moving with limited degrees of freedom under the action of, e.g.
It is connected to the flame tube via a weir plate by a protruding member that slides within a larger slot. The injector nozzle can be inserted into the center hole of each baffle with sufficient clearance to allow for thermal transfer. An advantage of this embodiment is that the injector can be easily removed for periodic cleaning or replacement.

次に第7図について説明すると、この図に示した3つの
バーナからなる燃焼器は前に説明した燃焼器よりも小さ
なエンジンに好適である。
Referring now to FIG. 7, the three burner combustor shown in this figure is suitable for smaller engines than the previously described combustors.

ごこても同様に、燃料マニホルド21に燃料噴射器29
及びバッフル板4 =1を取り付ける。萌に説明した燃
焼器と同様に、二重壁構造の炎管7Iの内蔵する燃焼器
のシリンダー状ケーンング69のフランジにホルトによ
ってマニホルド板21を固定する。
Similarly, the fuel injector 29 is attached to the fuel manifold 21.
and attach baffle plate 4 =1. Similar to the combustor described in Moe, the manifold plate 21 is fixed by a bolt to the flange of the cylindrical caning 69 of the combustor built in the double-walled flame tube 7I.

同様に、バッフル板44及び堰板61を取り付けて、バ
ッフル板44の周囲及びそれを介する一次空気流路を与
える。(図示しない)コンプレッサーによって燃焼用空
気を供給し、この空気を外側ケーシング69内に沿って
送り、次に向きを反転させて、炎管に送る。
Similarly, baffle plate 44 and dam plate 61 are installed to provide a primary air flow path around and through baffle plate 44. Combustion air is provided by a compressor (not shown) and is directed along the outer casing 69 and then reversed and directed to the flame tube.

炎管71の外壁15には、その表面を瓜って多数の小さ
な孔を設ける。炎管の内壁17にもまた多数の孔を設け
る。この実施例では、ただし、内壁対外壁の横断面積比
がほぼ4・1である。従って、外壁15を横断する圧力
降下は内壁17に比較して極めて大きい。これは、外側
の冷却壁がより大きな圧ツノに耐えることができるため
、望ましいことである。加えて、これら2つの壁に使用
する材料を異なる操作条件に合わせることができる。即
ち、外壁を圧力応力に耐え得るようにし、そして内壁を
熱応力に耐え得るようにできる。第8図について、壁の
冷却をさらに詳しく説明する。なお、第7図及び第8図
においては、図示を明確にするために、小さな孔を拡大
して描いである。また、内壁に対する環状間隙も拡大し
て示しである。例えば、この間隙は衝突孔の直径の3倍
である。上流端のみおいて内外壁を固着し、下流端は比
較的自由に熱的に移動できるようにしである。
The outer wall 15 of the flame tube 71 is provided with a large number of small holes in its surface. The inner wall 17 of the flame tube is also provided with a number of holes. In this embodiment, however, the cross-sectional area ratio of the inner wall to the outer wall is approximately 4.1. Therefore, the pressure drop across the outer wall 15 is extremely large compared to the inner wall 17. This is desirable because the outer cooling wall can withstand larger pressure points. In addition, the materials used for these two walls can be adapted to different operating conditions. That is, the outer wall can be made to withstand pressure stresses, and the inner wall can be made to be able to withstand thermal stresses. With reference to FIG. 8, wall cooling will be explained in more detail. In addition, in FIGS. 7 and 8, small holes are enlarged for clarity of illustration. The annular gap relative to the inner wall is also shown enlarged. For example, this gap is three times the diameter of the impingement hole. The inner and outer walls are fixed only at the upstream end, and the downstream end is allowed to move relatively freely thermally.

さらに別な実施態様(図示什ず)では、内外壁間の実質
的に均一な環状間隙を軸方向及び/又は円周方向に分割
して、異なる冷却域を形成し、これに異なる冷却空気圧
力を作用させる。
In yet another embodiment (not shown), the substantially uniform annular gap between the inner and outer walls is divided axially and/or circumferentially to form different cooling zones that are provided with different cooling air pressures. to act.

仕切り板を一方の壁にのみ固定し、仕切り板の先端と対
向端との間にクリアランスを設けることによって、壁間
の相対的自由を相殺せずに壁の間に仕切り板を設ける。
By fixing the partition plate to only one wall and providing a clearance between the tip and the opposite end of the partition plate, the partition plate is provided between the walls without canceling out the relative freedom between the walls.

自由に伸縮する継ぎ手によって炎管71に中間抱くと7
7を接続する。この中間ダクトは冷却孔のない単壁ダク
トである。あるいは、中間抱くと77は通常の方法で冷
却してもよいし、又は炎管15及び17に対してのと同
様な宵孔単壁構造によって冷却してもよい。
When held in the middle of the flame tube 71 by a joint that expands and contracts freely, 7
Connect 7. This intermediate duct is a single wall duct without cooling holes. Alternatively, the intermediate cap 77 may be cooled in conventional manner or by a single-walled vigil construction similar to that for flame tubes 15 and 17.

冷却リング27が内壁17に生じる冷却膜の起点である
The cooling ring 27 is the starting point of the cooling film formed on the inner wall 17.

第8図は燃焼混合物に生じる流れパターンと共に、外側
バーナ19(第7図の場合には3つのバーナいずれか一
つ)の領域における燃焼器の断面を詳細に示す図である
FIG. 8 shows in detail a cross-section of the combustor in the area of the outer burner 19 (in the case of FIG. 7, one of the three burners), together with the flow pattern occurring in the combustion mixture.

特定の運転例では、図示の流れパターンが得られる。液
体噴射器の中心管31に供給された液体燃料は孔37か
ら放射噴射流として出る。
In certain operating examples, the flow patterns shown are obtained. The liquid fuel supplied to the central tube 31 of the liquid injector exits from the hole 37 as a radial jet.

簡潔を期すために、6つの噴射流のうち一つのみを図示
しである。外側オリフィス37から出た噴射流は直ちに
バッフル板44の孔49からの空気の軸向噴射流によっ
て噴霧化され、そして図示されていない手段によって点
火される。
For the sake of brevity, only one of the six jets is shown. The jet emerging from the outer orifice 37 is immediately atomized by an axial jet of air from the holes 49 in the baffle plate 44 and ignited by means not shown.

これは燃料噴霧化領域Aで生じる。噴射器のさらに別な
ダクトによって水を噴射してもよい。
This occurs in the fuel atomization region A. The water may be injected by further ducts of the injector.

次に、噴霧化された燃料/空気混合物は分割された流路
に沿って流れる。即ち、図示のように、一つの流路は反
時計方向に回転して、バッフル板の方に進み、そしてバ
ッフルのカップ形状に閉じ込められる、炎安定化領域と
呼ばれる領域Sを形成する。一方、もうひとつの流路は
時計方向に回転して、下流方向に進み、そして比較的大
きな領域C9即ち主燃焼領域を形成する。この主燃焼領
域への空気は大部分がバッフル板44周囲の間隙59か
ら供給される。この場合、燃焼過程の完結及び対流混合
による高温ガスの希釈は希釈領域りで生じる。希釈領域
には別に希釈用空気を供給しない。
The atomized fuel/air mixture then flows along the divided flow paths. That is, as shown, one flow path rotates counterclockwise toward the baffle plate and forms a region S, called the flame stabilization region, which is confined by the cup shape of the baffle. Meanwhile, the other flow path rotates clockwise and proceeds in the downstream direction, forming a relatively large area C9, ie, the main combustion area. Most of the air to this main combustion area is supplied from the gap 59 around the baffle plate 44. In this case, completion of the combustion process and dilution of the hot gas by convective mixing takes place in the dilution region. Dilution air is not separately supplied to the dilution area.

明らかに、流れパターンは燃料噴射器の軸線臂を中心に
して対称的である。というのは、放射方向の燃料噴射流
が噴射器を中心にして均一に離間され、そしてバッフル
板を通り、かつこの周囲に流れる空気をギャップ59に
よって均一化されているためである。このような文脈に
おいて、「時計方向」及びr反時計方向」の意味を了解
すべきである。
Apparently, the flow pattern is symmetrical about the axial arm of the fuel injector. This is because the radial fuel injection stream is evenly spaced around the injector and the air flowing through and around the baffle plate is homogenized by the gaps 59. In this context, the meaning of "clockwise" and "counterclockwise" should be understood.

第7図及び第8図に示すように、炎管の冷却が生じる。Cooling of the flame tube occurs as shown in FIGS. 7 and 8.

外壁15は、比較的大きな圧力降下をもたらし、そして
内壁17に冷却空気の噴射流を衝突させて、これを冷却
する、かなり多数の小孔で実質的に覆う。この実施例で
は、内壁にも外壁の約4倍の全孔面積をもつ多数の孔を
形成する。従って、内壁を横断して生じる圧力降下は、
外壁のそれに比較して、はぼ1/16である。所望の全
横断孔面積を得るために、異なる大きさ及び異なる数の
孔を用いることかできる。内外壁の孔は、それぞれが相
互に整合せvlそして内壁の外面への衝突作用が強制対
流冷却を与えるように、位置決めする。内壁及びその小
孔を横断する圧力降下が小さい場合、流出冷却(eff
’usion cooling)が起きる。低速度で内
壁から出る冷却空気は内面に付着し、高温動作ガスの流
れに取り込まれて、連続的な冷却膜を与える。リング2
7は、炎管の開口内において内壁から離して設けた短い
シリンダーである。これが冷却膜の起点である。
The outer wall 15 is substantially covered with a large number of small holes which provide a relatively large pressure drop and allow jets of cooling air to impinge on and cool the inner wall 17. In this embodiment, a large number of holes are also formed in the inner wall with a total hole area about four times that of the outer wall. Therefore, the pressure drop across the inner wall is
Compared to that of the outer wall, it is about 1/16th the size. Different sizes and numbers of holes can be used to obtain the desired total cross-sectional pore area. The holes in the inner and outer walls are each positioned so that they are mutually aligned vl and impingement on the outer surface of the inner wall provides forced convective cooling. If the pressure drop across the inner wall and its pores is small, effluent cooling (eff
'usion cooling) occurs. Cooling air exiting the inner wall at low velocity adheres to the inner surface and is entrained in the flow of hot working gas to provide a continuous cooling film. ring 2
7 is a short cylinder located within the opening of the flame tube and away from the inner wall. This is the origin of the cooling film.

(図示しない)別な実施態様では、壁I7の第1上流流
出孔を省略し、冷却膜の起点を堰板の孔によって供給さ
れる軸向き空気から得る。
In another embodiment (not shown), the first upstream outlet hole in wall I7 is omitted and the cooling film originates from the axial air supplied by the holes in the weir plate.

いずれの場合にも、炎管の二重壁を通る冷却空気は炎管
内の燃焼混合物の流れパターンに無視できる程度の影響
を与えるにしか過ぎない。
In either case, the cooling air passing through the double wall of the flame tube has only a negligible effect on the flow pattern of the combustion mixture within the flame tube.

このような全衝突・流出冷却法の大きな効果のひとつは
、炎管の温度分布がより一層均−に維持できる点にある
。しかし、−火燃焼に前に使用された、炎管壁を介して
供給された空気の横断噴射流もまた炎の安定化に役立つ
One of the major effects of this all-impingement/outflow cooling method is that the temperature distribution in the flame tube can be maintained more evenly. However, the cross-jet flow of air supplied through the flame tube wall, used before the fire combustion, also serves to stabilize the flame.

連続膜冷却を適用すると、この利点はなくなるけれども
、前に説明したように、バッフルの下流側において、多
数の放射方向噴射流を介して空気を軸方向に噴霧化する
ことによって、炎安定(ヒ(域Sを形成し、これによっ
て、例えば負荷のかかっていないアイドリング時に適用
できるように、高い燃料/空気比を極めて弱い混合比に
低下できる。
Applying continuous film cooling eliminates this advantage, but flame stabilization can be achieved by atomizing the air downstream of the baffle axially via multiple radial jets, as previously discussed. (formation of region S, by which high fuel/air ratios can be reduced to very weak mixing ratios, as can be applied, for example, during unloaded idling).

さらに、上記実施例では、横断方向又は接戦方向の空気
噴射流によって達成された混合及び希釈はバッフル板体
に供給された空気の均一な分布によって得られる。この
場合、空気はバッフル板間の間隙59及び反炭素通気・
噴霧化孔を通って軸向きに炎管の開口に流入する。
Furthermore, in the embodiments described above, the mixing and dilution achieved by the transverse or tangential air jets is obtained by the uniform distribution of the air supplied to the baffle plates. In this case, air flows through the gap 59 between the baffle plates and the anti-carbon ventilation
It flows axially through the atomization hole and into the flame tube opening.

本発明によれば、極めて高い燃焼温度が得られる。また
、1n記特徴を組み合わせると、燃料は従来の設計に比
較してより多くの酸素を「みる(see)Jことができ
る。特に、気体燃料を用いた場合に得られる不随的な利
点は、従来の設計に比較して、軸向き長さの短い炎管を
使用できる点にある。本発明は特に低BTU気体燃料に
好適である。
According to the invention, extremely high combustion temperatures can be obtained. Additionally, the combination of features listed above allows the fuel to "see" more oxygen than with conventional designs. Compared to conventional designs, a flame tube with a shorter axial length can be used.The invention is particularly suitable for low BTU gaseous fuels.

また、本発明によれば、冷却に必要な空気の量をかなり
低減でき、希釈用軸方向流路により多くの空気を秘用で
き、しかも窒素酸化物の放出iF1を抑えることができ
る上に、温度分布を制御できる。さらに、試験では発煙
量の少ない。
Further, according to the present invention, the amount of air required for cooling can be significantly reduced, more air can be used in the axial flow path for dilution, and nitrogen oxide release iF1 can be suppressed. Temperature distribution can be controlled. In addition, it produced less smoke in tests.

第8図の実施態様のひとつの運転例では、空気の分布は
次の通りであった。主要部分、即ち59%の空気がバッ
フル板間の間隙59を通った。14%の空気が炎管壁を
通って衝突及び冷却に供された。9%の空気かバッフル
板51.53及び55を通って流れた。6%の空気が噴
霧化孔49を通って流れた。0.9%の空気がシリンダ
ー27によって形成された膜冷却間隙から流れた。そし
て、0.7%の空気が堰板69の流出冷却に供された。
In one example operation of the embodiment of FIG. 8, the air distribution was as follows. A major portion of the air, ie 59%, passed through the gap 59 between the baffle plates. 14% of the air passed through the flame tube wall for impingement and cooling. 9% of the air flowed through baffle plates 51, 53 and 55. 6% air flowed through the atomization holes 49. 0.9% air flowed from the film cooling gap formed by cylinder 27. Then, 0.7% of the air was used for outflow cooling of the weir plate 69.

残部は第7図に示した中間ダクト77の流出冷却に使用
された。
The remainder was used for cooling the intermediate duct 77 shown in FIG.

本発明の長所がなくならない限り、これら割合は勿論あ
る程度まで変えることができる。噴霧化空気は10%の
上限内に保持することができる。バッフル板間の間隙5
9を通る空気の割ゞ合は50−80%の範囲内に維持で
き、また炎管の衝突・流出冷却に使用される空気の量は
最大で30%に保持することが可能である。
These proportions can, of course, be varied to a certain extent without detracting from the advantages of the present invention. Atomizing air can be kept within a 10% upper limit. Gap between baffle plates 5
The proportion of air passing through 9 can be maintained in the range 50-80%, and the amount of air used for impingement and outflow cooling of the flame tube can be kept at a maximum of 30%.

本明細書では、便宜的にr空気」なる用語を使用したが
、空気は最も一般に用いられる酸化剤であり、従って、
必要に応じて、他の気体状酸化剤、あるいは冷却剤も使
用できる。
Although the term "air" is used herein for convenience, air is the most commonly used oxidizing agent, and therefore,
Other gaseous oxidants or coolants can also be used if desired.

irf記実施態様では、六角形のバッフル板を用いたが
、バッフル板間の間隙か完全に均一でなくても、同じよ
うな結果を円形あるいは他の形状のバッフル板を用いて
得ることができる。
Although the embodiment described in IRF uses hexagonal baffle plates, similar results can be obtained using circular or other shaped baffle plates even if the gaps between the baffle plates are not completely uniform. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、単−燃料噴射器及び分割炎管を用いた従来の
管状燃焼器の横断面図であり、第2図は、本発明による
多重バーナ式燃焼器の一部断面図であり、 第3図は、第2図よりも大きなスケールで燃料噴射器及
びバッフルの要部を示す断面図であり、 第4図は、ヒ流側にみた、第3図と同スケールで示した
バーナモジュールの端面図であり、第5図は第4図の要
部を示す拡大図であり、第6図は、全構成における19
の燃料噴射器及びバッフルの内半分を示す燃焼器の半分
を示す端面図であり、 第7図は、燃焼器の出口ダクト及び外側ケーシングを示
す3個のナーナからなる燃焼器を示す概略断面図であり
、そして、 第8図は、燃焼混合物の燃料/空気成分の流路を示す、
炎管開口内における燃料噴射ノズルの概略断面図である
。 15.17−−−炎管 19−−−−−一噴射器 25−−−−−−ノズル 37−−−−−−オリフイス 44−−−−−−バッフル板 49−−−−−一噴霧化孔 4/1.−−−−−一堰板
FIG. 1 is a cross-sectional view of a conventional tubular combustor using a single fuel injector and a segmented flame tube, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a multi-burner combustor according to the present invention. Fig. 3 is a sectional view showing the main parts of the fuel injector and baffle on a larger scale than Fig. 2, and Fig. 4 is a burner module shown on the same scale as Fig. 3, viewed from the flow side. FIG. 5 is an enlarged view showing the main part of FIG. 4, and FIG. 6 is an end view of 19 in the entire configuration.
7 is a schematic cross-sectional view of a three-nana combustor showing the combustor outlet duct and outer casing; FIG. and FIG. 8 shows the flow path of the fuel/air component of the combustion mixture.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a fuel injection nozzle within a flame tube opening; 15.17---Flame tube 19---One injector 25------ Nozzle 37------ Orifice 44---Baffle plate 49---One spray Kahole 4/1. −−−−−One dam board

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)二重壁炎管(15、17)と、そしてそれぞれが
複数の燃料排出オリフィス(37)をもつノズル(25
)を有し、そして炎管(15、17)の軸線を横断する
面内に配列された炎安定化手段を備えた、炎管(15、
17)内に設けられた複数の燃料噴射器(19)とから
なり、該安定化手段がノズル(25)が突出するバッフ
ル板(44)からなるガスタービンエンジン用の燃焼器
において、 各バッフル板に、オリフィス(37)に対応するが、そ
の上流側にある位置においてノズル(25)を取り囲む
ように、リング状に配置された噴霧化孔(49)を形成
し、運転時に圧縮空気を噴射器(19)及びバッフル板
(44)周囲に、噴霧化孔(49)を介して送り、少な
くとも一部が放射状になっている、オリフィス(37)
からの燃料排出路を遮断するようにしたことを特徴とし
、そして、 該バッフル板(44)が炎管(15、17)の下流端部
に向かって開口する、浅いカップ形状をもち、そして炎
安定化領域に対して閉じ込め壁を形成することを特徴と
し、そして更に、運転時に、間に環状間隙を有する該二
重壁を介して炎管にほぼ放射方向内側に圧縮空気を送る
ようにし、該二重壁が相互に放射方向に整合していない
小孔を有しているため、外壁(15)の孔からの空気が
衝突し、そして内壁(17)の孔から空気が流出するこ
とによって、内壁(17)を冷却できるようにしたこと
を特徴とする燃焼器。 (2)炎管の壁(17)と該バッフル板 (44)との間に堰板(61)を設け、該堰板(61)
と該バッフル板(44)の周囲形状を、各バッフル板(
44)の周囲に均一な空気供給路を与えるようにしたこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の燃焼器。 (3)該バッフル板が六角形で、そしてハニカム形状に
配置したことを特徴とする特許請求の範囲第2項に記載
の燃焼器 (4)炎管(15、17)の上流側に剛性支持部材(2
1)を設け、該燃料噴射器(19)を該支持部材(21
)に片持ち方式で取り付け、該バッフル板(44)を各
燃料噴射器(19)によって支持し、そして該燃料噴射
器(19)及び各バッフル板(44)を熱の影響を受け
て自由に移動できるようにしたことを特徴とする特許請
求の範囲第1−3項のいずれかに記載の燃焼器。 (5)複数の遮風ストリップ部材(67)を設け、各ス
トリップ部材(67)により一対の隣接バッフル板(4
4)を連結すると共に、この部材を上記バッフル板の少
なくとも一方に緩く取り付けて、熱的に相対移動を可能
にすると共に、隣接噴射器(19)の間における炎の広
がりを促進するようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第4項に記載の燃焼器。 (6)該バッフル板(44)のそれぞれに、噴霧化孔(
49)に加えて、多数の孔を形成し、各バッフル板(4
4)の炎側に圧縮空気を流すようにしたことを特徴とす
る特許請求の範囲第1−5項のいずれかに記載の燃焼器
。 (7)バッフル板(44)に、そしてこれらの間に供給
する空気の割合を燃焼器に供給する全空気の70%−9
0%にし、そして炎管(15、17)を冷却するために
供給する空気の割合を該全空気の10%−30%にする
ことを特徴とする特許請求の範囲第6項に記載の燃焼器
。 (8)隣接バッフル板(44)の間における炎の広がり
を促進する固定遮風ストリップ(67)によって該バッ
フル板(44)を連結し、限られた範囲熱の影響を受け
て移動できるようにバッフル板を該堰板(61)を取り
付け、該バッフル板のそれぞれに十分なクリアランスを
もって各燃料噴射器(19)を収容する中心孔を形成し
て、熱的移動を許したことを特徴とする特許請求の範囲
ぢあ2項か又は第3項に記載の燃焼器。 (9)炎管内壁(17)の孔の横断面積が炎管外壁の孔
(15)のそれよりも大きいことを特徴とする特許請求
の範囲第1−8項のいずれかに記載の燃焼器。 (10)内壁(17)及び外壁(15)をそれらの上流
端のみで固着することを特徴とする特許請求の範囲第1
−9項のいずれかに記載の燃焼器。 (11)複数の壁間仕切り板を炎管の内壁(17)と外
壁(15)との間に設けて、該環状間隙を軸方向及び/
又は円周方向の冷却域に分割するようにし、そして一方
の壁(15、17)からクリアランスをもって他方の壁
に(15、17)に該仕切り板を固定したことを特徴と
する特許請求の範囲第1−10項のいずれかに記載の燃
焼器。 (12)中間ダクト(77)を炎管(15、17)の下
流端に接続して、排気ガスをタービンに送り、このダク
ト(77)の両壁に非整合冷却孔を形成したことを特徴
とする特許請求の範囲第1−11項のいずれかに記載の
燃焼器。
Claims: (1) a double-walled flame tube (15, 17) and a nozzle (25) each having a plurality of fuel discharge orifices (37);
) and provided with flame stabilizing means arranged in a plane transverse to the axis of the flame tube (15, 17).
17) A combustor for a gas turbine engine comprising a plurality of fuel injectors (19) provided in a combustor, the stabilizing means comprising a baffle plate (44) from which a nozzle (25) projects, each baffle plate Atomization holes (49) arranged in a ring shape are formed to surround the nozzle (25) at a position corresponding to the orifice (37) but on the upstream side of the orifice (37), and compressed air is supplied to the injector during operation. (19) and around the baffle plate (44), the orifice (37) is fed through the atomization hole (49) and is at least partially radial.
The baffle plate (44) has a shallow cup shape that opens toward the downstream end of the flame tube (15, 17), and forming a confinement wall for the stabilization region and further directing compressed air generally radially inwardly into the flame tube through the double wall with an annular gap therebetween during operation; Since the double wall has small holes that are not radially aligned with each other, the air from the holes in the outer wall (15) collides and the air flows out from the holes in the inner wall (17). A combustor characterized in that an inner wall (17) can be cooled. (2) A weir plate (61) is provided between the flame tube wall (17) and the baffle plate (44), and the weir plate (61)
and the surrounding shape of the baffle plate (44), each baffle plate (
44) A combustor according to claim 1, wherein a uniform air supply path is provided around the combustor. (3) The combustor according to claim 2, wherein the baffle plate has a hexagonal shape and is arranged in a honeycomb shape. (4) Rigid support on the upstream side of the flame tube (15, 17). Parts (2
1), and the fuel injector (19) is mounted on the support member (21).
), the baffle plate (44) is supported by each fuel injector (19), and the fuel injector (19) and each baffle plate (44) are free under the influence of heat. The combustor according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is movable. (5) A plurality of wind shielding strip members (67) are provided, and each strip member (67) connects a pair of adjacent baffle plates (4
4), and this member is loosely attached to at least one of the baffle plates to enable relative thermal movement and promote the spread of flame between adjacent injectors (19). The combustor according to claim 4, characterized in that: (6) Each of the baffle plates (44) has atomization holes (
49), a large number of holes are formed, and each baffle plate (49) is formed with a large number of holes.
4) The combustor according to any one of claims 1 to 5, wherein compressed air is made to flow to the flame side. (7) The proportion of air supplied to and between the baffle plate (44) is 70% of the total air supplied to the combustor - 9
Combustion according to claim 6, characterized in that the proportion of air supplied for cooling the flame tubes (15, 17) is between 10% and 30% of the total air. vessel. (8) The baffle plates (44) are connected by fixed wind shield strips (67) that facilitate the spread of the flame between adjacent baffle plates (44), allowing movement under the influence of limited area heat. The weir plate (61) is attached to a baffle plate, and a center hole is formed in each baffle plate to accommodate each fuel injector (19) with sufficient clearance to allow thermal transfer. A combustor according to claim 2 or 3. (9) The combustor according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the cross-sectional area of the hole in the inner wall (17) of the flame tube is larger than that of the hole (15) in the outer wall of the flame tube. . (10) The first aspect of the present invention is characterized in that the inner wall (17) and the outer wall (15) are fixed only at their upstream ends.
- The combustor according to any of clause 9. (11) A plurality of wall partition plates are provided between the inner wall (17) and the outer wall (15) of the flame tube, and the annular gap is axially and/or
Alternatively, the partition plate is divided into cooling zones in the circumferential direction, and the partition plate is fixed to the other wall (15, 17) with a clearance from one wall (15, 17). The combustor according to any one of paragraphs 1-10. (12) An intermediate duct (77) is connected to the downstream ends of the flame tubes (15, 17) to send exhaust gas to the turbine, and non-coherent cooling holes are formed in both walls of this duct (77). A combustor according to any one of claims 1 to 11.
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