(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室壁（１）と外壁（３）との間で冷却リブ（４）によって互いに仕切られた複数の冷却通路（２）内に全冷却空気を案内し、その際、ガスタービン燃焼室をインパクト冷却と対流冷却との併用又は対流冷却の単用により冷却し、冷却通路（２）内に局部損傷箇所（６）が発生した後に冷却空気の補償流を、隣接した冷却通路（２）から、損傷した冷却通路（２）内に案内する形式のガスタービン燃焼室の冷却のための方法において、冷却通路（２）内の冷却空気の補償流を、燃焼室の外壁（３）の傍らに通して案内することを特徴とする、ガスタービン燃焼室の冷却のための方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法を実施するための装置であって、インパクト冷却と対流冷却との併用又は対流冷却の単用により冷却されるガスタービン燃焼室が設けられており、該ガスタービン燃焼室に燃焼室壁（１）と外壁（３）との間で冷却リブ（４）によって互いに仕切られた複数の冷却通路（２）が配置されている形式の装置において、互いに隣接し合う冷却通路（２）の間に接続開口（５）が配置されており、該接続開口（５）が、外壁側で前記冷却リブ（４）にそれぞれ１つの冷却通路（２）の互いに反対側でずらされて配置されていることを特徴とする、ガスタービン燃焼室の冷却のための装置。
【請求項３】
接続開口（５）のウエブの長さ（ＬＢ）と、開口の長さ（ＬＯ）とが同じ大きさである、請求項２記載の装置。
【請求項４】
平均開口幅（ｓ）と冷却通路の長さ（Ｌ）との積を冷却通路（２）の横断面積（Ａ）で割った値が、２より大きく８より小さい範囲内にある、請求項２または３記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は冷却リブによって互いに仕切られた複数の冷却通路内に冷却空気を案内し、その際、ガスタービン燃焼室をインパクト冷却と対流冷却との併用又は対流冷却の単用により冷却する形式のガスタービン燃焼室の冷却のための方法及びこの方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現代のガスタービン燃焼室では、冷却空気をわずかしか必要としないか又はまったく必要としない冷却法の使用が増加している。ＮＯｘ発散物は可能な限り回避されなければならないため、可能な限り多量の空気を燃焼室に供給するようになっている。この理由により、インパクト冷却機構と対流冷却機構との併用又は対流冷却機構の単用が増加している。この種の冷却機構はその設計が悪いと、わずかな初期損傷、例えば燃焼室壁にあいた小さな穴が、ガスタービンの運転を危険にさらす大きな損害を招くことがある。空気通路にあいた穴によって、例えばこの穴の下流では充分な空気が冷却通路内に供給されないというトラブルが生じる。このことにより、穴の下流の冷却通路全体の損傷又はそれ以上の損害を招くおそれが生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記欠点を回避する本発明の課題は、インパクト冷却と対流冷却との併用又は対流冷却の単用によって冷却されるガスタービン燃焼室において、小さな局部損傷、例えば穴の発生時に、冷却通路内でのこの損傷のそれ以上の増大を阻止することができる冷却法及び冷却装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明方法の要旨は、冷却リブによって互いに仕切られた複数の冷却通路内に冷却空気を案内し、その際、ガスタービン燃焼室をインパクト冷却と対流冷却との併用又は対流冷却の単用により冷却する形式のガスタービン燃焼室の冷却のための方法において、局部損傷箇所の下流でも冷却通路内の流れ速度が常時下限値を上回るように冷却空気の補償流を隣合う冷却通路内に案内し、これにより、上限値を越えない温度を得ることにある。
【０００５】
上記課題を解決した本発明装置の要旨は、互いに隣合う冷却通路の間に接続開口が配置されており、この接続開口が、それぞれ１つの冷却通路の互いに反対側にそれぞれずれて配置されていることにある。
【０００６】
【発明の効果】
本発明の効果とするところは特に、冷却通路内の局部損傷箇所の発生時の連鎖反応が回避され、損傷された冷却通路の「自己回復」が得られることにある。
【０００７】
補償流が燃焼室の外壁に沿って案内されると、燃焼室の外壁に冷却膜流が形成され、この冷却膜流が損傷箇所の領域内の外壁を強力かつ完全に冷却するので、特別効果的である。
【０００８】
さらに、接続開口のウエブの長さと開口の長さとが同じ大きさであると、これにより効果的な冷却の挙動が生じるので有利である。
【０００９】
有利には接続開口は冷却リブに設けられる。
【００１０】
平均開口幅と冷却通路の長さとの積を冷却通路の横断面積で割った値が２より大きく、８より小さい範囲内にあると効果的である。これにより、効果的な冷却が実現される。
【００１１】
次に密なガスタービン燃焼室について本発明の１実施例を説明する。
【００１２】
【実施例】
図面には本発明の理解に必要な部分だけが図示されている。冷却空気の流れ方向は矢印で示されている。
【００１３】
次に図１から図３までについて本発明の１実施例を説明する。
【００１４】
図１にはガスタービン燃焼室が略示されている。燃焼室壁１の冷却のために、対流式の冷却機構が使用される。全冷却空気は外壁３と燃焼室壁１との間に沿って冷却通路２内に流入し、次いで燃焼空気として燃焼室内に供給される。図２から判るように、各冷却通路２の間には冷却リブ４が配置されており、この冷却リブ４に本発明に基づく接続開口５が設けられている。この接続開口５はそれぞれ１つの冷却通路２のそれぞれ反対側に互いにずれて配置されている。
【００１５】
図３はウエブの長さＬB と開口の長さＬO とが同じ大きさであることを部分横断面で示している。２つの互いに隣合う冷却通路２の間の平均開口幅ｓは次式
ｓ＝ＬO ｄ／ＬO ＋ＬB
により求められる。ここに、
ｄは開口の幅、
ＬO は開口の長さ、
ＬB はウエブの長さ
を表している。
【００１６】
冷却通路２の間の接続開口５の寸法は有利には次式
２＜ｓＬ／Ａ＜８
によって求められ、換言すれば、２つの冷却通路の間の平均開口幅ｓと冷却通路の長さＬとの積を冷却通路の横断面積Ａで割った値が、２より大きく８より小さい範囲内にある。この範囲の下限を下回る値が生じると、極めて大きな穴があいた場合、この穴の下流の冷却通路２の過熱を招くおそれがある。上限値を越える値が生じると、単数又は複数の冷却通路内に極めて大きな穴又は長手スリットが生じると高い空気損失をもたらし、これにより、バーナは全負荷運転で燃焼室のプリマリゾーンを局部的に過熱する。
【００１７】
ガスタービン燃焼室の運転経過中に冷却通路に局部的な損傷、例えば燃焼室壁１に小さな穴の形態の局部的な損傷が生じることがある。インパクト冷却機構と対流冷却機構との併用又は対流冷却機構の単用により公知技術に基づいて冷却される一般のガスタービン燃焼室では、この小さな局部損傷箇所６が大きな結果的な損傷を招く危険がある。それというのは、この穴の下流では冷却通路に冷却空気が充分に供給されないからである。
【００１８】
しかし、本発明によれば、各冷却通路２の間に接続開口５によつて補償流が生じ、これにより、損傷した冷却通路内の冷却空気の流れ速度が局部損傷箇所６の下流でも下限値を決して下回らず、その結果上限値を越える温度が回避されるため、この連鎖反応が阻止される。
【００１９】
接続開口が互いにずれて配置されていることにより、それぞれ軸方向の位置で少なくとも１つの隣接する冷却通路から損傷した冷却通路内へ冷却空気が流入することが保証される。その場合、補償流は燃焼室の外壁３に沿って流れる。
【００２０】
燃焼室壁１に穴が存在する場合、外壁３に沿って冷却膜流が形成され、この冷却膜流が冷却通路２及び特に外壁３を局部損傷箇所６（穴）の領域で強力にかつ完全に冷却する。これにより、穴のそれ以上の拡大が回避される。次いで、損傷された冷却通路の「自己回復」が生じる。本発明は特に、高い熱負荷を受ける薄い燃焼室壁で特別重要な意味を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のガスタービン燃焼室の略示斜視図である。
【図２】本発明のガスタービン燃焼室の冷却通路の部分を示す図である。
【図３】冷却通路の縦断面図である。
【符号の説明】
１  燃焼室壁、  ２  冷却通路、  ３  外壁、  ４  冷却リブ、  ５  接続開口、  ６  局部損傷箇所、  Ａ  冷却通路の横断面積、  ｄ  開口幅  Ｌ  冷却通路の長さ、  ＬB  ウエブの長さ、  ＬO  開口の長さ、  ｓ  平均開口幅
【図１】
0003863576.tif 000002
【図２】
0003863576.tif 000003
【図３】
0003863576.tif 000004