JPH0478894B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0478894B2 JPH0478894B2 JP62074368A JP7436887A JPH0478894B2 JP H0478894 B2 JPH0478894 B2 JP H0478894B2 JP 62074368 A JP62074368 A JP 62074368A JP 7436887 A JP7436887 A JP 7436887A JP H0478894 B2 JPH0478894 B2 JP H0478894B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piece
- segment
- combustion chamber
- ceramic
- air inlet
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明はガスタービン燃焼器、とりわけ燃焼室
をセラミツク構造にするガスタービン燃焼器の改
良に関する。
をセラミツク構造にするガスタービン燃焼器の改
良に関する。
（従来の技術）
近時、発電用に適用されるガスタービン設備
は、出力増加の一途をたどり、とりわけ冷却翼の
開発力の向上によつてタービン入口燃焼ガス温度
が1500℃以上のものも適用可能になつている。か
ような超高温燃焼ガスを取扱うガスタービン燃焼
器においては、高熱負荷を考慮して内筒と外筒と
からなる二重壁構造のものが多く採用されてい
る。すなわち、燃焼室を形成する内筒は耐熱材
料、例えばニツケル基合金が適用され、また内筒
と外筒との間には圧縮機の吐出空気の一部を導く
通路を形成しておき、その空気を利用して燃焼室
内の燃焼ガス温度の希釈化を図つている。したが
つて、燃焼室は、苛酷な状態にさらされているに
もかかわらず、熱衝撃的または熱応力的に十分抗
し得る強度が保持されている。
は、出力増加の一途をたどり、とりわけ冷却翼の
開発力の向上によつてタービン入口燃焼ガス温度
が1500℃以上のものも適用可能になつている。か
ような超高温燃焼ガスを取扱うガスタービン燃焼
器においては、高熱負荷を考慮して内筒と外筒と
からなる二重壁構造のものが多く採用されてい
る。すなわち、燃焼室を形成する内筒は耐熱材
料、例えばニツケル基合金が適用され、また内筒
と外筒との間には圧縮機の吐出空気の一部を導く
通路を形成しておき、その空気を利用して燃焼室
内の燃焼ガス温度の希釈化を図つている。したが
つて、燃焼室は、苛酷な状態にさらされているに
もかかわらず、熱衝撃的または熱応力的に十分抗
し得る強度が保持されている。
（発明が解決しようとする問題点）
ところで、近時、セラミツクの開発力が進み、
ガスタービン燃焼器にセラミツクの適用が検討さ
れている。セラミツク製の部材をガスタービン燃
焼器に適用する場合、耐熱性がよく、低コストで
あり、また成型加工も容易である等の利便性を有
する反面、何分にも延性力が乏しく、このため適
用に当つては一抹の不安をかかえている。すなわ
ち、ガスタービン燃焼器は、上述超高温の燃焼ガ
スを空気で希釈する必要上、内筒に空気導入口を
取着してあるが、空気導入口が取着される内筒の
部位には、その形状に見合うように切欠きが予め
形成されている。このため、内筒に切欠きを設け
たまま、材料をセラミツクにすると、超高温の燃
焼ガスと空気との著しい温度差によつて、その取
着部位（特に内筒の切欠き部）に過度な応力集中
が生起し、従来の金属材料に比し、その損傷度合
は極めて高く、脆性破壊を受けることもしばしば
ある。
ガスタービン燃焼器にセラミツクの適用が検討さ
れている。セラミツク製の部材をガスタービン燃
焼器に適用する場合、耐熱性がよく、低コストで
あり、また成型加工も容易である等の利便性を有
する反面、何分にも延性力が乏しく、このため適
用に当つては一抹の不安をかかえている。すなわ
ち、ガスタービン燃焼器は、上述超高温の燃焼ガ
スを空気で希釈する必要上、内筒に空気導入口を
取着してあるが、空気導入口が取着される内筒の
部位には、その形状に見合うように切欠きが予め
形成されている。このため、内筒に切欠きを設け
たまま、材料をセラミツクにすると、超高温の燃
焼ガスと空気との著しい温度差によつて、その取
着部位（特に内筒の切欠き部）に過度な応力集中
が生起し、従来の金属材料に比し、その損傷度合
は極めて高く、脆性破壊を受けることもしばしば
ある。
かかる不具合を解消するには、空気導入口の取
着部位を、例えば輪切に分割された内筒を次順に
積み重ねるとともに、その接合面間に挿通するこ
とを試みてはいるものの、いまだ恒久的解決策に
は至つていない。
着部位を、例えば輪切に分割された内筒を次順に
積み重ねるとともに、その接合面間に挿通するこ
とを試みてはいるものの、いまだ恒久的解決策に
は至つていない。
そこで本発明は、上記の点に徴し、格別に構造
を複雑にすることもなく、超高温燃焼ガスによる
応力集中の要因となる熱衝撃等に十分抗し得るガ
スタービン燃焼器を提供することを目的とする。
を複雑にすることもなく、超高温燃焼ガスによる
応力集中の要因となる熱衝撃等に十分抗し得るガ
スタービン燃焼器を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
上記の目的を達成するために、本発明では、セ
ラミツク製円筒状のセグメントピースを胴軸に沿
つて積み重ね、これらセグメントピースの端縁相
互間に横断してセラミツク製の補強ピースと金属
製の空気導入口とを周設せしめて内筒燃焼室を形
成する一方、上記補強ピースに設ける突出部はセ
グメントピースの端縁を覆うように装着するとと
もに、上記セグメントピース、補強ピースで形成
される空間部に挿通する空気導入口は上記内筒燃
焼室を覆設する外被に固設することを特徴とす
る。
ラミツク製円筒状のセグメントピースを胴軸に沿
つて積み重ね、これらセグメントピースの端縁相
互間に横断してセラミツク製の補強ピースと金属
製の空気導入口とを周設せしめて内筒燃焼室を形
成する一方、上記補強ピースに設ける突出部はセ
グメントピースの端縁を覆うように装着するとと
もに、上記セグメントピース、補強ピースで形成
される空間部に挿通する空気導入口は上記内筒燃
焼室を覆設する外被に固設することを特徴とす
る。
（作用）
本発明にかかるガスタービン燃焼器では、セラ
ミツク製円筒状のセグメントピースを積み重ね、
これらセグメントピースの端縁相互間に横断して
セラミツク製の補強ピースと金属製の空気導入口
を介装する。この場合、セグメントピースの端縁
は、補強ピースに設ける突出部に覆われており、
またセグメントピース、補強ピースで形成される
空間部に挿通する空気導入口は上記内筒燃焼室を
覆設する外被によつて固設される。このため、セ
グメントピース、補強ピースは、ともに切欠き部
分を設けることがないので、セラミツクの有する
固有の特性が十分活用できる。したがつて、超高
温燃焼ガスがもたらす過熱衝撃に起因する応力集
中によるセラミツク破損の心配はなくなる。
ミツク製円筒状のセグメントピースを積み重ね、
これらセグメントピースの端縁相互間に横断して
セラミツク製の補強ピースと金属製の空気導入口
を介装する。この場合、セグメントピースの端縁
は、補強ピースに設ける突出部に覆われており、
またセグメントピース、補強ピースで形成される
空間部に挿通する空気導入口は上記内筒燃焼室を
覆設する外被によつて固設される。このため、セ
グメントピース、補強ピースは、ともに切欠き部
分を設けることがないので、セラミツクの有する
固有の特性が十分活用できる。したがつて、超高
温燃焼ガスがもたらす過熱衝撃に起因する応力集
中によるセラミツク破損の心配はなくなる。
（実施例）
以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。
する。
第１図において、符号１は本発明にかかる燃焼
器の概略全体を示し、燃焼器１の頂部にはコーン
部１１を有し、このコーン部１１に燃料噴射弁１
０が組み込まれている。このコーン部１１の一端
は耐熱合金製の外被９に固設されている。
器の概略全体を示し、燃焼器１の頂部にはコーン
部１１を有し、このコーン部１１に燃料噴射弁１
０が組み込まれている。このコーン部１１の一端
は耐熱合金製の外被９に固設されている。
外被９の内側には、第２図に示すように、輪切
り状の短筒円筒であつて、セラミツク製のセグメ
ントピース２，３，…が胴軸に沿つて積み重ねら
れた内筒燃焼室１ａ，１ａ，…が配置されてい
る。
り状の短筒円筒であつて、セラミツク製のセグメ
ントピース２，３，…が胴軸に沿つて積み重ねら
れた内筒燃焼室１ａ，１ａ，…が配置されてい
る。
これら内筒燃焼室１ａ，１ａ，…を用いて一体
連続的に長く延びた燃焼室を形成するにあたり、
先ず、一つのセグメントピースを垂直に立て、そ
の他端縁を第３図に示される補強ピース７が覆う
ようにして装着される。すなわち、補強ピース７
は、同図にも見られるように、両側に空出部１１
ａ，１１ａを有する、Ｔ字形状に形成されたもの
であつて、形状全体は比較的曲率の大きい曲面形
状に成形されている。このような形状の補強ピー
ス７の一の突出部１１ａは上記セグメントピース
の端縁に装着され、接着剤等で仮り留めされる。
仮り留めされた補強ピース７は、セグメントピー
スの周端に沿つて環状配置されるが、後述空気導
入口を挿入する空間部を残すようにしている。
連続的に長く延びた燃焼室を形成するにあたり、
先ず、一つのセグメントピースを垂直に立て、そ
の他端縁を第３図に示される補強ピース７が覆う
ようにして装着される。すなわち、補強ピース７
は、同図にも見られるように、両側に空出部１１
ａ，１１ａを有する、Ｔ字形状に形成されたもの
であつて、形状全体は比較的曲率の大きい曲面形
状に成形されている。このような形状の補強ピー
ス７の一の突出部１１ａは上記セグメントピース
の端縁に装着され、接着剤等で仮り留めされる。
仮り留めされた補強ピース７は、セグメントピー
スの周端に沿つて環状配置されるが、後述空気導
入口を挿入する空間部を残すようにしている。
次に、補強ピース７の他の突出部１１ａにも他
のセグメントピースの端縁が装着され、上記と同
様に接着剤等で仮り留めして積み重ねられる。
のセグメントピースの端縁が装着され、上記と同
様に接着剤等で仮り留めして積み重ねられる。
こうして積み重ね作業が何回か繰り返して行わ
れ、最終的に一つの縦長の燃焼室ができあがる。
れ、最終的に一つの縦長の燃焼室ができあがる。
こうして、できあがつた燃焼室は、例えばセラ
ミツクフアイバー製等の断熱材８，８，…を介装
して耐熱合金製の外被８で被覆される。なお、断
熱材８，８，…を介装するのはしや熱のほかに、
超高温燃焼ガスによる急激な熱衝撃を吸収するた
めである。
ミツクフアイバー製等の断熱材８，８，…を介装
して耐熱合金製の外被８で被覆される。なお、断
熱材８，８，…を介装するのはしや熱のほかに、
超高温燃焼ガスによる急激な熱衝撃を吸収するた
めである。
一方、外被８で被覆された燃焼室には、上述セ
グメントピース２，３，…の端縁を覆う補強ピー
ス７，７，…間に、予め設けておいた空間部に向
かつて空気導入口６，６，…が挿通される。これ
ら空気導入口６，６，…は第４図に示されるよう
に、基台６ａと角筒６ｂが一体形成された耐熱合
金製であつて、空間部に挿通後、基台６ａの端縁
は外被９にビス止めまたは溶接等によつて固設さ
れるようになつている。なお、空気入口６，６，
…を角筒によるのは、セグメントピース２，３，
…および補強ピース７，７，…の双方の端面に密
に当接するようにするためである。
グメントピース２，３，…の端縁を覆う補強ピー
ス７，７，…間に、予め設けておいた空間部に向
かつて空気導入口６，６，…が挿通される。これ
ら空気導入口６，６，…は第４図に示されるよう
に、基台６ａと角筒６ｂが一体形成された耐熱合
金製であつて、空間部に挿通後、基台６ａの端縁
は外被９にビス止めまたは溶接等によつて固設さ
れるようになつている。なお、空気入口６，６，
…を角筒によるのは、セグメントピース２，３，
…および補強ピース７，７，…の双方の端面に密
に当接するようにするためである。
かくして、上記構成において、燃料噴射弁１０
から燃料が噴射され、その燃料と空気導入口６，
６，…からの一次空気とが混合し、超高温燃焼ガ
ス（1500℃以上）が生成され、セグメントピース
２，３，…および補強ピース７，７，…は苛酷な
熱負荷にされされる。
から燃料が噴射され、その燃料と空気導入口６，
６，…からの一次空気とが混合し、超高温燃焼ガ
ス（1500℃以上）が生成され、セグメントピース
２，３，…および補強ピース７，７，…は苛酷な
熱負荷にされされる。
しかしながら、燃料噴射弁１０側のセグメント
ピース２は、一端がコーン部１１で拘束さら、他
端が補強ピース７，７，…、空気導入口６，６，
…で拘束されているので、胴軸に沿つて流れる超
高燃焼ガスによる熱衝撃を受けても胴軸方向への
移動は防止される。また、他のセグメントピース
３，４，…もその両端が補強ピース７，７，…、
空気導入口６，６，…で拘束されるので、上述と
同様に胴軸方向への移動は防止される。なお、燃
料噴射弁１０から一番遠いセグメントピースは図
示しないガスタービンのトランジエンピースに接
続されて拘束されるので、胴軸方向への移動の心
配はない。
ピース２は、一端がコーン部１１で拘束さら、他
端が補強ピース７，７，…、空気導入口６，６，
…で拘束されているので、胴軸に沿つて流れる超
高燃焼ガスによる熱衝撃を受けても胴軸方向への
移動は防止される。また、他のセグメントピース
３，４，…もその両端が補強ピース７，７，…、
空気導入口６，６，…で拘束されるので、上述と
同様に胴軸方向への移動は防止される。なお、燃
料噴射弁１０から一番遠いセグメントピースは図
示しないガスタービンのトランジエンピースに接
続されて拘束されるので、胴軸方向への移動の心
配はない。
一方、セグメントピース２，３，４，…の端縁
間を覆うように装着された補強ピース７，７，…
は分割円弧輪線のように連なつているものの、そ
の両端は所与位置の空気導入口６，６，…の角筒
６ｂ，６ｂ，…に当接して拘束されているから、
抜け落ちることはない。さらに、補強ピース７，
７，…の表面は断熱材８，８，…を介装して外被
９，９，…で拘束されているから、もとの位置か
ら飛び出るようなことはない。また、空気導入口
６，６，…は外被９，９，…で固設されているか
ら、もとの位置から移動することはない。
間を覆うように装着された補強ピース７，７，…
は分割円弧輪線のように連なつているものの、そ
の両端は所与位置の空気導入口６，６，…の角筒
６ｂ，６ｂ，…に当接して拘束されているから、
抜け落ちることはない。さらに、補強ピース７，
７，…の表面は断熱材８，８，…を介装して外被
９，９，…で拘束されているから、もとの位置か
ら飛び出るようなことはない。また、空気導入口
６，６，…は外被９，９，…で固設されているか
ら、もとの位置から移動することはない。
このように、本発明にかかるガスタービン燃焼
器に適用されるセラミツクス部材では、超高温燃
焼ガスの熱衝撃による移動防止を十分考慮した上
で、切欠きを一切設けずして燃焼器内筒を形成し
ているので、セラミツクのすぐれた固有の特性を
あますところなく活用することができる。
器に適用されるセラミツクス部材では、超高温燃
焼ガスの熱衝撃による移動防止を十分考慮した上
で、切欠きを一切設けずして燃焼器内筒を形成し
ているので、セラミツクのすぐれた固有の特性を
あますところなく活用することができる。
以上説明の通り、本発明にかかるガスタービン
燃焼器では、セラミツク製のセグメントピース、
補強ピースを用い、また空気導入口を金属製とし
て内筒燃焼室を形成する一方、セグメントピース
端縁相互間は補強ピースの突出部で覆つて係合さ
せ、セグメントピースを横断的に配する補強ピー
スの分割輪状の両端は空気導入口で拘束し、空気
導入口は外被で固設してあるから、セグメントピ
ース、補強ピースには一切切欠きを設ける必要が
ない。したがつて、超大形の燃焼器にセラミツク
製の部材を適用しても、その材力の低下はなく、
十分工業的に活用できる効果がある。
燃焼器では、セラミツク製のセグメントピース、
補強ピースを用い、また空気導入口を金属製とし
て内筒燃焼室を形成する一方、セグメントピース
端縁相互間は補強ピースの突出部で覆つて係合さ
せ、セグメントピースを横断的に配する補強ピー
スの分割輪状の両端は空気導入口で拘束し、空気
導入口は外被で固設してあるから、セグメントピ
ース、補強ピースには一切切欠きを設ける必要が
ない。したがつて、超大形の燃焼器にセラミツク
製の部材を適用しても、その材力の低下はなく、
十分工業的に活用できる効果がある。
第１図は本発明にかかるガスタービン燃焼器の
一実施例を示す概略図、第２図はセグメントピー
スの一例を示す図、第３図は補強ピースの一例を
示す図、第４図は空気導入口の一例を示す図であ
る。 １ａ…内筒燃焼室、１，３，４，５…セグメン
トピース、６…空気導入口、７…補強ピース、８
…断熱材、９…外被。
一実施例を示す概略図、第２図はセグメントピー
スの一例を示す図、第３図は補強ピースの一例を
示す図、第４図は空気導入口の一例を示す図であ
る。 １ａ…内筒燃焼室、１，３，４，５…セグメン
トピース、６…空気導入口、７…補強ピース、８
…断熱材、９…外被。
Claims (1)
- １ セラミツク製円筒状のセグメントピースを胴
軸に沿つて積み重ね、これらセグメントピースの
端縁相互間に横断してセラミツク製の補強ピース
と金属製の空気導入口とを周設せしめて内筒燃焼
室を形成する一方、上記補強ピースに設ける突出
部はセグメントピースの端縁を覆うように装着す
るとともに、上記セグメントピース、補強ピース
で形成される空間部に挿通する空気導入口は上記
内筒燃焼室を覆設する外被に固設することを特徴
とするガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7436887A JPS63243630A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7436887A JPS63243630A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243630A JPS63243630A (ja) | 1988-10-11 |
| JPH0478894B2 true JPH0478894B2 (ja) | 1992-12-14 |
Family
ID=13545150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7436887A Granted JPS63243630A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | ガスタ−ビン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63243630A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0395309A (ja) * | 1989-09-06 | 1991-04-19 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ガスタービン用燃焼器 |
| JPH0395310A (ja) * | 1989-09-06 | 1991-04-19 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ガスタービン用燃焼器 |
| JPH0356054U (ja) * | 1989-09-26 | 1991-05-29 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3918255A (en) * | 1973-07-06 | 1975-11-11 | Westinghouse Electric Corp | Ceramic-lined combustion chamber and means for support of a liner with combustion air penetrations |
| US4485630A (en) * | 1982-12-08 | 1984-12-04 | General Electric Company | Combustor liner |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP7436887A patent/JPS63243630A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63243630A (ja) | 1988-10-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |