JPH0637976B2 - ガスタービン用燃焼器の尾筒の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ガスタービン用燃焼器の内筒に接続され
て、ひさし形フイルム冷却構造を有する尾筒の製造方法
に関するものである。

［従来技術］ 近年、発電機などに用いられるガスタービンの高性能、
高効率化が進められ、それによる高温化に対して、ガス
タービンの耐久性向上のため、燃焼器の内筒に接続され
る尾筒を冷却する必要性が年々高まってきている。

従来の尾筒としては、第６図で示すように、冷却構造が
形成されていないものが一般的であった（特公昭５１−
１２７６３号公報参照）。

同図において、４２は燃焼器の内筒で、ガスタービンの
回転軸心（図示せず）に沿って多数設けられている。尾
筒４１は、上記内筒４２の後端部に接続されて、燃焼ガ
スＧをタービン４３へ導くものであり、その横断面形状
は、内筒４２との接続部付近では、第７図で示すよう
に、円形であるが、タービン４３との接続部付近では、
第８図に示すように、タービン形状に合わせて箱扇形へ
と徐々に滑らかに変化している。

［発明が解決しようとする課題］ このように、尾筒４１は複雑な形状をとるものであり、
さらに冷却構造を付加して、かつ、簡単に製造できるよ
うにすることは、容易ではない。

すなわち、従来から燃焼器の内筒４２を効果的に冷却す
る構造として、第６図で示すようなひさし形のフイルム
冷却構造が用いられている。この冷却構造は、内筒４２
を流れ方向に複数の内筒段部４２_１，４２_２，……４２
_ｎに分割してよろい状に重ね合わせ、その重ね合わせ部
に生じるひさし４５を案内に、空気孔（図示せず）から
冷却空気を内筒４２の内面に沿ってフイルム状に導入し
て、内筒４２を冷却するものである。このひさし形のフ
イルム冷却構造は、上記内筒４２がストレートな円筒形
であることから、分割された複数の内筒段４２_１，４２
_２，……４２_ｎはすべて同一形状になる結果、単一のプ
レス型で上記内筒段４２_１，４２_２，……４２_ｎを形成
できるので、製造が容易である。

しかしながら、このひさし形のフイルム冷却構造を上記
した複雑な形状の尾筒４１にそのまま採用すると、第９
図で示すように、分割された多数の尾筒段４１_１，４１
_２，……４１_ｎの形状が個々に異なるので、各尾筒段４
１_１，４１_２，……４１_ｎごとに１組のプレス型と治具
とを準備する必要があり、製造がきわめて面倒になる。

そこで、上記尾筒４１の壁に空気孔を斜めに開けて、尾
筒４１の周囲から内部へ冷却空気を導入するようにした
ものもあるが、これでは尾筒４１の内面に冷却空気のフ
イルムが円滑に形成できず、大きな冷却効果が得られな
かった。

この発明は、上記課題を解消するためになされたもの
で、複雑なひさし形フイルム冷却構造を有する尾筒を簡
易に製造できるガスタービン用燃焼器の尾筒の製造方法
を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、この発明は、平板状部材を上
下２つ割りのプレス型に入れて燃焼ガスの流れ方向に沿
った接合面を有する尾筒の上半体と下半体とをそれぞれ
プレス加工する工程と、上記尾筒の上半体と下半体のプ
レス加工時に上記燃焼ガスの流れ方向にほぼ直交する面
内で上記尾筒の上半体および下半体の各全周にわたり外
方へ突出するひさし取付段部を一体形成する工程と、上
記ひさし取付段部に連なって上記燃焼ガスの流れ方向に
ほぼ直交する面内で上記尾筒の上半体および下半体の各
全周にわたり外方へ突出する空気導入段部を一体形成す
る工程と、この空気導入段部に複数の空気孔を形成する
工程と、上記プレス成形した尾筒の上半体および下半体
のつば部を切断する工程と、帯状板材をプレス加工して
上記尾筒の上半体および下半体の各ひさし取付段部の内
周面に密に嵌合されるひさしの上半部および下半部をそ
れぞれ成形する工程と、この尾筒の上半体および下半体
の各取付段部にそれぞれ対応する上記ひさしの上半部と
下半部とを接合する工程と、上記ひさしの上半部および
下半部を接合した尾筒の上半体と下半体とを燃焼ガスの
流れ方向に沿った接合面で接合させる工程とを具備した
ことを特徴とする。

［作用］ この発明によれば、尾筒形成用部材を上下２つ割り型に
挿入して上半体および下半体を別々にプレス成形するの
で、複雑な形状の尾筒が簡単に製造できる。

また、帯状板材を簡単な治具を用いて折曲してフイルム
冷却構造用ひさしが成形されるので、形状が異なる複数
のひさしが簡単に製造できる。

また、上記ひさしを尾筒の取付段部に接合させ、このひ
さしを接合させた尾筒の上半体と下半体を接合する簡単
な工程で、ひさし形フイルム冷却構造を形成した複雑な
構造の尾筒が製造できる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図面にしたがって説明する。

第１図は、この発明による方法で製造されるガスタービ
ンの燃焼器部分を一部切欠して示す側面図である。

同図において、１１は燃焼器の内筒であり、第６図で示
したものと同様に、ひさし形のフイルム冷却構造を有す
る。

第１図の上記内筒１１の後端部には、ひさし形フイルム
冷却構造を形成した尾筒１２が接続されている。回転軸
１には、圧縮機２およびタービン３が固定されており、
上記圧縮機２からタービン３へと連なる空気通路４内
に、上記内筒１１および尾筒１２が配置され、上記内筒
１１で生成された燃焼ガスＧを、上記尾筒１２によりタ
ービン３へ導くようになされている。なお、１０は燃料
ノズルである。

第２図は、上記尾筒１２の外形を示す側面図、第３図
は、第２図の要部を示す縦断面図である。

上記ひさし形フイルム冷却構造を形成した尾筒１２は、
つぎに示す工程で製造される。

すなわち、まず、第４図で示す上下２つ割りのプレス型
２３に平板状部材を挿入し、これをプレス成形して、第
２図で示されるように、燃焼ガスＧの流れ方向Ｘに沿っ
た面Ｆで２分割される尾筒１２の上半体１２ａを成形す
る。上記尾筒１２の下半体１２ｂも上記と同様にして、
別の上下２つ割りの型でプレス成形する。このとき、第
３図で示される空気孔７を、このプレス成形と同時に打
ち抜いて形成する。

第５図は、上記のようにプレス成形した上半体１２ａと
下半体１２ｂの組立工程を示す横断面図である。

第５図（Ａ）で示すように、まず、プレス成形した上半
体１２ａと下半体１２ｂのつば部９，９をＷ面とＺ面で
それぞれ切断する。つぎに、第５図（Ｂ）に示すよう
に、帯状板材を折曲して形状が異なる複数の上半部８ａ
と下半部８ｂとに分割されたひさしを別に製造し、これ
らをそれぞれ対応する前記上半体１２ａと下半体１２ｂ
の取付段部にはめ込んで、溶接接合する。ついで、第５
図（Ｃ）で示すように、上記ひさしを接合した上半体１
２ａと下半体１２ｂを、第２図で示されるように、燃焼
ガスＧの流れ方向Ｘに沿った接合面Ｆで溶接接合して尾
筒１２を製造する。

上記上半体１２ａと下半体１２ｂには、上記燃焼ガスの
流れ方向Ｘとほぼ直交する面Ｙ上に位置して、第３図で
示すように、尾筒１２の全周にわたって、外方へ突出す
る取付段部５および空気導入段部６が一体形成されてお
り、上記空気導入段部６に外部から、すなわち、第１図
の空気通路４から冷却空気２１を導入する空気孔７が設
けられている。第３図の８はひさしで、前記上半体１２
ａおよび下半体１２ｂとは別の部材からなり、細い帯状
の板材を簡単な治具を用いて折曲して製造され、上記上
半体１２ａおよび下半体１２ｂの取付段部５の内面に溶
接により取り付けられている。

上記方法で製造される尾筒１２は、前記するようにガス
タービンの燃焼器用として使用され、第１図の尾筒１２
の内面には、第３図で示すひさし８によって、冷却空気
２１のフイルムが形成されるから、尾筒１２が効果的に
冷却される。また、第３図で示されるように、尾筒１２
の取付段部５にひさし８が溶接で取り付けられているか
ら、ひさし８の前端部８ａが尾筒１２の内方へ突出しな
くなるので、上記前端部８ａによって尾筒１２の内部の
空気の流れが乱されるおそれがなくなり、冷却性能が高
く維持される。

するがって、ガスタービンの高性能、高能率化による高
温化に対して十分な耐久性を持ち、ガスタービンの耐久
性向上が可能となる。

さらに、尾筒１２は、上半体１２ａと下半体１２ｂとい
う２つの部材を接合して形成されるから、第１図のプレ
ス型２３を上半体用と下半体用との２組を準備すればよ
いので、製造工程が簡略化される。

第３図のひさし８は、形状の異なるものを多数作成する
必要があるが、前記するように簡単に製造できるので、
製造工程の複雑化を招くことはない。

なお、上記実施例では、尾筒の空気導入段部に形成する
空気孔を、尾筒成形部材をプレス成形すると同時に形成
するようにするが、プレス成形後、機械加工によりこの
空気孔を形成してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明によれば、尾筒形成用部
材を上下２つ割りのプレス型に入れて上半体および下半
体を別々にプレス成形するので、プレス型を２組準備す
ればよく、製造工程が簡略化されて、複雑な形状の尾筒
を簡単に製造できる。

また、簡単な治具を用いて帯状板材を折曲し、形状が異
なる複数のひさしが簡単に製造でき、これらのひさしを
それぞれ尾筒の取付段部の内周にはめ込み接合させた上
半体と下半体とを接合する簡単な工程で、ひさし形フイ
ルム冷却構造を有する複雑な構造の尾筒が製造できる。

また、この発明によれば、ひさし形フイルム冷却構造を
有する複雑な構造の尾筒が簡単に製造できるので、これ
をガスタービン用燃焼器の内筒に接続して、ガスタービ
ンの耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明による方法で製造されるガスタービ
ンの燃焼器部分を一部切欠して示す側面図、第２図は尾
筒の外形を示す側面図、第３図は第２図の要部を示す部
分縦断面図、第４図は上下２つ割りのプレス型を示す縦
断面図、第５図は尾筒の製造工程を説明するために第２
図のＶ−Ｖ線に沿って示す断面図、第６図は従来の一般
的な尾筒を説明するための燃焼器部分を一部切欠して示
す側面図、第７図は第６図のVII−VII線に沿った線図、
第８図は第６図のVIII−VIII線に沿った線図、第９図は
従来の内筒の冷却構造を尾筒に適用する状態を断面にて
示す線図である。 ３…タービン、５…取付段部、７…空気孔、８…ひさ
し、８ａ…ひさしの上半部、８ｂ…ひさしの下半部、１
１…内筒、１２…尾筒、１２ａ…尾筒の上半体、１２ｂ
…尾筒の下半体、２１…冷却空気、Ｆ…接合面、Ｇ…燃
焼ガス、Ｘ…流れ方向、Ｙ…直交する面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−25622（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−25918（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−154367（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−89570（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭59−41010（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼器の内筒に接続されて燃焼ガスをター
   ビンへ導く尾筒の製造方法であって、平板状部材を上下
   ２つ割りの型に入れて燃焼ガスの流れ方向に沿いかつ上
   記燃焼器の内筒と上記タービンとの間にまたがって連続
   した曲線状の接合面を有するとともに上記燃焼ガスの流
   れ方向の横断面が順次異なる尾筒上半体と下半体とをそ
   れぞれプレス加工する工程と、上記尾筒の上半体と下半
   体のプレス加工時に上記燃焼ガスの流れ方向にほぼ直交
   する面内で上記尾筒の上半体および下半体の各全周にわ
   たり外方へ突出するひさし取付段部を一体形成する工程
   と、上記ひさし取付段部に連なって上記燃焼ガスの流れ
   方向にほぼ直交する面内で上記尾筒の上半体および下半
   体の各全周にわたり外方へ突出する空気導入段部を一体
   形成する工程と、この空気導入段部に複数の空気孔を形
   成する工程と、上記プレス成形した尾筒の上半体および
   下半体のつば部を上記曲線状の接合面に沿って切断して
   上記燃焼器の内筒と上記タービンとの間にまたがる連続
   した尾筒の上半体と下半体とをそれぞれ形成する工程
   と、帯状板材をプレス加工して上記尾筒の上半体および
   下半体の各ひさし取付段部の内周面に接合されるひさし
   の上半部および下半部をそれぞれ成形する工程と、この
   尾筒の上半体および下半体の各取付段部にそれぞれ対応
   する上記ひさしの上半部と下半部とを接合する工程と、
   上記ひさしの上半部および下半部を接合した尾筒の上半
   体と下半体とを燃焼ガスの流れ方向に沿った接合面で接
   合させる工程とを具備したことを特徴とするガスタービ
   ン用燃焼器の尾筒の製造方法。
2. 【請求項２】尾筒をプレス成形すると同時に、または、
   プレス成形後に機械加工により、尾筒の空気導入段部に
   空気孔を形成する特許請求の範囲第１項に記載のガスタ
   ービン用燃焼器の尾筒の製造方法。