JPH0783435A - ガスタービンの燃焼器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスタービンの燃焼器において、構造の複雑
化を招くことなくスワーラ筒の脱着が容易に行える構造
を提供する。 【構成】 ガスタービンの燃焼器１において、スワーラ
筒２を支持する燃焼器キャップ１４を備え、燃焼器キャ
ップ１４にスワーラ筒３の基端部を嵌合させるボス部３
３を形成し、スワーラ筒３にその一部を外側に折り曲げ
て係止爪１７を突出させる一方、ボス部３３に係止爪１
７に係合する係合穴３５を開口させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスタービンの燃焼器
の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガスタービンの燃焼器は、燃焼室に供給
される圧縮空気と燃料噴射弁から噴射される燃料を効率
良く燃焼させるために、燃焼室内に旋回流を生起するス
ワーラを備えている(特開昭５８−１５３０２１号公
報、参照)。

【０００３】ガスタービンの燃焼器として、従来例えば
図６に示すようなものがある。

【０００４】これについて説明すると、燃焼器１は燃焼
筒２の上流側にスワーラ筒３が設けられ、スワーラ筒３
より下流側（図中左方向）に２次空気供給口１２、希釈
空気供給口１３等がそれぞれ開口している。

【０００５】図示しないコンプレッサから送られる圧縮
空気は熱交換器によって加熱された後、図中矢印で示す
ようにダクト１０およびアウターライナ１１を介して燃
焼ガス噴出方向と逆方向から燃焼筒２およびスワーラ筒
３の外周に沿って導かれる。

【０００６】スワーラ筒３の内側に燃料噴射弁４が設け
られ、燃料噴射弁４から噴射される燃料が燃焼筒２内に
導入される空気と燃焼して高温ガスとなり図示しないタ
ービンを駆動するようになっている。なお、図中５は点
火栓である。

【０００７】スワーラ筒３に設けられる半径流スワーラ
７は、複数枚の羽根６が周方向に並んで一体形成され、
スワーラ筒３に流入する空気流に燃料噴射弁４を中心と
する旋回流を生起するようになっている。

【０００８】半径流スワーラ７は、略矩形をした各羽根
６がスワーラ筒３の接線と所定の角度を持って内側に折
り曲げられ、スワーラ筒３には各羽根６の抜けた部分に
開口８が形成される。

【０００９】半径流スワーラ７を通って流入する空気流
は、図中矢印で示すように、スワーラ筒３から燃焼筒２
にかけて燃料噴射弁４を中心とする旋回流となって燃焼
筒２内に流入し、燃料噴射弁４から噴射される燃料噴霧
と混合しながら燃焼筒２の中心方向に巻き込み、拡散燃
焼する火炎を安定させる。

【００１０】スワーラ筒３は燃焼器キャップ１４に対し
て複数のボルト８およびナット９を介して締結される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の燃焼器にあっては、スワーラ筒３が燃焼器キ
ャップ１４に対して複数のボルト８およびナット９を介
して締結される構造のため、燃焼器キャップ１４とスワ
ーラ筒３間の気密性を十分に確保するのに、ボルト８の
本数が多くなったり、燃焼器キャップ１４に対するスワ
ーラ筒３の接合フランジ１５の肉厚を大きくする必要が
あり、構造の複雑化や重量の増大を招くという問題点が
考えられる。

【００１２】また、ボルト８の周辺部の冷却が不足する
場合、ボルト８等がスワーラ筒３に焼き付く可能性があ
り、スワーラ筒３の脱着が困難になるという問題点が考
えられる。

【００１３】本発明は上記の問題点に着目し、構造の複
雑化を招くことなくスワーラ筒の脱着が容易に行える構
造を提供する。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
燃焼筒の上流側に円筒状のスワーラ筒が接続され、スワ
ーラ筒の内側に燃料噴射弁が配置され、スワーラ筒に燃
料噴射弁を中心とする旋回空気流を生起する半径流スワ
ーラを備えるガスタービンの燃焼器において、スワーラ
筒を支持する燃焼器キャップを備え、燃焼器キャップに
スワーラ筒の基端部を嵌合させるボス部を形成し、スワ
ーラ筒にその一部を外側に折り曲げて係止爪を突出させ
る一方、ボス部に係止爪に係合する係合穴を開口させ
る。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、半径流スワーラとしてスワーラ筒の接線に
対して傾斜して突出する複数の羽根を備え、係止爪をス
ワーラ筒の接線に対して羽根と同一方向に傾斜させる一
方、係合穴を介してスワーラ筒の内外を連通させる。

【００１６】

【作用】請求項１記載の発明は、燃焼器キャップに対し
て燃焼筒を組み付ける際に、係止爪を弾性変形させてス
ワーラ筒の外周面内に押し込んだ状態で、スワーラ筒の
基端部をボス部に嵌合させる。そして、スワーラ筒をボ
ス部に対して所定位置に合わせることにより、係止爪が
その弾性復元力によりスワーラ筒の外側に突出して、係
合穴に係合する。この係止爪と係合穴の係合により、燃
焼器キャップに対するスワーラ筒の抜け止めが行われ
る。

【００１７】このようにスワーラ筒が燃焼器キャップに
固定された状態で、スワーラ筒はその外周面が全周に渡
ってボス部の内周面に嵌合する構造のため、スワーラ筒
の肉厚を小さくしても高い剛性が得られ、両者の接合部
の気密性を十分に確保することができる。

【００１８】燃焼器キャップから燃焼筒を外す際に、ス
ワーラ筒を燃焼器キャップに対して一方向に回転させる
ことにより、係止爪がスワーラ筒の外周面内に押し込ま
れた状態になるまで弾性変形させる。こうして係止爪の
係合穴に対する係合を解除した後に、スワーラ筒をボス
部から抜き取る。

【００１９】係止爪がスワーラ筒に一体形成されること
により、スワーラ筒を燃焼器キャップに固定するうえで
部品数が増加したり、重量が増大することが避けられ
る。

【００２０】請求項２記載の発明は、係止爪はスワーラ
筒の接線に対して羽根と同一方向に傾斜させて突出する
ため、係合穴と係止爪の隙間を通ってスワーラ筒内に流
入する空気流は、半径流スワーラを通って流入する空気
流と同方向に旋回し、スワーラ筒から燃焼筒にかけて燃
料噴射弁を中心とする旋回流となって燃焼筒内に流入す
る。これにより、燃料噴射弁から噴射される燃料噴霧と
混合しながら燃焼筒の中心方向に巻き込み、拡散燃焼す
る火炎を安定させる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００２２】図１、図２に示すように、ガスタービンの
燃焼器１は、燃焼筒２の上流側にスワーラ筒３が設けら
れる。図示しないコンプレッサから送られる圧縮空気は
熱交換器によって加熱された後、スワーラ筒３から燃焼
筒２にかけて燃料噴射弁４を中心とする旋回流となって
燃焼筒２内に流入するとともに、その下流側に開口した
２次空気供給口１２および希釈空気供給口１３等から流
入するようになっている。

【００２３】スワーラ筒３の内側に燃料噴射弁４が設け
られる。燃料噴射弁４から噴射される燃料が燃焼筒２内
に導入される空気と燃焼して高温ガスとなり図示しない
タービンを駆動するようになっている。なお、図中５は
点火栓である。

【００２４】図４にも示すように、円筒状をしたスワー
ラ筒３に設けられる半径流スワーラ７は、複数枚の羽根
６が周方向に並んで一体形成される。略矩形をした各羽
根６がスワーラ筒３の接線と所定角度を持って内側に折
り曲げられ、スワーラ筒３には各羽根６の抜けた部分に
開口８が形成される。図中１６は点火栓５を燃焼筒２内
に臨ませる穴である。

【００２５】ガスタービンのエンジン外壁２１に対して
燃焼器キャップ１４が取付けられる。燃焼器キャップ１
４は環状のフランジ２２との間にエンジン外壁２１を挟
むようにして設けられ、フランジ２２に螺合する複数の
ボルト２３を介してエンジン外壁２１に締結される。燃
焼器キャップ１４とフランジ２２およびエンジン外壁２
１の間には一対の円盤状ガスケット２４が介装され、こ
れら接合部の気密がはかられる。

【００２６】図３にも示すように、燃焼器キャップ１４
は、エンジン外壁２１に対する接合フランジ３０と、燃
料噴射弁４を装着させるボス部３１と、点火栓５を装着
させるボス部３２を有する。

【００２７】さらに、燃焼器キャップ１４は、スワーラ
筒３の基端部を嵌合させるボス部３３が一体形成され
る。ボス部３３はスワーラ筒３の外周面１９に嵌合する
内周面３４が円筒面状に形成される。

【００２８】図５にも示すように、スワーラ筒３の基端
部には係止爪１７が外側に折り曲げられる一方、ボス部
３３の内周面３４には係止爪１７に係合する係合穴３５
が開口する。

【００２９】係止爪１７は板金製スワーラ筒３の一部を
切り抜かれ、一辺を残して矩形に切抜かれた部分をスワ
ーラ筒３の外側に向けて所定角度で折り曲げて形成され
る。係止爪１７は弾性変形をしてスワーラ筒３の外周面
１９の内側に入り込む位置まで倒れるようになってい
る。

【００３０】図４の正面図上において、係止爪１７はス
ワーラ筒３の接線に対して羽根６と同一方向に傾斜させ
て折り曲げられる。したがって、係止爪１７は、これに
近接してスワーラ筒３の内側に折り曲げられた羽根６ａ
に対して反対方向に突出している。

【００３１】係止爪１７に係合する係合穴３５は、矩形
の断面をもってボス部３３に開口し、スワーラ筒３の内
外を連通している。

【００３２】以上のように構成され、次に作用について
説明する。

【００３３】燃焼器キャップ１４に対して燃焼筒２を組
み付ける際は、係止爪１７を弾性変形させてスワーラ筒
３の外周面１９内に押し込んだ状態で、スワーラ筒３の
基端部をボス部３３に嵌合させる。そして、スワーラ筒
３を燃焼器キャップ１４にその先端部が当接する所定位
置まで押し込むことにより、係止爪１７がその弾性復元
力によりスワーラ筒３の外側に突出して、係合穴３５に
係合する。

【００３４】このように係止爪１７が係合穴３５に係合
した状態で、スワーラ筒３は燃焼器キャップ１４に対し
て軸方向に移動することが規制される。燃焼筒２はその
穴１６に点火栓５が挿通していることにより、燃焼器キ
ャップ１４に対する回り止めが行われる。これにより、
燃焼筒２は燃焼器キャップ１４に固定される。

【００３５】このように燃焼筒２が燃焼器キャップ１４
に固定された状態で、スワーラ筒３はその外周面１９が
全周に渡ってボス部３３の内周面３４に嵌合する構造の
ため、スワーラつつ３の肉厚を小さくしても高い剛性が
得られ、両者の接合部の気密性を十分に確保することが
できる。

【００３６】燃焼器キャップ１４から燃焼筒２を外す際
は、点火栓５を穴１６から抜いた状態で、スワーラ筒３
を燃焼器キャップ１４に対して一方向に回転させること
により、係止爪１７がスワーラ筒３の外周面１９内に押
し込まれた状態になるまで弾性変形して、係止爪１７の
係合穴３５に対する係合を解除した後に、スワーラ筒３
をボス部３３から抜き取る。

【００３７】スワーラ筒３の製造時、係止爪１７が各羽
根６と同一工程で形成することが可能であり、生産性を
高められる。

【００３８】係止爪１７がスワーラ筒３に一体形成され
ることにより、スワーラ筒３を燃焼器キャップ１４に固
定するうえで部品数が増加したり、重量が増大すること
が避けられる。

【００３９】また、係止爪１７はスワーラ筒３の接線に
対して羽根６と同一方向に傾斜させて折り曲げられるた
め、係合穴３５と係止爪１７の隙間を通ってスワーラ筒
３内に流入する空気流は、図５に矢印で示すように、半
径流スワーラ７を通って流入する空気流と同方向に旋回
し、スワーラ筒３から燃焼筒２にかけて燃料噴射弁４を
中心とする旋回流となって燃焼筒２内に流入することに
より、燃料噴射弁４から噴射される燃料噴霧と混合しな
がら燃焼筒２の中心方向に巻き込み、拡散燃焼する火炎
を安定させる。

【００４０】なお、係止爪１７および係合穴３５は複数
対で設けてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
は、ガスタービンの燃焼器において、スワーラ筒を支持
する燃焼器キャップを備え、燃焼器キャップにスワーラ
筒の基端部を嵌合させるボス部を形成し、スワーラ筒に
その一部を外側に折り曲げて係止爪を突出させる一方、
ボス部に係止爪に係合する係合穴を開口させたため、重
量の増大や構造の複雑化を招くことなく、スワーラ筒の
脱着を容易に行うことができる。

【００４２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、半径流スワーラとしてスワーラ筒の接線に
対して傾斜して突出する複数の羽根を備え、係止爪をス
ワーラ筒の接線に対して羽根と同一方向に傾斜させる一
方、係合穴を介してスワーラ筒の内外を連通させたた
め、係合穴と係止爪の隙間を通ってスワーラ筒内に流入
する空気流は、半径流スワーラを通って流入する空気流
と同方向に旋回することにより、燃焼器における保炎効
果を高められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す燃焼器の断面図。

【図２】同じく燃焼筒およびスワーラ筒の断面図。

【図３】同じく燃焼器キャップの斜視図。

【図４】同じく燃焼筒およびスワーラ筒の正面図。

【図５】同じくスワーラ筒および燃焼器キャップの一部
を拡大した断面図。

【図６】従来例を示す燃焼器の断面図。

【符号の説明】

１ 燃焼器 ２ 燃焼筒 ３ スワーラ筒 ４ 燃料噴射弁 ６ 羽根 ７ 半径流スワーラ １４ 燃焼器キャップ １７ 係止爪 ３３ ボス部 ３５ 係合穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃焼筒の上流側に円筒状のスワーラ筒が
   接続され、スワーラ筒の内側に燃料噴射弁が配置され、
   スワーラ筒に燃料噴射弁を中心とする旋回空気流を生起
   する半径流スワーラを備えるガスタービンの燃焼器にお
   いて、スワーラ筒を支持する燃焼器キャップを備え、燃
   焼器キャップにスワーラ筒の基端部を嵌合させるボス部
   を形成し、スワーラ筒にその一部を外側に折り曲げて係
   止爪を突出させる一方、ボス部に係止爪に係合する係合
   穴を開口させたことを特徴とするガスタービンの燃焼
   器。
2. 【請求項２】 半径流スワーラとしてスワーラ筒の接線
   に対して傾斜して突出する複数の羽根を備え、係止爪を
   スワーラ筒の接線に対して羽根と同一方向に傾斜させる
   一方、係合穴を介してスワーラ筒の内外を連通させたこ
   とを特徴とする請求項１記載のガスタービンの燃焼器。