CN111140873B - 燃气轮机燃烧器及过渡段组装体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供燃气轮机燃烧器及过渡段组装体，即使在框的角部的侧密封与浮动密封的交叉的部分设有用于避免密封部件彼此的干涉的间隙(间隔)的情况下，也可提高燃气轮机燃烧器的过渡段的出口侧端部与燃气轮机入口部的连接部的密封性能。为了解决上述课题，本发明的燃气轮机燃烧器的多个框分别具有密封其内外周处的框与燃气轮机间的间隙的浮动密封及密封在周向上互相相邻的框间的间隙的侧密封，该燃气轮机燃烧器的特征在于具备角密封部，该角密封部设置于形成于在周向上互相相邻的上述框的角部间的间隙部，至少密封从上述间隙部向上述燃气轮机侧泄漏的泄漏空气，而且独立于上述浮动密封和上述侧密封。

Description

燃气轮机燃烧器及过渡段组装体
技术领域
本发明涉及燃气轮机燃烧器及过渡段组装体，特别涉及适于在设置于燃气轮机与燃烧器的过渡段的出口部的框的连结部外周设置有对框与燃气轮机间的间隙进行密封的浮动密封、及对在周向上互相相邻的框之间的间隙进行密封的侧密封的燃气轮机燃烧器及过渡段组装体。
背景技术
燃气轮机的形式之一具有具备分别独立地具有生成燃烧气体的燃烧室的多个燃气轮机燃烧器(以下，称为燃烧器)的所谓的多分管式的燃气轮机。在该多分管式的燃气轮机中，通常多个燃烧器在燃气轮机的旋转轴的外侧以圆环状配置。
各燃烧器具备在内部具有燃烧室的圆筒型的燃烧器衬管、和将在燃烧室生成的高温高压的燃烧气体引导至燃气轮机入口的过渡段。过渡段连接燃烧器衬管内的具有圆形状的截面的燃烧室和具有圆环状的流路截面的燃气轮机入口流路。
因此，过渡段形成如下的流路：对应于圆筒型的燃烧器衬管具有圆形状的上游侧截面，并且对应于具有圆环状的流路截面的燃气轮机入口流路的形状具有将该圆环形状在周向上分割呈多个的形状，换言之，由内侧及外侧的圆弧和分别连结两圆弧的两端部的直线构成的大致矩形(扇形)状的下游侧截面，将它们之间用平坦的曲线连接。
另一方面，在燃气轮机中，为了缩短旋转轴的长度，一般是在压缩机的外周侧配置燃烧器，缩短压缩机与燃气轮机的间隔。
在这样的构造的情况下，来自压缩机的燃烧用空气(压缩空气)穿过燃烧器的过渡段的外侧，将流向朝向燃烧器的头部侧(燃烧室侧)改变，流动在燃烧器衬管的外侧。
该燃烧用空气在燃烧器的头部再次改变流向，流入燃烧器衬管的内部(燃烧室)。即，在燃烧器的过渡段与燃气轮机入口流路的连接部的内周侧流动燃烧气体，另一方面，在该连接部的外周侧流动燃烧用空气。该燃烧用空气相比在连接部的内周侧流动的燃烧气体压力更高，因此，在该连接部从该外周侧向内周侧流入(漏出)。
该情况下，由于燃烧气体的温度的降低或燃烧器的燃烧条件的变化，燃料消耗量增加，导致燃气轮机的能量效率的降低。另外，与燃烧用空气漏出相应地，参与燃烧的空气量减小，因此燃烧室内的燃烧温度增高，存在燃烧时生成的氮氧化物增加的问题。因此，要求抑制燃烧用空气的泄漏。
为了应对这样的抑制燃烧用空气的泄漏的要求，作为用于抑制燃烧器的过渡段与燃气轮机入口的连接部的燃烧用空气的泄漏的密封构造，例如，具有专利文献1记载的构造。
专利文献1记载的密封构造是，在安装于各燃烧器的过渡段的出口侧端部(最后部)的大致矩形状的称为框的部分的四个边的部分(四个边界)、详细而言，沿周向延伸的圆弧状的内周部分(下侧部分)、位于比内周部分靠径向外侧且沿周向延伸的圆弧状的外周部分(上侧部分)、以及连接内周部分和外周部分的两端部且沿径向延伸的直线状的一对侧方部分分别设置密封部件。
具体而言，在各框的外周面设置密封槽，在相邻的框的侧方部分的密封槽间夹设称为侧密封的平板状的密封部件而密封框间的缝隙。
另外，在框的内周部分及外周部分的密封槽与设于燃气轮机入口(初级静叶片)的密封槽嵌合称为浮动密封的密封部件，密封过渡段与燃气轮机入口之间的缝隙。
上述浮动密封由截面U字状的部分和从截面U字状的部分向燃气轮机侧伸出的截面直线状的部分构成，截面U字状的部分安装于框，并且截面直线状的部分嵌合于燃气轮机入口的密封槽。
另外，作为抑制多个燃烧器的过渡段的出口侧端部与燃气轮机入口的连接部的来自过渡段间的燃烧用空气的泄漏的密封构造，例如，具有专利文献2记载的构造。
专利文献2记载的密封构造是，沿着过渡段出口端的相邻的凸缘的对置面设置跨该凸缘对置面的凹槽，向该凹槽插入由密封部件和板簧构成的密封组装体，密封部件具有一对连续的突起，该突起部在上述的凹槽内跨凸缘对置面朝向凹槽内的燃烧气体通路侧面而配置，板簧配置成在凹槽内与密封部件相接，通过板簧的弹力，向燃烧气体通路侧面挤压突起部，从而形成密封面。
由此，即使在由于因燃烧器的高温下的构造物的温度差而引起的热变形、随着工作流体的流通等而产生的振动，在过渡段间产生了相对位移的情况下，也可维持良好的密封性能。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003－193866号公报
特许文献2：国际公开第2007/023734号
发明内容
发明所要解决的课题
一般地，在燃烧器及燃气轮机中，高温的燃烧气体流通，因此在燃气轮机的停止时和运转时温度差较大。因此，构成燃烧器及燃气轮机的零件间的相对位置因它们的热变形而变化。
另外，在燃气轮机中，随着燃气轮机的旋转、工作流体的流通，容易产生振动，由于振动，构成燃烧器及燃气轮机的零件间的相抵位置也变化。
因此，就用于燃烧器的过渡段与燃气轮机入口的连接部的密封构造的密封部件而言，在如专利文献2记载地需要考虑高温环境下的使用而具备高的耐热性、刚性、耐久性的基础上，还需要兼具能够追随过渡段、燃气轮机入口的位置变化而确保密封性的柔软性。也就是说，对于该密封构造的密封部件，要求刚性和柔软性这样的互相相反的特性。
另一方面，在专利文献1记载的密封构造中，在大致矩形状的框的四个边的部分分别设置密封部件，在各密封部件与各密封部件的嵌合的部分(密封槽)之间设置考虑到热变形的缝隙，并且通过调整该缝隙的大小或利用密封部件与密封槽的组合使流路复杂，从而能够保持密封性能。
另外，如专利文献1记载的密封构造那样，在框的四个边的部分分别设置密封部件的情况下，需要以即使燃烧器等产生热变形，各密封部件也能够维持各自的密封性能的方式避免密封部件彼此的干涉。因此，在密封部件彼此交叉(组合)的框的四个角部，需要使密封位置互相错开。
例如，在设置于框的内周部分侧及外周部分侧的密封部件(浮动密封)与设置于框的侧方部分的密封部件(侧密封)之间沿燃气轮机的旋转轴的轴向设有距离(偏置)。该情况下，即使相邻的过渡段因热变形等而在旋转轴的轴向上相对位移，侧密封和浮动密封也由于偏置而不会互相干涉。
因此，即使在发生了热变形的情况下，各密封部件分别仅承担框的各边的部分，因此能够维持框的各边的部分的密封性能。
这样，需要在框的角部的侧密封与浮动密封的交叉的部分设置用于避免密封部件彼此的干涉的间隙(间隔)。
但是，若设置用于避免密封部件彼此的干涉的间隙(间隔)，则会导致在过渡段的外侧流动的燃烧用空气从该间隙经由形成于相邻的框的角部间的缝隙流入燃气轮机入口流路内。
以往，从过渡段的框的四个角部泄漏的空气量相比从框的四个边部泄漏的空气量相对少，因此未重视框的四个角部的密封性能。
但是，当提高燃气轮机的能量效率或提高燃烧性能时，产生了进一步降低燃烧器的过渡段的出口侧端部与燃气轮机入口部的连接部的漏气的必要性。
本发明鉴于上述的点，目的在于提供一种燃气轮机燃烧器及过渡段组装体，即使在框的角部的侧密封与浮动密封的交叉的部分设有用于避免密封部件彼此的干渉的间隙(间隔)的情况下，也能够提高燃气轮机燃烧器的过渡段的出口侧端部与涡轮入口部的连接部的密封性能。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，本发明的燃气轮机燃烧器具备：供高温的燃烧气体在内部流动的燃气轮机燃烧器的多个过渡段；以及沿各个该过渡段各自的下游侧的周向设置，并且连接于燃气轮机的上游侧的多个框，多个上述框分别具有密封其内外周处的上述框与上述燃气轮机间的间隙的浮动密封以及密封在周向上互相相邻的上述框间的间隙的侧密封，上述燃气轮机燃烧器的特征在于，具备角密封部，该角密封部设置于形成于在周向上互相相邻的上述框的角部间的间隙部，至少密封从上述间隙部向上述燃气轮机侧流入的空气，而且独立于上述浮动密封和上述侧密封。
另外，为了实现上述目的，本发明的过渡段组装体的特征在于，具备：过渡段，其在内部流通高温的燃烧气体；框，其设置于该过渡段的下游侧，并且连接于燃气轮机的上游侧；浮动密封，其密封上述框的内外周处的上述框与上述燃气轮机间的间隙；侧密封，其密封在周向上互相相邻的上述框间的间隙；以及角密封，其设置于形成于在周向上互相相邻的上述框的角部间的间隙部，至少密封从上述间隙部向上述燃气轮机侧流入的空气，而且独立于上述浮动密封和上述侧密封。
发明的效果
根据本发明，即使在框的角部的侧密封与浮动密封的交叉的部分设有用于避免密封部件彼此的干渉的间隙(间隔)的情况下，也能够提高燃气轮机燃烧器的过渡段的出口侧端部与燃气轮机入口部的连接部的密封性能。
附图说明
图1是表示本发明的燃气轮机燃烧器的实施例1的整体结构的图。
图2是表示从燃烧气体的流向上游侧观察图1的燃气轮机燃烧器的过渡段的排列的图的局部剖视图。
图3是分解密封部件而表示本发明的燃气轮机燃烧器的实施例1采用的过渡段的出口侧的立体图。
图4是沿图3的X－X线的剖视图。
图5是沿图3的Y－Y线的剖视图。
图6是表示现有的燃气轮机燃烧器的在周向上相邻的过渡段框架(框)的角部的局部立体图。
图7是表示本发明的燃气轮机燃烧器的实施例1的过渡段框架(框)间的图。
图8是放大表示图7的A部的立体图。
图9是放大表示图7的B部的立体图。
图10是表示本发明的燃气轮机燃烧器的实施例1采用的角密封部的过渡段框架(框)的角部的局部立体图。
图11(a)是表示本发明的燃气轮机燃烧器的实施例1的设置角密封部的前过渡段框架(框)的上部角部的局部立体图。
图11(b)是表示在图11(a)的过渡段框架(框)的角部设置固定有角密封部的状态的局部立体图。
图12(a)是表示本发明的燃气轮机燃烧器的实施例1的设置角密封部的前过渡段框架(框)的下部角部的局部立体图。
图12(b)是表示在图12(a)的过渡段框架(框)的角部设置固定有角密封部的状态的局部立体图。
图13是表示本发明的燃气轮机燃烧器的实施例2的在周向上相邻的框的角部的局部立体图。
图中：
1—压缩机，2—燃气轮机燃烧器，3—燃气轮机，3a—燃气轮机入口部，3b—浮动密封槽，4—驱动轴，6—发电机，10—焊接，21—燃烧器衬管，22—燃料喷嘴，23—燃烧器外筒，24—端盖，25—过渡段，25a—过渡段的出口侧端部，27—固定部件，28—外壳，30—密封构造，31—燃烧室，32—外壳内的空间，33—空气流路，34—过渡段内的流路，35—燃气轮机入口流路，41—筒状主体部，41a—筒状主体部的出口侧端部，41b—筒状主体部的入口侧端部，42—过渡段框架(框)，42a—外侧过渡段框架部与外周侧浮动密封的上游侧接触面，42b—外侧过渡段框架部与外周侧浮动密封的下游侧接触面，43—内侧过渡段框架部，44—外侧过渡段框架部，45—侧方过渡段框架部，45a—侧密封槽，48—框架角部，48a—L字状的切口(槽)，51—侧密封，51a—侧密封的下游面，52—内周侧浮动密封，53—外周侧浮动密封，56—第一卡合部，56a—第一卡合部的上游侧脚部，56b—第一卡合部的下游侧脚部，57—第二卡合部，60—被过渡段框架与浮动密封包围的空间，64a、64b—肩密封部，64a1—肩密封部的直线部，64a2—肩密封部的水平部，64a3—肩密封部的块，64a4—肩密封部的固定部，65a、65b—肩密封部的凸部，66—阶差部，100—外部气体，110—燃烧用空气，110a1、110a2—泄漏空气，120—燃料，130—燃烧气体。
具体实施方式
以下，基于图示的实施例说明本发明的燃气轮机燃烧器。此外，以下说明的各图中，对同一结构部件使用相同符号。
【实施例1】
图1及图2表示作为本发明的燃气轮机燃烧器的一例的面向发电厂的燃气轮机燃烧器。
图1表示本发明的燃气轮机燃烧器的实施例1的整体结构，图2表示从燃烧气体的流向上游侧观察图1的燃气轮机燃烧器的过渡段的排列的图。此外，图1中以燃气轮机燃烧器的左侧为燃烧气体的上游侧、右侧为下游侧的方式图示。
图1中，燃气轮机具备：吸取外部气体(大气)100并压缩，生成高压的燃烧用空气(高压空气)110的压缩机1；使从该压缩机1导入的燃烧用空气(压缩空气)110和从燃料系统(未图示)供给的燃料120混合并燃烧，从而生成高温的燃烧气体130的多个(图1中仅图示1个)燃气轮机燃烧器2；以及通过由在该燃气轮机燃烧器2生成的燃烧气体130的能量得到轴驱动力的燃气轮机3。
而且，压缩机1和燃气轮机3经由驱动轴4连接，在燃气轮机3机械地连结有发电机6，发电机6将燃气轮机3的轴驱动力变换成电力。
多个燃气轮机燃烧器2在压缩机1的外周侧以圆环状配置。即，本实施例的燃气轮机3为多分管式的燃气轮机，各燃气轮机燃烧器2配置成，头部位于压缩机1侧(图1的左侧)，尾部位于燃气轮机3侧(图1的右侧)。
燃气轮机燃烧器2具备：在内部具有燃烧室31的大致圆筒状的燃烧器衬管21；向该燃烧器衬管21内喷射燃料的燃料喷嘴22；作为内含燃烧器衬管21的压力容器的燃烧器外筒23；堵塞燃烧器外筒23的燃料喷嘴22侧的开口部的端盖24；以及连接燃烧器衬管21和燃气轮机入口部3a，且将在燃烧室31生成的燃烧气体130引导至燃气轮机3的过渡段25。
燃烧器外筒23安装于外壳28，外壳28收纳过渡段25，在外壳28的内部形成有供燃烧用空气110从压缩机1流入的空间32。在燃烧器外筒23与燃烧器衬管21之间形成有供外壳28的空间32内的燃烧用空气110流通的环状的空气流路33。在外壳28例如通过固定部件27固定有燃烧器衬管21。
来自压缩机1的燃烧用空气110在外壳28内流向反转，穿过空气流路33流向端盖24侧。然后，燃烧用空气110在端盖24使流向再次反转，流入燃烧器衬管21内的燃烧室31，流入燃烧室31的燃烧用空气110与从燃料系统(未图示)供给的燃料120混合并燃烧，其结果，生成燃烧气体130。该燃烧气体130穿过过渡段25的流路34而流入燃气轮机入口部3a内。
上述的燃气轮机入口部3a形成有具有圆环状的流路截面的燃气轮机入口流路35。在多分管式的燃气轮机3中，如图2所示，通过将多个燃气轮机燃烧器2的过渡段25以圆环状配置，从而连接于圆环状的燃气轮机入口流路35。
各过渡段25在燃气轮机3运转时当随着燃烧气体130的流通而成为高温时，在周向、轴向以及半径方向上热膨胀。
因此，通过在相邻的各过渡段25的出口侧端部25a之间设置间隙G1(参照后述的图4)，防止了因周向的热伸展而引起的过渡段25的出口侧端部25a彼此的干渉。
同样地，通过在过渡段25的出口侧端部25a与其下游侧的燃气轮机入口部3a之间设置间隙G2(参照后述的图5)，防止了因过渡段25在轴向上热伸展而引起的过渡段25与燃气轮机入口部3a的干渉。
这样，为了防止因周向的热伸展而引起的过渡段25的出口侧端部25a彼此的干渉而在相邻的各过渡段25的出口侧端部25a之间设有间隙G1，另外，为了防止因过渡段25在轴向上热伸展而引起的过渡段25与燃气轮机入口部3a的干渉，在过渡段25的出口侧端部25a与下游侧的燃气轮机入口部3a之间设有间隙G2。
通常，在内含多个过渡段25的外壳28内的空间32流通燃烧用空气110，另一方面，在过渡段25及燃气轮机入口部3a的内部侧流通燃烧气体130。
然而，外壳28的空间32内的燃烧用空气110的压力比燃烧气体130高，因此其一部分不朝向燃烧器衬管21侧而经由过渡段25的出口侧端部25a与燃气轮机入口部3a的间隙G2、以及相邻的各过渡段25的出口侧端部25a之间的间隙G1流入(泄漏至)燃气轮机入口流路35侧。
因此，在过渡段25的出口侧端部25a与燃气轮机入口部3a的连接部设有防止燃烧用空气110向燃气轮机入口流路35侧流入(漏出)的密封构造30。
使用图3至图5对该密封构造30进行说明。图3分解密封构造30而表示本发明的燃气轮机燃烧器2的实施例1采用的过渡段25的出口侧端部25a，图4是沿图3的X－X线的剖视图，图5是沿图3的Y－Y线的剖视图。
图3中，各过渡段25包括：在内部形成向燃气轮机入口流路35引导燃烧气体130的过渡段25内的流路34的筒状主体部41；以及以包围该筒状主体部41的出口侧(下游侧)端部41a的外周的方式(沿外周面的方式)设置，且构成连接于燃气轮机3的上游侧(入口侧)即燃气轮机入口流路35的框的过渡段框架42。该过渡段框架(框)42可以为与筒状主体部41形成为一体的一体部件，也可以为通过焊接等接合于筒状主体部41的出口侧端部41a的独立部件。
上述的筒状主体部41的入口侧端部41b卡合于燃烧器衬管21的下游侧端部，且对应于圆筒型的燃烧器衬管21，具有大致圆形状的流路截面。另外，筒状主体部41的出口侧端部41a(也包括过渡段框架(框)42同样)连接于形成燃气轮机入口流路35的燃气轮机入口部3a，且对应于具有圆环状的流路截面的燃气轮机入口流路35的形状，具有将该圆环形状在周向上分割成多个那样的形状的流路截面。
换言之，筒状主体部41的出口侧端部41a(也包括过渡段框架(框)42)的流路截面为由径向内侧及径向外侧的圆弧和分别连结两圆弧的两端部的直线构成的大致矩形(扇形)状。
另一方面，过渡段25内的流路34通过利用平坦的曲线连结筒状主体部41的入口侧端部41b的流路截面和筒状主体部41的出口侧端部41a的流路截面而形成。
另外，过渡段框架42由内侧过渡段框架部43、外侧过渡段框架部44以及一对侧方过渡段框架部45构成。
上述的内侧过渡段框架部43是配置于与燃气轮机入口流路35的径向内缘侧对应的径向位置且沿周向延伸的圆弧状的部分。另外，外侧过渡段框架部44是位于比内侧过渡段框架部43靠径向外侧且沿周向延伸的圆弧状的部分。进一步地，一对侧方过渡段框架部45是分别设于内侧过渡段框架部43的周向的两侧端部与外侧过渡段框架部44的周向的两侧端部之间且沿径向延伸的直线状的部分。
如图3及图4所示，在相邻的过渡段框架42的侧方过渡段框架部45的对置面分别设有沿径向(侧方过渡段框架部45的延伸方向)延伸的侧密封槽45a。
另外，为了密封相邻的过渡段框架42的侧方过渡段框架部45间的缝隙G1，设有侧密封51。该侧密封51配置成跨相邻的侧方过渡段框架部45的两侧密封槽45a，且沿两侧密封槽45a延伸。
此外，侧密封51例如为由钴基合金等构成的长条的平板状的部件，在燃气轮机入口部3a侧具有下游面51a。
另外，如图4所示，上述的侧密封51受在相邻的过渡段25间的空间流通的燃烧用空气110与从过渡段25内的流路34向燃气轮机入口流路35流通的燃烧气体130(相比燃烧用空气110，压力更低)的压力差被挤压至形成侧密封槽45a的一对壁面中的燃气轮机入口流路35侧的壁面。
这样，通过使侧密封51与侧方过渡段框架部45的侧密封槽45a组合，能够抑制在过渡段25的外侧流通的燃烧用空气110流入燃气轮机入口流路35内。
另外，在侧密封51与侧方过渡段框架部45的侧密封槽45a之间设有空间，所谓的“游隙”，因此即使在相邻的侧密封槽45a的相对位置因过渡段25的热变形、振动而变化的情况下，也能够抑制侧密封51的变形、磨损，并且抑制内含过渡段25的外壳28的空间32内的燃烧用空气110向燃气轮机入口流路35流入。
另外，如图3及图5所示，为了密封内侧过渡段框架部43与燃气轮机入口部3a的缝隙G2，以跨内侧过渡段框架部43和燃气轮机入口部3a的方式配置有内周侧浮动密封52。
该内周侧浮动密封52沿内侧过渡段框架部43延伸，一方侧卡合于内侧过渡段框架部43，并且另一方侧卡合于燃气轮机入口部3a的径向内侧的部分。
另外，为了密封外侧过渡段框架部44与燃气轮机入口部3a的缝隙G2，以跨外侧过渡段框架部44和燃气轮机入口部3a的方式配置有外周侧浮动密封53。
该外周侧浮动密封53沿外侧过渡段框架部44延伸，一方侧卡合于外侧过渡段框架部44，另一方侧卡合于燃气轮机入口部3a的径向外侧的部分。
具体而言，如图5所示，在燃气轮机入口部3a的与过渡段框架42的内侧过渡段框架部43及外侧过渡段框架部44的下游侧端面对置的入口侧端面分别设有浮动密封槽3b。
内周侧浮动密封52及外周侧浮动密封53包括：形成为横截面U字状且具有上游侧脚部56a和下游侧脚部56b的第一卡合部56；以及从第一卡合部56的下游侧脚部56b向外侧呈大致直角折弯并延伸的横截面直线状的第二卡合部57。
此外，内周侧浮动密封52及外周侧浮动密封53例如由高温下的耐磨损性高且具有柔软性的钴基合金等形成。
另外，在外周侧浮动密封53中，第一卡合部56的上游侧脚部56a及下游侧脚部56b夹住外侧过渡段框架部44的上游侧端面及下游侧端面，从而第一卡合部56紧贴外侧过渡段框架部44，并且第二卡合部57插入燃气轮机入口部3a的浮动密封槽3b内。
通过将外周侧浮动密封53的第二卡合部57隔开缝隙地配置于燃气轮机入口部3a的浮动密封槽3b内，即使在过渡段25与燃气轮机入口部3a的相对位置因热变形而变化的情况下，也能够防止两者的干涉，并且抑制外壳28的空间内的燃烧用空气110向燃气轮机入口流路35流入。
另外，外周侧浮动密封53与内周侧浮动密封52同样地构成为利用截面U字状的第一卡合部56夹住内侧过渡段框架部43，因此即使外周侧浮动密封53本身或外侧过渡段框架部44热变形，也能够维持两者的密合性。
此外，外周侧浮动密封53接触的过渡段框架42的外侧过渡段框架部44也由耐磨损性高的材质形成，从而能够抑制随着热变形或振动而产生的磨损。
不特别详细地说明，但对于内周侧浮动密封52，也与外周侧浮动密封53同样。
另外，在内周侧浮动密封52、外周侧浮动密封53以及侧密封51中，即使在相邻的各过渡段25间的相对位置、过渡段25与燃气轮机入口部3a的相对位置因热变形、振动而变化的情况下也避免相互的干涉，因而不彼此结合地使密封位置相互错开。
具体而言，如图5所示，内周侧浮动密封52及外周侧浮动密封53分别与过渡段25的过渡段框架42的内侧过渡段框架部43及外侧过渡段框架部44的下游侧端面接触。
另一方面，如图4所示，侧密封51与设于过渡段框架42的侧方过渡段框架部45的侧密封槽45a接触。也就是，内周侧浮动密封52及外周侧浮动密封53的密封位置比侧密封51的密封位置相对地向燃气轮机入口部3a侧错开。
然而，在上述那样构成的密封构造30中，会导致漏气流入通过用截面U字状的外周侧浮动密封53覆盖(包围)外侧过渡段框架部44的径向前端部而形成的空间60。
以下，对此进行说明。
在上述的外周侧浮动密封53作用随着燃烧气体130与燃烧用空气110的压力差而产生的内外压力差。而且，外周侧浮动密封53形成为第一卡合部56的下游侧脚部56b较长(面积大)而第一卡合部56的上游侧脚部56a较短(面积小)。
因此，通过燃烧气体130与燃烧用空气110的压力差，过渡段25与燃气轮机入口流路35的连接部朝向上流(图5的从右向左)承受载荷。
由此，外侧过渡段框架部44与外周侧浮动密封53的下游侧接触面42b朝向上游(图5的从右向左)被牢固地按压，因此，难以产生泄漏。
另一方面，外侧过渡段框架部44与外周侧浮动密封53的上游侧接触面42a朝向上游(图5的从右向左)不承受载荷，因此，不会被向上流按压，因此，容易发生泄漏。
由此，就燃烧空气的一部分而言，泄漏的空气从在上游侧接触面42a产生的缝隙流入通过利用截面U字状的外周侧浮动密封53覆盖(包围)外侧过渡段框架部44的径向前端部而形成的空间60。
另外，通常，用于将过渡段25固定于外壳28的支撑部件(铰链)安装于外侧过渡段框架部44。而且，为了避免外周侧浮动密封53与支撑部件干涉，在外周侧浮动密封53的中央部设置切口，导致泄漏的空气从该切口与支撑部件的狭缝流入空间60。
由于燃烧气体130与燃烧用空气110的压力差，外周侧浮动密封53朝向上游被挤压至外侧过渡段框架部44，因此上述的流入至空间60的泄漏空气难以从下游侧接触面42b流出。
因此，泄漏空气沿过渡段框架(框)42的周向朝向框架角部48流动。另外，侧密封51位于比外周侧浮动密封53的下游端靠上游侧。于是，流至框架角部48的泄漏空气向侧密封51的下游流入。
另外，在框架角部48的下游侧存在外周侧浮动密封53的第一卡合部56的下游侧脚部56b，因此泄漏空气从外周向内周改变流向，在比外周侧浮动密封53的第一卡合部56靠内周再次向下游方向改变朝向而流出。
即，流入到过渡段框架(框)42与外周侧浮动密封53之间的空间60的泄漏空气如图6所示地，在侧密封51的下游侧的空间从燃气轮机3的外周朝向内周，再向下游改变朝向而流出。
因此，在本实施例中，如图7、图8以及图9所示，在形成于在周向上互相相邻的框的框架角部48间的间隙部G设置有作为密封从该间隙部G向燃气轮机3侧泄漏的泄漏空气的角密封部的肩密封部64a及64b。该肩密封部64a及64b与外周侧浮动密封53和侧密封51独立地分体构成。
从形成于上述的肩密封部64a及64b密封的框的框架角部48间的间隙部向燃气轮机3侧泄漏的空气为从框的周向及轴向110a1及110a2(参照图6)流动的泄漏空气。
另外，作为角密封部的肩密封部64a及64b在各框的框架角部48的周向上相互对置设置，并且在各过渡段框架(框)42的框架角部48的周向上相互对置设置的肩密封部64a及64b间，以横跨两者间的方式具有从过渡段框架(框)42间沿径向延伸的侧密封51。
另外，在各过渡段框架(框)42的框架角部48的周向上相互对置地设置的各肩密封部64a及64b堵塞利用截面U字状的外周侧浮动密封53覆盖过渡段框架(框)42的径向前端部而形成的空间60的周向出口，密封(堵塞)流入到空间60的泄漏空气。
由此，防止了流入到空间60的泄漏空气流入侧密封51的下游侧的空间。
接下来，使用图10说明本实施例采用的肩密封部64a的详情。
如图10所示，本实施例采用的肩密封部64a包括：由沿径向(图7的上下方向)延伸的直线部64a1及从该直线部64a1的两端沿周向(图7的左右方向)延伸的水平部64a2呈大致T字状形成的块64a3；以及将该块64a3固定于过渡段框架(框)42的框架角部48的固定部64a4。
而且，块64a3的T字状的直线部64a1及水平部64a2的燃气轮机侧(图10斜向左下的方向)的面64a5形成为平面状，块64a3包括：形成为平面的块64a3的T字状的水平部64a2的与燃气轮机侧相反的一侧(图10斜向右上的方向)从面64a5的平面部分连续，具有厚度，且最外周侧形成为曲面状的第一块C；以及由形成为平面的上述块的T字状的直线部面64a1的与燃气轮机侧相反的一侧从面64a5的平面部分连续且具有厚度的四棱柱形成的第二块D。
另外，本实施例中，在各过渡段框架(框)42的框架角部48的周向上相互对置设置的一方的肩密封部64a和另一方的肩密封部64b以将一方的肩密封部64a作为基准，另一方的肩密封部64b成为倒T字状的方式配置，一方及另一方的肩密封部64a及64b的T字状的水平部64a2的一方端经由与块64a3形成为一体的固定部64a4固定于过渡段框架(框)42的框架角部48，并且块64a3的T字状的直线部64a1直接固定于过渡段框架(框)42的框架角部48。
具体而言，如图11(a)及图12(a)所示，在过渡段框架(框)42的各框架角部48设有作为肩密封部64a及64b的定位用的L字状的切口(槽)48a，如图11(b)及图12(b)所示，在该L字状的切口(槽)48a通过焊接10固定有肩密封部64b(64a)。
通过肩密封部64a及64b的定位用的L字状的切口(槽)48a，能够使在周向上相邻的过渡段框架42各自的焊接位置成为相同高度。此外，从过渡段框架42的出口侧焊接肩密封部64a及64b。
由此，能够不分解流套而将肩密封部64a及64b固定于过渡段框架42。
另外，在过渡段框架(框)42的框架角部48，沿肩密封部64b(64a)的块64a3的平面部(64a5)配置有侧密封51。
另外，在本实施例中的在各过渡段框架(框)42的框架角部48的周向上相互对置地设置的肩密封部64a及64b分别形成有朝向相邻的过渡段框架(框)42侧突出的作为块64a3的T字状的水平部64a2的一部分的凸部65a及65b(参照图8及图9)，通过将形成于相邻的各肩密封部64a及64b的凸部65a及65b彼此在过渡段框架(框)42的半径方向上偏置，从而形成了阶差部66(参照图8及图9)。
由此，在肩密封部固定部64a及64b逃出的泄漏空气(沿框的周向流动的泄漏空气110a1、沿框的轴向流动的泄漏空气110a2、以及来自侧密封51的背面侧的内周侧浮动密封52、外周侧浮动密封53分别形成得缝隙的泄漏空气)在从燃气轮机3的外周朝向内周(图10中从上向下)的途中通过阶差部66，因此，能够通过该阶差部66防止泄漏空气向下游的流入。
另外，在肩密封固定部64a4的周向端部形成有沿内周侧浮动密封52及外周侧浮动密封53的形状的半圆柱状的封闭面。通过该半圆柱状的封闭面，防止了在内周侧浮动密封52及外周侧浮动密封53的内侧沿两方向的周向流动的泄漏空气、及从框的轴向流动的泄漏空气绕到侧密封51的背面侧。
另外，在肩密封部64a及64b沿周向热伸展时，凸部65a及65b彼此也不会接触。而且，阶差部66形成于侧密封51的下游侧，因此能够降低泄漏空气向下游侧的流入。
另外，形成于形成有阶差部66的各肩密封部64a及64b的凸部65a及65b的前端配置成与在各过渡段框架(框)42的框架角部48的周向上相互对置地设置的肩密封部64a及64b具有预定的狭缝G。
通过具有该狭缝G，在将肩密封部64a及64b组装于各过渡段框架(框)42的框架角部48时，容易组装。
另外，形成于在各过渡段框架(框)42的框架角部48的周向上相互对置地设置的肩密封部64a及64b的凸部65a及65b彼此在过渡段框架(框)42的周向上重叠。
这是因为，运转时，由于热伸展，凸部65a及65b彼此重叠，因此通过使凸部65a及65b彼此重叠，能够进一步降低泄漏空气向下流的流入。
另外，设于外侧过渡段框架部44的左右的框架角部48的阶差部66的半径方向位置位于比外周侧浮动密封53的最内周靠外周侧。也就是，进入外周侧浮动密封53的U字部的内侧。
相反地，形成于燃气轮机燃烧器2的内侧过渡段框架部43的各肩密封部64a及64b的阶差部66的半径方向位置位于比内周侧浮动密封52的最外周靠内侧。即，设于内侧过渡段框架部43的左右的框架角部48的阶差部66的半径方向位置位于比内周侧浮动密封52的最外周靠内周侧。为了降低泄漏，这样设置是必须的。
通过形成这样的本实施例的结构，即使在过渡段框架(框)42的角部的侧密封51与内周侧及外周侧浮动密封52及53的交叉的部分设有用于避免密封部件彼此的干涉的间隙(间隔)的情况下，也能够提高燃气轮机燃烧器的过渡段25的出口侧端部25a与燃气轮机入口部3a的连接部的密封性能。
另外，块64a3的T字状的直线部64a1及水平部64a2的燃气轮机侧(图10中斜向左下的方向)的面64a5形成为平面状，因此焊接固定肩密封部64a及64b等时的作业性良好。
【实施例2】
图13表示本发明的燃气轮机燃烧器的实施例2的在周向上相邻的过渡段框架(框)42的框架角部。
在图13所示的本实施例中，在实施例1所说明的肩密封部64a及64b隔着侧密封51以块64a3的平面部在燃烧气体130的流通方向上相互对置的方式配置有两个。
即使这样的本实施例，也能够提高燃气轮机燃烧器的过渡段25的出口侧端部25a与燃气轮机入口部3a的连接部的密封性能。
此外，本发明不限于上述的实施例，包括各种变形例。例如，上述的实施例是为了容易理解地说明本发明而详细说明的例子，并非限定于必须具备所说明的全部结构。另外，可以将某实施例的结构的一部分置换成其它实施例的结构，另外，也能够对某实施例的结构添加其它实施例的结构。另外，对于各实施例的结构的一部分，能够进行其它结构的追加、删除、置换。

Claims (15)

1.一种燃气轮机燃烧器，其具备：供高温的燃烧气体在内部流动的燃气轮机燃烧器的多个过渡段；以及沿各个该过渡段各自的下游侧的周向设置，并且连接于燃气轮机的上游侧的多个框，
多个上述框分别具有密封其内外周处的上述框与上述燃气轮机间的间隙的浮动密封以及密封在周向上互相相邻的上述框间的间隙的侧密封，
上述燃气轮机燃烧器的特征在于，
具备角密封部，该角密封部设置于形成在周向上互相相邻的上述框的角部间的间隙部，至少密封从上述间隙部向上述燃气轮机侧流入的空气，而且独立于上述浮动密封和上述侧密封。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
上述角密封部密封来自上述框的周向及轴向的泄漏空气。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
上述角密封部至少由两个肩密封部构成，上述肩密封部在各上述框的角部的周向上相互对置设置，并且在各上述框的角部的周向上相互对置设置的上述肩密封部间以横跨两者之间的方式设置有从上述框间沿径向伸延的上述侧密封。
4.根据权利要求3所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
在各上述框的角部的周向上相互对置设置的各上述肩密封部堵塞通过用截面U字状的上述浮动密封覆盖上述框的径向前端部而形成的空间的周向出口，密封流入到上述空间的泄漏空气。
5.根据权利要求3所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
在各上述框的角部的周向上相互对置设置的各上述肩密封部的一方的上述肩密封部包括：由沿径向延伸的直线部及从该直线部的两端沿周向延伸的水平部形成为大致T字状的块、和将该块固定于上述框的角部的固定部，
上述块的T字状的上述直线部及上述水平部的上述燃气轮机侧的面形成为平面状，上述块包括第一块和第二块，上述第一块是形成为平面的上述块的T字状的上述水平部的与上述燃气轮机侧相反的一侧从上述平面部分连续并具有厚度，而且最外周侧形成为曲面状的块，上述第二块是形成为平面的上述块的T字状的上述直线部的与上述燃气轮机侧相反的一侧从上述平面部分连续，且由具有厚度的棱柱形成的块。
6.根据权利要求5所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
在各上述框的角部的周向上相互对置配置的各上述肩密封部的一方的上述肩密封部和另一方的上述肩密封部配置成，以一方的上述肩密封部为基准，另一方的上述肩密封部为倒T字状，
一方及另一方的上述肩密封部的上述T字状的水平部的一方端经由与上述块形成为一体的上述固定部而固定于上述框的角部，并且上述块的T字状的上述直线部直接固定于上述框的角部。
7.根据权利要求6所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
在上述框的各角部设有切口，在该切口固定有上述肩密封部。
8.根据权利要求7所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
上述切口形成为L字状，在该L字状的切口焊接固定有上述肩密封部。
9.根据权利要求5～8中任一项所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
在上述框的角部，沿上述肩密封部的上述块的平面部配置有上述侧密封。
10.根据权利要求5～8中任一项所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
在各上述框的角部的周向上相互对置设置的上述肩密封部，分别形成有向相邻的上述框侧突出的作为上述块的T字状的上述水平部的一部分的凸部，通过将形成于相邻的各上述肩密封部的上述凸部彼此在上述框的半径方向上偏置，从而形成有阶差部。
11.根据权利要求10所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
形成于形成有上述阶差部的各上述肩密封部的上述凸部的前端配置成，与在各上述框的角部的周向上相互对置设置的上述肩密封部具有预定的狭缝。
12.根据权利要求11所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
形成于在各上述框的角部的周向上相互对置设置的各上述肩密封部的上述凸部彼此在上述框的周向上重叠。
13.根据权利要求12所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
形成于上述燃气轮机燃烧器的外侧过渡段框架部的各上述肩密封部的上述阶差部的半径方向位置位于比上述浮动密封的最内周靠外周侧，形成于上述燃气轮机燃烧器的内侧过渡段框架部的各上述肩密封部的上述阶差部的半径方向位置位于比上述浮动密封的最外周靠内侧。
14.根据权利要求13所述的燃气轮机燃烧器，其特征在于，
上述肩密封部隔着上述侧密封以上述块的平面部在上述燃烧气体的流通方向上相互对置的方式配置有两个。
15.一种燃气轮机燃烧器的过渡段组装体，其特征在于，具备：
过渡段，其在内部流通高温的燃烧气体；
框，其设置于该过渡段的下游侧，并且连接于燃气轮机的上游侧；
浮动密封，其密封上述框的内外周处的上述框与上述燃气轮机间的间隙；
侧密封，其密封在周向上互相相邻的上述框间的间隙；以及
角密封，其设置于形成于在周向上互相相邻的上述框的角部间的间隙部，至少密封从上述间隙部向上述燃气轮机侧流入的空气，而且独立于上述浮动密封和上述侧密封。
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