JP2000257862A - 燃焼器の尾筒シール構造及びその構造を用いたガスタービン - Google Patents

燃焼器の尾筒シール構造及びその構造を用いたガスタービン

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JP2000257862A JP11060321A JP6032199A JP2000257862A JP 2000257862 A JP2000257862 A JP 2000257862A JP 11060321 A JP11060321 A JP 11060321A JP 6032199 A JP6032199 A JP 6032199A JP 2000257862 A JP2000257862 A JP 2000257862A
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康意 富田
Kiyoshi Suenaga
潔 末永
Masato Kataoka
正人 片岡
Hisayasu Satou
寿恭 佐藤
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    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ガスタービンの尾筒シール構造に関し、尾筒
出口とガスパスとを接続する尾筒シールの冷却効果を向
上させ、又冷却空気量を削減する。 【解決手段】 尾筒シール１の一方にはＵ字状の溝１ａ
を備え尾筒出口８６のフランジ８６ａが嵌入され、他方
にはコの字状の溝１ｂを有し、ガスパス側のフランジ端
部１０３ａが嵌入され、接続部のシールを構成してい
る。尾筒シール１には従来と同じ位置に冷却穴１ｃがあ
り、冷却空気９１をガスパス入口内に吹き出し、尾筒シ
ールの穴１ｃ周囲を冷却する。更に傾斜した冷却穴１ｄ
を追加し、冷却空気９２を流出させ、溝１ｂのガスパス
側をフィルム冷却するので、溝１ｂとフランジ端部１０
３ｂとの熱伸び差を小さくし、この部分の摩耗を少く
し、シールの信頼性を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はガスタービン燃焼器
の尾筒シール構造に関し、尾筒シールにおける冷却効果
を向上させ、又冷却空気量を減少することにより空気量
を削減し、圧縮機の負担を減少させてガスタービンの性
能を向上させる構造としたものである。
【０００２】
【従来の技術】図９はガスタービンの燃焼器の一般的な
構成図であり、図において、８０は燃焼器であり、車室
８１内に固定されている。８２はパイロット燃料ノズル
であり、パイロット燃料が供給され、点火用に用いられ
る。８３はメイン燃料ノズルであり、中心のパイロット
燃料ノズル８２を中心として円周状に複数本、例えば８
本が配列されている。８４は円筒、８５は尾筒であり、
高温燃焼ガス２００を尾筒出口８６へ導く。８７はバイ
パス管、８８はバイパス弁であり、負荷変動により燃焼
用空気が不足状態となると、バイパス弁を開き、車室内
の空気を燃焼器８０内へ導く流路となる。８９はシール
部であり、後述するように尾筒出口８６の周端部に設け
られ、ガスタービンのガスパス１００との接続部をシー
ルするものである。このような燃焼器８０は車室８１内
でロータの周囲に複数個、例えば１６個が配置され、そ
れぞれガスパス１００へ高温の燃焼ガスを供給し、燃焼
ガスがガスパス１００内で膨張することにより仕事をし
てロータを回転させる。
【０００３】上記構成の燃焼器において、メイン燃料ノ
ズル８３からの燃料は周囲から吸込んだ空気と混合し、
パイロット燃料ノズル８２からのパイロット燃料の火炎
によって点火され、燃焼して高温燃焼ガス２００とな
り、内筒８４、尾筒８５を通って尾筒出口８６からガス
パス１００へ供給される。燃焼器８０の内筒８４と尾筒
８５の壁面は絶えず高温燃焼ガス２００に接しているの
で、壁内部には冷却用通路を設け、冷却空気を流して冷
却している。又、尾筒出口８６はシール部８９を介して
ガスパス１００の入口周囲に接続しているので、このシ
ール部８９も空気によって冷却される構造となってい
る。
【０００４】図１０は図９におけるＹ部の拡大断面図で
あり、従来の尾筒シールの構造を示している。図におい
て、８９は前述のシール部全体を示し、尾筒出口８６に
は周囲にフランジ８６ａが形成されており、尾筒８５の
壁内部には図示していない多数の冷却用空気が流れる通
路が形成されており、尾筒の壁は高温の燃焼ガス２０
０、例えば１５００℃程度にも達する高温ガスに晒され
るので空気で冷却している。又、尾筒出口８６周囲にも
冷却空気用の溝９０が形成されており、冷却空気を流し
て冷却する構造である。
【０００５】尾筒出口８６はガスパス１００に尾筒シー
ル６１を介して接続されている。尾筒シール６１には一
端がＵ字状の溝６１ａを有し、この溝に尾筒出口８６の
周囲フランジ８６ａが嵌入され、他端にはコの字状の溝
６１ｂを有し、この溝６１ｂにガスパス１００内の１段
静翼１０１の外側シュラウド１０２、内側シュラウド１
０３のフランジ端部１０２ａ，１０３ａがそれぞれ嵌合
し、接続部をシールする構造である。
【０００６】上記の尾筒シール６１も前述のように高温
燃焼ガス２００に晒されているので、尾筒シール６１の
周囲にはガスパス１００の入口部のガス流れ方向に直交
するように多数の冷却穴６１ｃが穿設されており、車室
内の燃焼器周囲からの高圧の空気９１が流入し、尾筒シ
ール６１の壁面を冷却し、冷却後の空気はガスパス１０
０内に流入するようにしている。なお、この尾筒シール
６１の冷却空気量は圧縮機が吐出する圧縮空気量の約１
〜２％の量が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述のように従来のガ
スタービンの燃焼器の尾筒シールには、冷却空気用の穴
６１ｃを設け、冷却空気９１を内部に流して尾筒シール
６１の周面を冷却しているが、この冷却用の穴６１ｃの
みでは、穴６１ｃ周辺は冷却されるものの、ガスパス１
００側と接続する溝６１ｂ側が充分に冷却されず、ガス
パス側のフランジ端部１０２ａ，１０３ａの熱伸びによ
り開口部である溝６１ｂとの接合面が摩耗し、尾筒シー
ル６１の性能劣化をまねていた。
【０００８】又、更に、尾筒シール６１の冷却に要する
空気量は圧縮機の吐出する圧縮空気全体の約１〜２％程
度であるが、この空気量をできるだけ少くすることによ
り圧縮機の効率を高め、ガスタービンの性能を向上させ
ることができるので、このような改善が望まれていた
が、未だ具体的に実現していないのが現状である。
【０００９】そこで、本発明は、ガスタービンの燃焼器
の尾筒シールの冷却構造を改良して、冷却効果を高める
と共に、少い空気量で冷却を行って空気量を削減し、ガ
スタービン全体の性能アップに貢献できるような燃焼器
の尾筒シール構造を提供することを課題としてなされた
ものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決するために次の（１）乃至（８）の手段を提供する。
【００１１】（１）一方に尾筒出口周囲のフランジが嵌
合した溝を有し、他方にガスパス側のフランジ端部が嵌
合する溝を有する部材により前記尾筒出口と前記ガスパ
スの入口とを接続すると共に、同部材の周囲には外側か
ら壁を貫通してガスパス内に開口し冷却空気を同ガスパ
ス内に流出させる複数の冷却穴を有してなるガスタービ
ン燃焼器の尾筒シール構造において、前記部材の冷却穴
に隣接した後流側の周方向には、外側からガス流れ方向
に向って壁を貫通し前記ガスパス側フランジ端部が嵌合
する側のガスパス内へ開口する複数の傾斜冷却穴を設け
たことを特徴とする燃焼器の尾筒シール構造。
【００１２】（２）前記部材に接続するガスパス側フラ
ンジ端部に続く内壁面には前記傾斜冷却穴から流出する
空気がガス流れ方向に沿う滑らかな傾斜面が形成されて
いることを特徴とする（１）記載の燃焼器の尾筒シール
構造。
【００１３】（３）尾筒出口の壁周囲とガスパス入口端
部周囲とが接して構成されるガスタービン燃焼器の尾筒
シール構造であって、前記尾筒出口の壁周囲には外側か
ら出口側面に向って穿設され、同側面でガス通路内に開
口する複数の傾斜冷却穴を設け、更に、一方が前記尾筒
出口外周囲のフランジに嵌合し、他方が前記ガスパス入
口端部周囲の接合部よりも前記尾筒出口の壁周囲の外側
で後方に突出する突出部に嵌合する部材を設けたことを
特徴とする燃焼器の尾筒シール構造。
【００１４】（４）前記部材の一方の嵌合部と尾筒出口
外周囲フランジ端部との間及び前記部材の他方の嵌合部
とガスパス入口端部周囲の突出部先端部との間にはそれ
ぞれシール部材を介在させたことを特徴とする（３）記
載の燃焼器の尾筒シール構造。
【００１５】（５）前記ガスパス側フランジ端部は滑ら
かな平面とし、前記部材の他方の溝内にはブラシシール
を設けてなり、同ブラシシールは前記フランジ端部の滑
らかな面に接することを特徴とする（１）又は（２）記
載の燃焼器の尾筒シール構造。
【００１６】（６）前記ガスパス側入口端部周囲の突出
部の代りに滑らかな平面とし、前記部材の他方の嵌合部
にはブラシシールを設けてなり、同ブラシシールは前記
ガスパス側入口端部周囲の滑らかな平面に接することを
特徴とする（３）記載の燃焼器の尾筒シール構造。
【００１７】（７）前記傾斜冷却穴は丸形もしくは楕円
形のいずれかであることを特徴とする（１），（２），
（５）のいずれかに記載の燃焼器の尾筒シール構造。
【００１８】（８）前記傾斜冷却穴は細長穴であること
を特徴とする（１），（２），（５）のいずれかに記載
の燃焼器の尾筒シール構造。
【００１９】（９）燃焼器の尾筒出口とガスパス入口と
の接続部には前記（１）から（８）記載のいずれかの燃
焼器の尾筒シール構造を適用してなることを特徴とする
ガスタービン。
【００２０】本発明の（１）においては、複数の傾斜冷
却穴からは車室内の空気が流入して斜めにガスパス内に
流出し、ガスパス側のフランジ端部が嵌合する溝のガス
通路に接する壁面をフィルム冷却するので、この部分の
冷却が強化される。この冷却により、従来問題となって
いた部材の嵌合部と嵌合されるガスパス側フランジ端部
との熱伸び差に起因する摩耗が低減され、尾筒シール構
造の信頼性が向上する。又、本発明の（２）では、傾斜
冷却穴から流出する空気がガスパス側の内壁面に沿って
流れやすくする滑らかな曲面が形成されているので、上
記（１）の発明でのフィルム冷却効果が高まり、ガスパ
ス側のフランジ端部の冷却が一層効果的になされる。
【００２１】本発明の（３）においては、部材が尾筒出
口外周のフランジに外側で嵌合し、かつガスパス側の突
出部とも尾筒出口壁の外周囲で嵌合しているので部材自
体は高温燃焼ガスに直接接触しない。従って部材自体を
冷却する必要がなく、そのための冷却穴や冷却空気が不
要となる。その代り、尾筒出口壁面を冷却強化するため
に尾筒出口壁周囲に傾斜冷却穴を設け、この冷却穴に空
気を流し、ガス通路内へ流出させて冷却しているが、こ
の冷却は従来からの尾筒壁内部の冷却の延長となるもの
である。従って本発明の（３）においては、尾筒シール
における高温燃焼ガスの影響を従来よりも小さくすると
共に、冷却用の空気も大幅に削減されることになる。
【００２２】本発明の（４）では上記（３）の発明にお
いて、更に、尾筒出口フランジ、ガスパス側の突出部と
の部材との嵌合部にシール部材を介在させたので、尾筒
出口外周囲フランジ端部、ガスパス側突出部とのシール
が確実になされ上記（３）の発明の効果を一層助長させ
るものである。
【００２３】本発明の（５）では、上記（１）又は
（２）の発明においてブラシシールを用いたので、ブラ
シシールがガスパス側のフランジ端部の滑らかな平面に
接してシールを行うと共に、ガスパス側フランジ端部と
尾筒側とに相対的なズレが生じてもブラシシールの摺動
により、このズレに応じて相対的に移動可能とし、接続
部には無理な力が加わることなく、尾筒シールの信頼性
が向上する。
【００２４】（６）の発明では、上記（３）の発明にお
いてブラシシールを用いているので、（３）の発明の効
果に加え、ガスパス入口側と尾筒側に相対的なズレが生
じても、シール性を損なうことなくブラシシールの摺動
により、このズレに対応して相対的な移動を可能とし、
接続部には無理な力が加わらず、上記（３）の発明の効
果を確実ならしめるものである。
【００２５】（７）の発明では、上記（１），（２），
（５）の発明の傾斜冷却穴の形状が丸形もしくは楕円形
とし、形式や燃焼器の構造に応じて穴形状を選び、又
（８）の発明では細長穴として穴の数を減少させること
ができ、燃焼器の形状や大きさ、ガスパス側の大きさ、
等に合せて最も適した形状の傾斜冷却穴が採用できるの
で、設計の幅が広がり、最適設計に貢献するものであ
る。
【００２６】本発明の（９）では、上記に説明の（１）
〜（８）の尾筒シール構造の中から、ガスタービンの容
量や、形式により最も適した尾筒シール構造を選び、こ
れを採用することにより、尾筒シールにおける冷却効果
の向上や、冷却空気量の削減により性能と信頼性を向上
したガスタービンの実現が可能となるものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実
施の第１形態に係るガスタービン燃焼器の尾筒シール構
造の断面図で、内側部分のみ図示している。図におい
て、尾筒出口８６側は従来と同様に周囲に冷却溝９０が
設けられており、空気で冷却されており、尾筒出口８６
の周囲フランジ８６ａとガスパス側とは尾筒シール１の
溝１ａ，１ｂを介して接続されている。
【００２８】尾筒シール１の形状は基本的には図１０に
示す従来の尾筒シール６１と同じであるが、異なる部分
は冷却用穴１ｄを設けた部分にある。冷却穴１ｃは図１
０に示す従来の冷却穴６１ｃと同じ位置にあり、尾筒シ
ール１の接続部の内壁面へ外部から空気９１を流出さ
せ、この周囲を冷却するが、本実施の第１形態において
は、更に溝１ｂのガス通路側の壁に斜めに穿設されてガ
ス通路側に開口する傾斜した冷却穴１ｄを設けている。
【００２９】この冷却穴１ｄへは外部から冷却空気９２
が流入し、コの字状の溝１ｂの高温ガス通路側の壁面に
斜めに空気９２を吹き出し、この部分を冷却し、ガスパ
ス側のフランジ端部１０３ａが嵌合される溝１ｂの部分
を冷却し、ガスパス側の尾筒シール部材とフランジ端部
１０３ａとの熱伸び差による嵌合部への影響をやわら
げ、尾筒シール１とフランジ端部１０３ａとの摩耗を減
少させ、信頼性が向上するものである。
【００３０】図２は本発明の実施の第２形態に係るガス
タービン燃焼器の尾筒シール構造の断面図で、内側部分
のみ示している。図において、尾筒出口８６側の構造は
基本的には図１に示すものと同じであり、尾筒出口８６
とガスパス側は尾筒シール１１で接続され、周囲をシー
ルしている。尾筒シール１１の形状は基本的には図１に
示す尾筒シール１と同じであるが、異なる部分は冷却穴
１１ｄとガスパス側のフランジ斜面１２の部分にある。
【００３１】尾筒シール１１は、冷却穴１１ｃが図１に
示す冷却穴１ｃと同じ位置にあり、内側のガス通路の壁
面へ空気９１を流出させ、この部分の周囲を冷却する
が、本実施の第２形態においては、更に溝１１ｂのガス
通路側の壁に斜めに傾斜した冷却穴１１ｄを設け、更に
溝１１ｂに嵌合しているフランジ端部１０３ａを溝１１
ｂ出口から滑らかにガス流れ方向に上昇して傾斜するフ
ランジ傾斜面１２を設けた構造としている。
【００３２】上記に説明の実施の第２形態によれば、尾
筒シール１１の接続入口側は従来と同じく冷却穴１１ｃ
から流出する空気９１により冷却され、更に溝１１ｂの
ガス通路側の壁面は傾斜した冷却穴１１ｄから流出する
冷却空気９３により冷却され、図１に示す実施の第１形
態と同様に溝１１ｂと、これに嵌合するフランジ端部１
０３ａとの熱伸び差による摩耗を低減させる。
【００３３】更に、本実施の第２形態では、冷却穴１１
ｄから流出する空気９３はガスパス側の滑らかなフラン
ジ斜面１２に沿ってガスパス側に流出し、フランジ端部
１０３ａ及びこれに連続するフランジ斜面をフィルム冷
却し、尾筒シール１１の溝１１ｂとガスパス側との熱伸
び差をなくして上部溝１１ｂの冷却効果を一層向上させ
ることができる。
【００３４】図３は本発明の実施の第３形態に係るガス
タービン燃焼器の尾筒シールの断面図で、内側のみを示
している。図において、尾筒出口８６の端部周囲にはフ
ランジ８６ａよりも外側に突出させた出口壁１８６を形
成している。出口壁１８６内部には周囲に出口に向って
上昇して傾斜する冷却穴１８７が多数穿設されている。
又、尾筒シール２１は一方に尾筒出口８６側のフランジ
８６ａと嵌合する溝２１ａ、他方にコの字状の溝２１ｂ
を有し、ガスパス側のフランジ端部１０３ａと嵌合する
構造は図１，図２に示す実施の第１，第２形態と基本的
には同じ形状である。
【００３５】本実施の第３形態においては、更に溝２１
ａと尾筒出口８６側のフランジ８６ａ先端部との間にシ
ールワイヤ２２を、又更に、溝２１ｂと、これに嵌合す
るガスパス側のフランジ端部１０３ａ先端との間にＶシ
ール２３をそれぞれ挿入し、尾筒出口８６側との間及び
ガスパス側との間のシールを保持している。
【００３６】上記構成の実施の第３形態においては、高
温燃焼ガス２００は、尾筒出口８６においては出口壁１
８６に接してガスパス側に流出するが、尾筒シール２１
には接しない構造である。従って尾筒シール２１はガス
通路に直接接しない内側に組込まれているので冷却する
必要がなく、そのための冷却空気が不要となる。その代
り、尾筒側の出口壁１８６は冷却穴１８７から流出する
冷却空気９４により冷却されているが、この冷却は尾筒
の壁面の冷却の延長となり、冷却空気が従来よりは削減
することができる。
【００３７】図４は本発明の実施の第４形態に係るガス
タービン燃焼器の尾筒シール構造の断面図で、内側部分
のみを示している。図において、尾筒出口８６の構造は
図１，図２に示すものと同じであり、尾筒シール３１の
形状は図２に示す尾筒シール１１と基本的には同じであ
るが、本実施の第４形態における特徴部分はブラシシー
ル３２を用いた部分にある。
【００３８】図４において、尾筒シール３１の一方には
Ｕ字状の溝３１ａが設けられ、尾筒出口８６のフランジ
８６ａが嵌入されており、他方にはコの字状の溝３１ｂ
が設けられ、この溝３１ｂにブラシシール３２が取付け
られている。ブラシシール３２のブラシはガスパス側の
内側シュラウド１０３の側面に接し、この端面のシール
を確保している。
【００３９】上記構成の実施の第４形態において、尾筒
シール３１の冷却穴３１ｃは図２に示す実施の第２形態
に示す冷却穴１１ｃと同じ位置にあり、内側のガス通路
の壁面へ空気９１を流出させ、この部分の周囲を冷却
し、冷却穴３１ｄへは冷却空気９５が斜めに流れ溝３１
ｂのガス通路側の壁を冷却すると共に、冷却穴３１ｄか
ら流出した空気９５は内側シュラウド１０３に沿って流
出し、ブラシシール３２の突出部及び内側シュラウドの
端面を冷却する。
【００４０】従って図２で説明した実施の第２形態と同
様の効果が得られ、溝３１ｂ内のブラシシール３２も効
果的に冷却することができる。更に、ブラシシール３２
を用いたことにより尾筒シール３１とガスパス側の内側
シュラウド１０３が相対的に移動したとしてもその動き
がブラシとの摺動により相対的な移動を可能とし、溝３
１ｂに無理な力が加わることがない。
【００４１】図５は本発明の実施の第５形態に係るガス
タービン燃焼器の尾筒シール構造の断面図で、内側のみ
示している。図５において尾筒出口８６の構造は図３に
示す実施の第３形態に示す構造と同じであり、尾筒４１
の形状は図３に示す尾筒シール２１と基本的には同じで
あるが、本実施の第５形態における特徴部分はブラシシ
ール４２を用いた部分にある。
【００４２】図５において、尾筒シール４１の一方には
Ｕ字状の溝４１ａが設けられ、尾筒出口８６のフランジ
８６ａが嵌入されており、他方にはコの字状の溝４１ｂ
が設けられ、この溝４１ｂにブラシシール４２が取付け
られている。ブラシシール４２のブラシはガスパス側の
内側シュラウド１０３の側面に接し、この端面のシール
を確保している。更に溝４１ａと尾筒出口８６側のフラ
ンジ８６ａ先端部との間にシールワイヤ２２を挿入し、
尾筒出口８６側とのシールを確保している。
【００４３】上記構成の実施の第５形態においては、図
３に示す実施の第３形態と同様に高温燃焼ガス２００
は、尾筒出口８６において出口壁１８６に接してガスパ
ス側に流出するが、尾筒シール４１には接しない構造で
ある。従って尾筒シール４１はガス通路に直接接しない
内側に組込まれているので冷却する必要がなく、そのた
めの冷却空気が不要となる。その代り、尾筒側の出口壁
１８６は冷却穴１８７から流出する冷却空気９４により
冷却されているが、この冷却は尾筒の壁面の冷却の延長
となり、冷却空気が従来よりは削減することができる。
【００４４】又、ブラシシール４２を用いたことにより
尾筒シール４１とガスパス側の内側シュラウド１０３が
相対的に移動したとしてもその動きがブラシとの摺動に
より相対的な移動を可能とし、溝３１ｂに無理な力が加
わることがない。
【００４５】図６は本発明の実施の第６形態に係るガス
タービン燃焼器の尾筒シール構造の内側断面図で、内側
部分のみ示している。図において、尾筒出口８６の構
造、尾筒シール５１の形状は図２に示す実施の第２形態
のものと基本的には同じであり、本実施の第６形態の特
徴部分は図７に示す冷却穴５１ｄの形状、配置にある。
【００４６】図６において尾筒シール５１は一方にはＵ
字状の溝５１ａが設けられ、フランジ８６ａが嵌入さ
れ、他方には溝５１ｂを有し、フランジ端部１０３ａが
嵌入されてシール部を構成している。又、冷却穴５１ｃ
からは内側のガス通路の壁面へ空気９１を流出させ、こ
の部分の周囲を冷却し、更に溝５１ｂのガス通路側の壁
に斜めに傾斜した冷却穴５１ｄを設け、更に、又溝５１
ｂに嵌合しているフランジ端部１０３ａを溝５１ｂ出口
から滑らかにガス流れ方向に上昇して傾斜するフランジ
傾斜面１２を設けた構造であり、基本的には図２と同じ
である。
【００４７】従って、本実施の第６形態によれば、尾筒
シール５１の接続入口側は従来と同じく冷却穴５１ｃか
ら流出する空気９１により冷却され、更に溝５１ｂのガ
ス通路側の壁面は傾斜した冷却穴５１ｄから流出する冷
却空気９３により冷却され、図２に示す実施の第２形態
と同様に溝５１ｂと、これに嵌合するフランジ端部１０
３ａとの熱伸び差による摩耗を低減させる。
【００４８】又、本実施の第６形態では、冷却穴５１ｄ
から流出する空気９３はガスパス側の滑らかなフランジ
斜面１２に沿ってガスパス側に流出し、フランジ端部１
０３ａ及びこれに連続するフランジ斜面１２をフィルム
冷却し、尾筒シール５１の溝５１ｂとガスパス側との熱
伸び差をなくして溝５１ｂの上部壁の冷却効果を図２に
示す実施の第２形態と同様に高めることができる。
【００４９】図７は図６におけるＸ−Ｘ矢視図であり、
（ａ），（ｂ），（ｃ）はその応用例を示し、（ｄ），
（ｅ），（ｆ）はそれぞれそれらの側面図を示してい
る。これら図において、冷却穴５１ｄは（ａ），（ｄ）
の例では丸穴、（ｂ），（ｅ）の例では楕円形状の穴、
（ｃ），（ｆ）の例では細長の穴をそれぞれ穿設したも
のである。具体的な好ましい寸法の一例としては、丸穴
や楕円穴では２mmの丸穴又は２mm径相当の楕円穴、細長
穴では長さ４〜８mm、幅０．８〜１．５mm、穴ピッチ２
１mm程度がふさわしい。
【００５０】図８はガスタービン燃焼器の尾筒シールと
して、上記に説明した実施の第１〜第６の尾筒シールの
いずれかを適用したガスタービンの全体構成図である。
図において、車室８１内の尾筒８５の尾筒出口８６とガ
スパス１００とは尾筒シール３０１を介して接続され、
シールされている。尾筒シール３０１は上記に説明した
実施の第１〜第６形態の尾筒シールのいずれかを適用す
るもので代表して符号３０１で示している。
【００５１】ガスタービンのガスパス１００には静翼１
０１ｓ，１０２ｓ，１０３ｓ，１０４ｓの４段、１０１
Ｍ，１０２Ｍ, １０３Ｍ，１０４Ｍの４段の動翼から構
成され、高温の燃焼ガス２００は燃焼器の尾筒８５から
尾筒出口８６を通り、ガスパス１００に導かれ、膨張す
ることにより仕事をし、ロータを回転させる。尾筒シー
ル３０１はガスタービンの形式により燃焼器出口部の構
造、ガスパス１００の入口構造により適宜ふさわしい形
状のものを採用し、尾筒シールの冷却効果を増大させ、
又尾筒シールの冷却空気量を削減させ、ガスタービン全
体の性能向上に貢献することができる。
【００５２】
【発明の効果】本発明の燃焼器の尾筒シール構造は、
（１）一方に尾筒出口周囲のフランジが嵌合した溝を有
し、他方にガスパス側のフランジ端部が嵌合する溝を有
する部材により前記尾筒出口と前記ガスパスの入口とを
接続すると共に、同部材の周囲には外側から壁を貫通し
てガスパス内に開口し冷却空気を同ガスパス内に流出さ
せる複数の冷却穴を有してなるガスタービン燃焼器の尾
筒シール構造において、前記部材の冷却穴に隣接した後
流側の周方向には、外側からガス流れ方向に向って壁を
貫通し前記ガスパス側フランジ端部が嵌合する側のガス
パス内へ開口する複数の傾斜冷却穴を設けたことを特徴
としている。このような構造により、複数の傾斜冷却穴
からは車室内の空気が流入して斜めにガスパス内に流出
し、ガスパス側のフランジ端部が嵌合する溝のガス通路
に接する壁面をフィルム冷却するので、この部分の冷却
が強化される。この冷却により、従来問題となっていた
部材の嵌合部と嵌合されるガスパス側フランジ端部との
熱伸び差に起因する摩耗が低減され、尾筒シール構造の
信頼性が向上する。
【００５３】本発明の（２）では、傾斜冷却穴から流出
する空気がガスパス側の内壁面に沿って流れやすくする
滑らかな曲面が形成されているので、上記（１）の発明
でのフィルム冷却効果が高まり、ガスパス側のフランジ
端部の冷却が一層効果的になされる。
【００５４】本発明の（３）は、尾筒出口の壁周囲とガ
スパス入口端部周囲とが接して構成されるガスタービン
燃焼器の尾筒シール構造であって、前記尾筒出口の壁周
囲には外側から出口側面に向って穿設され、同側面でガ
ス通路内に開口する複数の傾斜冷却穴を設け、更に、一
方が前記尾筒出口外周囲のフランジに嵌合し、他方が前
記ガスパス入口端部周囲の接合部よりも前記尾筒出口の
壁周囲の外側で後方に突出する突出部に嵌合する部材を
設けたことを特徴としている。このようなシール構造に
より、部材が尾筒出口外周のフランジに外側で嵌合し、
かつガスパス側の突出部とも尾筒出口壁の外周囲で嵌合
しているので部材自体は高温燃焼ガスに直接接触しな
い。従って部材自体を冷却する必要がなく、そのための
冷却穴や冷却空気が不要となる。
【００５５】本発明の（４）では上記（３）の発明にお
いて、更に、尾筒出口フランジ、ガスパス側の突出部と
の部材との嵌合部にシール部材を介在させたので、尾筒
出口外周囲フランジ端部、ガスパス側突出部とのシール
が確実になされ上記（３）の発明の効果を一層助長させ
るものである。
【００５６】本発明の（５）では、上記（１）又は
（２）の発明においてブラシシールを用いたので、ブラ
シシールがガスパス側のフランジ端部の滑らかな平面に
接してシールを行うと共に、ガスパス側フランジ端部と
尾筒側とに相対的なズレが生じてもブラシシールの摺動
により、このズレに応じて相対的に移動可能とし、接続
部には無理な力が加わることなく、尾筒シールの信頼性
が向上する。
【００５７】（６）の発明では、上記（３）の発明にお
いてブラシシールを用いているので、（３）の発明の効
果に加え、ガスパス入口側と尾筒側に相対的なズレが生
じても、シール性を損なうことなく、ブラシシールの摺
動により、このズレに対応して相対的な移動を可能と
し、接続部には無理な力が加わらず、上記（３）の発明
の効果を確実ならしめるものである。
【００５８】（７）の発明では、上記（１），（２），
（５）の発明の傾斜冷却穴の形状が丸形もしくは楕円形
とし、形式や燃焼器の構造に応じて穴形状を選び、又
（８）の発明では細長穴として穴の数を減少させること
ができ、燃焼器の形状や大きさ、ガスパス側の大きさ、
等に合せて最も適した形状の傾斜冷却穴が採用できるの
で、設計の幅が広がり、最適設計に貢献するものであ
る。
【００５９】本発明の（９）は、燃焼器の尾筒出口とガ
スパス入口との接続部には前記（１）から（８）記載の
いずれかの燃焼器の尾筒シール構造を適用してなること
を特徴とするガスタービンであり、上記に説明の（１）
〜（８）の尾筒シール構造の中から、ガスタービンの容
量や、形式により最も適した尾筒シール構造を選び、こ
れを採用することにより、尾筒シールにおける冷却効果
の向上や、冷却空気量の削減により性能と信頼性を向上
したガスタービンの実現が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係るガスタービン燃
焼器の尾筒シール構造の部分断面図である。
【図２】本発明の実施の第２形態に係るガスタービン燃
焼器の尾筒シール構造の部分断面図である。
【図３】本発明の実施の第３形態に係るガスタービン燃
焼器の尾筒シール構造の部分断面図である。
【図４】本発明の実施の第４形態に係るガスタービン燃
焼器の尾筒シール構造の部分断面図である。
【図５】本発明の実施の第５形態に係るガスタービン燃
焼器の尾筒シール構造の部分断面図である。
【図６】本発明の実施の第６形態に係るガスタービン燃
焼器の尾筒シール構造の部分断面図である。
【図７】図６における矢視図であり、（ａ），（ｂ），
（ｃ）はその応用例を示すＸ−Ｘ矢視図、（ｄ），
（ｅ），（ｆ）はそれらの側面図である。
【図８】本発明の実施の第１〜第６のいずれかの尾筒シ
ール構造を適用したガスタービンの全体構成図である。
【図９】ガスタービン燃焼器の一般的な構成図である。
【図１０】従来のガスタービン燃焼器の尾筒シール構造
の断面図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１，４１，５１，３０１ 尾
筒シール １ａ，１１ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ 溝 １ｂ，１１ｂ，２１ｂ，３１ｂ，４１ｂ，５１ｂ 溝 １ｃ，１ｄ，１１ｃ，１１ｄ，３１ｃ，３１ｄ，５１
ｃ，５１ｄ 冷却穴 １２ フランジ斜面 ２２ シールワイヤ ２３ Ｖシール ３２，４２ ブラシシール ８５ 尾筒 ８６ 尾筒出口 ８６ａ フランジ １００ ガスパス １０２ 外側シュラウド １０３ 内側シュラウド １０３ａ フランジ端部 １８６ 出口壁 １８７ 冷却穴 ２００ 高温燃焼ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 末永 潔 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 片岡 正人 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 佐藤 寿恭 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂製作所内 (72)発明者 渡辺 康司 兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目１番１号 三菱重工業株式会社高砂研究所内

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一方に尾筒出口周囲のフランジが嵌合し
    た溝を有し、他方にガスパス側のフランジ端部が嵌合す
    る溝を有する部材により前記尾筒出口と前記ガスパスの
    入口とを接続すると共に、同部材の周囲には外側から壁
    を貫通してガスパス内に開口し冷却空気を同ガスパス内
    に流出させる複数の冷却穴を有してなるガスタービン燃
    焼器の尾筒シール構造において、前記部材の冷却穴に隣
    接した後流側の周方向には、外側からガス流れ方向に向
    って壁を貫通し前記ガスパス側フランジ端部が嵌合する
    側のガスパス内へ開口する複数の傾斜冷却穴を設けたこ
    とを特徴とする燃焼器の尾筒シール構造。
  2. 【請求項２】 前記部材に接続するガスパス側フランジ
    端部に続く内壁面には前記傾斜冷却穴から流出する空気
    がガス流れ方向に沿う滑らかな傾斜面が形成されている
    ことを特徴とする請求項１記載の燃焼器の尾筒シール構
    造。
  3. 【請求項３】 尾筒出口の壁周囲とガスパス入口端部周
    囲とが接して構成されるガスタービン燃焼器の尾筒シー
    ル構造であって、前記尾筒出口の壁周囲には外側から出
    口側面に向って穿設され、同側面でガス通路内に開口す
    る複数の傾斜冷却穴を設け、更に、一方が前記尾筒出口
    外周囲のフランジに嵌合し、他方が前記ガスパス入口端
    部周囲の接合部よりも前記尾筒出口の壁周囲の外側で後
    方に突出する突出部に嵌合する部材を設けたことを特徴
    とする燃焼器の尾筒シール構造。
  4. 【請求項４】 前記部材の一方の嵌合部と尾筒出口外周
    囲フランジ端部との間及び前記部材の他方の嵌合部とガ
    スパス入口端部周囲の突出部先端部との間にはそれぞれ
    シール部材を介在させたことを特徴とする請求項３記載
    の燃焼器の尾筒シール構造。
  5. 【請求項５】 前記ガスパス側フランジ端部は滑らかな
    平面とし、前記部材の他方の溝内にはブラシシールを設
    けてなり、同ブラシシールは前記フランジ端部の滑らか
    な面に接することを特徴とする請求項１又は２記載の燃
    焼器の尾筒シール構造。
  6. 【請求項６】 前記ガスパス側入口端部周囲の突出部の
    代りに滑らかな平面とし、前記部材の他方の嵌合部には
    ブラシシールを設けてなり、同ブラシシールは前記ガス
    パス側入口端部周囲の滑らかな平面に接することを特徴
    とする請求項３記載の燃焼器の尾筒シール構造。
  7. 【請求項７】 前記傾斜冷却穴は丸形もしくは楕円形の
    いずれかであることを特徴とする請求項１，２，５のい
    ずれかに記載の燃焼器の尾筒シール構造。
  8. 【請求項８】 前記傾斜冷却穴は細長穴であることを特
    徴とする請求項１，２，５のいずれかに記載の燃焼器の
    尾筒シール構造。
  9. 【請求項９】 燃焼器の尾筒出口とガスパス入口との接
    続部には前記請求項１から請求項８記載のいずれかの燃
    焼器の尾筒シール構造を適用してなることを特徴とする
    ガスタービン。
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