JP2010261318A5 - - Google Patents

Description

本発明のガスタービン燃焼器は、燃料を噴射するノズル部と、内部で空気と噴射された燃料とを混合して燃焼させる筒体と、が設けられ、前記筒体が、上記本発明の板状体の製造方法により製造された板状体、または、上記本発明の板状体であることを特徴とする。

本発明によれば、上記本発明の板状体の製造方法により製造された板状体、または、上記本発明の板状体を用いて筒体が形成されているため、筒体における冷却性能の低下を抑制することができる。さらに、ガスタービン燃焼器の製造に要する時間を短縮するとともに、作業環境の悪化を防止することができる。

本発明の第１の実施形態のガスタービンの構成を説明する模式図である。 図１の圧縮機、タービン部、および燃焼器の構成を説明する模式図である。 図２の燃焼筒の構成を説明する斜視図である。 図３の燃焼筒を構成する板状体の構成を説明する分解図である。 図３の燃焼筒における構成を説明する断面図である。 第１の実施形態に係る上面パネル等の突合せ部や溶接部における温度分布の解析結果を説明するグラフである。 全て同じ流路幅の流路が形成された上面パネル等の突合せ部や溶接部における温度分布の解析結果を説明するグラフである。 上面パネルなどの流路が形成された板状体における流路の幅寸法と、当該板状体における金属温度との関係を説明するグラフである。 上面パネルなどの流路が形成された板状体における流路の幅寸法と、当該板状体における応力との関係を説明するグラフである。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る燃焼筒の構成を説明する断面図である。

図２は、図１の圧縮機、タービン部、および燃焼器の構成を説明する模式図である。
燃焼器３は、図１および図２に示すように、圧縮機２により圧縮された空気、および、外部から供給された燃料を混合させ、混合された混合気を燃焼させることにより、高温のガス（燃焼ガス）を生成するものである。

燃焼器３には、図２に示すように、空気入口３１と、ノズル部３２と、燃焼筒（筒体、板状体）３３と、が主に設けられている。

仮合わせ後、上面パネル３３Ｕおよび右面パネル３３Ｒ、右面パネル３３Ｒおよび下面パネル３３Ｄ、下面パネル３３Ｄおよび左面パネル３３Ｌがレーザ溶接により接合され、燃焼筒３３となる。
例えば、上面パネル３３Ｕの突合せ部６３と、右面パネル３３Ｒの突合せ部６３とをレーザ溶接することにより、上面パネル３３Ｕと右面パネル３３Ｒとが接合される。

図６には、第１流路５１に対して第２流路５２の流路幅が約１．８倍、流路深さは同一である場合の外板４１におけるメタル温度の分布を示す。縦軸は外板４１におけるメタル温度を示し、横軸は突合せ部６３および溶接部６４に対して直交する方向の位置を示すものであり、グラフの略中央が隣接するパネルが付き合わされた部分に相当している。

流路の幅寸法を広くすると、上述のように板状体の金属温度が低下する一方で、図９に示すように、板状体における構造体としての剛性（強度）が低下する。具体的には、流路の幅寸法がＡｍｍの場合に板状体に働く応力の値は、板状体における応力の制限値Ｂよりも低くなっているときに、流路の幅寸法をＡ＋２ｍｍに増加させると板状体に働く応力の値は制限値Ｂに接近し、さらに、流路の幅寸法をＡ＋４ｍｍに増加させると板状体に働く応力の値は制限値Ｂを超えることが、図９のグラフから判る。

Claims (6)

1. 複数の板を積層させるとともに、冷却媒体が流れる複数の流路が前記複数の板の間に並んで配置された板状体を形成する工程と、
   複数の前記板状体を前記流路が並ぶ方向に並べて配置するとともに、前記複数の板状体を突き合わせて配置し、突合せ部において溶接する工程と、
   を有する板状体の製造方法であって、
   前記突合せ部に隣接する前記流路は、前記突合せ部に沿って延びるとともに、それ以外の前記流路と比較して、前記流路が並ぶ方向の寸法が長いことを特徴とする板状体の製造方法。
2. 前記板状体を形成する工程は、
   一の板における一方の面に、複数の溝を並べて形成する工程と、
   前記一の板における一方の面に他の板を接合させて板状体とするとともに、前記複数の流路を形成する工程と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の板状体の製造方法。
3. 前記板状体を形成する工程は、
   第１の板に複数のスリットを並べて形成する工程と、
   第１の板の一方の面および他方の面に、第２の板を接合させて板状体とするとともに、前記複数の流路を形成する工程と、
   を有することを特徴とする請求項１記載の板状体の製造方法。
4. 内部に並んで配置された複数の流路を有する一の板状体と、
   内部に並んで配置された複数の流路を有し、前記一の板状体に対して前記複数の流路が一の方向に並ぶように配置される他の板状体と、
   前記一の板状体および前記他の板状体を接合する溶接部と、
   が設けられ、
   前記一の板状体および前記他の板状体における前記溶接部と隣接し、前記溶接部に沿って延びる前記流路は、それ以外の前記流路と比較して、前記流路が並ぶ方向の寸法が長いことを特徴とする板状体。
5. 燃料を噴射するノズル部と、
   内部で空気と噴射された燃料とを混合して燃焼させる筒体と、
   が設けられ、
   前記筒体が、請求項１から請求項３のいずれかに記載の板状体の製造方法により製造された板状体、または、請求項４に記載の板状体であることを特徴とするガスタービン燃焼器。
6. 空気を圧縮する圧縮機と、
   該圧縮機から供給された圧縮空気、および、外部から供給された燃料を混合して燃焼させ燃焼ガスを生成する請求項５に記載のガスタービン燃焼器と、
   前記燃焼ガスが有するエネルギの一部を、回転駆動力に変換するタービン部と、
   前記タービン部から前記回転駆動力を前記圧縮機に伝達する回転軸と、
   が設けられていることを特徴とするガスタービン。