JP2013130152A - ガスタービンの燃焼器 - Google Patents

Abstract

【課題】セラミック系材料を用いて燃焼器を製作した場合であっても、好適に金属製のケーシングに固定して支持させることが可能なガスタービンの燃焼器を提供する。
【解決手段】セラミック系材料からなり、燃焼室２ａを形成する筒体２と、筒体２の外周面２ｄに外嵌される金属製の治具２３、３１（２４、３２）とを備え、治具２３、３１を介して筒体２と筒体２を内包する金属製のケーシング８とを接続し、ケーシング８内で筒体２を固定して支持するように構成する。また、筒体２の外周面２ｄに、外周面２ｄから内側に凹み、周方向に繋がる環状の溝部２２、３０を設け、溝部２２、３０に嵌合させて治具２３、３１を筒体２の外周面２ｄに外嵌する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガスタービンの燃焼器に関する。

従来、ガスタービンは、外気を取り込んで圧縮空気を生成する圧縮機と、燃料を圧縮空気に混合して燃焼させ、高温、高圧の燃焼ガスを生成する複数の燃焼器と、各燃焼器で生成した燃焼ガスのエネルギーを回転動力に変換して駆動するタービンとを備えて構成されている。

また、燃焼器１は、図１１に示すように、内部が燃焼室２ａとされ、燃焼ガスをタービンのガス供給口からガス流路内の動翼及び静翼に向けて給送するための金属製の尾筒２と、尾筒２に繋がる内筒３内に設けられ、尾筒２内に燃料及び圧縮空気を供給する燃料供給器４とを備えて構成されている。さらに、燃料供給器４は、パイロット燃料を供給して燃焼室２ａに拡散火炎を形成するパイロットバーナ５と、メイン燃料及び圧縮空気を予混合するとともに供給して燃焼室２ａに予混合火炎を形成する複数のメインノズル６とを備えている。そして、燃焼器１は、金属製のケーシング８に固定して支持されるとともに、タービンロータの回転軸線を中心として周方向に等間隔で複数配設されている。

このように構成したガスタービンでは、燃焼器１のパイロットバーナ５やメインノズル６で燃料を燃焼して尾筒２の燃焼室２ａで高温、高圧の燃焼ガスを生成し、尾筒２を通じてタービン室に送る。これにより、動翼及び静翼が燃焼ガスを受け、タービンロータが回転する。

一方、ガスタービンを高効率化するためには、燃焼器で生成する燃焼ガスの温度を上げることが必要になるが、これに伴い尾筒や内筒の筒体内の温度が上がるため、最大限有効に冷却を行なったとしても、金属製の尾筒や内筒を用いた場合には、耐熱性の点で限界があり、十分にガスタービンの高効率化を図ることが困難であった。

これに対し、優れた高温耐性や強度特性を有するファインセラミックやセラミック基質複合材料（ＣＭＣ：Ceramic Matrix Composites）のセラミック系材料を用いて燃焼器の尾筒や内筒の筒体を製作し、この無冷却で焼損が生じない筒体を備えることによって、ガスタービンの高効率化を図り、無冷化することでＮＯｘなどの有害物質の排出量の低減を図ることが提案、実用化されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００６−３０７２号公報

しかしながら、ＣＭＣなどのセラミック系材料を用いて燃焼器の筒体（尾筒や内筒）を形成した場合には、従来のように筒体をケーシングに溶接することができない。また、セラミック系材料と金属では熱膨張率が大きく異なるため、ボルトを筒体に螺合させるボルト接合を用いて筒体とケーシングを接続すると、互いの熱膨張率の違いによって筒体のボルト接合部分に大きな応力が発生して燃焼器の筒体に損傷が生じるおそれがあった。また、セラミック系材料と金属の熱膨張率の違いによって、筒体のボルト接合部分に大きなクリアランスが生じ、これに伴い燃焼時に大きな振動が発生して筒体に損傷が生じるおそれもある。

参考として、例えば４０〜４００℃の温度範囲での熱膨張率がステンレス鋼で１８．０×１０^−６／℃であるのに対し、ファインセラミックの熱膨張率は、ジルコニアで１０．５×１０^−６／℃、アルミナで７．２×１０^−６／℃、炭化ケイ素で４．４×１０^−６／℃、窒化ケイ素で１２．６×１０^−６／℃であり、セラミック系材料と金属の熱膨張率は大きく異なる。

このため、高温の燃焼ガスを生成するためにセラミック系材料を用いて製作した尾筒（筒体）を、好適に金属製のケーシングに固定して支持できるようにする手法が強く望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑み、セラミック系材料を用いて燃焼器を製作した場合であっても、好適に金属製のケーシングに固定して支持させることが可能なガスタービンの燃焼器を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明のガスタービンの燃焼器は、セラミック系材料からなり、燃焼室を形成する筒体と、該筒体の外周面に外嵌される金属製の治具とを備え、前記治具を介して前記筒体と該筒体を内包する金属製のケーシングとを接続し、前記ケーシング内で前記筒体を固定して支持するように構成されていることを特徴とする。

この発明においては、燃焼器の尾筒などの筒体の外周面に治具を外嵌し、この治具を介して筒体とケーシングを接続することで、筒体をケーシング内で固定して支持することが可能になる。すなわち、セラミック系材料からなる筒体をボルト接合することなく、金属製のケーシングに繋げて所定位置に配設することができる。

そして、熱膨張率が大きく異なる金属製の治具（及びケーシング）とセラミック系材料の筒体との間に、高温になって大きな熱伸び差が生じた場合であっても、外周面に金属製の治具を外嵌して筒体を支持するようにしているため、筒体と治具との間に熱伸び差を吸収するように相対変位を生じさせることができる。これにより、従来のボルトを筒体に螺合させるボルト接合を用いて金属製のケーシングとセラミック系材料の筒体を接続する場合のように、熱伸び差に伴って接合部分に大きな応力が発生して筒体に破損が生じたり、接合部分に大きなクリアランスが生じて燃焼時に大きな振動が発生することを防止できる。

また、本発明のガスタービンの燃焼器においては、前記筒体の外周面に、該外周面から内側に凹み、周方向に繋がる環状の溝部が設けられ、前記溝部に嵌合させて前記治具が前記筒体の外周面に外嵌されていることが望ましい。

この発明においては、筒体の外周面に形成した環状の溝部に嵌合させて、治具を筒体の外周面に外嵌するようにしたことで、筒体の所定位置に治具を配置し、この治具を介して安定した状態で好適に筒体をケーシングに固定して支持させることができる。

さらに、本発明のガスタービンの燃焼器においては、前記治具と前記筒体の外周面との間に弾性体が介設されていることがより望ましい。

この発明においては、金属製の治具とセラミック系材料の筒体との間に、高温になって大きな熱伸び差が生じた場合であっても、筒体と治具との間に生じるこの熱伸び差を弾性体の弾性変形によって吸収し、筒体と治具との間に相対的な変位を生じさせることができる。これにより、従来のように熱伸び差に伴って接合部分に大きな応力が発生して筒体に破損が生じたり、接合部分に大きなクリアランスが生じて燃焼時に大きな振動が発生することを防止できる。

また、本発明のガスタービンの燃焼器においては、前記治具が複数に分割可能に形成され、前記治具の分割片同士を連結手段で連結するとともに前記筒体の外周面に外嵌されていてもよい。

この発明においては、金属製の治具とセラミック系材料の筒体との間に、高温になって大きな熱伸び差が生じた場合であっても、連結手段による治具の分割片同士の連結部分で、筒体と治具との間に生じる熱伸び差を吸収し、筒体と治具との間に相対的な変位を生じさせるように構成することが可能になる。これにより、従来のように熱伸び差に伴って接合部分に大きな応力が発生して筒体に破損が生じたり、接合部分に大きなクリアランスが生じて燃焼時に大きな振動が発生することを防止できる。

さらに、本発明のガスタービンの燃焼器においては、前記連結手段が弾性体を備え、該弾性体の弾性力によって前記治具の分割片同士を変位可能に連結するとともに前記筒体を複数の分割片でクランプ保持するように前記治具が構成されていることが望ましい。

この発明においては、金属製の治具とセラミック系材料の筒体との間に、高温になって大きな熱伸び差が生じた場合であっても、筒体と治具との間に生じるこの熱伸び差を、治具の分割片同士を連結する連結手段が具備する弾性体の弾性変形によって吸収して、筒体と治具との間に相対的な変位を生じさせることができる。これにより、確実に、従来のように熱伸び差に伴って接合部分に大きな応力が発生して筒体に破損が生じたり、接合部分に大きなクリアランスが生じて燃焼時に大きな振動が発生することを防止できる。

また、このとき、連結手段の弾性体の弾性力（付勢力）で分割片同士を変位可能に連結し、且つ筒体が連結手段の複数の分割片でクランプ保持されるため、筒体と治具との間に生じる熱伸び差を吸収するように弾性体が弾性変形して分割片が変位しても、各分割片によって筒体をクランプ保持した状態を維持することができる。これにより、治具の分割片と筒体の外周面とが常に密着し、筒体と治具との間に相対的な変位を生じても大きなクリアランスが生じることを防止でき、燃焼時にクリアランスに起因して振動が生じることを防止できる。

また、本発明のガスタービンの燃焼器においては、前記筒体の外周面に、該外周面から外側に突出するとともに前記筒体の軸線中心の周方向に所定の間隔をあけて複数の突起部が設けられ、該突起部に当接させて前記治具が前記筒体の外周面に外嵌されていてもよい。

この発明においては、筒体の外周面に突設した複数の突起部を治具に当接させて筒体の外周面に治具を外嵌するようにしたことで、治具を介して、ケーシングに筒体を安定した状態で固定支持させることが可能になる。

さらに、本発明のガスタービンの燃焼器において、前記治具には、該治具を前記筒体の外周面に外嵌した状態で前記各突起部の先端面が面接触する当接面が形成されていることが望ましい。

この発明においては、筒体の外周面に突設した複数の突起部を治具に当接させるとともに、突起部の先端面が治具の当接面に面接触することで、治具を介して、ケーシングに筒体をさらに安定した状態で固定支持させることが可能になる。

本発明のガスタービンの燃焼器においては、熱膨張率が大きく異なる金属製の治具（及びケーシング）とセラミック系材料の筒体との間に、高温になって大きな熱伸び差が生じた場合であっても、外周面に金属製の治具を外嵌して筒体を支持するようにしているため、筒体と治具との間に熱伸び差を吸収するように相対変位を生じさせることができる。

これにより、従来のボルトを筒体に螺合させるボルト接合を用いて金属製のケーシングとセラミック系材料の筒体を接続する場合のように、熱伸び差に伴って接合部分に大きな応力が発生して筒体に破損が生じたり、接合部分に大きなクリアランスが生じて燃焼時に大きな振動が発生することを防止できる。

本発明の一実施形態にかかるガスタービンを示す図である。 本発明の一実施形態のガスタービンの燃焼器を示す図である。 本発明の一実施形態のガスタービンの燃焼器の尾筒（筒体）を示す図である。 図２のＸ１−Ｘ１線矢視図（ａ）、Ｘ２−Ｘ２線矢視図（ｂ）を示す図であり、本発明の一実施形態のガスタービンの燃焼器の治具を示す図である。 本発明の一実施形態のガスタービンの燃焼器の治具の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態のガスタービンの燃焼器の治具の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態のガスタービンの燃焼器の治具の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態のガスタービンの燃焼器の治具の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態のガスタービンの燃焼器の治具の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態のガスタービンの燃焼器の治具の変形例を示す図である。 従来のガスタービンの燃焼器を示す図である。

以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係るガスタービンの燃焼器について説明する。

はじめに、本実施形態のガスタービンＡは、図１に示すように、外気を圧縮して圧縮空気を生成する圧縮機１０と、燃料供給源から供給した燃料を圧縮空気と混合して燃焼させて燃焼ガスを生成する複数の燃焼器Ｂと、燃焼器Ｂで生成した高温・高圧の燃焼ガスが送られて駆動するタービン１１とを備えて構成されている。

また、タービン１１は、金属製のケーシング８と、ケーシング８内で回転するタービンロータ１２とを備え、このタービンロータ１２は、例えばタービンロータ１２の回転で発電する発電機（不図示）に接続されている。さらに、本実施形態のタービンロータ１２は、多段動翼型のタービンロータであり、複数のロータディスクを積層してなるロータ本体１３と、各ロータディスクから放射方向に延びる複数の動翼１４とを備えている。また、各段の動翼１４の各上流側には、ケーシング８の内周面からロータ本体１３に近づく方向に延びる複数の静翼１５が固設されている。

一方、複数の燃焼器Ｂは、タービン１１の金属製のケーシング８内に配設されるとともに、タービンロータ１２の回転軸線Ｏ１中心の周方向に互いに等間隔で配設されている。

また、本実施形態の燃焼器Ｂは、図２に示すように、高温・高圧の燃焼ガスをタービン室（タービン１１のガス入口からタービン１１のガス流路内）に送る尾筒（筒体）２と、この尾筒２の内部の燃焼室２ａに燃料及び圧縮空気を供給する燃料供給器４とを備えて構成されている。さらに、燃料供給器４は、パイロット燃料を燃焼室２ａに供給して拡散火炎を形成するパイロットバーナ５と、メイン燃料及び圧縮空気を混合した予混合気体を燃焼室２ａに供給して予混合火炎を形成する複数のメインノズル６と、パイロットバーナ５とメインノズル６を内包しつつ尾筒２に一体に繋がる内筒（筒体）３とを備えている。

また、尾筒２は、略円筒状に形成され、図２及び図３に示すように、軸線Ｏ２方向一端側の上流端部２ｂを燃料供給器１１に繋げて配設される胴体部１６と、胴体部１６の軸線Ｏ２方向他端側の下流端部２ｃ側に一体に設けられ、軸線Ｏ２方向一端側から他端に向かうに従って漸次横方向に拡幅してなる略矩形筒状のタービン導入部１７とを備えて形成されている。

そして、本実施形態の燃焼器Ｂにおいては、尾筒２と燃料供給器４の内筒３の筒体が、優れた高温耐性や強度特性を有するファインセラミックやセラミック基質複合材料（ＣＭＣ）のセラミック系材料を用いて形成され、金属製の筒体を用いた場合と比較し、燃焼器Ｂで生成する燃焼ガスの温度を高めることができるように構成されている。すなわち、この燃焼器Ｂは、セラミック系材料からなる筒体２、３を備えることで、ガスタービンＡを高効率化したり、無冷化することでＮＯｘなどの有害物質の排出量を低減できるように構成されている。

また、本実施形態の燃焼器Ｂは、図２に示すように、金属製のケーシング８内の所定位置に、支持構造２０、２１によって固定支持して配設されている。また、燃焼器Ｂは、第１支持構造２０を介して尾筒２の胴体部１６の上流端部２ｂ側を、第２支持構造２１を介してタービン導入部１７をそれぞれ、ケーシング８に繋げて固定支持されている。

第１支持構造２０は、図２、図３、図４（ａ）に示すように、尾筒２の胴体部１６の外周面２ｄから径方向内側に凹み、尾筒２の軸線Ｏ２中心の周方向に延びて環状に形成されたサポート治具設置用溝部（溝部）２２と、胴体部１６の外周面２ｄに外嵌されるとともにケーシング８に繋げて配設されるサポート治具２３とで構成されている。

また、サポート治具２３は、金属製の治具であり、尾筒２の胴体部１６に形成されたサポート治具設置用溝部２２に嵌合して配設される環状の外嵌部材２４と、一端をケーシング８の内面に溶接するなどして固設される支持部材２５とを備えている。

外嵌部材２４は、例えば２分割して形成され、サポート治具設置用溝部２２に各分割片２４ａ、２４ｂを嵌合するとともに分割片２４ａ、２４ｂの端部２４ｃ同士を溶接するなどして環状を呈するように形成されている。また、外嵌部材２４は、分割片２４ａ、２４ｂの端部２４ｃ同士を溶接するなどして環状を呈するように形成しつつ、尾筒２の胴体部１６の外周面２ｄに外嵌設置される。さらに、この外嵌部材２４には、外周面２ｄから径方向外側に突出し、周方向に所定の間隔をあけて配設された同形同大の２つのサポート座２６が設けられている。

支持部材２５は、一端をケーシング８に溶接するなどして突設される軸部２７と、軸部２７の他端に一体に設けられた円弧状の受部２８とを備えて略Ｙ字状に形成されている。

このように構成した第１支持構造２０においては、尾筒２の胴体部１６の外周面２ｄのサポート治具設置用溝部２２に、サポート治具２３の外嵌部材２４を嵌合して取り付け、外嵌部材２４の２つのサポート座２６を受部２６に当接させて支持部材２５に載置するように配設することで、尾筒２をケーシング８に固定して支持する。

一方、第２支持構造２１は、図２、図３、図４（ｂ）に示すように、尾筒２のタービン導入部１７の外周面２ｄから径方向内側に凹み、尾筒２の軸線Ｏ２中心の周方向に延びて環状に形成されたガセット治具設置用溝部（溝部）３０と、タービン導入部１７の外周面２ｄに外嵌されるとともにケーシングに繋げて配設されるガセット治具３１とで構成されている。

また、ガセット治具３１は、金属製の治具であり、尾筒２のタービン導入部１７に形成されたガセット治具設置用溝部３０に嵌合して配設される環状の外嵌部３２と、外嵌部３２と一体に形成され、ケーシング８に固着する固定板部３４とを備えて形成されている。

外嵌部３２は、例えば２分割して形成され、ガセット治具設置用溝部３０に各分割片３２ａ、３２ｂを嵌合するとともに分割片３２ａ、３２ｂの端部３２ｃ同士を溶接するなどして環状を呈するように形成されている。また、外嵌部３２は、分割片３２ａ、３２ｂの端部３２ｃ同士を溶接するなどして環状を呈するように形成しつつ、尾筒２のタービン導入部１７の外周面２ｄに外嵌設置される。

固定板部３４は、その一面から他面に貫通してボルト挿通孔３４ｓが形成され、このボルト挿通孔３４ａにボルト３３を挿通しケーシング８に螺着することによって、ケーシング８に固着される。

このように構成した第２支持構造２１においては、尾筒２のタービン導入部１７の外周面２ｄのガセット治具設置用溝部３０に外嵌部３２を嵌合してガセット治具３１を取り付け、固定板部３４をボルト３３でケーシング８に固着することで、尾筒２をケーシング８に固定して支持する。

上記構成からなる本実施形態の燃焼器Ｂにおいては、燃焼器Ｂの尾筒２や内筒３の筒体がセラミック系材料を用いて製作され、この燃焼器Ｂを固定して支持するケーシング８が金属製であるため、燃焼ガスを生成する際に、これらセラミック系材料と金属の熱膨張率の違いによって、大きな熱伸び差が発生する。

そして、従来のようにセラミック系材料の燃焼器Ｂの筒体（尾筒２）と金属製のケーシング８は、溶接することができず、また、筒体２にボルトを螺着するボルト接合を用いると、熱伸び差によって筒体２に大きな応力が発生し、筒体２（燃焼器Ｂ）の接合部分に損傷が発生する。さらに、熱伸び差によって接合部分にクリアランスが生じ、燃焼時に大きな振動が発生する。

これに対し、本実施形態の燃焼器Ｂでは、燃焼器Ｂの尾筒２の外周面２ｄに治具２３、３１を外嵌し、この治具２３、３１を介して尾筒２とケーシング８が接続されている。すなわち、セラミック系材料からなる筒体２がボルト接合することなく、金属製のケーシング８に繋げて配設されている。

このため、熱膨張率が大きく異なる金属製の治具２３、３１（ケーシング８）とセラミック系材料の尾筒２との間に大きな熱伸び差が生じた場合であっても、単に治具２３、３１を外嵌して尾筒２が支持されているため、尾筒２と治具２３、３１との間に熱伸び差を吸収するように相対的な変位が生じる。これにより、従来のボルト接合によって金属製のケーシング８とセラミック系材料の尾筒２を接合した場合のように、熱伸び差に伴って接合部分に大きな応力が発生して尾筒２に破損が生じたり、接合部分に大きなクリアランスが生じて燃焼時に大きな振動が発生することが防止される。

したがって、本実施形態のガスタービンの燃焼器においては、燃焼器Ｂの尾筒（筒体）２の外周面２ｄに治具２３、３１を外嵌し、この治具２３、３１を介して尾筒２とケーシング８を接続することで、尾筒２をケーシング８内で固定して支持することが可能になる。すなわち、セラミック系材料からなる筒体２をボルト接合することなく、金属製のケーシング８に繋げて所定位置に配設することができる。

そして、熱膨張率が大きく異なる金属製の治具２３、３１（及びケーシング８）とセラミック系材料の尾筒２との間に、高温になって大きな熱伸び差が生じた場合であっても、外周面２ｄに金属製の治具２３、３１を外嵌して尾筒２を支持するようにしているため、尾筒２と治具２３、３１との間に熱伸び差を吸収するように相対変位を生じさせることができる。

これにより、従来のボルトを尾筒２に螺合させるボルト接合を用いて金属製のケーシング８とセラミック系材料の尾筒２を接続する場合のように、熱伸び差に伴って接合部分に大きな応力が発生して尾筒２に破損が生じたり、接合部分に大きなクリアランスが生じて燃焼時に大きな振動が発生することを防止できる。

また、本実施形態のガスタービンの燃焼器Ｂにおいては、尾筒２の外周面２ｄに形成した環状の溝部２２、３０に嵌合させて、治具２３、３１を尾筒２の外周面２ｄに外嵌するようにしたことで、尾筒２の所定位置に治具２３、３１を配置し、この治具２３、３１を介して安定した状態で好適に尾筒２をケーシング８に固定して支持させることができる。

以上、本発明に係るガスタービンの燃焼器の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば図５に示すように、治具２３、３１（外嵌部材２４、外嵌部３２）が複数に分割可能に形成され、各分割片２４ａ、２４ｂ、３２ａ、３２ｂの端部２４ｃ、３２ｃに設けたフランジ部３５同士を、これらフランジ部３５に形成したネジ孔に螺合しつつボルト（連結手段）３６で連結して、筒体２の外周面２ｄに治具２３、３１を外嵌するように構成してもよい。この場合には、金属製の治具２３、３１とセラミック系材料の尾筒（筒体）２との間に、高温になって大きな熱伸び差が生じた場合であっても、連結手段３６による治具２３、３１の分割片２４ａ、２４ｂ、３２ａ、３２ｂ同士の連結部分で、尾筒２と治具２３、３１との間に生じる熱伸び差を吸収し、尾筒２と治具２３、３１との間に相対的な変位を生じさせるように構成することが可能になる。これにより、従来のように熱伸び差に伴って接合部分に大きな応力が発生して尾筒２に破損が生じたり、接合部分に大きなクリアランスが生じて燃焼時に大きな振動が発生することを防止できる。

また、例えば図６に示すように、治具２３、３１（外嵌部材２４、外嵌部３２）と尾筒（筒体）２の外周面２ｄとの間に板バネなどの弾性体４０を介設して、治具２３、３１が尾筒２の外周面２ｄに外嵌されていてもよい。この場合には、金属製の治具２３、３１とセラミック系材料の尾筒２との間に、高温になって大きな熱伸び差が生じた場合であっても、尾筒２と治具２３、３１との間に生じるこの熱伸び差を弾性体４０の弾性変形によって吸収し、尾筒２と治具２３、３１との間に相対的な変位を生じさせることができる。これにより、従来のように熱伸び差に伴って接合部分に大きな応力が発生して尾筒２に破損が生じたり、接合部分に大きなクリアランスが生じて燃焼時に大きな振動が発生することを防止できる。

さらに、例えば図７及び図８に示すように、複数に分割可能に形成した治具２３、３１（外嵌部材２４、外嵌部３２）の各分割片２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇの端部２４ｃ、３２ｃに設けたフランジ部３５同士を、これらフランジ部３５に形成した挿通孔にボルト（連結手段）３６を挿通しつつボルト３６の端部にナット（連結手段）４１を螺着して連結するようにしてもよい。そして、このとき、ボルト３６の頭部及びナット４１と治具２３、３１の分割片２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇのフランジ部３５の間にバネなどの弾性体４２を設け、この弾性体４２の弾性力（付勢力）で治具２３、３１の分割片２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ同士を変位可能に連結するとともに、尾筒（筒体）２を複数の分割片２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇでクランプ保持するようにしてもよい。

この場合には、金属製の治具２３、３１とセラミック系材料の尾筒２との間に、高温になって大きな熱伸び差が生じた場合であっても、尾筒２と治具２３、３１との間に生じるこの熱伸び差を、治具２３、３１の分割片２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ同士を連結する連結手段が具備する弾性体４２の弾性変形によって吸収して、尾筒２と治具２３、３１との間に相対的な変位を生じさせることができる。これにより、確実に、従来のように熱伸び差に伴って接合部分に大きな応力が発生して尾筒２に破損が生じたり、接合部分に大きなクリアランスが生じて燃焼時に大きな振動が発生することを防止できる。

また、このとき、連結手段の弾性体４２の弾性力で分割片２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ同士を変位可能に連結し、且つ尾筒２が連結手段の複数の分割片２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇでクランプ保持されるため、尾筒２と治具２３、３１との間に生じる熱伸び差を吸収するように弾性体４２が弾性変形して分割片２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇが変位しても、各分割片２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇによって尾筒２をクランプ保持した状態を維持することができる。これにより、治具２３、３１の分割片２４ａ、２４ｂ、２４ｄ、２４ｅ、３２ａ、３２ｂ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇと尾筒２の外周面２ｄとが常に密着し、尾筒２と治具２３、３１との間に相対的な変位を生じても大きなクリアランスが生じることを防止でき、燃焼時にクリアランスに起因して振動が生じることを防止できる。

さらに、例えば図９に示すように、尾筒（筒体）２の外周面２ｄに、外周面２ｄから外側に突出するとともに尾筒２の軸線Ｏ２中心の周方向に所定の間隔をあけて複数の突起部４３を設け、この突起部４３に当接させて治具２３、３１（外嵌部材２４、外嵌部３２）を尾筒２の外周面２ｄに外嵌するようにしてもよい。この場合には、治具２３、３１を介して、ケーシング８に尾筒２を安定した状態で固定支持させることが可能になる。

さらに、例えば図１０に示すように、治具２３、３１（外嵌部材２４、外嵌部３２）に、この治具２３、３１を尾筒（筒体）２の外周面２ｄに外嵌した状態で各突起部４３の先端面４３ａが面接触する当接面４４を形成するようにしてもよい。この場合には、尾筒２の外周面２ｄに突設した複数の突起部４３を治具２３、３１に当接させるとともに、突起部４３の先端面４３ａが治具２３、３１の当接面４４に面接触することで、治具２３、３１を介して、ケーシング８に尾筒２をさらに安定した状態で固定支持させることが可能になる。

１ 従来の燃焼器
２ 尾筒（筒体）
２ａ 燃焼室
２ｂ 上流端部
２ｃ 下流端部
２ｄ 外周面
３ 内筒（筒体）
４ 燃料供給器
５ パイロットバーナ
６ メインノズル
８ ケーシング
１０ 圧縮機
１１ タービン
１２ タービンロータ
１３ ロータ本体
１４ 動翼
１５ 静翼
１６ 胴体部
１７ タービン導入部
２０ 第１支持構造
２１ 第２支持構造
２２ サポート治具設置用溝部（溝部）
２３ サポート治具
２４ 外嵌部材
２５ 支持部材
２６ サポート座
２７ 軸部
２８ 受部
３０ ガセット治具設置用溝部（溝部）
３１ ガセット治具
３２ 外嵌部
３３ ボルト
３４ 固定板部
３４ａ ボルト挿通孔
３５ フランジ部
３６ ボルト（連結手段）
４０ 弾性体（板バネ）
４１ ナット（連結手段）
４２ 弾性体（連結手段）
４３ 突起部
４３ａ 先端面
４４ 当接面
Ａ ガスタービン
Ｂ 燃焼器
Ｏ１ 回転軸線
Ｏ２ 尾筒の軸線

Claims (7)

1. セラミック系材料からなり、燃焼室を形成する筒体と、
   該筒体の外周面に外嵌される金属製の治具とを備え、
   前記治具を介して前記筒体と該筒体を内包する金属製のケーシングとを接続し、前記ケーシング内で前記筒体を固定して支持するように構成されていることを特徴とするガスタービンの燃焼器。
2. 請求項１記載のガスタービンの燃焼器において、
   前記筒体の外周面に、該外周面から内側に凹み、周方向に繋がる環状の溝部が設けられ、前記溝部に嵌合させて前記治具が前記筒体の外周面に外嵌されていることを特徴とするガスタービンの燃焼器。
3. 請求項１または請求項２に記載のガスタービンの燃焼器において、
   前記治具と前記筒体の外周面との間に弾性体が介設されていることを特徴とするガスタービンの燃焼器。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のガスタービンの燃焼器において、
   前記治具が複数に分割可能に形成され、前記治具の分割片同士を連結手段で連結するとともに前記筒体の外周面に外嵌されていることを特徴とするガスタービンの燃焼器。
5. 請求項４記載のガスタービンの燃焼器において、
   前記連結手段が弾性体を備え、該弾性体の弾性力によって前記治具の分割片同士を変位可能に連結するとともに前記筒体を複数の分割片でクランプ保持するように前記治具が構成されていることを特徴とするガスタービンの燃焼器。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のガスタービンの燃焼器において、
   前記筒体の外周面に、該外周面から外側に突出するとともに前記筒体の軸線中心の周方向に所定の間隔をあけて複数の突起部が設けられ、該突起部に当接させて前記治具が前記筒体の外周面に外嵌されていることを特徴とするガスタービンの燃焼器。
7. 請求項６記載のガスタービンの燃焼器において、
   前記治具には、該治具を前記筒体の外周面に外嵌した状態で前記各突起部の先端面が面接触する当接面が形成されていることを特徴とするガスタービンの燃焼器。

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