JP2931676B2 - ガスタ―ビン燃焼器 - Google Patents
ガスタ―ビン燃焼器Info
- Publication number
- JP2931676B2 JP2931676B2 JP456491A JP456491A JP2931676B2 JP 2931676 B2 JP2931676 B2 JP 2931676B2 JP 456491 A JP456491 A JP 456491A JP 456491 A JP456491 A JP 456491A JP 2931676 B2 JP2931676 B2 JP 2931676B2
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- JP
- Japan
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- introduction hole
- air introduction
- combustion
- gas turbine
- combustion cylinder
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- Ceramic Products (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はガスタ―ビン燃焼器に係
り、特にセラミックス材料で形成された燃焼筒を有する
ガスタ―ビン燃焼器に関する。
り、特にセラミックス材料で形成された燃焼筒を有する
ガスタ―ビン燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ガスタ―ビンの燃焼ガス温度を高
めて高効率で運転するために、燃焼筒をＳｉＣ，Ｓｉ3
Ｎ4 等のセラミックス材料で形成したガスタ―ビン燃焼
器が考えられている。このようなガスタ―ビン燃焼器の
燃焼筒には、燃焼用補助空気を導入するための空気導入
孔が形成されており、運転時あるいは緊急停止時に空気
導入孔の近傍に大きな熱応力が発生し、熱応力によって
燃焼筒に亀裂が生じる場合が多い。
めて高効率で運転するために、燃焼筒をＳｉＣ，Ｓｉ3
Ｎ4 等のセラミックス材料で形成したガスタ―ビン燃焼
器が考えられている。このようなガスタ―ビン燃焼器の
燃焼筒には、燃焼用補助空気を導入するための空気導入
孔が形成されており、運転時あるいは緊急停止時に空気
導入孔の近傍に大きな熱応力が発生し、熱応力によって
燃焼筒に亀裂が生じる場合が多い。
【０００３】そこで、熱応力による亀裂の発生を防止す
るために、空気導入孔の周辺にスリットを形成して熱応
力を低減する方法（実公昭５９−１３５０３）や、燃焼
筒を空気導入孔の箇所で複数のセグメントに分割して熱
応力を低減する方法（特開昭５６−５９１３１）などが
考えられている。
るために、空気導入孔の周辺にスリットを形成して熱応
力を低減する方法（実公昭５９−１３５０３）や、燃焼
筒を空気導入孔の箇所で複数のセグメントに分割して熱
応力を低減する方法（特開昭５６−５９１３１）などが
考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
方法は燃焼ガス温度と燃焼用補助空気との温度差が大き
い場合（例えば燃焼ガス温度が１２００℃で燃焼用補助
空気が３００℃以下の場合）には熱応力を十分に低減で
きないという問題があり、また後者の場合は燃焼筒を複
数のセグメントに分割するため製造に手間がかかるとい
う問題があった。
方法は燃焼ガス温度と燃焼用補助空気との温度差が大き
い場合（例えば燃焼ガス温度が１２００℃で燃焼用補助
空気が３００℃以下の場合）には熱応力を十分に低減で
きないという問題があり、また後者の場合は燃焼筒を複
数のセグメントに分割するため製造に手間がかかるとい
う問題があった。
【０００５】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、燃焼ガス温度と燃焼用補助空気との温
度差が大きい場合でも空気導入孔の近傍に発生する熱応
力を十分に低減でき、かつ製造の容易なガスタ―ビン燃
焼器を提供することを目的とする。
れたものであり、燃焼ガス温度と燃焼用補助空気との温
度差が大きい場合でも空気導入孔の近傍に発生する熱応
力を十分に低減でき、かつ製造の容易なガスタ―ビン燃
焼器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するため、セラミックス材料で形成された燃焼筒に燃
焼用補助空気を導入するための空気導入孔を有するター
ビン燃焼器において、前記燃焼器を一体構造物となし、
前記空気導入孔に断熱性及び耐熱性を有するセラミック
ス材料からなるパイプを、該パイプの外周面を空気導入
孔の内周面に周接させて配置し、前記空気導入孔の内外
周縁部を断面円弧状に形成し、且つ前記パイプの内端面
を前記燃焼筒の内面と同一の曲面上に配置したものであ
る。
成するため、セラミックス材料で形成された燃焼筒に燃
焼用補助空気を導入するための空気導入孔を有するター
ビン燃焼器において、前記燃焼器を一体構造物となし、
前記空気導入孔に断熱性及び耐熱性を有するセラミック
ス材料からなるパイプを、該パイプの外周面を空気導入
孔の内周面に周接させて配置し、前記空気導入孔の内外
周縁部を断面円弧状に形成し、且つ前記パイプの内端面
を前記燃焼筒の内面と同一の曲面上に配置したものであ
る。
【０００７】
【作用】本発明においては、燃焼器を一体構造物とな
し、断熱性及び耐熱性を有するセラミックス材料からな
るパイプの外周面を空気導入孔の内周面に周接させて配
置し、空気導入孔の内外周縁部を断面円弧状に形成し、
且つ前記パイプの内端面を前記燃焼筒の内面と同一の曲
面上に配置することにより、空気導入孔の周辺に発生す
る熱応力を十分に低減でき、かつ燃焼筒を複数のセグメ
ントに分割する必要がないので、容易に製造することが
できる。特に緊急停止時のように燃焼ガス温度と燃焼用
補助空気との温度差が急激に変化するような場合でも十
分適用可能である。
し、断熱性及び耐熱性を有するセラミックス材料からな
るパイプの外周面を空気導入孔の内周面に周接させて配
置し、空気導入孔の内外周縁部を断面円弧状に形成し、
且つ前記パイプの内端面を前記燃焼筒の内面と同一の曲
面上に配置することにより、空気導入孔の周辺に発生す
る熱応力を十分に低減でき、かつ燃焼筒を複数のセグメ
ントに分割する必要がないので、容易に製造することが
できる。特に緊急停止時のように燃焼ガス温度と燃焼用
補助空気との温度差が急激に変化するような場合でも十
分適用可能である。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する前に、まず
従来品を改良したガスタービン燃焼器の構成について述
べる。
従来品を改良したガスタービン燃焼器の構成について述
べる。
【０００９】図１はガスタービン燃焼器の燃焼筒の構成
を示す斜視図、図２は図１のII−II線に沿った断面図で
ある。図中１はＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4等のセラミックス材料
で形成された燃焼筒で、この燃焼筒１の外側には断熱材
２を介して金属製の外筒３が燃焼筒１を覆うように配置
されている。
を示す斜視図、図２は図１のII−II線に沿った断面図で
ある。図中１はＳｉＣ，Ｓｉ3Ｎ4等のセラミックス材料
で形成された燃焼筒で、この燃焼筒１の外側には断熱材
２を介して金属製の外筒３が燃焼筒１を覆うように配置
されている。
【００１０】また、上記燃焼筒１には燃焼用補助空気を
導入するための空気導入孔４が燃焼筒１の外周面に複数
形成されており、各空気導入孔４には断熱性及び耐熱性
を有するセラミックス材料（たとえばＳｉ3 Ｎ4 ，２Ｍ
ｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 （コ―ディエライ
ト），ＳｉＯ2 （石英ガラス），Ｌｉ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3
・４ＳｉＯ2 など）からなるパイプ５が空気導入孔４の
内周面に外周面を周接させて配置されている。従って、
燃焼用補助空気はパイプ５の内側を通って燃焼筒１内に
導入されるようになっている。
導入するための空気導入孔４が燃焼筒１の外周面に複数
形成されており、各空気導入孔４には断熱性及び耐熱性
を有するセラミックス材料（たとえばＳｉ3 Ｎ4 ，２Ｍ
ｇＯ・２Ａｌ2 Ｏ3 ・５ＳｉＯ2 （コ―ディエライ
ト），ＳｉＯ2 （石英ガラス），Ｌｉ2 Ｏ・Ａｌ2 Ｏ3
・４ＳｉＯ2 など）からなるパイプ５が空気導入孔４の
内周面に外周面を周接させて配置されている。従って、
燃焼用補助空気はパイプ５の内側を通って燃焼筒１内に
導入されるようになっている。
【００１１】図３はガスタ―ビンの通常運転時における
空気導入孔周辺の温度分布を示したものであり、同図に
示すように断熱性及び耐熱性を有するセラミックス材料
からなるパイプ５を該パイプ５の外周面を空気導入孔４
の内周面に周接させて配置することにより、空気導入孔
周辺の温度勾配を緩やかにすることができる。
空気導入孔周辺の温度分布を示したものであり、同図に
示すように断熱性及び耐熱性を有するセラミックス材料
からなるパイプ５を該パイプ５の外周面を空気導入孔４
の内周面に周接させて配置することにより、空気導入孔
周辺の温度勾配を緩やかにすることができる。
【００１２】従って、例えば燃焼ガス温度が１２００℃
で燃焼用補助空気が３００℃以下の場合でも空気導入孔
４の周辺に発生する熱応力を十分に低減でき、亀裂の発
生を防止することができる。また、従来のように燃焼筒
１を空気導入孔４の周辺で複数のセグメントに分割する
必要がないので、燃焼筒１を容易に製造することができ
る。
で燃焼用補助空気が３００℃以下の場合でも空気導入孔
４の周辺に発生する熱応力を十分に低減でき、亀裂の発
生を防止することができる。また、従来のように燃焼筒
１を空気導入孔４の周辺で複数のセグメントに分割する
必要がないので、燃焼筒１を容易に製造することができ
る。
【００１３】上記構成のガスタービン燃焼器の燃焼筒に
おいては、緊急停止時のように燃焼ガス温度と燃焼用補
助空気との温度差が急激に変化するような場合には適用
することが難しい。図４はかかる点を考慮した本発明の
ガスタービン燃焼器の燃焼筒の実施例を示す図２と同様
の断面図である。本実施例では、図４に示すように断熱
性及び耐熱性を有するセラミックス材料からなるパイプ
５を該パイプ５の外周面を空気導入孔４の内周面に周接
させて配置すると共に、空気導入孔４の内外周縁部４
ａ，４ｂを断面円弧状に形成し、かつパイプ５の内端面
５ａを燃焼筒１の内面１ａと同一の曲面上に配置するも
のである。このような構成とすれば、熱応力の集中を緩
和できるので、緊急停止時のような場合でも、空気導入
孔４の周辺に発生する熱応力をより低減することができ
る。
おいては、緊急停止時のように燃焼ガス温度と燃焼用補
助空気との温度差が急激に変化するような場合には適用
することが難しい。図４はかかる点を考慮した本発明の
ガスタービン燃焼器の燃焼筒の実施例を示す図２と同様
の断面図である。本実施例では、図４に示すように断熱
性及び耐熱性を有するセラミックス材料からなるパイプ
５を該パイプ５の外周面を空気導入孔４の内周面に周接
させて配置すると共に、空気導入孔４の内外周縁部４
ａ，４ｂを断面円弧状に形成し、かつパイプ５の内端面
５ａを燃焼筒１の内面１ａと同一の曲面上に配置するも
のである。このような構成とすれば、熱応力の集中を緩
和できるので、緊急停止時のような場合でも、空気導入
孔４の周辺に発生する熱応力をより低減することができ
る。
【００１４】図５は従来例と改良品及び本発明の実施例
の適用可能範囲を示したもので、実施例のものは燃焼ガ
ス温度と燃焼用補助空気との温度差が急激に変化する緊
急停止時のような場合でも空気導入孔４の周辺に発生す
る熱応力を十分低減することができる。
の適用可能範囲を示したもので、実施例のものは燃焼ガ
ス温度と燃焼用補助空気との温度差が急激に変化する緊
急停止時のような場合でも空気導入孔４の周辺に発生す
る熱応力を十分低減することができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、セラミッ
クス材料で形成された燃焼筒に燃焼用補助空気を導入す
るための空気導入孔を有するガスタービン燃焼器におい
て、前記燃焼器を一体構造物となし、前記空気導入孔に
断熱性及び耐熱性を有するセラミックス材料からなるパ
イプを、該パイプの外周面を空気導入孔の内周面に周接
させて配置し、前記空気導入孔の内外周縁部を断面円弧
状に形成し、且つ前記パイプの内端面を前記燃焼筒の内
面と同一の曲面上に配置したので、緊急停止時のように
燃焼ガス温度と燃焼用補助空気との温度差が急激に変化
するような場合でも空気と導入孔の近傍に発生する熱応
力を十分に低減でき、かつ製造の容易なガスタービン燃
焼器を提供できる。
クス材料で形成された燃焼筒に燃焼用補助空気を導入す
るための空気導入孔を有するガスタービン燃焼器におい
て、前記燃焼器を一体構造物となし、前記空気導入孔に
断熱性及び耐熱性を有するセラミックス材料からなるパ
イプを、該パイプの外周面を空気導入孔の内周面に周接
させて配置し、前記空気導入孔の内外周縁部を断面円弧
状に形成し、且つ前記パイプの内端面を前記燃焼筒の内
面と同一の曲面上に配置したので、緊急停止時のように
燃焼ガス温度と燃焼用補助空気との温度差が急激に変化
するような場合でも空気と導入孔の近傍に発生する熱応
力を十分に低減でき、かつ製造の容易なガスタービン燃
焼器を提供できる。
【図１】従来品を改良したガスタービン燃焼器の燃焼筒
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図。
【図３】同ガスタービン燃焼器の燃焼筒における空気導
入孔の温度分布を示す図。
入孔の温度分布を示す図。
【図４】本発明の実施例を示す燃焼筒の断面図。
【図５】従来例と改良品及び本発明の実施例の適用可能
範囲を示す図
範囲を示す図
１…燃焼筒、２…断熱材、３…外筒、４…空気導入孔、
５…パイプ。
５…パイプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23R 3/42 F23R 3/06
Claims (1)
- 【請求項１】 セラミックス材料で形成された燃焼筒に
燃焼用補助空気を導入するための空気導入孔を有するガ
スタービン燃焼器において、前記燃焼器を一体構造物と
なし、前記空気導入孔に断熱性及び耐熱性を有するセラ
ミックス材料からなるパイプを、該パイプの外周面を空
気導入孔の内周面に周接させて配置し、前記空気導入孔
の内外周縁部を断面円弧状に形成し、且つ前記パイプの
内端面を前記燃焼筒の内面と同一の曲面上に配置したこ
とを特徴とするガスタービン燃焼器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP456491A JP2931676B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | ガスタ―ビン燃焼器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP456491A JP2931676B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | ガスタ―ビン燃焼器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04236011A JPH04236011A (ja) | 1992-08-25 |
| JP2931676B2 true JP2931676B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=11587536
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP456491A Expired - Lifetime JP2931676B2 (ja) | 1991-01-18 | 1991-01-18 | ガスタ―ビン燃焼器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2931676B2 (ja) |
-
1991
- 1991-01-18 JP JP456491A patent/JP2931676B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04236011A (ja) | 1992-08-25 |
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