JP3331826B2 - Gas turbine combustor - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- 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
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック製ライ
ナを備えるガスタービンの燃焼器の改良に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement of a gas turbine combustor having a ceramic liner.
【０００２】[0002]
【従来の技術】高温雰囲気の中で使用されるライナ（燃
焼筒）をセラミック材により形成したガスタービンにあ
っては、脆性材料であるセラミック材に応力が集中する
ことを避けなければならない。2. Description of the Related Art In a gas turbine in which a liner (combustion tube) used in a high-temperature atmosphere is formed of a ceramic material, it is necessary to avoid concentration of stress on the ceramic material which is a brittle material.
【０００３】従来のガスタービンの燃焼器として、例え
ば図６に示すようなものがある(特開昭５７−１４１２
７号公報、参照)。[0003] As a conventional gas turbine combustor, for example, there is one as shown in FIG.
7, publication).
【０００４】これについて説明すると、ガスタービンの
燃焼器は、燃焼室１１を画成する筒形をしたセラミック
製ライナ１を備える。ライナ１の基端部にはスワーラ３
が接続し、スワーラ３の内側に燃料噴射弁６が配設され
ている。[0004] To explain this, a combustor of a gas turbine includes a cylindrical ceramic liner 1 defining a combustion chamber 11. Swirler 3 at the base end of liner 1
Are connected, and a fuel injection valve 6 is disposed inside the swirler 3.
【０００５】ライナ１の先端部がスクロール入口９に差
し込まれ、その基端側が３つのスプリング４４および３
つのアーム４３を介して弾性的に支持される。[0005] The distal end of the liner 1 is inserted into the scroll inlet 9, and its proximal end is provided with three springs 44 and 3.
It is elastically supported through the three arms 43.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のガスタービンの燃焼器にあっては、燃焼器の
組み立て時や分解時に、各アーム４３が外されるとライ
ナ１が脱落する可能性がある。However, in such a conventional gas turbine combustor, the liner 1 may fall off when each arm 43 is detached at the time of assembling or disassembling the combustor. There is.
【０００７】ガスタービンの運転時、ライナ１は高温雰
囲気の中で使用されるが、ライナ１がスクロール入口９
とアーム４３の間に挟まれる構造のため、スクロール入
口９とアーム４３の間の長さＭに渡ってライナ１と外筒
５の間に生じる熱膨張差によってスプリング４４の長さ
が変化し、スプリング４４がライナ１をスクロール入口
９に押し付ける弾性復元力が大きく低下して、ライナ１
にガタツキ等が生じたり、燃焼室１１の密封性が損なわ
れる可能性がある。During operation of the gas turbine, the liner 1 is used in a high-temperature atmosphere.
And the arm 43, the length of the spring 44 changes due to a difference in thermal expansion generated between the liner 1 and the outer cylinder 5 over a length M between the scroll inlet 9 and the arm 43, The elastic restoring force of the spring 44 pressing the liner 1 against the scroll inlet 9 is greatly reduced, and the liner 1
There is a possibility that rattling or the like may occur, or the sealing performance of the combustion chamber 11 may be impaired.
【０００８】本発明は上記の問題点を解消し、ガスター
ビンの燃焼器において、セラミック製ライナの組付け性
を改善することを目的とする。An object of the present invention is to solve the above problems and to improve the assemblability of a ceramic liner in a combustor of a gas turbine.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項１に記載のガスタ
ービンの燃焼器は、燃焼室を画成する筒形をしたセラミ
ック製ライナを備え、ライナを収装する筒形をした外筒
を備え、ライナの基端部に接続するドームを外筒に着脱
可能に結合し、ライナの先端部を嵌合させるスクロール
の入口を備え、ライナの基端部に径方向に拡がるフラン
ジ部を一体形成し、ドームの先端部にフランジ部を着座
させるシート部を形成し、ライナのフランジ部をドーム
のシート部に弾性復元力により押し付けるスプリングを
備え、スプリングにライナの外周面を挿通させるリング
状をした先端リング部を形成し、スプリングの基端部を
外筒に結合する。According to a first aspect of the present invention, there is provided a gas turbine combustor including a cylindrical ceramic liner defining a combustion chamber, and a cylindrical outer cylinder accommodating the liner. The dome connected to the base end of the liner is detachably connected to the outer cylinder, a scroll inlet is provided to fit the front end of the liner, and a radially expanding flange is integrally formed at the base end of the liner. Then, a seat portion for seating the flange portion at the tip of the dome was formed, a spring for pressing the flange portion of the liner against the seat portion of the dome by an elastic restoring force was provided, and a ring shape for inserting the outer peripheral surface of the liner into the spring was formed. A distal ring is formed and the proximal end of the spring is coupled to the outer cylinder.
【００１０】請求項２に記載のガスタービンの燃焼器
は、請求項１に記載の発明において、前記ライナのフラ
ンジ部とドームのシート部との各接合面は、ライナの中
心線に対して直交する平面状に形成し、ドームにライナ
のフランジ部の外周に嵌合する円筒状の鍔部を形成す
る。According to a second aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the first aspect, each joint surface between the flange portion of the liner and the seat portion of the dome is orthogonal to a center line of the liner. The dome is formed with a cylindrical flange that fits around the flange of the liner on the dome.
【００１１】請求項３に記載のガスタービンの燃焼器
は、請求項１または２に記載の発明において、前記ライ
ナのフランジ部と外筒の間に線材を円錐状に巻いたコイ
ルスプリングを介装する。According to a third aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the first or second aspect, a coil spring in which a wire is conically wound between the flange portion and the outer cylinder of the liner is interposed. I do.
【００１２】請求項４に記載のガスタービンの燃焼器
は、請求項１または２に記載の発明において、前記ライ
ナのフランジ部と外筒の間にバネ板部を径方向に撓ませ
るリーフスプリングを介装する。According to a fourth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the first or second aspect, a leaf spring for radially bending a spring plate portion between the flange portion and the outer cylinder of the liner is provided. To interpose.
【００１３】請求項５に記載のガスタービンの燃焼器
は、請求項４に記載の発明において、前記バネ板部を自
由状態で外径方向に撓ませる屈曲部を形成する。According to a fifth aspect of the present invention, in the gas turbine combustor according to the fourth aspect of the present invention, the gas turbine combustor has a bent portion for bending the spring plate portion in an outer radial direction in a free state.
【００１４】[0014]
【作用】請求項１に記載のガスタービンの燃焼器におい
て、燃焼器の組み立て時、ライナはその外周面がスプリ
ングの先端リング部を挿通し、その先端部がスクロール
の入口に差し込まれる。この状態で、ライナは外筒に対
してスプリングの先端リング部とスクロールの二か所で
支持されることにより脱落することがなく、組立性を改
善できる。したがって、脆性材料であるセラミック製ラ
イナが脱落することを防止できる。In the gas turbine combustor according to the first aspect, at the time of assembling the combustor, the outer peripheral surface of the liner is inserted through the tip ring of the spring, and the tip is inserted into the inlet of the scroll. In this state, the liner is supported by the outer cylinder at the two positions of the tip ring portion of the spring and the scroll, so that the liner does not fall off and the assemblability can be improved. Therefore, the ceramic liner, which is a brittle material, can be prevented from falling off.
【００１５】スプリングとドームのシート部の間にライ
ナのフランジ部が挟まれる構造により、ガスタービンの
運転時に生じるライナと外筒等の熱膨張差によってスプ
リングの長さが変化することを抑えられ、スプリングが
フランジ部をシート部に押し付ける弾性復元力が大きく
低下することを回避できる。この結果、ライナにガタツ
キ等が生じることを防止するとともに、フランジ部をシ
ート部の間に隙間が空くことがなく、燃焼室の密封性が
損なわれることを防止できる。With the structure in which the flange portion of the liner is sandwiched between the spring and the seat portion of the dome, it is possible to suppress a change in the length of the spring due to a difference in thermal expansion between the liner and the outer cylinder that occurs during operation of the gas turbine. It is possible to avoid a large decrease in the elastic restoring force of the spring pressing the flange portion against the seat portion. As a result, it is possible to prevent rattling or the like from occurring in the liner, and it is possible to prevent a gap from being formed between the flange portion and the seat portion, thereby preventing the sealing performance of the combustion chamber from being impaired.
【００１６】請求項２に記載のガスタービンの燃焼器に
おいて、ライナのフランジ部の接合面とドームのシート
部の接合面は、平面状に接合する構造により、フランジ
部をシート部の間に隙間が空くことが防止され、燃焼室
の密封性を高められる。[0016] In the gas turbine combustor according to the second aspect, the joint surface of the flange portion of the liner and the joint surface of the seat portion of the dome have a gap between the seat portions due to a planar joining structure. Is prevented from being empty, and the sealing performance of the combustion chamber can be improved.
【００１７】ライナのフランジ部がスワーラのシート部
に着座すると、フランジ部の外周が鍔部に嵌合すること
により、ライナとスワーラが同心的に結合する。When the flange portion of the liner is seated on the seat portion of the swirler, the outer periphery of the flange portion is fitted to the flange portion, so that the liner and the swirler are concentrically connected.
【００１８】これにより、セラミック製ライナは、その
形状を簡素化することが可能となり、その中心線につい
て軸対称な筒形に形成され、機械加工が施されなく、断
面形が急激に変化する部位を持っていないため、ガスタ
ービンの運転時に応力集中が発生することを防止でき
る。また、ライナの成形、焼成中に割れや変形が生じる
ことが抑えられ、生産性を高められ、製品のコストダウ
ンがはかれる。This makes it possible to simplify the shape of the ceramic liner, to form a cylindrical shape that is axisymmetric about its center line, to be machined, and to have a section whose abrupt change in cross section occurs. Therefore, the occurrence of stress concentration during operation of the gas turbine can be prevented. In addition, cracking and deformation during the molding and firing of the liner are suppressed, the productivity is increased, and the cost of the product is reduced.
【００１９】請求項３に記載のガスタービンの燃焼器に
おいて、燃焼器を組み立て時、ライナはその外周面がコ
イルスプリングの先端リング部を挿通し、その先端部が
スクロールの入口に差し込まれる。この状態で、ライナ
は外筒に対してコイルスプリングの先端リング部とスク
ロールの二か所で支持されることにより脱落することが
なく、組立性を改善できる。In the gas turbine combustor according to the third aspect, when assembling the combustor, the outer peripheral surface of the liner is inserted through the tip ring of the coil spring, and the tip is inserted into the inlet of the scroll. In this state, the liner is supported by the outer cylinder at the two locations of the distal end ring portion of the coil spring and the scroll, so that the liner does not fall off and the assemblability can be improved.
【００２０】請求項４に記載のガスタービンの燃焼器に
おいて、燃焼器を組み立て時、ライナはその外周面がリ
ーフスプリングの先端リング部を挿通し、その先端部が
スクロールの入口に差し込まれる。この状態で、ライナ
は外筒に対してリーフスプリングの先端リング部とスク
ロールの二か所で支持されることにより脱落することが
なく、組立性を改善できる。In the gas turbine combustor according to the fourth aspect, when assembling the combustor, the outer peripheral surface of the liner is inserted through the tip ring of the leaf spring, and the tip is inserted into the inlet of the scroll. In this state, the liner is supported by the outer cylinder at the two locations of the distal end ring portion of the leaf spring and the scroll, so that the liner does not fall off and the assemblability can be improved.
【００２１】請求項５に記載のガスタービンの燃焼器に
おいて、燃焼器の組み立て時、ドームの円盤状シート部
をライナのフランジ部に当接させて、リーフスプリング
の板バネ部を圧縮するとき、板バネ部は屈曲部を介して
外径方向に膨らむように撓み、所期の弾性復元力をフラ
ンジ部に付与することができる。In the gas turbine combustor according to the fifth aspect, when assembling the combustor, when the disc-shaped sheet portion of the dome is brought into contact with the flange portion of the liner to compress the leaf spring portion of the leaf spring, The leaf spring portion bends so as to expand in the outer diameter direction via the bent portion, and can provide an intended elastic restoring force to the flange portion.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
【００２３】図１に示すように、ガスタービンの燃焼器
は、燃焼室１１を画成する筒形をしたセラミック製ライ
ナ１を備える。As shown in FIG. 1, the combustor of the gas turbine includes a cylindrical ceramic liner 1 defining a combustion chamber 11.
【００２４】ライナ１の基端側には、椀形をした金属製
ドーム２を介して筒形をした金属製スワーラ３が接続さ
れる。A tubular metal swirler 3 is connected to the base end of the liner 1 via a bowl-shaped metal dome 2.
【００２５】ライナ１、ドーム２、スワーラ３は、筒形
をした金属製外筒５の内部に収装される。The liner 1, the dome 2, and the swirler 3 are housed inside a metal outer cylinder 5 having a cylindrical shape.
【００２６】スワーラ３の基端部にキャップ８に固着さ
れる。スワーラ３の内側にはキャップ８を介して燃料噴
射弁６が配設される。キャップ８は外筒５の基端部に複
数のボルト１６を介して締結される。The swirler 3 is fixed to the base 8 at the base end. A fuel injection valve 6 is disposed inside the swirler 3 via a cap 8. The cap 8 is fastened to the base end of the outer cylinder 5 via a plurality of bolts 16.
【００２７】セラミック製ライナ１の先端部１９は、金
属製スクロール入口９に摺動可能に差し込まれる。ライ
ナ１と外筒５等の熱膨張差は、ライナ１の先端部１９が
スクロール入口９に対して摺動変位することにより吸収
される。The tip 19 of the ceramic liner 1 is slidably inserted into the metal scroll inlet 9. The difference in thermal expansion between the liner 1 and the outer cylinder 5 is absorbed by the distal end portion 19 of the liner 1 slidingly displaced with respect to the scroll inlet 9.
【００２８】図示しないコンプレッサから圧送される吸
気は、熱交換器を通過した後、ライナ１およびドーム２
と外筒５の間に画成される流路１５を通ってスワーラ３
に導かれ、スワーラ３に開口した各スリット７から燃焼
室１１に旋回しながら流入する。The intake air pumped from a compressor (not shown) passes through a heat exchanger, and then passes through a liner 1 and a dome 2.
The swirler 3 passes through a flow path 15 defined between the
And swirl into the combustion chamber 11 from each slit 7 opened in the swirler 3.
【００２９】燃料噴射弁６から噴射された燃料は、スワ
ーラ３および空気導入口１０から導入される空気と混合
しながら燃焼し、燃焼室１１で発生した燃焼ガスはスク
ロール入口９を通って図示しないタービンへと送られ
る。The fuel injected from the fuel injection valve 6 burns while mixing with the air introduced from the swirler 3 and the air inlet 10, and the combustion gas generated in the combustion chamber 11 passes through the scroll inlet 9 and is not shown. Sent to turbine.
【００３０】セラミック製ライナ１の基端部はドーム２
に対するフランジ部１２が一体形成される。フランジ部
１２はＬ字形の断面をもって鍔状に拡径して形成され
る。The base end of the ceramic liner 1 is a dome 2
Are integrally formed. The flange portion 12 is formed so as to have an L-shaped cross-section and to be expanded in a flange shape.
【００３１】ドーム２の先端部には、ライナ１のフラン
ジ部１２を着座させる円盤状のシート部１７と、フラン
ジ部１２の外周に嵌合する円筒状の鍔部１８が一体形成
される。ライナ１のフランジ部１２がスワーラ３のシー
ト部１７に着座すると、フランジ部１２の外周が鍔部１
８に嵌合することにより、ライナ１とスワーラ３が同心
的に結合するようになっている。At the tip of the dome 2, a disk-shaped seat portion 17 on which the flange portion 12 of the liner 1 is seated and a cylindrical flange portion 18 fitted on the outer periphery of the flange portion 12 are integrally formed. When the flange portion 12 of the liner 1 is seated on the seat portion 17 of the swirler 3, the outer periphery of the flange portion 12
8, the liner 1 and the swirler 3 are coupled concentrically.
【００３２】ライナ１のフランジ部１２とドーム２のシ
ート部１７との各接合面２０，２３は、ライナ１の中心
線に対して直交する平面状に形成される。The joint surfaces 20, 23 between the flange portion 12 of the liner 1 and the seat portion 17 of the dome 2 are formed in a plane orthogonal to the center line of the liner 1.
【００３３】ライナ１のフランジ部１２をドーム２のシ
ート部１７に押し付けるコイルスプリング４が設けられ
る。コイルスプリング４は、金属製線材を円錐状に巻い
て形成される。A coil spring 4 for pressing the flange 12 of the liner 1 against the seat 17 of the dome 2 is provided. The coil spring 4 is formed by winding a metal wire in a conical shape.
【００３４】コイルスプリング４の先端リング部２１
は、ライナ１のフランジ部１２に着座する。The tip ring 21 of the coil spring 4
Is seated on the flange portion 12 of the liner 1.
【００３５】コイルスプリング４の基端リング部２２を
外筒５に結合する結合手段として、外筒５の内周面から
バルブーシート１３が環状に突出し、バルブーシート１
３から複数の爪１４が突出する。コイルスプリング４の
基端リング部２２はバルブーシート１３に着座し、各爪
１４を折り曲げて外筒５に固定される。As a connecting means for connecting the base ring portion 22 of the coil spring 4 to the outer cylinder 5, the valve seat 13 projects annularly from the inner peripheral surface of the outer cylinder 5,
A plurality of claws 14 protrude from 3. The base ring portion 22 of the coil spring 4 is seated on the valve seat 13, and the claws 14 are bent to be fixed to the outer cylinder 5.
【００３６】ガスタービンの燃焼器を組み立てる工程を
図２、図３、図１に基づいて説明する。The process of assembling the combustor of the gas turbine will be described with reference to FIGS. 2, 3 and 1.
【００３７】まず、図２に示すように、ライナ１はその
外周面がコイルスプリング４の先端リング部２１を挿通
し、その先端部１９がスクロール入口９に差し込まれ
る。この状態で、ライナ１は外筒５に対してコイルスプ
リング４の先端リング部２１とスクロール入口９の２カ
所で支持されることにより脱落することがなく、組立性
を改善できる。したがって、脆性材料であるセラミック
製ライナ１が脱落することを防止できる。First, as shown in FIG. 2, the outer peripheral surface of the liner 1 is inserted through the distal end ring portion 21 of the coil spring 4, and the distal end portion 19 is inserted into the scroll inlet 9. In this state, the liner 1 is supported by the outer cylinder 5 at the two locations of the distal end ring portion 21 of the coil spring 4 and the scroll inlet 9, so that the liner 1 does not fall off and the assemblability can be improved. Therefore, it is possible to prevent the ceramic liner 1 that is a brittle material from falling off.
【００３８】続いて図３に示すように、ドーム２の円盤
状シート部１７をライナ１のフランジ部１２に当接させ
て、コイルスプリング４を圧縮しながら、キャップ８を
外筒５の基端部に複数のボルト１６を介して締結する。Then, as shown in FIG. 3, the disk-shaped sheet portion 17 of the dome 2 is brought into contact with the flange portion 12 of the liner 1 and the cap 8 is compressed while the coil spring 4 is compressed. The part is fastened via a plurality of bolts 16.
【００３９】ライナ１のフランジ部１２がスワーラ３の
シート部１７に着座すると、フランジ部１２の外周が鍔
部１８に嵌合することにより、ライナ１とスワーラ３が
同心的に結合する。When the flange portion 12 of the liner 1 is seated on the seat portion 17 of the swirler 3, the outer periphery of the flange portion 12 is fitted to the flange portion 18, so that the liner 1 and the swirler 3 are concentrically connected.
【００４０】コイルスプリング４の自由長をＬ0とし、
上記キャップ８の組付け時におけるコイルスプリング４
の圧縮長ΔＬとすると、図１に示すように組立後の状態
でコイルスプリング４の長さＬ1は、Ｌ1＝Ｌ0−ΔＬと
なる。コイルスプリング４のバネ定数をｋとすると、コ
イルスプリング４はΔＬ×ｋの弾性復元力を持ってフラ
ンジ部１２をシート部１７に押し付ける。Let the free length of the coil spring 4 be L 0 ,
Coil spring 4 when assembling cap 8
As shown in FIG. 1, the length L 1 of the coil spring 4 in the state after assembly is L 1 = L 0 −ΔL as shown in FIG. Assuming that the spring constant of the coil spring 4 is k, the coil spring 4 presses the flange portion 12 against the seat portion 17 with an elastic restoring force of ΔL × k.
【００４１】なお、耐熱金属製ドーム２および外筒５等
の熱膨張係数が１６〜１８×１０-6（１／Ｋ）であるの
に対して、セラミック製ライナ１の熱膨張係数が３〜５
×１０-6（１／Ｋ）であり、ガスタービンの運転時に生
じるライナ１と外筒５等の熱膨張差は、ライナ１の先端
部１９がスクロール入口９に対して摺動変位することに
より吸収される。The thermal expansion coefficient of the heat-resistant metal dome 2 and the outer cylinder 5 is 16-18 × 10 −6 (1 / K), whereas the thermal expansion coefficient of the ceramic liner 1 is 3-10. 5
× 10 −6 (1 / K), and the difference in thermal expansion between the liner 1 and the outer cylinder 5 generated during operation of the gas turbine is caused by the sliding displacement of the tip end 19 of the liner 1 with respect to the scroll inlet 9. Absorbed.
【００４２】コイルスプリング４とドーム２の間にライ
ナ１のフランジ部１２が挟まれる構造により、ガスター
ビンの運転時に生じるライナ１と外筒５等の熱膨張差に
よってコイルスプリング４の長さＬ1が変化することを
抑えられ、コイルスプリング４がフランジ部１２をシー
ト部１７に押し付ける弾性復元力ΔＬ×ｋが大きく低下
することを回避できる。この結果、ライナ１にガタツキ
等が生じることを防止するとともに、フランジ部１２を
シート部１７の間に隙間が空くことがなく、燃焼室１１
の密封性が損なわれることを防止できる。Due to the structure in which the flange portion 12 of the liner 1 is sandwiched between the coil spring 4 and the dome 2, the length L 1 of the coil spring 4 is determined by the difference in thermal expansion between the liner 1 and the outer cylinder 5 generated during operation of the gas turbine. Can be suppressed, and the elastic restoring force ΔL × k of the coil spring 4 pressing the flange portion 12 against the seat portion 17 can be prevented from greatly decreasing. As a result, it is possible to prevent rattling or the like of the liner 1 and to prevent the flange portion 12 from leaving a gap between the seat portion 17 and the combustion chamber 11.
Can be prevented from being impaired.
【００４３】ライナ１のフランジ部１２の接合面２０と
ドーム２のシート部１７の接合面２３は、平面状に接合
する構造により、フランジ部１２をシート部１７の間に
隙間が空くことが抑えられ、燃焼室１１の密封性を高め
られる。The joining surface 20 of the flange portion 12 of the liner 1 and the joining surface 23 of the seat portion 17 of the dome 2 are joined in a plane, so that a gap is not formed between the flange portion 12 and the seat portion 17. As a result, the sealing performance of the combustion chamber 11 can be improved.
【００４４】セラミック製ライナ１はその中心線につい
て軸対称な筒形に形成され、その肉厚を均一にして形成
され、機械加工が施されなく、断面形が急激に変化する
部位を持っていないため、ガスタービンの運転時に応力
集中が発生することを防止できる。また、ライナ１の成
形、焼成中に割れや変形が生じることが抑えられ、生産
性を高められ、製品のコストダウンがはかれる。The ceramic liner 1 is formed in a cylindrical shape that is axially symmetric about its center line, is formed with a uniform thickness, is not machined, and has no portion where the cross-sectional shape changes rapidly. Therefore, it is possible to prevent stress concentration from occurring during operation of the gas turbine. Further, the occurrence of cracks and deformation during the molding and firing of the liner 1 is suppressed, the productivity is increased, and the cost of the product is reduced.
【００４５】次に、図４に示す実施の形態について説明
する。なお、図１等との対応部分には同一符号を用い
る。Next, the embodiment shown in FIG. 4 will be described. Note that the same reference numerals are used for parts corresponding to those in FIG.
【００４６】ライナ１のフランジ部１２をドーム２のシ
ート部１７に押し付けるリーフスプリング２４が設けら
れる。リーフスプリング２４は、ライナ１のフランジ部
１２に着座する先端リング部２４と、外筒５に結合され
る基端リング部２６と、両リング部２５，２６を結ぶ３
つの板バネ部２７を有し、これらが金属製板材を用いて
一体形成される。A leaf spring 24 for pressing the flange 12 of the liner 1 against the seat 17 of the dome 2 is provided. The leaf spring 24 includes a distal ring portion 24 seated on the flange portion 12 of the liner 1, a proximal ring portion 26 connected to the outer cylinder 5, and 3 connecting the two ring portions 25, 26.
It has two leaf spring portions 27, which are integrally formed using a metal plate material.
【００４７】燃焼器の組み立て時、ライナ１はその外周
面がリーフスプリング２４の先端リング部２４を挿通
し、その先端部１９がスクロール入口９に差し込まれ
る。この状態で、ライナ１は外筒５にリーフスプリング
２４とスクロール入口９を介して支持されることにより
脱落することがなく、組立性を改善できる。When assembling the combustor, the outer peripheral surface of the liner 1 is inserted through the distal end ring portion 24 of the leaf spring 24, and the distal end portion 19 is inserted into the scroll inlet 9. In this state, the liner 1 is supported by the outer cylinder 5 via the leaf spring 24 and the scroll inlet 9, so that the liner 1 does not fall off, and the assemblability can be improved.
【００４８】リーフスプリング２４の自由長をＬ0と
し、上記キャップ８の組付け時におけるリーフスプリン
グ２４の圧縮長ΔＬとすると、組立後の取付状態でリー
フスプリング２４はその板バネ部２７が外径方向に膨ら
むように撓み、その長さＬ1がＬ1＝Ｌ0−ΔＬとなる。
リーフスプリング２４のバネ定数をｋとすると、リーフ
スプリング２４はΔＬ×ｋの弾性復元力を持ってフラン
ジ部１２をシート部１７に押し付ける。Assuming that the free length of the leaf spring 24 is L 0 and the compression length ΔL of the leaf spring 24 when the cap 8 is assembled, the leaf spring 24 of the leaf spring 24 has an outer diameter in the mounted state after assembly. And the length L 1 is L 1 = L 0 −ΔL.
Assuming that the spring constant of the leaf spring 24 is k, the leaf spring 24 presses the flange portion 12 against the seat portion 17 with an elastic restoring force of ΔL × k.
【００４９】次に、図５に示す実施の形態について説明
する。なお、図４等との対応部分には同一符号を用い
る。Next, the embodiment shown in FIG. 5 will be described. Note that the same reference numerals are used for parts corresponding to those in FIG.
【００５０】リーフスプリング２４は、各板バネ部２７
の途中に外側に向けて膨らむように折れ曲がる屈曲部２
８がそれぞれ形成される。The leaf spring 24 includes a plurality of leaf spring portions 27.
Bending part 2 that bends outwardly in the middle of
8 are formed respectively.
【００５１】燃焼器の組み立て時、ドーム２の円盤状シ
ート部１７をライナ１のフランジ部１２に当接させて、
リーフスプリング２４の板バネ部２７を圧縮するとき、
板バネ部２８は外径方向に膨らむように撓み、高温とな
るライナ１に接することがないため、リーフスプリング
２４が熱劣化することなく、長期にわたって所期の弾性
復元力をもってフランジ部１２をシート部１７に押し付
ける。At the time of assembling the combustor, the disc-shaped sheet portion 17 of the dome 2 is brought into contact with the flange portion 12 of the liner 1,
When compressing the leaf spring portion 27 of the leaf spring 24,
The leaf spring portion 28 bends so as to expand in the outer diameter direction and does not come into contact with the high-temperature liner 1, so that the leaf spring 24 does not deteriorate due to heat and the flange portion 12 can be seated with the desired elastic restoring force for a long time. Press against part 17.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載のガ
スタービンの燃焼器は、燃焼器を組み立て時、ライナは
外筒に対してスプリングの先端リング部とスクロールの
二か所で支持されることにより脱落することがなく、脆
性材料であるセラミック製ライナが脱落することを防止
でき、生産性、整備性を改善できる。また、スプリング
とドームのシート部の間にライナのフランジ部が挟まれ
る構造により、ガスタービンの運転時に生じるライナと
外筒等の熱膨張差によって、ライナにガタツキ等が生じ
ることを防止するとともに、フランジ部をシート部の間
に隙間が空くことがなく、燃焼室の密封性が損なわれる
ことを防止できる。As described above, in the gas turbine combustor according to the first aspect of the present invention, when assembling the combustor, the liner is supported by the outer cylinder at two locations, the tip ring portion of the spring and the scroll. As a result, the ceramic liner, which is a brittle material, is prevented from falling off, and the productivity and maintainability can be improved. In addition, the structure in which the flange portion of the liner is sandwiched between the spring and the seat portion of the dome prevents the liner from rattling due to the difference in thermal expansion between the liner and the outer cylinder generated during operation of the gas turbine. There is no gap between the flange portion and the seat portion, and the sealing performance of the combustion chamber can be prevented from being impaired.
【００５３】請求項２に記載のガスタービンの燃焼器
は、ライナのフランジ部の接合面とドームのシート部の
接合面は、平面状に接合する構造により、フランジ部を
シート部の間に隙間が空くことが防止され、燃焼室の密
封性を高められる。In the gas turbine combustor according to the second aspect, the joint surface of the flange portion of the liner and the joint surface of the seat portion of the dome are joined to each other in a planar manner, so that the flange portion has a gap between the seat portions. Is prevented from being empty, and the sealing performance of the combustion chamber can be improved.
【００５４】請求項３に記載のガスタービンの燃焼器
は、燃焼器を組み立て時、ライナは外筒に対してコイル
スプリングの先端リング部とスクロールの二か所で支持
されることにより脱落することがなく、生産性、整備性
を改善できる。In the gas turbine combustor according to the third aspect, at the time of assembling the combustor, the liner falls off by being supported by the outer ring at the two ends of the tip ring portion of the coil spring and the scroll. And improve productivity and maintainability.
【００５５】請求項４に記載のガスタービンの燃焼器
は、燃焼器を組み立て時、ライナは外筒に対してリーフ
スプリングの先端リング部とスクロールの二か所で支持
されることにより脱落することがなく、生産性、整備性
を改善できる。In the gas turbine combustor according to the fourth aspect, at the time of assembling the combustor, the liner falls off by being supported by the outer ring at two locations of the tip ring portion of the leaf spring and the scroll. And improve productivity and maintainability.
【００５６】請求項５に記載のガスタービンの燃焼器
は、燃焼器の組み立て時、板バネ部は屈曲部を介して外
径方向に膨らむように撓むことにより、リーフスプリン
グの熱劣化を抑制しつつ、所期の弾性復元力をフランジ
部に付与して、燃焼室の密封性が損なわれることを防止
できる。In the gas turbine combustor according to the fifth aspect, at the time of assembling the combustor, the leaf spring portion bends so as to expand in the outer diameter direction via the bent portion, thereby suppressing thermal degradation of the leaf spring. At the same time, the desired elastic restoring force is applied to the flange portion, so that the sealing performance of the combustion chamber can be prevented from being impaired.
【図１】本発明の実施の形態を示す燃焼器の断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a combustor showing an embodiment of the present invention.
【図２】同じく燃焼器の組み立て前の状態を示す断面
図。FIG. 2 is a sectional view showing a state before the combustor is assembled.
【図３】同じく燃焼器の組み立て時の状態を示す断面
図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state when the combustor is assembled.
【図４】他の実施の形態を示すリーフスプリングの斜視
図。FIG. 4 is a perspective view of a leaf spring according to another embodiment.
【図５】さらに他の実施の形態を示すリーフスプリング
の斜視図。FIG. 5 is a perspective view of a leaf spring showing still another embodiment.
【図６】従来例を示す燃焼器の断面図。FIG. 6 is a sectional view of a combustor showing a conventional example.
１ ライナ ２ ドーム ３ スワーラ ４ コイルスプリング ５ 外筒 ６ 燃料噴射弁 ８ キャップ ９ スクロール １１ 燃焼室 １２ フランジ部 １３ スプリングシート １４ 爪 １７ シート部 １８ 鍔部 ２０ 接合面 ２１ 先端リング部 ２２ 基端リング部 ２３ 接合面 ２４ リーフスプリング ２５ 先端リング部 ２６ 基端リング部 ２７ 板バネ部 ２８ 屈曲部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liner 2 Dome 3 Swirler 4 Coil spring 5 Outer cylinder 6 Fuel injection valve 8 Cap 9 Scroll 11 Combustion chamber 12 Flange part 13 Spring seat 14 Claw 17 Seat part 18 Flange part 20 Joining surface 21 Tip ring part 22 Base ring part 23 Joining surface 24 Leaf spring 25 Tip ring 26 Base ring 27 Plate spring 28 Bend
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−14127（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−19483（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−118549（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−75414（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−298648（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−213003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−143730（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−55048（ＪＰ，Ｕ) 実公 平６−49729（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F02C 1/00 - 9/58 F23R 3/00 - 7/00 F23M 5/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-57-14127 (JP, A) JP-A-7-19483 (JP, A) JP-A-5-118549 (JP, A) 75414 (JP, A) JP-A-4-298648 (JP, A) JP-A-6-213003 (JP, A) JP-A-63-143730 (JP, A) JP-A-6-55048 (JP, U) 6-49729 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) F02C 1/00-9/58 F23R 3/00-7/00 F23M 5/00
Claims (5)
ライナと、 ライナを収装する筒形をした外筒と、 外筒に着脱可能に結合してライナの基端部に接続するド
ームと、 ライナの先端部を嵌合させるスクロールの入口と、 ライナの基端部に一体形成されて径方向に拡がるフラン
ジ部と、 ドームの先端部に形成されてフランジ部を着座させるシ
ート部と、 ライナのフランジ部をドームのシート部に弾性復元力に
より押し付けるスプリングと、 スプリングに形成されてライナの外周面を挿通させるリ
ング状をした先端リング部と、 スプリングの基端部を外筒に結合する結合手段と、 を備えたことを特徴とするガスタービンの燃焼器。1. A cylindrical ceramic liner defining a combustion chamber, a cylindrical outer cylinder accommodating the liner, and detachably connected to the outer cylinder and connected to a base end of the liner. A dome, a scroll inlet for fitting the tip of the liner, a flange part integrally formed at the base end of the liner and expanding in the radial direction, and a seat part formed at the tip of the dome and seating the flange part. A spring that presses the flange of the liner against the seat of the dome by elastic restoring force, a ring-shaped tip ring that is formed in the spring and passes the outer peripheral surface of the liner, and a base end of the spring that is connected to the outer cylinder A combustor for a gas turbine, comprising:
部との各接合面をライナの中心線に対して直交する平面
状に形成し、 ドームにライナのフランジ部の外周に嵌合する円筒状の
鍔部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のガス
タービンの燃焼器。2. A cylindrical shape in which the joint surface between the flange portion of the liner and the seat portion of the dome is formed in a plane perpendicular to the center line of the liner, and the dome is fitted to the outer periphery of the flange portion of the liner. The combustor of a gas turbine according to claim 1, wherein a flange portion is formed.
を円錐状に巻いたコイルスプリングを介装したことを特
徴とする請求項１または２に記載のガスタービンの燃焼
器。3. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein a coil spring in which a wire is conically wound is interposed between the flange portion of the liner and the outer cylinder.
板部を径方向に撓ませるリーフスプリングを介装したこ
とを特徴とする請求項１または２に記載のガスタービン
の燃焼器。4. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein a leaf spring for radially bending a spring plate portion is interposed between the flange portion of the liner and the outer cylinder.
せる屈曲部を形成したことを特徴とする請求項４に記載
のガスタービンの燃焼器。5. The gas turbine combustor according to claim 4, wherein a bent portion for bending the spring plate portion in an outer radial direction in a free state is formed.
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|---|---|---|---|
| JP20885295A JP3331826B2 (en) | 1995-08-16 | 1995-08-16 | Gas turbine combustor |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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