JP6619307B2 - Gas turbine combustor - Google Patents

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Description

本発明は、ガスタービン燃焼器の構造に係り、特に、フロースリーブの出口部の振動に伴う変形の抑制に有効な技術に関する。   The present invention relates to a structure of a gas turbine combustor, and more particularly to a technique effective for suppressing deformation caused by vibration of an outlet portion of a flow sleeve.

ガスタービン燃焼器のトランジションピースは、内部を高温の燃焼ガスが流れるため、その周囲にフロースリーブが設けられ、圧縮機から吐出した冷却空気がトランジションピースとフロースリーブの間の流路を流れるよう、フロースリーブに内包された形になっている。フロースリーブには、冷却空気によるトランジションピースの冷却効果を高めるために、トランジションピース出口側の背側面および腹側面に、インピンジメント孔(冷却孔)が設けられている。   The transition piece of the gas turbine combustor has a flow sleeve around it because high-temperature combustion gas flows inside, so that the cooling air discharged from the compressor flows through the flow path between the transition piece and the flow sleeve. It is in a shape enclosed in a flow sleeve. In the flow sleeve, in order to enhance the cooling effect of the transition piece by the cooling air, impingement holes (cooling holes) are provided on the back side and the abdomen side of the transition piece outlet side.

フロースリーブにおいて懸念される損傷形態のひとつとして、振動に伴うき裂がある。き裂の例としては、フロースリーブ出口部の左右分割形状と圧縮機からの吐出空気および燃焼ガスなどの流体励振に起因しており、フロースリーブの自由端が片持ち梁状態で振動し、この振動の繰り返しにより金属表面などから微細なき裂が発生・成長して破断に至る事象が可能性として懸念される。この振動による損傷に対する有効な対策手段としては応力低減であり、フロースリーブの形状変更や剛性向上などにより振動応力を低減することが望ましい。   One form of damage that is a concern in the flow sleeve is a crack associated with vibration. An example of a crack is due to the left and right split shape of the flow sleeve outlet and the fluid excitation of the discharge air and combustion gas from the compressor, and the free end of the flow sleeve vibrates in a cantilevered state. There is a concern about the possibility of a phenomenon in which a fine crack is generated and grows from a metal surface or the like due to repeated vibrations, leading to fracture. An effective countermeasure against damage due to vibration is stress reduction, and it is desirable to reduce the vibration stress by changing the shape of the flow sleeve or improving the rigidity.

本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献1のような技術がある。特許文献1には、トランジションピースとフロースリーブの間に設けた対流冷却用の流路を、背側を広めにし、腹側を狭めにして、冷却空気を全周で均一とする構造が提案されている。   As a background art in this technical field, for example, there is a technique such as Patent Document 1. Patent Document 1 proposes a structure in which the cooling air flow is made uniform over the entire circumference by widening the back side and narrowing the abdomen side of the convection cooling flow path provided between the transition piece and the flow sleeve. ing.

特許文献1のガスタービン燃焼器によれば、トランジションピースを効率良く、全周均等なメタル温度に冷却することができ、背側部と腹側部の温度差による熱的変形を抑制することができるとしている。   According to the gas turbine combustor disclosed in Patent Document 1, the transition piece can be efficiently cooled to a metal temperature that is uniform over the entire circumference, and thermal deformation due to a temperature difference between the back side portion and the ventral side portion can be suppressed. It is said.

特開平1−167530号公報JP-A-1-167530

近年、ガスタービンの性能向上に伴い、高い温度で燃焼させると同時に圧縮機の圧力比を高める設計が主流となりつつあり、トランジションピースおよびフロースリーブに作用する負荷をさらに低減させる必要がある。上記特許文献1は、フロースリーブの応力低減を目的としておらず、新たな構造が必要とされている。   In recent years, with the improvement in performance of gas turbines, the design to increase the pressure ratio of the compressor while simultaneously burning at a high temperature is becoming mainstream, and it is necessary to further reduce the load acting on the transition piece and the flow sleeve. The above Patent Document 1 does not aim at reducing the stress of the flow sleeve, and a new structure is required.

そこで、本発明の目的は、比較的簡単な構造で、フロースリーブ端部の振動に伴う変形を抑制し、フロースリーブのき裂や破断の発生を防止可能な信頼性の高いガスタービン燃焼器を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a highly reliable gas turbine combustor that has a relatively simple structure, suppresses deformation due to vibration of the end of the flow sleeve, and can prevent the flow sleeve from cracking or breaking. It is to provide.

上記課題を解決するために、本発明は、燃焼器からタービンに燃焼ガスを導くトランジションピースと、前記トランジションピースの周囲に設けられ、前記トランジションピースを内包して当該トランジションピースとの間に圧縮機から吐出された冷却空気の流路を形成するフロースリーブと、を備えるガスタービン燃焼器であって、前記フロースリーブは、前記タービン側の端部近傍に前記冷却空気の導入孔となるインピンジメント孔が設けられており、複数の分割部同士が連結タイピースにより一体化されるとともに、前記タービン側の端部が全周一体ベルマウスで補強されており、前記トランジションピースの前記タービン側の出口部に額縁が設けられており、前記フロースリーブは、背側がフロースリーブサポート、ヒンジ、額縁サポートにより前記額縁に連結され、腹側が内周側フロースリーブサポート、内周側ヒンジ、内周側額縁サポートにより前記額縁に連結されることで、前記トランジションピースに固定されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a transition piece that guides combustion gas from a combustor to a turbine, and a compressor provided between the transition piece that is provided around the transition piece and encloses the transition piece. And a flow sleeve that forms a flow path for cooling air discharged from the turbine, wherein the flow sleeve is an impingement hole that serves as an introduction hole for the cooling air in the vicinity of the end on the turbine side. A plurality of divided parts are integrated by a connecting tie piece, and an end part on the turbine side is reinforced by an all-around integral bell mouth, and an outlet part on the turbine side of the transition piece is provided. A frame is provided, and the flow sleeve has a flow sleeve support, a hinge, and a frame support on the back side. Coupled to the frame by chromatography preparative, ventral inner peripheral side flow sleeve support, the inner peripheral side hinge that is connected to the frame by the inner peripheral side frame support, characterized in that it is fixed to the transition piece .

本発明によれば、比較的簡単な構造で、フロースリーブ端部の振動に伴う変形を抑制し、フロースリーブのき裂や破断の発生を防止可能な信頼性の高いガスタービン燃焼器を実現することができる。   According to the present invention, a highly reliable gas turbine combustor capable of suppressing deformation caused by vibration of the end of the flow sleeve and preventing the flow sleeve from cracking or breaking with a relatively simple structure is realized. be able to.

上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。   Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of embodiments.

一般的なガスタービンの構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of a general gas turbine. 従来の左右分割ベルマウスを有する左右分割型フロースリーブの構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the right-and-left division | segmentation type | mold flow sleeve which has the conventional left-right division | segmentation bell mouth. 図2の構造例において、左右分割型フロースリーブの内周側と外周側で振動により左右同相で生じる変形を模式化した図である。In the structural example of FIG. 2, it is the figure which modeled the deformation | transformation which arises in the left-right in-phase by vibration on the inner peripheral side and outer peripheral side of a right-and-left division type flow sleeve. 図2の構造例において、左右分割型フロースリーブの内周側と外周側で振動により左右異相で生じる変形を模式化した図である。In the structural example of FIG. 2, it is the figure which modeled the deformation | transformation which arises in a right-and-left different phase by vibration on the inner peripheral side and outer peripheral side of a right-and-left division type flow sleeve. 本発明の一実施形態に係る左右分割型フロースリーブを示す図である。It is a figure which shows the right-and-left division | segmentation type | mold flow sleeve which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る上下分割型フロースリーブを示す図である。It is a figure which shows the up-and-down division | segmentation type | mold flow sleeve which concerns on one Embodiment of this invention. 従来のトランジションピースおよびフロースリーブの構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional transition piece and flow sleeve. 本発明の一実施形態に係るトランジションピースおよびフロースリーブの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the transition piece and flow sleeve which concern on one Embodiment of this invention. 従来の左右分割ベルマウスを有する左右分割型フロースリーブの構造例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the right-and-left division | segmentation type | mold flow sleeve which has the conventional left-right division | segmentation bell mouth. 本発明の一実施形態に係る左右分割型フロースリーブを示す図である。It is a figure which shows the right-and-left division | segmentation type | mold flow sleeve which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る上下分割型フロースリーブを示す図である。It is a figure which shows the up-and-down division type flow sleeve concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係るトランジションピースおよびフロースリーブの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the transition piece and flow sleeve which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る全周一体ベルマウスを示す図である。It is a figure which shows the perimeter integrated bellmouth which concerns on one Embodiment of this invention. 図13AにおけるA−A’断面を示す図である。It is a figure which shows the A-A 'cross section in FIG. 13A. トランジションピースおよびフロースリーブ間の冷却空気の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the cooling air between a transition piece and a flow sleeve.

以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面において、同一の構成については同一の符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and detailed description of the overlapping portions is omitted.

先ず、図1から図4および図14を参照して、本発明の対象となるガスタービンについて説明する。図1は一般的なガスタービンの構造例を示す断面図である。図2はガスタービンの燃焼器からタービンに燃焼ガスを導くトランジションピースの周囲に設けられるフロースリーブを示す斜視図であり、従来の左右分割ベルマウスを有する左右分割型フロースリーブの構造例を示している。図14はトランジションピースおよびフロースリーブ間の冷却空気の流れを示す図である。また、図3,図4は、図2の構造例において、左右分割型フロースリーブの内周側(腹側)と外周側(背側)で振動により左右同相で生じる変形、左右異相で生じる変形をそれぞれ模式化して示した図である。   First, a gas turbine that is an object of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 and FIG. 14. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a general gas turbine. FIG. 2 is a perspective view showing a flow sleeve provided around a transition piece that guides combustion gas from a combustor of a gas turbine to the turbine, and shows an example of a structure of a left and right split type flow sleeve having a conventional left and right split bell mouth. Yes. FIG. 14 is a diagram showing the flow of cooling air between the transition piece and the flow sleeve. 3 and 4 show the deformation that occurs in the left and right in-phase due to vibration on the inner peripheral side (belly side) and the outer peripheral side (back side) of the left and right split type flow sleeve in the structural example of FIG. FIG.

図1に示すように、ガスタービンは大きく分けて圧縮機1、燃焼器2およびタービン3から構成されている。圧縮機1は大気から吸い込んだ空気を作動流体として断熱圧縮し、燃焼器2は圧縮機1から供給された圧縮空気に燃料を混合し燃焼させることで高温高圧の燃焼ガスを生成し、そしてタービン3は燃焼器2から導入した燃焼ガスの膨張の際に回転動力を発生する。タービン3からの排気は大気中に放出される。   As shown in FIG. 1, the gas turbine is roughly composed of a compressor 1, a combustor 2, and a turbine 3. The compressor 1 adiabatically compresses air sucked from the atmosphere as a working fluid, and the combustor 2 mixes and burns fuel with the compressed air supplied from the compressor 1 to generate high-temperature and high-pressure combustion gas, and the turbine. 3 generates rotational power when the combustion gas introduced from the combustor 2 expands. Exhaust gas from the turbine 3 is released into the atmosphere.

燃焼器2とタービン3の間には、燃焼器2からタービン3に燃焼ガスを導くトランジションピース(図示せず)が設けられている。トランジションピースの周囲には、図2のフロースリーブが設けられている。このフロースリーブは、2つの分割部である左右分割フロースリーブ4,4’を互いに突き合わせて構成されており、流れ方向9に沿って燃焼ガスが内部を流れる燃焼器トランジションピース(図示せず)を内包する。   Between the combustor 2 and the turbine 3, a transition piece (not shown) that guides combustion gas from the combustor 2 to the turbine 3 is provided. The flow sleeve of FIG. 2 is provided around the transition piece. This flow sleeve is configured by abutting two divided flow sleeves 4 and 4 ′, which are two divided portions, with a combustor transition piece (not shown) through which combustion gas flows along the flow direction 9. Enclose.

左右分割フロースリーブ4,4’の内周側(腹側)と外周側(背側)のそれぞれの突き合わせ部は、左右連結タイピース10により連結されている。左右分割フロースリーブ4,4’のタービン3側の端部には、端部の補強のために左右分割ベルマウス5,5’が設けられている。また、左右分割フロースリーブ4,4’のタービン3側の端部近傍には、内周側(腹側)と外周側(背側)のそれぞれに冷却空気の導入孔となるインピンジメント孔(冷却孔)6が複数設けられている。なお、図2ではフロースリーブの両側面にもインピンジメント孔(冷却孔)6が複数設けられている例を示している。   The abutting portions of the inner peripheral side (abdominal side) and the outer peripheral side (back side) of the left and right divided flow sleeves 4 and 4 ′ are connected by a left and right connection tie piece 10. Left and right split bell mouths 5 and 5 ′ are provided at the ends of the left and right split flow sleeves 4 and 4 ′ on the turbine 3 side in order to reinforce the ends. Further, in the vicinity of the end of the left and right divided flow sleeves 4 and 4 ′ on the turbine 3 side, impingement holes (cooling) serving as cooling air introduction holes on the inner peripheral side (belly side) and the outer peripheral side (back side), respectively. A plurality of holes 6 are provided. FIG. 2 shows an example in which a plurality of impingement holes (cooling holes) 6 are provided on both side surfaces of the flow sleeve.

図14に示すように、フロースリーブ4に設けられたインピンジメント孔(冷却孔)6を介して、圧縮機から吐出された冷却空気24をフロースリーブ4とトランジションピース15の間に取り込み、フロースリーブ4とトランジションピース15の間に形成される冷却空気の流路を冷却空気24が流れることで、トランジションピース15が冷却される。   As shown in FIG. 14, the cooling air 24 discharged from the compressor is taken in between the flow sleeve 4 and the transition piece 15 through the impingement hole (cooling hole) 6 provided in the flow sleeve 4, and the flow sleeve The transition piece 15 is cooled by the cooling air 24 flowing through the flow path of the cooling air formed between the transition piece 15 and the transition piece 15.

従来のガスタービン燃焼器では、図2に示すように、フロースリーブ4のタービン側の端部が左右分割ベルマウス5,5’で補強されているため、左右分割ベルマウス5,5’の突き合わせ部分では左右分割ベルマウス5,5’は互いに接続されておらず、それぞれ自由端となっている。また、左右分割フロースリーブ4,4’のタービン側の端部近傍では左右連結タイピース10による連結がなされていない部分が生じる場合がある。   In the conventional gas turbine combustor, as shown in FIG. 2, the end of the flow sleeve 4 on the turbine side is reinforced by the left and right divided bell mouths 5 and 5 ′. In the portion, the left and right split bell mouths 5 and 5 'are not connected to each other, and each has a free end. Further, in the vicinity of the end of the left and right divided flow sleeves 4 and 4 ′ on the turbine side, there may be a portion that is not connected by the left and right connection tie pieces 10.

上述したように、圧縮機からの吐出空気および燃焼ガスなどの流体励振によりフロースリーブの自由端が片持ち梁状態で振動する。この振動は、フロースリーブの形状や大きさ、圧縮機からの吐出空気や燃焼ガスの流量・流速などの条件により異なるが、図3のようにフロースリーブの外周側7と内周側8が共に左右同相で振動し変形する場合と、図4のようにフロースリーブの外周側7と内周側8が共に左右異相で振動し変形する場合がある。いずれの場合においても、この振動の繰り返しにより金属表面などから微細なき裂が発生・成長して破断に至る可能性がある。   As described above, the free end of the flow sleeve vibrates in a cantilevered state due to fluid excitation of discharge air and combustion gas from the compressor. This vibration varies depending on the shape and size of the flow sleeve and the conditions such as the flow rate and flow rate of the discharge air and combustion gas from the compressor, but both the outer peripheral side 7 and the inner peripheral side 8 of the flow sleeve as shown in FIG. There are cases where the left and right in-phase vibrates and deforms, and as shown in FIG. 4, the outer peripheral side 7 and the inner peripheral side 8 of the flow sleeve both vibrate and deform in left and right different phases. In any case, the repetition of this vibration may generate and grow a fine crack from the metal surface or the like, leading to breakage.

次に、図5および図13A、図13Bを参照して、本実施例におけるフロースリーブを説明する。図5は本実施例のフロースリーブを示す斜視図であり、従来のフロースリーブを示す図2に対応する図である。図13Aは図5における全周一体ベルマウス12の正面図であり、図13Bは図13AにおけるA−A’断面を示している。   Next, the flow sleeve in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 13A and 13B. FIG. 5 is a perspective view showing a flow sleeve of the present embodiment, and is a view corresponding to FIG. 2 showing a conventional flow sleeve. FIG. 13A is a front view of the all-around integral bell mouth 12 in FIG. 5, and FIG. 13B shows a cross-section along A-A ′ in FIG. 13A.

本実施例のフロースリーブは、図2に示す従来のフロースリーブと同様に、左右分割フロースリーブ4,4’の内周側(腹側)と外周側(背側)のそれぞれの突き合わせ部を、左右連結タイピース10により連結して形成されている。左右分割フロースリーブ4,4’のタービン3側の端部近傍の内周側(腹側)と外周側(背側)のそれぞれに冷却空気の導入孔となるインピンジメント孔(冷却孔)6が複数設けられている点も図2と同じである。   The flow sleeve of the present embodiment is similar to the conventional flow sleeve shown in FIG. 2, and the respective butted portions of the inner peripheral side (abdominal side) and the outer peripheral side (back side) of the left and right divided flow sleeves 4 and 4 ′ are The left and right connecting tie pieces 10 are connected to each other. Impingement holes (cooling holes) 6 serving as cooling air introduction holes are provided on the inner peripheral side (abdominal side) and the outer peripheral side (back side) of the left and right divided flow sleeves 4 and 4 ′ in the vicinity of the end of the turbine 3. A plurality of points are the same as in FIG.

図2のフロースリーブでは、左右分割フロースリーブ4,4’のタービン3側の端部を左右分割ベルマウス5,5’で補強しているのに対し、本実施例のフロースリーブは左右分割フロースリーブ4,4’のタービン3側の端部を全周一体ベルマウス12で補強している点において、図2のフロースリーブと異なる。   In the flow sleeve of FIG. 2, the end of the left and right divided flow sleeves 4 and 4 ′ on the turbine 3 side is reinforced by the left and right divided bell mouths 5 and 5 ′, whereas the flow sleeve of this embodiment has the left and right divided flow. 2 is different from the flow sleeve of FIG. 2 in that the ends of the sleeves 4 and 4 ′ on the turbine 3 side are reinforced with the all-around integral bell mouth 12.

図5のように、従来は左右分割構造だったベルマウスを全周一体化することで、フロースリーブのタービン側の端部(出口側の端部)の剛性を向上させるとともに、自由端となりうる構造を排除し、片持ち梁状の変形を抑制することができる。これにより振動に伴う繰り返し応力を軽減でき、フロースリーブの変形や損傷を防止することができる。   As shown in FIG. 5, the bell mouth, which has conventionally been divided into left and right parts, is integrated around the entire circumference, thereby improving the rigidity of the end of the flow sleeve on the turbine side (the end on the outlet side) and allowing it to be a free end. The structure can be eliminated and cantilever-like deformation can be suppressed. Thereby, the repeated stress accompanying vibration can be reduced, and deformation and damage of the flow sleeve can be prevented.

なお、全周一体ベルマウス12は、SUS材など剛性の高い材料を用いて一体物として形成するのが望ましい。   The all-round integrated bell mouth 12 is preferably formed as a single piece using a material having high rigidity such as SUS material.

図6を参照して、実施例2のフロースリーブについて説明する。図6は本実施例のフロースリーブを示す斜視図であり、実施例1の図5に対応する図である。本実施例のフロースリーブは、図6に示すように、上下分割フロースリーブ11,11’を互いに突き合わせて、突き合わせ部を上下連結タイピース13により連結して形成されている。   With reference to FIG. 6, the flow sleeve of Example 2 is demonstrated. FIG. 6 is a perspective view showing the flow sleeve of the present embodiment, and corresponds to FIG. 5 of the first embodiment. As shown in FIG. 6, the flow sleeve of the present embodiment is formed by abutting upper and lower divided flow sleeves 11, 11 ′ with each other and connecting the abutting portions with upper and lower connection tie pieces 13.

上下分割フロースリーブ11,11’のタービン3側の端部近傍の内周側(腹側)と外周側(背側)のそれぞれに冷却空気の導入孔となるインピンジメント孔(冷却孔)6が複数設けられている点は図5と同じである。   Impingement holes (cooling holes) 6 serving as cooling air introduction holes are provided on the inner peripheral side (belly side) and the outer peripheral side (back side) of the upper and lower divided flow sleeves 11 and 11 ′ in the vicinity of the turbine 3 side end. A plurality of points are the same as in FIG.

本実施例の上下分割型のフロースリーブにおいても、上下分割フロースリーブ11,11’のタービン3側の端部を全周一体ベルマウス12で補強している。従って、実施例1の全周一体ベルマウス12を適用した左右分割側のフロースリーブと同様に、フロースリーブのタービン側の端部(出口側の端部)の剛性を向上させるとともに、自由端となりうる構造を排除し、片持ち梁状の変形を抑制することができる。   Also in the upper / lower split type flow sleeve of the present embodiment, the end portions on the turbine 3 side of the upper / lower split flow sleeves 11, 11 ′ are reinforced by the all-around integral bell mouth 12. Accordingly, the rigidity of the end portion on the turbine side (the end portion on the outlet side) of the flow sleeve is improved and the free end is provided as in the case of the flow sleeve on the left and right division side to which the all-round integrated bell mouth 12 of the first embodiment is applied. Can be eliminated, and cantilever-like deformation can be suppressed.

なお、図6の上下分割フロースリーブ11,11’は、図5の左右分割フロースリーブ4,4’に比べて、長さに対する板厚の剛性が相対的に向上し、同じ応力での振動に対してき裂や破断が発生し難くなるメリットがある。   Note that the upper and lower divided flow sleeves 11 and 11 ′ of FIG. 6 have relatively improved rigidity of the plate thickness with respect to the length compared to the left and right divided flow sleeves 4 and 4 ′ of FIG. On the other hand, there is an advantage that cracks and breakage are less likely to occur.

図7および図8を参照して、実施例3のフロースリーブおよびトランジションピースについて説明する。図7は比較のために示す従来のトランジションピースへのフロースリーブの固定方法の例である。図8は本実施例のトランジションピースへのフロースリーブの固定方法を示している。   With reference to FIG. 7 and FIG. 8, the flow sleeve and transition piece of Example 3 are demonstrated. FIG. 7 shows an example of a conventional method of fixing the flow sleeve to the transition piece for comparison. FIG. 8 shows a method of fixing the flow sleeve to the transition piece of this embodiment.

従来のガスタービン燃焼器では、図7に示すように、フロースリーブ4の背側面(上面)に設けたフロースリーブサポート19をヒンジ18、額縁サポート17を介して、トランジションピース15の出口部に設けた額縁16に連結することで固定している。フロースリーブ4を上面側のみで支持しているため、圧縮機からの吐出空気および燃焼ガスなどの流体励振により、フロースリーブ4全体が上下に振動し、フロースリーブの自由端が片持ち梁状態で振動する。   In the conventional gas turbine combustor, as shown in FIG. 7, the flow sleeve support 19 provided on the back side surface (upper surface) of the flow sleeve 4 is provided at the outlet portion of the transition piece 15 via the hinge 18 and the frame support 17. It is fixed by connecting to the frame 16. Since the flow sleeve 4 is supported only on the upper surface side, the flow sleeve 4 as a whole vibrates up and down due to fluid excitation such as discharge air and combustion gas from the compressor, and the free end of the flow sleeve is in a cantilever state. Vibrate.

そこで、本実施例の構造では、図8に示すように、従来のようにフロースリーブ4を上面側で支持するのに加えて、フロースリーブ4の腹側面(下面)に設けた内周側フロースリーブサポート23を内周側ヒンジ22、内周側額縁サポート21を介して、トランジションピース15の出口部の額縁16に連結することで固定する。   Therefore, in the structure of this embodiment, as shown in FIG. 8, in addition to supporting the flow sleeve 4 on the upper surface side as in the prior art, the inner peripheral flow provided on the ventral side surface (lower surface) of the flow sleeve 4 is used. The sleeve support 23 is fixed by being connected to the frame 16 at the outlet of the transition piece 15 via the inner peripheral hinge 22 and the inner peripheral frame support 21.

これにより、フロースリーブ4に生じる振動、特に、フロースリーブ4の腹側面(下面)に生じる振動を抑制することができ、フロースリーブ4へのき裂や破断の発生を防止することができる。   Thereby, vibration generated in the flow sleeve 4, particularly vibration generated on the abdominal side surface (lower surface) of the flow sleeve 4, can be suppressed, and occurrence of cracks or breakage to the flow sleeve 4 can be prevented.

なお、本実施例の固定方法は、実施例1の左右分割型フロースリーブ、実施例2の上下分割型フロースリーブのいずれにも適用することができる。   Note that the fixing method of the present embodiment can be applied to both the left and right divided flow sleeves of the first embodiment and the upper and lower divided flow sleeves of the second embodiment.

また、図8に示すように、フロースリーブ4の背側面(上面)および腹側面(下面)の支持に加え、内周側固定板20によりフロースリーブ4をトランジッションピース15へ固定してもよい。   Further, as shown in FIG. 8, in addition to supporting the back side surface (upper surface) and the abdominal side surface (lower surface) of the flow sleeve 4, the flow sleeve 4 may be fixed to the transition piece 15 by the inner peripheral side fixing plate 20.

また、本実施例のトランジションピースへのフロースリーブの固定方法に加え、実施例1や実施例2で説明した全周一体ベルマウスを適用することで、フロースリーブ4の振動に伴う変形をさらに抑えることができ、ガスタービン燃焼器の信頼性を向上することができる。   Further, in addition to the method for fixing the flow sleeve to the transition piece of the present embodiment, the deformation of the flow sleeve 4 due to vibration is further suppressed by applying the all-round integrated bell mouth described in the first and second embodiments. And the reliability of the gas turbine combustor can be improved.

図9および図10を参照して、実施例4のフロースリーブについて説明する。図9は比較のために示すガセット14を設けた従来のフロースリーブの例である。図10はガセット14を設けた本実施例のフロースリーブを示している。ガセットは、鋼板部材の接続する箇所に補強部品として用いる板材である。   With reference to FIG. 9 and FIG. 10, the flow sleeve of Example 4 is demonstrated. FIG. 9 shows an example of a conventional flow sleeve provided with a gusset 14 shown for comparison. FIG. 10 shows a flow sleeve of this embodiment provided with a gusset 14. The gusset is a plate material used as a reinforcing component at a location where a steel plate member is connected.

図9は、実施例1の図2で説明したフロースリーブに、左右分割フロースリーブ4,4’の結合部を補強するためのガセット14を追加した形態である。図9のフロースリーブでは端部を左右分割ベルマウス5,5’で補強しているが、図10のように全周一体ベルマウス12で補強することで、左右分割フロースリーブ4,4’が左右連結タイピース10、全周一体ベルマウス12、および燃焼ガス流れ方向9に沿って複数設けられたガセット14により固定され、フロースリーブ4の振動に伴う変形をより効果的に抑制することができる。   FIG. 9 is a form in which a gusset 14 for reinforcing the joint portion of the left and right divided flow sleeves 4 and 4 ′ is added to the flow sleeve described in FIG. 2 of the first embodiment. In the flow sleeve of FIG. 9, the ends are reinforced by the left and right divided bell mouths 5 and 5 ′. The left and right connecting tie pieces 10, the all-round integrated bell mouth 12, and a plurality of gussets 14 provided along the combustion gas flow direction 9 are fixed, and deformation due to vibration of the flow sleeve 4 can be more effectively suppressed.

図11を参照して、実施例5のフロースリーブについて説明する。図11は、実施例2の図6で説明した上下分割型のフロースリーブに、上下分割フロースリーブ11,11’のそれぞれに補強のためのガセット14を追加した形態である。ガセット14は、燃焼ガス流れ方向9に沿って複数設けられている。図11のように上下分割フロースリーブ11,11’のそれぞれにガセット14を設け、端部を全周一体ベルマウス12で補強することで、フロースリーブ11,11’の振動に伴う変形を効果的に抑制することができる。   With reference to FIG. 11, the flow sleeve of Example 5 is demonstrated. FIG. 11 is a form in which a gusset 14 for reinforcement is added to each of the upper and lower divided flow sleeves 11 and 11 ′ in the upper and lower divided flow sleeve described in FIG. 6 of the second embodiment. A plurality of gussets 14 are provided along the combustion gas flow direction 9. As shown in FIG. 11, the upper and lower divided flow sleeves 11 and 11 ′ are provided with gussets 14 and the ends thereof are reinforced by the all-in-one bell mouth 12 to effectively deform the flow sleeves 11 and 11 ′ due to vibration. Can be suppressed.

図12を参照して、実施例6のフロースリーブおよびトランジションピースについて説明する。図12は本実施例のトランジションピースへのフロースリーブの固定方法を示している。図12は、実施例3の図8で説明したトランジションピースへのフロースリーブの固定方法に加え、フロースリーブ4の背側面(上面)および腹側面(下面)に補強のためのガセット14,14’を追加した形態である。   With reference to FIG. 12, the flow sleeve and transition piece of Example 6 are demonstrated. FIG. 12 shows a method of fixing the flow sleeve to the transition piece of this embodiment. FIG. 12 shows the gussets 14 and 14 ′ for reinforcement on the back side surface (upper surface) and the abdominal side surface (lower surface) of the flow sleeve 4 in addition to the method of fixing the flow sleeve to the transition piece described in FIG. It is the form which added.

フロースリーブ4の背側面(上面)および腹側面(下面)の支持に加え、フロースリーブ4に補強のためのガセット14,14’を設けることで、フロースリーブ4に生じる振動を抑制し、フロースリーブ4へのき裂や破断の発生を効果的に防止することができる。   In addition to supporting the back side surface (upper surface) and the abdominal side surface (lower surface) of the flow sleeve 4, by providing the flow sleeve 4 with gussets 14 and 14 'for reinforcement, vibration generated in the flow sleeve 4 is suppressed, and the flow sleeve 4 The occurrence of cracks and breaks to 4 can be effectively prevented.

なお、以上の各実施例で説明した実施の形態は、それぞれ単独で用いてもよく、複数の実施例を組み合わせてもよい。   In addition, each embodiment described in each of the above examples may be used alone, or a plurality of examples may be combined.

また、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail for easy understanding of the present invention, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Further, a part of the configuration of a certain embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of a certain embodiment. Further, it is possible to add, delete, and replace other configurations for a part of the configuration of each embodiment.

1…圧縮機
2…燃焼器
3…タービン
4,4’…左右分割フロースリーブ
5,5’…左右分割ベルマウス
6…インピンジメント孔(冷却孔)
7…外周側
8…内周側
9…燃焼ガス流れ方向
10…左右連結タイピース
11,11’…上下分割フロースリーブ
12…全周一体ベルマウス
13…上下連結タイピース
14,14’…ガセット
15…トランジションピース
16…額縁
17…額縁サポート
18…ヒンジ
19…フロースリーブサポート
20…内周側固定板
21…内周側額縁サポート
22…内周側ヒンジ
23…内周側フロースリーブサポート
24…冷却空気。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Compressor 2 ... Combustor 3 ... Turbine 4, 4 '... Left-right division | segmentation flow sleeve 5, 5' ... Left-right division | segmentation bell mouth 6 ... Impingement hole (cooling hole)
7 ... Outer peripheral side 8 ... Inner peripheral side 9 ... Combustion gas flow direction 10 ... Left and right connecting tie piece 11, 11 '... Upper and lower split flow sleeve 12 ... All-round integrated bell mouth 13 ... Upper and lower connecting tie piece 14, 14' ... Gusset 15 ... Transition Piece 16 ... Frame 17 ... Frame support 18 ... Hinge 19 ... Flow sleeve support 20 ... Inner peripheral side fixing plate 21 ... Inner peripheral side frame support 22 ... Inner peripheral side hinge 23 ... Inner peripheral side flow sleeve support 24 ... Cooling air.

Claims (9)

燃焼器からタービンに燃焼ガスを導くトランジションピースと、
前記トランジションピースの周囲に設けられ、前記トランジションピースを内包して当該トランジションピースとの間に圧縮機から吐出された冷却空気の流路を形成するフロースリーブと、を備えるガスタービン燃焼器であって、
前記フロースリーブは、前記タービン側の端部近傍に前記冷却空気の導入孔となるインピンジメント孔が設けられており、
複数の分割部同士が連結タイピースにより一体化されるとともに、前記タービン側の端部が全周一体ベルマウスで補強されており、
前記トランジションピースの前記タービン側の出口部に額縁が設けられており、
前記フロースリーブは、背側がフロースリーブサポート、ヒンジ、額縁サポートにより前記額縁に連結され、腹側が内周側フロースリーブサポート、内周側ヒンジ、内周側額縁サポートにより前記額縁に連結されることで、前記トランジションピースに固定されることを特徴とするガスタービン燃焼器。
A transition piece for directing combustion gas from the combustor to the turbine;
A gas sleeve combustor comprising: a flow sleeve provided around the transition piece, and enclosing the transition piece and forming a flow path of cooling air discharged from the compressor between the transition piece and the transition piece; ,
The flow sleeve is provided with an impingement hole serving as an introduction hole for the cooling air in the vicinity of the end on the turbine side,
A plurality of divided parts are integrated by a connecting tie piece, and the end on the turbine side is reinforced with an all-around integral bell mouth ,
A frame is provided at the outlet of the transition piece on the turbine side,
The flow sleeve has a back side connected to the frame by a flow sleeve support, a hinge and a frame support, and a ventral side connected to the frame by an inner flow sleeve support, an inner peripheral hinge and an inner frame support. A gas turbine combustor fixed to the transition piece .
請求項1に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記フロースリーブは、左右に分割された2つの分割部同士を連結タイピースにより一体化した左右分割フロースリーブであることを特徴とするガスタービン燃焼器。
A gas turbine combustor according to claim 1,
2. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the flow sleeve is a left and right divided flow sleeve in which two divided parts divided into left and right are integrated by a connecting tie piece.
請求項2に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記2つの分割部の結合部がガセットで補強されていることを特徴とするガスタービン燃焼器。
A gas turbine combustor according to claim 2,
A gas turbine combustor characterized in that a connecting portion of the two divided portions is reinforced with a gusset.
請求項1に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記フロースリーブは、上下に分割された2つの分割部同士を連結タイピースにより一体化した上下分割フロースリーブであることを特徴とするガスタービン燃焼器。
A gas turbine combustor according to claim 1,
2. The gas turbine combustor according to claim 1, wherein the flow sleeve is a vertically divided flow sleeve in which two divided parts divided vertically are integrated by a connecting tie piece.
請求項4に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記2つの分割部は、各々ガセットが設けられて補強されていることを特徴とするガスタービン燃焼器。
A gas turbine combustor according to claim 4,
A gas turbine combustor characterized in that each of the two divided portions is reinforced with a gusset.
請求項に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記フロースリーブは、さらに内周側固定板により前記トランジションピースに固定されることを特徴とするガスタービン燃焼器。
A gas turbine combustor according to claim 1 ,
The gas turbine combustor, wherein the flow sleeve is further fixed to the transition piece by an inner peripheral side fixing plate.
請求項1からのいずれか1項に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記インピンジメント孔は、前記フロースリーブの背側面および腹側面にそれぞれ複数設けられていることを特徴とするガスタービン燃焼器。
A gas turbine combustor according to any one of claims 1 to 6 ,
A plurality of the impingement holes are provided on each of the back side surface and the abdominal side surface of the flow sleeve.
請求項3または5に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記ガセットは、前記トランジションピース内を流れる燃焼ガスの流れ方向に沿って、複数設けられていることを特徴とするガスタービン燃焼器。
A gas turbine combustor according to claim 3 or 5,
The gas turbine combustor, wherein a plurality of the gussets are provided along a flow direction of the combustion gas flowing in the transition piece.
請求項1からのいずれか1項に記載のガスタービン燃焼器であって、
前記全周一体ベルマウスは、SUS材で形成されていることを特徴とするガスタービン燃焼器。
A gas turbine combustor according to any one of claims 1 to 8 ,
The gas turbine combustor characterized in that the all-round integrated bell mouth is made of SUS material.
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