JP7455949B2 - 燃焼器及びガスタービン - Google Patents

Description

本開示は、燃焼器及びガスタービンに関する。

マイクロガスタービンとも呼ばれる小型のガスタービンは、店舗、病院等の自家発電や、電気自動車におけるレンジエクステンダー、可搬用電源等、種々の用途に用いることができる。ガスタービンに用いる燃焼器として、様々な構成が知られている。例えば、特許文献１～３には、強度の向上や部材間の振動抑制を図るために、バネ部材を用いて燃焼筒（ライナ）を弾性支持するように構成された燃焼器が開示されている。

実公平８－７２４６号公報 特開平９－２８０５６４号公報 特開平８－３１２９６１号公報

ところで、ＮＯＸとＣＯを抑制するには、燃焼器の燃焼領域（例えば燃焼室の内部）を高温化する必要がある。しかし、燃焼領域を構成する部材（例えば、燃焼筒）は、耐熱性が十分ではない場合がある。そのため、高温になりやすい領域（例えば、燃焼筒に燃焼室形成部材が挿入される領域）で冷却されることが好ましい。

この点、特許文献１～３には、そのような構成が開示されていない。なお、特許文献１～３に開示されている燃焼器は、いずれもセラミック製の燃焼器である。セラミック材料は、金属材料に比べて耐熱性が高いと考えられる。

上述の事情に鑑みて、本開示は、高温になりやすい領域で冷却性能を確保することが可能な燃焼器及びガスタービンを提供することを目的とする。

本開示の一実施形態に係る燃焼器は、
燃焼筒と、
前記燃焼筒の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、前記燃焼筒とともに燃焼室を形成する燃焼室形成部材と、
を備え、
前記燃焼筒と前記燃焼室形成部材との間には、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間が形成されている。

本開示の一実施形態に係る燃焼器は、
燃焼筒と、
前記燃焼筒の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、前記燃焼筒とともに燃焼室を形成する燃焼室形成部材と、
前記燃焼筒が挿入され、前記燃焼筒の外周を覆うように構成されたケーシングと、
前記燃焼筒の先端を前記ケーシングに弾性保持させるための保持部材と、
を備え、
前記ケーシングは、前記燃焼筒の先端を保持するための内向きフランジを含み、
前記内向きフランジは、径方向内側の上流側端部にチャンファ面を有する。

本開示に係るガスタービンは、
上記に記載の燃焼器と、
圧縮空気を生成するためのコンプレッサと、
前記燃焼器からの燃焼ガスによって回転駆動されるように構成されたタービンと、
を備える。

本開示によれば、高温になりやすい領域で冷却性能を確保することが可能な燃焼器及びガスタービンを提供することができる。

一実施形態に係るガスタービンを備える発電装置の全体構成を示す図である。 一実施形態に係る燃焼器の燃焼筒の軸線ＡＸに沿った断面を模式的に示した図である。 図２のＶ－Ｖ矢視断面を模式的に示した図である。 図２における予混合管の近傍を拡大した模式的な図である。 図２に対応し、一実施形態に係るバネ部の近傍を拡大した模式的な図である。 図５に示すバネ部を模式的に示した斜視図である。 図５に示すバネ部を模式的に示した平面図である。 図７ＡのＡ－Ａ矢視断面を模式的に示した図である。 図５に示すバネ部の近傍を拡大し、径方向に沿った断面を模式的に示した図である。 一実施形態に係るバネ部の近傍を拡大した模式的な図である。 図９に示すバネ部を模式的に示した斜視図である。 図９に示すバネ部を模式的に示した正面図である。 図９に示すバネ部を模式的に示した平面図である。 図１１ＢのＡ－Ａ矢視断面を模式的に示した側面図である。 図９に示すバネ部の近傍を拡大し、径方向に沿った断面を模式的に示した図である。 一実施形態に係るバネ部を含む燃焼筒を拡大した模式的な斜視図である。 図１３に示すバネ部の近傍を拡大した模式的な断面図である。 図１３に示すバネ部の近傍を拡大し、径方向に沿った断面を模式的に示した図である。 比較例に係るバネ部の近傍を拡大し、燃焼筒の軸線ＡＸに沿った断面を模式的に示した図である。 図１３に示すバネ部の近傍を拡大し、燃焼筒の軸線ＡＸに沿った断面を模式的に示した図である。 一実施形態に係るバネ部を含む燃焼筒の一部を模式的に示した展開図である。 一実施形態に係るバネ部を含む燃焼筒の一部を模式的に示した展開図である。 一実施形態に係るバネ部の近傍を拡大し、燃焼筒の軸線ＡＸに沿った断面を模式的に示した図である。 一実施形態に係るバネ部の近傍を拡大し、燃焼筒の軸線ＡＸに沿った断面を模式的に示した図である。 一実施形態に係るバネ部の近傍を拡大した模式的な図である。 図２２に示すバネ部の径方向に沿った断面を模式的に示す図である。 図２に対応し、一実施形態に係る保持部材の近傍を拡大した模式的な図である。 図２に対応し、一実施形態に係る保持部材の近傍を拡大した模式的な図である。 図２に対応し、一実施形態に係る保持部材の近傍を拡大した模式的な図である。

以下、添付図面を参照して幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

（全体構成について）
図１は、一実施形態に係るガスタービン２を備える発電装置１の全体構成を示す図である。図１に示すように、発電装置１は、ガスタービン２と、発電機７と、熱交換器９とを備える。

発電装置１は、例えば電気自動車におけるレンジエクステンダーや、可搬用電源等に用いられる。ガスタービン２は、圧縮空気を生成するためのコンプレッサ３と、圧縮空気及び燃料を用いて燃焼ガスを発生させるための燃焼器１０と、燃焼ガスによって回転駆動されるように構成されたタービン５とを備える。ガスタービン２は、マイクロガスタービンであってもよいし、車載用のガスタービンであってもよい。

コンプレッサ３は、回転軸８Ａを介してタービン５に接続されている。コンプレッサ３は、タービン５の回転エネルギーによって回転駆動されて、圧縮空気を生成する。コンプレッサ３で生成された圧縮空気は、熱交換器９を介して燃焼器１０に供給される。なお、詳細は後で説明するが、幾つかの実施形態に係るコンプレッサ３で生成された圧縮空気の一部は、熱交換器９を介さずに燃焼器１０に供給される。コンプレッサ３は、例えば遠心圧縮機であってもよい。

幾つかの実施形態に係る燃焼器１０には、コンプレッサ３で生成されて、熱交換器９で加熱された圧縮空気と、燃料とが供給され、燃料を燃焼させることによって、タービン５の作動流体である燃焼ガスを発生させる。そして、燃焼ガスは燃焼器１０から後段のタービン５に送られる。

幾つかの実施形態に係るタービン５は、例えば、ラジアルタービンホイール又は斜流タービンホイールを有し、燃焼器１０で生成された燃焼ガスによって駆動される。タービン５は、回転軸８Ｂによって発電機７と接続されている。すなわち、発電機７は、タービン５の回転エネルギーによって発電するように構成されている。

タービン５から排出された燃焼ガスは、熱交換器９に供給される。熱交換器９は、タービン５から排出された燃焼ガスと、コンプレッサ３から供給された圧縮空気との間で熱交換を行うように構成されている。すなわち、熱交換器９では、コンプレッサ３から供給された圧縮空気は、タービン５から排出された燃焼ガスによって加熱される。

幾つかの実施形態では、ガスタービン２は、燃焼器１０の点火栓４１（後述する図４参照）を冷却するための冷却空気を供給するための冷却空気配管４７を備える。冷却空気配管４７は、コンプレッサ３からの圧縮空気を、熱交換器９を介さずに燃焼器１０に供給可能に構成されている。なお、熱交換器９を通過して加熱された後の圧縮空気が燃焼器１０に供給可能に構成されていてもよい。

冷却空気配管４７を流れるコンプレッサ３からの圧縮空気（冷却空気）は、後述する図２に示すように、燃焼筒１１内に流出する過程で点火栓４１を冷却する。これにより、燃焼筒１１内の火炎の熱による点火栓４１への悪影響を抑制できる。

（燃焼器１０について）
図２は、一実施形態に係る燃焼器１０の燃焼筒１１の軸線ＡＸに沿った断面を模式的に示した図である。図３は、図２のＶ－Ｖ矢視断面を模式的に示した図である。図４は、図２における予混合管２０の近傍を拡大した模式的な図である。

幾つかの実施形態に係る燃焼器１０は、例えば、図２～図４に示すように、円筒形状を有する燃焼筒１１と、燃焼筒１１の軸方向上流側に配置された予混合管２０と、第１燃料ノズル３１と、第２燃料ノズル３５と、点火栓４１とを備えている。幾つかの実施形態に係る燃焼器１０は、予混合管２０が内部に配置されるケーシング７０と、燃焼筒１１の外周面と間隔を空けて対向するケーシング８０とを備えている。

以下の説明では、燃焼筒１１の軸線ＡＸに沿った方向を燃焼筒１１の軸方向、又は単に軸方向とも呼ぶ。燃焼筒１１の周方向を単に周方向とも呼ぶ。燃焼筒１１の径方向を単に径方向とも呼ぶ。また、軸方向のうち、燃焼ガスの流れる方向に沿った上流側を軸方向上流側と呼ぶ。同様に、軸方向のうち、燃焼ガスの流れる方向に沿った下流側を軸方向下流側と呼ぶ。

（燃焼筒１１）
上述したように、幾つかの実施形態に係る燃焼筒１１は、円筒形状を有しており、軸方向の両端が開口している。燃焼筒１１の下流側は、タービン５に接続されている。燃焼筒１１とケーシング８０との間には、後述するように圧縮空気が流通可能である。

幾つかの実施形態に係る燃焼筒１１は、例えば、図２に示すように、軸方向下流側の端部１１ａが保持部材１３０を介して内向きフランジ９０に保持される。幾つかの実施形態に係る燃焼筒１１は、軸方向上流側の位置でケーシング８０に固定されている。ケーシング８０は、内向きフランジ９０を含み、燃焼筒１１の外周面１１ｃと間隔を空けて対向する筒状の部材である。幾つかの実施形態に係る燃焼筒１１は、バネ部１００を介して、外側壁部２８を弾性保持するように構成される。なお、バネ部１００と保持部材１３０の詳細については後述する。

（予混合管２０）
幾つかの実施形態では、予混合管２０は、上述したように燃焼筒１１の軸方向上流側に配置されている。幾つかの実施形態に係る予混合管２０は、例えば、図４に示すように、燃焼筒１１の周方向に延在するスクロール流路２３、及び、燃焼筒１１の軸方向に延在してスクロール流路２３と燃焼筒１１の内部とを接続する軸方向流路２５を含む。

また、幾つかの実施形態に係る予混合管２０は、スクロール流路２３における周方向上流側の端部２３ａに接続され、該端部２３ａにおけるスクロールの接線方向に延在する接線方向流路２１を含む。なお、スクロールの接線方向とは、スクロール流路２３における燃焼筒１１の径方向に沿った流路断面の中心Ｃｓを通る線ＡＸｓについての接線が延在する方向である。また、該流路断面の中心Ｃｓは、該流路断面の図心である。

幾つかの実施形態では、例えば、図３に示すように、予混合管２０の入口端、すなわち、接線方向流路２１の上流側の入口端部２１ａは、後述するケーシング７０の内部の領域のうち、後述する空気入口部７１が位置する領域７０ａとは燃焼筒１１の軸線ＡＸを挟んで反対側の領域７０ｂに配置されている。スクロール流路２３は、燃焼筒１１の径方向に沿った流路断面の面積が周方向上流側から周方向下流側に向かうにつれて漸減するように形成されている。

幾つかの実施形態では、例えば、図４に示すように、軸方向流路２５は、周方向に沿って環状に形成された流路である。軸方向流路２５における軸方向上流側の端部２５ａは、スクロール流路２３の軸方向下流側の壁面において円環状に開口した開口部２３ｂと接続されている。軸方向流路２５における軸方向下流側の端部２５ｂは、円環状に開口した開口部であり、燃焼筒１１の軸方向上流側の領域に位置する。

幾つかの実施形態では、例えば、図４に示すように、軸方向流路２５は、外側壁部２８と、内側壁部２４との隙間によって形成される流路である。外側壁部２８及び内側壁部２４は、径方向外側が筒状で軸方向下流側に向かって拡径する形状を有する。内側壁部２４は、外側壁部２８より径方向内側に配置される。なお、外側壁部２８及び内側壁部２４のうち外側壁部２８だけが、軸方向下流側に向かって拡径する形状を有していてもよい。外側壁部２８の下流側の端部は、燃焼筒１１の内周面１１ｄから径方向に間隔を空けて配置される。

幾つかの実施形態では、例えば、図４に示すように、予混合管２０は、スクロール流路２３よりも径方向内側の領域に軸方向に延在する内側壁部２４を有する。内側壁部２４は、スクロール流路２３を形成する壁面に接続される。幾つかの実施形態では、内側壁部２４の内側の領域を中央領域２４ａとも呼ぶ。幾つかの実施形態では、中央領域２４ａには、点火栓４１と、冷却空気通路４３と、第２燃料ノズル３５とが配置されている。

（点火栓４１、冷却空気通路４３及び第２燃料ノズル３５）
幾つかの実施形態では、例えば、図４に示すように、点火栓４１は、中央領域２４ａに配置され、予混合管２０から燃焼筒１１内に供給された燃料と空気との混合気に着火させるための点火栓である。幾つかの実施形態では、点火栓４１は、中央領域２４ａにおいて、内側壁部２４の軸方向下流側の端部の端部に配置されている。冷却空気通路４３は、中央領域２４ａにおいて点火栓４１の側方に配置され、点火栓４１を冷却するための冷却空気が流れる空気通路である。

幾つかの実施形態では、中央領域２４ａに配置され、燃焼筒１１の内部に燃料を供給する第２燃料ノズル３５を備えていてもよい。点火栓４１での着火時に第２燃料ノズル３５から燃焼筒１１の内部に燃料を供給することで、点火栓４１近傍の燃料の濃度を上昇させることができ、着火性が向上する。なお、第２燃料ノズル３５には、例えば図２及び図４に示すように、第２燃料ノズル３５に燃料を供給するための燃料供給配管３７が接続される。

（案内部材５１）
幾つかの実施形態では、例えば、図４に示すように、スクロール流路２３の周方向上流側に配置され、スクロール流路２３内に流入する空気を整流するための案内部材５１を備えている。案内部材５１は、接線方向流路２１の上流側の入口端部２１ａの近傍に配置される。案内部材５１は、例えば、内周面が上流側に向かうにつれて半径が大きくなるベルマウス形状を有する短管状の部材である。

案内部材５１によってスクロール流路２３を流れる圧縮空気の流量が燃焼筒１１の径方向に沿った流路断面の位置によって差が生じることを抑制できる。これにより、スクロール流路２３における燃料と空気との混合状態が該流路断面の位置によって差が生じることを抑制できる。

（第１燃料ノズル３１）
幾つかの実施形態に係る第１燃料ノズル３１は、スクロール流路２３の周方向上流側に配置されている。幾つかの実施形態に係る第１燃料ノズル３１は、スクロール流路２３内に燃料を噴射するための噴射孔３１ａを有する。幾つかの実施形態では、例えば、図２～図４に示すように、第１燃料ノズル３１は、１つの噴射孔３１ａだけを有する。噴射孔３１ａは、スクロール流路２３が存在する範囲と軸方向において重複する位置に配置される。なお、第１燃料ノズル３１は、このような構成に限られず、複数の噴射孔３１ａを有する構成であってもよい。

（ケーシング７０）
幾つかの実施形態では、例えば、図２及び図３に示すように、燃焼器１０は、予混合管２０を内部に収納するためのケーシング７０を備える。ケーシング７０は、ケーシング７０の内部にコンプレッサ３からの圧縮空気が供給される空気入口部７１と、予混合管２０を燃焼筒１１の径方向外側から覆い、空気入口部７１が一部に形成された側壁部７３と、予混合管２０を燃焼筒１１の軸方向外側から覆う一対の壁部７５とを有する。

図２に示すように、一対の壁部７５のうち、軸方向下流側の壁部７５には、開口部７５ａが形成されている。幾つかの実施形態では、開口部７５ａを介してケーシング７０の内側の領域と、燃焼筒１１の内側の領域とが連通している。また、開口部７５ａを介してケーシング７０の内側の領域と、及びケーシング８０の内周面８０ａと燃焼筒１１の外周面１１ｃとで囲まれた領域とが連通している。幾つかの実施形態では、図２及び図４に示すように、開口部７５ａから軸方向下流側に向かって外側壁部２８が突出するように配置されている。

（圧縮空気、混合気、及び燃焼ガスの流れの概要について）
以下、幾つかの実施形態に係る燃焼器１０における、圧縮空気、混合気及び燃焼ガスの流れについて説明する。コンプレッサ３から供給されて熱交換器９で加熱された圧縮空気は、図２において矢印ａ１で示すように、空気入口部７１からケーシング７０の内部に流入する。ケーシング７０の内部に流入した圧縮空気は、主に、図２において矢印ａ２、ａ３で示すように、予混合管２０と一対の壁部７５との間を流れる。

図２に示すように、予混合管２０と軸方向下流側の壁部７５との間を流れる圧縮空気は、矢印ａ４、ａ７で示すように、ケーシング８０の内周面８０ａと燃焼筒１１の外周面１１ｃとで囲まれた領域に流れる流れと、矢印ａ５、ａ８で示すように、燃焼筒１１の内周面１１ｄと外側壁部２８の外周面とで囲まれた領域に流れる流れと、矢印ａ６、ａ９、ａ１０で示すように、予混合管２０の入口側に向かって流れる流れとに分かれる。また、予混合管２０と軸方向上流側の壁部７５との間を流れる圧縮空気は、矢印ａ２、ａ１１、ａ１２で示すように、予混合管２０の入口側に向かって流れる。

図２～図４に示すように、予混合管２０の入口側に向かって流れる圧縮空気は、矢印ａ１０、ａ１２で示すように案内部材５１の上流側の入口５１ａから予混合管２０の接線方向流路２１に流入するとともに、矢印ａ９，ａ１１で示すように案内部材５１の外周面５１ｂと接線方向流路２１の内周面２１ｂとの間の環状の隙間から接線方向流路２１に流入する。第１燃料ノズル３１の噴射孔３１ａから噴射された燃料と、予混合管２０に流れ込んだ圧縮空気とは、予混合管２０、主には、スクロール流路２３内で予混合されて混合気となる。

スクロール流路２３内を流れる混合気は、図２における矢印ｇ１で示すように、軸方向流路２５（図４参照）を介し、外側壁部２８の内周面に沿って流れる。混合気の一部は、矢印ｇ５で示すように循環流を形成し、残りは矢印ｇ２で示すように燃焼筒１１の内部に流れ込む循環流を形成する。混合気は、内側壁部２４の軸方向下流側の端部にて点火栓４１によって着火し、燃焼ガスとなって矢印ｇ３で示すように燃焼筒１１の軸方向下流側に向かって流れる。その後、燃焼ガスは、矢印ｇ４で示すように、燃焼筒１１から排気されて、タービン５に流入する。矢印ｇ５で示す混合気の循環流が発生する領域１１ｒでは、混合気の流速が比較的遅くなるので、保炎に適した状態を確保できる。

（燃焼筒１１とケーシング８０との間の圧縮空気の流れについて）
上述したように、幾つかの実施形態では、燃焼筒１１の外周面１１ｃとケーシング８０の内周面８０ａとの間には、図２における矢印ａ４、ａ７で示すように、ケーシング７０を介して供給された圧縮空気が流入可能に構成されている。矢印ａ１３で示すように、圧縮空気が燃焼筒１１の外周面１１ｃとケーシング８０の内周面８０ａとの間を軸方向下流側に向かって流れることで、圧縮空気によって燃焼筒１１を冷却できる。

幾つかの実施形態では、燃焼筒１１は、複数の開口部１３を有する。このような構成によれば、ケーシング８０と燃焼筒１１との間の空間に圧縮空気（冷却空気）を流した場合に、図２における矢印ａ１４で示すように、該空間から上記複数の開口部１３を介して空気を燃焼筒１１内に供給できる。これにより、複数の開口部１３より軸方向上流側の領域において複数の開口部１３より軸方向下流側の領域よりも燃焼筒１１内の温度を高く保つことができる。そのため、複数の開口部１３より軸方向上流側の領域における燃焼状態を安定化できるとともに、複数の開口部１３より軸方向下流側の領域において燃焼ガスの温度を抑制できる。

（燃焼筒１１の軸方向下流側の切欠き部１５について）
幾つかの実施形態に係る燃焼器１０では、図２に示すように、燃焼筒１１は、軸方向下流側の端部１１ａから軸方向に延在する切欠き部１５が周方向に沿って間隔を空けて複数形成されている。また、内向きフランジ９０は、燃焼筒１１の軸方向下流側の端部１１ａを、燃焼筒１１の径方向外側から押圧して保持するように構成されている。幾つかの実施形態に係る燃焼器１０では、切欠き部１５によって周方向に間隔を空けて分割された燃焼筒１１における軸方向下流側の部分円筒部１７のそれぞれは、他の部分円筒部１７とは別々に端部１１ａを径方向に動かすことができる。

したがって、内向きフランジ９０によって燃焼筒１１を保持する際に、該端部１１ａを部分円筒部１７の弾性力に抗して径方向内側に移動させることで、該弾性力によって部分円筒部１７が径方向外側に向かって内向きフランジ９０を押圧する。これにより、燃焼筒１１の軸方向下流側の端部１１ａを内向きフランジ９０で保持できる。また、燃焼筒１１（部分円筒部１７）の弾性力を利用して燃焼筒１１を内向きフランジ９０で保持できるので、燃焼時に燃焼筒１１が振動することを抑制でき、燃焼筒１１の耐久性を向上できる。

（バネ部１００について）
以下、図５～図２３を参照しながら、幾つかの実施形態に係るバネ部１００について詳細に説明する。以下の説明において、予混合管２０の外側壁部２８を燃焼室形成部材とした例を説明する。しかし、本開示において、燃焼室形成部材は、外側壁部２８に限られない。燃焼室形成部材は、燃焼筒１１の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、燃焼筒１１とともに燃焼器１０内の燃焼室を形成する部材であればよい。

図５は、図２に対応し、一実施形態に係るバネ部１００（１００Ａ）の近傍を拡大した模式的な図である。図６は、図５に示すバネ部１００（１００Ａ）を模式的に示した斜視図である。図７Ａは、図５に示すバネ部１００（１００Ａ）を模式的に示した平面図である。図７Ｂは、図７ＡのＡ－Ａ矢視断面を模式的に示した側面図である。図８は、図５に示すバネ部１００（１００Ａ）の近傍を拡大し、径方向に沿った断面を模式的に示した図である。

図９は、一実施形態に係るバネ部１００（１００Ｂ）の近傍を拡大した模式的な図である。図１０は、図９に示すバネ部１００（１００Ｂ）を模式的に示した斜視図である。図１１Ａは、図９に示すバネ部１００（１００Ｂ）を模式的に示した正面図である。図１１Ｂは、図９に示すバネ部１００（１００Ｂ）を模式的に示した平面図である。図１１Ｃは、図１１ＢのＡ－Ａ矢視断面を模式的に示した側面図である。図１２は、図９に示すバネ部１００（１００Ｂ）の近傍を拡大し、径方向に沿った断面を模式的に示した図である。

図１３は、一実施形態に係るバネ部１００、１０１（１０１Ａ）を含む燃焼筒１１を拡大した模式的な斜視図である。図１４は、図１３に示すバネ部１００、１０１（１０１Ａ）の近傍を拡大した模式的な断面図である。図１５は、図１３に示すバネ部１００、１０１（１０１Ａ）の近傍を拡大し、径方向に沿った断面を模式的に示した図である。図１６は、比較例に係るバネ部１２０、１２１（１２１Ａ）の近傍を拡大し、燃焼筒１１の軸線ＡＸに沿った断面を模式的に示した図である。図１７は、図１３に示すバネ部１００、１０１（１０１Ａ）の近傍を拡大し、燃焼筒１１の軸線ＡＸに沿った断面を模式的に示した図である。

図１８は、一実施形態に係るバネ部１００、１０１（１０１Ｂ）を含む燃焼筒１１の一部を模式的に示した展開図である。図１９は、一実施形態に係るバネ部１００、１０１（１０１）を含む燃焼筒１１の一部を模式的に示した展開図である。

図２０は、一実施形態に係るバネ部１００、１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）の近傍を拡大し、燃焼筒１１の軸線ＡＸに沿った断面を模式的に示した図である。図２１は、一実施形態に係るバネ部１００、１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）の近傍を拡大し、燃焼筒の軸線ＡＸに沿った断面を模式的に示した図である。

図２２は、一実施形態に係るバネ部１００、１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ）の近傍を拡大した模式的な図である。図２３は、図２２に示すバネ部１００、１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ）の径方向に沿った断面を模式的に示す図である。

幾つかの実施形態に係る燃焼器１０では、例えば、図５、図８、図９、図１２、図１５、及び図１７～図２２に示すように、燃焼筒１１と燃焼室形成部材（外側壁部２８）との間には、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間１４０が形成されている。フィルム空気とは、図２において矢印ａ５、ａ８で示す圧縮空気の流れの下流側において、径方向隙間１４０に沿ってフィルム状に流れる空気である。このようなフィルム空気によって燃焼筒１１の内面を冷却することができる。

幾つかの実施形態に係る燃焼器１０は、例えば、図５、図８、図９、図１２、図１３、図１５、及び図１７～図２２に示すように、径方向隙間１４０の範囲内で燃焼筒１１に対して相対的に径方向に変位可能に燃焼室形成部材（外側壁部２８）を弾性支持するための一以上のバネ部１００を備える。一以上のバネ部１００は、例えば、図８、図１２、図１５、図１８、及び図１９に示すように、複数のバネ部１００を含んでいてもよい。この場合、複数のバネ部１００によって保持するため、燃焼筒１１に対して燃焼室形成部材（外側壁部２８）を安定的に保持することができる。

なお、一以上のバネ部１００は、一つのバネ部であってもよい。ただし、この場合には、他の位置にバネ部１００とは異なる当接部を設けて、バネ部１００とその当接部とにより、燃焼筒１１に対して燃焼室形成部材（外側壁部２８）を支持する必要がある。また、バネ部１００は、例えば、図５～図１２に示すように、湾曲した板状であってもよい。

このような構成によれば、燃焼室形成部材（外側壁部２８）は、一以上のバネ部１００によって弾性支持され、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間１４０の範囲内で径方向に変位可能となる。このような弾性支持により燃焼器１０の振動が抑制されるとともに、振動に起因した燃焼筒１１に対する燃焼室形成部材（外側壁部２８）からの衝撃低減により、燃焼器１０の騒音が低減される。

バネ部１００は、例えば、図５～図１２、図２１及び図２２に示すように、一端が燃焼筒１１の内面に固定され、他端が燃焼室形成部材（外側壁部２８）に当接するように設けられ、燃焼筒１１に対して燃焼室形成部材（外側壁部２８）を径方向内側に付勢するように構成されたバネ部材１００Ａ、１００Ｂであってもよい。なお、これらの図においてプロットＰは、スポット溶接によって固定される位置を示している。

バネ部１００は、上記の構成とは反対の構成であってもよい。すなわち、バネ部１００は、一端が燃焼室形成部材（外側壁部２８）の外面に固定され、他端が燃焼筒１１の内面に当接するように設けられ、燃焼筒１１に対して燃焼室形成部材（外側壁部２８）を径方向内側に付勢するように構成されたバネ部材１００Ａ、１００Ｂであってもよい。

このように、バネ部１００は、一端が燃焼筒１１と燃焼室形成部材（外側壁部２８）とのいずれか一方に固定され、他端が他方に当接するように設けられ、燃焼筒１１に対して燃焼室形成部材（外側壁部２８）を径方向内側に付勢するように構成されたバネ部材１００Ａ、１００Ｂであってもよい。かかる構成によれば、バネ部１００の付勢力によって燃焼室形成部材（外側壁部２８）を燃焼筒１１に対して弾性保持することができ、振動及び騒音を抑制できる。

バネ部１００は、例えば、図５に示すように、径方向隙間１４０の軸方向範囲外の位置で、燃焼筒１１の内面に固定される固定端を有していてもよい。なお、バネ部１００は、上記の構成とは反対の構成であってもよい。すなわち、バネ部１００は、径方向隙間１４０の軸方向範囲外の位置で、燃焼室形成部材（外側壁部２８）の外面に固定される固定端を有していてもよい。

このような構成によれば、径方向隙間１４０の軸方向範囲内の位置にバネ部１００の固定端が配置される構成に比べて、径方向隙間１４０を有効活用してバネ部１００の変位量を確保できる。この場合、フィルム空気の流量が過大にならないように径方向隙間１４０に制約がある場合であっても、バネ部１００によって効果的に振動を抑制できる。

バネ部１００は、例えば、図５に示すように、下流側に向かうほど径方向内側に向かうように湾曲した形状を有していてもよい。かかる構成によれば、上流側から燃焼室形成部材（外側壁部２８）を燃焼筒１１に挿入して組付けするときにバネ部１００が引っ掛かりにくいため、組付性が向上する。

バネ部１００は、例えば、図６～図８に示すように、燃焼筒１１の内面と燃焼室形成部材（外側壁部２８）の外面との間で径方向隙間１４０の軸方向範囲外に位置する第１部分と、第１部分よりも狭い周方向幅を有し、径方向隙間１４０内に位置する第２部分と、を含んでいてもよい。かかる構成によれば、径方向隙間１４０内においてバネ部１００の周方向幅が狭くなっているため、バネ部１００が径方向隙間内におけるフィルム空気の流れを阻害することを低減できる。

バネ部１００は、例えば、図９～図１２に示すように、径方向隙間１４０内に設けられ、固定端と、固定端から周方向に延在し、径方向に変位可能な延在部とを含んでいてもよい。このような構成によれば、フィルム空気の流れ方向（軸方向）に沿ってバネ部１００が延在する場合に比べて、フィルム空気の流れ方向に対するバネ部１００の投影面積が小さくなる。この場合、圧損が小さいため、バネ部１００がフィルム空気の流れを阻害することを低減できる。また、圧損が小さいため、設置可能なバネ部１００の数の制限が緩和される。その結果、より多くのバネ部１００を設置して安定した保持が実現可能となる。

バネ部１００は、例えば、図９、図１０、図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃに示すように、燃焼筒１１の軸方向に沿った断面において、燃焼室形成部材（外側壁部２８）との当接部から軸方向に離れるにつれて他方から遠ざかるような湾曲形状を有していてもよい。また、バネ部１００は、上記の構成とは反対の構成であってもよい。すなわち、バネ部１００は、燃焼筒１１の軸方向に沿った断面において、燃焼筒１１との当接部から軸方向に離れるにつれて他方から遠ざかるような湾曲形状を有していてもよい。このような構成によれば、バネ部１００が平面で接触するように構成された場合に比べて、バネ部１００がフィルム空気の流れを阻害することを低減できる。

幾つかの実施形態において、例えば、図１３～図１５、及び図１７～図２１に示すように、燃焼筒１１は、スリット１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ）によって形成される一以上の爪部１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）を含み、バネ部１００は、爪部１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）であってもよい。例えば、図１４、図１８、図１９に示すように、爪部１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）の先端は、円弧状であってもよいし、Ｖ字状であってもよいし、矩形状であってもよい。

このような構成によれば、バネ部１００によって燃焼室形成部材（外側壁部２８）を燃焼筒１１に対して弾性支持することができ、振動及び騒音を抑制できる。また、バネ部１００は燃焼筒１１自体を加工することによって形成可能となるため、部品点数の増加を抑えることができる。爪部１０１は、例えば、板金加工によりスリット１１０を形成し、さらにスリット１１０に外周が囲まれている部分の先端側を径方向内側に折り曲げることによって形成される。

爪部１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）は、例えば、図１３～図１５、及び図１７～図２１に示すように、軸方向に対して交差するように設けられていてもよい。例えば、図１４に示すように、バネ部１００は、燃焼筒１１の周方向に長尺な爪部１０１（１０１Ａ）であってもよい。

また、例えば、図１８に示すように、バネ部１００は、燃焼筒１１の周方向及び軸方向に交差する方向に長尺な爪部１０１（１０１Ｂ）であってもよい。この場合、爪部１０１（１０１Ｂ）が燃焼筒１１の周方向又は軸方向に沿って長尺な形状である場合に比べて、設計上の制限（例えば、バネ部１００の数、強度、剛性等）が緩和される。例えば、図１９に示すように、バネ部１００は、燃焼筒１１に渦巻状に設けられた爪部１０１（１０１Ｃ）であってもよい。この場合、爪部１０１（１０１Ｃ）が燃焼筒１１の周方向又は軸方向に沿って長尺な形状である場合に比べて、設計上の制限（例えば、バネ部１００の数、強度、剛性等）が緩和される。

図１６、図１７、図２０、及び図２１において、矢印ａ１５は、燃焼筒１１とケーシング８０との間を流れる空気の流れを示し、矢印ａ１６は、燃焼筒１１と燃焼室形成部材（外側壁部２８）との間を流れる空気の流れを示している。ここで、図１６に示す比較例に係るバネ部１２０、１２１（１２１Ａ）では、矢印ａ１７で示すように、燃焼筒１１の外側から内側に向かって空気が流入して燃焼筒１１の内外の空気（矢印ａ１５と矢印ａ１６で示す空気の流れ）が混流する。これは、爪部１２１（１２１Ａ）が軸方向に沿って設けられているためである。

これに対し、上記実施形態に係る構成によれば、爪部１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）が軸方向に対して交差するように設けられているため、爪部１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）が空気の流れ方向（軸方向）に沿って設けられた場合に比べて、爪部１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ）を形成するスリット１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ）を介して燃焼筒１１の外側から内側に向かって空気が流入して燃焼筒１１の内外の空気が混流することを抑制することができる。

例えば、図１８及び図１９に示すように、一以上の爪部１０１は、それぞれ互いに異なる周方向位置で燃焼室形成部材（外側壁部２８）と当接する複数の爪部１０１（１０１Ｂ、１０１Ｃ）を含んでいてもよい。爪部１０１（１０１Ｂ、１０１Ｃ）の爪長さは、周方向に隣り合う爪部１０１（１０１Ｂ、１０１Ｃ）の当接位置（第１接触部１０２）の周方向ピッチよりも長くてもよい。このような構成によれば、爪部１０１（１０１Ｂ、１０１Ｃ）の数を増やすために周方向ピッチを狭くしても、各爪部１０１（１０１Ｂ、１０１Ｃ）の爪長さが長いため、ばね定数の調整代を確保できる。

爪部１０１は、例えば、図１３～図１５、及び図１７～図２１に示すように、燃焼筒１１の径方向内側に突出し、燃焼室形成部材（外側壁部２８）に当接するように設けられる第１接触部１０２を含んでいてもよい。第１接触部１０２は、エンボス加工によって形成されてもよい。また、第１接触部１０２は、爪部１０１の先端領域（中間位置より先端側）に設けられていてもよい。

スリット１１０（１１０Ｂ、１１０Ｃ）は、例えば、図２０及び図２１に示すように、軸方向に沿った断面において、燃焼筒１１の厚さ方向に対して傾斜した形状を有する傾斜部を含んでいてもよい。スリット１１０は、例えば、図２０に示すスリット１１０（１１０Ｂ）のように、両端が傾斜部をなしていてもよいし、例えば、図２１に示すスリット１１０（１１０Ｃ）のように、一端だけが傾斜部をなしていてもよい。

このような構成によれば、燃焼室形成部材（外側壁部２８）が挿入された状態において第１接触部１０２が径方向外側に押圧された結果、バネ部１００が径方向外側に飛び出す場合がある。しかし、スリット１１０（１１０Ｂ、１１０Ｃ）の傾斜部は、燃焼筒１１の厚さ方向に対して傾斜した形状を有しているため、スリット１１０（１１０Ｂ、１１０Ｃ）近傍に段差が生じることに伴う空気流れの阻害及び混流の発生を低減することができる。また、燃焼室形成部材（外側壁部２８）が挿入された状態においてスリット１１０（１１０Ｂ、１１０Ｃ）がなす隙間が小さくなるため、スリット１１０（１１０Ｂ、１１０Ｃ）から燃焼筒１１の内側に空気が流入することを抑制することができる。

バネ部１００（１００Ａ、１００Ｂ）は、例えば、図２３に示すように、線膨張係数が異なる少なくとも二つの材質を有するバイメタルを含んでいてもよい。バネ部１００（１００Ａ、１００Ｂ）のバイメタルは、燃焼筒１１の径方向外側における線膨張係数が燃焼筒１１の径方向内側における線膨張係数より大きくなるように構成される。バイメタルはクラッド鋼であってもよい。クラッド鋼は、例えば、図２３において、径方向外側部１００ａがＳＵＳ３０４（線膨張係数大）であり、径方向内側部１００ｂがＳＵＳ３１０（線膨張係数小）であってもよい。なお、バネ部材１００Ａ、１００Ｂだけでなく、爪部１０１がバイメタルを含む構成にされてもよい。

燃焼筒１１は運転時に高温になり、停止後に温度が下がる。そのため、バネ部１００は、高温時に熱応力が大きくなり、その後に温度が低下した場合に、クリープリラクゼーションによる反力消失の虞がある。この点、上記のようにバイメタルを含むバネ部１００（１００Ａ、１００Ｂ）によれば、低温状態の組付け時に応力が最大になるように反力を持たせておき、高温状態の運転時には、燃焼筒１１に対して燃焼室形成部材（外側壁部２８）を径方向内側に付勢する付勢力を低減するようにバネ部１００（１００Ａ、１００Ｂ）に熱反り変形を生じさせることが可能となる（図２２参照）。なお、図２２において、熱反り変形後の状態を破線で示している。ただし、破線は、熱反り変形によって付勢力が低下することを説明するためのものであり、バネ部１００（１００Ａ、１００Ｂ）が燃焼室形成部材（外側壁部２８）に非接触となることを示すものではない。これにより、高温時の応力が低減され、クリープリラクゼーションの発生リスクを緩和することができる。

燃焼筒１１は、例えば、図１３～図１５に示すように、燃焼筒１１の径方向内側に突出し、燃焼室形成部材（外側壁部２８）に当接可能な位置に設けられる第２接触部１０３を含んでいてもよい。第２接触部１０３は、燃焼室形成部材（外側壁部２８）が運転状態における温度上昇によって熱膨張した場合に、燃焼室形成部材（外側壁部２８）と当接するように構成される。

かかる構成によれば、第２接触部１０３によって燃焼室形成部材（外側壁部２８）を燃焼筒１１に保持することができ、かつ燃焼筒１１と燃焼室形成部材（外側壁部２８）との径方向隙間１４０が消失しないように位置規制することができる。なお、バイメタルを含むバネ部１００（１００Ａ、１００Ｂ）が熱反り変形したり、バネ部１００（１００Ａ、１００Ｂ）の反力が十分でなかったりする場合（例えばクリープリラクゼーションの発生による反力消失時）においても、このような保持が可能である。

（保持部材１３０について）
以下、図２４～図２６参照しながら、幾つかの実施形態に係る保持部材１３０について詳細に説明する。

図２４は、図２に対応し、一実施形態に係る保持部材１３０（１３０Ａ）の近傍を拡大した模式的な図である。図２５は、図２に対応し、一実施形態に係る保持部材１３０（１３０Ｂ）の近傍を拡大した模式的な図である。図２６は、図２に対応し、一実施形態に係る保持部材１３０（１３０Ｃ）の近傍を拡大した模式的な図である。

幾つかの実施形態に係る燃焼器１０は、燃焼筒１１が挿入され、燃焼筒１１の外周を覆うように構成されたケーシング８０と、燃焼筒１１の先端をケーシング８０の内向きフランジ９０に弾性保持させるための保持部材１３０と、を備える。かかる構成によれば、燃焼筒１１が挿入された状態において燃焼筒１１の先端をケーシング８０に対して弾性保持することができ、振動及び騒音を抑制できる。

保持部材１３０は、例えば、図２４に示す保持部材１３０（１３０Ａ）のように、燃焼筒１１の先端に設けられ、破線で示すように燃焼筒１１をケーシング８０の内向きフランジ９０に挿入したときに弾性変形するように構成されたＯリングであってもよい。保持部材１３０は、例えば、図２５に示す保持部材１３０（１３０Ｂ）のように、燃焼筒１１の先端に設けられ、破線で示すように燃焼筒１１をケーシング８０の内向きフランジ９０に挿入したときに弾性変形するように構成されたＣリングであってもよい。

Ｏリング及びＣリングは周方向に沿って延在するように構成される。燃焼筒１１の高温環境で劣化しないように、Ｏリング又はＣリングは、耐熱素材又は断熱材から構成されることが好ましい。保持部材１３０は、ケーシング８０の内向きフランジ９０と燃焼筒１１との当接部に形成される隙間を閉塞するように構成されてもよい。燃焼筒１１の下流側端部すなわち先端側には、保持部材１３０（１３０Ａ、１３０Ｂ）を保持するための凸部１１ｂが設けられてもよい。

幾つかの実施形態において、例えば、図２６に示すように、燃焼筒１１の先端は、折返し部１３０Ｃを含み、保持部材１３０は、燃焼筒１１をケーシング８０に挿入したときに弾性変形するように構成された折返し部１３０Ｃであってもよい。かかる構成によれば、ケーシング８０と燃焼筒１１との当接部に形成される隙間を保持部材１３０（１３０Ｃ）によって閉塞することができる。

幾つかの実施形態において、例えば、図２４～図２６に示すように、ケーシング８０は、燃焼筒１１の先端を保持するための内向きフランジ９０を含み、内向きフランジ９０は、径方向内側の上流側端部にチャンファ面９０ａを有するように構成されてもよい。かかる構成によれば、燃焼筒１１を挿入するときに、保持部材１３０がチャンファ面９０ａとの当接により円滑に弾性変形する。そのため、組付性が向上する。

幾つかの実施形態において、燃焼筒１１には、燃焼室形成部材（外側壁部２８）より下流側の位置であって保持部材１３０より上流側の位置において、一以上の開口部１３が形成されている。かかる構成によれば、開口部１３を介して燃焼筒１１の外側の空気を内側に取り込むことができる。

本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。

（まとめ）
上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。

（１）本開示の一実施形態に係る燃焼器（１０）は、
燃焼筒（１１）と、
前記燃焼筒（１１）の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、前記燃焼筒（１１）とともに燃焼室を形成する燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）と、
を備え、
前記燃焼筒（１１）と前記燃焼室形成部材との間には、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間（１４０）が形成されている。

ＮＯＸとＣＯを抑制するには、燃焼領域（例えば燃焼室の内部）を高温化する必要がある。しかし、燃焼領域を構成する部材（例えば、燃焼筒（１１））は、耐熱性が十分ではない場合があるため、高温になりやすい領域（例えば、燃焼筒（１１）に燃焼室形成部材が挿入される領域）で冷却されることが好ましい。この点、上記（１）に記載の構成によれば、燃焼筒（１１）と燃焼室形成部材との径方向隙間（１４０）において、フィルム空気によって燃焼筒（１１）の内面を冷却することができる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）に記載の構成において、前記燃焼器（１０）は、前記径方向隙間（１４０）の範囲内で前記燃焼筒（１１）に対して相対的に径方向に変位可能に前記燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）を弾性支持するための一以上のバネ部（１００）を備える。

上記（２）に記載の構成によれば、燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）は、一以上のバネ部（１００）によって弾性支持され、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間（１４０）の範囲内で径方向に変位可能となる。このような弾性支持により燃焼器（１０）の振動が抑制されるとともに、振動に起因した燃焼筒（１１）に対する燃焼室形成部材からの衝撃低減により、燃焼器（１１）の騒音が低減される。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の構成において、
前記バネ部（１００）は、一端が前記燃焼筒（１１）と前記燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）とのいずれか一方に固定され、他端が他方に当接するように設けられ、前記燃焼筒（１１）に対して前記燃焼室形成部材を径方向内側に付勢するように構成されたバネ部材（１００Ａ、１００Ｂ）である。

上記（３）に記載の構成によれば、バネ部（１００）の付勢力によって燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）を燃焼筒（１１）に対して弾性保持することができ、振動及び騒音を抑制できる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）に記載の構成において、
前記バネ部（１００）は、前記径方向隙間（１４０）の軸方向範囲外の位置で、前記燃焼筒（１１）の内面又は前記燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）の外面に固定される固定端を有する。

上記（４）に記載の構成によれば、径方向隙間（１４０）の軸方向範囲内の位置にバネ部（１００）の固定端が配置される構成に比べて、径方向隙間（１４０）を有効活用してバネ部（１００）の変位量を確保できる。この場合、フィルム空気の流量が過大にならないように径方向隙間（１４０）に制約がある場合であっても、バネ部（１００）によって効果的に振動を抑制できる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（４）の何れか一つに記載の構成において、前記バネ部（１００）は、下流側に向かうほど径方向内側に向かうように湾曲した形状を有する。

上記（５）に記載の構成によれば、上流側から燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）を燃焼筒（１１）に挿入して組付けするときにバネ部（１００）が引っ掛かりにくいため、組付性が向上する。

（６）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（５）の何れか一つに記載の構成において、
前記バネ部（１００）は、
前記燃焼筒（１１）の内面と前記燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）の外面との間で前記径方向隙間（１４０）の軸方向範囲外に位置する第１部分と、
前記第１部分よりも狭い周方向幅を有し、前記径方向隙間（１４０）内に位置する第２部分と、
を含む。

上記（６）に記載の構成によれば、径方向隙間（１４０）内においてバネ部（１００）の周方向幅が狭くなっているため、バネ部（１００）が径方向隙間（１４０）内におけるフィルム空気の流れを阻害することを低減できる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）に記載の構成において、
前記バネ部（１００）は、前記径方向隙間（１４０）内に設けられ、固定端と、前記固定端から周方向に延在し、径方向に変位可能な延在部とを含む。

上記（７）に記載の構成によれば、フィルム空気の流れ方向（軸方向）に沿ってバネ部（１００）が延在する場合に比べて、フィルム空気の流れ方向に対するバネ部（１００）の投影面積が小さくなる。この場合、圧損が小さいため、バネ部（１００）がフィルム空気の流れを阻害することを低減できる。また、圧損が小さいため、設置可能なバネ部（１００）の数の制限が緩和される。その結果、より多くのバネ部（１００）を設置して安定した保持が実現可能となる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（７）の何れか一つに記載の構成において、前記バネ部（１００）は、前記燃焼筒（１１）の軸方向に沿った断面において、前記燃焼筒（１１）又は前記燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）との当接部から前記軸方向に離れるにつれて前記他方から遠ざかるような湾曲形状を有する。

上記（８）に記載の構成によれば、バネ部（１００）が平面で接触するように構成された場合に比べて、バネ部（１００）がフィルム空気の流れを阻害することを低減できる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（２）に記載の構成において、
前記燃焼筒（１１）は、スリット（１１０）によって形成される一以上の爪部（１０１）を含み、
前記バネ部（１００）は、前記爪部（１０１）である。

上記（９）に記載の構成によれば、バネ部（１００）によって燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）を燃焼筒（１１）に対して弾性支持することができ、振動及び騒音を抑制できる。また、バネ部（１００）は燃焼筒（１１）自体を加工することによって形成可能となるため、部品点数の増加を抑えることができる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（９）に記載の構成において、
前記爪部（１０１）は、軸方向に対して交差するように設けられる。

上記（１０）に記載の構成によれば、爪部（１０１）が軸方向に対して交差するように設けられているため、爪部（１０１）が空気の流れ方向（軸方向）に沿って設けられた場合に比べて、爪部（１０１）を形成するスリット（１１０）を介して燃焼筒（１１）の外側から内側に向かって空気が流入して燃焼筒（１１）の内外の空気が混流することを抑制することができる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（９）又は（１０）に記載の構成において、
前記一以上の爪部（１０１）は、それぞれ互いに異なる周方向位置で前記燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）と当接する複数の爪部を含み、
前記爪部（１０１）の爪長さは、周方向に隣り合う前記爪部（１０１）の当接位置の周方向ピッチよりも長い。

上記（１１）に記載の構成によれば、爪部（１０１）の数を増やすために周方向ピッチを狭くしても、各爪部（１０１）の爪長さが長いため、ばね定数の調整代を確保できる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（９）乃至（１１）の何れか一つに記載の構成において、
前記爪部（１０１）は、燃焼筒（１１）の径方向内側に突出し、燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）に当接するように設けられる第１接触部（１０２）を含み、
前記スリット（１１０）は、軸方向に沿った断面において、前記燃焼筒（１１）の厚さ方向に対して傾斜した形状を有する傾斜部を含む。

上記（１２）に記載の構成によれば、燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）が挿入された状態において第１接触部（１０２）が径方向外側に押圧された結果、バネ部（１００）が径方向外側に飛び出す場合がある。しかし、スリット（１１０）の傾斜部は、燃焼筒（１１）の厚さ方向に対して傾斜した形状を有しているため、スリット（１１０）近傍に段差が生じることに伴う空気流れの阻害及び混流の発生を低減することができる。また、燃焼室形成部材が挿入された状態においてスリット（１１０）がなす隙間が小さくなるため、スリット（１１０）から燃焼筒（１１）の内側に空気が流入することを抑制することができる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（１２）の何れか一つに記載の構成において、
前記バネ部（１００）は、線膨張係数が異なる少なくとも二つの材質を有するバイメタルを含み、
前記バイメタルは、前記燃焼筒（１１）の径方向外側における前記線膨張係数が前記燃焼筒（１１）の径方向内側における前記線膨張係数より大きい。

燃焼筒（１１）は運転時に高温になり、停止後に温度が下がる。そのため、バネ部（１００）は、高温時に熱応力が大きくなり、その後に温度が低下した場合に、クリープリラクゼーションによる反力消失の虞がある。この点、上記（１３）に記載の構成によれば、低温状態の組付け時に応力が最大になるように反力を持たせておき、高温状態の運転時には、燃焼筒（１１）に対して燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）を径方向内側に付勢する付勢力を低減するようにバネ部（１００）に熱反り変形を生じさせることが可能となる。これにより、高温時の応力が低減され、クリープリラクゼーションの発生リスクを緩和することができる。

（１４）幾つかの実施形態では、上記（２）乃至（１３）の何れか一つに記載の構成において、
前記燃焼筒（１１）は、前記燃焼筒（１１）の径方向内側に突出し、前記燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）に当接可能な位置に設けられる第２接触部（１０３）を含み、
前記第２接触部（１０３）は、前記燃焼室形成部材が運転状態における温度上昇によって熱膨張した場合に、前記燃焼室形成部材と当接するように構成される。

上記（１４）に記載の構成によれば、第２接触部（１０３）によって燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）を燃焼筒（１１）に保持することができ、かつ燃焼筒（１１）と燃焼室形成部材との径方向隙間（１４０）が消失しないように位置規制することができる。なお、バイメタルを含むバネ部（１００）が熱反り変形したり、バネ部（１００）の反力が十分でなかったりする場合（例えばクリープリラクゼーションの発生による反力消失時）においても、このような保持が可能である。

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１４）の何れか一つに記載の構成において、前記燃焼器（１０）は、
前記燃焼筒（１１）が挿入され、前記燃焼筒（１１）の外周を覆うように構成されたケーシング（８０）と、
前記燃焼筒（１１）の先端を前記ケーシング（８０）に弾性保持させるための保持部材（１３０）と、
を備える。

上記（１５）に記載の構成によれば、燃焼筒（１１）が挿入された状態において燃焼筒（１１）の先端をケーシング（８０）に対して弾性保持することができ、振動及び騒音を抑制できる。

（１６）幾つかの実施形態では、上記（１５）に記載の構成において、
前記燃焼筒（１１）の前記先端は、折返し部（１３０Ｃ）を含み、
前記保持部材（１３０）は、前記燃焼筒（１１）を前記ケーシング（９０）に挿入したときに弾性変形するように構成された前記折返し部（１３０Ｃ）である。

上記（１６）に記載の構成によれば、ケーシング（８０）と燃焼筒（１１）との当接部に形成される隙間を保持部材（１３０）によって閉塞することができる。

（１７）幾つかの実施形態では、上記（１５）又は（１６）に記載の構成において、
前記ケーシング（８０）は、前記燃焼筒（１１）の先端を保持するための内向きフランジ（９０）を含み、
前記内向きフランジ（９０）は、径方向内側の上流側端部にチャンファ面（９０ａ）を有する。

上記（１７）に記載の構成によれば、燃焼筒（１１）を挿入するときに、保持部材（１３０）がチャンファ面（９０ａ）との当接により円滑に弾性変形する。そのため、組付性が向上する。

（１８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１７）の何れか一つに記載の構成において、
前記燃焼筒（１１）には、前記燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）より下流側の位置において、一以上の開口部（１３）が形成されている。

上記（１８）に記載の構成によれば、開口部（１３）を介して燃焼筒（１１）の外側の空気を内側に取り込むことができる。

（１９）本開示の一実施形態に係る燃焼器（１０）は、
燃焼筒（１１）と、
前記燃焼筒（１１）の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、前記燃焼筒（１１）とともに燃焼室を形成する燃焼室形成部材（例えば外側壁部２８）と、
前記燃焼筒（１１）が挿入され、前記燃焼筒（１１）の外周を覆うように構成されたケーシング（８０）と、
前記燃焼筒（１１）の先端を前記ケーシング（８０）に弾性保持させるための保持部材（１３０）と、
を備え、
前記ケーシング（８０）は、前記燃焼筒（１１）の先端を保持するための内向きフランジ（９０）を含み、
前記内向きフランジ（９０）は、径方向内側の上流側端部にチャンファ面（９０ａ）を有する。

上記（１９）に記載の構成によれば、燃焼筒（１１）が挿入された状態において燃焼筒（１１）の先端をケーシング（８０）に対して弾性保持することができ、振動及び騒音を抑制できる。また、燃焼筒（１１）を挿入するときに、保持部材（１３０）がチャンファ面（９０ａ）との当接により円滑に弾性変形する。そのため、組付性が向上する。

（２０）本開示の一実施形態に係るガスタービン（２）は、
上記（１）乃至（１９）の何れか一つに記載の燃焼器（１０）と、
圧縮空気を生成するためのコンプレッサ（３）と、
前記燃焼器（１０）からの燃焼ガスによって回転駆動されるように構成されたタービン（５）と、
を備える。

上記（２０）に記載の構成によれば、車載に適したガスタービン（２）を提供できる。

１ 発電装置
２ ガスタービン
３ コンプレッサ
５ タービン
７ 発電機
８Ａ，８Ｂ 回転軸
９ 熱交換器
１０ 燃焼器
１１ 燃焼筒
１１ａ，２３ａ，２５ａ，２５ｂ 端部
１１ｂ 凸部
１１ｃ，５１ｂ 外周面
１１ｄ，２１ｂ，８０ａ 内周面
１１ｒ，７０ａ，７０ｂ 領域
１３，２３ｂ，７５ａ 開口部
１５ 切欠き部
２０ 予混合管
２１ 接線方向流路
２１ａ 入口端部
２３ スクロール流路
２４ 内側壁部
２４ａ 中央領域
２５ 軸方向流路
２８ 外側壁部（燃焼室形成部材）
３１ 第１燃料ノズル
３１ａ 噴射孔
３５ 第２燃料ノズル
３７ 燃料供給配管
４１ 点火栓
４３ 冷却空気通路
４７ 冷却空気配管
５１ 案内部材
５１ａ 入口
７０，８０ ケーシング
７１ 空気入口部
７３ 側壁部
７５ 壁部
９０ 内向きフランジ
９０ａ チャンファ面
１００，１２０ バネ部
１００ａ 径方向外側部
１００ｂ 径方向内側部
１０１，１２１ 爪部
１０２ 第１接触部
１０３ 第２接触部
１１０ スリット
１２０ バネ部
１３０ 保持部材
１４０ 径方向隙間

Claims (19)

1. 燃焼筒と、
   前記燃焼筒の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、前記燃焼筒とともに燃焼室を形成する燃焼室形成部材と、
   前記燃焼筒の軸方向上流側に配置される予混合管と、
   を備え、
   前記燃焼室形成部材は、軸方向下流側に向かって拡径する形状を有し、
   前記燃焼筒と前記燃焼室形成部材との間には、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間が形成され、
   前記予混合管は、
   前記燃焼筒の周方向に延在するスクロール流路と、
   前記燃焼筒の軸方向に延在して前記スクロール流路と前記燃焼筒の内部とを接続する軸方向流路と、
   を含み、
   軸方向における前記スクロール流路と前記燃焼筒との間、かつ、径方向において前記軸方向流路の外側の空間から、前記拡径する形状を有する前記燃焼室形成部材の外周面と前記燃焼筒の内周面との間に取り込まれた空気が、前記径方向隙間を経て前記フィルム空気として前記燃焼筒に取り込まれるように構成された
   燃焼器。
2. 前記径方向隙間の範囲内で前記燃焼筒に対して相対的に径方向に変位可能に前記燃焼室形成部材を弾性支持するための一以上のバネ部を備える
   請求項１に記載の燃焼器。
3. 前記バネ部は、一端が前記燃焼筒と前記燃焼室形成部材とのいずれか一方に固定され、他端が他方に当接するように設けられ、前記燃焼筒に対して前記燃焼室形成部材を径方向内側に付勢するように構成されたバネ部材である
   請求項２に記載の燃焼器。
4. 前記バネ部は、前記径方向隙間の軸方向範囲外の位置で、前記燃焼筒の内面又は前記燃焼室形成部材の外面に固定される固定端を有する
   請求項２又は３に記載の燃焼器。
5. 前記バネ部は、下流側に向かうほど径方向内側に向かうように湾曲した形状を有する
   請求項２乃至４の何れか一項に記載の燃焼器。
6. 燃焼筒と、
   前記燃焼筒の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、前記燃焼筒とともに燃焼室を形成する燃焼室形成部材と、
   を備え、
   前記燃焼筒と前記燃焼室形成部材との間には、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間が形成され、
   前記径方向隙間の範囲内で前記燃焼筒に対して相対的に径方向に変位可能に前記燃焼室形成部材を弾性支持するための一以上のバネ部を備え、
   前記バネ部は、
   前記燃焼筒の内面と前記燃焼室形成部材の外面との間で前記径方向隙間の軸方向範囲外に位置する第１部分と、
   前記第１部分よりも狭い周方向幅を有し、前記径方向隙間内に位置する第２部分と、
   を含む
   燃焼器。
7. 前記バネ部は、前記径方向隙間内に設けられ、固定端と、前記固定端から周方向に延在し、径方向に変位可能な延在部とを含む
   請求項２又は３に記載の燃焼器。
8. 前記バネ部は、前記燃焼筒の軸方向に沿った断面において、前記燃焼筒又は前記燃焼室形成部材との当接部から前記軸方向に離れるにつれて前記他方から遠ざかるような湾曲形状を有する
   請求項３に記載の燃焼器。
9. 燃焼筒と、
   前記燃焼筒の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、前記燃焼筒とともに燃焼室を形成する燃焼室形成部材と、
   を備え、
   前記燃焼筒と前記燃焼室形成部材との間には、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間が形成され、
   前記径方向隙間の範囲内で前記燃焼筒に対して相対的に径方向に変位可能に前記燃焼室形成部材を弾性支持するための一以上のバネ部を備え、
   前記燃焼筒は、スリットによって形成される一以上の爪部を含み、
   前記バネ部は、前記爪部である
   燃焼器。
10. 前記爪部は、軸方向に対して交差するように設けられる
    請求項９に記載の燃焼器。
11. 前記一以上の爪部は、それぞれ互いに異なる周方向位置で前記燃焼室形成部材と当接する複数の爪部を含み、
    前記爪部の爪長さは、周方向に隣り合う前記爪部の当接位置の周方向ピッチよりも長い
    請求項９又は１０に記載の燃焼器。
12. 前記爪部は、燃焼筒の径方向内側に突出し、燃焼室形成部材に当接するように設けられる第１接触部を含み、
    前記スリットは、軸方向に沿った断面において、前記燃焼筒の厚さ方向に対して傾斜した形状を有する傾斜部を含む
    請求項９乃至１１の何れか一項に記載の燃焼器。
13. 燃焼筒と、
    前記燃焼筒の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、前記燃焼筒とともに燃焼室を形成する燃焼室形成部材と、
    を備え、
    前記燃焼筒と前記燃焼室形成部材との間には、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間が形成され、
    前記径方向隙間の範囲内で前記燃焼筒に対して相対的に径方向に変位可能に前記燃焼室形成部材を弾性支持するための一以上のバネ部を備え、
    前記バネ部は、線膨張係数が異なる少なくとも二つの材質を有するバイメタルを含み、
    前記バイメタルは、前記燃焼筒の径方向外側における前記線膨張係数が前記燃焼筒の径方向内側における前記線膨張係数より大きい
    燃焼器。
14. 燃焼筒と、
    前記燃焼筒の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、前記燃焼筒とともに燃焼室を形成する燃焼室形成部材と、
    を備え、
    前記燃焼筒と前記燃焼室形成部材との間には、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間が形成され、
    前記径方向隙間の範囲内で前記燃焼筒に対して相対的に径方向に変位可能に前記燃焼室形成部材を弾性支持するための一以上のバネ部を備え、
    前記燃焼筒は、前記燃焼筒の径方向内側に突出し、前記燃焼室形成部材に当接可能な位置に設けられる第２接触部を含み、
    前記第２接触部は、前記燃焼室形成部材が運転状態における温度上昇によって熱膨張した場合に、前記燃焼室形成部材と当接するように構成された
    燃焼器。
15. 前記燃焼筒が挿入され、前記燃焼筒の外周を覆うように構成されたケーシングと、
    前記燃焼筒の先端を前記ケーシングに弾性保持させるための保持部材と、
    を備える
    請求項１乃至１４の何れか一項に記載の燃焼器。
16. 燃焼筒と、
    前記燃焼筒の内側に少なくとも一部が挿入されるように配置され、前記燃焼筒とともに燃焼室を形成する燃焼室形成部材と、
    を備え、
    前記燃焼筒と前記燃焼室形成部材との間には、フィルム空気を取り入れるための径方向隙間が形成され、
    前記燃焼筒が挿入され、前記燃焼筒の外周を覆うように構成されたケーシングと、
    前記燃焼筒の先端を前記ケーシングに弾性保持させるための保持部材と、
    を備え、
    前記燃焼筒の前記先端は、折返し部を含み、
    前記保持部材は、前記燃焼筒を前記ケーシングに挿入したときに弾性変形するように構成された前記折返し部である
    燃焼器。
17. 前記ケーシングは、前記燃焼筒の先端を保持するための内向きフランジを含み、
    前記内向きフランジは、径方向内側の上流側端部にチャンファ面を有する
    請求項１５又は１６に記載の燃焼器。
18. 前記燃焼筒には、前記燃焼室形成部材より下流側の位置において、一以上の開口部が形成されている
    請求項１乃至１７の何れか一項に記載の燃焼器。
19. 請求項１乃至１８の何れか一項に記載の燃焼器と、
    圧縮空気を生成するためのコンプレッサと、
    前記燃焼器からの燃焼ガスによって回転駆動されるように構成されたタービンと、
    を備えるガスタービン。

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