JPH0343533B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は熱遮断体片による高熱曝露壁面の熱遮
断構造、特に高熱曝露壁面を被覆しながら熱遮断
用空気フイルムを形成できる熱遮断構造に関する
ものである。

（従来技術とその問題点） 高熱に曝露される壁面を有する装置、例えばガ
スタービンの燃焼器においては、壁面を高熱から
保護して機械的強度を維持することが必要であ
る。そこで例えば第１図ａ，ｂに示す断面図およ
び部分断面斜視図のように、内筒１と尾筒２の外
周に同軸状に外筒３を設けてその間に尾筒２の方
向、即ちガスの流通方向に冷却用空気を流して内
筒などを冷却したり、更には内筒１と尾筒２に設
けた空気放出孔４と、冷却用空気を内筒１の壁面
６に沿つて流すためのひさし筒５、即ち上流端の
外径が内筒１の内径とほぼ同等、下流端の外径が
内筒１の内径より小さく、しかも上流端と下流端
が曲面で連なるひさし筒５を、空気放出孔４の上
流側に位置させて内筒１の壁面６に同心状に設け
て、内筒などの壁面に空気フイルムを形成して壁
面を高温から保護する方法が提案されている。

しかしこれらの方法では高効率化の要求により
ガスの温度が高められた場合（例えば1500℃以
上）には、熱からの保護が不十分である。そこで
最近このような隘路を打開して高温高負荷燃焼器
を実現するため、例えば第２図ａ〜ｅに示す部分
断面斜視図、部分拡大断面図のように、流通ガス
の温度に耐せる高温強度を有する内筒１の曲面に
対応した面を形状をもつ角形平板状の熱遮断体片
７、例えば耐熱性および高温強度に優れる炭化ケ
イ素、窒化ケイ素等を焼結して作られたセラミツ
クブロツク（燃焼器の発生ガスの温度が低く、熱
遮断体片の温度が900℃以下の場合にはハステロ
イのような耐熱合金でも使用が可能である。）（以
下セラミツクブロツクと云う）によつて内筒１の
内壁面６やひさし筒５の表面を被覆する方法が本
発明によつて提案された。

第２図ａの方法は内壁面６の軸方向の表面に楔
状の支持条溝８を設け、ここに楔条の支持突起９
を底面にもつセラミツクブロツク７を嵌めこん
で、内筒１の内壁面６を被覆する方法である。ま
た第２図ｂのものはセラミツクブロツク７と内壁
面６の間に、熱遮断用空〓１０を形成したもので
ある。また更に第２図ｃ，ｄ，ｅのものはセラミ
ツクブロツクの製作と、内壁面への組立ての容易
化の促進から、支持突起９と支持条溝８との間に
〔がた〕をもたせると同時に、内筒１に設けた貫
通孔１１により冷却空気圧を利用してセラミツク
ブロツク７を押上げて熱遮断用空〓１０を作りな
がら固定したり、ばね１２やセラミツク柱体１
３，１４は弾性を有する断熱パツキン）を締付ね
じ１５により押上げて固定する方法である。これ
らの方法によれば、熱の遮断効果は大きく向上し
燃焼器のガス温度を大幅に上昇できる。

しかしこの方法を第１図に示すひさし筒５の被
覆に用いた場合、特に内筒１への取付部５ａの付
近のように、曲がりが大きい部分の被覆に使用さ
れるセラミツクブロツク７は、複雑な曲面に対応
させた形状としなければならないため、セラミツ
クブロツクの製作が難しく出来たとしても高価に
なる。

またひさし筒５の表面へのセラミツクブロツク
の固定に当たつては、第２図ｆに示す斜視図のよ
うにひさし筒５の外壁側に、セラミツクブロツク
７の底面に設けた楔状支持突起９が入る、支持条
溝８を設ける必要がある。このため支持条溝８の
厚さ分だけ内筒１の厚さが大となり、更にこの上
にセラミツクブロツクの厚さが加わる。従つてセ
ラミツクブロツク７による被覆のない場合に比べ
てひさし筒５は厚いものとなり、内筒１の壁面６
に大きな突出ブロツクを作ることになる。その結
果、ガス流を乱したり、局部加熱の発生を招くた
め保護効果を大きく低下する。

（発明の目的） 本発明は従来のように空気フイルム形成用のひ
さし筒を設けたりすることなく、セラミツクブロ
ツクのみによつて内筒の内壁面にガス流通方向の
空気フイルムを形成しながら、被覆できる熱遮断
構造を提供し、上記のような欠点を一挙に除去し
て高温高負荷燃焼器などの実現を可能としたもの
である。

（問題点を解決するための本発明の手段） （構造） 第３図は本発明の一実施例を示す部分拡大斜視
図であつて、その特徴とするところは次の点にあ
る。即ち本発明においてはセラミツクブロツクの
前後両端の厚さを変えて熱曝露面を傾斜させると
同時に、その厚い端部の上側を延長して薄いひさ
し部１６ａを設け、また厚さの小さい端部の厚さ
を隣接セラミツクブロツクのひさし部１６ａと重
ね合わせた時、空気流通空〓１７をを作りうるよ
うに選定した角形平板状のセラミツクブロツク１
６を作る。そしてひさし部１６ａが例えばガスタ
ービン入口側（尾筒２の出口側）に位置させなが
ら、ひさし部１６ａの下面と隣接セラミツクブロ
ツクの厚さの薄い端部の上面との間に空気流通空
〓１７を作り、かつ隣接セラミツクブロツク１６
のひさし部１６ａの設置端面と厚さの薄い端部
面、即ちひさし部非設置端面との間にガス流通方
向とほぼ直角な方向の空気供給間〓１８を作るよ
うに、ひさし部１６ａと隣接セラミツクブロツク
１６とを重ね合わせて、例えば前記第２図ｅに示
した方法、即ち楔状支持条溝８、楔条支持突起
９、セラミツク柱体１３、断熱パツキン１４、締
付ねじ１５などにより、内筒１の内壁面６との間
に熱遮断空〓１０をもたせて内壁面６に固定して
被覆する。一方内筒や尾筒１，２には空気供給孔
１９を設けて、ここから前記外筒との間に流され
る冷却用空気を送りこみ、上記空気供給間〓１８
と空気流通間〓１７を介して隣接セラミツクブロ
ツク１６の表面に沿つてタービン入口方向に冷却
用空気を吹き出して、空気フイルムを形成するよ
うにしたことを特徴とするものである。

以上のように本発明では角形平板状の厚さの薄
いひさし部と、隣接セラミツク部のひさし部非設
置端とを重ね合わせて熱遮断体を形成するので、
ガスとの接触面はほぼ平坦になる。従つてひさし
筒を用いる従来のようにガス流を乱したり局部加
熱を生じたりするおそれがなく、しかもセラミツ
クブロツクは角形平板状であつて、従来のひさし
筒の場合のように複雑な曲面をもたせる必要がな
いので、製作が容易となり低価額となる。

（変形例） 以上本発明を一実施例により説明したが、第４
図ａ，ｂに示す部分拡大断面図（裏から見た図）
および側面図のようにひさし部１６ａの形成端側
の適宜の長さに亘つて、楔状支持突起９の両側の
冷却用空気通路と連通する幅の広い空気供給路１
６ｂを設けて、空気供給間〓１８を介して空気流
通空〓１７からセラミツクブロツク７の熱曝露表
面に均一に空気を吹き出せるようにするのがよ
い。また第４図ｂに示すように、セラミツクブロ
ツク１６の厚さの薄い端部即ちひさし部非設置端
部の下面付近に、空気抑止突部１６ｃを設けて、
各セラミツクブロツク毎に設けた空気供給孔１９
からの冷却空気が、他のセラミツクブロツク１６
と内壁面６間の熱遮断用空〓１０に入りこむのを
極力少なくして、各空気流通空〓１７から均等に
空気フイルム形成用の空気が吹き出るようにする
ことができる。また第５図に示す側面図のように
ひさし部１６ａを先端に行く程薄くして壁面の凹
凸を更に少なくするようにしてもよい。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、角形平板状の熱遮断端片を用いてほぼ凹凸の
ない平坦な熱遮断体を高熱曝露壁面に形成でき、
しかも高温ガスと接触する熱遮断体の表面にガス
流方向の空気によるフイルムを形成できる。従つ
て従来のひさし筒による手段に比べて熱遮断体片
の製作の容易化、低価額が図られると同時に、熱
遮断体片で被覆されたひさし筒が大きな突出物と
なることにより生ずるガス流の乱れや、局部熱を
解決して、高温曝露壁面の保護効果を向上できる
すぐれた効果を奏するもので、ダスタービン用高
温高負荷燃焼器などの実現に極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の燃焼器説明図、第２図は熱遮断
体片による被覆方法の説明図、第３図は本発明の
一実施例の説明図、第４図および第５図は本発明
の変形例の説明図である。 １……燃焼器内筒、２……尾筒、３……外筒、
４……空気放出口、５……ひさし筒、６……内壁
面、７……熱遮断片（セラミツクブロツク）、８
……楔状支持条溝、９……楔条支持突起、１０…
…熱遮断用空〓、１１……貫通孔、１２……ばね
体、１３……耐熱性の例えばセラミツク柱体、１
４……耐熱性断熱パツキン例えばセラミツクウー
ルパツキン、１５……締付ねじ、１６……空気フ
イルム形成用セラミツクブロツク、１６ａ……ひ
さし部、１６ｂ……空気供給路、１６ｃ……空気
抑止突部、１７……空気流通空〓、１８……空気
供給間〓、１９……空気供給孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両端の厚みを変えて形成した熱曝露傾斜面を
   上面にもち、かつ厚みの厚い一端上部を前記傾斜
   面の方向に延長して形成したひさし部をもつと共
   に、他端部の厚みを隣接熱遮断体片のひさし部下
   面との間にガス流通方向の空気流通空〓をもつ薄
   い厚みとした耐熱性と高温強度を備えた角形平板
   状の熱遮断体片を、前記一端部に設けたひさし部
   をガス流通方向の下流側に位置させながら、隣接
   熱遮断体片の薄い厚みの端部との間にガス流方向
   の空気流通空〓をもつと共にひさし部設置端面と
   隣接熱遮断体片の非ひさし部設置端面との間に前
   記空気流通空〓と連通する空気供給間〓をもち、
   かつ空気供給孔を設けた高熱曝露壁面との間に熱
   遮断用空〓をもつように高熱曝露壁面上に隣接固
   定して、高熱曝露壁面を熱遮断体片により熱遮断
   しながら空気供給孔からの空気を前記空気流通空
   〓から熱遮断体片の表面上に沿つて吹き出すよう
   にしたことを特徴とする高熱曝露壁面の熱遮断構
   造。