JPH0532737U - ガスタービンのセラミツク構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 ガスタービンのセラミック構造において、筒
形のセラミック部材に生じる周方向の熱応力を低減す
る。 【構成】 筒形のセラミック製プレナム１を周方向に分
割して弓形断面を有する複数のセラミック筒片１Ａ等を
形成し、各セラミック筒片の外周に嵌合するリング７，
８を備えるとともに、各セラミック筒片の開口端に円錐
形に尖ったテーパ面２２，２３を形成し、このテーパ面
を燃焼器３等に嵌合させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ガスタービンのセラミック構造の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えばガスタービン等の高温となる部位に耐熱性に優れたセラミックが用いら れる(特開昭５７−８４９３０号公報、参照)。

【０００３】 従来のガスタービンに用いられるセラミック部材として例えば図６，図７に示 す筒形のセラミック製プレナム１があり、このプレナム１は燃焼器３から排出さ れるガス流をタービンノズルダクト２を介してタービンロータ４に導くもので、 燃焼器３に接続する入口側筒部１３と、タービンノズルダクト２に接続する出口 側筒部１２と、出口側筒部１２の反対側からタービンシュラウド５を嵌合させる シュラウド側筒部１５とを有している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このように筒形をしたプレナム１はセラミックにより一体形成 されているため、燃焼器３または高温ガス流からの伝熱によりその温度分布が不 均一になると、周方向の熱応力が大きくなるという問題点があった。

【０００５】 本考案は上記の問題点に着目し、筒形のセラミック部材に生じる周方向の熱応 力を低減することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は、筒形のセラミック製部材を周方向に分割して弓形断面を有する複数 のセラミック筒片を形成し、各セラミック筒片の外周に嵌合するリングを備える とともに、各セラミック筒片の開口端に円錐形に尖ったテーパ面を形成し、この テーパ面を他の部材に嵌合させる。

【０００７】

【作用】

弓形断面を持つ複数のセラミック筒片はその外周に嵌合するリングによって締 結されるとともに、各セラミック筒片のテーパ面を他の部材に嵌合させることに より互いに結合される。

【０００８】 筒形のセラミック製部材は、弓形断面を持つ複数のセラミック筒片を組み合わ せて形成されるため、各セラミック筒片に生じる周方向の熱応力を低減できる。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の実施例を添付図面に基づいて説明する。

【００１０】 図１に示すように、ガスタービンのセラミック製プレナム１は、燃焼器３から 排出されるガス流をタービンノズルダクト２を介してタービンロータ４に導くも ので、燃焼器３に接続する入口側筒部１３と、タービンノズルダクト２に接続す る出口側筒部１２と、出口側筒部１２の反対側からタービンシュラウド５を嵌合 させるシュラウド側筒部１５とを有し、入口側筒部１３と出口側筒部１２は互い に直交し、出口側筒部１２とシュラウド側筒部１５はタービンロータ４と同軸上 に形成される。

【００１１】 筒形のプレナム１はタービンロータ４の回転軸および燃焼器３の中心線を含む 平面に沿って２つのセラミック筒片１Ａ，１Ｂに分割形成される。各セラミック 筒片１Ａ，１Ｂは、入口側半円筒部１３Ａ，１３Ｂと出口側半円筒部１２Ａ，１ ２Ｂおよびシュラウド側半円筒部１５Ａ，１５Ｂを有している。

【００１２】 各入口側半円筒部１３Ａ，１３Ｂの外周に形成された段部３３には環状のリン グ７が嵌められ、各シュラウド側半円筒部１５Ａ，１５Ｂの外周に形成された段 部３５には環状のリング８が嵌められる。

【００１３】 リング７は燃焼器３の端面３７に当接し、リング８はタービンシュラウド５の つば部３８に当接することにより、それぞれの抜け止めが行われる。

【００１４】 入口側半円筒部１３Ａ，１３Ｂと出口側半円筒部１２Ａ，１２Ｂにはそれぞれ 円錐状に尖ったテーパ面２３，２２が形成される一方、燃焼器３とタービンノズ ルダクト２には円錐状に拡がるテーパ面２４，２５がそれぞれ形成される。ター ビンシュラウド５の一端はケーシング１０側に支持され、タービンノズルダクト ２の一端には図１において右方向の付勢力Ｆ₂が作用し、この付勢力Ｆ₂によりシ ュラウド側筒部１２のテーパ面２２がタービンノズルダクト２のテーパ面２５の 内側に嵌合する。燃焼器３の一端には図において下方向の付勢力Ｆ₃が作用し、 この付勢力Ｆ₃により入口側筒部１３のテーパ面２３が燃焼器３のテーパ面２４ の内側に嵌合する。

【００１５】 次に、作用について説明する。

【００１６】 各セラミック筒片１Ａ，１Ｂは各リング７，８がその外周に嵌合することによ り互いに結合される。各セラミック筒片１Ａ，１Ｂは各テーパ面２３，２４また は各テーパ面２２，２５の嵌合によっても互いに押し付けられ、両者の間に隙間 が空くことがない。

【００１７】 プレナム１は燃焼器３からの伝熱と燃焼器３から排出される高温ガス流からの 伝熱により、その温度分布が周方向について不均一になるが、プレナム１が弓形 断面を持つ２つのセラミック筒片１Ａ，１Ｂに分割されているため、各セラミッ ク筒片１Ａ，１Ｂに生じる周方向の熱応力を小さくできる。

【００１８】 また、セラミック部材としては比較的大型なプレナム１が円弧形断面を持つ各 セラミック筒片１Ａ，１Ｂに分割されて小型化されることにより、セラミック部 材を焼成する焼成炉の大型化が避けられる。

【００１９】 次に、図３に示した他の実施例は、各セラミック筒片１Ａ，１Ｂを締結するス ナップリング４１，４２をＣ字状に形成するものである。一方のスナップリング ４１は入口側半円筒部１３Ａ，１３Ｂの外周に形成された溝４５に嵌められ、他 方のスナップリング４２は各シュラウド側半円筒部１５Ａ，１５Ｂの外周に形成 された溝４６に嵌められる。各スナップリング４１，４２は合口４３，４４を有 し、それぞれの弾性復元力により各溝４５，４６に嵌合し、それぞれの抜け止め が不要となる。

【００２０】 次に、図４，図５に示したさらに他の実施例について説明する。

【００２１】 筒形のプレナム１はタービンロータ４の回転軸および燃焼器３の中心線を含む 平面に沿って３つのセラミック筒片１Ｃ，１Ｄ，１Ｅに分割形成される。各セラ ミック筒片１Ｃ，１Ｄは、入口側半円筒部１３Ｃ，１３Ｄを有し、各セラミック 筒片１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは出口側半円筒部１２Ｃ，１２Ｄ，１２Ｅを有している。

【００２２】 各入口側半円筒部１３Ｃ，１３Ｄの外周には環状のリング７が嵌められ、各シ ュラウド側半円筒部１５Ａ，１５Ｂの外周に形成された段部３５には環状のリン グ８が嵌められて、各セラミック筒片１Ｃ，１Ｄ，１Ｅが締結される。

【００２３】 各セラミック筒片１Ｃ，１Ｅに互いに接合するボス部５１Ｃ，５１Ｅが、各セ ラミック筒片１Ｄ，１Ｅに互いに接合するボス部５２Ｄ，５２Ｅがそれぞれ突出 形成され、各ボス部５１Ｃ，５１Ｅ、各ボス部５２Ｄ，５２Ｅにリング５３，５ ４が嵌められ、それぞれスナップリング５５を介して抜け止めが行われる。この ように、各セラミック筒片１Ｃ，１Ｄ，１Ｅは各リング５３，５４を介しても締 結され、組立性を改善するとともに、外力に対する強度向上がはかれる。

【００２４】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、筒形のセラミック製部材を周方向に分割して弓 形断面を有する複数のセラミック筒片を形成し、各セラミック筒片の外周に嵌合 するリングを備えるとともに、各セラミック筒片の開口端に円錐形に尖ったテー パ面を形成し、このテーパ面を他の部材に嵌合させる構造としたため、筒形のセ ラミック製部材に生じる周方向の熱応力を低減して、強度向上がはかれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例を示す正面図である。

【図２】同じく図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【図３】他の実施例を示す断面図である。

【図４】さらに他の実施例を示す正面図である。

【図５】同じく要部斜視図である。

【図６】従来例を示す正面図である。

【図７】同じく図６のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ プレナム １Ａ セラミック筒片 １Ｂ セラミック筒片 ２ タービンノズルダクト ３ 燃焼器 ７ リング ８ リング ２２ テーパ面 ２３ テーパ面

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 筒形のセラミック製部材を周方向に分割
   して弓形断面を有する複数のセラミック筒片を形成し、
   各セラミック筒片の外周に嵌合するリングを備えるとと
   もに、各セラミック筒片の開口端に円錐形に尖ったテー
   パ面を形成し、このテーパ面を他の部材に嵌合させたこ
   とを特徴とするガスタービンのセラミック構造。