JPH11101436A - セラミック燃焼器の構造 - Google Patents

セラミック燃焼器の構造

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JPH11101436A
JPH11101436A JP26521697A JP26521697A JPH11101436A JP H11101436 A JPH11101436 A JP H11101436A JP 26521697 A JP26521697 A JP 26521697A JP 26521697 A JP26521697 A JP 26521697A JP H11101436 A JPH11101436 A JP H11101436A
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JP
Japan
Prior art keywords
combustor
ceramic
combustion cylinder
support member
cylinder
Prior art date
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Application number
JP26521697A
Other languages
English (en)
Inventor
Masayuki Munekiyo
正幸 宗清
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃焼器の入口空気温度を上昇し、排気性能を
向上することのできるセラミック燃焼器の構造を提供す
ること。 【解決手段】 耐熱金属製円周方向弾性支持部材(以下
ウェーブフィン)11が、燃焼筒1の外壁の希釈孔7か
らドーム16にかけて形成されている。このウェーブフ
ィン11は、波型の形状をしており、燃焼器外筒2と燃
焼筒1の間に構成された通路5に組み込む前の状態で
は、ウェーブフィン11の内径は燃焼筒1の外径よりも
小さく、ウェーブフィン11の外径は燃焼器外筒2の内
径よりも大きい。また、ストッパー15により、燃焼器
の軸方向の動きが拘束されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セラミック燃焼器
の構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の一般的な逆流単缶型ガスタービン
用の燃焼器構造としては、例えば特開平8−12863
5号公報に開示されているように、図8に示すような構
造のものがあった。
【0003】図9は、図8をより一般的な構造に簡略化
したものであり、この図9を用いて、従来技術を説明す
る。1は燃焼筒であり、2は燃焼器外筒であり、燃料の
予蒸発装置3を介して取り付けられている。図10は、
図9のA−A断面を示し、燃焼筒1と燃焼器外筒2が同
心円状に構成され、燃焼器入口通路5を形成する。図示
しないコンプレッサーを出た圧縮空気4は燃焼器入口通
路5を通り、燃焼用空気4bとして予蒸発装置3に入
り、予蒸発装置3内で図示しない燃料供給系8から供給
された液体燃料と混合され予蒸発予混合空気4cとし
て、予蒸発予混合空気供給孔10から燃焼筒1内に供給
される。燃焼筒内部では予蒸発予混合空気供給孔10か
ら希釈孔7にかけての保炎領域9で予蒸発予混合空気4
cが連続燃焼を行う。保炎領域9の下流では希釈空気4
aが希釈孔7から入ることにより燃焼器下流の温度を所
定の温度に調節する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の燃焼器構造にあっては、熱交換器を用いない
非再生型ガスタービンの場合には、燃焼器入口温度が低
く、液体燃料を要求レベルまで蒸発させることができな
いため、排気性能に優れた予蒸発予混合燃焼を行うこと
ができないという問題点があった。
【0005】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、非再生式ガスタービン逆流単缶型
燃焼器のセラミック製燃焼筒のまわりの入口空気流路
に、従来の技術では一般に構成することが難しい耐熱金
属製フィンを構成し、燃焼器の入口空気温度を上昇し、
排気性能を向上するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するために、逆流単缶式ガスタービンエンジンの燃焼
筒がセラミックで構成される燃焼器において、燃焼器外
筒とセラミック製燃焼筒の間に燃焼筒を支持する耐熱金
属製弾性支持部材を介在することを特徴とする。
【0007】また本発明は、前記セラミック燃焼器にお
いて、弾性支持部材はセラミック製燃焼筒の入口側の空
気流れより見て、希釈孔より下流の部分から燃焼筒の空
気入口にかけて構成することを特徴とする。
【0008】また本発明は、前記セラミック燃焼器にお
いて、弾性支持部材の自由外径を外筒もしくは断熱材の
内周よりも大きく、かつ、弾性支持部材の自由内径をセ
ラミック燃焼筒の外径よりも小さく形成し、セラミック
製燃焼筒を支持することを特徴とする。
【0009】また本発明は、前記セラミック燃焼器にお
いて、弾性支持部材の接触面積を、相対的に外筒に対し
燃焼筒側を大としたことを特徴とする。
【0010】また本発明は、前記セラミック燃焼器にお
いて、弾性支持部材の外周側のRを小さく拘束する部材
を前記弾性支持部材の外周側のRに設けたことを特徴と
する。
【0011】また本発明は、前記セラミック燃焼器にお
いて、弾性支持部材の外周側のR部に突起を設けたこと
を特徴とする。
【0012】また本発明は、前記セラミック燃焼器にお
いて、弾性支持部材の形状が、燃焼筒側のみR形状を持
つことを特徴とする。
【0013】さらに本発明は、前記セラミック燃焼器に
おいて、弾性支持部材と燃焼器外筒の間に断熱材を介在
することを特徴とする。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明によるセラミック燃
焼器の構造の実施の形態を添付図面を参照して詳細に説
明する。
【0015】(第1の実施の形態)図1は、本発明によ
るセラミック燃焼器の構造の第1の実施の形態を示す図
である。まず、構成を説明すると、11はインコネルや
ハステロイ等のウェーブフィン形状の耐熱金属製円周方
向弾性支持部材(以下ウェーブフィン)であり、燃焼筒
1の外壁の希釈孔7からドーム16にかけて形成されて
いる。このウェーブフィン11は、図1のA−A断面を
示す図2で明らかなように、波型の形状をしており、燃
焼器外筒2と燃焼筒1の間に構成された通路5に組み込
む前の状態では、ウェーブフィン11の内径は燃焼筒1
の外径よりも小さく、ウェーブフィン11の外径は燃焼
器外筒2の内径よりも大きい。このウェーブフィン11
は、予め燃焼器外筒2に例えば点付け溶接などで取り付
けられたストッパー15により、燃焼器の軸方向の動き
が拘束されている。その他の構成は、図9に示す従来技
術による燃焼器構造と同様であり、同じ構成要素には同
じ符号を付してある。
【0016】次に、第1の実施の形態の作用を説明す
る。図3は、第1の実施の形態のウェーブフィン11の
組立前後を示す状態図である。11aはウェーブフィン
の組立前の形状を示し、11bは組付け後の形状を示
す。前記のように、ウェーブフィン11の自由状態での
内外径を、燃焼器外筒2、燃焼筒1とオーバーラップす
るように形成することにより、ウェーブフィン11を燃
焼器外筒2と燃焼筒1の間に組み込んだ際には、11b
のように変形し、ウェーブフィン11はセラミック製の
燃焼筒1に対して弾性的押圧力を作用する。
【0017】これにより、セラミック製の燃焼筒1に作
用する弾性押圧力によって弾性的に支持できるととも
に、ウェーブフィン11と燃焼筒1との接触面積を増や
しつつ、燃焼筒1とウェーブフィン11の間の接触熱抵
抗を減少できるため、燃焼筒1からウェーブフィン11
への熱の移動が容易になる。よって、燃焼筒1から燃焼
器入口空気への熱移動を効果的に行うことができ、燃焼
器入口空気温度を予蒸発予混合燃焼に必要な温度まで高
めることができる。
【0018】以上のように、熱交換器を持たない非再生
式ガスタービン用の逆流単缶型予蒸発予混合燃焼器にお
いて、セラミック製の燃焼筒に弾性的に押圧するウェー
ブフィンを設けることにより、燃焼器入口温度を液体燃
料が短時間の間で予蒸発するのに必要な温度まで高める
ことができ、よって、予蒸発予混合燃焼が可能となるた
め、排気性能を向上できるという効果が得られる。
【0019】(第2の実施の形態)図4は、本発明によ
るセラミック燃焼器の構造の第2の実施の形態を示す図
である。第1の実施の形態と異なる点は、ウェーブフィ
ン11bの燃焼器外筒2側のRを小R化する部材12を
点付け溶接等で設けた点である。
【0020】このように、ウェーブフィンの取付形状を
11cのようにすることにより、ウェーブフィンとセラ
ミック製の燃焼筒1の接触面積をさらに大きくし、接触
力を強化できるとともに、燃焼器外筒2との接触面積を
低減することができる。
【0021】これにより、接触セラミック製の燃焼筒か
らウェーブフィンへの熱伝導をより向上でき、また、燃
焼器外筒への熱伝導を低下させ、ウェーブフィンから燃
焼器入口空気への熱伝達を向上できるという効果が得ら
れる。
【0022】(第3の実施の形態)図5は、本発明によ
るセラミック燃焼器の構造の第3の実施の形態を示す図
である。第1、第2の実施の形態と異なる点は、図5
(a)に示すように、ウェーブフィンの燃焼器外筒2側
のRを小R化する部材12と燃焼器外筒2との接触部に
突起12aを設けた点である。なお、図5(b)は、部
材12の斜視図である。
【0023】このような構成とすることにより、ウェー
ブフィンから燃焼器外筒へ接触熱抵抗を増大して、熱伝
導を低減し、燃焼器入口温度をより効果的に上昇するこ
とができるという効果が得られる。
【0024】(第4の実施の形態)図6は、本発明によ
るセラミック燃焼器の構造の第4の実施の形態を示す図
である。第1の実施の形態と異なる点は、ウェーブフィ
ンの形状を燃焼器外筒2側に開口したU字型形状を組合
せた形状13とした点である。
【0025】このような構成とすることで、燃焼器外筒
への放熱を低減することができ、さらに、第1〜第3の
実施の形態に比べ、フィンの枚数を増加することが可能
なため、セラミック燃焼器からの熱をより効率よく、燃
焼器入口温度上昇に変換できるという効果が得られる。
【0026】(第5の実施の形態)図7は、本発明によ
るセラミック燃焼器の構造の第5の実施の形態を示す図
である。第5の実施の形態は、燃焼器外筒2とウェーブ
フィン11の間に断熱材14を介在する構成となってい
る。
【0027】このような構成とすることにより、セラミ
ック製の燃焼筒から燃焼器外筒への放熱を防止でき、燃
焼器入口温度をより効率的に上昇することができるとい
う効果が得られる。
【0028】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、燃焼器外筒とセラミック製の燃焼筒の間にウェ
ーブフィンを弾性的に支持する構造としたため、燃焼器
入口空気温度を予蒸発予混合燃焼に必要な温度に高める
ことができ、非再生式ガスタービンにおいても予蒸発予
混合燃焼が可能になるため、排気性能を向上できるとい
う効果が得られる。
【0029】また、第2〜第5の実施の形態は、それぞ
れ、燃焼器入口温度をより効率的に上昇できるという効
果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるセラミック燃焼器の構造の第1の
実施の形態の構成を示す図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】第1の実施の形態の効果を説明するための図で
ある。
【図4】第2の実施の形態の構成を示す図である。
【図5】(a)は第3の実施の形態の構成を示す図、
(b)は部材12の斜視図である。
【図6】第4の実施の形態の構成を示す図である。
【図7】第5の実施の形態の構成を示す図である。
【図8】従来技術の構成を示す図である。
【図9】従来技術を一般的な構造に簡略化して示した図
である。
【図10】図9のA−A断面図である。
【符号の説明】
1 燃焼筒 2 燃焼器外筒 5 空気通路 7 希釈孔 10 予蒸発予混合空気供給孔 11,11a,11b,11c,13 耐熱金属製円
周方向弾性支持部材(ウェーブフィン) 12 部材 12a 突起 15 ストッパー 16 ドーム

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 逆流単缶式ガスタービンエンジンの燃焼
    筒がセラミックで構成される燃焼器において、 燃焼器外筒とセラミック製燃焼筒の間に燃焼筒を支持す
    る耐熱金属製弾性支持部材を介在することを特徴とする
    セラミック燃焼器。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のセラミック燃焼器にお
    いて、 前記弾性支持部材はセラミック製燃焼筒の入口側の空気
    流れより見て、希釈孔より下流の部分から燃焼筒の空気
    入口にかけて構成することを特徴とするセラミック燃焼
    器。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のセラミック燃焼器にお
    いて、 前記弾性支持部材の自由外径を外筒もしくは断熱材の内
    周よりも大きく、かつ、前記弾性支持部材の自由内径を
    セラミック燃焼筒の外径よりも小さく形成し、セラミッ
    ク製燃焼筒を支持することを特徴とするセラミック燃焼
    器。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載のセラミック燃焼器にお
    いて、 前記弾性支持部材の接触面積を、相対的に外筒に対し燃
    焼筒側を大としたことを特徴とするセラミック燃焼器。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載のセラミック燃焼器にお
    いて、 前記弾性支持部材の外周側のRを小さく拘束する部材を
    前記弾性支持部材の外周側のRに設けたことを特徴とす
    るセラミック燃焼器。
  6. 【請求項6】 請求項1に記載のセラミック燃焼器にお
    いて、 前記弾性支持部材の外周側のR部に突起を設けたことを
    特徴とするセラミック燃焼器。
  7. 【請求項7】 請求項1に記載のセラミック燃焼器にお
    いて、 前記弾性支持部材の形状が、燃焼筒側のみR形状を持つ
    ことを特徴とするセラミック燃焼器。
  8. 【請求項8】 請求項1に記載のセラミック燃焼器にお
    いて、 前記弾性支持部材と燃焼器外筒の間に断熱材を介在する
    ことを特徴とするセラミック燃焼器。
JP26521697A 1997-09-30 1997-09-30 セラミック燃焼器の構造 Pending JPH11101436A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2009035487A1 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Siemens Energy, Inc. Wavy cmc wall hybrid ceramic apparatus
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