JPS5913503Y2 - ガスタ−ビン機関のセラミツクライナ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はガスタービン機関のセラミックライナに関する
ものである。

従来より、ガスタービン機関の燃焼筒（以下ライナと言
う）はインコネル、ハステロイ等の超耐熱合金から形成
されていたが、燃費向上のために作動ガス温度を上昇さ
せようとすると、もはや金属では高温に耐えられず、代
替材料としてセラミックを用いる必要がある。

このセラミックとしては、シリコン炭化物あるいはシリ
コン窒化物等の高温高強度のセラミックがよいと考えら
れているが、これらのセラミックでも現状では厳しい熱
応力に耐えるのは困難であり、さらに取付状態において
機械的応力が加えられると困難さは更に増加する。

第１図は従来のライナの一般的な固定構造を説明するも
ので、図において符号１はライナを示し、全体としてほ
ぼ吊鐘状に形成されている。

このライナ１の一端にはその肩部が円弧状に形成された
ドーム部２が形成されており、このドーム部２の中央部
には円形の開口部３が形成されており、ライナ１の他端
は矢印で示す燃焼ガスの下流側に向って開放されており
、この開放部はタービンスクロール１１と接続されるよ
うになっている。

ライナ１の周面には複数個の空気孔４が形成されている
。

ライナ１はそのドーム２側をスワラ５の取付板６を介し
てポルｌ−７によって開口部３の周縁に固定され、この
スワラ５を介して熱焼器（外筒）８に対して固定されて
いる。

符号９は着火用のプラグを示す。

以上のような取付構造を採用すると、ライナ１がセラミ
ックの場合、大きな熱応力が加わるほかに、ボルト７の
締付による機械的応力が加わり、ライナ１はドーム部２
の近傍からクラックが生じ、やがて破損してしまう。

本考案は以上のような従来の欠点を除去するためになさ
れたものであり、ライナの取付部に加わる熱応力および
機械的応力を緩和することができるように構成したガス
タービン機関におけるセラミックライナを提供するもの
である。

なお、セラミ゛ンクで゛ライナ等のガ゛スターピ゛ン音
［品を製造すること自体については、例えば特開昭５０
−９５３０６号公報、あるいは特開昭５２−１０２３０
６号公報により公知である。

本考案においては上記の目的を達成するためにセラミッ
クライナのドーム部あるいは開放部にあらかじめ端部と
最も近い空気孔とを結ぶスリットを形成する構造を採用
している。

以下、図面に示す実施例と共に本考案の詳細を説明する
。

第２図および第３図は本考案の一実施例を説明するもの
で、図中、第１図と同一部分または相当する部分には同
一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例にあってはセラミック製のライナ１のドーム部
２には開口部３を始端とし、この開口部３に最も近い空
気孔、例えば第１次空気孔４ａに至るスリット１０が１
条形成されている。

このスリット１０の幅はライナ１の内部のガスの流れを
乱さない程度に小さいことが必要で、約Ｑ、２ｍｒｎ程
度の幅が望ましい。

また、このスワラ） １０の形成はライナ１の最終焼結
以前であることが望ましく、焼結以前のグリーンボテ゛
イの状態にあるとき形成するか、あるいはグリーンボデ
ィ成形時にあらかじめスリットを形成しておくことが望
ましい。

焼結後においでこのようなスリットを設ける加工を行な
うと、ここを起点としてクリックが発生する可能性があ
るため避けた方がよい。

このようにしてスリット１０をあらかじめ設けておくと
、取付けた状態で熱衝撃が加わってもドーム部２に生じ
る機械的応力および熱応力はスワラ） １０の部分にお
いて分散し、局部的に応力が集中することがなく、従っ
て、ドーム部５にクラックが生じるのを防止することが
できる。

本考案者の実験によればスワラ） １０を形成したライ
ナ１を用いると、ライナ１の出口側温度が１４００℃に
達する程度までの高温に耐えられたが、スリット１０を
形成しないライナは出口側温度が１０００℃程度までし
か耐えられず、クラックが生じて破損する結果となった
。

なお、スリット１０は必らずドーム側の開口端である開
口部３から該開口部に最も近い空気孔４まで連続して設
けることが必要で、スワラ） １０の一端または両端が
ライナ１の途中で終っていると、応力はそのスリットの
終端部に集中し、クラックを成長させてしまう結果とな
る。

また、スリット１０の本数は１本に限定されないが、本
数があまり多すぎると逆にライナ１自身の機械的強度が
低下する恐れがあるため、１〜２本が適当である。

第４図に示すように、スリット１０をライナの開放部に
も、その開口端がら該開口端に最も近い空気孔４まで連
続して形成した場合には、この部分からのクラック発生
を防止することができる。

以上の説明から明らがなように本考案によれば、セラミ
ックライナのドーム部あるいは開放部に、その開口端か
ら該開口端に最も近い空気孔まで連続してあらかじめス
リットを形成しておく構造を採用しているため、ライナ
の取付部や開放部に加わる熱応力および機械的応力を緩
和してその強度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はライナの取付構造を説明する縦断側面図、第２
図および第３図は本考案の一実施例を説明する正面図お
よび側面図、第４図は他の実施例を示す側面図である。 １・・・・・・ライナ、２・・・・・・ドーム部、３・
・・・・・開口部、４・・・・・・空気孔、４ａ・・・
・・・第１次空気孔、５・・・・・・スワラ、６・・・
・・・取付板、７・・・・・・ボルト、８・・・・・・
燃焼器、９・・・・・・着火用プラグ、１０・・・・・
・スリット。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）一端は円弧状の肩部を有するドーム部を介して燃
   焼器側に固定され、他端は燃焼ガス流の下流側に向って
   開放されたセラミック製の筒状のライナにおいて、前記
   ドーム部あるいは開放部にその開口端から該開口端に最
   も近い空気孔にまで連続した状態で少なくとも１本のス
   リットを形成したことを特徴とするガスタービン機関の
   セラミックライナ。
2. （２）スリットはセラミックライナの最終焼結前に形成
   しであることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
   項記載のガスタービン機関のセラミックライナ。