(57)【要約】  本発明に係る燃焼器（１０）は、内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒（１４）と、内筒（１４）の先端部が隙間（Ｃ）を有して挿入された尾筒（１７）と、内筒（１４）と尾筒（１７）との間を閉塞するスプリングクリップ（１９）と、隙間（Ｃ）における内筒（１４）の先端側で尾筒（１７）に開口する開口部（Ｃｋ）に設けられ、基端側に比較して開口部（Ｃｋ）の開口面積を狭める絞り部（２１）と、絞り部（２１）を冷却する冷却手段（２２）と、を備える。
2012132898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、
前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、
前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、
前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、
前記絞り部を冷却する冷却手段と、
を備える燃焼器。
【請求項２】
前記絞り部が、前記尾筒の内面を前記内筒側へ突出させて設けられた請求項１に記載の燃焼器。
【請求項３】
前記絞り部が、前記内筒の外面を前記尾筒側へ突出させて設けられた請求項１に記載の燃焼器。
【請求項４】
前記冷却手段が、前記絞り部に冷却用流体を噴射することにより前記絞り部を冷却する請求項１から３のいずれか１項に記載の燃焼器。
【請求項５】
前記冷却手段が、前記開口部に向けて冷却用流体を噴射する噴射部と、噴射した冷却用流体を前記絞り部に向けて案内する案内部と、を有する請求項４に記載の燃焼器。
【請求項６】
前記冷却手段が、前記絞り部の内部に冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却する請求項１から３のいずれか１項に記載の燃焼器。
【請求項７】
前記絞り部の内部を流れた冷却用流体が、前記絞り部から前記開口部に向けて流出する請求項６に記載の燃焼器。
【請求項８】
前記冷却手段が、前記絞り部の表面に沿って冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却する請求項１から３のいずれか１項に記載の燃焼器。
【請求項９】
前記冷却手段が、前記絞り部における内筒先端側の表面に沿って冷却用流体を流す請求項８に記載の燃焼器。
【請求項１０】
前記冷却手段が、前記絞り部における内筒基端側の表面に沿って冷却用流体を流す請求項８に記載の燃焼器。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の燃焼器を備えたガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内筒の先端部が隙間を介して尾筒に挿入された燃焼器、及びこの燃焼器を備えたガスタービンに関する。
本願は、２０１１年３月３０日に、日本に出願された特願２０１１−０７４２０５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンは、圧縮空気を生成する圧縮機と、圧縮空気に燃料を混合して燃焼させることで燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスによって回転駆動されるタービンとを備えている。このうち燃焼器は、圧縮機から圧縮空気が導入されて燃焼ガスを生成する内筒と、生成された燃焼ガスをタービンへ案内する尾筒とを有している。ここで、内筒と尾筒の接続は、内筒の先端部を尾筒の内部に挿入することにより行われるが、この時、内筒の先端部に周方向に沿って設けられたスプリングクリップと呼ばれるバネ部材が、内筒と尾筒との間の隙間にて押し潰された状態となる。そして、スプリングクリップが元の形状に復帰しようとする力によって内筒の外周面が尾筒の内周面に押し付けられることにより、両者が脱落不能に接続される（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１２９０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の燃焼器によれば、内筒と尾筒の接続部分で燃焼ガスの渦流が生じ、この渦流が内筒と尾筒の隙間を逆流することにより、この隙間に配置されたスプリングクリップが高温の燃焼ガスに曝される。従って、スプリングクリップの焼損を防止すべくその冷却手段が必要となる。ここで、スプリングクリップの冷却手段としては、冷却用空気を吹き付ける積極的な方法も考えられるが、この冷却空気の混入によって内筒に設けられた燃焼バーナの火炎温度が上昇すると、窒素酸化物の排出量が増加する。
従って、スプリングクリップを冷却する他の手段として、外部からスプリングクリップを越えて隙間に流入する漏れ空気を利用してスプリングクリップを冷却する方法が用いられる。しかし、この漏れ空気はその量が僅かであるため、ガスタービンの高効率化を図るべく燃焼ガスの温度が上昇傾向にある近年では、スプリングクリップを十分に冷却することができない。従って、この少量の漏れ空気を利用してスプリングクリップを確実に冷却する手段が要求されている。【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、内筒と尾筒の隙間に設けられたスプリングクリップが、前記隙間に流入した高温の燃焼ガスに曝されて焼損することを確実に防止する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る燃焼器は、内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、前記絞り部を冷却する冷却手段と、を備える。【０００７】
このような構成によれば、外部からスプリングクリップを通して内筒と尾筒の隙間に流入した漏れ空気は、絞り部によって開口面積が狭められた領域を通過する際にその流速が増大され、開口部から尾筒へ流れ込む。従って、内筒と尾筒の接続部で生じた燃焼ガスは、漏れ空気の流れに阻害されることにより、隙間への流入量が低減する。これにより、隙間に設けられたスプリングクリップが燃焼ガスに曝されて焼損するのを抑制することができる。【０００８】
また、本発明に係る燃焼器は、前記絞り部が、前記尾筒の内面を前記内筒側へ突出させて設けてもよい。【０００９】
このような構成によれば、スプリングクリップに干渉することなく、内筒と尾筒の隙間に絞り部を配置することができる。【００１０】
また、本発明に係る燃焼器は、前記絞り部が、前記内筒の外面を前記尾筒側へ突出させて設けてもよい。【００１１】
このような構成によれば、尾筒の内面に絞り部を設ける場合と比較して、簡略な工程によって絞り部を製作することができる。【００１２】
また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記絞り部に冷却用流体を噴射することにより前記絞り部を冷却してもよい。【００１３】
このような構成によれば、いわゆるインピンジメント冷却によって絞り部を効率良く冷却することができる。【００１４】
また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記開口部に向けて冷却用流体を噴射する噴射部と、噴射した冷却用流体を前記絞り部に向けて案内する案内部と、を有してもよい。【００１５】
このような構成によれば、簡略な構成によって、噴射部から噴射した冷却用流体を絞り部に対して確実に吹き付けることができる。【００１６】
また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記絞り部の内部に冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却してもよい。【００１７】
このような構成によれば、いわゆる対流冷却によって絞り部を効率良く冷却することができる。【００１８】
また、本発明に係る燃焼器は、前記絞り部の内部を流れた冷却用流体が、前記絞り部から前記開口部に向けて流出してもよい。【００１９】
このような構成によれば、絞り部から流出した冷却用流体が漏れ空気と合流して開口部から尾筒へ流れ込む。これにより、燃焼ガスの隙間への流入が一層阻害されるため、スプリングクリップの焼損をより確実に抑制することができる。【００２０】
また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記絞り部の表面に沿って冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却してもよい。【００２１】
このような構成によれば、いわゆるフィルム冷却によって絞り部を効率良く冷却することができる。【００２２】
また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記絞り部における内筒先端側の表面に沿って冷却用流体を流してもよい。【００２３】
このような構成によれば、冷却用流体が絞り部の表面に薄膜を形成しやすいため、効率良く絞り部を冷却することができる。【００２４】
また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記絞り部における内筒基端側の表面に沿って冷却用流体を流してもよい。【００２５】
このような構成によれば、絞り部の表面から離れた冷却用流体が、漏れ空気と合流して開口部から尾筒へ流れ込む。これにより、燃焼ガスの隙間への流入が一層阻害されるので、スプリングクリップの焼損をより確実に抑制することができる。【００２６】
また、本発明に係るガスタービンは、上記いずれかの燃焼器を備えてもよい。【００２７】
このような構成によれば、燃焼器を構成する内筒と尾筒の接続をより確実なものとすることにより、ガスタービンの信頼性の向上及び高効率化を図ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係る燃焼器によれば、内筒と尾筒の隙間に設けられたスプリングクリップが、前記隙間に流入した高温の燃焼ガスに曝されて焼損することを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃焼器を有するガスタービンの全体構成図である。
【図２】第１実施形態に係る燃焼器の周辺を示す概略断面図である。
【図３】第１実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。
【図４】第２実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。
【図５】第３実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。
【図６】第３実施形態に係る燃焼器の第1変形例を示す概略断面図である。
【図７】第３実施形態に係る燃焼器の第２変形例を示す概略断面図である。
【図８】第４実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。
【図９】第５実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。
【図１０】第６実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。
【図１１】第７実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。
【図１２】第８実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。
【図１３】第９実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［第１実施形態］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る燃焼器の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る燃焼器１０を有するガスタービン１の全体構成図である。
【００３１】
ガスタービン１は、図１に示すように、流体の流通方向Ｆに沿って最も上流側に設けられた圧縮機２と、この圧縮機２の下流側にタービンロータ３の周方向に沿って複数設けられた燃焼器１０と、この燃焼器１０の下流側に設けられたタービン４と、を備える。
【００３２】
このように構成されるガスタービン１では、まず圧縮機２が空気取込口５から外部の空気を取り込み、この空気を圧縮することによって圧縮空気を生成する。そして、燃焼器１０が圧縮空気に燃料を噴射して燃焼させることにより、高温且つ高圧の燃焼ガスを生成する。そして、この燃焼ガスによってタービン４が回転駆動され、タービン４を構成するタービンロータ３の駆動力が不図示の発電機等に伝達される。
【００３３】
図２は、第１実施形態に係る燃焼器１０の周辺を示す概略断面図である。燃焼器１０は、内筒１４と、燃料ノズル１５と、尾筒１７と、バイパス管１８と、を備えている。
内筒１４は、車室１１の内部に収容され、基端部がケーシング１２に固定されるとともに、先端部が尾筒１７に接続されている。
燃料ノズル１５は、内筒１４の基端部に突出して設けられている。
尾筒１７は、車室１１の内部に収容され、基端部がタービン側ガス流路１６に接続されるとともに、先端部が内筒１４に接続された状態で支持部材１３によって支持されている。
バイパス管１８は、その一端が尾筒１７に接続されている。
【００３４】
このように構成される燃焼器１０では、図２に示すように、圧縮機２（図１に示す）から車室１１の内部に流入した圧縮空気Ａが、内筒１４の基端部からその内部へ導入される。そうすると、燃料ノズル１５がこの圧縮空気Ａに燃料を噴射して点火することにより、燃焼ガスＮが生成される。そしてこの燃焼ガスＮが、内筒１４から尾筒１７を通ってタービン側ガス流路１６に流入し、タービン４（図１に示す）に供給される。
【００３５】
ここで図３は、内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ１は、尾筒１７と、この尾筒１７に挿入された内筒１４と、内筒１４に設けられたスプリングクリップ１９と、尾筒１７に設けられた逆流防止ユニット２０と、を備える。
【００３６】
尾筒１７は、図３に示すように、中空の管状部材である。一方、内筒１４は、同じく中空の管状部材であって、その外径は尾筒１７の内径よりも若干小径に形成されている。この内筒１４の外周面１４ｇには、弾性変形可能な板状のバギークリップＢＫが、その中央部を外周面１４ｇから若干浮かせるようにして固定されている。
【００３７】
スプリングクリップ１９は、内筒１４を尾筒１７に対して脱落不能に接続する役割を果たす。このスプリングクリップ１９は、弾性変形可能な板バネ部材であって、図３に示すように、その一端部が内筒１４の外周面１４ｇに固定されるとともに、その他端部は内筒１４の外周面１４ｇから若干浮いてバギークリップＢＫによって下方から支持された状態となっている。このように構成されるスプリングクリップ１９は、内筒１４の外周面１４ｇにその全周に渡って設けられている。そして、内筒１４が尾筒１７に挿入された状態において、内筒１４と尾筒１７の間で押し潰されたバギークリップＢＫが元の形状に復元しようとする力により、スプリングクリップ１９が尾筒１７の内周面に押し付けられている。これにより、内筒１４が尾筒１７から脱落することが防止されている。そして、内筒１４の先端部では、スプリングクリップ１９と尾筒１７との間に所定幅の隙間Ｃが形成されている。
【００３８】
逆流防止ユニット２０は、内筒１４から尾筒１７へ流れ込む燃焼ガスＮが隙間Ｃを逆流するのを防止する。この逆流防止ユニット２０は、図３に示すように、尾筒１７の内周面１７ｎに設けられた絞り部２１と、この絞り部２１に近接して設けられた冷却手段２２と、を有している。
【００３９】
絞り部２１は、図３に示す漏れ空気Ｍ、すなわち車室１１からスプリングクリップ１９を越えて隙間Ｃに流入する空気の流速を増大させる役割を果たす。この絞り部２１は、図３に示すように、断面略矩形形状を有する円環状の部材であって、その外径は尾筒１７の内径と略等しい大きさに形成されるとともに、その内径は内筒１４の外径より若干大きく形成されている。このように構成される絞り部２１は、図３に示すように、尾筒１７の内周面１７ｎにおける内筒１４の先端部付近に、その外周面を当接させた状態で固定されている。これにより、隙間Ｃの尾筒１７への開口部Ｃｋにおける開口面積は、隙間Ｃの内筒１４基端側での断面積と比較すると、絞り部２１の断面積分だけ狭くなっている。
【００４０】
冷却手段２２は、絞り部２１を冷却する役割を果たす。この冷却手段２２は、図３に示すように、尾筒１７における絞り部２１より先端側の位置を径方向に貫通して形成される。この冷却手段２２は、尾筒１７の内周面１７ｎ側に開口して噴射孔２３（噴射部）が設けられた冷却ガス流路２４と、配管２５を介して冷却ガス流路２４に接続された冷却ガス供給部２６と、噴射孔２３に近接して尾筒１７の内周面１７ｎに設けられた案内部２７と、を有する。尚、図３に詳細は示さないが、冷却ガス流路２４は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
【００４１】
ここで案内部２７は、噴射孔２３から噴射した冷却ガスの噴射方向を絞り部２１の側へ変更する。この案内部２７は、図３に示すように、尾筒１７の内周面１７ｎに取り付けるための取付片２７ａと、噴射孔２３から噴射した冷却ガスの方向を変更するための方向変更片２７ｂと、を備えている。このように構成される案内部２７は、その方向変更片２７ｂを尾筒１７の内周面１７ｎに略平行させるようにして、その取付片２７ａが尾筒１７の内周面１７ｎにおける噴射孔２３より尾筒先端側の位置に固定されている。そしてこの状態において、方向変更片２７ｂはその先端部が絞り部２１の根元部分まで延びている。
【００４２】
次に、第１実施形態に係る燃焼器１０の作用効果について説明する。本実施形態の燃焼器１０によれば、図３に示すように、燃焼ガスＮが小径の内筒１４から大径の尾筒１７へ流れ込む際に、流路幅が広がることに起因して燃焼ガスＮに渦流Ｎｕが生じる。そして、この渦流Ｎｕは、尾筒１７と内筒１４の間に形成された隙間Ｃに流入しようとする。しかし、この隙間Ｃの尾筒１７への開口部Ｃｋには、尾筒１７の内周面１７ｎから突出して絞り部２１が設けられることにより、隙間Ｃの開口面積が狭くなっている。従って、車室１１から隙間Ｃに流入して開口部Ｃｋへ向かって流れる漏れ空気Ｍは、隙間Ｃの開口面積が狭くなっている位置においてその流速が増加する。その結果、尾筒１７と内筒１４の接続部分で生じた燃焼ガスＮの渦流Ｎｕは、流速が増加した漏れ空気Ｍに阻害されることにより、隙間Ｃへ流入する量が低減する。更に、絞り部２１によって隙間Ｃの開口面積が狭められることによっても、渦流Ｎｕが隙間Ｃへ流入しにくくなっている。これにより、隙間Ｃに設けられたスプリングクリップ１９が、高温の燃焼ガスＮに曝されて焼損するのを抑制することができる。
【００４３】
また、ガスタービン１の運転が開始されると、これに伴って冷却ガス供給部２６から冷却ガス流路２４に対し、低温且つ圧縮状態の冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、冷却ガス流路２４を通って噴射孔２３から径方向に噴射する。そして、この冷却ガスＲは、噴射孔２３に対向して設けられた案内部２７に衝突してその噴射方向が略９０°だけ変更されることにより、尾筒１７の軸方向に沿って尾筒先端側から尾筒基端側へ向かって噴射し、絞り部２１に吹き付けられる。これにより絞り部２１は、いわゆるインピンジメント冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。
【００４４】
尚、絞り部２１の断面形状は、本実施形態に限定されず適宜設計変更が可能である。また、本実施形態では絞り部２１を円環状に形成し、内筒１４と尾筒１７の隙間Ｃの周方向全周に渡って絞り部２１を設けたが、隙間Ｃの周方向に沿った一部にのみ絞り部２１を設けてもよい。例えば、内筒１４の軸線に対して尾筒１７の軸線が傾斜している場合、内筒１４と尾筒１７の隙間Ｃは周方向への位置によってその幅が異なり、隙間Ｃにおける圧力分布も周方向への位置によって異なるため、スプリングクリップ１９の焼損度合いも異なってくる。従って、燃焼器１０の形状等を考慮して、スプリングクリップ１９が特に焼損しやすい領域にだけ絞り部２１を設けてもよい。
【００４５】
また本実施形態では、尾筒１７の内周面１７ｎに内筒１４の側へ突出して絞り部２１を設けたが、これとは逆に、内筒１４の外周面１４ｇに尾筒１７の側へ突出して絞り部２１を設けることも可能である。この場合、絞り部２１に合わせて冷却手段２２の設置位置を内筒１４の側にしてもよいし、或いは冷却手段２２を尾筒１７に設けて隙間Ｃを越えて内筒１４に設けた絞り部２１に向かって冷却ガスＲを噴射してもよい。
【００４６】
また、冷却手段２２を構成する案内部２７の形状や大きさや設置位置は、絞り部２１の大きさや設置位置等に応じて適宜設計変更が可能である。更に、本実施形態では冷却手段２２を構成する冷却ガス供給部２６を図３に示すように尾筒１７の外部に別途設けたが、冷却ガス供給部２６は本実施形態に限定されない。例えば、図２に示す車室１１を冷却ガス供給部２６として使用し、車室１１から取り込んだ冷却ガスＲを冷却ガス流路２４に供給してもよい。この場合、配管２５は不要である。また、尾筒１７に自身を冷却するための尾筒冷却流路（不図示）が設けられている場合には、冷却ガス供給部２６としてこの尾筒冷却流路を使用し、この尾筒冷却流路から取り込んだ冷却ガスＲを噴射孔２３に供給してもよい。この場合も、配管２５は不要である。なお、これら変形例は後述する各実施形態についても適用することができる。
【００４７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る燃焼器３０の構成について説明する。第２実施形態に係る燃焼器３０は、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ２だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００４８】
図４は、第２実施形態に係る燃焼器３０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ２は、図３に示す第１実施形態における接続構造Ｓ１と比較すると、冷却手段３１の構成だけが異なっている。それ以外の構成及びそれに基づく作用効果は第１実施形態と同じであるため、図４では図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００４９】
冷却手段３１は、図４に示すように、尾筒１７における絞り部２１より先端側の位置を斜めに貫通して形成され、尾筒１７の内周面１７ｎ側に開口して噴射孔３２（噴射部）が設けられた冷却ガス流路３３と、配管３４を介して冷却ガス流路３３に接続された冷却ガス供給部３５と、を有する。尚、図４に詳細は示さないが、冷却ガス流路３３は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
【００５０】
次に、第２実施形態に係る燃焼器３０の作用効果について説明する。第２実施形態に係る燃焼器３０でも、第１実施形態に係る燃焼器１０と同様に、絞り部２１によって加速された漏れ空気Ｍが燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することにより、スプリングクリップ１９の焼損が抑制される。
【００５１】
また、ガスタービン１の運転が開始されると、これに伴って冷却ガス供給部３５から冷却ガス流路３３に対し、低温且つ圧縮状態の冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、冷却ガス流路３３を通って噴射孔３２から噴射される。ここで、冷却ガス流路３３は前述のように尾筒１７を斜めに貫通して形成されているため、冷却ガスＲは尾筒１７の径方向に対して所定角度だけ傾斜した方向へ噴射され、絞り部２１に吹き付けられる。
これにより絞り部２１は、いわゆるインピンジメント冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。このように、本実施形態によれば、冷却ガス流路３３を傾斜させることによって冷却ガスＲの噴射方向を絞り部２１の側へ向けるので、第１実施形態のように冷却ガスＲの噴射方向を絞り部２１の側へ向けるための案内部２７を設ける必要がないため、構成の簡略化を図ることができるという利点がある。
【００５２】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る燃焼器４０の構成について説明する。第３実施形態に係る燃焼器４０も、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ３だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００５３】
図５は、第３実施形態に係る燃焼器４０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ３も、図３に示す第１実施形態における接続構造Ｓ１と比較すると、冷却手段４１の構成だけが異なっている。それ以外の構成及びそれに基づく作用効果は第１実施形態と同じであるため、図５では図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００５４】
冷却手段４１は、図５に示すように、絞り部２１を径方向に貫通して形成された第一冷却ガス流路４２と、尾筒１７を径方向に貫通して形成されて第一冷却ガス流路４２に連通する第二冷却ガス流路４３と、配管４４を介して第二冷却ガス流路４３に接続された冷却ガス供給部４５と、を有する。尚、図５に詳細は示さないが、第二冷却ガス流路４３は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されるとともに、これに対応して第一冷却ガス流路４２も絞り部２１の周方向に所定間隔で複数形成されている。
【００５５】
次に、第３実施形態に係る燃焼器４０の作用効果について説明する。第３実施形態に係る燃焼器４０でも、第１実施形態に係る燃焼器１０と同様に、絞り部２１によって加速された漏れ空気Ｍが燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することにより、スプリングクリップ１９の焼損が抑制される。
【００５６】
また、ガスタービン１の運転が開始されると、冷却ガス供給部４５から配管４４を介して第二冷却ガス流路４３に対する冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、第二冷却ガス流路４３から第一冷却ガス流路４２へ流入する。これにより絞り部２１は、その内部を冷却ガスＲが流れることでいわゆる対流冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。そして冷却ガスＲは、絞り部２１の先端から外部へ排出されて下方へ流れることにより、絞り部２１と内筒１４との間にいわゆるエアカーテンを形成する。これにより、燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入がこのエアカーテンによって一層阻害される。
【００５７】
ここで図６は、第３実施形態に係る燃焼器４０の第1変形例４０Ａを示す概略断面図である。この第１変形例４０Ａでは、絞り部２１が尾筒１７の径方向に対して傾斜するように設けられ、その先端部が尾筒１７の基端側を向いている。そして、この絞り部２１の突出方向に対応して、絞り部２１を貫通する第一冷却ガス流路４２も尾筒１７の径方向に対して傾斜するように形成されるとともに、尾筒１７を貫通する第二冷却ガス流路４３も尾筒１７の径方向に対して傾斜するように形成されている。
【００５８】
このような第1変形例４０Ａの構成によれば、第一冷却ガス流路４２を通って絞り部２１の先端から外部へ排出される冷却ガスＲは、その排出方向が尾筒１７の径方向に対して傾斜する方向であって、隙間Ｃに流入しようとする燃焼ガスＮの流れ方向とは逆向きの速度成分を有している。従って冷却ガスＲは、エアカーテンを形成することで燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することに加えて、燃焼ガスＮの流れを相殺することでその隙間Ｃへの流入を一層阻害する。
【００５９】
尚、第1変形例４０Ａでは絞り部２１を尾筒１７の径方向に対して傾斜するように設けたが、これに限られず、絞り部２１を尾筒１７の径方向に平行して延びるように設け、第一冷却ガス流路４２及び第二冷却ガス流路４３だけを尾筒１７の径方向に対して傾斜するように形成することも可能である。
【００６０】
また図７は、第３実施形態に係る燃焼器４０の第２変形例４０Ｂを示す概略断面図である。この第２変形例４０Ｂでは、絞り部２１は尾筒１７の径方向に平行して延びるように設けられ、第一冷却ガス流路４２が断面Ｌ字形状に形成されて絞り部２１の尾筒基端側の端面に開口している。
【００６１】
このような第２変形例４０Ｂの構成によれば、第一冷却ガス流路４２を通って絞り部２１から外部へ排出される冷却ガスＲは、隙間Ｃに流入しようとする燃焼ガスＮの流れ方向と逆向きに排出される。従って、この冷却ガスＲの流れにより、燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入が阻害される。
【００６２】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る燃焼器５０の構成について説明する。第３実施形態に係る燃焼器５０も、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ４だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００６３】
図８は、第４実施形態に係る燃焼器５０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ４は、図５に示す第３実施形態における接続構造Ｓ３と比較すると、絞り部５１及び冷却手段５２の構成が異なっている。それ以外の構成は第３実施形態と同じであるため、図８では図５と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００６４】
絞り部５１は、図８に示すように、尾筒１７の一部として形成されている。より詳細に説明すると、尾筒１７における内筒１４の先端部付近には、尾筒１７の内径を尾筒先端側より尾筒基端側を縮径させることにより、段差状の絞り部５１が設けられている。そして、この絞り部５１において尾筒１７の内径が小さくなっている分だけ、隙間Ｃの開口部Ｃｋにおける開口面積は、隙間Ｃの内筒１４基端側での断面積と比較して狭くなっている。
【００６５】
冷却手段５２は、図８に示すように、尾筒１７の絞り部５１を径方向に貫通して形成された冷却ガス流路５３と、配管５４を介して冷却ガス流路５３に接続された冷却ガス供給部５５と、を有する。尚、図８に詳細は示さないが、冷却ガス流路５３は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
【００６６】
次に、第４実施形態に係る燃焼器５０の作用効果について説明する。第４実施形態に係る燃焼器５０でも、第１実施形態に係る燃焼器１０と同様に、絞り部５１によって加速された漏れ空気Ｍが燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することにより、スプリングクリップ１９の焼損が抑制される。
【００６７】
このように構成される第４実施形態の燃焼器５０によれば、第３実施形態に係る燃焼器４０が奏する作用効果に加えて、絞り部５１を尾筒１７の一部として構成することにより、絞り部２１を尾筒１７とは別部材として構成する第３実施形態と比較すると、部品点数の削減によるコストダウン及び管理の容易化を図ることができるという利点がある。
【００６８】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態に係る燃焼器６０の構成について説明する。第５実施形態に係る燃焼器６０も、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ５だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００６９】
図９は、第５実施形態に係る燃焼器６０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ５は、図３に示す第１実施形態における接続構造Ｓ１と比較すると、絞り部６１及び冷却手段６２の構成が異なっている。それ以外の構成は第１実施形態と同じであるため、図９では図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００７０】
絞り部６１は、図９に示すように、軸線方向に沿って一端側から他端側に向かって径が徐々に変化するようなテーパ状に形成された筒状の部材である。この絞り部６１は、その軸線方向一端側である大径部６１１の外径が尾筒１７の内径に略等しく形成されるとともに、軸線方向他端側である小径部６１２の外径が内筒１４の外径より若干大きく形成されている。このように構成される絞り部６１は、その大径部６１１が尾筒１７の内周面１７ｎにおける内筒１４の先端付近に固定されるとともに、その小径部６１２が自由端とされることにより、片持ち支持された状態となっている。そしてこの時、内筒１４と尾筒１７の隙間Ｃは、絞り部６１がテーパ状に形成されていることにより、その小径部６１２の位置の方が大径部６１１の位置より隙間幅が小さくなっている。これにより、隙間Ｃの尾筒１７への開口部Ｃｋにおける開口面積は、隙間Ｃの内筒基端側での断面積と比較して狭くなっている。
【００７１】
冷却手段６２は、図９に示すように、尾筒１７における絞り部６１の固定位置より基端側の位置、換言すれば内筒先端側の位置を貫通して形成された冷却ガス流路６３と、配管６４を介して冷却ガス流路６３に接続された冷却ガス供給部６５と、を有する。尚、図９に詳細は示さないが、冷却ガス流路６３は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
【００７２】
次に、第５実施形態に係る燃焼器６０の作用効果について説明する。本実施形態に係る燃焼器６０も、第１実施形態に係る燃焼器１０と同様、隙間Ｃの開口部Ｃｋにおける開口面積が、隙間Ｃの内筒基端側での断面積と比較して狭くなっている。従って、外部からスプリングクリップ１９を越えて隙間Ｃに流入する漏れ空気Ｍは、この隙間Ｃの開口面積が狭くなっている位置においてその流速が増加する。その結果、隙間Ｃへ流入しようとする燃焼ガスＮの渦流Ｎｕは、逆方向への流速が増加した漏れ空気Ｍの流れに阻害されることにより、隙間Ｃへ流入する量が低減する。これにより、隙間Ｃに設けられたスプリングクリップ１９が燃焼ガスＮに曝されて焼損するのを抑制することができる。
【００７３】
また、ガスタービン１の運転が開始されると、冷却ガス供給部６５から配管６４を介して冷却ガス流路６３に対する冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、冷却ガス流路６３を通ってその一端開口から排出された後、絞り部６１の表面６１ａに沿って流れる。これにより絞り部６１は、その表面６１ａに冷却ガスＲの薄膜が形成されていわゆるフィルム冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。
【００７４】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態に係る燃焼器７０の構成について説明する。第６実施形態に係る燃焼器７０は、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ６だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００７５】
図１０は、第６実施形態に係る燃焼器７０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ６は、図９に示す第５実施形態における接続構造Ｓ５と比較すると、冷却手段７１の構成だけが異なっている。それ以外の構成及びそれに基づく作用効果は第５実施形態と同じであるため、図１０では図９と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００７６】
冷却手段７１は、図１０に示すように、尾筒１７における絞り部６１の固定位置より先端側の位置、換言すれば内筒基端側の位置を貫通して形成された冷却ガス流路７２と、配管７３を介して冷却ガス流路７２に接続された冷却ガス供給部７４と、を有する。尚、図１０に詳細は示さないが、冷却ガス流路７２は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
【００７７】
次に、第６実施形態に係る燃焼器７０の作用効果について説明する。第６実施形態に係る燃焼器７０でも、第５実施形態に係る燃焼器６０と同様に、絞り部６１によって加速された漏れ空気Ｍが燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することにより、スプリングクリップ１９の焼損が抑制される。
【００７８】
また、ガスタービン１の運転が開始されると、冷却ガス供給部７４から配管７３を介して冷却ガス流路７２に対する冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、冷却ガス流路７２を通ってその一端開口から排出された後、絞り部６１の表面６１ｂに沿って流れる。これにより絞り部６１は、その表面６１ｂに冷却ガスＲの薄膜が形成されていわゆるフィルム冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。更に、この冷却ガスＲが絞り部６１の表面６１ｂから離れた後に漏れ空気Ｍと合流して隙間Ｃの開口部Ｃｋから尾筒１７の内部へ流入するため、燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入をより確実に防止することができる。
【００７９】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態に係る燃焼器８０の構成について説明する。第７実施形態に係る燃焼器８０は、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ７だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００８０】
図１１は、第７実施形態に係る燃焼器８０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ７は、図３に示す第１実施形態における接続構造Ｓ１と比較すると、絞り部８１及び冷却手段８２の構成が異なっている。それ以外の構成は第１実施形態と同じであるため、図１１では図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００８１】
絞り部８１は、図１１に示すように、軸線方向に沿って一端側から他端側に向かって径が徐々に変化するようなテーパ状に形成された筒状の部材である。この絞り部８１は、その軸線方向一端側である小径部８１１の外径が内筒１４の外径に略等しく形成されるとともに、軸線方向他端側である大径部８１２の外径が尾筒１７の内径より若干小さく形成されている。このように構成される絞り部８１は、その小径部８１１が内筒１４の先端に固定されるとともに、その大径部８１２が自由端とされることにより、片持ち支持された状態となっている。そしてこの時、内筒１４と尾筒１７の隙間Ｃは、絞り部８１がテーパ状に形成されていることにより、その大径部８１２の位置の方が小径部８１１の位置より隙間幅が小さくなっている。これにより、隙間Ｃの尾筒１７の開口部Ｃｋにおける開口面積は、隙間Ｃの内筒基端側での断面積と比較して狭くなっている。
【００８２】
冷却手段８２は、絞り部８１を母線方向に貫通して形成された冷却ガス流路８３と、内筒１４を軸線方向に貫通して形成されて冷却ガス流路８３に連通する冷却ガス供給部８４と、を有する。尚、図１１に詳細は示さないが、内筒１４冷却流路及び冷却ガス流路８３は、内筒１４の周方向に所定間隔で複数形成されている。
【００８３】
次に、第７実施形態に係る燃焼器８０の作用効果について説明する。第７実施形態に係る燃焼器８０でも、第１実施形態に係る燃焼器１０と同様に、絞り部８１によって加速された漏れ空気Ｍが燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することにより、スプリングクリップ１９の焼損が抑制される。
【００８４】
また、ガスタービン１の運転が開始されると、冷却ガス供給部８４から冷却ガス流路８３に対する冷却ガスＲの供給が開始される。これにより絞り部８１は、その内部を冷却ガスＲが流れることによって対流冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。その後、この冷却ガスＲは、絞り部８１の先端から外部へ排出されることにより、絞り部８１と尾筒１７との間にエアカーテンを形成する。これにより、燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入がこのエアカーテンによって一層阻害される。
【００８５】
［第８実施形態］
次に、本発明の第８実施形態に係る燃焼器９０の構成について説明する。第８実施形態に係る燃焼器９０は、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ８だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００８６】
図１２は、第８実施形態に係る燃焼器９０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ８は、図３に示す第１実施形態における接続構造Ｓ１と比較すると、燃焼ガスＮの逆流を防止するための逆流防止ユニット９１の構成が異なっている。それ以外の構成及びそれに基づく作用効果は第１実施形態と同じであるため、同じ符号を使用し、ここでは説明を省略する。
【００８７】
逆流防止ユニット９１は、図１２に示すように、尾筒１７を径方向に貫通して形成されてその内周面１７ｎに開口して噴射孔９２が設けられた冷却ガス流路９３と、配管９４を介して冷却ガス流路９３に接続された冷却ガス供給部９５と、を有する。尚、図１２に詳細は示さないが、冷却ガス流路９３は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
【００８８】
次に、第８実施形態に係る燃焼器９０の作用効果について説明する。本実施形態に係る燃焼器９０では、ガスタービン１の運転が開始されると、これに伴って冷却ガス供給部９５から冷却ガス流路９３に対し、低温且つ圧縮状態の冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、冷却ガス流路９３を通って噴射孔９２から径方向に噴射することにより、尾筒１７と内筒１４との間にエアカーテンを形成する。これにより、燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入がこのエアカーテンによって阻害される。
【００８９】
［第９実施形態］
次に、本発明の第９実施形態に係る燃焼器１００の構成について説明する。第９実施形態に係る燃焼器１００は、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ９だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００９０】
図１３は、第９実施形態に係る燃焼器１００について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ９は、図１２に示す第８実施形態における接続構造Ｓ８と比較すると、冷却ガス流路１０１の構成だけが異なっている。それ以外の構成及びそれに基づく作用効果は第８実施形態と同じであるため、図１３では図１２と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
【００９１】
冷却ガス流路１０１は、図１３に示すように、尾筒１７を貫通して形成されてその内周面１７ｎに開口して噴射孔１０２が設けられている点では第８実施形態の冷却ガス流路９３と同じであるが、尾筒１７を貫通する方向が第８実施形態とは異なっている。すなわち本実施形態の冷却ガス流路１０１は、径方向に対して所定角度をなして傾斜する方向へ延びるように尾筒１７を貫通している。
【００９２】
次に、第９実施形態に係る燃焼器１００の作用効果について説明する。本実施形態に係る燃焼器１００では、噴射孔１０２から噴射される冷却ガスＲの噴射方向は、尾筒１７の径方向に対して傾斜する方向であって、隙間Ｃに流入しようとする燃焼ガスＮの流れ方向とは逆向きの速度成分を有している。従って冷却ガスＲは、第８実施形態と同様に尾筒１７と内筒１４の間にエアカーテンを形成することで燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することに加えて、燃焼ガスＮの流れを相殺することでその隙間Ｃへの流入を一層阻害する。
【００９３】
尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明に係る燃焼器によれば、内筒と尾筒の隙間に設けられたスプリングクリップが、前記隙間に流入した高温の燃焼ガスに曝されて焼損することを確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１  ガスタービン
２  圧縮機
３  タービンロータ
４  タービン
５  空気取込口
１０  燃焼器
１１  車室
１２  ケーシング
１３  支持部材
１４  内筒
１５  燃料ノズル
１６  タービン側ガス流路
１７  尾筒
１８  バイパス管
１９  スプリングクリップ
２０  逆流防止ユニット
２１  絞り部
２２  冷却手段
２３  噴射孔
２４  冷却ガス流路
２５  配管
２６  冷却ガス供給部
２７  案内部
３０  燃焼器
３１  冷却手段
３２  噴射孔
３３  冷却ガス流路
３４  配管
３５  冷却ガス供給部
４０  燃焼器
４１  冷却手段
４２  第一冷却ガス流路
４３  第二冷却ガス流路
４４  配管
４５  冷却ガス供給部
５０  燃焼器
５１  絞り部
５２  冷却手段
５３  冷却ガス流路
５４  配管
５５  冷却ガス供給部
６０  燃焼器
６１  絞り部
６２  冷却手段
６３  冷却ガス流路
６４  配管
６５  冷却ガス供給部
７０  燃焼器
７１  冷却手段
７２  冷却ガス流路
７３  配管
７４  冷却ガス供給部
８０  燃焼器
８１  絞り部
８２  冷却手段
８３  冷却ガス流路
８４  冷却ガス供給部
９０  燃焼器
９１  逆流防止ユニット
９２  噴射孔
９３  冷却ガス流路
９４  配管
９５  冷却ガス供給部
１００  燃焼器
１０１  冷却ガス流路
１０２  噴射孔
１４ｇ  外周面（内筒）
１７ｎ  内周面（尾筒）
２７ａ  取付片（案内部）
２７ｂ  方向変更片（案内部）
４０Ａ  第１変形例
４０Ｂ  第２変形例
６１１  大径部
６１２  小径部
６１ａ  表面（絞り部）
６１ｂ  表面（絞り部）
８１１  小径部
８１２  大径部
Ａ  圧縮空気
ＢＫ  バギークリップ
Ｃ  隙間
Ｃｋ  開口部
Ｆ  流通方向
Ｍ  漏れ空気
Ｎ  燃焼ガス
Ｎｕ  渦流（燃焼ガス）
Ｒ  冷却ガス
Ｓ１  接続構造
Ｓ２  接続構造
Ｓ２  接続構造
Ｓ３  接続構造
Ｓ４  接続構造
Ｓ５  接続構造
Ｓ６  接続構造
Ｓ７  接続構造
Ｓ８  接続構造
Ｓ９  接続構造
【図１】
2012132898.tif 000003
【図２】
2012132898.tif 000004
【図３】
2012132898.tif 000005
【図４】
2012132898.tif 000006
【図５】
2012132898.tif 000007
【図６】
2012132898.tif 000008
【図７】
2012132898.tif 000009
【図８】
2012132898.tif 000010
【図９】
2012132898.tif 000011
【図１０】
2012132898.tif 000012
【図１１】
2012132898.tif 000013
【図１２】
2012132898.tif 000014
【図１３】
2012132898.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成26年5月23日(2014.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、
前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、
前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、
前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、
前記絞り部を冷却する冷却手段と、
を備え、
前記冷却手段が、前記開口部に向けて冷却用流体を噴射する噴射部と、噴射した冷却用流体を前記絞り部に向けて案内する案内部と、を有し、前記絞り部に冷却用流体を噴射することにより前記絞り部を冷却する燃焼器。
【請求項２】
内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、
前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、
前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、
前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、
前記絞り部を冷却する冷却手段と、
を備え、
前記冷却手段が、前記絞り部の内部に冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却する燃焼器。
【請求項３】
前記絞り部の内部を流れた冷却用流体が、前記絞り部から前記開口部に向けて流出する請求項２に記載の燃焼器。
【請求項４】
内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、
前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、
前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、
前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、
前記絞り部を冷却する冷却手段と、
を備え、
前記冷却手段は、前記絞り部に冷却用流体を噴射することにより前記絞り部を冷却し、
前記開口部より前記尾筒の先端側の位置で、前記尾筒の内周面側に開口し、前記尾筒の径方向に対して、前記冷却用流体の噴射方向を前記絞り部の側に向かって傾斜するように前記尾筒を貫通して冷却ガス通路が形成される燃焼器。
【請求項５】
前記絞り部は、軸線方向に沿って一端側から他端側に向かって径が徐々に変化するようなテーパ状に形成され、前記内筒に形成される請求項４に記載の燃焼器。
【請求項６】
前記冷却手段が、前記開口部に向けて冷却用流体を噴射する噴射部と、噴射した冷却用流体を前記絞り部に向けて案内する案内部と、を有する請求項４または５に記載の燃焼器。
【請求項７】
内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、
前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、
前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、
前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、
前記絞り部を冷却する冷却手段と、
を備え、
前記絞り部は、軸線方向に沿って一端側から他端側に向かって径が徐々に変化するようなテーパ状に形成され、
前記冷却手段は、前記絞り部の表面に沿って冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却する燃焼器。
【請求項８】
前記絞り部は、前記軸線方向の一端側である大径部が前記尾筒の内周面に固定される請求項７に記載の燃焼器。
【請求項９】
前記冷却手段は、前記尾筒における前記絞り部の固定位置より前記尾筒の基端側の位置から冷却用流体を噴射する請求項８に記載の燃焼器。
【請求項１０】
前記絞り部は、前記尾筒の内径を前記尾筒の先端側より前記尾筒の基端側に向かって縮径し、
前記冷却手段は、前記絞り部より前記尾筒の先端側の位置で、前記尾筒の内周面側に開口し、前記尾筒の径方向に対して、前記冷却用流体の噴射方向を前記絞り部の側に向かって傾斜するように前記尾筒を貫通して冷却ガス通路が形成される請求項７に記載の燃焼器。
【請求項１１】
内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、
前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、
前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、
前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、
前記絞り部を冷却する冷却手段と、
を備え、
前記絞り部は、前記尾筒の軸線と平行な断面形状がＬ型をなす筒状の部材であり、
一端側が前記尾筒の内周面に固定され、他端側が前記開口部に配置され、
前記冷却手段は、前記尾筒における前記絞り部の固定位置より前記尾筒の先端側の位置から冷却用流体を噴射して、前記絞り部の表面に沿って冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却する燃焼器。
【請求項１２】
前記冷却手段が、前記絞り部における内筒先端側の表面に沿って冷却用流体を流す請求項７から請求項１１のいずれか一項に記載の燃焼器。
【請求項１３】
前記冷却手段が、前記絞り部における内筒基端側の表面に沿って冷却用流体を流す請求項７から請求項８のいずれか一項に記載の燃焼器。
【請求項１４】
前記絞り部が、前記尾筒の内面を前記内筒側へ突出させて設けられた請求項１から請求項４、及び請求項７のいずれか一項に記載の燃焼器。
【請求項１５】
前記絞り部が、前記内筒の外面を前記尾筒側へ突出させて設けられた請求項１から請求項４、及び請求項７のいずれか一項に記載の燃焼器。
【請求項１６】
内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、
前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、
前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、とを備え、
前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部が設けられ、
前記開口部より前記尾筒の先端側の位置で、前記尾筒の内周面側に開口し、前記尾筒の径方向に対して、冷却用流体の噴射方向を前記開口に向かって傾斜するように前記尾筒を貫通して冷却ガス流路が形成される燃焼器。
【請求項１７】
前記開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部を備え、
前記絞り部は、軸線方向に沿って一端側から他端側に向かって径が徐々に変化するようなテーパ状に形成され、前記内筒に形成される請求項１６に記載の燃焼器。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の燃焼器を備えたガスタービン。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明に係る燃焼器は、内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、前記絞り部を冷却する冷却手段と、を備え、前記冷却手段が、前記開口部に向けて冷却用流体を噴射する噴射部と、噴射した冷却用流体を前記絞り部に向けて案内する案内部と、を有し、前記絞り部に冷却用流体を噴射することにより前記絞り部を冷却する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
このような構成によれば、外部からスプリングクリップを通して内筒と尾筒の隙間に流入した漏れ空気は、絞り部によって開口面積が狭められた領域を通過する際にその流速が増大され、開口部から尾筒へ流れ込む。従って、内筒と尾筒の接続部で生じた燃焼ガスは、漏れ空気の流れに阻害されることにより、隙間への流入量が低減する。これにより、隙間に設けられたスプリングクリップが燃焼ガスに曝されて焼損するのを抑制することができる。
このような構成によれば、いわゆるインピンジメント冷却によって絞り部を効率良く冷却することができる。
このような構成によれば、簡略な構成によって、噴射部から噴射した冷却用流体を絞り部に対して確実に吹き付けることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明に係る燃焼器は、内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、前記絞り部を冷却する冷却手段と、を備え、前記冷却手段が、前記絞り部の内部に冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却する。
【国際調査報告】
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