(57)【要約】      （修正有）【課題】燃焼器の開口フランジ部にノズルガイドを簡単に支持するとともに、開口フランジ部に対してノズルガイドを確実に回り止めする。【解決手段】ガスタービンエンジンの燃焼器の燃料供給孔１３ａを取り囲む開口フランジ部１４に燃料ノズルのノズルガイド２２を支持するノズルガイド支持手段１６は、ノズルガイド２２を浮動状態で支持するキャップ２０をリベット２１で開口フランジ部１４に固定して構成され、リベット２１に嵌合するスペーサ１９とノズルガイド２２の凹部２２ｆとの係合により開口フランジ部１４に対するノズルガイド２２の相対回転が規制されるので、ノズルガイド支持手段１６を溶接やロー付けにより固定する場合に比べて製造時間および製造コストの削減が可能になるだけでなく、燃料ノズルガイド２２の径方向および軸線方向の浮動を可能にしながら、燃料ノズルガイド２２が無制限に回転するのを抑制することができる。【選択図】図３
2018017496.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンエンジンの燃焼器（１１）に形成された燃料供給孔（１３ａ）を取り囲む開口フランジ部（１４）に、燃料ノズル（１５）のノズルガイド（２２）がノズルガイド支持手段（１６）により径方向および軸線方向に浮動状態で支持されるガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造であって、
前記ノズルガイド支持手段（１６）は前記開口フランジ部（１４）にカシメ結合により固定されるとともに、前記ノズルガイド（２２）に設けた凹部（２２ｆ）と前記ノズルガイド支持手段（１６）のカシメ部材（２１，２３）に設けた凸部（１９，２３ａ，２３ｂ）との係合により前記開口フランジ部（１４）に対する前記ノズルガイド（２２）の相対回転が規制されることを特徴とするガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造。
【請求項２】
複数の前記ノズルガイド支持手段（１６）が前記開口フランジ部（１４）の円周方向に所定間隔で配置されることを特徴とする、請求項１に記載のガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造。
【請求項３】
前記ノズルガイド支持手段（１６）は、前記ノズルガイド（２２）を径方向および軸線方向に浮動状態で支持するキャップ（２０）と、前記キャップ（２０）を前記開口フランジ部（１４）に固定するリベット（２１）と、前記リベット（２１）の外周に嵌合して前記凸部（１９）を構成するスペーサ（１９）とを備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造。
【請求項４】
前記スペーサ（１９）が前記開口フランジ部（１４）と一体に形成されることを特徴とする、請求項３に記載のガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造。
【請求項５】
前記キャップ（２０）は前記開口フランジ部（１４）の外周面に当接可能なストッパ部（２０ｂ）を備えることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載のガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造。
【請求項６】
前記ノズルガイド支持手段（１６）は前記開口フランジ部（１４）にカシメ結合されるクリップ（２３）からなり、前記クリップ（２３）は、前記ノズルガイド（２２）を径方向および軸線方向に浮動状態で支持する保持部（２３ｃ）と、前記ノズルガイド（２２）の凹部（２２ｆ）に係合する前記凸部（２３ａ，２３ｂ）とを一体に備えることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービンエンジンの燃焼器に形成された燃料供給孔を取り囲む開口フランジ部に、燃料ノズルのノズルガイドがノズルガイド支持手段により径方向および軸線方向に浮動状態で支持されるガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかるガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造は、下記特許文献１により公知である。この発明は、燃焼器１０のドーム入口２８（燃料供給孔）を取り囲む支持板５０（開口フランジ部）に突設した楕円状のフランジ７０ａ〜７０ｄの先端に保持板７４（キャップ）を溶接し、支持板５０および保持板７４間に形成された空間にフェルール５８（ノズルガイド）を浮動状態で支持することで、フェルール５８に嵌合する燃料噴射ノズル３２（燃料ノズル）が支持板５０に対して相対移動しても、燃料噴射ノズル３２と支持板５０との間の隙間を流れる空気量を一定に保つことを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２４４５１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のものは、燃焼器１０のドーム入口２８を取り囲む支持板５０のフランジ７０ａ〜７０ｄの全周に保持板７４を溶接しているために製造時間や製造コストが嵩む問題があるだけでなく、支持板５０の楕円状のフランジ７０ａ〜７０ｄの内部に楕円状のフェルール５８を嵌合することで、支持板５０に対するフェルール５８の回り止めを行っているために、その回り止め構造が大型化して重量増加の要因となる可能性がある。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、燃焼器の開口フランジ部にノズルガイドを簡単に支持するとともに、開口フランジ部に対してノズルガイドを確実に回り止めすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、ガスタービンエンジンの燃焼器に形成された燃料供給孔を取り囲む開口フランジ部に、燃料ノズルのノズルガイドがノズルガイド支持手段により径方向および軸線方向に浮動状態で支持されるガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造であって、前記ノズルガイド支持手段は前記開口フランジ部にカシメ結合により固定されるとともに、前記ノズルガイドに設けた凹部と前記ノズルガイド支持手段のカシメ部材に設けた凸部との係合により前記開口フランジ部に対する前記ノズルガイドの相対回転が規制されることを特徴とするガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造が提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、複数の前記ノズルガイド支持手段が前記開口フランジ部の円周方向に所定間隔で配置されることを特徴とするガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造が提案される。
【０００８】
また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記ノズルガイド支持手段は、前記ノズルガイドを径方向および軸線方向に浮動状態で支持するキャップと、前記キャップを前記開口フランジ部に固定するリベットと、前記リベットの外周に嵌合して前記凸部を構成するスペーサとを備えることを特徴とするガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造が提案される。
【０００９】
また請求項４に記載された発明によれば、請求項３の構成に加えて、前記スペーサが前記開口フランジ部と一体に形成されることを特徴とするガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造が提案される。
【００１０】
また請求項５に記載された発明によれば、請求項３または請求項４の構成に加えて、前記キャップは前記開口フランジ部の外周面に当接可能なストッパ部を備えることを特徴とするガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造が提案される。
【００１１】
また請求項６に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記ノズルガイド支持手段は前記開口フランジ部にカシメ結合されるクリップからなり、前記クリップは、前記ノズルガイドを径方向および軸線方向に浮動状態で支持する保持部と、前記ノズルガイドの凹部に係合する前記凸部とを一体に備えることを特徴とするガスタービンエンジンのノズルガイドの支持構造が提案される。
【００１２】
なお、実施の形態のスペーサ１９は本発明の凸部に対応し、実施の形態のリベット２１およびクリップ２３は本発明のカシメ部材に対応する。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の構成によれば、ガスタービンエンジンの燃焼器に形成された燃料供給孔を取り囲む開口フランジ部に、燃料ノズルのノズルガイドがノズルガイド支持手段により径方向および軸線方向に浮動状態で支持される。ノズルガイド支持手段は開口フランジ部にカシメ結合により固定されるとともに、ノズルガイドに設けた凹部とノズルガイド支持手段のカシメ部材に設けた凸部との係合により開口フランジ部に対するノズルガイドの相対回転が規制されるので、ノズルガイド支持手段を溶接やロー付けにより固定する場合に比べて製造時間および製造コストの削減が可能になるだけでなく、燃料ノズルガイドの径方向および軸線方向の浮動を可能にしながら、燃料ノズルガイドが無制限に回転するのを抑制することができる。
【００１４】
また請求項２の構成によれば、複数のノズルガイド支持手段が開口フランジ部の円周方向に所定間隔で配置されるので、開口フランジ部の全周に沿う１個のノズルガイド支持手段を設ける場合に比べて、ノズルガイド支持手段の総重量を削減することができる。
【００１５】
また請求項３の構成によれば、ノズルガイド支持手段は、ノズルガイドを径方向および軸線方向に浮動状態で支持するキャップと、キャップを開口フランジ部に固定するリベットと、リベットの外周に嵌合して凸部を構成するスペーサとを備えるので、開口フランジ部にキャップを容易かつ確実に固定できるだけでなく、凸部を構成するスペーサを利用して開口フランジ部およびキャップの間隔を精度良く規制することができる。
【００１６】
また請求項４の構成によれば、スペーサが開口フランジ部と一体に形成されるので、部品点数が削減されるだけでなく、キャップおよびスペーサをリベットで締結する際の作業性が向上する。
【００１７】
また請求項５の構成によれば、キャップは開口フランジ部の外周面に当接可能なストッパ部を備えるので、キャップがリベットまわりに回転してしまうのを防止することができる。
【００１８】
また請求項６の構成によれば、ノズルガイド支持手段は開口フランジ部にカシメ結合されるクリップからなり、クリップは、ノズルガイドを径方向および軸線方向に浮動状態で支持する保持部と、ノズルガイドの凹部に係合する凸部とを一体に備えるので、ノズルガイド支持手段を単一部品で構成して部品点数および組付工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ガスタービンエンジンの燃焼器の縦断面図。（第１の実施の形態）
【図２】図１の２部拡大図。（第１の実施の形態）
【図３】図１の３方向矢視図。（第１の実施の形態）
【図４】図１の４方向矢視図。（第１の実施の形態）
【図５】第１の実施の形態の図２に対応する図。（第２の実施の形態）
【図６】第１の実施の形態の図３に対応する図。（第２の実施の形態）
【発明を実施するための形態】
【第１の実施の形態】
【００２０】
以下、図１〜図４に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００２１】
図１に示すように、ガスタービンエンジンのエンジン軸線を取り囲むように配置された燃焼器１１は、環状の燃焼器本体部１２と、燃焼器本体部１２の一端部を閉塞するドーム部１３とを備える。半円状断面を有するドーム部１３にはエンジン軸線を中心とする円周上に複数の開口フランジ部１４…が等間隔で配置されており、開口フランジ部１４…の中心に形成された燃料供給孔１３ａ…から燃焼器１１の内部に燃料を噴射する燃料ノズル１５…の先端部が、ノズルガイド支持手段１６…によって浮動状態で支持されたノズルガイド２２により覆われている。また燃焼器本体部１２の外周壁には複数の点火プラグ装着孔１２ａ…が円周方向に等間隔で形成されており、これらの点火プラグ装着孔１２ａ…に設けた点火プラグ支持手段１７…によって浮動状態で支持された点火プラグ支持カラー２４…に点火プラグ１８…の先端部が挿入される。燃料ノズル１５は、燃料噴射孔の周囲を取り囲む空気供給孔を備えており、空気供給孔を通過した空気は旋回流となって燃料噴射孔の周囲から燃焼器１１の内部に供給される。
【００２２】
燃焼器１１はその内周部においてガスタービンエンジンのケーシングに片持ち支持されており、また燃料ノズル１５…および点火プラグ１８…の基端部は前記ケーシングに片持ち支持されているため、ガスタービンエンジンの温度変化に伴う各部の熱膨張量の差により、燃焼器１１に対して燃料ノズル１５…および点火プラグ１８…が相対的に移動する。この相対移動を許容するために、燃料ノズル１５…の先端部はノズルガイド支持手段１６…に浮動状態で支持されたノズルガイド２２によって覆われており、点火プラグ１８…の先端部は点火プラグ支持手段１７…に浮動状態で支持された点火プラグ支持カラー２４…に挿入される。燃焼器本体部１２の外周壁および内周壁には、燃焼器１１の内部に燃焼用の空気を導入するための複数の空気導入孔１２ｂ…が形成される。
【００２３】
次に、図２〜図４に基づいてノズルガイド支持手段１６の構造を説明する。
【００２４】
燃焼器１１の開口フランジ部１４は、燃料供給孔１３ａの外周から燃料ノズル１５の軸線Ｌに沿って円錐状に拡開する円錐部１４ａと、円錐部１４ａの先端から軸線Ｌに対して径方向外側に延びる平坦部１４ｂと、平坦部１４ｂの径方向外端における軸線Ｌを挟む二つの位置から径方向外側に突出する二つの突出部１４ｃ，１４ｃとを備えており、突出部１４ｃ，１４ｃの先端をリベット孔１４ｄ，１４ｄが貫通する。突出部１４ｃには円筒状のスペーサ１９と板材を折り曲げて構成したキャップ２０とが重ね合わされ、キャップ２０のリベット孔２０ａ、スペーサ１９および突出部１４ｃのリベット孔１４ｄを軸線Ｌ方向に貫通するリベット２１の先端をカシメることで固定される。キャップ２０の径方向外端には直角に折り曲げられたストッパ部２０ｂが形成されており、このストッパ部２０ｂは開口フランジ部１４の突出部１４ｃの径方向外端の外周面に係合する。
【００２５】
環状に形成されたノズルガイド２２は、燃料ノズル１５が嵌合する円筒部２２ａと、円筒部２２ａの一端のコーナー部２２ｂから直角に折れ曲がって径方向外側に延びる底フランジ部２２ｃとを備えており、コーナー部２２ｂに隣接する底フランジ部２２ｃの径方向内端部を軸線Ｌ方向に延びる複数の冷却孔２２ｄ…が貫通する。ノズルガイド２２の底フランジ部２２ｃの径方向外端から、開口フランジ部１４の二つの突出部１４ｃ，１４ｃに重なる二つの突出部２２ｅ，２２ｅが突出しており、突出部２２ｅ，２２ｅには径方向外側に向かって開放するＵ字状の凹部２２ｆ，２２ｆが形成される。
【００２６】
ノズルガイド２２の突出部２２ｅは開口フランジ部１４の突出部１４ｃとキャップ２０との間に挟まれており、ノズルガイド２２の凹部２２ｆはスペーサ１９の外周に緩く嵌合する。この状態で、ノズルガイド２２の底フランジ部２２ｃおよび突出部２２ｅは、開口フランジ部１４の平坦部１４ｂおよび突出部１４ｃとキャップ２０との間に軸線Ｌ方向の隙間α（図２参照）を有している。またノズルガイド２２の凹部２２ｆは、スペーサ１９の外周との間に径方向の隙間β（図２参照）を有するとともに円周方向の隙間γ（図３参照）を有している。従って、ノズルガイド２２は開口フランジ部１４に対して軸線Ｌ方向、径方向および円周方向に相対移動することができる。
【００２７】
次に、上記構成を備えた本発明の実施の形態の作用を説明する。
【００２８】
ガスタービンエンジンの運転中、コンプレッサで圧縮された空気は燃焼器１１の周囲の空間に供給され、そこから燃焼器本体部１２の空気導入孔１２ｂ…および燃料ノズル１５…の内部を通過して燃焼器１１の内部に供給され、燃焼器１１の内部で燃料ノズル１５から噴射された燃料と空気とが混合して燃焼する。燃焼により発生した燃焼ガスは燃焼器１１から排出されてタービンを駆動した後、排気ノズルから排出されて推力を発生する。点火プラグ１８…はガスタービンエンジンの始動時に混合気を着火させ、ガスタービンエンジンの始動後は混合気の燃焼が自動的に継続する。また燃焼器１１の周囲の空間の空気はノズルガイド２２の冷却孔２２ｄ…を通過して燃焼器１１の内部に供給され、その際に開口フランジ部１４および燃料ノズル１５を冷却する。
【００２９】
環状の燃焼器１１はその内周部においてガスタービンエンジンのケーシングに片持ち支持されており、また燃料ノズル１５…および点火プラグ１８…の基端部もガスタービンエンジンのケーシングに片持ち支持されているため、ガスタービンエンジンの温度変化に伴う熱膨張量の差により、燃焼器１１に対して燃料ノズル１５…および点火プラグ１８…は相対的に移動する。
【００３０】
しかしながら、燃料ノズル１５のノズルガイド２２は燃焼器１１の開口フランジ部１４にノズルガイド支持手段１６を介して支持されており、このノズルガイド支持手段１６により、ノズルガイド２２は開口フランジ部１４に対して隙間αの範囲で軸線Ｌ方向に相対移動可能であり、隙間βの範囲で径方向に相対移動可能であり、かつ隙間γの範囲で円周方向に相対移動可能であるため、それらの隙間α，β，γの作用で上記した相対移動が許容される。
【００３１】
ノズルガイド支持手段１６の組み立ては、キャップ２０のリベット孔２０ａ、スペーサ１９および開口フランジ部１４の突出部１４ｃのリベット孔１４ｄを軸線Ｌ方向に貫通するリベット２１の先端をカシメることで行われるため、ノズルガイド支持手段１６を溶接やロー付けにより組み立てる場合に比べて製造時間および製造コストの削減が可能になる。
【００３２】
また２個に分割されたノズルガイド支持手段１６，１６が開口フランジ部１４上に円周方向に１８０゜間隔で配置されるので、開口フランジ部１４の全周に沿う１個のノズルガイド支持手段１６を設ける場合に比べて、ノズルガイド支持手段１６の総重量を削減することができる。
【００３３】
またノズルガイド支持手段１６は、ノズルガイド２２を浮動状態で支持するキャップ２０と、キャップ２０を開口フランジ部１４に固定するリベット２１と、リベット２１の外周に嵌合して回り止めのための凸部を構成するスペーサ１９とを備えるので、ノズルガイド２２の回転を防止でき、また開口フランジ部１４にキャップ２０を容易かつ確実に固定できるだけでなく、凸部を構成するスペーサ１９を利用して開口フランジ部１４およびキャップ２０の軸線Ｌ方向の間隔を精度良く規制することができる。更には、ノズルガイド２２が劣化したときの新品への交換作業が容易になり、メンテナンス性を向上することができる。
【００３４】
またキャップ２０は開口フランジ部１４の突出部１４ｃの外周面に当接可能なストッパ部２０ｂを備えるので、キャップ２０がリベット２１まわりに回転してしまうのをストッパ部２０ｂにより防止することができる。
【第２の実施の形態】
【００３５】
次に、図５および図６に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００３６】
第２の実施の形態は、ノズルガイド支持手段１６の構造が第１の実施の形態と異なっており、そのノズルガイド支持手段１６はクリップ２３の単体で構成される。略長方形の板材を中央部で１８０°折り曲げたクリップ２３は開口フランジ部１４の突出部１４ｃにカシメにより固定されるもので、開口フランジ部１４の突出部１４ｃの両面に形成した窪み１４ｅ，１４ｆにそれぞれ嵌合する二つの凸部２３ａ，２３ｂを備える。一方の凸部２３ａは半球状に形成されて開口フランジ部１４の突出部１４ｃの半球状の窪み１４ｅに固定されるもので、ノズルガイド２２の突出部２２ｅの凹部２２ｆに緩く嵌合し、その凸部２３ａから径方向内側に延びる保持部２３ｃはノズルガイド２２の底フランジ部２２ｃおよび突出部２２ｅに隙間を介して対向する。他方の凸部２３ｂは半円筒状に形成されて開口フランジ部１４の突出部１４ｃの半円筒状の窪み１４ｆに固定される。またクリップ２３の径方向外端の折り曲げ部２３ｄは開口フランジ部１４の突出部１４ｃの径方向外端面に当接し、凸部２３ａまわりのクリップ２３の回転を抑制する。
【００３７】
本実施の形態によっても第１の実施の形態と同様の作用効果を達成することができ、更にノズルガイド支持手段１６が開口フランジ部１４にカシメ結合されるクリップ２３の単体で構成されるので、第１の実施の形態のノズルガイド支持手段１６に比べて部品点数および組付工数を削減することができる。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３９】
例えば、実施の形態ではスペーサ１９が独立した部品で構成されているが、このスペーサ１９を開口フランジ部１４と一体に形成しても良く、このようにすれば、部品点数が削減されるだけでなく、キャップ２０およびスペーサ１９をリベット２１で締結する際の作業性が向上する。
【符号の説明】
【００４０】
１１        燃焼器
１３ａ      燃料供給孔
１４        開口フランジ部
１５        燃料ノズル
１６        ノズルガイド支持手段
１９        スペーサ（凸部）
２０        キャップ
２０ｂ      ストッパ部
２１        リベット（カシメ部材）
２２        ノズルガイド
２２ｆ      凹部
２３        クリップ（カシメ部材）
２３ａ      凸部
２３ｂ      凸部
２３ｃ      保持部
【図１】
2018017496.tif 000003
【図２】
2018017496.tif 000004
【図３】
2018017496.tif 000005
【図４】
2018017496.tif 000006
【図５】
2018017496.tif 000007
【図６】
2018017496.tif 000008