(57)【要約】  【課題】  耐久性及び強度信頼性に優れたガスタービン燃焼器の燃料ノズルを提供する。  【解決手段】  ガスタービン燃焼器の燃焼室に燃料を噴出するガスタービン燃焼器の燃料ノズルであって、前記燃料ノズルは、当該燃料ノズルを支持するベースプレートと冶金的に一体化接合されており、前記燃料ノズルと前記ベースプレートの界面は、表面において融接またはロウ付けにより接合され、内部は圧接により接合されていることを特徴とする。【選択図】  図１
2018003696.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン燃焼器の燃焼室に燃料を噴出するガスタービン燃焼器の燃料ノズルであって、
前記燃料ノズルは、当該燃料ノズルを支持するベースプレートと冶金的に一体化接合されており、
前記燃料ノズルと前記ベースプレートの界面は、表面において融接またはロウ付けにより接合され、
内部は圧接により接合されていることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルであって、
前記ベースプレートの表面において、前記燃料ノズル及び前記ベースプレートの界面は電子ビーム溶接を用いて融接され、
その溶融部は、前記燃料ノズルが前記ベースプレートに固定された根元部に周回した円環状に形成されており、
前記溶融部は、幅および深さがいずれも１ｍｍ以下であることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズル。
【請求項３】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルであって、
前記圧接は、高温等方加圧処理により施されていることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズル。
【請求項４】
請求項２に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルであって、
前記溶融部は、前記燃料ノズル及び前記ベースプレートの表面に対し、平坦、或いは、滑らかな曲線状に切削加工されていることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズル。
【請求項５】
請求項１に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルであって、
前記燃料ノズルと前記ベースプレートの内部の接合界面は、未溶着部がなく直線状であることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズル。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルを用いるガスタービン燃焼器であって、
前記燃料ノズルは前記ベースプレートに複数設けられ、
前記ベースプレートは前記複数の燃料ノズルに燃料を分配する燃料分配機能を有し、
前記複数の燃料ノズルの下流側に配置され、かつ燃焼空気を前記燃焼室に導入する複数の空気孔が設けられた空気孔プレートを備え、
前記複数の燃料ノズルの各々と前記複数の空気孔の各々は、燃料の噴出位置において同軸に配置される多孔同軸噴流型であることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルを用いるガスタービン燃焼器であって、
前記燃料ノズルは前記ベースプレートに複数設けられ、
前記複数の燃料ノズルは、前記ベースプレートの中央部に設けられた拡散燃焼バーナを囲むように配置される予混合燃焼バーナの燃料ノズルであることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項８】
以下の工程を含むガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法；
（ａ）内部に貫通孔を有する燃料ノズルを、ベースプレートに設けられた貫通孔または凹部に嵌合する工程、
（ｂ）前記ベースプレートの表面において、前記燃料ノズル及び前記ベースプレートの界面を融接またはロウ付けにより接合する工程、
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記燃料ノズル及び前記ベースプレートに圧接処理を施し、前記燃料ノズル及び前記ベースプレートの界面を圧接する工程。
【請求項９】
請求項８に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法であって、
前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程の間に、（ｄ）前記ベースプレートの前記燃料ノズルを嵌合する面とは反対側の面を底板で覆う工程、をさらに有し、
前記（ｂ）工程において、前記ベースプレートと前記底板の界面を融接またはロウ付けにより接合することを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法であって、
前記（ｃ）工程の後、（ｆ）前記底板に孔加工を施すことで、前記燃料ノズルの貫通孔を前記底板まで貫通させる工程、をさらに有するガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法であって、
前記（ａ）工程の前に、（ｅ）前記燃料ノズルの貫通孔の底面部を閉止する工程、をさらに有し、
前記（ｂ）工程の後、前記底板に設けられた真空排気孔を用いて、前記燃料ノズル、前記ベースプレート、前記底板の各々の界面を真空排気することを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法であって、
前記真空排気孔を用いて、前記燃料ノズル、前記ベースプレート、前記底板の各々の界面の真空リーク検査を行うことを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法。
【請求項１３】
請求項８に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法であって、
前記（ｂ）工程における融接は、電子ビーム溶接を用いて施され、
その溶融部は、前記燃料ノズルが前記ベースプレートに嵌合された根元部に周回した円環状に形成され、
前記溶融部は、幅および深さがいずれも１ｍｍ以下であることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法。
【請求項１４】
請求項８に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法であって、
前記（ｂ）工程における圧接処理は、高温等方加圧処理であることを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法。
【請求項１５】
請求項８に記載のガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法であって、
前記（ｃ）工程の後、（ｇ）前記ベースプレートの表面において、前記燃料ノズル及び前記ベースプレートの界面に平坦化処理または湾曲切削処理を施す工程、をさらに有することを特徴とするガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼器及びこれを備えたガスタービンに係り、特に、複数の多孔同軸噴流バーナを備えたガスタービン燃焼器の燃料ノズル構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
環境保護の観点からガスタービンの排出ガスには更なる低NOx化が求められている。ガスタービン燃焼器の燃焼法のひとつとして、燃料と空気を予め混合した後に燃焼させる予混合燃焼がある。これは燃料を直接燃焼室に噴射して燃焼させる拡散燃焼に比べてNOx排出量を大幅に低減することができる。しかしながら、予混合燃焼の場合、火炎温度の上昇に伴って火炎が燃料供給部の未燃側に入り込む逆火の可能性が高くなる。従って、NOx排出量の抑制と耐逆火性を併せもつ燃焼器が必要とされている。
【０００３】
そこで、燃料を噴出する多数本の燃料ノズル、及びこれら燃料ノズルの各々に対して貫通孔を形成した空気孔プレートを配置し、燃料ノズルから噴出する燃料噴流と空気孔から噴出する空気噴流を同軸噴流とすることで、燃料と空気を均一混合して燃焼させる耐逆火性と低NOxの両立させた多孔同軸噴流型の燃焼器がある。
【０００４】
本技術分野の背景技術として、例えば、特許文献１のような技術がある。特許文献１には、「燃料と空気の同軸噴流を形成する燃料ノズルと燃料ノズルヘッダを備えたガスタービン燃焼器において、燃料ノズルと燃料ノズルヘッダの間に空気層を設け、当該空気層で燃料ノズルと燃料ノズルヘッダを断熱することで、燃料ノズルヘッダに生じる熱応力を緩和し、燃料ノズルヘッダの寿命向上を図るガスタービン燃焼器」が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、多孔同軸噴流バーナ構造における燃料ノズルは多本数で、かつ、狭間隔で設置されるため、燃料ノズルとベースプレート（燃料ノズルヘッダ）との接合に十分な溶接部を形成することが困難である。そのため、燃料ノズルとベースプレートの接合部の強度信頼性の向上が重要な課題となっている。
【０００７】
上記特許文献１では、燃料ノズルをベースプレートにネジ固定する手段等が用いられているが、燃料ノズルに振動応力が作用する高サイクル疲労、及び燃料ノズルとベースプレート間に生じる熱応力によってこれら溶接部等の接合部の強度信頼性が長期間の運用に対して不十分である。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、耐久性及び強度信頼性に優れたガスタービン燃焼器の燃料ノズルを提供することにある。
【０００９】
また、本発明の別の目的は、耐久性及び強度信頼性に優れたガスタービン燃焼器用燃料ノズルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、ガスタービン燃焼器の燃焼室に燃料を噴出するガスタービン燃焼器の燃料ノズルであって、前記燃料ノズルは、当該燃料ノズルを支持するベースプレートと冶金的に一体化接合されており、前記燃料ノズルと前記ベースプレートの界面は、表面において融接またはロウ付けにより接合され、内部は圧接により接合されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、（ａ）内部に貫通孔を有する燃料ノズルを、ベースプレートに設けられた貫通孔または凹部に嵌合する工程、（ｂ）前記ベースプレートの表面において、前記燃料ノズル及び前記ベースプレートの界面を融接またはロウ付けにより接合する工程、（ｃ）前記（ｂ）工程の後、前記燃料ノズル及び前記ベースプレートに圧接処理を施し、前記燃料ノズル及び前記ベースプレートの界面を圧接する工程、を含むガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、多孔同軸噴流バーナ等の燃料ノズルの機械強度と信頼性が大幅に向上し、これを用いたガスタービン燃焼器が長期間にわたって健全に運用することが可能となる。
【００１３】
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの断面を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの断面を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの断面を示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの断面を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの断面を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造過程を示す図である。
【図８Ａ】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造過程を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造過程を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造過程を示す図である。
【図８Ｄ】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造過程を示す図である。
【図８Ｅ】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造過程を示す図である。
【図８Ｆ】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの製造過程を示す図である。
【図９Ａ】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の概略構成を示す断面図である。
【図９Ｂ】図９ＡにおけるＡ−Ａ’矢視図である。
【図１０】従来の燃料ノズルの断面を示す図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の概略構成を示す断面図である。
【図１１Ｂ】図１１ＡにおけるＢ−Ｂ’矢視図である。
【図１２】本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器の燃料ノズルの断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。なお、各図面及び各実施例において同一又は類似の構成要素については同じ符号を付し、重複する部分についてはその詳細な説明を省略する。
【実施例１】
【００１６】
先ず、図９Ａ及び図９Ｂを用いて本実施例におけるガスタービン燃焼器について説明する。図９Ａはガスタービン燃焼器の主要部の構造を示す断面図であり、図９Ｂは図９Ａ中のＡ−Ａ’矢視図である。ここでは、本発明を多孔同軸噴流バーナに適用した実施例を示す。
【００１７】
バーナ５３は、燃料４１を分配する燃料分配器（エンドフランジ）５７と、燃料４１を噴射する複数の燃料ノズル５６と、燃料器ライナ３、及びその上流側端部に配置された円盤状の空気孔プレート５４を備えている。空気孔プレート５４には燃料ノズル５６の下流側に対向し、かつ燃焼用空気１２が通過する複数の空気孔５５が設けられている。燃料４１と燃焼用空気１２の混合気４２が空気孔プレート５４を通過し燃焼室１へ供給される。
【００１８】
比較のために、図１０に従来技術による燃料ノズル５６の接続構造の一例を示す。燃料ノズル５６は燃料分配器を兼ねたエンドフランジ５７に溶接されている。燃料ノズル５６は根元部の溶接部６０で接合されているが、エンドフランジ５７へ挿入された領域は機械的に接合しておらず未溶着となっている。その他の従来技術としては、例えば燃料ノズル５６がエンドフランジ５７にねじ込みされているものもある。
【００１９】
次に、図１及び図２を用いて、本実施例の燃料ノズル構造を説明する。図１は本発明による燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の外観図を示す。図２は本発明による燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の断面図を示す。本実施例で使用した燃料ノズル５６の外径はφ７．０ｍｍ、エンドフランジ５７に挿入した部分の外径はφ８．５ｍｍである。ノズル内部には燃料が通過するφ２．０ｍｍの貫通孔が設けられている。エンドフランジ５７に設けられる孔の孔径はφ８．５ｍｍである。なお、材質は燃料ノズル５６、エンドフランジ５７ともにステンレス鋼SUS304である。
【００２０】
本実施例の燃料ノズル構造は、図１及び図２に示すように、エンドフランジ５７の表面において、燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の接合部に電子ビーム溶接線１００が形成されている。また、図２に示すように、燃料ノズル５６とエンドフランジ５７は、その境界に未溶着部が無く、一体化している。電子ビーム溶接線１００の溶融深さ１０１は１ｍｍ以下となるように形成されている。上述したように、多孔同軸噴流バーナ構造における燃料ノズルは多本数で、かつ、狭間隔で設置されるため、電子ビーム溶接線１００の幅も１ｍｍ以下となるように形成するのが好ましい。
【００２１】
図７を用いて、本実施例の燃料ノズル構造の製造方法を説明する。図７は燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の断面構造図を示している。なお、図７では燃料ノズル５６の根元付近のみを示し、先端部の形状は省略する。
【００２２】
燃料ノズル５６をエンドフランジ５７に設けた孔に挿入した後に、燃料ノズル５６の根元部におけるエンドフランジ５７との境界部に電子ビーム照射によるシール溶接を施すことで、電子ビーム溶接線１００を形成する。同様にエンドフランジの底面側についても電子ビーム照射によるシール溶接で電子ビーム溶接線１００を形成する。シール溶接する際は、燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の接合界面が真空状態となることが好ましいため、高真空中で高エネルギービームを照射できる電子ビーム溶接（EBW：Electron Beam Welding）を用いる。
【００２３】
接合する界面を真空シールした後に、燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の組立て品を高温等方加圧処理（HIP処理：Hot Isostatic Pressing）し、接合界面を金属学的に接合させた。接合条件は、温度１１００℃、圧力１２０ＭＰａで、保持時間を５ｈとした。HIP処理を施すことによって、燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の境界に未溶着部がない一体化された燃料ノズルとエンドフランジが得られる。
【００２４】
つまり、燃料ノズル５６は、燃料ノズル５６を支持するエンドフランジ（ベースプレート）５７と冶金的に一体化接合されており、燃料ノズル５６とエンドフランジ（ベースプレート）５７の界面は、表面において電子ビーム溶接（融接）により接合され、内部は高温等方加圧処理（圧接）により接合されている。
【００２５】
なお、本実施例では、図７の右側に示すように、一体化処理された燃料ノズルの底面から流量調整用のオリフィス１０６を圧入し、多数本が配置される燃料ノズル群の流量特性を均一化させた。
【００２６】
ここで、接合界面を真空シールするための電子ビーム溶接は、高温等方加圧処理（HIP処理）においてシール部が破損しない程度の溶融部があれば十分であり、通常の電子ビーム溶接による溶け込み深さは必要でない。本実施例における溶融部の形状は、幅０．５ｍｍ、深さ１．０ｍｍとしたが、高温加圧処理における気密性に問題はなかった。なお、電子ビームによる溶融深さや幅が大きくなっても気密シール性に問題はないが、溶融部の表面が凹凸となりクレータ状のくぼみが生じるため、溶融部は小さい方が好ましい。
【００２７】
また、燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の接合部は、ノズル壁面から離れていることが好ましいが、多孔同軸噴流バーナのノズル間隔は狭く、その壁面から少なくとも１．５ｍｍ以上を離すことが必要であった。溶融部はエンドフランジ５７表面の平坦部に設けること、即ちノズル根元部に設けた湾曲部を回避することが、電子ビームをノズルの長手方向と並行に照射できるため、狭間隔で多数本配置されたノズル接合には好ましい。併せて、ノズル根元部の湾曲部に接合部を設けないことで、ノズルに作用する振動応力に対して優れた機械強度を確保することができる。
【００２８】
なお、電子ビームにより真空シールを施す箇所は少なくともエンドフランジ５７の表面側が必要であるが、燃料ノズルがないエンドフランジの底面側は接合界面が真空状態で気密できれば電子ビーム溶接でなく、ロウ付け等による通常の溶接を適用しても問題はない。
【００２９】
また、本実施例では、燃料ノズル５６及びエンドフランジ５７の表面のシール溶接方法として主に電子ビーム照射による融接の例を示したが、これに限定されるものではなく、接合界面が真空状態で気密できればよく、他の溶接方法を用いてもよい。
【００３０】
以上説明したように、本実施例のガスタービン燃焼器の燃料ノズル構造により、燃料ノズルとエンドフランジ（ベースプレート）の接合強度を向上することができる。これにより、ガスタービン燃焼器の燃料ノズルの耐久性及び強度信頼性を向上することができる。
【実施例２】
【００３１】
図４を用いて、実施例２の燃料ノズル構造を説明する。図４は本実施例の燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の断面構造を示している。本実施例では、電子ビーム溶接する部位のノズル根元部及びエンドフランジに予め突起部１０３を設け、高温等方加圧処理（HIP処理）後に突起部１０３を平坦化加工したものである。
【００３２】
電子ビームによる溶融部(EBW：Electron Beam Welding)を切削除去することによってエンドフランジ５７が平坦となり、接合端部に生じやすい未溶着部の有無が確認しやすくなると共に、燃料ノズル５６を含めたバーナを長期運用した場合の検査性が向上する。
【００３３】
併せて、燃焼振動によって生じる振動応力やエンドフランジ５７に作用する熱ひずみに対して、機械強度が向上し信頼性が大幅に改善される。なお、電子ビーム溶接をする部位に突起部１０３を設けず、平坦部に形成された溶融部（EBW）表面を滑らかに切削加工することでも、同様の効果を得ることができる。また、図４に示すように、平坦部に形成された溶融部（EBW）表面を湾曲切削により除去し、湾曲切削部１０４を形成してもよい。
【実施例３】
【００３４】
図８Ａから図８Ｆを用いて、実施例３の燃料ノズル構造とその製造方法を説明する。図８Ａは本実施例の製造過程の概要を示し、図８Ｂから図８Ｆはより詳細な製造過程を示している。図８Ａの左側は図８Ｄに相当する状態を示し、図８Ａの右側は図８Ｆに相当する状態を示している。なお、図８Ａから図８Ｆのいずれの図においても燃料ノズル５６の根元付近のみを示し、先端部の形状は省略する。
【００３５】
本実施例における燃料ノズルの製造方法では、図８Ａの左側に示すように、燃料ノズル５６をエンドフランジ５７に設けた孔に挿入し、エンドフランジ５７の裏面側に底板１０７を配置する。燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の接合部、エンドフランジ５７と底板１０７の接合部の各々に電子ビーム溶接を施し、電子ビーム溶接線１００を形成する。
【００３６】
その後、高温等方加圧処理（HIP処理）を施すことで、図８Ａの右側に示すように、燃料ノズル５６、エンドフランジ５７、底板１０７を一体化し、底板１０７に燃料ノズル５６の内部孔と繋がる孔を設ける。底板１０７の孔内には、オリフィス１０６を配置する。
【００３７】
図８Ｂから図８Ｆを用いて、上記の製造方法をより詳しく説明する。先ず、図８Ｂ及び図８Ｃに示すように、燃料ノズル５６の内部孔を封止材５９で封止する。次に、図８Ｄに示すように、複数の燃料ノズル５６をエンドフランジ５７に複数設けた孔に各々挿入し、さらにエンドフランジ５７の裏面に底板１０７を配置する。その後、実施例1と同様に燃料ノズル５６の根元部とエンドフランジ５７との境界部を電子ビーム溶接で真空シールする。併せて、エンドフランジ５７とその裏面に配置した底板１０７の周囲を溶接する。この際、燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の接合部、エンドフランジ５７と底板１０７の接合部には電子ビーム溶接線１００が形成される。
【００３８】
ここで、底板１０７には真空排気するための真空排気孔１０８が設けられている。この真空排気孔１０８から燃料ノズル５６、エンドフランジ５７、底板１０７の各接合界面部を真空排気することによって、電子ビーム溶接等で真空された燃料ノズル５６の根元部のシール部にリーク等の欠陥等がないことを検査することができる。この底板１０７に設けられた真空排気孔１０８を真空排気した状態で封止することで、上述の接合界面を真空に保持できる。これを高温等方加圧処理（HIP処理）することで、図８Ｅに示すように、これらの界面を金属学的に接合し一体化する。この処理条件は実施例1と同様である。
【００３９】
燃料ノズル５６、エンドフランジ５７、及び底板１０７が一体化した後に、図８Ｆに示すように、一体化する前の底板１０７に相当する箇所に孔加工を施して燃料ノズル内部の孔と繋げることで、貫通孔を得ることができる。ここで、底板１０７側から加工する孔の直径をノズル内部の孔径より大きくすることで、両者の軸芯に多少のずれが生じても大きな問題とならない。この底板１０７に設けた孔部に流量調整用のオリフィス１０６を配置することによって、多数本配置された燃料ノズル５６の流量特性を均等化することができる。
【００４０】
なお、封止材５９は、例えば貫通加工された燃料ノズル５６の底面を溶接等で封止処理してもよい。また、上記では燃料ノズル５６の内部孔を封止材５９で封止する例を示したが、燃料ノズル５６を孔加工する際に底面部を貫通させないことで得ることもできる。
【００４１】
本実施例の燃料ノズル構造及び製造方法は、内部孔が貫通した燃料ノズルの流体特性を評価した後にガスタービン燃焼器の燃料ノズル構造へ適用する場合に好適である。
【実施例４】
【００４２】
図３を用いて、実施例４の燃料ノズル構造を説明する。本実施例では、燃料ノズル５６を挿入配置するエンドフランジ５７の孔部に位置決め用段差１０２が設けられている。この段差は燃料ノズル５６の高さ方向の位置とエンドフランジ５７との角度を位置決めするもので、エンドフランジ５７の表面から必要な深さの段差を加工したものである。この位置決め用段差１０２を設けることで、大きなエンドフランジ５７の面内に多数配置される燃料ノズル５６の挿入深さを必要に応じて選択することができるようになる。また、燃料ノズル５６の高さもエンドフランジ５７の表面の平滑度によらず高精度に位置決めできるようになる。この方法を採用する場合は、燃料ノズル５６の孔が非貫通なものを用いる実施例３の製造方法を用いることが好ましい。
【実施例５】
【００４３】
図５を用いて、実施例５の燃料ノズル構造を説明する。本実施例では、燃料ノズル５６の根元部とエンドフランジ５７との気密シールにロウ付（ロウ付部１０５）を適用した。ロウ材は、JIS規格のBNi-5 等の高融点なものを使用した。これは燃料ノズル５６やエンドフランジ５７の接合に１１００℃の高温等方加圧処理（HIP処理）を適用した場合でもロウ材が溶融しないためである。燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の気密シールにロウ付を適用した場合においても、電子ビーム溶接を用いた場合と同様の効果を発揮できた。
【実施例６】
【００４４】
図６を用いて、実施例６の燃料ノズル構造を説明する。本実施例では、燃料ノズル５６の底面側に燃料が通過する貫通孔に連結する凹部が設けられており、その凹部に流量調整用のオリフィス１０６が圧入されている。図６のように、燃料ノズル５６の貫通孔の一部に流量調整用のオリフィス１０６を設けることで、多数本が配置される燃料ノズル群の流量特性を均一化させることができる。
【００４５】
なお、図６では燃料ノズル５６とエンドフランジ５７の接合部を電子ビーム溶接（EBW）により接合する例を示しているが、実施例５で説明したロウ付けによる接合であっても、流量調整用のオリフィス１０６の効果は同様である。
【実施例７】
【００４６】
本発明を他のタイプの燃焼器に適用した場合の実施例を図１１Ａ及び図１１Ｂに示す。図１１Ａはガスタービン燃焼器の主要部の構造を示す断面図であり、図１１Ｂは図１１Ａ中のＢ−Ｂ’矢視図である。２００がガスタービン燃焼器、２０８が燃焼室、２０３が拡散燃料ノズル（パイロットバーナ）、２０５が予混合器、２０１が予混合用燃料ノズルである。
【００４７】
ガスタービン燃焼器２００は拡散燃焼用の燃料２１０を燃焼室２０８に噴射する拡散燃料ノズル２０３を有する拡散バーナ２１２と、予混合用の燃料２０６を予混合器２０５に噴射する予混合用燃料ノズル２０１を有する予混合バーナ２１１を備えている。
【００４８】
即ち、燃焼室２０８の上流側中央部には拡散燃料ノズル２０３が配置され、その周囲に複数個の予混合器２０５及び予混合燃焼用の燃料ノズル２０１が配置される構造となっている。これら予混合用燃料ノズル２０１及び拡散燃料ノズル２０３は、エンドフランジ２０７と機械的に接合されている。
【００４９】
図１２は予混合用燃料ノズル２０１の断面図である。予混合用燃料ノズル２０１はその根元部がエンドフランジ２０７と電子ビーム溶接（電子ビーム溶接線１００）によって真空シールされ、上述の高温等方加圧法（HIP処理）によって金属的に接合されている。接合の方法や手順は上述の実施例のいずれかを用いている。つまり、上述した実施例の全てが、多孔同軸噴流バーナのみならず、予混合用の燃料ノズルとエンドフランジとの接合にも適用することができる。本発明を適用することによって、燃料ノズルとエンドフランジが一体化し、その部材間に未溶着部がないため、優れた構造強度と信頼性を実現することができた。
【００５０】
なお、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１…燃焼室、３…燃焼器ライナ、１２…燃焼用空気、４１…燃料、４２…混合気、５３…バーナ、５４…空気孔プレート、５５…空気孔、５６…燃料ノズル、５７…燃料分配器（エンドフランジ）、５９…封止材、６０…溶接部、１００…電子ビーム溶接線、１０１…溶融深さ、１０２…位置決め用段差、１０３…突起部、１０４…湾曲切削部、１０５…ロウ付部、１０６…オリフィス、１０７…底板、１０８…真空排気孔、２００…ガスタービン燃焼器、２０１…予混合用燃料ノズル、２０２…燃焼用空気、２０３…拡散燃料ノズル（パイロットバーナ）、２０４…保炎器、２０５…予混合器、２０６，２１０…燃料、２０７…エンドフランジ、２０８…燃焼室、２０９…外筒壁、２１１…予混合バーナ、２１２…拡散バーナ、２１３…内筒壁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図８Ｆ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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