(57)【要約】【課題】構造強度を上げることによりクラックの発生を未然に回避することができて使用寿命の延命が図れるガスタービン燃焼器を提供する。【解決手段】燃焼器１を、タービン軸回りに環状に形成された燃焼器尾筒３と該燃焼器尾筒３の前端部に周方向に等間隔離間して接続された円筒状の複数本の燃焼器内筒２とで構成してなる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼器内筒と燃焼器尾筒とを接続してなる燃焼器が車室内のタービン軸回りに配設され、圧縮機から車室内に吐出された圧縮空気の一部を前記燃焼器内筒の燃焼部をバイパスして燃焼器尾筒へバイパス弁を介して供給するようにしたガスタービン燃焼器において、前記燃焼器を、環状に形成された燃焼器尾筒と該燃焼器尾筒の前端部に周方向に等間隔離間して接続された円筒状の複数本の燃焼器内筒とで構成してなることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項２】
前記車室内に吐出された圧縮空気を車室内に設けた空気マニホールドへバイパス弁を介して供給し、該空気マニホールドから流路手段を介して前記燃焼器尾筒へ供給するように構成したことを特徴とする請求項１記載のガスタービン燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービン燃焼器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガスタービンにおいては、燃焼器等に種々改良を施してガスタービンの高温化（タービン入口温度上昇）による高効率化を図っている。
【０００３】
例えば図４に示すように、ガスタービンの燃焼器１００　においては、燃焼器内筒１０１　に設けられた燃料ノズル１０２　から噴射された燃料Ｆと、圧縮機１０４　から吐出され燃焼器内筒１０１　上流側に導入された圧縮空気ＰＡとが混合され、次いで燃焼器内筒１０１　の下流側もしくは燃焼器尾筒１０３　の上流側の燃焼域で燃焼させ、高温・高圧の燃焼ガスＣＧとして静翼１０５　及び動翼１０６　を具えたタービンに導入する。タービンではこの燃焼ガスＣＧを膨張させることにより駆動力とし、圧縮機１０４　を駆動すると共に余剰の駆動力を外部へ出力するようにしている。
【０００４】
また、燃焼器内筒１０１　に導入される圧縮空気ＰＡと燃料Ｆとの比率（空燃比）はガスタービンの運転状態（すなわち投入される燃料量）に応じて最適な値となるよう制御する必要があるが、この目的のため圧縮空気ＰＡの全部を燃焼器１００　の燃焼部へ導入せず、一部をバイパスさせて車室１０７　から燃焼器尾筒１０３　へ流入させる構成としている。このために設けられるのがバイパス弁１０８　であり、圧縮空気ＰＡの一部が、車室１０７　内に設けたバイパス管１０９　の開口部から燃焼器尾筒１０３　内に流入・供給される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のガスタービン燃焼器１００　にあっては、図５に示すように、燃焼器尾筒１０３　の断面形状が入口（前端）側（図５の（ａ）参照）から出口（後端）側（図５の（ｂ）参照）へ円形から矩形へと変化している。従って、出口部のコーナー部には溶接線があることも相俟って、構造的応力が集中し易くクラックが入りやすいという問題点があった。
【０００６】
本発明は、前述した状況に鑑みてなされたもので、構造強度を上げることによりクラックの発生を未然に回避することができて使用寿命の延命が図れるガスタービン燃焼器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
斯かる目的を達成するための本発明に係るガスタービン燃焼器は、燃焼器内筒と燃焼器尾筒とを接続してなる燃焼器が車室内のタービン軸回りに配設され、圧縮機から車室内に吐出された圧縮空気の一部を前記燃焼器内筒の燃焼部をバイパスして燃焼器尾筒へバイパス弁を介して供給するようにしたガスタービン燃焼器において、前記燃焼器を、環状に形成された燃焼器尾筒と該燃焼器尾筒の前端部に周方向に等間隔離間して接続された円筒状の複数本の燃焼器内筒とで構成してなることを特徴とする。
【０００８】
また、前記車室内に吐出された圧縮空気を車室内に設けた空気マニホールドへバイパス弁を介して供給し、該空気マニホールドから流路手段を介して前記燃焼器尾筒へ供給するように構成したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガスタービン燃焼器を実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
［第１実施例］
図１は本発明の第１実施例を示すガスタービン燃焼器の要部分解斜視図、図２は同じくガスタービン燃焼器の断面図である。
【００１１】
図１において、１は環状の燃焼器尾筒３と円筒状の燃焼器内筒２とからなる燃焼器でである。
【００１２】
燃焼器内筒２は必要本数（図示例では８本）のものが燃焼器尾筒２に連通・接続されている。この燃焼器内筒２には燃料ノズル９が組み付けられている。
【００１３】
燃焼器尾筒３は内筒３ａと外筒３ｂとによりテーパ環状に形成され、図２に示すように、車室５内においてタービン軸回りに嵌装されている。そして、その前端開口部に周方向へ等間隔離間して複数個（図示例では８個）設けた筒状取付部３ｃに、前記各燃焼器内筒２の後端部が連通・接続されている。また、前記内筒３ａ及び外筒３ｂには、ＭＴフィン構造、インピンジ冷却又はセクター型の冷却構造が施される。
【００１４】
また、燃焼器尾筒３の外筒３ｂ前端部外側（内筒３ａ前端部内側でも良い）には、空気マニホールド６が環状に形成され、圧縮機７からの圧縮空気の一部がバイパス弁８を介して当該空気マニホールド６に導入され、ここから適宜流路手段を通って燃焼器尾筒３内へ流入・供給されるようになっている。
【００１５】
このように構成されるため、燃焼器内筒２の燃料ノズル９から噴射された燃料と、圧縮機７から吐出され燃焼器内筒２上流側に導入された圧縮空気とが混合され、次いで燃焼器内筒２の下流側もしくは燃焼器尾筒３の上流側の燃焼域で燃焼させ、高温・高圧の燃焼ガスとして静翼４及び動翼１０を備えたタービンに導入する。タービンではこの燃焼ガスを膨張させることにより駆動力とし、圧縮機７を駆動すると共に余剰の駆動力を外部へ出力する。
【００１６】
そして、前記燃焼器尾筒３へは圧縮機７から車室１内に吐出された圧縮空気のうち、前述した燃焼器内筒２内に供給される圧縮空気を除く圧縮空気が、バイパス弁８を介して空気マニホールド６内に導入され、ここから燃焼器尾筒２内に供給されるのは前述した通りである。
【００１７】
この時の燃焼器内筒２へ供給される圧縮空気の流量と燃料の流量との混合比率（空燃比）を安定な燃焼とＮＯＸの発生を低減した燃焼となる比率に調整するために、余剰の圧縮空気をバイパス弁８の開閉操作により制御する。つまり、低負荷時はバイパスする圧縮空気量は多く、逆に高負荷時は少なくし、燃焼器内筒３の燃焼部での空燃比をほぼ一定に保ち燃焼ガス中のＮＯＸ低減が図られる。
【００１８】
そして本実施例では、燃焼器尾筒３が環状に形成されているため、各燃焼器内筒２と燃焼器尾筒３との接合部後流に渦が発生するので、エミッションやプロファイルが良好となる。
【００１９】
また、燃焼器尾筒３が環状で、かつ従来用いていたバイパス管の接続部が不要であるため、構造強度（疲労強度）が高まり、構造的応力が集中してクラックが入ることが未然に回避されると共に、製作が容易であり、かつ組付性も向上する。
【００２０】
［第２実施例］
図３は本発明の第２実施例を示すガスタービン燃焼器の断面図である。
【００２１】
これは、第１実施例におけるバイパス弁８を車室５外から制御装置１１により開閉制御するようにした例であり、これによるも第１実施例と同様の作用・効果が得られる。
【００２２】
尚、本発明は上記各実施例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、燃焼器内筒２の本数変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。
【００２３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の請求項１に係る発明は、燃焼器内筒と燃焼器尾筒とを接続してなる燃焼器が車室内のタービン軸回りに配設され、圧縮機から車室内に吐出された圧縮空気の一部を前記燃焼器内筒の燃焼部をバイパスして燃焼器尾筒へバイパス弁を介して供給するようにしたガスタービン燃焼器において、前記燃焼器を、環状に形成された燃焼器尾筒と該燃焼器尾筒の前端部に周方向に等間隔離間して接続された円筒状の複数本の燃焼器内筒とで構成してなることを特徴とするので、構造強度を上げることによりクラックの発生を未然に回避することができて使用寿命の延命が図れる。
【００２４】
本発明の請求項２に係る発明は、前記車室内に吐出された圧縮空気を車室内に設けた空気マニホールドへバイパス弁を介して供給し、該空気マニホールドから流路手段を介して前記燃焼器尾筒へ供給するように構成したことを特徴とするので、従来用いたバイパス管を廃止でき、請求項１に係る発明の作用・効果をより一層助長させられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すガスタービン燃焼器の要部分解斜視図である。
【図２】同じくガスタービン燃焼器の断面図である。
【図３】本発明の第２実施例を示すガスタービン燃焼器の断面図である。
【図４】従来のガスタービン燃焼器の断面図である。
【図５】同じく燃焼器尾筒の異なる部位の断面形状の説明図である。
【符号の説明】
１　燃焼器
２　燃焼器内筒
３　燃焼器尾筒
５　車室
６　空気マニホールド
７　圧縮機
８　バイパス弁
９　燃料ノズル
１０　動翼
１１　制御装置
【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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