(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンの燃焼通路に燃焼ガスを吹き出す燃焼器出口の外周に形成されると共に、圧縮機で圧縮された冷却空気を前記燃焼器出口の外周壁面に沿って流して対流冷却を行う対流冷却手段と、
前記燃焼器出口の壁に設けられると共に、前記燃焼器出口の外周壁面に沿って流れる冷却空気を前記燃焼器出口の内部に取り込んで吹き出し、前記燃焼器出口の内周壁面上に冷却空気の膜を形成する複数のフィルム冷却孔を有するフィルム冷却手段とを含み、且つ、
前記対流冷却手段および前記フィルム冷却手段が前記燃焼器出口を両側の壁面から冷却すると共に、前記対流冷却手段が前記燃焼器出口の開口端部の外周を囲んで前記燃焼器出口の開口部との間に冷却空気の通路を形成する被覆部材から成ることを特徴とするガスタービン燃焼器。
【請求項２】
タービンの燃焼通路に燃焼ガスを吹き出す燃焼器出口の外周に形成されると共に、圧縮機で圧縮された冷却空気を前記燃焼器出口の外周壁面に沿って流して対流冷却を行う対流冷却手段と、
前記燃焼器出口の壁に設けられると共に、前記燃焼器出口の外周壁面に沿って流れる冷却空気を前記燃焼器出口の内部に取り込んで吹き出し、前記燃焼器出口の内周壁面上に冷却空気の膜を形成する複数のフィルム冷却孔を有するフィルム冷却手段とを含み、前記対流冷却手段および前記フィルム冷却手段が前記燃焼器出口を両側の壁面から冷却し、且つ、
前記燃焼器出口を支持すると共にスリットを有するシール支持部を備え、前記圧縮機からの冷却空気が前記シール支持部のスリットを介して前記対流冷却手段に供給される請求項１に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項３】
前記フィルム冷却手段および前記対流冷却手段の双方が前記燃焼器出口を冷却した後の冷却空気をタービンのシュラウドに供給する請求項１または２に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項４】
前記対流冷却後の空気を、前記燃焼器出口の開口部外縁に形成した隙間から前記タービンシュラウドの内壁に沿って吹き出し、この内壁の表面に冷却空気の膜を形成し得る空気膜形成手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載のガスタービン燃焼器。
【請求項５】
タービンの燃焼通路に燃焼ガスを吹き出す燃焼器出口の外周に設けられると共に、圧縮機で圧縮された冷却空気を前記燃焼器出口の外周壁面に噴出して衝突させる複数のインピンジ孔を有するインピンジ冷却手段を備え、且つ、前記インピンジ孔から噴出して前記外周壁面に衝突した冷却空気を溜めると共に、この溜めた冷却空気を前記対流冷却手段もしくは前記フィルム冷却手段に供給する空気室を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載のガスタービン燃焼器。
【請求項６】
前記対流冷却手段は、前記燃焼器出口の外周を覆って設置されると共に、前記燃焼器出口の開口部外縁に隙間を形成しつつ前記燃焼器出口の外周面上に前記冷却空気の通路を形成する被覆部材であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載のガスタービン燃焼器。
【請求項７】
さらに、前記冷却空気を前記燃焼器出口の開口部付近の外周壁面に噴出して衝突させる複数のインピンジ孔を有し、且つ、前記燃焼器出口の外周を覆いつつ前記燃焼器出口から前記燃焼通路の入口に渡して設置されると共に前記燃焼通路と前記燃焼器出口との隙間を封止するシール部材を、含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに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】
この発明は、ガスタービンの燃焼器出口を簡易かつ効果的に冷却し、その焼損や熱変形を有効に抑止することができるガスタービン燃焼器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービン燃焼器の壁面は、タービンの燃焼通路に至る高温の燃焼ガスの流路となるため、燃焼器の壁面は、燃焼ガスにより焼損したり或いは熱変形したりすることが知られている。図１０は、従来のガスタービン燃焼器を示す全体構成図である。同図において、ガスタービン燃焼器１００は、金属部材から成る円筒形状の内筒１１０と、この内筒１１０の開口部１１１に嵌め合わされる尾筒１２０とを含み構成されている。この尾筒１２０は、円筒形状を有する金属部材から成り、その入口部１２１には、内筒１１０の開口部１１１を挿入して嵌め込む。尾筒１２０は、その入口部１２１から徐々にその断面積を狭め、その出口部１２２は、扇形に湾曲した長方形状を有する（図１１参照）。この尾筒１２０の出口部１２２は、その外周に凹型断面形状を有する環状のシール支持部１２３を有している。このシール支持部１２３は、金属部材から成り、尾筒１２０の出口部１２２に嵌め込まれて溶接によって固定設置されている。なお、ここにいう尾筒１２０の出口部１２２は、尾筒１２０の開口部１２４のみを指すものではなく、その上流側近辺の焼損や熱変形が生じる部分をも含むものとする。
【０００３】
図１２は、ガスタービン燃焼器１００の出口付近を示す拡大断面図である。同図において、ガスタービン燃焼器１００は、その尾筒１２０の出口部１２２を、タービン２００の燃焼通路２１０に接続して設置されている。この燃焼通路２１０の入口は、タービン１段静翼２２０をその両端から支持する内側シュラウド２３０と外側シュラウド２４０とによって形成されている。尾筒１２０は、この燃焼通路２１０の入口にその出口部１２２を位置しつつ車室（図示省略）に固定されている。この尾筒１２０の出口部１２２とタービン２００の燃焼通路２１０との隙間は、金属材料から成ると共に、ｙ字型断面形状を有する環状のシール部材１２５によって封止されている。このシール部材１２５は、そのカギ状の先端部１２６を尾筒１２０の出口部１２２が備えるシール支持部１２３の凹部に差し込み、その二股部１２７をタービン１段静翼２２０のシュラウド２３０、２４０に嵌め合わせて設置されている。このガスタービン燃焼器１００において、内筒１１０にて生成されて点火された予混合気は、尾筒１２０の燃焼室１２８に噴出されて燃焼し、高温の燃焼ガス３００となる。この燃焼ガス３００は、尾筒１２０内を進み、その出口部１２２から、タービン２００の燃焼通路２１０に吹き出される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、ガスタービン燃焼器１００の尾筒１２０は、高温の燃焼ガス３００の流路となっており、その出口部１２２に至るにつれ徐々にその断面積を狭めるので、燃焼ガス３００は、この出口部１２２において流速を最も速める。したがって、尾筒１２０の出口部１２２は、この燃焼ガス３００によって特に焼損を受け易く、また熱変形し易いという特徴がある。図１３は、その熱変形の様子を示した尾筒１２０の出口部１２２の正面図である。同図において、尾筒１２０の出口部１２２は、もとの状態では、扇形に湾曲した長方形状を有している（図（ａ）参照）。しかし、長期間に渡り使用され、燃焼ガス３００にさらされると、尾筒１２０の出口部１２２はその高熱によって変形する（図（ｂ）参照）。かかる出口部１２２の熱変形は、例えば、１２５０度クラスのガスタービンでは約１年ほどの使用により徐々にその兆候が現れ、その後加速的に熱変形が進む。その結果、尾筒１２０全体を定期的に交換しなければならないという問題点があった。しかしながら、従来のガスタービン燃焼器１００では、上記のような尾筒１２０に生ずる焼損や熱変形を抑止する手段を何ら有しなかったため、かかる問題を解決する有効な手段の開発が強く望まれていた。
【０００５】
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガスタービンの燃焼器出口を簡易かつ効果的に冷却し、その焼損や熱変形を有効に抑止することができるガスタービン燃焼器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明であるガスタービン燃焼器は、タービンの燃焼通路に燃焼ガスを吹き出す燃焼器出口の外周に形成されると共に、圧縮機で圧縮された冷却空気を前記燃焼器出口の外周壁面に沿って流して対流冷却を行う対流冷却手段と、前記燃焼器出口の壁に設けられると共に、前記燃焼器出口の外周壁面に沿って流れる冷却空気を前記燃焼器出口の内部に取り込んで吹き出し、前記燃焼器出口の内周壁面上に冷却空気の膜を形成する複数のフィルム冷却孔を有するフィルム冷却手段とを含み、且つ、前記対流冷却手段および前記フィルム冷却手段が前記燃焼器出口を両側の壁面から冷却すると共に、前記対流冷却手段が前記燃焼器出口の開口端部の外周を囲んで前記燃焼器出口の開口部との間に冷却空気の通路を形成する被覆部材から成ることを特徴とする。
【００１１】
この発明において、冷却空気は、燃焼器出口の外周に形成された対流冷却手段により、燃焼器出口の外周壁面に沿って流れ、燃焼器出口を対流冷却する。また、この外周壁面に沿って流れる冷却空気の一部は、燃焼器出口の壁に設けられたフィルム冷却孔から燃焼器内部に取り込まれ、その内壁面上に吹き出して冷却空気の膜を形成し、燃焼器出口をフィルム冷却する。これにより、ガスタービンの燃焼器出口は冷却され、その焼損や熱変形が抑止される。特に、このガスタービン燃焼器では、対流冷却手段およびフィルム冷却手段が燃焼器出口を両側の壁面から冷却するので、対流冷却あるいはフィルム冷却の一方のみにより燃焼器出口が冷却される構成と比較して、タービン稼働時にて高温となる燃焼器出口部（尾筒）の冷却効果が飛躍的に高められる利点がある。
【００１２】
また、この発明にかかるガスタービン燃焼器は、タービンの燃焼通路に燃焼ガスを吹き出す燃焼器出口の外周に形成されると共に、圧縮機で圧縮された冷却空気を前記燃焼器出口の外周壁面に沿って流して対流冷却を行う対流冷却手段と、前記燃焼器出口の壁に設けられると共に、前記燃焼器出口の外周壁面に沿って流れる冷却空気を前記燃焼器出口の内部に取り込んで吹き出し、前記燃焼器出口の内周壁面上に冷却空気の膜を形成する複数のフィルム冷却孔を有するフィルム冷却手段とを含み、前記対流冷却手段および前記フィルム冷却手段が前記燃焼器出口を両側の壁面から冷却し、且つ、前記燃焼器出口を支持すると共にスリットを有するシール支持部を備え、前記圧縮機からの冷却空気が前記シール支持部のスリットを介して前記対流冷却手段に供給される。このガスタービン燃焼器では、圧縮機からの冷却空気がシール支持部のスリットを介して対流冷却手段（の冷却空気通路）に供給されるので、この冷却空気によってタービン稼働時にて高温となるシール支持部が併せて冷却される利点がある。
【００１３】
また、この発明にかかるガスタービン燃焼器は、前記フィルム冷却手段および前記対流冷却手段の双方が前記燃焼器出口を冷却した後の冷却空気をタービンのシュラウドに供給する。このガスタービン燃焼器では、燃焼器出口を冷却した後の冷却空気がタービンのシュラウドに供給される。これにより、タービン稼働時にて高温となるタービンのシュラウドが併せて冷却される利点がある。
【００１５】
また、この発明であるガスタービン燃焼器は、請求項１〜４のいずれか一つに記載のガスタービン燃焼器において、さらに、前記対流冷却後の空気を、前記燃焼器出口の開口部外縁に形成した隙間から前記タービンシュラウドの内壁に沿って吹き出し、この内壁の表面に冷却空気の膜を形成し得る空気膜形成手段を有することを特徴とする。この発明において、対流冷却後の冷却空気は、開口部外縁の隙間からタービンシュラウドの内壁に沿って吹き出し、この内壁の表面に冷却空気の膜を形成する。これにより、タービンシュラウドの内壁を冷却することができる。
【００１６】
また、この発明であるガスタービン燃焼器は、請求項１〜３のいずれか一つに記載のガスタービン燃焼器において、タービンの燃焼通路に燃焼ガスを吹き出す燃焼器出口の外周に設けられると共に、圧縮機で圧縮された冷却空気を前記燃焼器出口の外周壁面に噴出して衝突させる複数のインピンジ孔を有するインピンジ冷却手段を備え、且つ、前記インピンジ孔から噴出して前記外周壁面に衝突した冷却空気を溜めると共に、この溜めた冷却空気を前記対流冷却手段もしくは前記フィルム冷却手段に供給する空気室を設けたことを特徴とする。この発明において、燃焼器出口の外周壁面に衝突した冷却空気は空気室に溜まり、ここからフィルム冷却もしくは対流冷却の冷媒として供給される。これにより、冷却空気を効率的に利用することができる。
【００１７】
また、この発明であるガスタービン燃焼器は、請求項１〜４のいずれか一つに記載のガスタービン燃焼器において、前記対流冷却手段は、前記燃焼器出口の外周を覆って設置されると共に、前記燃焼器出口の開口部外縁に隙間を形成しつつ前記燃焼器出口の外周面上に前記冷却空気の通路を形成する被覆部材であることを特徴とする。この発明において、冷却空気は、燃焼器出口の外周面を対流冷却し、さらに、燃焼器出口の開口部外縁の隙間から、燃焼通路に吹き出される。これにより、冷却空気は、開口部外縁に生じる燃焼ガスの巻き込みを抑止すると共に、フィルム冷却空気としてタービン１段静翼を冷却する。
【００１８】
また、この発明であるガスタービン燃焼器は、請求項１〜５のいずれか一つに記載のガスタービン燃焼器において、さらに、前記冷却空気を前記燃焼器出口の開口部付近の外周壁面に噴出して衝突させる複数のインピンジ孔を有し、且つ、前記燃焼器出口の外周を覆いつつ前記燃焼器出口から前記燃焼通路の入口に渡して設置されると共に前記燃焼通路と前記燃焼器出口との隙間を封止するシール部材を、含むことを特徴とする。この発明において、冷却空気は、シール部材のインピンジ孔から噴出して燃焼器出口の外周壁面に衝突し、ここをインピンジ冷却する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態１によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施の形態１の構成要素には、当業者が通常設計変更できるものが含まれるものとする。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は、この発明にかかる第１の実施の形態であるガスタービン燃焼器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記従来のガスタービン燃焼器１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。ガスタービン燃焼器１００は、その尾筒１２０出口部１２２の開口部１２４をタービンの燃焼通路２１０の入口に位置している。この燃焼通路２１０の入口は、タービン１段静翼２２０を支持する内側シュラウド２３０と外側シュラウド２４０とを略平行に配置して形成されている。尾筒１２０の出口部１２２は、これらシュラウド２３０、２４０の間にその開口部１２４の縁を挿入して設置されている。尾筒１２０の出口部１２２には、凹型断面形状を有する環状のシール支持部１２３が嵌め込まれ、出口部１２２の外周面上に溶接によって固定設置されている。尾筒１２０の出口部１２２と燃焼通路２１０とは、シール支持部１２３とシュラウド２３０、２４０とに渡して設置されたｙ字型断面形状を有する環状のシール部材１２５によってその隙間を封止されている。
【００２１】
また、尾筒１２０は、シール支持部１２３の上流側に、尾筒１２０の外周を一回りして形成された長方形断面の空気室１を有する。空気室１は、尾筒１２０出口部１２２の外周面と、シール支持部１２３の尾筒１２０上流側の側面２と、シール支持部１２３の上流側にその側面２と平行して設置された壁３と、シール支持部１２３と壁３とに渡して設置されたインピンジ環４とによって仕切られている。空気室１の壁３は、金属部材から成り、尾筒１２０の出口部１２２と嵌まり合う環状形状を有する。この壁３は、尾筒１２０の出口部１２２から嵌め込まれて尾筒１２０の外周面上に溶接により固定設置される。また、インピンジ環４は、薄型の金属部材から成り、尾筒１２０出口部１２２の外周と略相似形状を有する略筒型の環状形状を有する。インピンジ環４は、その内周面５を尾筒１２０の外周面に対して並行に向けつつシール支持部１２３の上流側側面２と環状の壁３とに支持され、これらに溶接によって固定されている。また、インピンジ環４には、尾筒１２０の外周面に噴出口を向けた多数のインピンジ孔６が形成されている（図２参照）。
【００２２】
また、尾筒１２０出口部１２２の壁７には、空気室１から尾筒１２０内部に貫通する多数のフィルム冷却孔８が、その全周に渡って形成されている。フィルム冷却孔８は、冷却空気４００の通路となる微細孔であり（図３参照）、近年はレーザーによって形成される。また、尾筒１２０は、シール支持部１２３の下流側に尾筒１２０出口部１２２の外周面に沿って形成された空気通路９を有する（図４（ａ）参照）。空気通路９は、薄型の金属部材から成り尾筒１２０の出口部１２２と略相似形状を有する筒型の被覆部材１５によって形成されている。被覆部材１５は、尾筒１２０の出口部１２２の外周に嵌め合わされ、その端部をシール支持部１２３の下流側側面１０に溶接して固定されている。また、被覆部材１５の出口側の縁１１は、尾筒１２０出口部１２２の開口部１２４と同位置に位置し、開口部１２４の外縁全周に一様な空気通路９の吹き出し口を形成している。また、シール支持部１２３は、尾筒１２０との溶接部に複数のスリットを有する（図４（ｂ）参照）。このスリット１２は、空気室１と空気通路９とを連通させており、空気室１からの冷却空気４００の流路となる。
【００２３】
この実施の形態１において、圧縮機（図示省略）により圧縮された冷却空気４００は、尾筒１２０外部と燃焼通路２１０との圧力差によって、インピンジ環４のインピンジ孔６から空気室１内に噴出する。そして、冷却空気４００は、尾筒１２０出口部１２２の外周面に衝突し、この出口部１２２をインピンジ冷却する。インピンジ冷却後の冷却空気４００は空気室１内に溜まり、その一部は尾筒１２０のフィルム冷却孔８から尾筒１２０内側に吹き出して、尾筒１２０の内壁面に薄い冷却空気４００の膜を形成する。これにより、尾筒１２０の内壁は、尾筒１２０内部を流れる高温の燃焼ガス３００から保護され、その焼損が抑止される。また、冷却空気４００の他の一部は、空気室１からシール支持部１２３のスリット１２を通り、出口部１２４外周の空気通路９に流入する。この冷却空気４００は、空気通路９内を出口部１２４外周に沿って流れ、尾筒１２０出口部１２２を対流冷却する。さらに、対流冷却後の冷却空気４００は、空気通路９の吹き出し口から燃焼通路２１０に吹き出され、タービン１段静翼２２０をフィルム冷却する。
【００２４】
この実施の形態１によれば、尾筒１２０の出口部１２２は上記のように冷却空気４００によって冷却されるので、その焼損や熱変形が抑止される。また、インピンジ冷却後の冷却空気４００は、空気室１によって次の冷却にあたり再利用されるので、冷却空気４００を効率的に利用することができ、少ない流量で効果的に冷却を行うことができる。さらに、空気通路９から吹き出された冷却空気４００は、タービン１段静翼２２０の冷却にも用いることができるので、冷却空気４００をより効率的に利用することができる。
【００２５】
なお、この実施の形態１において、ガスタービン燃焼器１００は、尾筒１２０出口部１２２をインピンジ冷却と、フィルム冷却と、対流冷却とによって冷却するが、フィルム冷却と対流冷却とは、択一的であってもよい。すなわち、尾筒１２０出口部１２２の冷却構造は、スリット１２および空気通路９を設けずに、インピンジ冷却後の冷却空気をフィルム冷却のみに用いることとしてもよいし、フィルム冷却孔８を設けずにインピンジ冷却後の空気を対流冷却にのみ用いることとしてもよい（図示省略）。これにより、より少ない冷却空気４００で効果的に冷却することができると共に、ガスタービン燃焼器１００の焼損や熱変形の程度に応じた簡易な冷却構造とすることができる。また、上記冷却構造は、インピンジ冷却手段を設けずに、フィルム冷却孔８および空気通路９のみによって構成してもよい（図５参照）。これにより、より簡易な構成で尾筒１２０の焼損を抑止することができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図６は、この発明にかかる第２の実施の形態であるガスタービン燃焼器の要部を示す側面断面図である。同図において、上記従来ならびに実施の形態１にかかるガスタービン燃焼器１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。ガスタービン燃焼器１００は、その尾筒１２０の出口部１２２をタービンの燃焼通路２１０に位置している。タービン燃焼通路２１０は、タービン１段静翼２２０を支持する内側シュラウド２３０と外側シュラウド２４０とによって形成されている。尾筒１２０の出口部１２２は、その開口部１２４の縁をこられのシュラウド２３０、２４０の間に挿入して設置されている。開口部１２４の外縁とシュラウド２３０，２４０の表面２３１との間には、冷却空気４００が吹き出される隙間１３が確保されている。この隙間１３は、開口部１２４外縁の外周に一様に形成されている。
【００２７】
また、尾筒１２０出口部１２２の外周には、シール支持部１２３が設置されている。尾筒１２０出口部１２２と燃焼通路２１０とは、このシール支持部１２３とシュラウド２３０、２４０とに渡して設置されたシール部材１２５により封止されている。このシール部材１２５は、尾筒１２０出口部１２２の外周と略相似形状を有する筒状部１４を有する。シール部材１２５は、この筒状部１４の内周面を尾筒１２０出口部１２２の外周面に対向させつつ、尾筒１２０の出口部１２２に嵌め合わされている。筒状部１４の内周面と尾筒１２０の外周面とが対向して形成する空間９は、冷却空気４００が尾筒１２０出口部１２２の外周面において対流冷却を行う空気通路９となる。
【００２８】
シール支持部１２３の上流側には、空気室１が形成されている。この空気室１は、尾筒１２０の外周面と、シール支持部１２３の上流側側面２と、壁３と、インピンジ環４とによって形成されている。空気室１と空気通路９とは、シール支持部１２３が尾筒１２０との溶接面に有するスリット１２によって、相互に連通している。また、インピンジ環４は、冷却空気４００を噴出する多数のインピンジ孔６を有しており、その面を尾筒１２０の外周面と対向させて設置されている。
【００２９】
この実施の形態２において、圧縮機で圧縮された冷却空気４００は、尾筒１２０外部と燃焼通路２１０との圧力差によって、インピンジ孔６から空気室１内に噴出し、尾筒１２０出口部１２２の外周面に衝突する。これにより、出口部１２２はインピンジ冷却される。また、インピンジ冷却後の冷却空気４００は、空気室１内に溜まり、シール支持部１２３のスリット１２を通って、空気通路９に流入する。そして、冷却空気４００は、空気通路９を尾筒１２０出口部１２２の外周面に沿って流れ、この出口部１２２を対流冷却する。このときシール部材１２５は、この冷却空気４００を導く空気通路９の壁面として作用する。さらに、対流冷却後の冷却空気４００は、尾筒１２０開口部１２４の外縁とシュラウド２３０、２４０との隙間１３から、シュラウド２３０、２４０の表面に沿って吹き出される（図７参照）。これにより、シュラウド２３０、２４０表面には、冷却空気４００の膜が形成され、尾筒１２０開口部１２４から吹き出される高温の燃焼ガス３００からシュラウド２３０、２４０を保護する。
【００３０】
この実施の形態２によれば、尾筒１２０の出口部１２２は、上記のインピンジ冷却および対流冷却によって冷却されるので、その焼損や熱変形が抑制される。また、タービン１段静翼２２０の内側シュラウド２３０および外側シュラウド２４０は、隙間１３から吹き出される冷却空気４００によってフィルム冷却されるので、その焼損が抑制される。また、インピンジ冷却後の冷却空気４００は、空気室１を経て対流冷却に用いられるので、少量の冷却空気４００によって効率的に尾筒１２０出口部１２２を冷却することができる。また、出口部１２４を冷却した冷却空気４００は、さらに内側シュラウド２３０および外側シュラウド２４０の冷却に用いられるので、冷却空気４００が効率的に活用され、少ない流量で効果的に冷却を行うことができる。
【００３１】
（変形例）
図８は、実施の形態２に記載したガスタービン燃焼器１００の変形例を示す側面断面図である。同図において、上記実施の形態２に記載したガスタービン燃焼器１００と同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。この構成では、実施の形態２のガスタービン燃焼器１００が有するインピンジ環４、空気室１、スリット１２は、設けられていない。また、この構成において、尾筒１２０出口部１２２とタービン燃焼通路２１０とを封止するシール部材１２５は、その筒状部１４に、多数のインピンジ孔６を有する（図９参照）。インピンジ孔６は、シール部材１２５の筒状部１４全周に一様に形成されており、その噴出方向を尾筒１２０出口部１２２の外周面に向けている。
【００３２】
この構成において、圧縮機で圧縮された冷却空気４００は、シール部材１２５のインピンジ孔６から尾筒１２０出口部１２２の外周面に噴出して衝突し、出口部１２２をインピンジ冷却する。そして、シール部材１２５と尾筒１２０出口部１２２の外周面によって形成される空気通路９を通って出口部１２２の外周面を対流冷却する。さらに、対流冷却後の冷却空気４００は、尾筒１２０開口部１２４の外縁とシュラウド２３０、２４０との隙間から、シュラウド２３０、２４０の壁面に沿って吹き出し、この壁面上に冷却空気４００の膜を形成する。これにより、タービンの内側シュラウド２３０および外側シュラウド２４０は、フィルム冷却される。
【００３３】
この構成によれば、上記インピンジ冷却および対流冷却によって尾筒１２０出口部１２２は冷却されるので、その焼損や熱変形が抑止される。また、シール部材１２５にインピンジ孔６を形成したので、尾筒１２０出口部１２２の中でもより熱変形が著しい開口部１２４付近を特に効果的に冷却することができる。また、この構成において、インピンジ冷却後の冷却空気４００は、尾筒１２０出口部１２２の対流冷却に用いられ、さらにタービンのシュラウド２３０、２４０のフィルム冷却に用いられるので、冷却空気４００が効率的に活用され、少ない流量で効果的に冷却を行うことができる。また、上記実施の形態１および２に記載した空気室１の形成を要しないので、より簡素な構成で出口部１２２の冷却を行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明であるガスタービン燃焼器（請求項１）によれば、冷却空気は、燃焼器出口の冷却にあたり、インピンジ冷却とフィルム冷却の両方に用いられるので、少量の冷却空気であっても効果的に冷却を行うことができ、燃焼器出口の焼損や熱変形が有効に抑止することができる。
【００３５】
また、この発明であるガスタービン燃焼器（請求項２）によれば、冷却空気は、燃焼器出口の冷却にあたり、インピンジ冷却と対流冷却の両方に用いられるので、少量の冷却空気であっても効果的に冷却を行うことができ、燃焼器出口の焼損や熱変形が有効に抑止することができる。
【００３６】
また、この発明であるガスタービン燃焼器（請求項３）によれば、冷却空気は、フィルム冷却と対流冷却とにより燃焼器出口の壁を両面から冷却するので、燃焼器出口は効果的に冷却され、その焼損や熱変形が有効に抑止される。
【００３７】
また、この発明であるガスタービン燃焼器（請求項４）によれば、燃焼器出口は、インピンジ冷却とフィルム冷却と対流冷却とによって冷却されるので、インピンジ冷却およびフィルム冷却のみによって冷却する場合と比較して、より効果的に燃焼器出口を冷却することができる。また、この発明であるガスタービン燃焼器（請求項５）によれば、燃焼器出口は、インピンジ冷却されその焼損や熱変形が抑止される。
【００３８】
また、この発明であるガスタービン燃焼器（請求項６）によれば、さらに対流冷却後の冷却空気は、燃焼通路のフィルム冷却に用いられるので、少量の冷却空気であっても効果的に冷却を行うことができ、燃焼器出口の焼損や熱変形が有効に抑止することができる。
【００３９】
また、この発明であるガスタービン燃焼器（請求項７）によれば、空気室は、インピンジ冷却後の冷却空気を溜めて、次の冷却ステップに用いる冷媒として供給するので、少量の冷却空気を有効に活用することができ、冷却効率を向上させることができる。
【００４０】
また、この発明であるガスタービン燃焼器（請求項８）によれば、冷却空気は、燃焼器出口を対流冷却した後、その開口部外縁から燃焼通路に吹き出す。したがって、冷却空気は、燃焼器出口の冷却と併せて、開口部外縁付近の焼損やタービン１段静翼の冷却にも用いることができ、冷媒の効率的な利用が可能となる。
【００４１】
また、この発明であるガスタービン燃焼器（請求項９）によれば、インピンジ孔は、燃焼器出口とタービン燃焼通路とを封止するシール部材に形成されているので、燃焼器出口の開口部付近の外周壁面に対してインピンジ冷却することが可能となり、焼損の著しい開口部付近を効果的に冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる第１の実施の形態であるガスタービン燃焼器を示す側面断面図である。
【図２】インピンジ環のインピンジ孔である。
【図３】尾筒のフィルム冷却孔である。
【図４】尾筒の開口部である。
【図５】図１に示したガスタービン燃焼器の変形例である。
【図６】この発明にかかる第２の実施の形態であるガスタービン燃焼器を示す側面断面図である。
【図７】図２に示した燃焼器開口部付近の拡大断面図である。
【図８】図２に示したガスタービン燃焼器の変形例を示す側面断面図である。
【図９】シール部材である。
【図１０】従来のガスタービン燃焼器の全体構成図である。
【図１１】尾筒の斜視図である。
【図１２】尾筒の出口部付近の拡大断面図である。
【図１３】尾筒の開口部である。
【符号の説明】
１  空気室
４  インピンジ環
６  インピンジ孔
８  フィルム冷却孔
９  空気通路
１２  スリット
１３  隙間
１４  シール部材の筒状部
１５  被覆部材
【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８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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