JPS599431A

JPS599431A - ガスタ−ビン燃焼器の支持装置

Info

Publication number: JPS599431A
Application number: JP11836682A
Authority: JP
Inventors: Fumio Kato; 文雄加藤; Takashi Omori; 隆司大森; Isao Sakudou; 削藤　勲; Yoji Ishibashi; 石橋　洋二; Yoshimitsu Minagawa; 義光皆川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1984-01-18

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明はガスタービン燃焼器の支持装置に関する。

ガスタービンの燃焼器は作動流体としての燃焼ガスを生
成し、このガスをタービン動翼部に導く役目をもってい
る。第１図は排ガス中のＮ０ｘｉを抑制できる低ＮＯｘ
型燃焼器の構成を示したものである。燃焼器１の主要構
成要素は、燃焼ガスを生成するライナ２とこの燃焼ガス
を動翼部に導く尾筒３及び燃料ノズル６からなシ、これ
らは外筒４及びカバー５によって密閉された高圧チャン
バー内に保持される。

低ＮＯｘ型燃焼器１の構造上の％徴はライナ２が副燃焼
室７と主燃焼室８に分けられていることにある。副燃焼
室７では空気と燃料とのミキシングをよくし、希釈燃焼
を行なわせる。すなわち、圧縮機９で加圧された空気は
ディフューザ部１゜を通シ、尾筒３の外面を冷却しなが
らライナ２と外筒４との環状部をライナ頭部側に向は逆
流する。

副燃焼室７はミキシングの増進を図るために流入する空
気に周方向の旋回をかける旋回器１１が付属する。さら
に、保炎性をよくシ、またガス体の滞留時間を短かくす
るために径が主燃焼室８よυも小さ目に作られている。

一方、主燃焼室８は副燃焼部での未燃燃料を完全に燃焼
させると共に、希釈空気孔１２よシ流入した空気によシ
所定のガス温度にし、タービン部１１に燃焼ガスを供給
する。

低ＮＯｘ化に伴い生ずる強度信頼性の問題点の一つに振
動がある。これは、希釈燃焼を実施することによって、
燃焼の安定性は低下し、いわゆる振動燃焼の振幅が増加
するために、燃焼器への振動応答の程度も太きくなシ、
特に、燃焼器の支持部を中心に損傷を受けやすくなって
きている。燃焼器に対する信頼性が特に強く求められる
理由は、支持部等が単に破損するという問題に終らず、
破損した物体は、はとんどの場合が燃焼器内に吸込まれ
、タービン回転翼に衝突して、重大な事故を発生させる
可能性を持っているためである。ところで、従来型燃焼
器ライナ部の支持はライナの前部と後部で行なわれ、前
部は第２図に詳細を示すようにＵ字型の市め金１３が１
２０度間隔に３個設けられ、外筒４の内面に溶接された
支持板１４に押込めることにより単純支持されている。

一方、ライナ２の後部は円弧状の板バネ１５がライナ周
上に配置されていて、この部分を尾筒３内に押し込める
ことによシ弾性支持される。

ここでは、止め金部の支持法の問題点について述べる。

第１点は、止め金がＵ字形をしていて直接支持板１４と
接触する点にある。支持板１４は止め金１３の曲部１６
に接触して止め金にライナ軸方向の力をおよぼす。止め
金１３は底辺１７部でライナに溶接されているため、曲
部１６に力がかかると、この溶接部に応力が発生する。

最大応力は止め金の入口根元部１８で発生する。この部
分は止め金の先端部にあたり、構造的にも、応力の集中
が起シ易い所になっている。

第２点は、止め金が３個になっている点である。

一応、構造の対称性を満たすように取付けられているが
、支持点の数が少ないことからランダムな振動荷重に対
して、支持点で均一に荷重を分配することが難かしぐ、
荷重分布の偏υが生じ易い。

第３点は、一番問題となる、安全保護対策である。すな
わち、万一、止め金部が破損した場合、燃焼器内に流れ
込む危険性をもつ。

本発明の目的は、ガスタービン燃焼器の支持部について
、振動に対する減衰効果を大きくし、かつ応力集中の小
ない構造とし、万一、破損しても取伺部から外に流出し
ない安全なガスタービン燃焼器の支持装置を提供するこ
とにある。

燃焼器の支持部は特に応力の発生が太きくなるので、ま
ず１点は破損しないような構造を採用すること。２点目
は万一破損しても、その破損物が何処へも飛び出ないよ
うな構造にしておくことが必要である。まず、破損しな
い構造にするために採った方法は、支持部で振動エネル
ギを吸収できるようにバネによる弾性支持を゛採用して
いる。また、流出防止法については、ストッパを支持す
る相手方の部材が、ストッパを完全に包むように保持す
ることにより問題の解決を図った。

以下、本発明の一実施例を第４図〜第１０図によ′り説
明する。

まず本発明の特徴の一つでちる破損部材の流出防止構造
について説明する。

本発明では燃焼器前部のストッパ１９は９０度間隔に４
個つけられる。ストッパ１９は後述するように、箱形と
なり、その底辺の４辺がライナ２の前端に近いところに
溶接される。４本のストッパは全く同一条件で支持され
る。一方、相手方の支持部材２０け、外筒４の内面に一
端が溶接された板状のブロックである。第６図、第７図
に詳細に示すように、このブロックにはストッパの幅、
奥行よりも幾分広い溝部２４．２４が設けられている。

この溝部は支持部材２０の長手方向の途中まで設けられ
ていてストッパがライナの長手方向へ変形する場合、止
め金の役目をする。

従って、ライナ２を糾込む場合は、４本のストッパがこ
の溝部２４に入るよう押し込められる。

この状態でカバー５が外筒に締結される。ところで、カ
バー５には第８図に示すように、ちょうどストッパと合
い対する点に支持部材２０に切られた溝よシも幅、高さ
共、幾分大きめのブロック２１が設けられている。カバ
ー５が外筒４に締結された状態ではこのブロック２１の
先端がちょうど支持部材２０の前面２５に接する程度の
寸法にできている。このように本ライナのストッパは支
持部材２０及びブロック２１によって周囲を完全に包み
込まれた状態に支持されるため、仮に、ストッパ部が根
元から折れた場合でも外に抜は出す支配はない。

次に、本発明のもう一つの特徴である振動力の吸収構造
について四明する。

燃焼器は振動燃焼によって励振を受は振れるが燃焼器頭
部での振れの大きさはライナの半径方向と軸方向が特に
大きいことが測定の結果知られている。そこで、これら
の方向の振動に対して、できるだけその力を弱めるため
に採られたのが本構造である。本構造ではこの振動力に
対する影響を軟らげるために、板バネによって対処して
いる。

すなわち、第６図、第７図に示されるようＫ、ライナ半
径方向の振動に対しては支持部材２０内に保持された円
弧状の板バネ２７によって行なう。

この板バネ２７は、板バネ固定部材２６に、ライナ中心
部に向って凸形（円弧形）となるように両端部が支持さ
れている。一方、支持部材２０は、この板バネ固定部材
２７を挿入できるように横溝２２が設けられている。ス
トッパ１９を押し込んだ状態では、板バネ２７と、スト
ッパ上面２８が弾性状態で支持されることになる。板バ
ネ固定部材２６はまた振動を吸収する役目も負っている
。

すなわち、２６の上面２９と横溝２３の面３０が面接触
した状態にあるが、この２面は軸方向には相対的な変形
ができるようになっていて摩擦による振動エネルギを吸
収できる構造である。

一方、ライナ軸方向の振動吸収には、やけシ板バネが用
いられるが、板バネを支持部材に設けるのけ構造的に困
難であるので、この方向についてはストッパ部にバネ板
を取シ付けである。第９図。

第１０図にその取付状況を示す。まず、本ストツパハ箱
形のストッパになっていてその底辺の４辺がライナ２に
溶接される。このような固定方法は、特に応力の集中を
平均化することができ強度上有利でおる。さて、円弧状
板バネは第１０図のようにストッパ１９の高さ方向全面
をおおうように両端でスポット溶接されて固定される。

ライナが組込まれた状態では第７図に示すように、円弧
状板バネ３１は、支持部材２０の側面２５と接触し弾性
支持された状態にある。

このように本発明によれば、強度的にも強化が図られ、
しかも、安全保護機構を有する信頼性の高い燃焼支持構
造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はガスタービン燃焼器の概略図、第２図は従来の
燃焼器支持部の斜視図、第３図は第２図におけるストッ
パと支持部材の組込状況を示す説明図、第４図乃至第１
０図は本発明の一実施例で（９）あるガスタービン燃焼器の支持装置を示すものであシ、
第４図は燃焼器の周方向断面図、第５図は燃焼器の軸方
向断面図、第６図は支持部の詳細を示す周方向断面図、
第７図は支持部の詳細を示す軸方向断面図、第８図はカ
バ一部断面図、第９図はストッパの取付状況を示す斜視
図、第１０図はストッパ部の拡大図である。１・・・燃焼器、２・・・ライナ、３・・・尾筒、４・
・・外筒、５・・・カバー、６・・・燃料ノズル、７・
・・副燃焼室、８・・・主燃焼室、９・・・圧縮機、１
０・・・ディフューザ、１１・、・タービン、１２・・
・希釈空気孔、１３・・・止め金、１４・・・支持板、
１５・・・スプリングシール、１６・・・曲部、１７・
・・底辺、１１Ａ・・・入口根元部、１９・・・ストッ
パ、２０・・・支持部材、２１・・・ブロック、２２・
・・横溝、２３・・・溝部、２４・・・前面、２６・・
・板バネ固定部材、２７・・・板バネ、２８・・・スト
ッパ上面、２９・・・上面、３０・・・面、３１・・・
円弧状板ン（１０）第１図％５図

Claims

【特許請求の範囲】１、ガスタービン燃焼器ライナの前部支持部を９０度間
隔に設けた４個の箱型ストッパよ多構成し、該ストッパ
は燃焼器を格納する外筒の内面に取付けられた支持部材
の溝部に挿入され、溝部の入口部は外筒の前ぶたに取付
けられた４個の突起部により閉塞され、ストッパが溝部
から抜は出さないように組込まれることを特徴とするガ
スタービン燃焼器の支持装置。２、特許請求の範囲第１項において、支持部材の溝部の
上面には円弧状の板バネが設置された支持板が挿入され
ておシ、該板バネと箱形ストッパはストッパの上面部で
接触し、弾性支持されることを特徴とするガスタービン
燃焼器の支持装置。３、特許請求の範囲第１項において、箱形ストッパは、
前後面、側面、及び上面を有し、底辺の４辺がライナに
溶接され固定されるストッパの後面には円弧状の板バネ
がストッパの高さ方向に溶接されて、該板バネは支持部
材の溝部に挿入された際、溝部の面と弾性接触するよう
に配置されることを特徴とするガスタービン燃焼器の支
持装置。