WO2012132898A1 - 燃焼器及びこれを備えたガスタービン - Google Patents

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WO2012132898A1
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combustor
inner cylinder
cooling
cylinder
throttle
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PCT/JP2012/056534
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English (en)
French (fr)
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智志 瀧口
斉藤　圭司郎
照弘 松本
佐藤　賢治
秀信 玉井
重實 萬代
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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Publication date
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • F02C7/16—Cooling of plants characterised by cooling medium
    • F02C7/18—Cooling of plants characterised by cooling medium the medium being gaseous, e.g. air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/08—Cooling; Heating; Heat-insulation
    • F01D25/14—Casings modified therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/023—Transition ducts between combustor cans and first stage of the turbine in gas-turbine engines; their cooling or sealings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/002—Wall structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/42—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the arrangement or form of the flame tubes or combustion chambers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00012—Details of sealing devices

Definitions

  • the present invention relates to a combustor in which a tip end portion of an inner cylinder is inserted into a tail cylinder through a gap, and a gas turbine including the combustor.
  • the gas turbine includes a compressor that generates compressed air, a combustor that generates combustion gas by mixing and burning fuel in the compressed air, and a turbine that is rotationally driven by the combustion gas.
  • the combustor has an inner cylinder that generates combustion gas when compressed air is introduced from the compressor, and a tail cylinder that guides the generated combustion gas to the turbine.
  • the connection between the inner cylinder and the tail cylinder is performed by inserting the tip of the inner cylinder into the tail cylinder.
  • the spring clip provided along the circumferential direction at the tip of the inner cylinder
  • the spring member called is in a state of being crushed in the gap between the inner cylinder and the tail cylinder. Then, when the outer clip of the inner cylinder is pressed against the inner peripheral surface of the tail cylinder by the force with which the spring clip attempts to return to the original shape, both are connected so as not to fall off (see, for example, Patent Document 1). .
  • the cooling means is required to prevent the spring clip from burning out.
  • a cooling means of the spring clip an active method of blowing cooling air is conceivable.
  • the flame temperature of the combustion burner provided in the inner cylinder rises due to the mixing of the cooling air, the nitrogen oxide Emissions increase. Therefore, as another means for cooling the spring clip, there is used a method of cooling the spring clip by using leaked air that flows from outside into the gap beyond the spring clip.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and the spring clip provided in the gap between the inner cylinder and the tail cylinder is exposed to the high-temperature combustion gas flowing into the gap and burns out.
  • the object is to provide a means for sure prevention.
  • a combustor according to the present invention includes an inner cylinder in which compressed air and fuel are mixed and burned, a tail cylinder in which a tip portion of the inner cylinder is inserted with a gap, and the inner cylinder and the tail cylinder.
  • a spring clip that closes the gap, and an opening that opens to the tail cylinder on the distal end side of the inner cylinder in the gap, and an opening area of the opening compared to the proximal end side of the inner cylinder
  • a narrowing throttle part and a cooling means for cooling the throttle part.
  • the leaked air that has flowed into the gap between the inner cylinder and the tail cylinder through the spring clip from the outside has its flow velocity increased when passing through a region where the opening area is narrowed by the throttle portion, and the opening portion Into the tail pipe. Accordingly, the combustion gas generated at the connection between the inner cylinder and the tail cylinder is hindered by the flow of leaked air, and the amount of inflow into the gap is reduced. Thereby, it can suppress that the spring clip provided in the clearance gap is exposed to combustion gas and burns out.
  • the throttle portion may be provided by projecting an inner surface of the tail cylinder toward the inner cylinder side.
  • the throttle portion can be disposed in the gap between the inner cylinder and the tail cylinder without interfering with the spring clip.
  • the throttle portion may be provided by projecting the outer surface of the inner cylinder toward the tail cylinder side.
  • the throttle part can be manufactured by a simple process as compared with the case where the throttle part is provided on the inner surface of the transition piece.
  • the cooling unit may cool the throttle unit by injecting a cooling fluid into the throttle unit.
  • the throttle portion can be efficiently cooled by so-called impingement cooling.
  • the cooling unit includes an injection unit that injects the cooling fluid toward the opening, and a guide unit that guides the injected cooling fluid toward the throttle unit. You may have.
  • the cooling fluid injected from the injection unit can be reliably blown to the throttle unit with a simple configuration.
  • the cooling unit may cool the throttle unit by flowing a cooling fluid into the throttle unit.
  • the throttle portion can be efficiently cooled by so-called convection cooling.
  • the cooling fluid that has flowed inside the throttle portion may flow out from the throttle portion toward the opening.
  • the cooling fluid that has flowed out of the throttle portion merges with the leaked air and flows into the transition piece from the opening.
  • the cooling unit may cool the throttle unit by flowing a cooling fluid along the surface of the throttle unit.
  • the diaphragm can be efficiently cooled by so-called film cooling.
  • the cooling means may cause a cooling fluid to flow along a surface of the throttle portion on the tip side of the inner cylinder.
  • the throttle portion can be efficiently cooled.
  • the cooling means may cause a cooling fluid to flow along the surface of the throttle portion on the proximal end side of the inner cylinder.
  • the cooling fluid separated from the surface of the throttle portion merges with the leaked air and flows into the transition piece from the opening.
  • gas turbine according to the present invention may include any one of the above combustors.
  • the combustor according to the present invention it is possible to reliably prevent the spring clip provided in the gap between the inner cylinder and the tail cylinder from being exposed to the high-temperature combustion gas flowing into the gap and burning out.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gas turbine having a combustor according to a first embodiment of the present invention. It is a schematic sectional drawing which shows the periphery of the combustor which concerns on 1st Embodiment. It is a schematic sectional drawing which shows the connection part of an inner cylinder and a tail cylinder about the combustor which concerns on 1st Embodiment. It is a schematic sectional drawing which shows the connection part of an inner cylinder and a tail cylinder about the combustor which concerns on 2nd Embodiment. It is a schematic sectional drawing which shows the connection part of an inner cylinder and a tail cylinder about the combustor which concerns on 3rd Embodiment.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a gas turbine 1 having a combustor 10 according to the present embodiment.
  • the gas turbine 1 includes a compressor 2 provided on the most upstream side along the fluid flow direction F, and a plurality of gas turbines 1 along the circumferential direction of the turbine rotor 3 on the downstream side of the compressor 2.
  • the combustor 10 provided and the turbine 4 provided on the downstream side of the combustor 10 are provided.
  • the compressor 2 takes in external air from the air intake 5 and compresses the air to generate compressed air.
  • the combustor 10 injects fuel into the compressed air and burns it, thereby generating high-temperature and high-pressure combustion gas.
  • the turbine 4 is rotationally driven by this combustion gas, and the driving force of the turbine rotor 3 which comprises the turbine 4 is transmitted to the generator etc. which are not shown in figure.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the periphery of the combustor 10 according to the first embodiment.
  • the combustor 10 includes an inner cylinder 14, a fuel nozzle 15, a tail cylinder 17, and a bypass pipe 18.
  • the inner cylinder 14 is accommodated in the interior of the passenger compartment 11, a proximal end portion is fixed to the casing 12, and a distal end portion is connected to the tail cylinder 17.
  • the fuel nozzle 15 protrudes from the proximal end portion of the inner cylinder 14.
  • the tail cylinder 17 is housed inside the passenger compartment 11, and is supported by the support member 13 with the base end connected to the turbine-side gas flow path 16 and the tip connected to the inner cylinder 14. .
  • One end of the bypass pipe 18 is connected to the tail cylinder 17.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a connecting portion between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17.
  • the connection structure S1 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 is provided in the tail cylinder 17, the inner cylinder 14 inserted in the tail cylinder 17, the spring clip 19 provided in the inner cylinder 14, and the tail cylinder 17.
  • a backflow prevention unit 20 is provided in the tail cylinder 17, the inner cylinder 14 inserted in the tail cylinder 17, the spring clip 19 provided in the inner cylinder 14, and the tail cylinder 17.
  • the tail cylinder 17 is a hollow tubular member.
  • the inner cylinder 14 is also a hollow tubular member, and has an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the tail cylinder 17.
  • a plate-shaped buggy clip BK that can be elastically deformed is fixed to the outer peripheral surface 14g of the inner cylinder 14 so that its central portion is slightly lifted from the outer peripheral surface 14g.
  • the spring clip 19 serves to connect the inner cylinder 14 to the tail cylinder 17 so as not to fall off.
  • the spring clip 19 is an elastically deformable leaf spring member. As shown in FIG. 3, one end of the spring clip 19 is fixed to the outer peripheral surface 14 g of the inner cylinder 14, and the other end is the outer periphery of the inner cylinder 14. It floats slightly from the surface 14g and is supported from below by a buggy clip BK.
  • the spring clip 19 configured as described above is provided on the outer peripheral surface 14g of the inner cylinder 14 over the entire periphery thereof.
  • the spring clip 19 is moved by the force that the buggy clip BK crushed between the inner casing 14 and the transition piece 17 tries to restore the original shape. It is pressed against the inner peripheral surface of the cylinder 17. This prevents the inner cylinder 14 from falling off the tail cylinder 17.
  • a gap C having a predetermined width is formed between the spring clip 19 and the tail cylinder 17 at the tip of the inner cylinder 14.
  • the backflow prevention unit 20 prevents the combustion gas N flowing from the inner cylinder 14 to the tail cylinder 17 from flowing back through the gap C.
  • the backflow prevention unit 20 includes a throttle portion 21 provided on the inner peripheral surface 17 n of the tail cylinder 17 and a cooling means 22 provided in the vicinity of the throttle portion 21. ing.
  • the throttle portion 21 serves to increase the flow velocity of the leaked air M shown in FIG. 3, that is, the air flowing from the vehicle compartment 11 over the spring clip 19 into the gap C.
  • the throttle portion 21 is an annular member having a substantially rectangular cross section, and has an outer diameter that is substantially the same as the inner diameter of the tail cylinder 17. It is formed slightly larger than the outer diameter of the inner cylinder 14.
  • the throttle portion 21 configured in this manner is fixed in the state where the outer peripheral surface is in contact with the vicinity of the tip end portion of the inner cylinder 14 on the inner peripheral surface 17 n of the tail cylinder 17. .
  • the opening area of the opening C C to the tail cylinder 17 of the gap C is narrowed by the cross-sectional area of the narrowed portion 21 as compared with the cross-sectional area of the gap C at the proximal end side of the inner cylinder 14.
  • the cooling means 22 plays a role of cooling the throttle portion 21.
  • the cooling means 22 is formed by penetrating the position on the distal end side of the narrowed portion 21 in the tail cylinder 17 in the radial direction.
  • the cooling means 22 is connected to the cooling gas flow path 24 via a pipe 25 and a cooling gas flow path 24 that is opened on the inner peripheral surface 17n side of the transition piece 17 and provided with an injection hole 23 (injection portion).
  • a cooling gas supply unit 26 and a guide unit 27 provided on the inner peripheral surface 17n of the tail cylinder 17 in the vicinity of the injection hole 23.
  • a plurality of cooling gas passages 24 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the tail cylinder 17.
  • the guide part 27 changes the injection direction of the cooling gas injected from the injection hole 23 to the throttle part 21 side.
  • the guide portion 27 includes an attachment piece 27a for attaching to the inner peripheral surface 17n of the transition piece 17, and a direction changing piece 27b for changing the direction of the cooling gas injected from the injection hole 23. It is equipped with.
  • the guide portion 27 configured as described above has the direction changing piece 27b substantially parallel to the inner peripheral surface 17n of the tail cylinder 17, and the mounting piece 27a is the injection hole 23 in the inner peripheral surface 17n of the tail cylinder 17. It is fixed at a position closer to the tip of the tail cylinder. In this state, the tip of the direction changing piece 27 b extends to the root portion of the throttle portion 21.
  • the function and effect of the combustor 10 according to the first embodiment will be described.
  • the combustor 10 of the present embodiment as shown in FIG. 3, when the combustion gas N flows from the small diameter inner cylinder 14 to the large diameter tail cylinder 17, combustion is caused due to the expansion of the flow path width. A vortex Nu is generated in the gas N. The vortex Nu is about to flow into a gap C formed between the tail cylinder 17 and the inner cylinder 14. However, the opening portion Ck of the gap C to the transition piece 17 projects from the inner peripheral surface 17n of the transition piece 17 and is provided with a throttle portion 21, so that the opening area of the gap C is narrowed.
  • the flow rate of the leaked air M flowing from the passenger compartment 11 into the gap C and flowing toward the opening Ck increases at a position where the opening area of the gap C is narrow.
  • the vortex flow Nu of the combustion gas N generated at the connecting portion between the tail cylinder 17 and the inner cylinder 14 is inhibited by the leaked air M having an increased flow velocity, so that the amount flowing into the gap C is reduced.
  • the eddy current Nu is less likely to flow into the gap C by narrowing the opening area of the gap C by the throttle portion 21. Thereby, it can suppress that the spring clip 19 provided in the clearance gap C is exposed to the high temperature combustion gas N, and burns out.
  • the cross-sectional shape of the narrowed portion 21 is not limited to this embodiment, and can be appropriately changed in design.
  • the throttle portion 21 is formed in an annular shape, and the throttle portion 21 is provided over the entire circumferential direction of the gap C between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17, but along the circumferential direction of the gap C. You may provide the aperture part 21 only in one part.
  • the throttle portion 21 may be provided only in a region where the spring clip 19 is particularly susceptible to burning.
  • the throttle part 21 is provided on the inner peripheral surface 17n of the tail cylinder 17 so as to protrude toward the inner cylinder 14, but conversely, on the outer peripheral surface 14g of the inner cylinder 14 on the side of the tail cylinder 17 It is also possible to provide the throttle part 21 so as to protrude to the side.
  • the installation position of the cooling means 22 may be on the inner cylinder 14 side according to the throttle portion 21, or the throttle provided in the inner cylinder 14 over the gap C by providing the cooling means 22 on the tail cylinder 17.
  • the cooling gas R may be injected toward the part 21.
  • the shape, size and installation position of the guide part 27 constituting the cooling means 22 can be appropriately changed according to the size and installation position of the throttle part 21.
  • the cooling gas supply unit 26 constituting the cooling means 22 is separately provided outside the tail cylinder 17 as shown in FIG. 3, but the cooling gas supply unit 26 is not limited to this embodiment.
  • the vehicle compartment 11 shown in FIG. 2 may be used as the cooling gas supply unit 26 and the cooling gas R taken from the vehicle compartment 11 may be supplied to the cooling gas passage 24.
  • the piping 25 is unnecessary.
  • the transition piece cooling channel (not shown) for cooling itself is provided in the transition piece 17, this transition piece cooling channel is used as the cooling gas supply unit 26, and this transition piece cooling is performed.
  • the cooling gas R taken from the flow path may be supplied to the injection holes 23.
  • the piping 25 is unnecessary. Note that these modifications can also be applied to the embodiments described later.
  • the combustor 30 according to the second embodiment differs from the combustor 10 according to the first embodiment only in the connection structure S2 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted here.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a connecting portion between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the combustor 30 according to the second embodiment.
  • the connection structure S2 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in this embodiment differs from the connection structure S1 in the first embodiment shown in FIG. 3 only in the configuration of the cooling means 31. Since the other configurations and the operational effects based on the configuration are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals as those in FIG. 3 are given in FIG. 4 and the description thereof is omitted here.
  • the cooling means 31 is formed so as to obliquely penetrate the position on the distal end side of the narrowed portion 21 in the tail cylinder 17, opens to the inner peripheral surface 17 n side of the tail cylinder 17, and the injection hole 32 ( A cooling gas channel 33 provided with an injection unit), and a cooling gas supply unit 35 connected to the cooling gas channel 33 via a pipe 34.
  • a plurality of cooling gas flow paths 33 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the tail cylinder 17.
  • the cooling gas R in a low temperature and compressed state is started from the cooling gas supply unit 35 to the cooling gas passage 33 accordingly.
  • the cooling gas R is injected from the injection hole 32 through the cooling gas passage 33.
  • the cooling gas flow path 33 is formed so as to obliquely penetrate the tail cylinder 17 as described above, the cooling gas R is injected in a direction inclined by a predetermined angle with respect to the radial direction of the tail cylinder 17. , And sprayed to the throttle unit 21.
  • the diaphragm 21 is subjected to so-called impingement cooling, thereby suppressing its own burning.
  • the cooling gas flow path 33 is inclined to direct the cooling gas R injection direction toward the throttle portion 21, and thus the cooling gas R injection direction as in the first embodiment. Since there is no need to provide the guide portion 27 for directing the aperture toward the throttle portion 21, there is an advantage that the configuration can be simplified.
  • the combustor 40 according to the third embodiment also differs from the combustor 10 according to the first embodiment only in the connection structure S3 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted here.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a connecting portion between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the combustor 40 according to the third embodiment.
  • the connection structure S3 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in this embodiment is also different from the connection structure S1 in the first embodiment shown in FIG. 3 only in the configuration of the cooling means 41. Since the other configuration and the operation effect based on the configuration are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals as those in FIG. 3 are given in FIG. 5 and the description thereof is omitted here.
  • the cooling means 41 includes a first cooling gas passage 42 formed so as to penetrate the throttle portion 21 in the radial direction and a tail pipe 17 penetrated in the radial direction so as to perform the first cooling.
  • a second cooling gas flow path 43 communicating with the gas flow path 42 and a cooling gas supply unit 45 connected to the second cooling gas flow path 43 via a pipe 44 are provided.
  • a plurality of second cooling gas passages 43 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the tail cylinder 17, and the first cooling gas passages 42 are also constricted to correspond thereto.
  • a plurality are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of 21.
  • the supply of the cooling gas R to the second cooling gas flow path 43 is started from the cooling gas supply unit 45 via the pipe 44.
  • the cooling gas R flows from the second cooling gas channel 43 into the first cooling gas channel 42.
  • the constricted portion 21 is so-called convectively cooled by the flow of the cooling gas R therein, thereby suppressing its own burning.
  • the cooling gas R is discharged from the tip of the throttle portion 21 to the outside and flows downward, thereby forming a so-called air curtain between the throttle portion 21 and the inner cylinder 14. Thereby, the inflow of the combustion gas N into the gap C is further hindered by the air curtain.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a first modification 40A of the combustor 40 according to the third embodiment.
  • the throttle portion 21 is provided so as to be inclined with respect to the radial direction of the transition piece 17, and the distal end portion faces the proximal end side of the transition piece 17.
  • the first cooling gas passage 42 penetrating the throttle portion 21 is also formed so as to be inclined with respect to the radial direction of the tail cylinder 17 in correspondence with the projecting direction of the throttle section 21.
  • the penetrating second cooling gas channel 43 is also formed to be inclined with respect to the radial direction of the tail cylinder 17.
  • the cooling gas R discharged to the outside from the tip of the throttle portion 21 through the first cooling gas flow path 42 has a discharge direction in the radial direction of the tail cylinder 17. And has a velocity component opposite to the flow direction of the combustion gas N about to flow into the gap C. Therefore, in addition to inhibiting the inflow of the combustion gas N into the gap C by forming the air curtain, the cooling gas R further inhibits the inflow into the gap C by canceling the flow of the combustion gas N. .
  • the throttle portion 21 is provided so as to be inclined with respect to the radial direction of the tail tube 17.
  • the present invention is not limited to this, and the throttle portion 21 extends in parallel with the radial direction of the tail tube 17. It is also possible to provide the first cooling gas channel 42 and the second cooling gas channel 43 so as to be inclined with respect to the radial direction of the tail cylinder 17.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a second modification 40B of the combustor 40 according to the third embodiment.
  • the throttle portion 21 is provided so as to extend in parallel with the radial direction of the tail cylinder 17, and the first cooling gas channel 42 is formed in an L-shaped cross section so that the tail cylinder of the throttle portion 21 is formed. It opens to the end face on the base end side.
  • the cooling gas R discharged from the throttle portion 21 through the first cooling gas flow path 42 to the outside flows in the combustion gas N about to flow into the gap C. It is discharged in the opposite direction. Therefore, the flow of the cooling gas R prevents the combustion gas N from flowing into the gap C.
  • the combustor 50 according to the third embodiment also differs from the combustor 10 according to the first embodiment only in the connection structure S4 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted here.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a connecting portion between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the combustor 50 according to the fourth embodiment.
  • the connection structure S4 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the present embodiment differs from the connection structure S3 in the third embodiment shown in FIG. 5 in the configuration of the throttle portion 51 and the cooling means 52. Since the other configuration is the same as that of the third embodiment, the same reference numerals as those in FIG. 5 are given in FIG. 8, and description thereof is omitted here.
  • the throttle part 51 is formed as a part of the transition piece 17 as shown in FIG. More specifically, in the vicinity of the distal end portion of the inner cylinder 14 in the transition piece 17, the inner diameter of the transition piece 17 is reduced from the distal end side of the transition piece to the proximal end side of the transition piece so that the stepped throttle 51 is formed. Is provided.
  • the opening area at the opening Ck of the gap C is smaller than the cross-sectional area of the gap C at the proximal end side of the inner cylinder 14 by the amount that the inner diameter of the tail cylinder 17 is reduced in the throttle 51. ing.
  • the cooling means 52 is connected to the cooling gas passage 53 formed through the throttle portion 51 of the tail cylinder 17 in the radial direction and the cooling gas passage 53 via the pipe 54.
  • a cooling gas supply unit 55 Although not shown in detail in FIG. 8, a plurality of cooling gas passages 53 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the tail cylinder 17.
  • the throttle portion 51 is configured as a part of the transition piece 17. Compared with the third embodiment in which the throttle portion 21 is configured as a separate member from the tail cylinder 17, there are advantages that the cost can be reduced and management can be facilitated by reducing the number of parts.
  • the combustor 60 according to the fifth embodiment also differs from the combustor 10 according to the first embodiment only in the connection structure S5 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted here.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a connection portion between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the combustor 60 according to the fifth embodiment.
  • the connection structure S5 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the present embodiment differs from the connection structure S1 in the first embodiment shown in FIG. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals as in FIG. 3 are given in FIG. 9 and the description thereof is omitted here.
  • the throttle part 61 is a cylindrical member formed in a taper shape whose diameter gradually changes from one end side to the other end side along the axial direction.
  • the narrowed portion 61 is formed such that the outer diameter of the large diameter portion 611 on one end side in the axial direction is substantially equal to the inner diameter of the tail tube 17 and the outer diameter of the small diameter portion 612 on the other end side in the axial direction is the inner cylinder. 14 is formed slightly larger than the outer diameter.
  • the narrowed portion 61 configured in this way has its large diameter portion 611 fixed to the vicinity of the tip of the inner cylinder 14 on the inner peripheral surface 17n of the tail cylinder 17 and its small diameter portion 612 as a free end.
  • the cantilever is supported.
  • the gap C between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 is such that the narrow portion 612 has a smaller gap width than the large diameter portion 611 because the throttle portion 61 is formed in a tapered shape. It has become. Thereby, the opening area in the opening part Ck to the transition piece 17 of the clearance gap C is narrow compared with the cross-sectional area in the inner cylinder base end side of the clearance gap C.
  • the cooling means 62 is a cooling gas flow path 63 formed so as to pass through a position on the proximal end side from the fixed position of the throttle portion 61 in the tail cylinder 17, in other words, a position on the distal end side of the inner cylinder.
  • a cooling gas supply unit 65 connected to the cooling gas flow path 63 via a pipe 64.
  • a plurality of cooling gas flow paths 63 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the tail cylinder 17.
  • the combustor 60 according to the present embodiment has a narrow opening area at the opening Ck of the gap C compared to the cross-sectional area at the inner cylinder proximal side of the gap C. It has become. Accordingly, the flow rate of the leaked air M flowing from outside into the gap C beyond the spring clip 19 increases at a position where the opening area of the gap C is narrow. As a result, the vortex flow Nu of the combustion gas N about to flow into the gap C is hindered by the flow of the leaked air M whose flow velocity in the reverse direction is increased, so that the amount flowing into the gap C is reduced. Thereby, it can suppress that the spring clip 19 provided in the clearance gap C is exposed to the combustion gas N, and burns out.
  • the diaphragm 61 has its surface 61a formed with a thin film of the cooling gas R and is cooled by a so-called film, thereby suppressing its own burning.
  • the combustor 70 according to the sixth embodiment differs from the combustor 10 according to the first embodiment only in the connection structure S6 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted here.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a connecting portion between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the combustor 70 according to the sixth embodiment.
  • the connection structure S6 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in this embodiment differs from the connection structure S5 in the fifth embodiment shown in FIG. 9 only in the configuration of the cooling means 71. Since the other configuration and the operational effect based thereon are the same as those of the fifth embodiment, the same reference numerals as those in FIG. 9 are given in FIG. 10, and the description thereof is omitted here.
  • the cooling means 71 is a cooling gas flow path 72 formed so as to pass through a position on the tip side from the fixed position of the throttle portion 61 in the tail cylinder 17, in other words, a position on the base end side of the inner cylinder.
  • a cooling gas supply unit 74 connected to the cooling gas flow path 72 via a pipe 73.
  • a plurality of cooling gas flow paths 72 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the tail cylinder 17.
  • the diaphragm 61 has its surface 61b formed with a thin film of the cooling gas R and is cooled by a so-called film, thereby suppressing its own burning.
  • the cooling gas R is separated from the surface 61b of the throttle portion 61 and then merges with the leaked air M and flows into the inside of the tail cylinder 17 from the opening Ck of the gap C, the combustion gas N flows into the gap C. Can be prevented more reliably.
  • the combustor 80 according to the seventh embodiment is different from the combustor 10 according to the first embodiment only in the connection structure S7 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted here.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a connecting portion between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the combustor 80 according to the seventh embodiment.
  • the connection structure S7 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the present embodiment differs from the connection structure S1 in the first embodiment shown in FIG. 3 in the configuration of the throttle portion 81 and the cooling means 82. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals as those in FIG. 3 are given in FIG. 11 and the description thereof is omitted here.
  • the throttle part 81 is a cylindrical member formed in a tapered shape whose diameter gradually changes from one end side to the other end side along the axial direction.
  • the narrowed portion 81 is formed such that the outer diameter of the small diameter portion 811 on one end side in the axial direction is substantially equal to the outer diameter of the inner cylinder 14 and the outer diameter of the large diameter portion 812 on the other end side in the axial direction is tail. It is formed slightly smaller than the inner diameter of the cylinder 17.
  • the narrowed portion 81 configured in this manner is cantilevered by the small diameter portion 811 being fixed to the tip of the inner cylinder 14 and the large diameter portion 812 being a free end. Yes.
  • the gap C between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 has a narrower gap at the position of the large-diameter portion 812 than at the position of the small-diameter portion 811 because the narrowed portion 81 is tapered. It has become. Thereby, the opening area in the opening part Ck of the transition piece 17 of the clearance gap C is narrow compared with the cross-sectional area in the inner cylinder base end side of the clearance gap C.
  • the cooling means 82 includes a cooling gas passage 83 formed so as to penetrate the throttle portion 81 in the bus direction, and a cooling gas supply portion formed so as to penetrate the inner cylinder 14 in the axial direction and communicate with the cooling gas passage 83. 84. Although details are not shown in FIG. 11, a plurality of inner cylinder 14 cooling channels and cooling gas channels 83 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the inner cylinder 14.
  • the combustor 90 according to the eighth embodiment differs from the combustor 10 according to the first embodiment only in the connection structure S8 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted here.
  • FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a connection portion between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the combustor 90 according to the eighth embodiment.
  • the connection structure S8 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the present embodiment has a configuration of the backflow prevention unit 91 for preventing the backflow of the combustion gas N. Is different.
  • Other configurations and the operational effects based thereon are the same as those in the first embodiment, so the same reference numerals are used and the description thereof is omitted here.
  • the backflow prevention unit 91 is formed by penetrating a cooling gas passage 93 formed by penetrating the tail cylinder 17 in the radial direction, opened in the inner peripheral surface 17n thereof, and provided with an injection hole 92. And a cooling gas supply unit 95 connected to the cooling gas channel 93 via 94.
  • a plurality of cooling gas passages 93 are formed at predetermined intervals in the circumferential direction of the tail cylinder 17.
  • the combustor 90 when the operation of the gas turbine 1 is started, supply of the cooling gas R at a low temperature and in a compressed state from the cooling gas supply unit 95 to the cooling gas flow path 93 is performed accordingly. Be started. The cooling gas R is injected in the radial direction from the injection hole 92 through the cooling gas flow path 93, thereby forming an air curtain between the tail cylinder 17 and the inner cylinder 14. Thereby, the inflow of the combustion gas N into the gap C is hindered by the air curtain.
  • the combustor 100 according to the ninth embodiment is different from the combustor 10 according to the first embodiment only in the connection structure S9 of the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17. Since the other configuration is the same as that of the first embodiment, the same reference numerals are used and description thereof is omitted here.
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a connection portion between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in the combustor 100 according to the ninth embodiment.
  • the connection structure S9 between the inner cylinder 14 and the tail cylinder 17 in this embodiment differs from the connection structure S8 in the eighth embodiment shown in FIG. 12 only in the configuration of the cooling gas flow path 101. Since the other configuration and the operational effect based thereon are the same as those of the eighth embodiment, the same reference numerals as those in FIG. 12 are given in FIG.
  • the cooling gas flow path 101 is formed through the tail cylinder 17, opens to the inner peripheral surface 17 n thereof, and is provided with an injection hole 102.
  • the direction which penetrates the tail cylinder 17 differs from 8th Embodiment. That is, the cooling gas channel 101 of the present embodiment penetrates the transition piece 17 so as to extend in a direction inclined at a predetermined angle with respect to the radial direction.
  • the injection direction of the cooling gas R injected from the injection hole 102 is a direction inclined with respect to the radial direction of the tail cylinder 17 and is a combustion gas that is about to flow into the gap C It has a velocity component opposite to the flow direction of N. Therefore, the cooling gas R forms an air curtain between the tail cylinder 17 and the inner cylinder 14 in the same manner as in the eighth embodiment, and in addition to inhibiting the inflow of the combustion gas N into the gap C, the combustion gas N The flow into the gap C is further hindered by canceling out the flow.
  • the combustor according to the present invention it is possible to reliably prevent the spring clip provided in the gap between the inner cylinder and the tail cylinder from being exposed to the high-temperature combustion gas flowing into the gap and burning out.

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Abstract

　本発明に係る燃焼器（１０）は、内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒（１４）と、内筒（１４）の先端部が隙間（Ｃ）を有して挿入された尾筒（１７）と、内筒（１４）と尾筒（１７）との間を閉塞するスプリングクリップ（１９）と、隙間（Ｃ）における内筒（１４）の先端側で尾筒（１７）に開口する開口部（Ｃｋ）に設けられ、基端側に比較して開口部（Ｃｋ）の開口面積を狭める絞り部（２１）と、絞り部（２１）を冷却する冷却手段（２２）と、を備える。

Description

燃焼器及びこれを備えたガスタービン
　本発明は、内筒の先端部が隙間を介して尾筒に挿入された燃焼器、及びこの燃焼器を備えたガスタービンに関する。
　本願は、２０１１年３月３０日に、日本に出願された特願２０１１－０７４２０５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　ガスタービンは、圧縮空気を生成する圧縮機と、圧縮空気に燃料を混合して燃焼させることで燃焼ガスを生成する燃焼器と、燃焼ガスによって回転駆動されるタービンとを備えている。このうち燃焼器は、圧縮機から圧縮空気が導入されて燃焼ガスを生成する内筒と、生成された燃焼ガスをタービンへ案内する尾筒とを有している。ここで、内筒と尾筒の接続は、内筒の先端部を尾筒の内部に挿入することにより行われるが、この時、内筒の先端部に周方向に沿って設けられたスプリングクリップと呼ばれるバネ部材が、内筒と尾筒との間の隙間にて押し潰された状態となる。そして、スプリングクリップが元の形状に復帰しようとする力によって内筒の外周面が尾筒の内周面に押し付けられることにより、両者が脱落不能に接続される（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００６－３１２９０３号公報
　しかし、従来の燃焼器によれば、内筒と尾筒の接続部分で燃焼ガスの渦流が生じ、この渦流が内筒と尾筒の隙間を逆流することにより、この隙間に配置されたスプリングクリップが高温の燃焼ガスに曝される。従って、スプリングクリップの焼損を防止すべくその冷却手段が必要となる。ここで、スプリングクリップの冷却手段としては、冷却用空気を吹き付ける積極的な方法も考えられるが、この冷却空気の混入によって内筒に設けられた燃焼バーナの火炎温度が上昇すると、窒素酸化物の排出量が増加する。
　従って、スプリングクリップを冷却する他の手段として、外部からスプリングクリップを越えて隙間に流入する漏れ空気を利用してスプリングクリップを冷却する方法が用いられる。しかし、この漏れ空気はその量が僅かであるため、ガスタービンの高効率化を図るべく燃焼ガスの温度が上昇傾向にある近年では、スプリングクリップを十分に冷却することができない。従って、この少量の漏れ空気を利用してスプリングクリップを確実に冷却する手段が要求されている。
　本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、内筒と尾筒の隙間に設けられたスプリングクリップが、前記隙間に流入した高温の燃焼ガスに曝されて焼損することを確実に防止する手段を提供することにある。
　本発明に係る燃焼器は、内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、前記絞り部を冷却する冷却手段と、を備える。
　このような構成によれば、外部からスプリングクリップを通して内筒と尾筒の隙間に流入した漏れ空気は、絞り部によって開口面積が狭められた領域を通過する際にその流速が増大され、開口部から尾筒へ流れ込む。従って、内筒と尾筒の接続部で生じた燃焼ガスは、漏れ空気の流れに阻害されることにより、隙間への流入量が低減する。これにより、隙間に設けられたスプリングクリップが燃焼ガスに曝されて焼損するのを抑制することができる。
　また、本発明に係る燃焼器は、前記絞り部が、前記尾筒の内面を前記内筒側へ突出させて設けてもよい。
　このような構成によれば、スプリングクリップに干渉することなく、内筒と尾筒の隙間に絞り部を配置することができる。
　また、本発明に係る燃焼器は、前記絞り部が、前記内筒の外面を前記尾筒側へ突出させて設けてもよい。
　このような構成によれば、尾筒の内面に絞り部を設ける場合と比較して、簡略な工程によって絞り部を製作することができる。
　また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記絞り部に冷却用流体を噴射することにより前記絞り部を冷却してもよい。
　このような構成によれば、いわゆるインピンジメント冷却によって絞り部を効率良く冷却することができる。
　また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記開口部に向けて冷却用流体を噴射する噴射部と、噴射した冷却用流体を前記絞り部に向けて案内する案内部と、を有してもよい。
　このような構成によれば、簡略な構成によって、噴射部から噴射した冷却用流体を絞り部に対して確実に吹き付けることができる。
　また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記絞り部の内部に冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却してもよい。
　このような構成によれば、いわゆる対流冷却によって絞り部を効率良く冷却することができる。
　また、本発明に係る燃焼器は、前記絞り部の内部を流れた冷却用流体が、前記絞り部から前記開口部に向けて流出してもよい。
　このような構成によれば、絞り部から流出した冷却用流体が漏れ空気と合流して開口部から尾筒へ流れ込む。これにより、燃焼ガスの隙間への流入が一層阻害されるため、スプリングクリップの焼損をより確実に抑制することができる。
　また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記絞り部の表面に沿って冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却してもよい。
　このような構成によれば、いわゆるフィルム冷却によって絞り部を効率良く冷却することができる。
　また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記絞り部における内筒先端側の表面に沿って冷却用流体を流してもよい。
　このような構成によれば、冷却用流体が絞り部の表面に薄膜を形成しやすいため、効率良く絞り部を冷却することができる。
　また、本発明に係る燃焼器は、前記冷却手段が、前記絞り部における内筒基端側の表面に沿って冷却用流体を流してもよい。
　このような構成によれば、絞り部の表面から離れた冷却用流体が、漏れ空気と合流して開口部から尾筒へ流れ込む。これにより、燃焼ガスの隙間への流入が一層阻害されるので、スプリングクリップの焼損をより確実に抑制することができる。
　また、本発明に係るガスタービンは、上記いずれかの燃焼器を備えてもよい。
　このような構成によれば、燃焼器を構成する内筒と尾筒の接続をより確実なものとすることにより、ガスタービンの信頼性の向上及び高効率化を図ることができる。
　本発明に係る燃焼器によれば、内筒と尾筒の隙間に設けられたスプリングクリップが、前記隙間に流入した高温の燃焼ガスに曝されて焼損することを確実に防止することができる。
本発明の第１実施形態に係る燃焼器を有するガスタービンの全体構成図である。 第１実施形態に係る燃焼器の周辺を示す概略断面図である。 第１実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。 第２実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。 第３実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。 第３実施形態に係る燃焼器の第1変形例を示す概略断面図である。 第３実施形態に係る燃焼器の第２変形例を示す概略断面図である。 第４実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。 第５実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。 第６実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。 第７実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。 第８実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。 第９実施形態に係る燃焼器について内筒と尾筒の接続部を示す概略断面図である。
［第１実施形態］
　以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る燃焼器の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る燃焼器１０を有するガスタービン１の全体構成図である。
　ガスタービン１は、図１に示すように、流体の流通方向Ｆに沿って最も上流側に設けられた圧縮機２と、この圧縮機２の下流側にタービンロータ３の周方向に沿って複数設けられた燃焼器１０と、この燃焼器１０の下流側に設けられたタービン４と、を備える。
　このように構成されるガスタービン１では、まず圧縮機２が空気取込口５から外部の空気を取り込み、この空気を圧縮することによって圧縮空気を生成する。そして、燃焼器１０が圧縮空気に燃料を噴射して燃焼させることにより、高温且つ高圧の燃焼ガスを生成する。そして、この燃焼ガスによってタービン４が回転駆動され、タービン４を構成するタービンロータ３の駆動力が不図示の発電機等に伝達される。
　図２は、第１実施形態に係る燃焼器１０の周辺を示す概略断面図である。燃焼器１０は、内筒１４と、燃料ノズル１５と、尾筒１７と、バイパス管１８と、を備えている。
　内筒１４は、車室１１の内部に収容され、基端部がケーシング１２に固定されるとともに、先端部が尾筒１７に接続されている。
　燃料ノズル１５は、内筒１４の基端部に突出して設けられている。
　尾筒１７は、車室１１の内部に収容され、基端部がタービン側ガス流路１６に接続されるとともに、先端部が内筒１４に接続された状態で支持部材１３によって支持されている。
　バイパス管１８は、その一端が尾筒１７に接続されている。
　このように構成される燃焼器１０では、図２に示すように、圧縮機２（図１に示す）から車室１１の内部に流入した圧縮空気Ａが、内筒１４の基端部からその内部へ導入される。そうすると、燃料ノズル１５がこの圧縮空気Ａに燃料を噴射して点火することにより、燃焼ガスＮが生成される。そしてこの燃焼ガスＮが、内筒１４から尾筒１７を通ってタービン側ガス流路１６に流入し、タービン４（図１に示す）に供給される。
　ここで図３は、内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ１は、尾筒１７と、この尾筒１７に挿入された内筒１４と、内筒１４に設けられたスプリングクリップ１９と、尾筒１７に設けられた逆流防止ユニット２０と、を備える。
　尾筒１７は、図３に示すように、中空の管状部材である。一方、内筒１４は、同じく中空の管状部材であって、その外径は尾筒１７の内径よりも若干小径に形成されている。この内筒１４の外周面１４ｇには、弾性変形可能な板状のバギークリップＢＫが、その中央部を外周面１４ｇから若干浮かせるようにして固定されている。
　スプリングクリップ１９は、内筒１４を尾筒１７に対して脱落不能に接続する役割を果たす。このスプリングクリップ１９は、弾性変形可能な板バネ部材であって、図３に示すように、その一端部が内筒１４の外周面１４ｇに固定されるとともに、その他端部は内筒１４の外周面１４ｇから若干浮いてバギークリップＢＫによって下方から支持された状態となっている。このように構成されるスプリングクリップ１９は、内筒１４の外周面１４ｇにその全周に渡って設けられている。そして、内筒１４が尾筒１７に挿入された状態において、内筒１４と尾筒１７の間で押し潰されたバギークリップＢＫが元の形状に復元しようとする力により、スプリングクリップ１９が尾筒１７の内周面に押し付けられている。これにより、内筒１４が尾筒１７から脱落することが防止されている。そして、内筒１４の先端部では、スプリングクリップ１９と尾筒１７との間に所定幅の隙間Ｃが形成されている。
　逆流防止ユニット２０は、内筒１４から尾筒１７へ流れ込む燃焼ガスＮが隙間Ｃを逆流するのを防止する。この逆流防止ユニット２０は、図３に示すように、尾筒１７の内周面１７ｎに設けられた絞り部２１と、この絞り部２１に近接して設けられた冷却手段２２と、を有している。
　絞り部２１は、図３に示す漏れ空気Ｍ、すなわち車室１１からスプリングクリップ１９を越えて隙間Ｃに流入する空気の流速を増大させる役割を果たす。この絞り部２１は、図３に示すように、断面略矩形形状を有する円環状の部材であって、その外径は尾筒１７の内径と略等しい大きさに形成されるとともに、その内径は内筒１４の外径より若干大きく形成されている。このように構成される絞り部２１は、図３に示すように、尾筒１７の内周面１７ｎにおける内筒１４の先端部付近に、その外周面を当接させた状態で固定されている。これにより、隙間Ｃの尾筒１７への開口部Ｃｋにおける開口面積は、隙間Ｃの内筒１４基端側での断面積と比較すると、絞り部２１の断面積分だけ狭くなっている。
　冷却手段２２は、絞り部２１を冷却する役割を果たす。この冷却手段２２は、図３に示すように、尾筒１７における絞り部２１より先端側の位置を径方向に貫通して形成される。この冷却手段２２は、尾筒１７の内周面１７ｎ側に開口して噴射孔２３（噴射部）が設けられた冷却ガス流路２４と、配管２５を介して冷却ガス流路２４に接続された冷却ガス供給部２６と、噴射孔２３に近接して尾筒１７の内周面１７ｎに設けられた案内部２７と、を有する。尚、図３に詳細は示さないが、冷却ガス流路２４は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
　ここで案内部２７は、噴射孔２３から噴射した冷却ガスの噴射方向を絞り部２１の側へ変更する。この案内部２７は、図３に示すように、尾筒１７の内周面１７ｎに取り付けるための取付片２７ａと、噴射孔２３から噴射した冷却ガスの方向を変更するための方向変更片２７ｂと、を備えている。このように構成される案内部２７は、その方向変更片２７ｂを尾筒１７の内周面１７ｎに略平行させるようにして、その取付片２７ａが尾筒１７の内周面１７ｎにおける噴射孔２３より尾筒先端側の位置に固定されている。そしてこの状態において、方向変更片２７ｂはその先端部が絞り部２１の根元部分まで延びている。
　次に、第１実施形態に係る燃焼器１０の作用効果について説明する。本実施形態の燃焼器１０によれば、図３に示すように、燃焼ガスＮが小径の内筒１４から大径の尾筒１７へ流れ込む際に、流路幅が広がることに起因して燃焼ガスＮに渦流Ｎｕが生じる。そして、この渦流Ｎｕは、尾筒１７と内筒１４の間に形成された隙間Ｃに流入しようとする。しかし、この隙間Ｃの尾筒１７への開口部Ｃｋには、尾筒１７の内周面１７ｎから突出して絞り部２１が設けられることにより、隙間Ｃの開口面積が狭くなっている。従って、車室１１から隙間Ｃに流入して開口部Ｃｋへ向かって流れる漏れ空気Ｍは、隙間Ｃの開口面積が狭くなっている位置においてその流速が増加する。その結果、尾筒１７と内筒１４の接続部分で生じた燃焼ガスＮの渦流Ｎｕは、流速が増加した漏れ空気Ｍに阻害されることにより、隙間Ｃへ流入する量が低減する。更に、絞り部２１によって隙間Ｃの開口面積が狭められることによっても、渦流Ｎｕが隙間Ｃへ流入しにくくなっている。これにより、隙間Ｃに設けられたスプリングクリップ１９が、高温の燃焼ガスＮに曝されて焼損するのを抑制することができる。
　また、ガスタービン１の運転が開始されると、これに伴って冷却ガス供給部２６から冷却ガス流路２４に対し、低温且つ圧縮状態の冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、冷却ガス流路２４を通って噴射孔２３から径方向に噴射する。そして、この冷却ガスＲは、噴射孔２３に対向して設けられた案内部２７に衝突してその噴射方向が略９０°だけ変更されることにより、尾筒１７の軸方向に沿って尾筒先端側から尾筒基端側へ向かって噴射し、絞り部２１に吹き付けられる。これにより絞り部２１は、いわゆるインピンジメント冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。
　尚、絞り部２１の断面形状は、本実施形態に限定されず適宜設計変更が可能である。また、本実施形態では絞り部２１を円環状に形成し、内筒１４と尾筒１７の隙間Ｃの周方向全周に渡って絞り部２１を設けたが、隙間Ｃの周方向に沿った一部にのみ絞り部２１を設けてもよい。例えば、内筒１４の軸線に対して尾筒１７の軸線が傾斜している場合、内筒１４と尾筒１７の隙間Ｃは周方向への位置によってその幅が異なり、隙間Ｃにおける圧力分布も周方向への位置によって異なるため、スプリングクリップ１９の焼損度合いも異なってくる。従って、燃焼器１０の形状等を考慮して、スプリングクリップ１９が特に焼損しやすい領域にだけ絞り部２１を設けてもよい。
　また本実施形態では、尾筒１７の内周面１７ｎに内筒１４の側へ突出して絞り部２１を設けたが、これとは逆に、内筒１４の外周面１４ｇに尾筒１７の側へ突出して絞り部２１を設けることも可能である。この場合、絞り部２１に合わせて冷却手段２２の設置位置を内筒１４の側にしてもよいし、或いは冷却手段２２を尾筒１７に設けて隙間Ｃを越えて内筒１４に設けた絞り部２１に向かって冷却ガスＲを噴射してもよい。
　また、冷却手段２２を構成する案内部２７の形状や大きさや設置位置は、絞り部２１の大きさや設置位置等に応じて適宜設計変更が可能である。更に、本実施形態では冷却手段２２を構成する冷却ガス供給部２６を図３に示すように尾筒１７の外部に別途設けたが、冷却ガス供給部２６は本実施形態に限定されない。例えば、図２に示す車室１１を冷却ガス供給部２６として使用し、車室１１から取り込んだ冷却ガスＲを冷却ガス流路２４に供給してもよい。この場合、配管２５は不要である。また、尾筒１７に自身を冷却するための尾筒冷却流路（不図示）が設けられている場合には、冷却ガス供給部２６としてこの尾筒冷却流路を使用し、この尾筒冷却流路から取り込んだ冷却ガスＲを噴射孔２３に供給してもよい。この場合も、配管２５は不要である。なお、これら変形例は後述する各実施形態についても適用することができる。
［第２実施形態］
　次に、本発明の第２実施形態に係る燃焼器３０の構成について説明する。第２実施形態に係る燃焼器３０は、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ２だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
　図４は、第２実施形態に係る燃焼器３０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ２は、図３に示す第１実施形態における接続構造Ｓ１と比較すると、冷却手段３１の構成だけが異なっている。それ以外の構成及びそれに基づく作用効果は第１実施形態と同じであるため、図４では図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
　冷却手段３１は、図４に示すように、尾筒１７における絞り部２１より先端側の位置を斜めに貫通して形成され、尾筒１７の内周面１７ｎ側に開口して噴射孔３２（噴射部）が設けられた冷却ガス流路３３と、配管３４を介して冷却ガス流路３３に接続された冷却ガス供給部３５と、を有する。尚、図４に詳細は示さないが、冷却ガス流路３３は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
　次に、第２実施形態に係る燃焼器３０の作用効果について説明する。第２実施形態に係る燃焼器３０でも、第１実施形態に係る燃焼器１０と同様に、絞り部２１によって加速された漏れ空気Ｍが燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することにより、スプリングクリップ１９の焼損が抑制される。
　また、ガスタービン１の運転が開始されると、これに伴って冷却ガス供給部３５から冷却ガス流路３３に対し、低温且つ圧縮状態の冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、冷却ガス流路３３を通って噴射孔３２から噴射される。ここで、冷却ガス流路３３は前述のように尾筒１７を斜めに貫通して形成されているため、冷却ガスＲは尾筒１７の径方向に対して所定角度だけ傾斜した方向へ噴射され、絞り部２１に吹き付けられる。
　これにより絞り部２１は、いわゆるインピンジメント冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。このように、本実施形態によれば、冷却ガス流路３３を傾斜させることによって冷却ガスＲの噴射方向を絞り部２１の側へ向けるので、第１実施形態のように冷却ガスＲの噴射方向を絞り部２１の側へ向けるための案内部２７を設ける必要がないため、構成の簡略化を図ることができるという利点がある。
［第３実施形態］
　次に、本発明の第３実施形態に係る燃焼器４０の構成について説明する。第３実施形態に係る燃焼器４０も、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ３だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
　図５は、第３実施形態に係る燃焼器４０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ３も、図３に示す第１実施形態における接続構造Ｓ１と比較すると、冷却手段４１の構成だけが異なっている。それ以外の構成及びそれに基づく作用効果は第１実施形態と同じであるため、図５では図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
　冷却手段４１は、図５に示すように、絞り部２１を径方向に貫通して形成された第一冷却ガス流路４２と、尾筒１７を径方向に貫通して形成されて第一冷却ガス流路４２に連通する第二冷却ガス流路４３と、配管４４を介して第二冷却ガス流路４３に接続された冷却ガス供給部４５と、を有する。尚、図５に詳細は示さないが、第二冷却ガス流路４３は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されるとともに、これに対応して第一冷却ガス流路４２も絞り部２１の周方向に所定間隔で複数形成されている。
　次に、第３実施形態に係る燃焼器４０の作用効果について説明する。第３実施形態に係る燃焼器４０でも、第１実施形態に係る燃焼器１０と同様に、絞り部２１によって加速された漏れ空気Ｍが燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することにより、スプリングクリップ１９の焼損が抑制される。
　また、ガスタービン１の運転が開始されると、冷却ガス供給部４５から配管４４を介して第二冷却ガス流路４３に対する冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、第二冷却ガス流路４３から第一冷却ガス流路４２へ流入する。これにより絞り部２１は、その内部を冷却ガスＲが流れることでいわゆる対流冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。そして冷却ガスＲは、絞り部２１の先端から外部へ排出されて下方へ流れることにより、絞り部２１と内筒１４との間にいわゆるエアカーテンを形成する。これにより、燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入がこのエアカーテンによって一層阻害される。
　ここで図６は、第３実施形態に係る燃焼器４０の第1変形例４０Ａを示す概略断面図である。この第１変形例４０Ａでは、絞り部２１が尾筒１７の径方向に対して傾斜するように設けられ、その先端部が尾筒１７の基端側を向いている。そして、この絞り部２１の突出方向に対応して、絞り部２１を貫通する第一冷却ガス流路４２も尾筒１７の径方向に対して傾斜するように形成されるとともに、尾筒１７を貫通する第二冷却ガス流路４３も尾筒１７の径方向に対して傾斜するように形成されている。
　このような第1変形例４０Ａの構成によれば、第一冷却ガス流路４２を通って絞り部２１の先端から外部へ排出される冷却ガスＲは、その排出方向が尾筒１７の径方向に対して傾斜する方向であって、隙間Ｃに流入しようとする燃焼ガスＮの流れ方向とは逆向きの速度成分を有している。従って冷却ガスＲは、エアカーテンを形成することで燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することに加えて、燃焼ガスＮの流れを相殺することでその隙間Ｃへの流入を一層阻害する。
　尚、第1変形例４０Ａでは絞り部２１を尾筒１７の径方向に対して傾斜するように設けたが、これに限られず、絞り部２１を尾筒１７の径方向に平行して延びるように設け、第一冷却ガス流路４２及び第二冷却ガス流路４３だけを尾筒１７の径方向に対して傾斜するように形成することも可能である。
　また図７は、第３実施形態に係る燃焼器４０の第２変形例４０Ｂを示す概略断面図である。この第２変形例４０Ｂでは、絞り部２１は尾筒１７の径方向に平行して延びるように設けられ、第一冷却ガス流路４２が断面Ｌ字形状に形成されて絞り部２１の尾筒基端側の端面に開口している。
　このような第２変形例４０Ｂの構成によれば、第一冷却ガス流路４２を通って絞り部２１から外部へ排出される冷却ガスＲは、隙間Ｃに流入しようとする燃焼ガスＮの流れ方向と逆向きに排出される。従って、この冷却ガスＲの流れにより、燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入が阻害される。
［第４実施形態］
　次に、本発明の第４実施形態に係る燃焼器５０の構成について説明する。第３実施形態に係る燃焼器５０も、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ４だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
　図８は、第４実施形態に係る燃焼器５０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ４は、図５に示す第３実施形態における接続構造Ｓ３と比較すると、絞り部５１及び冷却手段５２の構成が異なっている。それ以外の構成は第３実施形態と同じであるため、図８では図５と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
　絞り部５１は、図８に示すように、尾筒１７の一部として形成されている。より詳細に説明すると、尾筒１７における内筒１４の先端部付近には、尾筒１７の内径を尾筒先端側より尾筒基端側を縮径させることにより、段差状の絞り部５１が設けられている。そして、この絞り部５１において尾筒１７の内径が小さくなっている分だけ、隙間Ｃの開口部Ｃｋにおける開口面積は、隙間Ｃの内筒１４基端側での断面積と比較して狭くなっている。
　冷却手段５２は、図８に示すように、尾筒１７の絞り部５１を径方向に貫通して形成された冷却ガス流路５３と、配管５４を介して冷却ガス流路５３に接続された冷却ガス供給部５５と、を有する。尚、図８に詳細は示さないが、冷却ガス流路５３は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
　次に、第４実施形態に係る燃焼器５０の作用効果について説明する。第４実施形態に係る燃焼器５０でも、第１実施形態に係る燃焼器１０と同様に、絞り部５１によって加速された漏れ空気Ｍが燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することにより、スプリングクリップ１９の焼損が抑制される。
　このように構成される第４実施形態の燃焼器５０によれば、第３実施形態に係る燃焼器４０が奏する作用効果に加えて、絞り部５１を尾筒１７の一部として構成することにより、絞り部２１を尾筒１７とは別部材として構成する第３実施形態と比較すると、部品点数の削減によるコストダウン及び管理の容易化を図ることができるという利点がある。
［第５実施形態］
　次に、本発明の第５実施形態に係る燃焼器６０の構成について説明する。第５実施形態に係る燃焼器６０も、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ５だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
　図９は、第５実施形態に係る燃焼器６０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ５は、図３に示す第１実施形態における接続構造Ｓ１と比較すると、絞り部６１及び冷却手段６２の構成が異なっている。それ以外の構成は第１実施形態と同じであるため、図９では図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
　絞り部６１は、図９に示すように、軸線方向に沿って一端側から他端側に向かって径が徐々に変化するようなテーパ状に形成された筒状の部材である。この絞り部６１は、その軸線方向一端側である大径部６１１の外径が尾筒１７の内径に略等しく形成されるとともに、軸線方向他端側である小径部６１２の外径が内筒１４の外径より若干大きく形成されている。このように構成される絞り部６１は、その大径部６１１が尾筒１７の内周面１７ｎにおける内筒１４の先端付近に固定されるとともに、その小径部６１２が自由端とされることにより、片持ち支持された状態となっている。そしてこの時、内筒１４と尾筒１７の隙間Ｃは、絞り部６１がテーパ状に形成されていることにより、その小径部６１２の位置の方が大径部６１１の位置より隙間幅が小さくなっている。これにより、隙間Ｃの尾筒１７への開口部Ｃｋにおける開口面積は、隙間Ｃの内筒基端側での断面積と比較して狭くなっている。
　冷却手段６２は、図９に示すように、尾筒１７における絞り部６１の固定位置より基端側の位置、換言すれば内筒先端側の位置を貫通して形成された冷却ガス流路６３と、配管６４を介して冷却ガス流路６３に接続された冷却ガス供給部６５と、を有する。尚、図９に詳細は示さないが、冷却ガス流路６３は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
　次に、第５実施形態に係る燃焼器６０の作用効果について説明する。本実施形態に係る燃焼器６０も、第１実施形態に係る燃焼器１０と同様、隙間Ｃの開口部Ｃｋにおける開口面積が、隙間Ｃの内筒基端側での断面積と比較して狭くなっている。従って、外部からスプリングクリップ１９を越えて隙間Ｃに流入する漏れ空気Ｍは、この隙間Ｃの開口面積が狭くなっている位置においてその流速が増加する。その結果、隙間Ｃへ流入しようとする燃焼ガスＮの渦流Ｎｕは、逆方向への流速が増加した漏れ空気Ｍの流れに阻害されることにより、隙間Ｃへ流入する量が低減する。これにより、隙間Ｃに設けられたスプリングクリップ１９が燃焼ガスＮに曝されて焼損するのを抑制することができる。
　また、ガスタービン１の運転が開始されると、冷却ガス供給部６５から配管６４を介して冷却ガス流路６３に対する冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、冷却ガス流路６３を通ってその一端開口から排出された後、絞り部６１の表面６１ａに沿って流れる。これにより絞り部６１は、その表面６１ａに冷却ガスＲの薄膜が形成されていわゆるフィルム冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。
［第６実施形態］
　次に、本発明の第６実施形態に係る燃焼器７０の構成について説明する。第６実施形態に係る燃焼器７０は、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ６だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
　図１０は、第６実施形態に係る燃焼器７０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ６は、図９に示す第５実施形態における接続構造Ｓ５と比較すると、冷却手段７１の構成だけが異なっている。それ以外の構成及びそれに基づく作用効果は第５実施形態と同じであるため、図１０では図９と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
　冷却手段７１は、図１０に示すように、尾筒１７における絞り部６１の固定位置より先端側の位置、換言すれば内筒基端側の位置を貫通して形成された冷却ガス流路７２と、配管７３を介して冷却ガス流路７２に接続された冷却ガス供給部７４と、を有する。尚、図１０に詳細は示さないが、冷却ガス流路７２は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
　次に、第６実施形態に係る燃焼器７０の作用効果について説明する。第６実施形態に係る燃焼器７０でも、第５実施形態に係る燃焼器６０と同様に、絞り部６１によって加速された漏れ空気Ｍが燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することにより、スプリングクリップ１９の焼損が抑制される。
　また、ガスタービン１の運転が開始されると、冷却ガス供給部７４から配管７３を介して冷却ガス流路７２に対する冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、冷却ガス流路７２を通ってその一端開口から排出された後、絞り部６１の表面６１ｂに沿って流れる。これにより絞り部６１は、その表面６１ｂに冷却ガスＲの薄膜が形成されていわゆるフィルム冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。更に、この冷却ガスＲが絞り部６１の表面６１ｂから離れた後に漏れ空気Ｍと合流して隙間Ｃの開口部Ｃｋから尾筒１７の内部へ流入するため、燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入をより確実に防止することができる。
［第７実施形態］
　次に、本発明の第７実施形態に係る燃焼器８０の構成について説明する。第７実施形態に係る燃焼器８０は、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ７だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
　図１１は、第７実施形態に係る燃焼器８０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ７は、図３に示す第１実施形態における接続構造Ｓ１と比較すると、絞り部８１及び冷却手段８２の構成が異なっている。それ以外の構成は第１実施形態と同じであるため、図１１では図３と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
　絞り部８１は、図１１に示すように、軸線方向に沿って一端側から他端側に向かって径が徐々に変化するようなテーパ状に形成された筒状の部材である。この絞り部８１は、その軸線方向一端側である小径部８１１の外径が内筒１４の外径に略等しく形成されるとともに、軸線方向他端側である大径部８１２の外径が尾筒１７の内径より若干小さく形成されている。このように構成される絞り部８１は、その小径部８１１が内筒１４の先端に固定されるとともに、その大径部８１２が自由端とされることにより、片持ち支持された状態となっている。そしてこの時、内筒１４と尾筒１７の隙間Ｃは、絞り部８１がテーパ状に形成されていることにより、その大径部８１２の位置の方が小径部８１１の位置より隙間幅が小さくなっている。これにより、隙間Ｃの尾筒１７の開口部Ｃｋにおける開口面積は、隙間Ｃの内筒基端側での断面積と比較して狭くなっている。
　冷却手段８２は、絞り部８１を母線方向に貫通して形成された冷却ガス流路８３と、内筒１４を軸線方向に貫通して形成されて冷却ガス流路８３に連通する冷却ガス供給部８４と、を有する。尚、図１１に詳細は示さないが、内筒１４冷却流路及び冷却ガス流路８３は、内筒１４の周方向に所定間隔で複数形成されている。
　次に、第７実施形態に係る燃焼器８０の作用効果について説明する。第７実施形態に係る燃焼器８０でも、第１実施形態に係る燃焼器１０と同様に、絞り部８１によって加速された漏れ空気Ｍが燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することにより、スプリングクリップ１９の焼損が抑制される。
　また、ガスタービン１の運転が開始されると、冷却ガス供給部８４から冷却ガス流路８３に対する冷却ガスＲの供給が開始される。これにより絞り部８１は、その内部を冷却ガスＲが流れることによって対流冷却されることにより、それ自体の焼損が抑制される。その後、この冷却ガスＲは、絞り部８１の先端から外部へ排出されることにより、絞り部８１と尾筒１７との間にエアカーテンを形成する。これにより、燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入がこのエアカーテンによって一層阻害される。
［第８実施形態］
　次に、本発明の第８実施形態に係る燃焼器９０の構成について説明する。第８実施形態に係る燃焼器９０は、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ８だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
　図１２は、第８実施形態に係る燃焼器９０について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ８は、図３に示す第１実施形態における接続構造Ｓ１と比較すると、燃焼ガスＮの逆流を防止するための逆流防止ユニット９１の構成が異なっている。それ以外の構成及びそれに基づく作用効果は第１実施形態と同じであるため、同じ符号を使用し、ここでは説明を省略する。
　逆流防止ユニット９１は、図１２に示すように、尾筒１７を径方向に貫通して形成されてその内周面１７ｎに開口して噴射孔９２が設けられた冷却ガス流路９３と、配管９４を介して冷却ガス流路９３に接続された冷却ガス供給部９５と、を有する。尚、図１２に詳細は示さないが、冷却ガス流路９３は尾筒１７の周方向に所定間隔で複数形成されている。
　次に、第８実施形態に係る燃焼器９０の作用効果について説明する。本実施形態に係る燃焼器９０では、ガスタービン１の運転が開始されると、これに伴って冷却ガス供給部９５から冷却ガス流路９３に対し、低温且つ圧縮状態の冷却ガスＲの供給が開始される。この冷却ガスＲは、冷却ガス流路９３を通って噴射孔９２から径方向に噴射することにより、尾筒１７と内筒１４との間にエアカーテンを形成する。これにより、燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入がこのエアカーテンによって阻害される。
［第９実施形態］
　次に、本発明の第９実施形態に係る燃焼器１００の構成について説明する。第９実施形態に係る燃焼器１００は、第１実施形態に係る燃焼器１０と比較すると、内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ９だけが異なっている。それ以外の構成については第１実施形態と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
　図１３は、第９実施形態に係る燃焼器１００について内筒１４と尾筒１７の接続部を示す概略断面図である。本実施形態における内筒１４と尾筒１７の接続構造Ｓ９は、図１２に示す第８実施形態における接続構造Ｓ８と比較すると、冷却ガス流路１０１の構成だけが異なっている。それ以外の構成及びそれに基づく作用効果は第８実施形態と同じであるため、図１３では図１２と同じ符号を付し、ここでは説明を省略する。
　冷却ガス流路１０１は、図１３に示すように、尾筒１７を貫通して形成されてその内周面１７ｎに開口して噴射孔１０２が設けられている点では第８実施形態の冷却ガス流路９３と同じであるが、尾筒１７を貫通する方向が第８実施形態とは異なっている。すなわち本実施形態の冷却ガス流路１０１は、径方向に対して所定角度をなして傾斜する方向へ延びるように尾筒１７を貫通している。
　次に、第９実施形態に係る燃焼器１００の作用効果について説明する。本実施形態に係る燃焼器１００では、噴射孔１０２から噴射される冷却ガスＲの噴射方向は、尾筒１７の径方向に対して傾斜する方向であって、隙間Ｃに流入しようとする燃焼ガスＮの流れ方向とは逆向きの速度成分を有している。従って冷却ガスＲは、第８実施形態と同様に尾筒１７と内筒１４の間にエアカーテンを形成することで燃焼ガスＮの隙間Ｃへの流入を阻害することに加えて、燃焼ガスＮの流れを相殺することでその隙間Ｃへの流入を一層阻害する。
　尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
　本発明に係る燃焼器によれば、内筒と尾筒の隙間に設けられたスプリングクリップが、前記隙間に流入した高温の燃焼ガスに曝されて焼損することを確実に防止することができる。
１　ガスタービン
２　圧縮機
３　タービンロータ
４　タービン
５　空気取込口
１０　燃焼器
１１　車室
１２　ケーシング
１３　支持部材
１４　内筒
１５　燃料ノズル
１６　タービン側ガス流路
１７　尾筒
１８　バイパス管
１９　スプリングクリップ
２０　逆流防止ユニット
２１　絞り部
２２　冷却手段
２３　噴射孔
２４　冷却ガス流路
２５　配管
２６　冷却ガス供給部
２７　案内部
３０　燃焼器
３１　冷却手段
３２　噴射孔
３３　冷却ガス流路
３４　配管
３５　冷却ガス供給部
４０　燃焼器
４１　冷却手段
４２　第一冷却ガス流路
４３　第二冷却ガス流路
４４　配管
４５　冷却ガス供給部
５０　燃焼器
５１　絞り部
５２　冷却手段
５３　冷却ガス流路
５４　配管
５５　冷却ガス供給部
６０　燃焼器
６１　絞り部
６２　冷却手段
６３　冷却ガス流路
６４　配管
６５　冷却ガス供給部
７０　燃焼器
７１　冷却手段
７２　冷却ガス流路
７３　配管
７４　冷却ガス供給部
８０　燃焼器
８１　絞り部
８２　冷却手段
８３　冷却ガス流路
８４　冷却ガス供給部
９０　燃焼器
９１　逆流防止ユニット
９２　噴射孔
９３　冷却ガス流路
９４　配管
９５　冷却ガス供給部
１００　燃焼器
１０１　冷却ガス流路
１０２　噴射孔
１４ｇ　外周面（内筒）
１７ｎ　内周面（尾筒）
２７ａ　取付片（案内部）
２７ｂ　方向変更片（案内部）
４０Ａ　第１変形例
４０Ｂ　第２変形例
６１１　大径部
６１２　小径部
６１ａ　表面（絞り部）
６１ｂ　表面（絞り部）
８１１　小径部
８１２　大径部
Ａ　圧縮空気
ＢＫ　バギークリップ
Ｃ　隙間
Ｃｋ　開口部
Ｆ　流通方向
Ｍ　漏れ空気
Ｎ　燃焼ガス
Ｎｕ　渦流（燃焼ガス）
Ｒ　冷却ガス
Ｓ１　接続構造
Ｓ２　接続構造
Ｓ２　接続構造
Ｓ３　接続構造
Ｓ４　接続構造
Ｓ５　接続構造
Ｓ６　接続構造
Ｓ７　接続構造
Ｓ８　接続構造
Ｓ９　接続構造

Claims (11)

  1. 　内部で圧縮空気と燃料が混合されて燃焼する内筒と、
    　前記内筒の先端部が隙間を有して挿入された尾筒と、
    　前記内筒と前記尾筒との間を閉塞するスプリングクリップと、
    　前記隙間における前記内筒の先端側で前記尾筒に開口する開口部に設けられ、前記内筒の基端側に比較して前記開口部の開口面積を狭める絞り部と、
    　前記絞り部を冷却する冷却手段と、
    　を備える燃焼器。
  2. 　前記絞り部が、前記尾筒の内面を前記内筒側へ突出させて設けられた請求項１に記載の燃焼器。
  3. 　前記絞り部が、前記内筒の外面を前記尾筒側へ突出させて設けられた請求項１に記載の燃焼器。
  4. 　前記冷却手段が、前記絞り部に冷却用流体を噴射することにより前記絞り部を冷却する請求項１から３のいずれか１項に記載の燃焼器。
  5. 　前記冷却手段が、前記開口部に向けて冷却用流体を噴射する噴射部と、噴射した冷却用流体を前記絞り部に向けて案内する案内部と、を有する請求項４に記載の燃焼器。
  6. 　前記冷却手段が、前記絞り部の内部に冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却する請求項１から３のいずれか１項に記載の燃焼器。
  7. 　前記絞り部の内部を流れた冷却用流体が、前記絞り部から前記開口部に向けて流出する請求項６に記載の燃焼器。
  8. 　前記冷却手段が、前記絞り部の表面に沿って冷却用流体を流すことにより前記絞り部を冷却する請求項１から３のいずれか１項に記載の燃焼器。
  9. 　前記冷却手段が、前記絞り部における内筒先端側の表面に沿って冷却用流体を流す請求項８に記載の燃焼器。
  10. 　前記冷却手段が、前記絞り部における内筒基端側の表面に沿って冷却用流体を流す請求項８に記載の燃焼器。
  11. 　請求項１から１０のいずれか１項に記載の燃焼器を備えたガスタービン。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013119314A3 (en) * 2012-02-10 2013-10-31 United Technologies Corporation Channeled spring seal for sealing an air gap between moving plates
JP2014177909A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼器、及びガスタービン
WO2017077955A1 (ja) * 2015-11-05 2017-05-11 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼用筒、ガスタービン燃焼器及びガスタービン
WO2017204229A1 (ja) * 2016-05-23 2017-11-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器、ガスタービン

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2846096A1 (de) * 2013-09-09 2015-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Rohrbrennkammer mit einem Flammrohr-Endbereich und Gasturbine
ITCO20130052A1 (it) * 2013-10-25 2015-04-26 Nuovo Pignone Srl Coprigiunto per turbomacchina
JP6485942B2 (ja) * 2014-09-25 2019-03-20 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器、ガスタービン
DE102015215144B4 (de) * 2015-08-07 2017-11-09 MTU Aero Engines AG Vorrichtung und Verfahren zum Beeinflussen der Temperaturen in Innenringsegmenten einer Gasturbine
KR101863797B1 (ko) * 2016-04-27 2018-06-01 연세대학교 산학협력단 가스터빈 1단 노즐 엔드월 냉각성능 향상을 위한 유로 구조
JP6779098B2 (ja) * 2016-10-24 2020-11-04 三菱パワー株式会社 ガスタービン燃焼器
KR102012496B1 (ko) * 2018-01-12 2019-09-20 두산중공업 주식회사 가스터빈용 연소 덕트 조립체의 연결 및 냉각 구조
US11248705B2 (en) * 2018-06-19 2022-02-15 General Electric Company Curved seal with relief cuts for adjacent gas turbine components
US11047248B2 (en) 2018-06-19 2021-06-29 General Electric Company Curved seal for adjacent gas turbine components

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08284688A (ja) * 1995-04-18 1996-10-29 Hitachi Ltd ガスタービンおよびガスタービン燃焼装置
JPH08285284A (ja) * 1995-04-10 1996-11-01 Toshiba Corp ガスタービン用燃焼器構造体
JPH09195799A (ja) * 1996-01-17 1997-07-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼器のスプリングシール装置
JPH10238777A (ja) * 1997-02-28 1998-09-08 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器
JP2003014236A (ja) * 2001-06-27 2003-01-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器
JP2003013747A (ja) * 2001-06-29 2003-01-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器
JP2006312903A (ja) 2005-05-09 2006-11-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3590666B2 (ja) * 1995-03-30 2004-11-17 株式会社東芝 ガスタービン燃焼器
JP2003312903A (ja) 2002-04-22 2003-11-06 Canon Inc シート給送装置及び画像形成装置
US7096668B2 (en) * 2003-12-22 2006-08-29 Martling Vincent C Cooling and sealing design for a gas turbine combustion system
US7007482B2 (en) * 2004-05-28 2006-03-07 Power Systems Mfg., Llc Combustion liner seal with heat transfer augmentation
US7524167B2 (en) * 2006-05-04 2009-04-28 Siemens Energy, Inc. Combustor spring clip seal system
US8769963B2 (en) 2007-01-30 2014-07-08 Siemens Energy, Inc. Low leakage spring clip/ring combinations for gas turbine engine
JP4969384B2 (ja) 2007-09-25 2012-07-04 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器の冷却構造
US20090120093A1 (en) * 2007-09-28 2009-05-14 General Electric Company Turbulated aft-end liner assembly and cooling method
US8051663B2 (en) * 2007-11-09 2011-11-08 United Technologies Corp. Gas turbine engine systems involving cooling of combustion section liners
US8079219B2 (en) * 2008-09-30 2011-12-20 General Electric Company Impingement cooled combustor seal
JP5351542B2 (ja) 2009-02-06 2013-11-27 三菱重工業株式会社 燃焼器及びガスタービン
US7926283B2 (en) 2009-02-26 2011-04-19 General Electric Company Gas turbine combustion system cooling arrangement
US8276391B2 (en) * 2010-04-19 2012-10-02 General Electric Company Combustor liner cooling at transition duct interface and related method
US9151171B2 (en) * 2010-08-27 2015-10-06 Siemens Energy, Inc. Stepped inlet ring for a transition downstream from combustor basket in a combustion turbine engine

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08285284A (ja) * 1995-04-10 1996-11-01 Toshiba Corp ガスタービン用燃焼器構造体
JPH08284688A (ja) * 1995-04-18 1996-10-29 Hitachi Ltd ガスタービンおよびガスタービン燃焼装置
JPH09195799A (ja) * 1996-01-17 1997-07-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼器のスプリングシール装置
JPH10238777A (ja) * 1997-02-28 1998-09-08 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器
JP2003014236A (ja) * 2001-06-27 2003-01-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器
JP2003013747A (ja) * 2001-06-29 2003-01-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器
JP2006312903A (ja) 2005-05-09 2006-11-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2693021A4 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013119314A3 (en) * 2012-02-10 2013-10-31 United Technologies Corporation Channeled spring seal for sealing an air gap between moving plates
US9341120B2 (en) 2012-02-10 2016-05-17 United Technologies Corporation Channeled spring seal for sealing an air gap between moving plates
JP2014177909A (ja) * 2013-03-15 2014-09-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 燃焼器、及びガスタービン
WO2017077955A1 (ja) * 2015-11-05 2017-05-11 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼用筒、ガスタービン燃焼器及びガスタービン
KR20180064481A (ko) * 2015-11-05 2018-06-14 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 연소용 통, 가스 터빈 연소기 및 가스 터빈
JPWO2017077955A1 (ja) * 2015-11-05 2018-07-26 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼用筒、ガスタービン燃焼器及びガスタービン
KR102075901B1 (ko) 2015-11-05 2020-02-11 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤 연소용 통, 가스 터빈 연소기 및 가스 터빈
US10961910B2 (en) 2015-11-05 2021-03-30 Mitsubishi Power, Ltd. Combustion cylinder, gas turbine combustor, and gas turbine
WO2017204229A1 (ja) * 2016-05-23 2017-11-30 三菱日立パワーシステムズ株式会社 燃焼器、ガスタービン
CN109154440A (zh) * 2016-05-23 2019-01-04 三菱日立电力***株式会社 燃烧器、燃气轮机
CN109154440B (zh) * 2016-05-23 2021-03-23 三菱动力株式会社 燃烧器、燃气轮机
US11085642B2 (en) 2016-05-23 2021-08-10 Mitsubishi Power, Ltd. Combustor with radially varying leading end portion of basket and gas turbine

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