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公開番号2024091028
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-04
出願番号2022207289
出願日2022-12-23
発明の名称ガスタービンの燃焼器
出願人川崎重工業株式会社
代理人弁理士法人有古特許事務所
主分類F23R 3/42 20060101AFI20240627BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】
簡易な構成でありながら、ライナーを取り付ける取付具に伝わる燃焼室の熱を抑制できるガスタービンの燃焼器を提供する。
【解決手段】
本開示の一態様に係るガスタービンの燃焼器は、燃焼室を囲む外側壁と、前記外側壁の内側に位置し、内周面が前記燃焼室に面するとともに、全面にわたって多数の空気孔を含むライナーと、前記ライナーを支持するヘッドを含み、前記外側壁と前記ライナーの間に空気流路を形成した状態で前記外側壁に前記ライナーを取り付ける取付具と、を備え、前記ライナーの内周面のうち前記ヘッドに隣接し前記ヘッドよりも燃焼ガス流れ方向の上流に位置する上流領域における前記空気孔の軸方向間隔は前記空気孔の周方向直径の約2倍以上約7倍以下であり、前記上流領域における前記空気孔の周方向間隔は前記空気孔の周方向直径の約2倍以上約7倍以下である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
燃焼室を囲む外側壁と、
前記外側壁の内側に位置し、内周面が前記燃焼室に面するとともに、複数の空気孔を含むライナーと、
前記ライナーを支持するヘッドを含み、前記外側壁と前記ライナーの間に空気流路を形成した状態で前記外側壁に前記ライナーを取り付ける取付具と、を備え、
前記ライナーの内周面のうち前記ヘッドに隣接し前記ヘッドよりも燃焼ガス流れ方向の上流に位置する上流領域における前記空気孔の軸方向間隔は前記空気孔の周方向直径の約２倍以上約７倍以下であり、前記上流領域における前記空気孔の周方向間隔は前記空気孔の周方向直径の約２倍以上約７倍以下である、ガスタービンの燃焼器。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記上流領域における前記空気孔の周方向直径の合計寸法は、前記ヘッドの周方向寸法の約０．３倍以上である、請求項１に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項３】
燃焼室を囲む外側壁と、
前記外側壁の内側に位置し、内周面が前記燃焼室に面するとともに、複数の空気孔を含むライナーと、
前記ライナーを支持するヘッドを含み、前記外側壁と前記ライナーの間に空気流路を形成した状態で前記外側壁に前記ライナーを取り付ける取付具と、を備え、
前記ライナーの内周面のうち前記ヘッドに隣接し前記ヘッドよりも燃焼ガス流れ方向の上流に位置する上流領域における前記空気孔が占める面積の割合は、前記ライナーの内周面の非上流領域における前記空気孔が占める面積の割合よりも大きい、ガスタービンの燃焼器。
【請求項４】
前記外側壁及び前記取付具は、金属製であり、
前記ライナーは、ＣＭＣ製である、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項５】
前記上流領域における前記空気孔が占める面積の割合は、前記ライナーの内周面のうち前記ヘッドに隣接し前記ヘッドよりも燃焼ガス流れ方向の下流に位置する下流領域における前記空気孔が占める面積の割合よりも大きい、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項６】
前記上流領域における単位面積あたりの前記空気孔の数は、前記非上流領域における前記単位面積あたりの前記空気孔の数よりも多い、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項７】
前記上流領域は矩形又は円形であって、
前記上流領域の軸方向寸法は前記ヘッドの軸方向寸法の約１．５倍であり、前記上流領域の周方向寸法は前記ヘッドの周方向寸法と同じである、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項８】
前記上流領域における空気孔の中心軸は、前記空気流路側よりも前記燃焼室側の方が燃焼ガス流れ方向の下流に位置するように、前記ライナーの内周面に対して傾斜している、請求項１乃至３のうちいずれか一の項に記載のガスタービンの燃焼器。
【請求項９】
前記上流領域における空気孔の中心軸は、前記ライナーの内周面に対する傾斜角度が１０度以上３０度以下である、請求項８に記載のガスタービンの燃焼器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ガスタービンの燃焼器に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、燃焼室に面するようにライナーを配置したガスタービンの燃焼器が開示されている。このライナーは取付具を用いて外側壁に取り付けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２００３／０１２３９５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
取付具はヘッドが燃焼室にさらされているため、ヘッドを介して燃焼室の熱が伝わり、取付具が高温化するおそれがある。取付具の高温化を避けるために対策を施す場合、簡易な構成とするのが望ましい。そこで、簡易な構成でありながら、ライナーを取り付ける取付具に伝わる燃焼室の熱を抑制できるガスタービンの燃焼器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一態様に係るガスタービンの燃焼器は、燃焼室を囲む外側壁と、前記外側壁の内側に位置し、内周面が前記燃焼室に面するとともに、全面にわたって多数の空気孔を含むライナーと、前記ライナーを支持するヘッドを含み、前記外側壁と前記ライナーの間に空気流路を形成した状態で前記外側壁に前記ライナーを取り付ける取付具と、を備え、前記ライナーの内周面のうち前記ヘッドに隣接し前記ヘッドよりも燃焼ガス流れ方向の上流に位置する上流領域における前記空気孔の軸方向間隔は前記空気孔の周方向直径の約２倍以上約７倍以下であり、前記上流領域における前記空気孔の周方向間隔は前記空気孔の周方向直径の約２倍以上約７倍以下である。
【発明の効果】
【０００６】
本開示の一態様によれば、簡易な構成でありながら、ライナーを取り付ける取付具に伝わる燃焼室の熱を抑制できるガスタービンの燃焼器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は、燃焼器の断面図である。
図２は、図１の取付具付近の拡大図である。
図３は、ライナーパネルを燃焼室から見た図である。
図４は、図３の取付具付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態に係る燃焼器１００について説明する。本実施形態に係る燃焼器１００はガスタービン用の燃焼器であって、いわゆるアニュラー型である。ただし、燃焼器１００はキャン型などアニュラー型以外の形式であってもよい。図１は、燃焼器１００のある周方向位置における断面図である。図１の紙面下方には燃焼器１００の中心軸（図外）が位置しており、図１の紙面左右方向が燃焼器１００の軸方向であり、図１の紙面上下方向が燃焼器１００の半径方向である。
【０００９】
図１に示すように、本実施形態に係る燃焼器１００は、外側壁１０と、ライナー２０と、取付具３０と、を備えている。以下、これらの構成要素について順に説明する。
【００１０】
＜外側壁＞
外側壁１０は、燃焼室１１を囲む部材である。外側壁１０は、例えば、金属材料を含む金属製である。本実施形態の燃焼室１１は環状であって、外側壁１０のうち燃焼室１１よりも半径方向外側に位置する部分がいわゆるアウタシェル１２であり、燃焼室１１よりも半径方向内側に位置する部分がいわゆるインナシェル１３である。また、外側壁１０は、環状のハウジング１４に囲まれており、外側壁１０及び燃焼室１１は、ハウジング１４の内部空間１５に位置している。
（【００１１】以降は省略されています）

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