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公開番号2025133273
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024031127
出願日2024-03-01
発明の名称耐熱部材
出願人株式会社豊田自動織機
代理人
主分類F23R 3/42 20060101AFI20250904BHJP(燃焼装置;燃焼方法)
要約【課題】締結部材がCMC材料よりも耐熱温度の低い金属製であっても、締結部材の耐熱温度の制約を受けることがなく、かつ、熱伝達効率を向上することができる耐熱部材を提供する。
【解決手段】セラミクス複合材料により形成され、金属製の締結部材を介して締結先に締結される耐熱部材において、第1の繊維構造体を含む第1熱伝導部と、第2の繊維構造体を含む第2熱伝導部と、を有し、第2熱伝導部は、締結部材を介して締結先に締結される締結部を有し、第2の繊維構造体の熱伝導率は、第1の繊維構造体の熱伝導率よりも小さい。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
セラミクス複合材料により形成され、金属製の締結部材を介して締結先に締結される耐熱部材において、
第１の繊維構造体を含む第１熱伝導部と、
第２の繊維構造体を含む第２熱伝導部と、を有し、
前記第２熱伝導部は、前記締結部材を介して前記締結先に締結される締結部を有し、
前記第２の繊維構造体の熱伝導率は、
前記第１の繊維構造体の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする耐熱部材。
続きを表示（約 830 文字）【請求項２】
前記第１の繊維構造体は、
複数の第１繊維層が積層方向に積層された繊維構造体であり、
強化繊維からなるとともに第１方向に糸主軸が延びる第１糸と、
前記強化繊維からなるとともに前記第１方向に直交する第２方向に糸主軸が延びる第２糸と、
前記強化繊維からなるとともに前記第２方向に糸主軸が延びる層間結合糸と、を備え、
複数の前記第１繊維層は、
複数の前記第１糸が前記第２方向に配列された２つ以上の第１糸層と、
２つの前記第１糸層の前記積層方向における間に位置するとともに複数の前記第２糸が前記第１方向に配列された第２糸層と、を有し、
前記層間結合糸は、前記第１糸に係合するとともに、複数の前記第１繊維層を前記積層方向に結合し、
前記第２の繊維構造体は、
複数の第２繊維層が前記積層方向に積層された繊維構造体であり、
前記第１糸と、
前記第２糸と、を有し、
前記第２繊維層は、複数の前記第１糸層を有し、
前記第２糸は、前記第１糸に係合することを特徴とする請求項１記載の耐熱部材。
【請求項３】
前記第２の繊維構造体の繊維体積含有率は、
前記第１の繊維構造体の繊維体積含有率よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２記載の耐熱部材。
【請求項４】
前記第１熱伝導部は、前記第１の繊維構造体を有する平板状のパネル本体であり、
前記第２熱伝導部は、前記パネル本体から分岐して備えられている前記締結部であることを特徴とする請求項１又は２記載の耐熱部材。
【請求項５】
前記パネル本体の延在方向へ向けて前記パネル本体から延在するとともに、前記パネル本体の板厚方向において前記締結部と離間する連結部を備え、
前記連結部は、前記第２熱伝導部であることを特徴とする請求項４記載の耐熱部材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、耐熱部材に関し、例えば、ガスタービンの燃焼器に用いられる耐熱部材に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
耐熱部材の従来技術としては、例えば、特許文献１に開示された燃焼器ライナが知られている。特許文献１に開示された燃焼器ライナは、セラミクス複合材料（以下、「ＣＭＣ材料」と表記する）において繊維が連続した突起物を容易に形成可能なパネルの側部に、パネル本体から立ち上がり、パネル本体から離間した連結片を設け、この連結片を外側壁と連結させるので、連結部に配置される部材は高温の燃焼室からパネル本体によって隔離される。これにより、金属製の固定部材を含む連結ユニットを用いてパネルを外側壁に取り付けることが可能となるので、パネルを外側壁に対して確実に連結することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許６７３７８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された燃焼器ライナでは、締結部材である固定部材は、ＣＭＣ材料よりも耐熱温度の低い金属製であり、パネルにおける連結片を通じて加熱される。このため、耐熱部材としてのパネルは、締結部材の耐熱温度の制約を受けることになり、パネルの熱伝達率を大きくできない。しかし、パネルの熱伝達率が制限されると、燃焼器ライナの熱伝達効率を向上させることが難しくなる。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、締結部材がＣＭＣ材料よりも耐熱温度の低い金属製であっても、締結部材の耐熱温度の制約を受けることがなく、かつ、熱伝達効率を向上することができる耐熱部材の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明は、セラミクス複合材料により形成され、金属製の締結部材を介して締結先に締結される耐熱部材において、第１の繊維構造体を含む第１熱伝導部と、第２の繊維構造体を含む第２熱伝導部と、を有し、前記第２熱伝導部は、前記締結部材を介して前記締結先に締結される締結部を有し、前記第２の繊維構造体の熱伝導率は、前記第１の繊維構造体の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする。
【０００７】
本発明では、耐熱部材が、第１の繊維構造体を含む第１熱伝導部と、第２の繊維構造体を含む第２熱伝導部と、を有し、第２熱伝導部は、締結部材を介して締結先に締結される締結部を有する。そして、第２の繊維構造体の熱伝導率は、第１の繊維構造体の熱伝導率よりも小さい。第２の繊維構造体を有する締結部は、締結部材を介して締結先に連結されるが、第２の繊維構造体を含む第２熱伝導部は、第１の繊維構造体を含む第１熱伝導部より熱伝導率が低いので、締結部材がＣＭＣ材料よりも耐熱温度の低い金属製であっても、締結部材の耐熱温度を超える温度上昇を防止できる。その結果、締結部材がＣＭＣ材料よりも耐熱温度の低い金属製であっても、耐熱部材は締結部材によって耐熱温度の制約を受けることがない。
【０００８】
また、上記の耐熱部材において、前記第２の繊維構造体は、前記第１の繊維構造体は、複数の第１繊維層が積層方向に積層された繊維構造体であり、強化繊維からなるとともに第１方向に糸主軸が延びる第１糸と、前記強化繊維からなるとともに前記第１方向に直交する第２方向に糸主軸が延びる第２糸と、前記強化繊維からなるとともに前記第２方向に糸主軸が延びる層間結合糸と、を備え、複数の前記第１繊維層は、複数の前記第１糸が前記第２方向に配列された２つ以上の第１糸層と、２つの前記第１糸層の前記積層方向における間に位置するとともに複数の前記第２糸が前記第１方向に配列された第２糸層と、を有し、前記層間結合糸は、前記第１糸に係合するとともに、複数の前記第１繊維層を前記積層方向に結合し、複数の第２繊維層が前記積層方向に積層された繊維構造体であり、前記第１糸と、前記第２糸と、を有し、前記第２繊維層は、複数の前記第１糸層を有し、前記第２糸は、前記第１糸に係合する構成としてもよい。
この場合、第１の繊維構造体は、複数の第１繊維層が積層方向に積層された繊維構造体であり、強化繊維からなるとともに第１方向に糸主軸が延びる第１糸と、強化繊維からなるとともに第１方向に直交する第２方向に糸主軸が延びる第２糸と、強化繊維からなるとともに第２方向に糸主軸が延びる層間結合糸と、を備え、積層方向における両端面が平面状である繊維構造体である。複数の第１繊維層は、複数の前記第１糸が第２方向に配列された２つ以上の第１糸層と、２つの第１糸層の積層方向における間に位置するとともに複数の第２糸が第１方向に配列された第２糸層と、を有し、層間結合糸は、第１糸に係合するとともに、複数の第１繊維層を積層方向に結合する。そして、第２の繊維構造体は、複数の第２繊維層が積層方向に積層された繊維構造体であり、第１糸と、第２糸と、を有する。第２繊維層は、複数の第１糸が第２方向に配列された複数の第１糸層を有し、第２糸は、第１糸に係合する。したがって、第２の繊維構造体を有する第２熱伝導部は、第１の繊維構造体を有する第１熱伝導部よりも熱伝導率を低くすることができる。
【０００９】
また、上記の耐熱部材において、前記第２の繊維構造体の繊維体積含有率は、前記第１の繊維構造体の繊維体積含有率よりも小さい構成としてもよい。
この場合、第２の繊維構造体の繊維体積含有率を、第１の繊維構造体の繊維体積含有率よりも小さくすることで、第２の繊維構造体を有する第２熱伝導部は、第１の繊維構造体を有する第１熱伝導部よりも熱伝導率を低くすることができる。
【００１０】
また、上記の耐熱部材において、前記第１熱伝導部は、前記第１の繊維構造体を有する平板状のパネル本体であり、前記第２熱伝導部は、前記パネル本体から分岐して備えられている前記締結部である構成としてもよい。
この場合、第１熱伝導部が第１の繊維構造体を有するパネル本体であり、第２熱伝導部は、パネル本体から分岐して備えられている締結部であるので、パネルの耐熱温度を高くすることができる。また、締結部は、締結部材を介して締結先に締結されるが、第２熱伝導部であるので締結部材の過度な温度上昇を回避できる。
（【００１１】以降は省略されています）

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