特許 7565410 ガスタービンのガイド支持構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-02

(45)【発行日】2024-10-10

(54)【発明の名称】ガスタービンのガイド支持構造

(51)【国際特許分類】

   F02C 7/20 20060101AFI20241003BHJP

   F23R 3/60 20060101ALI20241003BHJP

   F23R 3/42 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

F02C7/20 Z

F23R3/60

F23R3/42 E

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2023101122

(22)【出願日】2023-06-20

【審査請求日】2023-06-20

(73)【特許権者】

【識別番号】390033042

【氏名又は名称】ダイハツディーゼル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100183232

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 敏行

(72)【発明者】

【氏名】早田 陽一

(72)【発明者】

【氏名】▲浜▼口 弘志

(72)【発明者】

【氏名】石亀 啓太

【審査官】中村 大輔

(56)【参考文献】

【文献】特開平０４－３０３１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０４１９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０８３３３９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２０１７－５２８６７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３０３１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３０３１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０５－０８９８４９（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開昭６０－１８０７３２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実開平０１－１１３１４０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２００７／０１４４１８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｃ ７／２０

Ｆ２３Ｒ ３／６０

Ｆ２３Ｒ ３／４２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

吸気を圧縮する圧縮部と、
圧縮されたエアを燃焼させる燃焼部と、
前記圧縮部と前記燃焼部とを仕切る仕切壁と、
前記燃焼部で生成された燃焼ガスをタービンに案内するガス流路を画定するガイド部材と、
前記ガイド部材の変位を規制する規制部、及び前記規制部と機械的に係合する係合部を有し、前記ガイド部材を前記燃焼部内で支持する支持部と、
を備え、
前記支持部は、前記仕切壁に溶接を用いず締結され且つ前記ガイド部材に溶接を用いず直接的に取り付けられており、
前記規制部及び前記係合部の一方が、前記仕切壁に設けられ、
前記規制部及び前記係合部の他方が、前記ガイド部材に取り付けられている、
ガスタービンのガイド支持構造。

【請求項2】

前記ガイド部材は、互いに嵌合された第１ガイド部材及び第２ガイド部材を含み、前記第２ガイド部材が、前記第１ガイド部材との嵌合部から連続して前記第１ガイド部材を覆う延伸部を有し、前記係合部が、前記延伸部に設けられている、
請求項１に記載のガスタービンのガイド支持構造。

【請求項3】

前記第１ガイド部材と前記第２ガイド部材とが、嵌合方向に相対変位可能に互いに嵌合され、前記第２ガイド部材は、前記第１ガイド部材に外嵌され、前記延伸部は、前記第１ガイド部材の外周側に離れて位置し、前記規制部が、前記仕切壁に設けられている、
請求項２に記載のガスタービンのガイド支持構造。

【請求項4】

前記規制部が前記仕切壁に設けられ、前記係合部が前記ガイド部材に取り付けられ、
前記規制部が、前記仕切壁から前記燃焼部に向けて延在する取付部材に設けられている、
請求項１から３のいずれか１項に記載のガスタービンのガイド支持構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガスタービンのガイド支持構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、高温の燃焼ガスをタービンに案内するガイド部材の一例として、燃焼ガススクロールを備えたガスタービンを開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平９－４１９８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

燃焼ガスを案内するガイド部材及びこれを支持する構造には、高い熱応力が発生する。熱応力の緩和ひいては耐久性の向上について、改善の余地がある。

【0005】

本発明は、燃焼ガスを案内するガイド部材又はこれを支持する構造の耐久性を向上することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、吸気を圧縮する圧縮部と、圧縮されたエアを燃焼させる燃焼部と、前記圧縮部と前記燃焼部とを仕切る仕切壁と、前記燃焼部で生成された燃焼ガスをタービンに案内するガス流路を画定するガイド部材と、前記ガイド部材の変位を規制する規制部、及び前記規制部と機械的に係合する係合部を有し、前記ガイド部材を前記燃焼部内で支持する支持部と、を備え、前記規制部及び前記係合部の一方が、前記仕切壁に設けられ、前記規制部及び前記係合部の他方が、前記ガイド部材に取り付けられている、ガスタービンのガイド支持構造を提供する。

【0007】

上記構成によれば、係合部が規制部と機械的に係合している。仕切壁にガイド部材を固定するために溶接を用いる場合と比べ、支持部の耐久性が向上する。

【0008】

前記規制部が前記仕切壁に設けられ、前記係合部が前記ガイド部材に取り付けられ、前記規制部は、前記係合部の一方向への変位を許容し且つ前記一方向と交差する方向への変位を規制するようにして、前記係合部と係合してもよい。

【0009】

上記構成によれば、ガイド部材の一方向への膨張を係合部の変位によって吸収でき、支持部に作用する負荷を軽減できる。ガイド部材の一方向と交差する方向への変形が規制され、仕切壁によるガイド部材の支持を維持できる。

【0010】

前記規制部は、軸状部を有し、前記係合部は、前記軸状部の軸方向に変位可能に前記軸状部を挿通させる係合孔を有してもよい。

【0011】

上記構成によれば、係合部の変位、ひいてはガイド部材の膨張を簡単な構造で許容できる。

【0012】

前記係合部は、前記軸状部の前記軸方向と交差する方向への変位を規制してもよい。

【0013】

上記構成によれば、ガイド部材の変形の規制を簡単な構造で実現できる。

【0014】

前記規制部が前記仕切壁に設けられ、前記係合部が前記ガイド部材に取り付けられ、前記規制部が、前記仕切壁から前記燃焼部に向けて延在する取付部材に設けられていてもよい。

【0015】

上記構成によれば、仕切壁及びガイド部材の形状又は寸法に関わらず、ガイド部材を仕切壁で支持する構造を実現しやすい。

【0016】

前記取付部材が、前記ガイド部材と間隔をあけて配置されていてもよい。

【0017】

上記構成によれば、ガイド部材の熱が仕切壁に伝わりにくくなる。

【0018】

前記ガイド部材は、嵌合方向に相対変位可能に互いに嵌合された第１ガイド部材及び第２ガイド部材を含み、前記規制部が、前記仕切壁に設けられ、前記係合部が、前記第２ガイド部材に取り付けられていてもよい。

【0019】

上記構成によれば、ガイド部材の嵌合方向の変形を許容できる。

【0020】

前記第２ガイド部材は、前記第１ガイド部材に外嵌され、前記第１ガイド部材の外周側に離れて位置する延伸部を有し、前記係合部が、前記延伸部に設けられていてもよい。

【0021】

上記構成によれば、延伸部をガイド部材に一体に形成することで、係合部を設置するために新たな専用の部材が不要となる。ガイド支持構造を簡素化できる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、燃焼ガスを案内するガイド部材又はこれを支持する構造の耐久性を向上することを課題とする。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態に係るガスタービンの断面図。

【図2】実施形態に係るガイド支持構造の断面図。

【図3】仕切壁及びガイド部材を組立状態で圧縮部側から見て示す斜視図。

【図4】支持部の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照しながら実施形態について説明する。なお、同一の又は対応する要素には全図を通じて同一の符号を付し、詳細な説明の重複を省略する。

【0025】

図１を参照して、ガスタービン１は、単なる一例として、陸上に定置され、発電機（図示せず）の動力源として使用される。この場合、ガスタービン１の主軸２は、減速機構（図示せず）を介して発電機と連結される。ただし、ガスタービン１の用途は、特に限定されない。なお、本開示においては、特段断らない限り、「軸方向」は、主軸２の軸線Ａに沿った方向であり、「軸直交方向」又は「径方向」は、主軸２の軸線に直交する方向であり、「周方向」は、軸線Ａ周りの方向である。

【0026】

ガスタービン１は、圧縮部３、燃焼部４、及びタービン５を備える。主軸２は、圧縮部３のロータ３ａ、及びタービン５のタービンロータ５ａを含み、ロータ３ａは、タービンロータ５ａの軸方向一方側に配置される。ロータ３ａとタービンロータ５ａとは、軸線Ａを中心にして同軸状に配置され、軸方向に連結され、軸線Ａ周りに一体に回転する。なお、本開示において、「ロータ」は、シャフト状の部材そのもの、又はシャフト状の部位を有する部材であって、自身の中心軸周りに自転する。主軸２は、ガスタービン１のケーシング１Ａに回転可能に支持される。

【0027】

圧縮部３は、外気を取り込むことで得られた吸気を、ロータ３ａに一体に設けられたインペラ３ｂの作用で、圧縮する。燃焼部４は、圧縮空気に燃料を噴射し、混合気を燃焼させ、高温高圧の燃焼ガスを生成する。タービン５は、燃焼ガスにより駆動される。タービン５が作動すると、主軸２が回転する。これにより、圧縮部３が駆動され、且つ発電機（図示せず）が交流を発電する。主軸２が、発電機を作動させるための回転駆動力の取り出しのため、ロータ３ａから軸方向一方側へ延在する一方、排気は、タービン５から軸方向他方側へ排出される。

【0028】

タービン５は、圧縮部３に対して軸方向他方側に隣接する。タービン５は圧縮部３に対して大径であってもよいが、ここでは小径である。燃焼部４は、圧縮部３の軸方向他方側に隣接し、且つ、タービン５の径方向外周側に配置されている。

【0029】

ガスタービン１のケーシング１Ａは、圧縮機ケーシング３Ａ、燃焼器ケーシング４Ａ、及びタービンケーシング５Ａを含む。

【0030】

圧縮機ケーシング３Ａは、圧縮部３を構成し、インペラ３ｂを収容する収容空間３ｃを形成している。圧縮機ケーシング３Ａは、軸方向他方側で内壁３ｄを有する。内壁３ｄは、その中央部にインペラ３ｂ付きのロータ３ａを通過させる貫通口を有する円盤状である。内壁３ｄは、その外周縁部から軸方向他方側へ突出する円筒状のフランジ３ｅを有する。

【0031】

タービンケーシング５Ａは、タービン５を構成し、円筒状に形成されている。タービンケーシング５Ａの軸方向一端側の開口は、軸方向に見て円環状のタービンノズル５ｂと接続され、タービンケーシング５Ａの軸方向他端側の開口は、排気を排出する排気口５ｃとして機能する。タービンノズル５ｂは、圧縮機ケーシング３Ａの内壁３ｄに対して軸方向他方側に離れて配置されている。

【0032】

燃焼器ケーシング４Ａは、燃焼部４を構成する。燃焼器ケーシング４Ａは、タービンノズル５ｂ及びタービンケーシング５Ａを外囲する第１筒部４ａと、第１筒部４ａから突出する第２筒部４ｂとを有する。第１筒部４ａの中心軸は、主軸２の軸線Ａと同軸状である。第２筒部４ｂの中心軸は、主軸２の軸線Ａに直交する方向（主軸２の径方向）に沿って延在している。第１筒部４ａの軸方向一端部は、圧縮機ケーシング３Ａのフランジ３ｅの端面に当接し、フランジ３ｅに締結される。第１筒部４ａの軸方向他端部は、径方向内周側へ延在し、タービンケーシング５Ａに締結される。

【0033】

燃焼部４は、第２筒部４ｂ内に収容される円筒状の燃焼器４ｃを有する。燃焼器４ｃは、その内部で燃焼ガスを生成する。燃焼器４ｃは、その軸方向一端部に、燃焼ガスを噴射するガス噴射口４ｄを有する。燃焼器４ｃは、第２筒部４ｂと同軸状に配置される（すなわち、軸線Ａの径方向に延在する）。燃焼器４ｃの軸方向一端部は、径方向において軸線Ａに相対的に近位に配置され、軸方向他端部は、径方向において軸線Ａから相対的に遠位に配置される。

【0034】

第１筒部４ａ内には、燃焼部４で生成された燃焼ガスをタービン５に案内するガイド部材１０が収容されている。ガイド部材１０は、燃焼ガスが通流するガス流路２０を画定する。ガス流路２０は、燃焼器４ｃのガス噴射口４ｄをタービンノズル５ｂに連通させる。

【0035】

ガス流路２０は、円環部２１、折返し部２２、及び流出部２３を有する。円環部２１は、タービンケーシング５Ａの外周側に配置され、軸方向に延び、円環状の軸直交断面を有する。ガス噴射口４ｄは、円環部２１と連通する。円環部２１は、軸方向他方側で閉塞されている一方、軸方向一方側で折返し部２２と連通している。折返し部２２は、円環部２１の軸方向一端部から径方向内周側に延在している。流出部２３は、折返し部２２の径方向内周端部から軸方向他方側に延在し、タービンノズル５ｂの軸方向一端側の開口に連通する。流出部２３の外径は、円環部２１の内径よりも小さく、流出部２３は、円環部２１の内側に配置される。流出部２３の軸寸は、円環部２１よりも短い。

【0036】

燃焼器ケーシング４Ａの内部は、燃焼器４ｃ及びガイド部材１０により、その内側と外側とに区画される。ガスタービン１は、燃焼器４ｃ及びガイド部材１０の外側に設けられた仕切壁３０を備える。仕切壁３０は、軸寸が短い円筒状であり、主軸２と同軸状であり、圧縮機ケーシング３Ａのフランジ３ｅの内周側に配置される。仕切壁３０は、圧縮機ケーシング３Ａの軸方向他方側に配置され且つ燃焼器ケーシング４Ａの軸方向一方側に配置され、圧縮部３と燃焼部４とを仕切る。

【0037】

仕切壁３０は、中央に主軸２を通過させる軸挿通口３１を有する円盤部３２と、円盤部３２の外周縁から軸方向他方側へ延在する周壁部３３とを有する。円盤部３２は、圧縮機ケーシング３Ａの内壁３ｄと軸方向に間隔をあけて近接対向する。内壁３ｄと円盤部３２とは、インペラ３ｂで圧縮されたエアを径方向外周側へ導く第１圧縮エア流路６ａを画定する。周壁部３３は、圧縮機ケーシング３Ａのフランジ３ｅと径方向に間隔をあけて近接対向する。フランジ３ｅと周壁部３３とは、第１圧縮エア流路６ａの径方向外周側の端部（下流端部）から軸方向他方側に延在し、軸方向に見て円環状の第２圧縮エア流路６ｂを画定する。第２筒部４ｂの内周面と燃焼器４ｃの外周面とは、第２圧縮エア流路６ｂの軸方向他端部（下流端部）から径方向外周側に延在し、第２筒部４ｂ及び燃焼器４ｃの軸方向に見て円環状の第３圧縮エア流路６ｃを画定する。燃焼器４ｃは、その外周面に、第３圧縮エア流路６ｃから圧縮エアを取り込む圧縮エア取込み口４ｅを有する。

【0038】

なお、ガイド部材１０も、第２圧縮エア流路６ｂの軸方向他方側の端部（下流端部）を第１筒部４ａの内周面と共に画定している。また、ガイド部材１０は、第３圧縮エア流路６ｃの径方向内周側の端部（上流端部）を画定している。

【0039】

図２を参照して、ガイド部材１０は、第１ガイド部材１１及び第２ガイド部材１２を備える。

【0040】

第１ガイド部材１１は、外筒部１１ａ、内筒部１１ｂ、環状底部１１ｃ（図１を参照）、突出筒部１１ｄ、延在部１１ｅ、及び湾曲部１１ｆを有する。外筒部１１ａ及び内筒部１１ｂは、円筒状であり、互いに同軸状である。内筒部１１ｂは、外筒部１１ａの内側に配置される。環状底部１１ｃは、軸方向に見て円環状であり、外筒部１１ａ及び内筒部１１ｂの軸方向他端部同士を径方向に接続する。外筒部１１ａの内周面、内筒部１１ｂの外周面、及び環状底部１１ｃの内面は、ガス流路２０の円環部２１を形成している。突出筒部１１ｄは、円筒状であり、外筒部１１ａから径方向外周側に突出する。突出筒部１１ｄは、燃焼器４ｃの軸方向一端部に外嵌され、これにより、ガス噴射口４ｄが、円環部２１と連通する。外筒部１１ａ及び内筒部１１ｂは、軸方向他方側に開口している。

【0041】

内筒部１１ｂの軸方向一端部は、径方向内周側且つ軸方向他方側に向くようにして、Ｕ状に折り返されている。延在部１１ｅは、内筒部１１ｂの軸方向一端部から径方向内周側へ延在する。湾曲部１１ｆは、延在部１１ｅの径方向内周端部から軸方向他方側に向けて湾曲する。湾曲部１１ｆの先端には、軸方向に見て円環状のフランジが設けられており、第１ガイド部材１１は、このフランジにおいて、タービンノズル５ｂの外周縁部に締結される。

【0042】

第２ガイド部材１２は、軸方向に見て円環状の外壁部１２ａを有する。外壁部１２ａの外周縁部は、径方向外周側に向かうほど軸方向他方側に向かうようにして湾曲している。外壁部１２ａの外周縁部は、第１ガイド部材１１の外筒部１１ａに外嵌される。第１ガイド部材１１の外筒部１１ａの軸方向一端部と、第２ガイド部材１２の外壁部１２ａの外周縁部とは、ガイド部材１０の外側嵌合部１０ａを形成する。外側嵌合部１０ａにおける嵌合方向は、軸方向であり、外壁部１２ａの外周縁部と外筒部１１ａの軸方向一端部とは、径方向に重ねられている。

【0043】

第２ガイド部材１２は、外壁部１２ａの外周縁部（換言すれば、外側嵌合部１０ａ）から連続する延伸部１２ｂを有する。延伸部１２ｂは、外側嵌合部１０ａから軸方向他方側に延在している。延伸部１２ｂは、外側嵌合部１０ａから軸方向他方側に向かうにつれて径方向外周側に向かうように拡径された拡径部１２ｃと、拡径部１２ｃの軸方向他端部から軸方向に沿って他方側に更に延在する外周壁部１２ｄとを含む。外周壁部１２ｄは、軸方向に一定の径を有する円筒状である。延伸部１２ｂが拡径部１２ｃを有する一方で、外筒部１１ａが軸方向に一定の径を有する円筒状であるため、外周壁部１２ｄは、外筒部１１ａの外周面から径方向に間隔をあけた状態で、外筒部１１ａを外囲する。

【0044】

外壁部１２ａの径方向内周側は、径方向内周側に向かうほど軸方向他方側に向かうようにして湾曲している。外壁部１２ａは、第１ガイド部材１１の延在部１１ｅと軸方向に対向する。外壁部１２ａの内周縁部は、軸方向に沿って延在し、第１ガイド部材１１の湾曲部１１ｆと径方向に対向し、タービンノズル５ｂの内周縁部と軸方向に対向する。第２ガイド部材１２の外壁部１２ａの内周縁部には、リング材１４が溶接され、リング材１４は、タービンノズル５ｂの内周縁部と共に仕切壁３０の軸挿通口３１の周縁に締結されている。

【0045】

このように、ガイド部材１０は、外周面側では、燃焼器４ｃに取り付けられる。ガイド部材１０は、軸方向一方側且つ径方向内周側では、仕切壁３０の径方向内周部に締結される。

【0046】

図２及び図３を参照して、ガイド部材１０は、軸方向一方側且つ径方向外周側では、支持部４０により支持される。

【0047】

支持部４０は、仕切壁３０の径方向外周側と、ガイド部材１０との間に架け渡される。支持部４０は、規制部４１、係合部４２（図３では不図示）、及び取付部材４３を有する。規制部４１及び係合部４２の一方が、仕切壁３０に設けられ、規制部４１及び係合部４２の他方が、ガイド部材１０に取り付けられる。

【0048】

本実施形態では、規制部４１が、取付部材４３を介して仕切壁３０に設けられている。係合部４２が、ガイド部材１０に取り付けられている。詳細には、係合部４２は、ガイド部材１０のうち第２ガイド部材１２に取り付けられている。より詳細には、係合部４２は、第２ガイド部材１２のうち、延伸部１２ｂに取り付けられている。更に詳細には、係合部４２は、延伸部１２ｂのうち、外周壁部１２ｄに取り付けられている。

【0049】

また、本実施形態に係るガスタービン１においては、図３において良く示されているとおり、ガイド支持構造が、複数の支持部４０を備えている。複数の支持部４０は、周方向に互いに間隔をあけて配置されている。一例として、１８個の支持部４０が、概ね等間隔をあけて配置されている。

【0050】

図４を参照して、仕切壁３０の周壁部３３の内周面には、周方向に互いに間隔をあけて配置されたフランジ３４が設けられている。フランジ３４は、板状であり、周壁部３３に対して軸方向他方側に突出している。フランジ３４には１以上（例えば、３つ）のねじ穴３４ａが形成されている。取付部材４３の基端部は、フランジ３４の外面に重ねられ、フランジ３４に締結される。取付部材４３とフランジ３４との間には、シート状のシム４４が介在する。ボルト４５が、径方向外周側から内周側に向けて、取付部材４３及びシム４４にこの順で挿通され、フランジ３４のねじ穴３４ａに螺合する。ボルト４５の軸方向、並びにフランジ３４、取付部材４３、及びシム４４の板厚方向は、主軸２の径方向（軸線Ａに直交する方向）に向けられている。なお、参照符号４３ａは、取付部材４３の基端部に形成された貫通穴であってボルト４５が挿通されるボルト挿通穴である。

【0051】

規制部４１は、取付部材４３の先端部に設けられている。係合部４２は、規制部４１と機械的に係合する。規制部４１は、ガイド部材１０の変位を規制する。また、規制部４１は、係合部４２の一方向への変位を許容し且つ一方向と交差する方向への変位を規制するようにして、係合部４２と係合する。

【0052】

本実施形態では、規制部４１が、軸状部５０を有する。「軸状」は、円筒状、円柱状、あるいはピン状と実質的に同義であり、その外径は必ずしも軸方向において一様でなくてもよい。係合部４２は、軸状部５０を挿通させる係合孔４２ａを有する。軸状部５０は、軸状部５０の軸方向に変位可能に係合部４２と係合する。その一方で、軸状部５０は、係合孔４２ａの内周面によって軸状部５０の軸方向と交差する方向（典型的には、軸状部５０の軸直交方向）への変位を規制される。

【0053】

係合部４２は、鍔付きのブシュ５５によって構成される。ブシュ５５は、中間円筒部５５ａと、中間円筒部５５ａの両端それぞれにおいて径方向に突出する一対のフランジ５５ｂ，５５ｃとを有する。ブシュ５５は、第２ガイド部材１２（詳細には、その外周壁部１２ｄ）に形成された貫通穴に嵌め込まれる。一方のフランジ５５ｂは、外周壁部１２ｄの外面に当接し、他方のフランジ５５ｃが、外周壁部１２ｄの内面に当接する。ブシュ５５は、一方のフランジ５５ｂから他方のフランジ５５ｃに至るまで軸方向全体にわたって一定の径を有する貫通穴を有し、この貫通穴が、上記の係合孔４２ａとしての役割を果たす。係合孔４２ａ（ブシュ５５の貫通穴）は、円形断面を有する。

【0054】

軸状部５０は、取付部材４３の内面から、主軸２の径方向（軸線Ａに直交する方向）の内周側に向けて突出する。つまり、本実施形態において、規制部４１の変位許容方向としての「一方向」とは、主軸２の径方向（軸線Ａに直交する方向）である。

【0055】

軸状部５０は、ボルト５１、ワッシャ５２、及びピン５３によって構成される。ボルト５１は、頭部、シャンク、及び雄ねじ部を有する。頭部は、シャンクの一端部に設けられ、雄ねじ部は、シャンクの他端部に設けられており、シャンクは、頭部及び雄ねじ部に対して小径である。ピン５３は、両端が開口する円筒状であり、内周面に雌ねじが切られている。ピン５３の一端部には、突出部５３ａが設けられており、突出部５３ａの外径は、ピン５３のその他の部位と比べて小さい。

【0056】

取付部材４３の先端部には、ボルト挿通穴４３ｂが形成されている。ワッシャ５２が取付部材４３の外面に載せられた状態で、ボルト５１が、ワッシャ５２及びボルト挿通穴４３ｂに挿通される。雄ねじ部が取付部材４３の内周側に位置付けられ、ピン５３が突出部５３ａ側から雄ねじ部に螺合される。突出部５３ａが取付部材４３のボルト挿通穴４３ｂに嵌合し、ピン５３が取付部材４３の内面に締め付けられ、頭部が取付部材４３の外面に締め付けられる。このようにして、軸状部５０ひいては規制部４１が、取付部材４３を介して仕切壁３０に固定的に設けられる。

【0057】

軸状部５０は、係合孔４２ａに挿通される。ピン５３の外径は、係合孔４２ａの内径よりも小さい。そのため、軸状部５０は、係合孔４２ａ（ブシュ５５）に対し、その軸方向（軸線Ａの径方向）に相対変位可能である。

【0058】

上記のように構成されるガスタービン１においては、吸気が圧縮部３で圧縮され、圧縮エアは、第１圧縮エア流路６ａを介して圧縮部３の軸方向他端部で径方向外周側に流れ、第２圧縮エア流路６ｂを介して軸方向他方側へ流れて燃焼部４に導かれ、第３圧縮エア流路６ｃを介して径方向外周側に流れ、圧縮エア取込み口４ｅを介して燃焼器４ｃに流入する。圧縮エアは燃焼器４ｃ内で燃料と混合される。燃焼器４ｃは、混合気を燃焼させ、燃焼ガスを生成する。生成された燃焼ガスは、ガス噴射口４ｄを介して燃焼器４ｃ外に流出し、ガス流路２０の円環部２１に流入する。燃焼ガスは、円環部２１、折返し部２２、及び流出部２３を順次に通流し、タービンノズル５ｂに流入する。燃焼ガスは、タービンケーシング５Ａ内を通流する過程でタービン５を駆動する。

【0059】

ガイド部材１０は、高温高圧の燃焼ガスを通流させるガス流路２０を画定していることから、燃焼ガスからの入熱の影響で膨張変形する。第１ガイド部材１１及び第２ガイド部材１２は、径方向にも軸方向にも膨張し得る。

【0060】

径方向に膨張しようとするとき、ブシュ５５が、軸状部５０に沿って径方向外周側へ変位できる。このため、支持部４０に作用する荷重を軽減できる。軸方向に膨張しようとするとき、外側嵌合部１０ａの嵌合方向が軸方向であるため、第１ガイド部材１１及び第２ガイド部材１２が軸方向に相対的に変位できる。このため、ガイド部材１０に作用する荷重を軽減できる。

【0061】

このように、ガイド部材１０の変形が許容されつつ、支持部４０を構成する係合部４２がガス流路２０を画定しているガイド部材１０に直接的に取り付けられている。ガス流路２０の画定には寄与しない支持専用の部材を、ガス流路２０を画定している部材に別途溶接で取り付け、当該支持専用の部材に支持部が取り付けられている場合と比べ、ガイド部材１０又は支持部４０の溶接個所を削減できる。よって、ガイド部材１０及びこれを支持する支持部４０に作用する熱応力を緩和でき、これらの耐久性を向上できる。

【0062】

係合部４２は、延伸部１２ｂに設けられており、延伸部１２ｂは、ガス流路２０を画定している部分から間隔をあけて配置される。そのため、支持部４０への入熱を緩和でき、支持部４０の耐久性が向上する。取付部材４３も、ガイド部材１０から間隔をあけて配置されている。この点からも、支持部４０への入熱が緩和され、支持部４０の耐久性が向上する。

【0063】

これまで実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更、追加、又は削除可能である。

【0064】

上記実施形態では、支持部４０が、仕切壁３０からもガイド部材１０からも独立した取付部材４３を備えている。しかし、取付部材４３は必須ではない。仕切壁３０とガイド部材１０との位置関係によっては、取付部材４３を省略して規制部４１を仕切壁３０のフランジ３４に設けてもよい。

【0065】

上記実施形態では、規制部４１が軸状部５０であり、係合部４２が軸状部５０が挿通される係合孔４２ａを有するブシュ５５である。しかし、これは単なる一例である。支持部４０は、ガイド部材１０の一方向（一例として、主軸２の径方向）への変位を許容するようにして、ガイド部材１０を支持できれば、どのように構成されていてもよい。また、支持部４０による変位許容方向は、主軸２の径方向に限定されない。

【0066】

上記実施形態では、規制部４１を仕切壁３０に設けて係合部４２をガイド部材１０に取り付けられたが、この構成に限定されない。係合部４２を仕切壁３０に設け、規制部４１をガイド部材１０に取り付けても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

【符号の説明】

【0067】

１ ガスタービン
１Ａ ケーシング
２ 主軸
３ 圧縮部
３Ａ 圧縮機ケーシング
３ａ ロータ
３ｂ インペラ
３ｃ 収容空間
３ｄ 内壁
３ｅ フランジ
４ 燃焼部
４Ａ 燃焼器ケーシング
４ａ 第１筒部
４ｂ 第２筒部
４ｃ 燃焼器
４ｄ ガス噴射口
４ｅ 圧縮エア取込み口
５ タービン
５Ａ タービンケーシング
５ａ タービンロータ
５ｂ タービンノズル
５ｃ 排気口
６ａ 第１圧縮エア流路
６ｂ 第２圧縮エア流路
６ｃ 第３圧縮エア流路
１０ ガイド部材
１０ａ 外側嵌合部
１１ 第１ガイド部材
１１ａ 外筒部
１１ｂ 内筒部
１１ｃ 環状底部
１１ｄ 突出筒部
１１ｅ 延在部
１１ｆ 湾曲部
１２ 第２ガイド部材
１２ａ 外壁部
１２ｂ 延伸部
１２ｃ 拡径部
１２ｄ 外周壁部
１４ リング材
２０ ガス流路
２１ 円環部
２２ 折返し部
２３ 流出部
３０ 仕切壁
３１ 軸挿通口
３２ 円盤部
３３ 周壁部
３４ フランジ
３４ａ ねじ穴
４０ 支持部
４１ 規制部
４２ 係合部
４２ａ 係合孔
４３ 取付部材
４３ａ，４３ｂ ボルト挿通穴
４４ シム
４５ ボルト
５０ 軸状部
５１ ボルト
５２ ワッシャ
５３ ピン
５３ａ 突出部
５５ ブシュ
５５ａ 中間円筒部
５５ｂ，５５ｃ フランジ
Ａ 軸線
Ｂ 中心軸

【要約】

【課題】燃焼ガスを案内する部材又はこれを支持する構造の耐久性を向上する。
【解決手段】ガスタービン１が、圧縮部３と燃焼部４とを仕切る仕切壁３０と、燃焼部４から噴射された燃焼ガスをタービン５に案内するガス流路２０を画定するガイド部材１０と、ガイド部材１０を燃焼部４内で支持する支持部４０とを備える。支持部４０は、ガイド部材１０の変位を規制する規制部４１と、規制部４１と機械的に係合する係合部４２とを有する。規制部４１及び係合部４２の一方が、仕切壁３０に設けられる。規制部４１及び係合部４２の他方が、ガイド部材１０に取り付けられている。
【選択図】図２

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】