KR101183702B1 - 가스 터빈 - Google Patents

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게이스케 마츠야마
고타로 미야우치
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미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
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Abstract

연소기의 전이 부재에 배치되는 연소 진동 저감 장치의 외관성을 향상시킬 수 있는 가스 터빈을 제공하는 것을 과제로 한다. 이 과제를 해결하기 위해서, 연소 진동 저감 장치(34)는 연소기의 전이 부재(32)에 배치되어서 가스 공간(S)을 형성하는 동시에 가스 공간(L)과 전이 부재(32)의 내부를 복수의 통기 구멍(343)을 통해 연통시킨다. 또한, 연소 진동 저감 장치(34)는 프레스 가공되어서 이루어지는 대략 U자형 단면 형상을 갖는 동시에 대략 U자형 단면 형상의 개구부를 전이 부재(32) 측을 향하면서 전이 부재(32)의 외주에 배치되는 제 1 부재(341)와, 제 1 부재(341)의 대략 U자형 단면 형상의 개구부를 막아서 제 1 부재(341)와의 사이에 가스 공간(S)을 형성하는 동시에 복수의 통기 구멍(343)을 갖는 제 2 부재(342)를 갖는다. 그리고, 전이 부재(32)의 직경방향 단면에서, 전이 부재(32)의 외경이 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 변화될 때에, 전이 부재(32)의 축(L)으로부터 제 1 부재(341)의 대략 U자형 단면 형상의 각 굴곡부까지의 거리(d1, d2)가 대략 일정하게 설정된다.

Description

가스 터빈{GAS TURBINE}
본 발명은 가스 터빈에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 연소기의 전이 부재(transition piece)에 배치되는 연소 진동 저감 장치의 외관성을 향상시킬 수 있는 가스 터빈에 관한 것이다.
최근의 가스 터빈에서는, 연소기에서 발생한 연소 진동을 저감하기 위해서, 연소기의 전이 부재에 연소 진동 저감 장치(음향 라이너)가 설치되어 있다. 이러한 구성을 채용하는 종래의 가스 터빈으로서, 특허문헌 1에 기재되는 기술이 알려져 있다. 종래의 가스 터빈의 연소 진동 저감 장치(모듈러형 공명기)는 압축기, 연소기 조립체, 이행부 및 터빈 조립체가 유로를 획정하는 연소 터빈 발전소의 모듈러형 공명기로서, 유로의 지름보다도 실질적으로 작은 사이즈를 갖고, 복수의 개구가 형성된 제 1 부재와, 제 1 부재와 격리 관계로 유지되고, 제 1 부재와의 사이에 가스 공간을 형성하는 제 2 부재에 의해 이루어지며, 제 1 부재의 개구는 유로와 유체 연통 관계에 있다.
일본공개특허공표제2004-509313호공보
그러나, 종래의 가스 터빈의 연소 진동 장치에서는, 가스 공간을 형성하는 제 1 부재가 전이 부재(하우징)의 벽면에 대해 평행으로 설치된다. 이것 때문에, 전이 부재가 테이퍼 형상을 가질 때에, 프레스 가공된 제 1 부재의 굴곡부에 주름이 발생하기 쉽다. 그러면, 제품의 음향면 및 구조면의 성능이 저하할 우려가 있다.
그래서, 본 발명은 상기에 비추어 이루어진 것으로, 연소기의 전이 부재에 배치되는 연소 진동 저감 장치의 외관성을 향상시킬 수 있는 가스 터빈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 가스 터빈은 연소기의 전이 부재에 배치되어 가스 공간을 형성하는 동시에 상기 가스 공간과 상기 전이 부재의 내부를 복수의 통기 구멍을 거쳐서 연통시킴으로써, 상기 연소기에서 발생한 연소 진동을 저감하는 연소 진동 저감 장치를 구비하는 가스 터빈으로서, 상기 연소 진동 저감 장치가, 프레스 가공되어 이루어지는 대략 U자형 단면 형상을 갖는 동시에 대략 U자형 단면 형상의 개구부를 상기 전이 부재 측을 향하면서 상기 전이 부재의 외주에 배치되는 제 1 부재와, 상기 제 1 부재의 대략 U자형 단면 형상의 개구부를 막아서 상기 제 1 부재와의 사이에 상기 가스 공간을 형성하는 동시에 복수의 상기 통기 구멍을 갖는 제 2 부재를 가지며, 또한 상기 전이 부재의 직경방향 단면에서, 상기 전이 부재의 외경이 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 변화될 때에, 상기 전이 부재의 축(L)으로부터 상기 제 1 부재의 대략 U자형 단면 형상의 각 굴곡부까지의 거리(d1, d2)가 대략 일정하게 설정되는 것을 특징으로 한다.
이 가스 터빈에서는, 전이 부재의 축(L)으로부터 제 1 부재의 대략 U자형 단면 형상의 각 굴곡부까지의 거리(d1, d2)가 대략 일정하게 설정된다. 따라서, 제 1 부재의 대략 U자형 단면 형상의 바닥면이 전이 부재의 축(L)에 대해 대략 평행으로 배치된다. 이러한 구성에서는, 제 1 부재를 대략 U자형 단면 형상으로 성형할 때에, 그 프레스 가공이 용이하게 되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 터빈은, 연소기의 전이 부재에 배치되어 가스 공간을 형성하는 동시에 상기 가스 공간과 상기 전이 부재의 내부를 복수의 통기 구멍을 거쳐서 연통시킴으로써, 상기 연소기에서 발생한 연소 진동을 저감하는 연소 진동 저감 장치를 구비하는 가스 터빈으로서, 상기 연소 진동 저감 장치가 상기 가스 공간을 형성하는 제 1 부재 및 제 2 부재로 이루어지는 동시에, 상기 제 2 부재가 복수의 상기 통기 구멍을 가지며, 또한 상기 전이 부재의 직경방향 단면에서, 상기 전이 부재의 직경방향에 따른 상기 제 2 부재로부터 상기 제 1 부재까지의 거리를 상기 가스 공간의 높이(h)로 지칭하는 동시에 상기 가스 공간의 높이(h)가 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 변화될 때에, 상기 통기 구멍의 개구율(σp)이 상기 가스 공간의 높이(h)에 따라 조정되는 것을 특징으로 한다.
이 가스 터빈에서는, 가스 공간의 높이(h)에 따라 통기 구멍의 개구율(σp)을 조정하는 것에 의해, 장치의 흡음 특성을 변화시킬 수 있다. 이것에 의해, 장치의 흡음 특성을 적정화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 터빈은 상기 가스 공간의 높이(h)가 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 감소할 때에, 상기 통기 구멍의 개구율(σp)이 감소한다.
이 가스 터빈에서는 가스 공간의 높이(h)가 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 감소함으로써, 흡음율이 피크값을 갖는 주파수가 고역측으로 시프트한다. 한편, 통기 구멍의 개구율(σp)이 감소하는 것에 의해, 흡음율이 피크값을 갖는 주파수가 저역측으로 시프트한다. 이들의 상승 효과에 의해, 가스 공간의 높이(h)가 똑같지 않을 경우에도, 연소 진동 저감 장치의 흡음 특성이 전이 부재의 축방향에 대해 균일화되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 터빈은 상기 가스 공간의 높이(h)가 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 감소할 때에, 상기 통기 구멍의 개구율(σp)이 증가한다.
이 가스 터빈에서는, 가스 공간의 높이(h)가 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 감소하는 것에 의해, 흡음율이 피크값을 갖는 주파수가 고역측으로 시프트한다. 또한, 통기 구멍의 개구율(σp)이 증가하는 것에 의해, 흡음율이 피크값을 갖는 주파수가 저역측으로 시프트한다. 이들의 상승 효과를 효과적으로 이용하는 것으로, 필요한 흡음 특성을 적정화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 터빈은 복수의 상기 통기 구멍의 직경이 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 변화함으로써, 상기 통기 구멍의 개구율(σp)이 조정된다.
이 가스 터빈에서는, 예컨대 통기 구멍의 배치 간격을 일정하게 유지하면서 통기 구멍의 개구율(σp)을 조정할 수 있으므로, 통기 구멍의 배치 간격이 불균일한 구성과 비교해서, 제 2 부재의 강도가 적절하게 유지되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 터빈은 복수의 상기 통기 구멍의 배치 간격이 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 변화함으로써, 상기 통기 구멍의 개구율(σp)이 조정된다.
이 가스 터빈에서는, 예컨대 통기 구멍의 직경(φ)을 일정하게 유지하면서 통기 구멍의 개구율(σp)을 조정할 수 있으므로, 통기 구멍의 직경이 불균일한 구성과 비교해서, 통기 구멍의 가공이 용이하게 되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 가스 터빈은 특정 주파수대에 따른 흡음 특성을 조정하는 음향관이 상기 제 1 부재에 배치된다.
이 가스 터빈에서는, 음향관에 의해 특정 주파수대의 흡음 특성이 조정되므로, 장치의 흡음 특성을 보다 효율적으로 적정화할 수 있는 이점이 있다. 예컨대 이 음향관의 배치에 의해, 주파수 특성의 브로드화가 가능해진다.
본 발명에 따른 가스 터빈에서는, 전이 부재의 축(L)으로부터 제 1 부재의 대략 U자형 단면 형상의 각 굴곡부까지의 거리(d1, d2)가 대략 일정하게 설정된다. 따라서, 제 1 부재의 대략 U자형 단면 형상의 바닥면이 전이 부재의 축(L)에 대해 대략 평행으로 배치된다. 이러한 구성에서는, 제 1 부재를 대략 U자형 단면 형상으로 성형할 때에, 그 프레스 가공이 용이하게 되는 이점이 있다.
또한, 이 가스 터빈에서는 가스 공간의 높이(h)에 따라 통기 구멍의 개구율(σp)을 조정하는 것에 의해, 장치의 흡음 특성을 변화시킬 수 있다. 이것에 의해, 장치의 흡음 특성을 적정화할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 터빈을 도시하는 전체 구성도,
도 2는 도 1에 기재한 가스 터빈의 연소기를 도시하는 단면도,
도 3은 도 2에 기재한 연소기의 연소 진동 저감 장치를 도시하는 구성도,
도 4는 도 3에 기재한 진동 저감 장치를 도시하는 A-A로부터 본 도면,
도 5는 도 3에 기재한 진동 저감 장치를 도시하는 B-B로부터 본 단면도,
도 6은 도 3에 기재한 연소 진동 저감 장치의 변형예를 도시하는 설명도,
도 7은 도 3에 기재한 연소 진동 저감 장치의 변형예를 도시하는 설명도,
도 8은 도 3에 기재한 연소 진동 저감 장치의 변형예를 도시하는 설명도,
도 9는 도 3에 기재한 연소 진동 저감 장치의 변형예를 도시하는 설명도,
도 10은 도 3에 기재한 연소 진동 저감 장치의 변형예를 도시하는 설명도,
도 11은 도 3에 기재한 연소 진동 저감 장치의 변형예를 도시하는 설명도.
이하, 본 발명에 대해서 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 이 실시예의 구성요소에는 당업자가 치환 가능, 또한 용이한 것 혹은 실질적 동일한 것이 포함된다. 또한, 이 실시예에 기재된 복수의 변형예는 당업자의 자명한 범위 내에서 임의로 조합이 가능하다.
실시예
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스 터빈을 도시하는 전체 구성도이다. 도 2는 도 1에 기재한 가스 터빈의 연소기를 도시하는 단면도이다. 도 3은 도 2에 기재한 연소기의 연소 진동 저감 장치를 도시하는 구성도이다. 도 4 및 도 5는 도 3에 기재한 진동 저감 장치를 도시하는 A-A로부터 본 도면(도 4) 및 B-B로부터 본 단면도(도 5)이다. 도 6 내지 도 11은 도 3에 기재한 연소 진동 저감 장치의 변형예를 도시하는 설명도이다.
[가스 터빈]
이 가스 터빈(1)은 압축기(2)와, 연소기(3)와, 터빈(4)을 갖는다(도 1 참조). 압축기(2)는 공기 흡입구로부터 받아들인 공기를 압축해서 압축 공기를 생성한다. 연소기(3)는 이 압축 공기에 연료를 분사해서 고온?고압의 연소 가스를 발생시킨다. 터빈(4)은 이 연소 가스의 열에너지를 로터(5)의 회전 에너지로 변환해서 구동력을 발생시킨다. 그리고, 이 구동력이 로터(5)에 연결된 발전기(도시 생략) 등에 전달된다.
또한, 연소기(3)는 압축기(2)의 출구부 후방이고 터빈(4)의 입구부 전방에 설치된다. 또한, 복수의 연소기(3)가 터빈(4)의 둘레 방향에 환형으로 배치된다. 각 연소기(3)는 내측 튜브(31)와, 전이 부재(연소 실린더)(32)와, 연료 노즐(33)을 갖는다. 내측 튜브(31)는 연소기(3)의 연소실을 구성하는 통형 부재이고, 압축기(2)의 케이싱(21)에 고정되어 설치된다. 전이 부재(32)는 내측 튜브(31)와 터빈(4)의 입구부(41)를 접속하는 통형 부재이다. 연료 노즐(33)은 연소실에 연료를 분사하기 위한 노즐이며, 내측 튜브(31)에 삽입되어 배치된다.
이 가스 터빈(1)에서는, 압축기(2)에서 압축된 공기(압축 공기)가 연소기(3)의 내측 튜브(31) 및 전이 부재(32)로부터 연소기(3) 내부에 공급된다. 연소기(3)의 연소실에서는, 이 압축 공기와 연료 노즐(33)로부터 분사된 연료의 혼합기가 연소해서, 고온 고압의 연소 가스가 된다. 그리고, 이 연소 가스가 전이 부재(32)를 통해 터빈(4)에 공급된다.
[연소 진동 저감 장치]
또한, 이 가스 터빈(1)에서는 연소기(3)가 연소 진동 저감 장치(음향 라이너)(34)를 갖는다(도 2 참조). 이 연소 진동 저감 장치(34)는 연소기(3)의 전이 부재(32)에 배치되어서 가스 공간(S)을 형성하고, 또한 이 가스 공간(S)과 전이 부재(32)의 내부를 연통시키는 복수의 통기 구멍(343)을 갖는다. 그리고, 연소 진동 저감 장치(34)는 가스 공간(S)과 전이 부재(32)의 내부 사이에서 가스를 유통시킴으로써, 연소기(3)에서 발생한 연소 진동을 저감한다. 여기에서, 연소 진동이라는 것은, 예컨대 연소 속도의 변화에 기인해서 발생하는 음향 에너지를 말하며, 연소기(3)의 전이 부재(32)에서 발생 혹은 증폭된다. 또한, 이 실시예에서는 연소 진동 저감 장치(34)가 전이 부재(32)의 외주에 배치되어 있다. 또한, 복수의 연소 진동 저감 장치(34)가 소정 간격으로 이격되어 전이 부재(32)의 전체 주위에 걸쳐서 배치되어 있다.
또한, 연소 진동 저감 장치(34)는 제 1 부재(341) 및 제 2 부재(342)로 이루어지고, 연소기(3)의 전이 부재(32)에 배치된다(도 3 내지 도 5 참조). 제 1 부재(341)는 전이 부재(32)의 외주에 가스 공간(배후층)(S)을 형성하는 부재(라이너 상자)이다. 이 제 1 부재(341)는 판형상 부재를 프레스 가공해서 이루어진 대략 U자형 단면 형상을 갖고, 대략 U자형 단면 형상의 개구부를 전이 부재(32) 측을 향하면서 전이 부재(32)의 외주에 배치된다. 제 2 부재(342)는 제 1 부재(341)의 대략 U자형 단면 형상의 개구부를 막아서 제 1 부재(341)와의 사이에 가스 공간(S)을 형성한다. 또한, 제 2 부재(342)는 가스 공간(S)과 전이 부재(32)의 내부(연소 가스의 통로)를 연통시키는 복수의 통기 구멍(343)을 갖는다.
예컨대, 이 실시예에서는 제 1 부재(341)가 금속제의 판형상 부재를 프레스 가공해서 이루어지는 상자형 형상을 갖고 있다(도 3 내지 도 5 참조). 구체적으로는, 제 1 부재(341)가 평면에서 보았을 때 대략 사각형을 갖는 상자형 형상을 갖고 있으며, 또한 대략 U자형 단면 형상을 갖고 있다. 또한, 제 1 부재(341)의 굴곡부가 R단면 형상으로 프레스 가공되어 있다. 또한, 제 1 부재(341)는 대략 U자형 단면 형상의 개구부를 전이 부재(32)[제 2 부재(342)] 측을 향하면서 전이 부재(32)의 외주에 배치되어 있다. 또한, 제 2 부재(342)와 전이 부재(32)가 일체 형성되어 있다. 그리고, 제 1 부재(341)가 제 2 부재(342)[전이 부재(32)의 벽면]에 대해 용접되어서 고정되어 있다. 또한, 제 2 부재[전이 부재(32)의 벽면](342)에 복수의 통기 구멍(343)이 천공되어 있어, 이들의 통기 구멍(343)을 통해서, 가스 공간(S)과 전이 부재(32)의 내부가 연통하고 있다.
여기에서, 이 연소 진동 저감 장치(34)에서는, 전이 부재(32)의 직경방향 단면에서 보았을 때, 전이 부재(32)의 외경이 전이 부재(32)의 축방향[축(L)의 방향, 연소 가스의 흐름 방향]을 향함에 따라 변화된다(도 3 참조). 예컨대, 이 실시예에서는 전이 부재(32)의 외경이 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 서서히 확장되고 있다(테이퍼 형상). 이 때, 전이 부재(32)의 축(L)으로부터 제 1 부재(341)의 내벽면[가스 공간(S)을 분할하는 벽면]까지의 거리(d)가 대략 일정(d1=d2)하게 설정된다. 즉, 제 1 부재(341)의 내벽면이 전이 부재(32)의 축(L)에 대해 대략 평행으로 배치된다. 한편, 가스 공간(S)의 높이[제 2 부재(342)의 벽면으로부터 제 1 부재(341)의 벽면까지의 전이 부재(32)의 직경방향의 거리](h)가 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 변화된다. 예컨대, 이 실시예에서는 가스 공간(S)의 높이(h)가 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 서서히 좁아지고 있다(h1>h2).
[효과]
이 가스 터빈(1)에서는 전이 부재(32)의 축(L)으로부터 제 1 부재(341)의 대략 U자형 단면 형상의 각 굴곡부까지의 거리(d1, d2)가 대략 일정하게 설정된다. 따라서, 제 1 부재(341)의 대략 U자형 단면 형상의 바닥면이 전이 부재(32)의 축(L)에 대해 대략 평행으로 배치된다(도 3 참조). 이러한 구성에서는, 제 1 부재(341)를 대략 U자형 단면 형상으로 성형할 때에, 그 프레스 가공이 용이하게 되는 이점이 있다. 또한, 제 1 부재(341)의 프레스 가공이 용이하게 되는 결과, 제품 비용을 저감할 수 있는 이점이 있다. 예컨대 전이 부재가 테이퍼 형상을 가질 때에, 이 전이 부재의 외벽면에 대해 제 1 부재의 내벽면이 평행으로 배치되는 구성(도시 생략)에서는, 제 1 부재의 프레스 가공시에 제 1 부재의 한쪽(전이 부재의 외경이 작은 측)의 굴곡부에 주름이 발생하기 쉬워진다. 그러면, 제품의 외관성이 저하할 우려가 있다.
[연소 진동 저감 장치의 흡음 특성]
일반적으로, 가스 공간(S)의 높이(h)나 통기 구멍의 개구율(σp)이 변화되면, 연소 진동 저감 장치(34)의 흡음 특성(연소 진동의 주파수와 흡음율의 관계)이 변화된다. 예컨대 통기 구멍의 개구율(σp) 혹은 가스 공간(S)의 높이(h)가 변화되면, 흡음율이 피크값을 갖는 주파수대가 변화된다.
그래서, 이 가스 터빈(1)에서는 전이 부재(32)의 직경방향 단면에서, 가스 공간(S)의 높이(h)가 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 변화될 때에, 통기 구멍(343)의 개구율(σp)이 가스 공간(S)의 높이(h)에 따라 조정되는 것이 바람직하다(도 6 참조). 이러한 구성에서는, 가스 공간(S)의 높이(h)에 따라 통기 구멍(343)의 개구율(σp)을 조정하는 것에 의해, 장치의 흡음 특성을 변화시킬 수 있다(도 7 참조). 예컨대 통기 구멍(343)의 개구율(σp)의 조정에 의해, 흡음율이 피크값을 갖는 주파수대를 시프트 혹은 분산시킬 수 있다. 이것에 의해, 장치의 흡음 특성을 적정화할 수 있는 이점이 있다. 또한, 통기 구멍(343)의 개구율(σp)이라는 것은, 제 2 부재(342)의 단위 면적당의 통기 구멍(343)의 면적을 말한다.
예컨대, 상기의 구성에서는 가스 공간(S)의 높이(h)가 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 감소할 때에, 통기 구멍(343)의 개구율(σp)이 감소하는 것이 바람직하다(도 6 참조). 이러한 구성에서는, 가스 공간(S)의 높이(h)가 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 감소하는 것에 의해, 흡음율이 피크값을 갖는 주파수가 고역측으로 시프트한다. 한편, 통기 구멍(343)의 개구율(σp)이 감소하는 것에 의해, 흡음율이 피크값을 갖는 주파수가 저역측으로 시프트한다(도 7 참조). 이들의 상승 효과를 효과적으로 이용하는 것으로, 필요한 흡음 특성을 적정화할 수 있는 이점이 있다. 예컨대 가스 공간(S)의 높이(h)가 똑같지 않을 경우에도, 연소 진동 저감 장치(34)의 흡음 특성이 전이 부재(32)의 축방향에 대해 균일화되는 이점이 있다.
또한, 예컨대, 상기의 구성에서는 가스 공간(S)의 높이(h)가 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 감소할 때에, 통기 구멍(343)의 개구율(σp)이 증가해도 좋다(도 8 참조). 이러한 구성에서는, 가스 공간(S)의 높이(h)가 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 감소함으로써, 흡음율이 피크값을 갖는 주파수가 고역측으로 시프트한다. 또한, 통기 구멍(343)의 개구율(σp)이 증가하는 것에 의해, 흡음율이 피크값을 갖는 주파수가 고역측으로 시프트한다. 이들의 상승 효과를 효과적으로 이용하는 것으로, 필요한 흡음 특성을 적정화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기의 구성에서는, 복수의 통기 구멍(343)의 직경(φ)이 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 변화함으로써, 통기 구멍(343)의 개구율(σp)이 조정되는 것이 바람직하다(도 6 참조). 이러한 구성에서는, 예컨대 통기 구멍(343)의 배치 간격을 일정하게 유지하면서 통기 구멍(343)의 개구율(σp)을 조정할 수 있으므로, 통기 구멍의 배치 간격이 불균일한 구성과 비교해서, 제 2 부재(342)의 강도가 적절하게 유지되는 이점이 있다.
예컨대, 도 6에 도시하는 실시예에서는, 가스 공간(S)의 높이(h)가 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 감소하고 있고, 또한 복수의 통기 구멍(343)의 직경(φ1, φ2, …, φn)이 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 감소하고 있다(φ1>φ2>…>φn). 이것에 의해, 가스 공간(S)의 높이(h)가 작아질수록, 통기 구멍(343)의 개구율(σp)이 작아지도록 조정되어 있다.
또한, 상기의 구성에서는, 복수의 통기 구멍(343)의 배치 간격(P)이 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 변화되는 것에 의해, 통기 구멍(343)의 개구율(σp)이 조정되는 것이 바람직하다(도 8 참조). 이러한 구성에서는, 예컨대 통기 구멍(343)의 직경(φ)을 일정하게 유지하면서 통기 구멍(343)의 개구율(σp)을 조정할 수 있으므로, 통기 구멍의 직경이 불균일한 구성과 비교해서, 통기 구멍(343)의 가공이 용이하게 되는 이점이 있다.
예컨대, 도 9에 도시하는 실시예에서는, 가스 공간(S)의 높이(h)가 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 감소하고 있고, 또한 복수의 통기 구멍(343)의 배치 간격(P1, P2, …, Pn)이 전이 부재(32)의 축방향을 향함에 따라 좁아지고 있다(P1>P2>…>Pn). 이것에 의해, 가스 공간(S)의 높이(h)가 작아질수록, 통기 구멍(343)의 개구율(σp)이 커지도록 조정되어 있다.
[음향관]
또한, 이 가스 터빈(1)에서는 특정 주파수대에 따른 흡음 특성을 조정하는 음향관(344)이 제 1 부재(341)에 배치되는 것이 바람직하다(도 9 참조). 이러한 구성에서는 음향관(344)에 의해 특정 주파수대의 흡음 특성이 조정되므로, 장치의 흡음 특성을 보다 효율적으로 적정화할 수 있는 이점이 있다. 예컨대 이 음향관(344)의 배치에 의해, 주파수 특성의 브로드화가 가능해진다(도 10 참조).
예컨대, 이 실시예에서는 금속제 또한 단일인 음향관(344)이 제 1 부재(341)에 배치되어 있다(도 9 참조). 이 음향관(344)은 다공질 금속 등으로 이루어지는 조정 부재(저항)(345)를 내부에 갖고 있다. 그리고, 이 조정 부재(345)의 위치가 변화되는 것에 의해, 조정해야 할 주파수대가 변경 가능하게 되어 있다(도 10 참조). 또한, 음향관(344)의 전체 길이에 의해서도, 조정해야 할 주파수대가 변경 가능하게 되어 있다. 또한, 음향관(344)은 제 1 부재(341)의 어떠한 위치(예컨대, 도 9 중의 파선의 위치)에 배치되어도 좋다.
[제 1 부재의 두께]
또한, 제 1 부재(341)의 두께(t)에 의해서도, 장치의 음향 특성이 조정될 수 있다(도 3 및 도 11 참조). 예컨대 제 1 부재(341)의 두께(t)가 얇아질수록, 장치의 음향 특성이 브로드화된다.
산업상의 이용 가능성
이상과 같이, 본 발명에 따른 가스 터빈은 연소기의 전이 부재에 배치되는 연소 진동 저감 장치의 외관성을 향상시킬 수 있는 점에서 유용하다.
1 : 가스 터빈 2 : 압축기
3 : 연소기 4 : 터빈
5 : 로터 21 : 케이싱
31 : 내측 튜브 32 : 전이 부재
33 : 연료 노즐 34 : 연소 진동 저감 장치
341 : 제 1 부재 342 : 제 2 부재
343 : 통기 구멍 344 : 음향관
345 : 조정 부재

Claims (9)

  1. 연소기의 전이 부재(transition piece)에 배치되어 가스 공간을 형성하는 동시에 상기 가스 공간과 상기 전이 부재의 내부를 복수의 통기 구멍을 거쳐서 연통시킴으로써, 상기 연소기에서 발생한 연소 진동을 저감하는 연소 진동 저감 장치를 구비하는 가스 터빈에 있어서,
    상기 연소 진동 저감 장치가, 프레스 가공되어서 이루어지는 U자형 단면 형상을 갖는 동시에 U자형 단면 형상의 개구부를 상기 전이 부재 측을 향하면서 상기 전이 부재의 외주에 배치되는 제 1 부재와, 상기 제 1 부재의 U자형 단면 형상의 개구부를 막아서 상기 제 1 부재와의 사이에 상기 가스 공간을 형성하는 동시에 복수의 상기 통기 구멍을 갖는 제 2 부재를 구비하며,
    상기 전이 부재의 직경방향 단면에서, 상기 전이 부재의 외경이 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 변화하고, 상기 전이 부재의 축(L)으로부터 상기 제 1 부재의 U자형 단면 형상의 각 굴곡부까지의 거리(d1, d2)가 일정하게 설정됨으로써, 상기 제 1 부재의 U자형 단면 형상의 바닥면이 상기 전이 부재의 축(L)에 대해 평행으로 배치되는 것을 특징으로 하는
    가스 터빈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전이 부재의 직경방향 단면에서, 상기 전이 부재의 직경방향에 따른 상기 제 2 부재로부터 상기 제 1 부재까지의 거리를 상기 가스 공간의 높이(h)로 지칭하는 동시에 상기 가스 공간의 높이(h)가 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 변화될 때에, 상기 통기 구멍의 개구율(σp)이 상기 가스 공간의 높이(h)에 따라 조정되는 것을 특징으로 하는
    가스 터빈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 공간의 높이(h)가 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 감소될 때에, 상기 통기 구멍의 개구율(σp)이 감소하는
    가스 터빈.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 가스 공간의 높이(h)가 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 감소될 때에, 상기 통기 구멍의 개구율(σp)이 증가하는
    가스 터빈.
  5. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    특정 주파수대에 따른 흡음 특성을 조정하는 음향관이 상기 제 1 부재에 배치되는
    가스 터빈.
  6. 제 3 항에 있어서,
    복수의 상기 통기 구멍의 직경이 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 변화됨으로써, 상기 통기 구멍의 개구율(σp)이 조정되는
    가스 터빈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    특정 주파수대에 따른 흡음 특성을 조정하는 음향관이 상기 제 1 부재에 배치되는
    가스 터빈.
  8. 제 3 항에 있어서,
    복수의 상기 통기 구멍의 배치 간격이 상기 전이 부재의 축방향을 향함에 따라 변화됨으로써, 상기 통기 구멍의 개구율(σp)이 조정되는
    가스 터빈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    특정 주파수대에 따른 흡음 특성을 조정하는 음향관이 상기 제 1 부재에 배치되는
    가스 터빈.
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