KR101493256B1 - 가스 터빈 버너 - Google Patents

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KR101493256B1
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미하엘 허쓰
로버트 엔겔
드레우 엘러트
제임스 마르쉘
예브게니 흐테이만
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지멘스 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 다수의 주 와류 발생기(10)를 구비하는 가스 터빈 버너(2, 44)로서, 각각 주 와류 발생기 에지(30)에 의해 유입 개구(28)가 형성되는 가스 터빈 버너(2, 44)에 기초한다. 주 와류 발생기(10)를 연소 공기의 균일한 유동을 달성하기 위하여, 상기 유입 개구(28)를 형성하는 주 와류 발생기 에지(30)에 인접하여 이로부터 반경 방향으로 넓혀져 나가는, 하나의 유입 개구(28)로부터 인접한 유입 개구(28)로 연장하는 유동 안내 표면(40, 48)을 구비하는 유입 안내 수단(36, 38, 46)이 제안된다.

Description

가스 터빈 버너 {GAS­TURBINE BURNER}
본 발명은 주 와류 발생기 에지에 의해 각각 형성되는 유입 유동 개구를 구비하는 다수의 주 와류 발생기를 가지는 가스 터빈 버너에 관한 것이다.
가스 터빈에서 연소 공기는 보통 다단 압축기에서 압축되어, 통상 터빈 축 주위에서 환상 형태로 안내되는 연소 튜브 상에 배치되는 다수의 가스 터빈 버너로 안내된다. 가능한 한 적은 NOX를 발생시키면서 가스 터빈에서 연소를 실행하기 위한 시도에 있어서, 소위 DLN(dry low NOR) 시스템이 검증되었다. 이러한 시스템에는, 각각의 가스 터빈 버너의 파일럿 플러그(pilot plug) 주위에 배치되는 주 와류 발생기로서도 지칭되는, 다수의 주 와류 발생기가 존재하며, 여기서 연료 - 보통 천연 가스 - 는 공기와 함께 강한 와류를 이루어 안정적인 파일럿 화염(pilot flame)을 형성한다. 압축된 공기는 주 와류 발생기를 통해 유동하며 주 와류 발생기에서 연료와 혼합함으로써 연소 튜브의 주 와류 발생기 외부의 하류에서 연소된다. 연소에 의해 가열된 가스는 이후 작동 터빈으로 보내져서 팽창에 의해 일(work)을 하게 된다.
가스 터빈의 버너 섹션을 콤팩트(compact)하게 유지하기 위해, 압축기에서 압축된 연소 공기는 통상적으로 반경 방향으로 더 바깥쪽에 위치하는 가스 터빈 버너로 안내되고, 이로써 압축된 공기는 가스 터빈 버너나 그 버너 케이싱을 따라 주 와류 발생기 내의 유동 방향에 거슬러 외부로 안내된다. 이를 주 와류 발생기의 유입 유동 개구로 유동시키기 위해서, 압축된 연소 공기 유동은 반드시 그 방향 전환이 이루어져야만 하며, 이렇게 하는데 있어서는 연소 튜브를 외면하는(facing away) 주 와류 발생기 및/또는 버너 케이싱의 편향 에지(deflection edge) 주위로 유동하여야만 한다.
반향 전환 및 편향 에지 주위의 유동은 주 와류 발생기 및 버너 케이싱 사이에서 발생하는 환류(flowback)를 초래할 수 있는데, 이는 주 와류 발생기 내의 작은 영역으로까지도 이어질 수 있다. 편향 에지로부터 또는 편향 에지에서의 유동 분리(detaching)도 동일한 효과를 초래할 수 있다. 이는 주 와류 발생기를 통한 유동의 비균일한(uneven) 분포를 초래하여, 주 와류 발생기의 반경 방향 외부 영역이 - 반경 방향 내부 파일럿 플러그에 대하여 - 가장 문제가 되는 영역이 되게 한다. 이와 같은 문제 영역에서의 비균일한 공기 유량 및 이로부터 발생하는 낮은 유동 속도는 이러한 영역으로의 연료 분사 중에 매우 농한(rich) 혼합물을 발생시키게 되어 화염 역류(flame flash back)의 위험이 크게 된다. 언제나 과도 거동(transient behavior)과도 연관되는 환류 영역은 열 음향 연소 챔버 진동에 대한 성향을 증가시킨다.
미국 특허 US 4 689 961 호에서는, 통로를 구비한 컵 형상 벌지(bulge) 및 와류 발생기를 구비한 연소 챔버 장비로서, 상기 통로에 분사기와 와류 발생기 및 유입 수단이 수용되는 연소 챔버 장비를 개시한다.
미국 특허 US 2003/0110774 A1 호에서는 유입 개구를 가지는 주 유동 발생기를 구비하는 가스 터빈을 개시한다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 농 영역을 보다 희박(leaner)하게 하도록 주 와류 발생기 내에 더 많은 연소 공기를 유입시키기 위한 시도가 이루어졌다. 유사한 방식으로 단지 연료의 적은 일부만이 문제 영역으로 들어가게 되었는데, 이는 불량 혼합 및 이에 따라 더 높은 NOX의 방출을 초래하였다.
본 발명의 목적은 주 와류 발생기에서 균일한 공기 유동이 이루어지게 하는 가스 터빈 버너를 구성하기 위한 것이다.
이러한 목적은 앞서 언급한 유형의 가스 터빈 버너로서, 유입 개구를 형성하는 주 와류 발생기 에지에 인접하여 이로부터 반경 방향으로 넓혀져 나가는, 하나의 유입 개구로부터 인접한 유입 개구로 연장하는 유동 안내 표면을 구비하는 유입 안내 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈 버너에 의해 달성된다. 유입 개구 앞에서 압축된 연소 공기의 방향 전환은 유입 개구에 인접하는 유동 안내 표면에 의해 유동 안내 표면을 따라 안내될 수 있고, 이로써 이러한 지점에서 와류 형성이 감소된다. 이는 주 와류 발생기 내의 환류를 조장하는 진공 영역이 작게 유지될 수 있게 한다. 이로써 주 와류 발생기 영역에서 보다 균일한 유동 분포가 이루어지게 되어, 환류가 많이 감소될 수 있거나 환류의 방지까지도 가능하다. 보다 균일한 유입은 사전 혼합용 구멍의 패턴에 대해 더 큰 유연성(flexibility)도 제공하여, 유입 공기(flushing air)가 더 적게 필요하게 되며 유동 전환부(flow diversion) 및 주 와류 발생기에서의 압력 손실이 감소하게 된다.
유입 안내 수단의 유동 안내 표면은 주 와류 발생기의 유동 안내 표면을 형성하는 주 와류 발생기의 주 와류 발생기 에지에 인접하여, 주 와류 발생기 에지에 직접 충격이 필요하지 않게 되며, 대신에 유입 안내 수단 및 주 와류 발생기를 가스 터빈 버너로 연속적으로 설치하기 위한 작은 설치 간격이 유지될 수 있다. 한 유입 개구로부터 인접한 유입 개구까지의 유입 안내 수단의 경로, 특히 연속적인 경로는 주 와류 발생기 사이에서의 연소 공기의 와류화(swirling)를 방지할 수 있다. 유동 표면의 반경 방향 확장으로 인해서, 소용돌이(eddies)를 줄이거나 방지하기 위한 주 와류 발생기의 반경 방향 외부 영역의 차단이 가능하게 된다. 이러한 경우에 반경 방향은 주 와류 발생기가 반경 방향으로 주위에 배치되는 중심에 대한 것이다.
바람직하게는, 유동 안내 표면이 주변을 유동하는 연소 공기의 방향에서 볼록한 형상으로 만곡되며, 이로써 유입 개구를 향해 휘어져서 환류하는 연소 공기가 만곡된 유동 안내 표면을 따라 안내된다.
바람직하게는, 유동 안내 표면이 주 와류 발생기 파이프에서 주 와류 발생기 파이프의 경로에 평행하게 주 와류 발생기에 인접한다. 연결이 평행하게 이루어짐으로써 유동 안내 표면과 주 와류 발생기 파이프 사이의 에지에서 공기 안내 방향의 급격한 변화가 방지될 수 있게 된다. 이러한 경우에 연결이 가장 바깥쪽 주 와류 발생기 에지에서 이루어질 필요는 없으며, 주 와류 발생기 에지의 반경 방향 내에 놓일 수도 있다.
주 와류 발생기가, 특히 파일럿 버너 주변에서, 중심 대칭적으로(central-symmetrically) 배치되며, 유동 안내 표면은 주 와류 발생기의 반경 방향 외부에서 연장한다. 반경 방향 외부로부터 가스 터빈 버너의 주 와류 발생기로 흐르는 연소 공기 유동은 주 와류 발생기의 반경 방향 외부의 임계 영역에서 소용돌이가 거의 없는 상태로 안내될 수 있다. 중심 대칭성은, 주 와류 발생기가 원형 링으로 배열되는 원형 대칭성(circular symmetry)일 수 있다. 예를 들어 중심 대칭적 다각형이나 로젯(rosette) 형상도 가능하다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서는, 유동 안내 표면이 반경 방향 외부 영역에서 중심 대칭성을 가지며 이보다 더 반경 방향 안쪽으로 놓인 영역에서는 중심 대칭성을 가지지 않고 주 와류 발생기 에지의 형태에 맞게 조정된다. 중심 대칭성으로부터 개개의 주 와류 발생기나 주 와류 발생기 에지의 대칭성으로의 이러한 대칭성 변화로 인해서 적어도 낮은 와류 유동(low-swirl flow)이 모든 주 와류 발생기 에지 주변에서 이루어질 수 있게 된다.
유동 안내 표면은 링 형태로, 특히 주 와류 발생기 주변에서 연속적인 원형 링 형태로 바람직하게 형성되는데, 이는 모든 측면으로부터 가스 터빈 버너로 균일한 유입이 이루어질 수 있게 한다.
유동 안내 표면은, 방향 전환 영역에서 연소 공기의 저-와류 안내(low-swirl guidance)가 이루어지도록 하기 위하여, 바람직하게 주 와류 발생기 앞에서 유입 방향으로 비드(bead) 형태로서 배치된다. 비드는 주 와류 발생기 내의 유동 방향에 대하여 하류에 림(limbs)이 배치되는 U-밴드(U-bend) 형태로 형성된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는, 유동 안내 표면이 반경 방향 외부를 향하는 섹션(section)으로부터 유입 개구에 위치하는, 반경 방향 내부를 향하는 섹션으로 연장한다. 이러한 방식에서는, 유동 안내 표면에 의한 전면적인 방향 전환 중에 유동이 안내될 수 있다.
외부를 향하는 섹션이 중심 대칭적 표면, 특히 환상 표면을 형성한다면, 그리고 내부를 향하는 섹션이 주 와류 발생기의 환상 형태에 맞춰진 표면을 형성한다면, 주 와류 발생기 주변 전체에서 거의 와류가 없는 유동 안내가 이루어질 수 있게 된다.
바람직하게는, 유동 안내 표면이 외부를 향하는 섹션으로부터 내부를 향하는 섹션으로 적어도 본질적으로 균일한 곡률(even curvature)로 연장한다. 이는 방향을 전환하는 연소 공기가 주 와류 발생기 반경 방향 외부로 환류하는 방향으로부터 주 와류 발생기 반경 방향 내에서 전방으로 유동하는 방향으로 본질적으로 완전히 안내될 수 있게 한다. 여기서 균일한 곡률은 반경 방향으로 정렬된 평면과 유동 안내 표면 사이의 원형 절단선(cut line)에 의해 형성되며, 이때 반경 방향은 주 와류 발생기가 주변에 배치되는 중심에 대한 것이다. 반경 방향에서 모든 평면에 균일한 곡률이 존재해야할 필요는 없다. 예를 들어 상기한 중심을 통해 연장하고 주 와류 발생기 사이를 통해 연장하는 평면과 같이, 반경 방향으로 정렬된 단일 평면에서 형성되는 것으로 충분하다. 바람직하게는, 주 와류 발생기 사이를 통해 연장하는 각각의 평면에서 곡률이 균일하다.
본 발명의 다른 유리한 실시예에서는, 유입 안내 수단이 주 와류 발생기 주위에서 연장하는 버너 케이싱을 주 와류 발생기에 연결한다. 가스 터빈 버너의 반경 방향 외부에서 버너 케이싱을 따라 연소 공기가 유동한다는 것은 이러한 영역에서의 유동이 이미 저-와류라는 것을 의미한다. 유입 수단을 통해 버너 케이싱을 주 와류 발생기에 연결함으로써, 적어도 본질적으로 주 와류 발생기에 대해서는 무 와류가 유지될 수 있다. 바람직하게는, 이러한 경우에 상기 연결이 유입 개구의 바로 근접부 내에 또는 주 와류 발생기에 존재한다.
주 와류 발생기와 주 와류 발생기 주변에서 연장하는 버너 케이싱 사이의 간격을 유입 안내 수단이 폐쇄한다면, 주 와류 발생기와 버너 케이싱 사이의 바람직하지 않은 환류가 방지될 수 있다. 이러한 경우에 주 와류 발생기와 버너 케이싱 사이에, 예를 들어 최대 2 mm의 폭을 가지는, 작은 설치 간격(installation gap)이 남아 있을 수 있다.
바람직하게는, 유동 안내 표면이 주 와류 발생기 사이에 형성된다. 이러한 경우에 주 와류 발생기 또는 주 와류 발생기 에지 사이의 간격은 적어도 부분적으로 폐쇄될 수 있다.
반경 방향 외부를 향하는 섹션으로부터 내부를 향하는 섹션까지의 유동 안내 표면의 곡률이 주 와류 발생기 사이의 영역에서도 균일할 수 있다.
바람직하게는, 주 와류 발생기 사이에서 주 와류 발생기의 주 와류 발생기 축의 반경 방향 깊이로 유동 안내 표면이 안내된다. 따라서 주 와류 발생기 사이의 간격은, 필요하다면 설치 간격을 제외하고, 완전히 폐쇄될 수 있다.
유입 안내 수단이, 그 반경 방향 내부 섹션에서, 반경 방향 외부에서 주 와류 발생기 에지를 지나서 안내된다면, 유입 안내 수단 및 주 와류 발생기는 설치하기에 간단하도록 용이하게 제조될 수 있다. 바람직하게, 이는 주 와류 발생기 에지의 바로 근방에서 축방향으로 정렬되고, 이로써 주 와류 발생기나 유입 안내 수단은 이들을 설치하기 위하여 축방향으로 간단하게 밀어 넣어질 수 있다.
케이싱 방향에서 유입 안내 수단과 각각 인접하고, 각각이 주 와류 발생기를 둘러싸는, 외부 및 내부 버너 케이싱을 특징으로 하는 가스 터빈 버너도 제안된다. 유입 안내 수단의 이러한 실시예에 의해 달성될 수 있는 높은 수준의 안정성에 추가하여, 연소 공기가 큰 곡률 반경의 유동 안내 표면을 따라 안내될 수 있어서 이러한 주변 유동을 따르는 큰 진공이 방지될 수 있다. 여기서 케이싱 방향은 연결 지점에서 케이싱의 방향이며 특히 가스 터빈 버너의 축 방향이어서, 유동 안내 표면은 연결부에서 적어도 외부 버너 케이싱과, 바람직하게는 양 버너 케이싱과, 축방향으로 정렬된다.
유동 안내 수단이, 유입 개구의 하류 유동 측면 상에서 평행하게 함께 특별히 형성되는, 유입 방향을 향하는 2개의 아암(arms)을 가지면, 유입 안내 수단의 안정적인 구성 및 용이한 설치가 가능하게 된다.
유입 안내 수단의 간단한 제조 및 설치와 함께, 가스 터빈 버너의 지지부를 간단한 방식으로 유입 안내 수단을 통해 안내할 수 있기 위하여, 바람직하게 유입 안내 수단은 유동 안내 표면의 영역에서 접선 방향으로 다수의 부분으로 구성된다.
본 발명은 이하에서 도면에 도시된 실시예를 기초로 더욱 상세히 설명될 것이다.
도 1은 중심 파일럿 플러그 주변에 배치되는 8개의 주 와류 발생기를 구비한 가스 터빈 버너의 단면도이다.
도 2는 유입 안내 수단이 약간 수정된, 약간 상이한 가스 터빈 버너의 단면도이다.
도 3은 상세 사시도로 도시된, 비드 형태 유입 안내 수단을 도시한다.
도 4는 가스 터빈 버너의 전체 사시도로 본, 도 3의 유입 안내 수단을 도시하고 있다.
도 5는 종단면을 따른 유입 안내 수단을 도시한다.
도 6은 유입 안내 수단의 유입 안내 표면의 일부의 평면도이다.
도 1은 연소 튜브(4)와 함께 가스 터빈 버너(2)의 종방향 단면도를 도시한다. 가스 터빈 버너(2)는 파일럿 플러그(pilot plug)(8)를 구비하는 파일럿 버너를 포함하는데, 그 주위에는 8개의 주 와류 발생기(main swirl generator)(10)가 링 형태로 배치된다. 각각의 주 와류 발생기(10)는 주 와류 발생기 파이프(12)를 가지는데, 그 내부에는 반경 방향 외부로 배향된 다수의 베인(vanes)을 구비하는 사전 혼합용 블레이드(premixing blade)(14)가 배치된다. 각각의 베인 내에는 연료를 운반하는 사전 혼합용 가스 덕트(16)가 연장하고 있으며, 이는 도면에 도시되지 않은 사전 혼합용 구멍에 연결되는데, 이를 통해서 연료가 주 와류 발생기 튜브(12)의 내부로 밀어 넣어지게 된다. 연료는 급송 유입부(18)를 통해 각각의 주 와류 발생기(10)로 안내되고 주 와류 발생기 파이프(12) 내에서 압축된 연소 공기와 함께 혼합된다.
가스 터빈 버너(2) 주위로 유동하는 연소 공기의 유동 경로가 도면에서 실선 화살표(20)로 도시되어 있다. 연소 공기는 초기에 주 와류 발생기(10) 내의 사전 혼합 유동과 관련되는 유동 방향(22)에 거슬러서 가스 터빈 버너(2) 주위로 유동한다. 연소 공기는 가스 터빈 버너(2)의 모든 주 와류 발생기(10)를 둘러싸는 버너 케이싱(24)을 따라 유동하며, 이후 각각의 주 와류 발생기(10)의 유입 개구(28)의 방향으로 버너 케이싱(24)의 에지(26) 주변에서 휘어져 유동한다. 유입 유동 개구(28)는 연소 튜브(4)를 외면하는(facing away), 상응하는 주 와류 발생기(10)의 주 와류 발생기 에지(30)에 의하여 둘러싸인다.
연소 공기 유동의 전환(diversion)은, 파일럿 플러그(8)에 대해 반경 방향 바깥쪽에 놓인, 주 와류 발생기 에지(30)의 단면 영역에 진공 영역을 발생시키며, 이로써 주 와류 발생기(10)와 버너 케이싱(24) 사이에, 도면에서 점선 화살표로 표시되는, 흡입 및 이에 따른 역류(reverse flow)(32)가 형성되게 된다. 이러한 역류(32)는 필요하다면 주 와류 발생기(10) 내의 추가 역류(34)로 이어지는데, 이는 이곳에서 공기가 적게 공급되도록 하여 농연료 혼합물(rich fuel mixture)을 초래한다.
역류(32, 34)를 방지하기 위하여, 본 발명의 간단한 실시예에서는 가스 터빈 버너(2)가 유입 안내 수단(36)을 구비하는데, 이는 주 와류 발생기(10)의 전체 주위에서 버너 케이싱(24) 내에 환상 형태(annular shape)로 연장하며 주 와류 발생기(10)의 주 와류 발생기 에지(30)와 평행하게 인접한다. 이로써 외부 역류(32)가 적어도 대부분은 제거될 수 있게 되며, 이는 또한 내부 역류(34)를 상당히 감소시켜서 주 와류 발생기(10)를 통한 유동이 균형을 이루게 한다.
본 발명의 더욱 효과적인 실시예가 도 2에 도시되어 있다. 아래의 예시적인 실시예에 대한 설명은 본질적으로, 동일하게 유지되는 기능 및 특징에 대해 참조가 이루어지는, 도 1에서 설명된 실시예와의 차이점에 한정된다. 본질적으로 동일하게 유지되는 구성요소에는 기본적으로 동일한 참조 부호가 사용되었다.
유입 안내 수단(38)은 볼록하게 만곡된 유동 안내 표면(40)을 구비하는데, 이는 유입 개구(28)의 영역에서 본질적으로 주 와류 발생기 파이프(12)에 평행하게 인접한다. 유동 안내 표면(40)은 반경 방향 바깥쪽으로 넓어져서 버너 케이싱(24)과 인접하여, 주 와류 발생기(10)와 버너 케이싱(24)을 연결시킨다. 유입 안내 표면은 또한 버너 케이싱(24)의 영역에서 반경 방향으로 정렬되고 유입 개구(28)에서 축방향으로 본질적으로 정렬되도록 만곡된다. 또한, 유입 안내 수단(38)은 주 와류 발생기(10)와 버너 케이싱(24) 사이의 간격(42)을 폐쇄하며, 이를 위하여, 도 3 내지 도 6의 실시예에 대해 자세히 설명되는 바와 같이, 주 와류 발생기(10) 사이 또는 이들의 주 와류 발생기 에지(30) 사이에서 안내된다. 그러나 보다 용이한 설치를 위하여 유입 안내 수단(38)과 주 와류 발생기 파이프(12) 사이에 작은 간격이 유지될 수도 있다.
도 3 내지 6에는 매우 효과적인 유입 안내 수단(46)을 구비하는 다른 가스 터빈 버너(44)가 도시되어 있다. 도 4는 유입 안내 수단(46) 및 가스 터빈 버너(44)의 위에서 바라본 사시도를 도시하며, 도 3과 5는 가스 터빈 버너(44)의 축방향에서의 단면을 도시하며, 도 6은 유입 방향(22)에서 또는 축방향으로 위에서 바라본 유동 안내 수단(46)의 단면을 도시한다.
유동 안내 수단(46)은 주 와류 발생기(10)의 앞에서 유입 방향(22)으로 배치되는 비드 형태(bead-like)의 유동 안내 표면(48)을 가지는데, 이는 주 와류 발생기(10)의 주 와류 발생기 에지(30)를 역시 주 와류 발생기(10)를 둘러싸는 외부 버너 케이싱(50)과 연결한다. 너무 타이트(tight)하지 않은 유동 편향(deflection) 곡률을 형성하기 위하여, 반경 방향 외부 버너 케이싱(50)은 내부 버너 케이싱(24)의 외부로 약간 연소 공기를 안내하는 기능을 한다. 축방향으로 연장하는 외부 버너 케이싱(50)에 대한 유동 안내 표면(48)의 연결은 케이싱 방향 또는 축 방향으로 이루어지며, 이로써 외부 버너 케이싱(50)으로부터의 유동 안내는 본질적으로 이음매 없이(seamlessly) 유동 안내 표면(48)으로 변화하게 된다. 이후의 유동의 경로에 있어서 압축 공기는, 이러한 유동의 경로에서 본질적으로 균일한 곡률(even curvature)로 구현되는 유동 안내 표면(48)에 의하여, 반경 방향 외부를 향하는 섹션(52)으로부터 유입 개구(28)에서 종결되는 내부를 향하는 섹션(54)까지, 어떠한 와류도 없이 유입 개구(28)로 안내될 것이다.
이러한 경우에 유입 안내 수단(46)은, 도 4에 도시된 바와 같이, 모든 주 와류 발생기 주위에서 환상 형태로 안내되며, 주 와류 발생기 에지(30)나 주 와류 발생기(10) 사이에서 반경 방향 내부로 맞물려서 외부 버너 케이싱(50)과 주 와류 발생기 파이프(12) 사이의 간격(58) 및 내부 버너 케이싱(24)과 주 와류 발생기 파이프(12) 사이의 간격(42)을 모두 폐쇄한다. 따라서, 주 와류 발생기 파이프(12) 및 유입 안내 수단(46) 사이에 더 작은 설치 간격(60)이 유지될 수 있어, 이러한 간격(42, 58)을 통하여 유입 개구(28)로 들어가는 연소 공기의 역류가 적어도 대부분 방지될 것이다.
도 3, 4, 6에서 볼 수 있듯이, 유동 안내 표면(48)은 주 와류 발생기(10) 사이에서 반경 방향 안쪽으로 끌어 당겨지며, 이는 주 와류 발생기(10) 사이에서 연소 공기 유동을 억제하기 위하여 주 와류 발생기(10)의 주 와류 발생기 축(56)의 높이에 대해서도 이루어진다.
보다 용이한 설치를 위하여, 유입 안내 수단(46)은, 그 반경 방향 내부 섹션(54)이 주 와류 발생기 에지(30)를 반경 방향 외부에서 지나 이로부터 축방향으로 연장하며, 이로써 주 와류 발생기(10)를 가스 터빈 버너(44)에 설치하기 위해 축방향으로 삽입할 수 있게 된다. 마찬가지로 반경 방향 외부 섹션(52)은 외부 버너 케이싱(50)의 반경 방향 안에서 연장하여 이로부터 역시 케이싱 방향 또는 축방향으로 연장하며, 이로써 유입 안내 수단(46)이 버너 케이싱(50) 내에 삽입될 수 있게 된다. 유입 안내 수단(46)은, 계속되는 그 경로 상에서, 내부 림(limb)(62) 및 외부 림(64)을 포함하는데, 이는 내부 버너 케이싱(24)에서 유동 방향(22)으로 평행하게 서로 연결되어 내부 버너 케이싱(24)에 부착된다.
가스 터빈 버너(44)를 가스 터빈 내에 부착하기 위하여, 가스 터빈 버너(44)는 유동 안내 표면(48)을 통해 이어지며 버너 케이싱(24, 50)에 부착되는 지지 부재(68)를 구비하는 홀더(holder)(66)를 포함한다. 유입 안내 수단(46)의 간단한 제조와 조립을 위해, 유입 안내 수단은 각각 지지 부재(68)가 그 사이를 통과하는 다수의 세그먼트(70)로 분할된다.

Claims (15)

  1. 복수의 주 와류 발생기(10)들을 구비하는 가스 터빈 버너(2, 44)로서, 각각 주 와류 발생기 에지(30)에 의해 유입 개구(28)가 형성되는 가스 터빈 버너(2, 44)에 있어서,
    유입 안내 수단(36, 38, 46)이 구비하는 유동 안내 표면(40, 48)은 유입 개구(28)들 중 하나로부터 인접한 유입 개구(28)로 연장하며, 유입 개구(28)들을 형성하는 주 와류 발생기 에지(30)들에 붙어있으며 그로부터 반경 방향으로 넓혀져 나가고,
    상기 주 와류 발생기(10)들이 파일럿 버너(8) 주위로 중심 대칭적으로 배치되고, 상기 유동 안내 표면(40, 48)이 상기 주 와류 발생기(10)들의 반경 방향 외부로 연장하며,
    상기 유입 안내 수단(36, 38, 46)이 상기 주 와류 발생기(10)들 및 상기 주 와류 발생기(10)들 주위로 연장하는 버너 케이싱(24, 50) 사이의 간격(42, 58)을 폐쇄하며,
    상기 유동 안내 표면(40, 48)이 외부를 향하는 섹션(52)으로부터 내부를 향하는 섹션(54)으로 균일한 곡률로 연장하는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(2, 44)
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유동 안내 표면(40, 48)이 반경 방향 외부의 영역에서 중심 대칭 상태를 나타내며, 반경 방향으로 더 안쪽에 놓인 영역에서는 중심 대칭 상태에서 벗어나 주 와류 발생기 에지(30)들의 형상에 맞춰지는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(2, 44).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유동 안내 표면(40, 48)은 상기 주 와류 발생기(10)들 주위에서 연속적으로 환상 형태로 경로가 정해지는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(2, 44).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유동 안내 표면(40, 48)은 상기 주 와류 발생기(10)들의 앞에서 유입 방향(22)으로 비드 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(2, 44).
  5. 삭제
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 외부를 향하는 섹션(52)은 중앙 대칭적인 표면을 형성하며, 상기 내부를 향하는 섹션(54)은 상기 주 와류 발생기(10)들의 환상 형태에 맞춰진 표면을 가지는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(2, 44).
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유입 안내 수단(36, 38, 46)이 상기 주 와류 발생기(10)들 주위로 연장하는 상기 버너 케이싱(24, 50)을 상기 주 와류 발생기(10)들로 연결하는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(2, 44).
  9. 삭제
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유동 안내 표면(40, 48)이 상기 주 와류 발생기(10)들 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(2, 44).
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유입 안내 수단(46)은 그 반경 방향 내부 섹션(54)에서 상기 주 와류 발생기의 에지(30)들을 반경 방향 외부에서 지나도록 경로가 정해지는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(44).
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    외부 버너 케이싱(50)이 상기 주 와류 발생기들을 둘러싸고, 내부 버너 케이싱(24)은 상기 주 와류 발생기들을 둘러싸고, 상기 외부 버너 케이싱(50) 및 상기 내부 버너 케이싱(24)에는 케이싱 방향으로 상기 유입 안내 수단(46)이 붙어있는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(44).
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유입 안내 수단(46)이 유동 방향(22)으로 향하는 2개의 림(limb)(62, 64)들을 구비하며, 상기 2개의 림(62,64)들은 상기 유입 개구(28)의 하류 측 상에서 평행하게 경로가 정해지는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(44).
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유입 안내 수단(46)이 상기 유동 안내 표면(48)의 영역에서 접선 방향으로 다수의 부분들로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    가스 터빈 버너(44).
  15. 삭제
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