KR101567266B1 - 연소기의 미통, 이것을 구비하고 있는 가스 터빈, 및 미통의 제조 방법 - Google Patents

연소기의 미통, 이것을 구비하고 있는 가스 터빈, 및 미통의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열적 환경이 보다 엄격한 조건하에서도 견딜 수 있는 연소기의 미통을 제공한다. 본 발명의 연소기의 미통(20)은, 통형상의 동체 본체(21)와, 동체 본체의 하류단에 접합되어서, 동체 본체와 협동해서 동체(B)를 이루는 통형상의 출구 동체(32)와, 출구 동체의 하류 단부로부터 출구 동체의 외주측을 향해서 연장되는 내측 플랜지(36)를 갖는다. 출구 동체(32)와 내측 플랜지(36)는 일체 성형물이다. 출구 동체(32)에는, 내측 플랜지의 상류측에 있어서 내측 플랜지를 따르는 위치에, 외주측으로부터 내주측으로 오목하고 또한 둘레방향으로 연장되는 홈(35)이 형성되어 있는 동시에, 동체(B)의 축선(Ac)을 따르는 방향으로 연장되고, 홈에서 개구되어 있는 냉각 유체 통로(33)가 형성되어 있다.

Description

연소기의 미통, 이것을 구비하고 있는 가스 터빈, 및 미통의 제조 방법{COMBUSTOR TAIL PIPE, GAS TURBINE WITH TAIL PIPE, AND METHOD FOR MANUFACTURING TAIL PIPE}
본 발명은 연소기의 미통(尾筒, tail pipe), 이것을 구비하고 있는 가스 터빈, 및 미통의 제조 방법에 관한 것이다.
본원은 2011년 9월 27일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제 2011-210710 호에 대해서 우선권을 주장하고, 그 내용을 본 명세서에 인용한다.
가스 터빈의 연소기는 고온·고압의 연소 가스를 터빈으로 보내는 미통을 구비하고 있다. 이러한 미통은, 통형상으로 형성된 동체(胴體)와, 동체의 하류단에 마련되고, 터빈의 제 1 단 입구와 접속하기 위한 플랜지를 구비하고 있다.
연소기의 동체는, 일반적으로, 하류측으로 향함에 따라서 단면 면적이 작아져, 내부를 흐르는 연소 가스의 유속이 높아진다. 이 때문에, 미통 내에서, 동체의 하류 단부 및 플랜지에 대하여, 연소 가스의 열 전달율이 높아진다. 즉, 미통 내에서, 동체의 하류 단부 및 플랜지가 가장 열적으로 엄격한 환경하에 노출된다.
그래서, 특허문헌 1에 기재된 미통에는, 플랜지를 냉각하기 위해서, 이 접속 플랜지를 관통하는 냉각 공기 통로가 형성되어 있다.
일본 공개 특허 제 2010-38166 호 공보
최근, 터빈의 열 효율을 높이기 위해서, 미통 내를 흐르는 연소 가스의 온도의 고온화가 진행되어, 미통의 하류측 단부의 열적 환경이 보다 엄격해지고 있다. 이 때문에, 열적 환경이 보다 엄격한 조건하에서도 견딜 수 있는 미통이 요망되고 있다.
그래서, 본 발명은, 이러한 요망에 응하기 위해서, 열적 환경이 보다 엄격한 조건하에서의 사용에도 견딜 수 있는 연소기의 미통, 및 이것을 구비하고 있는 가스 터빈, 및 미통의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 연소기의 미통은,
통형상으로 형성된 동체를 갖고, 상기 동체의 내주측을 고온의 연소 가스가 흘러서, 상기 연소 가스를 터빈으로 보내는 연소기의 미통에 있어서, 통형상의 동체 본체와, 상기 동체 본체의 하류단에 접합되어서, 상기 동체 본체와 협동해서 상기 동체를 이루는 통형상의 출구 동체와, 상기 출구 동체의 하류 단부로부터 상기 출구 동체의 외주측을 향해서 연장되는 플랜지를 갖고,
상기 출구 동체와 상기 플랜지는 일체 성형물이며, 상기 출구 동체에는, 상기 플랜지의 상류측에 있어서 상기 플랜지를 따르는 위치에, 외주측으로부터 내주측으로 오목하고 또한 둘레방향으로 연장되는 홈이 형성되어 있는 동시에, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되고, 상기 홈에서 개구되어 있는 냉각 유체 통로가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
당해 미통에서는, 출구 동체와 이 출구 동체의 하류 단부로부터 외주측으로 연장되는 플랜지의 일체 성형품에 의해, 미통의 하류 단부의 연소 가스에 노출되는 부분을 형성하고 있다. 이 부분 중에 용접부를 없애고 있으므로, 미통의 하류 단부의 용접부에 있어서의 열 피로 균열 등을 회피할 수 있다.
또한, 당해 미통에서는, 출구 동체의 냉각 유체 통로에 냉각 유체를 흘림으로써, 미통의 하류 단부를 냉각할 수 있다. 게다가, 당해 미통에서는, 냉각 유체가, 출구 동체의 냉각 유체 통로로부터, 출구 동체에 있어서의 플랜지의 상류측에 있어서 이 플랜지를 따르는 위치에 형성되어 있는 홈 내로 분출되고, 이 홈에 있어서 상하류 방향에서 대향하고 있는 한쌍의 홈 측면 중, 하류측의 홈 측면, 및 이 하류측의 홈 측면에 연속하여 있는 플랜지의 상류 단부면에 충돌한다. 따라서, 당해 미통에서는, 플랜지를 냉각 효율이 극히 높은 임핀지먼트(impingement) 냉각할 수 있다.
따라서, 당해 미통에 따르면, 열적 환경이 보다 엄격한 조건하에서도 견딜 수 있다.
여기에서, 상기 연소기의 미통에 있어서, 상기 홈으로부터 상기 연소 가스가 존재하는 영역측으로 관통하는 냉각 유체 통로가 형성되어 있어도 좋다.
당해 미통에서는, 냉각 유체로서, 압축기에서 압축된 압축 공기를 이용했을 경우, 출구 동체 및 플랜지를 냉각한 압축 공기를 연소 가스 중에 방출할 수 있다.
또한, 냉각 유체로서, 압축 공기 대신에 증기를 이용해도 좋다. 이 경우, 상기 출구 동체의 상기 냉각 유체 통로로부터 상기 홈을 경유하여, 상기 홈의 개구로부터 나온 상기 냉각 유체를 일시적으로 축적하는 재킷(jacket)이 상기 출구 동체의 외주측에 마련되고, 이 재킷 내로부터 나온 증기를 회수할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 연소기의 미통에 있어서, 상기 출구 동체의 내주면은 상기 동체 본체와의 접합부로부터 하류측을 향해서 직선형상으로 연장되어 있는 것이 바람직하다.
당해 미통에서는, 출구 동체와 플랜지의 일체 성형품을 비교적 용이하게 형성할 수 있다. 더욱이, 당해 미통에서는, 냉각 유체 통로도 직선형상으로 형성할 수 있기 때문에, 이 냉각 유체 통로도 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 상기 연소기의 미통에 있어서, 상기 동체 본체를 형성하는 동체 본체판에는, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되는 냉각 유체 통로가 형성되고, 상기 냉각 유체 통로는 상기 출구 동체의 상기 냉각 유체 통로와 연통하여 있는 것이 바람직하다.
당해 미통에서는, 미통의 하류 단부와 함께 동체 본체도, 냉각 유체에 의해 냉각할 수 있다. 따라서, 적은 냉각 유체로 미통의 넓은 영역을 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 발명에 따른 가스 터빈은,
상기 미통을 갖는 상기 연소기와, 상기 연소기에 압축 공기를 보내는 압축기와, 상기 연소기로부터의 상기 연소 가스에 의해 구동하는 상기 터빈을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 것이다.
당해 가스 터빈에서도, 상기 미통을 구비하고 있으므로, 열적 환경이 보다 엄격한 조건하에서도 견딜 수 있다. 따라서, 가스 터빈을 보다 고온에서 작동시킬 수 있어, 가스 터빈의 고출력·고효율화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 미통의 제조 방법은,
통형상으로 형성된 동체를 갖고, 상기 동체의 내주측을 고온의 연소 가스가 흘러서, 상기 연소 가스를 터빈으로 보내는 연소기의 미통의 제조 방법에 있어서, 통형상의 동체 본체를 제조하는 동체 본체 제조 공정과, 상기 동체 본체의 하류단에 접합되고, 상기 동체 본체와 협동해서 상기 동체를 이루는 통형상의 출구 동체와, 상기 출구 동체의 하류 단부로부터 상기 출구 동체의 외주측을 향해서 연장되는 플랜지가 일체 성형된 성형품을 제조하는 출구부 제조 공정과, 상기 동체 본체의 하류단과 상기 출구 동체의 상류단을 접합하여 상기 동체를 형성하는 접합 공정을 갖고,
상기 출구부 제조 공정은, 상기 출구 동체 중에서, 상기 플랜지의 상류측에 있어서 상기 플랜지를 따르는 위치에, 외주측으로부터 내주측으로 오목하고 또한 둘레방향으로 연장되는 홈을 형성하는 홈 형성 공정과, 상기 출구 동체에, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되고, 상기 홈에서 개구되어 있는 냉각 유체 통로를 형성하는 통로 형성 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
당해 제조 방법에서는, 출구 동체와 이 출구 동체의 하류 단부로부터 외주측으로 연장되는 플랜지의 일체 성형품에 의해, 미통의 하류 단부의 연소 가스에 노출되는 부분을 형성하고 있다. 그 때문에, 이 부분 중에 용접부를 없애고 있으므로, 미통의 하류 단부의 용접부에 있어서의 열 피로 균열 등을 회피할 수 있다.
또한, 당해 제조 방법으로 제조된 미통에서는, 출구 동체의 냉각 유체 통로에 냉각 유체를 흘림으로써, 미통의 하류 단부를 냉각할 수 있다. 게다가, 당해 제조 방법으로 제조된 미통에서는, 냉각 유체가, 출구 동체의 냉각 유체 통로로부터, 출구 동체에 있어서의 플랜지의 상류측에 있어서 이 플랜지를 따르는 위치에 형성되어 있는 홈 내로 분출되고, 이 홈에 있어서 상하류 방향에서 대향하고 있는 한쌍의 홈 측면 중, 하류측의 홈 측면, 및 이 하류측의 홈 측면에 연속하여 있는 플랜지의 상류 단부면에 충돌한다. 따라서, 당해 제조 방법으로 제조된 미통에서는, 플랜지를 냉각 효율이 극히 높은 임핀지먼트 냉각할 수 있다.
여기에서, 상기 미통의 제조 방법에 있어서, 상기 동체 본체 제조 공정은, 상기 동체 본체를 형성하는 동체 본체판에, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되는 냉각 유체 통로를 형성하는 통로 형성 공정과,
상기 동체 본체판의 하류 단부에 상기 동체 본체판의 외주측으로부터 내주측으로 오목하고 상기 냉각 유체 통로와 연결되는 절결부를 형성하는 절결 형성 공정을 포함하고,
상기 출구부 제조 공정은, 상기 출구 동체의 상류 단부에, 상기 출구 동체의 외주측으로부터 내주측으로 오목하고 상기 출구 동체의 상기 냉각 유체 통로와 연결되는 절결부를 형성하는 절결 형성 공정을 포함하고,
상기 접합 공정은, 상기 동체 본체의 하류단과 상기 출구 동체의 상류단을 접합하는 동체 접합 공정과, 상기 동체 본체의 상기 절결부와 상기 출구 동체의 상기 절결부로 형성되는 홈의 개구를 폐색하는 덮개를, 상기 동체 본체의 하류 단부와 상기 출구 동체의 상류 단부에 외주측으로부터 접합하는 덮개 접합 공정을 포함해도 좋다.
당해 제조 방법에서는, 동체 본체 및 출구 동체의 냉각 유체 통로를 간단한 구성으로 접속할 수 있다. 그 때문에, 당해 제조 방법으로 제조된 미통에서는, 미통의 하류 단부와 함께 동체 본체도, 냉각 유체에 의해 효율적으로 냉각할 수 있다.
또한, 상기 미통의 제조 방법에 있어서, 상기 동체 본체 제조 공정은, 상기 동체 본체에, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되는 냉각 유체 통로를 형성하는 통로 형성 공정을 포함하고, 상기 접합 공정은, 상기 동체 본체의 하류단과 상기 출구 동체의 상류단을 접합하는 동체 접합 공정과, 상기 동체 본체의 하류단과 상기 출구 동체의 상류단의 접합부를 외주측으로부터 절결하여, 외주측으로부터 내주측으로 오목하게 상기 동체 본체의 상기 냉각 유체 통로 및 상기 출구 동체의 상기 냉각 유체 통로에 연결되고, 또한 둘레방향으로 연장되는 홈을 형성하는 홈 형성 공정과, 상기 홈의 개구를 폐색하는 덮개를, 상기 동체 본체의 하류 단부와 상기 출구 동체의 상류 단부에 외주측으로부터 접합하는 덮개 접합 공정을 포함해도 좋다.
당해 제조 방법에서는, 동체 본체 및 출구 동체의 냉각 유체 통로를 간단한 구성으로 접속할 수 있다. 그 때문에, 당해 제조 방법으로 제조된 미통에서는, 미통의 하류 단부와 함께 동체 본체도, 냉각 유체에 의해 효율적으로 냉각할 수 있다.
본 발명에서는, 미통의 하류 단부의 연소 가스에 노출되는 부분을 일체 성형품으로 형성하고, 이 부분 중에 용접부를 없애고 있으므로, 미통의 하류 단부의 용접부에 있어서의 열 피로 균열 등을 회피할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 출구 동체의 냉각 유체 통로에 냉각 유체를 흘림으로써, 미통의 하류 단부를 냉각할 수 있다. 게다가, 본 발명에서는, 플랜지를 냉각 효율이 극히 높은 임핀지먼트 냉각할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 미통은 열적 환경이 보다 엄격한 조건하에서의 사용을 견딜 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 주요부를 절결한 전체 측면도,
도 2는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 연소기 주위의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 미통의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 동체 본체의 주요부 절결 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 미통의 하류 단부의 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 동체 본체와 출구부의 접합 과정을 도시하는 설명도(그것의 1),
도 7은 본 발명에 따른 일 실시형태에 있어서의 동체 본체와 출구부의 접합 과정을 도시하는 설명도(그것의 2),
도 8은 본 발명에 따른 일 실시형태의 미통의 제조 순서를 나타내는 흐름도,
도 9는 본 발명에 따른 일 실시형태의 변형예에 있어서의 동체 본체와 출구부의 접합 과정을 도시하는 설명도로서, 도 9의 (a)는 동체 본체와 출구 동체의 용접 과정을 도시하고, 도 9의 (b)는 홈 형성 과정을 도시하고, 도 9의 (c)는 덮개 용접 과정을 도시하는 도면,
도 10은 본 발명에 따른 일 실시형태의 미통의 다른 제조 순서를 나타내는 흐름도,
도 11은 본 발명에 따른 일 실시형태의 변형예에 있어서의 미통의 하류 단부의 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 일 실시형태의 다른 변형예에 있어서의 미통의 하류 단부의 단면도.
이하, 본 발명에 따른 연소기의 미통, 및 이것을 구비하고 있는 가스 터빈, 및 미통의 제조 방법의 실시형태에 대해서, 도 1 내지 도 8을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 실시형태의 가스 터빈은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 외기를 압축하여 압축 공기를 생성하는 압축기(1)와, 연료 공급원으로부터의 연료를 압축 공기에 혼합하여 연소시켜서 연소 가스를 생성하는 복수의 연소기(10)와, 연소 가스에 의해 구동하는 터빈(2)을 구비하고 있다.
터빈(2)은 케이싱(3)과, 이 케이싱(3) 내에서 회전하는 터빈 로터(4)를 구비하고 있다. 이 터빈 로터(4)는, 예를 들어 이 터빈 로터(4)의 회전에 의해 발전하는 발전기(도시되지 않음)와 접속되어 있다. 복수의 연소기(10)는 터빈 로터(4)의 회전축선(Ar)을 중심으로 하여, 둘레방향으로 서로 등간격으로 케이싱(3)에 고정되어 있다.
연소기(10)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 미통(20)과, 연료 공급기(11)를 구비하고 있다. 미통(20)은 고온·고압의 연소 가스(G)를 터빈(2)으로 보낸다. 연료 공급기(11)는 이 미통(20) 내에 연료 및 압축 공기를 공급한다.
연료 공급기(11)는 파일럿 버너(pilot burner)(12)와, 복수의 메인 노즐(13)을 구비하고 있다. 파일럿 버너(12)는 파일럿 연료(X) 및 압축 공기(A)를 미통(20) 내에 공급하여, 이 미통(20) 내에 확산 화염을 형성한다. 복수의 메인 노즐(13)은 메인 연료(Y) 및 압축 공기(A)를 예혼합하여, 예혼합 기체로서 미통(20) 내에 공급해서, 이 미통(20) 내에 예혼합 화염을 형성한다.
미통(20)은, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 동체 본체(21)와, 입구부(27)와, 출구부(31)와, 바이패스 접속부(26)와, 증기 유입 재킷(28)과, 증기 배출 재킷(29)을 구비하고 있다. 동체 본체(21)는 통형상을 이루고, 그 내주측에 연소 가스가 흐른다. 입구부(27)는 동체 본체(21)의 상류단에 접합되고, 연료 공급기(11)에 접속된다. 출구부(31)는 동체 본체(21)의 하류단에 접합되고, 터빈(2)의 제 1 단 입구(5)와 접속된다. 바이패스 접속부(26)는 연료 공급기(11)를 거치지 않고 압축기(1)로부터의 압축 공기(A)를 동체 본체(21) 내로 인도하는 바이패스 배관(6)에 접속된다. 증기 유입 재킷(28)은 동체 본체(21)의 외주에 마련되어 있다. 증기 배출 재킷(29)은 출구부(31)의 외주에 마련되어 있다.
다음에, 이 미통(20)의 제조 순서에 대해서, 도 8에 나타내는 흐름도에 따라서 설명한다.
미통(20)은 다음에 나타내는 공정을 실행함으로써 제조된다. 동체 본체(21)의 제조 공정(S10), 입구부(27) 및 바이패스 접속부(26)의 제조 공정(S18), 출구부(31)의 제조 공정(S20), 증기 재킷(28, 29)의 제조 공정(S28), 및 이상의 공정에 의해 제조된 것을 접합하는 접합 공정(S30)이다.
동체 본체(21)의 제조 공정(S10)에서는, 우선 도 4에 도시하는 바와 같이, 소망의 형상 및 치수로 가공한 2매의 판(22o, 22i)을 접합하여 동체 본체판(22)을 형성한다. 2매의 판(22o, 22i)은 모두 내열성이 우수한 Ni기 합금이다. 2매의 판(22o, 22i) 중, 동체 본체판(22)의 외주측을 형성하는 외측 동체판(22o)의 내주면에는, 외주측으로 오목하고 또한 미통(20)의 축선(Ac)을 따르는 방향으로 연장되는 복수의 통로용 홈(23o)을 형성한다(S11). 다음에, 납땜재를 거쳐서 2매의 판(22o, 22i)을 중첩시켜서, 예를 들어 진공 가열로 내에서 2매의 판(22o, 22i) 서로를 납땜 접합하여, 동체 본체판(22)을 형성한다(S12). 외측 동체판(22o)에 형성한 통로용 홈(23o)은, 이 외측 동체판(22o)과 내측 동체판(22i)이 접합됨으로써, 이 통로용 홈(23o)의 개구가 폐색되어, 냉각 유체 통로(23)를 형성한다. 동체 본체판(22)은 이들 공정을 거쳐서 복수매 제조된다.
다음에, 도 6에 도시하는 바와 같이, 복수의 동체 본체판(22) 중, 동체 본체(21)의 하류 단부를 형성하는 동체 본체판(22)의 하류 단부에, 이 동체 본체판(22)의 외주측으로부터 내주측으로 오목하고, 동체 본체(21)의 둘레방향이 되는 방향으로 연장되는 절결부(24)를 형성한다(S13). 이러한 절결부(24)는, 냉각 유체 통로(23)와 연결되도록, 동체 본체판(22)을 형성하는 외측 동체판(22o) 뿐만 아니라, 내측 동체판(22i)의 일부도 절결해서 형성된다. 이러한 절결부(24)는, 예를 들어 방전 가공 또는 기계 가공 등에 의해 형성된다.
다음에, 복수의 동체 본체판(22) 각각에 대하여 굽힘 가공(S14)을 실시한 후, 복수의 동체 본체판(22) 서로를 용접에 의해 접합하여, 통형상의 동체 본체(21)를 형성한다(S15). 이 통형상의 동체 본체(21)는 하류측으로 향함에 따라서 단면 면적이 점차 작아지고 있다.
출구부(31)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 출구 동체(32)와, 내측 플랜지(36)와, 외측 플랜지(38)와, 거싯(gusset)(39)을 갖고 있다. 출구 동체(32)는, 동체 본체(21)의 하류단에 접합되어서 동체 본체(21)와 협동해서 미통(20)의 동체(B)를 이루고, 통형상이다. 내측 플랜지(36)는 출구 동체(32)의 하류 단부로부터 출구 동체(32)의 외주측을 향해서 연장되어 있다. 외측 플랜지(38)는 이 내측 플랜지(36)의 외주에 접합된다. 거싯(39)은 미통(20)을 지지한다. 이들 부분 중, 출구 동체(32)와 내측 플랜지(36)는 일체 성형품에 의해 출구 본체(37)를 구성한다.
출구부(31)의 제조 공정(S20)에서는, 우선 출구 본체(37)의 주형에 예를 들어 Ni기 합금을 주입하고, 이 출구 본체(37)의 중간품을 주조한다(S21). 또한, 이 중간품은 출구 동체(32)와 내측 플랜지(36)를 갖고 있다. 다음에, 이 중간품에, 냉각 유체 통로(33), 홈(35) 및 절결부(34)를 형성하여, 출구 본체(37)를 완성하게 된다(S22).
홈(35)은, 출구 동체(32)에 있어서의 내측 플랜지(36)의 상류측에 있어서, 이 내측 플랜지(36)를 따르는 위치에, 외주측으로부터 내주측으로 오목하고 또한 둘레방향으로 연장되어 있다. 또한, 절결부(34)는 출구 동체(32)의 상류 단부에, 이 출구 동체(32)의 외주측으로부터 내주측으로 오목하고, 출구 동체(32)의 둘레방향으로 연장되어 있다. 또한, 냉각 유체 통로(33)는, 출구 동체(32)의 상류단으로부터 출구 동체(32)의 하류 단부의 홈(35)까지의 사이에서 미통(20)[또는 동체(B)]의 축선(Ac)을 따르는 방향, 보다 구체적으로는, 이 축선(Ac) 중에서 출구 동체(32)의 축선을 따르는 방향으로 연장되어 있다. 홈(35)은, 냉각 유체 통로(33)의 하류측 개구의 전체가 홈 측면으로부터 면하도록, 출구 동체(32)의 외주면으로부터 냉각 유체 통로(33)의 미통(20)의 축선(Ac)측의 가장자리까지의 거리보다, 출구 동체(32)의 외주면으로부터 홈 바닥까지의 거리쪽이 길어지도록 형성되어 있다. 또한, 절결부(34)는, 냉각 유체 통로(33)의 상류측 개구의 전체가 면하도록, 출구 동체(32)의 외주면으로부터 냉각 유체 통로(33)의 미통(20)의 축선(Ac)측의 가장자리까지의 거리보다, 출구 동체(32)의 외주면으로부터 절결부(34)의 바닥까지의 거리쪽이 길어지도록 형성되어 있다. 절결부(34) 및 홈(35)은, 예를 들어 방전 가공 또는 기계 가공 등에 의해 형성된다. 또한, 냉각 유체 통로(33)는, 예를 들어 방전 가공이나 전해 가공 등에 의해 형성된다.
출구 동체(32)의 내주면은 출구 동체(32)의 상류단으로부터 하류측을 향해서 직선형상으로 연장되어 있다. 또한, 이것은, 미통(20)[또는 동체(B)]의 축선(Ac)과 터빈 로터(4)의 회전축선(Ar)(도 1에 도시함)을 포함하는 가상 평면에 의한 출구 동체(32)의 단면 형상이, 도 2 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 직사각형에 한정된다는 것을 의미하는 것이 아니라, 도 11에 도시하는 바와 같이, 출구 동체(32x)의 상기 단면 형상이 사다리꼴이어도 좋다. 이 경우, 사다리꼴의 사변(斜邊)이 출구 동체(32x)의 내주면의 단면을 나타내고, 상변이 출구 동체(32x)의 하류단, 즉 연소 가스의 출구 가장자리부(31e)를 나타낸다.
이들 출구 동체(32, 32x)에 형성되는 냉각 유체 통로(33)는, 이들 출구 동체(32, 32x)의 내주면에 평행하게, 또한 전술한 바와 같이 미통(20, 20x)[또는 동체(B)]의 축선(Ac)을 따르는 방향으로 연장되어 있다. 이와 같이, 출구 동체(32, 32x)의 내주면을 하류측을 향해서 직선형상으로 형성함으로써, 주조를 비교적 용이하게 실행할 수 있다. 더욱이, 냉각 유체 통로(33)를 이 출구 동체(32, 32x)에 직선형상으로 형성할 수 있으므로, 냉각 유체 통로(33)를 방전 가공이나 전해 가공 등으로 용이하게 형성할 수 있다.
출구부(31)의 제조 공정(S20)에서는, 출구 본체(37)의 형성(S21, S22)에 병행해서, 또는 전후해서 다른 부품, 즉 외측 플랜지(38)나 거싯(39)도 형성한다(S23).
그리고, 출구부(31)의 제조 공정(S20)에서는, 일체 성형품인 출구 본체(37)의 출구 동체(32)의 외주에 거싯(39)을 용접하고, 출구 본체(37)의 내측 플랜지(36)의 외주에 외측 플랜지(38)를 용접한다(S24). 이상으로, 출구부(31)의 제조 공정(S20)이 종료된다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 내측 플랜지(36)와 외측 플랜지(38)에 의해, 미통(20)을 터빈(2)의 제 1 단 입구(5)와 접속하기 위한 터빈 접속 플랜지를 구성하는 동시에, 냉각용 증기가 일시적으로 체류하는 증기 배출 재킷(29a)도 구성하고, 이것들과 출구 동체(32)로 둘러싸여진 영역이 증기 체류 영역이 된다.
접합 공정(S30)에서는, 동체 본체(21), 입구부(27) 및 바이패스 접속부(26)가 완성된 시점에서, 이들 서로를 용접에 의해 접합한다(S31). 더욱이, 접합 공정(S30)에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 동체 본체(21)의 하류단과 출구 동체(32)의 상류단을 맞대어, 이들 서로를 용접한다(S32). 이 용접에 의해, 동체 본체(21)의 하류 단부와 출구 동체(32)의 상류 단부에 각각 형성되어 있는 절결부(24, 34)가 마주보게 되어, 하나의 홈(45)이 형성된다.
다음에, 도 7에 도시하는 바와 같이, 동체 본체(21)와 출구 동체(32)의 용접에 의해 형성된 홈(45) 내의 용접부(W)의 일부를 연마하는 것 등에 의해, 이 홈(45)의 홈 바닥을 평탄하게 마무리한다. 그 후, 덮개(41)를 동체 본체(21)의 하류 단부 및 출구 동체(32)의 상류 단부에 외주측으로부터 용접하여, 홈(45)의 개구를 폐색한다(S34). 이 홈(45) 내의 공간은 출구 동체(32)에 형성된 냉각 유체 통로(33)에 냉각용 증기를 공급하는 증기 헤더실(42)을 형성한다. 이상으로, 동체 본체(21)와 출구부(31)의 접합이 완료된다.
또한, 여기에서는, 동체 본체(21), 입구부(27) 및 바이패스 접속부(26)를 서로 접합한 후, 동체 본체(21)와 출구부(31)를 접합하고 있지만, 동체 본체(21)와 출구부(31)를 접합한 후, 동체 본체(21), 입구부(27) 및 바이패스 접속부(26)를 서로 접합해도 좋다. 또한, 여기에서는, 출구 본체(37)에 외측 플랜지(38)나 거싯(39)을 접합하여, 출구부(31)를 완성시키고나서, 이것을 동체 본체(21)에 접합하고 있지만, 외측 플랜지(38)나 거싯(39)이 접합되어 있지 않은 출구 본체(37)를 동체 본체(21)에 접합한 후, 이 출구 본체(37)에 외측 플랜지(38)나 거싯(39)을 접합해도 좋다.
다음에, 동체 본체(21)의 상하류 방향의 거의 중앙부에, 재킷 제조 공정(S28)에서 제조한 증기 유입 재킷(28)을 용접하는 동시에, 동체 본체(21)의 하류 단부 및 출구부(31)의 출구 동체(32)에, 재킷 제조 공정(S28)에서 제조한 증기 배출 재킷(29)을 용접한다(S35). 이상으로, 접합 공정(S30)은 종료된다.
그 후, 동체 본체(21), 입구부(27), 출구부(31), 바이패스 접속부(26) 등이 서로 접합된 것에 대하여, 필요에 따라서 열처리, 더욱이 동체 본체(21), 입구부(27), 출구부(31), 바이패스 접속부(26) 등에서 연소 가스에 노출되는 부분에 대하여 코팅 처리 등을 실행하여, 미통(20)이 완성된다.
이상과 같이 완성된 미통(20)은 그 상류 단부에 별도 제조된 연료 공급기(11) 등이 장착되어, 연소기(10)가 완성된다.
미통(20)의 통형상의 동체(B) 내에는, 전술한 바와 같이, 연료 공급기(11)로부터 연료 및 압축 공기가 분사되어서, 이 동체(B) 내에서 연료가 연소하여, 고온의 연소 가스(G)가 생성된다. 통형상의 동체 본체(21)는, 전술한 바와 같이, 하류측으로 향함에 따라서 단면 면적이 점차 작아지고 있다. 이 때문에, 미통(20) 내에서, 동체(B)의 하류 단부 및 내측 플랜지(36)에 대하여 연소 가스(G)의 열 전달율이 높아진다. 따라서, 이 미통(20)에서는, 미통(20)의 하류 단부가 가장 열적으로 엄격한 환경하에 노출된다. 그래서, 본 실시형태에서는, 미통(20)의 하류 단부에 대하여, 이하의 (1) 및 (2)에 나타내는 열 대책을 실시하고 있다.
(1) 통형상의 동체 본체(21)의 하류단에 접합되는 통형상의 출구 동체(32)와 이 출구 동체(32)의 하류 단부로부터 외주측으로 연장되는 내측 플랜지(36)를 일체 성형한 출구 본체(37)에 의해, 미통(20)의 하류 단부의 연소 가스(G)에 노출되는 부분을 형성하여, 이 부분 중에 용접부를 없애고 있다.
이 때문에, 본 실시형태에서는, 미통(20)의 하류 단부의 용접부에 있어서의 열 피로 균열 등을 회피할 수 있다.
(2) 미통(20)의 하류 단부를 형성하는 출구부(31)의 냉각 유체 통로(33)에, 공기보다 열 용량의 큰 증기를 흘림으로써, 미통(20)의 하류 단부를 냉각한다.
냉각용 증기(S)는 외부로부터 증기 유입 재킷(28) 내로 유입되고, 이 증기 유입 재킷(28) 내로부터 동체 본체(21)의 복수의 냉각 유체 통로(23)로 흘러 들어간다. 냉각용 증기(S)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 이 동체 본체(21)의 각 냉각 유체 통로(23)를 통과하는 과정에서, 동체 본체(21)를 냉각한다. 이 냉각용 증기(S)는 동체 본체(21)의 각 냉각 유체 통로(23)로부터 동체 본체(21)와 출구 동체(32)의 경계부에 형성되어 있는 증기 헤더실(42)로 흘러 들어간다. 이 증기 헤더실(42)은, 동체 본체(21)와 출구 동체(32)의 용접부(W)의 전체에 걸쳐서 형성되어 있기 때문에, 이 용접부(W) 전체를 증기 헤더실(42) 내로 유입된 냉각용 증기(S)로 확실하게 냉각할 수 있다. 증기 헤더실(42) 내로 유입된 냉각용 증기(S)는 출구 동체(32)의 복수의 냉각 유체 통로(33)로 흘러 들어가고, 여기를 통과하는 과정에서 출구 동체(32)를 냉각한다.
냉각용 증기(S)는, 출구 동체(32)의 냉각 유체 통로(33)로부터, 출구 동체(32)에 있어서의 내측 플랜지(36)의 상류측에 있어서 이 내측 플랜지(36)를 따르는 위치에 형성되어 있는 홈(35) 내로 분출되고, 이 홈(35)에 있어서 상하류 방향에서 대향하고 있는 한쌍의 홈 측면 중, 하류측의 홈 측면, 및 이 하류측의 홈 측면에 연속하여 있는 내측 플랜지(36)의 상류 단부면에 충돌한다. 이와 같이 냉각용 증기(S)는 내측 플랜지(36)를 임핀지먼트 냉각한다.
내측 플랜지(36)의 상류 단부면에 충돌한 냉각용 증기(S)는, 동체 본체(21)의 하류 단부 및 출구 동체(32)의 외주측에 마련되어 있는 증기 배출 재킷(29a, 29) 내로 유입되고, 이 증기 배출 재킷(29a, 29)으로부터 배관을 거쳐서 회수된다. 이 증기 배출 재킷(29a, 29)은, 동체 본체(21)의 하류 단부 및 출구 동체(32)의 외주측에 마련되고, 내용적이 비교적 커서, 출구 동체(32)의 냉각 유체 통로(33)로부터 분출된 냉각용 증기(S)의 흐름 저항을 적게 할 수 있다. 이 때문에, 동체 본체(21) 및 출구 동체(32)의 냉각 유체 통로(23, 33)로 흐르는 냉각용 증기(S)의 유량을 많게 할 수 있다.
이상, 본 실시형태에서는, 미통(20)의 하류 단부에서 연소 가스(G)에 노출되는 부분을 일체 성형품으로 형성하여, 이 부분 중에 용접부를 없애고 있다. 또한, 출구부(31)의 하류단을 이루는 내측 플랜지(36)를 냉각 효율이 극히 높은 임핀지먼트 냉각하고 있으므로, 본 실시형태의 미통(20)은 열적 환경이 극히 엄격한 조건하에서도 견딜 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따르면, 가스 터빈을 보다 고온에서 작동시킬 수 있어, 가스 터빈의 고출력·고효율화를 도모할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 냉각용 유체로서의 증기(S)가 미통(20)을 냉각하는 것에 의해 가열되고, 이 가열된 증기를 회수함으로써 플랜트의 열 효율 향상을 도모하고 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 냉각용 유체로서의 증기(S)를 이용하고 있지만, 그 대신에 압축기(1)(도 1에 도시함)로부터의 압축 공기(A)를 사용해도 좋다. 이 경우에도, 도 12에 도시하는 바와 같이, 증기(S)와 마찬가지로, 압축 공기(A)는 출구 동체(32)의 냉각 유체 통로(33)로부터 홈(35) 내로 분출되고, 이 홈(35)의 하류측의 홈 측면, 및 이 하류측의 홈 측면으로 연장되어 있는 내측 플랜지(36)의 상류 단부면에 충돌한다. 이와 같이 압축 공기(A)는 내측 플랜지(36)를 임핀지먼트 냉각한다. 그리고, 이 경우, 내측 플랜지(36)를 임핀지먼트 냉각한 압축 공기(A)를, 내측 플랜지(36)의 하류 단부면(36e)으로부터 하류측으로 방출시키거나, 출구 동체의 내주면으로부터 연소 가스측으로 필름형상으로 분출시키거나 하면 좋다. 즉, 홈(35)으로부터 연소 가스(G)가 존재하는 영역으로 관통하는 냉각용 유체 통로(33x)를 형성하여, 홈(35) 내로부터 압축 공기(A)를 연소 가스(G)가 존재하는 영역으로 방출하는 구성으로 해도 좋다.
다음에, 도 9 및 도 10을 이용하여 동체 본체(21)와 출구부(31)의 접합 방법의 변형예에 대해서 설명한다.
이상의 실시형태는, 동체 본체(21)의 하류단과 출구 동체(32)의 상류단을 맞대서 양자를 용접(S32)하기 전에, 증기 헤더실(42)을 형성하기 위한 절결부(24, 34)를 동체 본체(21)의 하류 단부와 출구 동체(32)의 상류 단부 각각에 미리 형성(S13, S22)하는 것이다. 한편, 본 변형예는, 동체 본체(21)의 하류단과 출구 동체(32)의 상류단을 맞대서 양자를 용접한 후에, 이 용접부(W)를 절결하여, 증기 헤더실(42)을 형성하기 위한 홈(45)을 형성하는 것이다.
도 10의 흐름도에 나타내는 바와 같이, 본 변형예의 동체 본체(21)의 제조 공정(S10a)에서는, 이상의 실시형태에 있어서의 동체 본체(21)의 제조 공정(S10)과 같이, 동체 본체판(22)에 절결부(24)를 형성하지 않는다. 또한, 본 변형예의 출구부(31)의 제조 공정(S20a)에 있어서의 단계 S22a에서도, 이상의 실시형태에 있어서의 출구부(31)의 제조 공정(S20)에 있어서의 단계 S22와 마찬가지로, 출구 동체(32)에 절결부(34)를 형성하지 않는다.
본 변형예에서는, 도 9의 (a)에 도시하는 바와 같이, 접합 공정(S30a)에 있어서, 동체 본체(21)의 하류단과 출구 동체(32)의 상류단을 맞대서 양자를 용접한 후(S32), 도 9의 (b)에 도시하는 바와 같이, 이 용접부(W)를 포함하는 영역을 외주측으로부터 절결하여, 외주측으로부터 내주측으로 오목하게 동체 본체(21)의 냉각 유체 통로(23) 및 출구 동체(32)의 냉각 유체 통로(33)에 연결되고, 또한 둘레방향으로 연장되는 홈(45)을 형성한다(S33). 이 홈(45)은, 예를 들어 방전 가공이나 기계 가공 등으로 형성한다.
그리고, 도 9의 (c)에 도시하는 바와 같이, 동체 본체(21)의 하류 단부 및 출구 동체(32)의 상류 단부에 덮개(41)를 외주측으로부터 용접하여, 홈(45)의 개구를 덮개(41)로 폐색해서, 증기 헤더실(42)을 형성한다(S34). 이상, 본 변형예에서는, 동체 본체(21)의 하류단과 출구 동체(32)의 상류단의 용접(S32), 홈(45)의 형성(S33), 덮개(41)의 용접(S34)에 의해, 동체 본체(21)와 출구부(31)의 접합이 완료된다.
이상, 본 변형예에서는, 동체 본체(21)의 하류단과 출구 동체(32)의 상류단을 용접한 후, 동체 본체(21)의 하류 단부와 출구 동체(32)의 상류 단부를 절결함으로써, 하나의 공정으로 홈(45)을 형성할 수 있다. 한편, 이상의 실시형태에서는, 동체 본체(21)의 하류 단부의 절결부(24)와 출구 동체(32)의 상류 단부의 절결부(34)를 각각 별도 공정(S13, S22)에서 형성할 필요가 있지만, 동체 본체(21)를 형성하는 동체 본체판(22)이 구부러지기 전의 평탄한 상태로, 거기에 절결부(24)를 형성할 수 있다.
이상과 같이, 본 변형예와 이상의 실시형태에서는, 홈(45)의 형성 순서에 관해서 일장일단이 있기 때문에, 어느 방법을 채용할지는, 절결 가공 방법 등에 따라서 적절하게 결정하는 것이 바람직하다.
1 : 압축기 2 : 터빈
4 : 터빈 로터 10 : 연소기
20 : 미통 21 : 동체 본체
20 : 미통 22 : 동체 본체판
23 : 냉각 유체 통로 24 : 절결부
26 : 바이패스 접속부 27 : 입구부
28 : 증기 유입 재킷 29 : 증기 배출 재킷
31 : 출구부 32 : 출구 동체
33, 33x : 냉각 유체 통로 34 : 절결부
35 : 홈 36 : 내측 플랜지
37 : 출구 본체(성형품) 38 : 외측 플랜지
41 : 덮개 42 : 증기 헤더실

Claims (12)

  1. 통형상으로 형성된 동체를 갖고, 상기 동체의 내주측을 고온의 연소 가스가 흘러서, 상기 연소 가스를 터빈으로 보내는 연소기의 미통에 있어서,
    통형상의 동체 본체와,
    상기 동체 본체의 하류단에 접합되어서, 상기 동체 본체와 협동해서 상기 동체를 이루는 통형상의 출구 동체와,
    상기 출구 동체의 하류 단부로부터 상기 출구 동체의 외주측을 향해서 연장되는 플랜지를 갖고,
    상기 출구 동체와 상기 플랜지는 일체 성형물이며,
    상기 출구 동체에는, 상기 플랜지의 상류측에 있어서 상기 플랜지를 따르는 위치에, 외주측으로부터 내주측으로 오목하고 또한 둘레방향으로 연장되는 홈이 형성되어 있는 동시에, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되고, 상기 홈에서 개구하는 것과 함께, 냉각용 유체를 상기 홈 내 및 플랜지의 표면상에 분출하는 냉각 유체 통로가 형성되어 있고,
    상기 홈은 상기 출구 동체의 외주면으로부터 상기 냉각 유체 통로의 상기 미통의 상기 축선 측의 가장자리까지의 거리보다, 상기 출구 동체의 외주면으로부터 홈 바닥까지의 거리가 길어지도록 형성되고,
    상기 냉각 유체 통로는, 냉각 유체를 하류 방향으로 운반하고, 또한 상기 홈의 개구와 상기 홈의 지름방향에서 가장 내측의 부분 사이의 지름방향에 있어서의 위치에서 상기 홈으로 개구하고 있는
    연소기의 미통.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 홈으로부터 상기 연소 가스가 존재하는 영역측으로 관통하는 냉각 유체 통로가 형성되어 있는
    연소기의 미통.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 출구 동체의 내주면은 상기 동체 본체와의 접합부로부터 하류측을 향해서 직선형상으로 연장되어 있는
    연소기의 미통.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 출구 동체의 내주면은 상기 동체 본체와의 접합부로부터 하류측을 향해서 직선형상으로 연장되어 있는
    연소기의 미통.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 동체 본체를 형성하는 동체 본체판에는, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되는 냉각 유체 통로가 형성되고, 상기 냉각 유체 통로는 상기 출구 동체의 상기 냉각 유체 통로와 연통하여 있는
    연소기의 미통.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 동체 본체를 형성하는 동체 본체판에는, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되는 냉각 유체 통로가 형성되고, 상기 냉각 유체 통로는 상기 출구 동체의 상기 냉각 유체 통로와 연통하여 있는
    연소기의 미통.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 동체 본체를 형성하는 동체 본체판에는, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되는 냉각 유체 통로가 형성되고, 상기 냉각 유체 통로는 상기 출구 동체의 상기 냉각 유체 통로와 연통하여 있는
    연소기의 미통.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 동체 본체를 형성하는 동체 본체판에는, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되는 냉각 유체 통로가 형성되고, 상기 냉각 유체 통로는 상기 출구 동체의 상기 냉각 유체 통로와 연통하여 있는
    연소기의 미통.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 미통을 갖는 상기 연소기와,
    상기 연소기로 압축 공기를 보내는 압축기와,
    상기 연소기로부터의 상기 연소 가스에 의해 구동하는 상기 터빈을 구비하고 있는
    가스 터빈.
  10. 통형상으로 형성된 동체를 갖고, 상기 동체의 내주측을 고온의 연소 가스가 흘러서, 상기 연소 가스를 터빈으로 보내는 연소기의 미통의 제조 방법에 있어서,
    통형상의 동체 본체를 제조하는 동체 본체 제조 공정과,
    상기 동체 본체의 하류단에 접합되고, 상기 동체 본체와 협동해서 상기 동체를 이루는 통형상의 출구 동체와, 상기 출구 동체의 하류 단부로부터 상기 출구 동체의 외주측을 향해서 연장되는 플랜지가 일체 성형된 성형품을 제조하는 출구부 제조 공정과,
    상기 동체 본체의 하류단과 상기 출구 동체의 상류단을 접합하여 상기 동체를 형성하는 접합 공정을 갖고,
    상기 출구부 제조 공정은, 상기 출구 동체 중에서, 상기 플랜지의 상류측에 있어서 상기 플랜지를 따르는 위치에, 외주측으로부터 내주측으로 오목하고 또한 둘레방향으로 연장되는 홈을 형성하는 홈 형성 공정과, 상기 출구 동체에, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되고, 상기 홈에서 개구되는 냉각 유체 통로를 형성하는 통로 형성 공정을 포함하고,
    상기 홈은 상기 출구 동체의 외주면으로부터 상기 냉각 유체 통로의 상기 미통의 상기 축선 측의 가장자리까지의 거리보다, 상기 출구 동체의 외주면으로부터 홈 바닥까지의 거리가 길어지도록 형성되고,
    상기 냉각 유체 통로는, 냉각 유체를 하류 방향으로 운반하고, 또한 상기 홈의 개구와 상기 홈의 지름 방향에서 가장 내측의 부분과의 사이의 지름 방향에 있어서의 위치에서 상기 홈으로 개구하도록 형성되어 있는
    미통의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 동체 본체 제조 공정은, 상기 동체 본체를 형성하는 동체 본체판에, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되는 냉각 유체 통로를 형성하는 통로 형성 공정과,
    상기 동체 본체판의 하류 단부에 상기 동체 본체판의 외주측으로부터 내주측으로 오목하고 상기 냉각 유체 통로와 연결되는 절결부를 형성하는 절결 형성 공정을 포함하고,
    상기 출구부 제조 공정은, 상기 출구 동체의 상류 단부에, 상기 출구 동체의 외주측으로부터 내주측으로 오목하고 상기 출구 동체의 상기 냉각 유체 통로와 연결되는 절결부를 형성하는 절결 형성 공정을 포함하고,
    상기 접합 공정은, 상기 동체 본체의 하류단과 상기 출구 동체의 상류단을 접합하는 동체 접합 공정과, 상기 동체 본체의 상기 절결부와 상기 출구 동체의 상기 절결부로 형성되는 홈의 개구를 폐색하는 덮개를, 상기 동체 본체의 하류 단부와 상기 출구 동체의 상류 단부에 외주측으로부터 접합하는 덮개 접합 공정을 포함하는
    미통의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 동체 본체 제조 공정은, 상기 동체 본체에, 상기 동체의 축선을 따르는 방향으로 연장되는 냉각 유체 통로를 형성하는 통로 형성 공정을 포함하고,
    상기 접합 공정은, 상기 동체 본체의 하류단과 상기 출구 동체의 상류단을 접합하는 동체 접합 공정과,
    상기 동체 본체의 하류단과 상기 출구 동체의 상류단의 접합부를 외주측으로부터 절결하여, 외주측으로부터 내주측으로 오목하게 상기 동체 본체의 상기 냉각 유체 통로 및 상기 출구 동체의 상기 냉각 유체 통로에 연결되고, 또한 둘레방향으로 연장되는 홈을 형성하는 홈 형성 공정과,
    상기 홈의 개구를 폐색하는 덮개를, 상기 동체 본체의 하류 단부와 상기 출구 동체의 상류 단부에 외주측으로부터 접합하는 덮개 접합 공정을 포함하는
    미통의 제조 방법.
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Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2691609A1 (en) * 2011-03-31 2014-02-05 General Electric Company Power augmentation system with dynamics damping
EP2846096A1 (de) * 2013-09-09 2015-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Rohrbrennkammer mit einem Flammrohr-Endbereich und Gasturbine
US9915428B2 (en) 2014-08-20 2018-03-13 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Cylinder of combustor, method of manufacturing of cylinder of combustor, and pressure vessel
JP6476516B2 (ja) 2015-01-30 2019-03-06 三菱日立パワーシステムズ株式会社 トランジションピース、これを備える燃焼器、及び燃焼器を備えるガスタービン
DE112016004185T5 (de) * 2015-09-15 2018-05-30 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Brennkammerrohr, Brennkammer und Gasturbine
DE112016005084B4 (de) * 2015-11-05 2022-09-22 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Verbrennungszylinder, Gasturbinenbrennkammer und Gasturbine
WO2017105405A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 Siemens Aktiengesellschaft Cooling features for a gas turbine engine transition duct
FR3047544B1 (fr) * 2016-02-10 2018-03-02 Safran Aircraft Engines Chambre de combustion de turbomachine
JP6843513B2 (ja) * 2016-03-29 2021-03-17 三菱パワー株式会社 燃焼器、燃焼器の性能向上方法
US10830142B2 (en) * 2016-10-10 2020-11-10 General Electric Company Combustor aft frame cooling
CN107178792A (zh) * 2017-06-13 2017-09-19 东方电气集团东方汽轮机有限公司 一种燃气轮机及航空发动机燃烧器尾筒结构
EP3486431B1 (en) * 2017-11-15 2023-01-04 Ansaldo Energia Switzerland AG Hot gas path component for a gas turbine engine and a gas turbine engine comprising the same
JP6345331B1 (ja) 2017-11-20 2018-06-20 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービンの燃焼筒及び燃焼器並びにガスタービン
WO2020046376A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Transition duct exit frame with impingement cooling
WO2020046384A1 (en) * 2018-08-31 2020-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Manufacturing method for transition duct exit frame with impingement cooling
CN113841011B (zh) * 2019-05-24 2023-03-28 三菱重工业株式会社 尾筒、燃烧器、燃气轮机及燃气轮机设备
CN115461532A (zh) 2020-07-20 2022-12-09 三菱重工业株式会社 过渡连接件、具备过渡连接件的燃烧器、燃气涡轮机及燃气涡轮机设备
WO2023171430A1 (ja) * 2022-03-11 2023-09-14 三菱重工業株式会社 結合体及びこの結合体を製造する方法並びに燃焼器及びこの燃焼器を製造する方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110048030A1 (en) 2009-09-03 2011-03-03 General Electric Company Impingement cooled transition piece aft frame

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0752014B2 (ja) * 1986-03-20 1995-06-05 株式会社日立製作所 ガスタ−ビン燃焼器
US5414999A (en) 1993-11-05 1995-05-16 General Electric Company Integral aft frame mount for a gas turbine combustor transition piece
US6018950A (en) * 1997-06-13 2000-02-01 Siemens Westinghouse Power Corporation Combustion turbine modular cooling panel
CA2288555C (en) * 1998-11-12 2007-01-23 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine combustor
JP3697093B2 (ja) 1998-12-08 2005-09-21 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器
US6412268B1 (en) * 2000-04-06 2002-07-02 General Electric Company Cooling air recycling for gas turbine transition duct end frame and related method
EP1146289B1 (en) * 2000-04-13 2008-12-24 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Cooling structure of combustor tail tube
JP2002243154A (ja) * 2001-02-16 2002-08-28 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン燃焼器尾筒出口構造及びガスタービン燃焼器
JP3848905B2 (ja) * 2002-08-28 2006-11-22 三菱重工業株式会社 燃焼器およびガスタービン
US6860108B2 (en) * 2003-01-22 2005-03-01 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Gas turbine tail tube seal and gas turbine using the same
EP1744016A1 (de) * 2005-07-11 2007-01-17 Siemens Aktiengesellschaft Heissgasführendes Gehäuseelement, Wellenschutzmantel und Gasturbinenanlage
JP4065000B2 (ja) 2006-06-12 2008-03-19 三菱重工業株式会社 燃焼器尾筒の冷却構造
JP4969384B2 (ja) * 2007-09-25 2012-07-04 三菱重工業株式会社 ガスタービン燃焼器の冷却構造
US8245515B2 (en) * 2008-08-06 2012-08-21 General Electric Company Transition duct aft end frame cooling and related method
US20100242484A1 (en) * 2009-03-31 2010-09-30 Baha Mahmoud Suleiman Apparatus and method for cooling gas turbine engine combustors
US20110162378A1 (en) * 2010-01-06 2011-07-07 General Electric Company Tunable transition piece aft frame
US9255484B2 (en) * 2011-03-16 2016-02-09 General Electric Company Aft frame and method for cooling aft frame

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110048030A1 (en) 2009-09-03 2011-03-03 General Electric Company Impingement cooled transition piece aft frame

Also Published As

Publication number Publication date
EP2762708A4 (en) 2015-05-20
US20130074502A1 (en) 2013-03-28
JP5804872B2 (ja) 2015-11-04
CN103764974B (zh) 2016-09-07
WO2013046825A1 (ja) 2013-04-04
EP2762708A1 (en) 2014-08-06
CN103764974A (zh) 2014-04-30
EP2762708B1 (en) 2018-11-28
JP2013072316A (ja) 2013-04-22
US8769957B2 (en) 2014-07-08
KR20140042903A (ko) 2014-04-07

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