KR101716602B1

KR101716602B1 - 연소기 및 가스 터빈

Info

Publication number: KR101716602B1
Application number: KR1020157023033A
Authority: KR
Inventors: 겐타 다니구치; 노리히코 모토야마; 요시로 나카무라
Original assignee: 미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-15
Filing date: 2014-02-18
Publication date: 2017-03-14
Also published as: EP2949904B1; US9939158B2; EP2949904A4; WO2014141825A1; KR20150110757A; JP2014177909A; US20160003481A1; EP2949904A1; JP6082287B2; CN105008696B; CN105008696A

Abstract

본 발명은 선단의 개구(25)로부터 연료 및 공기를 공급하는 제 1 통(20)과, 연료 및 공기에 의해 내주측에 화염이 형성되며 제 1 통(20)의 선단이 기단의 내주측에 삽입되어 있는 제 2 통(30)을 구비하고, 제 1 통(20)은 제 1 통 본체부(39)와, 제 1 통의 선단을 형성하는 링부(40)를 구비하며, 링부(40)는, 통 형상의 본체부(41)와, 본체부(41)의 외주면(45a)에 본체부와 일체로 둘레 방향으로 복수 마련되며, 직경 방향 외측으로 돌출되는 볼록부(42)를 갖고, 본체부(41)의 외주면(45a)은 볼록부(42)가 형성되는 범위에서 축 방향에서 본 단면 형상이 다각 형상으로 형성되어 있는 연소기를 제공한다.

Description

연소기 및 가스 터빈{COMBUSTOR AND GAS TURBINE}

본 발명은 연료를 압축 공기 중에서 연소시켜 연소 가스를 생성하는 연소기, 및 이것을 구비하고 있는 가스 터빈에 관한 것이다.

본원은 2013년 3월 15일에 출원된 일본 특허 출원 제 2013-053149 호에 대하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.

가스 터빈은 압축 공기를 생성하는 압축기와, 연료를 압축 공기 중에서 연소시켜 연소 가스를 생성하는 연소기와, 연소 가스에 의해서 회전 구동되는 터빈을 구비하고 있다. 연소기는 연료 및 공기를 공급하는 내통과, 내통으로부터 공급된 연료 및 공기에 의해서 화염이 내부에 형성되며, 연소 가스를 생성하는 미통을 갖고 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

종래에, 미통에서 생성되는 연소 가스에 의해 미통의 내벽면이 손상되는 것을 방지하기 위해, 내통의 선단부를 구성하는 출구 외측 링과 미통과의 사이의 간극으로부터 필름 공기를 공급하는 구조가 알려져 있다. 이 구조에 있어서는, 필름 공기를 공급하기 위한 간극을 확보하기 위해서, 출구 외측 링에 스페이서가 장착되어 있다.

스페이서는 출구 외측 링의 외주면에 둘레 방향으로 복수 장착되어 있다. 스페이서가 미통의 내주면에 접촉하는 것에 의해서, 필름 공기를 공급하기 위한 간극이 전체 둘레에 걸쳐서 균일하게 확보된다.

일본 특허 공개 제 2003-13747호 공보

그렇지만, 특허문헌 1에 기재된 구조와 같이, 출구 외측 링에 스페이서를 장착하는 것에 의해서, 부품 점수가 증가되어, 연소기의 제조 비용이 증대된다고 하는 과제가 있다.

본 발명은 부품 점수를 줄이는 것에 의해서 제조 비용의 저감을 도모할 수 있는 연소기, 및 이것을 구비하고 있는 가스 터빈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1 태양에 의하면, 연소기는 선단의 개구로부터 연료 및 공기를 공급하는 제 1 통과, 상기 연료 및 공기에 의해 내주측에 화염이 형성되며 상기 제 1 통의 선단이 기단의 내주측에 삽입되어 있는 제 2 통을 구비하고, 상기 제 1 통은, 제 1 통 본체부와 상기 제 1 통의 선단을 형성하는 링부를 구비하며, 상기 링부는, 통 형상의 본체부와, 상기 본체부의 외주면에 상기 본체부와 일체로 둘레 방향에 복수 마련되며, 직경 방향 외측으로 돌출되는 볼록부를 갖고, 상기 본체부의 외주면은, 상기 볼록부가 형성되는 범위에서 상기 제 1 통의 축선을 따르는 축 방향에서 본 단면 형상이 다각 형상으로 형성되어 있다.

상기 구성에 의하면, 링부에 있어서 본체부와 볼록부가 일체로 형성되어 있는 것에 의해서, 부품 점수가 줄어들어, 연소기의 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 가공 대상인 본체부의 외주면을 형성할 때에, 가공 공구와 가공 대상과의 상대적 각도의 변경 횟수가 적어지기 때문에, 가공 공정수를 저감시킬 수 있다.

상기 연소기에 있어서, 상기 본체부는 상기 볼록부가 형성된 다각 링부와, 상기 다각 링부보다 선단측에 마련되며, 상기 다각 링부의 외주면보다 직경 방향 외주측에 외주면이 원통 형상으로 형성된 스로틀부를 갖는 구성으로 하여도 좋다.

상기 구성에 의하면, 스로틀부가 원통 형상으로 형성되어 있기 때문에, 스로틀부의 외주면과 제 2 통의 내주면과의 사이의 제 2 간극이 균일하게 된다. 이것에 의해, 이 간극으로부터 분출되는 공기를 둘레 방향으로 균일하게 할 수 있다.

상기 연소기에 있어서, 상기 볼록부는 상기 다각 링부의 외주 평면의 둘레 방향 중앙에 형성되어 있는 구성으로 하여도 좋다.

상기 구성에 의하면, 외주 평면을 형성하기 위한 가공 공구를 이용하여, 볼록부를 형성하는 것에 의해서, 직경 방향의 두께가 균일하며, 또한 직경 방향에 둘레면이 연장되는 정밀도 양호한 볼록부를 형성할 수 있다.

상기 연소기에 있어서, 상기 제 1 통의 직경을 따르는 직경 방향에서 본 상기 볼록부의 단면 형상이 축 방향을 따른 방추 형상으로 되어 있는 구성으로 하여도 좋다.

상기 구성에 의하면, 볼록부 배치 위치에 있어서의 유체의 교란이 효과적으로 억제된다. 이것에 의해, 제 2 간극으로부터 분출되는 공기의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 어느 하나의 연소기와, 상기 연소기의 상기 제 2 통으로부터 송출된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈을 구비하고 있는 가스 터빈을 제공한다.

상기 가스 터빈은 상기 연소기를 구비하고 있으므로, 부품 점수가 줄어들어, 연소기의 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다.

본 발명에 의하면, 링부에 있어서 본체부와 볼록부가 일체로 형성되어 있는 것에 의해서, 부품 점수가 줄어들어, 연소기의 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 가공 대상인 본체부의 외주면을 형성할 때에, 가공 공구와 가공 대상과의 상대적 각도의 변경 횟수가 적어지기 때문에, 가공 공정수를 저감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 요부 절결 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 연소기 주위의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 있어서의 연소기의 요부 단면도이며 내통과 미통과의 접속부를 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 있어서의 출구 외측 링의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태에 있어서의 출구 외측 링의 둘레 방향에서 본 단면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵ-Ⅵ 단면도이다.
도 7은 도 5의 Ⅶ 화살표에서 본 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시형태에 있어서의 출구 외측 링의 제조 방법을 설명하는 도 6에 대응하는 단면도이다.
도 9는 비교예에 있어서의 출구 외측 링의 제조 방법을 설명하는 단면도이다.
도 10은 변형예의 출구 외측 링을 도시하는 도 6에 대응하는 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태의 가스 터빈(GT)은 압축 공기를 생성하는 압축기(1)와, 연료를 압축 공기 중에서 연소시켜 연소 가스를 생성하는 연소기(3)와, 연소 가스에 의해서 회전 구동되는 터빈(5)을 구비하고 있다. 터빈(5)은 내부에 차실(7)을 형성하는 터빈 케이싱(6)과, 차실(7) 내에 회전 가능하게 마련되어 있는 터빈 로터(8)를 갖고 있다.

압축기(1)는, 그 공기 취입구(2)로부터 외부의 공기를 취입하고, 이 공기를 압축하는 것에 의해서 압축 공기를 생성한다. 연소기(3)는 압축기(1)로부터의 압축 공기에 연료를 혼합하여 연소시킨다. 연료의 연소에 의해 생성된 고온 또한 고압의 연소 가스는 터빈 로터(8)를 회전 구동시킨다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 연소기(3)는 압축기(1)(도 1 참조)로부터의 압축 공기(A) 및 연료를 분사하는 연료 공급기(10)와, 연료 공급기(10)로부터의 압축 공기(A) 및 연료를 공급하는 내통(20)(제 1 통)과, 내통(20)으로부터 공급된 압축 공기(A) 및 연료로부터 연소 가스(G)를 생성하며, 생성된 연소 가스(G)를 터빈(5)으로 이송하는 미통(30)(제 2 통)을 갖고 있다. 연소기(3)의 내통(20) 및 미통(30)은 모두 터빈(5)의 차실(7) 내에 배치되어 있다.

연료 공급기(10)는 파일럿 연료 및 압축기(1)로부터의 압축 공기(A)를 공급하는 파일럿 버너(11)와, 메인 연료 및 압축기(1)로부터의 압축 공기(A)를 예혼합하고, 예혼합 기체로 하는 복수의 노즐(12)을 구비하고 있다.

내통(20)은, 내통(20)의 제 1 방향측에 배치되며, 원통 형상을 이루는 내통 본체부(39)와, 내통(20)의 제 1 방향과는 반대측의 제 2 방향측에 배치되는 링 형상의 출구 외측 링(40)을 갖고 있다. 내통(20)의 제 1 방향의 단부에는 연료 공급기(10)가 마련되어 있으며, 제 2 방향의 단부에는 개구(25)가 형성되어 있다. 출구 외측 링(40)은 내통(20)의 선단을 형성하고 있다.

이하의 설명에 있어서는, 내통 본체부(39)의 제 1 방향의 단부를 기단부(21), 제 2 방향의 단부를 선단부(22)로 한다. 제 1 방향의 단부인 기단부(21)의 측을 상류측, 제 2 방향의 단부인 선단부(22)의 측을 하류측으로 한다. 내통(20)의 축선(O)을 따르는 방향을 축 방향, 축선(O)을 중심으로 한 원주를 따르는 방향을 둘레 방향으로 하고, 원주의 직경을 따르는 방향을 직경 방향으로 하여 설명한다.

출구 외측 링(40)은 내통 본체부(39)의 선단부(22)에 장착되어 있다. 출구 외측 링(40)은 내통 본체부(39)를 하류측을 향하여 확경되도록 연장되는 형상이다.

미통(30)은, 통 형상을 이루며, 제 1 방향의 단부에 개구(35)가 형성되어 있다. 개구(35)의 내경은 내통(20)의 선단부(22)의 외경 및 출구 외측 링(40)의 외경보다 크다. 이하의 설명에서는, 미통(30)의 상류측의 단부를 기단부(31)로 한다. 이 미통(30)의 기단부(31) 내에는, 내통 본체부(39)의 선단부(22) 및 출구 외측 링(40)이 삽입되어 있다. 미통(30)의 하류측의 단부는 터빈(5)(도 1 참조)의 연소 통로에 접속되어 있다.

연료 공급기(10)는 터빈 케이싱(6)에 고정되어 있다. 내통(20)은, 그 기단부(21)가 터빈 케이싱(6)에 고정되어 있는 연료 공급기(10)에 지지되어 있다. 내통 본체부(39)의 선단부(22)는, 미통(30)의 기단부(31)와 함께 터빈 케이싱(6)에 마련되어 있는 지지 부재(도시하지 않음)에 의해 지지되어 있다.

연료 공급기(10)의 파일럿 버너(11) 및 복수의 노즐(12)은 내통(20)의 내부에 배치되어 있다. 또한, 연소기(3)끼리는 연결부(도시하지 않음)를 통하여 연결되어 있다. 연소기(3)의 화염은 연결부를 통하여 서로 인접하는 연소기(3)에 전파한다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 내통(20)과 미통(30)과의 접속부(끼움맞춤대)에 있어서, 내통 본체부(39)의 외주면(20b)과 미통(30)의 내주면(30a)과의 사이에는 간극(S1)이 있다. 간극(S1)은 내통(20) 및 미통(30)의 열에 의한 팽창 및 변위를 허용한다. 간극(S1)을 밀봉하기 위해서 내통 본체부(39)의 선단부(22) 부근의 외주면(20b) 상에는, 판 스프링(23)과, 판 스프링(23)에 의해서 지지되는 시일판이 장착되어 있다.

시일판(24)은 내통(20)과 미통(30)과의 접속부를 시일하기 위한 원통 형상의 박판이다. 시일판(24)에는, 둘레 방향으로 간격을 두고 복수의 슬릿(도시하지 않음)이 형성되어 있다. 시일판(24)은, 상류측의 외주면이 미통(30)의 내주면(30a)에 접촉하고 있는 동시에, 하류측의 내주면이 내통 본체부(39)의 외주면(20b)에 접합되어 있다.

판 스프링(23)은 시일판(24)의 상류측을 직경 방향 내주측으로부터 미통(30)의 내주면(30a)을 향하여 부세하는 탄성 부재이다. 판 스프링(23)은 시일판(24)과 마찬가지로 원통 형상을 이루고 있다.

내통 본체부(39)의 선단부(22)에 접속되어 있는 출구 외측 링(40)은, 통 형상의 본체부(41)와, 본체부(41)의 외주면에 둘레 방향으로 복수 마련되며, 직경 방향 외측으로 돌출되는 볼록부(42)를 갖고 있다. 본체부(41)의 내주측에는 하류측을 향함에 따라서 서서히 확경되는 테이퍼 형상의 확대면(43)이 형성되어 있다. 확대면(43)에 의해서, 압축 공기(A) 및 연료가 내통(20)으로부터 미통(30)에 매끄럽게 공급된다.

도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 출구 외측 링(40)의 본체부(41)는, 상류측으로부터 순차적으로 내통 본체부(39)의 선단부(22)에 끼워맞추는 끼워맞춤부(44)와, 다각 링부(45)와, 스로틀부(46)를 갖고 있다. 또한, 출구 외측 링(40)에는, 적어도 하나(본 실시형태에서는 2개)의 절결부(47)가 형성되어 있다.

절결부(47)는, 축 방향에 있어서의 스로틀부(46)의 측에 마련되어 있다. 절결부(47)는 전술한 연결관을 통한 전파하는 화염의 통로로서 기능한다. 또한, 이하의 설명에 있어서는, 이 절결부(47)가 없는 것으로 하여 본체부(41)의 형상을 설명한다. 또한, 출구 외측 링(40)에는, 장착되는 연소기(3)의 위치나 형상에 따라서, 상이한 형상의 절결부(47)가 형성되어 있다. 또한, 절결부(47)는 화염의 전반에 이용되는 것 이외에도, 점화전(spark plug)과의 접속부나, 화염 검출에도 이용된다.

끼워맞춤부(44)는 내통 본체부(39)의 선단부(22)의 내주면(20a)과 간극없이 끼워맞추는 형상으로 되어 있다. 즉, 출구 외측 링(40)에 있어서, 끼워맞춤부(44)는 내통 본체부(39)의 선단부(22)의 내경보다 작은 외경으로 되어 있다.

스로틀부(46)의 외주면(46a)은 원통 형상으로 형성되어 있다. 스로틀부(46)의 외주면(46a)과 미통(30)의 내주면(30a)과의 사이에는, 간극(S2)(도 3 참조)이 마련되어 있다. 환언하면, 스로틀부(46)의 외경은, 출구 외측 링(40)을 내통 본체부(39)의 선단부(22)에 장착했을 때에, 미통(30)의 내주면(30a)과의 사이에 간극(S2)이 형성되도록 설정된다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 다각 링부(45)는 축 방향에서 본 단면 형상이 다각 형상을 이루고 있다. 즉, 다각 링부(45)의 외주면(45a)은 원호 형상으로 형성되어 있지 않으며, 복수의 외주 평면(50)과, 외주 평면(50)과 외주 평면(50)과의 사이에 형성되는 복수의 능선(51)을 갖고 있다.

본 실시형태의 다각 링부(45)의 외주면(45a)은 축 방향에서 본 단면 형상이 32면의 평면, 32의 능선을 갖는 32각형을 이루고 있다. 다각 링부(45)의 외주면(45a)의 형상은 이 실시형태에 한정되지 않으며, 여러 가지 다각 형상을 채용할 수 있다. 어떠한 다각 형상으로 할 것인지는, 내통(20)의 직경 등에 따라서 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면, 본 실시형태 내통(20)의 직경보다 작은 내통이면, 20각형 등 본 실시형태보다 평면이나 능선이 적은 다각 형상으로 할 수 있다.

또한, 외주 평면(50)은 스로틀부(46)의 외주면(46a)보다 직경 방향 내측에 형성되어 있다. 환언하면, 외주 평면(50)의 중심축(O)으로부터의 거리는 스로틀부(46)의 외주면(46a)의 반경보다 짧게 되어 있다. 이것에 의해, 도 3에 도시하는 바와 같이, 외주 평면(50)과 미통(30)의 내주면(30a)과의 사이의 간극(S3)이 간극(S2)보다 크게 되어 있다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 볼록부(42)는 외주면(45a)과 대략 평행한 돌출 단면(52)을 갖고 있다. 돌출 단면(52)은 스로틀부(46)의 외주면(46a) 보다 직경 방향 외측에 형성되어 있다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 돌출 단면(52)은 외주 평면(50)으로부터의 높이가 간극(S3)과 대략 동일하게 되도록 형성되어 있다.

도 7에 도시하는 바와 같이, 볼록부(42)는 외주 평면(50)의 둘레 방향의 대략 중앙에 축 방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 이 볼록부(42)의 직경 방향에서 본 단면 형상은 축 방향으로 연장되는 방추 형상으로 되어 있다. 환언하면, 볼록부(42)는 직경 방향과 직교하는 단면 형상이, 압축 공기(A)의 흐름 방향으로 연장되는 타원 형상이며, 상류측에서 유입하는 압축 공기(A)의 흐름을 극력 방해하지 않는 형상을 갖고 있다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 미통(30)의 기단부(31) 근방에는 둘레 방향에 걸쳐서 복수(예를 들면 8개)의 공기 공급 구멍(32)이 형성되어 있다. 공기 공급 구멍(32)의 축 방향 위치는 미통(30)과 내통(20)을 조합했을 때의 시일판(24)의 하류측, 또한 볼록부(42)의 상류측이다. 즉, 공기 공급 구멍(32)은 미통(30)의 외주측에서 유입하는 압축 공기(A)가 미통(30)과 내통(20)과의 사이의 간극(S1)의 시일판(24)의 하류측에 있어서 볼록부(42)의 상류측에 유입하는 위치에 형성되어 있다.

다음에, 본 실시형태의 출구 외측 링(40)의 제조 방법에 대해 설명한다.

본 실시형태의 출구 외측 링(40)은, 그 개략적인 형태를 예를 들면 선반 등의 공작 기계를 이용하여 제작한 후, 예를 들면 밀링 머신 등의 공작 기계를 이용하여 세부를 가공하는 것에 의해서 제조된다. 특히, 출구 외측 링(40)의 다각 링부(45)에 대해서는, 직경 방향으로 돌출되는 볼록부(42)가 일체로 형성되어 있기 때문에, 밀링 머신의 엔드 밀에 의해서 가공된다.

구체적으로는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 엔드 밀(M)을 이용하여, 볼록부(42)가 남도록 외주 평면(50)이 가공된다. 본 실시형태에 있어서 외주 평면(50)은 32개이기 때문에, 이들 외주 평면(50)을 가공하기 위해서, 엔드 밀(M)과 가공 대상과의 상대 각도는 최초의 설치도 포함하여 32회 변경된다. 즉, 볼록부(42)가 형성된 외주 평면(50)은 피치(P1)의 각도 변경을 32회 실행하는 것에 의해서 가공된다.

다음에, 본 실시형태의 가스 터빈(GT)의 동작에 대해 설명한다. 가스 터빈(GT)에 있어서, 압축기(1)로 압축된 압축 공기(A)는, 미통(30)의 외주면(30b) 및 내통(20)의 외주면(20b)과, 터빈 케이싱(6)의 내주면에 둘러싸인 유로(14)(도 2 참조)를 통과하고, 반전부(15)에서 반전되어 내통(20)에 유입된다.

이어서, 연료 공급기(10)의 파일럿 버너(11) 및 복수의 노즐(12)로부터 공급되는 연료와 압축 공기(A)가 내통(20)으로부터 미통(30)에 공급된다. 내통(20)으로부터 공급된 연료 및 압축 공기(A)는 미통(30) 내에서 화염을 형성한다. 구체적으로는, 파일럿 버너(11)로부터 공급되는 파일럿 연료 및 압축 공기(A)에 의해 확산 화염이 형성된다. 이어서, 복수의 노즐(12)에서 메인 연료 및 압축 공기(A)가 예혼합되는 것에 의해서 생성되는 예혼합 기체가 확산 화염에 의해 착화한다. 이것에 의해, 예혼합 화염이 형성된다.

파일럿 연료나 메인 연료의 연소에 의해 생성된 연소 가스(G)는 미통(30)으로부터 터빈측 가스 유로(도시하지 않음) 내로 송출된다. 터빈측 가스 유로 내에 들어간 연소 가스(G)는 전술한 바와 같이 터빈 로터(8)를 회전 구동시킨다.

도 3에 도시하는 바와 같이, 압축 공기(A)는 공기 공급 구멍(32)을 통하여 미통(30)과 내통(20)과의 사이의 공간에 취입된다. 그리고, 도입된 압축 공기(A)는 미통(30)과 출구 외측 링(40)의 스로틀부(46)와의 사이의 간극(S2)으로부터 미통(30)의 내주면(30a)을 따라서 분출된다.

미통(30)에 분출된 압축 공기(A)는 미통(30)의 내주면(30a) 상에 박막을 형성한다. 즉, 이 압축 공기(A)의 막은 미통(30)의 내주면(30a)을 필름 냉각하고, 내통(20)의 개구(25)로부터 공급되는 연료 및 압축 공기(A)와, 이들로부터 생성되는 연소 가스(G)의 열로부터 미통(30)의 내주면(30a)을 보호한다.

또한, 간극(S1)으로부터 미통(30)에 도입되는 압축 공기(A)는 연소용의 공기로서 사용되어도 된다.

상기 실시형태에 의하면, 간극(S2)으로부터 분출된 압축 공기(A)가 미통(30)을 필름 냉각하는 것에 의해서, 미통(30)의 소손을 억제할 수 있다.

또한, 출구 외측 링(40)에 볼록부(42)가 형성되어 있는 것에 의해서, 미통(30)을 필름 냉각하기 위한 압축 공기(A)를 공급하는 간극(S3)을 안정적으로 확보할 수 있다.

또한, 볼록부(42)가 출구 외측 링(40)에 일체로 형성되어 있는 것에 의해서, 연소기(3)의 내통(20)을 구성하기 위한 부품 점수를 삭감할 수 있다.

또한, 볼록부(42)의 직경 방향에서 본 단면 형상이 축 방향을 따른 방추 형상으로 되어 있는 것에 의해서, 볼록부(42) 배치 위치에 있어서의 압축 공기(A)의 교란이 효과적으로 억제된다. 이것에 의해, 간극(S2)으로부터 분출되는 압축 공기(A)의 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 출구 외측 링(40)의 다각 링부(45)가 다각 형상으로 형성되어 있는 것에 의해서, 다각 링부(45)의 외주 평면(50)을 형성할 때에, 가공 공구와 가공 대상과의 상대적 각도의 변경 횟수가 적어지게 된다. 이것에 의해, 가공 공정수를 저감할 수 있다.

도 9는 비교예의 출구 외측 링(140)의 제조 방법을 설명하는 단면도이다. 도 9에 도시하는 바와 같이, 비교예의 출구 외측 링(140)은, 본 실시형태의 다각 링부(45)에 상당하는 부위가 축 방향에서 보아 원통 형상으로 형성되어 있다. 비교예의 출구 외측 링(140)의 경우, 당해 부위를 가공하기 위해서는, 엔드 밀(M)의 가공 피치(P2)를 도 8에 도시하는 피치(P1)와 비교하여 작게 할 필요가 있다. 당해 부위를 원통형에 근접시키기 위해서, 예를 들면 360회의 각도 변경을 필요로 하는 경우, 피치(P2)는 약 1°가 된다.

본 실시형태의 출구 외측 링(40)의 다각 링부(45)는 다각 형상으로 형성되어 있다. 예를 들면, 본 실시형태의 다각 링부(45)는 32각형으로 되어 있기 때문에, 도 8에 도시하는 바와 같이, 피치(P1)는 약 11°이다.

또한, 다각 링부(45)가 다각 형상으로 되어 있는 것에 의해서, 엔드 밀(M)의 대경화가 가능해진다. 즉, 가공 피치가 작은 경우, 그 피치에 대응한 크기의 엔드 밀(M)이 필요하게 되지만, 가공 피치가 커져, 가공하는 평면이 커지는 것에 의해서, 엔드 밀(M)의 대경화가 허용된다. 즉, 본 실시형태의 출구 외측 링(40)을 가공하는 엔드 밀(M)의 직경(D1)을 비교예의 출구 외측 링(140)을 가공하는 엔드 밀(M)의 직경(D2)보다 크게 할 수 있다.

또한, 스로틀부(46)의 외주면(46a)이 원통 형상으로 형성되어 있으며, 스로틀부(46)의 외주면(46a)과 미통(30)의 내주면(30a)과의 사이의 간극(S2)이 균일하게 되기 때문에, 이 간극(S2)으로부터 분출되는 압축 공기(A)를 둘레 방향으로 균일하게 할 수 있다.

또한, 볼록부(42)가 다각 링부(45)의 외주 평면(50)의 둘레 방향 중앙에 형성되어 있는 것에 의해서, 외주 평면(50)을 형성하기 위한 엔드 밀(M)을 이용하여, 볼록부(42)를 형성하는 것에 의해서, 직경 방향의 두께가 균일하며, 또한 직경 방향에 둘레면이 연장되는 정밀도 양호한 볼록부(42)를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 기술 범위는 상기의 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 여러 가지의 변경을 가하는 것이 가능하다. 또한, 상기 복수의 실시형태에서 설명한 특징을 임의로 조합한 구성이어도 된다.

예를 들면, 출구 외측 링(40)의 볼록부(42)는 본체부(41)와 일체로 형성되어 있으면 외주 평면(50)의 둘레 방향 중앙에 형성할 필요는 없다. 도 10에 도시하는 바와 같이, 외주 평면(50)과 외주 평면(50)과의 사이의 능선상에 볼록부(42B)를 형성하여도 된다.

또한, 필름 냉각에 이용되는 압축 공기(A)의 도입은 공기 공급 구멍(32)을 통한 방법에 한정되지 않으며, 다른 도입 방법을 이용하여도 된다. 예를 들면, 시일판(24)에 형성되어 있는 슬릿으로부터 압축 공기(A)를 도입하여도 된다.

또한, 볼록부(42)의 형상은 직경 방향에서 보아 방추 형상에 한정되는 일은 없으며, 압축 공기(A)의 흐름에 영향을 미치지 않는 형상을 적절히 채용할 수 있다. 예를 들면, 직경 방향에서 보아 원형으로 하여도 좋다.

또한, 볼록부(42)의 수는 외주 평면(50)에 하나로 한정되지 않으며, 복수 형성하여도 좋다.

이 연소기에 의하면, 링부에 있어서 본체부와 볼록부가 일체로 형성되어 있는 것에 의해서, 부품 점수가 줄어들어, 연소기의 제조 비용의 저감을 도모할 수 있다. 또한, 가공 대상인 본체부의 외주면을 형성할 때에, 가공 공구와 가공 대상과의 상대적 각도의 변경 횟수가 적어지게 되기 때문에, 가공 공정수를 저감시킬 수 있다.

1 : 압축기 2 : 공기 취입구
3 : 연소기 5 : 터빈
6 : 터빈 케이싱 7 : 차실
8 : 터빈 로터 10 : 연료 공급기
11 : 파일럿 버너 12 : 노즐
20 : 내통(제 1 통) 20a : 내주면
20b : 외주면 21 : 기단부
22 : 선단부 23 : 판 스프링
24 : 시일판 25 : 개구
30 : 미통(제 2 통) 30a : 내주면
30b : 외주면 31 : 기단부
32 : 공기 공급 구멍 35 : 개구
39 : 내통 본체부(제 1 통 본체부)
40 : 출구 외측 링(링부) 41 : 본체부
42 : 볼록부 43 : 확대면
44 : 끼워맞춤부 45 : 다각 링부
45a : 외주면 46 : 스로틀부
46a : 외주면 47 : 절결부
50 : 외주 평면 51 : 능선
52 : 돌출 단면 A : 압축 공기
G : 연소 가스 GT : 가스 터빈
S1 : 간극 S2 : 간극
S3 : 간극

Claims

선단의 개구로부터 연료 및 공기를 공급하는 제 1 통과,
상기 제 1 통의 선단이 기단의 내주측에 삽입되어 있는 제 2 통을 구비하고,
상기 제 1 통은, 제 1 통 본체부와 상기 제 1 통의 선단을 형성하는 링부를 구비하며,
상기 링부는, 통 형상의 본체부와, 상기 본체부의 외주면에 상기 본체부와 일체로 둘레 방향으로 복수 마련되며, 직경 방향 외측으로 돌출되는 볼록부를 갖고,
상기 본체부의 외주면은, 상기 볼록부가 형성되는 범위에서 상기 제 1 통의 축선을 따르는 축 방향에서 본 단면 형상이 다각 형상으로 형성되어 있는
연소기.
제 1 항에 있어서,
상기 본체부는, 상기 볼록부가 형성된 다각 링부와, 상기 다각 링부보다 선단측에 마련되며, 상기 다각 링부의 외주면보다 직경 방향 외주측에 외주면이 원통 형상으로 형성된 스로틀부를 갖는
연소기.
제 2 항에 있어서,
상기 볼록부는 상기 다각 링부의 외주 평면의 둘레 방향 중앙에 형성되어 있는
연소기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 통의 직경을 따르는 직경 방향에서 본 상기 볼록부의 단면 형상이 축 방향을 따른 방추 형상으로 되어 있는
연소기.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 연소기와,
상기 연소기의 상기 제 2 통으로부터 송출된 연소 가스에 의해 구동하는 터빈을 구비하고 있는
가스 터빈.