KR101781722B1 - 연소 버너, 연소기 및 가스 터빈 - Google Patents

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Abstract

노즐과, 상기 노즐의 주위에 있어서 상기 노즐의 축 방향을 따라서 연장되는 축 방향 유로에 마련되는 스월러 베인을 구비하고, 상기 스월러 베인은, 상기 축 방향 유로 중 외주측의 영역을 유통하는 기체를 선회 방향으로 선회시키기 위한 선단부와, 상기 선단부에서 보아서 상기 노즐의 직경 방향에 있어서의 내측에 위치하며, 후연측에 절결 부분을 갖는 근본부를 포함하며, 상기 축 방향 유로는, 적어도 상기 스월러 베인이 마련된 축 방향 범위에 있어서, 상기 외주측의 영역과 내주측의 영역이 구획되지 않고 서로 연통되어 있으며, 상기 스월러 베인의 상기 근본부의 복면의 하류측 영역은, 상기 절결에 의해서, 상기 후연에 근접함에 따라서 상기 선회 방향의 반대로 향하는 만곡면으로서 획정되어 있다.

Description

연소 버너, 연소기 및 가스 터빈{COMBUSTION BURNER, COMBUSTOR AND GAS BURNER}
본 발명은 노즐의 주위의 축 방향 유로에 스월러 베인이 마련된 연소 버너, 및 상기 연소 버너를 구비한 연소기 및 가스 터빈에 관한 것이다.
일반적으로, 연소 가스를 생성하기 위한 연소기는 공기 등의 산화제나 연료를 연소 공간에 공급하여 화염을 형성하는 연소 버너를 구비하고 있다. 예를 들면, 가스 터빈의 연소기에는 예혼합 연소 버너를 구비한 것이 있다. 예혼합 연소 버너는, 노즐의 외주측에, 압축 공기 및 연료를 포함하는 예혼합기가 흐르는 축 방향 유로가 형성된다. 이 종류의 연소 버너에 있어서는, 통상 예혼합 촉진을 위해서 축 방향 유로에 스월러가 마련되는 경우가 많다.
그런데, 연소 버너에서 형성되는 화염의 위치는, 화염의 전파 속도인 연소 속도와, 축 방향 유로를 흐르는 기체의 축류 속도와의 밸런스에 의해서 결정하는 것이 알려져 있다. 적절한 연소에 있어서는, 연소 버너로부터 소정 거리만큼 하류측으로 멀어진 위치에 화염이 유지된다. 그런데, 연소 버너가 스월러를 구비하는 경우, 화염이 연소 버너측에 소상하는 플래시백(역화)이 발생하는 경우가 있다. 이것은, 스월러에 의해서 형성된 선회류의 소용돌이 중심측에 그 주위보다 축류 속도가 느린 영역이 형성되며, 이 영역에 있어서 연소 속도가 축류 속도를 상회하여 화염이 연소 버너측에 과잉으로 전파되어 버리는 것에 의한다. 플래시백이 빈번하게 발생하면, 연소 버너의 소실 등의 문제점의 발생으로 이어진다.
그래서, 플래시백의 방지를 목적으로 하여, 예를 들면 특허문헌 1에 기재되는 예혼합 연소 버너는, 스월러 베인의 내주측 후연부에 절결부를 마련하고 있다. 이 예혼합 연소 버너에 의하면, 스월러 베인의 외주측에서는 만곡면을 따라서 선회 공기류가 형성되지만, 스월러 베인의 내주측에서는 압축 공기가 절결부를 통과하여 연소 버너의 축 방향 하류측에 흐르므로, 스월러 베인의 내주측(선회류의 소용돌이 중심측)에 있어서의 축류 속도가 증가된다. 또한, 이것에 관련된 기술로서, 특허문헌 2에는, 반경 방향 내측의 공기로 역(域)과 반경 방향 외측의 공기로 역을 구획하는 칸막이 벽과, 반경 방향 외측의 공기로 역에 마련된 스월러 베인을 구비한 버너가 기재되어 있다. 이 버너에 의하면, 반경 방향 내측의 공기로 역에서는 공기에 선회를 부여하지 않고, 내측에 있어서의 축류 속도의 증대를 도모하고 있다.
일본 특허 공개 제 2007-285572 호 공보 일본 특허 공개 제 2010-223577 호 공보
그렇지만, 특허문헌 1에 기재되는 연소 버너는, 절결부에 의한 스월러 내주측의 축류 성분의 증가에 의해 플래시백을 어느 정도는 억제 가능하지만, 실제로는 절결부의 후류에 있어서 흐름이 박리되어 난류가 발생하고, 축류 속도의 시간적인 변동이 커진다. 그 때문에, 충분한 축류 속도를 안정적으로 유지하는 것은 어려우며, 플래시백이 발생해 버리는 경우가 있다.
구체적으로는, 난류에 기인한 축류 속도의 변동 성분이 플러스일 때는, 절결부 후류에 있어서의 축류 속도는 커지지만, 축류 속도의 변동 성분이 마이너스일 때는 절결부 후류에 있어서의 축류 속도는 감소된다. 이 때문에, 축류 속도의 변동 성분이 마이너스가 되었을 때, 순간적으로 절결부 후류에 있어서의 축류 속도는 작아지고, 플래시백이 발생하기 쉬워진다.
특허문헌 2에 기재되는 버너는, 반경 방향 내측의 공기로 역과 반경 방향 외측의 공기로 역이 칸막이 벽에 의해서 구획되어 있으므로, 이들 공기로 역 내의 공기 또는 연료가 서로 혼합되는 것은 칸막이 벽보다 하류측이 되어, 혼합이 불충분하게 될 우려가 있다.
상술의 사정에 감안하여, 본 발명의 적어도 일 실시형태는, 노즐 주위의 축 방향 유로에 있어서의 혼합성을 양호하게 유지하면서, 스월러 내주측에 있어서의 플래시백 내성을 향상시킬 수 있는 연소 버너 및 연소기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 연소 버너는,
노즐과,
상기 노즐의 주위에 있어서 상기 노즐의 축 방향을 따라서 연장되는 축 방향 유로에 마련되는 스월러 베인을 구비하고,
상기 스월러 베인은,
상기 축 방향 유로 중 외주측의 영역을 유통하는 기체를 선회 방향으로 선회시키기 위한 선단부와,
상기 선단부에서 보아서 상기 노즐의 직경 방향에 있어서의 내측에 위치하며, 후연측에 절결을 갖는 근본부(根本部)를 포함하며,
상기 축 방향 유로는, 적어도 상기 스월러 베인이 마련된 축 방향 범위에 있어서, 상기 외주측의 영역과 내주측의 영역이 구획되지 않고 서로 연통되어 있으며,
상기 스월러 베인의 상기 근본부의 복면(腹面)의 하류측 영역은, 상기 절결에 의해서, 상기 후연에 근접함에 따라서 상기 선회 방향의 반대로 향하는 만곡면으로서 획정된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스월러 베인의 상기 근본부의 후연은, 상기 선단부의 후연에 비하여, 상기 축 방향의 상류측, 또한 상기 선회 방향의 상류측에 위치하고 있어도 좋다.
상기 연소 버너에 의하면, 스월러 베인의 선단부에 있어서, 축 방향 유로 중 외주측의 영역(이하, 외주측 유로 영역이라 칭함)을 유통하는 기체를 선회시키도록 되어 있다. 이것에 의해, 선단부에서 형성된 선회류에 의해서, 축 방향 유로에 공급되는 연료와 기체의 예혼합을 촉진할 수 있다. 한편, 스월러 베인의 근본부는 하류측에 절결이 형성되어 있으며, 이 절결에 의해서, 근본부의 복면의 하류측 영역에는, 후연에 근접함에 따라서 선회 방향의 반대로 향하는 만곡면이 형성되어 있다. 그 때문에, 축 방향 유로 중 내주측의 영역(이하, 내주측 유로 영역이라 칭함)에 있어서는, 코안다 효과에 의해서 기체가 만곡면에 끌어당겨져 선회 방향과는 반대의 방향으로 정류된다. 그 결과, 근본부의 복면의 상류측 영역에서 기체에 부여된 선회 성분이 근본부의 복면의 하류측 영역에 있어서 약화되고, 내주측 유로 영역에 있어서의 평균 축류 속도가 증가되어, 플래시백 내성을 향상시킬 수 있다. 또한, 근본부의 복면의 하류측 영역의 만곡면을 따라서 기체가 흐르기 때문에, 절결 후류에 있어서 흐름의 박리에 의한 난류의 발생을 억제할 수 있어서, 난류에 기인한 마이너스의 변동 성분에 의해 축류 속도가 불안정해지는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 내주측 유로 영역에 있어서의 축류 속도의 변동을 억제하여, 플래시백 내성을 향상시킬 수 있다.
또한, 연소 버너의 축 방향 유로는, 적어도 스월러 베인이 마련된 축 방향 범위에 있어서, 외주측 유로 영역과 내주측 유로 영역이 구획되지 않고 서로 연통되어 있다. 이것에 의해, 외주측 유로 영역을 흐르는 기체와 내주측 유로 영역을 흐르는 기체의 혼합이 촉진된다. 따라서, 축 방향 유로에 공급되는 연료의 농도 분포가 연소 버너의 직경 방향에 있어서 균일화된다.
몇 가지의 실시형태에 있어서, 상기 스월러 베인의 상기 선단부의 복면은 후연에 근접함에 따라서 상기 선회 방향을 향하는 만곡면을 갖고,
상기 스월러 베인의 복면은 상기 선단부의 상기 만곡면과 상기 근본부의 상기 만곡면의 사이에 단차를 갖는다.
상기 실시형태에 의하면, 스월러 베인의 복면에 형성된 단차에 있어서, 선단부의 만곡면을 따르는 선회 방향의 흐름과, 근본부의 만곡면을 따르는 선회 방향과는 반대의 흐름의 사이에 전단층이 형성된다. 그리고, 이 전단층에서 소용돌이가 발생하여, 외주측 유로 영역을 흐르는 기체와 내주측 유로 영역을 흐르는 기체의 혼합이 촉진된다. 그 때문에, 스월러 베인 상류측에서 연료가 공급되는 경우에는, 연소 버너의 직경 방향에 있어서의 연료 농도 분포를 보다 한층 균일하게 할 수 있다.
몇 가지의 실시형태에 있어서, 상기 근본부의 익형(翼型)은, 상류측 영역에 있어서, 상기 선단부의 익형과 형상이 일치하고 있으며, 하류측 영역에 있어서 상기 절결에 상당하는 부위가 상기 선단부의 익형으로부터 절결된 형상을 갖는다.
이것에 의해, 날개 높이의 전체 길이에 걸쳐서 익형이 실질적으로 동일한 날개 부재를 형성하고, 이 날개 부재의 근본부의 하류측 영역에 절결을 마련하는 것에 의해, 선회 방향의 반대로 향하는 만곡면이 근본부에 마련된 스월러 베인을 용이하게 제조할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 스월러 베인의 상기 근본부의 후연은 상기 노즐의 둘레 방향에 있어서의 위치가 상기 근본부의 전연과 일치하고 있다.
상기 실시형태에 의하면, 스월러 베인의 근본부의 후연이 전연에 대하여 선회 방향 하류측으로 어긋나 있는 경우에 비해, 선회 방향의 반대로 향하는 만곡에 의해서 근본부의 후연이 전연과 동일한 둘레 방향 위치까지 되돌아오고 있기 때문에, 내주측 유로 영역에 있어서의 흐름의 선회 성분을 충분히 약화시켜 평균 축류 속도를 확실히 증대할 수 있다.
일 실시형태에 있어서, 상기 스월러 베인의 상기 근본부의 익형은, 적어도 후연측에 있어서, 상기 후연을 통과하고 상기 축 방향으로 평행한 직선에 대하여 선대칭인 형상을 갖는다.
이것에 의해, 내주측 유로 영역에 있어서의 평균 축류 속도의 증대를 도모할 수 있는 동시에, 근본부의 단면 형상을 간소화할 수도 있으며, 그 경우 스월러 베인의 제조성의 향상이 가능해진다.
다른 실시형태에 있어서, 상기 스월러 베인의 상기 근본부의 후연은, 상기 노즐의 둘레 방향에 있어서, 상기 전연을 통과하고 상기 축 방향으로 평행한 직선을 사이에 두고, 상기 선단부의 후연과는 반대측에 위치한다.
이것에 의해, 전연보다 선회 방향 상류측에 근본부의 후연이 위치하므로, 내주측 유로 영역의 흐름을 선회 방향과는 반대로 확실히 향하게 할 수 있어서, 내주측 유로 영역에 있어서의 선회 성분을 보다 효과적으로 저감할 수 있으며, 따라서 내주측 유로 영역의 평균 축류 속도를 확실히 증가시킬 수 있다.
몇 가지의 실시형태에 있어서, 상기 근본부의 상기 만곡면은, 상기 축 방향 유로의 상기 내주측의 영역을 유통하는 상기 기체를 상기 선회 방향과는 역 방향으로 선회시키도록 구성되어 있다.
이것에 의해, 내주측 유로 영역에 있어서 외주측 유로 영역의 선회 방향과는 역 방향으로 기체가 선회하므로, 보다 한층 효과적으로 내주측 유로 영역에 있어서의 선회 성분을 약화시킬 수 있다.
몇 가지의 실시형태에 있어서, 상기 근본부의 상기 후연을 통과하는 복면의 접선과 상기 근본부의 상기 후연을 통과하는 배면(背面)의 접선으로 형성되는 각(角)의 이등분선은, 상기 후연보다 하류측에 있어서, 상기 축 방향에 대하여, 상기 선회 방향과는 반대로 경사져 있다.
상기 실시형태에 의하면, 외주측 유로 영역에서는 기체가 선회 방향으로 선회하고 있는 것에 반하여, 내주측 유로 영역에서는, 기체가 상기 선회 방향과는 반대로 향하게 된다. 이것에 의해, 내주측 유로 영역에 있어서의 선회 성분을 보다 효과적으로 약화시킬 수 있다.
몇 가지의 실시형태에 있어서, 상기 스월러 베인의 전연은, 적어도 선단부측에 있어서, 상기 노즐의 직경 방향에 있어서 외측에 근접함에 따라서 상기 축 방향의 상류측을 향하도록 상기 직경 방향에 대하여 경사져 있다.
이것에 의해, 스월러 베인의 날개면 상에 있어서의 직경 방향의 압력 구배를 따라서, 기체의 흐름은 내주측 유로 영역에 가까워지기 때문에, 내주측 유로 영역에 있어서의 유량이 상대적으로 증가하며, 그 결과 내주측 유로 영역에 있어서의 평균 축류 속도가 증대된다.
몇 가지의 실시형태에 있어서, 상기 선단부는, 상기 선단부의 하류측 영역에 있어서, 상기 절결에 의해서 형성되는 절결 공간에 대하여 상기 직경 방향의 외측에 위치하며 상기 절결 공간에 면하는 절결 공간 형성면을 갖고,
상기 절결 공간 형성면은, 하류를 향할수록 상기 절결 공간의 상기 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지는 형상을 갖는다.
이것에 의해, 외주측 유로 영역에 있어서의 선회류를 주로 한 흐름과, 내주측 유로 영역의 절결을 통과하는 축류를 주로 한 흐름이 혼합되는 폭을 크게 취할 수 있어서, 축 방향 유로보다 하류측에 있어서의 유속 분포를 균일화할 수 있다. 보염 위치에 있어서의 유속 분포가 균일할수록, 화염면 형상이 평탄에 근접하며, 화염면을 상류 소상시키는 바로클리닝 토크(baroclinic torque)는 작아진다. 따라서, 축 방향 유로보다 하류측에 있어서의 유속 분포가 균일화되는 것에 의해, 내주측 유로 영역에 있어서의 플래시백 내성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 절결 공간 형성면은, 하류를 향할수록 상기 절결 공간의 상기 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지도록 상기 축 방향에 대하여 직선 형상으로 경사진 평탄면이어도 좋다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 연소 버너는,
노즐과,
상기 노즐의 주위에 있어서 상기 노즐의 축 방향을 따라서 연장되는 축 방향 유로에 마련되며, 상기 축 방향 유로를 유통하는 기체 중 적어도 일부를 선회 방향으로 선회시키도록 구성된 스월러 베인을 구비하고,
상기 스월러 베인의 전연은, 적어도 선단부측에 있어서, 상기 노즐의 직경 방향에 있어서 외측에 근접함에 따라서 상기 축 방향의 상류측을 향하도록 상기 직경 방향에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 한다.
상기 실시형태에 의하면, 스월러 베인의 날개면 상에 있어서의 직경 방향의 압력 구배를 따라서, 기체의 흐름은 내주측 유로 영역에 가까워지기 ?문에, 내주측 유로 영역에 있어서의 유량이 상대적으로 증가하고, 그 결과 내주측 유로 영역에 있어서의 평균 축류 속도가 증대된다. 따라서, 플래시백 내성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 연소 버너는,
노즐과,
상기 노즐의 주위에 있어서 상기 노즐의 축 방향을 따라서 연장되는 축 방향 유로에 마련되는 스월러 베인을 구비하고,
상기 스월러 베인은,
상기 축 방향 유로 중 외주측의 영역을 유통하는 기체를 선회 방향으로 선회시키기 위한 선단부와,
상기 선단부에서 보아서 상기 노즐의 직경 방향에 있어서의 내측에 위치하며, 후연측에 절결을 갖는 근본부를 포함하며,
상기 축 방향 유로는, 적어도 상기 스월러 베인이 마련된 축 방향 범위에 있어서, 상기 외주측의 영역과 내주측의 영역이 구획되지 않고 서로 연통되어 있으며,
상기 선단부는, 상기 선단부의 하류측 영역에 있어서, 상기 절결에 의해서 형성되는 절결 공간에 대하여 상기 직경 방향의 외측에 위치하며 상기 절결 공간에 면하는 절결 공간 형성면을 갖고,
상기 절결 공간 형성면은 하류를 향할수록 상기 절결 공간의 상기 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지는 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 연소 버너에 의하면, 외주측 유로 영역에 있어서의 선회류를 주로 한 흐름과, 내주측 유로 영역의 절결을 통과하는 축류를 주로 한 흐름이 혼합되는 폭을 크게 취할 수 있어서, 축 방향 유로보다 하류측에 있어서의 유속 분포를 균일화할 수 있다. 보염 위치에 있어서의 유속 분포가 균일할수록, 화염면 형상이 평탄에 근접하며, 화염면을 상류 소상시키는 바로클리닝 토크(baroclinic torque)는 작아진다. 따라서, 축 방향 유로보다 하류측에 있어서의 유속 분포가 균일화되는 것에 의해, 내주측 유로 영역에 있어서의 플래시백 내성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 연소 버너의 축 방향 유로는, 적어도 스월러 베인이 마련된 축 방향 범위에 있어서, 외주측 유로 영역과 내주측 유로 영역이 구획되지 않고, 서로 연통되어 있다. 이것에 의해, 외주측 유로 영역을 흐르는 기체와 내주측 유로 영역을 흐르는 기체의 혼합이 촉진된다. 따라서, 축 방향 유로에 공급되는 연료의 농도 분포가 연소 버너의 직경 방향에 있어서 균일화된다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 연소기는,
상기 실시형태 중 어느 하나에 기재된 연소 버너와,
상기 연소 버너로부터의 연소 가스를 인도하는 유로를 형성하기 위한 연소기 라이너를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 따른 가스 터빈은,
압축 공기를 생성하기 위한 압축기와,
상기 압축기로부터의 상기 압축 공기에 의해 연료를 연소시켜 연소 가스를 발생시키도록 구성된 상기 연소기와,
상기 연소기로부터의 상기 연소 가스에 의해서 구동되도록 구성된 터빈을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적어도 일 실시형태에 의하면, 축 방향 유로의 내주측 유로 영역에 있어서의 평균 축류 속도를 증대시킬 수 있어서, 플래시백 내성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 가스 터빈을 도시하는 개략 구성도이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 연소기를 도시하는 단면도이다.
도 3은 일 실시형태에 따른 연소기의 요부를 도시하는 단면도이다.
도 4는 일 실시형태에 따른 연소 버너의 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시되는 연소 버너의 A 방향 화살표에서 본 도면이다.
도 6은 일 실시형태에 있어서의 노즐 및 스월러를 도시하는 측면도이다.
도 7은 스월러의 일 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 8은 비교예에 있어서의 노즐 및 스월러를 도시하는 측면도이다.
도 9는 실시형태 및 비교예의 연장관 출구에 있어서의 반경 방향 거리와 평균 축류 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 10은 일 실시형태에 있어서의 스월러의 사시도이다.
도 11은 다른 실시형태에 있어서의 노즐 및 스월러의 측면도이다.
도 12는 도 11에 도시한 스월러 베인의 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 13은 도 11에 도시한 스월러 베인의 다른 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 14는 다른 실시형태에 있어서의 노즐 및 스월러의 측면도이다.
도 15는 실시형태 및 비교예의 연장관 출구에 있어서의 반경 방향 거리와 평균 축류 속도의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 16은 다른 실시형태에 있어서의 노즐 및 스월러의 측면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 몇 가지의 실시형태에 대해 설명한다. 단, 실시형태로서 기재되어 있거나 또는 도면에 도시하고 있는 구성 부품의 치수, 재질, 형상, 그 상대적 배치 등은 본 발명의 범위를 이것에 한정하는 취지가 아니며, 단순한 설명예에 지나지 않는다.
최초에, 본 실시형태에 따른 연소 버너 및 연소기의 적용처의 일 예인 가스 터빈에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다. 또한, 도 1은 일 실시형태에 따른 가스 터빈(1)을 도시하는 개략 구성도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 일 실시형태에 따른 가스 터빈(1)은 산화제로서의 압축 공기를 생성하기 위한 압축기(2)와, 압축 공기 및 연료를 이용하여 연소 가스를 발생시키기 위한 연소기(4)와, 연소 가스에 의해서 회전 구동되도록 구성된 터빈(6)을 구비한다. 발전용의 가스 터빈(1)의 경우, 터빈(6)에는 미도시의 발전기가 연결되며, 터빈(6)의 회전 에너지에 의해서 발전이 실행되도록 되어 있다.
가스 터빈(1)에 있어서의 각 부위의 구체적인 구성예에 대해 설명한다.
압축기(2)는 압축기 차실(10)과, 압축기 차실(10)의 입구 측에 마련되며, 공기를 취입하기 위한 공기 취입구(12)와, 압축기 차실(10) 및 후술하는 터빈 차실(22)을 함께 관통하도록 마련된 로터(8)와, 압축기 차실(10) 내에 배치된 각종의 날개를 구비한다. 각종의 날개는 공기 취입구(12)측에 마련된 입구 안내 날개(14)와, 압축기 차실(10)측에 고정된 복수의 정익(16)과, 정익(16)에 대하여 교대로 배열되도록 로터(8)에 식설된 복수의 동익(18)을 포함한다. 또한, 압축기(2)는, 미도시의 추기실 등의 다른 구성 요소를 구비하고 있어도 좋다. 이러한 압축기(2)에 있어서, 공기 취입구(12)로부터 취입된 공기는 복수의 정익(16) 및 복수의 동익(18)을 통과하여 압축되는 것에 의해 고온 고압의 압축 공기가 된다. 그리고, 고온 고압의 압축 공기는 압축기(2)로부터 후단의 연소기(4)로 이송된다.
연소기(4)는 케이싱(20) 내에 배치된다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 연소기(4)는, 케이싱(20) 내에 로터(8)를 중심으로 하여 환상으로 복수 배치되어 있어도 좋다. 연소기(4)에는 연료와 압축기(2)에서 생성된 압축 공기가 공급되며, 연료를 연소시키는 것에 의해서, 터빈(6)의 작동 유체인 연소 가스를 발생시킨다. 그리고, 연소 가스는 연소기(4)로부터 후단의 터빈(6)으로 이송된다. 또한, 연소기(4)의 상세한 구성예에 대해서는 후술한다.
터빈(6)은 터빈 차실(22)과, 터빈 차실(22) 내에 배치된 각종의 날개를 구비한다. 각종의 날개는 터빈 차실(22)측에 고정된 복수의 정익(24)과, 정익(24)에 대하여 교대로 배열되도록 로터(8)에 식설된 복수의 동익(26)을 포함한다. 또한, 터빈(6)은 출구 안내 날개 등의 다른 구성 요소를 구비하고 있어도 좋다. 터빈(6)에 있어서는, 연소 가스가 복수의 정익(24) 및 복수의 동익(26)을 통과하는 것에 의해 로터(8)가 회전 구동한다. 이것에 의해, 로터(8)에 연결된 발전기가 구동되도록 되어 있다.
터빈 차실(22)의 하류측에는, 배기 차실(28)을 거쳐서 배기실(30)이 연결되어 있다. 터빈(6)을 구동한 후의 연소 가스는 배기 차실(28) 및 배기실(30)을 거쳐서 외부로 배출된다.
다음에, 도 2 및 도 3을 참조하여, 일 실시형태에 따른 연소기(4)의 상세한 구성에 대해 설명한다. 또한, 도 2는 일 실시형태에 따른 연소기를 도시하는 단면도이다. 도 3은 일 실시형태에 따른 연소기의 요부를 도시하는 단면도이다.
도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 일 실시형태에 따른 연소기(4)는 로터(8)를 중심으로 하여 환상으로 복수 배치되어 있다(도 1 참조). 각 연소기(4)는 케이싱(20)에 의해 획정되는 연소기 차실(40)에 마련된 연소기 라이너(46)와, 연소기 라이너(46) 내에 각각 배치된 파일럿 연소 버너(50) 및 복수의 예혼합 연소 버너(메인 연소 버너)(60)를 포함한다. 또한, 연소기(4)는 연소 가스를 바이패스시키기 위한 바이패스 관(미도시) 등의 다른 구성 요소를 구비하고 있어도 좋다.
예를 들면, 연소기 라이너(46)는 파일럿 연소 버너(50) 및 복수의 예혼합 연소 버너(60)의 주위에 배치되는 내통(46a)과, 내통(46a)의 선단부에 연결된 미통(46b)을 갖고 있다.
파일럿 연소 버너(50)는 연소기 라이너(46)의 중심축을 따라서 배치되어 있다. 그리고, 파일럿 연소 버너(50)를 둘러싸도록, 복수의 예혼합 연소 버너(60)가 서로 이격되어 배열되어 있다.
파일럿 연소 버너(50)는 연료 포트(52)에 연결된 파일럿 노즐(노즐)(54)과, 파일럿 노즐(54)을 둘러싸도록 배치된 파일럿 콘(56)과, 파일럿 노즐(54)의 외주에 마련된 스월러(58)를 갖고 있다.
예혼합 연소 버너(60)는 연료 포트(62)에 연결된 메인 노즐(노즐)(64)과, 노즐(64)을 둘러싸도록 배치된 버너 통(66)과, 버너 통(66)과 연소기 라이너(46)(예를 들면 내통(46a))를 연결하는 연장관(65)과, 노즐(64)의 외주에 마련된 스월러(70)를 갖고 있다. 또한, 예혼합 연소 버너(60)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 연장관(65)은 버너 통(66)에 접속되는 상류측 단부면으로부터 하류측 단부면(연장관 출구(65a))까지 연장되어 있다. 또한, 도 3에는 연장관 출구(65a)의 중심 위치를 통과하는 유로 중심선(O')을 도시하고 있다.
상기 구성을 갖는 연소기(4)에 있어서, 압축기(2)에서 생성된 고온 고압의 압축 공기는 차실 입구(42)로부터 연소기 차실(40) 내에 공급되며, 또한 연소기 차실(40)로부터 버너 통(66) 내에 유입된다. 그리고, 이 압축 공기와, 연료 포트(62)로부터 공급된 연료가 버너 통(66) 내에서 예혼합된다. 이 때, 예혼합기는 스월러(70)에 의해 주로 선회류를 형성하며, 연소기 라이너(46) 내로 유입된다. 또한, 압축 공기와, 연료 포트(52)를 거쳐서 파일럿 연소 버너(50)로부터 분사된 연료가 연소기 라이너(46) 내에서 혼합되고, 도시하지 않는 불씨에 의해 착화되고 연소되어, 연소 가스가 발생한다. 이 때, 연소 가스의 일부가 화염을 수반하며 주위로 확산되는 것에 의해, 각 예혼합 연소 버너(60)로부터 연소기 라이너(46) 내에 유입된 예혼합기에 착화되며 연소된다. 즉, 파일럿 연소 버너(50)로부터 분사된 파일럿 연료에 의한 파일럿 화염에 의해서, 예혼합 연소 버너(60)로부터의 예혼합기(예혼합 연료)의 안정 연소를 실행하기 위한 보염을 실행할 수 있다. 그 때, 연소 영역은 예를 들면 내통(46a)에 형성된다.
또한, 본 실시형태에 따른 연소 버너의 구성에 대해, 일 예로서 상술한 예혼합 연소 버너(60)를 이용하여 상세하게 설명한다.
또한, 본 실시형태에 따른 연소 버너는 예혼합 연소 버너(60)에 한정되는 것이 아니며, 노즐의 주위의 축 방향 유로에 스월러(스월러 베인)가 마련된 연소 버너이면 어느 타입의 연소 버너에 대해서도 본 실시형태의 구성을 적용 가능하다. 예를 들면, 연소 버너는 가스 터빈(1)의 연소기(4)에 마련되는 파일럿 연소 버너(50)와 같이 주로 확산 연소되는 타입의 연소 버너라도 좋고, 가스 터빈(1) 이외의 기기에 마련되는 연소 버너라도 좋다.
일 실시형태에 따른 연소 버너(예혼합 연소 버너)(60)의 개략 구성을 도 4 및 도 5에 도시한다. 여기서, 도 4는 일 실시형태에 따른 연소 버너(60)의 노즐 축 방향을 따른 단면도이며, 도 5는 도 4에 도시하는 연소 버너의 A 방향 화살표에서 본 단면도이다.
일 실시형태에 따른 연소 버너(60)는 노즐(연료 노즐)(64)과, 버너 통(66)과, 스월러(70)를 구비하고 있다.
노즐(64)은, 예를 들면 상술한 바와 같이 연료 포트(62)(도 2 및 도 3 참조)에 연결되며, 연료 포트(62)로부터 연료가 공급된다. 연료는 기체라도 액체라도 좋으며, 그 종류도 특별히 한정되지 않는다. 또한, 파일럿 노즐(54)에 공급되는 연료와 노즐(64)에 공급되는 연료를 상이하게 하여도 좋으며, 예를 들면, 파일럿 노즐(54)에 오일 연료가 공급되며, 노즐(64)에 천연 가스 등의 가스 연료가 공급되어도 좋다.
버너 통(66)은 노즐(64)에 대하여 동심 형상으로, 또한 노즐(64)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 즉, 버너 통(66)의 축은 노즐(64)의 축(O)과 대략 일치하며, 또한 버너 통(66)의 직경은 노즐(64)의 직경보다 크다.
그리고, 노즐(64)의 외주면과 버너 통(66)의 내주면의 사이에는, 노즐(64)의 축 방향을 따라서 환상의 축 방향 유로(68)가 형성되어 있다. 이 축 방향 유로(68)에는, 그 상류측(도 4에 있어서 좌측)으로부터 하류측(도 4에 있어서 우측)을 향하여, 압축 공기 등의 기체(G)가 유통된다.
스월러(70)는 축 방향 유로(68)를 유통하는 기체를 선회시키도록 구성되며, 적어도 1개의 스월러 베인(72)을 구비한다. 또한, 도 4 및 도 5에 도시하는 스월러(70)는 노즐(64)을 중심으로 하여 방사상으로 6개의 스월러 베인(72)이 마련된 경우를 예시하고 있다. 단, 도 4에서는, 편의상, 둘레 방향을 따르는 각도 0도와 각도 180도의 위치에 배치된 2개의 스월러 베인(72)만을 도시하고 있다(도 4 상태에서는, 실제로는 합계 4개의 스월러 베인(72)이 보인다).
스월러 베인(72)은 노즐(64)의 주위에 있어서 노즐(64)의 축 방향(축(O) 방향)을 따라서 연장되는 축 방향 유로(68)에 마련되며, 축 방향 유로(68)를 유통하는 기체에 선회력을 부여하도록 구성되어 있다. 스월러 베인(72)은 압력면인 복면(81)과, 부압면인 배면(82)과, 기체의 유통 방향(노즐(64)의 축 방향)에 있어서의 상류측의 단부인 전연(83)과, 기체의 유통 방향(노즐(64)의 축 방향)에 있어서의 하류측의 단부인 후연(84)을 갖고 있다.
또한, 스월러 베인(72)에는, 복수의 분사 구멍(74 내지 77)이 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 일 예로서, 스월러 베인(72)의 복면(81)에 2개의 분사 구멍(74, 75)이 형성되며, 스월러 베인(72)의 배면(82)에 2개의 분사 구멍(76, 77)이 형성된 구성을 도시하고 있다. 복수의 분사 구멍(74 내지 77)은 스월러 베인(72)의 전연(83)측에 마련되어 있어도 좋다. 또한, 동일면에 개구되는 2개의 분사 구멍(74 및 75), 또는 분사 구멍(76 및 77)은 노즐(64)의 축 방향이나 직경 방향에 대하여 서로 위치를 어긋나게 하여 마련되어 있어도 좋다. 이들 분사 구멍(74 내지 77)은 스월러 베인(72)의 내부에 있어서 서로 연통되어 있으며, 또한 노즐(64) 내의 연료 통로에도 연통되어 있다. 그리고, 분사 구멍(74 내지 77)으로부터 분사된 연료는 기체(예를 들면 산화제로서의 압축 공기)와 혼합되어 예혼합기(연료 가스)가 되고, 연소기 라이너(46)에 이송되어 연소되게 된다.
또한, 스월러 베인(72)은 축 방향 유로(68) 중 내주측의 영역(이하, 내주측 유로 영역이라 칭함)(68b)에 위치하는 후연(84)에 절결(90)이 형성되어 있다. 즉, 스월러 베인(72)은 축 방향 유로(68) 중 외주측의 영역(이하, 외주측 유로 영역이라 칭함)(68a)에서는 주로 선회류를 형성하며, 내주측 유로 영역(68b)에서는 절결(90)에 의해서 주로 축류를 형성하도록 구성되어 있다. 또한, 절결(90)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
여기서, 도 6 내지 도 16에 도시하는 실시형태를 참조하여, 스월러 베인(72)의 구체적인 구성예에 대해 설명한다. 단, 도 8은 비교예에 있어서의 스월러 베인을 도시하고 있다. 또한, 도 6 내지 도 16에 있어서, 동일한 부위에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하고 있다.
도 6 내지 도 16에 도시하는 스월러 베인(72a 내지 72d)은 외주측 유로 영역(68a)(도 4 참조)을 유통하는 기체를 선회 방향으로 선회시키기 위한 선단부(85)와, 선단부(85)에서 보아서 노즐(64)의 직경 방향에 있어서의 내측, 즉 내주측 유로 영역(68b)(도 4 참조)에 위치하며, 절결(90a 내지 90d)에 의해서 후연(93)이 획정되는 근본부(86)를 갖고 있다.
스월러 베인(72a 내지 72d)의 선단부(85)의 복면(81)에는, 주로 축 방향 유로(68)를 유통하는 기체에 선회력을 부여하도록, 상류측으로부터 하류측을 향함에 따라서 만곡되는 만곡면(91)이 형성되어 있다. 구체적으로, 스월러 베인(72a 내지 72d)의 선단부(85)의 복면(81)은, 상류측으로부터 하류측을 향함에 따라서, 그 캠버 라인(C)(도 7 참조)과 기체의 흐름 방향(즉 노즐(64)의 축 방향)이 이루는 각도(θ)가 서서히 커지도록 구성되어 있다. 스월러 베인(72a 내지 72d)의 선단부(85)의 하류측 영역에 있어서, 캠버 라인(C)과 기체의 흐름 방향이 이루는 각도(θ)는 20° 이상 30° 이하의 범위라도 좋다. 이와 같이 구성된 선단부(85)의 복면(81)의 만곡면(91)에 의해서, 외주측 유로 영역(68a)을 유통하는 기체는 선회 방향을 향하여 선회하는 선회류(D)를 형성한다.
한편, 스월러 베인(72a 내지 72d)의 근본부(86)의 복면(81)의 하류측 영역은, 절결(90a 내지 90d)에 의해서, 근본부(86)의 후연(93)에 근접함에 따라서 선회 방향의 역으로 향하는 만곡면(92a 내지 92d)으로서 획정되어 있다. 즉, 근본부(86)의 하류측 영역은 선단부(85)와는 반대의 방향으로 만곡되어 있다. 이와 같이 구성된 근본부(86)의 복면(81)의 만곡면(92a 내지 92d)에 의해서, 내주측 영역에서는 기체류(E, F)가 형성된다.
스월러 베인(72a 내지 72d)의 근본부(86)의 후연(93)은, 선단부(85)의 후연에 비해, 축 방향의 상류측, 또한 선회 방향의 상류측에 위치하고 있어도 좋다.
또한, 적어도 스월러 베인(72a 내지 72d)이 마련된 축 방향 범위에 있어서, 축 방향 유로(68)는 외주측 유로 영역(68a)과 내주측 유로 영역(68b)으로 구획되지 않고 서로 연통되어 있다. 또한, 축 방향 범위란 노즐(64)의 축(O)을 따른 범위를 말한다.
즉, 이미 설명한 도 5에 도시하는 바와 같이 노즐(64)의 선단부에서 보아, 복수의 축 방향 유로(68)는, 인접하는 스월러 베인(72)(72a 내지 72d)의 사이에, 축(O)을 중심으로 하여 노즐(64)의 외주측에 방사상으로 형성되어 있다. 그리고, 각각의 축 방향 유로(68)에 있어서, 외주측 유로 영역(68a)과 내주측 유로 영역(68b)이 연통되어 있으며, 노즐(64)의 직경 방향에 하나의 공간이 형성되도록 되어 있다. 또한, 축 방향 유로(68)는, 외주측 유로 영역(68a)과 내주측 유로 영역(68b)의 사이에 다른 부위가 존재하지 않으며, 외주측 유로 영역(68a)과 내주측 유로 영역(68b)이 연통된 구성(도시되는 구성)이어도 좋고, 외주측 유로 영역(68a)과 내주측 유로 영역(68b)의 사이에 다른 부위(도시하지 않는 부위)는 존재하지만 외주측 유로 영역(68a)과 내주측 유로 영역(68b)이 일부 연통된 구성이어도 좋다.
상기 구성에 의하면, 스월러 베인(72a 내지 72d)의 선단부(85)에 있어서, 축 방향 유로(68) 중 외주측 유로 영역(68a)을 유통하는 기체를 선회시키도록 되어 있으므로, 선단부(85)에서 형성된 선회류(D)에 의해서, 축 방향 유로(68)에 공급되는 연료와 기체의 예혼합을 촉진할 수 있다. 한편, 스월러 베인(72a 내지 72d)의 근본부(86)는 하류측에 절결(90a 내지 90d)이 형성되어 있으며, 이 절결(90a 내지 90d)에 의해서, 근본부(86)의 복면(81)의 하류측 영역에는, 후연(93)에 근접함에 따라서 선회 방향의 반대로 향하는 만곡면(92a 내지 92d)이 형성되어 있다. 그 때문에, 축 방향 유로(68) 중 내주측 유로 영역(68b)에 있어서는, 코안다 효과에 의해서 기체가 만곡면(92a 내지 92d)으로 끌어당겨져 선회 방향과는 반대의 방향으로 정류된다. 그 결과, 근본부(86)의 복면(81)의 상류측 영역에서 기체에 부여된 선회 성분이 근본부(86)의 복면(81)의 하류측 영역에 있어서 약화되며, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 평균 축류 속도가 증가되어, 플래시백 내성을 향상시킬 수 있다. 또한, 근본부(86)의 복면(81)의 하류측 영역의 만곡면(92a 내지 92d)을 따라서 기체가 흐르기 때문에, 절결(90a 내지 90d)의 후류에 있어서 흐름의 박리에 의한 난류의 발생을 억제할 수 있어서, 난류에 기인한 마이너스의 변동 성분에 의해 축류 속도가 불안정하게 되는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 축류 속도의 변동을 억제하여, 플래시백 내성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 연소 버너(60)의 축 방향 유로(68)는, 적어도 스월러 베인(72a 내지 72d)이 마련된 축 방향 범위에 있어서, 외주측 유로 영역(68a)과 내주측 유로 영역(68b)이 구획되지 않으며 서로 연통되어 있다. 이것에 의해, 외주측 유로 영역(68a)을 흐르는 기체와 내주측 유로 영역(68b)을 흐르는 기체의 혼합이 촉진된다. 따라서, 축 방향 유로(68)에 공급되는 연료의 농도 분포가 연소 버너(60)의 직경 방향에 있어서 균일화된다.
여기서, 도 9를 참조하여, 본 실시형태에 있어서의 연소 버너와 비교예에 있어서의 연소 버너와의 플래시백 내성을 비교한다. 또한, 도 9는 실시형태 및 비교예의 연장관 출구에 있어서의 반경 방향 거리와 평균 축류 속도의 관계를 나타내는 그래프이다. 동일한 도면에서는, 실시형태로서 도 6 및 도 7에 도시하는 노즐(64) 및 스월러(70a)를 포함하는 연소 버너가 이용되며, 비교예로서 도 8에 도시하는 노즐(120) 및 스월러(102)를 포함하는 연소 버너가 이용된 경우의 각각의 평균 축류 속도를 도시하고 있다.
또한, 도 8에 도시하는 비교예에 있어서, 스월러(102)는 노즐(120)의 주위에 방사상으로 마련된 복수의 스월러 베인(104)을 구비한다. 스월러 베인(104)은 외주측의 선단부(116)와, 내주측의 근본부(118)를 갖는다. 또한, 스월러 베인(104)은 압력면인 복면(106)과, 부압면인 배면(108)과, 전연(110) 및 후연(112)을 갖는다. 이들 구성(예를 들면 스월러 베인의 수나 배치)에 있어서 비교예는 본 실시형태의 구성과 대략 동일하다. 또한 스월러 베인(104)은 본 실시형태와는 구성이 상이한 절결(115)을 갖고 있다. 절결(115)은 스월러 베인(104)의 근본부(118)의 하류측 영역에 형성되어 있으며, 이 절결(115)에 의해서, 근본부(118)의 후연(114)이 노즐(120)의 축(O)에 대하여 직교하는 평면 형상으로 획정되어 있다. 즉, 근본부(118)의 후연(114)은, 근본부(118)의 복면(106)과 배면(108)의 사이에, 노즐(120)의 축(O)에 대하여 직교하는 단부면에 의해서 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 발명자들의 지견에 의해서, 연소 버너에서 발생하는 플래시백(특히 보텍스 코어(vortex core) 플래시백)은, 연소 버너의 평균 축류 속도가 내주측 유로 영역(68b)에 있어서 극단적으로 저하되었을 때에 일어나기 쉬운 것을 알 수 있다. 그래서, 본 실시형태에 있어서의 연소 버너 및 비교예에 있어서의 연소 버너의 각각에 있어서, 유체 해석(CFD:Computational Fluid Dynamics)을 이용하여, 노즐(64, 120)의 반경 방향 거리에 대한 평균 축류 속도를 산출했다. 여기에서 말하는 평균 축류 속도란, 노즐(64, 120)의 하류측의 연장관 출구에 있어서의 축류 속도를 규정 시간으로 평균을 낸 값이다.
그 결과, 비교예에 있어서의 연소 버너에서는, 내주측 유로 영역에 있어서는, 외주측 유로 영역보다 대폭 평균 축류 속도가 작아지고, 연장관 출구에 있어서의 평균 축류 속도 분포(도 9의 점선)에 있어서, 유로 중심축(O')에 있어서의 평균 축류 속도가 저하되었다. 그 이유로서, 비교예에 있어서의 스월러 베인(104)은 근본부(118)의 후연(114)이 노즐(120)의 축(O)에 대하여 직교하는 단부면에 의해서 형성되어 있으므로, 근본부(118)의 상류측 영역을 따라서 흘러온 기체는 후연(114)에 있어서 근본부(118)로부터 박리되며, 절결(115)의 하류측에서 난류가 발생하기 때문이라고 고려된다.
한편, 본 실시형태에 있어서의 연소 버너에서는, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 평균 축류 속도가 비교예보다 커졌기 때문에, 연장관 출구(65a)에 있어서의 평균 축류 속도 분포(도 9의 실선)에 있어서, 유로 중심축(O')에 있어서의 평균 축류 속도의 저하가 억제되었다. 즉, 본 실시형태에 의하면, 연장관 출구(65a)에 있어서의 평균 축류 속도 분포가 비교예에 비하여 균일화되었다. 이것은, 상술한 바와 같이, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서 절결(90a)에 의해서 기체가 선회 방향과는 반대의 방향으로 정류되며, 근본부(86)의 복면(81)의 상류측 영역에서 기체에 부여된 선회 성분이 근본부(86)의 복면(81)의 하류측 영역에 있어서 약화되어, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 평균 축류 속도가 증가된 것이라고 고려된다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 축류 속도의 변동을 억제하여, 플래시백 내성을 향상시킬 수 있는 것이다.
상술한 본 실시형태에 있어서의 연소 버너의 기본적인 구성에 부가하여, 본 실시형태에 있어서의 연소 버너는 이하의 몇 가지의 구성을 추가로 구비하고 있어도 좋다. 또한, 일 실시형태에 있어서는, 다른 도면에 도시하는 복수의 구성을 조합하여도 좋은 것은 물론이다.
도 6은 일 실시형태에 있어서의 노즐(64) 및 스월러(70a)를 도시하는 측면도이다. 도 7은 스월러(70a)의 일 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 6 및 도 7에 도시하는 바와 같이, 스월러 베인(72a)에 있어서, 근본부(86)의 익형(노즐(64)의 직경 방향과 직교하는 평면에서 본 단면 형상, 이하, 동일함)은 상류측 영역에 있어서 선단부(85)의 익형과 형상이 일치하고 있으며, 하류측 영역에 있어서 절결(90a)에 상당하는 부위가 선단부(85)의 익형으로부터 절결된 형상을 갖는다. 또한, 이 구성은 2차원 날개에 있어서 매우 바람직하게 이용된다.
이것에 의해, 스월러 베인(72a)의 날개 높이의 전체 길이에 걸쳐서 익형이 실질적으로 동일한 날개 부재를 형성하며, 이 날개 부재의 근본부(86)의 하류측 영역에 절결(90a)을 마련하는 것에 의해, 선회 방향의 반대로 향하는 방향의 만곡면이 근본부(86)에 마련된 스월러 베인(72a)을 용이하게 제조할 수 있다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 스월러 베인(72a)의 근본부(86)의 후연(93)은 노즐(64)의 둘레 방향에 있어서의 위치가 근본부(86)의 전연(83)과 일치하고 있어도 좋다. 즉, 스월러 베인(72a)의 전연(83)을 통과하며 노즐(64)의 축(O)을 따른 직선(L1) 상에, 근본부(86)의 후연(93)이 위치하고 있다.
상기 실시형태에 의하면, 스월러 베인(72a)의 근본부(86)의 후연(93)이 전연(83)에 대하여 선회 방향 하류측으로 어긋나 있는 경우에 비해, 선회 방향의 반대로 향하는 만곡에 의해서 근본부(86)의 후연(93)이 전연(83)과 동일한 둘레 방향 위치까지 되돌아오고 있기 때문에, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 흐름의 선회 성분을 충분히 약화시켜 평균 축류 속도를 확실히 증대할 수 있다.
또한, 스월러 베인(72a)의 근본부(86)의 익형은, 적어도 후연(93)측에 있어서, 후연(93)을 통과하며 축 방향으로 평행한 직선(L1)에 대하여 선대칭인 형상을 갖고 있어도 좋다. 예를 들면, 스월러 베인(72a)의 근본부(86)의 익형은 타원 형상, 눈물형 형상, 타원 형상 등을 들 수 있다. 또한, 상기 구성에 부가하여 근본부(86)의 익형은, 전연(83)측과 후연(93)측이, 축 방향으로 직교하는 직선에 대하여 선대칭이어도 좋다(예를 들면 타원 형상이나 장원 형상).
이것에 의해, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 평균 축류 속도의 증대를 도모할 수 있는 동시에, 근본부(86)의 단면 형상을 간소화할 수도 있으며, 그 경우 스월러 베인(72a)의 제조성의 향상이 가능하게 된다.
도 10은 일 실시형태에 있어서의 스월러의 사시도이다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 일 실시형태에 있어서, 스월러 베인(72a)의 선단부(85)의 복면(81)은 후연(84)에 근접함에 따라서 선회 방향을 향하는 만곡면(91)을 갖고 있는 동시에, 스월러 베인(72a)의 복면(81)은 선단부(85)의 만곡면(91)과 근본부(86)의 만곡면(92a)의 사이에서 단차(95)를 갖는다.
상기 실시형태에 의하면, 스월러 베인(72a)의 복면(81)에 형성된 단차(95)에 있어서, 선단부(85)의 만곡면(91)을 따르는 선회 방향의 흐름(D)과, 근본부(86)의 만곡면(92a)을 따르는 선회 방향과는 반대의 흐름(E)의 사이에 전단층이 형성된다. 그리고, 이 전단층에서 소용돌이가 발생하고, 외주측 유로 영역(68a)을 흐르는 기체와 내주측 유로 영역(68b)을 흐르는 기체의 혼합이 촉진된다. 그 때문에, 스월러 베인(72a)의 상류측에서 연료가 공급되는 경우에는, 연소 버너(60)의 직경 방향에 있어서의 연료 농도 분포를 보다 한층 균일하게 할 수 있다.
도 11은 다른 실시형태에 있어서의 노즐 및 스월러의 측면도이다. 도 12는 도 11에 도시한 스월러 베인의 구성예를 도시하는 평면도이다. 도 13은 도 11에 도시한 스월러 베인의 다른 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 11에 도시하는 바와 같이, 다른 실시형태에 있어서의 스월러(70b)에 있어서, 근본부(86)의 만곡면(92b)은 축 방향 유로의 내주측 유로 영역(68b)을 유통하는 기체를 선회 방향과는 역 방향으로 선회시키도록 구성되어 있어도 좋다. 이것에 의해, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서 외주측 유로 영역(68a)의 선회 방향과는 역 방향으로 기체가 선회하므로, 보다 한층 효과적으로 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 선회 성분을 약화시킬 수 있다.
도 11 및 도 12에 도시하는 바와 같이, 다른 실시형태에 있어서, 스월러 베인(72b)의 근본부(86)의 후연(93)은, 노즐(64)의 둘레 방향에 있어서, 전연(83)을 통과하며 축 방향으로 평행한 직선(L2)을 사이에 두고, 선단부(85)의 후연(84)과는 반대측에 위치하여도 좋다. 이것에 의해, 전연(83)보다 선회 방향 상류측에 근본부(86)의 후연(93)이 위치하므로, 내주측 유로 영역(68b)(도 5 참조)의 흐름을 선회 방향과는 반대로 확실히 향하게 할 수 있어서, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 선회 성분을 보다 효과적으로 저감할 수 있으며, 따라서 내주측 유로 영역(68b)의 평균 축류 속도를 확실히 증가시킬 수 있다.
도 11 및 도 13에 도시하는 바와 같이, 다른 실시형태에 있어서, 스월러 베인(72b)의 근본부(86)의 후연(93)을 통과하는 배면(82)의 접선(L3)과, 근본부(86)의 후연(93)을 통과하는 복면(81)의 접선(L4)으로 형성되는 각(α)의 이등분선(L5)은, 근본부(86)의 후연(93)보다 하류측에 있어서, 축 방향에 대하여 선회 방향과는 반대로 경사져 있어도 좋다.
상기 실시형태에 의하면, 외주측 유로 영역(68a)(도 5 참조)에서는 기체가 선회 방향으로 선회하고 있는 것에 대하여, 내주측 유로 영역(68b)(도 5 참조)에서는, 기체가 선회 방향과는 반대로 향하게 된다. 이것에 의해, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 선회 성분을 보다 효과적으로 약화시킬 수 있다.
도 14는 다른 실시형태에 있어서의 노즐 및 스월러의 측면도이다.
도 14에 도시하는 바와 같이, 다른 실시형태에서는, 스월러 베인(72c)의 선단부(85)는, 선단부(85)의 하류측 영역에 있어서, 절결(90c)에 의해서 형성되는 절결 공간에 대하여 직경 방향의 외측에 위치하며, 절결 공간에 면하는 절결 공간 형성면(96)을 갖고 있다. 이 절결 공간 형성면(96)은 하류를 향할수록 절결 공간의 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지는 형상을 갖는다. 구체적으로는, 절결 공간의 직경 방향에 있어서의 폭, 즉 절결 공간 형성면(96)과 노즐(64)의 외주면의 거리에 관하여, 절결(90c)의 상류측(예를 들면 근본부(86)의 후연(93)의 축 방향 위치)의 거리(H1)보다, 하류측(예를 들면 선단부(85)의 후연(84)의 축 방향 위치)의 거리(H2)가 크다. 또한, 상류측의 거리(H1)로부터 하류측의 거리(H2)까지 서서히 커지도록, 절결 공간 형성면(96)이 형성되어 있어도 좋다. 또는, 절결 공간 형성면(96)은 하류를 향할수록 절결 공간의 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지도록 축 방향에 대하여 직선 형상으로 경사진 평탄면이어도 좋다. 또한, 상류측의 거리(H1)로부터 하류측의 거리(H2)까지, 스월러 베인(72c)의 직경 방향 높이(H)의 3% 이상 20% 이하여도 좋다. 예를 들면, 하한값인 상류측의 거리(H1)는 3% 이상이며, 상한값인 하류측의 거리(H2)는 20% 이하로 한다.
상기 실시형태에 의하면, 외주측 유로 영역(68a)에 있어서의 선회류를 주로 한 흐름과, 내주측 유로 영역(68b)의 절결(90c)을 통과하는 축류를 주로 한 흐름이 혼합되는 폭을 크게 취할 수 있어서, 축 방향 유로(68)보다 하류측에 있어서의 유속 분포를 균일화할 수 있다. 보염 위치에 있어서의 유속 분포가 균일할수록, 화염면 형상이 평탄하게 근접하며, 화염면을 상류 소상시키는 바로클리닉 토크(baroclinic torque)는 작아진다. 따라서, 축 방향 유로(68)보다 하류측에 있어서의 유속 분포가 균일화됨으로써, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 플래시백 내성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
또한, 도 14에 도시하는 다른 실시형태에 있어서의 스월러(70c)에 있어서, 스월러 베인(72c)에서는, 근본부(86)의 후연(93)이 만곡면(92c)을 갖는 경우에 대해 예시하고 있지만, 근본부(86)의 후연(93)이 만곡면(92c)을 갖고 있지 않은 구성으로 하여도 좋다. 즉, 스월러 베인(72c)은, 절결 공간 형성면(96)이, 하류를 향할수록 절결 공간의 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지는 형상을 갖는 동시에, 근본부(86)의 후연(93)이 비교예의 후연(114)과 마찬가지로 평면 형상으로 형성된 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 스월러 베인(72c)은 축 방향 유로(68) 중 외주측 유로 영역(68a)을 유통하는 기체를 선회 방향으로 선회시키기 위한 선단부(85)와, 선단부(85)에서 보아서 노즐(64)의 직경 방향에 있어서의 내측에 위치하며, 후연측에 절결(90c)을 갖는 근본부(86)를 포함한다. 또한, 축 방향 유로(68)는, 적어도 스월러 베인(72c)이 마련된 축 방향 범위에 있어서, 외주측 유로 영역(68a)과 내주측 유로 영역(68b)이 구획되지 않고 서로 연통되어 있다. 또한, 선단부(85)는, 선단부(85)의 하류측 영역에 있어서, 절결(90c)에 의해서 형성되는 절결 공간에 대하여 직경 방향의 외측에 위치하며 상기 절결 공간에 면하는 절결 공간 형성면(96)을 갖고, 절결 공간 형성면(96)은 하류를 향할수록 절결 공간의 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지는 형상을 갖는다.
여기서, 도 15를 참조하여, 본 실시형태에 있어서의 연소 버너와 비교예에 있어서의 연소 버너의 플래시백 내성을 비교한다. 또한, 도 15는 실시형태 및 비교예의 연장관 출구에 있어서의 반경 방향 거리와 평균 축류 속도의 관계를 나타내는 그래프이다. 동일한 도면에서는, 실시형태로서, 도 14에 도시하는 노즐(64) 및 스월러(70c)를 포함하는 연소 버너가 이용되며, 비교예로서, 도 8에 도시하는 노즐 및 스월러를 포함하는 연소 버너가 이용된 경우의 각각의 평균 축류 속도를 도시하고 있다.
또한, 도 14에서는 근본부(86)의 후연(93)이 만곡면(92c)을 갖는 경우에 대해 예시하고 있지만, 이하의 해석에 있어서는, 근본부(86)의 후연(93)이 만곡면(92c)을 갖지 않는 스월러 베인을 이용하고 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서의 연소 버너로서, 절결 공간 형성면(96)이 하류를 향할수록 절결 공간의 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지는 형상을 갖는 동시에, 근본부(86)의 후연(93)이 비교예와 마찬가지로 평면 형상으로 형성되어 있는 연소 버너를 이용한다.
본 실시형태에 있어서의 연소 버너 및 비교예에 있어서의 연소 버너의 각각에 있어서, 유체 해석(CFD:Computational Fluid Dynamics)을 이용하여, 노즐(64, 120)의 반경 방향 거리에 대한 평균 축류 속도를 산출했다.
그 결과, 비교예에 있어서의 연소 버너에서는, 내주측 유로 영역에 있어서는, 외주측 유로 영역보다 큰 폭으로 평균 축류 속도가 작아지고, 연장관 출구에 있어서의 평균 축류 속도 분포(도 15의 점선)에 있어서, 유로 중심축(O')에 있어서의 평균 축류 속도가 저하되었다.
한편, 본 실시형태에 있어서의 연소 버너에서는, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 평균 축류 속도가 비교예보다 커졌기 때문에, 연장관 출구(65a)에 있어서의 평균 축류 속도 분포(도 15의 실선)에 있어서, 유로 중심축(O')에 있어서의 평균 축류 속도의 저하가 억제되었다. 즉, 본 실시형태에 의하면, 연장관 출구(65a)에 있어서의 평균 축류 속도 분포가 비교예에 비해 균일화되었다. 이것은, 상술한 바와 같이, 외주측 유로 영역(68a)에 있어서의 선회류를 주로 한 흐름과, 내주측 유로 영역(68b)의 절결(90c)을 통과하는 축류를 주로 한 흐름이 혼합되는 폭을 크게 취할 수 있으므로, 축 방향 유로(68)보다 하류측에 있어서의 유속 분포를 균일화할 수 있는 것이라고 고려된다.
이와 같이, 본 실시형태에 의하면, 축 방향 유로(68)보다 하류측에 있어서의 유속 분포가 균일화되는 것에 의해, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 플래시백 내성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.
도 16은 다른 실시형태에 있어서의 노즐 및 스월러의 측면도이다.
도 16에 도시하는 바와 같이, 스월러 베인(72d)의 전연(83')은, 적어도 선단부(85)측에 있어서, 노즐(64)의 직경 방향에 있어서 외측에 근접함에 따라서 축 방향의 상류측을 향하도록 직경 방향에 대하여 경사져 있다. 전연(83')의 경사는 노즐(64)의 직경 방향에 있어서의 스월러 베인(72d)의 전연(83')의 전체 영역에 마련되어도 좋다. 또는, 전연(83')의 경사는 노즐(64)의 직경 방향에 있어서의 적어도 일부의 전연(83')의 영역에 마련되어도 좋으며, 특히 노즐(64)의 직경 방향에 있어서의 외주측(외주측 유로 영역(68a)에 상당하는 부위)에 마련되어도 좋다.
이것에 의해, 스월러 베인(72d)의 날개면 상에 있어서의 직경 방향의 압력 구배에 따라서, 기체의 흐름은 내주측 유로 영역(68b)(도 5 참조)에 가까워져 가기 때문에, 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 유량이 상대적으로 증가되며, 그 결과 내주측 유로 영역(68b)에 있어서의 평균 축류 속도가 증대된다.
또한, 도 16에 도시하는 다른 실시형태에 있어서의 스월러(70d)에 있어서, 스월러 베인(72d)은 근본부(86)의 하류측에 절결(90d)이 형성된 구성에 대하여 예시했지만, 절결(90d)이 형성되어 있지 않아도 좋다. 또한, 도 16에 도시하는 다른 실시형태에 있어서의 스월러 베인(72d)은, 도 14의 실시형태에서 설명한 바와 같이, 하류를 향할수록 절결 공간의 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지는 절결 공간 형성면을 갖는 절결을 구비하고 있어도 좋다.
본 발명은 상술한 실시형태에 한정되는 일은 없으며, 상술한 실시형태에 변형을 가한 형태나, 이들 형태를 적절히 조합한 형태도 포함한다.
예를 들면, 상기 실시형태에서는 일 예로서 예혼합 연소 방식의 연소 버너에 대해 설명했다. 예혼합 연소 방식의 연소 버너는, 연소 온도가 국소적으로 상승하는 것을 억제할 수 있기 때문에, NOX의 생성 억제에 유효하다. 단, 본 발명의 실시형태는, 확산 연소 방식의 연소 버너에 대해서도 적용 가능하다. 그 경우, 스월러 베인은 연료 분사 구멍을 갖고 있지 않으며, 축 방향 유로에는 연료가 대부분 존재하지 않는 형태도 포함한다.
또한, 상기 실시형태에서는, 주로 2차원 날개를 예시하고 있지만, 본 발명의 실시형태는 3차원 날개에도 적용 가능하다.
또한, 상기 실시형태에 있어서, 예를 들면, "어느 방향으로", "어느 방향을 따라서", "평행", "직교", "중심", "동심" 또는 "동축" 등의 상대적 또는 절대적인 배치를 나타내는 표현은 엄밀하게 그러한 배치를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 또는, 동일한 기능을 얻을 수 있는 정도의 각도나 거리를 갖고 상대적으로 변위하고 있는 상태도 나타내야 한다.
예를 들면, "동일", "동등함" 및 "균질" 등의 사물이 동등한 상태인 것을 나타내는 표현은 엄밀하게 동등한 상태를 나타낼 뿐만 아니라, 공차, 또는, 동일한 기능을 얻을 수 있는 정도의 차이가 존재하고 있는 상태도 나타내야 한다.
예를 들면, 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타내는 표현은 기하학적으로 엄밀한 의미에서의 사각 형상이나 원통 형상 등의 형상을 나타낼 뿐만 아니라, 동일한 효과를 얻을 수 있는 범위에서, 요철부나 면취부 등을 포함하는 형상도 나타내야 한다.
한편, 하나의 구성 요소를 "구비한다", "갖는다", "구비한다", "포함한다", 또는, "갖고 있다"라고 하는 표현은 다른 구성 요소의 존재를 제외하는 배타적인 표현은 아니다.
1 : 가스 터빈
2 : 압축기
4 : 연소기
6 : 터빈
8 : 로터
10 : 압축기 차실
22 : 터빈 차실
28 : 배기 차실
40 : 연소기 차실
46 : 연소기 라이너
46a : 내통
46b : 미통
50 : 연소 버너(파일럿 연소 버너)
52 : 연료 포트
54 : 노즐(파일럿 노즐)
56 : 파일럿 콘
58 : 스월러
60 : 연소 버너(예혼합 연소 버너)
62 : 연료 포트
64 : 노즐(메인 노즐)
65 : 연장관
65a : 연장관 출구
66 : 버너 통
68 : 축 방향 유로
68a : 외주측 유로 영역
68b : 내주측 유로 영역
70, 70a 내지 70d : 스월러
72, 72a 내지 72d : 스월러 베인
74 내지 77 : 분사 구멍
81 : 복면
82 : 배면
83, 83' : 전연
84 : 후연
85 : 선단부
86 : 근본부
86a : 외주측 유로 영역
86b : 내주측 유로 영역
90, 90a 내지 90d : 절결
91 : 만곡면
92a 내지 92d : 만곡면
93 : 후연
95 : 단차
96 : 절결 공간 형성면

Claims (16)

  1. 노즐과,
    상기 노즐의 주위에 있어서 상기 노즐의 축 방향을 따라서 연장되는 축 방향 유로에 마련되는 스월러 베인을 구비하고,
    상기 스월러 베인은,
    상기 축 방향 유로 중 외주측의 영역을 유통하는 기체를 선회 방향으로 선회시키기 위한 선단부와,
    상기 선단부에서 보아서 상기 노즐의 직경 방향에 있어서의 내측에 위치하며, 후연측에 절결을 갖는 근본부를 포함하며,
    상기 축 방향 유로는, 적어도 상기 스월러 베인이 마련된 축 방향 범위에 있어서, 상기 외주측의 영역과 내주측의 영역이 구획되지 않고 서로 연통되어 있으며,
    상기 스월러 베인의 상기 근본부의 복면의 하류측 영역은, 상기 절결에 의해서, 상기 후연에 근접함에 따라서 상기 선회 방향의 반대로 향하는 만곡면으로서 획정되며,
    상기 스월러 베인의 상기 선단부의 복면은 후연에 근접함에 따라서 상기 선회 방향을 향하는 만곡면을 갖고,
    상기 스월러 베인의 복면은 상기 선단부의 상기 만곡면과 상기 근본부의 상기 만곡면의 사이에 단차를 갖는 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 근본부의 익형은, 상류측 영역에 있어서 상기 선단부의 익형과 형상이 일치하고 있으며, 하류측 영역에 있어서 상기 절결에 상당하는 부위가 상기 선단부의 익형으로부터 절결된 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스월러 베인의 상기 근본부의 후연은, 상기 선단부의 후연에 비해, 상기 축 방향의 상류측, 또한 상기 선회 방향의 상류측에 위치하는 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스월러 베인의 상기 근본부의 후연은 상기 노즐의 둘레 방향에 있어서의 위치가 상기 근본부의 전연과 일치하고 있는 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스월러 베인의 상기 근본부의 익형은, 적어도 후연측에 있어서, 상기 후연을 통과하며 상기 축 방향으로 평행한 직선에 대하여 선대칭인 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 스월러 베인의 상기 근본부의 후연은, 상기 노즐의 둘레 방향에 있어서, 상기 근본부의 전연을 통과하며 상기 축 방향으로 평행한 직선을 사이에 두고, 상기 선단부의 후연과는 반대측에 위치하는 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 근본부의 상기 만곡면은, 상기 축 방향 유로의 상기 내주측의 영역을 유통하는 상기 기체를 상기 선회 방향과는 역 방향으로 선회시키도록 구성된 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 근본부의 상기 후연을 통과하는 복면의 접선과 상기 근본부의 상기 후연을 통과하는 배면의 접선으로 형성되는 각의 이등분선은, 상기 후연보다 하류측에 있어서, 상기 축 방향에 대하여 상기 선회 방향과는 반대로 경사져 있는 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스월러 베인의 전연은, 적어도 선단부측에 있어서, 상기 노즐의 직경 방향에 있어서 외측에 근접함에 따라서 상기 축 방향의 상류측을 향하도록 상기 직경 방향에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 선단부는, 상기 선단부의 하류측 영역에 있어서, 상기 절결에 의해서 형성되는 절결 공간에 대하여 상기 직경 방향의 외측에 위치하며 상기 절결 공간에 면하는 절결 공간 형성면을 갖고,
    상기 절결 공간 형성면은 하류를 향할수록 상기 절결 공간의 상기 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 절결 공간 형성면은, 하류를 향할수록 상기 절결 공간의 상기 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지도록 상기 축 방향에 대하여 직선 형상으로 경사진 평탄면인 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  12. 노즐과,
    상기 노즐의 주위에 있어서 상기 노즐의 축 방향을 따라서 연장되는 축 방향 유로에 마련되며, 상기 축 방향 유로를 유통하는 기체 중 적어도 일부를 선회 방향으로 선회시키도록 구성된 스월러 베인을 구비하고,
    상기 스월러 베인의 전연은, 선단부측에서만, 상기 노즐의 직경 방향에 있어서 외측에 근접함에 따라서 상기 축 방향의 상류측을 향하도록 상기 직경 방향에 대하여 경사져 있는 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  13. 노즐과,
    상기 노즐의 주위에 있어서 상기 노즐의 축 방향을 따라서 연장되는 축 방향 유로에 마련되는 스월러 베인을 구비하고,
    상기 스월러 베인은,
    상기 축 방향 유로 중 외주측의 영역을 유통하는 기체를 선회 방향으로 선회시키기 위한 선단부와,
    상기 선단부에서 보아서 상기 노즐의 직경 방향에 있어서의 내측에 위치하며, 후연측에 절결을 갖는 근본부를 포함하며,
    상기 축 방향 유로는, 적어도 상기 스월러 베인이 마련된 축 방향 범위에 있어서, 상기 외주측의 영역과 내주측의 영역이 구획되지 않고 서로 연통되어 있으며,
    상기 선단부는, 상기 선단부의 하류측 영역에 있어서, 상기 절결에 의해서 형성되는 절결 공간에 대하여 상기 직경 방향의 외측에 위치하며 상기 절결 공간에 면하는 절결 공간 형성면을 갖고,
    상기 절결 공간 형성면은, 하류로 향할수록 상기 절결 공간의 상기 직경 방향에 있어서의 폭이 넓어지도록 상기 축 방향에 대하여 직선형상으로 경사진 평탄면인 것을 특징으로 하는
    연소 버너.
  14. 제 1 항, 제 2 항, 제 12 항 및 제 13 항 중 어느 한 항에 기재된 연소 버너와,
    상기 연소 버너로부터의 연소 가스를 인도하는 유로를 형성하기 위한 연소기 라이너를 구비하는 것을 특징으로 하는
    연소기.
  15. 압축 공기를 생성하기 위한 압축기와,
    상기 압축기로부터의 상기 압축 공기에 의해 연료를 연소시켜 연소 가스를 발생시키도록 구성된 제 14 항에 기재된 연소기와,
    상기 연소기로부터의 상기 연소 가스에 의해서 구동되도록 구성된 터빈을 구비하는 것을 특징으로 하는
    가스 터빈.
  16. 삭제
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