KR101905342B1 - 연소기, 가스 터빈 - Google Patents

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미츠비시 히타치 파워 시스템즈 가부시키가이샤
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Abstract

연소기(3)는 내측에 유로를 형성하는 꼬리통(30)과, 상기 유로의 상류측에서 꼬리통(30) 내에 삽입되어 연소 가스를 상기 유로 내에 불어넣음과 동시에, 필름 공기를 꼬리통(30)의 내주면(30a)과의 사이에 불어넣는 틈새(S1)를 형성하는 내통(20)을 가지는 연소기 본체와, 틈새(S1)의 출구보다도 상류측에서 연소기 본체의 외주측에서 접속됨과 동시에, 상기 유로에 연통하는 연결 구멍(C3)이 내측에 형성된 연결관(C1)과, 연결관(C1)의 외부에서 도입한 압축 공기(A)를 연결관(C1)과 상기 연소기 본체의 연결부(C)에 따른 하류측인, 틈새(S1)의 상기 출구와 동일한 위치에서 상기 연소기 본체의 원주 방향에 걸친 유속 분포가 균일해지도록 불어넣게 하는 플로 가이드(40)를 구비한다.

Description

연소기, 가스 터빈{COMBUSTOR AND GAS TURBINE}
본 발명은 연소기 및 이들을 구비하는 가스 터빈에 관한 것이다.
본 출원은 2014년 9월 25일에 출원된 일본 특허출원 제2014-195036호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
가스 터빈은 압축 공기를 생성하는 압축기와, 연료를 압축 공기 중에서 연료를 연소시켜 연소 가스를 생성하는 연소기와, 연소 가스에 의해 회전 구동시키는 터빈을 구비하고 있다. 연소기는 연료 및 공기를 공급하는 내통과 내통에서 공급된 연료 및 공기에 의해 화염이 내부에 형성되어, 연소 가스를 생성하는 꼬리통을 가지고 있다.
종래, 꼬리통에서 생성되는 연소 가스에 의해 꼬리통의 내벽면이 손상하는 것을 방지하기 위해, 내통의 선단부를 구성하는 출구 외측 링과 꼬리통 사이의 틈새에서 필름 공기를 공급하는 구조가 알려져 있다.
여기서, 실제 가스 터빈을 구성함에 있어서는 여러 개의 연소기를 가스 터빈의 외주를 따라 배치함과 동시에, 이들을 연결관에 의해 연결하는 구성이 채택되는 경우가 많다. 이와 같은 연소기에서는 하나의 연소기에만 점화전을 설치한 후에 점화된 연소기 내의 화염을 연결관을 통하여 다른 연소기에 전반시킴으로써, 연소기 전체에 착화한다. 상술한 것 같은 연결관을 연소기에 설치하는 경우에는, 구체적으로는 연소기의 내통의 벽면에 개구를 설치하고, 서로 이웃하는 개구들 사이를 연결관으로 연결하는 구성이 채택된다. 또한, 이와 같은 연결관도 필름 공기에 의한 열로부터의 보호를 필요로 한다는 점에서는 연소기의 내통, 꼬리통과 동일하다.
연결관을 필름 공기에 의해 보호하기 위한 기술로서, 예를 들어 특허문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에 기재된 연소기에서는 연결관(바이패스관)의 내부에 슬리브를 설치함으로써 유로가 구획 형성된다. 이 유로에 공기를 유통시킴으로써, 바이패스관의 측벽에 필름 공기가 공급된다.
일본 공개특허공보 제2004-92409호
그러나, 특허문헌 1에 기재된 연소기에서는 바이패스관의 보호에 제공된 필름 공기에 의해, 연소기 내의 유로에 따른 압축 공기의 흐름에 혼란을 발생시킬 가능성이 있다. 특히, 바이패스관이 연결되는 영역 근방에서, 필름 공기의 박리를 발생시키게 된다. 이것에 의해, 연소기에 손상을 발생시킬 가능성이 있다.
본 발명의 제1형태에 의하면, 연소기는 내측에 유로를 형성하는 꼬리통과, 상기 유로의 상류측에서 상기 꼬리통 내에 삽입되어 연소 가스를 상기 유로 내에 불어넣음과 동시에, 필름 공기를 상기 꼬리통의 내주면과의 사이에 불어넣는 틈새를 형성하는 내통을 가지는 연소기 본체와, 상기 틈새의 출구보다도 상류측에서 상기 연소기 본체의 외주측에서 접속됨과 동시에, 상기 유로에 연통하는 연결관과 상기 연결관의 외부에서 도입한 압축 공기를 상기 유로 내인, 상기 연결관과 상기 연소기 본체의 연결부에 따른 하류측에서, 상기 연소기 본체의 원주 방향에 걸친 유속 분포가 균일해지도록 불어넣게 하는 플로 가이드를 구비한다.
상술한 것 같은 구성에 의하면, 연결관과 연소기 본체의 연결부의 하류측에 플로 가이드가 설치되어 있으므로, 연결관의 하류측의 유로에 대해서도 필름 공기를 안내할 수 있다. 게다가, 이 플로 가이드에 의해 압축 공기가 안내됨으로써, 연소기 본체의 원주 방향에 따른 압축 공기의 유속 분포를 균일하게 할 수 있다.
본 발명의 제2형태에 의하면, 상기 제1형태에 관한 연소기에서는 상기 연결부에 해당 연결부 내외를 연통하는 흡기 구멍이 형성되고, 상기 플로 가이드는 상기 연결관의 내측에서 상기 흡기 구멍에서 상기 유로를 향하여 연장하는 도입부와 상기 도입부에 연결되어 상기 유로의 하류측을 향하여 연장하는 플로 가이드 본체부를 가지는 구성이어도 된다.
상술한 것 같은 구성에 의하면, 연결관에 설치된 흡기 구멍에서 외부의 압축 공기를 취입하여, 연결관의 하류측의 유로에도 불어넣게 할 수 있다. 이것에 의해, 연소기 본체의 원주 방향에 따른 압축 공기의 유속 분포를 균일하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3형태에 의하면, 상기 제2형태에 관한 연소기에서는, 상기 플로 가이드 본체부는 상기 유로의 하류측을 향함에 따라 원주 방향의 치수가 점차 확대하도록 형성되어 있어도 된다.
상술한 것 같은 구성에 의하면, 연결관의 하류측에 따른 넓은 범위에 필름 공기로서의 압축 공기를 공급할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4형태에 의하면, 가스 터빈은 상기 압축 공기를 생성하는 압축기와, 상기 어느 하나의 형태에 관한 상기 연소기와, 상기 연소기가 생성한 연소 가스에 의해 구동되는 터빈을 구비한다.
상술한 것 같은 구성에 의하면, 내구성이 높은 연소기를 구비한 가스 터빈을 제공할 수 있다.
상술한 연소기 및 가스 터빈에 의하면, 연소기에 손상이 발생할 가능성을 효과적으로 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 관한 가스 터빈의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 관한 연소기의 축선과 직교하는 방향에서 본 단면 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 관한 연소기의 요부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에 관한 연소기의 연결부를 연결 구멍의 축선 방향에서 본 단면 개략도이다.
이하, 본 발명의 제1실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 관한 가스 터빈(1)은 다량의 공기를 내부에 취입하여 압축하는 압축기(2)와, 이 압축기(2)에서 압축된 압축 공기(A)에 연료를 혼합하여 연소시키는 연소기(3)와, 연소기(3)에서 도입된 연소 가스(G)의 열 에너지를 회전 에너지로 변환하는 터빈(4)을 구비하고 있다.
압축기(2) 및 터빈(4)은 서로 일체로 회전하도록 연결된 로터(5)와 로터(5)의 외주측을 둘러싸는 스테이터(6)를 구비하고 있다. 로터(5)는 외전축(7)과 축선(O) 방향과 간격을 두어 고정된 여러 개의 환상 운동 날개 무리(8)를 가지고 있다. 각각의 환상 운동 날개 무리(8)는 회전축(7)의 외주에 원주 방향으로 서로 간격을 두어 고정되어 있는 여러 개의 운동 날개를 가지고 있다.
스테이터(6)는 각각 케이싱(9)과 케이싱(9) 내에서 축선(0) 방향으로 간격을 두어 고정된 여러 개의 환상 고정 날개 무리(10)를 구비하고 있다. 환상 고정 날개 무리(10)는 각각의 케이싱(9) 내면에 원주 방향으로 서로 간격을 두어 고정된 여러 개의 고정 날개를 가지고 있다.
환상 고정 날개 무리(10)와 환상 운동 날개 무리(8)는 축선(O) 방향으로 번갈아 배치되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 연소기(3)는 압축기(2)로부터의 압축 공기(A) 및 연료를 분사하는 연료 공급기(11)와, 연료 공급기(11)로부터의 압축 공기(A) 및 연료를 공급하는 내통(20)과, 내통(20)에서 불어넣은 압축 공기(A) 및 연료에서 연료 가스(G)를 생성하고, 생성된 연료 가스(G)를 터빈(4)에 보내는 꼬리통(30)을 가지고 있다. 연소기(3)의 내통(20) 및 꼬리통(30)은 모두 터빈(4)의 차실 내에 배치되어 있다. 또한, 이들 내통(20)과 꼬리통(30)은 연소기 본체(3X)를 형성하고 있다.
또한, 본 실시형태에서는 여러 개의 연소기(3)가 가스 터빈(1)의 케이싱(9)의 외주를 따라 배치되어 있다. 이들 여러 개의 연소기(3)는 연결부(C)에 의해 연결되어 있다. 이와 같은 연소기(3)에서는 예를 들어, 하나의 연소기에만 점화전을 설치한 후에 점화된 연소기 내의 화염을 연결부(C)를 통하여 다른 연소기에 전반시킴으로써, 모든 연소기가 착화된다.
내통(20)은 내통(20)의 일방측에 배치되어 원통상을 이루는 내통 본체부(39)와 내통(20)의 타방측에 배치되는 원환상의 출구 외측 링(50)을 가지고 있다. 내통(20)의 일방의 단부에는 연료 공급기(11)가 설치되고, 타방의 단부에는 개구(25)가 형성되어 있다. 이 출구 외측 링(50)은 내통(20)의 선단을 형성하고 있다.
또한, 이하의 설명에서는 내통 본체부(39)의 일방의 단부를 기단부(21), 타방의 단부를 선단부(22)로 정의하고, 기단부(21) 측을 상류측, 선단부(22) 측을 하류측으로 정의한다. 또한, 내통(20)의 축선(O)을 따르는 방향을 축선 방향, 축선(O)을 중심으로 한 원주를 따르는 방향을 원주 방향으로 정의하고, 이 원주의 지름을 따르는 방향을 지름 방향으로 정의한다.
꼬리통(30)은 내통(20)과 동일하게 통상으로 형성된 부재이다. 꼬리통(30)의 내부는 일방에서 타방에 걸쳐 관통되어 있고, 일방의 단부는 개구(35)로 되어 있다. 개구(35)의 내경은 내통(20)의 선단부(22)의 외경 및 출구 외측 링(50)의 외경보다도 크다. 또한, 이하에서는 꼬리통(30)의 하류측의 단부를 기단부(31)로 한다. 이 꼬리통(30)의 기단부(31) 내에는 내통 본체부(39)의 선단부(22) 및 출구 외측 링(50)이 삽입되어 있다. 꼬리통(30)의 하류측의 단부는 터빈(4)의 연소 통로와 연결되어 있다.
연료 공급기(11)는 케이싱(9)에 고정되어 있다. 내통(20)의 기단부(21)는 이 연료 공급기(11)에 의해 지지되어 있다. 또한, 내통 본체부(39)의 선단부(22)는 꼬리통(30)의 기단부(31)와 함께 케이싱(9)에 설치된 도시되지 않은 지지 부재에 의해 지지되어 있다.
연료 공급기(11)는 파일럿 버너(12P)와 여러 개의 메인 버너(12M)를 가지고 있다. 파일럿 버너(12P)는 연소기(3)의 축선(O)을 따라 설치되어 있다. 파일럿 버너(12P)는 공급된 연료를 파일럿 노즐(13P)에서 분사한다. 이 파일럿 노즐(13P)에서 분사된 연료에 착화함으로써 화염이 형성된다.
또한, 상세한 도시는 생략하지만, 파일럿 버너(12P)에는 파일럿 콘이 설치되어 있다. 파일럿 콘은 파일럿 노즐(13P)의 외주측을 둘러싸는 통상의 부재이다. 파일럿 콘은 화염의 확산 범위, 방향을 규제함으로써 보염성을 높이기 위해 설치되어 있다.
또한, 내통(20)의 내측에는 여러 개의 메인 버너(12M)가 설치되어 있다. 보다 상세하게는, 여러 개의 메인 버너(12M)는 파일럿 버너(12P)의 외주측에 원주 방향으로 등간격으로 배치되어 있다. 각각의 메인 버너(12M)는 내통(20)의 축선(O)을 따라 연장하고 있다. 즉, 각각의 메인 버너(12M)는 상술한 파일럿 버너(12P)와 평행을 이루고 있다.
메인 버너(12M)의 선단부에는 메인 노즐(13M)이 설치되어 있다. 이와 같이 형성된 메인 버너(12M)에 대하여, 도시하지 않은 연료 노즐에서 연료를 분사한다. 분사된 연료는 내통(20) 내의 압축 공기(A)와 혼합되어 예혼합 가스가 생성된다. 이 예혼합 가스는 상술한 파일럿 버너(12P)에서 형성된 화염에 의해 착화되고, 꼬리통(30) 내에서 예혼합 확산 연소에 의한 화염이 발생한다. 연소된 예혼합 가스는 연소 가스(G)로서 후속의 터빈(4)을 향하여 흐른다.
여기서, 본 실시형태에 관한 가스 터빈(1)은 그 케이싱(9)의 외주를 따라 간격을 두어 배치된 여러 개의 연소기(3)를 구비하고 있다. 이들 여러 개의 연소기(3)는 연결부(C)를 개재하여 서로 접속되어 있다. 즉, 하나의 연소기(3)에서 발생한 화염은 연결부(C)를 통하여 서로 이웃하는 다른 연소기(3)에 전반한다. 이것에 의해, 원주 방향을 따라 배치된 모든 연소기(3)에 화염이 전반되고, 터빈(4)에 대해서는 균일한 온도 분포를 가지는 연소 가스(G)가 공급된다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 연결부(C)는 서로 이웃하는 2개의 연소기(3, 3)들 사이를 연결하는 배관 부재인 연결관(C1)과 연결관(C1)을 연소기(3)에 대해 고정하는 고정부(C2)를 가지고 있다.
연결관(C1)은 연소기(3)의 꼬리통(30)의 외벽에 설치된 연결 구멍(C3)과 대략 동일한 내경을 가진다. 연결관(C1)의 내부에는 연소기(3)에서 형성된 화염을 다른 연소기(3)에 전반시키기 위한 유로가 형성되어 있다. 연결 구멍(C3)은 꼬리통(30)의 외주면(30b)에서 연소기(3)의 지름 방향 외측을 향하여 돌출하도록 형성된 관상의 부재이다. 또한, 연결 구멍(C3)은 축선(O)에 대하여, 일정 각도만 경사하도록 하여 꼬리통(30)에 설치되어 있다.
이 연결 구멍(C3)에 대하여, 연결관(C1)의 단부를 접속함으로써, 연소기(3, 3)들 사이가 연결되어 있다. 또한, 연결관(C1)과 연결 구멍(C3)은 고정부(C2)에 의해 탈락 불가능하게 고정되어 있다. 이 고정부(C2)의 형태에 대한 세부 내용은 도시하지 않지만, 예를 들어 연결관(C1)과 연결 구멍(C3)에 각각 설치된 플랜지부를 나사나 볼트에 의해 체결하는 것 등이 고려된다. 또한, 고정부(C2)에는 내부를 유통하는 연소 가스(G)의 누출을 억제하기 위한 실 부재 등이 설치되어 있어도 된다. 또한, 연결 구멍(C3)과 꼬리통(30)의 내주면(30a)이 접속되는 부분은 각부를 가짐으로써 경계부(C5)를 형성한다.
게다가, 연결부(C)에는 외부에서 압축 공기(A)를 도입하기 위한 흡기 구멍(32)이 설치되어 있다. 흡기 구멍(32)은 연결부(C)에 따른 연결 구멍(C3)의 벽면에 설치되어 연결부(C)의 내외를 연통하는 관통 구멍이다. 구체적으로는 흡기 구멍(32)은 연결 구멍(C3)의 하류측의 벽면에 설치되어 있다.
또한, 연소기(3)에는 연결 구멍(C3)을 개재하여 외부에서 도입한 압축 공기(A)를 내통(20)의 내부에 따른 연결부(C)의 하류측을 향하여 불어넣게 하기 위한 플로 가이드(40)가 설치되어 있다. 플로 가이드(40)는 틈새(S1)의 출구, 즉 경계부(C5)에 상당하는 위치와 대략 동일한 위치에 설치되어 있다.
보다 상세하게는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 플로 가이드(40)는 흡기 구멍(32)을 축선(O)에서 이간하는 측에서 둘러싸도록 하여 꼬리통(30) 내의 유로를 향하여 연장하는 도입부(41)와 도입부(41)에 따른 축선(O) 측의 단부에서 유로의 연재 방향을 따라 연장하는 플로 가이드 본체부(42)를 가지고 있다. 도입부(41)와 플로 가이드 본체부(42)는 접속부(40C)에 의해 서로 접속되어 있다. 접속부(40C)는 유체의 거동을 방해하지 않는 것을 목적으로서 매끄럽게 완곡하고 있어도 된다. 또한, 본 실시형태에 관한 플로 가이드(40)의 표면은 평활하게 형성되어 있다.
플로 가이드(40)의 도입부(41)와 연결 구멍(C3)의 내주면(C4)은 틈새(S2)를 개재하여 서로 이간하도록 배치되어 있다. 마찬가지로, 플로 가이드 본체부(42)와 꼬리통(30)의 내주면(30a)은 틈새(S2)를 개재하여 서로 이간하도록 배치되어 있다.
또한, 도입부(41)는 연결 구멍(C3)의 내주면(C4)의 형상에 대응하도록 형성되어 있다. 본 실시형태에서는 연결 구멍(C3)의 축선 방향에서 본 단면 형상은 원형을 이루고 있으므로, 도입부(41)는 이 원형 단면을 따르도록 원호상의 단면을 가지고 있다.7
게다가, 도 4에 나타낸 바와 같이, 플로 가이드 본체부(42)는 연결 구멍(C3)에서 유로의 하류측을 향하여 대략 부채 형상으로 연재하고 있다. 구체적으로는 플로 가이드 본체부(42)는 도입부(41)의 단면이 이루는 원호와 대체로 동심을 이루어 형성된 외측단 테두리(43)와 외측단 테두리(43)의 양단과 도입부(41)를 연결하는 한 쌍의 측단 테두리(44, 44)를 가지고 있다. 즉, 도입부(41)에서 하류측을 향함에 따라, 플로 가이드 본체부(42)의 원주 방향의 치수가 점차 확대하도록 형성되어 있다.
이어서 본 실시형태에 관한 가스 터빈(1)의 동작에 대하여 설명한다. 가스 터빈(1)에서는 압축기(2)에서 압축된 압축 공기(A)는 꼬리통(30)의 외주면(30b) 및 내통(20)의 외주면(20b)과 케이싱(9)의 내주면으로 둘러싸인 유로(14)(도 2 참조)를 통하고, 반전부(反轉部)(15)에서 반전된 후 내통(20)으로 유입한다.
파일럿 연료나 메인 연료의 연소에 의해 생성된 연소 가스(G)는 꼬리통(30)에서 터빈 측 가스 유로(도시 안 함)의 내부에 송출된다. 터빈 측 가스 유로 내에 들어간 연소 가스(G)는 상술한 바와 같이, 로터(5)를 회전 구동시킨다.
한편으로, 도 3에 나타낸 바와 같이 압축 공기(A)는 꼬리통(30)과 내통(20) 사이의 틈새(S1)에도 취입된다. 그리고, 도입된 압축 공기(A)는 꼬리통(30)과 출구 외측 링(50) 사이의 틈새(S1)에서 꼬리통(30)의 내주면(30a)을 따라 흘러나온다.
꼬리통(30)의 내부에 흘러나온 압축 공기(A)의 일부는 꼬리통(30)의 내주면(30a) 상에 얇은 막(필름 공기의 층)을 형성한다. 이 압축 공기(A)의 막은 꼬리통(30)의 내주면(30a)을 필름 냉각한다. 이것에 의해, 내통(20)의 개구(25)에서 공급되는 연료 및 압축 공기(A)와 화염에 의한 복사열에서 꼬리통(30)을 보호한다. 또한, 이 필름 냉각에 제공되지 않는 압축 공기(A)는 대체로 대부분이 연소용의 공기로서 사용된다.
여기서, 연결부(C)의 근방에 따른 압축 공기(A)의 거동에 대하여, 도 3과 도 4를 참조하여 설명한다. 내통(20)과 꼬리통(30) 사이의 틈새(S1) 내부를 유통한 압축 공기(A)는 연결부(C)에 도달하면 꼬리통(30)의 내주면(30a)과 연결부(C)의 경계부(C5)에 형성된 각부에 의해, 흐름에 혼란을 발생시킨다. 흐름에 혼란을 발생시킴으로써, 압축 공기(A)는 꼬리통(30)의 내주면(30a)에서 박리하게 된다. 따라서, 압축 공기(A)는 연결 구멍(C3)의 하류측에는 도달하기 어려운 상태가 된다.
그런 한편으로, 본 실시형태에 관한 연소기(3)는 상술한 것처럼 연결 구멍(C3)의 벽면에 설치된 흡기 구멍(32)과 흡기 구멍(32)의 근방에서 꼬리통(30) 내의 유로로 연장하는 플로 가이드(40)를 구비하고 있다. 흡기 구멍(32)에서는 압축 공기(A)와 동등한 압력을 가지는 보충 공기(A2)가 공급된다. 이 보충 공기(A2)는 플로 가이드(40)와 연결 구멍(C3) 및 꼬리통(30)의 내주면(30a) 사이에 형성된 틈새(S2)의 내부를 유통한다.
틈새(S2)의 내부를 유통하는 보충 공기(A2)는 플로 가이드(40)의 도입부(41)와 플로 가이드 본체부(42)에 안내되어 꼬리통(30)의 하류측을 향하여 흘러나온다. 꼬리통(30)의 하류측에 흘러나온 보충 공기(A2)는 상술한 필름 공기로서의 압축 공기(A)와 동일하게 꼬리통(30)의 내주면(30a)을 따라 유통한다. 즉, 연결부(C)보다도 하류측에 따른 꼬리통(30)의 내주면(30a)을 필름 냉각함으로써, 화염의 복사열 등에서 꼬리통(30)을 보호한다.
또한, 상술한 바와 같이, 플로 가이드 본체부(42)는 연결 구멍(C3)에서 하류측을 향하여 부채 형상으로 펼쳐지고 있다. 이것에 의해, 플로 가이드(40)에 의해 안내된 보충 공기(A2)는 이 플로 가이드 본체부(42)의 형상에 따라 연결 구멍(C3)에서 하류측을 향하여 펼쳐지도록 흘러나온다.
상술한 것처럼, 연결관(C1)과 연소기 본체(3X)(내통(20), 꼬리통(30))의 연결부(C)에 플로 가이드(40)가 설치되어 있으므로, 연결관(C1)의 하류측에 따른 꼬리통(30) 내의 유로에 대해서도 필름 공기(보충 공기(A2))를 안내할 수 있다. 따라서, 꼬리통(30)의 내주면(30a)에 손상을 발생할 가능성을 저감할 수 있다.
또한, 상술한 것 같은 구성에 의하면, 연결부(C)에 설치된 흡기 구멍(32)에서 외부의 압축 공기(A)(보충 공기(A2))를 취입하여, 연결관(C1)의 하류측의 유로에도 불어넣을 수 있다. 이것에 의해, 연소기 본체(3X)의 원주 방향에 따른 압축 공기(A)의 유속 분포를 균일하게 할 수 있다. 따라서, 꼬리통(30)의 내주면(30a)에 손상을 발생할 가능성을 한층 더 저감할 수 있다.
게다가, 상술한 것 같은 구성에 의하면, 플로 가이드(40)의 플로 가이드 본체부(42)가 부채형으로 형성되어 있음으로써, 꼬리통(30) 내의 유로에서, 연결관(C1)의 하류측에 따른 넓은 범위에 필름 공기로서의 보충 공기(A2)를 공급할 수 있다. 따라서, 꼬리통(30)의 내주면(30a)에 손상을 발생할 가능성을 보다 효과적으로 저감할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 서술했는데, 구체적인 구성은 이 실시형태에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 요지를 이탈하지 않는 범위의 설계 변경 등도 포함된다.
예를 들어, 상술한 실시형태에서는 흡기 구멍(32)의 개구 형상은 특별히 한정되지 않는다. 따라서, 예를 들어 원형 단면이나 타원형 단면 혹은 다각형 단면 등 중 어느 하나여도 된다.
또한, 상술한 실시형태에서는 플로 가이드(40)의 표면을 평활하게 형성하는 구성으로 했다. 그러나, 플로 가이드(40)에 의한 보충 공기(A2)의 흐름을 더욱 효과적으로 정류하는 것을 목적으로 하여, 플로 가이드(40)의 표면에 흐름 방향을 따라 연장하는 오목홈상의 슬릿을 설치하는 구성으로 해도 된다(도시 안 함). 반대로, 플로 가이드(40)의 표면에 흐름 방향에 따라 선형으로 연장하는 볼록부를 설치해도 된다.
이와 같은 구성이면 보충 공기(A2)의 흐름을 적극적으로 정류할 수 있기 때문에, 꼬리통(30)의 유로에 따른 보충 공기(A2)의 흐름을 보다 균일하게 할 수 있다.
게다가, 상술한 실시형태에서는 플로 가이드(40)를 연소기(3)의 연결부(C)에 적용하는 예에 대해서만 설명했다. 그러나, 플로 가이드(40)의 적용 대상은 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 점화전이나 각종 측정 장치 등, 연소기(3)(연소기 본체(3X))에 대하여, 그 축선(O)과 교차하는 방향으로 삽입되고, 연소기(3)의 유로 내에 일부가 노출하는 장치를 설치할 필요가 있는 한에서는 어느 형태여도 플로 가이드(40)를 적용하는 것이 가능하다.
상술한 연소기 및 가스 터빈에 의하면, 연소기에 손상이 발생할 가능성을 효과적으로 저감할 수 있다.
1: 가스 터빈 2: 압축기
3: 연소기 4: 터빈
5: 로터 6: 스테이터
7: 회전축 8: 환상 운동 날개 무리
9: 케이싱 10: 환상 고정 날개 무리
11: 연료 공급기 12P: 파일럿 버너
12M: 메인 버너 13P: 파일럿 노즐
13M: 메인 노즐 20: 내통
20a: 내주면 20b: 외주면
21: 기단부 22: 선단부
25: 개구 30: 꼬리통
30a: 내주면 30b: 외주면
31: 기단부 32: 흡기 구멍
35: 개구 39: 내통 본체부
40: 플로 가이드 50: 출구 외측 링
A: 압축 공기 A2: 보충 공기
C: 연결부 C1: 연결관
C2: 고정부 C3: 연결 구멍
C4: 내주면 C5: 경계부
G: 연소 가스 S1: 틈새
S2: 틈새

Claims (4)

  1. 내측에 유로를 형성하는 꼬리통과, 상기 유로의 상류측에서 상기 꼬리통 내에 삽입되어 연소 가스를 상기 유로 내에 불어넣음과 동시에, 필름 공기를 상기 꼬리통의 내주면과의 사이에 불어넣는 틈새를 형성하는 내통을 가지는 연소기 본체와,
    상기 틈새의 출구보다도 상류측에서, 상기 연소기 본체의 외주측에서 접속됨과 동시에, 상기 유로에 연통하는 연결 구멍이 내측에 형성된 연결관과,
    상기 연결관의 외부에서 도입한 압축 공기를 상기 유로 내인, 상기 연결관과 상기 연소기 본체의 연결부에 따른 하류측에서, 상기 연소기 본체의 원주 방향에 걸친 유속 분포가 균일해지도록 불어넣게 하는 플로 가이드를 구비하며,
    상기 연결부에 해당 연결부 내외를 연통하는 흡기 구멍이 형성되고,
    상기 플로 가이드는 상기 연결관의 내측에서, 상기 흡기 구멍에서 상기 유로를 향하여 연장하는 도입부와, 상기 도입부에 접속되어 상기 연결 구멍에서 상기 유로의 하류측을 향하여 부채 형상으로 연장하는 플로 가이드 본체부를 갖고,
    상기 플로 가이드 본체부는 상기 도입부의 단면이 이루는 원호와 동심을 이루어 형성된 외측단 테두리와, 해당 외측단 테두리의 양단과 도입부를 연결하는 한 쌍의 측단 테두리를 갖는 연소기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플로 가이드 본체부는 상기 유로의 하류측을 향함에 따라 원주 방향의 치수가 점차 확대하도록 형성된 연소기.
  4. 압축 공기를 생성하는 압축기와,
    제1항 또는 제3항에 기재한 상기 연소기와,
    상기 연소기가 생성한 연소 가스에 의해 구동되는 터빈
    을 구비한 가스 터빈.
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