KR102083915B1

KR102083915B1 - 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈

Info

Publication number: KR102083915B1
Application number: KR1020180031695A
Authority: KR
Inventors: 보리스 세르쉬뇨프; 천무환; 한동식; 노우진
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2020-03-03
Also published as: KR20190109955A

Abstract

본 발명은 성층 다단 연소를 수행할 수 있는 노즐, 연소기 및 가스 터빈을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 연소기용 노즐은, 연료 통로를 제공하는 내측 노즐부, 상기 노즐부를 감싸도록 설치되어 제1 예혼합 통로를 형성하며 상기 제1 예혼합 통로에 연료를 분사하는 제1 분사 홀이 형성되되 일측에 공기가 유입되는 제1 입구가 형성된 외측 튜브, 및 상기 외측 튜브를 감싸도록 설치되어 제2 예혼합 통로를 형성하며, 공기가 유입되는 제2 입구가 형성된 노즐 슈라우드를 포함한다.

Description

연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈{NOZZLE FOR COMBUSTOR, COMBUSTOR, AND GAS TURBINE INCLUDING THE SAME}

본 발명은 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다.

가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다.

일반적으로 가스 터빈은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 압축기는 외부 공기를 흡입하여 압축한 후 연소기로 전달한다. 압축기에서 압축된 공기는 고압 및 고온의 상태가 된다. 연소기는 압축기로부터 유입된 압축 공기와 연료를 혼합해서 연소시킨다. 연소로 인해 발생된 연소 가스는 터빈으로 배출된다. 연소 가스에 의해 터빈 내부의 터빈 블레이드가 회전하게 되며, 이를 통해 동력이 발생된다. 발생된 동력은 발전, 기계 장치의 구동 등 다양한 분야에 사용된다.

연료는 각 연소기 내에 설치된 노즐을 통해서 분사되며 기체 연료는 노즐 내부에서 미리 혼합되어 분사할 수 있다. 질소산화물(NOx)을 저감하기 위해서는 연료와 가스가 균일하게 혼합되어야 되어야 한다. 또한, 질소산화물(NOx)을 저감하기 위해서는 다단 성층 연소가 이루어질 필요가 있으나, 종래의 노즐은 파일럿 노즐을 통해서 연료가 분사되고, 슈라우드 내측에 형성된 통로로 예혼합 연료가 공급되어 연소되므로 세분화된 성층 연소가 이루어지기 어려운 문제가 있었다.

한국 등록특허 제10-0595070호(2006.08.30.)

상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 성층 다단 연소를 수행할 수 있는 노즐, 연소기 및 가스 터빈을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 연소기용 노즐은, 연료 통로를 제공하는 내측 노즐부, 상기 노즐부를 감싸도록 설치되어 제1 예혼합 통로를 형성하며 상기 제1 예혼합 통로에 연료를 분사하는 제1 분사 홀이 형성되되 일측에 공기가 유입되는 제1 입구가 형성된 외측 튜브, 및 상기 외측 튜브를 감싸도록 설치되어 제2 예혼합 통로를 형성하며, 공기가 유입되는 제2 입구가 형성된 노즐 슈라우드를 포함한다.

여기서, 상기 외측 튜브의 후단에는 외측으로 확장된 제1 나팔관부가 형성되고, 상기 노즐 슈라우드의 후단에는 외측으로 확장된 제2 나팔관부가 형성될 수 있다.

또한, 상기 내측 노즐부는 파일럿 연료가 이동하는 연료 통로를 형성하는 제1 내측 튜브 및 상기 제1 내측 튜브를 감싸도록 설치되며 상기 제1 내측 튜브와의 사이에서 공기가 이동하는 공기 통로를 형성하는 제2 내측 튜브를 포함하고, 상기 내측 노즐부의 선단에는 연료를 분사하는 인젝터가 설치될 수 있다.

또한, 상기 제2 예혼합 통로에는 상기 공기의 이동을 안내하는 베인이 설치되고 상기 베인에는 연료를 분사하는 배출 홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 외측 튜브에는 상기 베인의 내부에 형성된 배출 공간과 연결된 제1 공급 통로와 상기 제1 분사 홀과 연결된 제2 공급 통로가 형성될 수 있다.

또한, 상기 외측 튜브에는 상기 제1 공급 통로 및 상기 제2 공급 통로와 연결된 순환 통로가 형성되며, 상기 순환 통로는 상기 외측 튜브의 둘레 방향을 따라 이어져 형성될 수 있다.

또한, 상기 외측 튜브는 메인 튜브와 상기 메인 튜브의 외면에서 돌출되되 메인 튜브의 후단을 감싸는 제1 커버 튜브 및 상기 메인 튜브의 외면에서 돌출되되 상기 메인 튜브의 일부와 상기 제1 커버 튜브를 감싸는 제2 커버 튜브를 포함하며, 상기 베인은 상기 커버 튜브에 고정 설치될 수 있다.

또한, 상기 외측 튜브의 내면에는 상기 제1 예혼합 통로 내부로 돌출된 분사 돌기가 형성되고, 상기 분사 돌기에 상기 제1 분사 홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 분사 돌기는 공기의 흐름을 안내할 수 있도록 이어져 형성되며, 상기 제1 분사 홀은 상기 분사 돌기의 상단에 연결 형성될 수 있다.

또한, 상기 분사 돌기는 상기 분사 돌기의 상단에서 후방으로 이어진 제1 경사면과 상기 분사 돌기의 상단에서 전방으로 이어진 제2 경사면을 포함하며, 상기 제2 경사면은 상기 제1 경사면 보다 더 길게 형성될 수 있다.

또한, 복수의 상기 분사 돌기들은 상기 외측 튜브의 둘레 방향으로 이격 배열되고, 상기 외측 튜브에는 상기 분사 돌기 사이에 위치하는 제2 분사 홀이 형성되며, 상기 제2 분사 홀은 상기 제1 분사 홀보다 더 후방에 위치할 수 있다.

또한, 상기 분사 돌기는 내부에 분사 공간이 형성된 원통 형상으로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 외측 튜브의 후단에는 외측으로 확장된 나팔관부가 형성되고, 상기 나팔관부에는 복수의 개구가 형성된 다공판이 설치되고, 상기 개구는 상기 다공판의 중심에서 외측으로 갈수록 단면적이 증가하도록 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 연소기는 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너, 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 공기가 내부에서 연소되며 연소된 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하는 연소기에 있어서, 상기 노즐은, 연료 통로를 제공하는 내측 노즐부, 상기 노즐부를 감싸도록 설치되어 제1 예혼합 통로를 형성되며 상기 제1 예혼합 통로에 연료를 분사하는 분사 홀이 형성된 외측 튜브, 상기 외측 튜브를 감싸도록 설치되어 제2 예혼합 통로를 형성하는 노즐 슈라우드, 및 상기 제2 예혼합 통로 내에 설치되며 상기 제2 예혼합 통로에 연료를 분사하는 베인을 포함한다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 가스 터빈은, 외부에서 유입된 공기를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기 및 상기 연소기에서 연소된 연소 가스에 의해 회전하는 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈을 포함하는 가스 터빈으로서, 상기 연소기는, 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너와 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 공기가 내부에서 연소되며 연소된 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하고, 상기 노즐은, 연료 통로를 제공하는 내측 노즐부, 상기 노즐부를 감싸도록 설치되어 제1 예혼합 통로를 형성된 외측 튜브, 상기 외측 튜브를 감싸도록 설치되어 제2 예혼합 통로를 형성하는 노즐 슈라우드를 포함하고, 상기 외측 튜브에는 상기 제1 예혼합 통로와 연결된 제1 공급 통로와 상기 제2 예혼합 통로와 연결된 제2 공급 통로와 상기 제1 공급 통로 및 상기 제2 공급 통로와 연결되되 상기 외측 튜브의 둘레 방향을 따라 이어져 형성된 된 순환 통로가 형성된다.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 노즐, 연소기 및 가스 터빈에 의하면, 외측 튜브와 노즐 슈라우드를 구비하여 성층 다단 연소를 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 연소기를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 외측 튜브의 일부를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐의 일부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다공판을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐의 일부를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 외측 튜브의 일부를 도시한 절개 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 외측 튜브의 일부를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 노즐을 중심축에 수직인 평면으로 잘라 본 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 외측 튜브의 일부를 도시한 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 노즐을 중심축에 수직인 평면으로 잘라 본 단면도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이며, 도 2는 도 1의 연소기를 도시한 도면이다.

본 실시예를 따르는 가스 터빈(1000)의 열역학적 사이클은 이상적으로는 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 따를 수 있다. 브레이튼 사이클은 등엔트로피 압축(단열 압축), 정압 급열, 등엔트로피 팽창(단열 팽창), 정압 방열로 이어지는 4가지 과정으로 구성될 수 있다. 즉, 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 연소 가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출할 수 있다. 즉, 압축, 가열, 팽창, 방열의 4 과정으로 사이클이 이루어질 수 있다.

위와 같은 브레이튼 사이클을 실현하는 가스 터빈(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100), 연소기(1200) 및 터빈(1300)을 포함할 수 있다. 이하의 설명은 도 1을 참조하겠지만, 본 발명의 설명은 도 1에 예시적으로 도시된 가스 터빈(1000)과 동등한 구성을 가진 터빈 기관에 대해서도 폭넓게 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 가스 터빈(1000)의 압축기(1100)는 외부로부터 공기를 흡입하여 압축할 수 있다. 압축기(1100)는 압축기 블레이드(1130)에 의해 압축된 압축 공기를 연소기(1200)에 공급하고, 또한 가스 터빈(1000)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급할 수 있다. 이때, 흡입된 공기는 압축기(1100)에서 단열 압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(1100)를 통과한 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다.

압축기(1100)는 원심 압축기(centrifugal compressors)나 축류 압축기(axial compressor)로 설계되는데, 소형 가스 터빈에서는 원심 압축기가 적용되는 반면, 도 1에 도시된 것과 같은 대형 가스 터빈(1000)은 대량의 공기를 압축해야 하기 때문에 다단 축류 압축기(1100)가 적용되는 것이 일반적이다. 이때, 다단 축류 압축기(1100)에서는, 압축기(1100)의 블레이드(1130)는 로터 디스크의 회전에 따라 회전하여 유입된 공기를 압축하면서 압축된 공기를 후단의 압축기 베인(1140)으로 이동시킨다. 공기는 다단으로 형성된 블레이드(1130)를 통과하면서 점점 더 고압으로 압축된다.

압축기 베인(1140)은 하우징(1150)의 내부에 장착되며, 복수의 압축기 베인(1140)이 단을 형성하며 장착될 수 있다. 압축기 베인(1140)은 전단의 압축기 블레이드(1130)로부터 이동된 압축 공기를 후단의 블레이드(1130) 측으로 안내한다. 일 실시예에서 복수의 압축기 베인(1140) 중 적어도 일부는 공기의 유입량의 조절 등을 위해 정해진 범위 내에서 회전 가능하도록 장착될 수 있다.

압축기(1100)는 터빈(1300)에서 출력되는 동력의 일부를 사용하여 구동될 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100)의 회전축과 터빈(1300)의 회전축은 직결될 수 있다. 대형 가스 터빈(1000)의 경우, 터빈(1300)에서 생산되는 출력의 거의 절반 정도가 압축기(1100)를 구동시키는데 소모될 수 있다. 따라서, 압축기(1100)의 효율을 향상시키는 것은 가스 터빈(1000)의 전체 효율을 향상시키는데 직접적인 영향을 미치게 된다.

한편, 연소기(1200)는 압축기(1100)의 출구로부터 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소 가스를 만들어 낼 수 있다. 도 2는 가스 터빈(1000)에 적용되는 연소기(1200)의 일례를 보여준다. 연소기(1200)는 연소기 케이싱(1210), 버너(1220), 노즐(1400), 덕트 조립체(1280)를 포함할 수 있다.

연소기 케이싱(1210)은 복수의 버너(1220)를 감싸며 대략 원형 형상으로 이루어질 수 있다. 버너(1220)는 압축기(1100)의 하류에 배치되며, 환형을 이루는 연소기 케이싱(1210)을 따라 배치될 수 있다. 각 버너(1220)에는 수 개의 노즐(1400)이 구비되며, 이 노즐(1400)에서 분사되는 연료가 공기와 적절한 비율로 혼합되어 연소에 적합한 상태를 이루게 된다.

가스 터빈(1000)에는 가스 연료와 액체 연료, 또는 이들이 조합된 복합 연료가 사용될 수 있다. 법적 규제 대상이 되는 일산화탄소와 질소산화물 등의 배출가스 양을 저감하기 위한 연소 환경을 만드는 것이 중요한데, 연소 제어가 상대적으로 어렵기는 하지만 연소 온도를 낮추고 균일한 연소를 만들어 배출가스를 줄일 수 있다는 장점이 있어 근래에는 예혼합 연소가 많이 적용된다.

예혼합 연소의 경우에는 압축 공기가 노즐(1400)에서 미리 분사되는 연료와 혼합된 후 연소실(1240) 안으로 들어간다. 예혼합 가스의 최초 점화는 점화기를 이용하여 이루어지며, 이후 연소가 안정되면 연료와 공기를 공급하는 것으로 연소는 유지된다.

도 2를 참조하면, 버너(1220)와 터빈(1300) 사이를 연결하여 고온의 연소가스가 유동하는 덕트 조립체(1280)의 외면을 따라 압축공기가 흘러서 노즐(1400) 쪽으로 공급되며, 이 과정에서 고온의 연소가스에 의해 가열된 덕트 조립체(1280)가 적절히 냉각된다.

덕트 조립체(1280)는 라이너(1250)와 트랜지션피스(1260), 유동 슬리브(1270)를 포함할 수 있다. 덕트 조립체(1280)는 라이너(1250)와 트랜지션피스(1260)의 바깥을 유동 슬리브(1270)가 감싸는 이중 구조로 이루어져 있으며, 압축공기는 유동 슬리브(1270) 안쪽의 환형 공간 안으로 침투하여 라이너(1250)와 트랜지션피스(1260)를 냉각시킨다.

라이너(1250)는 연소기(1200)의 버너(1220)에 연결되는 관 부재로서, 라이너(1250) 내부의 공간이 연소실(1240)을 형성하게 된다. 라이너(1250)의 길이방향 일측 단부는 버너(1220)에 결합되고 라이너(1250)의 길이방향 타측 단부는 트랜지션피스(1260)에 결합된다.

그리고, 트랜지션피스(1260)는 터빈(1300)의 입구와 연결되어 고온의 연소가스를 터빈(1300)으로 유도하는 역할을 한다. 트랜지션피스(1260)의 길이방향 일측 단부는 라이너(1250)와 결합되고, 트랜지션피스(1260)의 길이방향 타측 단부는 터빈(1300)과 결합된다. 유동 슬리브(1270)는 라이너(1250)와 트랜지션피스(1260)를 보호하는 한편 고온의 열기가 외부로 직접 방출되는 것을 막아주는 역할을 한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 외측 튜브의 일부를 도시한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 외측 튜브의 일부를 도시한 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 노즐(1400)은 노즐 플랜지(1470), 연료 통로(1441)를 제공하는 내측 노즐부(1410), 내측 노즐부(1410)를 감싸는 외측 튜브(1420), 외측 튜브(1420)를 감싸는 노즐 슈라우드(1430), 외측 튜브(1420)와 노즐 슈라우드(1430) 사이에 설치된 베인(1460)을 포함할 수 있다.

노즐 플랜지(1470)는 판상으로 이루어지며, 노즐 플랜지(1470)에는 내측 노즐부(1410)와 외측 튜브(1420)가 연결 설치될 수 있다. 노즐 플랜지(1470)는 헤드 엔드 플레이트(미도시)에 고정 설치될 수 있으며, 헤드 엔드 플레이트로부터 각각의 노즐 플랜지(1470)로 연료가 공급될 수 있다.

내측 노즐부(1410)는 제1 내측 튜브(1411), 제2 내측 튜브(1412), 인젝터(1413)를 포함할 수 있다. 제1 내측 튜브(1411)는 원통 형상의 관으로 이루어지며 내부에 연료가 이동하는 연료 통로(1441)를 제공한다.

제2 내측 튜브(1412)는 제1 내측 튜브(1411)를 감싸도록 설치되며 제1 내측 튜브(1411)의 내부에는 공기가 이동하는 공기 통로(1442)가 형성된다. 제1 내측 튜브(1411)의 후방 외주에는 공기가 유입되는 복수의 유입 홀(1415)이 형성되어 있다. 공기 통로(1442)로 유입된 공기는 인젝터(1413)를 냉각한 후, 연료와 함께 인젝터(1413)에서 분사된다.

한편, 인젝터(1413)는 제1 내측 튜브(1411)와 제2 내측 튜브(1412)의 선단에 연결 설치되며 제1 내측 튜브(1411)에서 공급된 연료와 제2 내측 튜브(1412)에서 공급된 공기를 함께 분사한다. 인젝터(1413)는 기체 또는 액체 연료를 분사할 수 있으며, 인젝터(1413)에서 분사된 연료는 연소실(1240) 내에서 예혼합 연료와 함께 연소된다.

외측 튜브(1420)는 내측 노즐부(1410)를 감싸는 원통 형상의 관으로 이루어지며 후단에는 공기가 유입될 수 있도록 외측으로 확장된 제1 나팔관부(1429)가 형성되어 있다. 외측 튜브(1420)는 내측 노즐부(1410)와의 사이에서 공기와 연료가 이동하는 제1 예혼합 통로(1443)를 형성한다. 외측 튜브(1420)의 후단에는 개방되어 공기가 유입되는 제1 입구(1428)가 형성된다. 또한, 외측 튜브(1420)는 연료 공급관(1480)을 매개로 노즐 플랜지(1470)에 연결 설치될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 외측 튜브(1420)는 노즐 플랜지(1470)에 직접 고정 설치될 수도 있다.

외측 튜브(1420)에는 제1 분사 홀(1426)이 형성되는데, 제1 분사 홀(1426)은 분사 돌기(1425)에 형성될 수 있다. 분사 돌기(1425)는 외측 튜브(1420)의 내면에서 제1 예혼합 통로(1443) 내부로 돌출 형성되고 복수의 분사 돌기(1425)가 외측 튜브(1420)의 둘레 방향으로 이격 배치된다. 분사 돌기(1425)는 공기의 흐름을 안내할 수 있도록 외측 튜브(1420)의 길이 방향을 따라 직선으로 이어져 형성되며, 제1 분사 홀(1426)은 분사 돌기(1425)의 상단에 형성될 수 있다.

분사 돌기(1425)는 상단에서 후방으로 이어진 제1 경사면(1425a)과 분사 돌기(1425)의 상단에서 전방으로 이어진 제2 경사면(1425b)을 포함할 수 있다. 본 기재에서 전방이라 함은 공기의 이동 방향을 기준으로 상류측을 의미하며, 후방이라 함은 공기의 이동 방향을 기준으로 하류측을 의미한다.

또한, 제2 경사면(1425b)은 제1 경사면(1425a) 보다 더 길게 형성될 수 있다. 이와 같이 제1 경사면(1425a)이 더 길게 형성되면 연료가 분사된 후에 제2 경사면(1425b)이 공기와 연료의 이동을 안내하여 공기와 연료의 흐름이 안정화될 수 있다.

한편, 분사 돌기(1425) 사이에서 외측 튜브(1420)에는 제2 분사 홀(1427)이 형성되며, 제2 분사 홀(1427)은 제1 분사 홀(1426)과 외측 튜브(1420)의 길이방향으로 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 제2 분사 홀(1427)은 제1 분사 홀보다 더 후방에 위치하며 이에 따라 연료와 공기가 더욱 균일하게 혼합될 수 있다.

노즐 슈라우드(1430)는 외측 튜브(1420)를 감싸는 원통 형상의 관으로 이루어지며 후단에는 공기가 유입될 수 있도록 외측으로 확장된 제2 나팔관부(1431)가 형성되어 있다. 외측 튜브(1420)와 노즐 슈라우드(1430)는 동축 구조로 설치되며, 공기와 연료를 혼합하여 배출한다.

노즐 슈라우드(1430)는 외측 튜브(1420)와의 사이에서 공기와 연료가 이동하는 제2 예혼합 통로(1445)를 형성한다. 노즐 슈라우드(1430)의 후단에는 개방되어 공기가 유입되는 제2 입구(1432)가 형성된다.

제1 입구(1428)와 제2 입구(1432)의 개구 면적에 따라 외측 튜브(1420)와 노즐 슈라우드(1430)에 유입되는 공기의 양이 조절될 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 제1 입구(1428)에는 복수의 개구가 형성된 다공판(1450)이 설치되는데, 다공판(1450)은 제2 내측 튜브의 외주면에 고정 설치될 수 있다.

한편, 제1 나팔관부(1429)의 후단은 제2 나팔관부(1431)의 후단보다 더 후방에 데, 이에 따라 제1 예혼합 통로(1443)와 제2 예혼합 통로(1445)로 유입되는 공기는 서로 다른 경로로 유입될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 다공판(1450)에 형성된 개구(1451)는 원형, 사각형, 오각형, 삼각형, 등 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 다공판(3435)의 중앙에는 제2 내측 튜브(1412)가 삽입되는 장착 홀(1452)이 형성되어 있다. 다공판(1450)의 외측에 형성된 개구(1451)는 다공판(1450)의 내측에 형성된 개구(1451)보다 더 큰 단면적을 가지며, 개구(1451)는 다공판(1450)의 중심에서 외측으로 갈수록 단면적이 점진적으로 증가하도록 형성될 수 있다.

다공판(1450)은 제1 예혼합 통로(1443)로 유입되는 공기가 층류 유동으로 변환될 수 있도록 공기의 유동을 안내하는데, 개구(1451)의 크기의 조절에 의하여 제1 예혼합 통로(1443)로 유입되는 공기의 양이 조절될 수 있다. 한편, 외측 튜브(1420) 내에는 벤츄리 구조가 형성되어 외측 튜브(1420) 내로 유입되는 공기의 유량이 조절될 수도 있다.

외측 튜브(1420)에는 복수의 베인(1460)이 연결 형성되며, 베인(1460)은 스월을 유도할 수 있도록 굽어진 곡면판으로 이루어질 수 있다. 베인(1460)은 제2 예혼합 통로(1445) 내에 설치되는데, 복수의 베인(1460)이 외측 튜브(1420)의 둘레 방향을 따라 이격 배치된다. 베인(1460)의 내측단은 외측 튜브(1420)에 고정 설치되고, 베인(1460)의 외측단은 노즐 슈라우드(1430)에 고정 설치될 수 있다.

또한, 베인(1460)의 내부에는 제2 공급 통로(PS2)와 연결된 배출 공간(DS1)이 형성되며, 베인(1460)의 표면에는 배출 공간(DS1)과 연결된 복수의 배출 홀(1461)이 형성될 수 있다. 배출 홀(1461)은 베인(1460)의 내측에서 외측을 향하는 방향으로 이격 배열될 수 있다. 배출 홀(1461)은 제2 예혼합 통로(1445)로 연료를 분사한다.

외측 튜브(1420)는 메인 튜브(1421)와 제1 커버 튜브(1422)와 제2 커버 튜브(1423)를 포함한다. 메인 튜브(1421)는 원형의 관으로 이루어지며, 상기한 분사 돌기(1425)는 메인 튜브(1421)의 내측에 형성된다.

제1 커버 튜브(1422)는 메인 튜브(1421)의 외면에서 후방으로 돌출되되 메인 튜브(1421)의 후단을 감싸도록 형성된다. 제1 커버 튜브(1422)는 후단으로 갈수록 내경이 점진적으로 증가하도록 형성되며, 제1 커버 튜브(1422)와 메인 튜브(1421) 사이에는 제1 공급 통로(PS1)가 형성된다. 제1 공급 통로(PS1)는 제1 분사 홀(1426)과 연결되어 제1 분사 홀(1426)로 연료를 공급한다.

제2 커버 튜브(1423)는 메인 튜브(1421)의 외면에서 후방으로 돌출되되 메인 튜브(1421)의 일부와 제1 커버 튜브(1422)를 감싸도록 형성된다. 제2 커버 튜브(1423)는 후단으로 갈수록 내경이 점진적으로 증가하도록 형성되며, 제2 커버 튜브(1423)와 제1 커버 튜브(1422) 사이에는 제2 공급 통로(PS2)가 형성된다. 제2 공급 통로(PS2)는 배출 공간(DS1) 및 배출 홀(1461)과 연결되어 배출 홀(1461)로 연료를 공급한다.

외측 튜브(1420)에는 제1 공급 통로(PS1) 및 제2 공급 통로(PS2)와 연결된 순환 통로(PS3)가 형성되는데, 순환 통로(PS3)는 외측 튜브(1420)의 둘레 방향을 따라 고리 형상으로 이어져 형성된다. 또한, 순환 통로(PS3)에는 연료 공급관(1480)이 연결 설치되어 순환 통로(PS3)에 연료가 공급될 수 있다. 순환 통로(PS3)로 공급된 연료는 제1 공급 통로(PS1) 및 제2 공급 통로(PS2)로 각각 유입된다. 여기서 연료는 기체 연료로 이루어질 수 있다.

또한, 제1 공급 통로(PS1)로 유입된 연료는 제1 분사 홀(1426) 및 제2 분사 홀(1427)을 통해서 제1 예혼합 통로(1443)로 분사되고, 제2 공급 통로(PS2)로 유입된 연료는 베인(1460)에 형성된 배출 홀(1461)을 통해서 제2 예혼합 통로(1445)로 분사될 수 있다. 이때, 제1 예혼합 통로(1443) 및 제2 예혼합 통로(1445)에 공급되는 연료의 유량을 조절하여 예혼합 연료의 농도를 제어할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 제1 실시예에 따르면 순환 통로(PS3)를 통해서 유입된 연료가 제1 예혼합 통로(1443) 및 제2 예혼합 통로(1445)로 분사될 수 있으며, 제1 예혼합 통로(1443) 및 제2 예혼합 통로(1445)에는 각각 압축 공기가 공급될 수 있다. 내측 노즐부(1410)에서 가장 농도가 높은 연료가 분사될 수 있으며, 외측 노즐부(1420)에서는 노즐 슈라우드(1430)보다 더 높은 농도를 갖는 예혼합 연료가 분사될 수 있다. 이와 같이 본 제1 실시예에 따르면 제1 예혼합 통로(1443)와 제2 예혼합 통로(1445)에서 서로 다른 농도의 예혼합 연료가 분사되어 성층 다단 연소를 구현할 수 있다. 또한 성층 다단 연소로 인하여 질소산화물의 발생이 감소되고 연소 효율이 향상될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐의 일부를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 외측 튜브의 일부를 도시한 절개 사시도이다.

도 7 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 가스 터빈은 외측 튜브(2420)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 가스 터빈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 제2 실시예에 따른 외측 튜브(2420)는 내측 노즐부(1410)를 감싸는 원통 형상의 관으로 이루어지며 후단에는 공기가 유입될 수 있도록 외측으로 확장된 제1 나팔관부(2429)가 형성되어 있다. 외측 튜브(2420)는 내측 노즐부(1410)와의 사이에서 공기와 연료가 이동하는 제1 예혼합 통로(2443)를 형성한다. 외측 튜브(2420)의 후단에는 개방되어 공기가 유입되는 제1 입구(2428)가 형성된다. 또한, 외측 튜브(2420)는 연료 공급관을 매개로 노즐 플랜지(1470)에 연결 설치될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 외측 튜브(2420)는 노즐 플랜지(1470)에 직접 고정 설치될 수도 있다.

외측 튜브(2420)에는 제1 분사 홀(2426)이 형성되는데, 제1 분사 홀(2426)은 분사 돌기(2425)에 형성될 수 있다. 분사 돌기(2425)는 외측 튜브(2420)의 내면에서 제1 예혼합 통로(2443) 내부로 돌출 형성되고 복수의 분사 돌기(2425)가 외측 튜브(2420)의 둘레 방향으로 이격 배치된다. 분사 돌기(2425)는 원통 형상으로 이루어지며, 제1 분사 홀(2426)의 내부에는 분사 공간(2427)이 형성된다. 또한 제1 분사 홀(2426)은 분사 돌기(2425)의 외주 면에 형성되어 제1 예혼합 통로(2443)로 연료를 분사한다.

상기한 바와 같이 본 제2 실시예에 따르면 외측 튜브(2420)에 원통 형상의 분사 돌기(2425)가 형성되고, 분사 돌기(2425)에 제1 분사 홀(2426)이 형성되어 제1 예혼합 통로(2443) 내부에 안정적으로 연료를 분사할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.

도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 외측 튜브의 일부를 도시한 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 노즐을 중심축에 수직인 평면으로 잘라 본 단면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 가스 터빈은 외측 튜브(3420)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 가스 터빈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 제3 실시예에 따른 외측 튜브(3420)는 내측 노즐부(3410)를 감싸는 원통 형상의 관으로 이루어지며 후단에는 공기가 유입될 수 있도록 외측으로 확장된 제1 나팔관부(3429)가 형성되어 있다. 내측 노즐부(3410)는 제1 내측 튜브(3411)와 제1 내측 튜브(3411)를 감싸는 제2 내측 튜브(3412)를 포함하며, 제1 내측 튜브(3411)와 제2 내측 튜브(3412)는 동축 구조로 이루어진다.

외측 튜브(3420)는 내측 노즐부(3410)와의 사이에서 공기와 연료가 이동하는 제1 예혼합 통로(3443)를 형성한다. 외측 튜브(3420)의 후단에는 개방되어 공기가 유입되는 제1 입구(3428)가 형성된다. 또한, 외측 튜브(3420)는 연료 공급관을 매개로 노즐 플랜지에 연결 설치될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 외측 튜브(3420)는 노즐 플랜지에 직접 고정 설치될 수도 있다.

외측 튜브(3420)에는 제1 분사 홀(3426)이 형성되는데, 제1 분사 홀(3426)은 분사 돌기(3425)에 형성될 수 있다. 분사 돌기(3425)는 외측 튜브(3420)의 내면에서 제1 예혼합 통로(3443) 내부로 돌출 형성되고 복수의 분사 돌기(3425)가 외측 튜브(3420)의 둘레 방향으로 이격 배치된다. 한편, 분사 돌기(3425) 사이에서 외측 튜브(3420)에는 제2 분사 홀(3427)이 형성되며, 제2 분사 홀(3427)은 제1 분사 홀(3426)과 외측 튜브(3420)의 길이방향으로 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.

분사 돌기(3425)는 공기의 흐름을 안내하면서 스월을 유도할 수 있도록 외측 튜브(3420)의 길이 방향에 대하여 시계방향으로 경사진 곡선으로 이어져 형성된다. 한편, 외측 튜브(3420)와 노즐 슈라우드(3430) 사이에 설치된 베인(3460)은 제2 예혼합 통로(3445) 내부에서 외측 튜브(3420)의 길이 방향에 대하여 시계방향으로 경사지게 이어져 형성된다.

이에 따라 베인(3460)은 제2 예혼합 통로(3445) 내에서 시계방향으로 회전하는 스월을 유도하고, 분사 돌기(3425)도 제1 예혼합 통로(3443) 내에서 이와 동일한 시계 방향으로 회전하는 스월을 유도할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 제3 실시예에 따르면 분사 돌기(3425)가 스월을 유도할 수 있도록 베인(3460)과 동일한 방향으로 이어져 형성되어 공기와 연료를 보다 용이하게 혼합하고 성층 다단 연소를 구현할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.

도 11는 본 발명의 제4 실시예에 따른 외측 튜브의 일부를 도시한 사시도이고, 도 12은 본 발명의 제4 실시예에 따른 노즐을 중심축에 수직인 평면으로 잘라 본 단면도이다.

도 11 및 도 12를 참조하여 설명하면, 본 제4 실시예에 따른 가스 터빈은 외측 튜브(4420)의 구조를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 가스 터빈과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구조에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 제4 실시예에 따른 외측 튜브(4420)는 내측 노즐부(4410)를 감싸는 원통 형상의 관으로 이루어지며 후단에는 공기가 유입될 수 있도록 외측으로 확장된 제1 나팔관부(4429)가 형성되어 있다. 외측 튜브(4420)는 내측 노즐부(4410)와의 사이에서 공기와 연료가 이동하는 제1 예혼합 통로(4443)를 형성한다. 외측 튜브(4420)의 후단에는 개방되어 공기가 유입되는 제1 입구(4428)가 형성된다. 또한, 외측 튜브(4420)는 연료 공급관을 매개로 노즐 플랜지에 연결 설치될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 외측 튜브(4420)는 노즐 플랜지에 직접 고정 설치될 수도 있다.

외측 튜브(4420)에는 제1 분사 홀(4426)이 형성되는데, 제1 분사 홀(4426)은 분사 돌기(4425)에 형성될 수 있다. 분사 돌기(4425)는 외측 튜브(4420)의 내면에서 제1 예혼합 통로(4443) 내부로 돌출 형성되고 복수의 분사 돌기(4425)가 외측 튜브(4420)의 둘레 방향으로 이격 배치된다. 한편, 분사 돌기(4425) 사이에서 외측 튜브(4420)에는 제2 분사 홀(4427)이 형성되며, 제2 분사 홀(4427)은 제1 분사 홀(4426)과 외측 튜브(4420)의 길이방향으로 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.

분사 돌기(4425)는 공기의 흐름을 안내하면서 스월을 유도할 수 있도록 외측 튜브(4420)의 길이 방향에 대하여 반시계 방향으로 경사진 곡선으로 이어져 형성된다. 한편, 외측 튜브(4420)와 노즐 슈라우드(4430) 사이에 설치된 베인(4460)은 제2 예혼합 통로(4445) 내부에서 외측 튜브(4420)의 길이 방향에 대하여 시계방향으로 경사지게 이어져 형성된다.

이에 따라 베인(4460)은 제2 예혼합 통로(4445) 내에서 시계방향으로 회전하는 스월을 유도하고, 분사 돌기(4425)는 제1 예혼합 통로(4443) 내에서 이와 반대방향인 반시계 방향으로 회전하는 스월을 유도할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 제4 실시예에 따르면 분사 돌기(4425)가 스월을 유도할 수 있도록 베인(4460)과 동일한 상이한 방향으로 이어져 형성되어 공기와 연료를 보다 용이하게 혼합하고 성층 다단 연소를 구현할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

1000: 가스 터빈
1100: 압축기
1130: 압축기 블레이드
1140: 베인
1150: 하우징
1200: 연소기
1210: 연소기 케이싱
1220: 버너
1240: 연소실
1400: 노즐
1410, 3410, 4410: 내측 노즐부
1411, 3411, 4411: 제1 내측 튜브
1412, 3412, 4412: 제2 내측 튜브
1413: 인젝터
1420, 2420, 3420, 4420: 외측 튜브
1422: 제1 커버 튜브
1423: 제2 커버 튜브
1425, 2425, 3425, 4425: 분사 돌기
1425a: 제1 경사면
1425b: 제2 경사면
1426, 2426, 34236, 4426: 제1 분사 홀
1427, 3427, 4427: 제2 분사 홀
1428, 2428, 3428, 4428: 제1 입구
1429, 2429, 3429, 4429: 제1 나팔관부
1430, 3430, 4430: 노즐 슈라우드
1431: 제2 나팔관부
1432: 제2 입구
1441: 연료 통로
1442: 공기 통로
1443, 2443, 3443, 4443: 제1 예혼합 통로
1445, 3445, 4445: 제2 예혼합 통로
1450: 다공판
1451: 개구
1452: 장착 홀
1460: 베인
1461: 배출 홀
1470: 노즐 플랜지
1480: 연료 공급관
PS1: 제1 공급 통로
PS2: 제2 공급 통로
PS3: 순환 통로

Claims

연소기용 노즐에 있어서,
연료 통로를 제공하는 내측 노즐부;
상기 내측 노즐부를 감싸도록 설치되어 제1 예혼합 통로를 형성하며, 일측에 공기가 유입되는 제1 입구가 형성된 외측 튜브; 및
상기 외측 튜브를 감싸도록 설치되어 제2 예혼합 통로를 형성하며, 공기가 유입되는 제2 입구가 형성된 노즐 슈라우드;
를 포함하며,
상기 외측 튜브 내부에는 상기 제1 예혼합 통로에 연료를 공급하는 제1 공급 통로와 상기 제2 예혼합 통로와 연결되어 상기 제2 예혼합 통로에 연료를 공급하는 제2 공급 통로와 상기 제1 공급 통로와 연결되어 제1 예혼합 통로에 연료를 분사하는 제1 분사 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
제1 항에 있어서,
상기 외측 튜브의 후단에는 외측으로 확장된 제1 나팔관부가 형성되고, 상기 노즐 슈라우드의 후단에는 외측으로 확장된 제2 나팔관부가 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
제1 항에 있어서,
상기 내측 노즐부는,
파일럿 연료가 이동하는 연료 통로를 형성하는 제1 내측 튜브 및 상기 제1 내측 튜브를 감싸도록 설치되며 상기 제1 내측 튜브와의 사이에서 공기가 이동하는 공기 통로를 형성하는 제2 내측 튜브를 포함하고,
상기 내측 노즐부의 선단에는 연료를 분사하는 인젝터가 설치된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
제1 항에 있어서,
상기 제2 예혼합 통로에는 상기 공기의 이동을 안내하는 베인이 설치되고 상기 베인에는 연료를 분사하는 배출 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
제4 항에 있어서,
상기 제2 공급 통로는 상기 베인의 내부에 형성된 배출 공간과 연결되어 상기 배출 홀을 통해서 상기 제2 예혼합 통로에 연료를 공급하는 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
제1 항에 있어서,
상기 외측 튜브에는 상기 제1 공급 통로 및 상기 제2 공급 통로와 연결된 순환 통로가 형성되며, 상기 순환 통로는 상기 외측 튜브의 둘레 방향을 따라 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
제5 항에 있어서,
상기 외측 튜브는,
메인 튜브, 상기 메인 튜브의 외면에서 돌출되되 메인 튜브의 후단을 감싸는 제1 커버 튜브, 및 상기 메인 튜브의 외면에서 돌출되되 상기 메인 튜브의 일부와 상기 제1 커버 튜브를 감싸는 제2 커버 튜브를 포함하며,
상기 베인은 상기 커버 튜브에 고정 설치된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
연소기용 노즐에 있어서,
연료 통로를 제공하는 내측 노즐부;
상기 내측 노즐부를 감싸도록 설치되어 제1 예혼합 통로를 형성하며, 상기 제1 예혼합 통로에 연료를 분사하는 제1 분사 홀이 형성되되 일측에 공기가 유입되는 제1 입구가 형성된 외측 튜브; 및
상기 외측 튜브를 감싸도록 설치되어 제2 예혼합 통로를 형성하며, 공기가 유입되는 제2 입구가 형성된 노즐 슈라우드;
를 포함하며,
상기 외측 튜브의 내면에는 상기 제1 예혼합 통로 내부로 돌출된 분사 돌기가 형성되고, 상기 분사 돌기에 상기 제1 분사 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
제8 항에 있어서,
상기 분사 돌기는 공기의 흐름을 안내할 수 있도록 이어져 형성되며, 상기 제1 분사 홀은 상기 분사 돌기의 상단에 연결 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
제8 항에 있어서,
상기 분사 돌기는, 상기 분사 돌기의 상단에서 후방으로 이어진 제1 경사면과 상기 분사 돌기의 상단에서 전방으로 이어진 제2 경사면을 포함하며, 상기 제2 경사면은 상기 제1 경사면 보다 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
제8 항에 있어서,
복수의 상기 분사 돌기들은 상기 외측 튜브의 둘레 방향으로 이격 배열되고,
상기 외측 튜브에는 상기 분사 돌기 사이에 위치하는 제2 분사 홀이 형성되며, 상기 제2 분사 홀은 상기 제1 분사 홀보다 더 후방에 위치하는 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
제8 항에 있어서,
상기 분사 돌기는 내부에 분사 공간이 형성된 원통 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
연소기용 노즐에 있어서,
연료 통로를 제공하는 내측 노즐부;
상기 내측 노즐부를 감싸도록 설치되어 제1 예혼합 통로를 형성하며, 상기 제1 예혼합 통로에 연료를 분사하는 제1 분사 홀이 형성되되 일측에 공기가 유입되는 제1 입구가 형성된 외측 튜브; 및
상기 외측 튜브를 감싸도록 설치되어 제2 예혼합 통로를 형성하며, 공기가 유입되는 제2 입구가 형성된 노즐 슈라우드;
를 포함하며,
상기 외측 튜브의 후단에는 외측으로 확장된 나팔관부가 형성되고, 상기 나팔관부에는 복수의 개구가 형성된 다공판이 설치되고, 상기 개구는 상기 다공판의 중심에서 외측으로 갈수록 단면적이 증가하도록 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너, 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 공기가 내부에서 연소되며 연소된 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하는 연소기에 있어서,
상기 노즐은, 연료 통로를 제공하는 내측 노즐부, 상기 내측 노즐부를 감싸도록 설치되어 제1 예혼합 통로를 형성하는 외측 튜브, 및 상기 외측 튜브를 감싸도록 설치되어 제2 예혼합 통로를 형성하는 노즐 슈라우드를 포함하며,
상기 외측 튜브의 내부에는 상기 제1 예혼합 통로에 연료를 공급하는 제1 공급 통로와 상기 제2 예혼합 통로에 연료를 공급하는 제2 공급 통로가 형성되고,
상기 외측 튜브에는 상기 제1 공급 통로와 연결되어 상기 제1 예혼합 통로에 연료를 분사하는 제1 분사 홀과, 상기 제2 예혼합 통로 내에 설치되며 상기 제2 공급 통로와 연결되어 상기 제2 예혼합 통로에 연료를 분사하는 베인이 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
외부에서 유입된 공기를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기 및 상기 연소기에서 연소된 연소 가스에 의해 회전하는 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈을 포함하는 가스 터빈으로서,
상기 연소기는, 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너와 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 공기가 내부에서 연소되며 연소된 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하고,
상기 노즐은, 연료 통로를 제공하는 내측 노즐부, 상기 노즐부를 감싸도록 설치되어 제1 예혼합 통로를 형성된 외측 튜브, 상기 외측 튜브를 감싸도록 설치되어 제2 예혼합 통로를 형성하는 노즐 슈라우드를 포함하고,
상기 외측 튜브에는 상기 제1 예혼합 통로와 연결된 제1 공급 통로와 상기 제2 예혼합 통로와 연결된 제2 공급 통로와 상기 제1 공급 통로 및 상기 제2 공급 통로와 연결되되 상기 외측 튜브의 둘레 방향을 따라 이어져 형성된 된 순환 통로가 형성된 가스 터빈.