KR102282668B1

KR102282668B1 - 라이너 냉각장치, 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈

Info

Publication number: KR102282668B1
Application number: KR1020200026104A
Authority: KR
Inventors: 이동곤; 서재원
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2020-03-02
Filing date: 2020-03-02
Publication date: 2021-07-28
Also published as: US11603768B2; US20210270185A1

Abstract

본 발명은, 가스터빈의 연소기에 구비되는 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치에 있어서, 상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하되, 상기 지지부는, 상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와, 상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하는 라이너 냉각장치를 제공한다.

Description

라이너 냉각장치, 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈{Apparatus for cooling liner, combustor and gas turbine comprising the same}

본 발명은 라이너 냉각장치, 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 라이너의 단부를 냉각시키는 라이너 냉각장치, 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것이다.

일반적으로, 가스터빈은 압축기와 연소기와 터빈으로 구성된다.

압축기는 압축기 케이싱 내에 다수개의 압축기 베인과 압축기 블레이드가 교대로 배치된다. 그리고 압축기는 압축기 입구 스크롤 스트럿(Compressor inlet scroll strut)을 통해 외부의 공기를 흡입한다. 이렇게 흡입된 공기는 압축기의 내부를 통과하면서 상기 압축기 베인과 압축기 블레이드에 의해 압축된다.

연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축공기를 공급받아 연료와 혼합시킨다. 또한 연소기는 압축공기와 혼합된 연료를 점화기로 점화하여 고온고압의 연소가스를 생성한다. 이와 같이 생성된 연소가스는 터빈으로 공급된다.

터빈은 터빈 케이싱 내에 복수개의 터빈 베인과 터빈 블레이드가 교대로 배치된다. 그리고 터빈은 연소기에서 생성된 연소가스를 공급받아 내부로 통과시킨다. 터빈의 내부를 통과하는 연소가스는 터빈 블레이드를 회전시키게 되고, 터빈의 내부를 완전히 통과하게 된 연소가스는 터빈 디퓨저를 통해 외부로 토출되게 된다.

가스터빈은 타이로드(Tie rod)를 더 포함한다. 상기 타이로드는, 압축기 블레이드가 외주면에 결합되는 압축기 디스크와, 터빈 블레이드가 외주면에 결합되는 터빈 디스크의 중심부를 관통하도록 설치된다. 이에 따라 상기 타이로드는, 압축기 디스크와 터빈 디스크가 가스터빈의 내부에서 서로 고정될 수 있도록 한다.

이와 같은 가스터빈은, 4행정 기관의 피스톤과 같은 왕복운동 기구가 없기 때문에, 피스톤-실린더와 같은 상호 마찰부분이 없어 윤활유의 소비가 극히 적다. 따라서 가스터빈은, 왕복운동기계의 특징인 진폭이 대폭 감소되며, 고속운동이 가능하여 고용량의 전력을 생성할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 상기 연소기는, 연료와 압축공기의 혼합물을 연소시키는 라이너와, 연소가스를 터빈으로 공급하는 트랜지션피스와, 라이너와 트랜지션피스의 사이에 설치되며 압축공기를 이용하여 라이너의 단부를 냉각시키는 라이너 냉각장치를 포함한다. 그리고 상기 라이너 냉각장치는, 상기 라이너의 내부에서 유동하는 연소가스의 유동방향 기준 하류 측으로 압축공기를 토출시키는 냉각유로가 형성된다.

이때, 종래의 라이너 냉각장치는, 냉각유로를 통해 토출되는 압축공기가 라이너의 하류 측에서 와류를 형성함에 따라, 연소가스의 유동에 정체가 발생되는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1089804호(발명의 명칭 : 가스터빈 연소실 보호를 위한 냉각장치 및 냉각장치구현방법)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 냉각유로로부터 토출되는 압축공기가 라이너의 하류 측에서 와류를 형성하는 것을 방지하는 라이너 냉각장치, 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공하는 데 목적이 있다.

또한, 본 발명은, 가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기에 있어서, 외부로부터 공급받은 연료와 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 혼합하는 노즐; 상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐로부터 분사되는 연료와 압축공기의 혼합물이 연소되는 라이너; 상기 라이너에 설치되며, 상기 라이너에서 생성된 연소가스가 통과되는 트랜지션피스; 및 상기 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 상기 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치;를 포함하되, 상기 라이너 냉각장치는, 상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하며, 상기 지지부는, 상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와, 상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하는 연소기를 제공한다.

또한, 본 발명은, 외부로부터 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기; 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기; 및 상기 연소기로부터 공급받은 연소가스가 내부로 통과됨에 따라, 전력 생성을 위한 동력을 발생시키는 터빈을 포함하되, 상기 연소기는, 외부로부터 공급받은 연료와 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 혼합하는 노즐과, 상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐로부터 분사되는 연료와 압축공기의 혼합물이 연소되는 라이너와, 상기 라이너에 설치되며, 상기 라이너에서 생성된 연소가스가 통과되는 트랜지션피스와, 상기 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 상기 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치를 포함하며, 상기 라이너 냉각장치는, 상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하고, 상기 지지부는, 상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와, 상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하는 가스터빈을 제공한다.

상기 라이너는, 이너 라이너와, 상기 이너 라이너의 반경방향 외측에서 상기 이너 라이너를 감싸며, 상기 이너 라이너와의 사이를 통해 연소가스의 유동방향과 반대 방향으로 압축공기가 유동되는 아우터 라이너를 포함하며, 상기 트랜지션피스는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측 단부가 상기 이너 라이너의 하류 측 단부의 반경방향 외측에 배치되는 이너 트랜지션피스와, 상기 이너 트랜지션피스의 반경방향 외측에 설치되며, 상기 아우터 라이너와 결합되고, 상기 이너 트랜지션피스와의 사이를 통해 상기 라이너 측으로 압축공기가 유동되는 아우터 트랜지션피스를 포함하고, 상기 지지부는, 연소가스의 유동방향 기준 상기 이너 라이너의 하류 측 단부와 상기 이너 트랜지션피스의 상류 측 단부의 사이에 배치된다.

상기 지지부재는, 상기 라이너로부터 반경방향 외측으로 이격 배치되며, 상기 라이너와의 사이에 상기 냉각유로를 형성하고, 상기 보조지지수단은, 상기 지지부재와 라이너의 사이에서 상기 지지부재를 지지하낟.

상기 지지부재는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측 단부가 상기 트랜지션피스의 단부보다 상류 측으로 더 돌출되도록 형성되며, 상기 냉각유로와 연통되는 유입구가 형성되고, 상기 지지부는, 상기 냉각유로 중 상기 유입구보다 상류 측 위치에 설치되어 상기 지지부재를 지지하며, 상기 냉각유로의 상류 측을 밀폐시키는 격벽을 더 포함하고, 상기 보조지지수단은, 상기 냉각유로의 하류 측에 설치된다.

본 발명에 따른 라이너 냉각장치는, 상기 지지부재와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 연소가스의 유동방향 기준 상기 유입구의 하류 측에 배치되는 씰링부를 더 포함한다.

상기 보조지지수단은, 연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 상기 라이너의 반경방향 외측으로 볼록한 형상으로 형성되며, 상기 라이너와의 사이에 공간을 형성한다.

상기 보조지지수단은, 연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 상기 라이너의 반경방향 외측으로 볼록한 형상으로 형성된 제1지지대와, 상기 제1지지대의 반경방향 내측 단부로부터 각각 상기 라이너의 원주방향을 따라 서로 멀어지는 방향으로 연장 형성된 한 쌍의 제2지지대를 포함한다.

상기 보조지지수단은, 연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 중공의 원형으로 형성된다.

상기 보조지지수단은, 연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 단축(Minor axis)이 상기 라이너의 반경방향을 따라 정렬되는 중공의 타원의 형상으로 형성된다.

상기 라이너는, 상기 냉각유로와 연통되며, 연소가스의 유동방향 기준 상기 라이너의 하류 측으로 압축공기가 토출되는 보조토출유로가 형성된다.

상기 보조토출유로는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 냉각유로로부터 상기 라이너의 반경방향 내측으로 경사진 형상으로 형성된다.

상기 보조토출유로는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 라이너의 원주방향의 두께가 점점 증가하는 형상으로 형성된다.

상기 보조토출유로는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 라이너의 반경방향의 두께가 점점 증가하는 형상으로 형성된다.

본 발명에 따른 라이너 냉각장치, 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈에 의하면, 이너 라이너와의 사이에서 냉각유로를 형성하는 지지부재와, 상기 지지부재와 이너 라이너의 사이에서 상기 지지부재를 지지하는 보조지지수단을 구비하되, 상기 보조지지수단이 중공 형상을 갖도록 설계됨으로써, 냉각유로로부터 토출된 압축공기가 라이너의 하류 측에서 와류를 형성하는 것을 방지할 수 있으며, 라이너로부터 트랜지션피스로의 연소가스의 유동에 정체가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 가스터빈의 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 연소기의 단면도이다.
도 3은 도 2에서 A 부분을 확대하여 도시한 것으로서, 이너 라이너와 이너 트랜지션피스 사이에 라이너 냉각장치가 설치된 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에서 B-B 선을 따라 절단된 모습을 도시한 것으로서, 본 발명의 제1실시예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 2에서 A 부분을 확대하여 도시한 것으로서, 본 발명의 제4실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 도 7에서 C-C 선을 따라 절단된 모습을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제5실시예를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 제6실시예를 나타낸 도면이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

이하, 본 발명에 따른 라이너 냉각장치, 연소기 및 이를 포함하는 가스터빈의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가스터빈(10)은 압축기(11), 연소기(100) 및 터빈(12)을 포함한다. 기체(압축공기 또는 연소가스)의 유동방향을 기준으로 하였을 때, 가스터빈(10)의 상류 측에는 압축기(11)가 배치되고 하류 측에는 터빈(12)이 배치된다. 그리고 압축기(11)와 터빈(12) 사이에는 연소기(100)가 배치된다.

압축기(11)는 압축기 케이싱 내부에 압축기 베인과 압축기 로터를 수용하며, 터빈(12)은 터빈 케이싱 내부에 터빈 베인과 터빈 로터를 수용한다. 이러한 압축기 베인과 압축기 로터는 압축공기의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치되며, 터빈 베인과 터빈 로터 역시 연소가스의 유동방향을 따라 다단으로 배치된다. 이때, 압축기는 흡입된 공기가 압축될 수 있게 전단(Front-stage)에서 후단(Rear-stage) 측으로 갈수록 내부공간이 줄어들며, 반대로 터빈은 연소기로부터 공급받은 연소가스가 팽창될 수 있게 전단에서 후단 측으로 갈수록 내부공간이 커지는 구조로 설계된다.

한편, 압축기의 최후단부 측에 위치한 압축기 로터와, 터빈의 최전단부 측에 위치한 터빈 로터 사이에는, 터빈에서 발생된 회전토크를 상기 압축기로 전달하는 토크 전달부재로서의 토크튜브가 배치된다. 상기 토크튜브는 도 1에 도시된 바와 같이 총 3개의 단으로 이루어지는 복수개의 토크튜브 디스크로 구성될 수 있으나, 이는 본 발명의 여러 실시예 중 하나에 불과하며, 상기 토크튜브는 4개 이상의 단 또는 2개 이하의 단으로 이루어지는 복수개의 토크튜브 디스크로 구성될 수도 있다.

상기 압축기 로터는, 압축기 디스크와 압축기 블레이드를 포함한다. 상기 압축기 케이싱의 내부에는 복수개(예를 들어 14매)의 압축기 디스크가 구비되고, 상기 각각의 압축기 디스크들은 타이로드에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결된다. 더욱 상세하게는, 상기 각각의 압축기 디스크는 중심부가 상기 타이로드에 의해 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬된다. 그리고 인접하는 각각의 압축기 디스크는 대향하는 면이 상기 타이로드에 의해 압착되어, 서로 상대적인 회전을 할 수 없도록 배치된다.

상기 압축기 디스크의 외주면에는 복수개의 압축기 블레이드가 방사상으로 결합된다. 또한, 상기 압축기 블레이드의 사이에는, 동일한 단(Stage)을 기준으로 하였을 때 상기 압축기 케이싱의 내주면에 환상으로 설치되는 복수개의 압축기 베인이 각각 배치된다. 상기 압축기 베인은 상기 압축기 디스크와는 달리 회전하지 않도록 고정된 상태를 유지하며, 압축기 블레이드를 통과한 압축공기의 흐름을 정렬하여 하류 측에 위치하는 압축기 블레이드로 압축공기를 안내하는 역할을 한다. 이때, 상기 압축기 케이싱과 압축기 베인은, 상기 압축기 로터와 구분하기 위하여, 압축기 스테이터라는 포괄적인 명칭으로 정의될 수 있다.

상기 타이로드는 상기 복수개의 압축기 디스크와, 후술할 터빈 디스크의 중심부를 관통하도록 배치되며, 일 측 단부는 압축기의 최전단부 측에 위치한 압축기 디스크 내에 체결되고, 타 측 단부는 고정 너트에 의해 체결된다.

상기 타이로드의 형태는 가스터빈에 따라 다양한 구조로 이뤄질 수 있으므로, 반드시 도 1에 제시된 형태로 한정될 것은 아니다. 즉, 도시된 바와 같이 하나의 타이로드가 압축기 디스크와 터빈 디스크의 중앙부를 관통하는 형태를 가질 수도 있고, 복수개의 타이로드가 원주상으로 배치되는 형태를 가질 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다.

도시되지는 않았으나, 가스터빈의 압축기에는 유체의 압력을 높이고 난 후 연소기 입구로 들어가는 유체의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위하여 안내깃 역할을 하는 디스월러(Desworler)가 설치될 수 있다.

상기 연소기(100)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스의 온도를 높이게 된다.

도 2를 참조하면, 가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기(100)는 셀(Cell) 형태로 형성되는 연소기 케이싱 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연료를 분사하는 노즐(110)과, 연소실을 형성하는 라이너(Liner;120), 연소기(100)와 터빈(12)의 연결부가 되는 트랜지션피스(Transition piece; 130), 그리고 상기 라이너(120)와 트랜지션피스(130)의 결합 부위에 설치되며 라이너(120)의 단부를 냉각시키는 라이너 냉각장치(1000)를 포함한다.

구체적으로, 상기 라이너(120)는 연료노즐에 의해 분사되는 연료가 압축기의 압축공기와 혼합되어 연소되는 연소공간을 제공한다. 이러한 라이너(120)는, 공기와 혼합된 연료가 연소되는 연소공간을 제공하는 연소챔버와, 상기 연소챔버를 감싸면서 환형공간을 이루는 라이너 환형유로(124)가 형성된다. 또한 라이너의 전단에는 연료를 분사하는 노즐(110)이 결합되며, 측벽에는 점화기가 결합된다.

상기 라이너(120)는, 이너 라이너(121)와 아우터 라이너(122)를 포함한다. 상기 이너 라이너(121)는, 상기 연소챔버가 내부에 형성되며, 상기 연소챔버에서 생성된 연소가스가 유동한다. 상기 아우터 라이너(122)는, 상기 이너 라이너(121)의 반경방향 외측에서 상기 이너 라이너(121)를 감싸도록 배치된다. 그리고 상기 이너 라이너(121)와 상기 아우터 라이너(122)의 사이에는, 상기 압축기(11)로부터 상기 연소기 케이싱의 내부로 유입된 압축공기가 유동하는 상기 라이너 환형유로(124)가 형성된다. 이때, 상기 라이너 환형유로(124)로 공급된 압축공기는, 상기 이너 라이너(121)의 내부에서 유동하는 연소가스의 유동방향(H)과는 반대 방향(C1)으로 유동한다.

이렇듯 압축공기가 상기 라이너 환형유로(124)를 따라 유동함으로써, 상기 연소챔버에서 연료의 연소에 의해 발생되는 열에 의해 상기 라이너(120)가 열 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.

상기 라이너(120)의 후단, 즉 연소가스의 유동방향(H)을 기준으로 하였을 때의 상기 라이너(120)의 하류 측 단부에는, 점화플러그에 의해 연소되는 연소가스를 터빈(12) 측으로 보낼 수 있도록 상기 트랜지션피스(130)가 연결된다. 상기 라이너(120)와 마찬가지로, 상기 트랜지션피스(130)는, 상기 트랜지션피스의 내부 공간을 감싸는 트랜지션피스 환형유로(133)가 형성되며, 연소가스의 높은 온도에 의한 파손이 방지되도록 상기 트랜지션피스 환형유로(133)를 따라 흐르는 압축공기에 의해 상기 트랜지션피스(130)가 냉각된다.

상기 트랜지션피스(130)는, 이너 트랜지션피스(131)와 아우터 트랜지션피스(132)를 포함한다. 상기 이너 트랜지션피스(131)는, 연소가스의 유동방향(H) 기준 상류 측 단부가 상기 이너 라이너(131)의 하류 측 단부의 반경방향 외측에 배치되며, 상기 이너 라이너(121)의 내부로 유동하는 연소가스가 내부로 유입된 후 상기 터빈(12)으로 공급된다. 상기 아우터 트랜지션피스(132)는, 상기 이너 트랜지션피스(131)의 반경방향 외측에서 상기 이너 트랜지션피스(131)를 감싸며, 상기 아우터 라이너(122)와 결합된다. 상기 트랜지션피스 환형유로(133)는, 상기 이너 트랜지션피스(131)와 상기 아우터 트랜지션피스(132)의 사이에 형성된다. 그리고 상기 트랜지션피스 환형유로(133)를 따라 연소가스의 반대 방향(C1)으로 유동하는 압축공기는, 이후 상기 라이너 환형유로(124)로 공급된다.

한편, 상기 연소기(100)에서 나온 고온, 고압의 연소가스는 상술한 터빈(12)으로 공급된다. 터빈으로 공급된 고온 고압의 연소가스는 터빈의 내부를 통과하면서 팽창하게 되고, 그에 따라 후술할 터빈 블레이드에 충동 및 반동력을 가하여 회전토크가 발생되도록 한다. 이렇게 얻어진 회전토크는 상술한 토크튜브를 거쳐 압축기로 전달되고, 압축기 구동에 필요한 동력을 초과하는 부분은 발전기 등을 구동하는데 쓰이게 된다.

상기 터빈(12)은 기본적으로는 압축기의 구조와 유사하다. 즉, 상기 터빈에도 압축기의 압축기 로터와 유사한 복수개의 터빈 로터가 구비된다. 따라서 상기 터빈 로터 역시, 터빈 디스크와, 이로부터 방사상으로 배치되는 복수개의 터빈 블레이드를 포함한다. 상기 터빈 블레이드의 사이에도, 동일한 단을 기준으로 하였을 때 상기 터빈 케이싱에 환상으로 설치되는 복수개의 터빈 베인이 구비되며, 상기 터빈 베인은 터빈 블레이드를 통과한 연소가스의 유동방향을 가이드하게 된다. 이때, 상기 터빈 케이싱과 터빈 베인 역시, 상기 터빈 로터와 구분하기 위하여, 터빈 스테이터라는 포괄적인 명칭으로 정의될 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 라이너 냉각장치(1000)는, 상기 이너 라이너(121)와 상기 이너 트랜지션피스(131)의 사이에 설치되며, 연소가스의 유동방향(H) 기준 상기 이너 라이너(121)의 하류 측 단부를 냉각시킨다. 이때, 상기 냉각공기는, 상기 압축기(11)로부터 공급받은 압축공기일 수도 있고, 상기 압축기(11)가 아닌 별도의 공급수단(미도시)으로부터 공급받은 것일 수도 있다. 이하부터는, 상기 냉각공기가 압축공기인 것으로 가정하여 설명하도록 한다.

한편, 이하부터 등장하게 될 ‘상류(Upstream)’와 ‘하류(Downstream)’라는 단어는, 상기 이너 라이너(121)의 내부에서 유동하는 연소가스의 유동방향(H)을 기준으로 한 것을 의미한다.

본 발명에 따른 라이너 냉각장치(1000)는, 본 발명에 따른 라이너 냉각장치(1000)는, 지지부(1100)와 씰링부(1200)를 포함한다.

상기 지지부(1100)는, 상기 이너 라이너(121)와 상기 이너 트랜지션피스(131)의 사이에 배치되는 것으로서, 상기 압축기(11)로부터 공급받은 압축공기를 상기 이너 라이너(121)의 하류 측으로 토출하는 냉각유로(1112)가 형성된다. 이를 위해, 상기 지지부(1100)는, 지지부재(1110), 보조지지수단(1120) 및 격벽(1130)을 포함한다.

상기 지지부재(1110)는, 중공의 원통 형상으로 형성되는 것으로서, 상기 이너 라이너(121)와 상기 이너 트랜지션피스(131)의 사이에 배치된다. 더욱 상세하게는, 상기 지지부재(1110)는, 상기 이너 라이너(121)의 외주면으로부터 반경방향 외측으로 이격되도록 배치되어, 상기 이너 라이너(121)와의 사이에 상기 냉각유로(1112)를 형성한다. 이때, 상기 지지부재(1110)는, 상류 측 단부가 상기 이너 트랜지션피스(131)의 상류 측 단부보다 상류 측으로 더 돌출되도록 형성된다. 그리고 상기 지지부재(1110)는, 상기 냉각유로(112)와 연통되는 유입구(1111)가 형성된다.

상기 트랜지션피스 환형유로(133)로부터 상기 라이너 환형유로(124)로 유동하는 압축공기(C1)는, 상기 유입구(1111)를 통해 상기 냉각유로(1112)로 공급된다. 그리고 상기 냉각유로(1112)로 공급된 압축공기는, 연소가스와 동일한 방향으로 유동(C2)하면서, 상기 이너 라이너(121)의 하류 측으로 토출된다.

상기 보조지지수단(1120)은, 상기 지지부재(1110)와 상기 이너 라이너(121)의 사이에 설치되어 상기 지지부재(1110)를 지지한다. 그리고 상기 보조지지수단(1120)은, 상기 냉각유로(1112)의 출구, 즉 상기 냉각유로(1112)의 하류 측에 설치되어, 상기 냉각유로(1112)를 유동하는 압축공기가 상기 보조지지수단(1120)을 통해 상기 이너 라이너(121)의 하류 측으로 토출된다.

상기 격벽(1130)은, 상기 냉각유로(1112)에 설치되는 것으로서, 상기 유입구(1111)보다 상류 측 위치에 설치되어 상기 지지부재(1110)를 지지한다. 그리고 상기 격벽(1130)은, 상기 냉각유로(1112)의 상류 측을 밀폐하여, 상기 유입구(1111)를 통해 상기 냉각유로(1112)로 유입된 압축공기가, 하류 측으로만 유동(C2)하도록 한다.

상기 씰링부(1200)는, 상기 지지부재(1110)와 상기 이너 트랜지션피스(131)의 사이에 배치되며, 상기 유입구(1111)의 하류 측에 배치된다. 이때, 상기 씰링부(121)는, 상기 이너 라이너(121)의 원주방향을 따라 보았을 때, 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 반경방향 외측으로 휘어지다가 내측으로 휘어지는 형상으로 형성된다. 이에 따라 상기 씰링부(1200)는, 상기 지지부(1100)와 상기 이너 트랜지션피스(131)의 사이를 씰링하여, 상기 트랜지션피스 환형유로(133)로부터 상기 라이너 환형유로(124)로 유동하는 압축공기가 상기 지지부(1100)와 상기 이너 트랜지션피스(131)의 사이로 통과되는 것을 방지한다.

상기 보조지지수단(1120)은, 압축공기가 통과되도록 중공의 형상으로 형성된다. 이에 따른 본 발명에 의하면, 상기 보조지지수단(1120)을 통과하여 상기 이너 라이너(121)의 하류 측으로 토출되는 압축공기의 유동에 와류가 형성되는 것을 할 수 있으며, 연소가스의 유동에 정체가 발생되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 상기 이너 라이너(121)의 하류 측 단부에서 정체되는 연소가스를 상기 트랜지션피스(130) 측으로 보다 원활하게 유동하도록 할 수 있으며, 상기 이너 라이너(121)의 하류 측 단부를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 있어서, 상기 보조지지수단(1120)은, 연소가스의 유동방향(H)을 따라 바라보았을 때(즉, 도 4를 기준으로 하였을 때), 상기 이너 라이너(121)의 반경방향(R) 외측으로 볼록한 형상으로 형성되어, 상기 이너 라이너(121)와의 사이에 공간을 형성한다.

더욱 상세하게는, 상기 보조지지수단(1120)은, 제1지지대(1121)와 한 쌍의제2지지대(1122)를 포함한다. 상기 제1지지대(1121)는, 연소가스의 유동방향(H)을 따라 보았을 때, 상기 이너 라이너(121)의 반경방향(R) 외측으로 볼록한 형상으로 형성된다. 상기 한 쌍의 제2지지대(1122)는, 상기 제1지지대(1121)의 반경방향 내측 단부로부터 각각 상기 이너 라이너(121)의 원주방향(D)을 따라 서로 멀어지는 방향으로 연장되도록 형성되어, 상기 제1지지대(1121)를 지지한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 있어서, 보조지지수단(1123)은, 연소가스의 유동방향(H)을 따라 보았을 때, 중공의 원형으로 형성된다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 있어서, 보조지지수단(1124)은, 연소가스의 유동방향(H)을 따라 보았을 때, 단축(Minor axis)이 상기 이너 라이너(121)의 반경방향(R)을 따라 정렬되는 중공의 타원 형상으로 형성된다. 타원에서, 단축은, 장축(Major axis)과 교차하는 것으로서, 장축보다 길이가 작은 직선을 의미한다.

이와 같이 상기 보조지지수단(1120,1123,1124)이 중공을 갖는 다양한 형상으로 설계됨으로써, 상기 냉각유로(1112)로부터 상기 이너 라이너(121)의 하류 측으로 토출된 압축공기의 유동에 와류가 형성되는 것을 방지할 수 있으며, 연소가스의 유동에 정체가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

이하부터는, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 제4 내지 제6실시예에 관해 설명하도록 한다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 이너 라이너(121)는, 보조토출유로(123)가 형성된다. 상기 보조토출유로(123)는, 일 측이 상기 냉각유로(1112)와 연통되며, 타 측이 상기 이너 라이너(121)의 하류 측과 연통된다. 이때, 상기 보조토출유로(123)는, 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 냉각유로(1112)로부터 상기 이너 라이너(121)의 반경방향 내측으로 경사진 형상으로 형성된다. 한편, 도 7을 참조하면, 상기 보조토출유로(123)는, 하류 측 부위가 상기 보조지지수단(1120)의 반경방향 내측에 배치되며, 상기 이너 라이너(121)의 내주면이 아닌 상기 이너 라이너(121)의 하류 측 단부로 압축공기를 토출시킨다.

이에 따라 상기 보조토출유로(123)는, 상기 냉각유로(1112)를 따라 유동하는 압축공기(C2) 중 일부를 공급받아, 이를 상기 이너 라이너(121)의 하류 측으로 토출시킨다. 이에 따라 본 발명의 제4실시예에 의하면, 상기 이너 라이너(121)의 하류 측 단부에서 정체되는 연소가스를 하류 측으로 가압하여, 상기 이너 트랜지션피스(131)의 내부에서 연소가스가 원활하게 상기 터빈(12) 측으로 유동하도록 할 수 있다.

도 9를 참조하면, 보조토출유로(125)는, 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 이너 라이너(121)의 원주방향(D) 두께가 점점 증가하는 형상으로 형성된다.

도 10을 참조하면, 보조토출유로(126)는, 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 이너 라이너(121)의 반경방향(R) 두께가 점점 증가하는 형상으로 형성된다.

이와 같이 상기 보조토출유로(123,125,126)가 다양한 형상으로 설계됨으로써, 상기 이너 라이너(121)의 하류 측 단부에서 정체되는 연소가스를 상기 트랜지션피스(130) 측으로 보다 원활하게 유동하도록 할 수 있으며, 이에 따라 상기 이너 라이너(121)의 하류 측 단부를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

한편, 상술한 본 발명의 제4 내지 제6실시예는, 각각 본 발명의 제1 내지 제3실시예에 선택적으로 적용될 수 있다.

10 : 가스터빈 11 : 압축기
12 : 터빈 100 : 연소기
110 : 노즐 120 : 라이너
130 : 트랜지션피스 1000 : 라이너 냉각장치
1100 : 지지부 1200 : 씰링부

Claims

가스터빈의 연소기에 구비되는 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치에 있어서,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하되,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하되,
상기 지지부재는, 상기 라이너로부터 반경방향 외측으로 이격 배치되며, 상기 라이너와의 사이에 상기 냉각유로를 형성하고,
상기 보조지지수단은, 상기 지지부재와 라이너의 사이에서 상기 지지부재를 지지하며,
상기 지지부재는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측 단부가 상기 트랜지션피스의 단부보다 상류 측으로 더 돌출되도록 형성되며, 상기 냉각유로와 연통되는 유입구가 형성되고,
상기 지지부는,
상기 냉각유로 중 상기 유입구보다 상류 측 위치에 설치되어 상기 지지부재를 지지하며, 상기 냉각유로의 상류 측을 밀폐시키는 격벽을 더 포함하고,
상기 보조지지수단은, 상기 냉각유로의 하류 측에 설치되는 라이너 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 라이너는,
이너 라이너와,
상기 이너 라이너의 반경방향 외측에서 상기 이너 라이너를 감싸며, 상기 이너 라이너와의 사이를 통해 연소가스의 유동방향과 반대 방향으로 냉각공기가 유동되는 아우터 라이너를 포함하며,
상기 트랜지션피스는,
연소가스의 유동방향 기준 상류 측 단부가 상기 이너 라이너의 하류 측 단부의 반경방향 외측에 배치되는 이너 트랜지션피스와,
상기 이너 트랜지션피스의 반경방향 외측에 설치되며, 상기 아우터 라이너와 결합되고, 상기 이너 트랜지션피스와의 사이를 통해 상기 이너 라이너 측으로 냉각공기가 유동되는 아우터 트랜지션피스를 포함하고,
상기 지지부는, 연소가스의 유동방향 기준 상기 이너 라이너의 하류 측 단부와 상기 이너 트랜지션피스의 상류 측 단부의 사이에 배치되는 라이너 냉각장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 지지부재와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 연소가스의 유동방향 기준 상기 유입구의 하류 측에 배치되는 씰링부를 더 포함하는 라이너 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 보조지지수단은, 연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 상기 라이너의 반경방향 외측으로 볼록한 형상으로 형성되며, 상기 라이너와의 사이에 공간을 형성하는 라이너 냉각장치.
청구항 1에 있어서,
상기 보조지지수단은,
연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 상기 라이너의 반경방향 외측으로 볼록한 형상으로 형성된 제1지지대와,
상기 제1지지대의 반경방향 내측 단부로부터 각각 상기 라이너의 원주방향을 따라 서로 멀어지는 방향으로 연장 형성된 한 쌍의 제2지지대를 포함하는 라이너 냉각장치.
가스터빈의 연소기에 구비되는 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치에 있어서,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하되,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하되,
상기 보조지지수단은, 연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 중공의 원형으로 형성된 라이너 냉각장치.
가스터빈의 연소기에 구비되는 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치에 있어서,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하되,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하되,
상기 보조지지수단은, 연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 단축(Minor axis)이 상기 라이너의 반경방향을 따라 정렬되는 중공의 타원의 형상으로 형성된 라이너 냉각장치.
가스터빈의 연소기에 구비되는 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치에 있어서,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하되,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하되,
상기 라이너는, 상기 냉각유로와 연통되며, 연소가스의 유동방향 기준 상기 라이너의 하류 측으로 냉각공기가 토출되는 보조토출유로가 형성되며,
상기 보조토출유로는, 하류 측 부위가 상기 보조지지수단의 반경방향 내측에 배치되며, 상기 라이너의 하류 측 단부로 냉각공기를 토출시키는 라이너 냉각장치.
청구항 10에 있어서,
상기 보조토출유로는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 냉각유로로부터 상기 라이너의 반경방향 내측으로 경사진 형상으로 형성된 라이너 냉각장치.
가스터빈의 연소기에 구비되는 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치에 있어서,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하되,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하되,
상기 라이너는, 상기 냉각유로와 연통되며, 연소가스의 유동방향 기준 상기 라이너의 하류 측으로 냉각공기가 토출되는 보조토출유로가 형성된 라이너 냉각장치.
상기 보조토출유로는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 라이너의 원주방향의 두께가 점점 증가하는 형상으로 형성된 라이너 냉각장치.
청구항 10에 있어서,
상기 보조토출유로는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 라이너의 반경방향의 두께가 점점 증가하는 형상으로 형성된 라이너 냉각장치.
가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기에 있어서,
외부로부터 공급받은 연료와 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 혼합하는 노즐;
상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐로부터 분사되는 연료와 압축공기의 혼합물이 연소되는 라이너;
상기 라이너에 설치되며, 상기 라이너에서 생성된 연소가스가 통과되는 트랜지션피스; 및
상기 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 상기 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치;를 포함하되,
상기 라이너 냉각장치는,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하며,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하고,
상기 지지부재는, 상기 라이너로부터 반경방향 외측으로 이격 배치되며, 상기 라이너와의 사이에 상기 냉각유로를 형성하고,
상기 보조지지수단은, 상기 지지부재와 라이너의 사이에서 상기 지지부재를 지지하며,
상기 지지부재는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측 단부가 상기 트랜지션피스의 단부보다 상류 측으로 더 돌출되도록 형성되며, 상기 냉각유로와 연통되는 유입구가 형성되고,
상기 지지부는,
상기 냉각유로 중 상기 유입구보다 상류 측 위치에 설치되어 상기 지지부재를 지지하며, 상기 냉각유로의 상류 측을 밀폐시키는 격벽을 더 포함하고,
상기 보조지지수단은, 상기 냉각유로의 하류 측에 설치되는 연소기.
청구항 14에 있어서,
상기 라이너는,
이너 라이너와,
상기 이너 라이너의 반경방향 외측에서 상기 이너 라이너를 감싸며, 상기 이너 라이너와의 사이를 통해 연소가스의 유동방향과 반대 방향으로 냉각공기가 유동되는 아우터 라이너를 포함하며,
상기 트랜지션피스는,
연소가스의 유동방향 기준 상류 측 단부가 상기 이너 라이너의 하류 측 단부의 반경방향 외측에 배치되는 이너 트랜지션피스와,
상기 이너 트랜지션피스의 반경방향 외측에 설치되며, 상기 아우터 라이너와 결합되고, 상기 이너 트랜지션피스와의 사이를 통해 상기 이너 라이너 측으로 냉각공기가 유동되는 아우터 트랜지션피스를 포함하고,
상기 지지부는, 연소가스의 유동방향 기준 상기 이너 라이너의 하류 측 단부와 상기 이너 트랜지션피스의 상류 측 단부의 사이에 배치되는 연소기.
삭제
삭제
청구항 14에 있어서,
상기 라이너 냉각장치는,
상기 지지부재와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 연소가스의 유동방향 기준 상기 유입구의 하류 측에 배치되는 씰링부를 더 포함하는 연소기.
청구항 14에 있어서,
상기 보조지지수단은, 연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 상기 라이너의 반경방향 외측으로 볼록한 형상으로 형성되며, 상기 라이너와의 사이에 공간을 형성하는 연소기.
청구항 14에 있어서,
상기 보조지지수단은,
연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 상기 라이너의 반경방향 외측으로 볼록한 형상으로 형성된 제1지지대와,
상기 제1지지대의 반경방향 내측 단부로부터 각각 상기 라이너의 원주방향을 따라 서로 멀어지는 방향으로 연장 형성된 한 쌍의 제2지지대를 포함하는 연소기.
가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기에 있어서,
외부로부터 공급받은 연료와 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 혼합하는 노즐;
상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐로부터 분사되는 연료와 압축공기의 혼합물이 연소되는 라이너;
상기 라이너에 설치되며, 상기 라이너에서 생성된 연소가스가 통과되는 트랜지션피스; 및
상기 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 상기 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치;를 포함하되,
상기 라이너 냉각장치는,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하며,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하고,
상기 보조지지수단은, 연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 중공의 원형으로 형성된 연소기.
가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기에 있어서,
외부로부터 공급받은 연료와 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 혼합하는 노즐;
상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐로부터 분사되는 연료와 압축공기의 혼합물이 연소되는 라이너;
상기 라이너에 설치되며, 상기 라이너에서 생성된 연소가스가 통과되는 트랜지션피스; 및
상기 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 상기 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치;를 포함하되,
상기 라이너 냉각장치는,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하며,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하고,
상기 보조지지수단은, 연소가스의 유동방향을 따라 보았을 때, 단축(Minor axis)이 상기 라이너의 반경방향을 따라 정렬되는 중공의 타원의 형상으로 형성된 연소기.
가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기에 있어서,
외부로부터 공급받은 연료와 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 혼합하는 노즐;
상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐로부터 분사되는 연료와 압축공기의 혼합물이 연소되는 라이너;
상기 라이너에 설치되며, 상기 라이너에서 생성된 연소가스가 통과되는 트랜지션피스; 및
상기 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 상기 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치;를 포함하되,
상기 라이너 냉각장치는,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하며,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하고,
상기 라이너는, 상기 냉각유로와 연통되며, 연소가스의 유동방향 기준 상기 라이너의 하류 측으로 냉각공기가 토출되는 보조토출유로가 형성되며,
상기 보조토출유로는, 하류 측 부위가 상기 보조지지수단의 반경방향 내측에 배치되며, 상기 라이너의 하류 측 단부로 냉각공기를 토출시키는 연소기.
청구항 23에 있어서,
상기 보조토출유로는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 냉각유로로부터 상기 라이너의 반경방향 내측으로 경사진 형상으로 형성된 연소기.
가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기에 있어서,
외부로부터 공급받은 연료와 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 혼합하는 노즐;
상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐로부터 분사되는 연료와 압축공기의 혼합물이 연소되는 라이너;
상기 라이너에 설치되며, 상기 라이너에서 생성된 연소가스가 통과되는 트랜지션피스; 및
상기 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 상기 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치;를 포함하되,
상기 라이너 냉각장치는,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하며,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하고,
상기 라이너는, 상기 냉각유로와 연통되며, 연소가스의 유동방향 기준 상기 라이너의 하류 측으로 냉각공기가 토출되는 보조토출유로가 형성되며,
상기 보조토출유로는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 라이너의 원주방향의 두께가 점점 증가하는 형상으로 형성된 연소기.
청구항 23에 있어서,
상기 보조토출유로는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측으로부터 하류 측으로 갈수록, 상기 라이너의 반경방향의 두께가 점점 증가하는 형상으로 형성된 연소기.
외부로부터 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기;
상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기; 및
상기 연소기로부터 공급받은 연소가스가 내부로 통과됨에 따라, 전력 생성을 위한 동력을 발생시키는 터빈을 포함하되,
상기 연소기는,
외부로부터 공급받은 연료와 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 혼합하는 노즐과,
상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐로부터 분사되는 연료와 압축공기의 혼합물이 연소되는 라이너와,
상기 라이너에 설치되며, 상기 라이너에서 생성된 연소가스가 통과되는 트랜지션피스와,
상기 라이너와 트랜지션피스의 접합 부위에 설치되며, 상기 라이너를 냉각시키는 라이너 냉각장치를 포함하며,
상기 라이너 냉각장치는,
상기 라이너와 트랜지션피스의 사이에 배치되며, 냉각공기가 상기 트랜지션피스의 내부로 토출되는 냉각유로가 형성된 지지부를 포함하고,
상기 지지부는,
상기 라이너와 트랜지션피스 사이에 배치되는 지지부재와,
상기 냉각유로에 설치되며, 냉각공기가 통과되도록 중공 형상으로 형성되는 보조지지수단을 포함하며,
상기 지지부재는, 상기 라이너로부터 반경방향 외측으로 이격 배치되며, 상기 라이너와의 사이에 상기 냉각유로를 형성하고,
상기 보조지지수단은, 상기 지지부재와 라이너의 사이에서 상기 지지부재를 지지하며,
상기 지지부재는, 연소가스의 유동방향 기준 상류 측 단부가 상기 트랜지션피스의 단부보다 상류 측으로 더 돌출되도록 형성되며, 상기 냉각유로와 연통되는 유입구가 형성되고,
상기 지지부는,
상기 냉각유로 중 상기 유입구보다 상류 측 위치에 설치되어 상기 지지부재를 지지하며, 상기 냉각유로의 상류 측을 밀폐시키는 격벽을 더 포함하고,
상기 보조지지수단은, 상기 냉각유로의 하류 측에 설치되는 가스터빈.