KR102340397B1 - 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 - Google Patents

연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 Download PDF

Info

Publication number
KR102340397B1
KR102340397B1 KR1020200054506A KR20200054506A KR102340397B1 KR 102340397 B1 KR102340397 B1 KR 102340397B1 KR 1020200054506 A KR1020200054506 A KR 1020200054506A KR 20200054506 A KR20200054506 A KR 20200054506A KR 102340397 B1 KR102340397 B1 KR 102340397B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nozzle
guide plate
air
distribution member
flow
Prior art date
Application number
KR1020200054506A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210136364A (ko
Inventor
노우진
천무환
Original Assignee
두산중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산중공업 주식회사 filed Critical 두산중공업 주식회사
Priority to KR1020200054506A priority Critical patent/KR102340397B1/ko
Priority to US16/998,247 priority patent/US11359813B2/en
Publication of KR20210136364A publication Critical patent/KR20210136364A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102340397B1 publication Critical patent/KR102340397B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/16—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04—Air inlet arrangements
    • F23R3/10—Air inlet arrangements for primary air
    • F23R3/12—Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/26—Controlling the air flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/34—Feeding into different combustion zones
    • F23R3/346—Feeding into different combustion zones for staged combustion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/36—Supply of different fuels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/35—Combustors or associated equipment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/07001—Air swirling vanes incorporating fuel injectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
    • F23R2900/00014—Reducing thermo-acoustic vibrations by passive means, e.g. by Helmholtz resonators

Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 연소기는 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱과 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트와 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너, 및 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 공기가 내부에서 연소되며 연소된 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하고, 상기 노즐은 외측 노즐과 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하고, 상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고, 상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치될 수 있다.

Description

연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈{COMBUSTOR, AND GAS TURBINE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 연소기용 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.
압축기에서 압축된 공기는 연소기로 공급되며 연소기 내부로 진입한 공기는 노즐 케이싱 내부를 따라 이동하면서 노즐로 유입된다. 이 때, 공기는 노즐 헤드 플레이트 방향으로 공급된 후 진행 방향이 반대방향으로 꺾여 연소가 일어나는 노즐의 단부로 공급된다.
이처럼 연료를 연소시키기 위한 공기의 흐름은 노즐 헤드 플레이트에서 급격히 바뀌기 때문에 이런 과정에서 강한 스월(swirl)이 발생하게 된다. 강한 스월에는 실제로 진행해야 하는 흐름 방향과는 어긋나거나 반대 방향을 향하는 속도성분이 다량으로 존재하기 때문에, 이는 결국 압력 손실을 야기하여 공기의 유동 효율을 떨어뜨리게 된다.
또한, 이러한 스월로 인하여 버너의 중앙 부분에 충분한 공기가 공급되지 못하고 다수의 공기가 버너의 외측으로 유입되는 문제가 발생할 수 있다. 공기가 균일하게 공급되지 못하면 연소 효율이 저하될 뿐만 아니라, 질소산화물이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 버너 내부에 균일하게 공기를 공급할 수 있는 연소기 및 가스 터빈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 연소기는 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱, 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트, 및 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너, 및 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료가 내부에서 연소하며, 생성된 연소 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하고,
상기 노즐은 외측 노즐과 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하고, 상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고, 상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유량 분배부재는, 상기 노즐 슈라우드에서 이격되어 상기 노즐 슈라우드와의 사이에서 제1 분배 통로를 형성하고, 상기 헤드 플레이트에서 이격되어 상기 헤드 플레이트와의 사이에서 제2 분배 통로를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 노즐 케이싱과 상기 헤드 플레이트가 만나는 코너부에는 만곡된 가이드면을 갖는 유동 가이드부재가 설치되고, 상기 제2 분배 통로는 상기 유동 가이드부재와 상기 유량 분배부재 사이에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 제2 분배 통로의 체적은 상기 제1 분배 통로의 체적보다 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유량 분배부재의 상단에서 상기 외측 노즐의 중심축 방향으로 연장된 연장선과 상기 노즐 케이싱 사이의 간격은 상기 연장선과 상기 노즐 슈라우드 사이의 간격보다 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유량 분배부재는 유도판과 상기 유도판의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유도판이 상기 헤드 플레이트와 평행한 기준축과 이루는 제1 각도는 분배판과 상기 기준축이 이루는 제2 각도보다 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유량 분배부재는 상기 유도판에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 안내판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 안내판은 상기 외측 노즐의 중심축과 평행한 방향을 기준으로 버너의 중심을 향하여 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 안내판의 상단과 상기 노즐 케이싱 사이의 간격은 상기 안내판의 상단과 노즐 슈라우드 사이의 간격보다 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유량 분배부재는 제1 유량 분배부재와 제1 유량 분배부재에서 간격을 두고 이격 배치된 제2 유량 분배부재를 포함하며, 상기 제1 유량 분배부재는 상기 노즐 슈라우드와 상기 제2 유량 분배부재 사이에 위치하며, 상기 제2 유량 분배부재는 상기 노즐 케이싱과 상기 제1 유량 분배부재 사이에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 제1 유량 분배부재는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 제1 유도판과 상기 제1 유도판의 내측단에서 절곡된 제1 분배판과 상기 제1 유도판의 외측단에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 제1 안내판을 포함하며, 상기 제2 유량 분배부재는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 제2 유도판과 상기 제2 유도판의 내측단에서 절곡된 제2 분배판과 상기 제2 유도판의 외측단에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 제2 안내판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 제1 안내판의 상단과 상기 노즐 슈라우드 사이의 간격은 상기 제1 안내판의 상단과 상기 제2 안내판의 상단 사이의 간격보다 더 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 제1 안내판과 상기 제2 안내판 사이의 간격은 상기 헤드 플레이트를 향하여 갈수록 점진적으로 감소하도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유량 분배부재에는 돌출된 복수의 가이드 리브가 형성되며, 상기 가이드 리브는 공기의 유동 방향으로 이어져 형성될 수 있다.
본 발명의 일 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 포함하며, 상기 연소기는, 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱과 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트와 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 외측 노즐과 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하며, 상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고, 상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 노즐 슈라우드에서 이격되어 상기 노즐 슈라우드와의 사이에서 제1 분배 통로를 형성하고, 상기 헤드 플레이트에서 이격되어 상기 헤드 플레이트와의 사이에서 제2 분배 통로를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 노즐 케이싱과 상기 헤드 플레이트가 만나는 코너부에는 만곡된 가이드면을 갖는 유동 가이드부재가 설치되고, 상기 제2 분배 통로는 상기 유동 가이드부재와 상기 유량 분배부재 사이에 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 제2 분배 통로의 체적은 상기 제1 분배 통로의 체적보다 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유량 분배부재의 상단에서 상기 외측 노즐의 중심축 방향으로 연장된 연장선과 상기 노즐 케이싱 사이의 간격은 상기 연장선과 상기 노즐 슈라우드 사이의 간격보다 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유량 분배부재는 유도판과 상기 유도판의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유도판이 상기 헤드 플레이트와 평행한 기준축과 이루는 제1 각도는 분배판과 상기 기준축이 이루는 제2 각도보다 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 유량 분배부재는 상기 유도판에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 안내판을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 안내판은 상기 외측 노즐의 중심축과 평행한 방향을 기준으로 버너의 중심을 향하여 경사지게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 안내판의 상단과 상기 노즐 케이싱 사이의 간격은 상기 안내판의 상단과 노즐 슈라우드 사이의 간격보다 더 크게 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 연소기 및 가스 터빈에 의하면, 압축된 공기를 안내하여 스월의 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 연소 시에 발생하는 진동을 감소시킬 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 연소기의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유량 분배부재를 도시한 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유량 분배부재를 도시한 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연소기의 일부를 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 분배부재를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연소기의 일부를 도시한 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유량 분배부재를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 연소기의 일부를 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다공 튜브를 도시한 사시도이며, 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유량 분배부재를 도시한 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(1230), 덕트 조립체(1250), 및 유동 가이드부재(1400), 유량 분배부재(1500)를 포함할 수 있다.
연소기 케이싱(1210)은 복수의 버너(1220)를 감싸며 대략 원통 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 복수 개의 노즐(1230)이 구비되며, 이 노즐(1230)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(1230)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(1250)의 외면을 따라 압축공기가 흘러서 노즐(1230) 쪽으로 공급되며, 이 과정에서 고온의 연소가스에 의해 가열된 덕트 조립체(1250)가 적절히 냉각된다.
덕트 조립체(1250)는 라이너(1251)와 트랜지션피스(1252), 유동 슬리브(1253)를 포함할 수 있다. 덕트 조립체(1250)는 라이너(1251)와 트랜지션피스(1252)의 바깥을 유동 슬리브(1253)가 감싸는 이중 구조로 이루어져 있으며, 압축공기는 유동 슬리브(1253) 안쪽에 형성된 냉각 통로(1257) 내부로 침투하여 라이너(1251)와 트랜지션피스(1252)를 냉각시킨다.
라이너(1251)는 연소기(1200)의 버너(1220)에 연결되는 관 부재로서, 라이너(1251) 내부의 공간이 연소실(1240)을 형성하게 된다. 라이너(1251)의 길이방향 일측 단부는 버너(1220)에 결합되고 라이너(1251)의 길이방향 타측 단부는 트랜지션피스(1252)에 결합된다.
그리고, 트랜지션피스(1252)는 터빈(1300)의 입구와 연결되어 고온의 연소가스를 터빈(1300)으로 유도하는 역할을 한다. 트랜지션피스(1252)의 길이방향 일측 단부는 라이너(1251)와 결합되고, 트랜지션피스(1252)의 길이방향 타측 단부는 터빈(1300)과 결합된다. 유동 슬리브(1253)는 라이너(1251)와 트랜지션피스(1252)를 보호하는 한편 고온의 열기가 외부로 직접 방출되는 것을 막아주는 역할을 한다.
덕트 조립체(1250)의 단부에는 노즐 케이싱(1260)이 결합 설치되고, 노즐 케이싱(1260)에는 노즐들(1230)을 지지하는 헤드 플레이트(1270)가 결합 설치된다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 연소기의 일부를 도시한 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면, 노즐 케이싱(1260)은 대략 원형의 관으로 이루어지며, 복수의 노즐(1230)을 감싸도록 설치된다. 노즐 케이싱(1260)의 일측 단부는 덕트 조립체(1250)와 결합되고, 노즐 케이싱(1260)의 타측 단부는 노즐 케이싱(1260)의 후방에 설치된 헤드 플레이트(1270)와 결합된다. 노즐 케이싱(1260) 내부에는 복수의 노즐(1230)이 설치될 수 있으며, 노즐들(1230)은 노즐 케이싱(1260)의 둘레 방향을 따라 이격 배열될 수 있다.
노즐 케이싱(1260)과 노즐(1230) 사이에는 공기가 이동하는 유동 통로(1262)가 형성된다. 노즐(1230)은 중앙에 배치된 내측 노즐(1230a)과 내측 노즐(1230a)을 둘러싸는 외측 노즐(1230)을 포함할 수 있다. 노즐(1230)은 하나의 내측 노즐(1230a)과 5개의 외측 노즐(1230b)을 포함할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 노즐(1230)은 하나의 내측 노즐과 복수의 외측 노즐을 포함할 수 있다.
헤드 플레이트(1270)는 원판 형상으로 이루어지며, 노즐 케이싱(1260)과 결합되어 노즐들(1230)을 지지한다. 헤드 플레이트(1270)에는 복수의 노즐들(1230)과 노즐들(1230)에 연료를 공급하는 연료 주입기(1290)가 설치될 수 있다.
외측 노즐(1230b)은 노즐 관(1231)과 노즐 관(1231)을 감싸는 노즐 슈라우드(1432), 노즐 관(1231)과 노즐 슈라우드(1232) 사이에 설치되어 연료를 분사하는 노즐 베인(1234)을 포함할 수 있다. 또한, 내측 노즐(1230a)도 동일하게 노즐 관(1231)과 노즐 관(1231)을 감싸는 노즐 슈라우드(1432), 노즐 관(1231)과 노즐 슈라우드(1232) 사이에 설치되어 연료를 분사하는 노즐 베인(1234)을 포함할 수 있다.
노즐 관(1231)과 노즐 슈라우드(1232)는 동축 구조로 이루어지며, 노즐 관(1231)의 내부에는 연료와 공기가 이동하는 통로가 형성된다. 노즐 슈라우드(1232)의 내부에는 공기가 이동하는 통로가 형성되며, 연료가 분사될 수 있다.
노즐 슈라우드(1232)와 노즐 관(1231) 사이에 형성된 갭으로 공기가 유입되며, 노즐 슈라우드(1232)의 후단에는 공기가 유입되는 유입구(1235)가 형성될 수 있다. 노즐 베인(1234)은 노즐 관(1231)과 노즐 슈라우드(1232) 사이에 형성된 통로에서 스월을 유도하며, 노즐 베인(1234)에는 연료가 분사될 수 있도록 복수의 홀이 형성될 수 있다.
냉각 통로(1257)를 따라 이동하는 공기는 노즐 케이싱(1260) 내부로 유입되어 헤드 플레이트(1270)까지 이르게 된다. 유동 가이드부재(1400)는 공기의 유동 방향이 전환되는 코너부에 배치되어 공기가 노즐(1230) 내부로 용이하게 진입할 수 있도록 안내한다. 유동 가이드부재(1400)는 노즐 케이싱(1260)과 헤드 플레이트(1270)가 만나는 코너부에 설치되어 공기의 유동을 안내한다.
유동 가이드부재(1400)는 노즐 케이싱(1260)의 둘레 방향으로 이어져 환형으로 이루어질 수 있으며, 더욱 상사하게는 원형의 고리 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 유동 가이드부재(1400)는 호형의 만곡된 가이드면(1410)을 구비하며, 가이드면이 유동을 안내한다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유량 분배부재를 도시한 절개 사시도이고, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유량 분배부재를 도시한 종단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 유량 분배부재(1500)는 노즐 슈라우드(1232)와 헤드 플레이트(1270) 사이에 설치되어 유입구(1235)로 공급되는 공기의 유량을 분배한다. 유량 분배부재(1500)는 헤드 플레이트(1270)에서 이격되어 헤드 플레이트(1270)와의 사이에서 공기가 이동하는 통로를 형성한다.
버너(1220)의 외측에서 상당수의 공기가 유입되므로 버너(1220)의 중심부분은 외측에 비하여 상대적으로 적은 양의 공기가 유입되는데, 유량 분배부재(1500)는 버너(1220)의 중심으로 충분한 유량이 유입될 수 있도록 공기의 유량을 분배하는 2개의 통로를 형성한다.
유량 분배부재(1500)는 고리 형상으로 이어져 형성될 수 있으며, 특히 원형으로 고리 형상으로 이루어질 수 있다. 유량 분배부재(1500)는 지지대(미도시) 등을 매개로 노즐 케이싱(1260) 또는 노즐 슈라우드(1232)에 고정될 수 있다. 유량 분배부재(1500)는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 유도판(1510)과 유도판(1510)의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판(1520)을 포함할 수 있다. 여기서 유도판(1510)과 분배판(1520)은 모두 평판으로 이루어질 수 있다.
유도판(1510)은 분배판(1520)보다 버너(1220)의 중심을 기준으로 더 외측에 배치되며 외측 노즐의 중심축 방향에 대하여 경사지게 배치된다. 분배판(1520)은 유도판(1510)의 내측 단부에서 절곡되어 내측으로 돌출되며, 헤드 플레이트(1270)에서 멀어지는 방향으로 유도판(1510)에서 연장된다.
유도판(1510)이 헤드 플레이트(1270)와 평행한 기준축(HX1)과 이루는 제1 각도(A11)는 분배판(1520)과 기준축(HX1)이 이루는 제2 각도(A12)보다 더 크게 형성된다. 여기서 제1 각도(A11)는 10도 내지 60도로 이루어질 수 있으며, 제2 각도(A12)는 5도 내지 30도로 이루어질 수 있다.
이에 따라 분배판(1520)은 공기의 유동에 버너(1220)의 중심을 향하는 벡터 성분을 더 크게 부여하여 공기를 버너(1220)의 중심을 향하여 충분히 공급할 수 있다. 여기서 분배판(1520)의 중심을 지나는 연장선은 외측 노즐(1230b)에 형성된 유입구(1235)의 중심으로 이어질 수 있다. 이에 따라 분배판(1520)에 의하여 외측 노즐(1230b)의 중심으로 충분한 양의 공기가 공급되고, 중심에서 공급된 공기는 외측 노즐(1230b) 전체로 균일하게 퍼질 수 있다.
유량 분배부재(1500)에 의하여 유량 분배부재(1500)와 노즐 슈라우드(1232)사이에는 제1 분배 통로(F11)가 형성되고, 유량 분배부재(1500)와 헤드 플레이트(1270) 사이에는 제2 분배 통로(F12)가 형성된다. 더욱 상세하게 제2 분배 통로(F12)는 상기한 유동 가이드부재(1400)와 유량 분배부재(1500) 사이에 형성될 수 있다. 이에 따라 제2 분배 통로(F12)를 따라 이동하는 공기는 유량 분배부재(1500)와 유동 가이드부재(1400)에 의하여 안정화되어 스월 발생이 억제될 수 있다.
또한, 제2 분배 통로(F12)의 전체 체적은 제1 분배 통로(F11)의 전체 체적보다 더 크게 형성될 수 있다. 제2 분배 통로(F12)는 제1 분배 통로(F11)보다 1.2배 내지 1.5배 더 큰 체적을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라 제2 분배 통로(F12)를 통해서 더 많은 공기가 이동할 수 있으며, 노즐 케이싱(1260)의 중심에 충분한 공기가 공급될 수 있다.
한편, 유량 분배부재(1500)의 상단에서 외측 노즐(1230b)의 중심축 방향으로 연장된 연장선(EX1)과 노즐 케이싱(1260) 사이의 간격(GW11)은 연장선(EX1)과 노즐 슈라우드(1232) 사이의 간격(GW12)보다 더 크게 형성된다. 연장선(EX1)과 노즐 케이싱(1260) 사이의 간격(GW11)은 노즐 슈라우드(1232) 사이의 간격(GW12)의 1.1배 내지 1.6배로 이루어질 수 있다.
이에 따라 유량 분배부재(1500)의 외측을 따라 더 많은 공기가 이동할 수 있다. 유량 분배부재(1500)의 외측을 따라 이동하는 대용량의 공기는 분배판(1520)에서 헤드 플레이트(1270)를 향하는 면에 의하여 안내되어 내측 노즐(1230a)과 인접한 외측 노즐(1230b)의 부분으로 유입될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 유량 분배부재(1500)를 이용하여 버너(1220)의 중심과 인접하게 위치하는 외측 노즐(1230b)의 부분에 충분한 양의 공기를 공급하여 외측 노즐에 균일한 공기가 공급될 수 있다. 또한, 유량 분배부재(1500)와 유동 가이드부재(1400)에 의하여 스월이 억제되고 공기를 안정적으로 외측 노즐(1230b)에 공급할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 연소기의 일부를 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유량 분배부재를 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 연소기는 유량 분배부재(2500)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 연소기와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 제2 실시예에 따른 유량 분배부재(2500)는 노즐 슈라우드(1232)와 헤드 플레이트(1270) 사이에 설치되어 노즐(1230)로 공급되는 공기의 유량을 분배한다. 유량 분배부재(2500)는 헤드 플레이트(1270)에서 이격되어 헤드 플레이트(1270)와의 사이에서 공기가 이동하는 통로를 2개로 분할한다.
유량 분배부재(2500)는 고리 형상으로 이어져 형성될 수 있으며, 특히 원형으로 고리 형상으로 이루어질 수 있다. 유량 분배부재(2500)는 외측에 배치된 유도판(2510)과 유도판(2510)에서 절곡된 분배판(2520)과 유도판(2510)에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 안내판(2530)을 포함할 수 있다.
유도판(2510)은 분배판(2520)보다 버너(2220)의 중심을 기준으로 더 외측에 배치되며 분배판(2520)은 유도판(2510)의 내측 단부에서 절곡되어 내측으로 돌출된다. 안내판(2530)은 유도판(2510)에서 공기가 유입되는 전방으로 이어지며 노즐 케이싱(1260)과 마주하도록 형성된다.
유도판(2510)이 헤드 플레이트(1270)와 평행한 기준축(HX1)과 이루는 제1 각도(A21)는 분배판(2520)과 기준축(HX1)이 이루는 제2 각도(A22)보다 더 크게 형성된다. 여기서 제1 각도(A21)는 10도 내지 60도로 이루어질 수 있으며, 제2 각도(A22)는 5도 내지 30도로 이루어질 수 있다.
이에 따라 분배판(2520)은 공기의 유동에 버너(2220)의 중심을 향하는 벡터 성분을 더 크게 부여하여 공기를 버너(2220)의 중심을 향하여 충분히 공급할 수 있다. 또한, 안내판(2530)은 외측 노즐(1230b)의 중심축과 평행한 라인(NL1)을 기준으로 버너(2220)의 중심을 향하여 제3 각도(A23)로 경사지게 형성된다. 여기서 제3 각도(A23)는 2도 내지 15도로 이루어질 수 있다. 안내판(2530)이 버너(2220)의 중심을 향하여 제3 각도(A23)로 경사지게 형성되면, 유량 분배부재(2500)의 외측으로 더 많은 공기를 공급할 수 있다.
유량 분배부재(2500)에 의하여 유량 분배부재(2500)와 노즐 슈라우드(1232) 사이에 사이에는 제1 분배 통로(F21)가 형성되고, 유량 분배부재(2500)와 노즐 케이싱(1260) 및 헤드 플레이트(1270) 사이에는 제2 분배 통로(F22)가 형성된다. 제2 분배 통로(F22)의 전체 체적은 제1 분배 통로(F21)의 전체 체적보다 더 크게 형성되어 제2 분배 통로(F22)를 통해서 더 많은 유량이 이동할 수 있다.
안내판(2530)에 의하여 제2 분배 통로(F22)는 헤드 플레이트(1270)로 갈수록 단면적이 점진적으로 감소하며, 이에 따라 공기의 유속은 점진적으로 증가한다. 이에 따라 유량 분배부재(2500)의 외측에서 빠른 속도로 이동하는 공기는 큰 운동량을 가지므로 버너(2220)의 중심을 향하여 충분한 유량이 공급될 수 있다. 또한, 안내판(2530)에 의하여 난류가 발생되는 것을 감소시키고, 코너부에서 층류 유동이 유지될 수 있다.
한편, 안내판(2530)의 상단과 노즐 케이싱(1260) 사이의 간격(GW21)은 안내판(2530)의 상단과 노즐 슈라우드(1232) 사이의 간격(GW22)보다 더 크게 형성된다. 안내판(2530)의 상단과 노즐 케이싱(1260) 사이의 간격(GW21)은 안내판(2530)의 상단과 노즐 슈라우드(1232) 사이의 간격(GW22)의 1.1배 내지 1.6배로 이루어질 수 있다.
이에 따라 유량 분배부재(2500)의 외측을 따라 더 많은 공기가 이동할 수 있다. 유량 분배부재(2500)의 외측을 따라 이동하는 대용량의 공기는 분배판(2520)에 의하여 안내되어 버너(2220)의 중심과 인접한 외측 노즐(1230b)의 부분으로 유입될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 유량 분배부재(2500)가 안내판(2530)을 포함하므로 공기의 유동을 안정적으로 안내하고, 용이하게 공기를 분할할 수 있을 뿐만 아니라 노즐(1230)에 공기가 균일하게 공급될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 연소기의 일부를 도시한 단면도이고, 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유량 분배부재를 도시한 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 연소기는 유량 분배부재(3500)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 연소기와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
본 제3 실시예에 따른 유량 분배부재(3500)는 노즐 슈라우드(1232)와 헤드 플레이트(1270) 사이에 설치되어 노즐(1230)로 공급되는 공기의 유량을 분배한다. 유량 분배부재(3500)는 헤드 플레이트(1270)에서 이격되어 헤드 플레이트(1270)와의 사이에서 공기가 이동하는 통로를 분할한다.
유량 분배부재(3500)는 제1 유량 분배부재(3510)와 제1 유량 분배부재(3510)에서 간격을 두고 이격 배치된 제2 유량 분배부재(3520)를 포함하며, 제1 유량 분배부재(3510)와 제2 유량 분배부재(3520)는 고리 형상으로 이어져 형성될 수 있다. 제1 유량 분배부재(3510)는 노즐 슈라우드(1232)와 제2 유량 분배부재(3520) 사이에 위치하며, 제2 유량 분배부재(3520)는 노즐 케이싱(1260)과 제1 유량 분배부재(3510) 사이에 위치한다.
제1 유량 분배부재(3510)는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 제1 유도판(3511)과 제1 유도판(3511)의 내측단에서 절곡된 제1 분배판(34512)과 제1 유도판(3511)의 외측단에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 제1 안내판(3513)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 유량 분배부재(3500)는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 제2 유도판(3521)과 제2 유도판(3521)의 내측단에서 절곡된 제2 분배판(34522)과 제2 유도판(3521)에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 제2 안내판(3523)을 포함할 수 있다.
제1 유량 분배부재(3510)와 제2 유량 분배부재(3520)에 의하여 제1 유량 분배부재(3510)와 노즐 슈라우드(1232) 사이에 사이에는 제1 분배 통로(F31)가 형성되고, 제2 유량 분배부재(3520)와 노즐 케이싱(1260) 및 헤드 플레이트(1270) 사이에는 제2 분배 통로(F32)가 형성되며, 제1 유량 분배부재(3510)와 제2 유량 분배부재(3520) 사이에는 제3 분배 통로(F33)가 형성될 수 있다.
한편, 제1 안내판(3513)의 상단과 노즐 슈라우드(1232) 사이의 간격(GW33)은 제1 안내판(3513)의 상단과 제2 안내판(3523)의 상단 사이의 간격(GW32)보다 더 작게 형성되며, 제1 안내판(3513)의 상단과 제2 안내판(3523)의 상단 사이의 간격(GW32)은 제2 안내판(3523)과 노즐 케이싱(1260) 사이의 간격(GW31)과 같거나 더 크게 형성될 수 있다. 또한, 제1 안내판(3513)과 제2 안내판(3523) 사이의 간격(GW32)은 헤드 플레이트(1270)를 향하여 갈수록 점진적으로 감소하도록 형성될 수 있다.
이에 따라 제1 안내판(3513)과 제2 안내판(3523) 사이로 많은 공기가 유입될 수 있을 뿐만 아니라, 제1 안내판(3513)과 제2 안내판(3523) 사이로 유입된 공기가 가속되어 버너(3220)의 중심과 인접하게 위치하는 외측 노즐(1230b) 부분에 공급될 수 있다. 또한, 제2 안내판(3523)과 노즐 케이싱(1260) 사이로 유입된 공기는 다수는 내측 노즐로 공급되고, 일부는 외측 노즐로 공급될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 제3 실시예에 따르면 유량 분배부재(3500)가 제1 유량 분배부재(3510)와 제2 유량 분배부재(3520)를 포함하므로, 노즐(1230)에 균일한 양의 공기를 분배하여 공급할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 연소기의 일부를 도시한 단면도이고, 도 11은 본 발명의 제4 실시예에 따른 다공 튜브를 도시한 사시도이며, 도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 유량 분배부재를 도시한 단면도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하여 설명하면, 본 제4 실시예에 따른 연소기는 유량 분배부재(4500) 및 다공 튜브(4600)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 연소기와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
버너(4220)의 내부에서 내측 노즐(1230a)과 헤드 플레이트(1270) 사이에는 다공 튜브(4600)가 설치된다. 다공 튜브(4600)는 원통 형상으로 이루어지며, 표면에 복수의 홀(4610)이 형성된다. 다공 튜브(4600)의 일측 단부는 헤드 플레이트(1270)에 고정되고, 타측 단부는 내측 노즐(1230a)의 노즐 슈라우드(1232)에 고정될 수 있다. 다공 튜브(4600)는 유동 저항을 증가시키는 역할을 하며, 홀(4610)의 크기와 개수에 따라 유동 저항이 달라질 수 있다. 내측 노즐(1230a)로 유입되는 유동의 저항이 증가하면 내측 노즐(1230a)과 인접한 부분에 위치하는 외측 노즐(1230b)로 충분한 양의 공기가 공급될 수 있다.
유량 분배부재(4500)는 노즐 슈라우드(1232)와 헤드 플레이트(1270) 사이에 설치되어 노즐(1230)로 공급되는 공기의 유량을 분배한다. 유량 분배부재(4500)는 헤드 플레이트(1270)에서 이격되어 헤드 플레이트(1270)와의 사이에서 공기가 이동하는 통로를 2개로 분할한다.
유량 분배부재(4500)는 고리 형상으로 이어져 형성될 수 있으며, 특히 원형으로 고리 형상으로 이루어질 수 있다. 유량 분배부재(4500)는 외측에 배치된 유도판(4510)과 유도판(4510)에서 절곡된 분배판(4520)과 유도판(4510)에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 안내판(4530)을 포함할 수 있다.
유량 분배부재(4500)에는 돌출된 복수의 가이드 리브(4540)가 형성될 수 있으며, 가이드 리브(4540)는 공기의 유동 방향으로 이어져 형성될 수 있다. 가이드 리브(4540)는 유도판(4510)의 상단에서 분배판(4520)의 단부까지 이어져 형성되며, 유량 분배부재(4500)의 폭 방향으로 복수의 가이드 리브(4540)가 이격 배치될 수 있다. 가이드 리브(4540)는 유량 분배부재(4500)의 양쪽 면에 모두 형성될 수 있다. 가이드 리브(4540)는 유량 분배부재(4500)를 따라 이동하는 공기의 흐름을 균일화하고 안내할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 제4 실시예에 따르면 다공 튜브(4600)가 내측 노즐(1230a)과 헤드 플레이트(1270) 사이에 설치되어 내측 노즐(1230a)로 유입되는 유동의 저항을 조절할 수 있을 뿐만 아니라 유량 분배부재(4500)에 가이드 리브(4540)가 형성되어 보다 안정적으로 공기의 흐름을 유도할 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, 2220, 3220, 4220: 버너
1230: 노즐 1231: 노즐 관
1232: 노즐 슈라우드 1234: 노즐 베인
1235: 유입구 1240: 연소실
1250: 덕트 조립체 1251: 라이너
1252: 트랜지션피스 1253: 유동 슬리브
1257: 냉각 통로 1260: 노즐 케이싱
1262: 유동 통로 1270: 헤드 플레이트
1400: 유동 가이드부재 1410: 가이드면
1500, 2500, 3500, 4500: 유량 분배부재
1510, 2510, 3511, 3521, 4510: 유도판
1520, 2520, 3512, 3522, 4520: 분배판
2530, 3513, 3523, 4530: 안내판
3510: 제1 유량 분배부재 3520: 제2 유량 분배부재
4600: 다공 튜브 4540: 가이드 리브

Claims (25)

  1. 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱, 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트, 및 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너; 및
    상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료가 내부에서 연소하며, 생성된 연소 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체;
    를 포함하고,
    상기 노즐은 외측 노즐과 상기 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하고,
    상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고,
    상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치되며,
    상기 유량 분배부재의 외측을 따라 이동하는 공기의 양은 상기 유량 분배부재의 내측을 따라 이동하는 공기의 양 보다 더 많으며,
    상기 유량 분배부재는 유도판과 상기 유도판의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판과 상기 유도판에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 안내판을 포함하고,
    상기 안내판은 상기 외측 노즐의 중심축과 평행한 방향을 기준으로 버너의 중심을 향하여 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 유량 분배부재는,
    상기 노즐 슈라우드에서 이격되어 상기 노즐 슈라우드와의 사이에서 제1 분배 통로를 형성하고,
    상기 헤드 플레이트에서 이격되어 상기 헤드 플레이트와의 사이에서 제2 분배 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 연소기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 노즐 케이싱과 상기 헤드 플레이트가 만나는 코너부에는 만곡된 가이드면을 갖는 유동 가이드부재가 설치되고,
    상기 제2 분배 통로는 상기 유동 가이드부재와 상기 유량 분배부재 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 분배 통로의 체적은 상기 제1 분배 통로의 체적보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 유량 분배부재의 상단에서 상기 외측 노즐의 중심축 방향으로 연장된 연장선과 상기 노즐 케이싱 사이의 간격은 상기 연장선과 상기 노즐 슈라우드 사이의 간격보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
  6. 삭제
  7. 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱, 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트, 및 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너; 및
    상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료가 내부에서 연소하며, 생성된 연소 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체;
    를 포함하고,
    상기 노즐은 외측 노즐과 상기 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하고,
    상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고,
    상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치되며,
    상기 유량 분배부재는 유도판과 상기 유도판의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판을 포함하고,
    상기 유도판이 상기 헤드 플레이트와 평행한 기준축과 이루는 제1 각도는 분배판과 상기 기준축이 이루는 제2 각도보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
  8. 삭제
  9. 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱, 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트, 및 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너; 및
    상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료가 내부에서 연소하며, 생성된 연소 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체;
    를 포함하고,
    상기 노즐은 외측 노즐과 상기 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하고,
    상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고,
    상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치되며,
    상기 유량 분배부재는 유도판과 상기 유도판의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판과 상기 유도판에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 안내판을 포함하고,
    상기 안내판은 상기 외측 노즐의 중심축과 평행한 방향을 기준으로 버너의 중심을 향하여 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
  10. 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱, 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트, 및 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너; 및
    상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료가 내부에서 연소하며, 생성된 연소 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체;
    를 포함하고,
    상기 노즐은 외측 노즐과 상기 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하고,
    상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고,
    상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치되며,
    상기 유량 분배부재는 유도판과 상기 유도판의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판과 상기 유도판에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 안내판을 포함하고,
    상기 안내판의 상단과 상기 노즐 케이싱 사이의 간격은 상기 안내판의 상단과 노즐 슈라우드 사이의 간격보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 유량 분배부재는 제1 유량 분배부재와 제1 유량 분배부재에서 간격을 두고 이격 배치된 제2 유량 분배부재를 포함하며,
    상기 제1 유량 분배부재는 상기 노즐 슈라우드와 상기 제2 유량 분배부재 사이에 위치하며, 상기 제2 유량 분배부재는 상기 노즐 케이싱과 상기 제1 유량 분배부재 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 연소기.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 유량 분배부재는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 제1 유도판과 상기 제1 유도판의 내측단에서 절곡된 제1 분배판과 상기 제1 유도판의 외측단에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 제1 안내판을 포함하며,
    상기 제2 유량 분배부재는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 제2 유도판과 상기 제2 유도판의 내측단에서 절곡된 제2 분배판과 상기 제2 유도판의 외측단에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 제2 안내판을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기.
  13. 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱, 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트, 및 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너; 및
    상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료가 내부에서 연소하며, 생성된 연소 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체;
    를 포함하고,
    상기 노즐은 외측 노즐과 상기 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하고,
    상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고,
    상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치되며,
    상기 유량 분배부재는 제1 유량 분배부재와 제1 유량 분배부재에서 간격을 두고 이격 배치된 제2 유량 분배부재를 포함하며,
    상기 제1 유량 분배부재는 상기 노즐 슈라우드와 상기 제2 유량 분배부재 사이에 위치하며, 상기 제2 유량 분배부재는 상기 노즐 케이싱과 상기 제1 유량 분배부재 사이에 위치하고,
    상기 제1 유량 분배부재는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 제1 유도판과 상기 제1 유도판의 내측단에서 절곡된 제1 분배판과 상기 제1 유도판의 외측단에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 제1 안내판을 포함하며,
    상기 제2 유량 분배부재는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 제2 유도판과 상기 제2 유도판의 내측단에서 절곡된 제2 분배판과 상기 제2 유도판의 외측단에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 제2 안내판을 포함하고,
    상기 제1 안내판의 상단과 상기 노즐 슈라우드 사이의 간격은 상기 제1 안내판의 상단과 상기 제2 안내판의 상단 사이의 간격보다 더 작게 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
  14. 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱, 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트, 및 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너; 및
    상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료가 내부에서 연소하며, 생성된 연소 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체;
    를 포함하고,
    상기 노즐은 외측 노즐과 상기 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하고,
    상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고,
    상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치되며,
    상기 유량 분배부재는 제1 유량 분배부재와 제1 유량 분배부재에서 간격을 두고 이격 배치된 제2 유량 분배부재를 포함하며,
    상기 제1 유량 분배부재는 상기 노즐 슈라우드와 상기 제2 유량 분배부재 사이에 위치하며, 상기 제2 유량 분배부재는 상기 노즐 케이싱과 상기 제1 유량 분배부재 사이에 위치하고,
    상기 제1 유량 분배부재는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 제1 유도판과 상기 제1 유도판의 내측단에서 절곡된 제1 분배판과 상기 제1 유도판의 외측단에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 제1 안내판을 포함하며,
    상기 제2 유량 분배부재는 공기가 유입되는 방향에 대하여 경사지게 배치된 제2 유도판과 상기 제2 유도판의 내측단에서 절곡된 제2 분배판과 상기 제2 유도판의 외측단에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 제2 안내판을 포함하고,
    상기 제1 안내판과 상기 제2 안내판 사이의 간격은 상기 헤드 플레이트를 향하여 갈수록 점진적으로 감소하도록 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 유량 분배부재에는 돌출된 복수의 가이드 리브가 형성되며, 상기 가이드 리브는 공기의 유동 방향으로 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 연소기.
  16. 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, 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱과 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트와 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너와 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 압축 공기가 내부에서 연소하며 생성된 연소가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하고,
    상기 노즐은 외측 노즐과 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하며,
    상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고,
    상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치되며,
    상기 유량 분배부재의 외측을 따라 이동하는 공기의 양은 상기 유량 분배부재의 내측을 따라 이동하는 공기의 양 보다 더 많으며,
    상기 유량 분배부재는 유도판과 상기 유도판의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판과 상기 유도판에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 안내판을 포함하고,
    상기 안내판은 상기 외측 노즐의 중심축과 평행한 방향을 기준으로 버너의 중심을 향하여 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 유량 분배부재는,
    상기 노즐 슈라우드에서 이격되어 상기 노즐 슈라우드와의 사이에서 제1 분배 통로를 형성하고,
    상기 헤드 플레이트에서 이격되어 상기 헤드 플레이트와의 사이에서 제2 분배 통로를 형성하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 노즐 케이싱과 상기 헤드 플레이트가 만나는 코너부에는 만곡된 가이드면을 갖는 유동 가이드부재가 설치되고,
    상기 제2 분배 통로는 상기 유동 가이드부재와 상기 유량 분배부재 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 제2 분배 통로의 체적은 상기 제1 분배 통로의 체적보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  20. 제16 항에 있어서,
    상기 유량 분배부재의 상단에서 상기 외측 노즐의 중심축 방향으로 연장된 연장선과 상기 노즐 케이싱 사이의 간격은 상기 연장선과 상기 노즐 슈라우드 사이의 간격보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  21. 삭제
  22. 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, 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱과 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트와 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너와 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 압축 공기가 내부에서 연소하며 생성된 연소가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하고,
    상기 노즐은 외측 노즐과 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하며,
    상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고,
    상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치되며,
    상기 유량 분배부재는 유도판과 상기 유도판의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판을 포함하고,
    상기 유도판이 상기 헤드 플레이트와 평행한 기준축과 이루는 제1 각도는 분배판과 상기 기준축이 이루는 제2 각도보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  23. 삭제
  24. 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, 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱과 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트와 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너와 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 압축 공기가 내부에서 연소하며 생성된 연소가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하고,
    상기 노즐은 외측 노즐과 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하며,
    상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고,
    상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치되며,
    상기 유량 분배부재는 유도판과 상기 유도판의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판과 상기 유도판에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 안내판을 포함하고,
    상기 안내판은 상기 외측 노즐의 중심축과 평행한 방향을 기준으로 버너의 중심을 향하여 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
  25. 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, 관 형상으로 이루어진 노즐 케이싱과 상기 노즐 케이싱의 단부에 결합된 헤드 플레이트와 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너와 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 압축 공기가 내부에서 연소하며 생성된 연소가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하고,
    상기 노즐은 외측 노즐과 외측 노즐들의 내측에 설치된 내측 노즐을 포함하며,
    상기 외측 노즐은 공기와 연료가 이동하는 통로를 제공하는 노즐 관과 상기 노즐 관을 감싸는 노즐 슈라우드를 포함하고,
    상기 헤드 플레이트와 상기 노즐 슈라우드 사이에는 상기 외측 노즐로 유입되는 공기의 유량을 분할하는 유량 분배부재가 설치되며,
    상기 유량 분배부재는 유도판과 상기 유도판의 내측단에서 경사지게 절곡된 분배판과 상기 유도판에서 공기가 유입되는 방향으로 연장된 안내판을 포함하고,
    상기 안내판의 상단과 상기 노즐 케이싱 사이의 간격은 상기 안내판의 상단과 노즐 슈라우드 사이의 간격보다 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
KR1020200054506A 2020-05-07 2020-05-07 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 KR102340397B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200054506A KR102340397B1 (ko) 2020-05-07 2020-05-07 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
US16/998,247 US11359813B2 (en) 2020-05-07 2020-08-20 Combustor and gas turbine including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200054506A KR102340397B1 (ko) 2020-05-07 2020-05-07 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210136364A KR20210136364A (ko) 2021-11-17
KR102340397B1 true KR102340397B1 (ko) 2021-12-15

Family

ID=78412420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200054506A KR102340397B1 (ko) 2020-05-07 2020-05-07 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11359813B2 (ko)
KR (1) KR102340397B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102460672B1 (ko) * 2021-01-06 2022-10-27 두산에너빌리티 주식회사 연료 노즐, 연료 노즐 모듈 및 이를 포함하는 연소기

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000346361A (ja) * 1999-06-09 2000-12-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン及びその燃焼器
KR101872801B1 (ko) * 2017-04-18 2018-06-29 두산중공업 주식회사 연료노즐 조립체 및 이를 포함하는 가스터빈

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7007477B2 (en) * 2004-06-03 2006-03-07 General Electric Company Premixing burner with impingement cooled centerbody and method of cooling centerbody
US20070277530A1 (en) * 2006-05-31 2007-12-06 Constantin Alexandru Dinu Inlet flow conditioner for gas turbine engine fuel nozzle
US7841180B2 (en) * 2006-12-19 2010-11-30 General Electric Company Method and apparatus for controlling combustor operability
US8387394B2 (en) * 2007-07-09 2013-03-05 Siemens Aktiengesellschaft Gas-turbine burner
US20090173074A1 (en) * 2008-01-03 2009-07-09 General Electric Company Integrated fuel nozzle ifc
US8505304B2 (en) * 2008-12-01 2013-08-13 General Electric Company Fuel nozzle detachable burner tube with baffle plate assembly
US8371123B2 (en) * 2009-10-28 2013-02-12 General Electric Company Apparatus for conditioning airflow through a nozzle
US20120024985A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-02 General Electric Company Integrated fuel nozzle and inlet flow conditioner and related method
US8991187B2 (en) 2010-10-11 2015-03-31 General Electric Company Combustor with a lean pre-nozzle fuel injection system
US20130025285A1 (en) * 2011-07-29 2013-01-31 General Electric Company System for conditioning air flow into a multi-nozzle assembly
US8950188B2 (en) * 2011-09-09 2015-02-10 General Electric Company Turning guide for combustion fuel nozzle in gas turbine and method to turn fuel flow entering combustion chamber
US20140119910A1 (en) 2012-10-29 2014-05-01 General Electric Company Turbine exhaust hood and related method
JP6422412B2 (ja) * 2015-09-10 2018-11-14 三菱日立パワーシステムズ株式会社 ガスタービン燃焼器
JP6768306B2 (ja) * 2016-02-29 2020-10-14 三菱パワー株式会社 燃焼器、ガスタービン
KR101900192B1 (ko) * 2017-04-27 2018-09-18 두산중공업 주식회사 연료 노즐 조립체, 이를 포함하는 연료 노즐 모듈 및 가스 터빈
KR102010646B1 (ko) * 2017-07-04 2019-08-13 두산중공업 주식회사 터닝 가이드, 연료 노즐, 연료 노즐 조립체 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102063169B1 (ko) * 2017-07-04 2020-01-07 두산중공업 주식회사 연료 노즐 조립체와 이를 포함하는 연소기 및 가스 터빈
KR102119879B1 (ko) * 2018-03-07 2020-06-08 두산중공업 주식회사 파일럿 연료 분사 장치, 이를 구비한 연료 노즐 및 가스 터빈
KR102101488B1 (ko) * 2018-08-17 2020-04-16 두산중공업 주식회사 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000346361A (ja) * 1999-06-09 2000-12-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン及びその燃焼器
KR101872801B1 (ko) * 2017-04-18 2018-06-29 두산중공업 주식회사 연료노즐 조립체 및 이를 포함하는 가스터빈

Also Published As

Publication number Publication date
US11359813B2 (en) 2022-06-14
US20210348763A1 (en) 2021-11-11
KR20210136364A (ko) 2021-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102363091B1 (ko) 연소기용 노즐, 이를 포함하는 연소기, 및 가스 터빈
KR20190048908A (ko) 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102083915B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102456687B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102343001B1 (ko) 연소기용 노즐, 이를 포함하는 연소기, 및 가스 터빈
KR102340397B1 (ko) 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
JP7456082B2 (ja) 燃焼器用ノズル、燃焼器およびこれを含むガスタービン
KR102101488B1 (ko) 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102071324B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102343002B1 (ko) 연소기용 노즐, 이를 포함하는 연소기, 및 가스 터빈
KR102459999B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102070908B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102340396B1 (ko) 연소기용 노즐 및 이를 포함하는 연소기
KR20200006149A (ko) 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102607178B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102343003B1 (ko) 연소기용 덕트 조립체 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102382634B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102661014B1 (ko) 덕트 조립체 및 이를 포함하는 연소기
KR102460000B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102660055B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102312979B1 (ko) 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102619152B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102312715B1 (ko) 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102403750B1 (ko) 멀티 튜브를 갖는 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102632603B1 (ko) 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant