KR20170021881A - 연소기의 실린더, 연소기의 실린더의 제조 방법 및 압력 용기 - Google Patents

연소기의 실린더, 연소기의 실린더의 제조 방법 및 압력 용기 Download PDF

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Abstract

연소기의 실린더는, 내부에 연소 가스가 흐르는 실린더 본체(4)와, 실린더 본체(4)를 외측으로부터 덮고, 내주면과 실린더 본체(4)의 외주면 사이에 고압 유체가 흘러 들어가는 유체 공간(FS)을 형성하는 자켓판(61)과, 실린더 본체(4) 및 자켓판(61)을 접속하는 리브(62)를 구비하고 있다. 리브(62)는, 실린더 본체(4)의 축선을 기준으로 하는 직경방향의 실린더 본체(4) 측의 실린더측 단부(621a)가 상기 축선의 축방향의 양측으로부터 용접되어 실린더 본체(4)에 접속되며, 상기 직경방향의 자켓판(61) 측의 자켓측 단부(621b)가 상기 축방향의 양측으로부터 용접되어 자켓판(61)에 접속되어 있다.

Description

연소기의 실린더, 연소기의 실린더의 제조 방법 및 압력 용기{COMBUSTOR CYLINDER, METHOD FOR MANUFACTURING COMBUSTOR CYLINDER, AND PRESSURE CONTAINER}
본 발명은 연소기의 실린더, 연소기의 실린더의 제조 방법 및 압력 용기에 관한 것이다.
가스 터빈에서는, 압축기로 가압된 공기를 연소기로 연료와 혼합해서 고온의 유체인 연소 가스를 발생시켜, 정익 및 동익이 교대로 배설된 터빈의 연소 가스 유로 내에 도입한다. 또한, 연소 가스 유로 내를 유통하는 연소 가스에 의해서 동익 및 로터를 회전시키는 것에 의해, 연소 가스의 에너지를 회전 에너지로서 출력하는 동시에, 압축기나 발전기에 회전 구동력을 주고 있다.
가스 터빈의 연소기에서는, 고온·고압의 연소 가스를 터빈에 보내기 위해서, 미통이나 내통 등의 부품이 고온의 연소 가스에 노출되어 있다. 그 때문에, 연소기에 이용되는 부품은, 고온이 된 부품을 냉각하기 위해서 냉각 공기나 증기를 도입하는 구조를 갖고 있다.
예를 들면, 연소기의 미통의 외주측에 냉매 통로가 형성된 냉각 자켓을 마련하고, 냉매 통로에 증기를 통과시키는 구조가 특허문헌 1에 개시되어 있다. 이 냉각 자켓에는, 고압의 증기에 의해서 냉매 통로 내의 압력이 높아지고, 변형해 버리는 것을 억제하는 리브가 복수 설치되어 있다. 이러한 리브는, 내측에 냉매 통로를 형성하기 위해서, 냉각 자켓의 벽면을 형성하는 판재와 일체로 형성되어 있다. 그 때문에, 리브를 미통의 외주면에 접속하는 경우에는, 냉매 통로측인 냉각 자켓의 내측에서는 용접하지 못하고, 외측만을 용접해서 리브를 미통의 외주면에 접속하고 있다.
일본 특허 공개 제 2011-190717 호 공보
그렇지만, 한쪽측 용접이 되는 것에 의해, 압력의 높은 내측으로부터 크랙이 진전할 우려가 있어, 리브의 접합 강도를 향상시킬 필요가 있다.
본 발명은 리브의 접합 강도를 향상하는 것이 가능한 연소기의 실린더, 연소기의 실린더의 제조 방법, 및 압력 용기를 제공한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.
본 발명의 제 1 태양에 있어서의 연소기의 실린더는, 내부에 연소 가스가 흐르는 실린더 본체와, 상기 실린더 본체를 외측으로부터 덮고, 내주면과 상기 실린더 본체의 외주면 사이에 고압 유체가 흘러 들어가는 유체 공간을 형성하는 자켓판과, 상기 실린더 본체 및 상기 자켓판을 접속하는 리브를 포함하며, 상기 리브는, 상기 실린더 본체의 축선을 기준으로 하는 직경방향의 상기 실린더 본체측의 실린더측 단부가 상기 축선의 축방향의 양측으로부터 용접되어 상기 실린더 본체에 접속되며, 상기 직경방향의 상기 자켓판측의 자켓측 단부가 상기 축방향의 양측으로부터 용접되어 상기 자켓판에 접속되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 리브의 실린더측 단부가 축방향의 양측으로부터 실린더 본체에 대해서 용접되며, 자켓측 단부가 축방향의 양측으로부터 자켓판에 대해서 용접되어 있다. 그 때문에, 실린더 본체에 대해서, 리브를 축방향의 한쪽측 뿐만이 아니라 양측으로부터 끼워넣도록 용접하여, 실린더측 단부에 대해서 리브를 강고하게 고정할 수 있다. 마찬가지로, 자켓판에 대해서 리브의 축방향의 양측이 용접되는 것에 의해, 자켓측 단부에 대해서 리브를 강고하게 고정할 수 있다. 또한, 축방향의 한쪽측으로부터 뿐만이 아니라 양측으로부터 용접되는 것에 의해, 축방향의 양측의 어느 쪽으로부터도 크랙을 진전하기 어렵게 할 수 있다. 이것에 의해, 실린더 본체나 자켓판에 대해서 리브를 강고하게 고정할 수 있다.
또한, 상기 연소기의 실린더에서는, 상기 실린더 본체와 상기 자켓판은, 상기 실린더 본체의 외주면과 상기 자켓판의 내주면과의 간격이 상기 축방향에서 일정하고, 상기 리브는, 상기 실린더 본체의 외주면 및 상기 자켓판의 내주면에 대해서 각각 수직으로 형성되어 있어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 리브가 실린더 본체의 외주면이나 자켓판의 내주면에 대해서 각각 수직으로 형성되어 있는 것에 의해, 유체 공간에 흘러 들어간 고압 유체에 의해서 리브가 가압되어서 부하가 생겼을 경우에, 리브에 생기는 굽힘 응력을 보다 저감할 수 있다. 이것에 의해, 실린더 본체나 자켓판에 대해서 리브를 보다 강고하게 고정할 수 있다.
또한, 상기 연소기의 실린더에서는, 상기 리브는, 상기 축선에 대한 원주방향으로 서로 간격을 두고서 복수 배치되고, 상기 실린더 본체 및 상기 자켓판에 접속되는 리브 본체와, 상기 리브 본체를 상기 원주방향으로 서로 접속시키는 복수의 브릿지부를 구비하고 있어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 리브가 복수의 리브 본체를 브릿지부에 의해서 접속시키는 구조를 이루고 있는 것에 의해, 리브로서의 강도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 리브에 생기는 굽힘 응력을 보다 한층 저감할 수 있고, 실린더 본체나 자켓판에 대해서 리브를 보다 강고하게 고정할 수 있다.
또한, 상기 연소기의 실린더에서는, 상기 자켓판은, 상기 자켓측 단부에 대해서 상기 축방향의 한쪽 측에 배치되는 제 1 자켓판과, 상기 자켓측 단부의 상기 축방향의 다른쪽 측에 배치되는 제 2 자켓판을 구비하고, 상기 제 1 자켓판과 상기 제 2 자켓판은 상기 자켓측 단부에 대해 상기 리브에 접속되어 있어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 자켓판이 제 1 자켓판과 제 2 자켓판으로 나누어져 있는 것에 의해, 리브에 대해서 자켓판을 용이하게 용접할 수 있다. 구체적으로는, 리브의 자켓측 단부의 축방향의 한쪽 측과 다른쪽 측으로 자켓판이 별개 부품이기 때문에, 자켓측 단부에 대해서 제 1 자켓판과 제 2 자켓판을 별개로 위치를 맞춰서 배치하는 것을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 자켓측 단부에 있어서, 리브를 제 1 자켓판 및 제 2 자켓판에 대해서 축방향의 양측으로부터 용이하게 용접할 수 있다.
또한, 상기 연소기의 실린더에서는, 상기 자켓판은 상기 직경방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성되고, 상기 리브는 상기 관통 구멍에 상기 자켓측 단부가 삽입되어 용접되는 것에 의해, 상기 자켓판에 접속되어 있어도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 관통 구멍이 형성된 자켓판을 이용하는 것에 의해, 자켓판을 하나의 부재로서도, 관통 구멍으로부터 자켓측 단부를 용이하게 용접할 수 있다. 그 때문에, 리브를 축방향의 양측으로부터 용접하면서, 적은 부품 점수로 냉각 자켓부를 형성할 수 있다. 이것에 의해, 작업 공정수나 작업 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 태양에 있어서의 연소기의 실린더의 제조 방법은, 내부에 연소 가스가 흐르는 실린더 본체와, 상기 실린더 본체를 외측으로부터 덮고, 내주면과 상기 실린더 본체의 외주면 사이에 고압 유체가 흘러 들어가는 유체 공간을 형성하는 자켓판과, 상기 실린더 본체 및 상기 자켓판을 접속하는 리브를 준비하는 준비 공정과, 상기 리브의 상기 실린더 본체의 축선을 기준으로 하는 직경방향의 상기 실린더 본체측의 실린더측 단부를, 상기 축선의 축방향의 양측으로부터 용접해서 상기 실린더 본체에 접속하는 제 1 용접 공정과, 상기 리브의 상기 직경방향의 상기 자켓판측의 자켓측 단부를, 상기 축방향의 양측으로부터 용접해서 상기 자켓판에 접속하는 제 2 용접 공정을 포함한다.
이러한 구성에 의하면, 제 1 용접 공정에 있어서 리브의 실린더측 단부가 축방향의 양측으로부터 실린더 본체에 대해서 용접되며, 제 2 용접 공정에 있어서 자켓측 단부가 축방향의 양측으로부터 자켓판에 대해서 용접되어 있다. 그 때문에, 실린더 본체에 대해서, 리브를 축방향의 한쪽측 뿐만이 아니라 양측으로부터 끼워넣도록 용접하여, 실린더측 단부에 대해서 리브를 강고하게 고정할 수 있다. 마찬가지로, 자켓판에 대해서 리브의 축방향의 양측이 용접되는 것에 의해, 자켓측 단부에 대해서 리브를 강고하게 고정할 수 있다. 또한, 축방향의 한쪽측으로부터 뿐만 아니라 양측으로부터 용접되는 것에 의해, 축방향의 양측의 어느 쪽으로부터도 크랙을 진전하기 어렵게 할 수 있다. 이것에 의해, 고압 유체가 유통하는 유체 공간 내에서 부하를 받아도 접합된 상태를 안정되게 유지할 수 있고, 실린더 본체와 자켓판에 대해서 리브를 강고하게 고정할 수 있다.
또한, 상기 연소기의 실린더의 제조 방법에서는, 상기 준비 공정에서는, 상기 리브의 상기 자켓측 단부에 대해서 상기 축방향의 한쪽 측에 배치되는 제 1 자켓판과, 상기 자켓측 단부의 상기 축방향의 다른쪽 측에 배치되는 제 2 자켓판을 준비하고, 상기 제 2 용접 공정은, 상기 제 1 자켓판과 상기 제 2 자켓판을, 상기 자켓측 단부에서 상기 리브에 접속해도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 자켓판이 제 1 자켓판과 제 2 자켓판으로 나누어져 있는 것에 의해, 대형의 복수의 부품으로 나눠서 작업을 실시할 수 있다. 이것에 의해, 리브에 대해서 자켓판을 보다 용이하게 용접할 수 있다.
또한, 상기 연소기의 실린더의 제조 방법에서는, 상기 준비 공정에서는, 상기 직경방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성된 상기 자켓판을 준비하고, 상기 제 2 용접 공정은, 상기 관통 구멍에 상기 자켓측 단부가 삽입해서 용접하는 것에 의해, 상기 리브를 상기 자켓판에 접속해도 좋다.
이러한 구성에 의하면, 제 2 용접 공정에서 관통 구멍이 형성된 자켓판을 이용하는 것에 의해, 자켓판을 하나의 부재로서도, 관통 구멍으로부터 자켓측 단부를 용접할 수 있다. 그 때문에, 리브를 축방향의 양측으로부터 용접하면서, 적은 부품 점수로 냉각 자켓부를 형성할 수 있다. 이것에 의해, 작업 공정수나 작업 비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 3 태양에 있어서의 압력 용기는, 제 1 벽판과, 상기 제 1 벽판과 간격을 두고서 대향하고, 상기 제 1 벽판과의 사이에 고압 유체가 흘러 들어가는 유체 공간을 형성하는 제 2 벽판과, 상기 제 1 벽판과 상기 제 2 벽판을 접속하는 리브를 포함하고, 상기 리브는, 상기 제 1 벽판과 상기 제 2 벽판과의 이간하는 이간 방향에 있어서의 상기 제 1 벽판측의 제 1 단부가 상기 리브를 기준으로 해서 상기 이간 방향에 대해서 수직인 방향의 한쪽 측 및 반대인 다른쪽 측으로부터 용접되어 상기 제 1 벽판에 접속되고, 상기 제 2 벽판측의 제 2 단부가 상기 리브를 기준으로 해서 한쪽 측 및 반대인 다른쪽 측으로부터 용접되어 상기 제 2 벽판에 접속되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 리브의 제 1 단부가 이간 방향에 대해서 수직인 방향의 양측으로부터 제 1 벽판에 대해서 용접되고, 제 2 단부가 이간 방향에 대해서 수직인 방향의 양측으로부터 제 2 벽판에 대해서 용접되어 있다. 그 때문에, 제 1 벽판의 면에 대해서, 리브를 이간 방향에 대해서 수직인 방향의 한쪽측 뿐만이 아니라 양측으로부터 끼워넣도록 용접하여, 제 1 단부에 있어서의 용접 강도를 향상시킬 수 있다. 마찬가지로, 제 2 벽판에 대해서 리브의 이간 방향에 대해서 수직인 방향의 양측이 용접되는 것에 의해, 제 2 단부에서의 용접 강도를 향상시킬 수 있다. 이것에 의해, 고압 유체가 유통하는 유체 공간 내에서 부하를 받아도 접합된 상태를 안정되게 유지할 수 있는 만큼, 제 1 벽판이나 제 2 벽판에 대해서 리브를 강고하게 고정할 수 있다.
이 발명에 관련되는 연소기의 실린더, 연소기의 실린더의 제조 방법, 및 압력 용기에 의하면, 리브의 단부를 축방향의 양측으로부터 용접하는 것에 의해, 리브의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 주요부 절결 측면을 설명하는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 주요부 단면도이다.
도 3은 도 2에 있어서의 Ⅲ-Ⅲ 단면을 도시하는 단면도이다.
도 4는 도 3에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ 단면을 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 4에 있어서의 Ⅴ-Ⅴ 단면으로 볼 때의 모양을 설명하는 도면이다.
도 6은 제 2 실시형태에 있어서의 도 3에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ 단면에 상당하는 단면을 도시하는 단면도이다.
도 7은 도 6에 있어서의 Ⅶ-Ⅶ 단면으로 볼 때의 모양을 설명하는 도면이다.
도 8은 제 3 실시형태에 있어서의 도 3에 있어서의 Ⅳ-Ⅳ 단면에 상당하는 단면을 도시하는 단면도이다.
도 9는 도 8에 있어서의 Ⅸ-Ⅸ 단면으로 볼 때의 모양을 설명하는 도면이다.
<제 1 실시형태>
이하, 본 발명에 관한 제 1 실시형태에 대해 도 1 내지 도 5를 참조해 설명한다.
가스 터빈(100)은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 외기를 압축해서 압축 공기(A)를 생성하는 압축기(101)와, 연료 공급원으로부터의 연료(X)를 압축 공기(A)에 혼합해서 연소시켜 연소 가스(G)를 생성하는 복수의 연소기(1)와, 연소 가스(G)에 의해 구동하는 터빈(102)을 구비하고 있다.
터빈(102)은 케이싱(103)과, 이 케이싱(103) 내에서 로터 축(Ar)을 중심으로 회전하는 터빈 로터(104)를 구비하고 있다. 이 터빈 로터(104)는, 예를 들면, 이 터빈 로터(104)의 회전으로 발전하는 발전기(도시하지 않음)와 접속되어 있다.
압축기(101)는, 터빈(102)에 대해서, 로터 축(Ar)의 한쪽 측에 배치되어 있다. 터빈(102)의 케이싱(103)은 로터 축(Ar)을 중심으로 원통형을 이루고 있다. 압축기(101)에서는, 압축 공기(A)의 일부를 냉각 공기로서 터빈(102)이나 연소기(1)에 공급하고 있다. 복수의 연소기(1)는, 로터 축(Ar)에 대한 원주방향(Dc)에 서로의 간격을 두고, 이 케이싱(103)에 장착되어 있다.
연소기(1)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 터빈(102)의 케이싱(103) 내에 배치되어 고온·고압의 연소 가스(G)를 터빈(102)에 보내는 미통(3)과, 이 미통(3) 내에 연료(X) 및 압축 공기(A)를 공급하는 연료 공급부(2)를 구비하고 있다.
연료 공급부(2)는, 내통(20)과, 내통(20) 내에 확산 화염을 형성하는 파일럿 노즐(21)과, 이 파일럿 노즐(21)을 중심으로 원주방향(Dc)으로 등간격으로 배치되고, 내통(20) 내에 예혼합 화염을 형성하는 복수의 메인 노즐(22)을 구비하고 있다.
미통(3)(연소기의 실린더)은 내통(20)과 접속되고, 내통(20)에서 생성된 고온·고압의 연소 가스(G)를 터빈(102)에 공급 가능하게 되어 있다. 미통(3)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 통형상을 이루는 실린더 본체(4)와, 실린더 본체(4)를 외측으로부터 덮도록 형성되는 냉각 자켓부(6)를 구비하고 있다.
여기서, 실린더 본체(4)의 축선(Ac)이 연장되어 있는 방향을 축방향(Da), 이 축선(Ac)을 기준으로 한 원주방향(Dc)을 간단히 원주방향(Dc), 이 축선(Ac)을 기준으로 한 직경방향(Dr)을 간단히 직경방향(Dr)으로 한다.
또한, 직경방향(Dr)이며 축선(Ac)으로부터 멀어지는 측을 직경방향(Dr) 외측, 그 반대측을 직경방향(Dr) 내측으로 한다. 또한, 축방향(Da)이며, 연료 공급부(2)에 대해서 미통(3)이 존재하는 측을 하류측, 그 반대측을 상류측으로 한다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 실린더 본체(4)의 축선(Ac)은, 실린더 본체(4)의 연재하는 방향과 교차하는 각 단면에 있어서, 중심 위치를 지나는 선이다.
실린더 본체(4)는 내부에 연소 가스(G)가 흐른다. 실린더 본체(4)는, 축방향(Da)의 상류측으로부터 하류측으로 향해서 서서히 단면적이 작아지도록 형성되어 있다. 실린더 본체(4)는, 하류단에 외주면(4b)으로부터 직경방향(Dr) 외측으로 향해 연장되는 플랜지부(41)가 형성되어 있다. 실린더 본체(4)는, 그 상류단인 입구 부분이 내통(20)에 접속되고, 하류단인 출구 부분이 터빈(102)의 제 1 단 정익(105)과 접속되어 있다. 본 실시형태의 실린더 본체(4)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 단면 부채꼴형을 이루어 통형상으로 형성되고, 내주면(4a)과 외주면(4b)과의 사이에 복수의 냉각 유로(4c)가 형성되어 있다. 본 실시형태의 실린더 본체(4)는, 플랜지부(41)의 상류측으로서 플랜지부(41)에 따른 위치에, 외주면(4b)으로부터 내주면(4a)측으로 오목한 홈부(4d)(도 4 참조)가 원주방향(Dc)으로 연장되어 형성되어 있다.
냉각 유로(4c)는, 상류측에 있어서, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)에 설치되어 외부로부터 고압 증기(P)(고압 유체)가 유입하는 증기 유입 자켓부(5)(도 2 참조)와 접속되어 있다. 냉각 유로(4c)는 증기 유입 자켓부(5)로부터 고압 증기(P)가 도입되고, 하류측까지 유통시키고 있다. 냉각 유로(4c)는 하류단에서 홈부(4d)와 연통하고 있다. 본 실시형태의 냉각 유로(4c)는, 단면 원형 형상을 이루고 있고, 원주방향(Dc)에 서로의 간격을 두고서 실린더 본체(4)의 내주면(4a)과 외주면(4b)과의 사이에 복수 형성되어 있다.
홈부(4d)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 냉각 유로(4c)의 하류측의 개구의 전체가 홈부(4d)의 측면에 접하도록, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)으로부터 냉각 유로(4c)의 직경방향(Dr) 내측의 가장자리까지의 거리와, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)으로부터 홈부(4d)의 바닥까지의 거리가 동일하게 되도록 형성되어 있다.
냉각 자켓부(6)는 실린더 본체(4)의 하류측의 출구 부분에 형성되어 있다. 본 실시형태의 냉각 자켓부(6)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 실린더 본체(4)를 외측으로부터 덮는 자켓판(61)과, 실린더 본체(4)와 자켓판(61)을 접속하는 리브(62)를 구비하고 있다.
자켓판(61)은, 그 내주면(61a)과 실린더 본체(4)의 외주면(4b) 및 플랜지부(41)와 사이에 고압 증기(P)가 흘러 들어가는 유체 공간(FS)을 형성한다. 본 실시형태의 유체 공간(FS)은 홈부(4d)를 거쳐서 냉각 유로(4c)의 하류단과 연통하고 있고, 냉각 유로(4c)를 유통한 고압 증기(P)가 유입한다. 이 유체 공간(FS)에서는, 하류측으로부터 상류측으로 향해서, 천천히 고압 증기(P)가 흐르고, 도시하지 않은 증기 출구로부터 고압 증기(P)가 외부에 배출된다. 본 실시형태의 자켓판(61)은, 상류측에 배치되는 제 1 자켓판(611)과, 하류측에 배치되는 제 2 자켓판(612)을 구비한다.
제 1 자켓판(611)은 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과 리브(62)에 접속되어 있다. 제 1 자켓판(611)은, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과 사이에 공간을 형성하도록, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과 간격을 두고서 배치되어 있다. 본 실시형태의 제 1 자켓판(611)은, 평판형상을 이루어 리브(62)에 접속되는 평판부(611a)와, 만곡형상을 이루어 평판부(611a)와 일체로 형성되고, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과 접속되는 만곡부(611b)를 구비한다.
평판부(611a)는, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)에 따라서 연장되어 있고, 축선(Ac)과 평행한 단면형상이 직사각형형상을 이루고 있다. 평판부(611a)는, 실린더 본체(4)측을 향하는 내주면(611c)과 실린더 본체(4)의 외주면(4b)이 간격을 두고서 대향해서 형성되어 있다. 평판부(611a)는, 그 내주면(611c)과 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과의 간격이 축방향(Da)으로 일정하게 형성되어 있다. 평판부(611a)는 하류측의 단부가 리브(62)에 대해서 용접되어 있다.
만곡부(611b)는 평판부(611a)로부터 일체를 이뤄서 상류측으로 연장되어 있고, 축선(Ac)과 평행한 단면형상이 외측으로 향해 볼록형상을 이루고 있다. 만곡부(611b)는, 상류측의 단부가 실린더 본체(4)의 외주면(4b)에 대해서, 외측으로부터 용접되어 있다.
제 2 자켓판(612)은 리브(62)와 실린더 본체(4)의 플랜지부(41)에 접속되어 있다. 제 2 자켓판(612)은, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과 사이에 공간을 형성하도록, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과 간격을 두고서 배치되어 있다. 본 실시형태의 제 2 자켓판(612)은 축선(Ac)과 교차하는 단면형상이 직사각형형상을 이루고 있다. 제 2 자켓판(612)은, 실린더 본체(4)측을 향하는 내주면(612a)과 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과의 간격이, 제 1 자켓판(611)의 평판부(611a)와 동일 간격으로, 축방향(Da)으로 일정하게 형성되어 있다. 제 2 자켓부는, 상류측의 단부가 리브(62)에 대해서 직경방향(Dr) 외측으로부터 용접되고, 하류측의 단부가 플랜지부(41)의 상류측을 향하는 면에 대해서 직경방향(Dr) 외측으로부터 용접되어 있다.
리브(62)는, 직경방향(Dr) 내측의 단부를 실린더측 단부(621a)로 하고, 직경방향(Dr) 외측의 단부를 자켓측 단부(621b)로 하는 리브 본체(621)를 구비한다.
리브 본체(621)는 원주방향(Dc)에 서로 간격을 두고서 복수 배치되어 있다. 리브 본체(621)는 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과, 자켓판(61)의 내주면(61a)에 대해서 수직으로 되도록 형성되어 있다. 리브 본체(621)는 실린더측 단부(621a)가 축방향(Da)의 양측으로부터 용접되어 실린더 본체(4)에 접속되어 있다. 리브 본체(621)는 자켓측 단부(621b)가 축방향(Da)의 양측으로부터 용접되어 자켓판(61)에 접속되어 있다.
구체적으로는, 본 실시형태의 리브 본체(621)는 원주방향(Dc)으로 연장되는 판형상 부재이다. 본 실시형태의 리브 본체(621)는, 축선(Ac)과 평행한 단면형상에 있어서, 자켓측 단부(621b)가 평면형상으로 형성되고, 실린더측 단부(621a)가 자켓측 단부(621b)측으로부터 실린더측 단부(621a)측을 향해 점차 축경하도록 예각으로 형성되어 있다. 본 실시형태의 리브 본체(621)에서는, 예각으로 형성되어 있는 실린더측 단부(621a)가 실린더 본체(4)의 외주면(4b)에 대해서 축방향(Da)의 양측에서 각각 용접되어 있다. 본 실시형태의 리브 본체(621)에서는, 자켓측 단부(621b)가, 도 5에 도시하는 바와 같이, 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)과의 사이에 배치되고, 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)에 대해서 축방향(Da)의 양측을 포함한 직경방향(Dr) 외측으로부터 용접되어 있다.
또한, 리브(62)가 배치되지 않은 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)과의 축방향(Da)의 간극도 용접되어 접속되어 있다.
다음에, 제 1 실시형태에 있어서의 연소기의 실린더의 제조 방법에 대해 설명한다.
미통(3)(연소기의 실린더)의 제조 방법에서는, 냉각 자켓부(6)를 구비하는 미통(3)을 제조한다. 본 실시형태의 미통의 제조 방법(S10)은, 실린더 본체(4), 자켓판(61), 및 리브(62)를 사전에 준비하는 준비 공정(S11)과, 실린더 본체(4)에 리브(62)를 용접하는 제 1 용접 공정(S12)과, 리브(62)에 자켓판(61)을 용접하는 제 2 용접 공정(S13)과, 자켓판(61)을 실린더 본체(4)에 대해서 용접하는 제 3 용접 공정(S14)을 포함하고 있다.
준비 공정(S11)에서는, 사전에 미통(3)을 제조하기 위해서 필요한 부재를 준비한다. 본 실시형태의 준비 공정(S11)에서는, 상술한 바와 같은 실린더 본체(4)와, 자켓판(61)과, 리브(62)를 준비한다. 본 실시형태의 준비 공정(S11)에서는, 자켓판(61)으로서 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)을 준비하고, 리브(62)로서 복수의 리브 본체(621)를 준비한다.
제 1 용접 공정(S12)에서는, 리브 본체(621)의 실린더측 단부(621a)를 축방향(Da)의 양측으로부터 용접해서 실린더 본체(4)에 접속한다. 구체적으로는, 본 실시형태의 제 1 용접 공정(S12)에서는, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)에 대해서, 실린더측 단부(621a)를 향하여 리브 본체(621)를 수직으로 배치한다. 본 실시형태의 제 1 용접 공정(S12)에서는, 수직에 배치한 리브 본체(621)의 예각인 형상을 이루는 실린더측 단부(621a)와, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과의 간극을 충전하도록 축방향(Da)의 한쪽 측으로부터 용접한 후에, 다른쪽 측으로부터 용접한다. 예를 들면, 본 실시형태에서, 축방향(Da)의 상류측으로부터 용접했을 경우에는, 그 후 축방향(Da)의 다른쪽 측인 하류측으로부터 실린더측 단부(621a)와 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과의 간극을 충전하도록 용접한다. 본 실시형태의 제 1 용접 공정(S12)은, 실린더 본체(4)에 접속되는 리브 본체(621)의 수에 맞춰서 복수회 실시된다.
제 2 용접 공정(S13)에서는, 리브 본체(621)의 자켓측 단부(621b)를 축방향(Da)의 양측으로부터 용접해서 자켓판(61)에 접속한다. 구체적으로는, 본 실시형태의 제 2 용접 공정(S13)에서는, 제 1 용접 공정(S12)에서 실린더 본체(4)에 용접된 리브 본체(621)의 자켓측 단부(621b)에 대해서, 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)을 수직으로 배치한다. 본 실시형태의 제 2 용접 공정(S13)에서는, 자켓측 단부(621b)에 대해서, 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)이 배치된 상태에서, 직경방향(Dr) 외측으로부터 자켓측 단부(621b)와 제 1 자켓판(611)의 하류측의 단부 및 제 2 자켓판(612)의 상류측의 단부를 용접한다. 이것에 의해, 제 2 용접 공정(S13)에서는, 자켓측 단부(621b)를, 축방향(Da)의 양측으로부터 용접한 상태와 동일의 상태에서 제 1 자켓판(611) 및 제 2 자켓판(612)에 대해서 용접하면서, 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)을 서로 용접해서 접속한다. 또한, 본 실시형태의 제 2 용접 공정(S13)에서는, 리브 본체(621)가 배치되지 않은 리브 본체(621)끼리의 원주방향(Dc)의 사이에 있어서는, 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)과의 축방향(Da)의 간극을 직경방향(Dr) 외측으로부터 원주방향(Dc)에 걸쳐서 용접하여, 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)을 접속한다.
제 3 용접 공정(S14)에서는, 리브(62)에 용접된 자켓판(61)을 실린더 본체(4)에 대해서 용접해서 접속한다. 본 실시형태의 제 3 용접 공정(S14)에서는, 리브 본체(621)에 용접된 제 1 자켓판(611)을 실린더 본체(4)의 외주면(4b)에 용접하여, 제 2 자켓판(612)을 플랜지부(41)에 용접한다. 구체적으로는, 본 실시형태의 제 3 용접 공정(S14)에서는, 제 1 자켓판(611)의 만곡부(611b)의 상류측의 단부와, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)을 직경방향(Dr) 외측 또한 축방향(Da)의 상류측으로부터, 원주방향(Dc)에 걸쳐서 용접한다. 본 실시형태의 제 3 용접 공정(S14)에서는, 제 2 자켓판(612)의 하류측의 단부와 플랜지부(41)의 상류측을 향하는 면을 직경방향(Dr) 외측으로부터 원주방향(Dc)에 걸쳐서 용접한다.
다음에, 상기 가스 터빈(100)의 작용에 대해 설명한다.
제 1 실시형태의 가스 터빈(100)에 의하면, 압축기(101)로부터의 압축 공기(A)는 터빈(102)의 케이싱(103) 내에 들어가고, 연소기(1) 내에 흘러 들어간다. 연소기(1)에서는, 메인 노즐(22) 및 파일럿 노즐(21)에 의해서, 이 압축 공기(A)와 함께 외부로부터 공급되는 연료(X)를 연소하고, 연소 가스(G)가 생성된다. 이 연소 가스(G)는 연소 가스 유로를 통과하는 과정에서, 동익 본체에 접하고, 터빈 로터(104)를 로터 축(Ar) 둘레로 회전시킨다.
또한, 미통(3)에서는, 메인 노즐(22) 및 파일럿 노즐(21)에 의해서 생성된 고온의 연소 가스(G)가 실린더 본체(4)의 내부를 상류측으로부터 하류측을 향해 유통한다. 실린더 본체(4)는 하류측을 향함에 따라서 서서히 단면적이 작아지도록 형성되어 있다. 그 때문에, 실린더 본체(4)에서는, 플랜지부(41)가 형성되어 있는 하류단을 향함에 따라서, 연소 가스(G)의 열전달율이 높아지고, 하류단이 가장 열적으로 심각한 환경하에 노출되어 있다.
여기서, 본 실시형태에서는, 실린더 본체(4)의 내주면(4a)과 외주면(4b)과의 사이에 형성된 냉각 유로(4c)에 공기보다 열 용량이 큰 고압 증기(P)를 흘린다. 냉각용의 고압 증기(P)는 외부로부터 증기 유입 자켓부(5)에 유입하고, 이 증기 유입 자켓부(5) 내로부터 실린더 본체(4)의 복수의 냉각 유로(4c)에 흘러 들어간다. 고압 증기(P)는, 이 실린더 본체(4)의 각 냉각 유로(4c)를 통과하는 과정에서, 실린더 본체(4)를 냉각한다. 그 후, 고압 증기(P)는, 실린더 본체(4)의 냉각 유로(4c)로부터 홈부(4d) 내에 분출하고, 하류측의 홈부(4d)의 측면, 및 이 하류측의 홈부(4d)의 측면으로 연결되어 있는 플랜지부(41)의 상류측을 향하는 면에 충돌하고, 플랜지부(41)를 인핀지먼트(impingement) 냉각한다.
플랜지부(41)의 상류측을 향하는 면에 충돌한 고압 증기(P)는, 실린더 본체(4)의 하류단의 외주측에 설치되어 있는 냉각 자켓부(6)의 유체 공간(FS) 내에 유입하고, 이 냉각 자켓부(6)로부터 도시하지 않은 배관을 거쳐서 회수된다. 이 냉각 자켓부(6)는 냉각 유로(4c)에 비해 내용적이 비교적 크게 형성되어 있다. 그 때문에, 실린더 본체(4)의 냉각 유로(4c)로부터 분출한 고압 증기(P)의 흐름 저항을 적게 할 수 있고, 실린더 본체(4)의 냉각 유로(4c)에 흘리는 고압 증기(P)의 유량을 많게 할 수 있다.
상기와 같은 미통(3)에서는, 고압 증기(P)가 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)에 의해서 형성되는 유체 공간(FS)에 냉각 유로(4c)로부터 흘러 들어가는 것에 의해, 유체 공간(FS) 내에서 외부로 향하여 압력이 생긴다. 그 때문에, 리브 본체(621)나 제 1 자켓판(611)나 제 2 자켓판(612)에 대해서 응력이 생기고, 용접되어 있는 용접 부분에 대해서 부하가 생긴다. 여기서, 만일 용접 강도가 불충분한 경우에는, 리브 본체(621)의 용접 부분을 찢어내도록 힘이 집중해 버려, 용접 부분에 크랙이 생기고, 이 크랙이 진전하는 것으로 리브 본체(621)의 용접 부분이 손상할 우려가 있었다.
그런데, 본 실시형태에서는, 제 1 용접 공정(S12)에 있어서 리브 본체(621)의 실린더측 단부(621a)가 축방향(Da)의 양측으로부터 실린더 본체(4)에 대해서 용접되고, 제 2 용접 공정(S13)에 있어서 자켓측 단부(621b)가 축방향(Da)의 양측을 포함한 직경방향(Dr) 외측으로부터 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)에 대해서 용접되어 있다. 그 때문에, 실린더 본체(4)의 외주면(4b)에 대해서, 리브 본체(621)를 축방향(Da)의 한쪽측 뿐만이 아니라 양측으로부터 끼워넣도록 용접하여, 실린더측 단부(621a)에 대해서 리브 본체(621)를 강고하게 고정할 수 있다. 마찬가지로, 제 1 자켓판(611)이나 제 2 자켓판(612)에 대해서 리브 본체(621)의 축방향(Da)의 양측이 용접되는 것에 의해, 자켓측 단부(621b)에 대해서 리브 본체(621)를 강고하게 고정할 수 있다. 또한, 축방향(Da)의 한쪽측으로부터 뿐만이 아니라 양측으로부터 용접되는 것에 의해, 축방향(Da)의 양측의 어느 쪽으로부터도 크랙이 진전하기 어렵게 할 수 있다. 그 때문에, 제 1 용접 공정(S12) 및 제 2 용접 공정(S13)에 의해서, 용접 부분에 크랙을 보다 생기기 어렵게 할 수 있다. 이것에 의해, 고압 증기(P)가 유통하는 유체 공간(FS) 내에서 부하를 받아도 접합된 상태를 안정되게 유지할 수 있는 만큼, 실린더 본체(4)나 제 1 자켓판(611) 및 제 2 자켓판(612)에 대해서 리브 본체(621)를 강고하게 고정할 수 있다. 따라서, 실린더 본체(4)나 제 1 자켓판(611) 및 제 2 자켓판(612)에 대한 리브(62)의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 리브 본체(621)가 실린더 본체(4)의 외주면(4b)이나 제 1 자켓판(611) 및 제 2 자켓판(612)의 내주면(611c, 612a)에 대해서 각각 수직으로 형성되어 있는 것에 의해, 유체 공간(FS)에 흘러 들어간 고압 증기(P)에 의해서 리브 본체(621)가 가압되어서 부하가 생겼을 경우에, 리브 본체(621)에 생기는 굽힘 응력을 보다 저감할 수 있다. 이것에 의해, 실린더 본체(4)나 제 1 자켓판(611) 및 제 2 자켓판(612)에 대해서 리브 본체(621)를 보다 강고하게 고정할 수 있다.
또한, 자켓판(61)이 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)으로 나누어져 있는 것에 의해, 리브 본체(621)에 대해서 자켓판(61)을 용이하게 용접할 수 있다. 구체적으로는, 리브 본체(621)의 자켓측 단부(621b)의 축방향(Da)의 상류측과 하류측에서 자켓판(61)이 별개 부품이기 때문에, 자켓측 단부(621b)에 대해서 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)을 별개로 위치를 맞춰서 배치하는 것을 용이하게 할 수 있다. 따라서, 자켓측 단부(621b)에 있어서, 리브 본체(621)를 제 1 자켓판(611) 및 제 2 자켓판(612)에 대해서 축방향(Da)의 양측에서 용이하게 용접할 수 있다.
또한, 제 1 용접 공정(S12)에서 실린더 본체(4)의 외주면(4b)에 대해서 리브 본체(621)의 실린더측 단부(621a)를 축방향(Da)의 양측으로부터 용접한 후에, 제 2 용접 공정(S13)에 의해서 제 1 자켓판(611) 및 제 2 자켓판(612)에 대해서 리브 본체(621)를 용접할 수 있다. 그 때문에, 제 1 용접 공정(S12)에서 실린더측 단부(621a)의 축방향(Da)의 양측을 용접한 후에, 축방향(Da)의 상류측 및 하류측이 확실하게 용접되어 있는가를 용이하게 확인할 수 있다. 또한, 제 1 용접 공정(S12)에서는, 자켓판(61)이 배치되지 않은 상태에서, 리브 본체(621)의 실린더측 단부(621a)를 축방향(Da)의 양측으로부터 용접할 수 있다. 그 때문에, 실린더측 단부(621a)를 축방향(Da)의 상류측 및 하류측을 확인하면서 용이하게 용접할 수 있다.
또한, 자켓판(61)이 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)으로 나누어져 있는 것에 의해, 대형의 복수의 부품으로 나눠서 작업을 실시할 수 있다. 이것에 의해, 리브 본체(621)에 대해서 자켓판(61)을 보다 용이하게 용접할 수 있다.
<제 2 실시형태>
다음에, 도 6 및 도 7을 참조해서 제 2 실시형태의 미통(3)에 대해 설명한다.
제 2 실시형태에 있어서는 제 1 실시형태와 동일의 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다. 이 제 2 실시형태의 미통(3)은 리브(72)의 구성에 대해서 제 1 실시형태와 상이하다.
제 2 실시형태의 리브(72)는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 제 1 실시형태와 동일의 리브 본체(721)와, 리브 본체(721)를 원주방향(Dc)으로 서로 접속시키는 복수의 브릿지부(722)를 구비한다.
브릿지부(722)는 원주방향(Dc)에 인접하는 리브 본체(721)의 원주방향(Dc)에 대향하는 단면을 접속하고 있다. 본 실시형태에 브릿지부(722)는, 자켓측 단부(721b)측에 있어서 복수의 리브 본체(721)의 원주방향(Dc)을 향하는 면을 접속하도록 형성되어 있다. 구체적으로는, 본 실시형태의 브릿지부(722)는, 자켓측 단부(721b)가 리브 본체(721)와 일체로 형성되고, 평활한 동일 평면으로 되어 있다. 본 실시형태의 브릿지부(722)는, 제 1 자켓판(611) 및 제 2 자켓판(612)에 용접된 상태에서, 실린더측 단부(721a)측이 제 1 자켓판(611) 및 제 2 자켓판(612)의 내주면(4a)으로부터 돌출하도록, 축선(Ac)과 평행한 단면형상이 형성되어 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 복수의 브릿지부(722)가 복수의 리브 본체(721)와 일체로 형성되고, 원주방향(Dc)으로 연장되는 하나의 부재로서 리브(72)를 구성하고 있다.
본 실시형태에서는, 리브(72)는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 실린더 본체(4)의 내주면(4a)에 대해서 리브 본체(721)의 실린더측 단부(721a)가 축방향(Da)의 양측으로부터 용접되어 있다. 또한, 리브(72)는, 리브 본체(721) 및 브릿지부(722)의 자켓측 단부(721b)가, 도 7에 도시하는 바와 같이, 축방향(Da)의 하류측으로부터 제 1 자켓판(611)과 용접되고, 축방향(Da)의 상류측으로부터 제 2 자켓판(612)을 용접되는 것에 의해, 자켓판(61)에 대해서 축방향(Da)의 양측으로부터 용접되어 있다.
상기와 같은 미통(3)에 의하면, 리브(72)가 복수의 리브 본체(721)를 브릿지부(722)에 의해서 접속시키는 구조를 이루고 있는 것에 의해, 리브(72)로서의 강도를 향상시킬 수 있다. 즉, 실린더 본체(4)나 제 1 자켓판(611)이나 제 2 자켓판(612)에 대해서, 별도의 부재로서 복수의 리브 본체(721)를 용접한 상태에 비해, 하나의 부재로서 리브 본체(721)를 용접한 상태가 유체 공간(FS) 내의 고압 증기(P)에 의한 부하에 대한 강도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 리브(72)에 생기는 굽힘 응력을 보다 한층 저감할 수 있고, 실린더 본체(4)나 제 1 자켓판(611)이나 제 2 자켓판(612)에 대해서 리브(72)를 보다 강고하게 고정할 수 있다.
<제 3 실시형태>
다음에, 도 8 및 도 9를 참조해 제 3 실시형태의 미통(3)에 대해 설명한다.
제 3 실시형태에 있어서는 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 동일한 구성요소에는 동일한 도면부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다. 이 제 3 실시형태의 미통(3)은 자켓판(61)의 구성에 대해 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 상이하다.
제 3 실시형태의 자켓판(61)은, 제 1 실시형태나 제 2 실시형태와 달리, 하나의 부재인 천공된 자켓판(81)을 구비한다.
천공된 자켓판(81)은, 내주면(811d)과 실린더 본체(4)의 외주면(4b) 및 플랜지부(41)와 사이에 고압 유체가 흘러 들어가는 유체 공간(FS)을 형성한다. 천공된 자켓판(81)은 직경방향(Dr)으로 관통하는 관통 구멍(811c)이 형성되어 있다. 본 실시형태의 천공된 자켓판(81)은 제 1 실시형태에 있어서의 제 1 자켓판(611)과 제 2 자켓판(612)을 접속한 외경 형상을 이루는 부재이다. 구체적으로는, 본 실시형태의 천공된 자켓판(81)은, 도 8에 도시하는 바와 같이, 평판형상을 이루어 관통 구멍(811c)이 형성되는 천공된 평판부(811a)와, 만곡형상을 이루어 천공된 평판부(811a)와 일체로 형성되는 만곡부(811b)를 구비한다.
천공된 평판부(811a)는 실린더 본체(4)의 외주면(4b)에 따라서 연장되어 있고, 축선(Ac)과 평행한 단면형상이 직사각형형상을 이루고 있다. 본 실시형태의 천공된 평판부(811a)는, 제 1 실시형태에 있어서의 제 1 자켓판(611)의 평판부(611a)와 제 2 자켓판(612)이 축방향(Da)으로 접속된 형상을 이루고 있다. 천공된 평판부(811a)는, 실린더 본체(4)측을 향하는 내주면(811d)과 실린더 본체(4)의 외주면(4b)과의 간격이 축방향(Da)으로 일정하게 형성되어 있다. 천공된 평판부(811a)는, 하류측의 단부가 플랜지부(41)의 상류측을 향하는 면에 대해서 직경방향(Dr) 외측으로부터 용접되어 있다. 천공된 평판부(811a)는, 직경방향(Dr)으로 관통하는 관통 구멍(811c)이 원주방향(Dc)으로 서로 이간해서 복수 형성되어 있다.
본 실시형태의 관통 구멍(811c)은, 직경방향(Dr)의 단면형상이 타원형 단면을 이루고, 천공된 평판부(811a)를 직경방향(Dr)으로 관통하고 있다. 본 실시형태의 관통 구멍(811c)은, 도 9에 도시하는 바와 같이, 천공된 자켓판(81)이 실린더 본체(4)에 고정된 상태로, 직경방향(Dr) 외측에서 본 위치가, 리브 본체(821)가 배치되어 있는 위치와 중첩되는 위치에 복수 형성되어 있다.
만곡부(811b)는 제 1 실시형태에 만곡부(811b)와 동일한 형상을 이루고 있고, 천공된 평판부(811a)로부터 상류측으로 연장되어 있다. 만곡부(811b)는, 상류측의 단부가 실린더 본체(4)의 내주면(4a)에 대해서 외측으로부터 용접되어 있다.
또한, 제 3 실시형태에서는, 리브 본체(821)가 제 1 실시형태보다 직경방향(Dr)으로 길게 형성되어 있다. 제 3 실시형태의 리브 본체(821)는, 실린더측 단부(821a)와 마찬가지로, 자켓측 단부(821b)가 실린더측 단부(821a)측으로부터 자켓측 단부(821b)측을 향해 점차 축경하도록 예각으로 형성되어 있다. 구체적으로는, 제 3 실시형태의 리브 본체(821)는, 천공된 자켓판(81)의 관통 구멍(811c)에 삽입되어 용접된 상태로, 예각으로 형성된 자켓측 단부의 선단이 천공된 자켓판(81)의 외측의 면보다 직경방향(Dr) 외측으로 돌출되는 것과 같은 길이로 형성되어 있다.
다음에, 제 3 실시형태에 있어서의 미통의 제조 방법(S10)에 대해 설명한다.
제 3 실시형태에 대해서는, 제 2 용접 공정(S130)이 제 1 실시형태의 미통의 제조 방법(S10)과 상이하다.
제 3 실시형태의 제 2 용접 공정(S130)에서는, 리브 본체(821)의 자켓측 단부(821b)를 축방향(Da)의 양측으로부터 용접해서 천공된 자켓판(81)에 접속한다. 구체적으로는, 제 3 실시형태의 제 2 용접 공정(S130)에서는, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 제 1 용접 공정(S12)에서 실린더 본체(4)의 외주면(4b)에 리브 본체(821)를 용접한 후에, 실린더 본체(4)에 용접된 리브 본체(821)의 위치가 관통 구멍(811c)의 위치가 중첩되도록, 관통 구멍(811c)에 리브 본체(821)의 자켓측 단부(821b)를 삽입하도록 천공된 자켓판(81)을 배치한다. 또한, 제 2 용접 공정(S130)에서는, 천공된 자켓판(81)을 리브 본체(821)에 대해서 수직이 되도록 배치한다.
보다 구체적으로는, 제 2 용접 공정(S130)에서는, 직경방향(Dr)의 외측에서 천공된 자켓판(81)을 보았을 경우에, 관통 구멍(811c)에 삽입된 리브 본체(821)가 보이는 위치에서, 천공된 평판부(811a)의 내주면(811d)이 리브 본체(821)에 대해서 직교하는 자세가 되도록 천공된 자켓판(81)을 배치한다. 이것에 의해, 천공된 자켓판(81)은, 자켓측 단부(821b)가 관통 구멍(811c)으로부터 직경방향(Dr) 외측으로 돌출된 상태로 리브 본체(821)에 대해서 배치된다.
그 후, 제 2 용접 공정(S130)에서는, 자켓측 단부(821b)에 대해서, 직경방향(Dr) 외측으로부터 관통 구멍(811c)을 충전하도록 용접한다. 이것에 의해, 제 2 용접 공정(S130)에서는, 자켓측 단부(821b)를, 축방향(Da)의 양측으로부터 용접한 상태와 동일의 상태로 용접하여, 천공된 자켓판(81)에 리브 본체(821)를 접속한다.
그 후, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 제 3 용접 공정(S14)에서, 천공된 자켓판(81)을 실린더 본체(4)의 외주면(4b)이나 플랜지부(41)의 상류측을 향하는 면에 대해서 용접한다.
상기와 같은 미통의 제조 방법(S10)에 의하면, 제 2 용접 공정(S130)에서 리브 본체(821)의 위치에 대응해서 관통 구멍(811c)이 형성된 천공된 자켓판(81)을 이용하는 것에 의해, 자켓판(61)을 하나의 부재로서도, 관통 구멍(811c)으로부터 자켓측 단부(821b)를 용이하게 용접할 수 있다. 그 때문에, 리브 본체(821)를 축방향(Da)의 양측으로부터 용접하면서, 적은 부품 점수로 냉각 자켓부(6)를 형성할 수 있다. 이것에 의해, 작업 공정수나 작업 비용을 저감할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조해서 상술했지만, 각 실시형태에 있어서의 각 구성 및 그러한 조합 등은 일례이며, 본 발명의 취지로부터 일탈하지 않는 범위 내에서, 구성의 부가, 생략, 치환, 및 다른 변경이 가능하다. 또한, 본 발명은 실시형태에 의해서 한정되는 일은 없고, 특허청구의 범위에 의해서만 한정된다.
또한, 상기 실시형태에서는, 연소기(1)의 실린더인 미통(3)을 예로 들어 설명했지만, 본원 발명의 범위는 이것으로 한정되는 것은 아니며, 내부에 고압 유체가 흘러 들어가는 압축 용기에 대해서 이용되어도 좋다. 구체적으로는, 실린더 본체(4) 대신에 리브(62)가 장착되는 부재로서 제 1 벽판을 구비하고, 자켓판(61) 대신에 제 1 벽판과 간격을 두고서 대향하고, 제 1 벽판과의 사이에 고압 유체가 흘러 들어가는 유체 공간(FS)을 형성하는 제 2 벽판을 갖는 압력 용기여도 좋다.
이러한 구성에 있어서는, 리브(82)는, 제 1 벽판과 제 2 벽판과의 이간하는 이간 방향(본 실시형태에 있어서의 직경방향(Dr)에 상당)에 있어서의 제 1 벽판측의 제 1 단부(본 실시형태에 있어서의 실린더측 단부(821a)에 상당)가 리브(82)를 기준으로 해서 이간 방향에 대해서 수직인 방향(본 실시형태의 축방향(Da)에 상당)의 한쪽 측 및 반대인 다른쪽 측으로부터 용접되어 제 1 벽판에 접속된다. 또한, 리브(82)는, 제 1 단부와 반대측의 단부인 제 2 벽판측의 제 2 단부(본 실시형태에 있어서의 자켓측 단부(821b)에 상당)가 제 1 단부와 마찬가지로, 리브(82)를 기준으로 해서 한쪽 측 및 반대인 다른쪽 측으로부터 용접되고, 제 2 벽판에 접속된다.
상기와 같은 압력 용기에 의하면, 리브(82)의 제 1 단부가 이간 방향에 대해서 수직인 방향의 양측으로부터 제 1 벽판에 대해서 용접되고, 제 2 단부가 이간 방향에 대해서 수직인 방향의 양측으로부터 제 2 벽판에 대해서 용접되어 있다. 그 때문에, 제 1 벽판의 면에 대해서, 리브(82)를 이간 방향에 대해서 수직인 방향의 한쪽측 뿐만이 아니라 양측으로부터 끼워넣도록 용접하여, 제 1 단부에 있어서의 용접 강도를 향상시킬 수 있다. 마찬가지로, 제 2 벽판에 대해서 리브(82)의 이간 방향에 대해서 수직인 방향의 양측이 용접되는 것에 의해, 제 2 단부에서의 용접 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제 1 단부와 제 2 단부가 축방향(Da)의 한쪽측으로부터 뿐만 아니라 양측으로부터 용접되는 것에 의해, 축방향(Da)의 양측의 어느 쪽으로부터도 크랙이 진전하기 어렵게 할 수 있다. 그 때문에, 용접 부분에 크랙을 보다 생기기 어렵게 할 수 있다. 이것에 의해, 고압 유체가 유통하는 유체 공간(FS) 내에서 부하를 받아도 접합된 상태를 안정되게 유지할 수 있는 만큼, 제 1 벽판이나 제 2 벽판에 대해서 리브(82)를 강고하게 고정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 연소기(1)의 실린더로서 미통(3)을 예로 들어 설명했지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 연소기(1)의 실린더로서 연소기(1)의 하류측에 배치되고, 내부에서 화염이 형성되는 연소통이어도 좋고, 내 통과 미통이 일체로 된 실린더이어도 좋다.
상술한 연소기(1)의 실린더에 의하면, 리브의 단부를 축방향의 양측으로부터 용접하는 것에 의해, 리브의 접합 강도를 향상시킬 수 있다.
100: 가스 터빈 Ar: 로터 축
101: 압축기 102: 터빈
103: 케이싱 104: 터빈 로터
105: 제 1 단 정익 G: 연소 가스
1: 연소기 2: 연료 공급부
20: 내통 21: 파일럿 노즐
22: 메인 노즐 X: 연료
A: 압축 공기 3: 미통
4: 실린더 본체 4a: (실린더 본체의) 내주면
4b: (실린더 본체의) 외주면 4c: 냉각 유로
4d: 홈부 Ac: 축선
Da: 축방향 Dc: 원주방향
Dr: 직경방향 41: 플랜지부
5: 증기 유입 자켓부 P: 고압 증기
6: 냉각 자켓부 61: 자켓판
61a: (자켓판의) 내주면 FS: 유체 공간
611: 제 1 자켓판 611a: 평판부
611b, 811b: 만곡부 611c: (평판부의) 내주면
612: 제 2 자켓판 612a: (제 2 자켓판의) 내주면
62, 72, 82: 리브 621, 721, 821: 리브 본체
621a, 721a, 821a: 실린더측 단부 621b, 721b, 821b: 자켓측 단부
S10: 미통의 제조 방법 S11: 준비 공정
S12: 제 1 용접 공정 S13, S130: 제 2 용접 공정
S14: 제 3 용접 공정 722: 브릿지부
81: 천공된 자켓판 811a: 천공된 평판부
811b: 만곡부 811c: 관통 구멍
811d: (천공된 자켓판의) 내주면

Claims (9)

  1. 내부에 연소 가스가 흐르는 실린더 본체와,
    상기 실린더 본체를 외측으로부터 덮고, 내주면과 상기 실린더 본체의 외주면 사이에 고압 유체가 흘러 들어가는 유체 공간을 형성하는 자켓판과,
    상기 실린더 본체 및 상기 자켓판을 접속하는 리브를 포함하며,
    상기 리브는,
    상기 실린더 본체의 축선을 기준으로 하는 직경방향의 상기 실린더 본체측의 실린더측 단부가 상기 축선의 축방향의 양측으로부터 용접되어 상기 실린더 본체에 접속되며,
    상기 직경방향의 상기 자켓판측의 자켓측 단부가 상기 축방향의 양측으로부터 용접되어 상기 자켓판에 접속되어 있는
    연소기의 실린더.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더 본체와 상기 자켓판은, 상기 실린더 본체의 외주면과 상기 자켓판의 내주면과의 간격이 상기 축방향에서 일정하고,
    상기 리브는, 상기 실린더 본체의 외주면 및 상기 자켓판의 내주면에 대해서 각각 수직으로 형성되어 있는
    연소기의 실린더.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 리브는,
    상기 축선에 대한 원주방향으로 서로 간격을 두고서 복수 배치되고, 상기 실린더 본체 및 상기 자켓판에 접속되는 리브 본체와,
    상기 리브 본체를 상기 원주방향으로 서로 접속시키는 복수의 브릿지부를 구비하는
    연소기의 실린더.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자켓판은, 상기 자켓측 단부에 대해서 상기 축방향의 한쪽 측에 배치되는 제 1 자켓판과, 상기 자켓측 단부의 상기 축방향의 다른쪽 측에 배치되는 제 2 자켓판을 구비하며,
    상기 제 1 자켓판과 상기 제 2 자켓판은 상기 자켓측 단부에서 상기 리브에 접속되어 있는
    연소기의 실린더.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자켓판은 상기 직경방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성되며,
    상기 리브는, 상기 관통 구멍에 상기 자켓측 단부가 삽입되어 용접되는 것에 의해, 상기 자켓판에 접속되어 있는
    연소기의 실린더.
  6. 내부에 연소 가스가 흐르는 실린더 본체와, 상기 실린더 본체를 외측으로부터 덮고, 내주면과 상기 실린더 본체의 외주면 사이에 고압 유체가 흘러 들어가는 유체 공간을 형성하는 자켓판과, 상기 실린더 본체 및 상기 자켓판을 접속하는 리브를 준비하는 준비 공정과,
    상기 리브의 상기 실린더 본체의 축선을 기준으로 하는 직경방향의 상기 실린더 본체측의 실린더측 단부를, 상기 축선의 축방향의 양측으로부터 용접해서 상기 실린더 본체에 접속하는 제 1 용접 공정과,
    상기 리브의 상기 직경방향의 상기 자켓판측의 자켓측 단부를, 상기 축방향의 양측으로부터 용접해서 상기 자켓판에 접속하는 제 2 용접 공정을 포함하는
    연소기의 실린더의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 준비 공정에서는, 상기 리브의 상기 자켓측 단부에 대해서 상기 축방향의 한쪽 측에 배치되는 제 1 자켓판과, 상기 자켓측 단부의 상기 축방향의 다른쪽 측에 배치되는 제 2 자켓판을 준비하고,
    상기 제 2 용접 공정은, 상기 제 1 자켓판과 상기 제 2 자켓판을, 상기 자켓측 단부에서 상기 리브에 접속하는
    연소기의 실린더의 제조 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 준비 공정에서는, 상기 직경방향으로 관통하는 관통 구멍이 형성된 상기 자켓판을 준비하고,
    상기 제 2 용접 공정은, 상기 관통 구멍에 상기 자켓측 단부가 삽입해서 용접하는 것에 의해, 상기 리브를 상기 자켓판에 접속하는
    연소기의 실린더의 제조 방법.
  9. 제 1 벽판과,
    상기 제 1 벽판과 간격을 두고서 대향하고, 상기 제 1 벽판과의 사이에 고압 유체가 흘러 들어가는 유체 공간을 형성하는 제 2 벽판과,
    상기 제 1 벽판과 상기 제 2 벽판을 접속하는 리브를 포함하며,
    상기 리브는,
    상기 제 1 벽판과 상기 제 2 벽판과의 이간하는 이간 방향에 있어서의 상기 제 1 벽판측의 제 1 단부가 상기 리브를 기준으로 해서 상기 이간 방향에 대해서 수직인 방향의 한쪽 측 및 반대인 다른쪽 측으로부터 용접되어 상기 제 1 벽판에 접속되며,
    상기 제 2 벽판측의 제 2 단부가 상기 리브를 기준으로 해서 한쪽 측 및 반대인 다른쪽 측으로부터 용접되어 상기 제 2 벽판에 접속되어 있는
    압력 용기.
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