KR20190083080A - 연소기의 냉각구조와 이를 포함하는 연소기 및 가스터빈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소기의 냉각구조 및 이를 포함하는 연소기 및 가스터빈에 관한 것으로, 연소공간을 형성하는 제1 슬리브와 상기 제1 슬리브와 냉각공기 유로를 형성하도록, 상기 제1 슬리브와 일정 간격이 이격되어 감싸며 배치되고, 제2 방향 냉각공기(F2)가 유입되는 복수의 에어홀이 표면을 따라 형성된 제2 슬리브 및 상기 제1 슬리브의 표면에서, 상기 복수의 에어홀로부터 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)가 상기 제1 슬리브의 표면을 따라 흐르는 제2 방향 냉각공기(F1)에 의해 간섭된 유동방향의 대응되는 위치에 배치되는 복수의 단위 판형 냉각유닛을 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 연소기의 라이너 냉각구조를 개선하여 냉각공기에 의한 냉각능력을 향상하는 효과가 있다.

Description

연소기의 냉각구조와 이를 포함하는 연소기 및 가스터빈{COOLING STRUCTURE OF COMBUSTOR, COMBUSTOR AND GAS TURBINE HAVING THE SAME}

본 발명은 연소기의 냉각구조 및 이를 포함하는 연소기 및 가스터빈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소기의 라이너 냉각구조를 개선하여 냉각공기에 의한 냉각능력을 향상시킨 연소기의 냉각구조 및 이를 포함하는 연소기 및 가스터빈에 관한 것이다.

일반적으로 터빈(turbine)은 가스(gas), 스팀(steam) 등 유체의 열에너지를 기계에너지인 회전력으로 변환하는 동력발생 장치로, 유체에 의해 축회전되도록 복수 개의 회전익(bucket)을 포함하는 로터(rotor)와, 로터의 둘레를 감싸며 설치되고 복수 개의 고정익(diaphram)이 구비된 케이싱(casing)을 포함하고 있다.

여기서, 가스터빈은 압축기 섹션와 연소기 및 터빈 섹션을 포함하여 구성되고, 압축기 섹션의 회전에 의해 외부 공기가 흡입, 압축된 후 연소기로 보내지고, 연소기에서 압축공기와 연료의 혼합에 의해 연소가 이루어진다. 연소기에서 발생된 고온·고압의 가스는 터빈 섹션을 통과하면서 터빈의 로터를 회전시켜 발전기를 구동시킨다.

가스터빈의 운용에 있어서, 연소기의 냉각은 중요한 기술요소 중의 하나이다. 연소기에서는 압축공기와 연료의 혼합이 이뤄지고, 버너의 점화장치에 의해 연소가 이뤄지게 되는데, 연소과정에서 고열이 발생하므로, 연소기 부품의 열손 방지를 위한 적정온도 유지는 당해 기술분야의 주요 과제이다.

특히 연소실을 구성하는 연소기의 라이너 표면 온도를 얼마나 효과적으로 냉각시킬 수 있는지가 관건이다.

미국특허 등록번호: US 8276391 B1

본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 연소기의 라이너 냉각구조를 개선하여 냉각공기에 의한 냉각능력을 향상시킨 연소기의 냉각구조 및 이를 포함하는 연소기 및 가스터빈를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 연소기의 냉각구조에 관한 것으로, 연소실을 형성하는 제1 슬리브와 상기 제1 슬리브와 냉각공기 유로를 형성하도록, 상기 제1 슬리브와 일정 간격이 이격되어 감싸며 배치되고, 제2 방향 냉각공기(F2)가 유입되는 복수의 에어홀이 표면을 따라 형성된 제2 슬리브 및 상기 제1 슬리브의 표면에서, 상기 복수의 에어홀로부터 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)가 상기 제1 슬리브의 표면을 따라 흐르는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 간섭된 유동방향의 대응되는 위치에 배치되는 복수의 단위 판형 냉각유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각유닛은, 상기 제1 슬리브의 표면에 배치되는 판형의 바디부 및 제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 상기 바디부의 내부에서 난류를 형성하여 연소기에 대한 냉각능력이 증가되도록, 상기 바디부에 형성되는 냉각홈을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 바디부 또는 상기 냉각홈은 상기 에어홀에 대응되는 형상으로 구성되거나 또는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장되게 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각홈의 내부에는 버너 방향(B)측으로 경사부가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각홈은 상기 바디부에서 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향을 따라 복수의 열로 배치되고, 상기 복수의 열로 배치된 냉각홈에 형성된 각 경사면의 경사각은 서로 다를 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 복수의 열로 배치된 냉각홈에 형성된 각 경사면의 경사각은 버너 방향(B)으로 갈수록 증가하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각유닛은, 상기 제1 슬리브의 표면에 배치되는 판형의 바디부 및 제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 상기 바디부의 표면에서 난류를 형성하여 연소기에 대한 냉각능력이 증가되도록, 상기 바디부에 형성되는 냉각핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 바디부 또는 상기 냉각핀은 상기 에어홀에 대응되는 형상으로 구성되거나 또는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장되게 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각핀은, 상기 바디부의 표면에서 상기 제1 방향 냉각공기(F1)의 유입방향측에 배치되는 전단핀과 상기 바디부의 표면에서 버너 방향(B)측에 배치되는 후단핀 및 상기 바디부의 표면에서 상기 전단핀과 상기 후단핀 사이에 배치되는 중단핀을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 중단핀 또는 상기 후단핀 중 적어도 어느 하나에는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 경사면이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 중단핀 및 상기 후단핀에는 각 경사면이 형성되고, 각 경사면의 경사각은 서로 다를 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 중단핀 및 상기 후단핀에 형성된 각 경사면의 경사각은 버너 방향(B)으로 갈수록 증가하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 전단핀, 상기 중단핀 또는 상기 후단핀 중 적어도 어느 하나에는 제1 방향 냉각공기(F1)이 관통하며 흐르는 사이드패스가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 전단핀, 상기 중단핀 및 상기 후단핀에는 각 사이드패스가 형성되고, 각 사이드패스는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향을 기준으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 전단핀은 상기 바디부의 둘레 일부를 따라 형성되고, 상기 전단핀과 상기 중단핀 사이에는 제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 혼류되며 소용돌이치어 연소기의 냉각능력이 증가되는 난류유동부가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 슬리브의 표면에서 상기 냉각유닛의 배치 위치는, 상기 에어홀의 수직선을 기준으로 버너 방향(B)측으로 0~60°범위내일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각유닛은, 상기 제1 슬리브보다 열전도율이 높은 재질로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 제2 방향 냉각공기(F2)가 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭이 차단되며, 상기 제1 슬리브의 표면방향으로의 흐름이 안내되도록, 상기 에어홀에 배치되는 가이드튜브를 더 포함할 수 있다.

본 발명인 연소기는 연소실을 형성하는 제1 슬리브와 상기 제1 슬리브와 냉각공기 유로를 형성하도록, 상기 제1 슬리브와 일정 간격이 이격되어 감싸며 배치되고, 제2 방향 냉각공기(F2)가 유입되는 복수의 에어홀이 표면을 따라 형성된 제2 슬리브와 상기 제1 슬리브의 표면에서, 상기 복수의 에어홀로부터 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)가 상기 제1 슬리브의 표면을 따라 흐르는 제2 방향 냉각공기(F1)에 의해 간섭된 유동방향의 대응되는 위치에 배치되는 상기 냉각유닛 및 상기 연소실에서 연료와 공기를 연소하는 버너를 포함할 수 있다.

본 발명인 가스터빈은 케이싱과 상기 케이싱의 내부에 배치되고 유입된 공기를 압축하는 압축기 섹션과 상기 케이싱 내부에서 상기 압축기 섹션과 연결되며 배치되고, 압축된 공기를 연소하는 상기 연소기와 상기 케이싱 내부에서 상기 연소기와 연결되며 배치되고, 연소된 공기를 이용하여 동력을 생산하는 터빈 섹션 및 상기 케이싱 내부에서 상기 터빈 섹션과 연결되며 배치되고, 공기를 외부로 배출하는 디퓨져를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 연소기의 라이너 표면상에 열전도율이 높은 냉각유닛을 배치하여, 연소기의 플로우 슬리브상에 형성된 에어홀로부터 유입되는 냉각공기와 압축기를 통과하고 연소기의 버너 방향으로 유입되는 압축공기에 의한 냉각판에서의 난류 발생 유도로 열전도율을 향상시켜 라이너의 냉각효과를 증가시킬 수 있다.

이때 냉각유닛에 복수개의 홈이 형성되어 있는 경우에는 홈 내부에서의 냉각공기의 난류 발생으로 라이너 방향으로의 열전달을 높이고, 냉각유닛에 복수개의 핀이 형성되어 있는 경우에는 핀 사이에서의 냉각공기의 난류 발생으로 라이너 방향으로의 열전달을 높일 수 있다.

그리고 냉각유닛은 플로우슬리브의 에어홀에서 유입되는 방사방향 냉각공기와 버너 방향으로 진행하는 압축공기간의 간섭를 고려하여, 라이너 표면상에서 에어홀에 비해 상대적으로 버너 방향측으로 편심되어 위치하게 되고, 이에 따라 간섭된 냉각공기와 압축공기는 냉각유닛의 중심방향으로 유동함으로써, 전반적인 냉각능력을 향상시키게 된다.

도 1은 일반적인 가스터빈에 대한 측단면도.
도 2는 일반적인 연소기에 대한 절단 사시도.
도 3은 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제1 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 부분사시도.
도 4a는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제1 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 측단면도.
도 4b는 도 4a에 게시된 냉각유닛의 제1 형태를 나타낸 도면.
도 4c는 도 4a에 게시된 냉각유닛의 제2 형태를 나타낸 도면.
도 4d는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제1 실시예에 가이드튜브가 추가 배치된 상태를 나타낸 측단면도.
도 5a는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제2 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 측단면도.
도 5b는 도 5a에 게시된 냉각유닛의 제1 형태를 나타낸 도면.
도 5c는 도 5a에 게시된 냉각유닛의 제2 형태를 나타낸 도면.
도 5d는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제2 실시예에 가이드튜브가 추가 배치된 상태를 나타낸 측단면도.
도 6은 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제3 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 부분사시도.
도 7a는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제3 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 측단면도.
도 7b는 도 7a에 게시된 냉각유닛의 제1 형태를 나타낸 도면.
도 7c는 도 7a에 게시된 냉각유닛의 제2 형태를 나타낸 도면.
도 7d는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제3 실시예에 가이드튜브가 추가 배치된 상태를 나타낸 측단면도.
도 8a는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제4 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 측단면도.
도 8b는 도 8a에 게시된 냉각유닛의 제1 형태를 나타낸 도면.
도 8c는 도 8a에 게시된 냉각유닛의 제2 형태를 나타낸 도면.
도 8d는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제4 실시예에 가이드튜브가 추가 배치된 상태를 나타낸 측단면도.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 연소기의 냉각구조 및 이를 포함하는 연소기 및 가스터빈의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.

본 발명에 대한 설명에 앞서 가스터빈(1)의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 1을 참조하면, 가스터빈은 기본적으로 외관을 형성하는 케이싱(casing;2), 공기를 압축하는 압축기 섹션(compressor section;4), 공기를 연소하는 연소기(combuster;10), 연소된 가스를 이용하여 발전하는 터빈섹션(turbine section;6), 배기가스를 배출하는 디퓨져(diffuser;7) 및 압축기섹션(4)과 터빈섹션(6)을 연결하여 회전동력을 전달하는 로터(rotor;3)를 포함하여 구성될 수 있다.

열역학적으로 가스터빈의 상류측에 해당하는 압축기 섹션(compressor section)으로는 외부의 공기가 유입되어 단열압축 과정을 거치게 된다. 압축된 공기는 연소기 섹션(combuster section)으로 유입되어 연료와 혼합되어 등압연소 과정을 거치고, 연소가스는 가스터빈의 하류측에 해당하는 터빈 섹션(turbine section)으로 유입되어 단열팽창 과정을 거치게 된다.

공기의 흐름 방향을 기준으로 설명하면, 상기 케이싱(10)의 전방에 압축기 섹션(4)이 위치하고, 후방에 터빈 섹션(6)이 구비된다.

상기 압축기 섹션(4)과 상기 터빈 섹션(6)의 사이에는 상기 터빈 섹션(6)에서 발생된 회전토크를 상기 압축기 섹션(4)로 전달하는 토크튜브(3b)이 구비된다.

상기 압축기 섹션(4)에는 복수(예를 들어 14매)의 압축기 로터 디스크(4a)이 구비되고, 상기 각각의 압축기 로터 디스크(4a)들은 타이로드(3a)에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결된다.

상기 각각의 압축기 로터 디스크(4a) 중앙을 상기 타이로드(3a)이 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬되어 있다. 상기 압축기 로터 디스크(4a)의 외주부 부근에는 이웃한 로터 디스크에 상대 회전이 불가능하도록 결합되는 플랜지(미도시)가 축 방향으로 돌출되게 형성된다.

상기 압축기 로터 디스크(4a)의 외주면에는 복수 개의 블레이드(blade;4b)(또는 bucket으로 지칭)가 방사상으로 결합되어 있다. 상기 각각의 블레이드(4b)은 도브 테일부(미도시)를 구비하여 상기 압축기 로터 디스크(4a)에 체결된다.

도브 테일부의 체결방식은 탄젠셜 타입(tangential type)과 액셜 타입(axial type)이 있다. 이는 상용되는 가스터빈의 필요 구조에 따라 선택될 수 있다. 경우에 따라서는, 상기 도브 테일외의 다른 체결장치를 이용하여 상기 압축기 블레이드(4b)을 압축기 로터 디스크(4a)에 체결할 수 있다.

이때 케이싱(2) 중 압축기 섹션(4)의 내주면에는 상기 압축기 블레이드(4b)의 상대 회전운동에 대한 베인(미도시)(또는 노즐이라 지칭)이 다이아프램(미도시)상에 장착되며 배치될 수 있다.

상기 타이로드(3a)은 상기 복수 개의 압축기 로터 디스크(4a)들의 중심부를 관통하도록 배치되어 있으며, 일측 단부는 최상류측에 위치한 압축기 로터 디스크(4a) 내에 체결되고, 타측 단부는 상기 토크튜브(3b)에 고정된다.

상기 타이로드(3a)의 형태는 가스터빈에 따라 다양한 구조로 이뤄질 수 있으므로, 반드시 도면에 제시된 형태로 한정될 것은 아니다.

하나의 타이로드(3a)이 압축기 로터 디스크(4a)의 중앙부를 관통하는 형태를 가질 수도 있고, 복수 개의 타이로드(3a)이 원주상으로 배치되는 형태를 가질 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다.

도시되지는 않았으나, 가스 터빈의 압축기에는 유체의 압력을 높이고 난 후 연소기 입구로 들어가는 유체의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위하여 디퓨저의 다음 위치에 가이드깃 역할을 하는 베인이 설치될 수 있으며, 이를 디스윌러(desworler)라고 한다.

상기 연소기(10)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압 연소과정으로 연소기(10) 및 터빈 섹션(6)의 부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.

가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기(10)은 셀 형태로 형성되는 케이싱(2) 내에 다수가 배열될 수 있다.

연소기(10)의 구조는 도 2를 참고하여 이하 자세히 살펴보도록 한다.

한편, 일반적으로 터빈 섹션(6)에서는 연소기(10)에서 나온 고온, 고압의 연소가스가 팽창하면서 터빈 섹션(6)의 회전날개에 충동, 반동력을 주어 기계적인 에너지로 변환한다.

터빈 섹션(6)에서 얻은 기계적 에너지는 압축기 섹션(4)에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되며 나머지는 발전기를 구동하는데 이용되어 전력을 생산하게 된다.

상기 터빈 섹션(6)에는 차실 내에 복수의 정익 및 동익이 교대로 배치 형성되어 구성되어 있고, 연소 가스에 의해 동익을 구동시킴으로써 발전기가 연결되는 출력축을 회전 구동시키고 있다.

이를 위해, 상기 터빈 섹션(6)에는 복수의 터빈 로터 디스크(6a)이 구비된다. 상기 각각의 터빈 로터 디스크(6a)은 기본적으로는 상기 압축기 로터 디스크(4a)과 유사한 형태를 갖는다.

상기 터빈 로터 디스크(6a) 역시 이웃한 터빈 로터 디스크(6a)과 결합되기 위한 구비한 플랜지(미도시)를 구비하고, 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드(6b)(또는 bucket으로 지칭)를 포함한다. 상기 터빈 블레이드(6b) 역시 도브테일 방식으로 상기 터빈 로터 디스크(6a)에 결합될 수 있다.

이때 케이싱(2) 중 터빈 섹션(6)의 내주면에는 상기 터빈 블레이드(6b)의 상대 회전운동에 대한 베인(미도시)(또는 노즐이라 지칭)이 다이아프램(미도시)상에 장착되며 배치될 수 있다.

상기와 같은 구조를 갖는 가스터빈에 있어서, 유입된 공기는 압축기 섹션(4)에서 압축되고, 연소기(10)에서 연소된 후, 터빈 섹션(6)로 이동되어 발전 구동하고, 디퓨저(7)을 통해 대기중으로 배출된다.

여기서, 상기 토크튜브(3b), 압축기 로터 디스크(4a), 압축기 블레이드(4b), 터빈 로터 디스크(6a), 터빈 블레이드(6b), 타이로드(3a) 등은 회전 구성요소로서 일체로 로터(3) 또는 회전체라고 지칭될 수 있다. 그리고 케이싱(2), 베인(vane;미도시), 다이아프램(diaphram;미도시) 등은 비회전 구성요소로서 일체로 스테이터(stator) 또는 고정체라고 지칭될 수 있다.

가스터빈에 대한 일반적인 한 형태의 구조는 상기와 같으며, 이하에서는 이러한 가스터빈에 적용되는 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 2는 연소기의 길이방향 절단 사시도이다. 연소기(10)는 버너(10a)를 구성하는 연료분사노즐(15, 17)과 연료노즐(15, 17)을 둘러싸는 버너 케이싱(11), 연소실(31a)을 형성하는 라이너(31; Liner)와 라이너(31)를 환형으로 둘러 싼 플로우 슬리브(35), 및 연소기(100)와 터빈(20)의 연결부가 되는 트랜지션 피스(3; Transition Piece)와 트랜지션 피스(33)를 환형으로 둘러 싼 플로우 슬리브(35)를 구성된다.

라이너(31)는 연료노즐(15, 17)에 의해 분사되는 연료가 를 통해 유입되는 압축공기와 혼합되어 연소되는 연소실(31a)을 제공한다. 라이너(31)는 외주에 환형공간을 형성하는 플로우 슬리브(35)에 의해 압축공기 유로(32)를 통해 라이너(31)를 냉각시킬 수 있다. 라이너의 전단에는 연료노즐(15, 17)이 결합된다.

한편 라이너(31)의 후단에는, 점화플러그에 의해 연소되는 연소가스를 터빈 측으로 보낼 수 있도록 트랜지션피스(33)가 연결된다. 이러한 라이너(31)와 트랜지션피스(33)는 연소가스의 높은 온도에 의한 파손이 방지되도록 라이너(31)와 트랜지션피스(33) 감싼 플로우슬리브(35)에 의해 형성된 환형공간 즉, 압축공기 유로(32,34)로 공급된 압축공기에 의해 냉각된다.

복수의 연료 노즐(18)은 하우징으로서 기능하는 버너 케이싱(11)에 환형으로 둘러 싸여 있고, 라이너(31)와 연결된다. 복수의 연료 노즐(18)이 라이너(31)와 연결되는 부분 내부에는 복수의 개구가 형성된 원통형의 부재가 삽입될 수 있는데, 이 원통형의 부재는 복수의 연료 노즐(18)을 포함하는 노즐 튜브 (13)이다. 상기 노즐 튜브(13)에 형성된 복수의 개구는 연료 노즐(18)로서 기능하며, 상기 연료 노즐(18)은 중심 노즐(17) 및 이를 둘러싸는 복수의 주변 노즐(15)들로 구성될 수 있다.

연료 노즐(18)은 원통형 공간의 중심에서 연소기 전후 방향으로 연장하는 센터바디(14)를 둘러싸도록 구성된다. 상기 센터바디(14)의 일단은 연료 노즐 베이스(12)에 연결되어 그로부터 연료를 공급받고, 이러한 연료는 상기 센터바디(14) 및/또는 상기 센터바디(14)의 둘레에 형성되는, 스월러로 불리는 스월 베인(20)에 형성된 연료 분사 개구(21)를 통해 분사되어 압축공기와 혼합될 수 있다. 연료가 공급되는 연료 노즐의 위치 및 형태는 도 2에 도시된 형태에 한정되지 않고, 도면은 단지 예시일 뿐이라는 것에 주의해야 한다.

상기 노즐 베이스(12)는 엔드 커버(22)에 연결되어 있고, 상기 엔드 커버(22)는 적어도 부분적으로 연료를 공급받기 위한 구성을 포함할 수 있다.

이하에서는 도 3 내지 도 8d를 참고하여 본 발명인 연소기의 냉각구조에 대해 살펴보도록 한다.

이하 제시되는 제1 방향 냉각공기(F1)는 압축기 섹션을 통과한 압축된 공기일 수 있으며, 제2 방향 냉각공기(F2)는 외부로부터 공급되는 냉각용 공기일 수 있다.

제1,2 방향 냉각공기 모두 연소실(31a)의 온도보다는 낮은 온도를 형성하며 연소실(31a)의 부품의 냉각 작용을 수행할 수 있으므로, 이하 제1,2 방향 냉각공기로 통칭하기로 한다.

[제1 실시예]

도 3은 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제1 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 부분사시도이고, 도 4a는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제1 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 측단면도이며, 도 4b는 도 4a에 게시된 냉각유닛(100)의 제1 형태를 나타낸 도면이고, 도 4c는 도 4a에 게시된 냉각유닛(100)의 제2 형태를 나타낸 도면이며, 도 4d는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제1 실시예에 가이드튜브(190)가 추가 배치된 상태를 나타낸 측단면도이다.

도 3 및 도 4a를 참고하면, 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제1 실시예는 제1 슬리브(31), 제2 슬리브(35) 및 냉각유닛(100)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 슬리브(31)는 연소기의 라이너일 수 있으며, 상기 제1 슬리브(31)는 원주방향으로 감싸며 배치되어 연소실(31a)을 형성할 수 있다. 다만 상기 제1 슬리브(31)가 반드시 연소기의 라이너로 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 슬리브(35)는 연소기의 플로우 슬리브일 수 있으며, 상기 제1 슬리브(31)와 냉각공기 유로(32)를 형성하도록, 상기 제1 슬리브(31)와 일정 간격이 이격되어 감싸며 배치될 수 있다. 그리고 제2 방향 냉각공기(F2)가 유입되는 복수의 에어홀(36)이 표면을 따라 가공될 수 있다. 다만 상기 제2 슬리브(35)가 반드시 연소기의 플로우 슬리브로 한정되는 것은 아니다.

상기 냉각유닛(100)은 상기 제1 슬리브(31)의 표면에서, 상기 복수의 에어홀(36)로부터 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)가 상기 제1 슬리브(31)의 표면을 따라 흐르는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 간섭된 유동방향의 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각유닛(100)은 상기 복수의 에어홀(36)에 대응되는 개수로 복수 개가 배치될 수 있으며, 단위 판 형상으로 이뤄질 수 있다. 다만 반드시 상기 복수의 에어홀(36)에 대응되는 개수로 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 냉각유닛(100)은 상기 제1 슬리브(31)에 비해 열전도도가 높은 재질로 구성될 수 있다. 이는 금속, 세라믹 등의 재질일 수 있다.

구체적으로 상기 냉각유닛(100)은 바디부(110)와 냉각홈(120)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 배치될 수 있으며, 판 형상일 수 있다. 이때 상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 용접 접합되거나 또는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 삽입홈(31b)이 가공되고, 상기 바디부(110)가 끼움 결합될 수 있다. 또는 상기 바디부(110)가 원형인 경우 삽입홈(31b)에 나사산 체결될 수 있다. 다만 다른 결합 형태도 가능하다.

상기 냉각홈(120)은 제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 상기 바디부(110)의 내부에서 난류를 형성하여 연소기에 대한 냉각능력이 증가되도록, 상기 바디부(110)에 형성될 수 있다.

이때 상기 제1 슬리브(31)의 표면에서 상기 냉각유닛(100)의 배치 위치는, 상기 에어홀(36)의 수직선을 기준으로 버너 방향(B)측으로 0~60° 범위내에 이격 배치될 수 있다. 상기 배치 위치는 제1,2 방향 냉각공기의 속도 및 유량, 라이너 및 플로우슬리브의 구조 차이, 연소기의 종류 및 형태 등의 여러 인자들에 따라 가장 최적화된 값으로 달리 결정될 수 있다.

이는 상기 에어홀(36)을 통해 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 슬리브(31) 방향으로 유동하는 중에, 버너 방향(B)으로 진입하는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동에 의해 진행 간섭을 받게 된다. 이 때문에 제2 방향 냉각공기(F2)는 버너 방향(B)측으로 기울어지며 흐르게 된다.

이러한 기울어져 흐르는 정도를 고려하여 상기 냉각유닛(100)의 배치는 상기 제1 슬리브(31)상에서 상기 에어홀(36)의 수직선을 기준으로 버너 방향(B)측으로 더 이동하여 배치된다.

이에 따라 도 4a에서와 같이, 상기 에어홀(36)로 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭에 의해 버너 방향(B)측으로 기울어져 흐르게 되고, 그 위치에 상기 바디부(110)가 배치되어 있어, 상기 바디부(110)의 냉각홈(120)으로 유입되게 된다.

상기 냉각홈(120)으로 유입된 냉각공기는 홈의 내부에서 소용돌이치며 난류를 형성하게 되고, 이러한 난류 유동에 의해 냉각 열전달의 지속시간이 증가하면서 상기 바디부(110)를 통해 상기 라이너를 보다 많이 냉각할 수 있게 된다.

도 4a에서와 같이, 상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 삽입홈(31b)에 삽입되어 있는 경우, 냉각열은 라이너의 내측으로 보다 더 깊숙이 전달될 수 있다.

도 4b 및 도 4c를 참고하면, 본 발명인 바디부(110) 및 냉각홈(120)의 여러 형태들이 게시되어 있다.

상기 바디부(110) 또는 상기 냉각홈(120)은 상기 에어홀(36)에 대응되는 형상으로 구성되거나 또는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장되게 구성될 수 있다.

즉 본 발명에서는 도 3에서와 같이 에어홀(36)이 원형이라는 가정하에, 도 4b에서와 같이 바디부(110) 및 냉각홈(120)이 모두 에어홀(36)에 대응되는 형상으로 원 형상으로 구성될 수 있음을 제시한다.

또한, 도 4c에서와 같이 바디부(110) 및 냉각홈(120)을 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장된 타원 형상으로 구성될 수 있음을 제시한다. 이러한 타원 형상은 제2 방향 냉각공기(F2)가 냉각홈(120)으로 원활하게 유입될 수 있도록 하는 효과가 있다. 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 기울어져 유동하므로, 냉각홈(120)이 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 타원 형상으로 신장되어 있는 경우, 진입이 보다 원활할 것이다.

다만 상기 바디부(110) 및 상기 냉각홈(120)이 반드시 상기 형상으로 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 일 형태 제시에 불과하다.

다음 도 4d를 참고하면, 본 발명은 제2 방향 냉각공기(F2)가 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭이 차단되며, 상기 제1 슬리브(31)의 표면방향으로의 흐름이 안내되도록, 상기 에어홀(36)에 배치되는 가이드튜브(190)를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드튜브(190)는 상기 에어홀(36)에 냉각공기 유로(32) 내부로 삽입 배치된다. 이에 따라 상기 에어홀(36)로 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 상기 가이드튜브(190)의 안내를 받으며, 상기 냉각유닛(100) 방향으로 진입할 수 있다. 제1 방향 냉각공기(F1)는 가이드튜브(190)의 외측 둘레를 따라 돌아 흐르게 되므로, 제2 방향 냉각공기(F2)의 유동방향을 간섭하지 않게 된다.

이 경우 상기 제1 슬리브(31) 표면상에서의 상기 냉각유닛(100)의 배치 위치는 상기 에어홀(36)의 바로 아래일 수 있으며, 버너 방향(B) 기준으로 배치 이격 각도는 0°일 수 있다.

[제2 실시예]

도 5a는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제2 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 측단면도이고, 도 5b는 도 5a에 게시된 냉각유닛(100)의 제1 형태를 나타낸 도면이며, 도 5c는 도 5a에 게시된 냉각유닛(100)의 제2 형태를 나타낸 도면이고, 도 5d는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제2 실시예에 가이드튜브(190)가 추가 배치된 상태를 나타낸 측단면도이다.

도 5a 및 도 5d를 참고하면, 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제2 실시예는 제1 슬리브(31), 제2 슬리브(35) 및 냉각유닛(100)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 슬리브(31)는 연소기의 라이너일 수 있으며, 상기 제1 슬리브(31)는 원주방향으로 감싸며 배치되어 연소실(31a)을 형성할 수 있다. 다만 상기 제1 슬리브(31)가 반드시 연소기의 라이너로 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 슬리브(35)는 연소기의 플로우 슬리브일 수 있으며, 상기 제1 슬리브(31)와 냉각공기 유로(32)를 형성하도록, 상기 제1 슬리브(31)와 일정 간격이 이격되어 감싸며 배치될 수 있다. 그리고 제2 방향 냉각공기(F2)가 유입되는 복수의 에어홀(36)이 표면을 따라 가공될 수 있다. 다만 상기 제2 슬리브(35)가 반드시 연소기의 플로우 슬리브로 한정되는 것은 아니다.

상기 냉각유닛(100)은 상기 제1 슬리브(31)의 표면에서, 상기 복수의 에어홀(36)로부터 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)가 상기 제1 슬리브(31)의 표면을 따라 흐르는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 간섭된 유동방향의 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각유닛(100)은 상기 복수의 에어홀(36)에 대응되는 개수로 복수 개가 배치될 수 있으며, 단위 판 형상으로 이뤄질 수 있다. 다만 반드시 상기 복수의 에어홀(36)에 대응되는 개수로 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 냉각유닛(100)은 상기 제1 슬리브(31)에 비해 열전도도가 높은 재질로 구성될 수 있다. 이는 금속, 세라믹 등의 재질일 수 있다.

구체적으로 상기 냉각유닛(100)은 바디부(110)와 냉각홈(120)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 배치될 수 있으며, 판 형상일 수 있다. 이때 상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 용접 접합되거나 또는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 삽입홈(31b)이 가공되고, 상기 바디부(110)가 끼움 결합될 수 있다. 또는 상기 바디부(110)가 원형인 경우 삽입홈(31b)에 나사산 체결될 수 있다. 다만 다른 결합 형태도 가능하다.

상기 냉각홈(120)은 제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 상기 바디부(110)의 내부에서 난류를 형성하여 연소기에 대한 냉각능력이 증가되도록, 상기 바디부(110)에 형성될 수 있다.

이때 상기 제1 슬리브(31)의 표면에서 상기 냉각유닛(100)의 배치 위치는, 상기 에어홀(36)의 수직선을 기준으로 버너 방향(B)측으로 0~60° 범위내에 이격 배치될 수 있다. 상기 배치 위치는 제1,2 방향 냉각공기의 속도 및 유량, 라이너 및 플로우슬리브의 구조 차이, 연소기의 종류 및 형태 등의 여러 인자들에 따라 가장 최적화된 값으로 달리 결정될 수 있다.

이는 상기 에어홀(36)을 통해 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 슬리브(31) 방향으로 유동하는 중에, 버너 방향(B)으로 진입하는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동에 의해 진행 간섭을 받게 된다. 이 때문에 제2 방향 냉각공기(F2)는 버너 방향(B)측으로 기울어지며 흐르게 된다.

이러한 기울어져 흐르는 정도를 고려하여 상기 냉각유닛(100)의 배치는 상기 제1 슬리브(31)상에서 상기 에어홀(36)의 수직선을 기준으로 버너 방향(B)측으로 더 이동하여 배치된다.

이에 따라 도 5a에서와 같이, 상기 에어홀(36)로 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭에 의해 버너 방향(B)측으로 기울어져 흐르게 되고, 그 위치에 상기 바디부(110)가 배치되어 있어, 상기 바디부(110)의 냉각홈(120)으로 유입되게 된다.

상기 냉각홈(120)으로 유입된 냉각공기는 홈의 내부에서 소용돌이치며 난류를 형성하게 되고, 이러한 난류 유동에 의해 냉각 열전달의 지속시간이 증가하면서 상기 바디부(110)를 통해 상기 라이너를 보다 많이 냉각할 수 있게 된다.

도 5a에서와 같이, 상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 삽입홈(31b)에 삽입되어 있는 경우, 냉각열은 라이너의 내측으로 보다 더 깊숙이 전달될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2 실시예에서 상기 냉각홈(120)의 내부에는 버너 방향(B)측 또는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 경사부(124)가 형성될 수 있다.

상기 냉각홈(120)에 경사부(124)가 형성된 경우, 도 5a에서와 같이 상기 냉각홈(120)의 내부로 유입된 후 난류를 형성하고 다시 버너 방향(B)측으로 나가는 냉각공기가 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 빠져나가지 못하게 되는 간섭 현상을 완화할 수 있다.

상기 냉각홈(120)의 내부에서 난류 형성된 냉각공기는 경사면을 타고 부드럽게 버너 방향(B)측으로 흐를 수 있다. 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭은 경사면의 경사도가 완만할수록 미치는 영향은 적어지게 된다.

본 발명에서는 상기 냉각홈(120)은 상기 바디부(110)에서 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향을 따라 복수의 열로 배치되고, 상기 복수의 열로 배치된 냉각홈(120)에 형성된 각 경사면의 경사각은 서로 동일한 경사각으로 구성될 수 있다.

다른 형태로는 상기 냉각홈(120)은 상기 바디부(110)에서 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향을 따라 복수의 열로 배치되고, 상기 복수의 열로 배치된 냉각홈(120)에 형성된 각 경사면의 경사각은 서로 다르게 구성될 수 있다.

즉 도 5a의 확대도에 게시된 것과 같이, 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측을 기준으로 가장 가까운 냉각홈(120)의 내부 경사면을 제1 경사면(121), 중앙부에 배치된 냉각홈(120)의 내부 경사면을 제2 경사면(122), 버너 방향(B)측에 가장 가깝게 배치된 냉각홈(120)의 내부 경사면을 제3 경사면(123)으로 지정하면, 제1 경사면(121)에서 제3 경사면(123)으로 갈수록 경사도가 증가되도록 구성될 수 있다.

이는 제1 방향 냉각공기(F1)측에 가까운 제1 경사면(121)을 따라 흐르는 난류 형성 냉각공기는 가장 큰 간섭을 받으므로, 보다 원활하게 빠져나올 수 있도록, 경사각을 완만하게 구성하고, 버너 방향(B)측에 가까운 제3 경사면(123)으로 갈수록, 냉각홈(120)의 내부에서 냉각공기의 잔류시간을 증가시켜 난류 발생에 의한 냉각능력을 향상시키기 위해 경사각을 보다 크게 구성될 수 있다.

물론 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭은 상대적으로 적으므로, 빠져나올 때는 약간 더 원활할 수 있다.

다음 도 5b 및 도 5c를 참고하면, 본 발명인 바디부(110) 및 냉각홈(120)의 여러 형태들이 게시되어 있다.

상기 바디부(110) 또는 상기 냉각홈(120)은 상기 에어홀(36)에 대응되는 형상으로 구성되거나 또는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장되게 구성될 수 있다.

즉 본 발명에서는 도 3에서와 같이 에어홀(36)이 원형이라는 가정하에, 도 5b에서와 같이 바디부(110) 및 냉각홈(120)이 모두 에어홀(36)에 대응되는 형상으로 원 형상으로 구성될 수 있음을 제시한다.

상기 제1,2,3 경사면(121,122,123)은 복수의 열로 배치된 각 냉각홈(120)에서 버너 방향(B)측에 형성된 것을 확인할 수 있다.

또한, 도 5c에서와 같이 바디부(110) 및 냉각홈(120)을 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장된 타원 형상으로 구성될 수 있음을 제시한다. 이러한 타원 형상은 제2 방향 냉각공기(F2)가 냉각홈(120)으로 원활하게 유입될 수 있도록 하는 효과가 있다. 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 기울어져 유동하므로, 냉각홈(120)이 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 타원 형상으로 신장되어 있는 경우, 진입이 보다 원활할 것이다.

다만 상기 바디부(110) 및 상기 냉각홈(120)이 반드시 상기 형상으로 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 일 형태 제시에 불과하다.

상기 제1,2,3 경사면(121,122,123)은 복수의 열로 배치된 각 냉각홈(120)에서 버너 방향(B)측에 형성된 것을 확인할 수 있다.

다음 도 5d를 참고하면, 본 발명은 제2 방향 냉각공기(F2)가 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭이 차단되며, 상기 제1 슬리브(31)의 표면방향으로의 흐름이 안내되도록, 상기 에어홀(36)에 배치되는 가이드튜브(190)를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드튜브(190)는 상기 에어홀(36)에 냉각공기 유로(32) 내부로 삽입 배치된다. 이에 따라 상기 에어홀(36)로 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 상기 가이드튜브(190)의 안내를 받으며, 상기 냉각유닛(100) 방향으로 진입할 수 있다. 제1 방향 냉각공기(F1)는 가이드튜브(190)의 외측 둘레를 따라 돌아 흐르게 되므로, 제2 방향 냉각공기(F2)의 유동방향을 간섭하지 않게 된다.

이 경우 상기 제1 슬리브(31) 표면상에서의 상기 냉각유닛(100)의 배치 위치는 상기 에어홀(36)의 바로 아래일 수 있으며, 버너 방향(B) 기준으로 배치 이격 각도는 0°일 수 있다.

[제3 실시예]

도 6은 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제3 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 부분사시도이며, 도 7a는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제3 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 측단면도이고, 도 7b는 도 7a에 게시된 냉각유닛(100)의 제1 형태를 나타낸 도면이며, 도 7c는 도 7a에 게시된 냉각유닛(100)의 제2 형태를 나타낸 도면이고, 도 7d는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제3 실시예에 가이드튜브(190)가 추가 배치된 상태를 나타낸 측단면도이다.

도 6 및 도 7a를 참고하면, 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제3 실시예는 제1 슬리브(31), 제2 슬리브(35) 및 냉각유닛(100)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 슬리브(31)는 연소기의 라이너일 수 있으며, 상기 제1 슬리브(31)는 원주방향으로 감싸며 배치되어 연소실(31a)을 형성할 수 있다. 다만 상기 제1 슬리브(31)가 반드시 연소기의 라이너로 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 슬리브(35)는 연소기의 플로우 슬리브일 수 있으며, 상기 제1 슬리브(31)와 냉각공기 유로(32)를 형성하도록, 상기 제1 슬리브(31)와 일정 간격이 이격되어 감싸며 배치될 수 있다. 그리고 제2 방향 냉각공기(F2)가 유입되는 복수의 에어홀(36)이 표면을 따라 가공될 수 있다. 다만 상기 제2 슬리브(35)가 반드시 연소기의 플로우 슬리브로 한정되는 것은 아니다.

상기 냉각유닛(100)은 상기 제1 슬리브(31)의 표면에서, 상기 복수의 에어홀(36)로부터 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)가 상기 제1 슬리브(31)의 표면을 따라 흐르는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 간섭된 유동방향의 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각유닛(100)은 상기 복수의 에어홀(36)에 대응되는 개수로 복수 개가 배치될 수 있으며, 단위 판 형상으로 이뤄질 수 있다. 다만 반드시 상기 복수의 에어홀(36)에 대응되는 개수로 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 냉각유닛(100)은 상기 제1 슬리브(31)에 비해 열전도도가 높은 재질로 구성될 수 있다. 이는 금속, 세라믹 등의 재질일 수 있다.

구체적으로 상기 냉각유닛(100)은 바디부(110)와 냉각핀(130)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 배치될 수 있으며, 판 형상일 수 있다. 이때 상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 용접 접합되거나 또는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 삽입홈(31b)이 가공되고, 상기 바디부(110)가 끼움 결합될 수 있다. 또는 상기 바디부(110)가 원형인 경우 삽입홈(31b)에 나사산 체결될 수 있다. 다만 다른 결합 형태도 가능하다.

상기 냉각핀(130)은 제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 상기 바디부(110)의 내부에서 난류를 형성하여 연소기에 대한 냉각능력이 증가되도록, 상기 바디부(110)에 형성될 수 있다.

이때 상기 제1 슬리브(31)의 표면에서 상기 냉각유닛(100)의 배치 위치는, 상기 에어홀(36)의 수직선을 기준으로 버너 방향(B)측으로 0~60° 범위내에 이격 배치될 수 있다. 상기 배치 위치는 제1,2 방향 냉각공기의 속도 및 유량, 라이너 및 플로우슬리브의 구조 차이, 연소기의 종류 및 형태 등의 여러 인자들에 따라 가장 최적화된 값으로 달리 결정될 수 있다.

이는 상기 에어홀(36)을 통해 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 슬리브(31) 방향으로 유동하는 중에, 버너 방향(B)으로 진입하는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동에 의해 진행 간섭을 받게 된다. 이 때문에 제2 방향 냉각공기(F2)는 버너 방향(B)측으로 기울어지며 흐르게 된다.

이러한 기울어져 흐르는 정도를 고려하여 상기 냉각유닛(100)의 배치는 상기 제1 슬리브(31)상에서 상기 에어홀(36)의 수직선을 기준으로 버너 방향(B)측으로 더 이동하여 배치된다.

이에 따라 도 7a에서와 같이, 상기 에어홀(36)로 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭에 의해 버너 방향(B)측으로 기울어져 흐르게 되고, 그 위치에 상기 바디부(110)가 배치되어 있어, 상기 바디부(110)의 냉각핀(130) 사이로 유입되게 된다.

상기 냉각핀(130)으로 유입된 냉각공기는 냉각핀(130) 사이에서 소용돌이치며 난류를 형성하게 되고, 이러한 난류 유동에 의해 냉각 열전달의 지속시간이 증가하면서 상기 바디부(110)를 통해 상기 라이너를 보다 많이 냉각할 수 있게 된다.

도 7a에서와 같이, 상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 삽입홈(31b)에 삽입되어 있는 경우, 냉각열은 라이너의 내측으로 보다 더 깊숙이 전달될 수 있다.

도 7b 및 도 7c를 참고하면, 본 발명인 바디부(110) 및 냉각핀(130)의 여러 형태들이 게시되어 있다.

상기 바디부(110) 또는 상기 냉각핀(130)은 상기 에어홀(36)에 대응되는 형상으로 구성되거나 또는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장되게 구성될 수 있다.

즉 본 발명에서는 도 6에서와 같이 에어홀(36)이 원형이라는 가정하에, 도 7b에서와 같이 바디부(110) 및 냉각핀(130)이 모두 에어홀(36)에 대응되는 형상으로 원 형상으로 구성될 수 있음을 제시한다.

또한, 도 7c에서와 같이 바디부(110) 및 냉각핀(130)을 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장된 타원 형상으로 구성될 수 있음을 제시한다. 이러한 타원 형상은 제1 방향 냉각공기(F1)가 냉각핀(130)의 표면을 타고 원활하게 흐를 수 있도록 하는 효과가 있다.

다만 상기 바디부(110) 및 상기 냉각핀(130)이 반드시 상기 형상으로 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 일 형태 제시에 불과하다.

다음 도 7d를 참고하면, 본 발명은 제2 방향 냉각공기(F2)가 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭이 차단되며, 상기 제1 슬리브(31)의 표면방향으로의 흐름이 안내되도록, 상기 에어홀(36)에 배치되는 가이드튜브(190)를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드튜브(190)는 상기 에어홀(36)에 냉각공기 유로(32) 내부로 삽입 배치된다. 이에 따라 상기 에어홀(36)로 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 상기 가이드튜브(190)의 안내를 받으며, 상기 냉각유닛(100) 방향으로 진입할 수 있다. 제1 방향 냉각공기(F1)는 가이드튜브(190)의 외측 둘레를 따라 돌아 흐르게 되므로, 제2 방향 냉각공기(F2)의 유동방향을 간섭하지 않게 된다.

이 경우 상기 제1 슬리브(31) 표면상에서의 상기 냉각유닛(100)의 배치 위치는 상기 에어홀(36)의 바로 아래일 수 있으며, 버너 방향(B) 기준으로 배치 이격 각도는 0°일 수 있다.

[제4 실시예]

도 8a는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제4 실시예가 연소기상 배치된 상태를 나타낸 측단면도이고, 도 8b는 도 8a에 게시된 냉각유닛(100)의 제1 형태를 나타낸 도면이며, 도 8c는 도 8a에 게시된 냉각유닛(100)의 제2 형태를 나타낸 도면이고, 도 8d는 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제4 실시예에 가이드튜브(190)가 추가 배치된 상태를 나타낸 측단면도이다.

도 8a 및 도 8d를 참고하면, 본 발명인 연소기의 냉각구조의 제4 실시예는 제1 슬리브(31), 제2 슬리브(35) 및 냉각유닛(100)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 슬리브(31)는 연소기의 라이너일 수 있으며, 상기 제1 슬리브(31)는 원주방향으로 감싸며 배치되어 연소실(31a)을 형성할 수 있다. 다만 상기 제1 슬리브(31)가 반드시 연소기의 라이너로 한정되는 것은 아니다.

상기 제2 슬리브(35)는 연소기의 플로우 슬리브일 수 있으며, 상기 제1 슬리브(31)와 냉각공기 유로(32)를 형성하도록, 상기 제1 슬리브(31)와 일정 간격이 이격되어 감싸며 배치될 수 있다. 그리고 제2 방향 냉각공기(F2)가 유입되는 복수의 에어홀(36)이 표면을 따라 가공될 수 있다. 다만 상기 제2 슬리브(35)가 반드시 연소기의 플로우 슬리브로 한정되는 것은 아니다.

상기 냉각유닛(100)은 상기 제1 슬리브(31)의 표면에서, 상기 복수의 에어홀(36)로부터 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)가 상기 제1 슬리브(31)의 표면을 따라 흐르는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 간섭된 유동방향의 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각유닛(100)은 상기 복수의 에어홀(36)에 대응되는 개수로 복수 개가 배치될 수 있으며, 단위 판 형상으로 이뤄질 수 있다. 다만 반드시 상기 복수의 에어홀(36)에 대응되는 개수로 한정되는 것은 아니다.

그리고 상기 냉각유닛(100)은 상기 제1 슬리브(31)에 비해 열전도도가 높은 재질로 구성될 수 있다. 이는 금속, 세라믹 등의 재질일 수 있다.

구체적으로 상기 냉각유닛(100)은 바디부(110)와 냉각핀(130)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 배치될 수 있으며, 판 형상일 수 있다. 이때 상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 용접 접합되거나 또는 상기 제1 슬리브(31)의 표면에 삽입홈(31b)이 가공되고, 상기 바디부(110)가 끼움 결합될 수 있다. 또는 상기 바디부(110)가 원형인 경우 삽입홈(31b)에 나사산 체결될 수 있다. 다만 다른 결합 형태도 가능하다.

상기 냉각핀(130)은 제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 상기 바디부(110)의 내부에서 난류를 형성하여 연소기에 대한 냉각능력이 증가되도록, 상기 바디부(110)에 형성될 수 있다.

이때 상기 제1 슬리브(31)의 표면에서 상기 냉각유닛(100)의 배치 위치는, 상기 에어홀(36)의 수직선을 기준으로 버너 방향(B)측으로 0~60° 범위내에 이격 배치될 수 있다. 상기 배치 위치는 제1,2 방향 냉각공기의 속도 및 유량, 라이너 및 플로우슬리브의 구조 차이, 연소기의 종류 및 형태 등의 여러 인자들에 따라 가장 최적화된 값으로 달리 결정될 수 있다.

이는 상기 에어홀(36)을 통해 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 슬리브(31) 방향으로 유동하는 중에, 버너 방향(B)으로 진입하는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동에 의해 진행 간섭을 받게 된다. 이 때문에 제2 방향 냉각공기(F2)는 버너 방향(B)측으로 기울어지며 흐르게 된다.

이러한 기울어져 흐르는 정도를 고려하여 상기 냉각유닛(100)의 배치는 상기 제1 슬리브(31)상에서 상기 에어홀(36)의 수직선을 기준으로 버너 방향(B)측으로 더 이동하여 배치된다.

이에 따라 도 8a에서와 같이, 상기 에어홀(36)로 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭에 의해 버너 방향(B)측으로 기울어져 흐르게 되고, 그 위치에 상기 바디부(110)가 배치되어 있어, 상기 바디부(110)의 냉각핀(130) 사이로 유입되게 된다.

상기 냉각핀(130)으로 유입된 냉각공기는 냉각핀(130) 사이에서 소용돌이치며 난류를 형성하게 되고, 이러한 난류 유동에 의해 냉각 열전달의 지속시간이 증가하면서 상기 바디부(110)를 통해 상기 라이너를 보다 많이 냉각할 수 있게 된다.

도 8a에서와 같이, 상기 바디부(110)는 상기 제1 슬리브(31)의 삽입홈(31b)에 삽입되어 있는 경우, 냉각열은 라이너의 내측으로 보다 더 깊숙이 전달될 수 있다.

한편, 본 발명의 제4 실시예에서는 도 8b 및 도 8c를 참고하면, 상기 냉각핀(130)은 전단핀(141), 중단핀(142) 및 후단핀(143)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전단핀(141)은 상기 바디부(110)의 표면에서 상기 제1 방향 냉각공기(F1)의 유입방향측에 배치될 수 있다. 상기 전단핀(141)은 상기 바디부(110)의 둘레 일부를 따라 격벽 형상으로 구성될 수 있다.

상기 후단핀(143)은 상기 바디부(110)의 표면에서 버너 방향(B)측에 배치될 수 있다.

상기 중단핀(142)은 상기 바디부(110)의 표면에서 상기 전단핀(141)과 상기 후단핀(143) 사이에 배치될 수 있다.

여기서 상기 중단핀(142) 또는 상기 후단핀(143) 중 적어도 어느 하나에는 버너 방향(B)측 또는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 경사면이 형성될 수 있다.

상기 중단핀(142) 또는 상기 후단핀(143)에 경사면가 형성된 경우, 도 8a에서와 같이 상기 냉각핀(130) 사이로 유입된 후 난류를 형성하고 다시 버너 방향(B)측으로 나가는 냉각공기가 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 빠져나가지 못하게 되는 간섭 현상을 완화할 수 있다.

상기 냉각핀(130) 사이에서 난류 형성된 냉각공기는 경사면을 타고 부드럽게 버너 방향(B)측으로 흐를 수 있다. 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭은 경사면의 경사도가 완만할수록 미치는 영향은 적어지게 된다.

본 발명에서는 상기 냉각핀(130)은 상기 바디부(110)에서 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향을 따라 복수의 열로 배치되고, 상기 복수의 열로 배치된 냉각핀(130)에 형성된 각 경사면의 경사각은 서로 동일한 경사각으로 구성될 수 있다.

다른 형태로는 상기 냉각핀(130)은 상기 바디부(110)에서 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향을 따라 복수의 열로 배치되고, 상기 복수의 열로 배치된 냉각핀(130)에 형성된 각 경사면의 경사각은 서로 다르게 구성될 수 있다.

즉 도 8a의 확대도에 게시된 것과 같이, 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측을 기준으로 가장 가까운 냉각핀(130)인 중단핀(142)의 경사면을 제4 경사면(142a), 버너 방향(B)측에 배치된 후단핀(143)의 경사면을 제4 경사면(142a)으로 지정하면, 제4 경사면(142a)에서 제5 경사면(143a)으로 갈수록 경사도가 증가되도록 구성될 수 있다.

이는 제1 방향 냉각공기(F1)측에 가까운 중단핀(142)의 제4 경사면(142a)을 따라 흐르는 난류 형성 냉각공기는 가장 큰 간섭을 받으므로, 보다 원활하게 빠져나올 수 있도록, 경사각을 완만하게 구성하고, 버너 방향(B)측에 가까운 후단핀(143)의 제5 경사면(143a)으로 갈수록, 후단핀(143) 사이에서 냉각공기의 잔류시간을 증가시켜 난류 발생에 의한 냉각능력을 향상시키기 위해 경사각을 보다 크게 구성될 수 있다.

물론 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭은 상대적으로 적으므로, 빠져나올 때는 약간 더 원활할 수 있다.

또한 본 발명의 제4 실시예에서는 도 8b 및 도 8c를 참고하면, 상기 전단핀(141), 상기 중단핀(142) 또는 상기 후단핀(143) 중 적어도 어느 하나에는 제1 방향 냉각공기(F1)이 관통하며 흐르는 사이드패스가 추가 가공될 수 있다.

상기 전단핀(141)에는 제1 사이드패스, 상기 중단핀(142)에는 제2 사이드패스, 상기 후단핀(143)에는 제3 사이드패스가 가공될 수 있다.

또한 상기 전단핀(141)은 상기 바디부(110)의 둘레 일부를 따라 형성됨에 따라, 상기 전단핀(141)과 상기 중단핀(142) 사이에는 제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 혼류되며 소용돌이치어 연소기의 냉각능력이 증가되는 난류유동부(112)가 형성될 수 있다.

우선 상기 사이드패스는 상기 냉각핀(130) 사이에서 제1 방향 냉각공기(F1)의 흐름을 원활하게 하기 위한 목적과 상기 냉각핀(130) 사이에서 제2 방향 냉각공기(F2)와의 혼류로 난류 발생을 상승시키기 위한 목적이 동시에 있다.

이러한 상기 제1,2,3 사이드패스(141,142,143)는 본 발명의 제4 실시예에서는 상기 전단핀(141), 상기 중단핀(142) 및 상기 후단핀(143)에는 형성되고, 각 제1,2,3, 사이드패스(141,142,143)는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향을 기준으로 서로 어긋나게 배치될 수 있다.

이와 같은 배치를 통해 냉각공기는 상기 제1,2,3, 사이드패스(141,142,143)에서의 지그재그식의 유동 및 상기 전단핀(141)과 상기 후단핀(143) 사이의 난류유동부(112)에서의 난류 발생으로 잔류시간이 늘어나, 상기 바디부(110)와 상기 냉각핀(130) 사이에서 냉각능력을 보다 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 도 8c에서와 같이 바디부(110) 및 냉각핀(130)을 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장된 타원 형상으로 구성될 수 있음을 제시한다. 이러한 타원 형상은 제2 방향 냉각공기(F2)가 냉각핀(130)으로 원활하게 유입될 수 있도록 하는 효과가 있다. 제2 방향 냉각공기(F2)는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 기울어져 유동하므로, 냉각핀(130)이 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 타원 형상으로 신장되어 있는 경우, 진입이 보다 원활할 것이다.

다만 상기 바디부(110) 및 상기 냉각핀(130)이 반드시 상기 형상으로 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 일 형태 제시에 불과하다.

다음 도 8d를 참고하면, 본 발명은 제2 방향 냉각공기(F2)가 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭이 차단되며, 상기 제1 슬리브(31)의 표면방향으로의 흐름이 안내되도록, 상기 에어홀(36)에 배치되는 가이드튜브(190)를 더 포함할 수 있다.

상기 가이드튜브(190)는 상기 에어홀(36)에 냉각공기 유로(32) 내부로 삽입 배치된다. 이에 따라 상기 에어홀(36)로 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)는 상기 가이드튜브(190)의 안내를 받으며, 상기 냉각유닛(100) 방향으로 진입할 수 있다. 제1 방향 냉각공기(F1)는 가이드튜브(190)의 외측 둘레를 따라 돌아 흐르게 되므로, 제2 방향 냉각공기(F2)의 유동방향을 간섭하지 않게 된다.

이 경우 상기 제1 슬리브(31) 표면상에서의 상기 냉각유닛(100)의 배치 위치는 상기 에어홀(36)의 바로 아래일 수 있으며, 버너 방향(B) 기준으로 배치 이격 각도는 0°일 수 있다.

한편, 본 발명인 연소기는 도 2 및 도 3를 참고하면, 연소실(31a)을 형성하는 제1 슬리브(31)와, 상기 제1 슬리브(31)와 냉각공기 유로(32)를 형성하도록, 상기 제1 슬리브(31)와 일정 간격이 이격되어 감싸며 배치되고, 제2 방향 냉각공기(F2)가 유입되는 복수의 에어홀(36)이 표면을 따라 형성된 제2 슬리브(35)와, 상기 제1 슬리브(31)의 표면에서, 상기 복수의 에어홀(36)로부터 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)가 상기 제1 슬리브(31)의 표면을 따라 흐르는 제2 방향 냉각공기(F1)에 의해 간섭된 유동방향의 대응되는 위치에 배치되는 상기 냉각유닛(100) 및 상기 연소실(31a)에서 연료와 공기를 연소하는 버너(10a)를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고 본 발명인 가스터빈은 도 1 및 도 2를 참고하면, 케이싱(2)과, 상기 케이싱(2)의 내부에 배치되고 유입된 공기를 압축하는 압축기 섹션(4)과, 상기 케이싱(2) 내부에서 상기 압축기 섹션(4)과 연결되며 배치되고, 압축된 공기를 연소하는 상기 연소기(10)와, 상기 케이싱(2) 내부에서 상기 연소기(10)와 연결되며 배치되고, 연소된 공기를 이용하여 동력을 생산하는 터빈 섹션(6) 및 상기 케이싱(2) 내부에서 상기 터빈 섹션(6)과 연결되며 배치되고, 공기를 외부로 배출하는 디퓨져(7)를 포함하여 구성될 수 있다.

이상의 사항은 연소기의 냉각구조 및 이를 포함하는 연소기 및 가스터빈의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

31:제1 슬리브(라이너)
31a:연소실
31b:삽입홈
32:냉각공기 유로
35:제2 슬리브(플로우 슬리브)
36:에어홀
100:냉각유닛
110:바디부
112:난류유동부
120:냉각홈
121:제1 경사면
122:제2 경사면
123:제3 경사면
124:경사부
130:냉각핀
141:전단핀
142:중단핀
142a:제4 경사면
143:후단핀
143a:제5 경사면
150:사이드패스
151,152,153:제1,2,3 사이드패스
190:가이드튜브
F1:제1 방향 냉각공기(압축공기)
F2:제2 방향 냉각공기(방사방향 냉각공기)
B:버너 방향

Claims (20)

1. 연소실을 형성하는 제1 슬리브;
   상기 제1 슬리브와 냉각공기 유로를 형성하도록, 상기 제1 슬리브와 일정 간격이 이격되어 감싸며 배치되고, 제2 방향 냉각공기(F2)가 유입되는 복수의 에어홀이 표면을 따라 형성된 제2 슬리브; 및
   상기 제1 슬리브의 표면에서, 상기 복수의 에어홀로부터 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)가 상기 제1 슬리브의 표면을 따라 흐르는 제1 방향 냉각공기(F1)에 의해 간섭된 유동방향의 대응되는 위치에 배치되는 복수의 단위 판형 냉각유닛;을 포함하는 연소기의 냉각구조.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 냉각유닛은,
   상기 제1 슬리브의 표면에 배치되는 판형의 바디부; 및
   제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 상기 바디부의 내부에서 난류를 형성하여 연소기에 대한 냉각능력이 증가되도록, 상기 바디부에 형성되는 냉각홈;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 바디부 또는 상기 냉각홈은 상기 에어홀에 대응되는 형상으로 구성되거나 또는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장되게 구성되는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
   
4. 제2항에 있어서,
   상기 냉각홈의 내부에는 버너 방향(B)측으로 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 냉각홈은 상기 바디부에서 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향을 따라 복수의 열로 배치되고, 상기 복수의 열로 배치된 냉각홈에 형성된 각 경사면의 경사각은 서로 다른 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
   
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수의 열로 배치된 냉각홈에 형성된 각 경사면의 경사각은 버너 방향(B)으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 냉각유닛은,
   상기 제1 슬리브의 표면에 배치되는 판형의 바디부; 및
   제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 상기 바디부의 표면에서 난류를 형성하여 연소기에 대한 냉각능력이 증가되도록, 상기 바디부에 형성되는 냉각핀;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 바디부 또는 상기 냉각핀은 상기 에어홀에 대응되는 형상으로 구성되거나 또는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 신장되게 구성되는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
   
9. 제7항에 있어서,
   상기 냉각핀은,
   상기 바디부의 표면에서 상기 제1 방향 냉각공기(F1)의 유입방향측에 배치되는 전단핀;
   상기 바디부의 표면에서 버너 방향(B)측에 배치되는 후단핀; 및
   상기 바디부의 표면에서 상기 전단핀과 상기 후단핀 사이에 배치되는 중단핀;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 중단핀 또는 상기 후단핀 중 적어도 어느 하나에는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향측으로 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 중단핀 및 상기 후단핀에는 각 경사면이 형성되고, 각 경사면의 경사각은 서로 다른 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
    
12. 제11항에 있어서,
    상기 중단핀 및 상기 후단핀에 형성된 각 경사면의 경사각은 버너 방향(B)으로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
    
13. 제12항에 있어서,
    상기 전단핀, 상기 중단핀 또는 상기 후단핀 중 적어도 어느 하나에는 제1 방향 냉각공기(F1)이 관통하며 흐르는 사이드패스;가 형성된 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 전단핀, 상기 중단핀 및 상기 후단핀에는 각 사이드패스가 형성되고, 각 사이드패스는 제1 방향 냉각공기(F1)의 유동방향을 기준으로 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
    
15. 제14항에 있어서,
    상기 전단핀은 상기 바디부의 둘레 일부를 따라 형성되고, 상기 전단핀과 상기 중단핀 사이에는 제1,2 방향 냉각공기(F1,F2)가 혼류되며 소용돌이치어 연소기의 냉각능력이 증가되는 난류유동부;가 형성되는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
    
16. 제1항에 있어서,
    상기 제1 슬리브의 표면에서 상기 냉각유닛의 배치 위치는, 상기 에어홀의 수직선을 기준으로 버너 방향(B)측으로 0~60°범위내인 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
    
17. 제1항에 있어서,
    상기 냉각유닛은, 상기 제1 슬리브보다 열전도율이 높은 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
    
18. 제1항에 있어서,
    제2 방향 냉각공기(F2)가 제1 방향 냉각공기(F1)에 의한 간섭이 차단되며, 상기 제1 슬리브의 표면방향으로의 흐름이 안내되도록, 상기 에어홀에 배치되는 가이드튜브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기의 냉각구조.
    
19. 연소실을 형성하는 제1 슬리브;
    상기 제1 슬리브와 냉각공기 유로를 형성하도록, 상기 제1 슬리브와 일정 간격이 이격되어 감싸며 배치되고, 제2 방향 냉각공기(F2)가 유입되는 복수의 에어홀이 표면을 따라 형성된 제2 슬리브;
    상기 제1 슬리브의 표면에서, 상기 복수의 에어홀로부터 유입되는 제2 방향 냉각공기(F2)가 상기 제1 슬리브의 표면을 따라 흐르는 제2 방향 냉각공기(F1)에 의해 간섭된 유동방향의 대응되는 위치에 배치되는 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항의 냉각유닛; 및
    상기 연소실에서 연료와 공기를 연소하는 버너;
    를 포함하는 연소기.
    
20. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 배치되고 유입된 공기를 압축하는 압축기 섹션;
    상기 케이싱 내부에서 상기 압축기 섹션과 연결되며 배치되고, 압축된 공기를 연소하는 제19항의 연소기;
    상기 케이싱 내부에서 상기 연소기와 연결되며 배치되고, 연소된 공기를 이용하여 동력을 생산하는 터빈 섹션; 및
    상기 케이싱 내부에서 상기 터빈 섹션과 연결되며 배치되고, 공기를 외부로 배출하는 디퓨져;
    를 포함하는 가스터빈.
    
    
    

Images