KR20210151973A - 미통, 연소기, 가스 터빈, 및 가스 터빈 설비 - Google Patents

미통, 연소기, 가스 터빈, 및 가스 터빈 설비 Download PDF

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KR20210151973A
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다이키 기노시타
소스케 나카무라
고타로 미야우치
겐지 사토
겐타 다니구치
사토시 미즈카미
요시노리 와키타
신지 아카마츠
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미츠비시 파워 가부시키가이샤
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Abstract

미통(50)은, 통(51)과, 통(51)의 외주 측에 음향 공간(Ss)을 형성하는 음향 감쇠기(61)와, 통(51)의 외주 측의 공간인 외측 공간(So)으로부터 격리된 냉각 공기 공간(Sa)을 형성하는 냉각 공기 재킷(65)을 구비한다. 통(51)은, 외주면(55o)과 내주면(55i)의 사이에 형성되어 있는 제1 공기 유로(56)와, 음향 공간(Ss)으로부터 통(51c)의 내주 측의 공간인 연소 공간(Sc)으로 관통하는 음향 구멍(59)을 갖는다. 제1 공기 유로(56)는, 냉각 공기 공간(Sa)에 면하여, 냉각 공기 공간(Sa) 내의 공기를 제1 공기 유로(56) 내로 유도하는 입구(56i)와, 음향 공간(Ss)에 면하여, 제1 공기 유로(56) 내를 통과해 온 공기를 음향 공간(Ss) 내로 유도하는 출구(56o)를 갖는다.

Description

미통, 연소기, 가스 터빈, 및 가스 터빈 설비
본 발명은, 내주 측에서 연료가 연소되는 통을 갖는 미통(尾筒), 이것을 구비하는 연소기, 가스 터빈, 가스 터빈 설비에 관한 것이다.
본원은, 2019년 5월 24일에 일본에 출원된 특허출원 2019-097550호에 대하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
가스 터빈은, 공기를 압축하여 압축 공기를 생성하는 압축기와, 압축 공기 중에서 연료를 연소시키는 연소기와, 연료의 연소로 생성된 연소 가스에 의하여 구동하는 터빈과, 중간 케이싱을 구비한다. 압축기는, 압축기 로터와, 이 압축기 로터를 덮는 압축기 케이싱을 갖는다. 연소기는, 내주 측에서 연료가 연소되는 미통(또는 연소통)과, 미통 내에 연료를 분사하는 버너를 갖는다. 터빈은, 터빈 로터와, 이 터빈 로터를 덮는 터빈 케이싱을 갖는다. 압축기 케이싱과 터빈 케이싱은, 중간 케이싱을 통하여 접속되어 있다. 중간 케이싱 내에는, 압축기로부터 토출된 압축 공기가 유입된다. 연소기는, 이 중간 케이싱에 마련되어 있다.
이하의 특허문헌 1에는, 연소기의 미통에 대하여 개시되어 있다. 이 미통은, 내주 측에서 연료가 연소되는 통과, 통의 외주 측에 음향 공간을 형성하는 음향 감쇠기와, 통의 외주 측에 냉각 공기 공간을 형성하는 냉각 공기 재킷을 갖는다. 음향 감쇠기는, 통의 상류 측의 부분에 마련되어 있다. 또, 냉각 공기 재킷은, 통의 하류 측의 부분에 마련되어 있다. 중간 케이싱 내의 압축 공기의 대부분은, 연소기로 유입된다. 또, 중간 케이싱 내의 압축 공기의 일부는, 중간 케이싱 밖으로 추기(抽氣)된다. 추기된 압축 공기는, 부스트 압축기로 승압된 후, 강제 냉각 공기로서, 냉각 공기 공간으로 유입된다. 통의 외주면과 내주면의 사이에는, 냉각 공기 유로 A와, 냉각 공기 유로 B가 형성되어 있다. 통을 형성하는 판 중에서, 음향 감쇠기가 마련되어 있는 부분에는, 통의 외주면으로부터 내주면으로 관통하는 음향 구멍이 형성되어 있다.
냉각 공기 유로 A는, 통의 외주면 중에서 냉각 공기 재킷이 마련되어 있는 부분에서 개구되어 있는 입구와, 통의 외주면 중에서 음향 감쇠기 및 냉각 공기 재킷이 마련되어 있지 않은 부분에서 개구되어 있는 출구를 갖는다. 냉각 공기 유로 A에는, 냉각 공기 공간 내의 강제 냉각 공기가 유입된다. 이 강제 냉각 공기는, 냉각 공기 유로 A를 통과하는 과정에서, 연소 가스에 노출되는 통과 열교환하여, 통을 냉각한다. 이 강제 냉각 공기는, 통과의 열교환 후에, 냉각 공기 유로 A의 출구로부터, 중간 케이싱 내로 유출된다.
냉각 공기 유로 B는, 통의 외주면 중에서 음향 감쇠기 및 냉각 공기 재킷이 마련되어 있지 않은 부분에서 개구되어 있는 입구와, 통의 외주면 중에서 음향 감쇠기가 마련되어 있는 부분에서 개구되어 있는 출구를 갖는다. 냉각 공기 유로 B에는, 통의 외주 측의 공간인 중간 케이싱 내에 존재하는 압축 공기가 유입된다. 이 압축 공기는, 냉각 공기 유로 B를 통과하는 과정에서, 연소 가스에 노출되는 통과 열교환하여, 통을 냉각한다. 이 압축 공기는, 음향 공간 내로 유입된 후, 음향 구멍으로부터 통의 내주 측의 공간으로 유출된다. 음향 공간 내에는, 음향 구멍을 통하여, 통의 내주 측의 공간에서 생성된 고온의 연소 가스가 유입되지 않도록, 이 음향 공간 내로부터, 음향 구멍을 통하여, 압축 공기를 통의 내주 측의 공간으로 유출시키고 있다.
일본 공개특허공보 2012-077660호
음향 공간 내로부터 통의 내주 측의 공간으로 유출되는 공기의 질량 유량은, NOx의 발생량을 억제하는 관점에서, 적은 편이 바람직하다. 또, 음향 공간 내로부터 통의 내주 측의 공간으로 유출되는 공기는, 통의 내주 측의 공간에서 생성된 연소 가스의 온도를 낮춰, 가스 터빈의 효율을 저하시키기 때문에, 이 공기의 질량 유량은 적은 편이 바람직하다.
따라서, 본 발명은, 음향 공간 내로부터 통의 내주 측의 공간으로 공기를 유출시키면서도, 이 공기의 질량 유량을 억제할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태의 미통은,
축선 둘레로 통형상을 이루며, 내주 측에서 연료가 연소되는 통과, 상기 통을 형성하는 판의 일부와, 상기 판의 일부와 공동으로 상기 통의 외주 측에 음향 공간을 형성하는 음향 커버를 갖는 음향 감쇠기와, 상기 통을 형성하는 상기 판 중에서 상기 음향 감쇠기를 형성하는 부분을 제외한 다른 일부와 공동으로, 상기 통의 외주 측의 공간인 외측 공간으로부터 격리된 냉각 공기 공간을 형성하는 냉각 공기 재킷을 구비한다. 상기 통은, 상기 축선이 뻗는 축선 방향에 있어서의 일방 측인 상류 측의 단(端)에 형성되어 있는 입구 개구와, 상기 축선 방향에 있어서의 타방 측인 하류 측의 단에 형성되어 있는 출구 개구와, 상기 외주 측을 향하는 외주면과, 상기 내주 측을 향하는 내주면과, 상기 외주면과 상기 내주면의 사이에 형성되어 있는 제1 공기 유로와, 상기 음향 공간으로부터 상기 통의 내주 측의 공간인 연소 공간으로 관통하는 음향 구멍을 갖는다. 상기 제1 공기 유로는, 상기 냉각 공기 공간에 면하여, 상기 냉각 공기 공간 내의 공기를 상기 제1 공기 유로 내로 유도하는 입구와, 상기 음향 공간에 면하여, 상기 제1 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 음향 공간 내로 유도하는 출구를 갖는다.
본 양태에서는, 냉각 공기 공간 내의 공기가 제1 공기 유로로 유입되어, 이 제1 공기 유로 내를 흐른다. 공기는, 제1 공기 유로를 흐르는 과정에서, 연소 가스에 노출되는 통과의 열교환으로 가열되는 한편, 통을 냉각한다. 제1 공기 유로 내를 통과해 온 공기는, 제1 공기 유로의 출구로부터 음향 공간 내로 유입된다. 음향 공간 내로 유입된 공기는, 음향 구멍으로부터 연소 공간으로 유출된다. 이 때문에, 연소 공간 내의 연소 가스는, 음향 공간 내로 유입되지 않는다.
연소 공간 내의 연소 가스가 확실히 음향 공간 내로 유입되지 않도록 하기 위해서는, 음향 공간 내의 압력 Ps가 연소 공간 내의 압력 Pc보다 높고, 양 압력차 △P(=Ps-Pc>0)가 일정한 값 이상일 필요가 있다.
압력차 △P는, 이하의 식으로 나타나는 바와 같이, 유체의 밀도 ρ에 비례하고, 또한 유체의 유속 v의 제곱에 비례한다.
Figure pct00001
상기 식으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 압력차 △P를 일정한 값 이상으로 하는 경우, 유체의 밀도 ρ를 크게 하는 것보다, 유체의 유속 v를 크게 하는 쪽이 효과적이다. 또, 유체의 밀도 ρ를 작게 하면서 유체의 체적을 증가시켜, 유체의 유속 v를 크게 함으로써, 음향 공간으로부터 연소 공간으로 유출시키는 유체의 질량 유량을 억제할 수 있다. 유체의 밀도 ρ를 작게 하면서 유체의 체적을 증가시키는 방법으로서는, 유체에 대한 가열량을 많게 하여, 유체를 팽창시키는 방법이 있다.
여기에서, 이하의 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 본 양태의 비교예에 대하여 설명한다. 비교예의 통은, 본 양태의 제1 공기 유로를 갖지 않고, 제2 공기 유로를 갖는다. 이 제2 공기 유로는, 통의 외주면과 내주면의 사이에 형성되어 있다. 이 제2 공기 유로는, 외측 공간에 면하여, 외측 공간 내의 공기를 제2 공기 유로 내로 유도하는 입구와, 음향 공간에 면하여, 제2 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 음향 공간 내로 유도하는 출구를 갖는다. 외측 공간 내의 공기는, 제2 공기 유로의 입구로부터 제2 공기 유로 내로 유입되어, 이 제2 공기 유로 내를 흐른다. 공기는, 제2 공기 유로를 흐르는 과정에서, 연소 가스에 노출되는 통과의 열교환으로 가열되는 한편, 통을 냉각한다. 제2 공기 유로 내를 통과해 온 공기는, 제2 공기 유로의 출구로부터 음향 공간 내로 유입된다. 음향 공간 내로 유입된 공기는, 음향 구멍으로부터 연소 공간으로 유출된다.
비교예에서는, 외측 공간 내의 공기의 압력 및 온도가 일정한 경우에, 제2 공기 유로를 흐르는 공기에 대한 가열량을 많게 하는 방법으로서, 예를 들면, 제2 공기 유로의 유로 길이를 길게 하는 방법이 있다. 이 방법에서는, 이하와 같은 트러블이 발생한다.
(1) 제2 공기 유로에서의 압력 손실이 커져, 외측 공간 내의 공기가 음향 공간에 이르지 않거나, 혹은 음향 구멍으로부터 연소 공간으로 유출되지 않을 가능성이 있다.
(2) 공기가 음향 공간에 이를 때까지, 이 공기의 온도가 극히 고온이 되어, 통을 냉각하는 능력이 없어질 가능성이 있다.
또, 다른 방법으로서, 통 내에서, 연소 가스로 가열되기 쉬운 영역에 제2 공기 유로를 형성하는 방법도 있다. 이 방법에서도, 상기 (2)의 트러블이 발생한다.
본 양태에서는, 외측 공간에 대하여 격리된 냉각 공기 공간 내의 공기가 제1 공기 유로를 흐른다. 따라서, 본 양태에서는, 제1 공기 유로에는, 외측 공간 내의 공기와는 다른 압력 및 온도의 공기를 흐르게 할 수 있다. 이 때문에, 본 양태에서는, 냉각 공기 공간에, 외측 공간 내의 공기보다 고압이며 또한 저온의 공기를 공급함으로써, 공기에 대한 가열량을 많게 하는 방법으로서, 제1 공기 유로의 유로 길이를 길게 하는 방법, 및/또는, 통 내에서, 연소 가스로 가열되기 쉬운 영역에 제1 공기 유로를 형성하는 방법을 채용해도, 상기 (1), (2)의 트러블이 발생하지 않는다.
따라서, 본 양태에서는, 음향 공간 내의 압력 Ps와 연소 공간(Sc) 내의 압력 Pc의 압력차 △P(=Ps-Pc)를 일정한 값 이상으로 하여, 음향 공간 내로부터 통의 내주 측의 연소 공간으로 공기를 유출시키면서도, 이 공기의 질량 유량을 억제할 수 있다.
여기에서, 상기 일 양태의 미통에 있어서, 상기 냉각 공기 재킷은, 상기 음향 커버보다 상기 하류 측에 위치해도 된다.
연소 공간 내에서, 연료의 연소로 형성되는 화염의 선단부보다 하류 측의 온도는, 화염의 선단부보다 상류 측의 온도보다 높다. 따라서, 통 내에서 하류 측의 영역은, 상류 측의 영역보다 연소 가스로 가열되기 쉬운 영역이다. 이 때문에, 본 양태에서는, 통 내에서 가열되기 쉬운 하류 측의 영역에 제1 공기 유로가 형성되어 있게 되어, 이 제1 공기 유로를 흐르는 공기의 가열량을 많게 할 수 있다.
상기 냉각 공기 재킷이 상기 음향 커버보다 하류 측에 위치하고 있는 상기 양태의 미통에 있어서, 상기 통의 상기 하류 측의 단이며 상기 통의 상기 외주면으로부터, 상기 외주 측으로 넓어지는 장착 플랜지를 가져도 된다. 이 경우, 상기 냉각 공기 재킷은, 상기 장착 플랜지에 접하고 있다.
또, 이상 중 어느 하나의 상기 양태의 미통에 있어서, 상기 통은, 상기 외주면과 상기 내주면의 사이에 형성되어 있는 제2 공기 유로를 가져도 된다. 이 경우, 상기 제2 공기 유로는, 상기 외측 공간에 면하여, 상기 외측 공간 내의 공기를 상기 제2 공기 유로 내로 유도하는 입구와, 상기 음향 공간에 면하여, 상기 제2 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 음향 공간 내로 유도하는 출구를 갖는다.
본 양태에서는, 통 내에서 제1 공기 유로를 흐르는 공기로 냉각할 수 없는 부분을, 제2 공기 유로를 흐르는 공기에 의하여 냉각할 수 있다.
또, 이상 중 어느 하나의 상기 양태의 미통에 있어서, 복수의 상기 음향 커버를 가져도 된다. 이 경우, 상기 제1 공기 유로의 출구는, 상기 복수의 음향 커버 중, 적어도 하나의 음향 커버로 형성되는 상기 음향 공간에 면하고 있다.
복수의 상기 음향 커버를 갖는 상기 양태의 미통에 있어서, 상기 통은, 상기 외주면과 상기 내주면의 사이에 형성되어 있는 제2 공기 유로를 가져도 된다. 이 경우, 상기 제2 공기 유로는, 상기 외측 공간에 면하여, 상기 외측 공간 내의 공기를 상기 제2 공기 유로 내로 유도하는 입구와, 상기 복수의 음향 커버 중, 적어도 하나의 음향 커버로 형성되는 상기 음향 공간에 면하여, 상기 제2 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 음향 공간 내로 유도하는 출구를 갖는다.
본 양태에서는, 통 내에서 제1 공기 유로를 흐르는 공기로 냉각할 수 없는 부분을, 제2 공기 유로를 흐르는 공기에 의하여 냉각할 수 있다.
복수의 상기 음향 커버와 상기 제2 공기 유로를 갖는 상기 양태의 미통에 있어서, 상기 통은, 상기 복수의 음향 커버마다, 각 음향 커버로 형성되는 상기 음향 공간에 연통되는 상기 제1 공기 유로와 상기 제2 공기 유로를 가져도 된다.
상기 제2 공기 유로를 갖는, 이상 중 어느 하나의 상기 양태의 미통에 있어서, 상기 제2 공기 유로의 상기 입구는, 상기 음향 커버보다 상기 상류 측에 위치해도 된다.
본 양태에서는, 통 내에서 음향 커버보다 상류 측의 부분을, 제2 공기 유로를 흐르는 공기에 의하여 냉각할 수 있다.
이상 중 어느 하나의 상기 양태의 미통에 있어서, 상기 통은, 상기 외주면과 상기 내주면의 사이에 형성되어 있는 제3 공기 유로를 가져도 된다. 이 경우, 상기 제3 공기 유로는, 상기 냉각 공기 공간에 면하여, 상기 냉각 공기 공간 내의 공기를 상기 제3 공기 유로 내로 유도하는 입구와, 상기 외측 공간에 면하여, 상기 제3 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 외측 공간으로 유도하는 출구를 갖는다.
본 양태에서는, 통 내에서 제1 공기 유로를 흐르는 공기로 냉각할 수 없는 부분을, 제3 공기 유로를 흐르는 공기에 의하여 냉각할 수 있다.
상기 제2 공기 유로를 갖는 상기 양태의 미통에 있어서, 상기 제1 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 음향 공간 내로 유도하는 출구의 개구 면적은, 상기 제2 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 음향 공간 내로 유도하는 출구의 개구 면적보다 크게 해도 된다.
본 양태에서는, 제1 공기 유로 내를 통과해 온 공기가 음향 공간으로 유입될 때에, 그 유속을 저하시킬 수 있기 때문에, 음향 공간 내의 정압 저하를 억제하여, 음향 공간 내로의 연소 가스의 유입을 억제할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태의 연소기는,
이상 중 어느 하나의 상기 양태의 미통과, 상기 연소 공간에 연료 및 공기를 분사하는 버너를 구비한다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태의 가스 터빈은,
상기 연소기와, 압축기와, 터빈과, 중간 케이싱을 구비한다. 상기 압축기는, 로터 축선을 중심으로 하여 회전하는 압축기 로터와, 상기 압축기 로터를 덮는 압축기 케이싱을 갖는다. 상기 터빈은, 상기 로터 축선을 중심으로 하여, 상기 압축기 로터와 일체 회전하는 터빈 로터와, 상기 터빈 로터를 덮는 터빈 케이싱을 갖는다. 상기 중간 케이싱은, 상기 로터 축선이 뻗는 로터 축선 방향으로, 상기 압축기 케이싱과 상기 터빈 케이싱의 사이에 배치되고, 상기 압축기 케이싱과 상기 터빈 케이싱을 접속하여, 상기 압축기로부터 토출된 압축 공기가 유입된다. 상기 연소기는, 상기 중간 케이싱에 마련되어 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태의 가스 터빈 설비는,
상기 양태의 가스 터빈과, 상기 중간 케이싱 내의 상기 압축 공기를 상기 중간 케이싱 밖으로 유도하고 나서, 상기 냉각 공기 재킷 내로 유도하는 냉각 공기 라인과, 상기 냉각 공기 라인에 마련되어, 상기 냉각 공기 라인 내를 통과하는 상기 압축 공기를 냉각하는 냉각기와, 상기 냉각 공기 라인에 마련되어, 상기 냉각기로 냉각된 상기 압축 공기를 승압하는 부스트 압축기를 구비한다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 음향 감쇠기의 음향 공간 내로부터 통의 내주 측의 공간으로 공기를 유출시키면서도, 이 공기의 질량 유량을 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 가스 터빈 설비의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 가스 터빈 설비의 주요부 단면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 제1 실시형태에 있어서의 미통의 주요부 단면도이다.
도 4는 도 3에 있어서의 IV 화살표 방향에서 본 도이다.
도 5는 도 3에 있어서의 V-V선 단면도이다.
도 6은 본 발명에 관한 제2 실시형태에 있어서의 미통의 주요부 단면도이다.
도 7은 도 6에 있어서의 VII 화살표 방향에서 본 도이다.
도 8은 본 발명에 관한 제3 실시형태에 있어서의 미통의 주요부 단면도이다.
도 9는 도 8에 있어서의 IX 화살표 방향에서 본 도이다.
도 10은 본 발명에 관한 제4 실시형태에 있어서의 미통의 주요부 단면도이다.
도 11은 도 10에 있어서의 XI 화살표 방향에서 본 도이다.
도 12는 본 발명에 관한 제5 실시형태에 있어서의 도 6에 상당하는 단면도이다.
도 13은 본 발명에 관한 제5 실시형태에 있어서의 도 7에 상당하는 화살표 방향에서 본 도이다.
도 14는 본 발명에 관한 제5 실시형태의 변형예에 있어서의 도 13에 상당하는 화살표 방향에서 본 도이다.
이하, 본 발명에 관한 가스 터빈 설비의 각종 실시형태 및 그 변형예에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
[제1 실시형태]
이하, 본 발명에 관한 가스 터빈 설비의 제1 실시형태에 대하여, 도 1~도 5를 참조하여 설명한다.
본 실시형태의 가스 터빈 설비는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(10)과, 이 가스 터빈(10)의 구성 부품의 일부를 냉각하는 냉각 장치(70)를 구비한다.
가스 터빈(10)은, 공기(A)를 압축하는 압축기(20)와, 압축기(20)로 압축된 공기 중에서 연료를 연소시켜 연소 가스(G)를 생성하는 복수의 연소기(40)와, 연소 가스(G)에 의하여 구동하는 터빈(30)을 구비하고 있다.
압축기(20)는, 로터 축선(Lr)을 중심으로 하여 회전하는 압축기 로터(21)와, 압축기 로터(21)를 회전 가능하게 덮는 압축기 케이싱(25)과, 복수의 정익렬(靜翼列)(26)을 갖는다. 또한, 이하에서는, 로터 축선(Lr)이 뻗는 방향을 로터 축선 방향(Da), 이 로터 축선 방향(Da)의 일방 측을 축선 상류 측(Dau), 타방 측을 축선 하류 측(Dad)으로 한다. 또, 이 로터 축선(Lr)을 중심으로 한 둘레 방향을 간단히 둘레 방향(Dc)으로 하고, 로터 축선(Lr)에 대하여 수직인 방향을 직경 방향(Dr)으로 한다. 또한, 직경 방향(Dr)으로 로터 축선(Lr)에 가까워지는 측을 직경 방향 내측(Dri)으로 하고, 그 반대 측을 직경 방향 외측(Dro)으로 한다.
압축기 로터(21)는, 로터 축선(Lr)을 따라 로터 축선 방향(Da)으로 뻗는 로터축(22)과, 이 로터축(22)에 장착되어 있는 복수의 동익렬(動翼列)(23)을 갖는다. 복수의 동익렬(23)은, 로터 축선 방향(Da)으로 나열되어 있다. 각 동익렬(23)은, 모두, 둘레 방향(Dc)으로 나열되어 있는 복수의 동익으로 구성되어 있다. 복수의 동익렬(23)의 각각의 축선 하류 측(Dad)에는, 복수의 정익렬(26) 중 어느 하나의 정익렬(26)이 배치되어 있다. 각 정익렬(26)은, 압축기 케이싱(25)의 내측에 마련되어 있다. 각 정익렬(26)은, 모두, 둘레 방향(Dc)으로 나열되어 있는 복수의 정익으로 구성되어 있다. 로터축(22)의 직경 방향 외측(Dro)과 압축기 케이싱(25)의 직경 방향 내측(Dri)의 사이이며, 로터 축선 방향(Da)으로 정익 및 동익이 배치되어 있는 영역의 환상(環狀)의 공간은, 공기가 흐르면서 압축되는 공기 압축 유로를 이룬다.
터빈(30)은, 압축기(20)의 축선 하류 측(Dad)에 배치되어 있다. 이 터빈(30)은, 로터 축선(Lr)을 중심으로 하여 회전하는 터빈 로터(31)와, 터빈 로터(31)를 회전 가능하게 덮는 터빈 케이싱(35)과, 복수의 정익렬(36)을 갖는다. 터빈 로터(31)는, 로터 축선(Lr)을 따라 로터 축선 방향(Da)으로 뻗는 로터축(32)과, 이 로터축(32)에 장착되어 있는 복수의 동익렬(33)을 갖는다. 복수의 동익렬(33)은, 로터 축선 방향(Da)으로 나열되어 있다. 각 동익렬(33)은, 모두, 둘레 방향(Dc)으로 나열되어 있는 복수의 동익으로 구성되어 있다. 복수의 동익렬(33)의 각각의 축선 상류 측(Dau)에는, 복수의 정익렬(36) 중 어느 하나의 정익렬(36)이 배치되어 있다. 각 정익렬(36)은, 터빈 케이싱(35)의 내측에 마련되어 있다. 각 정익렬(36)은, 모두, 둘레 방향(Dc)으로 나열되어 있는 복수의 정익으로 구성되어 있다. 로터축(32)의 직경 방향 외측(Dro)과 터빈 케이싱(35)의 직경 방향 내측(Dri)의 사이이며, 로터 축선 방향(Da)으로 정익 및 동익이 배치되어 있는 영역의 환상의 공간은, 연소기(40)로부터의 연소 가스(G)가 흐르는 연소 가스 유로를 이룬다.
압축기 로터(21)와 터빈 로터(31)는, 동일 로터 축선(Lr) 상에 위치하며, 서로 접속되어 가스 터빈 로터(11)를 이룬다. 이 가스 터빈 로터(11)에는, 예를 들면, 발전기(GEN)의 로터가 접속되어 있다. 가스 터빈(10)은, 로터 축선(Lr)을 중심으로 하여 통형상의 중간 케이싱(16)을 더 구비한다. 중간 케이싱(16)은, 로터 축선 방향(Da)으로, 압축기 케이싱(25)과 터빈 케이싱(35)의 사이에 배치되어 있다. 압축기 케이싱(25)과 터빈 케이싱(35)은, 이 중간 케이싱(16)을 통하여 접속되어 있다. 압축기 케이싱(25)과 중간 케이싱(16)과 터빈 케이싱(35)은, 서로 접속되어 가스 터빈 케이싱(15)을 이룬다. 중간 케이싱(16) 내에는, 압축기(20)로부터의 압축 공기(Acom)가 유입된다. 복수의 연소기(40)는, 이 중간 케이싱(16)에 마련되어 있다.
냉각 장치(70)는, 냉각 공기 라인(71)과, 냉각기(75)와, 부스트 압축기(76)를 갖는다. 냉각 공기 라인(71)은, 중간 케이싱(16) 내의 압축 공기(Acom)를 이 중간 케이싱(16) 내로부터 추기하여, 이 압축 공기(Acom)를 연소기(40)로 유도한다. 냉각 공기 라인(71)은, 추기 라인(72)과, 냉각 공기 메인 라인(73)과, 복수의 냉각 공기 분기 라인(74)을 갖는다. 추기 라인(72)은, 중간 케이싱(16)에 접속되며, 중간 케이싱(16) 내의 압축 공기(Acom)를 부스트 압축기(76)로 유도한다. 냉각 공기 메인 라인(73)은, 부스트 압축기(76)의 토출구에 접속되어 있다. 이 냉각 공기 메인 라인(73)에는, 부스트 압축기(76)로 승압된 공기인 강제 냉각 공기(Acl)가 흐른다. 냉각 공기 분기 라인(74)은, 냉각 공기 메인 라인(73)으로부터 복수의 연소기(40)마다 분기된 라인이다. 복수의 냉각 공기 분기 라인(74)의 각각은, 어느 하나의 연소기(40)로 강제 냉각 공기(Acl)를 유도한다. 냉각기(75) 및 부스트 압축기(76)는, 냉각 공기 라인(71) 내의 추기 라인(72)에 마련되어 있다. 냉각기(75)는, 추기 라인(72)을 흐르는 압축 공기(Acom)를 냉각한다. 부스트 압축기(76)는, 냉각기(75)로 냉각된 압축 공기(Acom)를 승압하여, 이 압축 공기(Acom)를 강제 냉각 공기(Acl)로서 연소기(40)로 보낸다.
연소기(40)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 고온 고압의 연소 가스(G)를 터빈(30)의 연소 가스 유로 내로 보내는 미통(또는 연소통)(50)과, 이 미통(50) 내에 압축 공기(Acom)와 함께 연료(F)를 분사하는 연료 분사기(41)를 갖는다. 연료 분사기(41)는, 미통(50) 내에 연료(F)를 분사하는 복수의 버너(42)와, 복수의 버너(42)를 지지하는 프레임(43)을 갖는다. 각 버너(42)에는, 연료 라인(45)이 접속되어 있다. 연료 라인(45)에는, 복수의 버너(42)로 공급하는 연료(F)의 유량을 조절하는 연료 유량 조절 밸브(46)가 마련되어 있다. 연소기(40)의 미통(50)은, 중간 케이싱(16) 내에 배치되어 있다.
미통(50)은, 연소기 축선(Lcom) 둘레로 통형상을 이루는 통(51)과, 통(51)의 외주 측에 음향 공간(Ss)을 형성하는 음향 감쇠기(61)와, 통(51)의 외주 측에 냉각 공기 공간(Sa)을 형성하는 냉각 공기 재킷(65)과, 장착 플랜지(66)를 갖는다. 또한, 이하에서는, 연소기 축선(Lcom)이 뻗는 방향을 연소기 축선 방향(Dcom)(이하, 간단히 축선 방향(Dcom)이라고 한다)으로 한다. 또, 이 축선 방향(Dcom)의 일방 측을 연소기 상류 측(Dcu)(이하, 간단히 상류 측(Dcu)이라고 한다)으로 하고, 이 축선 방향(Dcom)의 타방 측을 연소기 하류 측(Dcd)(이하, 간단히 하류 측(Dcd)이라고 한다)으로 한다.
통(51)은, 상류 측(Dcu)의 단에 형성되어 있는 입구 개구(54i)와, 하류 측(Dcd)의 단에 형성되어 있는 출구 개구(54o)와, 외주 측을 향하는 외주면(55o)과, 내주 측을 향하는 내주면(55i)을 갖는다. 이 통(51)의 내주 측의 공간은, 연료(F)가 연소되고, 이로써 생성된 연소 가스(G)가 흐르는 연소 공간(Sc)이다. 장착 플랜지(66)는, 통(51)의 하류 측(Dcd)의 단이며 또한 통(51)의 외주면(55o)으로부터 외주 측으로 확산되어 있다. 이 장착 플랜지(66)는, 통(51)을 터빈 케이싱(35)에 장착하기 위한 플랜지이다.
음향 감쇠기(61)는, 통(51)을 형성하는 판의 일부와, 이 통(51)의 일부와 공동으로, 통(51)의 외주 측에 음향 공간(Ss)을 형성하는 음향 커버(62)를 갖는다. 이 음향 커버(62)는, 통(51)의 상류 측(Dcu)의 부분에 마련되어 있다. 음향 커버(62)는, 연소기 축선(Lcom)에 대한 둘레 방향으로 뻗어 있다.
냉각 공기 재킷(65)은, 통(51)을 형성하는 판 중에서 음향 감쇠기(61)를 형성하는 부분을 제외한 다른 일부 및 장착 플랜지(66)와 공동으로, 통(51)의 외주 측에 냉각 공기 공간(Sa)을 형성한다. 이 때문에, 냉각 공기 재킷(65)의 가장자리의 일부가 장착 플랜지(66)에 접하고, 냉각 공기 재킷(65)의 가장자리의 나머지가 통(51)에 접하고 있다. 이 냉각 공기 공간(Sa)은, 통(51)의 외주 측의 공간인 외측 공간(So)으로부터 격리되어 있다. 또한, 외측 공간(So)이란, 통(51)의 외주 측의 공간이며 또한 중간 케이싱(16) 내의 공간으로서, 음향 공간(Ss) 및 냉각 공기 공간(Sa)을 제외한 공간이다. 이 외측 공간(So)에는, 가스 터빈(10)의 운전 중, 압축기(20)로부터 토출된 압축 공기(Acom)가 존재한다. 또, 냉각 공기 공간(Sa)이 외측 공간(So)으로부터 격리되어 있다는 것은, 외측 공간(So) 내의 압축 공기(Acom)가 냉각 공기 공간(Sa) 내로 직접 유입되지 않는 구성으로 되어 있는 것이다. 상술한 바와 같이, 냉각 공기 재킷(65)은, 통(51)의 하류 측(Dcd)의 단에 마련되어 있는 장착 플랜지(66)에 접하고 있는 관계로, 음향 커버(62)보다 하류 측(Dcd)에 위치하고 있다. 이 냉각 공기 재킷(65)에는, 상술한 냉각 장치(70)의 냉각 공기 분기 라인(74)이 접속되어 있다. 따라서, 냉각 공기 공간(Sa)에는, 냉각 장치(70)로부터의 강제 냉각 공기(Acl)가 유입된다.
통(51)은, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 복수의 음향 구멍(59)과, 복수의 제1 공기 유로(56)와, 복수의 제3 공기 유로(58)를 갖는다. 또한, 도 3은, 연소기 축선(Lcom)을 포함하는 가상면에서의 미통(50)의 주요부 단면도이며, 도 4는, 도 3에 있어서의 IV 화살표 방향에서 본 도이다.
음향 구멍(59)은, 통(51)을 형성하는 판을 음향 공간(Ss)으로부터 연소 공간(Sc)으로 관통하고 있다. 따라서, 이 음향 구멍(59)은, 음향 커버(62)로 덮여 있는 통(51)의 부분에서, 통(51)의 외주면(55o)으로부터 내주면(55i)으로 관통한 구멍이다.
제1 공기 유로(56) 및 제3 공기 유로(58)는, 모두, 통(51)의 외주면(55o)과 내주면(55i)의 사이에 형성되어 있다. 제1 공기 유로(56)는, 냉각 공기 공간(Sa)에 면하여, 냉각 공기 공간(Sa) 내의 공기를 제1 공기 유로(56) 내로 유도하는 입구(56i)와, 음향 공간(Ss)에 면하여, 제1 공기 유로(56) 내를 통과해 온 공기를 음향 공간(Ss) 내로 유도하는 출구(56o)를 갖는다. 따라서, 제1 공기 유로(56)의 입구(56i)는, 통(51)의 외주면(55o)이며 냉각 공기 재킷(65)으로 덮여 있는 부분에 형성되어 있다. 또, 제1 공기 유로(56)의 출구(56o)는, 통(51)의 외주면(55o)이며 음향 커버(62)로 덮여 있는 부분에 형성되어 있다. 제3 공기 유로(58)는, 냉각 공기 공간(Sa)에 면하여, 냉각 공기 공간(Sa) 내의 공기를 제3 공기 유로(58) 내로 유도하는 입구(58i)와, 외측 공간(So)에 면하여, 제3 공기 유로(58) 내를 통과해 온 공기를 외측 공간(So)으로 유도하는 출구(58o)를 갖는다. 따라서, 제3 공기 유로(58)의 입구(58i)는, 통(51)의 외주면(55o)이며 냉각 공기 재킷(65)으로 덮여 있는 부분에 형성되어 있다. 또, 제3 공기 유로(58)의 출구(58o)는, 통(51)의 외주면(55o)이며 음향 커버(62) 및 냉각 공기 재킷(65)으로 덮여 있지 않은 부분에 형성되어 있다. 복수의 제3 공기 유로(58) 중, 일부의 제3 공기 유로(58)의 출구(58o)는, 통(51)의 외주면(55o)이며 음향 커버(62)로 덮여 있는 부분보다 상류 측(Dcu)의 부분에 형성되어 있다.
통(51)을 형성하는 판은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 외주벽판(52o)과 내주벽판(52i)이 납땜 등으로 접합되어 형성되어 있다. 외주벽판(52o)과 내주벽판(52i) 중, 일방의 벽판에는, 타방 측으로부터 멀어지는 방향으로 파여, 축선 방향(Dcom)으로 긴 복수의 홈(53)이 형성되어 있다. 이 홈(53)의 내면과 타방의 벽판의 면의 사이는, 공기가 흐르는 공기 유로(56(58))를 이루고 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 외주벽판(52o)에 홈(53)이 형성되어 있다.
다음으로, 이상에서 설명한 가스 터빈(10)의 동작에 대하여 설명한다.
압축기(20)는, 바깥 공기(A)를 흡입하여, 이것이 공기 압축 유로를 통과하는 과정에서 이 공기를 압축한다. 압축된 공기, 즉 압축 공기(Acom)는, 압축기(20)의 공기 압축 유로로부터 중간 케이싱(16) 내로 유입된다. 이 압축 공기(Acom)는, 연소기(40)의 연료 분사기(41)를 통하여, 미통(50)의 통(51) 내에 공급된다. 연료 분사기(41)의 복수의 버너(42)로부터는, 미통(50)의 통(51) 내에 연료(F)가 분사된다. 이 연료(F)는, 통(51)의 연소 공간(Sc)에 공급된 압축 공기(Acom) 중에서 연소된다. 이 연소의 결과, 연소 가스(G)가 생성되고, 이 연소 가스(G)가 미통(50)으로부터 터빈(30)의 연소 가스 유로 내로 유입된다. 이 연소 가스(G)가 연소 가스 유로를 통과함으로써, 터빈 로터(31)가 회전한다.
연료(F)가 연소 공간(Sc) 내에서 연소되고 있는 동안, 냉각 장치(70)의 부스트 압축기(76)는, 구동하고 있다. 이 때문에, 외측 공간(So) 내의 압축 공기(Acom), 바꾸어 말하면, 중간 케이싱(16) 내의 압축 공기(Acom)의 일부는, 중간 케이싱(16) 내로부터 추기되어, 냉각 장치(70)의 냉각기(75)로 유입되고, 여기에서 냉각된다. 냉각기(75)로 냉각된 압축 공기(Acom)는, 부스트 압축기(76)로 승압되고 나서, 강제 냉각 공기(Acl)로서, 미통(50)의 냉각 공기 공간(Sa) 내로 유입된다. 이 강제 냉각 공기(Acl)는, 중간 케이싱(16) 내의 압축 공기(Acom)를 냉각한 후, 승압한 공기이기 때문에, 중간 케이싱(16) 내의 압축 공기(Acom)보다, 온도가 낮고 또한 압력이 높다.
냉각 공기 공간(Sa) 내의 강제 냉각 공기(Acl)는, 통(51)의 제1 공기 유로(56) 및 제3 공기 유로(58)로 유입되어, 이들 공기 유로(56, 58) 내를 흐른다. 강제 냉각 공기(Acl)는, 공기 유로(56, 58)를 흐르는 과정에서, 고온의 연소 가스(G)에 노출되어 있는 통(51)과의 열교환으로, 가열되는 한편, 통(51)을 냉각한다.
제3 공기 유로(58) 내를 통과해 온 강제 냉각 공기(Acl)는, 제3 공기 유로(58)의 출구(58o)로부터 외측 공간(So)으로 유출되어, 외측 공간(So) 내에 존재하는 압축 공기(Acom)에 혼합된다. 또, 제1 공기 유로(56) 내를 통과해 온 강제 냉각 공기(Acl)는, 제1 공기 유로(56)의 출구(56o)로부터 음향 공간(Ss) 내로 유입된다. 음향 공간(Ss) 내로 유입된 강제 냉각 공기(Acl)는, 음향 구멍(59)으로부터 연소 공간(Sc)으로 유출된다. 이 때문에, 연소 공간(Sc) 내의 연소 가스(G)는, 음향 공간(Ss) 내로 유입되지 않는다.
연소 공간(Sc) 내의 연소 가스(G)가 확실히 음향 공간(Ss) 내로 유입되지 않도록 하기 위해서는, 음향 공간(Ss) 내의 압력 Ps가 연소 공간(Sc) 내의 압력 Pc보다 높고, 양 압력차 △P(=Ps-Pc>0)가 일정한 값 이상일 필요가 있다.
압력차 △P는, 이하의 식으로 나타나는 바와 같이, 유체의 밀도 ρ에 비례하고, 또한 유체의 유속 v의 제곱에 비례한다.
Figure pct00002
상기 식으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 압력차 △P를 일정한 값 이상으로 하는 경우, 유체의 밀도 ρ를 크게 하는 것보다, 유체의 유속 v를 크게 하는 쪽이 효과적이다. 또, 유체의 밀도 ρ를 작게 하면서 유체의 체적을 증가시켜, 유체의 유속 v을 크게 함으로써, 음향 공간(Ss)으로부터 연소 공간(Sc)으로 유출시키는 유체의 질량 유량을 억제할 수 있다. 유체의 밀도 ρ를 작게 하면서 유체의 체적을 증가시키는 방법으로서는, 유체에 대한 가열량을 많게 하여, 유체를 팽창시키는 방법이 있다.
여기에서, 이하의 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 본 양태의 비교예에 대하여 설명한다. 비교예의 통은, 제1 공기 유로(56)를 갖지 않고, 도 3 중의 상상(想像)선(2점 쇄선)으로 나타내는 제2 공기 유로(57)를 갖는다. 이 제2 공기 유로(57)는, 통(51)의 외주면(55o)과 내주면(55i)의 사이에 형성되어 있다. 이 제2 공기 유로(57)는, 외측 공간(So)에 면하여, 외측 공간(So) 내의 공기를 제2 공기 유로(57) 내로 유도하는 입구(57i)와, 음향 공간(Ss)에 면하여, 제2 공기 유로(57) 내를 통과해 온 공기를 음향 공간(Ss) 내로 유도하는 출구(57o)를 갖는다. 제2 공기 유로(57)의 입구(57i)는, 음향 커버(62)보다 상류 측(Dcu)에 위치하고 있다. 외측 공간(So) 내의 공기는, 제2 공기 유로(57)의 입구(57i)로부터 제2 공기 유로(57) 내로 유입되어, 이 제2 공기 유로(57) 내를 흐른다. 공기는, 제2 공기 유로(57)를 흐르는 과정에서, 연소 가스(G)에 노출되는 통(51)과의 열교환으로 가열되는 한편, 통(51)을 냉각한다. 제2 공기 유로(57) 내를 통과해 온 공기는, 제2 공기 유로(57)의 출구(57o)로부터 음향 공간(Ss) 내로 유입된다. 음향 공간(Ss) 내로 유입된 공기는, 음향 구멍(59)으로부터 연소 공간(Sc)으로 유출된다.
비교예에서는, 외측 공간(So) 내의 공기, 즉 압축 공기(Acom)의 압력 및 온도가 일정한 경우에, 제2 공기 유로(57)를 흐르는 공기에 대한 가열량을 많게 하는 방법으로서, 예를 들면, 제2 공기 유로(57)의 유로 길이를 길게 하는 방법이 있다. 이 방법에서는, 이하와 같은 트러블이 발생한다.
(1) 제2 공기 유로(57)에서의 압력 손실이 커져, 외측 공간(So) 내의 공기가 음향 공간(Ss)에 이르지 않거나, 혹은 음향 구멍(59)으로부터 연소 공간(Sc)으로 유출되지 않을 가능성이 있다.
(2) 공기가 음향 공간(Ss)에 이를 때까지, 이 공기의 온도가 극히 고온이 되어, 통(51)을 냉각하는 능력이 없어질 가능성이 있다.
또, 다른 방법으로서, 통(51) 내에서, 연소 가스(G)로 가열되기 쉬운 영역에 제2 공기 유로(57)를 형성하는 방법도 있다. 이 방법에서도, 상기 (2)의 트러블이 발생한다.
본 실시형태에서는, 외측 공간(So)에 대하여 격리된 냉각 공기 공간(Sa) 내의 강제 냉각 공기(Acl)가 제1 공기 유로(56)를 흐른다. 따라서, 본 실시형태에서는, 제1 공기 유로(56)에는, 외측 공간(So) 내의 압축 공기(Acom)와는 다른 압력 및 온도의 공기를 흐르게 할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 외측 공간(So) 내의 압축 공기(Acom)보다 고압이며 또한 저온의 강제 냉각 공기(Acl)를 제1 공기 유로(56)로 흐르게 한다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 공기에 대한 가열량을 많게 하는 방법으로서, 제1 공기 유로(56)의 유로 길이를 길게 하는 방법, 및/또는, 통(51) 내에서, 연소 가스(G)로 가열되기 쉬운 영역에 제1 공기 유로(56)를 형성하는 방법을 채용해도, 상기 (1), (2)의 트러블이 발생하지 않는다.
따라서, 본 실시형태에서는, 음향 공간(Ss) 내의 압력 Ps와 연소 공간(Sc) 내의 압력 Pc의 압력차 △P(=Ps-Pc)를 일정한 값 이상으로 하여, 음향 공간(Ss) 내로부터 통(51)의 내주 측의 연소 공간(Sc)으로 공기를 유출시키면서도, 이 공기의 질량 유량을 억제할 수 있다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 음향 공간(Ss) 내로부터 통(51)의 내주 측의 연소 공간(Sc)으로 유출되는 공기의 질량 유량을 억제할 수 있으므로, NOx의 발생량을 억제할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 연소 공간(Sc)으로 유출되는 공기에 의한 연소 가스(G)의 희석량이 적어지므로, 터빈(30)으로 보내지는 가스의 온도 저하를 억제할 수 있어, 가스 터빈(10)의 효율 저하를 억제할 수 있다.
그런데, 본 실시형태에서는, 공기에 대한 가열량을 많게 하는 방법으로서, 제1 공기 유로(56)의 유로 길이를 길게 하는 방법, 및, 통(51) 내에서, 연소 가스(G)로 가열되기 쉬운 영역에 제1 공기 유로(56)를 형성하는 방법을 채용하고 있다. 구체적으로, 본 실시형태에서는, 통(51)의 하류 측(Dcd)의 부분에 냉각 공기 재킷(65)을 마련하여, 이 냉각 공기 재킷(65) 내의 냉각 공기 공간(Sa)와 통(51)의 상류 측(Dcu)의 부분에 배치되어 있는 음향 감쇠기(61) 내의 음향 공간(Ss)을 제1 공기 유로(56)로 연통시킴으로써, 이 제1 공기 유로(56)의 유로 길이를 길게 하고 있다. 통(51)의 연소 공간(Sc) 내에서, 연료(F)의 연소로 형성되는 화염의 선단부보다 하류 측(Dcd)의 온도는, 화염의 선단부보다 상류 측(Dcu)의 온도보다 높다. 따라서, 통(51) 내에서 하류 측(Dcd)의 영역은, 상류 측(Dcu)의 영역보다 연소 가스(G)로 가열되기 쉬운 영역이다. 따라서, 본 실시형태에서는, 통(51) 내에서 가열되기 쉬운 하류 측(Dcd)의 영역에 제1 공기 유로(56)를 형성하고 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 이상과 같이, 공기에 대한 가열량을 많게 하는 방법으로서, 제1 공기 유로(56)의 유로 길이를 길게 하는 방법과, 통(51) 내에서, 연소 가스(G)로 가열되기 쉬운 영역에 제1 공기 유로(56)를 형성하는 방법의 양방을 채용하고 있다. 그러나, 이상의 2개의 방법 중, 일방만을 채용해도 된다.
[제2 실시형태]
이하, 본 발명에 관한 가스 터빈 설비의 제2 실시형태에 대하여, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 가스 터빈 설비는, 연소기의 미통의 구성만이 제1 실시형태의 가스 터빈 설비와 다르다. 따라서, 이하에서는, 본 실시형태의 미통(50a)의 구성에 대하여 주로 설명한다.
본 실시형태의 미통(50a)은, 제1 실시형태와 동일하게, 통(51a)과, 음향 감쇠기(61)와, 냉각 공기 재킷(65)과, 장착 플랜지(66)를 갖는다. 통(51a)은, 제1 실시형태의 통(51)과 동일하게, 입구 개구(54i)와, 출구 개구(54o)와, 외주면(55o)과, 내주면(55i)과, 복수의 제1 공기 유로(56)와, 복수의 제3 공기 유로(58)를 갖는다. 본 실시형태의 통(51a)은, 복수의 제2 공기 유로(57)를 더 갖는다. 제2 공기 유로(57)는, 통(51a)의 외주면(55o)과 내주면(55i)의 사이에 형성되어 있다. 이 제2 공기 유로(57)는, 외측 공간(So)에 면하여, 외측 공간(So) 내의 압축 공기(Acom)를 제2 공기 유로(57) 내로 유도하는 입구(57i)와, 음향 공간(Ss)에 면하여, 제2 공기 유로(57) 내를 통과해 온 압축 공기(Acom)를 음향 공간(Ss) 내로 유도하는 출구(57o)를 갖는다. 제2 공기 유로(57)의 입구(57i)는, 음향 커버(62)보다 상류 측(Dcu)에 위치하고 있다. 또한, 본 실시형태의 통(51a)은, 제3 공기 유로(58)를 갖고 있지만, 이 제3 공기 유로(58)를 갖고 있지 않아도 된다.
본 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 동일하게, 냉각 공기 공간(Sa) 내의 강제 냉각 공기(Acl)는, 통(51a)의 제1 공기 유로(56) 및 제3 공기 유로(58)로 유입되어, 이들 공기 유로(56, 58) 내를 흐른다. 강제 냉각 공기(Acl)는, 공기 유로(56, 58)를 흐르는 과정에서, 고온의 연소 가스(G)에 노출되어 있는 통(51a)과의 열교환으로, 가열되는 한편, 통(51a)를 냉각한다. 제3 공기 유로(58) 내를 통과해 온 강제 냉각 공기(Acl)는, 제3 공기 유로(58)의 출구(58o)로부터 외측 공간(So)으로 유출되어, 외측 공간(So) 내에 존재하는 압축 공기(Acom)에 혼합된다. 또, 제1 공기 유로(56) 내를 통과해 온 강제 냉각 공기(Acl)는, 제1 공기 유로(56)의 출구(56o)로부터 음향 공간(Ss) 내로 유입된다.
외측 공간(So) 내의 압축 공기(Acom)는, 제2 공기 유로(57)의 입구(57i)로부터 제2 공기 유로(57) 내로 유입되어, 이 제2 공기 유로(57) 내를 흐른다. 압축 공기(Acom)는, 제2 공기 유로(57)를 흐르는 과정에서, 연소 가스(G)에 노출되는 통(51a)과의 열교환으로 가열되는 한편, 통(51a)을 냉각한다. 제2 공기 유로(57) 내를 통과해 온 압축 공기(Acom)는, 제2 공기 유로(57)의 출구(57o)로부터 음향 공간(Ss) 내로 유입된다.
따라서, 본 실시형태에서는, 음향 공간(Ss) 내에는, 제1 공기 유로(56)를 흘러 온 강제 냉각 공기(Acl)와, 제2 공기 유로(57)를 흘러 온 압축 공기(Acom)가 유입된다. 음향 공간(Ss) 내로 유입된 공기는, 음향 구멍(59)을 통하여, 연소 공간(Sc)으로 유출된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 음향 공간(Ss)으로부터 음향 구멍(59)을 통하여 연소 공간(Sc)으로 유출되는 공기에는, 제1 실시형태와 동일하게, 제1 공기 유로(56)를 흘러 온 강제 냉각 공기(Acl)가 포함되므로, 공기에 대한 가열량이 많은 공기를 연소 공간(Sc)으로 유출시킬 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서도, 제1 실시형태와 동일하게, 음향 공간(Ss) 내로부터 연소 공간(Sc)으로 공기를 유출시키면서도, 이 공기의 질량 유량을 억제할 수 있다.
제1 실시형태에서는, 통(51) 내에서 음향 커버(62)보다 상류 측(Dcu)의 부분을, 제3 공기 유로(58)를 흐르는 공기로 냉각한다. 제3 공기 유로(58)를 흐르는 공기는, 음향 커버(62)에 이를 때까지의 가열량이 크다. 한편, 본 실시형태에서는, 통(51a) 내에서 음향 커버(62)보다 상류 측(Dcu)의 부분을, 제2 공기 유로(57)를 흐르는 공기로 냉각한다. 통(51a) 내에서 음향 커버(62)보다 상류 측(Dcu)의 부분에서, 제2 공기 유로(57)를 흐르는 공기의 온도는, 제3 공기 유로(58)를 흐르는 공기의 온도보다 낮다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 제1 실시형태보다, 통(51a) 내에서 음향 커버(62)보다 상류 측(Dcu)의 부분의 냉각 능력을 높일 수 있다.
[제3 실시형태]
이하, 본 발명에 관한 가스 터빈 설비의 제3 실시형태에 대하여, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 가스 터빈 설비는, 연소기의 미통의 구성만이 제1 실시형태의 가스 터빈 설비와 다르다. 따라서, 이하에서는, 본 실시형태의 미통(50b)의 구성을 주로 설명한다.
본 실시형태의 미통(50b)은, 제1 실시형태와 동일하게, 통(51b)과, 음향 감쇠기(61a, 61b)와, 냉각 공기 재킷(65)과, 장착 플랜지(66)를 갖는다. 단, 본 실시형태의 미통(50b)은, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b)를 갖는다. 통(51b)은, 제1 실시형태의 통(51)과 동일하게, 입구 개구(54i)와, 출구 개구(54o)와, 외주면(55o)과, 내주면(55i)과, 복수의 제1 공기 유로(56)와, 복수의 제3 공기 유로(58)를 갖는다. 본 실시형태의 제1 공기 유로(56)의 출구(56o)는, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b) 중, 제1 음향 감쇠기(61a)의 제1 음향 공간(Ssa)에만 면하고 있으며, 제2 음향 감쇠기(61b)의 제2 음향 공간(Ssb)에 면하고 있지 않다. 따라서, 본 실시형태에서는, 냉각 공기 공간(Sa) 내의 강제 냉각 공기(Acl)는, 제1 공기 유로(56)를 통하여, 제1 음향 공간(Ssa)으로 유입되지만, 제2 음향 공간(Ssb)으로는 유입되지 않는다. 본 실시형태의 통(51b)은, 복수의 제2 공기 유로(57)를 더 갖는다. 제2 공기 유로(57)는, 통(51b)의 외주면(55o)과 내주면(55i)의 사이에 형성되어 있다. 이 제2 공기 유로(57)는, 외측 공간(So)에 면하여, 외측 공간(So) 내의 공기를 제2 공기 유로(57) 내로 유도하는 입구(57i)와, 제2 음향 공간(Ssb)에만 면하여, 제2 공기 유로(57) 내를 통과해 온 공기를 제2 음향 공간(Ssb) 내로 유도하는 출구(57o)를 갖는다. 따라서, 본 실시형태에서는, 외측 공간(So) 내의 압축 공기(Acom)는, 제2 공기 유로(57)를 통하여, 제2 음향 공간(Ssb)으로 유입되지만, 제1 음향 공간(Ssa)으로는 유입되지 않는다. 제2 공기 유로(57)의 입구(57i)는, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b)가 각각 갖는 음향 커버(62)보다 상류 측(Dcu)에 위치하고 있다. 또한, 본 실시형태의 통(51b)은, 제3 공기 유로(58)를 갖고 있지만, 이 제3 공기 유로(58)를 갖고 있지 않아도 된다.
본 실시형태에 있어서도, 제1 실시형태와 동일하게, 냉각 공기 공간(Sa) 내의 강제 냉각 공기(Acl)는, 통(51b)의 제1 공기 유로(56) 및 제3 공기 유로(58)로 유입되어, 이들 공기 유로(56, 58) 내를 흐른다. 강제 냉각 공기(Acl)는, 공기 유로(56, 58)를 흐르는 과정에서, 고온의 연소 가스(G)에 노출되어 있는 통(51b)과의 열교환으로, 가열되는 한편, 통(51b)을 냉각한다. 제3 공기 유로(58) 내를 통과해 온 공기는, 제3 공기 유로(58)의 출구(58o)로부터 외측 공간(So)으로 유출되어, 외측 공간(So) 내에 존재하는 압축 공기(Acom)에 혼합된다. 또, 제1 공기 유로(56) 내를 통과해 온 강제 냉각 공기(Acl)는, 제1 공기 유로(56)의 출구(56o)로부터 제1 음향 공간(Ssa) 내로 유입된다. 제1 음향 공간(Ssa) 내로 유입된 공기는, 제1 음향 감쇠기(61a)의 제1 음향 구멍(59a)으로부터 연소 공간(Sc)으로 유출된다.
외측 공간(So) 내의 압축 공기(Acom)는, 제2 공기 유로(57)의 입구(57i)로부터 제2 공기 유로(57) 내로 유입되어, 이 제2 공기 유로(57) 내를 흐른다. 압축 공기(Acom)는, 제2 공기 유로(57)를 흐르는 과정에서, 연소 가스(G)에 노출되는 통(51b)과의 열교환으로 가열되는 한편, 통(51b)을 냉각한다. 제2 공기 유로(57) 내를 통과해 온 압축 공기(Acom)는, 제2 공기 유로(57)의 출구(57o)로부터 제2 음향 공간(Ssb) 내로 유입된다. 제2 음향 공간(Ssb) 내로 유입된 압축 공기(Acom)는, 제2 음향 감쇠기(61b)의 제2 음향 구멍(59b)으로부터 연소 공간(Sc)으로 유출된다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 복수의 음향 공간(Ss) 중, 제1 음향 공간(Ssa) 내에는, 제1 공기 유로(56)를 흘러 온 강제 냉각 공기(Acl)가 유입된다. 제1 음향 공간(Ssa) 내로 유입된 공기는, 제1 음향 구멍(59a)을 통하여, 연소 공간(Sc)으로 유출된다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 모든 음향 공간(Ssa, Ssb)에, 제2 공기 유로(57)를 흘러 온 압축 공기(Acom)만을 유입시키는 경우보다, 모든 음향 공간(Ssa, Ssb)으로부터 연소 공간(Sc)으로 유출되는 공기의 총 질량 유량을 억제할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 제2 실시형태와 동일하게, 제2 공기 유로(57)를 갖고 있으므로, 제1 실시형태보다, 통(51b) 내에서 음향 커버(62)보다 상류 측(Dcu)의 부분의 냉각 능력을 높일 수 있다.
[제4 실시형태]
이하, 본 발명에 관한 가스 터빈 설비의 제4 실시형태에 대하여, 도 10 및 도 11을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 가스 터빈 설비는, 제3 실시형태의 변형예에서, 연소기의 미통의 구성만이 제3 실시형태의 가스 터빈 설비와 다르다. 따라서, 이하에서는, 본 실시형태의 미통(50c)의 구성을 주로 설명한다.
본 실시형태의 미통(50c)은, 제3 실시형태와 동일하게, 통(51c)과, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b)와, 냉각 공기 재킷(65)과, 장착 플랜지(66)를 갖는다. 통(51c)은, 제3 실시형태의 통(51b)과 동일하게, 입구 개구(54i)와, 출구 개구(54o)와, 외주면(55o)과, 내주면(55i)과, 복수의 제1 공기 유로(56)와, 복수의 제2 공기 유로(57)를 갖는다. 본 실시형태에서는, 복수의 제1 공기 유로(56) 중, 일부의 제1 공기 유로(56)의 출구(56o)는, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b) 중, 제1 음향 감쇠기(61a)의 제1 음향 공간(Ssa)에만 면하고 있으며, 제2 음향 감쇠기(61b)의 제2 음향 공간(Ssb)에 면하고 있지 않다. 또, 복수의 제1 공기 유로(56) 중, 다른 일부의 제1 공기 유로(56)의 출구(56o)는, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b) 중, 제2 음향 감쇠기(61b)의 제2 음향 공간(Ssb)에만 면하고 있으며, 제1 음향 감쇠기(61a)의 제1 음향 공간(Ssa)에 면하고 있지 않다. 따라서, 본 실시형태에서는, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b)마다의 음향 공간(Ssa, Ssb)에는, 냉각 공기 공간(Sa) 내의 강제 냉각 공기(Acl)가, 복수의 제1 공기 유로(56) 중 어느 하나를 통하여 유입된다. 본 실시형태에서는, 복수의 제2 공기 유로(57) 중, 일부의 제2 공기 유로(57)의 출구(57o)는, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b) 중, 제1 음향 감쇠기(61a)의 제1 음향 공간(Ssa)에만 면하고 있으며, 제2 음향 감쇠기(61b)의 제2 음향 공간(Ssb)에 면하고 있지 않다. 또, 복수의 제2 공기 유로(57) 중, 다른 일부의 제2 공기 유로(57)의 출구(57o)는, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b) 중, 제2 음향 감쇠기(61b)의 제2 음향 공간(Ssb)에만 면하고 있으며, 제1 음향 감쇠기(61a)의 제1 음향 공간(Ssa)에 면하고 있지 않다. 따라서, 본 실시형태에서는, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b)마다의 음향 공간(Ssa, Ssb)에는, 외측 공간(So) 내의 압축 공기(Acom)가, 복수의 제2 공기 유로(57) 중 어느 하나를 통하여 유입된다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 복수의 음향 감쇠기(61a, 61b)마다의 음향 공간(Ssa, Ssb) 내에는, 제2 실시형태와 동일하게, 제1 공기 유로(56)를 흘러 온 강제 냉각 공기(Acl)와, 제2 공기 유로(57)를 흘러 온 압축 공기(Acom)가 유입된다. 제1 음향 공간(Ssa) 내로 유입된 공기는, 제1 음향 구멍(59a)을 통하여, 연소 공간(Sc)으로 유출된다. 제2 음향 공간(Ssb) 내로 유입된 공기는, 제2 음향 구멍(59b)을 통하여, 연소 공간(Sc)으로 유출된다. 따라서, 본 실시형태에서도, 제2 실시형태와 동일하게, 음향 공간(Ssa, Ssb) 내로부터 통(51c)의 내주 측의 연소 공간(Sc)으로 공기를 유출시키면서도, 이 공기의 질량 유량을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태의 통(51c)은, 이상의 각 실시형태에 있어서의 제3 공기 유로(58)를 갖고 있지 않다. 그러나, 본 실시형태의 통(51c)은, 제3 공기 유로(58)를 가져도 된다.
[제5 실시형태]
이하, 본 발명에 관한 가스 터빈 설비의 제5 실시형태에 대하여, 도 12 및 도 13을 참조하여 설명한다. 또한, 본 실시형태의 가스 터빈 설비는, 연소기의 미통의 구성만이 제2 실시형태의 가스 터빈 설비와 다르다. 따라서, 이하에서는, 본 실시형태의 미통(50d)의 구성을 주로 설명한다.
본 실시형태의 미통(50d)은, 제2 실시형태와 동일하게, 통(51a)과, 음향 감쇠기(61)와, 냉각 공기 재킷(65)과, 장착 플랜지(66)를 갖는다. 통(51a)은, 제2 실시형태의 통(51a)과 동일하게, 입구 개구(54i)와, 출구 개구(54o)와, 외주면(55o)과, 내주면(55i)과, 복수의 제1 공기 유로(56)와, 복수의 제3 공기 유로(58)를 갖는다. 본 실시형태의 통(51a)은, 복수의 제2 공기 유로(57)를 더 갖는다. 또한, 본 실시형태의 통(51a)은, 제3 공기 유로(58)를 갖고 있지만, 이 제3 공기 유로(58)를 갖고 있지 않아도 된다.
본 실시형태에 있어서도, 제2 실시형태와 동일하게, 냉각 공기 공간(Sa) 내의 강제 냉각 공기(Acl)는, 통(51a)의 제1 공기 유로(56) 및 제3 공기 유로(58)로 유입되어, 이들 공기 유로(56, 58) 내를 흐른다. 강제 냉각 공기(Acl)는, 공기 유로(56, 58)를 흐르는 과정에서, 고온의 연소 가스(G)에 노출되어 있는 통(51a)과의 열교환으로, 가열되는 한편, 통(51a)를 냉각한다. 제3 공기 유로(58) 내를 통과해 온 강제 냉각 공기(Acl)는, 제3 공기 유로(58)의 출구(58o)로부터 외측 공간(So)으로 유출되어, 외측 공간(So) 내에 존재하는 압축 공기(Acom)에 혼합된다. 또, 제1 공기 유로(56) 내를 통과해 온 강제 냉각 공기(Acl)는, 제1 공기 유로(56)의 출구(156o)로부터 음향 공간(Ss) 내로 유입된다.
외측 공간(So) 내의 압축 공기(Acom)는, 제2 공기 유로(57)의 입구(57i)로부터 제2 공기 유로(57) 내로 유입되어, 이 제2 공기 유로(57) 내를 흐른다. 압축 공기(Acom)는, 제2 공기 유로(57)를 흐르는 과정에서, 연소 가스(G)에 노출되는 통(51a)과의 열교환으로 가열되는 한편, 통(51a)을 냉각한다. 제2 공기 유로(57) 내를 통과해 온 압축 공기(Acom)는, 제2 공기 유로(57)의 출구(57o)로부터 음향 공간(Ss) 내로 유입된다.
따라서, 본 실시형태에서는, 음향 공간(Ss) 내에는, 제1 공기 유로(56)를 흘러 온 강제 냉각 공기(Acl)와, 제2 공기 유로(57)를 흘러 온 압축 공기(Acom)가 출구(156o) 및 출구(57o)로부터 각각 유입된다. 음향 공간(Ss) 내로 유입된 공기는, 음향 구멍(59)을 통하여, 연소 공간(Sc)으로 유출된다. 이와 같이, 본 실시형태에서는, 음향 공간(Ss)으로부터 음향 구멍(59)을 통하여 연소 공간(Sc)으로 유출되는 공기에는, 제1 실시형태와 동일하게, 제1 공기 유로(56)를 흘러 온 강제 냉각 공기(Acl)가 포함되므로, 공기에 대한 가열량이 많은 공기를 연소 공간(Sc)으로 유출시킬 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서도, 제2 실시형태와 동일하게, 음향 공간(Ss) 내로부터 연소 공간(Sc)으로 공기를 유출시키면서도, 이 공기의 질량 유량을 억제할 수 있다.
상술한 제2 실시형태에서는, 출구(56o)의 개구 면적과 출구(57o)의 개구 면적이 동일한 경우를 예시했지만, 본 실시형태에서는, 제1 공기 유로(56)를 통과해 온 강제 냉각 공기(Acl)를 음향 공간(Ss) 내로 유도하는 출구(156o)의 개구 면적이, 제2 공기 유로(57)를 통과해 온 압축 공기(Acom)를 음향 공간(Ss) 내로 유도하는 출구(57o)의 개구 면적보다 크다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 제2 실시형태의 출구(56o)로부터 음향 공간(Ss) 내로 유입되는 강제 냉각 공기(Acl)의 유속보다, 출구(156o)로부터 음향 공간(Ss) 내로 유입되는 강제 냉각 공기(Acl)의 유속을 낮게 할 수 있다. 이로써, 제2 실시형태보다, 강제 냉각 공기(Acl)가 유입되는 것에 의한 음향 공간(Ss) 내의 정압(靜壓) 저하를 억제할 수 있기 때문에, 음향 구멍(59)을 통하여 연소 공간(Sc) 내의 연소 가스(G)가 음향 공간(Ss)으로 유입되는 것을 억제할 수 있다. 또, 본 실시형태에서는, 제2 공기 유로(57)보다 질량 유량이 큰 제1 공기 유로(56)의 출구(156o)의 개구 면적을 크게 형성하고 있기 때문에, 효율적으로 음향 공간(Ss) 내의 정압 저하를 억제하는 것이 가능하게 되어 있다.
[제5 실시형태의 변형예]
상술한 제5 실시형태에서는, 통(51)에 출구(57o)보다 개구 면적이 큰 출구(156o)를 형성하는 경우를 예시했다. 바꾸어 말하면, 제5 실시형태에서는, 하나의 제1 공기 유로(56)에 대하여 하나의 출구(156o)를 마련하는 경우에 대하여 설명했다. 그러나, 도 14에 나타내는 바와 같이, 하나의 제1 공기 유로(56)에 대하여 음향 공간(Ss) 내에 면하는 복수(예를 들면, 2개)의 출구(256o)를 마련하도록 해도 된다. 이들 하나의 제1 공기 유로(56)에 마련된 복수의 출구(256o)의 개구 면적의 합계는, 하나의 출구(57o)의 개구 면적보다 크다. 이와 같은 제5 실시형태의 변형예에 있어서도, 상기 제5 실시형태와 동일하게, 음향 공간(Ss) 내로 유입되는 강제 냉각 공기(Acl)의 유속을 저하시켜, 음향 공간(Ss)으로의 연소 가스(G)의 유입을 억제할 수 있다.
또한, 제3 실시형태 및 제4 실시형태의 출구(56o) 대신에, 제5 실시형태의 출구(156o) 및 제5 실시형태의 변형예의 출구(256o)를 마련하도록 해도 된다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 음향 감쇠기의 음향 공간 내로부터 통의 내주 측의 공간으로 공기를 유출시키면서도, 이 공기의 질량 유량을 억제할 수 있다.
10: 가스 터빈
11: 가스 터빈 로터
15: 가스 터빈 케이싱
16: 중간 케이싱
20: 압축기
21: 압축기 로터
22: 로터축
23: 동익렬
25: 압축기 케이싱
26: 정익렬
30: 터빈
31: 터빈 로터
32: 로터축
33: 동익렬
35: 터빈 케이싱
36: 정익렬
40: 연소기
41: 연료 분사기
42: 버너
43: 프레임
45: 연료 라인
46: 연료 유량 조절 밸브
50, 50a, 50b, 50c, 50d: 미통(또는 연소통)
51, 51a, 51b, 51c: 통
52i: 내주벽판
52o: 외주벽판
53: 홈
54i: 입구 개구
54o: 출구 개구
55i: 내주면
55o: 외주면
56: 제1 공기 유로
56i: 입구
56o, 156o, 256o: 출구
57: 제2 공기 유로
57i: 입구
57o: 출구
58: 제3 공기 유로
58i: 입구
58o: 출구
59: 음향 구멍
59a: 제1 음향 구멍
59b: 제2 음향 구멍
61: 음향 감쇠기
61a: 제1 음향 감쇠기
61b: 제2 음향 감쇠기
62: 음향 커버
65: 냉각 공기 재킷
66: 장착 플랜지
70: 냉각 장치
71: 냉각 공기 라인
72: 추기 라인
73: 냉각 공기 메인 라인
74: 냉각 공기 분기 라인
75: 냉각기
76: 부스트 압축기
A: 공기
Acom: 압축 공기
Acl: 강제 냉각 공기
G: 연소 가스
Lcom: 연소기 축선(또는 간단히 축선)
Lr: 로터 축선
Da: 로터 축선 방향
Dau: 축선 상류 측
Dad: 축선 하류 측
Dc: 둘레 방향
Dr: 직경 방향
Dri: 직경 방향 내측
Dro: 직경 방향 외측
Dcom: 연소기 축선 방향(또는 간단히 축선 방향)
Dcu: 연소기 상류 측(또는 간단히 상류 측)
Dcd: 연소기 하류 측(또는 간단히 하류 측)
Sc: 연소 공간
Ss: 음향 공간
Ssa: 제1 음향 공간
Ssb: 제2 음향 공간
Sa: 냉각 공기 공간
So: 외측 공간

Claims (13)

  1. 축선 둘레로 통형상을 이루며, 내주 측에서 연료가 연소되는 통과,
    상기 통을 형성하는 판의 일부와, 상기 판의 일부와 공동으로 상기 통의 외주 측에 음향 공간을 형성하는 음향 커버를 갖는 음향 감쇠기와,
    상기 통을 형성하는 상기 판 중에서 상기 음향 감쇠기를 형성하는 부분을 제외한 다른 일부와 공동으로, 상기 통의 외주 측의 공간인 외측 공간으로부터 격리된 냉각 공기 공간을 형성하는 냉각 공기 재킷을 구비하고,
    상기 통은,
    상기 축선이 뻗는 축선 방향에 있어서의 일방 측인 상류 측의 단에 형성되어 있는 입구 개구와,
    상기 축선 방향에 있어서의 타방 측인 하류 측의 단에 형성되어 있는 출구 개구와,
    상기 외주 측을 향하는 외주면과,
    상기 내주 측을 향하는 내주면과,
    상기 외주면과 상기 내주면의 사이에 형성되어 있는 제1 공기 유로와,
    상기 음향 공간으로부터 상기 통의 내주 측의 공간인 연소 공간으로 관통하는 음향 구멍을 가지며,
    상기 제1 공기 유로는, 상기 냉각 공기 공간에 면하여, 상기 냉각 공기 공간 내의 공기를 상기 제1 공기 유로 내로 유도하는 입구와, 상기 음향 공간에 면하여, 상기 제1 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 음향 공간 내로 유도하는 출구를 갖는, 미통.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각 공기 재킷은, 상기 음향 커버보다 상기 하류 측에 위치하는, 미통.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 통의 상기 하류 측의 단이며 상기 통의 상기 외주면으로부터, 상기 외주 측으로 확산되는 장착 플랜지를 갖고,
    상기 냉각 공기 재킷은, 상기 장착 플랜지에 접하고 있는, 미통.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통은, 상기 외주면과 상기 내주면의 사이에 형성되어 있는 제2 공기 유로를 갖고,
    상기 제2 공기 유로는, 상기 외측 공간에 면하여, 상기 외측 공간 내의 공기를 상기 제2 공기 유로 내로 유도하는 입구와, 상기 음향 공간에 면하여, 상기 제2 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 음향 공간 내로 유도하는 출구를 갖는, 미통.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 상기 음향 커버를 갖고,
    상기 제1 공기 유로의 출구는, 상기 복수의 음향 커버 중, 적어도 하나의 음향 커버로 형성되는 상기 음향 공간에 면하고 있는, 미통.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 통은, 상기 외주면과 상기 내주면의 사이에 형성되어 있는 제2 공기 유로를 갖고,
    상기 제2 공기 유로는, 상기 외측 공간에 면하여, 상기 외측 공간 내의 공기를 상기 제2 공기 유로 내로 유도하는 입구와, 상기 복수의 음향 커버 중, 적어도 하나의 음향 커버로 형성되는 상기 음향 공간에 면하여, 상기 제2 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 음향 공간 내로 유도하는 출구를 갖는, 미통.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 통은, 상기 복수의 음향 커버마다, 각 음향 커버로 형성되는 상기 음향 공간에 연통되는 상기 제1 공기 유로와 상기 제2 공기 유로를 갖는, 미통.
  8. 청구항 4, 청구항 6 및 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 공기 유로의 상기 입구는, 상기 음향 커버보다 상기 상류 측에 위치하는, 미통.
  9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 통은, 상기 외주면과 상기 내주면의 사이에 형성되어 있는 제3 공기 유로를 갖고,
    상기 제3 공기 유로는, 상기 냉각 공기 공간에 면하여, 상기 냉각 공기 공간 내의 공기를 상기 제3 공기 유로 내로 유도하는 입구와, 상기 외측 공간에 면하여, 상기 제3 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 외측 공간으로 유도하는 출구를 갖는, 미통.
  10. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 음향 공간 내로 유도하는 출구의 개구 면적은, 상기 제2 공기 유로 내를 통과해 온 공기를 상기 음향 공간 내로 유도하는 출구의 개구 면적보다 큰, 미통.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 기재된 미통과,
    상기 연소 공간에 연료 및 공기를 분사하는 버너를 구비하는 연소기.
  12. 청구항 11에 기재된 연소기와,
    압축기와,
    터빈과,
    중간 케이싱을 구비하고,
    상기 압축기는, 로터 축선을 중심으로 하여 회전하는 압축기 로터와, 상기 압축기 로터를 덮는 압축기 케이싱을 가지며,
    상기 터빈은, 상기 로터 축선을 중심으로 하여, 상기 압축기 로터와 일체 회전하는 터빈 로터와, 상기 터빈 로터를 덮는 터빈 케이싱을 갖고,
    상기 중간 케이싱은, 상기 로터 축선이 뻗는 로터 축선 방향으로, 상기 압축기 케이싱과 상기 터빈 케이싱의 사이에 배치되고, 상기 압축기 케이싱과 상기 터빈 케이싱을 접속하여, 상기 압축기로부터 토출된 압축 공기가 유입되며,
    상기 연소기는, 상기 중간 케이싱에 마련되어 있는, 가스 터빈.
  13. 청구항 12에 기재된 가스 터빈과,
    상기 중간 케이싱 내의 상기 압축 공기를 상기 중간 케이싱 밖으로 유도하고 나서, 상기 냉각 공기 재킷 내로 유도하는 냉각 공기 라인과,
    상기 냉각 공기 라인에 마련되어, 상기 냉각 공기 라인 내를 통과하는 상기 압축 공기를 냉각하는 냉각기와,
    상기 냉각 공기 라인에 마련되어, 상기 냉각기로 냉각된 상기 압축 공기를 승압하는 부스트 압축기를 구비하는 가스 터빈 설비.
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