KR20220155387A

KR20220155387A - 트랜지션 피스, 이것을 구비하는 연소기, 가스 터빈, 및 가스 터빈 설비

Info

Publication number: KR20220155387A
Application number: KR1020227036745A
Authority: KR
Inventors: 다이키 기노시타; 겐타로 도쿠야마; 겐타 다니구치; 히로유키 사카키
Original assignee: 미츠비시 파워 가부시키가이샤
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2021-07-15
Publication date: 2022-11-22
Also published as: CN115461532A; JPWO2022019203A1; WO2022019203A1; DE112021003843T5; JP7336599B2; US20230175439A1

Abstract

트랜지션 피스는, 축선을 사이에 두고 서로 대향하고 있는 한 쌍의 측판부와, 상기 축선을 기준으로 하여, 상기 축선 중에서 상류 측의 부분에 대하여 하류 측의 부분이 구부러져 있는 굽힘 내측에 배치되어 있는 굽힘 내측판부와, 상기 축선을 기준으로 하여, 상기 굽힘 내측과 반대 측의 굽힘 외측에 배치되어 있는 굽힘 외측판부를 갖는다. 상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부의 각각은, 축선 방향으로 뻗고 또한 둘레 방향으로 나열되어 냉각 매체가 흐르는 복수의 냉각 통로로 구성되는 복수의 통로군과, 상기 둘레 방향으로 뻗어 상기 냉각 매체가 흐르는 적어도 하나의 헤더를 갖는다. 상기 굽힘 내측판부의 상기 적어도 하나의 헤더의 수는, 상기 굽힘 외측판부 및 상기 한 쌍의 측판부의 상기 적어도 하나의 헤더의 수보다 적다.

Description

트랜지션 피스, 이것을 구비하는 연소기, 가스 터빈, 및 가스 터빈 설비

본 발명은, 연소 가스가 흐르는 유로를 획정하는 트랜지션 피스, 이것을 구비하는 연소기, 가스 터빈, 및 가스 터빈 설비에 관한 것이다.

본원은, 2020년 7월 20일에, 일본에 출원된 특허출원 2020-123954호에 근거하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.

가스 터빈의 연소기는, 연소 가스의 유로를 획정하는 트랜지션 피스와, 이 트랜지션 피스 내에 공기와 함께 연료를 분사하는 본체를 구비하고 있다. 트랜지션 피스는, 연소기 축선 둘레에 통상을 이루고 있다. 이 트랜지션 피스 내에서는, 연료가 연소함과 함께, 연료의 연소로 생성된 연소 가스가 흐른다. 이 때문에, 트랜지션 피스의 내주면은, 매우 고온의 연소 가스에 노출된다.

그래서, 예를 들면, 이하의 특허문헌 1에 개시되어 있는 연소기의 연소통(트랜지션 피스)에는, 냉각 매체가 흐르는 복수의 통로가 형성되어 있다. 통로로서는, 연소기 축선에 대한 둘레 방향으로 뻗는 헤더와, 이 헤더로부터 축선 상류 측으로 뻗는 복수의 상류 측 냉각 통로와, 이 헤더로부터 축선 하류 측으로 뻗는 복수의 하류 측 냉각 통로를 갖고 있다. 헤더는, 하류 측 냉각 통로의 수에 대한 상류 측 냉각 통로의 수 등을 바꾸기 위하여 마련되어 있다.

일본 공개특허공보 2007-107541호

트랜지션 피스에는, 일정 이상의 내구성을 확보할 것이 요구되는 한편, 그 제조 코스트를 억제하는 것이 바람직하다.

그래서, 본 발명은, 내구성을 확보하면서도, 제조 코스트를 억제할 수 있는 트랜지션 피스, 이것을 구비하는 연소기, 및 연소기를 구비하는 가스 터빈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태로서의 트랜지션 피스는,

가상 평면 내에서 구부러져 있는 축선의 둘레에 상기 축선을 따르도록 통상으로 형성되고, 상기 축선이 뻗는 축선 방향의 상류 측으로부터 하류 측으로 연소 가스가 흐르는 연소 가스 유로의 주위를 획정하는 트랜지션 피스이다. 이 트랜지션 피스는, 상기 가상 평면과 대향하고, 또한 상기 축선을 사이에 두고 서로 대향하고 있는 한 쌍의 측판부와, 상기 축선을 기준으로 하여, 상기 축선 중에서 상기 상류 측의 부분에 대하여 상기 하류 측의 부분이 구부러져 있는 측인 굽힘 내측에 배치되며, 상기 한 쌍의 측판부의 상기 굽힘 내측의 단(端)에 접속되어 있는 굽힘 내측판부와, 상기 축선을 기준으로 하여, 상기 굽힘 내측과 반대 측의 굽힘 외측에 배치되고, 상기 축선을 사이에 두고 상기 굽힘 내측판부와 대향하며, 상기 한 쌍의 상기 측판부의 상기 굽힘 외측의 단에 접속되어 있는 굽힘 외측판부를 갖는다. 상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부의 각각은, 상기 축선 방향으로 뻗고 또한 상기 축선에 대한 둘레 방향으로 나열되어 냉각 매체가 흐르는 복수의 냉각 통로로 구성되는 복수의 통로군과, 상기 둘레 방향으로 뻗어 상기 냉각 매체가 흐르는 적어도 하나의 헤더를 갖는다. 상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부마다의 상기 복수의 통로군은, 상기 축선 방향으로 나열되고, 상기 복수의 통로군에 있어서의 상기 축선 방향의 사이에 상기 헤더가 배치되어 있다. 상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부마다의 상기 복수의 통로군은, 상기 복수의 통로군의 사이에 배치된 상기 헤더를 개재하여, 서로 연통되어 잇이다. 상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부마다의 상기 복수의 통로군 중, 가장 상기 하류 측에 위치하는 제1 통로군을 구성하는 상기 복수의 냉각 통로인 복수의 제1 냉각 통로의 상기 하류 측의 단에는, 상기 냉각 매체가 유입되는 매체 입구가 형성되어 있다. 상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부마다의 상기 복수의 상기 통로군 중, 가장 상기 상류 측에 위치하는 최종 통로군을 구성하는 상기 복수의 냉각 통로인 복수의 최종 냉각 통로의 상기 상류 측의 단에는, 상기 냉각 매체가 유출되는 매체 출구가 형성되어 있다. 상기 굽힘 내측판부의 상기 적어도 하나의 헤더의 수는, 상기 굽힘 외측판부 및 상기 한 쌍의 측판부의 상기 적어도 하나의 헤더의 수보다 적다.

본 양태에서는, 굽힘 내측판부, 굽힘 외측판부, 및 한 쌍의 측판부의 각 제1 냉각 통로에는, 이들의 입구로부터 냉각 매체가 유입된다. 그 후, 각부(各部) 내의 냉각 매체는, 각부에 있어서의 적어도 하나의 헤더를 거치고 나서, 각부의 최종 냉각 통로의 출구로부터 트랜지션 피스 밖으로 유출된다. 각부 내의 냉각 매체는, 하류 측으로부터 상류 측을 향하여 흐른다. 이 과정에서, 트랜지션 피스는 냉각 매체에 의하여 냉각되는 한편, 냉각 매체는 가열된다.

본 양태에서는, 헤더를 기준으로 하여, 하류 측의 냉각 통로의 수에 대한 상류 측의 냉각 통로의 수 등을 바꾸어, 하류 측으로부터 상류 측으로 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력을 유지하기 위하여, 헤더가 마련되어 있다.

본 양태에서는, 굽힘 내측판부, 굽힘 외측판부, 및 한 쌍의 측판부 중, 굽힘 내측판부는, 가장 굽힘 내측에 배치되어 있기 때문에, 축선 방향의 길이가 가장 짧다. 이 때문에, 굽힘 외측판부 및 한 쌍의 측판부의 적어도 하나의 헤더의 수보다, 굽힘 내측판부의 적어도 하나의 헤더의 수를 적게 해도, 굽힘 외측판부 및 한 쌍의 측판부의 각 냉각 통로 내를 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력에 대하여, 굽힘 내측판부의 냉각 통로 내를 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 본 양태에서는, 굽힘 내측판부에 있어서의 통로의 구성을, 굽힘 외측판부 및 한 쌍의 측판부에 있어서의 통로의 구성보다 간략화해도, 굽힘 외측판부 및 한 쌍의 측판부에 있어서의 통로를 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력에 대하여, 굽힘 내측판부의 통로를 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력의 저하를 억제할 수 있다.

이 때문에, 본 양태에서는, 내구성을 확보하면서도, 제조 코스트를 억제할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태로서의 연소기는,

상기 양태의 트랜지션 피스와, 상기 연소 가스 유로 내에 연료와 압축 공기를 분출하는 버너를 구비한다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태로서의 가스 터빈은,

상기 양태의 연소기와, 공기를 압축하여, 상기 연소기에 압축 공기를 보내는 압축기와, 상기 연소기에서 생성된 연소 가스로 구동되는 터빈과, 중간 케이싱을 구비한다. 상기 압축기는, 로터 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 압축기 로터와, 상기 압축기 로터의 외주를 덮는 압축기 케이싱을 갖는다. 상기 터빈은, 상기 로터 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 터빈 로터와, 상기 터빈 로터의 외주를 덮는 터빈 케이싱을 갖는다. 상기 압축기 로터와 상기 터빈 로터는, 서로 접속되어, 가스 터빈 로터를 이룬다. 상기 압축기 케이싱과 상기 터빈 케이싱은, 상기 중간 케이싱을 개재하여 서로 접속되어 있다. 상기 연소기의 상기 트랜지션 피스는, 상기 굽힘 외측판부가 상기 가스 터빈 로터와 대향하고, 상기 굽힘 내측판부가 상기 중간 케이싱과 대향하도록, 상기 중간 케이싱 내에 배치되어 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 발명에 관한 일 양태로서의 가스 터빈 설비는,

상기 양태의 가스 터빈과, 상기 압축기로 압축된 공기의 일부를 냉각하는 냉각기와, 상기 냉각기로 냉각된 공기를 승압하여, 승압한 공기를 상기 냉각 매체로 하여, 상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부마다 갖는 상기 제1 냉각 통로에 보내는 부스트 압축기를 구비한다.

본 발명에 관한 일 양태에서는, 트랜지션 피스의 내구성을 확보하면서도, 그 제조 코스트를 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 가스 터빈 설비의 구성을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 가스 터빈의 연소기 둘레의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 관한 일 실시형태에 있어서의 트랜지션 피스의 사시도이다.
도 4는 도 3에 있어서의 IV-IV선 단면도이다.
도 5는 본 발명에 관한 일 실시형태의 트랜지션 피스의 전개도이다.
도 6은 도 5에 있어서의 VI-VI선 단면도이다.
도 7은 도 5에 있어서의 VII-VII선 단면도이다.

이하, 본 발명의 가스 터빈 설비의 일 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

<가스 터빈 설비의 실시형태>

본 실시형태의 가스 터빈 설비는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 가스 터빈(10)을 구비하고 있다. 이 가스 터빈(10)은, 외기(Ao)를 압축하여 압축 공기(A)를 생성하는 압축기(20)와, 연료(F)를 압축 공기(A) 중에서 연소시켜 연소 가스(G)를 생성하는 복수의 연소기(40)와, 연소 가스(G)에 의하여 구동되는 터빈(30)을 구비하고 있다.

압축기(20)는, 로터 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 압축기 로터(21)와, 압축기 로터(21)의 외주 측을 덮는 압축기 케이싱(24)과, 복수의 정익렬(靜翼列)(25)을 갖는다. 여기에서, 로터 축선(Ar)이 뻗는 방향을 로터 축선 방향(Da)으로 한다. 또, 로터 축선 방향(Da)에 있어서의 일방 측을 로터 축선 상류 측(Dau), 타방 측을 로터 축선 하류 측(Dad)으로 한다. 터빈(30)은, 로터 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전하는 터빈 로터(31)와, 터빈 로터(31)의 외주 측을 덮는 터빈 케이싱(34)과, 복수의 정익렬(35)을 갖는다.

압축기(20)는, 터빈(30)에 대하여 로터 축선 상류 측(Dau)에 배치되어 있다. 압축기 로터(21)와 터빈 로터(31)는, 동일 로터 축선(Ar) 상에 위치하고, 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, 또한, 압축기 케이싱(24)과 터빈 케이싱(34)의 사이에 배치되어 있는 중간 케이싱(13)을 구비하고 있다. 이 중간 케이싱(13) 내에는, 압축기(20)로부터의 압축 공기(A)가 유입된다. 복수의 연소기(40)는, 로터 축선(Ar)에 대한 둘레 방향으로 나열되어, 중간 케이싱(13)에 장착되어 있다. 압축기 케이싱(24)과 중간 케이싱(13)과 터빈 케이싱(34)은, 서로 접속되어 가스 터빈 케이싱(14)을 이룬다.

압축기 로터(21)는, 로터 축선(Ar)을 중심으로 하여 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, 로터 축선(Ar)에 대한 둘레 방향으로 나열되어 있는 복수의 동익으로 구성되어 있다. 복수의 동익렬(23)의 각 로터 축선 하류 측(Dad)에는, 복수의 정익렬(25) 중 어느 하나의 정익렬(25)이 배치되어 있다. 각 정익렬(25)은, 압축기 케이싱(24)의 내측에 마련되어 있다. 각 정익렬(25)은, 모두, 로터 축선(Ar)에 대한 둘레 방향으로 나열되어 있는 복수의 정익을 가져 구성되어 있다.

터빈 로터(31)는, 로터 축선(Ar)을 중심으로 하여 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, 로터 축선(Ar)에 대한 둘레 방향으로 나열되어 있는 복수의 동익으로 구성되어 있다. 복수의 동익렬(33)의 각 로터 축선 상류 측(Dau)에는, 복수의 정익렬(35) 중 어느 하나의 정익렬(35)이 배치되어 있다. 각 정익렬(35)은, 터빈 케이싱(34)의 내측에 마련되어 있다. 각 정익렬(35)은, 모두, 로터 축선(Ar)에 대한 둘레 방향으로 나열되어 있는 복수의 정익을 가져 구성되어 있다.

가스 터빈 설비는, 이상에서 설명한 가스 터빈(10) 외에, 냉각기(15)와, 부스트 압축기(16)를 구비한다. 중간 케이싱(13)과 부스트 압축기(16)의 흡입구는, 추기 라인(18)으로 접속되어 있다. 이 추기 라인(18)에는, 냉각기(15)가 마련되어 있다. 부스트 압축기(16)의 토출구와 연소기(40)는, 냉각 공기 라인(19)으로 접속되어 있다. 이 냉각 공기 라인(19)에는, 냉각 공기의 유량을 조절하는 조절 밸브(17)가 마련되어 있다. 가스 터빈(10)의 압축기(20)로부터 토출되고, 중간 케이싱(13) 내에 유입된 압축 공기(A)의 일부는, 추기 라인(18)에 유입된다. 이 압축 공기(A)는, 냉각기(15)에서 냉각되고 나서, 부스트 압축기(16)에서 승압되고, 냉각 공기(Ai)로서, 연소기(40)에 보내진다.

연소기(40)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 연소 가스 유로(49)의 주위를 획정하는 통상의 트랜지션 피스(50)와, 냉각 공기 재킷(44)과, 음향 감쇠기(45)와, 트랜지션 피스(50) 내에 연료(F) 및 압축 공기(A)를 분출하는 본체(41)를 갖는다.

본체(41)는, 트랜지션 피스(50) 내에 연료(F) 및 압축 공기(A)를 분출하는 복수의 버너(42)와, 복수의 버너(42)를 둘러싸는 프레임(43)을 갖는다. 복수의 버너(42)는, 이 프레임(43)에 고정되어 있다. 이 프레임(43)은, 중간 케이싱(13)에 고정되어 있다.

트랜지션 피스(50)는, 연소기 축선(Ac)의 둘레에 연소기 축선(Ac)을 따르도록 통상으로 형성되어 있다. 여기에서, 연소기 축선(Ac)이 뻗는 방향을 연소기 축선 방향(Dca)으로 하고, 이 연소기 축선 방향(Dca)에서 서로 상반되는 측을 향하는 2개 측 중, 일방을 연소기 축선 상류 측(Dcu), 타방의 측을 연소기 축선 하류 측(Dcd)으로 한다.

음향 감쇠기(45)는, 도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 트랜지션 피스(50)의 일부인 공간 획정부(46)와, 이 공간 획정부(46)와 공동으로 트랜지션 피스(50)의 외주 측에 음향 공간을 형성하는 음향 커버(48)를 갖는다. 여기에서의 트랜지션 피스(50)의 공간 획정부(46)는, 트랜지션 피스(50) 중의 연소기 축선 상류 측(Dcu)의 부분이며, 연소기 축선(Ac)에 대한 둘레 방향으로 넓어지고 있는 부분이다. 음향 커버(48)는, 트랜지션 피스(50)의 외주 측으로부터 트랜지션 피스(50)의 공간 획정부(46)를 덮는다. 트랜지션 피스(50)의 공간 획정부(46)에는, 외주 측으로부터 내주 측에 관통하는 음향 구멍(47)이 형성되어 있다.

냉각 공기 재킷(44)은, 트랜지션 피스(50)의 일부를 덮어, 트랜지션 피스(50)의 외주 측에 냉각 공기 공간을 형성한다. 트랜지션 피스(50)의 일부는, 트랜지션 피스(50) 중의 연소기 축선 하류 측(Dcd)의 부분이며, 연소기 축선(Ac)에 대한 둘레 방향으로 넓어지고 있는 부분이다. 이 냉각 공기 재킷(44)에는, 냉각 공기 라인(19)이 접속되어 있다.

트랜지션 피스(50)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 합판(51)을 만곡시켜, 통상으로 한 것이다. 또한, 도 4는, 도 3에 있어서의 IV-IV선 단면도이다. 합판(51)은, 외측 판(52)과 내측 판(54)을 갖는다. 외측 판(52)에서 상반되는 방향을 향하고 있는 한 쌍의 면 중, 일방의 면이 외주면(52o)을 이루며, 타방의 면이 접합면(52c)을 이룬다. 외측 판(52)의 외주면(52o)은, 트랜지션 피스(50)의 외주면(52o)을 이룬다. 또, 내측 판(54)에서 상반되는 방향을 향하고 있는 한 쌍의 면 중, 일방의 면이 접합면(54c)을 이루며, 타방의 면이 내주면(54i)을 이룬다. 외측 판(52)의 접합면(52c)에는, 외주면(52o) 측으로 오목하게 파이고, 일정한 방향으로 긴 복수의 긴 홈(53)이 형성되어 있다. 외측 판(52)과 내측 판(54)은, 서로의 접합면(52c, 54c) 상호가 브레이징 등으로 접합되어, 합판(51)을 형성한다. 외측 판(52)과 내측 판(54)의 접합에 의하여, 외측 판(52)에 형성되어 있는 긴 홈(53)의 개구가 내측 판(54)에 의하여 막혀, 이 긴 홈(53) 내는 냉각 공기(Ai)가 흐르는 통로(55)가 된다.

연소기 축선(Ac)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 로터 축선(Ar)을 포함하는 가상 평면(Pv) 내에 위치한다. 이 연소기 축선(Ac)(이하, 간단히 축선(Ac)이라 한다) 중에서 연소기 축선 상류 측(Dcu)(이하, 간단히 상류 측(Dcu)이라 한다)의 부분은, 연소기 축선 하류 측(Dcd)(이하, 간단히 하류 측(Dcd)이라 한다)을 향함에 따라 점차 로터 축선(Ar)에 가까워지는 방향으로 뻗어 있다. 한편, 이 축선(Ac) 중에서, 하류 측(Dcd)의 부분은, 로터 축선(Ar)과 거의 평행한 방향으로 뻗어 있다. 따라서, 이 축선(Ac)은, 가상 평면(Pv) 내에서, 축선(Ac) 중의 상류 측(Dcu)의 부분에 대하여 축선(Ac) 중의 하류 측(Dcd)의 부분이 구부러져 있다. 여기에서, 이 축선(Ac)을 기준으로 하여, 이 축선(Ac)이 구부러져 있는 측을 굽힘 내측(Dci)으로 한다. 이 굽힘 내측(Dci)은, 가상 평면(Pv) 내에 있어서, 축선(Ac)을 기준으로 하여, 로터 축선(Ar)으로부터 멀어지는 측이다. 또, 이 축선(Ac)을 기준으로 하여, 굽힘 내측(Dci)과 반대 측을 굽힘 외측(Dco)으로 한다. 이 굽힘 외측(Dco)은, 가상 평면(Pv) 내에 있어서, 축선(Ac)을 기준으로 하여, 로터 축선(Ar)에 가까워지는 측이다.

이상과 같이, 축선(Ac)이 구부러져 있기 때문에, 이 축선(Ac) 둘레에 축선(Ac)을 따르도록 통상을 이루고 있는 트랜지션 피스(50)도 구부러져 있다.

트랜지션 피스(50)는, 축선(Ac)에 대한 둘레 방향(Dcc)으로 나열되는 4개의 영역을 갖는다. 4개의 영역 중 한 영역은, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 굽힘 내측판부(60a)이다. 또, 4개의 영역 중 다른 한 영역은, 굽힘 외측판부(60b)이다. 4개의 영역 중 나머지 두 영역은, 한 쌍의 측판부(60c)이다.

한 쌍의 측판부(60c)는, 가상 평면(Pv)과 대향하며, 또한 축선(Ac)을 사이에 두고 서로 대향하고 있다. 굽힘 내측판부(60a)는, 축선(Ac)을 기준으로 하여 굽힘 내측(Dci)에 배치되고, 한 쌍의 측판부(60c)의 굽힘 내측(Dci)의 단에 접속되어 있다. 굽힘 외측판부(60b)는, 축선(Ac)을 기준으로 하여 굽힘 외측(Dco)에 배치되고, 축선(Ac)을 사이에 두고 굽힘 내측판부(60a)와 대향하며, 한 쌍의 측판부(60c)의 굽힘 외측(Dco)의 단에 접속되어 있다. 4개의 영역 중, 굽힘 내측판부(60a)는, 가장 굽힘 내측(Dci)에 배치되어 있기 때문에, 연소기 축선 방향(Dca)(이하, 간단히 축선 방향(Dca)이라 한다)의 길이가 가장 짧다.

굽힘 내측판부(60a)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 2개의 통로군(61a, 66a)과, 하나의 헤더(69a)를 갖는다. 2개의 통로군(61a, 66a)은, 축선 방향(Dca)으로 나열되어 있다. 헤더(69a)는, 축선 방향(Dca)에 있어서의 2개의 통로군(61a, 66a)의 사이에 위치하고 있다. 여기에서, 2개의 통로군(61a, 66a) 중, 헤더(69a)보다 하류 측(Dcd)의 통로군(61a)을 제1 통로군으로 한다. 또, 나머지의 통로군(66a)을 최종 통로군으로 한다. 2개의 통로군(61a, 66a)의 각각은, 축선 방향(Dca)으로 뻗고, 둘레 방향(Dcc)으로 나열되는 복수의 냉각 통로(62a, 67a)로 구성된다. 헤더(69a)는, 둘레 방향(Dcc)으로 뻗어 있다. 복수의 냉각 통로(62a, 67a) 및 헤더(69a)는, 모두, 냉각 공기(Ai)가 흐르는 상술한 통로(55)이다.

제1 통로군(61a)을 구성하는 복수의 냉각 통로(이하, 제1 냉각 통로라 한다)(62a)의 하류 측(Dcd)의 단에는, 입구(63a)가 형성되어 있다. 이 입구(63a)는, 트랜지션 피스(50)의 외주면(52o)에서 개구되어 있다. 복수의 제1 냉각 통로(62a)는, 입구(63a)를 개재하여, 냉각 공기 재킷(44)의 냉각 공기 공간과 연통되어 잇이다. 복수의 제1 냉각 통로(62a)의 상류 측(Dcu)의 단은, 헤더(69a)에 접속되어 있다.

최종 통로군(66a)을 구성하는 복수의 냉각 통로(이하, 최종 냉각 통로라 한다)(67a)의 하류 측(Dcd)의 단은, 헤더(69a)에 접속되어 있다. 복수의 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 단에는, 출구(68a)가 형성되어 있다. 이 출구(68a)는, 트랜지션 피스(50)의 외주면(52o)에서 개구되어 있다. 복수의 최종 냉각 통로(67a)는, 출구(68a)를 개재하여, 중간 케이싱(13) 내의 공간과 연통되어 잇이다.

복수의 최종 냉각 통로(67a)의 수는, 복수의 제1 냉각 통로(62a)의 수보다 적다. 구체적으로는, 복수의 최종 냉각 통로(67a)의 수는, 복수의 제1 냉각 통로(62a)의 수의 약 절반의 수이다.

여기에서, 도 6에 나타내는 바와 같이, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)의 통로 높이를 H1로 하고, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)의 통로 폭을 W로 한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au)의 통로 높이 H2는, 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)의 통로 높이 H1보다 조금 낮다. 또, 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au)의 통로 폭 W는, 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)의 통로 폭 W와 동일하다. 따라서, 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au)의 단면적은, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)의 단면적보다 조금 좁다. 또, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)의 단면적은, 제1 냉각 통로(62a)의 단면적과 거의 동일하다.

또한, 도 6은, 도 5에 있어서의 VI-VI선 단면도이며, 도 7은, 도 5에 있어서의 VII-VII선 단면도이다. 또, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)이란, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 단을 포함하는 부분이다. 또, 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au)이란, 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 단을 포함하고, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)을 제외하는 부분이다.

상술한 바와 같이, 헤더(69a)보다 상류 측(Dcu)의 최종 통로군(66a)을 구성하는 복수의 최종 냉각 통로(67a)의 수는, 헤더(69a)보다 하류 측(Dcd)의 제1 통로군(61a)을 구성하는 제1 냉각 통로(62a)의 수보다 적다. 또, 최종 냉각 통로(67a)의 단면적은, 제1 냉각 통로(62a)의 단면적 이하이다. 이 때문에, 단위 둘레 방향 길이당 복수의 냉각 통로의 총단면적을 통로 밀도로 하면, 최종 통로군(66a)을 구성하는 복수의 최종 냉각 통로(67a)의 통로 밀도는, 제1 통로군(61a)을 구성하는 제1 냉각 통로(62a)의 통로 밀도보다 작다.

굽힘 내측판부(60a)에 있어서, 헤더(69a)보다 상류 측(Dcu)의 최종 통로군(66a)의 통로 밀도는, 이 헤더(69a)보다 하류 측(Dcd)의 제1 통로군(61a)의 통로 밀도의 20% 내지 45%이다.

굽힘 외측판부(60b)는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 3개의 통로군(61b, 64b, 66b)과, 2개의 헤더(69bu, 69bd)를 갖는다. 3개의 통로군(61b, 64b, 66b)은, 축선 방향(Dca)으로 나열되어 있다. 여기에서, 3개의 통로군(61b, 64b, 66b) 중, 가장 하류 측(Dcd)의 통로군(61b)을 제1 통로군으로 한다. 3개의 통로군(61b, 64b, 66b) 중, 가장 상류 측(Dcu)의 통로군(66b)을 최종 통로군으로 한다. 제1 통로군(61b)과 최종 통로군(66b)의 사이의 통로군(64b)을 제2 통로군으로 한다. 2개의 헤더(69bu, 69bd)는, 축선 방향(Dca)으로 나열되어 있다. 2개의 헤더(69bu, 69bd) 중, 하류 측 헤더(69bd)는, 축선 방향(Dca)에 있어서의 제1 통로군(61b)과 제2 통로군(64b)의 사이에 위치하고 있다. 2개의 헤더(69bu, 69bd) 중, 상류 측 헤더(69bu)는, 축선 방향(Dca)에 있어서의 제2 통로군(64b)과 최종 통로군(66b)의 사이에 위치하고 있다. 3개의 통로군(61b, 64b, 66b)의 각각은, 축선 방향(Dca)으로 뻗고, 둘레 방향(Dcc)으로 나열되는 복수의 냉각 통로(62b, 65b, 67b)로 구성된다. 2개의 헤더(69bu, 69bd)의 각각은, 둘레 방향(Dcc)으로 뻗어 있다. 복수의 냉각 통로(62b, 65b, 67b) 및 복수의 헤더(69bu, 69bd)는, 모두, 냉각 공기(Ai)가 흐르는 상술한 통로(55)이다.

굽힘 외측판부(60b)의 제1 통로군(61b)을 구성하는 복수의 냉각 통로(이하, 제1 냉각 통로라 한다)(62b)의 하류 측(Dcd)의 단에는, 입구(63b)가 형성되어 있다. 이 입구(63b)는, 트랜지션 피스(50)의 외주면(52o)에서 개구되어 있다. 복수의 제1 냉각 통로(62b)는, 입구(63b)를 개재하여, 냉각 공기 재킷(44)의 냉각 공기 공간과 연통되어 잇이다. 복수의 제1 냉각 통로(62b)의 상류 측(Dcu)의 단은, 하류 측 헤더(69bd)에 접속되어 있다.

굽힘 외측판부(60b)의 제2 통로군(64b)을 구성하는 복수의 냉각 통로(이하, 제2 냉각 통로라 한다)(65b)의 하류 측(Dcd)의 단은, 하류 측 헤더(69bd)에 접속되어 있다. 복수의 제2 냉각 통로(65b)의 상류 측(Dcu)의 단은, 상류 측 헤더(69bu)에 접속되어 있다.

굽힘 외측판부(60b)의 최종 통로군(66b)을 구성하는 복수의 냉각 통로(이하, 최종 냉각 통로라 한다)(67b)의 하류 측(Dcd)의 단은, 상류 측 헤더(69bu)에 접속되어 있다. 복수의 최종 냉각 통로(67b)의 상류 측(Dcu)의 단에는, 출구(68b)가 형성되어 있다. 이 출구(68b)는, 트랜지션 피스(50)의 외주면(52o)에서 개구되어 있다. 복수의 최종 냉각 통로(67b)는, 출구(68b)를 개재하여, 중간 케이싱(13) 내의 공간과 연통되어 잇이다.

복수의 제2 냉각 통로(65b)의 수는, 복수의 제1 냉각 통로(62b)의 수보다 적다. 또, 복수의 최종 냉각 통로(67b)의 수는, 복수의 제2 냉각 통로(65b)의 수보다 적다. 구체적으로는, 복수의 최종 냉각 통로(67b)의 수는, 복수의 제2 냉각 통로(65b)의 수의 약 절반의 수이다.

제2 냉각 통로(65b)의 단면적은, 제1 냉각 통로(62b)의 단면적과 거의 동일하다. 최종 냉각 통로(67b)의 단면적은, 제2 냉각 통로(65b)의 단면적보다 약간 좁다. 또한, 굽힘 내측판부(60a) 및 굽힘 외측판부(60b)에 있어서의 각 제1 냉각 통로(62a, 62b)의 단면적은, 서로, 거의 동일하다.

이 때문에, 굽힘 외측판부(60b)에 있어서의 하류 측 헤더(69bd)보다 상류 측(Dcu)의 제2 통로군(64b)을 구성하는 복수의 제2 냉각 통로(65b)의 통로 밀도는, 굽힘 외측판부(60b)에 있어서의 하류 측 헤더(69bd)보다 하류 측(Dcd)의 제1 통로군(61b)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62b)의 통로 밀도보다 작다. 또, 굽힘 외측판부(60b)에 있어서의 상류 측 헤더(69bu)보다 상류 측(Dcu)의 최종 통로군(66b)을 구성하는 복수의 최종 냉각 통로(67b)의 통로 밀도는, 굽힘 외측판부(60b)에 있어서의 상류 측 헤더(69bu)보다 하류 측(Dcd)의 제2 통로군(64b)을 구성하는 복수의 제2 냉각 통로(65b)의 통로 밀도보다 작다.

굽힘 외측판부(60b)에 있어서, 상류 측 헤더(69bu)보다 상류 측(Dcu)의 최종 통로군(66b)의 통로 밀도는, 이 상류 측 헤더(69bu)보다 하류 측(Dcd)의 제2 통로군(64b)의 통로 밀도의 20% 내지 45%이다.

한 쌍의 측판부(60c)도, 굽힘 외측판부(60b)와 동일하게, 3개의 통로군(61c, 64c, 66c)과, 2개의 헤더(69cu, 69cd)를 갖는다. 3개의 통로군(61c, 64c, 66c)은, 축선 방향(Dca)으로 나열되어 있다. 여기에서, 3개의 통로군(61c, 64c, 66c) 중, 가장 하류 측(Dcd)의 통로군(61c)을 제1 통로군으로 한다. 또, 3개의 통로군(61c, 64c, 66c) 중, 가장 상류 측(Dcu)의 통로군(66c)을 최종 통로군으로 한다. 제1 통로군(61c)과 최종 통로군(66c)의 사이의 통로군(64c)을 제2 통로군으로 한다. 2개의 헤더(69cu, 69cd)는, 축선 방향(Dca)으로 나열되어 있다. 2개의 헤더(69cu, 69cd) 중, 하류 측 헤더(69cd)는, 축선 방향(Dca)에 있어서의 제1 통로군(61c)과 제2 통로군(64c)의 사이에 위치하고 있다. 2개의 헤더(69cu, 69cd) 중, 상류 측 헤더(69cu)는, 축선 방향(Dca)에 있어서의 제2 통로군(64c)과 최종 통로군(66c)의 사이에 위치하고 있다. 3개의 통로군(61c, 64c, 66c)의 각각은, 축선 방향(Dca)으로 뻗고, 둘레 방향(Dcc)으로 나열되는 복수의 냉각 통로(62c, 65c, 67c)로 구성된다. 2개의 헤더(69cu, 69cd)의 각각은, 둘레 방향(Dcc)으로 뻗어 있다. 복수의 냉각 통로(62c, 65c, 67c) 및 복수의 헤더(69cu, 69cd)는, 모두, 냉각 공기(Ai)가 흐르는 상술한 통로(55)이다.

한 쌍의 측판부(60c)의 제1 통로군(61c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(이하, 제1 냉각 통로라 한다)(62c)의 하류 측(Dcd)의 단에는, 입구(63c)가 형성되어 있다. 이 입구(63c)는, 트랜지션 피스(50)의 외주면(52o)에서 개구되어 있다. 복수의 제1 냉각 통로(62c)는, 입구(63c)를 개재하여, 냉각 공기 재킷(44)의 냉각 공기 공간과 연통되어 잇이다.

복수의 제1 냉각 통로(62c)의 상류 측(Dcu)의 단은, 하류 측 헤더(69cd)에 접속되어 있다.

한 쌍의 측판부(60c)의 제2 통로군(64c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(이하, 제2 냉각 통로라 한다)(65c)의 하류 측(Dcd)의 단은, 하류 측 헤더(69cd)에 접속되어 있다. 복수의 제2 냉각 통로(65c)의 상류 측(Dcu)의 단은, 상류 측 헤더(69cu)에 접속되어 있다.

한 쌍의 측판부(60c)의 최종 통로군(66c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(이하, 최종 냉각 통로라 한다)(67c)의 하류 측(Dcd)의 단은, 상류 측 헤더(69cu)에 접속되어 있다. 복수의 최종 냉각 통로(67c)의 상류 측(Dcu)의 단에는, 출구(68c)가 형성되어 있다. 이 출구(68c)는, 트랜지션 피스(50)의 외주면(52o)에서 개구되어 있다. 복수의 최종 냉각 통로(67c)는, 출구(68c)를 개재하여, 중간 케이싱(13) 내의 공간과 연통되어 잇이다.

복수의 제2 냉각 통로(65c)의 수는, 복수의 제1 냉각 통로(62c)의 수보다 적다. 또, 복수의 최종 냉각 통로(67c)의 수는, 복수의 제2 냉각 통로(65c)의 수보다 적다. 구체적으로는, 복수의 최종 냉각 통로(67c)의 수는, 복수의 제2 냉각 통로(65c)의 수의 약 절반의 수이다.

제2 냉각 통로(65c)의 단면적은, 제1 냉각 통로(62c)의 단면적과 거의 동일하다. 최종 냉각 통로(67c)의 단면적은, 제2 냉각 통로(65c)의 단면적보다 약간 좁다. 또한, 굽힘 내측판부(60a), 굽힘 외측판부(60b), 및 한 쌍의 측판부(60c)에 있어서의 각 제1 냉각 통로(62a, 62b, 62c)의 단면적은, 서로, 거의 동일하다.

이 때문에, 한 쌍의 측판부(60c)에 있어서의 하류 측 헤더(69cd)보다 상류 측(Dcu)의 제2 통로군(64c)을 구성하는 복수의 제2 냉각 통로(65c)의 통로 밀도는, 한 쌍의 측판부(60c)에 있어서의 하류 측 헤더(69cd)보다 하류 측(Dcd)의 제1 통로군(61c)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62c)의 통로 밀도보다 작다. 또, 한 쌍의 측판부(60c)에 있어서의 상류 측 헤더(69cu)보다 상류 측(Dcu)의 최종 통로군(66c)을 구성하는 복수의 최종 냉각 통로(67c)의 통로 밀도는, 한 쌍의 측판부(60c)에 있어서의 상류 측 헤더(69cu)보다 하류 측(Dcd)의 제2 통로군(64c)을 구성하는 복수의 제2 냉각 통로(65c)의 통로 밀도보다 작다.

한 쌍의 측판부(60c)에 있어서, 상류 측 헤더(69cu)보다 상류 측(Dcu)의 최종 통로군(66c)의 통로 밀도는, 이 상류 측 헤더(69cu)보다 하류 측(Dcd)의 제2 통로군(64c)의 통로 밀도의 20% 내지 45%이다.

굽힘 내측판부(60a)의 제1 통로군(61a)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62a), 굽힘 외측판부(60b)의 제1 통로군(61b)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62b), 및 한 쌍의 측판부(60c)의 제1 통로군(61c)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62c)는, 서로, 단면적이 거의 동일하고, 또한 축선 방향(Dca)의 길이도 거의 동일하다.

다음으로, 이상에서 설명한 가스 터빈 설비의 동작에 대하여 설명한다.

압축기(20)는, 외기(Ao)를 압축하여 압축 공기(A)를 생성한다. 이 압축 공기(A)는, 압축기(20)로부터 중간 케이싱(13) 내에 토출된다. 중간 케이싱(13) 내의 압축 공기(A)는, 연소기(40)의 버너(42) 내에 유입된다. 또, 이 버너(42)에는, 외부로부터 연료(F)도 유입된다. 버너(42)는, 연료(F)와 함께 압축 공기(A)를 트랜지션 피스(50) 내에 분출한다. 트랜지션 피스(50) 내에서는, 압축 공기(A) 중에서 연료(F)가 연소되어, 연소 가스(G)가 생성된다. 이 연소 가스(G)는, 트랜지션 피스(50) 내의 연소 가스 유로(49)를 통과하여, 트랜지션 피스(50)로부터 터빈(30)에 보내진다. 터빈(30)은, 이 연소 가스(G)에 의하여 구동된다.

중간 케이싱(13) 내의 압축 공기(A)의 일부는, 추기 라인(18)을 개재하여, 냉각기(15)에 유입되고, 이 냉각기(15)에서 냉각된다. 냉각된 압축 공기(A)는, 부스트 압축기(16)에서 승압되고, 냉각 공기 라인(19) 및 냉각 공기 재킷(44)을 개재하여, 냉각 공기(Ai)로서, 연소기(40)의 트랜지션 피스(50)에 보내진다.

트랜지션 피스(50)의 내주면(54i)은, 매우 고온의 연소 가스(G)에 노출된다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 트랜지션 피스(50)에 냉각 매체로서의 냉각 공기(Ai)를 보내, 이 트랜지션 피스(50)를 냉각한다.

냉각 공기 재킷(44) 내의 냉각 공기(Ai)의 일부는, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 제1 통로군(61a, 61b, 61c)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62a, 62b, 62c)의 입구(63a, 63b, 63c)로부터, 제1 냉각 통로(62a, 62b, 62c) 내에 유입된다. 제1 냉각 통로(62a, 62b, 62c) 내에 유입된 냉각 공기(Ai)는, 상류 측(Dcu)을 향하여 흐른다. 이 과정에서, 냉각 공기(Ai)는, 트랜지션 피스(50)와 열교환한다. 이 결과, 트랜지션 피스(50)는 냉각되는 한편, 냉각 공기(Ai)가 가열된다.

굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 제1 통로군(61b, 61c)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62b, 62c) 내를 흐른 냉각 공기(Ai)는, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 하류 측 헤더(69bd, 69cd)에 유입된다. 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 하류 측 헤더(69bd, 69cd)에 유입된 냉각 공기(Ai)는, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 제2 통로군(64b, 64c)을 구성하는 복수의 제2 냉각 통로(65b, 65c) 내에 유입된다. 제2 냉각 통로(65b, 65c) 내에 유입된 냉각 공기(Ai)는, 상류 측(Dcu)을 향하여 흐른다. 이 과정에서, 냉각 공기(Ai)는, 트랜지션 피스(50)와 열교환한다. 이 결과, 트랜지션 피스(50)는 냉각되는 한편, 냉각 공기(Ai)가 가열된다.

제2 통로군(64b, 64c)의 통로 밀도는, 제1 통로군(61b, 61c)의 통로 밀도보다 낮기 때문에, 제2 통로군(64b, 64c)을 구성하는 복수의 제2 냉각 통로(65b, 65c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속은, 제1 통로군(61b, 61c)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62b, 62c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속보다 빠르다. 이 때문에, 복수의 제2 냉각 통로(65b, 65c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 제2 통로군(64b, 64c)이 형성되어 있는 부분의 사이의 열전달률은, 복수의 제1 냉각 통로(62b, 62c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 제1 통로군(61b, 61c)이 형성되어 있는 부분의 사이의 열전달률에 대하여, 거의 동등, 또는 높다.

굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 제2 통로군(64b, 64c)을 구성하는 복수의 제2 냉각 통로(65b, 65c) 내를 흐른 냉각 공기(Ai)는, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 상류 측 헤더(69bu, 69cu)에 유입된다. 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 상류 측 헤더(69bu, 69cu)에 유입된 냉각 공기(Ai)는, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 최종 통로군(66b, 66c)을 구성하는 복수의 최종 냉각 통로(67b, 67c) 내에 유입된다. 최종 냉각 통로(67b, 67c) 내에 유입된 냉각 공기(Ai)는, 상류 측(Dcu)을 향하여 흐른다. 이 과정에서, 냉각 공기(Ai)는, 트랜지션 피스(50)와 열교환한다. 이 결과, 트랜지션 피스(50)는 냉각되는 한편, 냉각 공기(Ai)가 가열된다.

최종 통로군(66b, 66c)의 통로 밀도는, 제2 통로군(64b, 64c)의 통로 밀도보다 낮기 때문에, 최종 통로군(66b, 66c)을 구성하는 복수의 최종 냉각 통로(67b, 67c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속은, 제2 통로군(64b, 64c)을 구성하는 복수의 제2 냉각 통로(65b, 65c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속보다 빠르다. 이 때문에, 복수의 최종 냉각 통로(67b, 67c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 최종 통로군(66b, 66c)이 형성되어 있는 부분의 사이의 열전달률은, 복수의 제2 냉각 통로(65b, 65c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 제2 통로군(64b, 64c)이 형성되어 있는 부분의 사이의 열전달률에 대하여, 거의 동등, 또는 높다.

굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 최종 통로군(66b, 66c)을 구성하는 복수의 최종 냉각 통로(67b, 67c) 내를 흐른 냉각 공기(Ai)는, 최종 냉각 통로(67b, 67c)의 출구(68b, 68c)로부터 중간 케이싱(13) 내에 유출된다.

이상과 같이, 본 실시형태에서는, 트랜지션 피스(50) 중의 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)를 충분히 냉각할 수 있다.

냉각 공기 재킷(44) 내의 냉각 공기(Ai)의 일부는, 굽힘 내측판부(60a)의 제1 통로군(61a)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62a)의 입구(63a)로부터, 제1 냉각 통로(62a) 내에 유입된다. 제1 냉각 통로(62a) 내에 유입된 냉각 공기(Ai)는, 상류 측(Dcu)을 향하여 흐른다. 이 과정에서, 냉각 공기(Ai)는, 트랜지션 피스(50)와 열교환한다. 이 결과, 트랜지션 피스(50)는 냉각되는 한편, 냉각 공기(Ai)가 가열된다.

굽힘 내측판부(60a)의 제1 통로군(61a)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62a) 내를 흐른 냉각 공기(Ai)는, 굽힘 내측판부(60a)의 헤더(69a)에 유입된다. 이 헤더(69a)에 유입된 냉각 공기(Ai)는, 굽힘 내측판부(60a)의 최종 통로군(66a)을 구성하는 복수의 최종 냉각 통로(67a) 내에 유입된다. 최종 냉각 통로(67a) 내에 유입된 냉각 공기(Ai)는, 상류 측(Dcu)을 향하여 흐른다. 이 과정에서, 냉각 공기(Ai)는, 트랜지션 피스(50)와 열교환한다. 이 결과, 트랜지션 피스(50)는 냉각되는 한편, 냉각 공기(Ai)가 가열된다.

최종 통로군(66a)의 통로 밀도는, 제1 통로군(61a)의 통로 밀도보다 낮기 때문에, 최종 통로군(66a)을 구성하는 복수의 최종 냉각 통로(67a)를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속은, 제1 통로군(61a)을 구성하는 복수의 제1 냉각 통로(62a)를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속보다 빠르다. 이 때문에, 복수의 최종 냉각 통로(67a)를 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 최종 통로군(66a)이 형성되어 있는 부분의 사이의 열전달률은, 복수의 제1 냉각 통로(62a)를 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 제1 통로군(61a)이 형성되어 있는 부분의 사이의 열전달률에 대하여, 거의 동등, 또는 높다.

게다가, 본 실시형태에서는, 굽힘 내측판부(60a)의 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au)의 단면적은, 이 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)의 단면적보다 작다. 이 때문에, 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au)을 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속은, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)을 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속보다 빠르다. 따라서, 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au)을 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au) 둘레의 사이의 열전달률은, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)을 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad) 둘레의 사이의 열전달률에 대하여, 거의 동등, 또는 높다.

본 실시형태에서는, 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)를 기준으로 하여, 하류 측(Dcd)의 냉각 통로(62a, 62b, 65b, 62c, 65c)의 수에 대한 상류 측(Dcu)의 냉각 통로(67a, 65b, 67b, 65c, 67c)의 수 등을 바꾸어, 하류 측(Dcd)으로부터 상류 측(Dcu)에 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력을 유지하기 위하여, 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)가 마련되어 있다.

본 실시형태에서는, 굽힘 내측판부(60a)의 헤더(69a)의 수가 1개이며, 굽힘 외측판부(60b)의 헤더(69bu, 69bd)의 수 및 한 쌍의 측판부(60c)의 헤더(69cu, 69cd)의 수가 2개이다. 즉, 굽힘 내측판부(60a)의 헤더(69a)의 수는, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 헤더(69bu, 69bd, 69cu, 69cd)의 수보다 적다. 상술한 바와 같이, 트랜지션 피스(50)에서, 둘레 방향(Dcc)으로 나열되는 4개의 영역 중, 굽힘 내측판부(60a)는, 가장 굽힘 내측(Dci)에 배치되어 있기 때문에, 축선 방향(Dca)의 길이가 가장 짧다. 이 때문에, 굽힘 내측판부(60a)의 제1 냉각 통로(62a)의 길이와 최종 냉각 통로(67a)의 길이를 합한 총통로 길이는, 굽힘 외측판부(60b)의 제1 냉각 통로(62b)의 길이와 제2 냉각 통로(65b)의 길이와 최종 냉각 통로(67b)를 합한 총유로 길이, 및, 한 쌍의 측판부(60c)의 제1 냉각 통로(62c)의 길이와 제2 냉각 통로(65c)의 길이와 최종 냉각 통로(67c)를 합한 총유로 길이보다 짧아진다. 따라서, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 헤더(69bu, 69bd, 69cu, 69cd)의 수보다, 굽힘 내측판부(60a)의 헤더(69a)의 수를 적게 해도, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 냉각 통로(62b, 65b, 67b, 62c, 65c, 67c) 내를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 냉각 능력에 대하여, 굽힘 내측판부(60a)의 냉각 통로(62a, 67a) 내를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 냉각 능력의 저하를 억제할 수 있다.

이 결과, 본 실시형태에서는, 굽힘 내측판부(60a)에 있어서의 통로의 구성을, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)에 있어서의 통로의 구성보다, 간략화해도, 트랜지션 피스(50) 중의 굽힘 내측판부(60a)를 충분히 냉각할 수 있다.

따라서, 본 실시형태에서는, 트랜지션 피스(50)의 내구성을 확보하면서도, 트랜지션 피스(50)의 제조 코스트를 억제할 수 있다.

<변형예>

이상의 실시형태에서는, 트랜지션 피스(50)의 외주면(52o)이며, 음향 감쇠기(45)의 공간 획정부(46)보다 하류 측(Dcd)의 부분에, 최종 냉각 통로(67a, 67b, 67c)의 출구(68a, 68b, 68c)를 형성하고 있다. 이 때문에, 이상의 실시형태에서는, 트랜지션 피스(50)의 최종 냉각 통로(67a, 67b, 67c)를 통과한 냉각 공기(Ai)는, 최종 냉각 통로(67a, 67b, 67c)의 출구(68a, 68b, 68c)로부터 중간 케이싱(13) 내에 유출된다. 그러나, 트랜지션 피스(50)의 외주면(52o)이며, 음향 감쇠기(45)의 공간 획정부(46)에, 최종 냉각 통로(67a, 67b, 67c)의 출구(68a, 68b, 68c)를 형성해도 된다. 이 경우, 트랜지션 피스(50)의 최종 냉각 통로(67a, 67b, 67c)를 통과한 냉각 공기(Ai)는, 최종 냉각 통로(67a, 67b, 67c)의 출구(68a, 68b, 68c)로부터 음향 공간 내에 유입된 후, 음향 감쇠기(45)의 음향 구멍(47)으로부터, 트랜지션 피스(50)의 연소 가스 유로(49) 내에 유입된다.

이상의 실시형태에서는, 굽힘 내측판부(60a)의 헤더(69a)의 수가 1개이며, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 헤더(69bu, 69bd, 69cu, 69cd)의 수가 각각 2개이다. 그러나, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각각 헤더의 수가, 굽힘 내측판부(60a)의 헤더의 수보다 많다면, 굽힘 내측판부(60a)의 헤더의 수는 2개 이상이어도 된다.

<부기(付記)>

이상의 실시형태에 있어서의 트랜지션 피스는, 예를 들면, 이하와 같이 파악된다.

(1) 제1 양태에 있어서의 트랜지션 피스(50)는,

가상 평면(Pv) 내에서 구부러져 있는 축선(Ac)의 둘레에 상기 축선(Ac)을 따르도록 통상으로 형성되고, 상기 축선(Ac)이 뻗는 축선 방향(Dca)의 상류 측(Dcu)으로부터 하류 측(Dcd)에 연소 가스(G)가 흐르는 연소 가스 유로(49)의 주위를 획정하는 트랜지션 피스(50)에 있어서, 상기 가상 평면(Pv)과 대향하며, 또한 상기 축선(Ac)을 사이에 두고 서로 대향하고 있는 한 쌍의 측판부(60c)로 상기 축선(Ac)을 기준으로 하여, 상기 축선(Ac) 중에서 상기 상류 측(Dcu)의 부분에 대하여 상기 하류 측(Dcd)의 부분이 구부러져 있는 측인 굽힘 내측 Dci에 배치되고, 상기 한 쌍의 측판부(60c)의 상기 굽힘 내측(Dci)의 단에 접속되어 있는 굽힘 내측판부(60a)와, 상기 축선(Ac)을 기준으로 하여, 상기 굽힘 내측(Dci)과 반대 측의 굽힘 외측(Dco)에 배치되며, 상기 축선(Ac)을 사이에 두고 상기 굽힘 내측판부(60a)와 대향하고, 상기 한 쌍의 상기 측판부(60c)의 상기 굽힘 외측(Dco)의 단에 접속되어 있는 굽힘 외측판부(60b)를 갖는다. 상기 굽힘 내측판부(60a), 상기 굽힘 외측판부(60b), 및 상기 한 쌍의 측판부(60c)의 각각은, 상기 축선 방향(Dca)에 뻗고 또한 상기 축선(Ac)에 대한 둘레 방향(Dcc)으로 나열되어 냉각 매체가 흐르는 복수의 냉각 통로(62a, 67a, 62b, 65b, 67b, 62c, 65c, 67c)로 구성되는 복수의 통로군(61a, 66a, 61b, 64b, 66b, 61c, 64c, 66c)과, 상기 둘레 방향(Dcc)으로 뻗어 상기 냉각 매체가 흐르는 적어도 하나의 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)를 갖는다. 상기 굽힘 내측판부(60a), 상기 굽힘 외측판부(60b), 및 상기 한 쌍의 측판부(60c)마다의 상기 복수의 통로군(61a, 66a, 61b, 64b, 66b, 61c, 64c, 66c)은, 상기 축선 방향(Dca)으로 나열되고, 상기 복수의 통로군(61a, 66a, 61b, 64b, 66b, 61c, 64c, 66c)에 있어서의 상기 축선 방향(Dca)의 사이에 상기 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)가 배치되어 있다. 상기 굽힘 내측판부(60a), 상기 굽힘 외측판부(60b), 및 상기 한 쌍의 측판부(60c)마다의 상기 복수의 통로군(61a, 66a, 61b, 64b, 66b, 61c, 64c, 66c)은, 상기 복수의 통로군(61a, 66a, 61b, 64b, 66b, 61c, 64c, 66c)의 사이에 배치된 상기 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)를 개재하여, 서로 연통되어 잇이다. 상기 굽힘 내측판부(60a), 상기 굽힘 외측판부(60b), 및 상기 한 쌍의 측판부(60c)마다의 상기 복수의 통로군(61a, 66a, 61b, 64b, 66b, 61c, 64c, 66c) 중, 가장 상기 하류 측(Dcd)에 위치하는 제1 통로군(61a, 61b, 61c)을 구성하는 상기 복수의 냉각 통로인 복수의 제1 냉각 통로(62a, 62b, 62c)의 상기 하류 측(Dcd)의 단에는, 상기 냉각 매체가 유입되는 매체 입구(63a, 63b, 63c)가 형성되어 있다. 상기 굽힘 내측판부(60a), 상기 굽힘 외측판부(60b), 및 상기 한 쌍의 측판부(60c)마다의 상기 복수의 상기 통로군(61a, 66a, 61b, 64b, 66b, 61c, 64c, 66c) 중, 가장 상기 상류 측(Dcu)에 위치하는 최종 통로군(66a, 66b, 66c)을 구성하는 상기 복수의 냉각 통로인 복수의 최종 냉각 통로(67a, 67b, 67c)의 상기 상류 측(Dcu)의 단에는, 상기 냉각 매체가 유출되는 매체 출구(68a, 68b, 68c)가 형성되어 있다. 상기 굽힘 내측판부(60a)의 상기 적어도 하나의 헤더(69a)의 수는, 상기 굽힘 외측판부(60b) 및 상기 한 쌍의 측판부(60c)의 상기 적어도 하나의 헤더(69bu, 69bd, 69cu, 69cd)의 수보다 적다.

본 양태에서는, 굽힘 내측판부(60a), 굽힘 외측판부(60b), 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 제1 냉각 통로(62a, 62b, 62c)에는, 이들의 입구(63a, 63b, 63c)로부터 냉각 매체가 유입된다. 그 후, 각부 내의 냉각 매체는, 각부에 있어서의 적어도 하나의 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)를 거치고 나서, 각부의 최종 냉각 통로(67a, 67b, 67c)의 출구(68a, 68b, 68c)로부터 트랜지션 피스(50) 밖으로 유출된다. 각부 내의 냉각 매체는, 하류 측(Dcd)으로부터 상류 측(Dcu)을 향하여 흐른다. 이 과정에서, 트랜지션 피스(50)는 냉각 매체에 의하여 냉각되는 한편, 냉각 매체는 가열된다.

본 양태에서는, 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)를 기준으로 하여, 하류 측(Dcd)의 냉각 통로(62a, 62b, 65b, 62c, 65c)의 수에 대한 상류 측(Dcu)의 냉각 통로(67a, 65b, 67b, 65c, 67c)의 수 등을 바꾸어, 하류 측(Dcd)으로부터 상류 측(Dcu)에 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력을 유지하기 위하여, 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)가 마련되어 있다.

본 양태에서는, 굽힘 내측판부(60a), 굽힘 외측판부(60b), 및 한 쌍의 측판부(60c) 중, 굽힘 내측판부(60a)는, 가장 굽힘 내측(Dci)에 배치되어 있기 때문에, 축선 방향(Dca)의 길이가 가장 짧다. 이 때문에, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 적어도 하나의 헤더(69bu, 69bd, 69cu, 69cd)의 수보다, 굽힘 내측판부(60a)의 적어도 하나의 헤더(69a)의 수를 적게 해도, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각 냉각 통로(62b, 65b, 67b, 62c, 65c, 67c) 내를 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력에 대하여, 굽힘 내측판부(60a)의 냉각 통로(62a, 67a) 내를 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 본 양태에서는, 굽힘 내측판부(60a)에 있어서의 통로의 구성을, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)에 있어서의 통로의 구성보다 간략화해도, 굽힘 외측판부(60b) 및 한 쌍의 측판부(60c)에 있어서의 통로를 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력에 대하여, 굽힘 내측판부(60a)의 통로를 흐르는 냉각 매체의 냉각 능력의 저하를 억제할 수 있다.

(2) 제2 양태에 있어서의 트랜지션 피스(50)는,

상기 제1 양태의 트랜지션 피스(50)에 있어서, 굽힘 내측판부(60a), 굽힘 외측판부(60b), 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각부에서는, 상기 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)에 연통되고 또한 상기 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)를 기준으로 하여 상기 상류 측(Dcu)의 상기 통로군(66a, 64b, 66b, 64c, 66c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(67a, 65b, 67b, 65c, 67c)에 있어서의, 단위 둘레 방향 길이당 상기 복수의 냉각 통로(67a, 65b, 67b, 65c, 67c)의 총단면적인 통로 밀도가, 상기 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)에 연통되고 또한 상기 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)를 기준으로 하여 상기 하류 측(Dcd)의 상기 통로군(61a, 61b, 64b, 61c, 64c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(62a, 62b, 65b, 62c, 65c)에 있어서의, 상기 통로 밀도보다 작다.

본 양태에서는, 상류 측(Dcu)의 통로군(66a, 64b, 66b, 64c, 66c)의 통로 밀도가, 하류 측(Dcd)의 통로군(61a, 61b, 64b, 61c, 64c)의 통로 밀도보다 낮다. 이 때문에, 상류 측(Dcu)의 통로군(66a, 64b, 66b, 64c, 66c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(67a, 65b, 67b, 65c, 67c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속은, 하류 측(Dcd)의 통로군(61a, 61b, 64b, 61c, 64c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(62a, 62b, 65b, 62c, 65c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속보다 빠르다. 따라서, 상류 측(Dcu)의 통로군(66a, 64b, 66b, 64c, 66c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(67a, 65b, 67b, 65c, 67c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 상류 측(Dcu)의 통로군(66a, 64b, 66b, 64c, 66c)가 형성되어 있는 부분의 사이의 열전달률은, 하류 측(Dcd)의 통로군(61a, 61b, 64b, 61c, 64c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(62a, 62b, 65b, 62c, 65c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 하류 측(Dcd)의 통로군(61a, 61b, 64b, 61c, 64c)이 형성되어 있는 부분의 사이의 열전달률에 대하여, 거의 동등, 또는 높다.

(3) 제3 양태에 있어서의 트랜지션 피스(50)는,

상기 제2 양태의 트랜지션 피스(50)에 있어서, 굽힘 내측판부(60a), 굽힘 외측판부(60b), 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각부에서는, 상기 최종 통로군(66a, 66b, 66c)에 있어서의 상기 통로 밀도가, 상기 최종 통로군(66a, 66b, 66c)이 연통되는 상기 헤더(69a, 69bu, 69cu)의 하류 측(Dcd)에 위치하는 통로군 62 a, 64 b, 64 c에 있어서의 상기 통로 밀도의 25% 내지 45%이다.

(4) 제4양태에 있어서의 트랜지션 피스(50)는,

상기 제1 양태부터 상기 제3 양태 중 어느 일 양태의 트랜지션 피스(50)에 있어서, 굽힘 내측판부(60a), 굽힘 외측판부(60b), 및 한 쌍의 측판부(60c)의 각부에서는, 상기 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)에 연통되고 또한 상기 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)를 기준으로 하여 상기 상류 측(Dcu)의 상기 통로군(66a, 64b, 66b, 64c, 66c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(67a, 65b, 67b, 65c, 67c)의 수가, 상기 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)에 연통되고 또한 상기 헤더(69a, 69bu, 69bd, 69cu, 69cd)를 기준으로 하여 상기 하류 측(Dcd)의 상기 통로군(61a, 61b, 64b, 61c, 64c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(62a, 62b, 65b, 62c, 65c)의 수보다 적다.

본 양태에서는, 상류 측(Dcu)의 통로군(66a, 64b, 66b, 64c, 66c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(67a, 65b, 67b, 65c, 67c)의 수가, 하류 측(Dcd)의 통로군(61a, 61b, 64b, 61c, 64c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(62a, 62b, 65b, 62c, 65c)의 수보다 적다. 이 때문에, 상류 측(Dcu)의 통로군(66a, 64b, 66b, 64c, 66c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(67a, 65b, 67b, 65c, 67c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속은, 하류 측(Dcd)의 통로군(61a, 61b, 64b, 61c, 64c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(62a, 62b, 65b, 62c, 65c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속보다 빠르다. 따라서, 상류 측(Dcu)의 통로군(66a, 64b, 66b, 64c, 66c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(67a, 65b, 67b, 65c, 67c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 상류 측(Dcu)의 통로군(66a, 64b, 66b, 64c, 66c)가 형성되어 있는 부분의 사이의 열전달률은, 하류 측(Dcd)의 통로군(61a, 61b, 64b, 61c, 64c)을 구성하는 복수의 냉각 통로(62a, 62b, 65b, 62c, 65c)를 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 하류 측(Dcd)의 통로군(61a, 61b, 64b, 61c, 64c)이 형성되어 있는 부분의 사이의 열전달률에 대하여, 거의 동등, 또는 높다.

(5) 제5 양태에 있어서의 트랜지션 피스(50)는,

상기 제1 양태부터 상기 제4양태 중 어느 일 양태의 트랜지션 피스(50)에 있어서, 상기 굽힘 내측판부(60a)가 갖는 상기 복수의 최종 냉각 통로(67a)에 있어서의 상기 상류 측(Dcu)의 부분(67au)의 각 단면적은, 상기 굽힘 내측판부(60a)가 갖는 복수의 상기 최종 냉각 통로(67a)에 있어서의 상기 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)의 어느 단면적보다 작다.

굽힘 내측판부(60a)의 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au)의 단면적은, 이 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)의 단면적보다 작다. 이 때문에, 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au)을 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속은, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)을 흐르는 냉각 공기(Ai)의 유속보다 빠르다. 따라서, 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au)을 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 최종 냉각 통로(67a)의 상류 측(Dcu)의 부분(67au) 둘레의 사이의 열전달률은, 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad)을 흐르는 냉각 공기(Ai)와 트랜지션 피스(50) 중에서 최종 냉각 통로(67a)의 하류 측(Dcd)의 부분(67ad) 둘레의 사이의 열전달률에 대하여, 거의 동등, 또는 높다.

(6) 제6 양태에 있어서의 트랜지션 피스(50)는,

상기 제1 양태부터 상기 제5 양태 중 어느 일 양태의 트랜지션 피스(50)에 있어서, 상기 굽힘 내측판부(60a)의 상기 적어도 하나의 헤더(69a)의 수는, 1이며, 상기 굽힘 외측판부(60b) 및 상기 한 쌍의 측판부(60c)의 상기 적어도 하나의 헤더(69bu, 69bd, 69cu, 69cd)의 수는, 2 이상이다.

이상의 실시형태에 있어서의 연소기는, 예를 들면, 이하와 같이 파악된다.

(7) 제7 양태에 있어서의 연소기(40)는,

상기 제1 양태부터 상기 제6 양태 중 어느 일 양태의 트랜지션 피스(50)와, 상기 연소 가스 유로(49) 내에 연료(F)와 압축 공기(A)를 분출하는 버너(42)를 구비한다.

이상의 실시형태에 있어서의 가스 터빈은, 예를 들면, 이하와 같이 파악된다.

(8) 제8 양태에 있어서의 가스 터빈(10)은,

상기 제7 양태의 연소기(40)와, 공기를 압축하여, 상기 연소기(40)에 압축 공기(A)를 보내는 압축기(20)와, 상기 연소기(40)에서 생성된 연소 가스(G)로 구동되는 터빈(30)과, 중간 케이싱(13)을 구비한다. 상기 압축기(20)는, 로터 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전 가능한 압축기 로터(21)와, 상기 압축기 로터(21)의 외주를 덮는 압축기 케이싱(24)을 갖는다. 상기 터빈(30)은, 상기 로터 축선(Ar)을 중심으로 하여 회전 가능한 터빈 로터(31)와, 상기 터빈 로터(31)의 외주를 덮는 터빈 케이싱(34)을 갖는다. 상기 압축기 로터(21)와 상기 터빈 로터(31)는, 서로 접속되어, 가스 터빈 로터(11)를 이룬다. 상기 압축기 케이싱(24)과 상기 터빈 케이싱(34)은, 상기 중간 케이싱(13)을 개재하여 서로 접속되어 있다. 상기 연소기(40)의 상기 트랜지션 피스(50)는, 상기 굽힘 외측판부(60b)가 상기 가스 터빈 로터(11)와 대향하며, 상기 굽힘 내측판부(60a)가 상기 중간 케이싱(13)과 대향하도록, 상기 중간 케이싱(13) 내에 배치되어 있다.

이상의 실시형태에 있어서의 가스 터빈 설비는, 예를 들면, 이하와 같이 파악된다.

(9) 제9 양태에 있어서의 가스 터빈 설비는,

상기 제8 양태의 가스 터빈(10)과, 상기 압축기(20)로 압축된 공기의 일부를 냉각하는 냉각기(15)와, 상기 냉각기(15)로 냉각된 공기를 승압하여, 승압한 공기를 상기 냉각 매체로 하여, 상기 굽힘 내측판부(60a), 상기 굽힘 외측판부(60b), 및 상기 한 쌍의 측판부(60c)마다 갖는 상기 제1 냉각 통로(62a, 62b, 62c)에 보내는 부스트 압축기(16)를 구비한다.

본 개시의 일 양태에서는, 트랜지션 피스의 내구성을 확보하면서도, 그 제조 코스트를 억제할 수 있다.

10: 가스 터빈
11: 가스 터빈 로터
13: 중간 케이싱
14: 가스 터빈 케이싱
15: 냉각기
16: 부스트 압축기
17: 조절 밸브
18: 추기 라인
19: 냉각 공기 라인
20: 압축기
21: 압축기 로터
22: 로터축
23: 동익렬
24: 압축기 케이싱
25: 정익렬
30: 터빈
31: 터빈 로터
32: 로터축
33: 동익렬
34: 터빈 케이싱
35: 정익렬
40: 연소기
41: 본체
42: 버너
43: 프레임
44: 냉각 공기 재킷
45: 음향 감쇠기
46: 공간 획정부
47: 음향 구멍
48: 음향 커버
49: 연소 가스 유로
50: 트랜지션 피스
51: 합판
52: 외측 판
52o: 외주면
52c: 접합면
53: 긴 홈
54: 내측 판
54i: 내주면
54c: 접합면
55: 통로
60a: 굽힘 내측판부
61a: (굽힘 내측판부의) 제1 통로군
62a: (굽힘 내측판부의) 제1 냉각 통로
63a: (굽힘 내측판부의) 입구
66a: (굽힘 내측판부의) 최종 통로군
67a: (굽힘 내측판부의) 최종 냉각 통로
68a: (굽힘 내측판부의) 출구
67ad: (최종 냉각 통로의) 하류 측의 부분
67au: (최종 냉각 통로의) 상류 측의 부분
69a: (굽힘 내측판부의) 헤더
60b: 굽힘 외측판부
61b: (굽힘 외측판부의) 제1 통로군
62b: (굽힘 외측판부의) 제1 냉각 통로
63b: (굽힘 외측판부의) 입구
64b: (굽힘 외측판부의) 제2 통로군
65b: (굽힘 외측판부의) 제2 냉각 통로
66b: (굽힘 외측판부의) 최종 통로군
67b: (굽힘 외측판부의) 최종 냉각 통로
68b: (굽힘 외측판부의) 출구
69bd: (굽힘 외측판부의) 하류 측 헤더
69bu: (굽힘 외측판부의) 상류 측 헤더
60c: 측판부
61c: (측판부의) 제1 통로군
62c: (측판부의) 제1 냉각 통로
63c: (측판부의) 입구
64c: (측판부의) 제2 통로군
65c: (측판부의) 제2 냉각 통로
66c: (측판부의) 최종 통로군
67c: (측판부의) 최종 냉각 통로
68c: (측판부의) 출구
69cd: (측판부의) 하류 측 헤더
69cu: (측판부의) 상류 측 헤더
Ao: 외기
A: 압축 공기
Ai: 냉각 공기(냉각 매체)
F: 연료
G: 연소 가스
Ar: 로터 축선
Da: 로터 축선 방향
Dau: 로터 축선 상류 측
Dad: 로터 축선 하류 측
Pv: 가상 평면
Ac: 연소기 축선(또는 간단히 축선)
Dca: 연소기 축선 방향(또는 간단히 축선 방향)
Dcu: 상류 측
Dcd: 하류 측
Dcc: 둘레 방향
Dci: 굽힘 내측
Dco: 굽힘 외측

Claims

가상 평면 내에서 구부러져 있는 축선의 둘레에 상기 축선을 따르도록 통상으로 형성되고, 상기 축선이 뻗는 축선 방향의 상류 측으로부터 하류 측으로 연소 가스가 흐르는 연소 가스 유로의 주위를 획정하는 트랜지션 피스에 있어서,
상기 가상 평면과 대향하며, 또한 상기 축선을 사이에 두고 서로 대향하고 있는 한 쌍의 측판부와,
상기 축선을 기준으로 하여, 상기 축선 중에서 상기 상류 측의 부분에 대하여 상기 하류 측의 부분이 구부러져 있는 측인 굽힘 내측에 배치되고, 상기 한 쌍의 측판부의 상기 굽힘 내측의 단에 접속되어 있는 굽힘 내측판부와,
상기 축선을 기준으로 하여, 상기 굽힘 내측과 반대 측의 굽힘 외측에 배치되며, 상기 축선을 사이에 두고 상기 굽힘 내측판부와 대향하고, 상기 한 쌍의 상기 측판부의 상기 굽힘 외측의 단에 접속되어 있는 굽힘 외측판부를 가지며,
상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부의 각각은, 상기 축선 방향으로 뻗고 또한 상기 축선에 대한 둘레 방향으로 나열되어 냉각 매체가 흐르는 복수의 냉각 통로로 구성되는 복수의 통로군과, 상기 둘레 방향으로 뻗어 상기 냉각 매체가 흐르는 적어도 하나의 헤더를 가지며,
상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부마다의 상기 복수의 통로군은, 상기 축선 방향으로 나열되고, 상기 복수의 통로군에 있어서의 상기 축선 방향의 사이에 상기 헤더가 배치되며,
상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부마다의 상기 복수의 통로군은, 상기 복수의 통로군의 사이에 배치된 상기 헤더를 개재하여, 서로 연통되고,
상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부마다의 상기 복수의 통로군 중, 가장 상기 하류 측에 위치하는 제1 통로군을 구성하는 상기 복수의 냉각 통로인 복수의 제1 냉각 통로의 상기 하류 측의 단에는, 상기 냉각 매체가 유입되는 매체 입구가 형성되며,
상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부마다의 상기 복수의 상기 통로군 중, 가장 상기 상류 측에 위치하는 최종 통로군을 구성하는 상기 복수의 냉각 통로인 복수의 최종 냉각 통로의 상기 상류 측의 단에는, 상기 냉각 매체가 유출되는 매체 출구가 형성되고,
상기 굽힘 내측판부의 상기 적어도 하나의 헤더의 수는, 상기 굽힘 외측판부 및 상기 한 쌍의 측판부의 상기 적어도 하나의 헤더의 수보다 적은, 트랜지션 피스.
청구항 1에 있어서,
굽힘 내측판부, 굽힘 외측판부, 및 한 쌍의 측판부의 각부에서는, 상기 헤더에 연통되고 또한 상기 헤더를 기준으로 하여 상기 상류 측의 상기 통로군을 구성하는 복수의 냉각 통로에 있어서의, 단위 둘레 방향 길이당 상기 복수의 냉각 통로의 총단면적인 통로 밀도가, 상기 헤더에 연통되고 또한 상기 헤더를 기준으로 하여 상기 하류 측의 상기 통로군을 구성하는 복수의 냉각 통로에 있어서의, 상기 통로 밀도보다 작은, 트랜지션 피스.
청구항 2에 있어서,
굽힘 내측판부, 굽힘 외측판부, 및 한 쌍의 측판부의 각부에서는, 상기 최종 통로군에 있어서의 상기 통로 밀도가, 상기 최종 통로군이 연통되는 상기 헤더의 하류 측에 위치하는 통로군에 있어서의 상기 통로 밀도의 25% 내지 45%인, 트랜지션 피스.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
굽힘 내측판부, 굽힘 외측판부, 및 한 쌍의 측판부의 각부에서는, 상기 헤더에 연통되고 또한 상기 헤더를 기준으로 하여 상기 상류 측의 상기 통로군을 구성하는 복수의 냉각 통로의 수가, 상기 헤더에 연통되고 또한 상기 헤더를 기준으로 하여 상기 하류 측의 상기 통로군을 구성하는 복수의 냉각 통로의 수보다 적은, 트랜지션 피스.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 굽힘 내측판부가 갖는 상기 복수의 최종 냉각 통로에 있어서의 상기 상류 측의 부분의 각 단면적은, 상기 굽힘 내측판부가 갖는 복수의 상기 최종 냉각 통로에 있어서의 상기 하류 측의 부분의 어느 단면적보다 작은, 트랜지션 피스.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 굽힘 내측판부의 상기 적어도 하나의 헤더의 수는, 1이며,
상기 굽힘 외측판부 및 상기 한 쌍의 측판부의 상기 적어도 하나의 헤더의 수는, 2 이상인, 트랜지션 피스.
청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 트랜지션 피스와,
상기 연소 가스 유로 내에 연료와 압축 공기를 분출하는 버너를 구비하는 연소기.
청구항 7에 기재된 연소기와,
공기를 압축하여, 상기 연소기에 압축 공기를 보내는 압축기와,
상기 연소기에서 생성된 연소 가스로 구동되는 터빈과,
중간 케이싱을 구비하고,
상기 압축기는, 로터 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 압축기 로터와, 상기 압축기 로터의 외주를 덮는 압축기 케이싱을 가지며,
상기 터빈은, 상기 로터 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 터빈 로터와, 상기 터빈 로터의 외주를 덮는 터빈 케이싱을 갖고,
상기 압축기 로터와 상기 터빈 로터는, 서로 접속되어, 가스 터빈 로터를 이루며,
상기 압축기 케이싱과 상기 터빈 케이싱은, 상기 중간 케이싱을 개재하여 서로 접속되고,
상기 연소기의 상기 트랜지션 피스는, 상기 굽힘 외측판부가 상기 가스 터빈 로터와 대향하고, 상기 굽힘 내측판부가 상기 중간 케이싱과 대향하도록, 상기 중간 케이싱 내에 배치되어 있는, 가스 터빈.
청구항 8에 기재된 가스 터빈과,
상기 압축기로 압축된 공기의 일부를 냉각하는 냉각기와,
상기 냉각기로 냉각된 공기를 승압하여, 승압한 공기를 상기 냉각 매체로 하여, 상기 굽힘 내측판부, 상기 굽힘 외측판부, 및 상기 한 쌍의 측판부마다 갖는 상기 제1 냉각 통로에 보내는 부스트 압축기를 구비하는 가스 터빈 설비.