KR101842745B1 - 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트랜지션피스의 후단에 플랜지부와 베이스부 및 오목부를 형성하고, 터빈의 선단에 돌출부를 형성하여 별도의 실링부재 없이 트랜지션피스와 터빈을 결합하면서 실링기능을 수행하여 조립비용을 절감하고, 플랜지부에 형성된 관통홈부을 통해 트랜지션피스의 외부를 유동하는 쿨링에어로 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단을 냉각하여 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단이 핫가스에 의해 열변형 되는 것을 최소화하며, 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스가 결합부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치에 관한 것이다.

Description

가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치{Connecting device of transition piece and turbine of gas turbine}
본 발명은 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 트랜지션피스의 후단에 플랜지부와 베이스부 및 오목부를 형성하고, 터빈의 선단에 돌출부를 형성하여 별도의 실링부재 없이 트랜지션피스와 터빈을 결합하고, 플랜지부에 형성된 관통홈부를 통해 트랜지션피스의 외부를 유동하는 쿨링에어로 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단을 냉각하고, 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스가 유입되는 것을 방지함과 동시에 실링기능을 수행할 수 있는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치에 관한 것이다.
일반적으로 발전용 가스터빈은 축으로 연결되어 터빈에 의해 구동되는 압축기를 구비한다.
압축기 내부로 주위 공기가 유입되어 압축된다.
압축기에서 압축되는 압축공기가 연소시스템으로 유입되는데, 이러한 연소시스템은 1개 또는 다수의 연소기와 연소기 내부에 연료를 분사하는 연료노즐을 구비한다.
연소기에서 연료노즐을 통해 유입되는 연료와 압축공기가 함께 연소되고, 이에 따라 고온의 압축가스가 생성된다.
연소기에서 만들어지는 고온의 압축가스는 터빈으로 유입된다.
터빈으로 유입된 고온의 압축가스가 팽창하면서 터빈과 연결된 로터를 회전시켜 발전하게 되고, 터빈에서 생선되는 팽창가스는 외부로 방출되거나 열병합 발전시설을 거쳐 외부로 배출되게 된다.
일반적으로 가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기는 셀 형태로 형성되는 케이싱내에 다수가 배열되고, 각각의 연소기는 연료를 연소시켜 고온의 압축가스를 생성하는 연소부와 연소부에서 생성된 고온의 압축가스를 터빈으로 유도하는 트랜지션피스(transition piece, 전이피스)로 구성된다.
연소부는 브라켓 등에 의해 케이싱에 고정 지지되고, 트랜지션피스의 후단부가 터빈의 선단부와 결합된다.
일반적으로 트랜지션피스의 후단부와 터빈의 선단부 사이에 압축공기가 유출되는 것을 방지하기 위해 실링부재가 추가로 설치된다.
이처럼, 종래 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합부는 단순히 실링부재 등을 통해 터빈의 선단부에 볼트, 또는 용접등에 의해 결합 지지되었다.
이처럼, 종래 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 별도의 실링부재를 추가로 설치해야 함에 따라 트랜지션피스와 터빈의 조립비용과 조립시간이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 종래 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 트랜지션피스와 터빈의 결합부를 냉각하기 위한 냉각수단이 없거나 이를 위해 별도의 냉각수단을 설치해야 함에 따라 트랜지션피스와 터빈의 조립비용과 조립시간이 증가되는 문제점이 있었다.
더욱이, 연소부에서 생성된 고온의 압축가스가 트랜지션피스를 통과하여 터빈으로 유동하는 동안에 고온의 압축가스에 의해 트랜지션피스가 열팽창하게 되는 경우에 능동적으로 대응할 수 없는 문제점이 있었다.
게다가, 종래 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 열팽창에 의해 신축하면서 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단이 이격됨에 따라 고온의 압축가스가 유출될 수 있는 문제점이 있었다.
한편, 종래 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 열팽창에 의해 트랜지션피스와 터빈의 연결부위의 부품이 파손되고, 이에 따라 유지보수 비용이 증가하는 문제점이 있었다.
대한민국 특허공개공보 제10-2010-0074108호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 트랜지션피스의 후단에 플랜지부와 베이스부 및 오목부를 형성하고, 터빈의 선단에 돌출부를 형성하여 별도의 실링부재 없이 트랜지션피스와 터빈을 결합하면서 실링기능을 수행하여 조립비용을 절감하고, 플랜지부에 형성된 관통홈부를 통해 트랜지션피스의 외부를 유동하는 쿨링에어로 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단을 냉각하여 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단이 핫가스에 의해 열변형 되는 것을 최소화하며, 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스가 결합부로 유입되는 것을 방지할 수 있는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 케이싱에 의해 고정 지지되고, 연료가 연소되는 연소기; 상기 연소기에서 생성된 압축가스를 유동시키기 위한 트랜지션피스; 상기 트랜지션피스의 후단에 설치되는 터빈; 및 상기 트랜지션피스의 후단과 상기 터빈의 선단을 결합시키는 결합부;를 포함하되, 상기 결합부는 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 플랜지부; 상기 플랜지부에 대해 반경방향을 따라 이격되고, 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 베이스부; 상기 터빈의 선단에서 상기 트랜지션피스의 후단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 돌출부; 상기 플랜지부와 상기 베이스부 사이에 형성되어 상기 돌출부가 삽입되는 오목부; 및 상기 플랜지부의 일부에 반경방향을 따라 상기 플랜지부를 관통하여 형성되는 관통홈부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 다른 실시예에서, 결합부의 관통홈부는 축방향에 대해 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 다른 실시예에서, 결합부의 오목부의 선단은 소정의 곡률을 갖도록 라운드지게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 다른 실시예에서, 결합부의 관통홈부는 오목부의 선단의 곡률과 접선을 이루도록 축방향에 대해 경사지면서 상기 플랜지부를 관통하여 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 다른 실시예에서, 결합부의 베이스부는 상기 베이스부의 상부면에 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 가이드홈부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 다른 실시예에서, 결합부의 상기 플랜지부는 상기 플랜지부의 하부면에 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 유동홈부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 다른 실시예에서, 결합부의 상기 오목부의 반경방향 길이는 상기 돌출부의 반경방향 길이보다 길게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 다른 실시예에서, 결합부의 상기 오목부의 축방향 길이는 상기 돌출부의 축방향 길이보다 길게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 다른 실시예에서, 결합부의 상기 베이스부의 상부면은 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 하향 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 다른 실시예에서, 결합부의 상기 플랜지부의 하부면은 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 상향 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 다른 실시예에서, 결합부의 상기 베이스부의 상부면의 후단은 소정의 곡률을 갖도록 라운드지게 형성될 수 있다.
본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 트랜지션피스의 후단에 플랜지부와 베이스부 및 오목부를 형성하고, 터빈의 선단에 돌출부를 형성하여 별도의 실링부재 없이 트랜지션피스와 터빈을 결합하면서 실링기능을 수행하여 트랜지션피스와 터빈의 조립비용 및 조립시간을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 플랜지부에 형성된 관통홈부을 통해 트랜지션피스의 외부를 유동하는 쿨링에어로 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단을 냉각하여 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단이 핫가스에 의해 열변형 되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 관통홈부가 소정의 곡률을 갖도록 라운드지게 형성되는 오목부의 선단에 대해 접섭을 이루도록 축방향에 대해 경사지게 형성됨에 따라, 트랜지션피스의 외부를 유동하는 쿨링에어가 관통홈부을 통해 유입된 후에 오목부의 내부를 유동할 때에 쿨링에어가 감압되는 것을 방지하여 쿨링에어의 유동을 원활하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
게다가, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 관통홈부을 통해 유입되는 쿨링에어에 의해 트랜지션피스와 터빈이 열변형 되는 것을 최소화함에 따라 압축가스가 누출되는 것을 방지하여 터빈의 효율을 증가시키고, 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 쿨링에어에 의해 트랜지션피스의 후단과와 터빈의 선단을 냉각하고, 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스가 결합부로 유입되는 것을 방지하여 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단의 열변형에 의해 구성부품이 파손되는 것을 방지하여 가스터빈의 트랜지션피스 지지장치의 유지보수 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치가 적용된 상태의 개념도를 나타낸다.
도 2는 도 1의 A부분의 상세도를 나타낸다.
도 3은 도 2의 B-B선에 의한 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 상세도를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 부호를 가지도록 하고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치가 적용된 상태의 개념도를 나타내고, 도 2는 도 1의 A부분의 상세도를 나타낸다. 도 3은 도 2의 B-B선에 의한 단면도를 나타내고, 도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 상세도를 나타낸다.
이하에서 사용하는 용어의 정의는 다음과 같다. "축방향"이라 함은 터빈의 로터와 같은 회전축의 길이방향을 의미하고, "반경방향"이라 함은 회전축의 중심에서 회전축의 외주면으로 향하는 방향 및 그 역방향을 의미한다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치를 설명한다. 도 1 내지 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 연소기(100), 트랜지션피스(200), 터빈(300), 및 결합부(400)로 이루어진다.
연소기(100)는 케이싱(2)에 고정 지지되고, 연소기(100)의 내부 연소실에서 노즐을 통해 유입된 연료와 압축기를 통해 유입된 압축공기가 혼합된 상태에서 연소된다.
트랜지션피스(transition piece, 200)가 연소기(100)에서 생성된 고온의 압축가스를 터빈으로 유도하기 위해 연소기(100)의 후단, 즉 터빈(300)과 인접한 연소기(100)의 후단에 설치된다. 트랜지션피스(200)를 통해 연소실(100)에 연소된 고온의 압축가스(도 2 및 도 4에서 hot gas)가 터빈(300)으로 유도된다.
터빈(300)은 트랜지션피스의 후단(220)에 설치된다. 터빈(300)으로 연소기(100)에서 생성되는어지는 고온의 압축가스(도 2 및 도 4에서 hot gas)는 터빈으로 유입된다.
이러한, 연소를 통해 생성된 고온의 가스가 터빈으로 유입되어 터빈의 로터를 회전시키고, 로터에 연결되어 발전기가 가동되게 된다.
터빈(300)으로 유입된 고온의 압축가스가 팽창하면서 터빈(300)과 연결된 로터를 회전시켜 발전하게 되고, 터빈(300)에서 생선되는 팽창가스는 외부로 방출되거나 열병합 발전시설을 거쳐 외부로 배출되게 된다.
결합부(400)가 트랜지션피스의 후단(220)과 터빈의 선단(310)을 결합시킨다.
도 2 및 도 4에 도시된 것처럼, 결합부(400)는 플랜지부(410), 베이스부(420), 돌출부(430), 오목부(440), 및 관통홈부(450)로 이루어진다.
플랜지부(410)가 트랜지션피스의 후단(220)에서 터빈의 선단(310)을 으로 축방향을 따라 연장 형성된다.
베이스부(420)가 플랜지부(410)에 대해 반경방향을 따라 이격되고, 트랜지션피스의 후단(220)에서 터빈의 선단(310)으로 축방향을 따라 연장 형성된다.
돌출부(430)가 터빈의 선단(310)에서 트랜지션피스의 후단(220)으로 축방향을 따라 연장 형성된다.
오목부(440)가 돌출부(430)에 대응하도록 플랜지부(410)와 베이스부(420) 사이에 형성된다.
이에 따라, 돌출부(430)가 오목부(440)에 삽입 결합된다.
관통홈부(450)가 플랜지부(410)의 일부에 반경방향을 따라 플랜지부(410)를 관통하여 형성된다.
이처럼, 본 발명에 의한 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치는 트랜지션피스의 후단에 플랜지부와 베이스부 및 오목부를 형성하고, 터빈의 선단에 돌출부를 형성하여 별도의 실링부재 없이 트랜지션피스와 터빈을 결합함에 따라 트랜지션피스와 터빈의 조립비용 및 조립시간을 절감하고, 트랜지션피스와 터빈의 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
도 2 및 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 결합부(400)의 관통홈부(450)는 축방향에 대해 경사지게 형성된다.
또한, 도 2 및 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 결합부(400)의 오목부의 선단(421)은 소정의 곡률을 갖도록 라운드지게 형성된다.
또한, 도 2 및 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 결합부(400)의 관통홈부(450)는 오목부의 선단(421)의 곡률과 접선을 이루도록 축방향에 대해 경사지면서 플랜지부(410)를 관통하여 형성된다.
일반적으로 트랜지션피스의 외부를 유동하는 쿨링에어(cooling air)는 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스(hot gas)보다 고압으로 유동한다.
이에 따라, 관통홈부(450)로 유입되는 쿨링에어는 압력차에 의해 결합부(400)의 외부로 배출되도록 유동하게 된다.
이처럼, 관통홈부(450)로 유입되는 쿨링에어가 와류 등에 의해 감압되게 되는 경우에는, 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스가 결합부읜 내부로 유입될 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 결합부(400)의 관통홈부(450)는 오목부의 선단(421)의 곡률과 접선을 이루도록 축방향에 대해 경사지면서 플랜지부(410)를 관통하여 형성됨에 따라, 트랜지션피스의 외부를 유동하는 쿨링에어(cooling air)가 관통홈부(450)를 통해 오목부(440)로 유입될때에, 와류(vortex) 등에 의해 쿨링에어가 감압되는 것을 방지하고, 쿨링에어가 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스(hot gas)와의 압력차에 의해 결합부(400)의 외부로 원활하게 유동할 수 있다.
또한, 관통홈부(450)로 유입되는 쿨링에어의 감압방지에 따라 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스가 결합부(400)의 내부, 즉 오목부(440)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
도 3에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 베이스부(420)는 베이스부(420)의 상부면에 트랜지션피스(200)의 후단에서 터빈(300)의 선단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 가이드홈부(423)를 포함한다.
또한, 도 3에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 플랜지부(410)는 플랜지부의 하부면(412)에 트랜지션피스(200)의 후단에서 터빈(300)의 선단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 유동홈부(411)를 더 포함한다.
이처럼, 가이드홈부(423)와 유동홈부(411)가 형성됨에 따라, 관통홈부(450)와, 오목부(440) 내부에서 가이드홈부(423)와 유동홈부(411)에 의해 쿨링에어가 유동되는 1개의 유동채널이 형성된다.
즉, 도 2에 도시된 것처럼, 관통홈부(450)가 오목부의 선단(421)의 곡률과 접선을 이루도록 축방향에 대해 경사지면서 플랜지부(410)를 관통하여 형성되어, 쿨링에어(cooling air)가 기존의 압력을 유지하면서 관통홈부(450)를 통해 오목부(440)로 유입된다.
이후, 오목부의 선단(421)의 라운드면을 따라 원활하게 유동된다.
플랜지부(410)의 후단과 터빈의 선단(310) 사이의 이격된 틈으로 쿨링에어가 오목부(440)의 내부로 추가로 유입될 수 있다.
플랜지부(410)의 후단과 터빈의 선단(310) 사이의 이격된 틈으로 유입된 쿨링에어는 유동홈부(411)를 따라 오목부의 선단(421)까지 이동하고, 관통홈부(450)를 통해 유입된 쿨링에어와 합쳐지게 된다.
오목부의 선단(421)의 라운드면을 따라 유동되는 쿨링에어는 가이드홈부(423)를 따라 유동하게 된다.
이후에, 베이스부(420)와 터빈의 선단과 이격된 틈을 따라 결합부(400)를 외부, 즉 트랜지션피스의 내부로 배출된다.
이때에 쿨링에어의 압력이 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스의 압력보다 고압으로 배출됨에 따라 핫가스가 결합부(400)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 쿨링에어가 1개의 유동채널을 통해 유동하면서 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단을 냉각하고, 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스가 결합부의 내부로 유입되는 것을 차단하여 트랜지션피스와 터빈이 열팽창에 의해 변형되는 것을 최소화할 수 있다.
도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 결합부(400)의 오목부(440)의 반경방향 길이(H)는 돌출부(430)의 반경방향 길이(h) 보다 길게 형성된다.
또한, 도 2에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 결합부(400)의 오목부(440)의 축방향 길이(L)는 돌출부(430)의 축방향 길이(l) 보다 길게 형성된다.
도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈으 결합장치의 결합부(400)의 베이스부의 상부면의 후단(422)은 소정의 곡률을 갖도록 라운드지게 형성된다.
관통홈부(450)와, 오목부(440)의 반경방향 길이(H)가 돌출부(430)의 반경방향 길이(h) 보다 길게 형성됨에 따라 형성되는 반경방향의 이격된 틈, 및 오목부(440)의 축방향 길이(L)가 돌출부(430)의 축방향 길이(l) 보다 길게 형성됨에 따라 형성되는 축방향의 이격된 틈에 의해 쿨링에어(cooling air)가 유동되는 1개의 유동채널이 형성된다.
즉, 쿨링에어(cooling air)가 관통홈부(450)를 통해 오목부(440)로 유입된다.
이후, 쿨링에어가 오목부(440)의 축방향 길이(L)가 돌출부(430)의 축방향 길이(l) 보다 길게 형성됨에 따라 형성도는 축방향의 이격된 틈으로 유동된다.
이때에, 오목부의 선단(421)이 소정의 곡률을 갖도록 라운드지게 형성됨에 따라 오목부(440)의 반경방향 길이(H)가 돌출부(430)의 반경방향 길이(h) 보다 길게 형성됨에 따라 형성되는 반경방향의 이격된 틈으로 원활하게 유동될 수 있다.
이후에, 쿨링에어가 오목부(440)의 반경방향 길이(H)가 돌출부(430)의 반경방향 길이(h) 보다 길게 형성됨에 따라 형성되는 반경방향의 이격된 틈을 따라 트랜지션피스의 후단에서 터빈의 선단 방향으로 베이스부의 상부면을 따라 쿨링에어가 유동된다.
이처럼, 관통홈부(450)와, 오목부(440)의 반경방향 길이(H)가 돌출부(430)의 반경방향 길이(h) 보다 길게 형성되고, 오목부(440)의 축방향 길이(L)는 돌출부(430)의 축방향 길이(l) 보다 길게 형성됨에 따라, 별도의 가이드홈부(423)와 유동홈부(411)가 없어도 트랜지션피스의 외부를 유동하는 쿨링에어가 관통홈부(450)를 통해 오목부(440)의 내부로 유입되어 결합부(400)의 외부로 유동할 수 있는 유동채널이 형성된다.
또한, 베이스부의 상부면의 후단(422)이 라운드지게 형성됨에 따라 쿨링에어가 베이스부의 상부면의 후단(422)의 라운드면을 따라 유동채널 외부, 즉 결합부(400)의 외부인 트랜지션피스의 내부로 원활하게 배출될 수 있다.
따라서, 쿨링에어가 1개의 유동채널을 통해 유동하면서 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단을 냉각하고, 트랜지션피스의 내부를 유동하는 핫가스가 결합부의 내부로 유입되는 것을 차단하여 트랜지션피스와 터빈이 열팽창에 의해 변형되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 트랜지션피스와 터빈이 열변형 되는 것을 최소화함에 따라 압축가스가 누출되는 것을 방지하여 터빈의 효율을 증가시킬 수 있다.
도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 결합부(400)의 베이스부(420)의 상부면은 트랜지션피스의 후단(220)에서 터빈의 선단(310)으로 축방향을 따라 하향 경사지게 형성된다.
또한, 도 4에 도시된 것처럼, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 결합부(400)의 플랜지부의 하부면(412)은 트랜지션피스의 후단(220)에서 터빈의 선단(310)으로 축방향을 따라 상향 경사지게 형성된다.
이처럼, 베이스부(420)의 상부면이 트랜지션피스의 후단(220)에서 터빈의 선단(310)으로 축방향을 따라 하향 경사지게 형성되고, 플랜지부(410)의 하부면(412)은 트랜지션피스의 후단(220)에서 터빈의 선단(310)으로 축방향을 따라 하향 경사지게 형성됨에 따라, 관통홈부(450)를 통해 유입되는 쿨링에어가 상술한 유동채널을 통해 더욱 원활하고 신속하게 유동될 수 있다.
또한, 쿨링에어의 원활하고 신속한 유동에 의해 핫가스가 결합부의 내부로 유입되는 것을 차단함과 동시에 트랜지션피스의 후단과 터빈의 선단의 냉각효과를 극대화하여 트랜지션피스와 터빈이 열에 의해 변형되는 것을 최소화할 수 있다.
도면에 도시되지는 않았지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치의 결합부(400)의 플랜지부(410), 돌출부((430), 및 오목부(440)는 트랜지션피스와 터빈의 크기 등에 따라 서로 동일한 개수를 갖도록 복수개로 형성될 수 있다.
이처럼, 결합부(400)의 플랜지부(410), 돌출부((430), 및 오목부(440)가 복수개로 형성되는 경우에, 관통홈부(450)는 복수개의 플랜지부(410) 중에서 반경방향을 따라 최상측에 형성되는 플랜지부(410)의 일부에 반경방향을 따라 최상측에 형성되는 플랜지부(410)를 관통하여 형성된다.
즉, 결합부(400)의 플랜지부(410), 돌출부((430), 및 오목부(440) 동일한 개수로 복수개 형성되는 경우에도, 관통홈부(450)가 반경방향 최상측에 형성되는 플랜지부(410)의 일부에 관통형성됨에 따라, 유동채널로 쿨링에어가 용이하게 유입될 수 있다.
이처럼, 쿨링에어(cooling air)가 관통홈부(450)를 통해 유동채널 내부로 유입되고, 유동채널을 따라 유동함에 따라, 트랜지션피스와 터빈의 냉각성능이 향상되고, 트랜지션피스와 터빈의 열팽창에 따른 구성부품이 파손되는 것을 방지하여 트랜지션피스와 터빈의 연결장치의 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 변형예와 상기에서 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 첨부된 청구항의 범주내에 속하는 다른 실시예로 확장될 수 있다.
2 : 케이싱, 100 ; 연소기,
200 : 트랜지션피스, 220 : 트랜지션피스 후단,
300 : 터빈, 310 : 터빈의 선단,
400 : 결합부, 410 : 플랜지부,
411 ; 유동홈부, 412 : 플랜지부의 하부면,
420 : 베이스부, 421 : 오목부의 선단,
422 : 베이스부의 상부면 후단, 423 : 가이드홈부,
430 : 돌출부, 440 : 오목부,
450 : 관통홈부.

Claims (11)

  1. 케이싱에 의해 고정 지지되고, 연료가 연소되는 연소기;
    상기 연소기에서 생성된 압축가스를 유동시키기 위한 트랜지션피스;
    상기 트랜지션피스의 후단에 설치되는 터빈; 및
    상기 트랜지션피스의 후단과 상기 터빈의 선단을 결합시키는 결합부;를 포함하되,
    상기 결합부는,
    상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 플랜지부;
    상기 플랜지부에 대해 반경방향을 따라 이격되고, 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 베이스부;
    상기 터빈의 선단에서 상기 트랜지션피스의 후단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 돌출부;
    상기 플랜지부와 상기 베이스부 사이에 형성되어 상기 돌출부가 삽입되는 오목부; 및
    상기 플랜지부의 일부에 반경방향을 따라 상기 플랜지부를 관통하여 형성되는 관통홈부;를 포함하되,
    상기 베이스부의 상부면은 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 하향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관통홈부는 축방향에 대해 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오목부의 선단은 소정의 곡률을 갖도록 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 관통홈부는 상기 오목부의 선단의 곡률과 접선을 이루도록 축방향에 대해 경사지면서 상기 플랜지부를 관통하여 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 베이스부는,
    상기 베이스부의 상부면에 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 가이드홈부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 플랜지부는,
    상기 플랜지부의 하부면에 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 연장 형성되는 유동홈부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 오목부의 반경방향 길이는 상기 돌출부의 반경방향 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 오목부의 축방향 길이는 상기 돌출부의 축방향 길이보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 플랜지부의 하부면은 상기 트랜지션피스의 후단에서 상기 터빈의 선단으로 축방향을 따라 상향 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 베이스부의 상부면의 후단은 소정의 곡률을 갖도록 라운드지게 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈의 트랜지션피스와 터빈의 결합장치.



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