KR102363311B1 - 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 연료를 주입하기 위한 연료주입기; 내측이 연소 챔버와 접하며 외측으로 압축공기가 유동되는 유로를 형성하는 라이너; 및 라이너와 연결되어 연료주입기로부터 공급된 연료를 압축공기와 혼합하여 분출시키기 위한 노즐부;를 포함하며, 노즐부는 연소 챔버의 연소 가스가 그 내부로 유입되지 않도록 압축공기의 일부를 연소 챔버와 대향하는 면으로 배출시키는 것을 특징으로 하는 연소기가 제공된다.
이에 의하면, 갭을 통해 노즐부로 연소 가스가 유입되는 것을 차단하여 노즐부의 내구성을 보존할 수 있는 장점이 있다.

Description

연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 {Combustor and gas turbine comprising the same}

본 발명은 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다.

가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다.

일반적으로 가스 터빈은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 압축기는 외부 공기를 흡입하여 압축한 후 연소기로 전달한다. 압축기에서 압축된 공기는 고압 및 고온의 상태가 된다. 연소기는 압축기로부터 유입된 압축 공기와 연료를 혼합해서 연소시킨다. 연소로 인해 발생된 연소 가스는 터빈으로 배출된다. 연소 가스에 의해 터빈 내부의 터빈 블레이드가 회전하게 되며, 이를 통해 동력이 발생된다. 발생된 동력은 발전, 기계 장치의 구동 등 다양한 분야에 사용된다.

연소기에는 연소 챔버에서 만들어진 고온의 연소 가스를 터빈까지 전달하기 위한 연소 덕트 조립체가 마련된다. 연소 덕트 조립체는 상측에 노즐부와 헤드부가 설치되는 라이너와, 라이너와 연결되어 발생된 연소 가스를 터빈측으로 안내하기 위한 트랜지션 피스로 이루어진다.

이때 헤드부는 엔드플레이트를 통해 지지되는 복수의 연료주입기를 포함하고, 노즐부는 노즐 케이싱, 노즐 슈라우드 등을 통해 지지되는 복수의 노즐을 포함한다.

그런데 노즐부는 그 대향하는 면이 고온 환경의 연소 챔버에 항시 노출되어 있어 미세한 갭을 통해 연소 가스 중 일부가 내부로 유입될 경우, 그 내구성이 저하되는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2006-0087872호 (명칭: 압축기 내부 공기의 냉각 장치를 구비한 가스 터빈 장치)

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 노즐부로 연소 가스가 유입되는 것을 차단할 수 있는 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기는 연료주입기, 라이너, 노즐부를 포함한다. 연소기는 연료주입기를 통해 연료를 주입한다. 라이너는 내측이 연소 챔버와 접하는 이너 라이너, 이너 라이너와 이격되어 이너 라이너의 외측을 감싸는 아우터 라이너를 구비한다. 이너 라이너와 아우터 라이너의 사이에는 압축공기가 유동되는 냉각 유로(C)가 형성된다. 노즐부는 라이너와 연결되어 연료주입기로부터 공급된 연료를 압축공기와 혼합하여 분출시킨다. 노즐부는 노즐, 노즐 슈라우드, 노즐 케이싱, 노즐캡, 바이패스관을 포함한다. 노즐은 연료주입기 단부에 설치된다. 노즐 슈라우드는 노즐의 외측에 설치되어 압축공기를 연료와 혼합시키되 노즐보다 길게 형성되어 노즐의 단부를 내측에 은닉시키며, 관 형상이다. 노즐 케이싱은 노즐 슈라우드를 지지하기 위해 외측 둘레에 복수의 고정브라켓을 개재하여 연소기 케이싱 내측에 방사상으로 결합되되 일측에 공기도입홀이 형성되고 타측이 개방된다. 노즐캡은 노즐 케이싱의 타측과 노즐 슈라우드 사이에 설치되며, 공기도입홀로 유입된 압축 공기를 배출시키도록 복수의 타공홀이 형성될 수 있다. 바이패스관은 노즐캡과 노즐 슈라우드 사이에 설치되어 노즐 슈라우드의 외측으로 이격된 링 형상의 갭을 형성시키며, 공기도입홀로 유입된 압축 공기 중 일부를 갭으로 유출시키는 바이패스홀이 형성되며, 환형으로 형성될 수 있다. 노즐캡은 노즐 케이싱의 타측 내부에 홀더를 개재하여 고정되며, 연소 챔버와 대향하는 판면 전체에 복수의 타공홀이 형성될 수 있다. 바이패스관은 노즐캡의 내측에 지지되고, 내측 단이 노즐 슈라우드의 전방 측에 연결되어 폐쇄되며, 외측 단이 개방되어 갭을 연소 챔버와 연통시킬 수 있다. 바이패스홀은 바이패스관의 원주 방향으로 복수로 형성되고, 바이패스관의 길이방향에 대해 경사지도록 형성될 수 있다. 노즐 케이싱은 그 외측 둘레에 스프링 시일을 개재하여 이너 라이너의 내측에 압입될 수 있다. 공기도입홀은 노즐 케이싱의 원주 방향으로 복수개가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈은 압축기, 연소기, 터빈을 포함한다. 압축기는 공기를 압축시킨다. 연소기는 압축기로부터 압축공기를 유입받아 연료와 혼합하여 연소시킨다. 터빈은 연소기에서 연소된 가스에 의해 회전하여 동력을 발생시킨다. 연소기는 연료주입기, 라이너, 노즐부를 포함한다. 연소기는 연료주입기를 통해 연료를 주입한다. 라이너는 내측이 연소 챔버와 접하는 이너 라이너, 이너 라이너와 이격되어 이너 라이너의 외측을 감싸는 아우터 라이너를 구비한다. 이너 라이너와 아우터 라이너의 사이에는 압축공기가 유동되는 냉각 유로(C)가 형성된다. 노즐부는 라이너와 연결되어 연료주입기로부터 공급된 연료를 압축공기와 혼합하여 분출시킨다. 노즐부는 노즐, 노즐 슈라우드, 노즐 케이싱, 노즐캡, 바이패스관을 포함한다. 노즐은 연료주입기 단부에 설치된다. 노즐 슈라우드는 노즐의 외측에 설치되어 압축공기를 연료와 혼합시키되 노즐보다 길게 형성되어 노즐의 단부를 내측에 은닉시키며, 관 형상이다. 노즐 케이싱은 노즐 슈라우드를 지지하기 위해 외측 둘레에 복수의 고정브라켓을 개재하여 연소기 케이싱 내측에 방사상으로 결합되되 일측에 공기도입홀이 형성되고 타측이 개방된다. 노즐캡은 노즐 케이싱의 타측과 노즐 슈라우드 사이에 설치되며, 공기도입홀로 유입된 압축 공기를 배출시키도록 복수의 타공홀이 형성될 수 있다. 바이패스관은 노즐캡과 노즐 슈라우드 사이에 설치되어 노즐 슈라우드의 외측으로 이격된 링 형상의 갭을 형성시키며, 공기도입홀로 유입된 압축 공기 중 일부를 갭으로 유출시키는 바이패스홀이 형성되며, 환형으로 형성될 수 있다. 노즐캡은 노즐 케이싱의 타측 내부에 홀더를 개재하여 고정되며, 연소 챔버와 대향하는 판면 전체에 복수의 타공홀이 형성될 수 있다. 바이패스관은 노즐캡의 내측에 지지되고, 내측 단이 노즐 슈라우드의 전방 측에 연결되어 폐쇄되며, 외측 단이 개방되어 갭을 연소 챔버와 연통시킬 수 있다. 바이패스홀은 바이패스관의 원주 방향으로 복수로 형성되고, 바이패스관의 길이방향에 대해 경사지도록 형성될 수 있다. 노즐 케이싱은 그 외측 둘레에 스프링 시일을 개재하여 이너 라이너의 내측에 압입될 수 있다. 공기도입홀은 노즐 케이싱의 원주 방향으로 복수개가 형성될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈에 의하면, 갭을 통해 노즐부로 연소 가스가 유입되는 것을 차단하여 노즐부의 내구성을 보존할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부를 보인 도면이다.
도 2는 도 1의 연소기의 단면을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 요부를 입체적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 'A'를 확대해서 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 노즐부 외형을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 'B'를 확대해서 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 연소기 작동 상태를 나타낸 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부를 보인 도면이고, 도 2는 도 1의 연소기의 단면을 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 가스 터빈(1000)의 압축기(1100)는 공기를 흡입하여 압축하는 역할을 하며, 연소기(1200)에 연소용 공기를 공급하는 한편 가스 터빈(1000)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급하는 것이 주된 역할이다. 흡입된 공기는 압축기(1100)에서 단열압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(1100)를 통과하는 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다. 도 1과 같은 대형 가스 터빈(1000)에서의 압축기(1100)는 다단 축류 압축기로 구성되어 각 단을 거치면서 목표로 하는 압축비까지 대량의 공기를 압축한다.

그리고 연소기(1200)는 압축기(1100)의 출구로부터 공급되는 압축공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소 가스를 만들어 낸다. 연소기(1200)는 압축기(1100)의 하류에 배치되며, 환형을 이루는 연소기 케이싱(1210)을 따라 복수 개의 헤드부(1220)가 배치된다. 각 헤드부(1220)에는 엔드플레이트(1221)를 통해 지지되는 복수의 연료주입기(1222)가 구비되며, 이 연료주입기(1222)로 공급되는 연료가 공기와 적절한 비율로 혼합되어 연소에 적합한 상태를 이루게 된다.

가스 터빈(1000)에는 가스 연료와 액체 연료, 또는 이들이 조합된 복합 연료가 사용될 수 있다. 법적 규제의 대상이 되는 일산화탄소와 질소산화물 등의 배출가스 양을 저감하기 위한 연소 환경을 만드는 것이 중요한데, 연소 제어가 상대적으로 어렵기는 하지만 연소온도를 낮추고 균일한 연소를 만들어 배출가스를 줄일 수 있다는 장점이 있어 근래에는 예혼합 연소(pre-mixed combustion)가 많이 적용된다.

예혼합 연소의 경우에는 압축공기가 연료주입기(1222)에서 분사되는 연료와 혼합된 후 연소 챔버(1240) 안으로 들어간다. 예혼합 가스의 최초 점화는 점화기를 이용하여 이루어지며, 이후 연소가 안정되면 연료와 공기를 공급하는 것으로 연소는 유지된다.

연소기(1200)는 가스 터빈(1000)에서 가장 고온 환경을 이루기 때문에 적절한 냉각이 필요하다. 특히 가스 터빈(1000)에 있어서는 터빈 입구 온도(Turbine Inlet Temperature, TIT)가 매우 중요하게 취급되는데, 일반적으로 터빈 입구 온도가 높을수록 가스 터빈(1000)의 효율이 증가하기 때문이다. 또한, 터빈 입구 온도가 높을수록 가스 터빈 복합 발전에도 유리하다. 이 때문에 가스 터빈(1000)의 등급을 분류할 때도 터빈 입구 온도를 기준으로 한다.

터빈 입구 온도를 올리기 위해서는 결국 연소 가스의 온도를 상승시켜야 하고, 따라서 고온의 연소 가스가 유동하는 연소기(1200)의 연소 챔버(1240)와 유로를 형성하는 연소 덕트 조립체의 재질이 강한 내열성능을 가지도록 하는 것은 물론 양호하게 냉각시킬 수 있는 설계가 중요하다.

도 2에서 확대 도시된 부분을 참조하면, 연소기(1200)와 터빈(1300) 사이를 연결하여 고온의 연소 가스가 유동하는 연소 덕트 조립체, 즉 라이너(1250)와 트랜지션 피스로 이루어진 연소 덕트 조립체의 외면을 따라 압축공기가 흘러서 연료주입기(1222) 쪽으로 공급되며, 이 과정에서 고온의 연소 가스에 의해 가열된 연소 덕트 조립체가 적절히 냉각된다.

연소 덕트 조립체는 탄성 지지수단(1280)을 매개로 각각 이중 관으로 이루어진 라이너(1250)와 트랜지션 피스의 결합으로 이루어진다. 이때, 트랜지션 피스는 이너 트랜지션 피스(1260)와, 아우터 트랜지션 피스(1270)로 나뉘고, 라이너(1250)는 후술할 노즐부(1290)에 연결되는 관 부재로서 그 내부 공간이 연소 챔버(1240)를 형성하게 된다. 그리고 라이너(1250)와 연결되는 이너 트랜지션 피스(1260)는 터빈(1300)의 입구와 연결되어 고온의 연소 가스를 터빈(1300)으로 유도하는 역할을 한다.

라이너(1250) 내부와 트랜지션 피스 내부는 고온의 연소 가스에 직접 접촉하기 때문에 적절한 냉각이 필수적이다. 이를 위해 아우터 트랜지션 피스(1260)에는 그 외주면을 따라 다수의 냉각홀(도면부호 생략)이 구비될 수 있다. 이러한 냉각홀은 특별히 개수가 제한되는 것이 아니며, 필요한 경우에 따라 조절될 수 있다.

그리고 라이너(1250)와 트랜지션 피스의 각 일단은 연소기(1200)와 터빈(1300) 측에 각각 고정되기 때문에, 탄성 지지수단(1280)을 통해 열팽창에 의한 직경 방향 신장을 수용할 수 있도록 설치된다. 즉, 탄성 지지수단(1280)은 일측이 라이너(1250)에 지지되고 타측이 라이너(1250)로부터 이격되게 설치되어 탄력적으로 움직일 수 있으며, 이러한 구조로서 트랜지션 피스의 선단을 지지할 수 있다.

라이너(1250)는 내측이 연소 챔버(1240)와 접하는 이너 라이너(1251)와, 이너 라이너(1251)의 외측을 감싸 유입된 압축공기가 유동될 수 있는 냉각 유로(C)를 형성하는 아우터 라이너(1252)로 이루어질 수 있다. 이너 라이너(1251)는 연소 챔버(1240)에서 생성되는 고온의 연소 가스와 직접 접촉되어 연소 가스로부터 직접적인 열전달이 이루어진다. 아우터 라이너(1252)는 이너 라이너(1251)와의 사이에 냉각 유로(C)가 형성되도록 이너 라이너(1251)로부터 이격되어 배치된다. 냉각 유로(C)는 유입된 압축공기가 유동하는 통로이며, 이 냉각 유로(C)로 압축 공기가 유입되도록 아우터 라이너(1252)에는 유입홀(도시 생략)이 형성될 수 있다.

유입홀을 통해 냉각 유로(C)로 유입되는 공기는 가스터빈의 압축기(1100)로부터 공급되는 압축 공기일 수 있다. 라이너(1250)는 케이스 캔(도시 생략) 내부에 구비될 수 있으며, 압축기에서 생성된 압축 공기는 케이스 캔 내부로 유입된 후 라이너(1250)의 외면을 따라 유동하는 과정에서 유입홀을 통해 냉각 유로(C)로 유입될 수 있다. 냉각 유로(C)로 유입된 압축 공기는 유동하는 과정에서 이너 라이너(1251)와 접촉하게 되고, 이 과정에서 이너 라이너(1251)를 냉각시킬 수 있다.

도 3은 도 2의 요부를 입체적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 'A'를 확대해서 나타낸 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 각 연료주입기(1222)에는 노즐부(1290)가 일체로 설치되어 압축공기를 연료와 혼합하여 분출시킨다.

이러한 노즐부(1290)는 연료주입기(1222) 단부에 설치되는 노즐(1291)과, 노즐(1291)의 외측에 설치되어 압축공기를 연료와 혼합시키기 위한 노즐 슈라우드(1292)와, 노즐 슈라우드(1292)를 지지하여 연소기 케이싱(1210)에 결합되되 일측에 공기도입홀(1293a)이 형성되고 타측이 개방된 노즐 케이싱(1293)과, 노즐 케이싱(1293)의 타측과 노즐 슈라우드(1292) 사이에 설치되며 공기도입홀(1293a)로 유입된 압축 공기를 배출시키도록 복수의 타공홀(1294a)이 형성된 노즐캡(1294)과, 노즐캡(1294)과 노즐 슈라우드(1292) 사이에 설치되어 노즐 슈라우드(1292)의 외측으로 이격된 갭(G)을 형성시키며 공기도입홀(1293a)로 유입된 압축 공기 중 일부를 갭(G)으로 유출시키는 바이패스홀(1295a)이 형성된 환형의 바이패스관(1295)을 포함한다.

각 노즐(1291)의 단부는 연소로 발생된 고온의 가스로부터 보호하도록 노즐 슈라우드(1292)의 내측 일정 깊이에 은닉될 수 있으며, 도시된 이중 관 형상에만 한정되지 않는다.

반면, 노즐 슈라우드(1292)는 그 일단이 관 형상으로 노즐(1291)보다 좀 더 길게 형성되어 노즐(1291)을 고온의 가스로부터 제한적이나마 보호할 수 있으며, 반면 타단은 압축공기를 받아들이는 부분으로 내경이 상대적으로 크게 형성되는 구조이다. 각 노즐 슈라우드(1292)의 타단 내부에는 스윌러(도시생략)가 더 설치될 수 있다.

도 5는 도 3의 노즐부 외형을 나타낸 도면이다. 도 5을 참조하면, 노즐 케이싱(1293)은 그 외측 둘레에 복수의 고정브라켓(1293-1)을 개재하여 연소기 케이싱(1210) 내측에 방사상으로 결합되고, 스프링 시일(1293-2)을 개재하여 이너 라이너(1251)의 내측에 압입된다. 공기도입홀(1293a)은 노즐 케이싱(1293)의 원주 방향(방사상)으로 복수 개가 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

노즐캡(1294)은 노즐 케이싱(1293)의 타측 내부에 홀더(1294-1)를 개재하여 고정되며, 연소 챔버(1240)와 대향하는 판면 전체에 복수의 타공홀(1294a)이 형성되어 압축 공기를 연소 챔버(1240)에 공급하여 고온의 가스로부터 노즐부(1290)를 보호하게 된다.

도 6은 도 5의 'B'를 확대해서 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 바이패스관(1295)은 노즐캡(1294)의 내측에 지지될 수 있으며, 복수의 바이패스홀(1295a)이 원주 방향으로 형성되어 노즐캡(1294)의 타공홀(1294a)들로 유동되는 압축공기 중 일부를 유입시킬 수 있다.

복수의 바이패스홀(1295a)로 유입된 압축공기는 노즐 슈라우드(1292)의 외측으로 형성된 갭(G)을 통해 연소 챔버(1240)로 배출될 수 있다. 이러한 바이패스홀(1295a)은 바이패스관(1295)의 길이방향에 대해 일정 각도 경사지게 형성될 수 있다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기의 작동에 대해 살펴본다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 연소기 작동 상태를 나타낸 도면이다. 도 7을 참조하면, 이너 라이너(1251)와 아우터 라이너(1252) 사이에 형성된 냉각 유로(C)를 통해 압축 공기가 화살표 방향으로 유동되며, 노즐 슈라우드(1292)의 내측으로 공급되어 냉각에 사용된다.

아울러, 노즐 케이싱(1293)에는 복수의 공기도입홀(1293a)이 마련되어 있어 노즐 슈라우드(1292)의 내측으로 향하는 압축 공기의 일부가 도 7에 나타낸 수직 방향의 화살표와 같이 도입될 수 있다. 이와 같이 복수의 공기도입홀(1293a)로 도입된 압축 공기의 대부분은 노즐캡(1294)에 마련된 복수의 타공홀(1294a)을 통해 연소 챔버(1240)로 배출되어 고온 상태의 연소 챔버(1240)로부터 노즐부(1290)를 보호하는 것이다.

본 발명은 복수의 타공홀(1294a)을 통해 배출되기 전 바이패스관(1295)에 형성된 복수의 바이패스홀(1295a)을 통해서 복수의 공기도입홀(1293a)로 도입된 압축 공기 중의 일부를 경사지게 도시된 화살표 방향으로 유입시키고, 도 6과 같이 갭(G)을 통해 연소 챔버(1240)로 배출시킬 수 있다.

이러한 과정을 거쳐 연소기(1200)에서 생산된 고온, 고압의 연소 가스는 연소 덕트 조립체를 통해 터빈(1300)으로 공급된다. 터빈(1300)에서는 연소 가스가 단열 팽창하면서 터빈(1300)의 회전축에 방사상으로 배치된 다수의 블레이드에 충돌, 반동력을 줌으로써 연소 가스의 열에너지가 회전축이 회전하는 기계적인 에너지로 변환된다. 터빈(1300)에서 얻은 기계적 에너지의 일부는 압축기에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되며, 나머지는 발전기를 구동하여 전력을 생산하는 등의 유효 에너지로 활용된다.

상술한 바와 같은 본 발명의 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈에 의하면, 갭을 통해 노즐부로 연소 가스가 유입되는 것을 차단하여 노즐부의 내구성을 보존할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

1000: 가스터빈 1100: 압축기
1200: 연소기 1210: 연소기 케이싱
1220: 헤드부 1222: 연료주입기
1240: 연소 챔버 1250: 라이너
1251: 이너 라이너 1252: 아우터 라이너
1260: 이너 트랜지션 피스 1270: 아우터 트랜지션 피스
1280: 탄성 지지수단 1290: 노즐부
1291: 노즐 1292: 노즐 슈라우드
1293: 노즐 케이싱 1293a: 공기도입홀
1294: 노즐캡 1294a: 타공홀
1295: 바이패스관 1295a: 바이패스홀
1300: 터빈

Claims (2)

1. 연료를 주입하기 위한 연료주입기;
   내측이 연소 챔버와 접하는 이너 라이너, 상기 이너 라이너와 이격되어 상기 이너 라이너의 외측을 감싸는 아우터 라이너를 구비하고, 상기 이너 라이너와 상기 아우터 라이너의 사이에 압축공기가 유동되는 냉각 유로(C)를 형성하는 라이너; 및
   상기 라이너와 연결되어 상기 연료주입기로부터 공급된 연료를 상기 압축공기와 혼합하여 분출시키기 위한 노즐부;를 포함하며,
   상기 노즐부는,
   상기 연료주입기 단부에 설치되는 노즐과,
   관 형상으로 형성되고, 상기 노즐의 외측에 상기 노즐과 이격되어 설치되되, 일단에서 고온의 가스로부터 상기 노즐의 단부를 보호하도록 상기 노즐의 단부보다 연장되어 상기 노즐의 단부를 내측에 은닉시키고, 타단 내부에 스월러가 구비되며, 압축공기를 연료와 혼합시키는 노즐 슈라우드와,
   내측에 복수의 상기 노즐 슈라우드를 위치시켜 지지하되, 외측 둘레에 복수의 고정브라켓을 개재하여 연소기 케이싱 내측에 방사상으로 결합되고, 단부의 외측 둘레에 스프링 시일을 개재하여 단부가 상기 이너 라이너의 내측에 압입되며, 단부의 외측 둘레에 복수 개가 원주 방향으로 배치된 공기도입홀이 형성된 노즐 케이싱과,
   상기 노즐 케이싱의 단부와 상기 노즐 슈라우드 사이에 설치되되, 상기 노즐 케이싱의 내부에 홀더를 개재하여 고정되며, 고온의 가스로부터 상기 노즐부를 보호하기 위해 상기 연소 챔버와 대향하는 판면 전체에 복수의 타공홀이 형성되어 상기 공기 도입홀로 유입된 압축 공기를 상기 연소 챔버 측으로 배출시키는 노즐캡과,
   상기 노즐캡과 상기 노즐 슈라우드 사이에 설치되어 상기 노즐 슈라우드의 외측으로 이격된 링 형상의 갭을 형성시키며 상기 공기도입홀로 유입된 압축 공기 중 일부를 링 형상의 갭으로 유출시키는 바이패스홀이 형성된 환형의 바이패스관을 포함하고,
   상기 바이패스관은 상기 노즐캡의 내측에 지지되고, 내측 단이 상기 노즐 슈라우드의 전방 측에 연결되어 폐쇄되며, 외측 단이 개방되어 상기 갭을 상기 연소 챔버와 연통시키고,
   상기 바이패스홀은 상기 바이패스관의 원주 방향으로 복수로 형성되고, 상기 바이패스관의 길이방향에 대해 경사지도록 형성되며,
   내측단이 폐쇄된 상기 환형의 바이패스관에 의해, 바이패스홀을 통해 유입된 압축 공기가 상기 연소 챔버를 향해 환형으로 유출되는 것을 특징으로 하는 연소기.
2. 공기를 압축시키기 위한 압축기와, 상기 압축기의 압축공기를 유입받아 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기와, 상기 연소기에서 연소된 가스에 의해 회전하여 동력을 발생시키는 터빈을 포함하며,
   상기 연소기는
   연료를 주입하기 위한 연료주입기;
   내측이 연소 챔버와 접하는 이너 라이너, 상기 이너 라이너와 이격되어 상기 이너 라이너의 외측을 감싸는 아우터 라이너를 구비하고, 상기 이너 라이너와 상기 아우터 라이너의 사이에 압축공기가 유동되는 냉각 유로(C)를 형성하는 라이너; 및
   상기 라이너와 연결되어 상기 연료주입기로부터 공급된 연료를 상기 압축공기와 혼합하여 분출시키기 위한 노즐부;를 포함하며,
   상기 노즐부는,
   상기 연료주입기 단부에 설치되는 노즐과,
   관 형상으로 형성되고, 상기 노즐의 외측에 상기 노즐과 이격되어 설치되되, 일단에서 고온의 가스로부터 상기 노즐의 단부를 보호하도록 상기 노즐의 단부보다 연장되어 상기 노즐의 단부를 내측에 은닉시키고, 타단 내부에 스월러가 구비되며, 압축공기를 연료와 혼합시키는 노즐 슈라우드와,
   내측에 복수의 상기 노즐 슈라우드를 위치시켜 지지하되, 외측 둘레에 복수의 고정브라켓을 개재하여 연소기 케이싱 내측에 방사상으로 결합되고, 단부의 외측 둘레에 스프링 시일을 개재하여 단부가 상기 이너 라이너의 내측에 압입되며, 단부의 외측 둘레에 복수 개가 원주 방향으로 배치된 공기도입홀이 형성된 노즐 케이싱과,
   상기 노즐 케이싱의 단부와 상기 노즐 슈라우드 사이에 설치되되, 상기 노즐 케이싱의 내부에 홀더를 개재하여 고정되며, 고온의 가스로부터 상기 노즐부를 보호하기 위해 상기 연소 챔버와 대향하는 판면 전체에 복수의 타공홀이 형성되어 상기 공기 도입홀로 유입된 압축 공기를 상기 연소 챔버 측으로 배출시키는 노즐캡과,
   상기 노즐캡과 상기 노즐 슈라우드 사이에 설치되어 상기 노즐 슈라우드의 외측으로 이격된 링 형상의 갭을 형성시키며 상기 공기도입홀로 유입된 압축 공기 중 일부를 링 형상의 갭으로 유출시키는 바이패스홀이 형성된 환형의 바이패스관을 포함하고,
   상기 바이패스관은 상기 노즐캡의 내측에 지지되고, 내측 단이 상기 노즐 슈라우드의 전방 측에 연결되어 폐쇄되며, 외측 단이 개방되어 상기 갭을 상기 연소 챔버와 연통시키고,
   상기 바이패스홀은 상기 바이패스관의 원주 방향으로 복수로 형성되고, 상기 바이패스관의 길이방향에 대해 경사지도록 형성되며,
   내측단이 폐쇄된 상기 환형의 바이패스관에 의해, 바이패스홀을 통해 유입된 압축 공기가 연소 챔버를 향해 환형으로 유출되는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.

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