(57)【要約】【課題】  本発明では、トランジションピース組立体が開示される。【解決手段】  本発明の一実施形態に係るトランジションピース組立体は、高温の燃焼ガスが流入する流入口およびタービン入口に前記燃焼ガスを流出する流出口を有するトランジションピースと、前記トランジションピースと離隔して取り囲むトランジションピースケーシングと、前記トランジションピースとトランジションピースケーシングとが離隔して形成された空間に挿入され、前記トランジションピースの外周面に載置されて前記トランジションピースケーシングを支持する支持部材と、前記トランジションピースケーシングの外周面に沿って流動した圧縮空気を前記トランジションピースケーシングに案内する少なくとも１つ以上のガイド部材とを含む。【選択図】  図３
2020148449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温の燃焼ガスが流入する流入口およびタービン入口に前記燃焼ガスを流出する流出口を有するトランジションピースと、
前記トランジションピースと離隔して取り囲むトランジションピースケーシングと、
前記トランジションピースと前記トランジションピースケーシングとが離隔して形成された空間に挿入され、前記トランジションピースの外周面に載置されて前記トランジションピースケーシングを支持する支持部材と、
前記トランジションピースケーシングの外周面に沿って流動した圧縮空気を前記トランジションピースケーシングに案内する少なくとも１つ以上のガイド部材とを含む、トランジションピース組立体。
【請求項２】
前記ガイド部材は、前記トランジションピースケーシングの一面に固定されて一方向に延びる支持部と、前記圧縮空気が前記トランジションピースケーシングに案内されるように、前記トランジションピースケーシングの外周面に対向する一面を含むガイド部とを含む、請求項１に記載のトランジションピース組立体。
【請求項３】
前記ガイド部は、一方向に延びて形成された突出部を含み、より多量の圧縮空気を前記トランジションピースケーシングに流動させる、請求項２に記載のトランジションピース組立体。
【請求項４】
前記ガイド部と衝突する前記圧縮空気が前記トランジションピースケーシングに案内されるように、前記ガイド部の両側部が湾曲している、請求項２または３に記載のトランジションピース組立体。
【請求項５】
前記トランジションピースケーシングと対向する前記ガイド部の一面に一端部が前記トランジションピースケーシングを向く少なくとも１つ以上のインナーガイドを含む、請求項２〜４のいずれか１項に記載のトランジションピース組立体。
【請求項６】
前記インナーガイドが一対備えられ、一対のインナーガイドそれぞれが対称に対向する、請求項５に記載のトランジションピース組立体。
【請求項７】
前記ガイド部の両側端間の距離が、前記トランジションピースケーシングの両側部間の距離より大きく形成される、請求項２〜６のいずれか１項に記載のトランジションピース組立体。
【請求項８】
前記ガイド部が一対備えられ、一対のガイド部それぞれが対称に前記支持部に載置されて前記圧縮空気が前記トランジションピースケーシングに案内される、請求項２〜７のいずれか１項に記載のトランジションピース組立体。
【請求項９】
前記支持部は、前記トランジションピースケーシングに載置されて一方向に延びる固定台と、前記ガイド部の位置を変更できるように前記固定台と回転可能に締結される回転台とを含む、請求項２〜８のいずれか１項に記載のトランジションピース組立体。
【請求項１０】
高温の燃焼ガスが流入する流入口およびタービン入口に前記燃焼ガスを流出する流出口を有するトランジションピースと、
前記トランジションピースと離隔して取り囲むトランジションピースケーシングと、
前記トランジションピースと前記トランジションピースケーシングとが離隔して形成された空間に挿入され、前記トランジションピースの外周面に載置されて前記トランジションピースケーシングを支持する支持部材と、
前記トランジションピースケーシングと離隔して取り囲むタービンケーシングと、
前記タービンケーシングの内壁に固定され、前記トランジションピースケーシングの外周面に沿って流動した圧縮空気を前記トランジションピースケーシングに案内する少なくとも１つ以上のガイド部材とを含む、トランジションピース組立体。
【請求項１１】
前記ガイド部材は、前記タービンケーシングの内壁に締結される締結部と、前記圧縮空気が前記トランジションピースケーシングに案内されるように、前記トランジションピースケーシングの外周面に対向する一面を含むガイド部とを含む、請求項１０に記載のトランジションピース組立体。
【請求項１２】
前記ガイド部は、一方向に延びて形成された突出部を含み、より多量の圧縮空気を前記トランジションピースケーシングに流動させる、請求項１１に記載のトランジションピース組立体。
【請求項１３】
前記ガイド部材は、前記締結部およびガイド部の少なくともいずれか１つの一面と接して前記ガイド部の支持を補強する少なくとも１つ以上のリブをさらに含む、請求項１１または１２に記載のトランジションピース組立体。
【請求項１４】
前記ガイド部と衝突する前記圧縮空気が前記トランジションピースケーシングに案内されるように、前記ガイド部の両側部が湾曲している、請求項１１〜１３のいずれか１項に記載のトランジションピース組立体。
【請求項１５】
前記トランジションピースケーシングと対向する前記ガイド部の一面に一端部が前記トランジションピースケーシングを向く少なくとも１つ以上のインナーガイドを含む、請求項１１〜１４のいずれか１項に記載のトランジションピース組立体。
【請求項１６】
前記インナーガイドが一対備えられ、一対のインナーガイドそれぞれが対称に対向する、請求項１５に記載のトランジションピース組立体。
【請求項１７】
前記ガイド部の両側端間の距離が、前記トランジションピースケーシングの両側部間の距離より大きく形成される、請求項１１〜１６のいずれか１項に記載のトランジションピース組立体。
【請求項１８】
高温の燃焼ガスが流入する流入口およびタービン入口に前記燃焼ガスを流出する流出口を有するトランジションピースと、
前記トランジションピースと離隔して取り囲むトランジションピースケーシングと、
前記トランジションピースと前記トランジションピースケーシングとが離隔して形成された空間に挿入され、前記トランジションピースの外周面に載置されて前記トランジションピースケーシングを支持する支持部材とを備える複数のトランジションピース組立体を環状に含み、
前記トランジションピースケーシングの外周面に沿って流動した圧縮空気を前記トランジションピースケーシングに案内するが、隣り合う前記トランジションピースケーシングの間に位置する少なくとも１つ以上のガイド部材を含む、トランジションピースモジュール。
【請求項１９】
燃料を供給する複数の燃料ノズル組立体を含む燃料ノズルモジュールと、これを取り囲むケーシングと、前記燃料ノズルモジュールと連結され、内部空間で燃料混合空気が着火して燃焼されるライナーと、前記ライナーを取り囲むライナーケーシングと、前記ライナーおよびライナーケーシングと連結される請求項１〜１７のいずれか１項に記載のトランジションピース組立体とを含む、燃焼器。
【請求項２０】
空気を吸入して圧縮空気を形成する圧縮機と、
前記圧縮空気と燃料とが混合された燃料混合空気を燃焼させて高温の燃焼ガスを形成する請求項１９に記載の燃焼器と、
前記燃焼ガスで駆動されるタービンとを含む、ガスタービン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トランジションピース組立体に関し、より詳細には、トランジションピースに対する冷却効率を改善できるトランジションピース組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ガスタービンは、圧縮機から出た圧縮空気と燃料とが燃焼されて高温ガスが発生し、その高温ガスでタービンを回転させる動力機関であって、複合火力発電と熱併合発電などに用いられる。
【０００３】
ガスタービンは、大きく、圧縮機、燃焼器、そしてタービンに区分することができる。圧縮機は、タービンの回転から生成された動力の一部を受けて、流入する空気を高圧に圧縮する役割を果たし、圧縮された空気は燃焼器側に伝達される。
【０００４】
燃焼器は、圧縮空気と燃料とを混合および燃焼させて高温の燃焼ガスの流れを生成させ、これをタービン側に噴射し、噴射された燃焼ガスはタービンを回転させて回転力が得られるようにする。産業用ガスタービンに用いられる燃焼器は、環状に配置される複数の燃料ノズルモジュールを含むが、燃料ノズルモジュールでは空気および燃料が混合される。
【０００５】
圧縮機から圧縮された空気が燃焼器に流入し、燃料は各燃料ノズルモジュールに配列されているベーンを通して注入されて燃料と空気とが混合される。燃料と空気との混合物は、各燃料ノズルモジュールの下流方向に位置した燃焼室で燃焼され、燃焼ガスはタービンへつながる流路に排出される。
【０００６】
高温の燃焼ガスは、燃焼室からトランジションピースを通してタービンに流入してタービンを駆動させる。タービンに燃焼ガスが流動する過程で、燃焼ガスの高い温度によって燃焼ガスからトランジションピースへの熱伝達が行われ、トランジションピースおよびこれを取り囲んでいるトランジションピースケーシングはいずれも破損防止のために冷却が必要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の実施形態は、トランジションピースおよびトランジションピースケーシングに流動する圧縮空気量を増加させることができるトランジションピース組立体、トランジションピースモジュールおよびこれを含む燃焼器およびガスタービンを提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、高温の燃焼ガスが流入する流入口およびタービン入口に前記燃焼ガスを流出する流出口を有するトランジションピースと、前記トランジションピースと離隔して取り囲むトランジションピースケーシングと、前記トランジションピースとトランジションピースケーシングとが離隔して形成された空間に挿入され、前記トランジションピースの外周面に載置されて前記トランジションピースケーシングを支持する支持部材と、前記トランジションピースケーシングの外周面に沿って流動した圧縮空気を前記トランジションピースケーシングに案内する少なくとも１つ以上のガイド部材とを含むことを特徴とするトランジションピース組立体を提供する。
【０００９】
本発明の他の態様によれば、高温の燃焼ガスが流入する流入口およびタービン入口に前記燃焼ガスを流出する流出口を有するトランジションピースと、前記トランジションピースと離隔して取り囲むトランジションピースケーシングと、前記トランジションピースとトランジションピースケーシングとが離隔して形成された空間に挿入され、前記トランジションピースの外周面に載置されて前記トランジションピースケーシングを支持する支持部材と、前記トランジションピースケーシングと離隔して取り囲むタービンケーシングと、前記タービンケーシングの内壁に固定され、前記トランジションピースケーシングの外周面に沿って流動した圧縮空気を前記トランジションピースケーシングに案内する少なくとも１つ以上のガイド部材とを含むことを特徴とするトランジションピース組立体を提供する。
【００１０】
本発明の他の態様によれば、高温の燃焼ガスが流入する流入口およびタービン入口に前記燃焼ガスを流出する流出口を有するトランジションピースと、前記トランジションピースと離隔して取り囲むトランジションピースケーシングと、前記トランジションピースとトランジションピースケーシングとが離隔して形成された空間に挿入され、前記トランジションピースの外周面に載置されて前記トランジションピースケーシングを支持する支持部材とを備える複数のトランジションピース組立体を環状に含み、前記トランジションピースケーシングの外周面に沿って流動した圧縮空気を前記トランジションピースケーシングに案内するが、隣り合う前記トランジションピースケーシングの間に位置する少なくとも１つ以上のガイド部材を含むことを特徴とするトランジションピースモジュールを提供する。
【００１１】
本発明のさらに他の態様によれば、燃料を供給する複数の燃料ノズル組立体を含む燃料ノズルモジュールと、これを取り囲むケーシングと、前記燃料ノズルモジュールと連結され、内部空間で燃料混合空気が着火して燃焼されるライナーと、前記ライナーを取り囲むライナーケーシングと、前記ライナーおよびライナーケーシングと連結される前述したトランジションピース組立体とを含む燃焼器を提供する。
【００１２】
本発明のさらに他の態様によれば、空気を吸入して圧縮空気を形成する圧縮機と、前記圧縮空気と燃料とが混合された燃料混合空気を燃焼させて高温の燃焼ガスを形成する前述した燃焼器と、前記燃焼ガスで駆動されるタービンとを含むガスタービンを提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の実施形態は、高温の燃焼ガスによって熱伝達を受けてトランジションピースおよびトランジションピースケーシングが熱変形および破損するのを防止するように、圧縮空気による冷却効率を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態に係るガスタービンに対する斜視図。
【図２】本発明の実施形態に係るトランジションピース組立体に対する斜視図。
【図３】インナーガイドが備えられたガイド部に対する断面図。
【図４】前記図２の実施形態に対する変形例によるトランジションピース組立体における特定部分を拡大して示す斜視図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る燃焼器に対する断面を概略的に示す概念図。
【図６】本発明の他の実施形態に係るガイド部材に対する斜視図。
【図７】本発明の他の実施形態に係る、隣り合うトランジションピースケーシングの間に位置するガイド部材に対する概念図。
【図８Ａ】突出部を含むガイド部に対する平面図。
【図８Ｂ】突出部を含むガイド部に対する平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付した図面を参照して、発明の実施形態に係るトランジションピース組立体とトランジションピースモジュールおよび前記トランジションピース組立体を含む燃焼器およびガスタービンについて詳述する。
【００１６】
ガスタービン１は、本発明に係る図１に示すように、圧縮機１０と、燃焼器２０と、タービン３０とを含むもので、圧縮機１０から出た圧縮空気が燃焼器２０内で燃料と混合および燃焼されてタービン３０を回転させる動力機関である。
【００１７】
本発明のトランジションピース組立体は、本発明に係る図１に示す燃焼器２０に含まれるものであって、前記トランジションピース組立体は、図２に示すように、トランジションピース１００を含む。前記トランジションピース１００は、燃焼室２００で着火して燃焼された高温の燃焼ガスが通過する部分で、通過した高温の燃焼ガスはタービンに流入する。
【００１８】
前記トランジションピース１００は、前記燃焼ガスが通過するために燃焼ガスが流入する流入口および燃焼ガスがタービン入口に流出する流出口を含み、前記流入口と流出口との間には燃焼ガスが通過可能な通路が形成されている。
【００１９】
本発明の実施形態において、前記トランジションピース１００は、前記流入口の大きさが前記流出口の大きさより大きい形態で図２に示しているが、必ずしもこれに限って流入口および流出口の大きさが形成されるものではない。
【００２０】
図５に示された本発明の実施形態において、トランジションピース１００は、その下部が流入口から流出口に延びる過程でタービン入口３００が位置する部分で締結されるために、前記下部は延長過程で湾曲する。また、トランジションピース１００の上部も、タービン入口３００との締結のために、流入口から流出口に延びる過程で湾曲する。ただし、トランジションピース１００の上部がその下部よりタービン入口３００との高さ差が大きくて、上部が下部より湾曲する程度が大きい。タービン入口３００との締結のために、湾曲程度の大きいトランジションピース１００の上部は、タービン入口３００側でもう一度湾曲する。
【００２１】
本発明の実施形態において、トランジションピース１００が少なくとも１回以上湾曲してタービン入口３００と細かく締結されることにより、高温の燃焼ガスが漏れるのを防止することができる。
【００２２】
本発明の実施形態において、トランジションピース１００は、図２に示すように、円筒状のライナー４００と締結される流入口側の形態は円形であり、略四角い形態のタービン入口３００と締結される流出口側の形態は略四角形であるが、必ずしもその形態が限定されるものではない。
【００２３】
本発明の実施形態は、圧縮空気がトランジションピース１００の外周面の全領域を効果的に流動できるようにするトランジションピースケーシング１１０を含む。
【００２４】
前記トランジションピースケーシング１１０は、トランジションピース１００が挿入できるように内部が空いている空間を含む。空いている空間に前記トランジションピース１００がトランジションピースケーシング１１０の内周面と離隔して介在空間が形成されるように挿入され、トランジションピースケーシング１１０が後述する支持部材１２０を介して載置される。
【００２５】
トランジションピースケーシング１１０がトランジションピース１００を取り囲み離隔して支持されるためには、トランジションピースケーシング１１０の内周面とトランジションピース１００の外周面との間に形成された介在空間に少なくとも１つ以上の支持部材１２０が挿入される。
【００２６】
前記支持部材１２０は、弾性のある部材であって、本発明の実施形態では、図２に示すように、湾曲して一定方向に膨らむ形状を有し、略Ｕ字状を有する。
【００２７】
支持部材１２０が前記介在空間に挿入される時には、トランジションピース１００の外周面に載置され、膨らんでいる部分がトランジションピースケーシング１１０の内周面と接して支持部材１２０がトランジションピースケーシング１１０を支持する。本発明に係る図２では、支持部材１２０がトランジションピース１００の外周面に沿って環状に複数配置され、トランジションピース１００を固定する。
【００２８】
トランジションピースケーシング１１０の形態は特に制限されないが、本発明に係る図２に示すように、本発明の実施形態では、トランジションピース１００とその形態が類似に形成され、トランジションピースケーシング１１０の内周面とトランジションピース１００の外周面との間に形成された介在空間の大きさがトランジションピース１００の外周面の全領域にわたって一定に維持される。
【００２９】
トランジションピースケーシング１１０は、圧縮空気が流入可能な複数の冷却ホールを含む。前記冷却ホールの大きさおよび形態は制限されず、高温の燃焼ガスによって加熱されたトランジションピース１００を冷却させるために、圧縮機１０から流入した圧縮空気がトランジションピース１００の外周面側に流動できるように冷却ホールがトランジションピースケーシング１１０に形成される。
【００３０】
前記冷却ホールを通して流入した圧縮空気は、トランジションピース１００の外周面とトランジションピースケーシング１１０の内周面との間に形成された介在空間を通してライナー４００側に流動しながらトランジションピース１００と熱交換が行われ、トランジションピース１００の温度上昇による破損を防止することができる。
【００３１】
本発明の実施形態は、図２または図４に示すように、タービンケース５００の上側に流動する圧縮空気がトランジションピース１００側に方向転換できるように前記圧縮空気を誘導するガイド部材６００を含む。
【００３２】
前記ガイド部材６００は、その位置が固定できるようにトランジションピースケーシング１１０に固定される支持部６１０を含む。前記支持部６１０は、トランジションピースケーシング１１０の外周面に制限されない方式で固定されて一方向に延びた形態を有する。トランジションピースケーシング１１０と後述するガイド部６２０との間に一定の空間が形成され、トランジションピースケーシング１１０の外周面の側部に乗って上側に流動する圧縮空気が、後述するガイド部６２０によって十分に捕獲され、トランジションピースケーシング１１０側に圧縮空気がガイドされるように、支持部６１０が一方向に延びた形態を有する。
【００３３】
支持部６１０の延びる方向や形態は特に制限されず、後述するガイド部６２０がトランジションピースケーシング１１０と離隔できるように支持部６１０が延びた形態を有する。
【００３４】
前記ガイド部材６００は、圧縮空気の流れをトランジションピースケーシング１１０に誘導するガイド部６２０を含む。前記ガイド部６２０は、図４に示すように、支持部６１０の端部に固定されるもので、固定方式は、溶接やボルト締結などで、その方式は制限されない。
【００３５】
ガイド部６２０は、トランジションピースケーシング１１０の外周面の両側部に沿って流動してタービンケーシング５００の上側に流れる圧縮空気を効果的に捕集し、トランジションピース１００側に方向転換させるために、ガイド部６２０の両側端は、圧縮空気の捕集のために、図４に示すように、下側を向くように形成される。
【００３６】
ガイド部６２０は、より多量の圧縮空気を捕集するために一方向に延びて、本発明に係る図８Ａおよび８Ｂに示すように、一部分が突出した形態である突出部を有することができる。突出した形態が特に制限されるものではないが、前記図８Ａおよび８Ｂでは、両側に部材が省略されて略三角形状に突出した形態を有する。
【００３７】
ガイド部６２０の両側端が下側を向く方式は、ガイド部６２０の一部が折曲げられて両側端が下側を向いていてもよく、またはガイド部６２０の一部が湾曲して両側端の下側を向いていてもよい。ガイド部６２０の両側端が下側を向くように設計される方式は特に制限されない。
【００３８】
より具体的には、前記ガイド部６２０の両側部は、ガイド部６２０と衝突する圧縮空気を離脱なしにトランジションピースケーシング１１０に案内するために、湾曲などの方式でガイド部６２０の両側部が形成される。ガイド部６２０の両側部がタービンケーシング５００の上側に流動する圧縮空気の進行方向に反対となるように湾曲などの方式で形成され、捕獲された圧縮空気が離脱せずにトランジションピースケーシング１１０に流動するように案内することができる。
【００３９】
本発明の実施形態において、ガイド部６２０が圧縮空気の流れをより円滑にトランジションピースケーシング１１０に誘導させるために、インナーガイド６３０がガイド部６２０の一面に備えられる。インナーガイド６３０はその形態が定められたものではないが、本発明に係る図３には、一方向に曲がった薄いプレート形状のインナーガイド６３０が示される。
【００４０】
前記インナーガイド６３０は、トランジションピースケーシング１１０の外周面の両側部に沿って上昇し、ガイド部６２０の両側端に乗ってガイド部６２０の一地点に集まる圧縮空気をトランジションピースケーシング１１０に流動させるために、インナーガイド６３０の一端がトランジションピースケーシング１１０を向くように形成される。インナーガイド６３０の一端がトランジションピースケーシング１１０を向くように折曲げられるか、湾曲していてもよく、その方式が特に制限されるものではない。
【００４１】
インナーガイド６３０を通して圧縮空気がより集中的にトランジションピースケーシング１１０に流れるようにするために、少なくとも一対のインナーガイド６３０がトランジションピースケーシング１１０と対向するガイド部６２０の一面に固定される。その固定方式は、溶接やボルト締結またはスライディング方式であってもよく、固定方式が特に制限されるものではない。
【００４２】
前記一対のインナーガイド６３０がガイド部６２０の一面に設けられる場合には、圧縮空気がガイド部６２０の両側からインナーガイド６３０に流入することを考慮して、一対のインナーガイド６３０が設けられる。ガイド部６２０の両側から流入する圧縮空気が効率的にトランジションピースケーシング１１０に流れるようにするために、一対のインナーガイド６３０は、両者の間に存在し得る仮想の面を基準として、図３に示すように、対称にガイド部６２０に設けられる。
【００４３】
本発明の実施形態に係るトランジションピース組立体は、ガイド部６２０の両側端間の距離がトランジションピースケーシング１１０の両側部間の距離より大きく形成され、より多量の圧縮空気を捕獲することができる。前記トランジションピースケーシング１１０の両側部間の距離は、トランジションピースケーシング１１０が円筒状の場合には、具体的には、トランジションピースケーシング１１０の外周面における距離として外径を意味する。
【００４４】
ガイド部６２０によって捕獲された圧縮空気がトランジションピースケーシング１１０に案内されるようにするために、トランジションピースケーシング１１０の両側部間の距離より大きく形成されたガイド部６２０の両側が圧縮空気の進行方向と反対の方向を向くように形成されてもよい。
【００４５】
ガイド部６２０の両側が圧縮空気の進行方向と反対の方向を向くように形成される方式は、ガイド部６２０の両側が湾曲するか、折曲げられる方式によることができ、その方式が必ずしも特定されるものではない。
【００４６】
本発明の実施形態に対する変形例として、トランジションピース組立体は、一対のガイド部６２２を含むことができる。前記一対のガイド部６２２それぞれは、前述したガイド部６２０と同様に、両側部がトランジションピースケーシング１１０を向くように折曲げられるか、または湾曲する。
【００４７】
前記一対のガイド部６２２それぞれは、トランジションピースケーシング１１０に固定されて一方向に延びた支持部６１０によって固定される。一対のガイド部６２２それぞれが個別的に支持部６１０によって固定されてもよく、幅が広い形態の支持部６１０によって固定されてもよく、支持形態が特に制限されるものではない。
【００４８】
本発明に係る図４に示すように、一対のガイド部６２２を支持する支持部６１０は、トランジションピースケーシング１１０の末端において２つの部位に固定および延びることができる。延びた支持部６１０の一端では、まるで継手部で前記２つの部位から延びた支持部６１０の一端それぞれがつながっているかのように形成されて、１つの支持部６１０をなす。このような形態の支持部６１０の場合、前記継手部の面上にガイド部６２２が載置および固定され、圧縮空気をトランジションピースケーシング１１０にガイドすることができる。
【００４９】
支持部６１０に載置された一対のガイド部６２２それぞれは、均一に圧縮空気をトランジションピースケーシング１１０にガイドできるように対称に載置される。
【００５０】
本発明の実施形態に係るトランジションピース組立体で含む支持部６１０は、トランジションピースケーシング１１０に載置されて固定される固定台６１２と、ガイド部６２０、６２２の位置変更のために回転可能な回転台６１４とを含むことができる。
【００５１】
前記固定台６１２は、一方向に延びてその端部で前記回転台６１４が回転可能に回転台６１４とボルト締結などの方式で締結可能であり、その方式が制限されるものではない。
【００５２】
本発明に係る図４に示すように、本発明の実施形態では、一方向に延びた固定台６１２の一面と対向する回転台６１４の一面とが接した状態で回転台６１４が回転できるように締結される。本発明に係る図面に示されないが、固定台６１２は、直方体形状から上面が省略され、４つの側面の対向する２つの側面が省略された形状に形成されてもよい。この場合、固定台６１２の省略された上面を介して固定台６１２の内部に回転台６１４が挿入されて回転台６１４が回転できる。
【００５３】
支持部６１０が回転台６１４を含むことにより、トランジションピースケーシング１１０の大きさやガイド部材６００が設けられる位置を考慮して、ガイド部６２０、６２２の位置を変更することができる。
【００５４】
本発明の他の実施形態に係るトランジションピース組立体は、トランジションピース１００と、トランジションピースケーシング１１０と、支持部材１２０と、タービンケーシング５００と、タービンケーシング５００の上側に流動する圧縮空気をトランジションピースケーシング１１０に案内するガイド部材６０００とを含むことができる。
【００５５】
前記タービンケーシング５００は、圧縮機１０から流入する圧縮空気が外部に漏れないように、トランジションピースケーシング１１０と離隔して取り囲むように形成される。タービンケーシング５００を通して圧縮空気が外部に流出せず、トランジションピースケーシング１１０に形成された冷却ホールを通してライナー４００に流動する。
【００５６】
前記ガイド部材６０００は、本発明に係る図５および図６に示すように、タービンケーシング５００の内壁に載置されて固定されるものであって、タービンケーシング５００の側壁に締結されてガイド部材６０００を固定させる締結部６１００と、圧縮空気をトランジションピースケーシング１１０に案内するガイド部６２００とを含む。
【００５７】
前記ガイド部６２００は、圧縮空気を捕集してトランジションピースケーシング１１０に案内するもので、前述した実施形態におけるガイド部６２０と類似するもので、詳細な説明は省略する。ただし、前記図５は、前記ガイド部材６０００がタービンケーシング５００の内壁に締結された様子を側面から概略的に示す概念図であって、前記ガイド部６２００が圧縮空気をガイドするように曲がった形態を示してはいない。
【００５８】
前記締結部６１００は、タービンケーシング５００の内壁と締結され、ガイド部６２００の一面で流動する圧縮空気が抵抗を受ける部材がないようにガイド部材６０００が形成される。
【００５９】
前記ガイド部６２００は、タービンケーシング５００の内壁に締結され、ガイド部６２００がトランジションピースケーシング１１０と対向するように固定される。したがって、タービンケーシング５００内で上昇する圧縮空気がガイド部６２００によって方向転換されて、トランジションピースケーシング１１０に圧縮空気が集中できる。
【００６０】
本発明の他の実施形態において、締結部６１００は、図６に示すように、平らなプレートの形状を有することができる。締結部６１００は、その一端部がガイド部６２００の一端部の形状と一致するように形成され、締結部６１００およびガイド部６２００が接合される。締結部６１００がガイド部６２００と接合され、露出する一面にはタービンケーシング５００の側壁とボルト締結可能な複数の締結孔が形成される。ただし、締結部６１００は、タービンケーシング５００の側壁と締結され、ガイド部材６０００を固定および支持すれば十分であり、その形態および締結方式が特定されるものではない。
【００６１】
ガイド部６２００は、より多量の圧縮空気を捕集するために一方向に延びて、本発明に係る図８Ａおよび８Ｂに示すように、一部分が突出した形態である突出部を有することができる。突出した形態が特に制限されるものではないが、前記図８Ａおよび８Ｂでは、両側に部材が省略されて略三角形状に突出した形態を有する。
【００６２】
本発明の他の実施形態において、ガイド部材６０００は、圧縮空気の流動によるガイド部６２００と締結部６１００との間の分離を防止するために、本発明に係る図６に示すように、少なくとも１つ以上のリブ６３００をさらに含むことができる。
【００６３】
前記リブ６３００の一端部は、締結部６１００の一面と接合されて固定され、リブ６３００の他端部は、ガイド部６２００の一面と接合されて固定されることにより、ガイド部６２００の離脱を防止することができる。
【００６４】
本発明の他の実施形態において、リブ６３００が締結部６１００およびガイド部６２００と接する面の長さが前記締結部６１００およびガイド部６２００の幅と類似して、リブ６３００の形状は略台形状と類似し得るが、必ずしもその形状がこれに限定されるものではない。
【００６５】
ガイド部６２００の両側部は、本発明の実施形態で前述したように湾曲して、圧縮空気がトランジションピースケーシング１１０により効率的に案内できる。トランジションピースケーシング１１０と対向するガイド部６２００の一面には、本発明の実施形態で前述したように、インナーガイド６３０が含まれる。また、ガイド部６２００の両側端間の距離が、前述したように、トランジションピースケーシング１１０の両側部間の距離より大きく形成されることで、より効率的に圧縮空気を捕集し、トランジションピースケーシング１１０に案内することができる。ガイド部６２００に関する特徴は、前述した本発明の実施形態と類似しているので、詳細な説明は省略する。
【００６６】
本発明の他の実施形態では、高温の燃焼ガスが流入する流入口およびタービン入口３００に前記燃焼ガスを流出する流出口を有するトランジションピース１００と、前記トランジションピース１００と離隔して取り囲むトランジションピースケーシング１１０と、前記トランジションピース１００とトランジションピースケーシング１１０とが離隔して形成された空間に挿入され、前記トランジションピース１００の外周面に載置されて前記トランジションピース１００を支持する支持部材１２０とを備える複数のトランジションピース組立体を環状に含むトランジションピースモジュールが実現できる。
【００６７】
前記トランジションピースモジュールにおいて、前記トランジションピースケーシング１１０の外周面に沿って流動した圧縮空気を前記トランジションピースケーシング１１０に案内するが、隣り合う前記トランジションピースケーシング１１０の間に位置する少なくとも１つ以上のガイド部材６００を含む。
【００６８】
前記ガイド部材６００は、圧縮空気をガイドするガイド部６２０と、前記ガイド部６２０を固定させる支持部６１０とを含む。本発明に係る図７に示すように、本発明の他の実施形態では、トランジションピースケーシング１１０の間にガイド部６２０が位置するが、上昇する圧縮空気が効率的にトランジションピースケーシング１１０の上面に流動するように、ガイド部６２０は、トランジションピースケーシング１１０より高い位置に載置されるように設計される。
【００６９】
前記ガイド部６２０は、圧縮空気をトランジションピースケーシング１１０に集中的にガイドするために、両側が湾曲するか、折曲げられる。
【００７０】
前記ガイド部６２０が載置される方式は制限されないが、トランジションピースケーシング１１０の端部に支持部６１０が載置されて一方向に延びてガイド部６２０と締結されることにより、ガイド部６２０がトランジションピースケーシング１１０の間で固定される。前記支持部６１０が一方向に延びてガイド部６２０がトランジションピースケーシング１１０と離隔すればよく、支持部６１０の形態が特に制限されるものではない。多様な形態の支持部６１０が存在し得るが、本発明に係る図４に示すように、支持部６１０がトランジションピースケーシング１１０の端部に固定され、ガイド部６２０がトランジションピースケーシング１１０と離隔するように支持部６１０が少なくとも一方向に延びた形態を有する。
【００７１】
本発明の他の実施形態に係るトランジションピースモジュールに含まれるガイド部材６０００は、圧縮空気をトランジションピースケーシング１１０に流動させるガイド部６２００と、前記ガイド部６２００をタービンケーシング５００の内壁に締結させる締結部６１００とを含むことができる。前記締結部６１００は、本発明に係る図６に示すように、ガイド部６２００の端部から一方向に延びて略プレート形状が形成され、タービンケーシング５００の内壁に溶接やボルト締結などの方式により固定される。
【００７２】
前記ガイド部６２０、６２００は、本発明に係る図８Ａおよび８Ｂに示すように、一方向に延びて、上昇する圧縮空気をより多く捕集し、トランジションピースケーシング１１０に流動させる突出部が形成される。前記突出部は、ガイド部６２０、６２００の一面から一方向に延びて、図８Ａおよび８Ｂに示すように、突出した形態を有する。
【００７３】
前記ガイド部６２０、６２００は、隣り合うトランジションピースケーシング１１０の間に位置するので、図５に示すように、上側に曲がったトランジションピースケーシング１１０との接触を回避すべく、ガイド部６２０、６２００で突出部の両側部が切削されて、図８Ａおよび８Ｂのように略三角形状に突出できるが、必ずしも突出した形態が限定されるものではない。
【００７４】
ガイド部６２０、６２００の一面から一方向に延びて、突出した突出部を通して上昇する圧縮空気をより多くトランジションピースケーシング１１０に流動させて、トランジションピースケーシング１１０の冷却効率を効果的に上昇させることができる。
【００７５】
本発明のさらに他の実施形態は、前述したトランジションピース組立体を備える燃焼器２０を含むことができる。
【００７６】
前記燃焼器２０は、燃料を供給する複数の燃料ノズル組立体４１０を含む燃料ノズルモジュール４１０'と、これを取り囲むケーシング４２０と、前記燃料ノズルモジュール４１０'と連結され、内部空間で燃料混合空気が着火して燃焼されるライナー４００と、前記ライナー４００を取り囲むライナーケーシング４３０と、前記ライナー４００およびライナーケーシング４３０と連結されるトランジションピース組立体とを含むことができる。前記トランジションピース組立体は、本発明で詳述する特徴をすべて含むトランジションピース組立体である。
【００７７】
本発明のさらに他の実施形態は、前述したトランジションピース組立体を備えるガスタービン１を含むことができる。
【００７８】
前記ガスタービン１は、空気を吸入して圧縮空気を形成する圧縮機１０と、前記圧縮空気と燃料とが混合された燃料混合空気を燃焼させて高温の燃焼ガスを形成する燃焼器２０と、前記燃焼ガスで駆動されるタービン３０とを含むことができる。前記燃焼器２０は、前述した燃焼器２０を指すものであって、本発明で詳述したトランジションピース組立体を含む燃焼器２０である。
【００７９】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の思想を逸脱しない範囲内で、構成要素の付加、変更、削除または追加などにより本発明を多様に修正および変更させることができ、これも本発明の権利範囲内に含まれる。
【００８０】
また、本発明における構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく、他の構成要素をさらに包含できることを意味する。
【符号の説明】
【００８１】
ガスタービン：１
圧縮機：１０
燃焼器：２０
タービン：３０
トランジションピース：１００
トランジションピースケーシング：１１０
支持部材：１２０
燃焼室：２００
タービン入口：３００
ライナー：４００
燃料ノズル組立体：４１０
燃料ノズルモジュール：４１０'
ケーシング：４２０
ライナーケーシング：４３０
タービンケーシング：５００
ガイド部材：６００
支持部：６１０
固定台：６１２
回転台：６１４
ガイド部：６２０
一対のガイド部：６２２
インナーガイド：６３０
ガイド部材：６０００
締結部：６１００
ガイド部：６２００
リブ：６３００
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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