(57)【要約】【課題】衝突冷却に伴う冷却性能を増大させ、圧力損失が発生しないように冷却スリーブにより解決しようとする。【解決手段】ガスタービンの燃料ノズルから吹き付けられた燃料と圧縮空気とを混合した混合気を燃焼して高温ガスを発生させるための燃焼部分と、燃焼部分に隣接し、高温ガスの速度を増大させて高温ガスを送出させるための送出部分と、燃焼部分および送出部分とは隔てられ、燃焼部分および送出部分を冷却させるための空気を流動させる冷却部分とを備えるライナーの冷却部分に、燃焼部分の周辺から空気を取り込むために、送出部分の周辺から取り込んだ空気の流れを部分的に遮る冷却スリーブを設けた冷却スリーブ付きライナーが提供される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービンの燃料ノズルから吹き付けられた燃料と圧縮空気とを混合した混合気を燃焼して高温ガスを発生させるための燃焼部分と、前記燃焼部分に隣接し、前記高温ガスの速度を増大させて前記高温ガスを送出させるための送出部分と、前記燃焼部分および前記送出部分とは隔てられ、前記燃焼部分および前記送出部分を冷却させるための空気を流動させる冷却部分とを備えるライナーの前記冷却部分に、
前記燃焼部分の周辺から空気を取り込むために、前記送出部分の周辺から取り込んだ空気の流れを部分的に遮る冷却スリーブを設けた冷却スリーブ付きライナー。
【請求項２】
前記冷却スリーブは凸部及び凹部を備え、
前記凹部は、前記送出部分の周辺から取り込んだ空気を通す請求項１に記載の冷却スリーブ付きライナー。
【請求項３】
前記凹部は、前記凸部に隣接して設けられる請求項２に記載の冷却スリーブ付きライナー。
【請求項４】
前記凸部の高さは、前記送出部分の側から前記燃焼部分の側に向かうにつれて高くなる請求項２または請求項３に記載の冷却スリーブ付きライナー。
【請求項５】
前記冷却スリーブ付きライナーが、冷却孔が長手方向に複数形成されたフロースリーブに囲繞された場合に、前記冷却スリーブは、最も前記送出部分の側の前記冷却孔の位置に合わせて配置される請求項２から請求項４のいずれか１項に記載の冷却スリーブ付きライナー。
【請求項６】
ガスタービンの燃料ノズルから吹き付けられた燃料と圧縮空気とを混合した混合気を燃焼して高温ガスを発生させるための燃焼部分と、前記燃焼部分に隣接し、前記高温ガスの速度を増大させて前記高温ガスを送出させるための送出部分と、前記燃焼部分および前記送出部分とは隔てられ、前記燃焼部分および前記送出部分を冷却させるための空気を流動させる冷却部分と、前記冷却部分に空気を取り込むための冷却孔とを備えるフロースリーブの前記冷却部分に、
前記冷却孔から空気を取り込むために、前記送出部分の周辺から取り込んだ空気の流れを部分的に遮る冷却スリーブを設けた冷却スリーブ付きフロースリーブ。
【請求項７】
前記冷却スリーブは凸部及び凹部を備え、
前記凹部は、前記送出部分の周辺から取り込んだ空気を通す請求項６に記載の冷却スリーブ付きフロースリーブ。
【請求項８】
前記凹部は、前記凸部に隣接して設けられる請求項７に記載の冷却スリーブ付きフロースリーブ。
【請求項９】
前記凸部の高さは、前記送出部分の側から前記燃焼部分の側に向かうにつれて高くなる請求項７または請求項８に記載の冷却スリーブ付きフロースリーブ。
【請求項１０】
前記冷却孔が長手方向に複数形成されており、前記冷却スリーブは、最も前記送出部分の側の前記冷却孔の位置に合わせて配置される請求項６から９のいずれか１項に記載の冷却スリーブ付きフロースリーブ。
【請求項１１】
ガスタービンの燃料ノズルから吹き付けられた燃料と圧縮空気とを混合した混合気を燃焼して高温ガスを発生させるための燃焼部分と、前記燃焼部分に隣接し、前記高温ガスの速度を増大させて前記高温ガスを送出させるための送出部分と、前記燃焼部分および前記送出部分とは隔てられ、前記燃焼部分および前記送出部分を冷却させるための空気を流動させる冷却部分とをそれぞれ備えるライナーおよびフロースリーブのいずれか一方の前記冷却部分に、
前記燃焼部分の周辺から空気を取り込むために、前記送出部分の周辺から取り込んだ空気の流れを部分的に遮る冷却スリーブを設けたガスタービン燃焼器。
【請求項１２】
前記冷却スリーブは、凸部及び凹部を備え、
前記凹部は、前記送出部分の周辺から取り込んだ空気を通す請求項１１に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項１３】
前記フロースリーブは、前記冷却部分に空気を取り込むための冷却孔を備え、
前記凸部は、前記冷却孔の位置に合わせて配設され、前記凹部は、前記凸部に隣接して設けられる請求項１２に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項１４】
前記凸部の高さは、前記送出部分の側から前記燃焼部分の側に向かうにつれて高くなる請求項１２または請求項１３に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項１５】
前記冷却孔が前記フロースリーブの長手方向に複数配列される場合に、前記冷却スリーブは、最も前記送出部分の側の前記冷却孔の位置に合わせて配置される請求項１３に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項１６】
前記冷却スリーブは、前記フロースリーブに設けられる請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載のガスタービン燃焼器。
【請求項１７】
前記冷却スリーブは、前記ライナーに設けられる請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載のガスタービン燃焼器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスタービン燃焼器のライナー、フロースリーブ及びガスタービン燃焼器に係り、さらに詳しくは、冷却スリーブ付きライナー、冷却スリーブ付きフロースリーブ、及びガスタービン燃焼器に関する。
【背景技術】
【０００２】
タービンとは、蒸気やガスなどの圧縮性流体の流れを用いて衝動力または反動力により回転力を得る機械装置のことをいい、蒸気を用いると蒸気タービンと呼ばれ、燃焼ガスを用いるとガスタービンと呼ばれる。
【０００３】
ガスタービンの熱サイクルはブレイトンサイクルであり、圧縮器、燃焼器及びタービンにより構成される。ガスタービンの作動原理は、まず、大気の空気を吸入して圧縮器を用いて圧縮した後に燃焼器に送って高温・高圧のガスを生成してタービンを動作させ、排ガスを大気中に放出する。すなわち、圧縮、加熱、膨張及び放熱の四つの過程を有する。
【０００４】
ガスタービンの圧縮器は、大気から空気を吸入して燃焼器に燃焼用空気を供給する役割を果たし、断熱圧縮過程を経るため圧力と空気の温度が上昇する。
【０００５】
燃焼器は、流入した圧縮空気を燃料と混合させ且つ燃焼させて高いエネルギーの燃焼ガスを生成し、等圧燃焼過程により燃焼器及びタービン部品が耐え得る耐熱限度まで燃焼ガスの温度を高める。
【０００６】
タービンは、燃焼器からの高温・高圧の燃焼ガスが膨張しながらタービンの回転翼に衝動力及び反動力を与えて機械的なエネルギーに変換する。タービンから得られた機械的エネルギーは圧縮器において空気を圧縮するのに必要なエネルギーとして供給され、残りのエネルギーは発電機を駆動するのに用いられて電力を生産する。
【０００７】
ガスタービンは、主な構成部品に往復運動がないため、ピストン−シリンダのような相互摩擦部分がなく、その結果、潤滑油の消費が非常に少なく、往復運動機械の特徴である振幅が大幅に減少され、しかも、高速にて運動可能であるというメリットがある。
【０００８】
本発明の一態様は、前記ガスタービンを構成する構成要素のうち 燃焼器と関連するものである。
【０００９】
図１は、ガスタービン燃焼器の構成を概略的に示す図であり、図１を参照すると、ガスタービンの燃焼器１０は、点火部５０と、ライナー部１００と、トランジション部と、を備える。
【００１０】
点火部５０は、燃料を点火させる部分であり、図１は、ガスタービン燃焼器１０の構成を概略的に示すものであるが、図１を参照すると、ガスタービンの燃焼器１０は、点火部５０と、ライナー部１００と、トランジション部と、を備える。
【００１１】
点火部５０は、燃料を点火させる部分であり、ライナー部１００は、燃料を圧縮空気と混合して燃焼させて高温ガスを運動エネルギーに変換してタービンを駆動するエネルギー発生部分であり、トランジションピース部２００は、ライナー部１００と接続されて高温ガスを送出しながら速度を増大させる部分である。
【００１２】
このため、ライナー部１００における燃焼温度が上昇するため、ライナー部１００を冷却させることは効率よいタービン動作のために非常に重要である。
【００１３】
図２は、従来のガスタービン燃焼器１０におけるライナー部１００の側断面図である。図２を参照すると、従来のライナー部１００においてライナー１１０を冷却させる方法を確認することができる。ライナー部１００は、ライナー１１０と、これを囲繞するフロースリーブ１２０と、を備えるが、フロースリーブ１２０には冷却孔１３０が形成されて冷却孔１３０を介して流入した空気（以下、「ジェットフロー」と称する。）が垂直にライナー１１０と衝突してライナー１１０を冷却させる。
【００１４】
しかしながら、ライナー部１００はトランジションピース部２００と接続されるため、トランジションピース部２００からライナー部１００のライナー１１０とフロースリーブ１２０との間の空間１４０に流入する空気（以下、「クロスフロー」と称する。） によって衝突冷却が影響を受けてしまう。
【００１５】
図３は、トランジションピース２１０の側断面図である。図３を参照すると、多孔スリーブがトランジションピース２１０を囲繞し、多孔スリーブの冷却により圧縮器からの放出空気が流動され、トランジションピース２１０に衝突してトランジションピース２１０を冷却させる。次いで、このような冷却空気は、トランジションピース２１０を囲繞する多孔スリーブ２２０とトランジションピース２１０との間の空間２４０の二重環状管に沿って流動して、燃焼器１０におけるライナー１１０とこれを囲繞しているフロースリーブ１２０との間の他の二重環状管内に流動する。これにより、フロースリーブ１２０の冷却孔１３０を介して燃焼器１０におけるライナー１１０の表面に向かって流動するジェットフローと垂直に遭遇する。このようなクロスフローの存在は、フロースリーブ１２０を通過するジェットフローの第１列が燃焼器１０におけるライナー１１０を衝突冷却させる領域の冷却効率に直接的な影響を及ぼす。すなわち、ライナー１１０の表面上に非常に低い熱伝達比を発生させる。このような低い熱伝達比は、高温のライナー１１０の表面温度を形成し、結果的に、これは、強度の損失につながる。これにより、ライナー１１０の寿命が短縮され、これは、当該部品の頻繁な取替えにつながる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
特許文献１：大韓民国公開特許２００２−００２７０５６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の実施形態は、衝突冷却に伴う冷却性能を増大させ、圧力損失が発生しないように冷却スリーブにより解決しようとする。
【００１８】
すなわち、衝突冷却性能を高めつつも、これと同時に流動の流れによる混合冷却性能を向上させて、ライナーの冷却性能を高め、これにより、ガスタービン燃焼器全体の耐久性を向上させて燃焼器のメンテナンスコストなどを削減しようとする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の一側面によれば、ガスタービンの燃料ノズルから吹き付けられた燃料と圧縮空気とを混合した混合気を燃焼して高温ガスを発生させるための燃焼部分と、燃焼部分に隣接し、高温ガスの速度を増大させて高温ガスを送出させるための送出部分と、燃焼部分および送出部分とは隔てられ、燃焼部分および送出部分を冷却させるための空気を流動させる冷却部分とを備えるライナーの冷却部分に、燃焼部分の周辺から空気を取り込むために、送出部分の周辺から取り込んだ空気の流れを部分的に遮る冷却スリーブを設けた冷却スリーブ付きライナーが提供される。
【００２０】
好ましくは、冷却スリーブは凸部及び凹部を備え、凹部は、送出部分の周辺から取り込んだ空気を通す。
【００２１】
また、好ましくは、凹部は、凸部に隣接して設けられる。
【００２２】
さらに、好ましくは、凸部の高さは、送出部分の側から燃焼部分の側に向かうにつれて高くなる。
【００２３】
さらに、好ましくは、冷却スリーブ付きライナーが、冷却孔が長手方向に複数形成されたフロースリーブに囲繞された場合に、冷却スリーブは、最も前記送出部分の側の冷却孔の位置に合わせて配置される。
【００２４】
本発明の他の側面によれば、ガスタービンの燃料ノズルから吹き付けられた燃料と圧縮空気とを混合した混合気を燃焼して高温ガスを発生させるための燃焼部分と、燃焼部分に隣接し、高温ガスの速度を増大させて高温ガスを送出させるための送出部分と、燃焼部分および送出部分とは隔てられ、燃焼部分および送出部分を冷却させるための空気を流動させる冷却部分と、冷却部分に空気を取り込むための冷却孔とを備えるフロースリーブの冷却部分に、冷却孔から空気を取り込むために、送出部分の周辺から取り込んだ空気の流れを部分的に遮る冷却スリーブを設けた冷却スリーブ付きフロースリーブが提供される。
【００２５】
好ましくは、冷却スリーブは凸部及び凹部を備え、凹部は、送出部分の周辺から取り込んだ空気を通す。
【００２６】
また、好ましくは、凹部は、凸部に隣接して設けられる。
【００２７】
さらに、好ましくは、凸部の高さは、送出部分の側から燃焼部分の側に向かうにつれて高くなる。
【００２８】
さらに、好ましくは、冷却孔が長手方向に複数形成されており、冷却スリーブは、最も送出部分の側の冷却孔の位置に合わせて配置される。
【００２９】
本発明のさらに他の側面によれば、ガスタービンの燃料ノズルから吹き付けられた燃料と圧縮空気とを混合した混合気を燃焼して高温ガスを発生させるための燃焼部分と、燃焼部分に隣接し、高温ガスの速度を増大させて高温ガスを送出させるための送出部分と、燃焼部分および送出部分とは隔てられ、燃焼部分および送出部分を冷却させるための空気を流動させる冷却部分とをそれぞれ備えるライナーおよびフロースリーブのいずれか一方の冷却部分に、燃焼部分の周辺から空気を取り込むために、送出部分の周辺から取り込んだ空気の流れを部分的に遮る冷却スリーブを設けたガスタービン燃焼器が提供される。
【００３０】
好ましくは、冷却スリーブは、凸部及び凹部を備え、凹部は、送出部分の周辺から取り込んだ空気を通す。
【００３１】
また、好ましくは、フロースリーブは、冷却部分に空気を取り込むための冷却孔を備え、凸部は、冷却孔の位置に合わせて配設され、凹部は、凸部に隣接して設けられる。
【００３２】
さらに、好ましくは、凸部の高さは、送出部分の側から燃焼部分の側に向かうにつれて高くなる。
【００３３】
さらに、好ましくは、冷却孔がフロースリーブの長手方向に複数配列される場合に、冷却スリーブは、最も送出部分の側の冷却孔の位置に合わせて配置される。
【００３４】
さらに、好ましくは、冷却スリーブは、フロースリーブに設けられる。
【００３５】
さらに、好ましくは、冷却スリーブは、ライナーに設けられる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の実施形態によれば、冷却スリーブにより、衝突冷却による冷却性能を増大させることができ、圧力損失が発生しない。
【００３７】
冷却スリーブの凸部がライナーに垂直に衝突する圧縮空気のガイドの役割を果たして衝突冷却性能を高め、トランジションピースから供給される圧縮空気の流動は凹部に沿って流れて冷却孔によって垂直に衝突する圧縮空気を妨げずに混合冷却性能を向上させて、全体的にライナーの冷却性能を高め、これにより、ガスタービン燃焼器全体の耐久性を向上させて燃焼器のメンテナンスコストなどを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】ガスタービン燃焼器の概略的な断面図である。
【図２】従来のガスタービン燃焼器におけるライナー部の側断面図である。
【図３】トランジションピースの側断面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る冷却スリーブを示す図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るライナーを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態により冷却スリーブを備えるライナーの側断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るフロースリーブを示す図である。
【図８】本発明の一実施形態により冷却スリーブを備えるフロースリーブの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、添付図面に示す特定の実施形態により本発明の様々な実施形態について説明する。後述する本発明の実施形態の差分は互いに排他的ではない事項であると理解されるべきである。すなわち、本発明の技術思想及び範囲を逸脱せずに、記載されている特定の形状、構造及び特性は、一実施形態に関連して他の実施形態として実現可能であり、それぞれの開示された実施形態内の個別の構成要素の位置または配置は変更可能であるということが理解されるべきであり、図中、同じ参照符号は種々の側面に亘って同一または類似の機能を表わし、長さ及び面積、厚さなどとその形状は、説明のしやすさのために誇張されている。
【００４０】
図５は、本発明の一実施形態に係るライナーを示す図であり、図６は、本発明の一実施形態に係る冷却スリーブを備えるライナーの側断面図である。
【００４１】
図５及び図６を参照すると、本発明の一実施形態に係るガスタービン燃焼器のライナー１１０は、ガスタービンの燃料ノズルから吹き付けられた燃料が圧縮空気と混合されて燃焼されるライナー１１０及び前記ライナー１１０において生成された高温ガスを送出しながら速度を増大させるトランジションピース２１０を備え、前記ライナー１１０は、冷却孔１３０付きフロースリーブ１２０により囲繞されて前記冷却孔１３０を介して供給される空気によって冷却され、前記トランジションピース２１０は、多孔スリーブ２２０により囲繞されて前記多孔スリーブ２２０の孔２３０を介して圧縮空気が供給されてトランジションピース２１０と衝突した後に、前記ライナー１１０と前記フロースリーブ１２０との間の空間に流れるガスタービン燃焼器のライナー１１０であり、前記ライナー１１０の上には、前記フロースリーブ１２０の冷却孔１３０を介して供給される空気と、前記トランジションピース２１０と衝突した後に前記ライナー１１０と前記フロースリーブ１２０との間の空間に流れる圧縮空気の流れを区分する冷却スリーブ４００がさらに配設される。
【００４２】
すなわち、上述したように、ジェットフローとクロスフローの衝突による冷却効率の減少と、冷却シンブルの存在により発生する流動妨害及びこれによる圧力損失の増大を解決するために冷却スリーブ４００をさらに備えるところに本発明の一実施形態の特徴があるといえる。
【００４３】
図４は、本発明の一実施形態に係る冷却スリーブ４００を示す図である。図４を参照すると、冷却スリーブ４００は、凸部４１０及び凹部４２０を備え、凸部４１０及び凹部４２０は交互に配置される。
【００４４】
冷却スリーブ４００の凸部４１０は、前記フロースリーブ１２０の冷却孔１３０を介して供給される空気のガイドの役割を果たしてジェットフローがライナー１１０と垂直に衝突できるようにし、凹部４２０は、前記凸部４１０と隣り合う個所においてトランジションピース２１０と衝突した後に、前記ライナー１１０と前記フロースリーブ１２０との間の空間に流れるクロスフローの移動通路の役割を果たす。
【００４５】
すなわち、凸部４１０を用いて従来の冷却シンブルと同じ機能を担いつつも、凹部４２０を介してクロスフローが移動するので、流動妨害が発生しない結果、圧力損失の増大の問題が発生しなくなる。
【００４６】
また、冷却スリーブ４００は、トランジションピース２１０から前記ライナー１１０に向かって進むにつれて凸部４１０の高さが次第に増大されるが、これは、クロスフローが流動妨害を受けることなく凹部４２０の間に流れるようにするためである。
【００４７】
さらに、前記フロースリーブ１２０の冷却孔１３０が前記ライナー１１０の長手方向に複数配列される場合、前記冷却スリーブ４００は、前記トランジションピース２１０から前記ライナー１１０の方向を眺めたとき、第１列の冷却孔１３０の位置まで形成される。これは、冷却スリーブ４００が第２列超えまで存在すると、冷却スリーブ４００がむしろジェットフローがライナー１１０と衝突することを遮断する役割を果たすためである。
【００４８】
加えて、凹部４２０に沿って移動したクロスフローは、モメンタム差により渦巻きが冷却スリーブ４００の前方において発生して流動混合を一層増大させて冷却性能をさらに向上させることができる。
【００４９】
図４に示す冷却スリーブ４００は波状であるが、本発明の一実施形態は必ずしもこの形状に限定されるとは限らない。上述したように、冷却孔１３０を通過するジェットフローのガイドの役割と、トランジションピース２１０から供給されるクロスフローの移動路の役割を果たせばよいため、凸部４１０と凹部４２０が交差する形状であれば、その形状は、波状であってもよく、三角形または四角形などの多角形状であってもよい。
【００５０】
図５及び図６を参照すると、本発明の一実施形態においては、ライナー１１０に冷却スリーブ４００が取り付けられて従来とは異なる冷却スリーブ４００を備えるライナー１１０が提示されていることを確認することができる。すなわち、従来には、図２に示すように、ライナー１１０の上に特別な構成要素が取り付けられていなかったが、本発明の一実施形態においては、ライナー１１０の上に冷却スリーブ４００が取り付けられて従来とは全く異なる新規なライナー１１０を提示している。
【００５１】
図５及び図６を参照して、本発明の一実施形態に係るライナー１１０の冷却原理について説明すると、ライナー１１０と、これを囲繞するフロースリーブ１２０と、を備える点と、フロースリーブ１２０に冷却孔１３０が形成されて冷却孔１３０を介して流入したジェットフローが垂直にライナー１１０と衝突してライナー１１０を冷却させる点は同様である。
【００５２】
しかしながら、本発明の一実施形態においては、ライナー１１０に冷却スリーブ４００が存在するためトランジションピース部２００からライナー部１００のライナー１１０とフロースリーブ１２０との間の空間に流入するクロスフローが冷却スリーブ４００の凹部４２０に沿って流れ、凸部４１０がジェットフローのガイドの役割を果たすとともに、クロスフローが凹部４２０に流れるように誘導するので、ジェットフローがクロスフローに影響を受けず、その結果、ライナー１１０を効果的に冷却することができる。加えて、クロスフローもまた凸部４１０と直接的に衝突して圧力が減少されるわけではなく、凹部４２０に沿って流れていて冷却スリーブ４００の前方において渦巻きが発生して流動混合をさらに増大させて冷却性能を向上させることが可能になる。
【００５３】
図７は、本発明の一実施形態に係るフロースリーブを示す図であり、図８は、本発明の一実施形態により冷却スリーブを備えるフロースリーブの側断面図である。
【００５４】
図７及び図８を参照すると、本発明の他の実施形態に係るガスタービン燃焼器のフロースリーブ１２０は、ガスタービンの燃料ノズルから吹き付けられた燃料が圧縮空気と混合されて燃焼されるライナー１１０及び前記ライナー１１０において生成された高温ガスを送出しながら速度を増大させるトランジションピース２１０を備え、前記ライナー１１０は、冷却孔１３０付きフロースリーブ１２０により囲繞されて前記冷却孔１３０を介して供給される空気によって冷却され、前記トランジションピース２１０は、多孔スリーブ２２０により囲繞されて前記多孔スリーブ２２０の孔２３０を介して圧縮空気が供給されてトランジションピース２１０と衝突した後に、前記ライナー１１０と前記フロースリーブ１２０との間の空間に流れるガスタービン燃焼器のフロースリーブ１２０であり、前記フロースリーブ１２０の上には、前記フロースリーブ１２０の冷却孔１３０を介して供給される空気と、前記トランジションピース２１０と衝突した後に前記ライナー１１０と前記フロースリーブ１２０との間の空間に流れる圧縮空気の流れを区分する冷却スリーブ４００がさらに配設される。
【００５５】
すなわち、上述した本発明の実施形態においては、冷却スリーブ４００がライナー１１０と係合されているのに対し、本発明の他の実施形態においては、冷却スリーブ４００がフロースリーブ１２０と係合されている。
【００５６】
係合される冷却スリーブ４００は、上述した冷却スリーブ４００と同様である。但し、凸部４１０と凹部４２０の位置は異なるが、ライナー１１０と係合する冷却スリーブ４００の場合にはライナー１１０の方向が凹部４２０になり、フロースリーブ１２０の方向が凸部４１０になるが、フロースリーブ１２０と係合する場合にはフロースリーブ１２０の方向が凹部４２０になり、ライナー１１０の方向が凸部４１０になる点で相違点がある。
【００５７】
図７及び図８を参照すると、本発明の他の実施形態においては、フロースリーブ１２０に冷却スリーブ４００が取り付けられて従来とは異なる冷却スリーブ４００を備えるフロースリーブ１２０が提示されていることを確認することができる。すなわち、従来には、図２に示すように、フロースリーブ１２０の上に特別な構成要素が取り付けられていないのに対し、本発明の他の実施形態においてはフロースリーブ１２０の上に冷却スリーブ４００が取り付けられて従来とは全く異なる新規なフロースリーブ１２０を提示している。
【００５８】
図７及び図８を参照して、本発明の他の実施形態に係るライナー１１０の冷却原理について説明すると、ライナー１１０と、これを囲繞するフロースリーブ１２０と、を備える点と、フロースリーブ１２０に冷却孔１３０が形成されて冷却孔１３０を介して流入したジェットフローが垂直にライナー１１０と衝突してライナー１１０を冷却させる点は同様である。
【００５９】
しかしながら、本発明の他の実施形態においては、フロースリーブ１２０に冷却スリーブ４００が存在するためトランジションピース部２００からライナー部１００のライナー１１０とフロースリーブ１２０との間の空間に流入するクロスフローが冷却スリーブ４００の凹部４２０に沿って流れ、凸部４１０がジェットフローのガイドの役割を果たすとともに、クロスフローが凹部４２０に流れるように誘導するので、ジェットフローがクロスフローに影響を受けず、その結果、ライナー１１０を効果的に冷却することができる。加えて、クロスフローもまた凸部４１０と直接的に衝突して圧力が減少されるわけではなく、凹部４２０に沿って流れていて冷却スリーブ４００の前方において渦巻きが発生して流動混合をさらに増大させて冷却性能を向上させることが可能になる。
【００６０】
本発明の一実施形態と、本発明の他の実施形態を比較すると、両者は、冷却スリーブ４００がライナー１１０に取り付けられるか、フロースリーブ１２０に取り付けられるかに相違点がある。
【００６１】
これにより、ジェットフローの流れは大差ないが、クロスフローは冷却スリーブ４００の漸進的な傾斜面間の凹部４２０を流れるため、ライナー１１０の場合に相対的にライナー１１０に近づいて流れ、フロースリーブ１２０の場合にフロースリーブ１２０に近づいて流れる点で相違点があるが、冷却スリーブ４００を通過した後に渦巻きの発生によって冷却効果をさらに増大させるという点で両者の効果は実質的に同様であるといえる。
【００６２】
本発明のさらに他の実施形態に係るガスタービン燃焼器は、ガスタービンの燃料ノズルから吹き付けられた燃料が圧縮空気と混合されて燃焼されるライナー１１０及び前記ライナー１１０において生成された高温ガスを送出しながら速度を増大させるトランジションピース２１０を備え、前記ライナー１１０は、冷却孔１３０付きフロースリーブ１２０により囲繞されて前記冷却孔１３０を介して供給される空気によって冷却され、前記トランジションピース２１０は、多孔スリーブ２２０により囲繞されて前記多孔スリーブ２２０の孔２３０を介して圧縮空気が供給されてトランジションピース２１０と衝突した後に、前記ライナー１１０と前記フロースリーブ１２０との間の空間に流れるガスタービン燃焼器であり、前記フロースリーブ１２０と前記ライナー１１０との間に、前記フロースリーブ１２０の冷却孔１３０を介して供給される空気と、前記トランジションピース２１０と衝突した後に前記ライナー１１０と前記フロースリーブ１２０との間の空間に流れる圧縮空気の流れを区分する冷却スリーブ４００がさらに配設される。
【００６３】
本発明のさらに他の実施形態は、上述したフロースリーブ１２０やライナー１１０と同様に冷却スリーブ４００を備える。上述した実施形態は、フロースリーブ１２０またはライナー１１０のように燃焼器を構成する構成要素を中心に記述したものであるのに対し、本発明のさらに他の実施形態は、これらの構成要素を備える燃焼器に相当するものである。
【００６４】
このため、動作原理などは上述した通りである。但し、本発明のさらに他の実施形態に相当する燃焼器は、冷却スリーブ４００を備えるフロースリーブ１２０を有するか、あるいは、冷却スリーブを備えるライナー１１０を有することを特徴として、上述した実施形態と同じ効果を奏する。
【００６５】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、これに基づいて、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の特許請求の範囲に記載の本発明の思想から逸脱しない範囲内において、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種々に修正及び変更することができる筈であり、これらもまた本発明の権利範囲内に含まれるものであるといえる。
【符号の説明】
【００６６】
１０：燃焼器
５０：点火部
１００：ライナー部
１１０：ライナー
１２０：フロースリーブ
１３０：冷却孔
１４０：空間
２００：トランジションピース部
２１０：トランジションピース
２２０：多孔スリーブ
２３０：孔
２４０：空間
４００：冷却スリーブ
４１０：凸部
４２０：凹部
【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８】
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