KR100546906B1 - 노즐모터를 이용한 연료분사 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연소기에 연료를 공급하는 연료입력부와, 연소기에서 연료와 함께 혼합될 공기를 공급하는 압축공기 입력부와, 연료와 압축공기를 혼합하고 결합된 노즐을 회전시켜주는 모터부와, 연료분사 장치에 전원을 공급하는 전원입력부와, 모터부와 연소기를 접합해주는 이음부와, 흡입된 연료와 압축공기를 연소기내에서 분사해주는 연료 확산분무부로 이루어지며,

연료분사 장치를 중공축과 노즐이 부착된 고속 회전 모터로 대체하고 고속 회전 모터의 중공축 내부에서 혼합된 가스를 회전하는 노즐을 통해 분무함으로써 연료의 미립화가 증대되어 연소효율이 극대화되는 효과가 있고 노즐모터의 중공축을 통과한 혼합가스가 고속으로 회전하는 모터의 열을 연소기내로 배출함으로써 노즐모터의 수명을 연장해주는 효과가 있다.

입력니플, 노즐모터, 전원입력단자, 플랜지, 확산분무노즐

Description

노즐모터를 이용한 연료분사 장치{Fuel injector using a moter with a Nozzle}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 노즐모터를 이용한 연료분사 장치를 나타낸 평면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 노즐모터를 이용한 연료분사 장치를 나타낸 정면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 노즐모터를 이용한 연료분사 장치의 내부 흐름도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 노즐모터를 이용한 연료분사 장치에 연료만 입력되어 분사하였을 때의 도면이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 의한 노즐모터를 이용한 연료분사 장치에 연료와 압축공기가 함께 입력되어 분사하였을 때의 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 연료 입력니플 12 : 압축공기 입력니플

13 : 노즐모터 14 : 전원 입력단자

15 : 챔버 조립용 플랜지 16 : 연료 확산분무노즐

본 발명은 노즐모터를 이용한 연료분사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 노즐모터를 이용한 연료분사 장치가 연소기내에서 연료와 압축공기를 극미립화하여 하고 완전 연소를 가능케함으로써 가스터빈기관 및 분사추진기관의 연소효율을 극대화하고 노즐모터를 통과한 혼합가스가 노즐모터의 열을 연소기내로 배출함으로써 열에 의한 노즐모터의 변형을 방지해 수명의 연장을 가능하게 하는 노즐모터를 이용한 연료분사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가스터빈 기관과 분사추진 기관의 연료분사장치는 압축기에서 발생하는 압축공기를 이용하여 넓은 관에서 좁은 통로를 통하는 노즐 계통의 장치로 연료를 분사시키거나 또는 별도의 인젝션 장치를 사용하여 연료를 연소기내로 분사하였다.

그러나, 이와같은 종래의 가스터빈 기관과 분사추진 기관의 연료분사장치는 연료의 미립화에 한계로 인해 완전 연소에 장애가 발생되어 연료의 연소 효율이 떨어지고 배기가스에 유해물질이 다소 발생한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 종래의 연료분사장치를 노즐모터를 이용한 연료분사장치로 대체함으로써 연소효율의 증대하고 노즐모터의 수명을 연장할 수 있는, 노즐모터를 이용한 연료분사 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 연소기에 연료를 공급하는 연료입력부와, 연소기에서 연료와 함께 혼합될 공기를 공급하는 압축공기 입력부와, 연료와 압축공기를 혼합하고 결합된 노즐을 회전시켜주는 모터부와, 연료분사 장치에 전원을 공급하는 전원입력부와, 모터부와 연소기를 접합해주는 이음부와, 흡입된 연료와 압축공기를 연소기내에서 분사해주는 연료 확산분무부로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 노즐모터를 이용한 연료분사 장치의 평면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 노즐모터를 이용한 연료분사 장치의 정면도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 노즐모터를 이용한 연료분사 장치의 구성은, 연소기에 연료를 공급하는 연료 입력니플(Nipple)(11)과, 연소기에서 연료와 함께 혼합될 공기를 공급하는 압축공기 입력니플(12)과, 연료와 압축공기를 혼합하고 결합된 노즐을 회전시켜주는 노즐모터(13)와, 연료분사 장치에 전원을 공급하는 전원입력단자(14)와, 모터부와 연소기를 접합해주는 챔버(Chamber) 조립용 플랜지(Flange)(15)와, 흡입된 연료와 압축공기를 연소기내에서 분사해주는 연료확산분무노즐(Nozzle)(16)로 이루어진다.

연료 입력니플(11)은 니플 형태로 노즐모터(13)의 입력부분에 압축공기 입력 니플(12)과 함께 부착되어 있고 니플을 통해 연료를 입력받는다.

압축공기 입력니플(12)은 니플 형태로 노즐모터(13)의 입력부분에 연료 입력니플(11)과 함께 부착되어 있고 니플을 통해 압축된 공기를 입력받는다.

노즐모터(30)는 전원입력단자(14)에 의해 전원을 입력받아 중공가공된 내부가 빈 관형태의 축을 고속 회전시키고 연료 입력니플(11)과 압축공기 입력니플(12)로부터 들어온 연료와 압축공기를 혼합하여 연료확산분무노즐(16)로 보내준다.

전원입력단자(14)는 노즐모터(13)을 구동시키는 동력원을 제공한다.

챔버 조립용 플랜지(15)는 노즐모터(14)와 연소기 중간에 삽입되어 입력된 연료와 압축공기가 연소기밖으로 새지않도록 한다.

연료 확산분무노즐(16)은 노즐모터(13)을 통해 들어온 혼합가스를 노즐모터(13)에 의해 회전된 노즐을 통해 연소기내에 분무한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 노즐모터를 이용한 연료분사 장치의 내부 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 연료 입력니플(11)에서 연료와 압축공기 입력니플(12)에서 압축공기가 각각 들어오고 노즐모터(13)의 내부에서 서로 혼합되어 연료확산분무노즐(16)로 흘러들어간다. 이때 노즐모터(13)는 전원입력단자(14)로 부터 전원을 입력받아 중공축을 회전시키기때문에 연료와 압축공기가 중공축 내부에서 좀더 혼합(18)이 잘된다. 그리고 노즐모터(13)의 중공축은 연료 확산분무노즐(16)과 연결되어 있어 노즐모터(13)의 회전시 노즐(16)이 함께 회전하게 된다. 그리고 이 회전하는 연료확산분무노즐(16)을 통해 혼합된 가스가 연소기내로 분무된다.

도 4는 본 발명의 일시예에 따른 노즐모터를 이용한 연료분사 장치의 동작시 연료만 입력하여 분사하였을 때의 도면이다.

도 4를 참조하면, 압축공기 입력니플(12)로부터 압축공기를 입력하지 않고 연료 입력니플(11)로부터 연료만 입력하여 노즐모터(13)에 의해 회전하고 있는 연료 확산분무노즐(16)을 통해 연료는 상기 노즐(16)의 회전방향(23)과 수평으로 분무된다. 따라서 연료는 상하로 퍼진후 천천히 도 4의 오른편(25)으로 확산하게 되지만 혼합가스의 확산 움직임이 약해 연소기내에 골고루 퍼지지 않는다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 노즐모터를 이용한 연료분사 장치의 동작시 연료와 압축공기를 함께 입력하여 분사하였을 때의 도면이다.

도 5를 참조하면, 연료 입력니플(11)과 압축공기 입력니플(12)로부터 각각 연료와 압축공기가 노즐모터(13)에서 혼합된후 회전하고 있는 연료 확산분무노즐(16)을 통해 분무된다. 이때 연료에 고압의 공기가 혼합됨으로써 혼합가스는 도 4와 같이 상하로 분무되는 것이 아니라 연소기의 내측의 대각 상하부분(34, 35)으로 비스듬히 분무되어 확산기류가 생성되고 혼합가스는 이 기류를 타고 퍼지게 된다. 그리고 이 혼합가스의 일부가 기존에 남아있던 연소된 가스와 함께 배기구부분(37)로 흘러가게 되고 이 흐름(35)으로 인해 중심부(36)에는 저기압이 생성되어 소용돌이(Vortex)효과가 발생하게 되고 이것은 연료의 미립화에 도움을 준다.

상기한 바와 같이 본 발명은 연료분사 장치를 중공축과 노즐이 부착된 고속 회전 모터로 대체하고 고속 회전 모터의 중공축 내부에서 혼합된 가스를 회전하고 있는 노즐을 통해 분무함으로써 연료의 미립화가 증대되어 연소효율이 극대화되는 효과가 있다. 그리고 노즐모터의 중공축을 통과한 혼합가스가 고속으로 회전하는 모터의 열을 연소기내로 배출함으로써 노즐모터의 수명을 연장해주는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 연소기에 연료를 공급하는 연료입력부와,

   연소기에서 연료와 함께 혼합될 공기를 공급하는 압축공기 입력부와,

   연료와 압축공기를 분사하는 노즐을 회전시켜주는 모터부와,

   연료분사 장치에 전원을 공급하는 전원입력부와,

   모터부와 연소기를 접합해주는 이음부와,

   흡입된 연료와 압축공기를 연소기내에서 분사해주는 연료 확산분무부를 포함하여 이루어지며,

   상기 모터부는, 회전축이 내부가 중공으로 가공된 관형태로 되어있고 한쪽 끝에는 연료입력부와 압축공기 입력부로 연결되어 있고 반대쪽 끝에는 연료 확산분무부로 되어 있으며,

   상기 모터부는, 연료입력부에서 들어온 연료와 압축공기 입력부에서 들어온 압축공기를 입력받아 모터부의 내부에서 혼합하고 모터부에 의해 회전되는 노즐을 통해 분사하며,

   상기 연료 확산분무부는, 혼합가스를 분사하는 노즐이 안쪽으로 비스듬히 소정의 각도로 가공되어 혼합가스 분사시 소정의 각도에 따라 분사되는 것을 특징으로 하는 노즐모터를 이용한 연료분사 장치.

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