KR101576676B1 - 세라믹 매트릭스 복합재료로 제작되고 섹터로 분할된 가스터빈용 연소챔버 - Google Patents

세라믹 매트릭스 복합재료로 제작되고 섹터로 분할된 가스터빈용 연소챔버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 세라믹 매트릭스 복합재료로 된 환형상 내부 벽(10)과, 환형상 외부 벽(20), 및 인젝터를 수용하도록 오리피스(30a)를 갖추고 상기 내부 및 외부 벽에 연결될 챔버 단부 벽을 구비한다.
탄성적으로 변형가능한 결합부재(17,27)는 금속으로 제작될 내부 및 외부 케이싱(15,25)에 챔버의 내부 및 외부 벽을 연결한다. 내부 벽과 외부 벽 및 연소챔버 단부 벽으로 형성된 조립체는 인접해 있는 챔버 섹터로 외주방향으로 분할되되, 각 섹터는 세라믹 복합재료의 단일 부품으로 제작되고, 내부 벽 섹터(110)와 외부 벽 섹터(120) 및 챔버 단부 벽 섹터(130)로 이루어진다. 결합부재(17,27)는 각 연소챔버의 내부 벽 섹터와 챔버의 외부 벽 섹터에 내부 금속 케이싱과 외부 금속 케이싱을 연결한다. 챔버 단부 벽 섹터들은 원피스형 링과 접촉하여 연결된다.

Description

세라믹 매트릭스 복합재료로 제작되고 섹터로 분할된 가스터빈용 연소챔버 {A gas turbine combustion chamber made of CMC material and subdivided into sectors}
본 발명은 가스터빈에 관한 것으로, 특히 세라믹 매트릭스 복합재료(이하 CMC:ceramic matrix composite)로 제작된 벽을 갖춘 환형상의 연소챔버의 구조와 조립체에 관한 것이다. 본 발명의 응용 분야는 가스터빈 항공엔진과 산업용 가스터빈이다.
CMC의 열구조 특성 때문에, 다시 말하자면 고온에서 훌륭한 기계적 특성을 유지할 수 있기 때문에, 가스터빈 연소챔버 벽을 CMC를 사용하여 제작되도록 제안되었다. 특히 가스터빈 항공 엔진에서, 높은 연소온도가 벽을 냉각하기 위해 사용될 공기의 유량을 줄여서 효율을 향상하고 오염 성분의 방출을 저감하기 위해 추구된다. 연소챔버는 유연한 결합부재를 수단으로 하여 내부 및 외부 금속 케이싱 사이에 장착되되, 다시 말하자면 부재들은 탄성적으로 변형가능하여, 금속부와 CMC부 사이에 발생하는 열에 의한 차동적인 크기 변동을 흡수할 수 있다. 미국 특허 제6 708 495호와, 동 7 237 387호, 동 제7 237 388호, 및 동 제7 234 306호가 참조될 수 있다.
CMC 재료는 내열성 섬유강화재로 구성되되, 예컨대 탄소 섬유 혹은 세라믹 섬유로 제작되며, 강화재는 세라믹 매트릭스로 치밀화된다. 복잡한 형상의 CMC부를 제작하기 위해서, 섬유 예비성형품은 제작될 부품의 형상에 가까운 형상으로 준비되고, 그런 다음에 예비성형품이 치밀화된다. 치밀화는 액체 처리 혹은 가스 처리, 또는 이들의 조합으로 실행될 수 있다. 액체 처리는 제작될 세라믹 매트릭스용 전구체를 함유하는 액체 조성물에 예비성형품을 침지하여 이루어지는바, 통상적으로 전구체가 용액으로 수지화되고, 그런 다음에 열분해 열처리는 수지가 경화된 후에 실행된다. 가스 처리는 미리 결정된 상황, 특히 온도와 압력하에서 가스상에 함유된 세라믹 전구체의 분해 또는 가스상의 조성물 사이에서 발생하는 반응으로 섬유에 고형 세라믹 침전물을 형성하고 예비성형품을 확산한 주입된 반응가스상으로 오븐에 예비성형품을 안착하는, 화학증기침착(CVI)이다.
어떤 치밀화 공정이 사용되든, 툴링(tooling)은 예비성형품을 강화하기 위해 적어도 치밀화 초기 단계 중에 바람직한 형상으로 예비성형품을 지지하기 위해 필요하다.
가스터빈용 연소챔버 벽 제작은 툴링을 필요로 하는데, 이는 복잡한 형상으로 되어 있다. 덧붙여서, CVI에 의한 치밀화를 예비성형하는 경우, 예비성형품은 치밀화 오븐의 상당한 공간을 점유할 수 있고, 오븐이 적재되는 방식으로 최적화되는 것이 바람직하다.
유럽 특허 제1 635 118호는 고온 가스에 노출될 챔버 벽을 제작하기 위해 CMC 타일을 사용하도록 제안되는바, 이 타일은 챔버 벽에서 이격된 지지구조물로 지지된다. 타일은 챔버 벽과 지지구조물 사이에 공간으로 뻗고 지지구조물을 관통하여 뻗은 탭을 형성하여 외측면에 연결된다. 이러한 연결은 고정적이고 지지구조물을 외측면에 상당한 공간을 점유한다. 더욱이, 추가 케이싱이 밀봉을 제공하기 위해서 필요로 한다.
영국 특허 제1 570 875호는 섹터로 외주방향으로 분할된 세라믹 재료로 제작된 환형상 연소챔버를 도시한 것으로, 내부 벽 섹터와 외부 벽 섹터 및 이들 벽 섹터를 상호연결하는 챔버 단부 벽 섹터를 병합한다. 연소챔버는 외부 금속 케이싱에 체결되고 챔버 섹터의 외부면에 대해서만 지지하는 탄성부재에 의해 방사상으로 지지되고, 다른 탄성부재들에 대해서는 축방향으로 지지한다. 이러한 조립체는 특히 가압응력이 높아지면, 항공엔진의 연소챔버에서 발생할 때 섹터가 일정한 축위치에서 유지되는 것을 보장하지 못한다.
본 발명의 목적은 전술된 단점들을 극복하기 위한 것으로, 이러한 목적을 위해서 본 발명은 가스터빈용 환형상 연소챔버 조립체를 구비하는데, 이 조립체는 내부 금속 케이싱과; 외부 금속 케이싱; 내부 및 외부 금속 케이싱 사이에 장착되고, 내부와 외부 벽에 연결되고 인젝터를 수용하는 오리피스를 구비한 챔버 벽 단부와 함께 세라믹 재료로 되어 있는 환형상 내부 벽과 환형상 외부 벽으로 이루어진 환형상 연소 챔버; 및, 내부 금속 케이싱과 외부 금속 케이싱 사이에 연소챔버를 지지하는 탄성적으로 변형가능한 결합부품;으로 이루어지며, 이 조립체는 내부 벽과 외부 벽 및 인접한 챔버 섹터를 외주로 분할한 연소챔버의 단부 벽으로 형성되고, 각 챔버 섹터는 내부 벽 섹터와 외부 벽 섹터 및 외부와 내부 벽 섹터를 상호연결하는 챔버 단부 섹터로 이루어진다.
조립체에서, 각 챔버 섹터는 세라믹 복합재료의 단일 부품으로 제작되되, 탄성적으로 변형가능한 결합부품이 연소챔버의 각 내부 벽 섹터와 챔버의 외부 벽 섹터에 내부 금속 케이싱과 외부 금속 케이싱을 연결하고, 원피스(one-piece)형 링은 또한 챔버 단부 벽 섹터와 접촉하게 되어 있고 챔버 섹터가 연결된다.
연소챔버를 섹터로의 분할은, 부품의 크기가 제한되어 제작되고 형상의 복잡함을 제한하여, 제조비용을 현저하게 줄이는 한편, 내부와 외부 벽을 챔버 단부 벽에 병합한다. 덧붙여서, 금속케이싱과 CMC 연소챔버 벽 사이에 크기의 차동적인 변동이 틈새에서 연소챔버 둘레로 흐르는 공기 스트림에 잠겨진 내부와 외부 챔버 벽 및 금속 케이싱 사이에 있는 틈새에 안착된 결합부재의 탄성변형으로 효과적이고 쉽게 흡수된다. 결합부재는 또한 서로에 대해서 특히 축방향으로 연소 섹터를 지지한다.
추가로, 챔버 섹터는 원피스형 링으로 챔버의 상류 단부에서 함께 고정된다.
연소 섹터와 링 사이의 연결부는 인젝터 보울(bowl)을 수단으로 하여 구비될 수 있다. 링은 또한 연소챔버 상류의 내부와 외부 벽으로 뻗어 위치된 내부와 외부 환형상 보울을 가진다.
바람직하기로, 각 결합부품은 내부 혹은 외부 금속 케이싱에 체결될 제1단부와 연소챔버의 내부 혹은 외부 벽 섹터에 체결될 제2단부를 갖추고 있다. 각 내부 혹은 외부 연소챔버 벽 섹터는 결합부품의 제2단부에 체결될 적어도 하나의 탭을 가진다.
바람직하기로, 내부 혹은 외부 연소챔버 벽 섹터의 각 탭은 세라믹 매트릭스 복합재료로 제작되고 제조하는 동안에 섹터에 병합된다. 그런 다음에, 탭은 내부 혹은 외부 벽 섹터의 섬유강화재에서 연속적으로 뻗을 수 있게 상기 섬유강화재에 연결될 수 있는 섬유강화재로 이루어진다.
바람직하기로, 밀봉 개스킷은 인접해 있는 챔버 섹터 사이에 끼워 넣어진다. 밀봉 개스킷은 내열성 섬유로 만들어진 섬유 구조물로 이루어질 수 있는바, 섬유 구조물은 선택적으로 세라믹 매트릭스로 적어도 부분적으로 치밀화될 수 있다.
내부와 외부 환형상 밀봉 립은, 연소챔버와 터빈 노즐 사이의 경계면에 밀봉을 제공하기 위해, 내부와 외부 챔버 벽의 외측에 챔버의 하류 단부에 체결될 수 있다.
바람직하기로, 밀봉 립은 내부와 외부 벽 섹터에 구비된 탭에 체결되고 금속 케이싱에 결합부품의 단부를 체결하도록 돕는다.
특별한 실시예에서, 내부와 외부 챔버 벽 섹터는 연소챔버에서 배출구에 배치된 터빈 노즐의 내부와 외부벽의 외부면에 체결된 단부로 뻗는다.
본 발명은 또한 전술된 바와 같이 연소챔버 조립체를 구비한 가스터빈 항공엔진을 구비하는 것이다.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 부품의 크기가 한정되게 제작되고 형상의 복잡함을 제한하여, 제조비용을 현저하게 줄인다. 또한, 금속케이싱과 CMC 연소챔버 벽 사이에 크기의 차동 변동이 틈새에서 연소챔버 둘레로 흐르는 공기 스트림에 잠겨진 내부와 외부 챔버 벽 및 금속 케이싱 사이에 있는 틈새에 안착된 결합부재의 탄성변형으로 효과적이고 쉽게 흡수된다.
본 발명의 실시예가 가스터빈 항공엔진의 적용하여 아래에 기술된다.
그럼에도 불구하고, 본 발명은 또한 다른 항공엔진 혹은 산업용 터빈을 위한 가스터빈 연소챔버에 적용할 수 있다.
도 1은 가스 스트림의 흐름방향을 상류에서 하류로 하는 2개의 스풀(spool) 가스터빈 항공엔진의 개략도로서, 팬(2)과; 고압(HP) 압축기(3); 연소챔버(1); 고압(HP) 터빈(4); 및 저압(LP) 터빈(5);으로 이루어지고, 고압 터빈과 저압 터빈은 각각의 샤프트에 의해 고압 압축기와 팬에 연결된다.
도 2에 개략적으로 도시된 바와 같이, 연소챔버(1)는 축(A)에 대해서 환형상으로 되어 있고, 내부 환형상 벽(10)과 외부 환형상 벽(20) 및 챔버 단부 벽(30)으로 형성된다. 단부 벽(30)은 연소챔버의 상류 단부를 한정하고 연소챔버로 연료와 공기를 주입할 수 있는 인젝터(도시되지 않음)을 수용하기 위해 축(A) 둘레로 분포되어 있는 개구부(32)를 구비한다. 내부 및 외부 벽(10,20)은 단부 벽(30)을 지나 각각 내부 및 외부 카울(12,22)로 뻗어, 연소챔버 둘레로 흐르는 공기를 채널링(channeling)하도록 한다.
연소챔버의 하류 단부에서, 챔버의 배출구는 고압 터빈의 주입 단계를 구성하는 고압 터빈 노즐(40)의 주입구에 연결된다. 노즐(40)은 축(A) 둘레로 소정의 각도로 분포되고 복합재료 또는 금속으로 제작된 다수의 고정 베인(vane;42)으로 이루어진다. 베인(42)은 연소챔버로부터 나오는 가스 스트림을 위해 노즐(40)을 통해 덕트로 흐르게 형성하는 내부면을 갖추고 복합재 또는 금속으로 제작된 각각의 내부 및 외부 벽 또는 플랫폼(44,46)에 방사상 단부에서 고정된다.
연소챔버와 노즐(40) 사이의 경계면에서, 밀봉은 벽(10,20)의 외부면에 체결되고 벽(44,46)에 고정된 환형상 플랜지(44a,46a)에 대해 지지되는 단부를 갖는 내부 및 외부 환형상 립(19,29)으로 제공된다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 연소챔버는 서로 인접해 있는 섹터 사이에 수용된 밀봉 개스킷(13)을 갖는 인접해 있는 섹터(100)로 원주방향으로 분할된다. 각 챔버 섹터는 세라믹 매트릭스 복합재료(CMC)로 되어 있는 단일 부품으로 제 작되고, 내부 벽 섹터(110)와 외부 벽 섹터(120) 및 섹터(110,120)를 상호연결하는 챔버 단부 벽 섹터(130)로 이루어진다. 전체 연소챔버를 구성하는 섹터(100)의 갯수는 섹터를 제작할 때 다수의 인젝터 하우징과 인젝터의 총 갯수에 병합하여 종속된다. 수리하기 위해 챔버의 유지관리와 안정성을 위해서, 각 섹터는 예컨대 1개, 2개 또는 3개 인젝터 하우징으로 병합한다. 도시된 실례에서, 섹터의 갯수는 인젝터의 갯수와 동일하며, 각 섹터(100)는 단부 벽 섹터(130)의 중앙에 위치된 하나의 개구부(30a)를 갖는다.
연소챔버는 탄성적으로 변형가능한 결합부재(17,27)를 수단으로 하여 내부 금속 케이싱(15)과 외부 금속 케이싱(25) 사이에서 지지된다. 결합부재(17)는 내부 벽(10)에 금속 케이싱(15)을 연결하고, 결합부재(27)는 외부 벽(20)에 금속 케이싱(25)을 연결한다. 결합부재(17,27)는 케이싱(15)과 내부 벽(10) 사이, 그리고 케이싱(25)과 외부 벽(20) 사이의 공간(16,26)으로 뻗는데, 이 공간은 연소챔버 둘레로 흐르는 냉각공기의 흐름을 운반한다(화살표 f). 바람직하기로 금속으로 제작되거나 CMC로도 제작될 수 있는, 결합부재의 유연성은 CMC 챔버 벽과 금속 케이싱 사이에서 발생하는 열(thermal origin)에 의한 차동적인 크기 변동을 흡수할 수 있다.
각 챔버 섹터는 적어도 하나의 결합부재(17)와 적어도 하나의 결합부재(27)로 각각 케이싱(15,25)에 연결된다. 도시된 실례에서, 단일 결합부재(17)가 각 챔버 섹터(100)에 병합되되, 결합부재(17)는 U자형상으로 접혀지고, 벽 섹터(110)의 외부에 위치된 탭(18)에 고정될 한쪽 단부와 금속 케이싱(15)에 체결된 나머지 단 부를 갖춘 금속 스트립(strip)의 형태로 되어 있다. 결합부재(17)의 단부들은 볼트, 나사체결 또는 리벳으로 케이싱(15)과 탭(18)에 체결될 수 있다.
유사하게, 도시된 실례에서, 오로지 하나의 결합부재(27)가 각 챔버 섹터(100)에 병합되되, 결합부재(27)는 U자형상으로 접혀지고, 벽 섹터(120)의 외부에 위치된 탭(28)에 체결될 한쪽 단부와 금속 케이싱(25)에 체결된 나머지 단부를 갖춘 금속 스트립의 형태로 되어 있다. 결합부재(27)의 단부들은 볼트, 나사체결 또는 리벳으로 케이싱(25)과 탭(28)에 체결될 수 있다.
결합부재(17), 이와 유사한 결합부재(27)는 원주 열에 배치된다. 그러므로 결합부재(17,27)는 서로에 대해서 챔버 섹터(100)를 고정한다.
연소챔버의 상류 단부에서, 챔버 섹터(100)는 개구부(30a)에 대응하는 개구부(32a)를 갖는 예컨대 금속으로 제작된 링(32)에 단부 벽 섹터(130)를 상호 체결하도록 고정된다. 링(32)의 체결은 도 2에 도시된 바와 같이 개구부(30a,32a)를 통해 인젝터 보울(34)을 장착하여 성취되되, 챔버 단부 벽 개구부를 통한 이러한 장착은 이미 널리 알려져 있다. 각 인젝터는 링(32)에 대해 지지하는 림(rim)을 구비하고, 챔버 단부 벽의 내부에서 링(36)의 원주 둘레로 용접되어 체결된다. 변형예에서, 단부 벽 섹터(130)는 나사체결 또는 볼트로 링(32)에 체결될 수 있다.
금속으로 제작될 수 있는 카울(12,22)은 링(32)의 내부와 외부 환형상 플랜지에 체결될 수 있는바, 이 체결은 예컨대 볼트 또는 나사체결로 실행된다. 변형예에서, 카울(12,22) 중 하나는 링(32)과 일체로 제작될 수 있다.
밀봉 립(19,29)은 탭(18,28)에 기계적으로 연결되므로 벽 섹터(110,120)에 바람직하게 체결될 패스너 탭(19a,29a)을 갖추는데, 이 탭은 결합부재(17,27)을 체결하고 립(19,29)를 체결한다. 본질적으로, 밀봉 립은 예컨대 탭에 연결되거나, 벽 섹터에 고정하고 탭(18,28)에서 분리되는 다른 체결부재와 같은 다른 방법으로 벽 섹터(110,120)에 체결될 수 있다.
탭(18,28)은 CMC 재료로 제작되고 납땜으로 벽 섹터(110,120)에 체결될 수 있거나, 이 탭들은 제작 중에 섹터(100)에 병합될 수 있다.
섹터(100)는 세라믹 매트릭스로 치밀화된 섬유강화재로 이루어진 CMC 재료로 제작된다. 섬유강화재의 섬유는 탄소 혹은 세라믹으로 제작될 수 있고, 예컨대 열분해 탄소(PyC) 또는 질화붕소(BN)의 간기가 강화 섬유와 세라믹 매트릭스 사이에 넣어질 수 있다. 섬유강화재는 직물 또는 시트와 같은 섬유 플리에(ply)를 겹쳐놓거나 3차원적으로 짜여져 제작될 수 있다. 세라믹 매트릭스는 탄화규소(silicon carbide) 또는 다른 세라믹 카바이드, 질화물(nitride) 또는 산화물로 제작될 수 있고, 자기치유 매트릭스 상(self-healing matrix phase), 다시 말하자면 소정의 온도에서 페이스트 상태로 포획되어 틈새를 치유할 수 있는 상을 구비할 수 있다. 자기치유 매트릭스를 갖는 CMC재료는 미국 특허 제5 965 266호, 동 제6 291 058호, 및 동 6 068 930호에 기재된다.
간기(interphase)는 CVI로 강화섬유 상에 쌓여질 수 있다. 세라믹 매트릭스 치밀화를 실행하기 위해, CVI 치밀화 공정 또는 액체 공정 또는 실제로 반응공정(용융된 금속에 침지)을 실행할 수 있다. 특히, 제1치밀화단계는 섬유강화재를 강화하여 실행될 수 있으며, 동시에 툴링을 수단으로 하여 바람직한 형태로 유지되 고, 그런 다음에 치밀화는 이러한 지지 툴링없이도 지속된다. CMC 부품을 제작하는 공정은 이미 널리 알려져 있다.
탭(18,28)은 강화재를 국부적으로 펼쳐서 섬유강화재가 만들어질 때 병합될 수 있는바, 그런 다음에 탭에 섬유강화재와 챔버 섹터에 섬유강화재 사이에 연속성이 존재하게 된다. 그런 다음에, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 섹터(110,120)의 벽의 별도 두께(111,121)를 야기하여, 강화재의 국부 별도 두께가 필요할 수 있다. 이러한 별도 두께는 탭(18,28) 사이의 틈새로 기계가공되어 부분적으로 제거될 수 있다.
변형예에서, 탭(18,28)의 섬유강화재는 예컨대 꿰맴 또는 치밀화 공정 전에 섬유를 이식하는 다른 직조방법으로 챔버 섹터의 섬유강화재에 추가될 수 있다.
밀봉 개스킷(13)은 챔버 섹터의 마주보는 길이방향 선단 사이에 끼워 넣어진다. 예컨대, 이들은 X자형상으로 될 수 있다. 개스킷(13)은 내열성 섬유로 제작된 섬유 구조물의 형태로 제작될 수 있다. 세라믹 섬유, 예컨대 탄화규소 또는 세라믹 카바이드, 질화물, 산화물의 섬유로 제작된 치밀화되지 않은 섬유구조물을 사용할 수 있는바, 섬유구조물은 예컨대 짜기 또는 꼬기로 얻어진다. 또한, CVI 또는 액체 공정으로 획득된 세라믹 매트릭스로 적어도 부분적으로 치밀화된 내열성 섬유(탄소섬유 혹은 세라믹 섬유)로 제작된 섬유구조물을 사용할 수 있다.
도 5 및 도 6은 연소챔버와 고압 터빈 노즐(40) 사이의 연결에 대한 변형예를 도시한다.
외부 벽 섹터(120)는 노즐(40)의 외부 환형상 벽(46)의 외부면을 덮는 단 부(122)로서 하류로 뻗어진다. 단부(122)와 노즐(40) 사이의 연결부는 단부(122)에 형성된 오리피스를 관통하고, 베인(42;vane)과 벽(46)에 형성된 (예컨대) 탭핑된 블라인드 구멍(blind hole)으로 나사체결하여 구비된다. 연결부는 또한 벽(46)으로 전달될 볼트를 사용하여 볼트조이기(bolting) 및 단부(122)를 관통하여 이루어진다. 단부(122)는 벽 섹터(120)의 잔여부의 폭보다 좁은 폭을 가져, 인접해 있는 단부(122) 사이에 틈새(123)를 남겨두어서 CMC 단부와 노즐의 금속 벽(46) 사이에 차동적인 크기 변동을 수용한다.
유사하게, 내부 벽 섹터(110)은 노즐(40)의 내부 환형상 벽(44)의 외부면을 덮는 작은 두께의 단부(122)로서 하류로 뻗는다. 단부(122)는 단부(122)와 동일한 방식으로 나사(144) 또는 볼트 조이기로 노즐에 연결된다.
본 발명은 첨부도면을 참조로 하여 이에 국한되지 않고 상세한 설명을 더욱 용이하게 이해될 수 있다.
도 1은 가스터빈 항공엔진의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예를 구성하고 예컨대 도 1에 도시된 바와 같이 가스터빈 엔진에서 연소챔버와 이의 주변부에 대해 단면도와 부분 확대도이다.
도 3은 도 2의 연소챔버 조립체를 아래에서 바라보며 도시된 일부분을 절취한 도면이다.
도 4는 도 3의 연소챔버의 일부분을 확대한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 변형예를 도시한 것으로, 도 3과 유사하게 도시되어 있다.
도 6은 도 5의 연소챔버 조립체의 상세 사시도이다.

Claims (15)

  1. 내부 금속 케이싱(15)과; 외부 금속 케이싱(25); 상기 내부와 외부 케이싱 사이에 장착되고, 내부 벽과 외부 벽에 연결되고 인젝터를 수용하도록 오리피스를 구비한 챔버 단부 벽(30)과 함께 세라믹 재료로 된 환형상 내부 벽(10)과 환형상 외부 벽(20)으로 이루어진 환형상 연소챔버; 및, 상기 내부 금속 케이싱과 외부 금속 케이싱 사이에서 상기 연소챔버를 지지하는 탄성적으로 변형가능한 결합부재(17,27);로 이루어지는 환형상의 가스터빈용 연소챔버 조립체로서, 상기 연소챔버의 상기 내부 벽(10)과 외부 벽(20) 및 단부 벽(30)으로 형성된 상기 연소챔버 조립체는 외주방향으로 인접해 있는 챔버 섹터(100)들로 분할되어 있고, 각 섹터는 내부 벽 섹터(110)와 외부 벽 섹터(120) 및 상기 외부와 내부 벽 섹터를 상호연결하는 챔버 단부 섹터(130)로 이루어진, 환형상의 가스터빈용 연소챔버 조립체에 있어서,
    상기 각 챔버 섹터(100)는 세라믹 복합재료의 단일 부품으로 제작되고, 상기 탄성적으로 변형가능한 결합부재(17,27)는 연소챔버의 내부 벽 섹터(110)와 챔버의 외부 벽 섹터(120)에 각각 상기 내부 금속 케이싱(15)과 외부 금속 케이싱(25)을 연결하고, 원피스형 링(32)이 또한 챔버 단부 벽 섹터(130)와 접촉되어 구비되고 챔버 섹터(100)에 연결되는 것을 특징으로 하는 가스터빈용 연소챔버 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 챔버 섹터(100)와 링(32)의 연결은 인젝터 보울(34)에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 연소챔버 상류의 내부와 외부 벽으로 뻗는 내부와 외부 환형상 카울(12,22)을 추가로 구비하고 상기 카울(12,22)은 상기 링(32)에 체결되는 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각 결합부재(17,27)는 상기 내부 혹은 외부 금속 케이싱에 체결될 제1단부와 상기 연소챔버의 내부 혹은 외부 벽 섹터에 체결될 제2단부를 갖춘 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 각 내부 또는 외부 연소챔버 벽 섹터(110,220)는 결합부재(17,27)의 제2단부에 체결될 적어도 하나의 탭(18,28)을 구비하는 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 내부 혹은 외부 연소챔버 벽 섹터(110,120)의 각 탭(18,28)은 세라믹 매트릭스 복합재료로 제작되고 제작 중에 상기 섹터에 병합되 는 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  7. 제6항에 있어서, 각 탭(18,28)은 섬유강화재로 이루어지며, 이는 상기 탭이 병합된 상기 내부 혹은 외부 벽 섹터(110,120)의 섬유강화재를 연장하고 있는 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  8. 제6항에 있어서, 각 탭(18,28)은 섬유강화재로 이루어지며, 이는 상기 탭이 병합된 상기 내부 혹은 외부 벽 섹터(110,120)의 섬유강화재에 연결되는 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 밀봉 개스킷(13)은 인접해 있는 챔버 섹터(100) 사이에 끼워 넣어지는 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 밀봉 개스킷(13)은 내열성 섬유로 제작된 섬유 구조물로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 밀봉 개스킷(13)의 섬유 구조물은 세라믹 매트릭스로 적어도 부분적으로 치밀화된 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부 및 외부 챔버 벽(10,20)의 외부면에 챔버의 하류단부에 체결된 내부 및 외부 환형상 밀봉 립(19,29)를 구비하는 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 밀봉 립(19,29)은 상기 챔버의 내부 및 외부 벽 섹터(110,120)에 구비된 탭(18,28)에 체결되는 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부 및 외부 챔버 벽 섹터(110,120)는 상기 연소챔버로부터 배출구에 배치된 터빈 노즐(40)의 내부와 외부 벽(44,46)의 외부면에 체결된 단부(112,122)로 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 연소챔버 조립체.
  15. 제1항 또는 제2항에 따른 연소챔버 조립체를 구비한 가스터빈 항공엔진.
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