KR102085806B1 - Probe structure for measuring dynamic pressure in the combustor of a gas turbine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소기의 동압 측정을 위해 케이싱 및 라이너를 통해 삽입되는 측정팁의 외측에 가이드부재를 설치함으로써 단순한 구성에 의해 동압측정용 프로브를 정확한 위치에 신속하게 설치할 수 있도록 하는 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조에 관한 것이다.
본 발명은 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브에 있어서, 연소기 케이싱 및 라이너를 통해 연소기 내측으로 투입되어 연결되어 연소 동압을 인출시키는 측정팁과, 상기 측정팁의 외측에 결합되어 측정팁을 지지하는 지지부재와, 상기 측정팁 및 지지부재의 후방에 연결 설치되는 연결부재와, 상기 연결부재의 외측에 연결 설치되는 댐핑 코일과, 상기 연결부재의 후방에 연결 설치되어 측정팁을 통해 인출된 동압을 측정하는 측정부 및 상기 측정팁의 전방 외측에 결합되어 연소기 내측으로 투입되는 측정팁의 단부 위치를 한정하는 가이드부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a probe structure for measuring the dynamic pressure of a gas turbine combustor, and more specifically, a dynamic pressure probe by a simple configuration by installing a guide member on the outside of a measuring tip inserted through a casing and a liner to measure the dynamic pressure of the combustor. The present invention relates to a probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure so that it can be quickly installed in an accurate position.
The present invention is a gas turbine combustor dynamic pressure measurement probe, a measuring tip which is connected to the inside of the combustor through the combustor casing and liner to draw the combustion dynamic pressure, and a support member coupled to the outside of the measuring tip to support the measuring tip And a connecting member connected to the rear of the measuring tip and the supporting member, a damping coil connected to the outer side of the connecting member, and connected to the rear of the connecting member to measure dynamic pressure drawn through the measuring tip. It is characterized in that it comprises a measuring member and a guide member coupled to the front outside of the measuring tip to define the end position of the measuring tip is introduced into the combustor.
Description
본 발명은 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소기의 동압 측정을 위해 케이싱 및 라이너를 통해 삽입되는 측정팁의 외측에 가이드부재를 설치함으로써 단순한 구성에 의해 동압측정용 프로브를 정확한 위치에 신속하게 설치할 수 있도록 하는 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure, and more specifically, a probe for dynamic pressure measurement by a simple configuration by installing a guide member on the outside of a measuring tip inserted through a casing and a liner for measuring the dynamic pressure of the combustor. The present invention relates to a probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure so that it can be quickly installed in an accurate position.
일반적으로 가스터빈은 연소가스의 흐름으로부터 에너지를 추출하는 회전동력기관으로, 압축기와 터빈 및 연소기를 포함하여 이루어진다.In general, a gas turbine is a rotary power engine that extracts energy from a flow of combustion gas, and includes a compressor, a turbine, and a combustor.
즉, 상기 가스터빈은 압축기로부터 압축된 공기가 연소실에서 연료와 혼합되어 연소함으로써 고온 고압의 기체가 팽창하고 이 힘을 이용하여 터빈을 구동시킬 수 있도록 구성된 것으로, 이 중 연소실에서의 연소 상태를 감시하는 것은 설비의 안정성과 신뢰성을 확보하는데 매우 중요하다.In other words, the gas turbine is configured to expand the high-temperature and high-pressure gas by the compressed air from the compressor mixed with the fuel in the combustion chamber and to drive the turbine by using this force, among which the combustion state in the combustion chamber is monitored It is very important to ensure the stability and reliability of the installation.
연소실로의 연료 공급 불량 등을 이유로 하여 연소상태가 불안정하게 되고, 연소기 내부의 동압(dynamic pressure)이 커지거나 연소기 부품과 공명하게 되면, 연소기의 수명이 단축될 뿐만 아니라 기계적으로도 큰 손상을 일으킬 수 있으므로 위험하다.If the combustion state becomes unstable due to poor fuel supply to the combustion chamber, or the dynamic pressure inside the combustor increases or resonates with the combustor parts, the combustor life will be shortened and mechanical damage will occur. It can be dangerous.
또한, 연소불안정 현상이 발생하면 소음, 진동 등의 문제와 함께 연소기의 신뢰성에 부정적인 영향을 초래하며 과도한 열전달 및 높은 연소 동압으로 인한 구조적인 문제도 야기할 수 있으므로 연소불안정 현상을 방지하는 것이 매우 중요하다.In addition, it is very important to prevent combustion instability due to noise, vibration, etc., as well as negative effects on the reliability of the combustor and structural problems due to excessive heat transfer and high combustion dynamic pressure. Do.
연소기에서의 연소 동압을 지속적으로 측정할 경우, 연소불안정 현상의 발생 징후를 조기에 포착하여 조치를 취할 수 있을 뿐만 아니라, 최적의 연소기 운전 조건을 찾기 위한 튜닝 과정에서도 유용하게 사용될 수 있어 종래부터 연소기 내부에서 발생하는 동압을 압전소자 등의 센서를 이용하여 측정하는 장치 및 방법들이 사용되고 있는데, 그 일례로 연소기 챔버에 동압 센서를 부착하여 측정하는 방법이 있다.Continuously measuring the combustion dynamic pressure in the combustor, not only can the early signs of combustion instability occur, but also can be used in the tuning process to find the optimum combustor operating conditions. Apparatus and methods for measuring the dynamic pressure generated therein using a sensor such as a piezoelectric element have been used. For example, there is a method of measuring a dynamic pressure sensor attached to a combustor chamber.
하지만, 상기 종래기술은 운전 중 연소기 챔버에서 전달되는 열에 의해 고온, 고압의 운전 조건이 되므로, 센서의 손상이 발생하기 쉬어 고가의 고온 센서의 교체주기가 짧아 유지 보수 비용이 많이 들고, 센서 고장시 운전 중 교체가 불가능하므로 동압 측정의 신뢰성이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.However, the prior art is a high temperature, high pressure operating condition by the heat transmitted from the combustor chamber during operation, the sensor damage is likely to occur, the replacement cycle of expensive high temperature sensor is short, the maintenance cost is high, when the sensor failure Since the replacement is impossible during operation, there was a problem that the reliability of the dynamic pressure measurement is lowered.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 동압측정용 프로브(probe)를 제작하고, 센싱라인을 부가적으로 설치하여 연소기의 동압 등을 측정할 수 있도록 하는 장치가 사용되고 있는데, 이러한 장치는 튜브 형상의 측정팁을 연소기 케이싱 내부로 투입하여 연소기 내부 동압을 외부로 인출시켜 측정할 수 있도록 구성되어 있다.In order to solve the above problems, a device for manufacturing a dynamic pressure probe (probe) and additionally installing a sensing line to measure dynamic pressure of a combustor is used. Such a device has a tube-shaped measuring tip. To the inside of the combustor casing and draws the internal dynamic pressure of the combustor to the outside and is configured to be measured.
일실시예로 대한민국 등록특허공보 제10-1219243호에는 연소 동압 측정장치가 게재되어 있는데, 그 기술적 구성은 연소기에 연결되어 연소 동압을 인출시키는 웨이브 가이드, 상기 웨이브 가이드에 연결되어 연소 동압을 측정한 다음 전기신호로 변환하여 데이터 저장소로 송신하는 동압센서를 포함하는 측정부, 상기 웨이브 가이드에 연결되어 연소 동압을 감쇄시키는 댐핑 코일 및 상기 웨이브 가이드 및 댐핑 코일에 발생되는 응축수를 주기적으로 퍼지하기 위한 퍼지부를 포함하여 구성된 것에 그 특징이 있다.In an embodiment, Korean Patent Publication No. 10-1219243 discloses a combustion dynamic pressure measuring apparatus, and a technical configuration thereof is a wave guide connected to a combustor to draw combustion dynamic pressure, and is connected to the wave guide to measure combustion dynamic pressure. A measuring unit including a dynamic pressure sensor for converting the electrical signal into a data storage, a damping coil connected to the wave guide to reduce combustion dynamic pressure, and a purge for periodically purging condensate generated in the wave guide and the damping coil It is characterized by being configured to include wealth.
즉, 상기 종래기술은 연소에 의해 발생되는 응축수를 주기적으로 퍼지하고 측정된 연소 동압의 값을 웨이브 가이드의 길이 및 연소 동압의 주파수에 대응하여 보상함으로써 저온용 동압센서를 사용하여 연소 동압을 측정할 수 있도록 구성된 것에 그 특징이 있으나, 연소기에 연결되어 연소 동압을 인출시키는 웨이브 가이드의 단부가 마찬가지로 연소기의 고온부에 노출되어 있어 고장 또는 변형 발생 위험이 높고, 그에 따라 동압 측정의 신뢰성이 떨어지게 되는 단점이 있다.That is, the prior art periodically measures the combustion dynamic pressure by using the low temperature dynamic pressure sensor by periodically purging the condensed water generated by combustion and compensating the measured combustion dynamic pressure value corresponding to the length of the wave guide and the frequency of the combustion dynamic pressure. Although the end of the wave guide connected to the combustor to draw combustion dynamic pressure is similarly exposed to the high temperature part of the combustor, there is a high risk of failure or deformation, and thus, the reliability of dynamic pressure measurement is deteriorated. have.
그리고, 상기 종래기술의 웨이브 가이드를 포함한 종래의 동압측정용 프로브들은 연소기 케이싱과 라이너에 각각 형성된 홀을 통해 삽입된 상태에서 고정되어 연소 동압을 측정하게 되는데, 프로브의 단부가 연소기 라이너의 내측까지 투입되는 경우 약 1,500℃에 이르는 고온에 의해 프로브의 단부가 변형 또는 파손되므로 고장 발생 빈도가 높고 내구성이 떨어지게 되는 문제점이 있고, 상기 프로브의 단부가 연소기 라이너의 내측 단부에 미치지 못할 경우에는 연소기의 동압이 제대로 전달되지 못하게 되므로 동압 측정의 신뢰성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.In addition, the conventional dynamic pressure probes including the wave guide of the prior art are fixed in a state of being inserted through holes formed in the combustor casing and the liner, respectively, to measure the combustion dynamic pressure, and the end of the probe is introduced to the inside of the combustor liner. If the end of the probe is deformed or damaged due to high temperature up to about 1,500 ° C., there is a problem that the failure frequency is high and the durability is poor. There is a problem that the reliability of the dynamic pressure measurement is lowered because it is not properly delivered.
따라서, 동압측정용 프로브를 연소기에 설치하는 경우 연소기의 케이싱 및 라이너를 통해 삽입되는 프로브의 단부가 라이너의 내측 단부와 정확하게 일치되는 것이 무엇보다 중요하므로, 보다 편리하고 신속하게 동압측정용 프로브를 연소기에 설치할 수 있도록 하는 장치 또는 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다. Therefore, when the dynamic pressure probe is installed in the combustor, it is most important that the end of the probe inserted through the casing and the liner of the combustor is exactly coincident with the inner end of the liner. There is an urgent need for a device or method that can be installed in a system.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은, 연소기의 동압 측정을 위해 케이싱 및 라이너를 통해 삽입되는 측정팁의 외측에 가이드부재를 설치함으로써 단순한 구성에 의해 동압측정용 프로브를 정확한 위치에 신속하게 설치할 수 있도록 하는 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조를 제공함에 있다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention, by a simple configuration by installing a guide member on the outside of the measuring tip inserted through the casing and liner for measuring the dynamic pressure of the combustor The present invention provides a gas turbine combustor dynamic pressure probe structure for quickly installing a dynamic pressure probe at an accurate position.
또한, 본 발명은 측정팁에 설치되는 가이드부재를 고온에서 인화(引火)될 수 있는 재질, 보다 바람직하게는 ABS(Acrylonitrile Butadiene Stylene) 수지 재질로 형성하여 동압측정용 프로브를 연소기에 설치한 후 인화될 수 있도록 함으로써 가이드부재로 인한 동압 측정의 신뢰도 저하 및 연소기의 성능 저하 등이 발생되지 않도록 하는 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조를 제공함에 다른 목적이 있다.In addition, the present invention is formed by igniting the guide member installed on the measuring tip at a high temperature, more preferably, ABS (Acrylonitrile Butadiene Stylene) resin material is installed by burning the probe for the dynamic pressure measurement in the combustor Another object of the present invention is to provide a probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure such that the reliability of the dynamic pressure measurement due to the guide member and the performance of the combustor are not reduced.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은,The present invention for achieving the above objects,
가스터빈 연소기 동압측정용 프로브에 있어서, 연소기 케이싱 및 라이너를 통해 연소기 내측으로 투입되어 연결되어 연소 동압을 인출시키는 측정팁과, 상기 측정팁의 외측에 결합되어 측정팁을 지지하는 지지부재와, 상기 측정팁 및 지지부재의 후방에 연결 설치되는 연결부재와, 상기 연결부재의 외측에 연결 설치되는 댐핑 코일과, 상기 연결부재의 후방에 연결 설치되어 측정팁을 통해 인출된 동압을 측정하는 측정부 및 상기 측정팁의 전방 외측에 결합되어 연소기 내측으로 투입되는 측정팁의 단부 위치를 한정하는 가이드부재를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A probe for measuring a gas turbine combustor dynamic pressure, comprising: a measuring tip input and connected to a combustor through a combustor casing and a liner to draw combustion dynamic pressure; a support member coupled to an outer side of the measuring tip to support a measuring tip; A connecting member connected to the rear of the measuring tip and the supporting member, a damping coil connected to the outer side of the connecting member, a measuring unit connected to the rear of the connecting member and measuring the dynamic pressure drawn out through the measuring tip; It is characterized in that it comprises a guide member coupled to the front outer side of the measuring tip to define the end position of the measuring tip is introduced into the combustor.
이때, 상기 가이드부재는 연소기 케이싱과 라이너 사이 공간에서의 온도에 의해 인화될 수 있는 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.In this case, the guide member is made of a material that can be ignited by the temperature in the space between the combustor casing and the liner.
또한, 상기 가이드부재는 ABS 수지 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the guide member is characterized in that made of ABS resin material.
그리고, 상기 가이드부재는 15 ~ 20mm의 직경을 갖는 링 형상으로 이루어져 측정팁의 외측에 끼움 결합되고, 상기 가이드부재의 두께는 5 ~ 10mm인 것을 특징으로 한다.And, the guide member is made of a ring shape having a diameter of 15 ~ 20mm fitted to the outside of the measuring tip, the thickness of the guide member is characterized in that 5 ~ 10mm.
또한, 상기 측정팁의 전방 단부와 가이드부재의 전방 단부 사이의 거리는 연소기 라이너의 두께와 동일한 것을 특징으로 한다.In addition, the distance between the front end of the measuring tip and the front end of the guide member is characterized in that the same as the thickness of the combustor liner.
본 발명에 따르면, 단순한 구성 즉, 측정팁의 외측에 설치되는 가이드부재에 의해 동압측정용 프로브를 정확한 위치에 설치할 수 있도록 함으로써 연소기 동압 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 동압측정용 프로브의 내구성을 향상시킬 수 있는 뛰어난 효과를 갖는다.According to the present invention, it is possible to improve the reliability of the dynamic pressure measurement of the combustor by measuring the dynamic pressure probe at a precise position by the simple configuration, that is, the guide member installed on the outside of the measuring tip. It has an excellent effect to improve durability.
또한, 본 발명에 따르면, 측정팁에 설치되는 가이드부재를 고온에서 인화(引火)될 수 있는 재질로 형성하여 동압측정용 프로브를 연소기에 설치한 후 인화될 수 있도록 함으로써 가이드부재로 인한 동압 측정의 신뢰도 저하 및 연소기의 성능 저하 등이 발생되지 않도록 하는 효과를 추가로 갖는다.In addition, according to the present invention, by forming a guide member installed on the measuring tip with a material that can be ignited at a high temperature (fire) by installing the dynamic pressure probe to the combustor to be burned by the guide member to measure the dynamic pressure due to the guide member It further has an effect of preventing a decrease in reliability and a deterioration in the performance of the combustor.
또한, 본 발명에 따르면, 측정팁의 외측에 설치되는 가이드부재에 의해 동압측정용 프로브를 연소기에 설치하는데 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있도록 하는 효과를 추가로 갖는다.In addition, according to the present invention, the guide member provided on the outside of the measuring tip further has the effect of significantly reducing the time required to install the dynamic pressure probe to the combustor.
도 1은 본 발명에 따른 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조를 나타낸 측면도.
도 2는 도 1에 나타낸 본 발명 중 측정팁, 지지부재 및 연결부재 사이의 결합관계를 분리하여 나타낸 측면도.
도 3은 도 1에 나타낸 본 발명 중 가이드부재를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조가 연소기에 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도.
도 5의 (a),(b)는 가이드부재의 유무에 따른 동압 측정 후의 측정팁 단부 모습을 비교하여 나타낸 도면.1 is a side view showing a probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure in accordance with the present invention.
Figure 2 is a side view showing a separation relationship between the measuring tip, the support member and the connecting member of the present invention shown in FIG.
Figure 3 is a perspective view of the guide member of the present invention shown in FIG.
4 is a partial cross-sectional view schematically showing a gas turbine combustor dynamic pressure probe structure installed in the combustor according to the present invention.
Figure 5 (a), (b) is a view showing a comparison of the tip tip state after measuring dynamic pressure with or without a guide member.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명에 따른 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure according to the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조를 나타낸 측면도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 본 발명 중 측정팁, 지지부재 및 연결부재 사이의 결합관계를 분리하여 나타낸 측면도이며, 도 3은 도 1에 나타낸 본 발명 중 가이드부재를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조가 연소기에 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 부분 단면도이며, 도 5의 (a),(b)는 가이드부재의 유무에 따른 동압 측정 후의 측정팁 단부 모습을 비교하여 나타낸 도면이다.1 is a side view showing a probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure according to the present invention, Figure 2 is a side view showing the separation relationship between the measuring tip, the support member and the connecting member of the present invention shown in FIG. 3 is a perspective view showing a guide member of the present invention shown in FIG. 1, FIG. 4 is a partial cross-sectional view schematically showing a state in which a gas turbine combustor dynamic pressure probe structure is installed in a combustor, and FIG. 5 (a) , (b) is a view showing a comparison of the tip end state after measuring dynamic pressure with or without a guide member.
본 발명은 연소기의 동압 측정을 위해 케이싱 및 라이너를 통해 삽입되는 측정팁의 외측에 가이드부재를 설치함으로써 단순한 구성에 의해 동압측정용 프로브를 정확한 위치에 신속하게 설치할 수 있도록 하는 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조에 관한 것으로, 그 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 크게 측정팁(110), 지지부재(120), 연결부재(130), 댐핑 코일(140), 측정부(150) 및 가이드부재(160)를 포함하여 이루어진다.The present invention provides a gas turbine combustor dynamic pressure measurement to quickly install the dynamic pressure probe in the correct position by a simple configuration by installing a guide member on the outside of the measuring tip inserted through the casing and liner for measuring the dynamic pressure of the combustor 1, the configuration is largely as shown in Figure 1, the
보다 상세히 설명하면, 상기 측정팁(110)은 연소기의 케이싱(casing) 및 라이너(liner)를 통해 연소기의 내측으로 투입되어 연소기에서 발생되는 동압을 연소기 외부로 인출시키는 역할을 하는 것으로, 중공의 관 형상으로 이루어진다.In more detail, the
즉, 일반적으로 연소기는 최외곽에 지주에 의해 지지되는 케이싱이 구비되고, 상기 케이싱의 내측에는 연소기에서 화염이 존재하는 공간을 둘러싼 원통 형상의 라이너가 설치되는데, 상기 라이너에는 원형상의 관통홀이 다수 형성되어 상기 관통홀을 통해 라이너 내에서의 기류의 유입량, 분배 및 관통도를 배열하고 연소특성, 압력손실, 출구온도분포 등을 조정할 수 있도록 구성되어 있다.That is, a combustor is generally provided with a casing supported by a support at the outermost part, and a cylindrical liner is provided inside the casing to surround a space where a flame exists in the combustor, and the liner has a plurality of circular through holes. It is formed to arrange the flow rate, distribution and penetration of the air flow in the liner through the through hole and to adjust the combustion characteristics, pressure loss, outlet temperature distribution and the like.
본 발명에 따른 동압측정용 프로브(100)는 연소기의 외측 측면으로부터 케이싱 및 라이너를 통해 연소기 내측으로 투입되어 연소기 내부에서의 연소과정에서 발생되는 동압을 연소기 외측으로 인출하여 측정할 수 있도록 구성된 것으로, 상기 측정팁(110)은 직경이 작은 중공관 형상으로 이루어져 케이싱 및 라이너에 형성된 관통홀을 통해 삽입되어 연소 과정에서 발생되는 동압을 연소기 외부로 인출시킬 수 있도록 구성되어 있다.The
이때, 상기 측정팁(110)은 강도 및 경도가 우수한 스테인레스 스틸(SS316) 재질로 이루어지고, 측정팁(110)의 후방에는 후술할 연결부재(130)와의 결합을 위한 제1고정너트(112)가 구비된다.At this time, the
또한, 상기 측정팁(110)의 후단에는 제1고정너트(112)의 이탈 방지를 위한 걸림턱(114)이 돌출 형성되고, 상기 걸림턱(114)의 후방에는 후단으로 갈수록 직경이 작아지는 테이퍼부(116)가 형성되어 측정팁(110)의 후단이 연결부재(130)의 전단 내측으로 보다 용이하게 삽입 결합될 수 있도록 구성되어 있다.In addition, at the rear end of the
다음, 상기 지지부재(120)는 측정팁(110)의 외측에 결합되어 측정팁(110)을 지지하는 역할을 하는 것으로, 후술할 연결부재(130)의 전방에 고정 설치된다.Next, the
즉, 상기 측정팁(110)은 직경이 작고 길이가 긴 중공관 형상이므로 동압측정용 프로브(100)를 연소기에 설치한 경우 하중에 의해 측정팁(110)에 변형이 발생될 우려가 있으므로, 측정팁(110)의 외측에 마찬가지로 중공의 관형상으로 이루어진 지지부재(120)를 설치하여 측정팁(110)을 지지하도록 구성된 것이다.That is, since the
이때, 상기 지지부재(120) 또한 강도 및 경도가 우수한 스테인레스 스틸(SS316) 재질로 이루어지며, 지지부재(120)의 후단에는 연결부재(130)와의 결합을 위한 제2고정너트(122)가 구비된다.At this time, the
다음, 상기 연결부재(130)는 측정팁(110) 및 지지부재(120)의 후방에 연결 설치되어 측정팁(110) 및 지지부재(120)를 고정시킴과 동시에 측정팁(110)으로부터 인출되는 연소 동압을 후술할 측정부(150)로 전달하는 역할을 하는 것으로, 마찬가지로 중공의 관 형상으로 이루어진다.Next, the
이때, 상기 연결부재(130)의 전방 단부에는 측정팁(110)과 지지부재(120)의 고정을 위한 제1 및 제2고정부(132,134)가 형성되는데, 상기 제1 및 제2고정부(132,134)의 외주면에는 각각 제1 및 제2수나사(132a,134a)가 형성되어 측정팁(110)과 지지부재(120)의 후방에 각각 구비된 제1 및 제2고정너트(112,122)가 제1 및 제2수나사(132a,134a)에 체결 고정될 수 있도록 구성되어 있다.In this case, first and second fixing
즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 및 제2고정부(132,134)는 2단으로 형성되는데, 먼저 상대적으로 직경이 작은 제1고정부(132)의 내측으로 측정팁(110)의 후방 단부를 삽입시킨 상태에서 제1고정너트(112)를 제1수나사(132a)에 체결하여 측정팁(110)을 연결부재(130)에 고정시킨 후, 측정팁(110)이 결합된 제1고정부(132)와 제1고정부(132)의 후방에 위치되는 제2고정부(134)를 지지부재(120)의 후방 단부 내측으로 인입시킨 상태에서 제2고정너트(122)를 제2수나사(134a)에 체결하여 지지부재(120)를 연결부재(130)에 고정시킬 수 있게 된다.That is, as shown in FIG. 2, the first and second fixing
또한, 상기 연결부재(130)의 후방 단부에는 후술할 측정부(150)를 연결 설치하기 위한 제3고정부(136)가 형성된다.In addition, a
다음, 상기 댐핑 코일(140)은 일측 단부가 연결부재(130)와 연통되도록 연결 설치되어 연결부재(130)의 외측을 감싸도록 설치되는 것으로, 측정팁(110)을 통해 인출되는 연소 동압을 감쇄시키는 역할을 한다.Next, the damping
즉, 측정팁(110)을 통해 인출되는 연소 동압이 너무 높을 경우 고압으로 인해 측정팁(110)이 변형될 수 있을 뿐만 아니라, 후술할 측정부(150)에서 측정되는 동압이 반사파에 의해 교란되어 정확성이 떨어질 수 있으므로 댐핑 코일(140)을 통해 연소 동압을 감쇄시키는 것이다.That is, when the combustion dynamic pressure drawn out through the measuring
다음, 상기 측정부(150)는 연결부재(130)의 후방 단부에 연결 설치되어 측정팁(110)에 의해 인출된 연소 동압을 측정하는 역할을 하는 것으로, 동압 센서(미도시)를 포함하여 이루어진다.Next, the measuring
이때, 상기 댐핑 코일(140)과 측정부(150)의 구성 및 역할은 종래의 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브와 동일하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.At this time, the configuration and role of the damping
다음, 상기 가이드부재(160)는 측정팁(110)의 전방 외측에 결합되어 측정팁(110)이 정확한 위치에 설치될 수 있도록 가이드하는 역할을 하는 것이다.Next, the
즉, 전술한 바와 같이, 상기 측정팁(110)은 케이싱 및 라이너를 통해 연소기의 내측으로 투입되는데, 측정팁(110)의 전방 단부가 라이너의 내측으로 투입되는 경우 약 1,500℃에 이르는 연소기 내부의 고온으로 인해 측정팁(110)의 전방 단부가 변형 또는 소손되어 동압의 인출이 제대로 이루어지지 못하게 될 뿐만 아니라, 측정팁(110)을 더 이상 사용할 수 없게 되고, 측정팁(110)의 전방 단부가 라이너의 내측 단부에 이르지 못할 경우에는 마찬가지로 연소 동압이 제대로 인출되지 않아 측정된 동압의 신뢰성이 떨어지게 되므로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 측정팁(110)의 전방 단부 위치가 라이너의 내측벽에 정확히 일치되도록 하는 것이 무엇보다 중요하다.That is, as described above, the measuring
또한, 상기 측정팁(110)이 라이너에 형성된 관통홀과 접촉되는 경우 라이너의 진동이 측정팁(110)에 전달되어 측정된 동압의 신뢰성이 떨어지게 되므로, 측정팁(110)은 라이너의 관통홀로부터 일정 거리 이격되도록 설치되어야 한다.In addition, when the measuring
종래에는 상기와 같은 설치조건을 만족시키기 위해 동압측정용 프로브(100)를 연소기에 설치하는데 많은 노력과 시간이 소비되었는데, 본 발명에서는 측정팁(110)의 단부에 가이드부재(160)를 설치함으로써 가이드부재(160)가 라이너의 외측면에 접촉될 경우 측정팁(110)의 전방 단부가 정확한 위치, 즉 라이너의 내측벽에 위치될 수 있도록 구성된 것이다.Conventionally, a lot of effort and time was spent installing the dynamic
따라서, 상기 측정팁(110)의 전방 단부와 가이드부재(160)의 전방 단부 사이의 거리는 라이너의 두께(통상적으로 4.8mm)와 동일하도록 가이드부재(160)를 설치한다.Therefore, the
한편, 상기 가이드부재(160)는 케이싱과 라이너 사이 공간에서의 온도에서 인화(引火)될 수 있는 합성수지 재질, 보다 바람직하게는 ABS 수지 재질로 형성하는데, 그 이유는 동압측정용 프로브(100)를 연소기에 설치한 후 동압을 측정하는 과정에서 가이드부재(160)가 인화에 의해 소멸될 수 있도록 하기 위함이다.On the other hand, the
즉, 통상적으로 상기 케이싱과 라이너 사이 공간의 온도는 약 500 ~ 600℃에 이르는데, 스테인레스 스틸 등의 금속 재질의 경우 녹는점이 보통 500 ~ 600℃ 보다 훨씬 높으므로 금속 재질로 가이드부재(160)를 형성할 경우 가이드부재(160)가 동압측정용 프로브(100)를 연소기에 설치한 이후에도 계속 남아있게 되어 라이너로부터 전달되는 진동을 지속적으로 측정팁(110)으로 전달하게 되고, 그에 따라 동압 측정의 신뢰성이 떨어지게 될 우려가 있을 뿐만 아니라, 열변형에 의해 측정팁(110)의 형상을 변형시킬 우려가 있으므로, 상기 가이드부재(160)의 재질을 케이싱과 라이너 사이 공간에서의 온도, 즉 약 500 ~ 600℃에에서 인화(引火)될 수 있는 재질로 한정함으로써 동압측정용 프로브(100)를 연소기에 설치한 후 동압을 측정하는 과정에서 가이드부재(160)가 인화에 의해 서서히 소멸될 수 있도록 한 것이다.That is, the temperature of the space between the casing and the liner is typically about 500 ~ 600 ℃, in the case of a metal material such as stainless steel melting point is usually much higher than 500 ~ 600 ℃ because the
이때, 상기 가이드부재(160)의 재질이 너무 낮은 온도에서 인화되거나 액화될 경우 측정팁(110)이 정위치에 도달하기 전에 이미 가이드부재(160)가 변형되기 시작하여 측정팁(110)이 정확한 위치에 설치되지 못하게 될 우려가 있으므로, 상기 가이드부재(160)의 재질은 약 350℃ 이상의 온도에서 인화되는 ABS 수지로 하는 것이 바람직하다.In this case, when the material of the
또한, 상기 ABS 수지는 가공성과 접착성이 우수하고, 강도가 높으므로 측정팁(110)의 정확한 위치에 설치하는 것이 용이할 뿐만 아니라, 측정팁(110)이 정확한 위치에 설치될 수 있는 충분한 시간 후에 인화되어 소멸(기화)되므로, 측정팁(110)의 열변형을 방지하면서도 측정팁(110)에 의한 연소 동압의 인출에 미치는 영향을 최소화시킬 수 있는 장점도 있다.In addition, the ABS resin is excellent in workability and adhesion, and high in strength, it is not only easy to install at the correct position of the measuring
한편, 상기 가이드부재(160)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 중앙부에 측정팁(110)의 외경과 동일한 직경을 갖는 홀이 형성된 링 형상으로 이루어져 측정팁(110)의 외주면에 끼움 결합되는데, 상기 가이드부재(160)의 직경, 즉 외경은 약 15 ~ 20mm가 되도록 하고, 두께는 약 5 ~ 10mm 정도가 되도록 하는 것이 바람직하다.On the other hand, as shown in Figure 3, the
즉, 동압측정용 프로브(100)의 설치를 위해 측정팁(110)을 연소기 내측으로 투입시키는 경우, 상기 가이드부재(160)의 전단면은 라이너의 외측면에 접하게 되는데, 측정팁(110)의 전단부가 삽입되는 라이너의 관통홀이 일반적으로 약 13.8mm 정도 되므로, 가이드부재(160)가 관통홀의 내측으로 들어가지 않고 정확히 라이너의 외측면에 접하도록 하기 위해서는 가이드부재(160)의 직경이 적어도 15mm 이상이 되어야 하고, 가이드부재(160)의 직경이 20mm 이상이 될 경우 전체적인 가이드부재(160)의 직경이 너무 커지게 되어 케이싱을 통한 삽입이 어려워질 뿐만 아니라, 인화에 의한 가이드부재(160)의 소멸이 더디게 진행되어 동압 측정의 신뢰성에 영향을 미칠 우려가 있다.That is, when the measuring
또한, 상기 가이드부재(160)의 두께가 5mm 이하일 경우 가이드부재(160)에 의한 측정팁(110)의 변형 방지 효과가 저하되고, 라이너 외측면과의 접촉시 가이드부재(160)가 유동하게 되어 측정팁(110)이 정확한 위치에 설치되지 못하게 될 우려가 있을 뿐만 아니라 인화에 의한 가이드부재(160)의 소멸이 너무 빨리 진행될 우려가 있고, 가이드부재(160)의 두께가 10mm를 초과하게 되면 인화에 의한 가이드부재(160)의 소멸이 더디게 진행되어 동압 측정의 신뢰성에 영향을 미칠 우려가 있다.In addition, when the thickness of the
한편, 도 5의 (a),(b)는 가이드부재(160)가 설치되지 않은 측정팁(110)과 가이드부재(160)가 설치된 측정팁(110)의 동압 측정 후의 모습을 비교하여 나타낸 것으로, 도 5의 (a)에 나타낸 가이드부재(160)가 설치되지 않은 측정팁(110)의 경우 설치위치가 정확하지 못하여, 즉 측정팁(110)의 전단부가 너무 내측에 설치되어 고온에 의해 변형된 것을 확인할 수 있고, 도 5의 (b)에 나타낸 가이드부재(160)가 설치된 측정팁(110)의 경우 정확한 설치위치로 인해 동압 측정 후에도 측정팁(110)이 동압 측정 전과 동일한 현상을 유지하는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, Figure 5 (a), (b) is shown by comparing the appearance after measuring the dynamic pressure of the measuring
따라서, 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조에 의하면, 단순한 구성 즉, 측정팁(110)의 외측에 설치되는 가이드부재(160)에 의해 동압측정용 프로브(100)를 정확한 위치에 설치할 수 있도록 함으로써 연소기 동압 측정의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 동압측정용 프로브(100)의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 측정팁(110)에 설치되는 가이드부재(160)를 고온에서 인화(引火)될 수 있는 재질로 형성하여 동압측정용 프로브(100)를 연소기에 설치한 후 인화될 수 있도록 함으로써 가이드부재(160)로 인한 동압 측정의 신뢰도 저하 및 연소기의 성능 저하 등이 발생되지 않도록 할 뿐만 아니라 측정팁(110)의 외측에 설치되는 가이드부재(160)에 의해 동압측정용 프로브(100)를 연소기에 설치하는데 소요되는 시간을 대폭 단축시킬 수 있는 등의 다양한 장점을 갖는 것이다.Therefore, according to the probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure according to the present invention as described above, the
전술한 실시예들은 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.Although the above embodiments have been described with respect to the most preferred examples of the present invention, it is not limited to the above embodiments, and it will be apparent to those skilled in the art that various modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention.
본 발명은 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소기의 동압 측정을 위해 케이싱 및 라이너를 통해 삽입되는 측정팁의 외측에 가이드부재를 설치함으로써 단순한 구성에 의해 동압측정용 프로브를 정확한 위치에 신속하게 설치할 수 있도록 하는 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure, and more specifically, a probe for dynamic pressure measurement by a simple configuration by installing a guide member on the outside of a measuring tip inserted through a casing and a liner for measuring the dynamic pressure of the combustor. The present invention relates to a probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure so that it can be quickly installed in an accurate position.
100 : (동압측정용) 프로브 110 : 측정팁
112 : 제1고정너트 114 : 걸림턱
116 : 테이퍼부 120 : 지지부재
122 : 제2고정너트 130 : 연결부재
132 : 제1고정부 132a : 제1수나사
134 : 제2고정부 134a : 제2수나사
136 : 제3고정부 140 : 댐핑 코일
150 : 측정부 160 : 가이드부재100: (for dynamic pressure measurement) probe 110: measuring tip
112: first fixing nut 114: locking jaw
116: tapered portion 120: support member
122: second fixing nut 130: connecting member
132: 1st fixed
134: Second fixed
136: third fixing section 140: damping coil
150: measuring unit 160: guide member
Claims (5)
연소기 케이싱 및 라이너를 통해 연소기 내측으로 투입되어 연결되어 연소 동압을 인출시키는 측정팁과,
상기 측정팁의 외측에 결합되어 측정팁을 지지하는 지지부재와,
상기 측정팁 및 지지부재의 후방에 연결 설치되는 연결부재와,
상기 연결부재의 외측에 연결 설치되는 댐핑 코일과,
상기 연결부재의 후방에 연결 설치되어 측정팁을 통해 인출된 동압을 측정하는 측정부 및
상기 측정팁의 전방 외측에 결합되어 연소기 내측으로 투입되는 측정팁의 단부 위치를 한정하는 가이드부재를 포함하여 구성되되,
상기 가이드부재는 연소기 케이싱과 라이너 사이 공간에서의 온도에 의해 인화될 수 있는 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조.
In the gas turbine combustor dynamic pressure measurement probe,
A measuring tip which is connected to the inside of the combustor through a combustor casing and a liner and draws combustion dynamic pressure;
A support member coupled to the outside of the measurement tip to support the measurement tip;
A connecting member connected to and installed at the rear of the measuring tip and the supporting member;
A damping coil connected to and installed outside the connection member;
It is connected to the rear of the connecting member is installed measuring unit for measuring the dynamic pressure drawn through the measuring tip and
Is coupled to the front outside of the measuring tip is configured to include a guide member for defining the end position of the measuring tip is introduced into the combustor,
The guide member is a probe structure for a gas turbine combustor dynamic pressure measurement, characterized in that made of a material which can be ignited by the temperature in the space between the combustor casing and the liner.
상기 가이드부재는 ABS 수지 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조.
The method of claim 1,
The guide member is a probe structure for measuring the gas turbine combustor dynamic pressure, characterized in that made of ABS resin material.
상기 가이드부재는 15 ~ 20mm의 직경을 갖는 링 형상으로 이루어져 측정팁의 외측에 끼움 결합되고, 상기 가이드부재의 두께는 5 ~ 10mm인 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조.
The method of claim 1,
The guide member is made of a ring shape having a diameter of 15 ~ 20mm and fitted to the outside of the measuring tip, the thickness of the guide member probe structure for a gas turbine combustor dynamic pressure, characterized in that 5 ~ 10mm.
상기 측정팁의 전방 단부와 가이드부재의 전방 단부 사이의 거리는 연소기 라이너의 두께와 동일한 것을 특징으로 하는 가스터빈 연소기 동압측정용 프로브 구조.
The method of claim 1,
And a distance between the front end of the measuring tip and the front end of the guide member is equal to the thickness of the combustor liner.
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