KR102138014B1 - Fuel nozzle assembly and gas turbine having the same - Google Patents

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KR102138014B1 KR1020190033492A KR20190033492A KR102138014B1 KR 102138014 B1 KR102138014 B1 KR 102138014B1 KR 1020190033492 A KR1020190033492 A KR 1020190033492A KR 20190033492 A KR20190033492 A KR 20190033492A KR 102138014 B1 KR102138014 B1 KR 102138014B1
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Abstract

According to the present invention, a fuel nozzle assembly and a gas turbine including the same are disclosed. According to an embodiment of the present invention, the fuel nozzle assembly comprises a shroud having a fuel nozzle body supplying fuel and a shroud body surrounding the fuel nozzle body and having an inner space into which the fuel nozzle body can be inserted, wherein the shroud is formed with a shroud blocking unit which blocks one surface of the inner space to prevent the inflow of compressed air flowing from the outside of the shroud, one or more holes are formed in the shroud body to allow the compressed air to flow into the shroud, and a fuel supply line extending from the fuel nozzle body to the hole is formed for fuel to flow into the hole.

Description

연료 노즐 조립체 및 이를 포함하는 가스 터빈{FUEL NOZZLE ASSEMBLY AND GAS TURBINE HAVING THE SAME}FUEL NOZZLE ASSEMBLY AND GAS TURBINE HAVING THE SAME

본 발명은 연료 노즐 조립체 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축공기 대비 연료의 혼합도를 증가시킬 수 있는 연료 노즐 조립체 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel nozzle assembly and a gas turbine including the same, and more particularly, to a fuel nozzle assembly and a gas turbine including the fuel nozzle assembly capable of increasing the mixing degree of fuel compared to compressed air.

일반적으로 가스 터빈은 압축기에서 나온 압축공기와 연료가 연소되어 고온가스가 발생되고 그 고온가스로 터빈을 회전시키는 동력기관으로서, 복합화력발전과 열병합발전 등에 이용된다.In general, a gas turbine is a power engine that generates high-temperature gas by burning compressed air and fuel from a compressor and rotates the turbine with the high-temperature gas, and is used for combined cycle power generation and cogeneration.

가스 터빈은 크게 압축기, 연소기 및 터빈으로 구분할 수 있다. 압축기는 터빈의 회전으로부터 생성된 동력의 일부를 전달받아서 유입되는 공기를 고압으로 압축하는 역할을 하게 되며, 압축된 공기는 연소기 측으로 전달된다.Gas turbines can be broadly classified into compressors, combustors, and turbines. The compressor receives a portion of the power generated from the rotation of the turbine and serves to compress the incoming air at high pressure, and the compressed air is delivered to the combustor side.

연소기는 압축 공기와 연료를 혼합 및 연소시켜 고온의 연소가스 흐름을 생성시키고 이를 터빈 측으로 분사하며, 분사된 연소가스는 터빈을 회전시켜 회전력을 얻을 수 있도록 한다. 산업용 가스 터빈에 사용되는 연소기는 환형으로 배치되는 복수 개의 연료 노즐 모듈을 포함하는데, 연료 노즐 모듈에서는 공기 및 연료가 혼합된다.The combustor mixes and burns compressed air and fuel to generate a high-temperature combustion gas flow and injects it to the turbine side, and the injected combustion gas rotates the turbine to obtain rotational force. Combustors used in industrial gas turbines include a plurality of fuel nozzle modules arranged in an annular shape, in which air and fuel are mixed.

압축기로부터 압축된 공기가 연소기로 유입되고, 연료는 각 연료 노즐 모듈에 배열되어 있는 베인을 통해 주입되어 연료와 공기가 혼합된다. 연료와 공기의 혼합물은 각 연료 노즐 모듈의 하류방향에 위치한 연소실에서 연소하고, 연소 가스는 터빈으로 이어지는 유로로 배출된다.Compressed air enters the combustor from the compressor, and fuel is injected through a vane arranged in each fuel nozzle module to mix the fuel and air. The mixture of fuel and air is combusted in a combustion chamber located in the downstream direction of each fuel nozzle module, and the combustion gas is discharged into a flow path leading to the turbine.

종래에는 압축기로부터 압축된 공기(압축공기)가 케이싱과 캡 슬리브 사이의 외측 유로를 통해 유입되어 케이싱 단부에 배치된 엔드 플레이트에 도달했다. 이 때 압축공기는 U턴하여 림을 거쳐 슈라우드 내로 유입되고, 슈라우드 내 베인에 도달되어야 연료가 분사되어 연료와 압축공기가 혼합되었다. Conventionally, compressed air (compressed air) from the compressor flows through the outer flow path between the casing and the cap sleeve to reach the end plate disposed at the casing end. At this time, compressed air flows through the rim through the rim and flows into the shroud. When the vane in the shroud is reached, fuel is injected to mix the fuel and compressed air.

본 발명의 실시 예들은 슈라우드 내부로 유입되는 압축공기 대비 연료의 혼합도를 증가시킬 수 있는 연료 노즐 조립체 및 이를 포함하는 가스 터빈을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention are to provide a fuel nozzle assembly and a gas turbine including the same that can increase the mixing degree of the fuel compared to the compressed air flowing into the shroud.

본 발명의 일 측면에 따르면, 연료를 공급하는 연료 노즐 바디와 상기 연료 노즐 바디를 둘러싸고 상기 연료 노즐 바디가 삽입될 수 있는 내부공간이 형성된 슈라우드 바디를 구비하는 슈라우드를 포함할 수 있고, 상기 슈라우드는 상기 내부공간의 일면을 막아 상기 슈라우드 외부에서 유동하는 압축공기의 유입을 막을 수 있는 슈라우드 차단부가 형성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a shroud having a fuel nozzle body supplying fuel and a shroud body surrounding the fuel nozzle body and having an inner space into which the fuel nozzle body can be inserted may be formed, wherein the shroud A shroud blocking portion may be formed to block one surface of the inner space to prevent inflow of compressed air flowing outside the shroud.

여기서 상기 슈라우드 바디에는 상기 압축공기가 상기 슈라우드 내부로 유입될 수 있도록 적어도 한 개 이상의 홀이 형성되어 있고, 상기 연료 노즐 바디로부터 상기 홀까지 연장되어 상기 홀로 연료를 공급할 수 있는 연료 공급 라인이 형성될 수 있다.Here, at least one hole is formed in the shroud body to allow the compressed air to flow into the shroud, and a fuel supply line extending from the fuel nozzle body to the hole to supply fuel to the hole is formed. Can.

또는 상기 슈라우드 바디에는 상기 압축공기가 상기 슈라우드 내부로 유입될 수 있도록 적어도 상기 슈라우드 원주방향으로 연장되어 형성되는 절개부가 한 개 이상이고, 상기 연료 노즐 바디로부터 상기 절개부까지 연장되어 상기 절개부로 연료를 유동시킬 수 있는 연료 공급 라인이 형성될 수 있다.Alternatively, the shroud body has at least one incision formed to extend in the circumferential direction of the shroud so that the compressed air can be introduced into the shroud, and extends fuel from the fuel nozzle body to the incision to the incision. A fuel supply line capable of flowing can be formed.

본 발명의 실시 예들에 따른 연료 노즐 조립체는 슈라우드 바디에 형성된 홀을 통해 압축공기가 유입되면서 연료 공급 라인을 통해 공급된 연료와 상기 압축공기 간의 혼합정도를 향상시킬 수 있다.The fuel nozzle assembly according to embodiments of the present invention can improve the degree of mixing between the fuel supplied through the fuel supply line and the compressed air while compressed air is introduced through a hole formed in the shroud body.

또한, 연료가 분사되는 지점이 홀 내부에 형성되어 슈라우드 내부로 역화에 따른 위험을 방지할 수 있다.In addition, the point where the fuel is injected is formed inside the hole to prevent the risk of backfire into the shroud.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 가스 터빈 사시도
도 2은 본 발명의 실시예를 따르는 연료 노즐 조립체 단면도
도 3a 내지 3c는 상기 도 2에 도시된 A 부분에 대한 확대도
도 4는 본 발명의 실시예에 적용된 홀에 대한 개념도
도 5는 상기 도 3a에서 도시한 홀에 대한 변형예를 나타낸 확대도
도 6은 상기 도 2에서 도시한 실시예에 대한 변형예를 나타낸 단면도이다.1 is a perspective view of a gas turbine according to an embodiment of the present invention
2 is a cross-sectional view of a fuel nozzle assembly according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C are enlarged views of part A shown in FIG. 2;
4 is a conceptual diagram for a hole applied to an embodiment of the present invention
Figure 5 is an enlarged view showing a modification of the hole shown in Figure 3a
6 is a cross-sectional view showing a modification to the embodiment illustrated in FIG. 2.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시예에 따른 연료 노즐 조립체(100) 및 이를 포함하는 가스 터빈(1)에 대해 상술한다.Hereinafter, a fuel nozzle assembly 100 and a gas turbine 1 including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시예는 가스 터빈(1)의 일부분에 해당하는 연소기(20)에서 연료 노즐 모듈(100')의 일 구성요소로 사용되는 연료 노즐 조립체(100) 구조에 대한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a structure of a fuel nozzle assembly 100 used as a component of the fuel nozzle module 100' in the combustor 20 corresponding to a portion of the gas turbine 1.

상기 연료 노즐 모듈(100')은 복수 개의 연료 노즐 조립체(100)의 배열로 구성되며, 하나의 연료 노즐 조립체(100)를 중심으로 복수 개의 연료 노즐 조립체(100)가 방사상으로 배치될 수 있다.The fuel nozzle module 100 ′ is composed of an array of a plurality of fuel nozzle assemblies 100, and a plurality of fuel nozzle assemblies 100 may be radially disposed around one fuel nozzle assembly 100.

상기 연료 노즐 조립체(100)는 본원에 첨부된 도 2에서 도시하는 바와 같이 연료 노즐 바디(130) 주변을 감싸는 슈라우드(120)를 포함한다. 본 발명의 실시예에서 상기 슈라우드(120)는 내부가 빈 원통형을 갖는다. 다만, 종래 슈라우드(120)에서는 일단부가 넓어져서 단면이 테이퍼 형상을 갖는 림(122)이 존재하였으나, 본 발명의 실시예에서 상기 슈라우드(120)는 상기 림(122)이 존재하였던 부분 대신에 슈라우드(120) 직경이 유지된 채로 연장된 형상에 원판이 슈라우드(120) 일면을 막은 듯 한 형태로 구성된다. 구체적으로 상기 원판은 상기 슈라우드(120)에서 종래 림(122)이 위치하였던 부분에서의 원주와 빈 공간 없이 접한 듯한 형상을 갖는다. 다만, 이는 상기 슈라우드(120)의 구체적인 형상을 설명하기 위해 원판이 슈라우드(120)와 분리된 듯 설명하였으나, 원판은 슈라우드(120)의 일 구성요소로서 반드시 별도의 구성요소가 되어야하는 것은 아니며 슈라우드(120) 제조과정에서 반드시 별도로 원판을 제작하여 슈라우드(120) 일면상 원주에 용접 등의 가공을 통하여 제작되어야 하는 것은 아니다. 슈라우드(120) 제조과정에서 슈라우드(120)는 양면이 뚫린 원통에서 슈라우드(120) 일부가 절곡되어 일면이 연료 노즐 바디(130)가 삽입될 수 있는 공간만을 남겨두고 슈라우드 차단부(128)가 형성될 수 있다.The fuel nozzle assembly 100 includes a shroud 120 surrounding the fuel nozzle body 130 as shown in FIG. 2 attached herein. In an embodiment of the present invention, the shroud 120 has a hollow cylindrical shape. However, in the conventional shroud 120, a rim 122 having a tapered shape at one end was widened, but in the embodiment of the present invention, the shroud 120 replaces the portion where the rim 122 was present. (120) The disk is formed in an extended shape while the diameter is maintained, and the disk is formed in such a way that one surface of the shroud 120 is blocked. Specifically, the disk has a shape that appears in contact with the circumference in the portion where the conventional rim 122 is located in the shroud 120 without an empty space. However, this has been described as the original plate is separated from the shroud 120 in order to describe the specific shape of the shroud 120, but the original plate is not necessarily a separate component as a component of the shroud 120. (120) In the manufacturing process, it is not necessary to separately manufacture the original plate and manufacture it through welding or the like on the circumference of the shroud 120. In the process of manufacturing the shroud 120, the shroud 120 is formed by bending a portion of the shroud 120 in a cylinder with both sides pierced, leaving only a space on one side where the fuel nozzle body 130 can be inserted, thereby forming the shroud block 128 Can be.

본 발명의 실시예에서 사용되는 상기 슈라우드의 몸체에 해당하는 바디(슈라우드 바디)(126)에는 복수 개의 홀(124)이 형성될 수 있다. 상기 홀(124)은 라이너(500)와 케이싱(200) 사이에 형성되어 있는 외부 유로(310)를 통해 유입된 압축공기가 슈라우드(120) 내부로 들어가기 위한 통로이다.A plurality of holes 124 may be formed in the body (shroud body) 126 corresponding to the body of the shroud used in the embodiment of the present invention. The hole 124 is a passage for the compressed air introduced through the outer flow path 310 formed between the liner 500 and the casing 200 to enter the shroud 120.

종래에는 상기 외부 유로(310)를 통해 유입된 압축공기는 엔드 플레이트(400)와 맞닿아 약 180도 방향 전환을 거쳐 슈라우드(120) 내부로 유입되었다. 하지만 본 발명의 실시예에서는 상기 종래의 림(122)이 형성되어있던 부분에 슈라우드 차단부(128)가 형성되어 슈라우드(120) 내부로 압축공기가 유입될 수 있는 통로가 슈라우드(120) 일면에 존재하지 않는다. 따라서 압축공기가 슈라우드(120) 내부로 유입되기 위한 통로로서 슈라우드 바디(126)에 복수 개의 홀(124)이 형성된다.In the related art, compressed air introduced through the external flow path 310 comes into contact with the end plate 400 and flows into the shroud 120 through a direction change of about 180 degrees. However, in the exemplary embodiment of the present invention, a shroud blocking portion 128 is formed in a portion where the conventional rim 122 is formed so that a passage through which compressed air can flow into the shroud 120 is formed on one surface of the shroud 120. does not exist. Therefore, a plurality of holes 124 are formed in the shroud body 126 as a passage for the compressed air to flow into the shroud 120.

상기 홀(124)은 슈라우드(120) 외부와 내부를 연결하는 통로와 같은 곳으로서, 연료 노즐 바디(130)로부터 이어져 나오는 연료 공급 라인(122)과 연결된다. 상기 연료 공급 라인(122)은 본원에 첨부된 도 3a 내지 3c에서 도시하는 바와 같이 연료 노즐 바디(130)로부터 연장되어 슈라우드 차단부(128) 내부를 가로질러 홀까지 연결된다. 다만, 본원에 첨부된 도 2에서는 공간상의 제약으로 상기 연료 공급 라인(122)이 생략되었다.The hole 124 is a place, such as a passage connecting the outside and the inside of the shroud 120, and is connected to the fuel supply line 122 extending from the fuel nozzle body 130. The fuel supply line 122 extends from the fuel nozzle body 130 and connects to the hole across the shroud block 128 as shown in FIGS. 3A to 3C attached herein. However, in FIG. 2 attached to the present application, the fuel supply line 122 is omitted due to space limitations.

홀(124)까지 연결된 연료 공급 라인(122)은 연료 노즐 바디(130)로부터 연료를 공급받아 홀(124)로 연료를 분사시킬 수 있다. 따라서 홀(124)을 통과하는 압축공기는 홀(124) 안에서 연료 공급 라인(122)을 통해 분사되는 연료와 혼합되고, 연료와 압축공기가 혼합된 연료혼합공기가 슈라우드(120) 내부로 유입된다.The fuel supply line 122 connected to the hole 124 may receive fuel from the fuel nozzle body 130 to inject fuel into the hole 124. Therefore, the compressed air passing through the hole 124 is mixed with the fuel injected through the fuel supply line 122 in the hole 124, and the fuel mixed air mixed with the fuel and compressed air is introduced into the shroud 120. .

상기 홀(124)을 통해 압축공기가 유입되고 유입과정상 홀(124) 내부에서 연료와 혼합이 됨으로써 압축공기의 슈라우드(120) 내부 유입 과정상 종래 기술보다 압축공기와 연료 간의 혼합이 보다 먼저 일어날 수 있다. 즉, 연소실에서 점화플러그(미도시)로 인해 착화되어 연소될 연료혼합공기의 연료혼합도가 종래에 비해 개선될 수 있다.Compressed air flows through the hole 124 and is mixed with fuel inside the hole 124 during the inflow process, so that mixing between compressed air and fuel occurs earlier than the prior art in the process of introducing the compressed air into the shroud 120. Can. That is, the fuel mixing degree of the fuel mixture air to be ignited and burned by an ignition plug (not shown) in the combustion chamber may be improved compared to the prior art.

상기 홀(124)로 압축공기가 보다 원활히 슈라우드(120) 내부로 유입되도록 하기 위해 종래 기술과 달리 슈라우드(120) 일면을 연료 노즐 바디(130)가 삽입될 공간만을 제외하고 막히도록 형성된 슈라우드 차단부(128)가 본 발명의 실시예에서 형성된다. 슈라우드 차단부(128)를 통해 엔드 플레이트(400) 근처에서 선회한 압축공기가 슈라우드(120) 내부로 유입되지 않도록 차단을 하고, 상기 홀(124)로 압축공기가 유동되도록 홀(124)을 통한 압축공기 흐름을 보다 집중시킬 수 있다.Unlike the prior art, the shroud blocking portion formed to block one surface of the shroud 120 except for the space where the fuel nozzle body 130 is inserted, so that compressed air flows into the shroud 120 more smoothly through the hole 124 128 is formed in an embodiment of the present invention. Through the shroud blocking unit 128, the compressed air that is rotated near the end plate 400 is blocked so as not to flow into the shroud 120, and through the hole 124 so that compressed air flows into the hole 124. The compressed air flow can be more concentrated.

상기 홀(124)은 그 형태가 특별히 제한되지는 않으나, 홀(124)을 통해 유입된 압축공기가 연소실측으로 원활하게 유동되도록 하기 위해서 홀(124)은 연소실측을 향하도록 형성될 수 있다.The shape of the hole 124 is not particularly limited, but the hole 124 may be formed to face the combustion chamber so that compressed air introduced through the hole 124 flows smoothly toward the combustion chamber.

구체적으로 상기 홀(124)은 압축공기가 유입되는 유입구(124a)와 압축공기가 슈라우드(120) 내부로 유출되는 유출구(124b)를 포함하는데, 상기 유출구(124b)가 상기 유입구(124a)에 비해 보다 연소실에 가깝도록 형성될 수 있다. 이와 같은 구조는 본원에 첨부된 도 2 내지 3에서 도시하고 있다.Specifically, the hole 124 includes an inlet 124a through which compressed air flows and an outlet 124b through which compressed air flows into the shroud 120, wherein the outlet 124b is compared to the inlet 124a. It may be formed to be closer to the combustion chamber. Such a structure is illustrated in FIGS. 2 to 3 attached to the present application.

본 발명의 실시예에서 압축공기가 상기 홀(124)을 통해 원활하게 슈라우드(120) 내부로 유입되면서 연료와 혼합되기 위해서는 슈라우드(120) 일면이 막혀 압축공기가 홀(124)로 집중적으로 유입되도록 연료 노즐 바디(130)로부터 연장되어 나오는 연료 공급 라인(122)과 홀(124)이 연결되어야 한다.In an embodiment of the present invention, compressed air is smoothly introduced into the shroud 120 through the hole 124, and one surface of the shroud 120 is blocked to be mixed with fuel so that compressed air is intensively introduced into the hole 124. The fuel supply line 122 and the hole 124 extending from the fuel nozzle body 130 should be connected.

연료를 공급하는 연료 노즐 바디(130)는 슈라우드(120) 내부로 삽입되어 슈라우드(120) 내벽이 연료 노즐 바디(130)와 이격되어 연료 노즐 바디(130)를 둘러싸도록 슈라우드(120)가 배치된다. 상기 슈라우드(120)는 캡 슬리브(300)에 의해 지지되고, 상기 캡 슬리브(300)는 연료 노즐 바디(130)와 동일한 방향으로 연장되는 형태를 갖는다. 본 발명의 실시예에서 캡 슬리브(300)는 테이퍼 원통형으로 형성된다.The fuel nozzle body 130 for supplying fuel is inserted into the shroud 120 so that the inner wall of the shroud 120 is spaced apart from the fuel nozzle body 130 to surround the fuel nozzle body 130. . The shroud 120 is supported by a cap sleeve 300, and the cap sleeve 300 has a shape extending in the same direction as the fuel nozzle body 130. In the embodiment of the present invention, the cap sleeve 300 is formed in a tapered cylinder shape.

본 발명의 실시예에서 슈라우드 바디(126)에 형성되는 적어도 한 개 이상의 홀(124)은 슈라우드 바디(126) 동일선상에서 방사형으로 형성될 수 있다. 또한, 이웃한 홀(124)들간의 간격이 동일하게 홀(124)들이 형성될 수도 있다. 따라서 홀(124)들간의 간격이 동일하여 슈라우드(120) 내부로 유입되는 압축공기가 슈라우드(120) 내부구간별로 동일한 양으로 유입됨으로써 슈라우드(120) 내부 특정영역에서 압축공기가 집중되는 현상을 방지하여 슈라우드(120) 내부 구간별로 동일한 유량이 유지될 수 있다.In an embodiment of the present invention, at least one hole 124 formed in the shroud body 126 may be formed radially on the same line as the shroud body 126. Also, holes 124 may be formed to have the same spacing between adjacent holes 124. Therefore, since the space between the holes 124 is the same, compressed air flowing into the shroud 120 is introduced in the same amount for each section of the shroud 120, thereby preventing the compressed air from being concentrated in a specific area inside the shroud 120. By doing so, the same flow rate may be maintained for each inner section of the shroud 120.

본 발명의 실시예에서 슈라우드 바디(126)에 형성된 이웃한 홀(124)들간의 간격들 중 적어도 하나의 간격이 다르게 형성될 수도 있다. 즉, 슈라우드 바디(126)의 일정 영역에 형성된 이웃한 홀(124)들간의 간격들이 동일하고 다른 영역에 형성된 이웃한 홀(124)들간의 간격들이 동일하나, 상기 일정 영역과 다른 영역에 형성된 간격이 다름을 의미한다. 슈라우드 바디(126)에 형성된 이웃한 홀(124)들간의 간격을 모두 동일하게 하지 않음으로써, 슈라우드(120)에 발생되는 진동을 감쇄시킬 수 있다. In an embodiment of the present invention, at least one of the gaps between the adjacent holes 124 formed in the shroud body 126 may be formed differently. That is, the intervals between the adjacent holes 124 formed in a certain area of the shroud body 126 are the same and the intervals between the adjacent holes 124 formed in another area are the same, but the intervals formed in the area different from the predetermined area This means difference. By not equalizing the intervals between adjacent holes 124 formed in the shroud body 126, vibration generated in the shroud 120 can be attenuated.

슈라우드(120)에 형성된 홀(124)을 압축공기가 통과하면서 슈라우드(120)가 진동하게 된다. 홀(124)이 형성되는 슈라우드(120)의 위치에 따라 고유진동수가 존재하고 슈라우드(120)의 각기 다른 위치에 형성된 홀(124)을 압축공기가 통과를 하면서 각기 다른 진동을 형성하게 된다. 홀(124)들간의 간격을 동일하게 하지 않게 함으로써 상기 다른 진동을 상쇄시켜 슈라우드(120) 전체에 형성되는 진동을 감쇄시킬 수 있다.As the compressed air passes through the hole 124 formed in the shroud 120, the shroud 120 vibrates. Depending on the location of the shroud 120 where the holes 124 are formed, natural frequencies exist and different vibrations are formed while compressed air passes through the holes 124 formed at different locations of the shroud 120. By not equalizing the spacing between the holes 124, the other vibrations can be canceled to reduce the vibrations formed in the entire shroud 120.

또한, 슈라우드(120) 내부를 통과하는 압축공기가 슈라우드(120) 내부의 가상의 공간별로 압축공기량이 동일하지 않아 슈라우드(120)의 영역별로 다른 진동수에 따르는 진동이 발생할 수 있다. 슈라우드(120) 영역별로 형성될 수 있는 서로 다른 진동을 홀(124)들간의 간격을 동일하지 않게 홀(124)들이 형성됨으로써 슈라우드(120) 진동을 감쇄시킬 수 있다.In addition, the compressed air passing through the inside of the shroud 120 may not generate the same amount of compressed air for each virtual space inside the shroud 120, and thus vibration may occur according to different frequencies for each region of the shroud 120. The shroud 120 vibration may be attenuated by forming holes 124 that are not equally spaced between holes 124 in different vibrations that may be formed for each area of the shroud 120.

본 발명의 실시예에서 슈라우드 바디(126)상에 형성되는 홀(124)은 본원에 첨부된 도 3b에서 도시하는 바와 같이 유입구(124a)에 경사부(124c)가 형성되어 유입구(124a)가 유출구(124b)보다 넓도록 형성될 수 있다. 상기 유입구(124a) 부근에서 기존 홀(124)에 별도의 경사부(124c)를 형성함으로써 유입구(124a)의 크기를 증가시킬 수 있다. 상기 경사부(124c)는 유입구(124a) 특정부분에만 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 유입구(124a) 주변 모든영역에 걸쳐서 환형으로 형성될 수도 있다. 유입구(124a)를 바라보는 방향에서 홀(124)을 본다면 마치 깔대기 입구를 보는것과 유사할 수 있다. 상기 도 3b에서는 연소실측과 가까운 부분에만 경사부(124c)가 형성된 형태를 도시하고 있다. 상기 유입구(124a)에서 상기 경사부(124c)를 포함함으로써 압축공기가 유입될 수 있는 공간을 확대하여 압축공기 유입량을 보다 증가시킬 수 있다. In the embodiment of the present invention, the hole 124 formed on the shroud body 126 is formed with an inclined portion 124c at the inlet 124a as shown in FIG. 3B attached to the inlet 124a, so that the inlet 124a is an outlet. It may be formed to be wider than (124b). The size of the inlet 124a may be increased by forming a separate inclined portion 124c in the existing hole 124 near the inlet 124a. The inclined portion 124c may be formed only on a specific portion of the inlet 124a, but is not limited thereto and may be formed in an annular shape over all areas around the inlet 124a. If you look at the hole 124 in the direction of looking at the inlet 124a, it may be similar to looking at the funnel entrance. 3B illustrates a form in which the inclined portion 124c is formed only in a portion close to the combustion chamber side. By including the inclined portion 124c at the inlet 124a, the space through which compressed air can be introduced may be enlarged to further increase the amount of compressed air introduced.

본 발명의 실시예에서는 홀(124)은 상기 도 3b와 달리 유출구(124b)의 크기를 유입구(124a)보다 작게 될 수 있다. 본원에 첨부된 도 3c와 같이 슈라우드(120) 단면상에서 홀(124)의 어느 한 변의 경사도만 변화시킨 것과 같이 유출구(124b)의 크기를 줄일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 양 변의 경사도를 변화시켜 유출구(124b)의 크기를 줄일 수도 있다. 유출구(124b)의 크기가 유입구(124a)의 크기보다 작게되어 연소실측으로 유동되는 연료혼합공기의 유속을 증가시킬 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the hole 124 may have a smaller size of the outlet 124b than the inlet 124a unlike the FIG. 3B. As shown in FIG. 3C attached to the present application, the size of the outlet 124b may be reduced as only the slope of any one side of the hole 124 is changed on the cross-section of the shroud 120, but the present invention is not limited thereto, and the slope of both sides is changed to change the outlet The size of 124b may be reduced. The size of the outlet 124b is smaller than the size of the inlet 124a to increase the flow rate of the fuel mixed air flowing toward the combustion chamber.

본 발명의 실시예는 홀(124)을 통해서 슈라우드(120) 내부로 유입되는 압축공기가 슈라우드(120) 내부에서 회오리를 치면서 연소실측으로 유입되도록 홀(124)이 형성될 수 있다. 상기 홀(124)이 슈라우드 바디(126)에서 적어도 슈라우드(120) 원주방향으로 각도가 부여되어 홀(124)을 통과한 압축공기가 슈라우드(120) 내부에서 회오리를 치면서 연소실측으로 유입될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a hole 124 may be formed such that compressed air flowing into the shroud 120 through the hole 124 flows into the combustion chamber while hitting a whirlwind inside the shroud 120. The hole 124 is angled at least in the circumferential direction of the shroud body 126 from the shroud body 126, and compressed air passing through the hole 124 may be introduced into the combustion chamber while whirling inside the shroud 120.

구체적으로 본원에 첨부된 도 4에서 도시하는 실시예를 기준으로 이하 설명한다. 상기 홀(124)에서 유입구(124a)와 유출구(124b) 각각의 중심점을 잇는 가상의 선(L)이 상기 도 4에서 x축 방향에 해당하는 슈라우드(120) 원주방향측으로 각도가 부여될 수 있다. 즉 상기 가상의 선(L)을 xz평면상에 수직으로 투영하였을 때 형성된 xz평면상 직선과 슈라우드 두께방향(z축)과의 사이에 각도(θ1)가 형성되어 홀(124)이 슈라우드 원주방향으로 경로변경됨을 의미한다.Specifically, the following description will be given based on the embodiment shown in FIG. 4 attached to the present application. In the hole 124, an imaginary line L connecting the center points of each of the inlet 124a and the outlet 124b may be given an angle in the circumferential side of the shroud 120 corresponding to the x-axis direction in FIG. 4. . That is, the angle θ1 is formed between the straight line on the xz plane and the shroud thickness direction (z axis) formed when the virtual line L is projected vertically on the xz plane, and the hole 124 is in the circumferential direction of the shroud. Means that the path is changed.

상기 홀(124)에 상기 각도(θ1)가 부여됨으로써 홀을 통과하는 압축공기가 슈라우드(120) 내부에서 회오리를 형성되어 슈라우드(120) 내부에서 연료혼합공기가 골고루 분포될 수 있다. 따라서 연소실측으로 유입되는 연료혼합공기의 불완전연소를 방지할 수 있다. 또한, 슈라우드(120) 내부에서 연료혼합공기의 와류가 보다 원활히 형성되어 압축공기 대비 연료의 혼합도가 증가될 수 있다.By giving the angle θ1 to the hole 124, compressed air passing through the hole forms a whirl in the shroud 120 so that the fuel mixture air can be evenly distributed in the shroud 120. Therefore, incomplete combustion of the fuel mixed air flowing into the combustion chamber side can be prevented. In addition, the vortex of the fuel mixed air is more smoothly formed inside the shroud 120 so that the fuel mixing degree can be increased compared to the compressed air.

상기 도 4에서와 같이 상기 각도(θ1)와 함께 각도(θ2)가 추가적으로 형성될 수 있다. 상기 각도(θ2)는 홀(124)이 슈라우드 길이방향(y축)으로 경로변경이 될 수 있도록 형성된 각도를 의미한다.4, the angle θ2 may be additionally formed together with the angle θ1. The angle θ2 refers to an angle formed so that the hole 124 can be changed in the longitudinal direction (y-axis) of the shroud.

구체적으로 홀(124)에서 유입구(124a)와 유출구(124b) 각각의 중심점을 잇는 가상의 선(L)이 yz평면상에 수직으로 투영되어 형성된 yz평면상 직선과 슈라우드 두께방향(z축)과의 각도(θ2)만큼 유입구(124a)에서 유출구(124b)로 이어지는 경로가 변경됨으로써 홀(124)을 통과하는 압축공기가 보다 연소실측으로 유동될 수 있게 된다.Specifically, in the hole 124, the imaginary line L connecting the center point of each of the inlet 124a and the outlet 124b is projected vertically on the yz plane and the yz plane straight line and the shroud thickness direction (z axis) and By changing the path from the inlet 124a to the outlet 124b by an angle θ2 of, compressed air passing through the hole 124 can flow to the combustion chamber.

연료 노즐 바디(130)에서 홀(124)까지 연장되어 홀(124)로 연료를 공급할 수 있는 연료 공급 라인(122)은 홀(124) 내부에서 적어도 두 지점으로부터 연료가 분사되도록 형성될 수도 있다. 홀을 통과하는 압축공기가 연료와 보다 균일하게 혼합될 수 있도록 하기 위함이다.The fuel supply line 122 extending from the fuel nozzle body 130 to the hole 124 to supply fuel to the hole 124 may be formed to inject fuel from at least two points inside the hole 124. This is to enable the compressed air passing through the hole to be more uniformly mixed with the fuel.

연료와 압축공기의 혼합도를 증가시키고 연료가 압축공기와 골고루 혼합되도록 하기 위해 홀(124) 내부에서 연료가 분사되는 지점이 본원에 첨부된 도 5에서 도시하는 바와 같이 마주보도록 형성될 수도 있다. 따라서 홀(124)을 통과하는 압축공기를 기준으로 양측면에서 연료가 분사됨으로써 압축공기와 연료와의 혼합도가 증가될 수 있다.In order to increase the degree of mixing of the fuel and compressed air and to ensure that the fuel is evenly mixed with the compressed air, a point where fuel is injected inside the hole 124 may be formed to face as shown in FIG. 5 attached hereto. Therefore, the fuel is injected from both sides based on the compressed air passing through the hole 124, so that the mixing degree of the compressed air and the fuel can be increased.

상기 도 5에서 홀을 기준으로 양측면에서 연료 공급 라인(122)이 형성되어 있다. 도 5는 단면도로서 구체적인 입체형상을 도시하고 있지 않으나, 홀(124)의 양측면에 형성된 연료 공급 라인(122)은 연료 노즐 바디(130)로부터 연장된다. 도 5를 기준으로 홀(124)의 우측에 형성된 연료 공급 라인(122)은 연료 노즐 바디(130)로부터 연장됨을 알 수 있으나, 단면도의 한계로 완벽하게 도시되지 않은 홀(124)의 좌측에 형성된 연료 공급 라인도 연료 노즐 바디(130)로부터 연장된다.In FIG. 5, fuel supply lines 122 are formed on both sides of the hole. 5 does not show a specific three-dimensional shape as a cross-sectional view, the fuel supply line 122 formed on both sides of the hole 124 extends from the fuel nozzle body 130. It can be seen that the fuel supply line 122 formed on the right side of the hole 124 based on FIG. 5 extends from the fuel nozzle body 130, but is formed on the left side of the hole 124 which is not completely illustrated due to a limitation of the cross-sectional view. The fuel supply line also extends from the fuel nozzle body 130.

연료 노즐 바디(130)로부터 연장되는 연료 공급 라인(122)은 슈라우드 바디(126)에 형성된 홀(124)이 존재하는 부분을 제외한 슈라우드 바디(126)의 내부를 통하여 도 5에서 홀(124)의 좌측에 형성된 연료 공급 라인(122)으로 연장된다. 홀(124)의 좌측으로 연장되는 연료 공급 라인(122)은 연료 노즐 바디(130)로부터 직선형태로 연장될 수 있으나, 반드시 이에 한정되어 형성되는 것은 아니다. The fuel supply line 122 extending from the fuel nozzle body 130 through the inside of the shroud body 126 except for the portion where the hole 124 formed in the shroud body 126 exists in the hole 124 in FIG. It extends to the fuel supply line 122 formed on the left side. The fuel supply line 122 extending to the left side of the hole 124 may extend in a straight line form from the fuel nozzle body 130, but is not limited thereto.

연료 노즐 바디(130)로부터 연장되는 연료 공급 라인(122)이 홀(124) 부근에서 복수 개의 홀(124)을 따라 연장되어 슈라우드(120) 형태에 맞추어져 형성될 수도 있다. 슈라우드(120) 형태가 원통형이라면 이에 맞추어 홀(124) 부근에서 연료 공급 라인(122)도 고리형으로 형성될 수 있다. 홀(124) 부근에서 연료 공급 라인(122)이 고리형으로 형성되어 연료 노즐 바디(130)로부터 연장되는 연료 공급 라인(122)이 단수개로 형성됨으로써 홀(124) 부근에서 고리형을 갖는 연료 공급 라인(122)으로 연료를 공급하고, 고리형을 갖는 연료 공급 라인(122) 내부에서 연료가 유동되며 홀(124)로 연료가 분사될 수 있다.The fuel supply line 122 extending from the fuel nozzle body 130 may be formed along a plurality of holes 124 in the vicinity of the hole 124 to match the shape of the shroud 120. If the shape of the shroud 120 is cylindrical, the fuel supply line 122 may also be formed in an annular shape near the hole 124 accordingly. The fuel supply line 122 is formed in an annular shape in the vicinity of the hole 124 so that the fuel supply line 122 extending from the fuel nozzle body 130 is formed in a single number, thereby providing fuel having an annular shape in the vicinity of the hole 124 Fuel is supplied to the line 122, fuel flows inside the fuel supply line 122 having an annular shape, and fuel can be injected into the hole 124.

본원에 첨부된 도면에는 도시되지는 않으나, 도 5에 도시된 홀(124)의 양측부에 연결되는 연료 공급 라인(122)이 홀(124) 부근에서 부피가 커진 형태로 연료충진공간이 형성되도록 홀(124)로 연장될 수 있다. 상기 연료충진공간은 연료 노즐 바디(130)로부터 일방향으로 연장된 연료 공급 라인(122)의 내부공간이 홀(124) 부근에서 부피가 커진 공간으로서 홀(124) 부근에서 연료가 분사되기 직전에 연료가 잠시 저장될 수 있는 공간이다.Although not shown in the drawings attached to the present application, the fuel supply line 122 connected to both sides of the hole 124 shown in FIG. 5 is formed so that a fuel filling space is formed in a bulky form near the hole 124 It may extend into the hole 124. The fuel filling space is a space in which the inner space of the fuel supply line 122 extending in one direction from the fuel nozzle body 130 is bulky in the vicinity of the hole 124, and immediately before fuel is injected in the vicinity of the hole 124. Is a space that can be temporarily stored.

상기 연료충진공간은 단면도를 기준으로 다각형의 형태를 가지고 홀(124) 부근에만 형성될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 연료충진공간은 전술한 바와 같이 홀(124) 부근에서 연료 공급 라인(122)이 복수 개의 홀(124)을 둘러싸고 고리형을 갖을 수 있듯이, 복수 개의 홀(124)을 둘러싸도록 슈라우드(120) 형태에 맞추어져서 고리형의 형태로 형성되어 연료 공급 라인(122)과 연결될 수도 있다.The fuel filling space may have a polygonal shape based on a cross-sectional view, and may be formed only near the hole 124, but is not limited thereto. The fuel filling space is shroud 120 so as to surround the plurality of holes 124 as the fuel supply line 122 may surround the plurality of holes 124 and have an annular shape near the hole 124 as described above. According to the shape, it may be formed in an annular shape to be connected to the fuel supply line 122.

본 발명의 실시예에서 연료 노즐 조립체(100)는 이너 케이싱(140)을 포함할 수 있다. 상기 이너 케이싱(140)은 슈라우드(120)와 연료 노즐 바디(130) 사이공간에 안착되는 것으로 홀(124)을 통해 슈라우드(120)의 내부로 유입되는 압축공기와 이너 케이싱(140)을 통해 유입되는 압축공기를 구분하기 위함이다.상기 이너 케이싱(140)이 슈라우드(120)의 내부로 삽입되기 위해서는 도 6과 같이 슈라우드 차단부(128)의 일정부분 절개될 수 있고 절개된 공간을 통해 이너 케이싱(140)이 삽입될 수 있다. 이너 케이싱(140)이 삽입되는데 필요한 절개부분을 제외한 부분에서 유지된 슈라우드 차단부(128)로 인해 이너 케이싱(140)과 슈라우드(120) 사이 공간으로는 홀(124)을 통해서만 압축공기가 유입될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the fuel nozzle assembly 100 may include an inner casing 140. The inner casing 140 is settled in a space between the shroud 120 and the fuel nozzle body 130 and flows through compressed air flowing into the interior of the shroud 120 through the hole 124 and through the inner casing 140. The inner casing 140 can be cut into a portion of the shroud block 128 as shown in FIG. 6 and inserted into the shroud 120 to be inserted into the shroud 120. 140 may be inserted. Compressed air flows only through the hole 124 into the space between the inner casing 140 and the shroud 120 due to the shroud blocking portion 128 maintained at the portion except for the incision required for the inner casing 140 to be inserted. Can.

이너 케이싱(140) 안쪽으로 압축공기가 유입되도록 이너 케이싱(140)에서 적어도 일면이 개방될 수 있다. 개방된 일면을 통해 엔드 플레이트(400)로 인해 선회하는 압축공기가 이너 케이싱(140)의 내부로 유입될 수 있다. 다만, 개방된 일면의 형태는 제한된 것이 아니므로 일정한 크기를 갖는 유입구와 같은 형태를 갖을 수도 있다.At least one surface may be opened in the inner casing 140 so that compressed air flows into the inner casing 140. Compressed air orbiting due to the end plate 400 through the open surface may be introduced into the inner casing 140. However, since the shape of the open one side is not limited, it may have the same shape as an inlet having a certain size.

본원에 첨부된 도 6에서 도시된 바로는 이너 케이싱(140)이 슈라우드(120)와 확실한 구분을 위해 슈리우드 차단부(128)를 통과하여 우측으로 이너 케이싱(140)이 도출된 형태로 도시되나, 반드시 이너 케이싱(140)이 슈라우드 차단부(128)를 통과하여 외부로 도출되어야 하는 것은 아니다.As shown in FIG. 6 attached to the present application, the inner casing 140 is shown in a form in which the inner casing 140 is drawn to the right by passing through the shroud blocking portion 128 for a clear distinction from the shroud 120. , It is not necessary that the inner casing 140 passes through the shroud blocking portion 128 and is drawn out.

상기 이너 케이싱(140)을 통해 유입되는 압축공기가 연료와 혼합되기 위해 이너 케이싱(140)의 내부에 베인(110)을 포함할 수 있다. 이너 케이싱(140)을 통해 유입되는 압축공기는 유동되는 중에 상기 베인(110)에서 분사되는 연료와 혼합되어 연료혼합공기가 형성될 수 있다. 따라서 홀(124)에서 연료와 혼합된 연료혼합공기 형성에 더하여 이너 케이싱(140)을 통해 연료혼합공기가 추가적으로 형성되어 슈라우드(120) 내부에서 압축공기 대비 연료 혼합비율을 향상시킬 수 있다.In order to mix the compressed air flowing through the inner casing 140 with fuel, a vane 110 may be included in the inner casing 140. Compressed air flowing through the inner casing 140 may be mixed with fuel injected from the vane 110 while flowing to form fuel mixed air. Therefore, in addition to the formation of the fuel mixture air mixed with the fuel in the hole 124, the fuel mixture air is additionally formed through the inner casing 140 to improve the fuel mixing ratio compared to the compressed air inside the shroud 120.

압축 공기가 슈라우드(120) 내에 유입될 때 방향 전환을 하게 되는데, 이 때 공기가 저속으로 흐르는 영역인 에어 포켓이 생성되어 불균일한 공기 흐름이 발생할 수 있다.When compressed air is introduced into the shroud 120, a direction change is performed. At this time, an air pocket, an area in which the air flows at a low speed, is generated, and uneven air flow may occur.

본 발명의 실시예는 상기 에어 포켓 형성을 방지하고자 가이드 부재(600)를 추가적으로 포함할 수 있다. 상기 가이드 부재(600)는 외부 유로(310)를 따라 슈라우드(120)측으로 유입된 압축공기가 엔드 플레이트(400)측까지 유동되지 않고 곧바로 홀(124)로 유입될 수 있도록 압축공기 흐름을 가이드해주는 부재이다. 따라서 슈라우드(120) 내부로 유입되는 압축공기가 보다 홀(124)로 집중적으로 유입될 수 있다.An embodiment of the present invention may additionally include a guide member 600 to prevent the air pocket from forming. The guide member 600 guides the compressed air flow so that the compressed air flowing into the shroud 120 side along the outer flow path 310 does not flow to the end plate 400 side but directly flows into the hole 124. It is absent. Therefore, compressed air introduced into the shroud 120 may be more intensively introduced into the hole 124.

상기 가이드 부재(600)는 본원에 첨부된 도 2에서 도시하는 바와 같이 단면의 형태가 엔드 플레이트(400)측으로 기울어져 있다. 외부 유로(310)를 지나 유입되는 압축공기가 가이드 부재(600)와의 충돌로 와류가 형성되지 않도록 하기 위함이다. The guide member 600 has a cross-sectional shape inclined toward the end plate 400 as shown in FIG. 2 attached to the present application. This is to prevent the vortex from being formed due to the collision of the compressed air flowing through the external flow path 310 with the guide member 600.

가이드 부재(600)는 연료 노즐 모듈(100')에 환형으로 구성되어 있는 복수 개의 연료 노즐 조립체(100)와의 결합을 고려하여 상기 복수 개의 연료 노즐 조립체(100)가 삽입될 수 있는 내부공간이 가이드 부재(600)에 형성되어 있다. 즉 가이드 부재(600)는 슈라우드(120)와 접하는 내부면과 케이싱(200)과 접하는 외부면을 포함하고 있고, 상기 내부면과 외부면 사이에서 연장되는 가이드면을 포함한다.The guide member 600 is guided by an internal space in which the plurality of fuel nozzle assemblies 100 may be inserted in consideration of coupling with a plurality of fuel nozzle assemblies 100 configured in an annular shape in the fuel nozzle module 100'. It is formed on the member 600. That is, the guide member 600 includes an inner surface in contact with the shroud 120 and an outer surface in contact with the casing 200, and includes a guide surface extending between the inner surface and the outer surface.

상기 내부면이 엔드 플레이트(400)측을 향하도록 상기 가이드면이 연장되어 그 단면이 전술한 바와 같이 엔드 플레이트(400)측으로 기울어져 있다. 본 발명의 실시예에서 가이드 부재(600) 형태는 내부가 텅 비고 일정한 두께를 갖는 원뿔형태의 부재에서 일정부분의 상부가 절단된 형태와 유사하다.The guide surface is extended such that the inner surface faces the end plate 400, and its cross section is inclined toward the end plate 400 as described above. In the embodiment of the present invention, the shape of the guide member 600 is similar to the shape in which the upper part of a portion is cut in a conical member having a hollow inside and a certain thickness.

본 발명의 실시예에서 베인(110)을 더 포함할 수 있다. 상기 베인(110)은 슈라우드(120) 내부에서 중심에 설치된 연료 노즐 바디(130)에 방사상으로 복수 개 설치될 수 있다. 홀(124)과 연결되는 연료 공급 라인(122)을 통해 연료가 분사되어 홀(124) 내부에서 압축공기와 혼합되어 형성된 연료혼합공기가 슈라우드(120) 내부에서 연소실측으로 이동될 때, 상기 베인(110)에서 분사되는 연료와 추가적으로 혼합되어 연소실측으로 이동되는 연료혼합공기에서 혼합된 연료량을 증가시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention may further include a vane (110). A plurality of vanes 110 may be radially installed on the fuel nozzle body 130 installed at the center inside the shroud 120. When fuel is injected through the fuel supply line 122 connected to the hole 124 and the fuel mixed air formed by mixing with compressed air inside the hole 124 is moved from the shroud 120 to the combustion chamber side, the vane ( The amount of fuel mixed in the fuel mixed air that is additionally mixed with the fuel injected from 110 and moved to the combustion chamber may be increased.

본 발명의 다른 실시예는 슈라우드 바디(126)에 적어도 한 개 이상의 절개부(1124)를 포함할 수 있다. 상기 절개부(1124)는 상기 실시예에서 슈라우드(120) 내부로 유입되는 통로 역할을 하는 홀과 동일하게 기능을 하는 것으로 압축공기가 슈라우드(120) 내부로 유입되도록 통로 역할을 할 수 있다.Another embodiment of the present invention may include at least one incision 1124 in the shroud body 126. The incision 1124 functions as a hole serving as a passage through the shroud 120 in the embodiment, and may serve as a passage so that compressed air flows into the shroud 120.

상기 절개부(1124)는 슈라우드 바디(126)에 형성되는 것으로 슈라우드 바디(126)에서 원주방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 상기 절개부(1124) 개수는 정해지지 않으며 임의의 위치에서 연장되어 제작자가 원하는 위치까지 슈라우드(120) 원주방향으로 연장되어 형성될 수 있다. The incision 1124 is formed on the shroud body 126 and may be formed to extend in the circumferential direction from the shroud body 126. The number of the incisions 1124 is not determined, and may be extended from any position to extend in the circumferential direction of the shroud 120 to a position desired by the manufacturer.

상기 절개부(1124)의 형성으로 전술한 실시예에서의 홀(124)보다 압축공기가 유입될 수 있는 공간이 확장되어 압축공기의 슈라우드(120) 내부유입이 보다 원활하게 이루어 질 수 있다.Due to the formation of the incision 1124, a space through which compressed air can be introduced is expanded than the hole 124 in the above-described embodiment, so that the inflow of the shroud 120 of the compressed air can be made more smoothly.

상기 절개부(1124)는 슈라우드(120) 일단에 위치한 슈라우드 차단부(128)와 슈라우드(120) 타단 사이에서 형성되어 원주방향으로 연장되어 형성되고, 그 형태가 특별히 제한되지는 않는다.The incision 1124 is formed between the shroud blocking portion 128 located at one end of the shroud 120 and the other end of the shroud 120 and is formed to extend in the circumferential direction, and the shape is not particularly limited.

상기 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 절개부(1124)로 연료가 유입되어 분사될 수 있도록 연료 노즐 바디(130)로부터 연장되어 절개부(1124)로 연료를 유동시킬 수 있는 연료 공급 라인(122)이 형성될 수 있다.In another embodiment of the present invention, a fuel supply line 122 extending from the fuel nozzle body 130 to allow fuel to flow into the incision 1124 so that fuel is introduced and injected into the incision 1124. It can be formed.

또한, 상기 절개부(1124)는 전술한 실시예와 동일하게 복수 개의 절개부(1124)가 형성되는 경우 슈라우드 바디(126) 동일선상에 방사상으로 형성될 수 있다. 형성된 이웃한 절개부(1124)들의 간격이 동일하게 형성될 수 있어, 슈라우드(120) 내부로 유입되는 연료혼합공기가 영역별로 동일하게 분포될 수 있다.In addition, the incision 1124 may be radially formed on the same line of the shroud body 126 when a plurality of incisions 1124 are formed in the same manner as in the above-described embodiment. The formed adjacent cutouts 1124 may have the same spacing, so that the fuel mixture air flowing into the shroud 120 may be equally distributed for each region.

본 발명의 다른 실시예에서 슈라우드 바디(126)에 형성된 이웃한 절개부(1124)들간의 간격들 중 적어도 하나의 간격이 다르게 형성될 수도 있다. 슈라우드(120)에 발생할 수 있는 진동을 감쇄시키기 위함이다.In another embodiment of the present invention, at least one of the gaps between adjacent cutouts 1124 formed in the shroud body 126 may be formed differently. This is to attenuate vibrations that may occur in the shroud 120.

나아가 상기 절개부(1124)는 압축공기가 유입되는 유입구(1124a) 크기가 보다 커지도록 경사부(1124c)를 포함할 수 있다. 전술한 실시예와 같이 절개부(1124)에 경사부(1124c)가 형성되어 유입되는 압축공기의 양을 증가시킬 수 있다.Furthermore, the incision 1124 may include an inclined portion 1124c so that the size of the inlet 1124a through which compressed air is introduced becomes larger. As in the above-described embodiment, the inclined portion 1124c is formed in the incision 1124 to increase the amount of compressed air introduced.

또한 상기 절개부(1124)는 유출구(1124b) 크기가 유입구(1124a) 크기보다 작도록 형성되어 슈라우드(120) 내부로 유입되는 연료혼합공기의 유속을 증가시킬 수도 있다.In addition, the incision 1124 may be formed so that the outlet 1124b is smaller than the inlet 1124a, thereby increasing the flow velocity of the fuel mixed air flowing into the shroud 120.

상기 절개부(1124)는 그 내부에 적어도 두 지점에서 연료가 분사되도록 연료 공급 라인(122)이 절개부(1124)로 연결될 수 있다. 압축공기와 연료의 혼합정도를 증가시키고 압축공기에서 연료의 보다 고른 분포를 위함이다.In the cutout 1124, a fuel supply line 122 may be connected to the cutout 1124 so that fuel is injected at least two points therein. This is to increase the degree of mixing of compressed air and fuel and to achieve a more even distribution of fuel in compressed air.

본 발명의 다른 실시예는 슈라우드(120)와 연료 노즐 바디(130) 사이에 안착되도록 슈라우드 차단부(128)에서 절개된 부분을 통해 삽입되어 연료 노즐 바디(130)와 이격됨으로써 압축공기가 유동될 수 있는 공간을 형성하는 이너 케이싱(140)을 포함할 수 있다. 상기 이너 케이싱(140)은 내부에 연료를 분사하는 베인(110)을 포함한다. 상기 이너 케이싱(140)을 통해 슈라우드(120)의 내부에 유입된 압축공기와 연료와의 혼합정도를 향상시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, compressed air is flowed by being spaced apart from the fuel nozzle body 130 by being inserted through the incised portion at the shroud blocking unit 128 so as to be seated between the shroud 120 and the fuel nozzle body 130. It may include an inner casing 140 to form a space. The inner casing 140 includes a vane 110 for injecting fuel therein. Through the inner casing 140, it is possible to improve the mixing degree of compressed air and fuel introduced into the shroud 120.

본 발명의 다른 실시예에서는 절개부(1124)로 유입되는 압축공기가 상기 절개부(1124)측으로 집중되어 유입될 수 있도록 슈라우드(120)와 케이싱(200) 사이에 안착되게끔 가이드 부재(600)를 포함할 수 있다. In another embodiment of the present invention, the guide member 600 to be seated between the shroud 120 and the casing 200 so that compressed air flowing into the incision 1124 is concentrated and introduced into the incision 1124. It may include.

또한 본 발명의 다른 실시예에서는 슈라우드(120) 내부에서 연료 노즐 바디(130) 중심으로 방사상으로 복수 개의 베인(110)을 더 포함할 수 있다.In addition, in another embodiment of the present invention, a plurality of vanes 110 may be further included radially around the fuel nozzle body 130 inside the shroud 120.

본 발명의 다른 실시예에서의 특징들은 전술한 실시예에서의 특징과 동일한 것으로 상세한 설명은 생략하였다.Features in other embodiments of the present invention are the same as those in the above-described embodiment, and detailed description is omitted.

본 발명의 실시예들에 따르는 연료 노즐 조립체(100)는 연소기(20)에 적용될 수 있다. 상기 연소기(20)는 케이싱(200) 내부에 이격되어 형성된 공간을 압축공기가 흐를 수 있도록 설치된 라이너(500)와 복수 개의 연료 노즐 모듈(100')을 포함한다. 상기 연료 노즐 모듈(100')은 연료를 공급하는 연료 노즐 바디(130)를 포함하는 복수 개의 연료 노즐 조립체(100)와 상기 연료 노즐 조립체(100)를 지지하는 캡 슬리브(300)를 포함한다. 상기 연료 노즐 조립체(100)는 전술한 특징을 갖는 연료 노즐 조립체(100)로서, 전술한 바와 같이 압축공기 대비 연료 혼합비율을 증가시킬 수 있고 역화에 따른 위험을 방지할 수 있다.The fuel nozzle assembly 100 according to embodiments of the present invention may be applied to the combustor 20. The combustor 20 includes a liner 500 and a plurality of fuel nozzle modules 100 ′ installed to allow compressed air to flow through a space formed inside the casing 200. The fuel nozzle module 100 ′ includes a plurality of fuel nozzle assemblies 100 including a fuel nozzle body 130 supplying fuel and a cap sleeve 300 supporting the fuel nozzle assembly 100. The fuel nozzle assembly 100 is a fuel nozzle assembly 100 having the above-described characteristics, and as described above, it is possible to increase a fuel mixing ratio compared to compressed air and prevent a risk due to backfire.

또한, 지금까지 상술한 연료 노즐 조립체(100)가 적용된 가스 터빈(1)이 제작될 수 있다. 전술된 특징을 포함된 연료 노즐 조립체(100) 복수 개가 환형으로 캡 슬리브(300)에 지지되도록 설치될 수 있다. 복수 개의 연료 노즐 조립체(100)로 형성된 연료 노즐 모듈(100') 복수 개가 연소기(20)에 환형으로 설치되고, 압축기(10) 및 터빈(30)을 더 포함하여 가스 터빈이 제작될 수 있다.In addition, the gas turbine 1 to which the fuel nozzle assembly 100 described above has been applied can be manufactured. A plurality of fuel nozzle assemblies 100 including the aforementioned features may be installed to be supported on the cap sleeve 300 in an annular shape. A plurality of fuel nozzle modules 100 ′ formed of a plurality of fuel nozzle assemblies 100 are annularly installed in the combustor 20, and further include a compressor 10 and a turbine 30 to produce a gas turbine.

이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다.As described above, embodiments of the present invention have been described, but those skilled in the art can view the elements by adding, changing, or deleting components, without departing from the spirit of the present invention as set forth in the claims. Various modifications and changes can be made to the invention, which is also included within the scope of the present invention.

가스 터빈 : 1
압축기 : 10
연소기 : 20
터빈 : 30
연료 노즐 조립체 : 100
연료 노즐 모듈 : 100'
베인 : 110
슈라우드 : 120
연료 공급 라인 : 122
홀 : 124
유입구 : 124a, 1124a
유출구 : 124b, 1124b
경사부 : 124c, 1124c
슈라우드 바디 : 126
슈라우드 차단부 : 128
연료 노즐 바디 : 130
이너 케이싱 : 140
케이싱 : 200
캡 슬리브 : 300
외측 유로 : 310
엔드 플레이트 : 400
라이너 : 500
가상의 선 : L
가이드 부재 : 600
절개부 : 1124Gas turbine: 1
Compressor: 10
Combustor: 20
Turbine: 30
Fuel nozzle assembly: 100
Fuel nozzle module: 100'
Bain: 110
Shroud: 120
Fuel supply line: 122
Hall: 124
Inlet: 124a, 1124a
Outlet: 124b, 1124b
Slope: 124c, 1124c
Shroud Body: 126
Shroud blocker: 128
Fuel nozzle body: 130
Inner casing: 140
Casing: 200
Cap sleeve: 300
Outer flow path: 310
End plate: 400
Liner: 500
Imaginary line: L
Guide member: 600
Incision: 1124

Claims (21)

연료를 공급하는 연료 노즐 바디;와 상기 연료 노즐 바디를 둘러싸고 상기 연료 노즐 바디가 삽입될 수 있는 내부공간이형성된 슈라우드 바디를 구비하는 슈라우드;를 포함하고,
상기 슈라우드는 상기 내부공간의 일면을 막아 상기 슈라우드 외부에서 유동하는 압축공기의 유입을 막을 수 있는 슈라우드 차단부가 형성되어 있고,
상기 슈라우드 바디에는 상기 압축공기가 상기 슈라우드 내부로 유입될 수 있도록 적어도 한 개 이상의 홀이 형성되어 있고,
상기 연료 노즐 바디로부터 상기 홀까지 연장되어 상기 홀로 연료를 공급할 수 있는 연료 공급 라인이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
It includes; a fuel nozzle body for supplying fuel; and a shroud having a shroud body surrounding the fuel nozzle body and having an inner space into which the fuel nozzle body can be inserted.
The shroud is formed with a shroud blocking portion that can block one surface of the inner space to prevent the inflow of compressed air flowing outside the shroud,
At least one hole is formed in the shroud body so that the compressed air can be introduced into the shroud,
A fuel nozzle assembly extending from the fuel nozzle body to the hole is formed with a fuel supply line capable of supplying fuel to the hole.
제1 항에 있어서,
상기 홀은 적어도 3개 이상 형성되고,
상기 홀들이 상기 슈라우드 바디에서 동일선상에 방사상으로 형성되되 이웃한 홀들의 간격이 동일한 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
According to claim 1,
At least three holes are formed,
The nozzle assembly is characterized in that the holes are formed radially on the same line in the shroud body, but the adjacent holes have the same spacing.
제1 항에 있어서,
상기 홀은 적어도 3개 이상 형성되고,
상기 슈라우드의 바디에 형성된 상기 홀들간의 간격들 중 적어도 하나의 간격이 다른 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
According to claim 1,
At least three holes are formed,
A fuel nozzle assembly characterized in that at least one of the gaps between the holes formed in the body of the shroud is different.
제1 항에 있어서,
상기 홀은 외부 유로를 통해 유입되는 압축공기가 들어가는 유입구와 상기 슈라우드의 내부로 압축공기를 배출하는 유출구를 포함하고,
상기 유입구에 경사부가 형성되어 상기 유입구 크기가 상기 유출구 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
According to claim 1,
The hole includes an inlet through which compressed air introduced through an external flow path enters and an outlet through which compressed air is discharged into the shroud.
A fuel nozzle assembly characterized in that the inlet is formed with an inclined portion so that the inlet size is larger than the outlet size.
제1 항에 있어서,
상기 홀은 외부 유로를 통해 유입되는 압축공기가 들어가는 유입구와 상기 슈라우드의 내부로 압축공기를 배출하는 유출구를 포함하고,
상기 유출구 크기가 상기 유입구 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
According to claim 1,
The hole includes an inlet through which compressed air introduced through an external flow path enters and an outlet through which compressed air is discharged into the shroud.
A fuel nozzle assembly characterized in that the outlet size is smaller than the inlet size.
제1 항에 있어서,
상기 홀에서 유입구 중심점과 유출구 중심점을 잇는 가상의 선이 적어도 상기 슈라우드의 두께방향(z축)과 임의의 각도(θ1)가 형성되는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
According to claim 1,
A fuel nozzle assembly, characterized in that an imaginary line connecting the center point of the inlet and the center of the outlet in the hole is formed at least at an angle (θ1) with a thickness direction (z axis) of the shroud.
제1 항에 있어서,
상기 홀의 내부에서 적어도 두 지점에서 연료가 분사되도록 상기 연료 공급 라인이 상기 홀로 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
According to claim 1,
The fuel nozzle assembly, characterized in that the fuel supply line is connected to the hole so that fuel is injected at least two points inside the hole.
제1 항에 있어서,
상기 슈라우드와 상기 연료 노즐 바디 사이에 안착되도록 상기 슈라우드 차단부에서 절개된 부분을 통해 삽입되어 상기 연료 노즐 바디와 이격됨으로써 상기 압축공기가 유동될 수 있는 공간을 형성하는 이너 케이싱;을 포함하되,
상기 이너 케이싱의 내부에 연료를 분사하는 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
According to claim 1,
It includes; an inner casing that is inserted through the incision in the shroud blocking portion so as to be seated between the shroud and the fuel nozzle body to be spaced from the fuel nozzle body to form a space through which the compressed air can flow;
A fuel nozzle assembly comprising a vane for injecting fuel into the inner casing.
제1 항에 있어서,
케이싱과 상기 슈라우드 사이에 안착되어 상기 압축공기가 상기 홀로 유입되도록 가이드하는 가이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
According to claim 1,
And a guide member seated between the casing and the shroud to guide the compressed air to flow into the hole.
제1 항에 있어서,
상기 슈라우드의 내부에서 상기 연료 노즐 바디를 중심으로 방사상으로 복수 개의 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
According to claim 1,
A fuel nozzle assembly comprising a plurality of vanes radially around the fuel nozzle body inside the shroud.
연료를 공급하는 연료 노즐 바디;와 상기 연료 노즐 바디를 둘러싸고 상기 연료 노즐 바디가 삽입될 수 있는 내부공간이 형성된 슈라우드 바디를 구비하는 슈라우드;를 포함하고,
상기 슈라우드는 상기 내부공간의 일면을 막아 상기 슈라우드의 외부에서 유동하는 압축공기의 유입을 막을 수 있는 슈라우드 차단부가 형성되어 있고,
상기 슈라우드 바디에는 상기 압축공기가 상기 슈라우드의 내부로 유입될 수 있도록 적어도 상기 슈라우드 원주방향으로 연장되는 한 개 이상의 절개부가 형성되어 있고,
상기 연료 노즐 바디로부터 상기 절개부까지 연장되어 상기 절개부로 연료를 공급할 수 있는 연료 공급 라인이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
It includes; a fuel nozzle body for supplying fuel; and a shroud having a shroud body surrounding the fuel nozzle body and having an inner space into which the fuel nozzle body can be inserted.
The shroud is formed by blocking a surface of the inner space to prevent the inflow of compressed air flowing from the outside of the shroud.
At least one incision extending in the circumferential direction of the shroud is formed in the shroud body so that the compressed air can be introduced into the shroud.
A fuel nozzle assembly extending from the fuel nozzle body to the incision to form a fuel supply line capable of supplying fuel to the incision.
제11 항에 있어서,
상기 절개부는 적어도 3개 이상 형성되고,
상기 절개부들이 상기 슈라우드 바디에서 동일선상에 방사상으로 형성되되 이웃한 절개부들의 간격이 동일한 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
The method of claim 11,
At least three incision is formed,
A fuel nozzle assembly characterized in that the incisions are formed radially on the same line in the shroud body, but the intervals of adjacent incisions are the same.
제11 항에 있어서,
상기 절개부는 적어도 3개 이상 형성되고,
상기 슈라우드의 바디에 형성된 상기 절개부들간의 간격들 중 적어도 하나의 간격이 다른 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
The method of claim 11,
At least three incision is formed,
A fuel nozzle assembly characterized in that at least one of the gaps between the cutouts formed in the body of the shroud is different.
제11 항에 있어서,
상기 절개부는 외부 유로를 통해 유입되는 압축공기가 들어가는 유입구와 상기 슈라우드의 내부로 압축공기를 배출하는 유출구를 포함하고,
상기 유입구에 경사부가 형성되어 상기 유입구 크기가 상기 유출구 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
The method of claim 11,
The incision includes an inlet through which compressed air flowing through an external flow path enters and an outlet through which compressed air is discharged into the shroud.
A fuel nozzle assembly characterized in that the inlet is formed with an inclined portion so that the inlet size is larger than the outlet size.
제11 항에 있어서,
상기 절개부는 외부 유로를 통해 유입되는 압축공기가 들어가는 유입구와 상기 슈라우드의 내부로 압축공기를 배출하는 유출구를 포함하고,
상기 유출구 크기가 상기 유입구 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체
The method of claim 11,
The incision includes an inlet through which compressed air flowing through an external flow path enters and an outlet through which compressed air is discharged into the shroud.
Fuel nozzle assembly characterized in that the outlet size is smaller than the inlet size
제11 항에 있어서,
상기 절개부의 내부에서 적어도 두 지점에서 연료가 분사되도록 상기 연료 공급 라인이 상기 절개부로 연결되는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
The method of claim 11,
The fuel nozzle assembly, characterized in that the fuel supply line is connected to the incision so that fuel is injected at least two points inside the incision.
제11 항에 있어서,
상기 슈라우드와 상기 연료 노즐 바디 사이에 안착되도록 상기 슈라우드 차단부에서 절개된 부분을 통해 삽입되어 상기 연료 노즐 바디와 이격됨으로써 상기 압축공기가 유동될 수 있는 공간을 형성하는 이너 케이싱;을 포함하되,
상기 이너 케이싱의 내부에 연료를 분사하는 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
The method of claim 11,
It includes; an inner casing that is inserted through the incision in the shroud blocking portion so as to be seated between the shroud and the fuel nozzle body to be spaced from the fuel nozzle body to form a space through which the compressed air can flow;
A fuel nozzle assembly comprising a vane for injecting fuel into the inner casing.
제11 항에 있어서,
케이싱과 상기 슈라우드 사이에 안착되어 상기 압축공기가 상기 절개부로 유입되도록 가이드하는 가이드 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
The method of claim 11,
And a guide member seated between the casing and the shroud to guide the compressed air to flow into the incision.
제11 항에 있어서,
상기 슈라우드의 내부에서 상기 연료 노즐 바디를 중심으로 방사상으로 복수 개의 베인을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 노즐 조립체.
The method of claim 11,
A fuel nozzle assembly comprising a plurality of vanes radially around the fuel nozzle body inside the shroud.
케이싱 내부에 이격되어 형성된 공간을 압축공기가 흐를 수 있도록 설치된 라이너;와 복수 개의 연료 노즐 모듈;을 포함하고,
상기 연료 노즐 모듈은 연료를 공급하는 연료 노즐 바디를 포함하는 복수 개의 연료 노즐 조립체;와 상기 연료 노즐 조립체를 지지하는 캡 슬리브를 포함하되,
상기 연료 노즐 조립체는 제1항에 따르는 연료 노즐 조립체인 것을 특징으로 하는 연소기.
Includes a liner installed to allow compressed air to flow through the space formed inside the casing; and a plurality of fuel nozzle modules,
The fuel nozzle module includes a plurality of fuel nozzle assemblies including a fuel nozzle body supplying fuel; and a cap sleeve supporting the fuel nozzle assembly,
Combustor characterized in that the fuel nozzle assembly is a fuel nozzle assembly according to claim 1.
유입되는 공기를 고압으로 압축하여 압축공기를 형성하는 압축기;와 상기 압축공기를 연료와 혼합하여 연소시켜 고온의 연소가스를 형성하는 연소기;와 상기 연소가스가 유입되어 회전력을 얻는 터빈;을 포함하고,
상기 연소기는 제20항에 따르는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.

Compressor that compresses the incoming air at high pressure to form compressed air; and a combustor that mixes and compresses the compressed air with fuel to form high-temperature combustion gas; and a turbine through which the combustion gas flows to obtain rotational force. ,
The combustor according to claim 20, characterized in that the gas turbine.

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