KR20000058366A - 원심 분리기를 구비한 항공기 가스 터빈 기관 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공기의 제트 추진 기관에 관한 것으로, 확산형 흡입 덕트의 입구에 타원형 중공 구조물로 이루어진 회전체를 복수의 베어링 및 지지 대를 이용하여 장착시키고, 상기 회전체의 표면에는 복수의 유선형 지느러미 팬을 장축 방향으로 고정시킨 원심 분리기를 구비하여, 상기 가스 터빈기관 작동중 흡입되는 공기 유속에 의하여 상기 회전체를 회전시키어 공기 흐름과 함께 유입되는 이물질을 원심분리력에 의하여 제거시키며, 공기 흐름을 아음속 덕트 내부로 원활하게 송풍시키어 상기 가스 터빈 기관의 추력성능 및 기계적 수명을 개선시키는 것을 특징으로 하는 원심 분리기를 구비한 가스 터빈 기관을 제공한다.

Description

원심 분리기를 구비한 항공기 가스 터빈 기관{aircraft gas turbine engine having a centrifuge}

본 발명은 항공기의 가스 터빈 기관에 관한 것으로, 보다 상세하게는 작동중 공기 흐름과 함께 유입되는 조류, 우박, 수분 및 토사등의 이물질을 원심분리에 의하여 제거시키고 확산형 흡입 덕트 내부로 양질의 건조한 공기 흐름을 원활하게 송풍시키어 가스 터빈 기관의 추력성능 및 기계적 수명을 개선시키는 것을 특징으로 하는 원심 분리기를 구비한 가스 터빈 기관에 관한 것이다.

일반적으로, 항공기 가스 터빈 기관에는 도 1에 도시한 바와 같이 대기중의 공기를 흡입, 압축, 폭발, 배기 과정을 통하여 추력을 얻는 기관으로서, 일반적으로 가스 터빈 기관 내부로 유입되는 공기 유속을 저감시키는 확산형 흡입 덕트(30)가 장착되어 있다.

이러한 확산형 흡입 덕트를 통하여 유입되는 공기 흐름 속의 조류, 우박, 수분 및 토사 등의 이물질을 제거하지 못하여 가스 터빈 기관(10) 내부에 유입됨으로서 기관내부의 회전축(14)에 설치된 블레이드(BLADE)이나 핀(FIN)등의 내부부품(16)에 치명적인 손상을 입히고 심하게는 비행중 기관 고장을 초래하는 등 세계적으로 항공기 사고의 주요 원인이 되어 왔으며,

또한 악천후 비행 시에는 수분이 많은 공기 상태로 인하여 기관의 열효율을 저하시키고 부식으로 인하여 기계적 수명을 단축시키는 등의 문제점이 있어 왔다.

본 발명의 목적은, 상기한 바와 같은, 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 확산형 흡입 덕트의 입구에 타원형 중공 구조물로 이루어진 회전체를 복수의 베어링 및 지지 대를 이용하여 장착시키고, 상기 회전체의 표면에는 복수의 유선형 지느러미팬을 장축 방향으로 고정시킨 원심분리기를 구비하여, 상기 가스 터빈 기관 작동중 흡입되는 공기 유속에 의하여 상기 회전체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 원심 분리기를 구비한 가스 터빈 기관을 제공한다.

도 1은 종래의 가스 터빈 기관을 도시한 사시도

도 2의 본 발명에 따른 원심분리기를 구비한 가스 터빈 기관의 사시도

도 3은 본 발명에 따른 원심 분리기에 장착시킨 베어링 부분의 단면도

도 4는 본 발명에 따른 원심 분리기의 정면도

도 5는 본 발명에 따른 원심 분리기의 측면도

도 6은 본 발명의 실시 예에 의한 작동 설명도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

2. 원심 분리기 4. 중공 구조물

6. 지느러미팬 10. 가스 터빈 기관

30. 확산형 흡입 덕트 32. 베어링

본 발명에 따르면, 확산형 흡입 덕트의 입구에 타원형 중공 구조물로 이루어진 회전체를 복수의 베어링 및 지지 대를 이용하여 장착시키고, 상기 회전체의 표면에는 복수의 유선형 지느러미팬을 장축 방향으로 고정시킨 원심 분리기를 구비하여, 상기 가스 터빈 기관 작동중 흡입되는 공기 유속에 의하여 상기 회전체를 회전시키어 공기 흐름과 함께 유입되는 이물질을 원심분리력에 의하여 제거시키며, 공기 흐름을 아음속 덕트 내부로 원활하게 송풍시키어 상기 가스 터빈 기관의 추력성능 및 기계적 수명을 개선시키는 것을 특징으로 하는 원심 분리기를 구비한 가스 터빈 기관을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 따른 원심분리기를 구비한 가스 터빈 기관을 도시한 것이다.

도면 중에서 기본적인 가스 터빈 기관에 대한 일반적인 구조 및 기능은 이미 알려진 기기인 관계로 여기에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.

따라서, 본 발명에 있어서는, 제트 추진 기관에 공기 흐름과 함께 유입되는 조류, 우박, 수분 및 토사 등의 이물질을 원심 분리에 의하여 제거시키고 기관 내부에 공기 흡입 상태를 개선 할 수 있도록 확산형 흡입 덕트(30)의 입구에 원심 분리기(2)를 장착한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 대기중의 공기를 흡입하여 항공기의 비행 추력을 발생시키는 가스 터빈 기관(10)에 있어서, 확산형 흡입 덕트(30)의 구조에 원주 방향으로 지지 대(34)를 고정하여 설치시키고, 지지 대(34)를 이용하여 중심에 복수의 베어링(32)을 고정시키며, 베어링(32)에 회전축(36)을 장착시키고, 회전축(36)의 선단에는 타원형 중공 구조물(4)로 이루어진 회전체를 장착시키며, 중공 구조물(4)의 표면에는 장축 방향으로 복수의 지느러미팬(6)을 고정시킨 원심 분리기(2)를 부가한 것이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 확산형 흡입 덕트(30)의 중심에 지지 대(34)를 이용하여 베어링(32)을 고정시키어서 회전축(36)을 지지시키고,

도 4에 도시한 바와 같이, 확산형 흡입 덕트(30)내부로 공기 흐름속의 이물질의 유입을 방지할 수 있도록 지느러미팬(6)의 회전 반경 면적을 흡입구(31)의 단면적 보다 크게 한 구조로서 지느러미팬(6)은 중공구조물(4)의 원주면 에 고정시키어 확산형 흡입 덕트(30)로 유입되는 공기 흐름 속에 이물질이 혼입하는 경우 조류 등의 이물질을 고속 회전하는 지느러미팬(6)에 충돌시킨 후 원심 분리력으로 제거시키는 기능을 갖는 한편, 송풍 효과에 의하여 가스 터빈 기관(10) 내부로 흡입되는 공기를 정화시키는 것으로,

도 5에 도시한바와 같이, 중공 구조물(4)은 초음속 공기 역학적인 항력 감소를 위하여 선단(8)부위가 돌출된 타원형으로 이루어지고, 중량감소를 위하여 재질은 알루미늄 경합금으로 이루어지며,

지느러미팬(6)의 형상은 가스 터빈 기관작동중 확산형 흡입 덕트(30)에 흡입되는 공기 유속에 의하여 회전 회전력을 발생시키는 구조로서 선단(8)부근에서 시작하여 회전축(36) 방향으로 높아지면서 축방향 S자형으로 굴곡 되어지는 공기역학인 유선형으로 이루어진다.

도 6에 도시한바와 같이, 확산형 흡입 덕트(30)의 흡입구로 흡입되는 공기 흐름은 원심 분리기(2)의 타원형 중공 구조물(4)의 표면을 통과하는 동안 공기보다 밀도가 높은 공기 흐름(19)속의 이물질(20)인 조류, 우박, 수분 및 토사는 지느러미팬(6)과 충돌되어 원심력에 의하여 원주 방향으로 분리되어 확산형 흡입 덕트(30)의 외벽으로 이탈되어지나, 밀도가 낮아 가벼운 공기는 지느러미팬(6)의 송풍효과에 비교하여 원심력의 영향이 거의 무시됨으로 확산형 흡입 덕트(30)를 통하여 가스 터빈 기관 내부로 유입된다.

또한 수분이 많은 악천후중의 우중 비행중에도 흡입공기중의 다량 수분을 제거시키게되어 기관 고장에 의한 항공기 사고 예방은 물론 양질의 건조한 공기를 기관내부로 흡입시키어 연소 및 폭발과정이 이루어지게 하여 가스 터빈 기관의 열효율, 추력성능 및 기계적 수명을 개선시킬 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 가스 터빈 기관 작동중 공기 흐름과 함께 유입되는 공기보다 큰 밀도의 조류, 우박, 수분 및 토사 등의 이물질을 본 발명에 따른 원심분리기에 의하여 제거시키어 기관고장으로 인한 항공기 사고를 예방하고 가스 터빈 기관 내부로 이물질을 제거시킨 건조한 양질의 공기 흐름을 원활하게 송풍시키어 추력성능 및 기계적 수명을 개선시키는 것을 특징으로 하는 원심 분리기를 구비한 가스 터빈 기관을 제공할 수 있다.

Claims (1)

1. 확산형 흡입 덕트의 입구에 타원형 중공 구조물로 이루어진 회전체를 복수의 베어링 및 지지 대를 이용하여 장착시키고, 상기 회전체의 표면에는 복수의 유선형 지느러미팬을 장축 방향으로 고정시킨 원심 분리기를 구비하여, 상기 가스 터빈 기관 작동중 흡입되는 공기 유속에 의하여 상기 회전체를 회전시키는 것을 특징으로 하는 원심 분리기를 구비한 가스 터빈 기관.