KR200165304Y1 - 토치 이그나이터 - Google Patents

Abstract

가스 터빈 엔진의 토치 이그나이터를 개시한다. 이 토치 이그나이터는 연소기의 하우징에 장착되며 연소기의 연소실 내부와 공기 공급통로에 의해 연통되는 공간부를 갖는 본체와, 본체에 노출되도록 설치되는 이그나이터 및 연료분사 노즐과, 상기 본체의 공간부와 연소실를 연결하는 토치 노즐과, 상기 공간부의 내부에 장착되는 와류 발생부재를 포함하여 된 것에 그 특징이 있는 이는 점화성능을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.

Description

토치 이그나이터(torch igniter)

본 고안은 가스 터어빈 엔진에 관한 것으로, 연소기에 장착되어 공기와 혼합된 연료를 점화시키기는 토치 이그나이터(torch igniter)에 관한 것이다.

가스 터어빈 엔진은 공기를 다단압축하는 압축기와, 이 압축기로부터 공급되는 고압의 공기에 노즐로부터 연료가 분사되어 혼합 되고 이 공기와 혼합된 연료를 점화시켜 고온고압의 가스를 발생하는 연소기와, 연소기에서 발생된 가스를 이용하여 회전력을 얻는 터어빈을 포함한다. 여기에서 상기 연소기에는 공기와 혼합된 연료를 점화시시키는 토치 이그나이터가 더 구비된다.

도 1에는 연소기에 장착되는 토치 이그나이터의 일예를 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 토치 이그나이터는 연소기(10)의 케이스(11)에 장착되며 내부에 소정의 공간부(21a)가 형성된 본체(21)와, 상기 본체에 회동가능하게 설치되며 연소기의 라이너(12)와 결합되는 본체의 공간부와 라이너(12) 내부를 연통시키는 토치 노즐(22)과, 상기 토치 노즐(22)과 대응되는 본체(21)에 설치되는 이그나이터(24)와, 상기 본체(21)의 측면에 고정되어 상기 공간부(21a)로 연료를 공급하는 연료공급노즐(25)를 포함하다. 그리고 상기 본체에는 연소기(10)의 내부로 공급되는 공기를 이그나이터의 외주면을 따라 공간부(21a)로 유입시키기 위한 공기 공급통로(26)가 형성된다.

상술한 바와 같이 구성된 종래의 토치 이그나이터는 상기 연소기로 공급된 공기의 일부가 상기 공기공급통로(26)를 통하여 공간부 내로 유입되고, 상기 연료공급노즐(25)로부터 연료가 분사된 상태에서 상기 이그나이터(24)에 의해 점화된다. 이때에 연료가 점화됨으로써 형성되는 불꽃은 토치 노즐(22)를 통하여 라이너(12) 내부로 유입된다.

상술한 바와 같이 구성된 토치 이그나이터(20)는 공기 공급통로(26)를 통하여 연소기(10) 내부의 공기가 유입되게 되므로 지속적이며 안정된 압력의 공기 유입이 이루어지지 않게 된다. 따라서 점화된 불꽃이 안정된 상태로 유지되지 못하게 된다. 특히 연소기 내부의 분위기는 안정된 상태가 아니므로 연소기 내부의 분위기에 따라 점화 상태가 달라지는 문제점을 가지고 있으며, 공기공급통로(26)로 공급되는 연료와 공기의 혼합이 공간부 내에서 원활하게 이루어지지 않는다. 상술한 바와 같은 문제점들은 연소기의 점화 성능의 저하를 의미한다.

본 고안은 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 공간부 내부로의 공기 공급이 안정되며, 점화성능을 향상시킬 수 있는 토치 이그나이터를 제공함에 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은 공간부 내에서 공기와 연료의 혼합이 원활하게 이루어 지는 토치 이그나이터를 제공함에 있다.

도 1은 종래 토치 이그나이터를 도시한 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 토치 이그나이터를 도시한 단면도,

도 3은 도 2에 도시된 와류 발생수단의 사시도,

도 4은 본 고안에 따른 토치 이그나이터의 다른 실시예를 도시한 단면도,

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명＞

31; 본체31a; 공간부

32; 토치 노즐33; 이그나이터(igniter)

40; 와류발생부재41;(와류발생부재의)기부

42; 와류발생판부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 연소기의 하우징에 장착되며 연소기의 연소실 내부와 공기 공급통로에 의해 연통되는 공간부를 갖는 본체와, 본체에 노출되도록 설치되는 이그나이터 및 연료분사 노즐과,상기 본체의 공간부와 연소실를 연결하는 토치 노즐과, 상기 공간부의 내부에 장착되는 와류 발생부재를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 고안에 있어서, 상기 와류 발생부재는 토치노즐이 감싸는 원통형의 기부와 이 기부로부터 소정의 폭으로 연장되는 와류발생판부를 포함하여 된 것이다. 그리고 공간부 내에서의 와류발생을 촉진시키기 위하여 상기 본체에 설치된 토치노즐의 주위에 연소기의 내부와 연통되는 적어도 하나의 구멍을 형성함이 바람직하다.

본 고안의 다른 특징은, 연소기의 하우징에 장착되며 연소기의 연소실 내부와 공기공급통로에 의해 연통되는 공간부를 갖는 본체와, 본체에 노출되도록 설치되는 이그나이터 및 연료분사 노즐과, 상기 공간부의 내부에 장착되는 와류 발생부재와, 상기 본체에 설치되어 상기 공기 공급통로에 소정압의 공기를 공급하기 위한 어댑터를 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

본 고안에 있어서, 상기 공기 공급통로의 출구가 이그나이터의 가장자리와 와류 발생부재 상면의 본체에 각각 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 토치 이그나이터는 연소기의 케이스에 장착되어 연소기의 노즐로부터 공급되어 공기와 혼합된 연료를 점화시키는 것으로 그 일 실시예를 도 2에 나타내 보였다.

도시된 바와 같이 연소기 케이스(11)의 외주면에 토치 이그나이터(30)의 본체(31)가 설치되고 이 본체(31)의 내부에는 토치 노즐에 의해 연소기의 내부와 연통되는 공간부(31a)가 형성된다. 상기 본체(31)에는 상기 토치노즐(32)과 대응되는 부위에 이그나이터(33)가 설치되고 본체의 측면에는 공간부에 연료를 공급하기 위한 노즐(34)이 설치된다. 그리고 상기 본체(31)에는 연소실로 공급되는 공기의 일부를 공간부로 유입시킬 수 있도록 공기 공급통로(35)가 형성되는데, 이 공기 공급통로(35)는 그 입구측에 연소기와 연통될 수 있도록 본체(31)의 전면에 형성되고 출구측은 이그나이터(33)의 가장자리에 형성된다. 또한 상기 본체(31)의 내부에는 공간부로 공급되는 공기의 와류 형성을 위한 와류발생부재(40)가 설치된다. 이 와류발생부재(40)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 토치노즐(32)의 입구측을 감싸는 원통형의 기부(41)와 상기 기부로부터 소정의 길이 연장되며 소정의 폭과 길이방향으로 기부와 동일한 곡율을가진 와류발생 판부(42)를 포함하다.

그리고 본체(31)의 토치노즐(32)의 주위에는 상기 연소기 공기의 일부가 공간부(31a)로 유입될 수 있도록 구멍(36)이 형성된다. 여기에서 구멍(36)은 와류발생판부(42)의 외주면으로 공기가 유입될 수 있도록 경사지게 형성된다.

본 고안에 따른 토치 이그나이터의 다른 실시예가 도 4에 도시되어 있다.

상기 토치 이그나이터를 구성하는 부품중 동일한 부품에 대해서는 동일한 부호를 기입하였다.

도시된 바와 같이 본체에 형성된 공기공급통로(51)의 제1,2출구(51a)(51b)가 이그나이터(33)의 가장자리와 공간부(31a )의 내부에 설치된 와류발생부재(40)의 와류발생판부(42) 상부에 형성된다. 그리고 상기 본체에는 공기공급통로(51)에 공기를 공급하기 위한 어댑터(60)가 설치되는데, 이 어댑터(60)는 공기 공급통로(51)와 연통되는 중공부(61)를 가진다. 여기에서 상기 제2출구(51b)는 이그나이터(33)측으로 경사지게 형성된다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 토치 이그나이터의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 토치 이그나이터를 점화하는 상기 가스터어빈 엔진의 압축기(도시되지 않음)부터 연소기(10)로 공급된 공기의 일부가 공기 공급통로(35)를 통하여 본체(31)내의 공간부(31a)로 공급됨과 아울러 일부의 공기는 본체(31)에 형성된 구멍(36)을 통하여 와류발생 판부(42)로 공급된다. 이와 같이 공기가 공간부(31a)로 유입되는 상태에서 연로분사 노즐(34)로부터 연료가 분사되고, 이그나이터에 의해 점화된다.

상기와 같이 점화가 이루어지는 과정에서 상기 구멍(36)을 통하여 공급되는 공기는 와류 발생판부(42)에 의해 양측으로 나누어진 후 공간부의 하부에서 합쳐지고 이그나이터 측으로부터 공급되는 공기와 혼합되어 와류를 형성하게 된다. 이러한 와류가 발생된 상태에서 연료가 분사되므로 공기와 연료의 혼합이 고루 이루어지게 된다. 따라서 이그나이터에 의한 점화가 쉽게 이루어진다. 또한 연소기로부터의 공기가 두곳에서 공간부(31a)로 공급되므로 공간부 내로의 공기가 불균일한 압력으로 공급되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 도 4에 도시된 바와 같이 본체(31)에 결합된 별도의 어댑터(60)를 통하여 공기 공급통로(51)로 공급하는 것은 공간부(31a)로 공급되는 공기의 압력을 일정하게 하고, 연속적으로 공급할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 고안 토치 이그나이터는 본체의 공간부에 공급되는 공기가 와류가 형성되도록 함으로써 연료와 공기의 혼합이 원활하게 이루어진다. 또한 어댑터의 중공을 통하여 공기 공급통로로 공기를 공급하는 것은 공기의 불규칙한 압력에 의해 불꽃이 소화되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 연소기의 하우징에 장착되며 연소기의 연소실 내부와 공기 공급통로에 의해 연통되는 공간부를 갖는 본체와, 본체에 노출되도록 설치되는 이그나이터 및 연료분사 노즐과, 상기 본체의 공간부와 연소실를 연결하는 토치 노즐과,

   상기 공간부의 내부에 장착되는 와류 발생부재를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 토치 이그나이터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 와류 발생부재는 토치노즐이 감싸는 원통형의 기부와 이 기부로부터 소정의 폭으로 연장되는 와류발생판부를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 토치 이그나이터,
3. 제1항 또는 제2항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 본체에 설치된 토치노즐의 주위에 연소기의 내부와 연통되는 적어도 하나의 구멍을 형성된 것을 특징으로 하는 토치 이그나이터.
4. 연소기의 하우징에 장착되며 연소기의 연소실 내부와 공기공급통로에 의해 연통되는 공간부를 갖는 본체와, 본체에 노출되도록 설치되는 이그나이터 및 연료분사 노즐과, 상기 공간부의 내부에 장착되는 와류 발생부재와, 상기 본체에 설치되어 상기 공기 공급통로에 소정압의 공기를 공급하기 위한 어댑터를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 토치 이그나이터.
5. 제4항에 있어서,

   상기 공기 공급통로의 출구가 이그나이터의 가장자리와 와류 발생부재 상부의 본체에 각각 형성된 형성된 것을 특징으로 하는 토치 이그나이터.