KR20130070782A - Spray nozzle installed cooling airfoil with ribbed inner wall and cooling device - Google Patents

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KR20130070782A
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Abstract

PURPOSE: A cooling airfoil with a spray mode, which is formed with concavities and convexities, and a cooling device thereof are provided to maximize cooling efficiency by exposing a surface area as large as possible since a second fluid is sprayed in a spray mode. CONSTITUTION: A cooling airfoil with a spray mode, which is formed with concavities and convexities includes a case(100) and a spray(110). The case is formed with an inlet hole(101), an outlet hole(102), and an inner space(103) for a second fluid, which is cooled by exchanging heat with a first fluid with low temperature, to pass through. The spray is mounted on the inlet hole of the case, and sprays the second fluid into the inner space. Multiple concavities and convexities(120) are horizontally formed on the inside of the case to extend a contact area which is contacted with the sprayed second fluid. [Reference numerals] (AA) Second fluid; (BB) First fluid

Description

요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치{SPRAY NOZZLE INSTALLED COOLING AIRFOIL WITH RIBBED INNER WALL AND COOLING DEVICE}SPRAY NOZZLE INSTALLED COOLING AIRFOIL WITH RIBBED INNER WALL AND COOLING DEVICE}

본 발명은 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 기 냉각된 저온의 제1유체와의 열전달을 통해 제2유체를 연속적으로 냉각할 수 있고, 냉각에어포일의 내벽에 요철을 형성함으로써, 제2유체의 냉각을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 하향 경사진 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a spray air-cooled cooling airfoil and a cooling device in which the unevenness is formed. Specifically, the present invention can continuously cool the second fluid through heat transfer with a pre-cooled low temperature first fluid, and By forming irregularities on the inner wall of the airfoil, the present invention relates to a spray air-cooled cooling airfoil and a cooling device in which downwardly inclined irregularities are formed to more efficiently perform cooling of the second fluid.

일반적으로 제2유체가 정지해 있거나 흐르더라도 유질이 중요하지 않은 경우에 대한 열교환 기술은 발달해 있으나, 일정 수준 이상의 유질을 유지해야 할 경우에는 제1유체의 냉각은 별도의 시스템과 에너지를 이용하게 된다.Generally, heat exchange technology has been developed for the case where the oil quality is not important even if the second fluid is stopped or flowing.However, if the oil must be maintained above a certain level, the cooling of the first fluid uses a separate system and energy. do.

또한, 제2유체가 단순히 통과하는 구조의 냉각장치는 저온의 제1유체와의 열전달 효율이 낮다는 문제가 있다.In addition, the cooling device having a structure in which the second fluid simply passes has a problem of low heat transfer efficiency with the low temperature first fluid.

종래의 경우 가스터빈엔진에 사용되는 공기를 냉각시키는 장치가 구비되어 이와는 별도로 저장식 냉각 장치를 사용하여 연료를 냉각시켰다. 즉, 이중의 냉각 시스템을 사용하여 구조적인 측면에서 효율이 낮고 비용이 많이 들어가는 문제가 있었다.
In the related art, a device for cooling air used in a gas turbine engine is provided, and a fuel is cooled using a storage cooling device separately. That is, there is a problem that the efficiency is low and expensive in terms of the structure using a dual cooling system.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 기 냉각된 저온의 제1유체와의 열전달을 통해 제2유체를 연속적으로 냉각할 수 있는 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is a spray injection method in which the unevenness is formed to continuously cool the second fluid through heat transfer with the pre-cooled low temperature first fluid It is to provide a cooling air foil and a cooling device.

또한, 본 발명의 목적은 냉각에어포일의 내벽에 요철을 형성함으로써, 제2유체의 냉각을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치를 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a cooling airfoil and a cooling device of the spray injection method in which the unevenness is formed which can perform the cooling of the second fluid more efficiently by forming the unevenness on the inner wall of the cooling airfoil.

또한, 본 발명의 목적은 제2유체를 스프레이 분사방식으로 분무함으로써, 최대한 많은 표면적이 노출되어 냉각 효율을 극대화할 수 있는 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치를 제공하는 것이다.In addition, an object of the present invention is to provide a spray air-cooled cooling airfoil and a cooling device having a concave-convex formation that can maximize the cooling efficiency by exposing as much surface area as possible by spraying the second fluid in a spray injection method.

또한, 본 발명의 목적은 제1유체의 흐름을 최대한 방해하지 않는 구조로 설계되어 전체적인 시스템의 효율이 올라갈 수 있는 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치를 제공하는 것이다.
In addition, it is an object of the present invention to provide a cooling airfoil and a cooling device of the spray injection method is formed in a concave-convex structure that is designed to the structure that does not obstruct the flow of the first fluid as much as possible, the efficiency of the overall system can be increased.

상기와 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일은 저온의 제1유체와의 열전달을 통해 냉각되는 제2유체가 통과하도록 유입공, 배출공 및 내부공간이 형성되는 케이스; 및 상기 케이스의 유입공에 장착되어 상기 제2유체를 상기 내부공간으로 분무시키는 스프레이;를 포함하여 이루어지되, 상기 케이스의 내측면에는 상기 케이스와 상기 분무된 제2유체의 접촉면적을 넓히기 위해 복수의 요철이 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object and purpose, the cooling airfoil of the spray-injection method in which the unevenness is formed in accordance with the present invention has an inlet hole, an outlet hole, and an inner space to pass through a second fluid cooled by heat transfer with a low temperature first fluid. Case; And a spray mounted to the inlet of the case to spray the second fluid into the inner space, wherein the inner surface of the case includes a plurality of sprays for widening a contact area between the case and the sprayed second fluid. It is characterized in that the unevenness is formed.

또한, 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일의 유입공 및 스프레이는 상기 케이스의 상단면에 형성되고, 상기 배출공은 상기 케이스의 하단면에 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inlet hole and the spray of the cooling air foil of the spray injection method in which the irregularities are formed in accordance with the present invention is formed on the upper surface of the case, the discharge hole is characterized in that formed on the lower surface of the case.

또한, 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일의 유입공 및 스프레이는 상기 케이스의 상단면에 형성되고, 상기 배출공은 상기 케이스의 하단면에 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the inlet hole and the spray of the cooling air foil of the spray injection method in which the irregularities are formed in accordance with the present invention is formed on the upper surface of the case, the discharge hole is characterized in that formed on the lower surface of the case.

또한, 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치는 저온의 제1유체를 수용하는 제1유체 수용부와, 상기 저온의 제1유체와의 열전달을 통해 냉각되는 제2유체가 통과하도록 유입공, 배출공 및 내부공간이 형성되는 케이스; 및 상기 케이스의 유입공에 장착되어 상기 제2유체를 상기 내부공간으로 분무시키는 스프레이;를 포함하여 이루어지고, 상기 케이스의 내측면에는 상기 케이스와 상기 분무된 제2유체의 접촉면적을 넓히기 위해 복수의 요철이 형성되는 냉각에어포일과, 상기 유입공과 연결되어 상기 제2유체를 상기 냉각에어포일로 공급하는 제2유체공급부와, 상기 냉각에어포일의 배출공과 연결되어 상기 냉각된 제2유체를 배출하는 제2유체배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the cooling device equipped with a cooling air foil according to the present invention flows through the first fluid receiving portion for receiving the first fluid of low temperature, and the second fluid to be cooled through heat transfer with the low temperature of the first fluid. A case in which a ball, an outlet hole, and an inner space are formed; And a spray mounted to the inlet hole of the case to spray the second fluid into the inner space, wherein the inner surface of the case includes a plurality of sprays to widen the contact area between the case and the sprayed second fluid. A cooling air foil having irregularities formed therein, a second fluid supply part connected to the inlet hole to supply the second fluid to the cooling air foil, and a discharge air of the cooling air foil to discharge the cooled second fluid. It characterized in that it comprises a second fluid discharge.

또한, 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치의 제1유체는 상기 제1유체 수용부 내에서 일 방향으로 흐르고, 상기 냉각에어포일의 케이스는 상기 제1유체의 흐름을 방해하지 않도록, 상기 제1유체와 마주하는 방향으로 갈수록 두께가 얇아지는 기둥형상으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the first fluid of the cooling device having a cooling air foil according to the present invention flows in one direction in the first fluid receiving portion, the case of the cooling air foil does not interfere with the flow of the first fluid, Characterized in that it is made in the shape of a column becomes thinner toward the direction facing the first fluid.

또한, 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치의 냉각에어포일의 케이스는 유선형 또는 마름모형인 기둥형상인 것을 특징으로 한다.In addition, the case of the cooling air foil of the cooling device provided with a cooling air foil according to the present invention is characterized in that the columnar shape of a streamlined or rhombus.

또한, 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치의 스프레이는 적어도 하나의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the spray of the cooling device with a cooling air foil according to the invention is characterized in that it comprises at least one nozzle.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치에 의하면, 기 냉각된 저온의 제1유체와의 열전달을 통해 제2유체를 연속적으로 냉각할 수 있는 효과가 있다.According to the cooling airfoil and the cooling device of the spray injection method in which the unevenness is formed according to the present invention as described above, the effect of being able to continuously cool the second fluid through heat transfer with the pre-cooled low temperature first fluid. have.

또한, 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치에 의하면, 냉각에어포일의 내벽에 요철을 형성함으로써, 제2유체의 냉각을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the spray air-cooled cooling air foil and the cooling device in which the irregularities are formed in accordance with the present invention, by forming the irregularities on the inner wall of the cooling air foil, there is an effect that the cooling of the second fluid can be performed more efficiently.

또한, 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치에 의하면, 제2유체를 스프레이 분사방식으로 분무함으로써, 최대한 많은 표면적이 노출되어 냉각 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the spray air cooling method and the cooling device of the spray injection method in which the irregularities are formed in accordance with the present invention, by spraying the second fluid by the spray injection method, there is an effect that the maximum surface area is exposed to maximize the cooling efficiency.

또한, 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일 및 냉각장치에 의하면, 제1유체의 흐름을 최대한 방해하지 않는 구조로 설계되어 전체적인 시스템의 효율이 올라갈 수 있는 효과가 있다.
In addition, the cooling airfoil and the cooling device of the spray injection method in which the unevenness is formed in accordance with the present invention, it is designed in a structure that does not obstruct the flow of the first fluid as much as possible has the effect of increasing the efficiency of the overall system.

도 1은 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일의 제1실시예를 도시하는 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일의 제2실시예를 각각 도시하는 종단면도 및 횡단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일의 제3실시예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치의 일실시예를 도시하는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치의 일실시예를 도시하는 횡단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치의 다른 실시예를 도시하는 횡단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a cooling air foil of a spray injection method in which unevenness is formed according to the present invention.
2A and 2B are a longitudinal sectional view and a cross sectional view respectively showing a second embodiment of the cooling airfoil of the spray injection method in which the unevenness is formed according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the cooling airfoil of the spray injection method in which the unevenness is formed according to the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view showing an embodiment of a cooling device equipped with a cooling air foil according to the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view showing an embodiment of a cooling device equipped with a cooling air foil according to the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of a cooling device equipped with a cooling air foil according to the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 설명에서 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 도면번호를 부여하고, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.In the description of the present invention, the same or similar components are given the same or similar reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 냉각에어포일 및 이를 구비한 냉각장치는 저온의 제1유체를 이용하여 제2유체를 냉각시키는 것이라면, 특별한 제한없이 다양한 분야에 사용될 수 있다.
The cooling air foil and the cooling device having the same according to the present invention can be used in various fields without particular limitation as long as the second fluid is cooled by using the low temperature first fluid.

도 1은 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일의 제1실시예를 도시하는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a cooling air foil of a spray injection method in which unevenness is formed according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일(10)은 크게 저온의 제1유체와의 열전달을 통해 냉각되는 제2유체가 통과하도록 내부공간(103)이 형성되는 케이스(100)와, 제2유체를 분무하는 스프레이(110)와, 케이스(100)에 형성된 요철(120)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the cooling airfoil 10 having the uneven shape spraying method according to the present invention has an inner space 103 such that a second fluid that is cooled through heat transfer with a first low temperature fluid passes through. The case 100 is formed, the spray 110 for spraying the second fluid, and the irregularities 120 formed in the case 100.

구체적으로, 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일(10)은 저온의 제1유체와의 열전달을 통해 냉각되는 제2유체가 통과하도록 유입공(101), 배출공(102) 및 내부공간(103)이 형성되는 케이스(100); 및 상기 케이스(100)의 유입공(101)에 장착되어 상기 제2유체를 상기 내부공간(103)으로 분무시키는 스프레이(110);를 포함하여 이루어지되, 상기 케이스(100)의 내측면에는 상기 케이스(100)와 상기 분무된 제2유체의 접촉면적을 넓히기 위해 복수의 요철(120)이 수평하게 형성되는 것이다.Specifically, the cooling air foil 10 of the spray injection method in which the unevenness is formed in accordance with the present invention, the inlet hole 101, the outlet hole 102 so that the second fluid is cooled through the heat transfer with the low temperature of the first fluid. And a case 100 in which the inner space 103 is formed. And a spray 110 mounted to the inflow hole 101 of the case 100 to spray the second fluid into the inner space 103. The inner surface of the case 100 includes the spray 110. In order to widen the contact area between the case 100 and the sprayed second fluid, a plurality of irregularities 120 are formed horizontally.

본 발명에 따른 케이스(100)에는 제2유체가 유입되는 유입공(101)과 배출되는 배출공(102) 및 유입공(101)과 배출공(102) 사이에 형성되는 내부공간(103)으로 이루어진다.In the case 100 according to the present invention, the second fluid is introduced into the inlet hole 101 and the outlet hole 102 and the inner space 103 formed between the inlet hole 101 and the outlet hole 102. Is done.

본 발명의 상기 유입공(101) 및 스프레이(110)는 상기 케이스(100)의 상단면에 형성되고, 상기 배출공(102)은 상기 케이스(100)의 하단면에 형성되어, 냉각된 액상의 제2유체는 내부공간(103)의 하부에 모이게 된다.The inlet hole 101 and the spray 110 of the present invention is formed on the upper surface of the case 100, the discharge hole 102 is formed on the lower surface of the case 100, the cooled liquid The second fluid is collected at the lower portion of the internal space 103.

그리고 본 발명의 케이스(100)는 케이스(100)의 외부에 위치하는 저온의 제1유체와 제2유체의 열전달이 효율적으로 이루어지도록 열전달율이 높은 재료로 이루어지고, 바람직하게는 열전달율이 높은 금속, 예를 들어 구리로 이루어질 수 있다.And the case 100 of the present invention is made of a material having a high heat transfer rate so that the heat transfer of the low temperature of the first fluid and the second fluid located outside the case 100, preferably a metal with high heat transfer rate, For example, it may be made of copper.

본 발명에 따른 스프레이(110)는 케이스(100)의 내부공간(103)으로 분무하는 방식으로 공급하는 역할을 한다. 상기 스프레이(110)는 적어도 하나의 노즐(미도시)을 포함하여 이루어진다. 따라서, 기 설정된 분사성능을 갖는 적어도 하나의 노즐을 통해서 제2유체의 분무량을 얻을 수 있다.Spray 110 according to the present invention serves to supply by spraying to the inner space 103 of the case 100. The spray 110 includes at least one nozzle (not shown). Therefore, the spray amount of the second fluid can be obtained through at least one nozzle having a predetermined spraying performance.

상기 스프레이(110)를 통하여 액상의 제2유체는 매우 작은 입자 형태로 분무되고, 이렇게 분무된 제2유체는 내부공간(103)에서 노출되는 표면적이 넓어진다. 따라서, 제2유체는 상기 냉각에어포일(10)의 외부에 있는 저온의 제1유체와 효율적인 열전달이 이루어지므로 급속 냉각이 가능해진다.Through the spray 110, the liquid second fluid is sprayed in the form of very small particles, and the sprayed second fluid widens the surface area exposed in the internal space 103. Accordingly, the second fluid is rapidly cooled because efficient heat transfer is achieved with the low temperature first fluid outside the cooling air foil 10.

본 발명에 따른 케이스(100)의 내측면에는 상기 케이스(100)와 상기 분무된 제2유체의 접촉면적을 넓히기 위해 복수의 요철(120)이 형성된다.On the inner surface of the case 100 according to the present invention, a plurality of unevennesses 120 are formed to widen the contact area between the case 100 and the sprayed second fluid.

본 발명의 요철(120)은 제2유체가 분무되어 표면적이 넓어진 상태에서 제2유체와 접촉하는 면적을 넓힐 수 있는 구조를 제공한다. 즉 냉각에어포일(10), 구체적으로 케이스(100)의 외부에 있는 저온의 제1유체와의 열전달은 1차적으로 상기 케이스(100)와 이루어지고, 2차적으로 내부공간(103)의 제2유체와 이루어진다. 따라서 케이스(100)의 온도가 제2유체의 온도보다 상대적으로 낮게 유지되므로, 제2유체와 케이스(100)와 접촉하는 면적이 넓을수록 제2유체의 냉각 효율은 더욱 우수해진다.
The unevenness 120 of the present invention provides a structure capable of widening the area in contact with the second fluid in a state where the second fluid is sprayed to increase the surface area. That is, the heat transfer to the cooling air foil 10, specifically, the low temperature first fluid outside the case 100, is primarily performed with the case 100, and secondly, the second space of the internal space 103. Made with fluid. Therefore, since the temperature of the case 100 is maintained relatively lower than the temperature of the second fluid, the larger the area in contact with the second fluid and the case 100, the better the cooling efficiency of the second fluid.

도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일의 제2실시예를 각각 도시하는 종단면도 및 횡단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일의 제3실시예를 도시하는 단면도이다.Figure 2a and Figure 2b is a longitudinal sectional view and a cross-sectional view showing a second embodiment of the cooling air foil of the spray injection method is formed with irregularities in accordance with the present invention, Figure 3 is a cooling of the spray injection method is formed with irregularities in accordance with the present invention It is sectional drawing which shows 3rd Example of an airfoil.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 요철(120)은 상기 케이스(100)의 상부에서 하부로 갈수록 요면(121)에서 철면(122)까지의 길이가 길어지는 테이퍼진 구조인 것이 바람직하다.As shown in Figure 2a and 2b, the concave-convex 120 according to the present invention is a tapered structure in which the length from the concave surface 121 to the convex surface 122 from the upper side to the lower side of the case 100 is longer It is preferable.

왜냐하면, 하측방향으로 테이퍼지는 구조의 요철(120)에 의해 상부에서 분무되는 제2유체의 대부분은 케이스(100)와 일체로 형성되는 요철(120)과 접촉할 수 있어 냉각 효율을 극대화할 수 있기 때문이다.Because, most of the second fluid sprayed from the upper by the concave-convex structure 120 tapered downward can be in contact with the concave-convex 120 formed integrally with the case 100 can maximize the cooling efficiency Because.

한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 요철(120)은 수평하게 형성되되, 그 상면이 내측방향으로 하향 경사진 구조로 형성될 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 3, the unevenness 120 according to the present invention is formed horizontally, the upper surface may be formed in a structure inclined downward in the inward direction.

이러한 하향 경사진 구조는 냉각된 제2유체를 내부공간의 하부로 쉽게 모이도록 하는 역할을 한다. 즉, 상기 분무된 작은 입자의 제2유체는 상기 요철(120)의 경사진 상면과 접촉하여 냉각된 액체 상태로 되면서, 상기 경사진 면을 따라 더 큰 방울을 형성하면서 내부공간(103)의 하부로 낙하하게 된다. 따라서 냉각된 제2유체의 입자를 큰 방울로 만들어 낙하시킴으로써, 후에 연속적으로 분무되는 제2유체의 냉각도 원활하게 이루어질 수 있게 된다.
This downwardly inclined structure serves to easily collect the cooled second fluid into the lower portion of the inner space. That is, the second fluid of the sprayed small particles is brought into contact with the inclined top surface of the concave and convex 120 to be in a cooled liquid state, and forms a larger drop along the inclined surface, while lowering the inner space 103. To fall. Therefore, by cooling the particles of the second fluid cooled into a large drop, it is possible to smoothly cool the second fluid continuously sprayed later.

이하, 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a cooling apparatus having a cooling air foil according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치의 일실시예를 도시하는 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치의 일실시예를 도시하는 횡단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치의 다른 일실시예를 도시하는 횡단면도이다.
Figure 4 is an exploded perspective view showing an embodiment of a cooling device with a cooling air foil according to the present invention, Figure 5 is a cross-sectional view showing an embodiment of a cooling device with a cooling air foil according to the present invention. 6 is a cross-sectional view showing another embodiment of a cooling apparatus equipped with a cooling air foil according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각에어포일이 구비된 냉각장치는 저온의 제1유체를 수용하는 제1유체 수용부(20)와, 상기 저온의 제1유체와의 열전달을 통해 냉각되는 제2유체가 통과하도록 유입공(101), 배출공(102) 및 내부공간(103)이 형성되는 케이스(100); 및 상기 케이스(100)의 유입공(101)에 장착되어 상기 제2유체를 상기 내부공간(103)으로 분무시키는 스프레이(110);를 포함하여 이루어지고, 상기 케이스(100)의 내측면에는 상기 케이스(100)와 상기 분무된 제2유체의 접촉면적을 넓히기 위해 복수의 요철(120)이 형성되는 냉각에어포일(10)과, 상기 유입공(101)과 연결되어 상기 제2유체를 상기 냉각에어포일(10)로 공급하는 제2유체공급부(30)와, 상기 냉각에어포일(10)의 배출공(102)과 연결되어 상기 냉각된 제2유체를 배출하는 제2유체배출부(40)를 포함하여 이루어진다.
As shown in FIG. 4, the cooling device having the cooling air foil according to the present invention includes a first fluid receiving part 20 for receiving a low temperature first fluid and heat transfer between the low temperature first fluid. A case 100 in which an inlet hole 101, an outlet hole 102, and an inner space 103 are formed to pass through the cooled second fluid; And a spray 110 mounted in the inlet hole 101 of the case 100 to spray the second fluid into the internal space 103. The inner surface of the case 100 includes the spray 110. A cooling air foil 10 having a plurality of irregularities 120 is formed to widen the contact area between the case 100 and the sprayed second fluid, and is connected to the inlet hole 101 to cool the second fluid. The second fluid supply unit 30 to supply the air foil 10 and the second fluid discharge unit 40 connected to the discharge hole 102 of the cooling air foil 10 to discharge the cooled second fluid It is made, including.

본 발명에 따른 제1유체 수용부(20)는 가스터빈엔진 또는 가스터빈엔진의 엔진흡입구(미도시)로 저온의 제1유체를 수용하거나 흐름을 안내하는 가이드 역할을 한다. The first fluid receiving part 20 according to the present invention serves as a guide for receiving a low temperature first fluid or guiding a flow into an engine inlet (not shown) of a gas turbine engine or a gas turbine engine.

예를 들어, 가스터빈엔진에서 제1유체가 저온의 공기이고, 제2유체가 연료인 경우에 제1유체 수용부는 연료의 냉각을 위한 튜브에 해당하게 된다.For example, in a gas turbine engine, when the first fluid is low temperature air and the second fluid is fuel, the first fluid receiving part corresponds to a tube for cooling the fuel.

한편, 저온의 제1유체의 온도가 제1유체 수용부(20)를 통과하는 과정에서 외부와의 열전달로 인해 상승하는 것을 방지할 수 있도록, 제1유체 수용부(20)의 외부에는 단열재(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이로 인해 제1유체의 온도가 저온 상태에서 일정하게 유지될 수 있다.On the other hand, in order to prevent the temperature of the low temperature of the first fluid to rise due to heat transfer to the outside in the process of passing through the first fluid receiving portion 20, the outside of the first fluid receiving portion 20, the heat insulating material ( Not shown) may be further provided. As a result, the temperature of the first fluid may be kept constant in a low temperature state.

상기 제1유체 수용부(20)에서는 지속적으로 저온의 제1유체가 유입, 배출되어 제2유체를 냉각시키는 것이 일반적이나, 반드시 이에 한정되지 않으며, 경우에 따라 제1유체의 흐름이 없이 정지한 상태로 유지될 수도 있다.In the first fluid receiving portion 20, the first fluid having a low temperature is continuously introduced and discharged to cool the second fluid, but the present invention is not limited thereto. In some cases, the first fluid may be stopped without the flow of the first fluid. It may be kept in a state.

그리고 냉각에어포일(10)은 제1유체 수용부(20)의 내부에 위치하게 된다. 이때 냉각에어포일(10)은 저온의 제1유체를 이용하여 제2유체를 냉각시키는 것 이외에도, 제2유체의 흐름을 최대한 방해하지 않는 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 냉각에어포일, 구체적으로 냉각에어포일(10)의 케이스(100)는 저온의 공기의 흐름방향에 수직하도록 기둥형상으로 이루어지고, 제1유체의 흐름을 마주하는 방향으로 갈수록 그 두께가 얇아지도록 구성되는 것이 바람직하다.
The cooling air foil 10 is positioned inside the first fluid receiving part 20. At this time, the cooling air foil 10 is preferably formed in a structure that does not obstruct the flow of the second fluid in addition to cooling the second fluid by using a low temperature of the first fluid. Therefore, the cooling air foil, specifically, the case 100 of the cooling air foil 10 is formed in a column shape perpendicular to the flow direction of the low-temperature air, so that the thickness thereof becomes thinner toward the direction facing the flow of the first fluid. It is preferred to be configured.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각에어포일(10a, 10b)에 있어서, 저온의 제1유체의 흐름과 마주하는 쪽의 두께가 냉각에어포일의 가운데 영역의 두께보다 얇게 형성된 것을 알 수 있다.5 and 6, in the cooling air foils 10a and 10b, it can be seen that the thickness of the side facing the flow of the low temperature first fluid is formed to be thinner than the thickness of the center region of the cooling air foil. have.

즉 이러한 원리로 도 5와 같이 냉각에어포일(10a)의 횡단면이 마름모형인 기둥형상으로 형성되거나, 또는 도 6과 같이 냉각에어포일(10b)의 횡단면이 유선형인 기둥형상으로 구성되어 저항을 최대한으로 줄여서 제1유체의 흐름이 원활하게 할 수 있다.That is, in this principle, the cross section of the cooling air foil 10a has a rhombus shape as shown in FIG. 5, or the cross section of the cooling air foil 10b has a streamline shape as shown in FIG. 6 to maximize resistance. In short, the first fluid can be smoothly flown.

또한, 바람직하게는 냉각에어포일의 가운데 영역의 두께가 제1유체 수용부의 직경의 1/10 ~ 1/5의 수준으로 제한될 수 있다.Further, preferably, the thickness of the center region of the cooling airfoil may be limited to a level of 1/10 to 1/5 of the diameter of the first fluid receiving portion.

그리고 도 1 내지 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2유체공급부(30)는 일단부가 냉각에어포일(10)의 스프레이와 연결되고, 제2유체가 연료인 경우에는 그 타단부가 외부의 연료 저장탱크(미도시)에 연결되도록 구성될 수 있다.1 to 6, one end of the second fluid supply part 30 according to the present invention is connected to the spray of the cooling air foil 10, and the other end thereof is external when the second fluid is fuel. It may be configured to be connected to the fuel storage tank (not shown).

한편, 본 발명에 따른 제2유체배출부(40)는 냉각에어포일(10)의 배출공(102)과 연통되도록 연결되어 상기 냉각된 제2유체를 배출하는 역할을 한다. 구체적으로 제2유체배출부(40)의 일단부는 냉각에어포일의 배출공과 연결되고, 제2유체가 연료인 경우에는 그 타단부가 연소기(미도시)에 연결됨으로써, 냉각에어포일(10)에 의해 냉각된 제2유체를 연소기로 공급할 수 있다. 이때 제2유체공급부(30), 스프레이(110), 냉각에어포일(10) 및 제2유체배출부(40)는 일체로 형성될 수 있고, 스프레이만을 교체할 수 있도록 형성될 수도 있다.
On the other hand, the second fluid discharge portion 40 according to the present invention is connected to communicate with the discharge hole 102 of the cooling air foil 10 serves to discharge the cooled second fluid. Specifically, one end of the second fluid discharge part 40 is connected to the discharge hole of the cooling air foil, and when the second fluid is fuel, the other end thereof is connected to the combustor (not shown), thereby providing the cooling air foil 10 with the cooling fluid. The cooled second fluid can be supplied to the combustor. In this case, the second fluid supply part 30, the spray 110, the cooling air foil 10, and the second fluid discharge part 40 may be integrally formed and may be formed so as to replace only the spray.

이상에서 설명된 본 발명은 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention. Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

10 : 냉각에어포일
100 : 케이스
101 : 유입공
102 : 배출공
103 : 내부공간
110 : 스프레이
120 : 요철
121 : 요면
122 : 철면
20 : 제1유체 수용부
30 : 제2유체공급부
40 : 제2유체배출부10: cooling air foil
100: Case
101: inlet hole
102: discharge hole
103: interior space
110: spray
120: irregularities
121: concave
122: iron surface
20: first fluid receiving portion
30: second fluid supply unit
40: second fluid discharge unit

Claims (6)

저온의 제1유체와의 열전달을 통해 냉각되는 제2유체가 통과하도록 유입공, 배출공 및 내부공간이 형성되는 케이스; 및
상기 케이스의 유입공에 장착되어 상기 제2유체를 상기 내부공간으로 분무시키는 스프레이;를 포함하여 이루어지되,
상기 케이스의 내측면에는 상기 케이스와 상기 분무된 제2유체의 접촉면적을 넓히기 위해 복수의 요철이 수평하게 형성되는 것을 특징으로 하는 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일.A case in which an inlet hole, an outlet hole, and an inner space are formed to pass through the second fluid cooled by heat transfer with the low temperature first fluid; And
A spray which is mounted in the inlet of the case and sprays the second fluid into the inner space;
Cooling air-foil of the spray injection method is formed on the inner surface of the case a plurality of irregularities are formed horizontally to increase the contact area of the case and the sprayed second fluid. 제1항에 있어서,
상기 유입공 및 스프레이는 상기 케이스의 상단면에 형성되고, 상기 배출공은 상기 케이스의 하단면에 형성되는 것을 특징으로 하는 요철이 형성된 스프레이 분사방식의 냉각에어포일.The method of claim 1,
The inlet hole and the spray is formed on the upper surface of the case, the discharge hole is a cooling airfoil of the spray injection method with the irregularities formed, characterized in that formed on the lower surface of the case. 저온의 제1유체를 수용하는 제1유체 수용부와,
상기 저온의 제1유체와의 열전달을 통해 냉각되는 제2유체가 통과하도록 유입공, 배출공 및 내부공간이 형성되는 케이스; 및 상기 케이스의 유입공에 장착되어 상기 제2유체를 상기 내부공간으로 분무시키는 스프레이;를 포함하여 이루어지고, 상기 케이스의 내측면에는 상기 케이스와 상기 분무된 제2유체의 접촉면적을 넓히기 위해 복수의 요철이 수평하게 형성되는 냉각에어포일과,
상기 유입공과 연결되어 상기 제2유체를 상기 냉각에어포일로 공급하는 제2유체공급부와,
상기 냉각에어포일의 배출공과 연결되어 상기 냉각된 제2유체를 배출하는 제2유체배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각에어포일이 구비된 냉각장치.A first fluid receiving portion accommodating a low temperature first fluid,
A case in which an inlet hole, an outlet hole, and an inner space are formed to allow a second fluid to be cooled through heat transfer with the low temperature first fluid; And a spray mounted to the inlet hole of the case to spray the second fluid into the inner space, wherein the inner surface of the case includes a plurality of sprays to widen the contact area between the case and the sprayed second fluid. Cooling air foil and the irregularities of the horizontal forming,
A second fluid supply part connected to the inlet hole and supplying the second fluid to the cooling air foil;
And a second fluid discharge part connected to the discharge hole of the cooling air foil to discharge the cooled second fluid. 제3항에 있어서,
상기 제1유체는 상기 제1유체 수용부 내에서 일 방향으로 흐르고,
상기 냉각에어포일의 케이스는 상기 제1유체의 흐름을 방해하지 않도록, 상기 제1유체와 마주하는 방향으로 갈수록 두께가 얇아지는 기둥형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉각에어포일이 구비된 냉각장치.The method of claim 3,
The first fluid flows in one direction in the first fluid receiving portion,
The case of the cooling air foil is a cooling device having a cooling air foil, characterized in that formed in a columnar shape becomes thinner in the direction facing the first fluid, so as not to disturb the flow of the first fluid. 제4항에 있어서,
상기 냉각에어포일의 케이스는 유선형 또는 마름모형인 기둥형상인 것을 특징으로 하는 냉각에어포일이 구비된 냉각장치.5. The method of claim 4,
The case of the cooling air foil is a cooling device having a cooling air foil, characterized in that the streamlined or rhombus-shaped column. 제5항에 있어서,
상기 스프레이는 적어도 하나의 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각에어포일이 구비된 냉각장치.















The method of claim 5,
The spraying device is provided with a cooling air foil, characterized in that the spray comprises at least one nozzle.















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