KR20150055209A - Swirler assembly - Google Patents

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KR20150055209A
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Abstract

The present invention relates to a swirler assembly. The present invention comprises: a casing; a support shaft installed inside the casing; and a wing unit formed in an outer circumferential surface of the support shaft and generating a first flow rotating the support shaft when a fluid flows to an axial direction of the support shaft. The casing has an injection unit formed to be penetrated to an outer surface of the casing to connect the inside and the outside of the casing, and generating a second flow as a tangential direction flow, wherein the fluid rotates along an inner surface of the casing to the axial direction of the support shaft.

Description

스월러 어셈블리{Swirler assembly}Swirller assembly}

본 발명은 어셈블리에 관한 것으로서, 더 상세하게는 스월러 어셈블리에 관한 것이다. The present invention relates to an assembly, and more particularly to a swirler assembly.

가스터빈은 고온고압의 연소가스로 터빈을 가동시키는 열기관으로 일반적으로 압축기, 연소기, 터빈으로 구성된다. 압축기를 이용해서 공기를 압축시킨 후 연소기에서 연료를 분산해서 연소하고, 고온 고압의 공기가 터빈에서 팽창하면서 동력을 생산한다.A gas turbine is a heat engine that drives a turbine with high-temperature and high-pressure combustion gas, and is generally composed of a compressor, a combustor, and a turbine. Compressor is used to compress the air, then the combustor disperses and burns the fuel, and the high-temperature, high-pressure air expands in the turbine to produce power.

연소기에서 화염이 휩쓸려가지 않고 적절한 위치에 고정되는 영역을 재순환 영역(Central recirculation zone, CRZ)이라고 한다. 연소기에서 연소가 지속적으로 유지하고, 연료와 산화제의 혼합을 촉진하기 위해서는 유동에 따른 적절한 재순환영역(CRZ)를 유지하는 것이 중요하다.The area where the flame is not swept away and fixed at the proper position in the combustor is called the central recirculation zone (CRZ). It is important to maintain a proper recirculation zone (CRZ) in accordance with the flow in order to maintain combustion continuously in the combustor and to facilitate the mixing of the fuel and the oxidizer.

재순환영역을 유지하기 위해서는 유동에 회전 성분(Swirl)을 부여하여야 한다. 일반적으로 회전 성분(Swirl)을 발생시키는 노즐을 스월러(선회기,　Swirler)라 하고, 설계된 형상에 따라 Axial swirler, Radial swirler, Tangential swirler, Cone swirler 등으로 나누어 진다.In order to maintain the recirculation zone, the flow must be given a swirl. Generally, a nozzle that generates a swirl is called a swirler, and it is divided into an axial swirler, a radial swirler, a tangential swirler, and a cone swirler according to a designed shape.

각 스월러가 설계된 형상에 따라서 회전 강도가 결정되게 되므로, 엔진 작동 환경 및 운전조건에 따라 회전강도를 제어할 수 없다.The rotational strength is determined according to the designed shape of each swager, so that the rotational strength can not be controlled according to the engine operating environment and the operating conditions.

상기와 같이 일반적인 모터 어셈블리는 한국공개특허 제1999-0063275호(발명의 명칭 : 가스터빈 엔진의 연소실용 스월러 및 그 성형 방법)에 구체적으로 개시되어 있다The general motor assembly as described above is specifically disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 1999-0063275 (entitled Swirler for a combustion chamber of a gas turbine engine and its molding method)

한국공개특허공보 제1999-0063275호Korean Patent Publication No. 1999-0063275

본 발명의 실시예들은 분기되는 유동의 유량을 조절하여 회전강도를 제어할 수 있는 스월러 어셈블리를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention seek to provide a swirler assembly that can control the rotational intensity by regulating the flow rate of the diverging flow.

본 발명의 일 측면은, 케이싱과, 상기 케이싱 내부에 설치되는 지지축과 상기 지지축의 외주면에 형성되어 유체가 상기 지지축의 축방향으로 유동시 상기 지지축을 선회하는 제 1 유동을 발생시키는 날개부를 포함하고, 상기 케이싱은, 상기 케이싱 내부와 상기 케이싱 외부를 연결하도록 상기 케이싱의 외면에 관통 형성되어 상기 지지축의 축방향으로 상기 케이싱의 내면을 따라 상기 유체가 선회하는 접선 방향 유동 제 2 유동을 발생시키는 주입부를 구비 하는 스월러 어셈블리를 제공한다.One aspect of the present invention includes a casing, a support shaft installed inside the casing, and a blade portion formed on an outer circumferential surface of the support shaft to generate a first flow that rotates the support shaft when fluid flows in the axial direction of the support shaft And the casing is formed to penetrate the outer surface of the casing so as to connect the inside of the casing and the outside of the casing to generate a tangential flow second flow in which the fluid pivots along the inner surface of the casing in the axial direction of the support shaft There is provided a swaller assembly having an injection part.

또한, 상기 케이싱은, 메인바디부와, 상기 메인바디부와 연결되는 제1 베인, 상기 제1 베인과 적어도 일부분 겹치도록 상기 메인바디부와 연결되어 형성되고, 상기 제1 베인과 겹치는 부분이 서로 이격되어 상기 주입부를 형성하는 제2 베인을 포함할 수 있다.The casing includes a main body portion, a first vane connected to the main body portion, and a main body portion connected to the main body portion so as to at least partially overlap with the first vane. And a second vane spaced apart to form the injection portion.

또한, 상기 케이싱은, 상기 제 1 베인과 상기 제 2 베인이 서로 겹치는 부분에 형성되어 상기 주입부로 주입되는 유체의 유출를 방지하는 유출방지부를 더 구비할 수 있다. The casing may further include an outflow preventing portion formed at a portion where the first vane and the second vane overlap each other to prevent the fluid injected into the injecting portion from flowing out.

또한, 상기 주입부는 상기 케이싱에 복수개 구비되며, 상기 복수개의 주입부는 서로 상기 지지축을 중심으로 방사형태로 상기 케이싱에 형성될 수 있다.In addition, a plurality of the injection units may be provided in the casing, and the plurality of injection units may be formed on the casing in a radial form about the support shaft.

또한, 상기 복수개의 주입부 중 적어도 2개는 서로 대향하도록 상기 케이싱에 형성될 수 있다.At least two of the plurality of injection portions may be formed in the casing so as to face each other.

또한, 상기 주입부로 주입되는 유체를 양을 조절하는 유량조절부를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a flow rate controller for controlling an amount of the fluid injected into the injector.

본 발명의 실시예들은 스월러　어셈블리로　유입되는　유량을　제어하고， 선회하는 유체의 회전강도를 조절하여 연속적이고 안정적인 연소가 유지될 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.　Embodiments of the present invention can control the flow rate into the swirl assembly and control the rotational strength of the swirling fluid so that continuous and stable combustion can be maintained. Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스월러 어셈블리를 보여주는 사시도이다.
도 2은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다.
도 3는 도 1에 도시된 스월러 어셈블리를 결합한 연소기를 보여주는 단면도이다.
도 4는 도3의 유량조절부의 작동을 보여주는 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스월러 어셈블리를 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing a swaller assembly according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in Fig.
3 is a cross-sectional view showing a combustor incorporating the swaller assembly shown in Fig.
4 is a conceptual diagram showing the operation of the flow rate regulator of FIG.
5 is a perspective view illustrating a swaller assembly according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions. The terms first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스월러 어셈블리(100)를 보여주는 사시도이다. 도 2은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취한 단면도이다. 도 3는 도 1에 도시된 스월러 어셈블리(100)를 결합한 연소기(10)를 보여주는 단면도이다.1 is a perspective view showing a swaller assembly 100 according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in Fig. 3 is a cross-sectional view showing the combustor 10 incorporating the swaller assembly 100 shown in FIG.

도 1 내지 도 3을 참고하면, 스월러 어셈블리(100)는 지지축(110), 날개부(130), 케이싱(160), 유출방지부(170) 및 유량조절부(190)를 포함할 수 있다.1 to 3, the swaller assembly 100 may include a support shaft 110, a wing 130, a casing 160, an outflow preventing portion 170, and a flow control portion 190 have.

지지축(110)은 단면이 다각형 또는 원형인 기둥으로 형성 될 수 있다. 재료는 특정 재료에 한정되지 않으나, 열과 압력에 강한 재료를 사용할 수 있다. The support shaft 110 may be formed as a column having a polygonal or circular cross section. The material is not limited to a specific material, but materials resistant to heat and pressure can be used.

날개부(130)는 통과하는 유체를 지지축(110)을 중심으로 선회시켜 제1 유동을 생성할 수 있다. 이때, 상기 제1 유동은 지지축(110)의 축방향(이하 Z방향)으로 유동하는 유체를 선회할 수 있다. 날개부(130)는 지지축(110) 외면의 반경방향으로 돌출된 복수개의 날개를 구비할 수 있다. 상기 날개는 유체의 Z방향 유동에 경사지게 각각 배치될 수 있다.The wing 130 can rotate the passing fluid around the support shaft 110 to generate a first flow. At this time, the first flow may pivot the fluid flowing in the axial direction (Z direction hereinafter) of the support shaft 110. The wing portion 130 may include a plurality of blades protruding in the radial direction of the outer surface of the support shaft 110. The vanes may each be disposed at an angle to the Z-directional flow of the fluid.

케이싱(160)은 메인바디부(161), 제1 베인(151) 및 제2 베인(152)을 포함할 수 있다. 지지축(110)과 날개부(130)는 메인바디부(161)의 내부에 설치될 수 있다. 제1 베인(151)과 제2 베인(152)은 메인바디부(161)에 연결되며, 제1 베인(151)과 제2 베인(152)은 이격되게 배치되어 주입부(180)를 형성할 수 있다. 메인바디부(161)와 제1 베인(151) 및 제2 베인(152)은 일체로 형성될 수 있으며, 또한 각각 형성되어 결합될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 메인바디부(161)와 제1 베인(151) 및 제2 베인(152)이 각각 형성되어 결합되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.The casing 160 may include a main body portion 161, a first vane 151, and a second vane 152. The support shaft 110 and the wing portion 130 may be installed inside the main body portion 161. The first vane 151 and the second vane 152 are connected to the main body 161. The first vane 151 and the second vane 152 are spaced apart from each other to form the injection unit 180 . The main body portion 161, the first vane 151, and the second vane 152 may be integrally formed, and may be formed and coupled to each other. Hereinafter, the main body portion 161, the first vane 151 and the second vane 152 are formed and coupled to each other for convenience of explanation.

유출방지부(170)는 주입부(180)로 유입되는 유체가 메인바디부(161)의 접선방향으로 이동하게 유지할 수 있다. 유출방지부(170)는 주입부(180)로 유입되는 유체의 이동하는 방향과 직교하는 단면이 폐곡선을 형성할 수 있다. 구체적으로, 유출방지부(170)는 메인바디부(161)와 대향하여 제1 베인(151) 및 제2 베인(152)과 연결될 수 있다.The outflow preventing part 170 can keep the fluid flowing into the injecting part 180 moving in the tangential direction of the main body part 161. [ The outflow preventing portion 170 may form a closed curve in a cross section orthogonal to the moving direction of the fluid flowing into the injecting portion 180. Specifically, the outflow preventing portion 170 may be connected to the first and second vanes 151 and 152 so as to face the main body portion 161.

베인(150)은 케이싱(160) 외부의 유체가 케이싱(160) 내부로 유입되는 유로로 역할을 할 수 있으며, 특정 형상에 한정되지 않는다. 구체적으로 Z방향과 직교하는 단면이 폐곡선 형상을 지닌 원통의 일부로 형성될 수 있다. 또한, 베인(150)은 내부면과 외부면이 곡면으로 형성될 수 있다. 또한, 베인(150)은 베인(150)의 중심으로부터 양 끝으로 갈수록 내부면과 외부면의 거리가 줄어드는 형태로 형성될 수 있다. 또한 베인(150)은 베인(150)의 중심으로부터 대칭형태로 형성 될 수 있다.The vane 150 can serve as a flow path for the fluid outside the casing 160 to flow into the casing 160, and is not limited to a specific shape. Specifically, the cross section orthogonal to the Z direction may be formed as a part of a cylinder having a closed curve shape. In addition, the vane 150 may have a curved inner surface and an outer surface. In addition, the vane 150 may be formed such that the distance between the inner surface and the outer surface decreases from the center of the vane 150 to both ends thereof. In addition, the vane 150 may be formed in a symmetrical shape from the center of the vane 150.

주입부(180)는 적어도 1개 이상으로 구비되며 베인(150)의 일부분이 대향하는 형태로 형성될 수 있다. At least one injection unit 180 may be provided, and a portion of the vane 150 may be formed to face each other.

구체적으로 주입부(180)가 1개일 경우에는 제1 주입부(180a)는 제1 베인(151)의 일부분과 제1 베인(151)의 다른 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 형성될 수 있다. Specifically, when one injection unit 180 is provided, the first injection unit 180a may be formed so that a portion of the first vane 151 and another portion of the first vane 151 overlap with each other.

주입부(180)가 2개일 경우에는 2개의 주입부는 서로 이격되어 형성되는 제1 주입부(180a) 및 제2 주입부(180b)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 주입부(180a)는 제1 베인(151a)과 제2 베인(152a)의 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 형성될 수 있다. 특히 제1 주입부(180a)는 제1 베인(151a)의 끝단과 제2 베인(152a)의 끝단이 서로 이격됨으로써 형성될 수 있다. 또한 제2 주입부(180b)는 제1 베인(151a)과 제2 베인(152a)의 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 형성될 수 있다. 이때, 제2 주입부(180b)는 제1 주입부(180a)와 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. (도 2의 (a)참고)When two injection units 180 are provided, the two injection units may include a first injection unit 180a and a second injection unit 180b, which are spaced apart from each other. At this time, the first injection part 180a may be formed so that a part of the first vane 151a and the part of the second vane 152a overlap with each other. In particular, the first injection portion 180a may be formed by separating the ends of the first vane 151a and the second vane 152a from each other. In addition, the second injection unit 180b may be formed so that a portion of the first vane 151a and the second vane 152a overlap with each other. At this time, since the second injection unit 180b is formed to be the same as or similar to the first injection unit 180a, a detailed description will be omitted. (See Fig. 2 (a)).

주입부(180)가 3개인 경우, 3개의 주입부(180)는 서로 이격되어 형성되는 제1 주입부(180a), 제2 주입부(180b) 및 제3 주입부(180c)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 주입부(180a)는 제1 베인(151b)과 제2 베인(152b)의 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 형성될 수 있다. 특히 제1 주입부(180a)는 제1 베인(151b)의 끝단과 제2 베인(152b)의 끝단이 서로 이격됨으로써 형성될 수 있다. 또한, 제2 주입부(180b)는 제2 베인(152b)과 제3 베인(153b)의 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 형성될 수 있으며, 제3 주입부(180c)는 제3 베인(153b)과 제1 베인(151b)의 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 형성될 수 있다. 이때, 제2 주입부(180b)와 제3 주입부(180c)는 제1 주입부(180a)와 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.(도 2의 (b)참고)When three injection units 180 are provided, the three injection units 180 may include a first injection unit 180a, a second injection unit 180b, and a third injection unit 180c spaced apart from each other. have. At this time, the first injection unit 180a may be formed so that a part of the first vane 151b and the second vane 152b are overlapped with each other. In particular, the first injection portion 180a may be formed by separating the end of the first vane 151b and the end of the second vane 152b from each other. The second injection unit 180b may be formed so that a part of the second vane 152b and the third vane 153b overlap with each other. The third injection unit 180c may be formed by arranging the third vane 153b, And a portion of the first vane 151b may overlap with each other. Here, the second injection unit 180b and the third injection unit 180c are formed to be the same as or similar to the first injection unit 180a, and a detailed description thereof will be omitted (refer to FIG. 2B).

주입부(180)가 4개인 경우, 4개의 주입부(180)는 서로 이격되어 형성되는 제1 주입부(180a), 제2 주입부(180b), 제3 주입부(180c) 및 제4 주입부(180d)를 구비할 수 있다. 이때, 제1 주입부(180a)는 제1 베인(151c)과 제2 베인(152c)의 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 형성될 수 있다. 특히 제1 주입부(180a)는 제1 베인(151c)의 끝단과 제2 베인(152c)의 끝단이 서로 이격됨으로써 형성될 수 있다. 또한, 제2 주입부(180b)는 제2 베인(152c)과 제3 베인(153c)의 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 형성될 수 있으며, 제3 주입부(180c)는 제3 베인(153c)과 제4 베인(154c)의 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 형성될 수 있으며, 제4 주입부(180d)는 제4 베인(154c)과 제1 베인(151c)의 일부분이 서로 겹치도록 배치되어 형성될 수 있다. 이때, 제2 주입부(180b)와 제3 주입부(180c) 및 제4 주입부(180d)는 제1 주입부(180a)와 동일 또는 유사하게 형성되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. (도 2의 (c)참고)In the case of four injection units 180, the four injection units 180 may include a first injection unit 180a, a second injection unit 180b, a third injection unit 180c, And a portion 180d. At this time, the first injection part 180a may be formed so that a part of the first vane 151c and the second vane 152c overlap with each other. Particularly, the first injection portion 180a may be formed by separating the end of the first vane 151c and the end of the second vane 152c from each other. The second injection portion 180b may be formed so that a portion of the second vane 152c and the third vane 153c overlap with each other. The third injection portion 180c may be formed by disposing the third vane 153c, The fourth vane 154c and the fourth vane 154c may be formed so that a portion of the fourth vane 154c and the first vane 151c overlap with each other, . Here, the second injection unit 180b, the third injection unit 180c, and the fourth injection unit 180d are formed to be the same as or similar to the first injection unit 180a, and a detailed description thereof will be omitted. (See Fig. 2 (c)).

상기와 같은 방법으로 복수의 베인(150)을 배치하여 복수의 주입부(180)를 형성할 수 있다. 또한 복수개의 주입부(180)는 Z방향을 중심으로 방사형으로 형성될 수 있다. A plurality of vanes 150 may be disposed in the same manner as described above to form a plurality of injection units 180. The plurality of injection units 180 may be radially formed around the Z direction.

복수개의 주입부(180)가 형성되는 경우에는 지지축(110)을 기준으로 2 이상의 주입부(180)가 서로 대항하여 형성될 수 있다.(도 2의 (a) 또는 도 2(c)참고)Two or more injection units 180 may be formed in opposition to each other with respect to the support shaft 110 when a plurality of injection units 180 are formed (refer to FIG. 2 (a) or 2 (c) )

유량조절부(190)는 지지축(110)과 끼움결합으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 유량조절부(190)는 지지축(110)을 삽입할 수 있는 홀을 가지고 있어 Z방향으로 일정길이 이동할 수 있다. 또한, 유량조절부(190)는 환형으로 형성될 수 있어, 지지축(110)이 유량조절부(190)에 삽입되어 Z방향으로 일정길이 이동할 수 있다.The flow rate regulator 190 may be connected to the support shaft 110 by fitting. Specifically, the flow rate regulator 190 has a hole into which the support shaft 110 can be inserted, and can move in the Z direction by a predetermined length. In addition, the flow rate regulator 190 may be formed in an annular shape, so that the support shaft 110 may be inserted into the flow rate regulator 190 and move in the Z direction by a predetermined length.

상기와 같은 스월러 어셈블리(100)의 작동방법을 설명하면 다음과 같다.A method of operating the swirler assembly 100 will now be described.

압축기(미도시)를 통해 압축된 유체의 일부(이하 제1유체)는 케이싱(160)의 메인바디부(161)로 유입될 수 있다. 케이싱(160)의 메인바디부(161)로 유입된 상기 제1 유체는 Z방향으로 이동하면서 날개부(130)의 각 날개를 통과할 수 있다. 이때, 상기 제1 유체는 Z방향과 경사진 날개의 외면을 따라서 이동할 수 있다. 따라서, 날개부(130)는 상기 제1 유체가 날개부(130)를 통과하면서 Z방향으로 이동하고 지지축(110)을 선회하는 제1 유동을 발생시킬 수 있다.A portion of the fluid (hereinafter referred to as a first fluid) compressed through a compressor (not shown) may be introduced into the main body portion 161 of the casing 160. The first fluid flowing into the main body portion 161 of the casing 160 can pass through the wings of the wing 130 while moving in the Z direction. At this time, the first fluid may move along the Z-direction and the outer surface of the slanted blade. Accordingly, the wing 130 can generate the first flow in which the first fluid passes through the wing 130 and moves in the Z direction and pivots the support shaft 110.

상기 압축기를 통해 압축된 유체에서 제1 유체를 제외한 나머지 유체(이하 제 2유체)는 주입부(180)로 유입될 수 있다. 주입부(180)는 Z방향으로 케이싱(160)의 내면을 따라 유체가 선회하는 접선방향유동인 제2 유동을 발생시킬 수 있다. The fluid other than the first fluid (hereinafter referred to as the second fluid) may be introduced into the injection unit 180 from the fluid compressed through the compressor. The injector 180 may generate a second flow that is a tangential flow that is fluid pumping along the inner surface of the casing 160 in the Z direction.

구체적으로, 상기 제2 유체는 제1 베인(151)과 제2 베인(152)으로 형성된 주입부(180)로 유입될 수 있다. 상기 제2 유체는 곡면으로 형성된 제1 베인(151) 과 제2 베인(152)을 따라 이동할 수 있다. 또한, 유출방지부(170)가 상기 제2 유체의 Z방향으로 이동을 방지하고 상기 제2 유체가 상기 제2 유동을 형성할 수 있도록 한다.Specifically, the second fluid may flow into the injection unit 180 formed of the first vane 151 and the second vane 152. The second fluid may move along the curved first and second vanes 151 and 152. In addition, the outflow preventing portion 170 prevents movement of the second fluid in the Z direction and allows the second fluid to form the second flow.

상기 제2 유동이 발생하면, 상기 제2 유체는 상기 제1 유체에 합류할 수 있다.When the second flow occurs, the second fluid may join the first fluid.

도 4는 유량조절부(190)의 작동을 보여주는 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing the operation of the flow rate regulator 190. FIG.

도 4a를 참고하면, 유량조절부(190)가 상기 제1 유체의 유동방향과 같은 Z축으로 이동하면 케이싱(160)의 메인바디부(161)로 유입되는 상기 제1 유량의 단면적은 줄어든다. 이때, 메인바디부(161)의 입구에서 상기 제1 유체에 대한 저항은 유량조절부(190)의 이동전과 비교할 때 상대적으로 증가하게 되므로 상기 제1 유체의 압력손실은 증가할 수 있다.Referring to FIG. 4A, the cross-sectional area of the first flow rate flowing into the main body portion 161 of the casing 160 is reduced when the flow rate regulator 190 moves in the Z-axis direction as the first fluid flows. At this time, the resistance to the first fluid at the inlet of the main body portion 161 increases relatively as compared with that before the flow regulator 190 moves, so that the pressure loss of the first fluid may increase.

도 4b를 참고하면, 유량조절부(190)가 상기 제1 유체의 유동방향과 반대의 Z축으로 이동하면 케이싱(160)의 메인바디부(161)로 유입되는 상기 제1 유량의 단면적은 늘어난다. 이때, 메인바디부(161) 입구에서 상기 제1 유체에 대한 저항은 유량조절부(190)의 이동 전과 비교할 때 상대적으로 감소하게 되므로 상기 제1 유체의 압력손실이 감소하게 된다.4B, the cross-sectional area of the first flow rate flowing into the main body portion 161 of the casing 160 is increased when the flow rate regulator 190 moves in the Z-axis direction opposite to the flow direction of the first fluid . At this time, the resistance to the first fluid at the entrance of the main body portion 161 is relatively reduced as compared with that before the flow control portion 190 is moved, so that the pressure loss of the first fluid is reduced.

유체는 압력손실이 적은 쪽으로 이동하므로, 상기 제1 유체의 유량은 유량조절부(190)가 상기 제1 유체의 이동방향과 같은 Z방향으로 이동할 때 감소한다.(도4a 참고) 반면, 메인바디부(161)로 유입되는 상기 제1 유체의 유량은 유량조절부(190)가 상기 제1 유체의 이동방향과 반대의 Z방향으로 이동할 때 증가할 수 있다.(도 4b 참고)The flow rate of the first fluid decreases as the flow rate controller 190 moves in the Z direction, which is the same as the direction of movement of the first fluid (see FIG. 4A). On the other hand, The flow rate of the first fluid flowing into the unit 161 may increase when the flow controller 190 moves in the Z direction opposite to the moving direction of the first fluid (see FIG. 4B).

유량조절부(190)의 Z축방향 이동을 통해 상기 제1 유체의 유량 및 제2 유체의 유량을 조절할 수 있다.The flow rate of the first fluid and the flow rate of the second fluid can be adjusted through the movement of the flow rate controller 190 in the Z axis direction.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스월러 어셈블리(200)를 보여주는 사시도이다. 이하에서 상기와 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 5 is a perspective view showing a swaller assembly 200 according to another embodiment of the present invention. Hereinafter, the same reference numerals denote the same members.

도 5를 참고하면, 지지축(210), 날개부(230), 케이싱(260), 유출방지부(270) 및 유량조절부(290)를 포함할 수 있다.5, a support shaft 210, a wing 230, a casing 260, an outflow preventing portion 270, and a flow control portion 290 may be included.

또한 케이싱(260)은 메인바디부(261), 제1 베인(251) 및 제2 베인(252)을 포함할 수 있다. 이때, 지지축(210), 제1 베인(251), 제2 베인(252), 유출방지부(270), 유량조절부(290)는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.Also, the casing 260 may include a main body portion 261, a first vane 251, and a second vane 252. Here, the support shaft 210, the first vane 251, the second vane 252, the outflow preventing portion 270, and the flow rate control portion 290 are the same as or similar to those described above, do.

한편, 날개부(230)는 지지축(210)의 중심으로 복수개의 날개가 방사형으로 구비될 수 있다. 날개부(230)에서 상기 날개와 이웃하는 날개는 유체가 반경방향에서 유입되어 Z방향으로 이동하는 통로를 형성할 수 있다. 상기 날개는 유체가 반경방향에서 유입시에 상기 통로의 단면적이 줄어드는 형태로 배치할 수 있다. 날개부(230)는 메인바디부(261)의 내부에 설치될 수 있다. 지지축(210)의 외면은 메인바디부(261)에 포함하도록 배치될 수 있다. The wing portion 230 may include a plurality of blades radially centered on the support shaft 210. In the wing portion 230, the wing adjacent to the wing may form a passage in which the fluid flows in the radial direction and moves in the Z direction. The vane may be arranged in such a way that the cross-sectional area of the passage decreases when the fluid enters the radial direction. The wing portion 230 may be installed inside the main body portion 261. The outer surface of the support shaft 210 may be arranged to be included in the main body portion 261.

케이싱(260)의 메인바디부(261)로 유입된 상기 제1 유체는 날개부(230)의 각 날개를 따라서 지지축(210)의 반경방향에서 Z방향으로 이동할 수 있다. 이때 상기 제1 유체는 지지축(210)의 반경방향으로부터 비스듬히 접하면서 지지축(210)으로 유입될 수 있다. 따라서, 날개부(230)는 상기 제1 유체가 날개부(230)를 통과하면서 Z방향으로 이동하고 지지축(210)을 선회하는 상기 제1 유동을 발생시킬 수 있다. 상기 제2 유체의 상기 제2 유동 발생원리는 상기 서술한 것과 동일 또는 유사하게 발생하므로 이하 상세한 설명은 생략한다.The first fluid flowing into the main body portion 261 of the casing 260 can move in the Z direction in the radial direction of the support shaft 210 along each wing of the wing portion 230. At this time, the first fluid may flow into the support shaft 210 while being tilted from the radial direction of the support shaft 210. Accordingly, the wing portion 230 can generate the first flow in which the first fluid passes through the wing portion 230 and moves in the Z direction and pivots the support shaft 210. The second flow generation principle of the second fluid occurs in the same or similar manner as described above, and thus the detailed description thereof will be omitted.

연소기(10)에서 연속적이고 안정적인 점화가 형성되기 위해서는 점화가 발생하는 부분에서 넓은 영역의 고정된 재순환 영역이 생성되어 화염을 고정시켜야 한다. 유체가 스월러 어셈블리(100,200)를 통과시 지지축(110,210)을 선회하는 유동이 약할 경우, 좁은 영역의 재순환영역이 형성되고 상기 재순환영역은 고정될 수 없어 연속적이고 안정적인 점화가 형성될 수 없다. 반면, 유체가 스월러 어셈블리(100,200)를 통과시 지지축(110,210)을 선회하는 유동이 강할 경우, 넓은 영역의 고정된 재순환영역이 형성되어 연속적이고 안정적인 점화가 형성될 수 있다.In order to form a continuous and stable ignition in the combustor 10, a large area of fixed recirculation region is generated at the portion where ignition occurs to fix the flame. When the fluid is weakly orbiting the support shafts 110 and 210 when passing through the swirler assemblies 100 and 200, a narrow region of recirculation region is formed and the recirculation region can not be fixed, so that a continuous and stable ignition can not be formed. On the other hand, when the fluid is strong enough to rotate the support shafts 110 and 210 when passing through the swirler assemblies 100 and 200, a wide area of the fixed recirculation area is formed and a continuous and stable ignition can be formed.

유량조절부(190,290)를 통해서 연소기(10)의 메인바디부(161,261)를 통과하는 상기 제1 유체의 유량 및 주입부(180,280)를 통과하는 상기 제 2유체의 유량을 조절할 수 있다. 또한, 주입부(180,280)를 통해 유입된 상기 제2 유체의 상기 제2 유동에 의해 선회하는 유동의 강도가 증가됨으로써 넓은 영역의 고정된 재순환 영역이 형성되어 연소기(10)는 연속적이고 안정적인 점화를 할 수 있다.The flow rate of the first fluid passing through the main body portion 161 and 261 of the combustor 10 and the flow rate of the second fluid passing through the injection portions 180 and 280 can be controlled through the flow rate control portions 190 and 190. In addition, the strength of the pivoting flow by the second flow of the second fluid introduced through the injectors 180, 280 is increased to form a large area of fixed recirculation zone, so that the combustor 10 can provide continuous and stable ignition can do.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다. Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications and variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover all such modifications and variations as fall within the true spirit of the invention.

10 : 연소기
100, 200 : 스월러 어셈블리
110, 210 : 지지축
130, 230 : 날개부
150 : 베인
151, 251 : 제1 베인
152, 252 : 제2 베인
160, 260 : 케이싱
161, 261 : 메인바디부
170, 270 : 유출방지부
180, 280 : 주입부
190 : 유량조절부10: Combustor
100, 200: Swallower assembly
110, 210: Support shaft
130, and 230:
150: Vane
151, 251: first vane
152, 252: a second vane
160, 260: casing
161, 261: Main body part
170, 270:
180, 280:
190:

Claims (6)

케이싱;
상기 케이싱 내부에 설치되는 지지축; 및
상기 지지축의 외주면에 형성되어 유체가 상기 지지축의 축방향으로 유동시 상기 지지축을 선회하는 제 1 유동을 발생시키는 날개부;를 포함하고,
상기 케이싱은,
상기 케이싱 내부와 상기 케이싱 외부를 연결하도록 상기 케이싱의 외면에 관통 형성되어 상기 지지축의 축방향으로 상기 케이싱의 내면을 따라 상기 유체가 선회하는 접선 방향 유동 제 2 유동을 발생시키는 주입부;를 구비하는 스월러 어셈블리. Casing;
A support shaft installed inside the casing; And
And a wing portion formed on an outer circumferential surface of the support shaft to generate a first flow that rotates the support shaft when fluid flows in the axial direction of the support shaft,
The casing includes:
And an injection part formed on the outer surface of the casing so as to connect the inside of the casing and the outside of the casing to generate a tangential flow second flow in which the fluid pivots along the inner surface of the casing in the axial direction of the support shaft Swallower assembly. 제1 항에 있어서
상기 케이싱은,
메인 바디부;
상기 메인 바디부와 연결되는 제1 베인; 및
상기 제1 베인과 적어도 일부분 겹치도록 상기 메인 바디부와 연결되어 형성되고, 상기 제1 베인과 겹치는 부분이 서로 이격되어 상기 주입부를 형성하는 제2 베인;을 포함하는 스월러 어셈블리.The method of claim 1, wherein
The casing includes:
Main body portion;
A first vane connected to the main body part; And
And a second vane connected to the main body to overlap at least a portion of the first vane, the second vane being spaced apart from the first vane to form the injection part. 제 2 항에 있어서,
상기 케이싱은,
상기 제 1 베인과 상기 제 2 베인이 서로 겹치는 부분에 형성되어 상기 주입부로 주입되는 유체의 유출를 방지하는 유출방지부;를 더 구비하는 스월러 어셈블리.3. The method of claim 2,
The casing includes:
And an outflow preventing portion formed at a portion where the first vane and the second vane overlap each other to prevent the fluid injected into the injecting portion from flowing out. 제1 항에 있어서,
상기 주입부는 상기 케이스에 복수개 구비되며,
상기 복수개의 주입부는 서로 상기 지지축을 중심으로 방사형태로 상기 케이스에 형성되는 스월러 어셈블리.The method according to claim 1,
A plurality of injection units are provided in the case,
Wherein the plurality of injectors are formed on the case in a radial fashion about the support shaft. 제 4 항에 있어서,
상기 복수개의 주입부 중 적어도 2개는 서로 대향하도록 상기 케이스에 형성되는 스월러 어셈블리.5. The method of claim 4,
Wherein at least two of the plurality of injection portions are formed in the case so as to face each other. 제1 항에 있어서,
상기 주입부로 주입되는 유체를 양을 조절하는 유량조절부;를 더 포함하는 스월러 어셈블리. The method according to claim 1,
And a flow controller for controlling the amount of fluid injected into the injector.
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