KR20150088638A - 연소기 - Google Patents

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KR20150088638A KR1020140009169A KR20140009169A KR20150088638A KR 20150088638 A KR20150088638 A KR 20150088638A KR 1020140009169 A KR1020140009169 A KR 1020140009169A KR 20140009169 A KR20140009169 A KR 20140009169A KR 20150088638 A KR20150088638 A KR 20150088638A
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Abstract

본 발명은 연소기를 개시한다. 본 발명은, 지지축과, 상기 지지축에 설치되어 상기 지지축 주위의 제 1 유체를 선회시키는 날개부와, 상기 지지축 및 상기 날개부를 감싸도록 설치되며, 상기 날개부의 하류측에 상기 지지축의 외면으로부터의 거리가 다른 부분과 상이한 공간확장부를 구비하는 커버하우징을 포함한다.

Description

연소기{Combutor}
본 발명은 연소기에 관한 것이다.
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.
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.
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 축류형 선회기(Axial swirler), 방사형 선회기(Radial swirler), 탄젠셜 선회기(Tangential swirler), 콘형 선회기(Cone swirler) 등으로 나누어 진다.
각 스월러가 설계된 형상에 따라서 회전 강도가 결정되게 되므로, 엔진 작동 환경 및 운전조건에 따라 회전강도를 제어할 수 없다.
상기와 같이 일반적인 모터 어셈블리는 한국공개특허 제1999-0063275호(발명의 명칭 : 가스터빈 엔진의 연소실용 스월러 및 그 성형 방법)에 구체적으로 개시되어 있다.
한국공개특허 제1999-0063275호
본 발명의 실시예들은 연소효율을 증대시키는 연소기를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면은, 지지축과, 상기 지지축에 설치되어 상기 지지축 주위의 제 1 유체를 선회시키는 날개부와, 상기 지지축 및 상기 날개부를 감싸도록 설치되며, 상기 날개부의 하류측에 상기 지지축의 외면으로부터의 거리가 다른 부분과 상이한 공간확장부를 구비하는 커버하우징을 포함하는 연소기를 제공할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 지지플레이트와, 상기 지지플레이트에 설치되는 지지축과, 상기 지지축을 중심으로 방사형을 상기 지지플레이에 설치되어 상기 지지플레이트의 측면으로부터 유입되는 제 1 유체를 선회시키는 날개부와, 상기 지지축 및 상기 날개부를 감싸도록 설치되며, 상기 날개부의 하류측에 상기 지지축의 외면으로부터의 거리가 다른 부분과 상이한 공간확장부를 구비하는 커버하우징을 포함하는 연소기를 제공할 수 있다.
또한, 상기 커버하우징을 감싸도록 설치되는 가이드하우징을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공간확장부는 상기 지지축의 길이 방향과 일정각도를 형성할 수 있다.
또한, 상기 공간확장부에는 제 2 유체를 상기 제 1 유체의 흐름방향에 대해서 제 1 각도로 분사하는 유체분사홀 및 연료를 상기 제 1 유체의 흐름방향에 대해서 제 2 각도로 분사하는 연료분사홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 유체분사홀 및 상기 연료분사홀은 상기 제 2 유체 및 상기 연료를 상기 공간확장부 내부에서 순환시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들은 압축된 공기와 연료를 효율적이고 균일하게 희석함으로써 가스터빈의 연소효율을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 연소기의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2의 B-B선을 따라 취한 연소기의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연소기를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 연소기의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연소기를 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 연소기의 일부를 보여주는 사시도이다.
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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기(100)를 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 연소기(100)의 일부를 보여주는 사시도이다. 도 3은 도 2의 B-B선을 따라 취한 연소기(100)의 일부를 보여주는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 연소기 어셈블리(미도시)는 외관을 형성하는 하우징(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 연소기 어셈블리는 상기 하우징 내부에 설치되는 연소기(100)를 포함할 수 있다. 상기와 같은 연소기(100)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 연소기(100)는 서로 이격되도록 배치되어 상기 하우징 내부에 설치될 수 있다.
상기와 같은 연소기(100)는 지지축(110)을 포함할 수 있다. 이때, 지지축(110)은 제 1 유체(A1)의 흐름 방향으로 길게 배치될 수 있다. 또한, 지지축(110)은 상기 하우징에 고정될 수 있으며, 상기 하우징을 관통하도록 설치될 수 있다.
연소기(100)는 지지축(110)에 설치되어 지지축(110) 주위의 제 1 유체(A1)를 선회시키는 날개부(120)를 포함할 수 있다. 날개부(120)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 날개부(120)는 서로 이격되도록 지지축(110)에 설치될 수 있다. 뿐만 아니라 날개부(120)는 지지축(110)의 길이 방향으로 유동하는 제 1 유체(A1)를 선회시킬 수 있다. 구체적으로 날개부(120)는 지지축(110)의 길이 방향을 따라 나선형으로 지지축(110)의 외면에 설치될 수 있다. 이때, 제 1 유체(A1)는 지지축(110)의 길이 방향으로 이동하면서 날개부(120)에 의하여 선회하면서 이동할 수 있다.
한편, 연소기(100)는 지지축(110)과 날개부(120)를 감싸도록 설치되는 커버하우징(130)을 포함할 수 있다. 이때, 커버하우징(130)의 내면은 날개부(120)의 최외각으로부터 일정 간격 이격되도록 배치될 수 있다.
커버하우징(130)은 내부에 지지축(110)의 일부와 날개부(120)가 삽입되도록 배치되는 바디부(131)를 구비할 수 있다. 또한, 커버하우징(130)은 바디부(131)에 형성되며, 바디부(131) 내부의 공간을 확장시키는 공간확장부(133)를 포함할 수 있다. 이때, 공간확장부(133)는 바디부(131)의 내면으로부터 인입되도록 형성되거나 바디부(131)의 외면으로부터 돌출되도록 형성되면서 바디부(131)의 내면으로부터 인입되도록 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 공간확장부(133)가 바디부(131)의 외면우로부터 돌출되도록 형성되면서 바디부(131)의 내면으로부터 인입되도록 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같은 공간확장부(133)는 바디부(131)의 외면에서 요철 형태로 형성될 수 있다. 이때, 공간확장부(133)는 바디부(131)의 내면의 단면적을 일부 확장시킬 수 있다. 또한, 공간확장부(133)는 바디부(131)의 외면에서 지지축(110)의 길이 방향으로 형성될 수 있다. 특히 공간확장부(133)는 지지축(110)의 길이 방향을 따라 나선형으로 형성될 수 있다. 또한, 공간확장부(133)는 지지축(110)의 길이 방향을 따라 직선형으로 형성될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 공간확장부(133)가 지지축(110)의 길이 방향을 따라 나선형으로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
공간확장부(133)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 공간확장부(133)는 서로 일정 간격 이격되도록 바디부(131)에 형성될 수 있다. 이때, 복수개의 공간확장부(133)는 서로 동일한 방향의 나선형으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 공간확장부(133)에는 제 2 유체(A2)를 제 1 유체(A1)의 흐름 방향에 대해서 제 1 각도로 분사하는 유체분사홀(134)이 형성될 수 있다. 또한, 공간확장부(133)에는 제 1 유체(A1)의 흐름방향에 대해서 제 2 각도로 연료(F)를 분사하는 연료분사홀(135)이 형성될 수 있다.
상기와 같은 유체분사홀(134)은 복수개 구비될 수 있다. 이때, 복수개의 유체분사홀(134)은 공간확장부(133)의 다양한 위치에 설치될 수 있다. 특히 복수개의 유체분사홀(134)은 제 2 유체(A2)가 공간확장부(133) 내부를 순환하도록 공간확장부(133)에 제 2 유체(A2)를 분사하는 공간확장부(133)의 모든 위치에 형성될 수 있다.
예를 들면, 복수개의 유체분사홀(134)는 각각 서로 상이한 높이에 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수개의 유체분사홀(134)는 공간확장부(133)의 상측에 형성되는 제 1 유체분사홀(134a) 및 공간확장부(133)의 저면에 형성되는 제 2 유체분사홀(134b)을 구비할 수 있다. 이때, 제 1 유체분사홀(134a)과 제 2 유체분사홀(134b)은 서로 반대방향으로 제 2 유체(A2)를 분사할 수 있다. 또한, 제 1 유체분사홀(134a)과 제 2 유체분사홀(134b)은 공간확장부(133)의 서로 상이한 높이에 형성됨으로써 제 2 유체(A2)를 공간확장부(133)에서 순환시킬 수 있다.
상기와 같은 복수개의 유체분사홀(134)는 제 1 유체분사홀(134a) 및 제 2 유체분사홀(134b) 이외에도 공간확장부(133)의 저면에 형성되어 제 2 유체(A2)를 공간확장부(133)의 저면으로부터 상측으로 분사하는 제 3 유체분사홀(미도시)을 구비할 수 있다. 이때, 상기 제 3 유체분사홀은 공간확장부(133)의 저면으로부터 제 1 유체분사홀(134a)로 제 2 유체(A2)를 분사할 수 있다.
한편, 연료분사홀(135)은 유체분사홀(134)과 인접하도록 설치되어 연료(F)를 공간확장부(133)에 분사할 수 있다. 특히 연료분사홀(135)은 복수개의 유체분사홀(134) 사이에 설치될 수 있다.
구체적으로 연료분사홀(135)은 제 1 유체분사홀(134a) 내지 상기 제 3 유체분사홀 중 적어도 하나와 동일한 위치에 설치될 수 있다. 이때, 제 1 유체분사홀(134a) 내지 상기 제 3 유체분사홀에서 제 2 유체(A2)를 분사하는 경우 연료분사홀(135)은 공간확장부(133) 내부 공간으로 연료(F)를 분사함으로써 제 2 유체(A2)와 연료(F)를 혼합시킬 수 있다.
연소기(100)는 커버하우징(130)과 연결되어 내부에서 연소가 발생하는 연소하우징(140)을 포함할 수 있다. 이때, 연소하우징(140)은 후면의 단면적이 작아지도록 형성되어 연소된 연소가스를 외부로 빠른 속도로 배출할 수 있다.
한편, 상기와 같이 형성되는 연소기(100)의 작동을 살펴보면, 압축기(미도시)의 작동에 따라 외부로부터 유체가 공급되어 압축된 후 상기 연소기 어셈블리로 공급될 수 있다. 이때, 유체는 일반적인 공기일 수 있으며, 별도의 기체일 수도 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 유체가 일반적인 공기인 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 상기 연소기 어셈블리로 공급된 유체는 상기 하우징 내부로 진입하여 연소기(100)로 직접 유입되는 제 1 유체(A1)와 커버하우징(130)을 따라 이동하다가 유체분사홀(134)로 공급되는 제 2 유체(A2)를 구비할 수 있다.
상기와 같이 제 1 유체(A1)가 커버하우징(130) 내부로 진입하면, 제 1 유체(A1)는 압력차에 의하여 지지축(110)을 따라 이동하다가 날개부(120)를 통과하면서 선회류를 발생시킬 수 있다. 제 1 유체(A1)는 날개부(120)를 통과하여 하우징()을 계속해서 이동하게 되고, 공간확장부(133)에 도달할 수 있다.
이때, 공간확장부(133)에서는 커버하우징(130)을 따라 인동한 제 2 유체(A2)가 유체분사홀(134)을 통하여 공간확장부(133) 내부에서 순환할 수 있다. 또한, 연료분사홀(135)을 통하여 분사된 연료(F)도 제 2 유체(A2)와 함께 공간확장부(133)에서 순환할 수 있다.
상기와 같이 제 2 유체(A2)와 연료(F)가 순환하는 경우 제 2 유체(A2)와 연료(F)는 제 1 유체(A1)의 이동에 따라서 공간확장부(133)에서 커버하우징(130)의 후면으로 나선 운동을 하면서 이동할 수 있다. 이때, 공간확장부(133)의 끝단에서는 제 1 유체(A1), 제 2 유체(A2) 및 연료(F)가 떨어져나가면서 난류 튜브(Vortex tube)가 형성될 수 있다.
상기와 같이 형성된 난류 튜브와 제 1 유체(A1), 제 2 유체(A2) 및 연료(F)의 선회에 의하여 커버하우징(130)의 후면에서는 스월(Swirl)이 형성되는 재순환 영역을 형성할 수 있다.
이때, 상기 하우징, 커버하우징(130) 또는 연소하우징(140) 중 하나에 구비되는 점화부(미도시)에서 가해지는 에너지에 의하여 연소가 발생하고 상기 연소기 어셈블리를 작동시킬 수 있다.
따라서 연소기(100)는 공간확장부(133)를 통하여 제 1 유체(A1)와 연료(F)의 혼합을 신속하게 하고, 공간확장부(133)에 유체분사홀(134)과 연료분사홀(135)을 구비함으로써 연료(F)와 제 2 유체(A2) 사이의 혼합율을 향상시킴으로써 연료(F)의 불완전 연소를 최소화할 수 있다.
또한, 연소기(100)는 연료(F)의 연소효율을 증대시킴으로써 가스터빈의 전체 효율을 증대시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 연소기(200)를 보여주는 사시도이다. 도 5는 도 4에 도시된 연소기(200)의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 연소기(200)는 지지축(210), 날개부(220), 커버하우징(230) 및 연소하우징(240)을 포함할 수 있다. 이때, 지지축(210), 날개부(220), 커버하우징(230) 및 연소하우징(240)은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 연소기(200)는 커버하우징(230)과 연소하우징(240) 사이에 형성되어 내부직경을 증대시키는 가이드하우징(250)을 포함할 수 있다. 이때, 가이드하우징(250)은 공간확장부(233)의 외면을 감싸도록 설치될 수 있다. 특히 가이드하우징(250)은 커버하우징(230)을 감싸도록 형성하여 인접하는 공간확장부(233) 사이의 공간을 완전히 덮음으로써 제 2 유체(A2)의 유로를 형성할 수 있다.
구체적으로 가이드하우징(250)의 내경은 공간확장부(233)가 형성되는 바디부(231)의 외면의 최대거리와 동일하거나 다소 적게 형성될 수 있다. 이때, 가이드하우징(250)은 공간확장부(233)가 형성된 바디부(231)의 외면을 완전히 감싸도록 설치될 수 있다. 또한, 가이드하우징(250)의 일부는 바디부(231)의 끝단으로부터 돌출되어 형성될 수 있으며, 돌출된 가이드하우징(250) 부분이 연소하우징(240)과 연결될 수 있다.
한편, 상기와 같이 형성되는 연소기(200)의 작동 상태를 살펴보면, 제 1 유체(A1)는 상기에서 설명한 바와 같이 지지축(210)의 길이방향으로 이동하면서 날개부(220)에 의하여 선회 운동할 수 있다.
이때, 제 2 유체(A2)는 가이드하우징(250)과 바디부(231) 사이의 공간으로 진입한 후 유체분사홀(234)을 통하여 공간확장부(233)로 분사될 수 있다. 뿐만 아니라 연료(F)는 연료분사홀(235)을 통하여 공간확장부(233)로 분사되고, 제 1 유체(A1), 제 2 유체(A2) 및 연료(F)는 공간확장부(233)에서 혼합되어 커버하우징(230)으로부터 가이드하우징(250), 연소하우징(240)으로 순차적으로 이동할 수 있다.
이때, 공간확장부(233) 내부로 분사되는 제 2 유체(A2) 및 연료(F)에 의하여 제 1 유체(A1), 제 2 유체(A2) 및 연료(F)는 균일하게 혼합되며, 공간확장부(233)의 끝단에서 난류 튜브가 형성될 수 있다.
따라서 연소기(200)는 제 1 유체(A1), 제 2 유체(A2) 및 연료(F)를 균일하게 혼합하여 연소시킴으로써 연소불안전성을 제거할 수 있다. 또한, 연소기(200)는 가이드하우징(250)을 통하여 난류 발생으로 인한 유동소음 등을 제거할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 연소기(300)를 보여주는 사시도이다. 도 7은 도 6에 도시된 연소기(300)의 일부를 보여주는 사시도이다.
도 6 및 도 7을 참고하면, 연소기 어셈블리(미도시)는 하우징(미도시)과 상기 하우징 내부에 설치되는 연소기(300)를 포함할 수 있다. 이때, 연소기(300)는 상기 하우징 내부에 고정되도록 설치되는 지지플레이트(360)를 포함할 수 있다.
연소기(100)는 지지플레이트(360)에 설치되는 지지축(310)을 포함할 수 있다. 이때, 지지축(310)은 지지플레이트(360)에 대해서 수직하게 설치될 수 있다. 또한, 지지축(310)은 지지플레이트(360)에 관통하도록 설치되거나 지지플레이트(360)에 지지축(310)의 끝단이 접합하도록 설치될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 지지축(310)이 지지플레이트(360)에 관통하도록 설치되어 상기 하우징에 고정되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 연소기(300)는 지지플레이트(360)에 설치되는 날개부(320)를 포함할 수 있다. 날개부(320)는 지지축(310)을 중심으로 방사형으로 설치될 수 있다. 특히 날개부(320)는 지지플레이트(360)의 측면으로부터 유입되는 제 1 유체(A1)를 지지축(310)의 중심방향으로 안내하여 선회시킬 수 있다. 이때, 날개부(320)는 복수개 구비될 수 있으며, 복수개의 날개부(320) 사이에는 공간이 형성되어 제 1 유체(A1)가 통과할 수 있다.
연소기(300)는 지지축(310) 및 날개부(320)를 감싸도록 설치되는 커버하우징(330)을 포함할 수 있다. 이때, 커버하우징(330)은 날개부(320)의 상측에 배치되는 제 1 바디부(331)를 구비할 수 있다. 이때, 제 1 바디부(331)는 지지플레이트(360)와 일정 간격 이격되도록 배치되어 지지플레이트(360)의 측면으로부터 유입되는 제 1 유체(A1)를 지지축(310)의 길이 방향으로 안내할 수 있다. 특히 날개부(320)는 지지플레이트(360)와 제 1 바디부(331) 사이에 설치되어 상기에서 설명한 바와 같이 제 1 유체(A1)를 선회시킬 수 있다.
커버하우징(330)은 제 1 바디부(331)와 연결되며, 지지축(310)을 감싸도록 형성되는 제 2 바디부(332)를 포함할 수 있다. 이때, 제 2 바디부(332)는 직경이 동일하도록 형성되어 제 1 바디부(331)를 선회하는 제 1 유체(A1)를 지지축(310)의 길이방향으로 안내할 수 있다.
커버하우징(330)은 제 2 바디부(332)와 연결되도록 형성되며, 지지축(310)의 외면으로부터 거리가 다른 부분과 상이한 공간확장부(333)를 포함할 수 있다. 이때, 공간확장부(333)는 제 2 바디부(332)의 내면으로부터 인입되어 형성되는 공간일 수 있으며, 제 2 바디부(332)의 내면 및 외면에 요철 형태로 형성되는 공간일 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 공간확장부(333)가 제 2 바디부(332)에 요철 형태로 형성되는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다. 또한, 공간확장부(333)는 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 이하에서는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기와 같은 공간확장부(333)에는 유체분사홀(334) 및 연료분사홀(335)이 형성될 수 있다. 이때, 유체분사홀(334) 및 연료분사홀(335)은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
연소기(300)는 상기의 구성 이외에도 커버하우징(330)을 감싸도록 설치되는 가이드하우징(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 가이드하우징은 제 2 바디부(332) 및 공간확장부(333)의 일부를 감싸도록 설치되며, 공간확장부(333)가 형성된 제 2 바디부(332)의 끝단으로부터 일부가 돌출되도록 형성될 수 있다. 특히 상기 가이드하우징은 상기에서 설명한 것과 동일 또는 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 연소기(300)가 상기 가이드하우징을 포함하지 않는 경우를 중심으로 상세히 설명하기로 한다.
한편, 상기와 같이 형성되는 연소기(300)의 작동 방법을 살펴보면, 상기에서 설명한 바와 같이 가스터빈이 작동하는 경우 압축기(미도시)가 작동하여 제 1 유체(A1) 및 제 2 유체(A2)를 상기 연소기 어셈블리로 공급할 수 있다. 이때, 상기 하우징 내부로 진입한 제 1 유체(A1) 및 제 2 유체(A2)는 각각 지지플레이트(360)와 제 1 바디부(331) 사이로 진입하거나 유체분사홀(334)을 통하여 공간확장부(333)의 내부로 진입할 수 있다.
이때, 제 1 유체(A1)는 날개부(320)에 의하여 나선 형태의 유동을 형성하고, 제 1 바디부(331) 및 제 2 바디부(332)를 통하여 공간확장부(133)가 형성된 부분으로 이동할 수 있다.
상기와 같은 경우 공간확장부(333)에서는 제 2 유체(A2) 및 연료(F)가 분사되고, 제 1 유체(A1), 제 2 유체(A2) 및 연료(F)가 혼합된 상태에서 선회류를 형성하여 연소하우징(340)으로 분사될 수 있다. 이때, 상기와 같이 점화부(미도시)를 통하여 연료가 연소되어 외부로 배출될 수 있다.
특히 상기와 같이 제 1 유체(A1), 제 2 유체(A2) 및 연료(F)가 유동하는 경우 공간확장부(333)에서는 제 1 유체(A1), 제 2 유체(A2) 및 연료(F)이 균일하게 혼합되고, 공간확장부(333)의 끝단에서는 상기에서 설명한 바와 같이 난류 튜브가 형성될 수 있다.
따라서 연소기(300)는 제 1 유체(A1), 제 2 유체(A2) 및 연료(F)를 균일하게 혼합시킴으로써 연소의 불안정성을 제거할 수 있다. 또한, 연소기(300)는 재순환 영역을 확보하기 위한 유동을 원할하게 형성함으로써 연소 효율을 증대시킬 수 있다.
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.
100, 200, 300 : 연소기
110, 210, 310 : 지지축
120, 220, 320 : 날개부
130, 230, 330 : 커버하우징
140, 240, 340 : 연소하우징

Claims (6)

  1. 지지축; 및
    상기 지지축에 설치되어 상기 지지축 주위의 제 1 유체를 선회시키는 날개부; 및
    상기 지지축 및 상기 날개부를 감싸도록 설치되며, 상기 날개부의 하류측에 상기 지지축의 외면으로부터의 거리가 다른 부분과 상이한 공간확장부를 구비하는 커버하우징;을 포함하는 연소기.
  2. 지지플레이트;
    상기 지지플레이트에 설치되는 지지축;
    상기 지지축을 중심으로 방사형을 상기 지지플레이에 설치되어 상기 지지플레이트의 측면으로부터 유입되는 제 1 유체를 선회시키는 날개부; 및
    상기 지지축 및 상기 날개부를 감싸도록 설치되며, 상기 날개부의 하류측에 상기 지지축의 외면으로부터의 거리가 다른 부분과 상이한 공간확장부를 구비하는 커버하우징;을 포함하는 연소기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 커버하우징을 감싸도록 설치되는 가이드하우징;을 더 포함하는 연소기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공간확장부는 상기 지지축의 길이 방향과 일정각도를 형성하는 연소기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공간확장부에는 제 2 유체를 상기 제 1 유체의 흐름방향에 대해서 제 1 각도로 분사하는 유체분사홀 및 연료를 상기 제 1 유체의 흐름방향에 대해서 제 2 각도로 분사하는 연료분사홀이 형성되는 연소기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 유체분사홀 및 상기 연료분사홀은 상기 제 2 유체 및 상기 연료를 상기 공간확장부 내부에서 순환시키는 연소기.
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