KR20170104517A - Turbine engine combustion assembly - Google Patents
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Abstract
본 발명은 터빈 엔진 연소 조립체에 관한 것이고, 이 터빈 엔진 연소 조립체는 전방 벽(23), 후방 벽(24) 및 엔진 샤프트(30)를 마주보게 배치된 바닥(22)을 포함하는 환형 화염 튜브(21); 화염 튜브(21)의 바닥을 향해 부분적으로 돌출되고 원심력에 의해 화염 튜브로 연료를 분사하도록 구성된, 상기 엔진 샤프트(30)에 의해 회전되는 분사 휠(41); 및 상기 분사 휠(41) 위에 연료로 된 막을 침적시킬 수 있는 적어도 하나의 분사기(35)를 포함하고, 상기 분사기(35)가 화연 튜브(21)의 전방 벽(23) 또는 후방 벽(24)의 상기 상류 영역을 관통하도록 배치되고, 이에 따라 분사기의 분사구(37)가 상기 화염 튜브(21) 내부에 위치되는 상기 분사 휠(41)의 부분과 대향하게 상기 튜브(21) 내로 통하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a turbine engine combustion assembly comprising an annular flame tube (22) including a front wall (23), a rear wall (24) and a bottom (22) disposed opposite the engine shaft 21); An injection wheel (41) partially projected toward the bottom of the flame tube (21) and rotated by the engine shaft (30) configured to inject fuel into the flame tube by centrifugal force; And at least one injector (35) capable of depositing a film of fuel on the injection wheel (41), wherein the injector (35) comprises a front wall (23) or a rear wall (24) The injection port 37 of the injector communicates with the tube 21 so as to face the portion of the injection wheel 41 located inside the flame tube 21. [ do.
Description
본 발명은 터빈 엔진용 연소 조립체의 분야에 관한 것이고, 특히 이러한 조립체의 연소 챔버 내로 연료를 분사하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to the field of combustion assemblies for turbine engines, and more particularly to an apparatus for injecting fuel into combustion chambers of such assemblies.
터빈 엔진은 일반적으로, 가스 유동 방향의 상류로부터 하류를 향해, 팬, 하나 이상의 압축기 단(段), 예를 들어 고압 압축기 및 저압 압축기, 연소 챔버, 하나 이상의 터빈 단, 예를 들어 고압 터빈 및 저압 터빈, 및 배기 노즐을 포함한다.The turbine engine generally includes a fan, at least one compressor stage, such as a high pressure compressor and a low pressure compressor, a combustion chamber, at least one turbine stage, for example a high pressure turbine, and a low pressure turbine, A turbine, and an exhaust nozzle.
첨부된 도 1은 종래 기술에 따른 터빈 엔진의 실시예의 연소 조립체(1)를 개략적으로 도시한 종단면도이다.Brief Description of the Drawings Figure 1 is a longitudinal section view schematically showing a combustion assembly 1 of an embodiment of a turbine engine according to the prior art.
연소 조립체(1)는 상류쪽(도 1의 왼쪽)으로는 압축기(미도시)와 연통되고, 하류쪽으로는 디스트리뷰터(distributor)와 연결되는데, 압축기는 디퓨저(diffuser)를 통해 연소 조립체에 압축 공기를 공급하고, 디스트리뷰터는 그 자신이 고압 터빈(미도시)에 연결된다.The combustion assembly 1 is communicated with a compressor (not shown) on the upstream side (left side in FIG. 1) and with a distributor on the downstream side, which compresses compressed air through the diffuser into the combustion assembly And the distributor itself is connected to a high pressure turbine (not shown).
연소 조립체(1)는 환형 외부 케이싱(2)과 내부 케이싱(3)에 의해 획정되고, 내부 케이싱은 외부 케이싱 내부에서 종축선(X-X')을 따라 연장한다.The combustion assembly 1 is defined by an annular outer casing 2 and an inner casing 3, and the inner casing extends along the longitudinal axis X-X 'inside the outer casing.
연소 조립체(1)는 가스 연소 장소인 "화염 튜브" 또는 "연소 챔버"(4)를 포함한다.The combustion assembly 1 includes a "flame tube" or "combustion chamber"
화염 튜브는 양 케이싱들, 즉 외부 케이싱(2)과 내부 케이싱(3) 사이에 배치되고, 전방 벽(5)과 후방 벽(6)을 구비하는데, 보통 하나의 벽이 다른 벽 내부에서 종축선(X-X') 둘레로 연장한다.The flame tube is arranged between the two casings, i.e. the outer casing 2 and the inner casing 3, and has a front wall 5 and a rear wall 6, (X-X ').
전방 벽(5)과 후방 벽(6)은 절곡된 고리 형상을 가지며, 상류쪽으로는 원심 분사 휠(7)의 양측에서 내부 케이싱(3)에 연결되고, 하류쪽으로는 외부 케이싱(2) 및 내부 케이싱(3)에 각각 연결된다.The front wall 5 and the rear wall 6 have a bent annular shape and are connected to the inner casing 3 on both sides of the centrifugal injection wheel 7 on the upstream side and to the outer casing 2 and the inner side on the downstream side, And is connected to the casing 3.
이러한 유형의 화염 튜브를 "환형"이라 하고, 연소 조립체(1)의 종축선(X-X') 둘레로 연장한다.This type of flame tube is referred to as "annular" and extends around the longitudinal axis X - X 'of the combustion assembly 1.
전방 벽(5)과 후방 벽(6)은 일반적으로 외부 케이싱(2)과 내부 케이싱(3)으로부터 소정 거리 떨어져 배치됨으로써, 화염 튜브(4)를 둘러싸는 환형 공기 공급 덕트(8)를 형성한다. The front wall 5 and the rear wall 6 are generally spaced apart from the outer casing 2 and the inner casing 3 to form an annular
화염 튜브(4)는 상류로부터 하류까지 다수의 연속되는 구역, 즉 분사 휠(7)이 이어지는 주 구역(9) 및 튜브의 절곡부에 있는 중간 구역(10)을 포함하며, 중간 구역에는 다수의 희석 튜브(11)가 위치되어 있다.The flame tube 4 comprises a plurality of successive zones from the upstream to the downstream, namely a
공기는 전방 벽(5)을 관통하여 구비되는 다수의 흡기구(12) 및 후방 벽(6)을 관통하여 구비되는 다수의 흡기구(13)를 통해 화염 튜브(4)로 들어가는데, 이는 주 구역(9)의 일부분과 대향한다.Air enters the flame tube 4 through a number of
원심 분사 튜브(7)는 엔진 샤프트(15)에 장착되고, 엔진 샤프트에 의해 회전 구동된다. 엔진 샤프트(15)는 연소 조립체(1)의 종축선(X-X')과 동축이다.The centrifugal injection tube 7 is mounted on the
연소 조립체에는 또한 엔진 샤프트(15) 둘레에 일정하게 분포되는 다수의 분사기(16)가 설치되어 있다. 분사기(16)들은 엔진 샤프트(15)와 (종축선(X-X')에 대해) 화염 튜브(4)의 바닥(또는 "내측부")을 또한 구성하는 내부 케이싱(3) 사이에 배치된다.The combustion assembly also has a plurality of
각각의 분사기(16)는 연료를 연소 조립체(1)의 상류를 향하는 면인 분사 휠(7)의 전면(17)을 향해 종축선(X-X')과 평행하게 축선 방향으로 방출(화살표 i 참조)하도록 배치된다.Each
분사 휠(7)이 회전 구동됨에 따라, 전면(17)과 접촉되는 연료의 막은 원심력을 받게 되고 휠의 외부를 향해 반경 방향으로 변위된다(화살표 j 참조).As the injection wheel 7 is rotationally driven, the film of the fuel in contact with the
휠(7)의 환형 주변 가장자리에는 다수의 반경 방향 구멍(19)이 일정한 간격으로 천공되어 있다.At the annular peripheral edge of the wheel 7, a plurality of
원심력을 받는 연료는 구멍(19)들을 통과하고, 엔진 샤프트(15)에 대해 반경 방향으로 화염 튜브(4)를 향해 방출되고(화살표 k), 매우 미세한 액적들로 무화되어, 화염 튜브 내에 위치된 압축 공기와의 혼합이 용이해지게 된다.The fuel subjected to the centrifugal force passes through the
원심 분사 휠을 구비한 이러한 유형의 연소 조립체는, 헬리콥터 엔진과 같은 특히 소형 엔진의 경우에, 많은 장점들을 가지고 있다. 장점들은 다음과 같다.This type of combustion assembly with centrifugal injection wheels has many advantages, especially in the case of miniature engines such as helicopter engines. The advantages are:
- 바람직한 유형의 분사기를 구비할 필요가 없음,- it is not necessary to have a preferred type of injector,
- 분사기들이 연료의 유형 및 주변 온도와 관련되는 연료의 점성에 영향을 받지 않음,- the injectors are not affected by the viscosity of the fuel associated with the type of fuel and ambient temperature,
- 터빈의 케이싱이 낮은 질량 및 이로 인한 저렴한 가격의 간단한 구조를 가짐,- the casing of the turbine has a simple structure with low mass and hence low cost,
- 한편으로는 일산화질소(NOx), 다른 한편으로는 일산화탄소(CO) 및 미연소 탄화수소(HC)의 배출 간의 해당 배출이 모든 항공기 연소 시스템들 중 최저일 수 있는 절충을 얻을 수 있음.On the one hand, the corresponding emissions between the emissions of nitrogen monoxide (NOx), on the other hand, the emissions of carbon monoxide (CO) and unburned hydrocarbons (HC), can be the lowest compromise of all aviation combustion systems.
그러나 이러한 유형의 연소 조립체는 또한 분사기들의 위치와 관련된 단점들을 가지는데, 분사기들은 엔진 샤프트 근처에서 화염 튜브 아래에 배치되고 이에 따라 연소 조립체의 내부를 향하게 배치된다. 이제 터빈 엔진은 연료 소비율을 감소시키도록 점점 더 높아지는 온도 상승 사이클을 가지고서 사용되고, 이는 연료의 코킹(즉 고체화)을 일으킨다. 따라서 고장(예컨대, 고화된 연료("코크스")에 의한 샤프트의 장애, 연료 분포 불량으로 인한 고온부의 조기 마모, 또는 연료 흡입이 방해됨으로 인한 엔진 시동 실패)을 방지하기 위해 분사 시스템 및 분사 시스템 둘레에 배치되어 있는 많은 미로형 씰들(labyrinth seals)을 더욱 더 자주 세척할 필요가 있다.However, this type of combustion assembly also has disadvantages associated with the location of the injectors, which are located below the flame tube in the vicinity of the engine shaft and thus are oriented toward the interior of the combustion assembly. Turbine engines are now used with increasingly higher temperature rise cycles to reduce the fuel consumption rate, which causes caulking (i.e., solidification) of the fuel. Thus, in order to prevent failures (e.g., failure of the shaft due to solidified fuel ("coke"), premature wear of high temperatures due to poor fuel distribution, or engine start failure due to obstruction of fuel intake) It is necessary to wash the labyrinth seals which are arranged in the labyrinth seals more frequently.
그러면, 중앙 위치에 놓여 있는 분사기들에 접근하고, 분사기들을 세척하고 그리고/또는 교체할 수 있게 하도록 그리고 분사 휠에 인접하게 배치되어 있는 미로형 씰들에 대한 접근을 가능하게 하도록 터빈 엔진의 많은 부분을 분해(하고 이에 따라 헬리콥터 엔진을 분리)할 필요가 있다. 실제로 엔진이 원래 위치에 있는 상태에서는 분사기를 교체하는 것이 가능하지 않으며, 이에 따라 추가적인 조작 및 비용이 발생되고 헬리콥터의 다운 시간(down-time)이 증가된다.A large portion of the turbine engine can then be moved to allow access to the injectors lying in the center position, to allow for washing and / or replacement of the injectors, and to access the labyrinth seals positioned adjacent the injection wheel It is necessary to disassemble (and thus separate the helicopter engine). In fact, it is not possible to replace the injector with the engine in its original position, which adds additional operation and costs and increases the down-time of the helicopter.
더욱이, 도 1에 도시된 것과 유사한 연소 조립체에서, 분사 휠의 직경이 상당한데, 이는 분사기(16)들을 배치하기 위해 엔진 샤프트(15)와 휠(7)의 가장자리 사이에 충분한 공간을 둘 필요가 있기 때문이다. 그 결과, 이 분사 휠은 상당한 질량을 가지며, 회전 속도로 인해 상당한 힘을 받게 된다.Moreover, in a combustion assembly similar to that shown in Figure 1, the diameter of the injection wheel is substantial, which requires that there is sufficient space between the
미국특허공보 US4040251호에는 상술한 유형의 연소 조립체가 기재되어 있는데, 분사기 및 그 공급 튜브가 내부 케이싱 및 화염 튜브 바닥의 두께 내에 배치되어 있다. 분사기의 분사구는 분사 휠의 통과를 위해 바닥에 구비된 개구로 이어진다. U.S. Patent No. 4,040,251 describes a combustion assembly of the type described above in which the injector and its supply tube are disposed within the thickness of the inner casing and flame tube bottom. The injection port of the injector leads to an opening provided at the bottom for the passage of the injection wheel.
앞서 설명한 연소 조립체에 의하면, 분사기에 대한 접근이 어렵고 이에 따라 그 유지보수가 복잡하고 비용이 많이 든다.With the combustion assemblies described above, access to the injector is difficult and therefore complicated and costly to maintain.
본 발명의 목적은 상술한 유형의 연소 조립체이지만 위에서 언급한 단점들을 해결할 수 있는 연소 조립체를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a combustion assembly which is a combustion assembly of the type described above, but which can overcome the above-mentioned disadvantages.
특히, 본 발명의 목적은 터빈 엔진 전체를 분해하고 터빈 엔진을 헬리콥터의 기체로부터 분리할 필요 없이 화염 튜브의 분사기(들)를 용이하게 분해할 수 있는 연소 조립체를 제안하는 데 있다.In particular, it is an object of the present invention to propose a combustion assembly that can easily disassemble the injector (s) of a flame tube without the need to disassemble the entire turbine engine and separate the turbine engine from the airframe of the helicopter.
이를 위해, 본 발명은 To this end,
- 연소 조립체의 상류를 향하는 상류 구역을 구비하는 전방 벽, 연소 조립체의 상류를 향하는 상류 구역을 구비하는 후방 벽 및 엔진 샤프트와 대향하게 배치되는 바닥을 포함하는 환형 화염 튜브,An annular flame tube comprising a front wall having an upstream zone directed upstream of the combustion assembly, a rear wall having an upstream zone directed upstream of the combustion assembly and a bottom disposed opposite the engine shaft,
- 연소 조립체의 종축선(X-X')과 동축인 상기 엔진 샤프트에 의해 회전 구동되는 분사 휠로서, 화염 튜브의 바닥을 관통하여 화염 튜브 내로 부분적으로 돌출되고 화염 튜브 내에서 연료를 원심력에 의해 무화시키도록 구성된 분사 휠, 및- an injection wheel rotationally driven by the engine shaft coaxial with the longitudinal axis (X-X ') of the combustion assembly, partially protruding into the flame tube through the bottom of the flame tube, A spray wheel configured to atomize, and
- 상기 분사 휠 위에 연료로 된 막을 침적시킬 수 있는 적어도 하나의 분사기를 포함하는 터빈 엔진 연소 조립체에 관한 것이다.And at least one injector capable of depositing a film of fuel on the injection wheel.
본 발명에 따르면, 상기 분사기는, 화염 튜브의 전방 벽의 상류 구역을 관통하게 또는 후방 벽의 상류 구역을 관통하게, 그리고 분사기의 분사구가 튜브 내부에서 상기 화염 튜브 내에 위치되어 있는 상기 분사 휠의 부분과 대향하게 인입되도록 배치된다.According to the invention, the injector is arranged to penetrate the upstream zone of the front wall of the flame tube or through the upstream zone of the rear wall, and to allow the injection orifice of the part of the injection wheel As shown in FIG.
본 발명의 이러한 특징 덕분에, 분사기들을 분해하는 것이 훨씬 용이하며, 이는 화염 튜브의 바닥과 분사 휠의 구동 샤프트 사이에 위치된 영역에 접근할 필요가 더 이상 없기 때문이다. 이러한 분해는 이 연소 조립체가 탑재된 기계(예를 들어 헬리콥터)가 위치된 장소에서 실시될 수 있다.This feature of the invention makes it much easier to disassemble the injectors because there is no longer a need to access the area located between the bottom of the flame tube and the drive shaft of the injection wheel. This decomposition can be carried out at a location where the machine on which the combustion assembly is mounted (e.g., a helicopter) is located.
유리하게는 그리고 제1 변형 실시예에 따르면, 상기 분사기가 화염 튜브의 전방 벽의 상류 구역을 관통하게 배치되고, 상기 분사 휠이 연소 조립체 상류쪽의 주변에서 만곡되어 환형 가장자리를 구비하고, 환형 가장자리에는 다수의 반경 방향 분사공이 천공되어 있고, 상기 분사기가 화염 튜브 내에 위치된 상기 분사 휠의 환형 주변부의 전면에 대향하게 화염 튜브 내로 인입된다.Advantageously and according to a first variant embodiment, the injector is arranged to penetrate an upstream zone of the front wall of the flame tube, the injection wheel being curved at the periphery upstream of the combustion assembly to have an annular edge, A plurality of radial spray holes are drilled and the injector is introduced into the flame tube opposite the entire surface of the annular periphery of the spray wheel located in the flame tube.
유리하게는 그리고 다른 변형 실시예에 따르면, 상기 분사기가 화염 튜브의 후방 벽의 상류 구역을 관통하게 배치되고, 상기 분사 휠이 연소 조립체 하류쪽 주변에서 만곡되어 환형 가장자리를 구비하고, 환형 가장자리에는 다수의 반경 방향 분사공이 천공되어 있고, 상기 분사기가 화염 튜브 내에 위치된 상기 분사 휠의 환형 주변부의 후면에 대향하게 화염 튜브 내로 인입된다.Advantageously, and in accordance with another variant embodiment, the injector is arranged to penetrate an upstream zone of the rear wall of the flame tube, the injection wheel being curved around the downstream side of the combustion assembly to have an annular edge, And the injector is introduced into the flame tube opposite the rear surface of the annular peripheral portion of the injection wheel located in the flame tube.
유리하게는 그리고 또 다른 변형 실시예에 따르면, 상기 분사 휠이 중실체이고, 화염 튜브 내로 돌출되는 환형의 연료 수용 방사면을 구비하며, 분사기가 이 환형의 연료 수용면과 대향하게 화염 튜브 내로 인입된다.Advantageously, and in accordance with another alternative embodiment, the injection wheel is a solid body and has an annular fuel receiving radiating surface projecting into the flame tube, wherein the injector faces the annular fuel receiving surface and into the flame tube do.
바람직한 경우, 분사기가 분사 휠의 연료 수용면에 접선으로 연료를 방출하도록 방향 설정된다.In the preferred case, the injector is oriented to discharge fuel to the fuel receiving surface of the injection wheel in a tangential line.
분사 휠의 연료 수용면이 분사기의 분사구의 축선과 각도(α)를 형성하는 것이 가능하고, 이 각도는 90° 내지 180°이다.It is possible for the fuel receiving surface of the injection wheel to form an angle alpha with the axis of the injector of the injector, which angle is from 90to 180 degrees.
제1 변형예에 따르면, 본 발명에 따른 연소 조립체에서, 분사기의 분사구의 축선이, 분사 휠의 축선을 포함하고 분사 휠의 축선과 직교하는 휠의 중앙 평면과 직교하는 평면에서 연장된다.According to a first modification, in the combustion assembly according to the present invention, the axis of the jetting orifice of the injector extends in a plane including the axis of the jetting wheel and perpendicular to the central plane of the wheel orthogonal to the axis of the jetting wheel.
제2 변형예에 따르면, 본 발명에 따른 연소 조립체에서, 분사기의 분사구의 축선이 분사 휠의 축선과 직교하는 휠의 중앙 평면과 직교하지 않는다.According to a second variant, in the combustion assembly according to the invention, the axis of the injection opening of the injector is not orthogonal to the center plane of the wheel which is orthogonal to the axis of the injection wheel.
본 발명은 또한 상술한 연소 조립체를 포함하는 터빈 엔진에 관한 것이다The present invention also relates to a turbine engine comprising the above combustion assembly
본 발명의 다른 특징들, 목적들 및 장점들은 본 발명의 가능한 실시예들을 예시적으로 그렇지만 제한 없이 나타내는 첨부 도면을 참조하여 아래의 상세한 설명을 읽으면 알 것이다.
도 1은 종래 기술의 일 실시예에 따른 연소 조립체를 도시하는 종단면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 터빈 엔진 연소 조립체의 두 실시예들의 개략적으로 도시한 종단면도들이다.
도 4는 도 3의 선 IV-IV의 평면을 따라 취한 연소 조립체의 개략적인 단면도이다.Other features, objects, and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration and not limitation, possible embodiments of the invention.
1 is a longitudinal sectional view showing a combustion assembly according to an embodiment of the prior art;
Figures 2 and 3 are schematic, longitudinal section views of two embodiments of a turbine engine combustion assembly in accordance with the present invention.
4 is a schematic cross-sectional view of the combustion assembly taken along the plane of line IV-IV in Fig. 3;
이제 도 2를 참조하여 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.A first embodiment of the present invention will now be described with reference to Fig.
도 2는 연소 조립체(20)를 개략적으로 도시하고 있는데, 화염 튜브와 분사 조립체만 도시하고 있기 때문에 도 1과 비교하여 간략하다.Figure 2 schematically shows the
화염 튜브(21)는 바닥(22)(또는 화염 튜브의 내측부), 전방 벽(23) 및 후방 벽(24)을 포함한다. 바닥(22)은 전방 벽(23)과 후방 벽(24)을 연결한다.The
앞서의 연소 조립체(1)의 경우, 화염 튜브(21)가 환형이고 연소 조립체(20)의 종축선(X-X') 둘레로 연장한다. In the case of the preceding combustion assembly 1, the
바닥(22)에는 분사 휠(26)의 일부분이 화염 튜브(21)의 내로 통과할 수 있게 하는 개구(25)가 천공된다. 달리 말하면, 분사 휠(26)은 화염 튜브(21)의 바닥 내로 부분적으로 돌출된다.The
전방 벽(23)은 연소 조립체 및 터빈 엔진의 상류(도 2의 왼쪽)를 향하는 상류 구역(230)을 구비하며, 이 상류 구역에는 화염 튜브의 주 연소 구역(28)과 대향하는 다수의 흡기구(27)가 천공되어 있다.The
마찬가지로, 후방 벽(24)은 연소 조립체 및 터빈 엔진의 상류를 향하는 상류 구역(240)을 구비하며, 이 상류 구역에는 화연 튜브의 주 연소 구역(28)과 대향하는 다수의 흡기구(29)가 천공되어 있다.Likewise, the
분사 휠(26)은 종축선(X-X')과 동축인 엔진 샤프트(30)에 의해 회전 구동된다. 분사 휠은 연소 조립체의 상류를 향하는 전면(31)과 하류를 향하는 반대쪽의 후면(32)을 구비한다.The
분사 휠(26)은 주변 환형 가장자리(33)를 획정하도록 그 주변이 만곡되어 있고, 이 주변 환형 가장자리에 연소 조립체(20)의 종축선(X-X')에 대해 반경 방향으로 방향 설정되는 구멍(34)들이, 바람직하게는 일정한 간격으로, 천공된다. 이 구멍(34)들은 오리피스들이거나 혹은 슬롯들일 수 있다.The
종래 기술의 분사 휠(7)(도 1 참조)과 비교하면, 분사 휠의 환형 주변 가장자리뿐만 아니라 분사 휠(26)을 구성하는 디스크의 환형 가장자리부(260)까지 화염 튜브의 내부에 있기 때문에, 분사 휠(26)이 화염 튜브(21)의 내부로 더 들어가 있는 것을 알 것이다. 이 환형 가장자리부(260)는 가장자리(33)의 연장부에 위치된다.Compared with the prior art injection wheel 7 (see Fig. 1), since it is in the interior of the flame tube up to the annular peripheral edge of the injection wheel as well as the
따라서 환형 가장자리(33)의 내면은 엔진 샤프트(30)와 대향하는 화염 튜브(21)의 바닥(22)으로부터 거리(D1) 만큼 떨어져 위치된다.The inner surface of the
연소 조립체는 또한 하나 이상의 분사기(35)를 포함하는데, 도 2에서는 그 중 하나만을 볼 수 있다. The combustion assembly also includes one or
본사기(35)는 연료 공급 튜브(36)에 연결된다.The
종래 기술과 달리, 분사기(35)는 공기 흡입구(27)들이 구비되는 화염 튜브(21)의 전방 벽(23), 바람직하게는 화염 튜브의 상류 구역(230)을 관통하도록 배치된다. 더욱이, 이 분사기(35)는 그 분사구(37)가 화염 튜브(21)의 내부로 이어지도록 배치되어 있다.Unlike the prior art, the
이를 위해, 거리(D1)가 분사기(35)의 분사 단부(37)를 떠난 연료 제트의 통과를 허용하기에 충분하다는 것을 알 것이다.To this end, it will be appreciated that the distance D1 is sufficient to allow the passage of the fuel jet leaving the jetting
분사 작동은 다음과 같다. 분사기(35)를 나가는 연료는 분사구(37)를 통해 나가고, 분사 휠(26)의 부분(260)의 전면(31)을 향해 방출되어, 연료막(F)을 형성한다.The injection operation is as follows. The fuel exiting the
분사 휠(26)의 회전으로 인한 원심력의 영향으로, 연료막은 휠의 주변을 향해 변위되어 구멍(34)들을 통과하고, 이는, 휠을 둘러싸는 공기와 접촉하고 있는 상태에서, 연료를 화염 튜브(21)의 내부에 분산되는 매우 미세한 액적(G)들로 무화 또는 분무시키는 효과를 발생시킨다.Under the influence of the centrifugal force due to the rotation of the
분사기(13)가 화염 튜브의 전방 벽(23)을 관통하여 배치되므로 분해가 용이해지게 된다. 바람직하게는, 분사기의 배치 형태는 분사기가 전방 벽(23)으로부터 인출되게 하기에 적합할 것이다. The
또한 유리하게는, 화염 튜브(21)의 바닥(22)이 엔진 샤프트(30)에 보다 가깝게 배치될 수 있기 때문에 분사 휠(26)의 직경이 도 1에 도시된 종래 기술의 분사 휠의 직경보다 작다는 것을 알 것이다. 이와 관련하여 도 1 및 도 2가 동일한 축척으로 도시된 것이 아니라는 점을 알 것이다.Advantageously, the bottom 22 of the
분사 휠(26)의 직경이 작으면, 그 질량도 종래 기술의 휠보다 작고, 그 결과 그 기계적 강도 또한 개선된다.If the diameter of the
이제 도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예를 설명한다. 동일한 요소들은 동일한 도면 부호들로 지시하며, 이에 따라 다시 상세하게 설명하지 않는다.Another embodiment of the present invention will now be described with reference to FIG. The same elements are denoted by the same reference numerals and will not be described in detail again.
분사 휠은 도면 부호 41로 지시한다. 이 분사 휠은 엔진 샤프트(30)에 의해 회전 구동된다.The injection wheel is indicated at 41. The injection wheel is rotationally driven by the engine shaft (30).
이 분사 휠은 중실체라는 점에서, 즉 분사공(34)들이 천공되어 있지 않다는 점에서 분사 휠(26)과 다르다. 이 분사 휠의 주변 가장자리(42)는 연료막(F)을 수용하기 위한, 바람직하게는 편평한, 원형 방사면(43)을 획정하도록 나팔 모양으로 벌어져 있다. This injection wheel is different from the
분사기(35)는 분사구(37)가 이 면(43)과 대향하도록 위치되어 있다.The
분사구(37)의 축선은 연료 수용면(43)과 각도(α)를 형성한다. 이 각도(α)는 유리하게는 90° 내지 180°이다. 각도가 180°이면, 연료 분사는 면(43)에 대해 접선으로 일어난다.The axis of the jetting
이 경우, 휠(41)의 중앙 평면(P)이 이 휠을 구동하는 엔진 샤프트(30)의 축선과 직교하는 것을 고려하면, 분사기(35)의 분사구(37)의 축선이, P와 직교하며 엔진 샤프트(30)의 축선을 포함하는 평면(P1)에서 연장하는 것을 알 수 있을 것이다. 도 3에서, 평면(P1)은 도면이 도시된 지면의 평면에 대응되고, 도 4에서, 평면(P1)은 일점쇄선으로 도시되어 있다.Considering that the center plane P of the
그러나 분사구(37)의 축선이 P와 직교하지 않도록 방향 설정하는 것도 또한 가능하다. 달리 말하면, 이 축선은 도 3의 평면에 대응되는 평면(P1)으로부터 돌출되거나 혹은 분리된다. 도 4에서, 이 축선은 X1-X'1로 지시된다.However, it is also possible to orient the axis of the jetting
이 실시예에서는, 분사구가 분사 휠의 환형 가장자리(33) 아래에 위치한 구역에 도달할 필요가 없기 때문에, 분사기(35)가 유리하게는 화염 튜브(21)에 도 2의 실시예보다 덜 깊게 삽입되는 것을 알 것이다. 분사기에 의해 연료가 면(43)에 분사되기만 하면 충분하다. 이에 의해 분사기(35)의 분해가 용이해진다.In this embodiment, the
앞에서와 마찬가지로, 연료막(F)은 휠(41)에 의해 발생되는 원심력을 받고, 연료 액적(G)들의 형태로 무화된다.As before, the fuel film F receives the centrifugal force generated by the
본 발명의 이 실시예에 의하면, 통공이 천공되지 않기 때문에 상당히 단순하고 기계적 내구성이 양호한 구조를 갖는 분사 휠(41)을 구비하는 것이 가능해진다. 화염 튜브(21)의 바닥(22)이 엔진 샤프트(30)에 더 가까울 수 있기 때문에, 직경 또한 종래 기술에 비해 작다. 마지막으로, 연소는 실질적으로 분사 휠(41)의 한쪽, 여기서는 도 3의 왼쪽에서만 일어난다. According to this embodiment of the present invention, since the through hole is not perforated, it becomes possible to provide the
더욱이, 본 발명의 변형 실시예들이 가능하다는 것을 알 것이다. 특히, 분사기(35)가 화염 튜브(21)의 후방 벽(24)을 관통하게, 바람직하게는 후방 벽의 상류 구역(240)을 관통하게 위치될 수 있다.Moreover, it will be appreciated that alternative embodiments of the invention are possible. In particular, the
이 경우, 그리고 분사 휠(26)이 도 2의 실시예에 따라 만들어지는 경우에, 환형 가장자리(33)는 연소 조립체(20)의 하류쪽으로 돌려지고, 연료 분사는 휠의 후면(32)에서 일어난다.In this case, and when the
분사기가 후방 벽(24)을 관통하게 위치되고, 분사 휠(41)이 도 3의 실시예에 일치하는 경우에, 수용면(43)은 후방 벽(24)을 향하도록 그 방향이 설정된다. The receiving
분사구(37)의 축선의 다른 가능한 경사도 및 앞에서 설명한 각도(α)의 다른 값들이 또한 이 변형 실시예에 적용될 수 있다.Other possible inclination of the axis of the jetting
마지막으로, 다른 변형 실시예에 따르면, 화염 튜브(21)가 플랜지(50)를 이용하여 조립되는 다수의 부분들로 만들어지는 것이 가능한데, 이 경우 분해가 용이해진다.Finally, according to another variant embodiment, it is possible that the
Claims (9)
- 연소 조립체(20)의 상류를 향하는 상류 구역(230)을 구비하는 전방 벽(23), 연소 조립체(20)의 상류를 향하는 상류 구역(240)을 구비하는 후방 벽(24) 및 엔진 샤프트(30)와 대향하게 배치되는 바닥(22)을 포함하는 환형 화염 튜브(21),
- 연소 조립체(20)의 종축선(X-X')과 동축인 상기 엔진 샤프트(30)에 의해 회전 구동되는 분사 휠(26, 41)로서, 화염 튜브의 바닥(22)을 관통하여 화염 튜브(21) 내로 부분적으로 돌출되고 화염 튜브 내에서 연료를 원심력에 의해 무화시키도록 구성된 분사 휠(26, 41), 및
- 상기 분사 휠(26, 41) 위에 연료로 된 막을 침적시킬 수 있는 적어도 하나의 분사기(35)를 포함하는 터빈 엔진 연소 조립체에 있어서,
상기 분사기(35)는, 화염 튜브(21)의 전방 벽(23)의 상류 구역(230)을 관통하게 또는 후방 벽(24)의 상류 구역(240)을 관통하게, 그리고 분사기의 분사구(37)가 튜브(21) 내부에서 상기 화염 튜브(21) 내에 위치되어 있는 상기 분사 휠(26, 41)의 부분과 대향하게 인입되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 터빈 엔진 연소 조립체.A turbine engine combustion assembly (20) comprising:
A front wall 23 having an upstream section 230 directed upstream of the combustion assembly 20, a rear wall 24 having an upstream section 240 upstream of the combustion assembly 20, An annular flame tube (21) comprising a bottom (22) arranged opposite to the annular flame tube (30)
- injection wheels (26, 41) rotationally driven by the engine shaft (30) coaxial with the longitudinal axis (X-X ') of the combustion assembly (20) (26, 41) partially protruding into the flame tube (21) and configured to atomize the fuel in the flame tube by centrifugal force, and
- a turbine engine combustion assembly comprising at least one injector (35) capable of depositing a film of fuel on said injection wheels (26, 41)
The injector 35 is arranged to pass through the upstream section 230 of the front wall 23 of the flame tube 21 or through the upstream section 240 of the rear wall 24 and through the injection port 37 of the injector, Is arranged to be drawn into the tube (21) opposite the part of the injection wheel (26, 41) located in the flame tube (21).
상기 분사기(35)가 화염 튜브(21)의 전방 벽(23)의 상류 구역(230)을 관통하게 배치되고,
상기 분사 휠(26)이 연소 조립체 상류쪽의 주변에서 만곡되어 환형 가장자리(33)를 구비하고,
환형 가장자리(33)에는 다수의 반경 방향 분사공(34)이 천공되어 있고,
상기 분사기(35)가 화염 튜브(21) 내에 위치된 상기 분사 휠의 환형 주변부(26)의 전면(31)에 대향하게 화염 튜브(21) 내로 인입되는 것을 특징으로 하는 터빈 엔진 연소 조립체.The method according to claim 1,
The injector 35 is arranged to penetrate the upstream zone 230 of the front wall 23 of the flame tube 21,
The injection wheel 26 is curved at the periphery of the upstream side of the combustion assembly to have an annular edge 33,
A plurality of radial spray holes (34) are perforated in the annular edge (33)
Characterized in that the injector (35) is drawn into the flame tube (21) opposite the front face (31) of the annular peripheral portion (26) of the injection wheel located in the flame tube (21).
상기 분사기(35)가 화염 튜브(21)의 후방 벽(24)의 상류 구역(240)을 관통하게 배치되고,
상기 분사 휠(26)이 연소 조립체 하류쪽 주변에서 만곡되어 환형 가장자리(33)를 구비하고,
환형 가장자리(33)에는 다수의 반경 방향 분사공(34)이 천공되어 있고,
상기 분사기(35)가 화염 튜브(21) 내에 위치된 상기 분사 휠의 환형 주변부(260)의 후면(32)에 대향하게 화염 튜브(21) 내로 인입되는 것을 특징으로 하는 터빈 엔진 연소 조립체.The method according to claim 1,
The injector 35 is arranged to penetrate the upstream zone 240 of the rear wall 24 of the flame tube 21,
The injection wheel 26 is curved around the downstream side of the combustion assembly to have an annular edge 33,
A plurality of radial spray holes (34) are perforated in the annular edge (33)
Characterized in that the injector (35) is introduced into the flame tube (21) opposite the rear face (32) of the annular peripheral portion (260) of the injection wheel located in the flame tube (21).
상기 분사 휠(41)이 중실체이고, 화염 튜브(21) 내로 돌출되는 환형의 연료 수용 방사면(43)을 구비하며,
분사기(35)가 이 환형의 연료 수용면(43)과 대향하게 화염 튜브(21) 내로 인입되는 것을 특징으로 하는 터빈 엔진 연소 조립체.The method according to claim 1,
Wherein the injection wheel (41) is a solid body and has an annular fuel receiving and radiating surface (43) projecting into the flame tube (21)
Characterized in that the injector (35) is drawn into the flame tube (21) opposite the annular fuel receiving surface (43).
분사기(35)가 분사 휠의 연료 수용면(43)에 접선으로 연료를 방출하도록 방향 설정되는 것을 특징으로 하는 터빈 엔진 연소 조립체.The method of claim 4,
And the injector (35) is oriented to discharge fuel in a tangential manner to the fuel receiving surface (43) of the injection wheel.
분사 휠(41)의 연료 수용면(43)이 분사기(35)의 분사구(37)의 축선과 각도(α)를 형성하고, 이 각도는 90° 내지 180°인 것을 특징으로 하는 터빈 엔진 연소 조립체.The method of claim 4,
Characterized in that the fuel receiving surface (43) of the injection wheel (41) forms an angle (?) With the axis of the injection port (37) of the injector (35) .
분사기(35)의 분사구(37)의 축선이, 분사 휠(41)의 축선(30)을 포함하고 분사 휠(41)의 축선과 직교하는 휠(41)의 중앙 평면(P)과 직교하는 평면(P1)에서 연장되는 것을 특징으로 하는 터빈 엔진 연소 조립체.The method according to any one of claims 4 to 6,
The axis of the jetting port 37 of the jetting device 35 is perpendicular to the plane P of the wheel 41 including the axis 30 of the jetting wheel 41 and orthogonal to the axis of the jetting wheel 41 (P1). ≪ / RTI >
분사기(35)의 분사구(37)의 축선이 분사 휠(41)의 축선과 직교하는 휠(41)의 중앙 평면(P)과 직교하지 않는 것을 특징으로 하는 터빈 엔진 연소 조립체.The method according to any one of claims 4 to 6,
Characterized in that the axis of the injection port (37) of the injector (35) is not orthogonal to the center plane (P) of the wheel (41) orthogonal to the axis of the injection wheel (41).
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