KR20190007924A

KR20190007924A - 연소기용 노즐 및 이를 구비하는 가스터빈

Info

Publication number: KR20190007924A
Application number: KR1020170089592A
Authority: KR
Inventors: 엄종호; 노우진
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2017-07-14
Filing date: 2017-07-14
Publication date: 2019-01-23
Also published as: KR102024542B1

Abstract

본 발명은, 연료를 공급하는 중공 형상의 노즐본체; 및 상기 노즐본체와 연통하도록 상기 노즐본체의 측면에 결합하며, 상기 노즐본체로부터 공급받은 연료가 분사되는 복수개의 연료구가 측면에 형성된 복수개의 스월러베인을 포함하되, 상기 복수개의 스월러베인의 측면을 따라 유동하는 압축공기에 와류가 형성될 수 있도록, 상기 복수개의 스월러베인의 측면에 복수개의 딤플이 형성되며, 상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기의 진행방향을 축으로 하여, 각각 대칭 형상인 연소기용 노즐 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공한다.
본 발명에 따른 연소기용 노즐 및 이를 구비하는 가스터빈에 의하면, 유동하는 압축공기의 진행방향을 축으로 하여 대칭 형상을 나타내는 딤플을 스월러베인의 측면에 형성시킴으로써, 딤플에 의해 유동하는 압축공기에 발생하는 와류가 대칭 형상으로 형성되도록 할 수 있으며, 이에 따라 연료와 압축공기를 균일하게 혼합시킬 수 있다.

Description

연소기용 노즐 및 이를 구비하는 가스터빈{Nozzle for combustor and gas turbine having the same}

본 발명은 연소기용 노즐 및 이를 구비하는 가스터빈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 연소기 내부로 주입되는 연료와 압축공기를 혼합시키는 연소기용 노즐 및 이를 구비하는 가스터빈에 관한 것이다.

일반적으로, 가스터빈이란, 고온 고압의 연소가스로 터빈을 가동시키는 회전형 열기관을 의미한다. 가스터빈은 기본적인 요소로서 공기를 압축시키는 압축기, 압축기로부터 공급받은 압축공기와 연료를 연소시켜 연소가스를 생성시키는 연소기, 연소기로부터 뿜어져 나온 고온 고압의 가스를 통해 날개를 회전시켜 전력을 발생시키는 터빈을 포함한다.

상기와 같은 기술과 관련된 것으로서, 미국등록특허 US8220270호에서는, 연료와 압축공기를 혼합시키는 스워즐(Swozzle)에 관해 개시하고 있다.

상기와 같은 종래의 스월러를 구비한 연소기용 노즐은, 연료가 분출되는 노즐의 상측으로 압축공기가 유동하도록 하여, 분출된 연료와 압축공기가 섞이도록 하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 종래의 스월러를 구비한 연소기용 노즐에 포함된 가이딩부는, 스월러 베인의 측면에 형성되어 스월러 베인의 측면을 따라 유동하는 압축공기를 가이드할 뿐, 압축공기와 연료를 균일하게 섞는 기능은 효과적으로 수행하지 못한다는 한계를 갖는다.

연료와 압축공기가 균일하게 섞일수록, 질소산화물이나 입자상물질 등이 발생하지 않게 되고, 연료의 연소효율이 증가하게 되어 가스터빈의 작동 효율이 향상하게 된다. 따라서 가스터빈 내부에서 연료와 압축공기가 효율적으로 혼합될 수 있도록 하는 별도의 구성 혹은 형상에 대한 필요성이 대두되는 바이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 연료와 압축공기를 효과적으로 혼합시킬 수 있도록 개선된 연소기용 노즐 및 이를 구비하는 가스터빈을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 연소기용 노즐은, 연료를 공급하는 중공 형상의 노즐본체; 및 상기 노즐본체와 연통하도록 상기 노즐본체의 측면에 결합하며, 상기 노즐본체로부터 공급받은 연료가 분사되는 복수개의 연료구가 측면에 형성된 복수개의 스월러베인을 포함하되, 상기 복수개의 스월러베인의 측면을 따라 유동하는 압축공기에 와류가 형성될 수 있도록, 상기 복수개의 스월러베인의 측면에 복수개의 딤플이 형성되며, 상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기의 진행방향을 축으로 하여, 각각 대칭 형상이다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 흡입된 공기를 압축시키는 압축기;상기 압축기로부터 공급받은 압축공기와 외부 연료를 혼합시키는 연소기용 노즐을 구비하여, 연소가스를 발생시키는 연소기; 및 상기 연소기로부터 전달된 연소가스에 의해 회전력을 얻어 전력을 발생시키는 터빈을 포함하되, 상기 연소기용 노즐은, 연료를 공급하는 중공 형상의 노즐본체와, 상기 노즐본체와 연통하도록 상기 노즐본체의 측면에 결합하며, 상기 노즐본체로부터 공급받은 연료가 분사되는 복수개의 연료구가 측면에 형성된 복수개의 스월러베인을 포함하며, 상기 복수개의 스월러베인의 측면을 따라 유동하는 압축공기에 와류가 형성될 수 있도록, 상기 복수개의 스월러베인의 측면에 복수개의 딤플이 형성되며, 상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기의 진행방향을 축으로 하여, 각각 대칭 형상인 가스터빈이 제공된다.

상기 스월러베인의 측면은, 상기 복수개의 딤플이 형성됨에 따라 움푹 파이도록 형성된 움푹면과, 상기 움푹면 주변의 플랫면으로 이루어질 수 있다.

상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기 측에서 바라본 형상이, 사다리꼴형, 사각형, 하트형, 익형 및 타원형으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 선택적 조합의 형상일 수 있다.

상기 복수개의 딤플은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때의 움푹면이 반원 형상으로 형성되되, 유동하는 압축공기 측에서 바라보았을 때 어느 하나가 인접하는 다른 하나와 서로 일 부분을 공유하도록 형성될 수 있다.

상기 움푹면은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때 바닥부와 측면부가 직선형으로 형성되되, 상기 바닥부와 측면부가 만나는 부위는 곡선형으로 형성될 수 있다.

상기 움푹면은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때, 압축공기의 유동방향을 기준으로 곡선형으로 하강하다가 직선형으로 상승하도록 형성될 수 있다.

상기 움푹면은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때, 압축공기의 유동방향을 기준으로 직선형으로 하강하다가 곡선형으로 상승하도록 형성될 수 있다.

상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기 측에서 바라보았을 때, 압축공기의 유동방향을 기준으로 하여 상류측의 딤플과 하류측의 딤플 한 쌍이 서로 일 부분을 공유하도록 형성되되, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때 상기 인접하는 한 쌍의 딤플이 공유하는 움푹면의 중심부가 돌출되도록 형성될 수 있다.

상기 복수개의 딤플은, 상기 압축공기의 유동방향을 기준으로 하여, 상기 복수개의 연료구의 상류측과 하류측의 스월러베인 측면에 각각 형성될 수 있다.

상기 스월러베인은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때, 상기 움푹면과 플랫면이 만나는 부위가 곡선형으로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 연소기용 노즐 및 이를 구비하는 가스터빈에 의하면, 유동하는 압축공기의 진행방향을 축으로 하여 대칭 형상을 나타내는 딤플을 스월러베인의 측면에 형성시킴으로써, 딤플에 의해 유동하는 압축공기에 발생하는 와류가 대칭 형상으로 형성되도록 할 수 있으며, 이에 따라 연료와 압축공기를 균일하게 혼합시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈을 도시한 단면도,
도 2는 도 1에 나타낸 가스터빈에 포함된 연소기를 도시한 단면도,
도 3은 도 2에 나타낸 연소기에 포함된 연소기용 노즐을 도시한 사시도,
도 4a는 도 3에 나타낸 연소기용 노즐에 포함된 스월러베인을 도시한 사시도,
도 4b는 도 4a에 나타낸 스월러베인에 형성된 딤플에서 와류가 형성되는 모습을 도시한 도면,
도 5a 내지 도 5f는 도 4a에 나타낸 스월러베인에 형성된 딤플의 다양한 형상을 도시한 도면,
도 6a 내지 도 6g는 도 5에 나타낸 딤플이 서로 겹쳐지도록 형성된 것을 도시한 도면,
도 7은 도 4a에 나타낸 스월러베인의 일부를 도시한 단면도,
도 8a 내지 8e는 도 4a에 나타낸 스월러베인의 움푹면의 다양한 형상을 도시한 도면이다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 연소기용 노즐 및 이를 구비하는 가스터빈에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈을 도시한 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈(1)은, 연소기(10), 압축기(20) 및 터빈(30)을 포함한다.

상기 연소기(10)는 공급받은 연료와 압축공기의 혼합물을 연소시켜 연소가스를 발생시킨다. 상기 연소기(10)로 공급되는 압축공기는 상기 압축기(20)가 외부의 공기를 흡입하여 압축한 것이며, 상기와 같이 발생된 연소가스가 터빈(30)의 내부에 존재하는 블레이드(미도시)를 회전시킴으로써, 터빈(30)과 결합된 외부의 발전수단(미도시)으로부터 전력이 발생되도록 할 수 있다. 상기 연소기(10), 압축기(20) 및 터빈(30)은 공지의 기술에 해당하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이하부터는, 도 2에 표시된 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈(1)의 연소기(10)에 포함된 연소기용 노즐(100)에 관해 상세히 설명한다.

도 2는 도 1에 나타낸 가스터빈에 포함된 연소기를 도시한 단면도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 연소기에 포함된 연소기용 노즐을 도시한 사시도이다.

도면을 참조하면, 상기 연소기(10)에 구비된 연소기용 노즐(100)은, 연료가 저장된 외부의 연료탱크(미도시)로부터 공급받은 연료를, 상기 압축기(20)로부터 공급받은 압축공기와 혼합시킨 후, 이를 연소기(10)의 내부로 전달한다.

또한, 상기 연소기용 노즐(100)은, 도 3에 표시된 것처럼, 노즐본체(110) 및 복수개의 스월러베인(120;Swirler vane)을 포함한다.

상기 노즐본체(110)는, 중공의 실린더 형상으로서, 외부로부터 공급받은 연료가 상기 노즐본체(110)의 내부를 따라 유동하도록 한다.

상기 스월러베인(120)은, 도 4a 및 도 4b에 표시된 것처럼, 상기 노즐본체(110)와 연통하도록 상기 노즐본체(110)의 측면, 즉 외주면에 결합하며, 상기 노즐본체(110)로부터 공급받은 연료가 외부로 분사되도록 하는 복수개의 연료구(121)가 각각의 스월러베인(120)의 측면에 형성된다. 상기 스월러베인(120)에 형성된 복수개의 연료구(121)를 통해 연료가 분사됨으로써, 분사된 연료가 압축공기와 균일하게 혼합되도록 할 수 있다.

이하부터는, 도 4a 및 도 4b에 표시된 것처럼, 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈(1)의 연소기(10)에 포함된 연소기용 노즐(100)의 스월러베인(120)에 형성되는 딤플(122)에 관해 상세히 설명하도록 한다.

도 4a는 도 3에 나타낸 연소기용 노즐에 포함된 스월러베인을 도시한 사시도이며, 도 4b는 도 4a에 나타낸 스월러베인에 형성된 딤플에서 와류가 형성되는 모습을 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 상기 복수개의 스월러베인(120)의 측면에는, 상기 복수개의 스월러베인(120)의 측면을 따라 유동하는 압축공기에 와류(Vortex)를 형성시키는 복수개의 딤플(122;Dimple)이 형성된다. 그리고 상기 딤플(122)은, 유입되는 압축공기의 진행방향을 축으로 하여 각각 대칭 형상이 되도록 형성되며, 그에 따라 상기 딤플(122)에 의해 형성되는 와류가, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 딤플(122)의 상하로 대칭되는 형상, 또는 적게는 한쪽으로만 진행될 수 있는 경우를 나타내도록 한다.

상기 딤플(122)을 통해 형성된 와류가 경우에 따라 비대칭 구조로 형성되는 경우, 상기 딤플(122)에 의해 유동하는 압축공기에 발생하는 와류가 비대칭 형상으로 형성된다. 이 경우, 와류가 압축공기의 유동방향을 따라 지속적으로 유지되지 않는다는 한계가 있으며, 인접한 상하의 연료구(121)를 통해 분사된 연료가 압축공기와 같이 합해져서 연료와 공기의 혼합이 불균일하게 형성되는 문제가 존재한다.

하지만, 상기 딤플(122)을 상술한 바와 같이 대칭 형상으로 형성시키는 경우, 상기 딤플(122)에 의해 유동하는 압축공기에 발생하는 와류가 대칭 형상으로 형성되며, 와류의 형상이 압축공기의 유동방향을 따라 지속적으로 유지되게 된다.

이 경우, 압축공기와 연료가 압축공기의 유동 경로를 따라 지속적으로 섞이게 되며, 이에 따라 압축공기와 연료가 균일하게 혼합되도록 할 수 있다.

한편, 상기 복수개의 딤플은(122)은, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상기 압축공기의 유동방향을 기준으로 하여, 상기 복수개의 연료구(121)의 상류측과 하류측의 스월러베인(120) 측면에 각각 형성될 수 있다. 이 경우, 상류측의 딤플(122)에 의해 1차적으로 압축공기에 와류가 발생하게 되고, 상기 연료구(121)를 통해 분사된 연료와 섞인 압축공기의 혼합물이, 하류측의 딤플(122)에 의해 2차적으로 와류를 발생시키게 된다. 이에 따라 연료와 압축공기가 더욱더 균일하게 혼합되도록 할 수 있다.

이하부터는, 도 5a 내지 도 5f, 도 6a 내지 도 6g 및 도 7에 표시된 것처럼, 상기 딤플(122)의 형상에 관한 다양한 실시예에 대해 설명하도록 한다.

도 5a 내지 도 5f는 도 4a에 나타낸 스월러베인에 형성된 딤플의 다양한 형상을 도시한 도면이며, 도 6a 내지 도 6g는 도 5에 나타낸 딤플이 서로 겹쳐지도록 형성된 것을 도시한 도면이고, 도 7은 도 4a에 나타낸 스월러베인의 일부를 도시한 단면도이다.

먼저, 도 5a 내지 도 5f를 참조하면, 상기 복수개의 딤플(122)은, 유동하는 압축공기 측에서 바라보았을 때, 사다리꼴형, 사각형, 하트형, 익형(비행기의 날개의 단면 모양) 및 타원형으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 선택적 조합의 형상일 수 있다. 즉, 도 4a에 도시된 딤플(122)의 형상이 원형인 것으로 도시되어 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 상기와 같은 형상으로 딤플(122)이 다양하게 형성될 수 있는 것이다.

또한, 도 6a 내지 도 6f를 참조하면, 상기 복수개의 딤플(122)은, 유동하는 압축공기 측에서 바라보았을 때, 어느 하나가 인접하는 다른 하나와 서로 일 부분을 공유하도록, 상기 스월러베인(120)의 측면에 형성될 수 있다. 이때, 도 6g를 참조하면, 상기 복수개의 딤플(122)은, 상기 노즐본체(110) 측에서 바라보았을 때, 움푹면(123)이 반원 형상으로 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 연료구(121)의 상류측에서 유입된 압축공기가 상기 딤플(122)로 유입하는 경우에, 보다 확실한 대칭을 가진 와류가 형성될 수 있고, 보다 다양한 윤곽(Profile)의 와류가 압축공기에 발생되도록 할 수 있으며, 이에 따라 연료와 압축공기가 보다 더 효과적으로 혼합되도록 할 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 스월러베인(120)의 측면은, 상기 복수개의 딤플(122)이 형성됨에 따라 움푹 파이도록 형성된 움푹면(123)과, 상기 움푹면(123) 주변의 플랫면(124)으로 이루어진다. 그리고 여기서, 상기 스월러베인(120)은, 상기 노즐본체(110) 측에서 바라보았을 때, 상기 움푹면(123)과 플랫면(124)이 만나는 부위가 곡선형으로 형성될 수 있다.

이처럼, 상기 움푹면(123)과 플랫면(124)이 만나는 부위가 곡면 형상으로 형성됨으로써, 압축공기가 플랫면(124)과 움푹면(123)을 따라 부드럽게 흐를 수 있게 되고, 이에 따라 압축공기에 훨씬 더 풍부한 와류가 형성되도록 할 수 있다.

한편, 도 8a 내지 8e는 도 4a에 나타낸 스월러베인의 움푹면의 다양한 형상을 도시한 도면으로서, 도 8a 내지 도 8d를 참조하면, 상기 움푹면(123)은, 상기 노즐본체(110)에서 바라보았을 때, 그 형상이 다양하도록 형성될 수 있다.

상기 움푹면(123)의 바닥부(123a)와 측면부(123b)가 직선형으로 형성되되, 상기 바닥부(123a)와 측면부(123b)가 만나는 부위는 곡선형으로 형성될 수 있다. 혹은, 상기 움푹면(123)은, 압축공기의 유동방향을 기준으로 하였을 때, 곡선형으로 하강하다가 직선형으로 상승하도록 형성되거나, 그 반대로, 직선형으로 하강하다가 곡선형으로 상승하도록 형성될 수 있다.

또는, 상기 움푹면(123)은, 그 중심부(123c)가 상측으로 돌출되도록 형성될 수 있다. 더욱 상세하게는, 도 8e를 참조하면, 상기 복수개의 딤플(122)은, 유동하는 압축공기 측에서 바라보았을 때, 압축공기의 유동방향을 기준으로 하여 상류측의 딤플(122)과 하류측의 딤플(122) 한 쌍이 서로 일 부분을 공유하도록 형성되되, 상기 노즐본체(110) 측에서 바라보았을 때, 상기 인접하는 한 쌍의 딤플(122)이 공유하는 움푹면(123)의 중심부가 상측으로 돌출되도록 형성될 수 있다.

상기와 같이, 움푹면(123)의 형상을 다양하게 형성함으로써, 상기 딤플(122)은, 유동하는 압축공기가 형성하는 와류가 보다 더 풍부하고 다양한 윤곽을 지니도록 할 수 있다. 그에 따라 상기 딤플(122)은, 유동하는 압축공기와 분사되는 연료가 보다 더 균일하게 혼합되도록 할 수 있다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 연소기용 노즐(100), 연소기(10) 및 이를 구비하는 가스터빈(1)에 의하면, 유동하는 압축공기의 진행방향을 축으로 하여 대칭 형상을 나타내는 딤플(122)을 스월러베인(120)의 측면에 형성시킴으로써, 딤플(122)에 의해 유동하는 압축공기에 발생하는 와류가 대칭 형상으로 형성되도록 할 수 있으며, 이에 따라 연료와 압축공기를 균일하게 혼합시킬 수 있다.

1 : 가스터빈 10 : 연소기
20 : 압축기 30 : 터빈
100 : 연소기용 노즐 110 : 노즐본체
120 : 스월러베인 121 : 연료구
122 : 딤플 123 : 움푹면
124 : 플랫면

Claims

연료를 공급하는 중공 형상의 노즐본체; 및
상기 노즐본체와 연통하도록 상기 노즐본체의 측면에 결합하며, 상기 노즐본체로부터 공급받은 연료가 분사되는 복수개의 연료구가 측면에 형성된 복수개의 스월러베인을 포함하되,
상기 복수개의 스월러베인의 측면을 따라 유동하는 압축공기에 와류가 형성될 수 있도록, 상기 복수개의 스월러베인의 측면에 복수개의 딤플이 형성되며,
상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기의 진행방향을 축으로 하여, 각각 대칭 형상인 연소기용 노즐.
청구항 1에 있어서,
상기 스월러베인의 측면은, 상기 복수개의 딤플이 형성됨에 따라 움푹 파이도록 형성된 움푹면과, 상기 움푹면 주변의 플랫면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
청구항 2에 있어서,
상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기 측에서 바라본 형상이, 사다리꼴형, 사각형, 하트형, 익형 및 타원형으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 선택적 조합의 형상인 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
청구항 3에 있어서,
상기 복수개의 딤플은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때의 움푹면이 반원 형상으로 형성되되, 유동하는 압축공기 측에서 바라보았을 때 어느 하나가 인접하는 다른 하나와 서로 일 부분을 공유하도록 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
청구항 2에 있어서,
상기 움푹면은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때 바닥부와 측면부가 직선형으로 형성되되, 상기 바닥부와 측면부가 만나는 부위는 곡선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
청구항 2에 있어서,
상기 움푹면은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때, 압축공기의 유동방향을 기준으로 곡선형으로 하강하다가 직선형으로 상승하도록 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
청구항 2에 있어서,
상기 움푹면은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때, 압축공기의 유동방향을 기준으로 직선형으로 하강하다가 곡선형으로 상승하도록 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
청구항 2에 있어서,
상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기 측에서 바라보았을 때, 압축공기의 유동방향을 기준으로 하여 상류측의 딤플과 하류측의 딤플 한 쌍이 서로 일 부분을 공유하도록 형성되되, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때 상기 인접하는 한 쌍의 딤플이 공유하는 움푹면의 중심부가 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 딤플은, 상기 압축공기의 유동방향을 기준으로 하여, 상기 복수개의 연료구의 상류측과 하류측의 스월러베인 측면에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
청구항 2 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스월러베인은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때, 상기 움푹면과 플랫면이 만나는 부위가 곡선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐.
흡입된 공기를 압축시키는 압축기;
상기 압축기로부터 공급받은 압축공기와 외부 연료를 혼합시키는 연소기용 노즐을 구비하여, 연소가스를 발생시키는 연소기; 및
상기 연소기로부터 전달된 연소가스에 의해 회전력을 얻어 전력을 발생시키는 터빈을 포함하되,
상기 연소기용 노즐은,
연료를 공급하는 중공 형상의 노즐본체와,
상기 노즐본체와 연통하도록 상기 노즐본체의 측면에 결합하며, 상기 노즐본체로부터 공급받은 연료가 분사되는 복수개의 연료구가 측면에 형성된 복수개의 스월러베인을 포함하며,
상기 복수개의 스월러베인의 측면을 따라 유동하는 압축공기에 와류가 형성될 수 있도록, 상기 복수개의 스월러베인의 측면에 복수개의 딤플이 형성되며,
상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기의 진행방향을 축으로 하여, 각각 대칭 형상인 가스터빈.
청구항 11에 있어서,
상기 스월러베인의 측면은, 상기 복수개의 딤플이 형성됨에 따라 움푹 파이도록 형성된 움푹면과, 상기 움푹면 주변의 플랫면으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
청구항 12에 있어서,
상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기 측에서 바라본 형상이, 사다리꼴형, 사각형, 하트형, 익형 및 타원형으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 선택적 조합의 형상인 것을 특징으로 하는 가스터빈.
청구항 13에 있어서,
상기 복수개의 딤플은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때의 움푹면이 반원 형상으로 형성되되, 유동하는 압축공기 측에서 바라보았을 때 어느 하나가 인접하는 다른 하나와 서로 일 부분을 공유하도록 형성된 것을 특징으로 하는 가스터빈.
청구항 12에 있어서,
상기 움푹면은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때 바닥부와 측면부가 직선형으로 형성되되, 상기 바닥부와 측면부가 만나는 부위는 곡선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 가스터빈.
청구항 12에 있어서,
상기 움푹면은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때, 압축공기의 유동방향을 기준으로 곡선형으로 하강하다가 직선형으로 상승하도록 형성된 것을 특징으로 하는 가스터빈.
청구항 12에 있어서,
상기 움푹면은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때, 압축공기의 유동방향을 기준으로 직선형으로 하강하다가 곡선형으로 상승하도록 형성된 것을 특징으로 하는 가스터빈.
청구항 12에 있어서,
상기 복수개의 딤플은, 유동하는 압축공기 측에서 바라보았을 때, 압축공기의 유동방향을 기준으로 하여 상류측의 딤플과 하류측의 딤플 한 쌍이 서로 일 부분을 공유하도록 형성되되, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때 상기 인접하는 한 쌍의 딤플이 공유하는 움푹면의 중심부가 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 가스터빈.
청구항 11 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수개의 딤플은, 상기 압축공기의 유동방향을 기준으로 하여, 상기 복수개의 연료구의 상류측과 하류측의 스월러베인 측면에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 가스터빈.
청구항 12 내지 청구항 18 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스월러베인은, 상기 노즐본체 측에서 바라보았을 때, 상기 움푹면과 플랫면이 만나는 부위가 곡선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 가스터빈.