KR20190048902A - Fuel nozzle, combustor and gas turbine having the same - Google Patents

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KR20190048902A KR1020170144194A KR20170144194A KR20190048902A KR 20190048902 A KR20190048902 A KR 20190048902A KR 1020170144194 A KR1020170144194 A KR 1020170144194A KR 20170144194 A KR20170144194 A KR 20170144194A KR 20190048902 A KR20190048902 A KR 20190048902A
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Abstract

According to the present invention, a fuel nozzle comprises: an injection cylinder for supplying fuel fluid to a combustion chamber; and a plurality of swirlers arranged radially on the outer circumferential surface in the middle of the injection cylinder. The injection cylinder comprises: an outer tube extending in one direction and having a path through which the fuel fluid passes; first and second inner tubes extending in one direction inside the outer tube and radially spaced apart from the outer tube such that an outer path is formed therebetween. The second inner tube is coupled to slide on one end in the longitudinal direction of the first inner tube. According to the embodiments of the present invention, the effects of thermal stress applied by high temperature in the combustion chamber can be reduced.

Description

연료 노즐, 이를 포함하는 연소기 및 가스 터빈{FUEL NOZZLE, COMBUSTOR AND GAS TURBINE HAVING THE SAME}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a fuel nozzle, a combustor and a gas turbine including the fuel nozzle,

본 발명은 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다.The present invention relates to a combustor and a gas turbine including the same.

가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다. A gas turbine is a power engine that mixes and combusts compressed air and fuel compressed in a compressor and rotates the turbine with hot gases generated by combustion. Gas turbines are used to drive generators, aircraft, ships, trains, and so on.

일반적으로 가스 터빈은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 압축기는 외부 공기를 흡입하여 압축한 후 연소기로 전달한다. 압축기에서 압축된 공기는 고압 및 고온의 상태가 된다. 연소기는 압축기로부터 유입된 압축 공기와 연료를 혼합해서 연소시킨다. 연소로 인해 발생된 연소 가스는 터빈으로 배출된다. 연소 가스에 의해 터빈 내부의 터빈 블레이드가 회전하게 되며, 이를 통해 동력이 발생된다. 발생된 동력은 발전, 기계 장치의 구동 등 다양한 분야에 사용된다.Generally, a gas turbine includes a compressor, a combustor, and a turbine. The compressor sucks the external air, compresses it, and transfers it to the combustor. The compressed air in the compressor is in a state of high pressure and high temperature. The combustor mixes the fuel and the compressed air introduced from the compressor and burns them. The combustion gas generated by the combustion is discharged to the turbine. The combustion gas causes the turbine blades inside the turbine to rotate, thereby generating power. The generated power is used in various fields such as power generation, driving of machinery and the like.

대한민국 공개특허 10-2006-0096319호 (명칭 : 캔형 연소기)Korean Patent Laid-Open No. 10-2006-0096319 (Name: Can-type Combustor)

본 발명의 일측면은 연소실에서의 고온에 의해 가해지는 열응력의 영향을 감소시킬 수 있는 연료 노즐, 이를 포함하는 연소기 및 가스 터빈을 제공하는 것이다.An aspect of the present invention is to provide a fuel nozzle, a combustor including the same, and a gas turbine capable of reducing the influence of thermal stress applied by a high temperature in a combustion chamber.

본 발명에 따른 연료 노즐은 연소실에 연료 유체를 공급하는 주입 실린더; 및 주입 실린더 중간의 외주면에 방사형으로 배열되는 복수개의 스월러; 를 포함한다. 주입 실린더는, 일 방향으로 연장 형성되어 내부에 연료 유체가 통과하는 유로를 구비하는 아우터 튜브; 및 아우터 튜브 내부에 일 방향으로 연장 형성되며, 아우터 튜브와 방사상으로 이격되어 그 사이에 외측 통로가 형성되는 제1 및 제2 이너 튜브;를 포함하고, 제2 이너 튜브는 제1 이너 튜브의 길이방향 일단에 슬라이딩 이동하도록 결합된다. A fuel nozzle according to the present invention includes: an injection cylinder for supplying a fuel fluid to a combustion chamber; And a plurality of swirlers arranged radially on the outer circumferential surface of the middle of the injection cylinder; . The injection cylinder includes an outer tube extending in one direction and having a passage through which the fuel fluid passes; And first and second inner tubes extending in one direction inside the outer tube and radially spaced apart from the outer tube so as to form an outer passage therebetween, wherein the second inner tube has a length of the first inner tube Direction to one end.

본 발명에 따른 연료 노즐에 있어서, 제2 이너 튜브는, 제1 이너 튜브의 연료 유체의 흐름 방향 하류의 일단에 배치될 수 있다. In the fuel nozzle according to the present invention, the second inner tube may be disposed at one end downstream of the flow direction of the fuel fluid of the first inner tube.

본 발명에 따른 연료 노즐에 있어서, 제2 이너 튜브는 제1 이너 튜브와 결합하는 단부가 제1 이너 튜브의 일단에 삽입되어 외면의 일부가 제1 이너 튜브의 내면과 내접하도록 결합될 수 있다.In the fuel nozzle according to the present invention, the end of the second inner tube, which engages with the first inner tube, may be inserted into one end of the first inner tube so that a part of the outer surface thereof is inscribed with the inner surface of the first inner tube.

본 발명에 따른 연료 노즐에 있어서, 제1 이너 튜브 일단은, 반경 방향으로 내측으로 굴절된 제1 걸림턱이 형성되고, 제2 이너 튜브의 일단은, 반경 방향으로 외측으로 굴절된 제2 걸림턱이 형성되며, 제1 걸림턱은 제2 걸림턱에 마주보도록 결합되어 제2 이너 튜브의 이탈을 방지할 수 있다.In the fuel nozzle according to the present invention, one end of the first inner tube is formed with a first stopping jaw which is refracted inward in the radial direction, and one end of the second inner tube is provided with a second stopping jaw And the first latching jaw is coupled to the second latching jaw so as to face the second latching jaw so as to prevent the second inner tube from escaping.

본 발명에 따른 연료 노즐에 있어서, 제1 걸림턱의 끝단에는 제2 이너 튜브의 외접면을 가압하도록 돌출된 제1 가압부가 배치될 수 있다.In the fuel nozzle according to the present invention, a first pressing portion protruded to press the outer circumferential surface of the second inner tube may be disposed at an end of the first engaging jaw.

본 발명에 따른 연료 노즐에 있어서, 제2 걸림턱의 끝단에는 제1 이너 튜브의 내접면을 가압하도록 돌출된 제2 가압부가 배치될 수 있다.In the fuel nozzle according to the present invention, the second pressing portion protruded to press the inner surface of the first inner tube may be disposed at the end of the second engaging jaw.

본 발명에 따른 연료 노즐에 있어서, 제1 이너 튜브는 제2 이너 튜브의 일단이 일정 영역 이상 삽입되지 않도록 내면에 돌출되어 형성된 스토퍼를 포함할 수 있다.In the fuel nozzle according to the present invention, the first inner tube may include a stopper protruding from the inner surface so that one end of the second inner tube is not inserted over a predetermined area.

본 발명에 따른 연소기는, 연료 유체가 연소하는 연소실을 포함하는 연소실 조립체; 및 연소실로 연료 유체를 분사하는 복수의 연료 노즐을 포함하는 연료 노즐 조립체;를 포함한다. 연료 노즐은, 연소실에 연료 유체를 공급하는 주입 실린더; 및 주입 실린더 중간의 외주면에 방사형으로 배열되는 복수개의 스월러;를 포함한다. 주입 실린더는, 일 방향으로 연장 형성되어 내부에 연료 유체가 통과하는 유로를 구비하는 아우터 튜브; 아우터 튜브 내부에 일 방향으로 연장 형성되며, 아우터 튜브와 방사상으로 이격되어 그 사이에 외측 통로가 형성되는 제1 및 제2 이너 튜브;를 포함하고, 제2 이너 튜브는 제1 이너 튜브의 길이방향 일단에 슬라이딩 이동하도록 결합된다. A combustor according to the present invention includes a combustion chamber assembly including a combustion chamber in which a fuel fluid is combusted; And a plurality of fuel nozzles for injecting fuel fluid into the combustion chamber. The fuel nozzle includes an injection cylinder for supplying a fuel fluid to the combustion chamber; And a plurality of swirlers arranged radially on the outer peripheral surface of the middle of the injection cylinder. The injection cylinder includes an outer tube extending in one direction and having a passage through which the fuel fluid passes; And first and second inner tubes extending in one direction inside the outer tube and radially spaced apart from the outer tube so as to form an outer passage therebetween, the second inner tube being disposed in the longitudinal direction of the first inner tube And is coupled to slide at one end.

본 발명에 따른 연소기에 있어서, 제2 이너 튜브는 제1 이너 튜브와 결합하는 단부가 제1 이너 튜브의 일단에 삽입되어 외면의 일부가 제1 이너 튜브의 내면과 내접하도록 결합될 수 있다.In the combustor according to the present invention, the end of the second inner tube, which engages with the first inner tube, may be inserted into one end of the first inner tube so that a part of the outer surface thereof may be engaged with the inner surface of the first inner tube.

본 발명에 따른 연소기에 있어서, 제1 이너 튜브 일단은, 반경 방향으로 내측으로 굴절된 제1 걸림턱이 형성될 수 있다. 제2 이너 튜브의 일단은, 반경 방향으로 외측으로 굴절된 제2 걸림턱이 형성되며, 제1 걸림턱은 제2 걸림턱에 마주보도록 결합되어 제2 이너 튜브의 이탈을 방지할 수 있다. In the combustor according to the present invention, one end of the first inner tube may be formed with a first stopping jaw which is bent inward in the radial direction. One end of the second inner tube is formed with a second stopping jaw which is bent outward in the radial direction, and the first stopping jaw is coupled to the second stopping jaw so as to prevent the second inner tube from departing.

본 발명에 따른 연소기에 있어서, 제1 걸림턱의 끝단에는 제2 이너 튜브의 외접면을 가압하도록 돌출된 제1 가압부가 배치될 수 있다. In the combustor according to the present invention, the first pressing portion protruded to press the outer circumferential surface of the second inner tube may be disposed at the end of the first engaging jaw.

본 발명에 따른 연소기에 있어서, 제2 걸림턱의 끝단에는 제1 이너 튜브의 내접면을 가압하도록 돌출된 제2 가압부가 배치될 수 있다. In the combustor according to the present invention, the second pressing portion protruded to press the inner surface of the first inner tube may be disposed at the end of the second engaging jaw.

본 발명에 따른 가스 터빈은, 유입되는 공기를 압축하는 압축기; 압축기로부터 압축된 공기와 연료를 혼합하여 연소시키는 연소기; 및 연소기에서 연소된 가스로 동력을 발생시키는 터빈;을 포함한다. 연소기는, 연료 유체가 연소하는 연소실을 포함하는 연소실 조립체; 연소실로 연료 유체를 분사하는 복수의 연료 노즐을 포함하는 연료 노즐 조립체;를 포함한다. 연료 노즐은, 연소실에 연료 유체를 공급하는 주입 실린더; 및 주입 실린더 중간의 외주면에 방사형으로 배열되는 복수개의 스월러; 를 포함한다. 주입 실린더는, 일 방향으로 연장 형성되어 내부에 연료 유체가 통과하는 유로를 구비하는 아우터 튜브; 아우터 튜브 내부에 일 방향으로 연장 형성되며, 아우터 튜브와 방사상으로 이격되어 그 사이에 외측 통로가 형성되는 제1 및 제2 이너 튜브;를 포함한다. 제2 이너 튜브는 제1 이너 튜브의 길이방향 일단에 슬라이딩 이동하도록 결합될 수 있다.A gas turbine according to the present invention comprises: a compressor for compressing an incoming air; A combustor that mixes and burns compressed air and fuel from a compressor; And a turbine that generates power from the combusted gas in the combustor. The combustor includes a combustion chamber assembly including a combustion chamber in which the fuel fluid is combusted; And a plurality of fuel nozzles for injecting the fuel fluid into the combustion chamber. The fuel nozzle includes an injection cylinder for supplying a fuel fluid to the combustion chamber; And a plurality of swirlers arranged radially on the outer circumferential surface of the middle of the injection cylinder; . The injection cylinder includes an outer tube extending in one direction and having a passage through which the fuel fluid passes; And first and second inner tubes extending in one direction inside the outer tube and radially spaced apart from the outer tube so that an outer passage is formed therebetween. And the second inner tube may be coupled to slide at one end in the longitudinal direction of the first inner tube.

본 발명에 따른 가스 터빈에 있어서, 제2 이너 튜브의 일단은, 제1 이너 튜브의 일단에 삽입되어 외면의 일부가 제1 이너 튜브의 내면과 내접하도록 결합될 수 있다. In the gas turbine according to the present invention, one end of the second inner tube may be inserted into one end of the first inner tube, and a part of the outer surface may be engaged with the inner surface of the first inner tube.

본 발명에 따른 가스 터빈에 있어서, 제1 이너 튜브 일단은, 반경 방향으로 내측으로 굴절된 제1 걸림턱이 형성되고, 제2 이너 튜브의 일단은, 반경 방향으로 외측으로 굴절된 제2 걸림턱이 형성되며, 제1 걸림턱은 제2 걸림턱에 마주보도록 결합되어 제2 이너 튜브의 이탈을 방지할 수 있다.In the gas turbine according to the present invention, one end of the first inner tube is formed with a first stopping jaw which is refracted inward in the radial direction, and one end of the second inner tube is provided with a second stopping jaw And the first latching jaw is coupled to the second latching jaw so as to face the second latching jaw so as to prevent the second inner tube from escaping.

본 발명의 실시예들에 따르면 연소실에서의 고온에 의해 가해지는 열응력의 영향을 감소시킬 수 있다. According to the embodiments of the present invention, the influence of the thermal stress applied by the high temperature in the combustion chamber can be reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기가 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐을 포함하는 연료 노즐 조립체를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐을 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 4의 절단선 A-A를 따라 절단한 횡단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐에서 주입 실린더 내부를 확대해서 나타내는 확대 단면도이다.
도 7 및 도 8은 은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐의 작동을 나타내는 작동상태도이다.1 is a diagram illustrating an interior of a gas turbine according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a combustor according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a fuel nozzle assembly including a fuel nozzle according to one embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing a fuel nozzle according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
6 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged inside of an injection cylinder in a fuel nozzle according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are operational state diagrams showing the operation of the fuel nozzle according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 연료 노즐, 이를 포함하는 연소기 및 가스 터빈에 관하여 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, a fuel nozzle, a combustor including the same, and a gas turbine according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to let you know. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다. Also, throughout the specification, when an element is referred to as " including " an element, it is understood that the element may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise. Also, throughout the specification, the term " on " means to be located above or below a target portion, and does not necessarily mean that the target portion is located on the image side with respect to the gravitational direction.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 연소기를 나타내는 도면이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐을 포함하는 연료 노즐 조립체를 나타내는 사시도이다.FIG. 1 is a view showing the inside of a gas turbine according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing a combustor according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view illustrating a fuel nozzle assembly including a fuel nozzle according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈은 유입되는 공기를 고압으로 압축하는 압축기(10), 압축기로부터 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기(20) 및 연소기에서 발생한 연소 가스로 회전력을 발생시키는 터빈(30)을 포함한다. 본 명세서에서는 연료 또는 공기 흐름의 선후를 기준으로 상류 및 하류를 규정하도록 한다.1 to 3, a gas turbine according to an embodiment of the present invention includes a compressor 10 that compresses incoming air to a high pressure, a combustor 20 that mixes and combusts compressed air compressed from the compressor, And a turbine (30) generating a rotational force by the combustion gas generated in the combustor. In this specification, upstream and downstream are defined with reference to the front of the fuel or air flow.

가스 터빈의 열역학적 사이클은 이상적으로는 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 따를 수 있다. 브레이튼 사이클은 등엔트로피 압축(단열 압축), 정압 급열, 등엔트로피 팽창(단열 팽창), 정압 방열로 이어지는 4가지 과정으로 구성된다. 즉, 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 연소가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출한다. 즉, 압축, 가열, 팽창, 방열의 4 과정으로 사이클이 이루어진다. 본 발명의 설명은 도 1에 예시적으로 도시된 가스 터빈과 동등한 구성을 가진 터빈 기관에 대해서도 폭넓게 적용될 수 있다.The thermodynamic cycle of the gas turbine can ideally follow the Brayton cycle. The Breton cycle consists of four processes leading to isentropic compression (adiabatic compression), constant pressure heat radiation, isentropic expansion (adiabatic expansion), and static pressure heat radiation. In other words, after sucking the air in the air and compressing it to a high pressure, the fuel is burned in a constant pressure environment to release heat energy, and the high temperature combustion gas is expanded to kinetic energy, and then the exhaust gas containing residual energy is discharged to the atmosphere . That is, the cycle is performed in four steps of compression, heating, expansion, and heat radiation. The description of the present invention can be widely applied to a turbine engine having a configuration equivalent to that of the gas turbine exemplarily shown in Fig.

가스 터빈의 압축기(10)는 공기를 흡입하여 압축하는 역할을 하는 부분으로서, 연소기(20)에 연소용 공기를 공급하는 한편 가스 터빈에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급하는 역할을 한다. 흡입된 공기는 압축기(10)에서 단열압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(10)를 통과하는 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다.The compressor 10 of the gas turbine serves to suck and compress air and serves to supply air for combustion to the combustor 20 and to supply cooling air to a high temperature region where cooling is required in the gas turbine . The sucked air is adiabatically compressed in the compressor 10, so that the pressure and the temperature of the air passing through the compressor 10 are increased.

가스 터빈을 구성하는 압축기(10)는 보통 원심 압축기(centrifugal compressors)나 축류 압축기(axial compressor)로 설계될 수 있는데, 소형 가스 터빈에서는 원심 압축기가 적용되는 반면, 대형 가스 터빈은 대량의 공기를 압축해야 하기 때문에 도 1에 도시된 바와 같이 다단 축류형 압축기가 적용되는 것이 일반적이다.The compressor 10 constituting the gas turbine can usually be designed as a centrifugal compressor or an axial compressor, whereas in a small gas turbine a centrifugal compressor is applied, while a large gas turbine compresses a large quantity of air A multi-stage axial flow type compressor is generally applied as shown in FIG.

압축기(10)는 터빈(30)에서 출력되는 동력의 일부를 사용하여 구동된다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(10)의 회전축과 터빈(30)의 회전축은 직결된다.The compressor (10) is driven using a part of the power output from the turbine (30). To this end, as shown in Fig. 1, the rotary shaft of the compressor 10 and the rotary shaft of the turbine 30 are directly connected.

연소기(20)는 압축기(10)의 출구로부터 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소가스를 만들어낸다. The combustor 20 mixes the compressed air supplied from the outlet of the compressor 10 with the fuel and burns it under equal pressure to produce a combustion gas of high energy.

연소기(20)는 압축기(10)의 하류에 배치되며, 회전축을 중심으로 환형으로 배치되는 복수개의 버너 모듈(21)을 포함한다. 버너 모듈(21)은 연료 유체가 연소하는 연소실(240)을 포함하는 연소실 조립체(22); 및 연소실(240)로 연료 유체를 분사하는 복수의 연료 노즐을 포함하는 연료 노즐 조립체(23);를 포함할 수 있다.The combustor 20 is disposed downstream of the compressor 10 and includes a plurality of burner modules 21 disposed annularly about a rotation axis. The burner module (21) includes a combustion chamber assembly (22) comprising a combustion chamber (240) in which fuel fluid is combusted; And a plurality of fuel nozzles for injecting the fuel fluid into the combustion chamber (240).

가스 터빈에는 가스 연료와 액체 연료, 또는 이들이 조합된 복합 연료가 사용될 수 있는데, 본 발명에서의 연료 유체는 이들을 의미한다. 법적 규제 대상이 되는 일산화탄소와 질소산화물 등의 배출가스 양을 저감하기 위한 연소 환경을 만드는 것이 중요한데, 연소 제어가 상대적으로 어렵지만 연소 온도를 낮추고 균일한 연소를 만들어 배출가스를 줄일 수 있다는 장점이 있어 근래에는 예혼합 연소가 많이 적용된다. The gas turbine may be a gas fuel and a liquid fuel, or a composite fuel in which they are combined, and the fuel fluid in the present invention means them. It is important to make a combustion environment to reduce the amount of emission gas such as carbon monoxide and nitrogen oxides which are subject to the legal regulation. Although it is relatively difficult to control the combustion, there is an advantage that the combustion gas temperature can be lowered, There is a large amount of premixed combustion.

예혼합 연소의 경우에는 연료 노즐 조립체(23)에서 압축기(10)로부터 유입된 압축 공기와 연료가 혼합된 후, 연소실(240) 안으로 들어간다. 예혼합 가스의 최초 점화는 점화기를 이용하여 이루어지며, 이후 연소가 안정되면 연료와 공기를 공급하는 것으로 연소는 유지된다. In the case of premixed combustion, compressed air introduced from the compressor (10) in the fuel nozzle assembly (23) and fuel are mixed and then entered into the combustion chamber (240). The initial ignition of the premixed gas is made using an igniter, and then, when the combustion is stabilized, the combustion is maintained by supplying fuel and air.

연료 노즐 조립체(23)는 연료 유체를 분사하는 복수의 연료 노즐(100)을 포함하는데, 연료 노즐(100)은 연료가 공기와 적절한 비율로 혼합되어 연소에 적합한 상태를 이룰 수 있도록 한다.The fuel nozzle assembly 23 includes a plurality of fuel nozzles 100 that inject fuel fluid, which allows the fuel to mix with the air in an appropriate ratio to achieve a condition suitable for combustion.

복수개의 연료 노즐(100)은 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 내부 연료 노즐을 중심으로 복수개의 외부 연료 노즐이 방사상으로 배치될 수 있다. 연료 노즐(100)에 대한 자세한 설명은 후술한다. A plurality of fuel nozzles 100 may be arranged radially with a plurality of external fuel nozzles centered on one internal fuel nozzle, as shown in FIG. A detailed description of the fuel nozzle 100 will be described later.

연소실 조립체(22)는 연소가 이루어지는 공간인 연소실(240)을 구비하는데, 라이너(250) 및 트랜지션 피스(260)를 포함한다.The combustion chamber assembly 22 includes a combustion chamber 240, which is a space where combustion takes place, including a liner 250 and a transition piece 260.

라이너(liner, 250)는 연료 노즐 조립체(23)의 하류측에 배치되며, 이너 라이너와 아우터 라이너의 이중 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 이너 라이너를 아우터 라이너가 둘러싸는 이중 구조로 이루어질 수 있다. 이때, 이너 라이너는 내부가 빈 관형 부재로서, 연소실(240)을 이룬다. 압축 공기는 아우터 라이너 안쪽의 환형 공간 내부로 침투하여 이너 라이너를 냉각시킬 수 있다.The liner 250 is disposed on the downstream side of the fuel nozzle assembly 23 and may be formed of a dual structure of an inner liner and an outer liner. That is, the inner liner can be made of a double structure in which the outer liner surrounds the inner liner. At this time, the inner liner is a tubular member having an inside, and constitutes a combustion chamber 240. The compressed air can penetrate into the annular space inside the outer liner to cool the inner liner.

한편, 라이너(250)의 하류 측에는 트랜지션 피스(transition piece, 260)가 위치하는데, 트랜지션 피스(260)는 연소실(240)에서 발생한 연소 가스를 터빈(30)으로 고속으로 내보낼 수 있다. 트랜지션 피스(260)는 이너 트랜지션 피스와 아우터 트랜지션 피스의 이중 구조로 이루어질 수 있다. 즉, 이너 트랜지션 피스를 아우터 트랜지션 피스가 둘러싸는 이중 구조로 이루어질 수 있다. 이 때, 이너 트랜지션 피스도 이너 라이너와 마찬가지로 내부가 빈 관형 부재로 형성되며, 라이너(250)에서 터빈(30) 측으로 갈수록 직경이 점점 작아지는 형상으로 이루어질 수 있다. A transition piece 260 is positioned downstream of the liner 250 and the transition piece 260 can discharge the combustion gas generated in the combustion chamber 240 to the turbine 30 at a high speed. The transition piece 260 may have a dual structure of an inner transition piece and an outer transition piece. That is, the inner transition piece may be formed of a double structure in which the outer transition piece surrounds the inner transition piece. At this time, the inner transition piece may be formed of an empty tubular member as in the inner liner, and may have a shape in which the diameter gradually decreases from the liner 250 toward the turbine 30 side.

이 때, 이너 라이너와 이너 트랜지션 피스는 플레이트 스프링 씰(미도시)에 의해 서로 결합될 수 있다. 이너 라이너와 이너 트랜지션 피스의 각 단부는 연소기(20)와 터빈(30) 측에 각각 고정되기 때문에, 플레이트 스프링 씰은 열팽창에 의한 길이 및 직경의 신장을 수용할 수 있는 구조로 이너 라이너와 이너 트랜지션 피스를 지지할 수 있다. At this time, the inner liner and the inner transition piece can be coupled to each other by a plate spring seal (not shown). Since the end portions of the inner liner and the inner transition piece are fixed to the side of the combustor 20 and the turbine 30 respectively, the plate spring seal has a structure capable of accommodating the elongation of the length and diameter by thermal expansion. The piece can be supported.

본 실시예에 따른 가스 터빈은, 이너 라이너와 이너 트랜지션 피스를 아우터 라이너와 아우터 트랜지션 피스가 감싸는 구조로 되어 있고, 이너 라이너와 아우터 라이너 사이의 환형 공간과 이너 트랜지션 피스와 아우터 트랜지션 피스 사이의 환경 공간 안으로 압축 공기가 침투할 수 있다. 이와 같은 환형 공간을 침투한 압축 공기는 이너 라이너와 이너 트랜지션 피스를 냉각시킬 수 있다.The gas turbine according to the present embodiment has a structure in which the inner liner and the inner transition piece are surrounded by the outer liner and the outer transition piece, and the annular space between the inner liner and the outer liner, the environmental space between the inner transition piece and the outer transition piece Compressed air can penetrate in. The compressed air that has penetrated the annular space can cool the inner liner and the inner transition piece.

한편, 연소기(20)에서 생산된 고온, 고압의 연소 가스는 라이너(250) 및 트랜지션 피스(260)를 통해 터빈(30)으로 공급된다. 터빈(30)에서는 연소 가스가 단열 팽창하면서 터빈(30)의 회전축에 방사상으로 배치된 다수의 블레이드에 충돌, 반동력을 줌으로써 연소가스의 열에너지가 회전축이 회전하는 기계적인 에너지로 변환된다. 터빈(30)에서 얻은 기계적 에너지의 일부는 압축기에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되며, 나머지는 발전기를 구동하여 전력을 생산하는 등의 유효 에너지로 활용된다.The high temperature and high pressure combustion gas produced in the combustor 20 is supplied to the turbine 30 through the liner 250 and the transition piece 260. In the turbine (30), thermal energy of the combustion gas is converted into mechanical energy by rotating the rotating shaft by giving a reaction force to the plurality of blades radially arranged on the rotating shaft of the turbine (30) while adiabatically expanding the combustion gas. Some of the mechanical energy obtained from the turbine 30 is supplied as energy required to compress air in the compressor, and the remaining energy is utilized as effective energy such as generating electric power by driving the generator.

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐에 대해 설명한다.Hereinafter, a fuel nozzle according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 절단선 A-A를 따라 절단한 횡단면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐에서 주입 실린더 내부를 확대해서 나타내는 확대 단면도이다.FIG. 4 is a perspective view showing a fuel nozzle according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the cutting line AA in FIG. 4, And Fig.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐은 주입실린더(110) 및 스월러(120)를 포함한다. 4 through 6, a fuel nozzle according to an embodiment of the present invention includes an injection cylinder 110 and a swirler 120.

주입 실린더(110)는 연료를 공급하며 연료와 공기를 예혼합하는 수단으로서, 일 방향으로 연장 형성된다. 주입 실린더(110)는 일반적으로 원통형으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에서는 원통형의 주입 실린더(110)를 예시로 한다.The injection cylinder 110 is a means for supplying fuel and premixing fuel and air, and is formed in one direction. The injection cylinder 110 may be generally formed in a cylindrical shape, but the present invention is not limited thereto. In an embodiment of the present invention, a cylindrical injection cylinder 110 is exemplified.

주입 실린더(110) 내부에는 연료와 공기가 혼합하는 공간이 형성되며, 주입 실린더(110)의 길이 방향을 따라 연료와 공기가 지나면서 혼합될 수 있다. 주입 실린더(110)에는 그 내부로 공기가 유입되는 공기 유입구(111) 및 공기와 연료가 혼합되어 배출되는 배출구(112)가 형성될 수 있다. 배출구(112)는 주입 실린더(110)의 하류 일단에 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 원통형의 주입 실린더(110)의 바닥면에 형성된 것을 예시로 한다.A space for mixing the fuel and the air is formed in the injection cylinder 110, and the fuel and the air can be mixed along the longitudinal direction of the injection cylinder 110. The injection cylinder 110 may have an air inlet 111 through which air flows into the injection cylinder 110 and an outlet 112 through which air and fuel are mixed. The discharge port 112 may be formed at a downstream end of the injection cylinder 110. In this embodiment, the discharge port 112 is formed on the bottom surface of a cylindrical injection cylinder 110. [

주입 실린더(110)는 아우터 튜브(1110); 제1 이너 튜브(1120); 및 제2 이너 튜브(1130);를 포함한다.The injection cylinder 110 includes an outer tube 1110; A first inner tube 1120; And a second inner tube (1130).

아우터 튜브(1110)는 일 방향으로 연장 형성되어 내부에 연료 유체가 통과하는 유로를 구비하며, 그 유로에는 제1 및 제2 이너 튜브(1120, 1130)가 배치된다. 본 실시예에서 아우터 튜브(1110)는 원통형의 튜브를 예시로 한다. The outer tube 1110 extends in one direction and has a passage through which the fuel fluid passes, and the first and second inner tubes 1120 and 1130 are disposed in the passage. In the present embodiment, the outer tube 1110 exemplifies a cylindrical tube.

제1 및 제2 이너 튜브(1120, 1130)는 아우터 튜브(1110) 내부에 일 방향으로 연장 형성되며, 아우터 튜브(1110)와 방사상으로 이격되어 그 사이에 외측 통로(1111)가 형성될 수 있다. 본 실시예에서 이터 튜브(1120) 역시 원통형의 튜브로 형성될 수 있으며, 아우터 튜브(1110)와 이너 튜브들(1120, 1130) 사이에 형성된 외측 통로(1111)는 그 단면이 환상으로 형성될 수 있다. 외측 통로(1111)로 연료 및 공기가 통과하면서 혼합될 수 있으며, 이너 튜브(1120, 1130) 내부에도 내측 통로(1124)가 형성되어 연료 및 공기가 통과할 수 있다.The first and second inner tubes 1120 and 1130 extend in one direction inside the outer tube 1110 and may be radially spaced apart from the outer tube 1110 to form an outer passage 1111 therebetween . The outer tube 1120 may also be formed as a cylindrical tube and the outer tube 1110 and the outer tube 1111 formed between the inner tubes 1120 and 1130 may have a circular cross section. have. Fuel and air can be mixed with the outer passage 1111 while inner passage 1124 is formed in the inner tubes 1120 and 1130 to allow fuel and air to pass therethrough.

연료 노즐(100)을 구성하는 아우터 튜브(1110) 및 이너 튜브(1120, 1130)는 고온 고압의 연소기 분위기에 의해 고온 환경에 노출될 수 있다. 아우터 튜브(1110) 및 이너 튜브(1120, 1130)는 고온에 견디기 위하여 내열성 금속 소재로 형성될 수 있다. 아우터 튜브(1110) 및 이너 튜브(1120, 1130)는 고온에 의해 열팽창할 수 있는데, 열 팽창에 의한 변형량 또는 응력을 보완해주는 것이 필요하다.The outer tube 1110 and the inner tubes 1120 and 1130 constituting the fuel nozzle 100 can be exposed to the high temperature environment by the atmosphere of the high temperature and high pressure combustor. The outer tube 1110 and the inner tubes 1120 and 1130 may be formed of a heat resistant metal material to withstand high temperatures. The outer tube 1110 and the inner tubes 1120 and 1130 can be thermally expanded by high temperature, and it is necessary to compensate for strain or stress due to thermal expansion.

이를 위해, 제2 이너 튜브(1130)는 제1 이너 튜브(1120)의 길이방향 일단에 슬라이딩 이동하도록 결합될 수 있다. 제2 이너 튜브(1130)는 연료 유체의 흐름 방향 하류의 일단에 배치될 수 있다. To this end, the second inner tube 1130 may be coupled to one end of the first inner tube 1120 in the longitudinal direction thereof. The second inner tube 1130 may be disposed at one end downstream of the flow direction of the fuel fluid.

제2 이너 튜브(1130)는 제1 이너 튜브(1120)와 결합하는 단부가 제1 이너 튜브(1120)의 일단에 삽입되어 외면의 일부가 제1 이너 튜브(1120)의 내면과 내접하도록 결합될 수 있다. 제2 이너 튜브(1130)는 열팽창 등에 의해 길이 방향으로 제1 이너 튜브(1120)를 따라 슬라이딩 이동할 수 있다.The second inner tube 1130 is inserted into one end of the first inner tube 1120 so that an end of the second inner tube 1130 is engaged with the first inner tube 1120 so that a part of the outer surface of the second inner tube 1130 is inscribed with the inner surface of the first inner tube 1120 . The second inner tube 1130 can slide along the first inner tube 1120 in the longitudinal direction due to thermal expansion or the like.

제2 이너 튜브(1130)와 결합하는 측의 제1 이너 튜브(1120) 일단은 반경 방향으로 내측으로 굴절된 제1 걸림턱(1121)이 형성될 수 있다. 제1 이너 튜브(1120)와 결합하는 측의 제2 이너 튜브(1131)의 일단은 반경 방향으로 외측으로 굴절된 제2 걸림턱(1131)이 형성될 수 있다. 이 때, 제1 걸림턱(1121)은 제2 걸림턱(1131)에 마주보도록 결합되어 제2 이너 튜브(1130)가 하류 방향으로 슬라이딩 이동하더라도 제1 이너 튜브(1120)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.One end of the first inner tube 1120 coupled to the second inner tube 1130 may be formed with a first locking protrusion 1121 bent inward in the radial direction. One end of the second inner tube 1131 coupled to the first inner tube 1120 may have a second locking protrusion 1131 bent outward in the radial direction. At this time, the first latching jaw 1121 is coupled to the second latching jaw 1131 so as to face the second latching jaw 1131 to prevent the second inner tube 1130 from being detached from the first inner tube 1120 even if the second inner tube 1130 slides in the downstream direction .

제1 걸림턱(1121)의 끝단에는 제2 이너 튜브(1130)의 외접면을 가압하도록 돌출된 제1 가압부(1122)가 배치될 수 있다. 제2 걸림턱(1131)의 끝단에는 제1 이너 튜브(1120)의 내접면을 가압하도록 돌출된 제2 가압부(1132)가 배치될 수 있다. 제1 가압부(1122)는 제1 걸림턱(1121)을 따라 원주 방향으로 연속적으로 형성되는 경우 링 형태로 형성될 수 있다. 제2 가압부(1132) 역시 제2 걸림턱(1131)을 따라 원주 방향으로 연속적으로 형성되는 경우 링 형태로 형성될 수 있다.A first pressing portion 1122 protruded to press the outer surface of the second inner tube 1130 may be disposed at an end of the first locking protrusion 1121. A second pressing portion 1132 protruded to press the inner surface of the first inner tube 1120 may be disposed at an end of the second locking protrusion 1131. The first pressing portion 1122 may be formed in a ring shape when the first pressing portion 1122 is continuously formed in the circumferential direction along the first locking step 1121. The second pressing portion 1132 may also be formed in a ring shape when the second pressing portion 1132 is continuously formed in the circumferential direction along the second locking step 1131.

제1 및 제2 가압부(1122, 1132)는 제2 이너 튜브(1120)가 슬라이딩 이동시 각각 제2 이너 튜브(1120)의 외주면과 제1 이너 튜브(1110)의 외주면을 가압할 수 있기 때문에, 슬라이딩 이동한 후에도 제1 및 제2 이너 튜브(1120, 1130)가 보다 견고하게 결합될 수 있다.Since the first and second pressing portions 1122 and 1132 can press the outer peripheral surface of the second inner tube 1120 and the outer peripheral surface of the first inner tube 1110 when the second inner tube 1120 slides, The first and second inner tubes 1120 and 1130 can be more firmly coupled even after sliding.

제1 이너 튜브(1110)에는 제2 이너 튜브(1120)의 일단이 일정 영역 이상 삽입되지 않도록 내주면에 돌출되어 형성된 스토퍼(1223)가 형성될 수 있다. 제2 이너 튜브(1120)가 열 팽창에 의해 제1 이너 튜브(1110) 내부로 밀려들어오더라도 스토퍼(1223)에 의해 제2 이너 튜브(1120)의 일단부가 걸려 그 이상 들어오지 못한다. 스토퍼(1223)는 제1 이너 튜브(1110)의 내주면에 원주 방향으로 연속적으로 형성되는 경우 링 형태로 형성될 수 있다.The first inner tube 1110 may be formed with a stopper 1223 protruding from the inner circumferential surface of the first inner tube 1110 so that one end of the second inner tube 1120 is not inserted over a predetermined area. Even if the second inner tube 1120 is pushed into the first inner tube 1110 by thermal expansion, one end of the second inner tube 1120 is caught by the stopper 1223, The stopper 1223 may be formed in a ring shape when it is formed continuously in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the first inner tube 1110.

헤드 엔드 플레이트(220)는 연료 노즐 조립체(23)의 외벽을 이루는 노즐 케이싱(230)의 단부에서 노즐 케이싱(230)과 결합하여 케이싱(230)을 밀봉하는데, 주입 실린더(110)에 연료를 공급하는 매니 폴드, 관련 밸브 등과 결합될 수 있다. 또한 헤드 엔드 플레이트(220)는 노즐 케이싱(230) 내에 배열되는 연료 노즐(100)을 지지한다. 연료 노즐(100)은 주입 실린더(110) 일단에 배치된 노즐 플랜지(140)에 의해 헤드 엔드 플레이트(220)에 고정된다.The head end plate 220 is engaged with the nozzle casing 230 at the end of the nozzle casing 230 constituting the outer wall of the fuel nozzle assembly 23 to seal the casing 230. The head end plate 220 supplies fuel to the injection cylinder 110 Manifolds, associated valves, and the like. The head end plate 220 also supports the fuel nozzle 100 arranged in the nozzle casing 230. The fuel nozzle 100 is fixed to the head end plate 220 by a nozzle flange 140 disposed at one end of the injection cylinder 110.

연료는 연료 인젝터(fuel injector, 미도시)를 통해 헤드 엔드 플레이트(220)를 거쳐 유입되어, 연료 노즐(100)의 주입 실린더(110)의 길이 방향을 따라 이동하여 연소실(240)로 분사된다. The fuel flows through the head end plate 220 through a fuel injector (not shown), moves along the longitudinal direction of the injection cylinder 110 of the fuel nozzle 100, and is injected into the combustion chamber 240.

슈라우드(shroud, 150)는 주입 실린더(110)와 이격되어 주입 실린더(110)를 길이방향으로 둘러싸도록 형성되어, 연료 및 공기가 지날 수 있도록 유로를 구성한다. 슈라우드(150)는 주입 실린더(110)의 연장 방향을 따라 연장 형성되는데, 바람직하게는 주입 실린더(110)와 동심축을 갖고 주입 실린더(110)와 일정 간격 이격되어 주입 실린더(110)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 원통형의 슈라우드(150)를 예시로 한다. 이 경우, 주입 실린더(110) 와 슈라우드(150)에 의해 형성되는 유로의 단면은 환상(環狀)으로 형성될 수 있다.The shroud 150 is spaced apart from the injection cylinder 110 so as to surround the injection cylinder 110 in the longitudinal direction to constitute a flow path so that fuel and air can pass. The shroud 150 is formed to extend along the extending direction of the injection cylinder 110 and is preferably formed to surround the injection cylinder 110 with a concentric axis with the injection cylinder 110 and spaced apart from the injection cylinder 110 . In the embodiment of the present invention, a cylindrical shroud 150 is exemplified. In this case, the cross section of the flow path formed by the injection cylinder 110 and the shroud 150 may be formed in an annular shape.

스월러(swirler, 120)는 주입 실린더(110) 중간의 외주면에 방사형으로 배열되어, 슈라우드(150)와 주입 실린더(110) 사이의 공간으로 유입된 연료 유체에 회전 유동이 발생하도록 한다. 스월러(120)는 그 내부에 주입 실린더(110)의 내부 공간과 연통되어 유로가 형성될 수 있다. 주입 실린더(110) 내부로 유입된 연료가 연통된 스월러(120) 내부의 유로를 거쳐 스월러(120) 내외부를 관통하는 분사구를 통해 분사될 수 있다.A swirler 120 is radially arranged on the outer circumferential surface of the middle of the injection cylinder 110 so that a rotational flow is generated in the fuel fluid introduced into the space between the shroud 150 and the injection cylinder 110. The swirler 120 may communicate with the inner space of the injection cylinder 110 to form a passage. Fuel injected into the injection cylinder 110 can be injected through the injection port passing through the inside and outside of the swirler 120 through the flow path inside the communicated swirl chamber 120.

이하에서는, 도면을 참조하면서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐의 작동에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the fuel nozzle according to one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료 노즐의 작동을 나타내는 작동상태도이다.7 and 8 are operational state diagrams showing the operation of the fuel nozzle according to an embodiment of the present invention.

연료 노즐(100)은 연소 중 발생하는 연소실의 고온의 연소 가스나 화염에 의해 온도가 올라가며, 이에 따라 제1 및 제2 이너 튜브(1120, 1130)은 열팽창하게 된다.The temperature of the fuel nozzle 100 is raised by the high-temperature combustion gas or flame of the combustion chamber generated during combustion, so that the first and second inner tubes 1120 and 1130 are thermally expanded.

열팽창에 의한 변형량을 수용하기 위해 제2 이너 튜브(1130)는 제1 이너 튜브(1120)의 길이 방향을 따라 슬라이딩 이동을 하는데, 이 때 외측 통로(1111) 측의 압력에 의해 제1 걸림턱(1121) 또는 제1 가압부(1122)가 제2 이너 튜브(1120)의 외주면을 가압(P1)하게 되면, 제1 이너 튜브(1120) 및 제2 이너 튜브(1130) 사이의 틈을 견고하게 밀봉할 수 있다.The second inner tube 1130 slides along the longitudinal direction of the first inner tube 1120 in order to accommodate the deformation due to the thermal expansion. At this time, the pressure on the side of the outer passage 1111 causes the first inner tube 1130 1121 or the first pressing portion 1122 presses the outer peripheral surface of the second inner tube 1120, the gap between the first inner tube 1120 and the second inner tube 1130 is tightly sealed can do.

또한 제2 이너 튜브(1130)가 열팽창하는 경우에는 슬라이딩 이동뿐 아니라 반경 방향으로도 팽창할 수 있는데, 이 때 제2 이너 튜브(1130)의 반경 방향 팽창에 의해 제2 걸림턱(1131) 또는 제2 가압부(1132)가 제1 이너 튜브(1120)의 내주면을 가압하게 되면, 제1 이너 튜브(1120) 및 제2 이너 튜브(1130) 사이의 틈을 보다 견고하게 밀봉할 수 있다.When the second inner tube 1130 is thermally expanded, the second inner tube 1130 can expand not only in the sliding movement but also in the radial direction. At this time, due to the radial expansion of the second inner tube 1130, 2 pressure portion 1132 presses the inner peripheral surface of the first inner tube 1120, the gap between the first inner tube 1120 and the second inner tube 1130 can be more firmly sealed.

이와 같은 작용은 도 7에 도시된 바와 같이 제2 이너 튜브(1130)가 제1 이너 튜브(1120) 내측으로 슬라이딩 이동하는 경우뿐 아니라, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 이너 튜브(1130)가 제1 이너 튜브(1120) 외측으로 슬라이딩 이동하는 경우에도 적용될 수 있다.7, the second inner tube 1130 slides inside the first inner tube 1120 as well as the second inner tube 1130 as shown in FIG. It is also applicable to the case of sliding to the outside of the first inner tube 1120.

상술한 설명에서 서로 다른 요소들 간의 결합 또는 접합(접속)시에는 이들 간을 결합시키기 위한 별도의 결합 부재를 구비한다. 또한, 필요에 따라 접합면에서의 누설을 방지하기 위한 별도의 밀봉 수단이 더 추가될 수도 있다. 또한, 결합 공정의 편의와 누설 방지를 위해 끼워맞춤 형태의 소정의 돌기 또는 홈 등이 형성될 수도 있다. In the above description, when joining or connecting (joining) different elements, a separate joining member for joining the joining elements is provided. Further, additional sealing means for preventing leakage at the joint surface may be added as necessary. In addition, a fitting protrusion or groove may be formed for convenience of the bonding process and leakage prevention.

본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 다양한 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the scope of the present invention.

10 : 압축기 20 : 연소기
21 : 버너 모듈 22 : 연소실 조립체
23 : 연료 노즐 조립체 30 : 터빈
100 : 연료 노즐 110 : 주입 실린더
120 : 스월러 150 : 슈라우드
1110 : 아우터 튜브 1120 : 제1 이너 튜브
1121 : 제1 걸림턱 1122 : 가압부
1130 : 제2 이너 튜브 1131 : 제2 걸림턱
1123 : 스토퍼10: compressor 20: combustor
21: burner module 22: combustion chamber assembly
23: Fuel nozzle assembly 30: Turbine
100: fuel nozzle 110: injection cylinder
120: Swallower 150: Shroud
1110: outer tube 1120: first inner tube
1121: first engaging chin 1122:
1130: second inner tube 1131: second stopping jaw
1123: Stopper

Claims (15)

연소실에 연료 유체를 공급하는 주입 실린더; 및
상기 주입 실린더 중간의 외주면에 방사형으로 배열되는 복수개의 스월러; 를 포함하고,
상기 주입 실린더는,
일 방향으로 연장 형성되어 내부에 연료 유체가 통과하는 유로를 구비하는 아우터 튜브; 및
상기 아우터 튜브 내부에 일 방향으로 연장 형성되며, 상기 아우터 튜브와 방사상으로 이격되어 그 사이에 외측 통로가 형성되는 제1 및 제2 이너 튜브;를 포함하고,
제2 이너 튜브는 상기 제1 이너 튜브의 길이방향 일단에 슬라이딩 이동하도록 결합되는 연료 노즐.An injection cylinder for supplying fuel fluid to the combustion chamber; And
A plurality of swathers radially arranged on an outer peripheral surface of the middle of the injection cylinder; Lt; / RTI >
Wherein the injection cylinder comprises:
An outer tube extending in one direction and having a passage through which the fuel fluid passes; And
And first and second inner tubes extending in one direction inside the outer tube and radially spaced apart from the outer tube so that an outer passage is formed therebetween,
And the second inner tube is coupled to slide at one longitudinal end of the first inner tube. 제1항에 있어서,
상기 제2 이너 튜브는,
상기 제1 이너 튜브의 연료 유체의 흐름 방향 하류의 일단에 배치되는 연료 노즐.The method according to claim 1,
And the second inner tube
The first inner tube being disposed at one end downstream of the direction of the fuel fluid flow. 제1항에 있어서,
상기 제2 이너 튜브는
상기 제1 이너 튜브와 결합하는 단부가 상기 제1 이너 튜브의 일단에 삽입되어 외면의 일부가 상기 제1 이너 튜브의 내면과 내접하도록 결합되는 연료 노즐.The method according to claim 1,
The second inner tube
And an end portion of the first inner tube is inserted into one end of the first inner tube so that a part of the outer surface is engaged with the inner surface of the first inner tube. 제3항에 있어서,
상기 제1 이너 튜브 일단은,
반경 방향으로 내측으로 굴절된 제1 걸림턱이 형성되고,
상기 제2 이너 튜브의 일단은,
반경 방향으로 외측으로 굴절된 제2 걸림턱이 형성되며,
상기 제1 걸림턱은 상기 제2 걸림턱에 마주보도록 결합되어 상기 제2 이너 튜브의 이탈을 방지하는 연료 노즐.The method of claim 3,
Wherein the first inner tube has one end,
A first engaging jaw which is bent inward in the radial direction is formed,
Wherein one end of the second inner tube
A second engaging jaw which is bent outward in the radial direction is formed,
Wherein the first engaging jaw is coupled to the second engaging jaw so as to prevent the second inner tube from departing. 제4항에 있어서,
상기 제1 걸림턱의 끝단에는 상기 제2 이너 튜브의 외접면을 가압하도록 돌출된 제1 가압부가 배치되는 연료 노즐.5. The method of claim 4,
And a first pressing portion protruded to press the outer surface of the second inner tube is disposed at an end of the first engaging jaw. 제4항에 있어서,
상기 제2 걸림턱의 끝단에는 상기 제1 이너 튜브의 내접면을 가압하도록 돌출된 제2 가압부가 배치되는 연료 노즐.5. The method of claim 4,
And a second pressing portion protruded to press an inscribed surface of the first inner tube is disposed at an end of the second engaging jaw. 제3항에 있어서,
상기 제1 이너 튜브는
상기 제2 이너 튜브의 일단이 일정 영역 이상 삽입되지 않도록 내면에 돌출되어 형성된 스토퍼를 포함하는 연료 노즐.The method of claim 3,
The first inner tube
And a stopper protruding from an inner surface of the second inner tube so that one end of the second inner tube is not inserted over a predetermined area. 연료 유체가 연소하는 연소실을 포함하는 연소실 조립체; 및
상기 연소실로 연료 유체를 분사하는 복수의 연료 노즐을 포함하는 연료 노즐 조립체;를 포함하며,
상기 연료 노즐은,
상기 연소실에 연료 유체를 공급하는 주입 실린더; 및
상기 주입 실린더 중간의 외주면에 방사형으로 배열되는 복수개의 스월러; 를 포함하고,
상기 주입 실린더는,
일 방향으로 연장 형성되어 내부에 연료 유체가 통과하는 유로를 구비하는 아우터 튜브;
상기 아우터 튜브 내부에 일 방향으로 연장 형성되며, 상기 아우터 튜브와 방사상으로 이격되어 그 사이에 외측 통로가 형성되는 제1 및 제2 이너 튜브;를 포함하고,
상기 제2 이너 튜브는 상기 제1 이너 튜브의 길이방향 일단에 슬라이딩 이동하도록 결합되는 연소기.A combustion chamber assembly including a combustion chamber in which the fuel fluid is combusted; And
A fuel nozzle assembly including a plurality of fuel nozzles for injecting fuel fluid into the combustion chamber,
The fuel nozzle
An injection cylinder for supplying a fuel fluid to the combustion chamber; And
A plurality of swathers radially arranged on an outer peripheral surface of the middle of the injection cylinder; Lt; / RTI >
Wherein the injection cylinder comprises:
An outer tube extending in one direction and having a passage through which the fuel fluid passes;
And first and second inner tubes extending in one direction inside the outer tube and radially spaced apart from the outer tube so that an outer passage is formed therebetween,
And the second inner tube is coupled to slide at one longitudinal end of the first inner tube. 제8항에 있어서,
상기 제2 이너 튜브는
상기 제1 이너 튜브와 결합하는 단부가 상기 제1 이너 튜브의 일단에 삽입되어 외면의 일부가 상기 제1 이너 튜브의 내면과 내접하도록 결합되는 연소기.9. The method of claim 8,
The second inner tube
And an end of the first inner tube is engaged with one end of the first inner tube so that a part of the outer surface of the first inner tube is engaged with the inner surface of the first inner tube. 제9항에 있어서,
상기 제1 이너 튜브 일단은,
반경 방향으로 내측으로 굴절된 제1 걸림턱이 형성되고,
상기 제2 이너 튜브의 일단은,
반경 방향으로 외측으로 굴절된 제2 걸림턱이 형성되며,
상기 제1 걸림턱은 상기 제2 걸림턱에 마주보도록 결합되어 상기 제2 이너 튜브의 이탈을 방지하는 연소기.10. The method of claim 9,
Wherein the first inner tube has one end,
A first engaging jaw which is bent inward in the radial direction is formed,
Wherein one end of the second inner tube
A second engaging jaw which is bent outward in the radial direction is formed,
And the first stopping jaw is coupled to the second stopping jaw so as to prevent the second inner tube from departing. 제10항에 있어서,
상기 제1 걸림턱의 끝단에는 상기 제2 이너 튜브의 외접면을 가압하도록 돌출된 제1 가압부가 배치되는 연소기.11. The method of claim 10,
And a first pressing portion protruded to press a circumscribed surface of the second inner tube is disposed at an end of the first engaging jaw. 제10항에 있어서,
상기 제2 걸림턱의 끝단에는 상기 제1 이너 튜브의 내접면을 가압하도록 돌출된 제2 가압부가 배치되는 연소기.11. The method of claim 10,
And a second pressing portion protruded to press an inscribed surface of the first inner tube is disposed at an end of the second engaging jaw. 유입되는 공기를 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 공기와 연료를 혼합하여 연소시키는 연소기; 및
상기 연소기에서 연소된 가스로 동력을 발생시키는 터빈;을 포함하며,
상기 연소기는,
연료 유체가 연소하는 연소실을 포함하는 연소실 조립체;
상기 연소실로 연료 유체를 분사하는 복수의 연료 노즐을 포함하는 연료 노즐 조립체;를 포함하고,
상기 연료 노즐은,
상기 연소실에 연료 유체를 공급하는 주입 실린더; 및
상기 주입 실린더 중간의 외주면에 방사형으로 배열되는 복수개의 스월러; 를 포함하고,
상기 주입 실린더는,
일 방향으로 연장 형성되어 내부에 연료 유체가 통과하는 유로를 구비하는 아우터 튜브;
상기 아우터 튜브 내부에 일 방향으로 연장 형성되며, 상기 아우터 튜브와 방사상으로 이격되어 그 사이에 외측 통로가 형성되는 제1 및 제2 이너 튜브;를 포함하고,
상기 제2 이너 튜브는 상기 제1 이너 튜브의 길이방향 일단에 슬라이딩 이동하도록 결합되는 가스 터빈.A compressor for compressing the incoming air;
A combustor which mixes and combusts the air and the compressed air in the compressor; And
And a turbine generating power from the combusted gas in the combustor,
The combustor
A combustion chamber assembly including a combustion chamber in which the fuel fluid is combusted;
A fuel nozzle assembly including a plurality of fuel nozzles for injecting fuel fluid into the combustion chamber,
The fuel nozzle
An injection cylinder for supplying a fuel fluid to the combustion chamber; And
A plurality of swathers radially arranged on an outer peripheral surface of the middle of the injection cylinder; Lt; / RTI >
Wherein the injection cylinder comprises:
An outer tube extending in one direction and having a passage through which the fuel fluid passes;
And first and second inner tubes extending in one direction inside the outer tube and radially spaced apart from the outer tube so that an outer passage is formed therebetween,
And the second inner tube is coupled to slide at one longitudinal end of the first inner tube. 제13항에 있어서,
상기 제2 이너 튜브의 일단은,
상기 제1 이너 튜브의 일단에 삽입되어 외면의 일부가 상기 제1 이너 튜브의 내면과 내접하도록 결합되는 가스 터빈.14. The method of claim 13,
Wherein one end of the second inner tube
And a portion of the outer surface of the first inner tube is engaged with the inner surface of the first inner tube. 제14항에 있어서,
상기 제1 이너 튜브 일단은,
반경 방향으로 내측으로 굴절된 제1 걸림턱이 형성되고,
상기 제2 이너 튜브의 일단은,
반경 방향으로 외측으로 굴절된 제2 걸림턱이 형성되며,
상기 제1 걸림턱은 상기 제2 걸림턱에 마주보도록 결합되어 상기 제2 이너 튜브의 이탈을 방지하는 가스 터빈.15. The method of claim 14,
Wherein the first inner tube has one end,
A first engaging jaw which is bent inward in the radial direction is formed,
Wherein one end of the second inner tube
A second engaging jaw which is bent outward in the radial direction is formed,
And the first latching jaw is coupled to the second latching jaw so as to prevent the second inner tube from escaping.
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