KR20220138612A - Apparatus injecting fuel and engine module comprising the same - Google Patents

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Abstract

The present invention is to provide a fuel injection device capable of increasing combustion efficiency by increasing a fuel penetration distance and enhancing a mixture of fuel and air, and an engine module comprising the same. A fuel injection device according to an embodiment includes: a base fixed to a chamber; a strut fastened to the base with the chamber interposed therebetween; a fuel supply path serving as a path through which fuel is supplied inside the base and the strut; and a fuel injection hole communicating with the fuel supply path and formed through the strut. When, based on the flow of a fluid around the strut, the upstream portion is referred to as a front portion of the strut and the downstream portion is referred to as a rear portion of the strut, the cross section of the strut widens and then narrows from the front portion to the rear portion, and the fuel injection hole includes a first injection hole disposed on the side surface of the strut and a second injection hole disposed on the upper surface of the strut.

Description

연료 분사 장치 및 이를 포함하는 엔진 모듈{APPARATUS INJECTING FUEL AND ENGINE MODULE COMPRISING THE SAME}Fuel injection device and engine module including same

아래의 설명은 연료 분사 장치 및 이를 포함하는 엔진 모듈에 관한 것이다.The following description relates to a fuel injection device and an engine module including the same.

공기흡입 엔진은 외부의 공기에서 받아들인 공기를 압축하여 연료와 혼합한 후 연소를 시켜 필요한 추력을 얻는 장치이다. 가스 터빈 엔진은 회전형 블레이드를 갖는 압축기에서 압축을 하여 유입 공기의 압력을 높이지만, 고속 엔진의 경우 램효과에 의한 감속 만으로 필요한 수준으로 압력을 높일 수 있다. 램제트 엔진의 경우 감속을 아음속까지 시키지만, 듀얼모드 램제트 엔진, 듀얼모드 스크램제트 엔진, 스크램 제트 엔진의 경우, 엔진 내부의 유동을 초음속으로 유지하여 감속에 따른 정온도 회복 및 압력 손실을 최소화한다. 이와 같이 내부 유동의 유속이 초음속인 경우 벽면에서 연료를 분사하면 연료의 침투거리가 짧아 연소 효율이 낮아진다. 이를 극복하기 위한 방안 중에 하나가 하이퍼믹서(Hypermixer)이다. 하이퍼믹서는 스트럿 형 또는 벽면 형이 있는데, 스트럿 타입은 주 유동의 내부에 위치하므로 연료의 분사 위치가 연료의 침투거리가 된다. 후방에는 엇갈린 형태의 깃이 있어 공기와 연료의 혼합이 증진된다. 스트럿의 구조물 전방부에는 감속에 따른 정온도 회복으로 높은 온도가 걸리며 고속 비행의 경우 구조물의 내열 한계를 넘어가는 온도가 형성되므로 파손이 일어난다. 전방부에 대한 냉각 개념이 없는 경우 장시간 사용시 파손이 발생할 수 있다.An air intake engine is a device that compresses air received from outside air, mixes it with fuel, and burns it to obtain the required thrust. In a gas turbine engine, the pressure of the inlet air is increased by compression in a compressor having a rotating blade, but in the case of a high-speed engine, the pressure can be increased to a required level only by deceleration by the ram effect. In the case of a ramjet engine, the deceleration is reduced to subsonic speed, but in the case of a dual-mode ramjet engine, a dual-mode scramjet engine, and a scramjet engine, the flow inside the engine is maintained at supersonic speed to minimize static temperature recovery and pressure loss due to deceleration. As such, when the flow velocity of the internal flow is supersonic, when fuel is injected from the wall, the penetration distance of the fuel is short, resulting in lower combustion efficiency. One of the ways to overcome this is the Hypermixer. The hypermixer has either a strut type or a wall type. Since the strut type is located inside the main flow, the fuel injection position becomes the fuel penetration distance. A staggered blade at the rear promotes air and fuel mixing. A high temperature is applied to the front part of the strut structure due to the constant temperature recovery due to deceleration, and in the case of high-speed flight, a temperature exceeding the heat resistance limit of the structure is formed, so damage occurs. If there is no cooling concept for the front part, damage may occur when used for a long time.

공개특허 10-2009-0055412호(공개일 2009년 06월02일)에는 램제트 엔진 내부에서 연료 및 공기를 혼합하기 위한 구조에 관하여 개시되어 있다.Patent Publication No. 10-2009-0055412 (published on June 02, 2009) discloses a structure for mixing fuel and air inside a ramjet engine.

전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above-mentioned background art is possessed or acquired by the inventor in the process of derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be a known technology disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

일 실시 예의 목적은 연료의 침투 거리를 늘리고, 연료 및 공기의 혼합을 증가시킴으로써, 연소 효율을 높일 수 있는 연료 분사 장치 및 이를 포함하는 엔진 모듈을 제공하는 것이다.An object of the embodiment is to provide a fuel injection device capable of increasing combustion efficiency by increasing a penetration distance of fuel and increasing a mixture of fuel and air, and an engine module including the same.

일 실시 예에 따른 연료 분사 장치는, 챔버에 고정되는 베이스; 상기 챔버를 사이에 두고 상기 베이스와 체결되는 스트럿; 상기 베이스 및 상기 스트럿의 내부에서 연료가 공급되는 경로가 되는 연료 공급로; 및 상기 연료 공급로에 연통하고, 상기 스트럿을 관통하여 형성되는 연료 분사공을 포함하고, 상기 스트럿의 주변을 흐르는 유체의 흐름을 기준으로 상류 부분을 상기 스트럿의 전방부, 하류 부분을 상기 스트럿의 후방부라고 할 때, 상기 스트럿은, 상기 전방부에서 상기 후방부로 갈수록 단면이 넓어지다가 좁아지고, 상기 연료 분사공은, 스트럿의 측면에 배치되는 제1 분사공; 및 스트럿의 상면에 배치되는 제2 분사공을 포함할 수 있다.A fuel injection device according to an embodiment includes a base fixed to a chamber; a strut coupled to the base with the chamber interposed therebetween; a fuel supply path serving as a path through which fuel is supplied within the base and the strut; and a fuel injection hole communicating with the fuel supply path and formed through the strut, wherein an upstream portion is a front portion of the strut, and a downstream portion of the strut is based on a flow of a fluid flowing around the strut. When referring to the rear portion, the strut may include a first injection hole disposed on a side surface of the strut, and the cross-section of the strut increases and becomes narrower from the front portion toward the rear portion; and a second injection hole disposed on the upper surface of the strut.

상기 제1 분사공은, 복수 개로 배치되고, 상기 스트럿의 상단에서 하단으로 갈수록 상기 제1 분사공의 단면적이 증가할 수 있다.The first injection hole may be arranged in plurality, and a cross-sectional area of the first injection hole may increase from an upper end to a lower end of the strut.

상기 제2 분사공은, 복수 개로 배치되고, 상기 전방부에서 상기 후방부로 갈수록 상기 제2 분사공의 단면적이 증가할 수 있다.The second injection hole may be arranged in plurality, and a cross-sectional area of the second injection hole may increase from the front part to the rear part.

상기 제2 분사공은, 상기 전방부에서 상기 후방부를 향하여 복수 개가 복렬로 배치될 수 있다.A plurality of the second injection holes may be arranged in double rows from the front portion toward the rear portion.

상기 연료 공급로는, 상기 후방부에 위치하고, 상기 베이스를 관통하여 형성되는 주입공; 주입된 연료를 상기 스트럿의 높이 방향을 따라서 안내하는 냉각로; 상기 냉각로의 상단에 연통하고 상기 스트럿의 윗면의 내벽을 따라서 상기 전방부로 연장하는 연결로; 및 상기 연결로의 전단에 연통하고 상기 스트럿의 높이 방향을 따라서 하방으로 형성되고, 상기 연료 분사공에 연통하는 분사로를 포함하고, 상기 연료가 상기 주입공, 상기 냉각로, 상기 연결로 및 상기 분사로를 순차적으로 통과하면서 상기 스트럿을 냉각시킬 수 있다.The fuel supply passage may include: an injection hole located in the rear portion and formed through the base; a cooling path for guiding the injected fuel along a height direction of the strut; a connecting path communicating with an upper end of the cooling path and extending to the front portion along an inner wall of an upper surface of the strut; and an injection path that communicates with the front end of the connection path and is formed downward along the height direction of the strut, and communicates with the fuel injection hole, wherein the fuel is provided in the injection hole, the cooling path, the connection path, and the injection path. It is possible to cool the struts sequentially through the furnace.

상기 스트럿은, 모서리를 형성하는 두 개의 하단 측면과, 상기 두 개의 하단 측면을 연결하는 하단 절곡면을 구비하는 하단부; 및 상기 두 개의 하단 측면과 각각 동일 평면 상에 있는 두 개의 상단 측면과, 상기 두 개의 상단 측면을 연결하는 상단 절곡면을 구비하는 상단부를 포함하고, 상기 두 개의 하단 측면 중 긴 하단 측면과 상기 하단 절곡면이 만나서 이루는 부분을 하단 깃이라 하고, 상기 두 개의 상단 측면 중 긴 상단 측면과 상기 상단 절곡이 만나서 이루는 부분을 상단 깃이라 할 때, 상기 냉각로는, 상기 하단 깃의 내부 공간 및 상기 상단 깃의 내부 공간에 연통되고, 상기 연료가 상기 하단 깃의 내부 공간을 거쳐서 상기 상단 깃의 내부 공간으로 유동할 수 있다.The strut may include: a lower end having two lower side surfaces forming corners, and a lower curved surface connecting the two lower side surfaces; and an upper end having two upper side surfaces that are on the same plane as the two lower side surfaces, respectively, and an upper bent surface connecting the two upper side surfaces, the long lower side of the two lower side surfaces and the lower end When the portion formed by the meeting of the bent surfaces is referred to as a lower blade, and the portion formed by the meeting of the long upper side and the upper bending of the two upper sides is referred to as the upper blade, the cooling path includes the inner space of the lower blade and the upper end It communicates with the inner space of the blade, and the fuel may flow into the inner space of the upper blade through the inner space of the lower blade.

일 실시 예에 따른 엔진 모듈은, 연료가 연소하는 공간을 구비한 챔버; 및 연료가 분사되기 전에 연료 공급로를 통하여 유동함으로써 냉각되는 연료 분사 장치를 포함하고, 상기 챔버의 길이 방향에 수직한 단면에서 바라볼 때, 상기 챔버의 내벽에 복수 개의 상기 연료 분사 장치가 배치되고, 상기 연료 분사 장치는, 챔버에 고정되는 베이스; 상기 챔버를 사이에 두고 상기 베이스와 체결되는 스트럿; 상기 베이스 및 상기 스트럿의 내부에서 연료가 공급되는 경로가 되는 연료 공급로; 및 상기 연료 공급로에 연통하고, 상기 스트럿을 관통하여 형성되는 연료 분사공을 포함하고, 상기 연료 분사공은, 스트럿의 측면에 배치되는 제1 분사공; 및 스트럿의 상면에 배치되는 제2 분사공을 포함할 수 있다.An engine module according to an embodiment includes a chamber having a space in which fuel is combusted; and a fuel injection device cooled by flowing through the fuel supply path before fuel is injected, wherein, when viewed from a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the chamber, a plurality of the fuel injection devices are disposed on the inner wall of the chamber, , The fuel injection device, the base fixed to the chamber; a strut coupled to the base with the chamber interposed therebetween; a fuel supply path serving as a path through which fuel is supplied within the base and the strut; and a fuel injection hole communicating with the fuel supply path and formed through the strut, wherein the fuel injection hole includes: a first injection hole disposed on a side surface of the strut; and a second injection hole disposed on the upper surface of the strut.

상기 제1 분사공은, 복수 개로 배치되고, 상기 스트럿의 상단에서 하단으로 갈수록 상기 제1 분사공의 단면적이 증가할 수 있다.The first injection hole may be arranged in plurality, and a cross-sectional area of the first injection hole may increase from an upper end to a lower end of the strut.

상기 스트럿의 주변을 흐르는 유체의 흐름을 기준으로 상류 부분을 상기 스트럿의 전방부, 하류 부분을 상기 스트럿의 후방부라고 할 때, 상기 제2 분사공은, 복수 개로 배치되고, 상기 전방부에서 상기 후방부로 갈수록 상기 제2 분사공의 단면적이 증가할 수 있다.When the upstream portion is the front portion of the strut and the downstream portion is the rear portion of the strut based on the flow of the fluid flowing around the strut, the second injection hole is arranged in plurality, and the The cross-sectional area of the second injection hole may increase toward the rear portion.

복수 개의 상기 연료 분사 장치는, 상기 챔버의 상기 단면의 중심축을 기준으로 방사 대칭으로 배치될 수 있다.The plurality of fuel injection devices may be disposed radially symmetrically with respect to a central axis of the cross-section of the chamber.

상기 챔버의 직경은, 상기 연료 분사 장치의 높이가 높아질수록 길어질 수 있다.The diameter of the chamber may increase as the height of the fuel injection device increases.

일 실시 예에 따른 연료 분사 장치 및 이를 포함하는 엔진 모듈은, 연료의 침투 거리를 늘리고, 연료 및 공기의 혼합을 증가시킴으로써, 연소 효율을 높일 수 있다.A fuel injection device and an engine module including the same according to an embodiment may increase combustion efficiency by increasing a penetration distance of fuel and increasing a mixture of fuel and air.

도 1은 일 실시 예에 따른 엔진 모듈의 사시도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 a-a를 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 평면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 평면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 평면도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of an engine module according to an embodiment.
2 is a perspective view of a fuel injection device according to an exemplary embodiment.
3 is a plan view of a fuel injection device according to an exemplary embodiment.
4 is a cross-sectional view taken along aa of FIG. 3 .
5 is a plan view of a fuel injection device according to an exemplary embodiment.
6 is a plan view of a fuel injection device according to an exemplary embodiment.
7 is a plan view of a fuel injection device according to an exemplary embodiment.
8 is a perspective view of a fuel injection device according to an exemplary embodiment.

이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but between each component another component It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components having a common function will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments as well, and detailed descriptions within the overlapping range will be omitted.

도 1은 일 실시 예에 따른 엔진 모듈의 사시도이다.1 is a perspective view of an engine module according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 엔진 모듈(1)은, 내부에서 연료가 분사되는 침투거리가 길고, 연료과 공기의 혼합이 증가될 수 있다. 예를 들어, 엔진 모듈(1)은, 챔버(11) 및 연료 분사 장치(12)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , in the engine module 1 , the penetration distance through which fuel is injected is long, and the mixture of fuel and air may be increased. For example, the engine module 1 may include a chamber 11 and a fuel injection device 12 .

챔버(11)는, 연료가 연소하는 공간을 구비할 수 있다. 예를 들어, 챔버(11) 내부에서는 연료와 공기가 혼합되어 연소가 발생할 수 있다. 챔버(11)의 단면은, 원형일 수 있으나, 도 1에 도시된 예시에 제한되지 않고 연료 분사 장치(12)의 설치 또는 구조상의 이유로 다각형의 형상으로 형성될 수도 있다.The chamber 11 may include a space in which fuel is combusted. For example, fuel and air may be mixed in the chamber 11 to cause combustion. The cross section of the chamber 11 may be circular, but is not limited to the example shown in FIG. 1 and may be formed in a polygonal shape for reasons of installation or structure of the fuel injection device 12 .

연료 분사 장치(12)는, 챔버(11)의 내벽에 설치되고, 챔버(11)의 내부 공간으로 연료를 분사할 수 있다. 예를 들어 연료 분사 장치는, 내벽에 복수 개로 배치될 수 있고, 챔버(11)의 단면의 중심축을 기준으로 방사 대칭(또는 엇갈려서)으로 배치될 수 있다. 연료 분사 장치(12)는 두 개의 측면과 상면을 통하여 연료를 분사할 수 있다. 이와 같은 연료 분사 장치(12)의 배열 및 분사 방식에 따르면, 챔버(11) 내에서 연료 분사 장치(12)를 통해 분사되는 연료의 밀도를 균일하게 할 수 있다.The fuel injection device 12 is installed on the inner wall of the chamber 11 , and can inject fuel into the inner space of the chamber 11 . For example, a plurality of fuel injection devices may be disposed on the inner wall, and may be disposed radially symmetrically (or staggered) with respect to the central axis of the cross-section of the chamber 11 . The fuel injection device 12 may inject fuel through two side surfaces and an upper surface. According to the arrangement and injection method of the fuel injection device 12 as described above, the density of the fuel injected through the fuel injection device 12 in the chamber 11 may be uniform.

도 2는 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 a-a 를 따라 절개한 단면도이다.FIG. 2 is a perspective view of a fuel injection device according to an embodiment, FIG. 3 is a plan view of the fuel injection device according to an embodiment, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line a-a of FIG. 3 .

연료 분사 장치(12)는, 베이스(121), 스트럿(122), 연료 공급로(123) 및 연료 분사공(124)을 포함할 수 있다.The fuel injection device 12 may include a base 121 , a strut 122 , a fuel supply path 123 , and a fuel injection hole 124 .

베이스(121)는, 챔버(11) 내부에 고정될 수 있다. 예를 들어, 베이스(121)는 챔버(11)의 내벽과 일체로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 베이스(121)는, 챔버(11)의 내벽의 일부인 것으로 이해할 수도 있다.The base 121 may be fixed inside the chamber 11 . For example, the base 121 may be integrally formed with the inner wall of the chamber 11 . For example, the base 121 may be understood to be a part of the inner wall of the chamber 11 .

스트럿(122)은, 베이스(121) 위에 배치되고, 유체가 흐르는 방향(예: 도 3을 기준으로 오른쪽으로부터 왼쪽을 향하는 방향)을 따라서 단면이 넓어지다가 좁아질 수 있다. 예를 들어, 스트럿(122)은, 베이스(121) 위에 배치되고, 높이에 따라서 단면의 형상이 다른 2개의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 스트럿(122)은 하단부(1222) 및 상단부(1221)를 포함할 수 있다. 한편, 유체의 흐름을 기준으로 상류 부분을 스트럿(122)의 "전방부", 하류 부분을 스트럿(122)의 "후방부"라고 할 수 있다. The strut 122 may be disposed on the base 121 and may have a wide cross-section and then narrow along a fluid flow direction (eg, a direction from right to left with reference to FIG. 3 ). For example, the strut 122 is disposed on the base 121 and may be formed of two layers having different cross-sectional shapes depending on the height. For example, the strut 122 may include a lower end 1222 and an upper end 1221 . Meanwhile, based on the flow of the fluid, the upstream portion may be referred to as a “front portion” of the strut 122 , and the downstream portion may be referred to as a “rear portion” of the strut 122 .

하단부(1222)는, (i) 엔진 내부를 흐르는 유체를 마주하는 모서리를 형성하는 두 개의 측면과, (ii) 두 개의 측면을 연결하는 하단 절곡면을 구비할 수 있다.The lower end 1222 may include (i) two side surfaces forming corners facing the fluid flowing inside the engine, and (ii) a lower curved surface connecting the two side surfaces.

상단부(1221)는, (i) 하단부의 두 개의 측면과 각각 동일 평면 상에 있는 두 개의 측면과, (ii) 두 개의 측면을 연결하는 상단 절곡면을 구비할 수 있다. 예를 들어, 상단 절곡면은, 하단 절곡면과 동일한 평면에 위치하지 않을 수 있다.The upper end 1221 may include (i) two side surfaces on the same plane as the two side surfaces of the lower end, respectively, and (ii) an upper curved surface connecting the two side surfaces. For example, the upper curved surface may not be located on the same plane as the lower curved surface.

하단 절곡면과, 양 측면 중 더 긴 측면이 만나서 이루는 부분을 "하단 깃"이라 하고, 상단 절곡면과, 양 측면 중 더 긴 측면이 만나서 이루는 부분을 "상단 깃"이라 할 수 있다. 예를 들어, 연료 공급로(123)의 일부는 상단 깃 및 하단 깃의 내부에 배치될 수 있다. 한편, 상단 절곡면 및 하단 절곡면이 만나는 지점과, 연료 분사 장치(12)의 전방의 모서리를 연결하는 가상의 선(도 3의 좌우 방향의 a-a)을 기준으로 상단부(1221) 및 하단부(1222)의 형상이 대칭일 수 있다. 즉, 도 3과 같이, 상측에서 바라볼 때 상단 깃과 하단 깃은, 위 언급된 가상의 선(a-a)(이하, 대칭축이라함)을 기준으로 선 대칭 형상을 가질 수 있다.The portion formed by the meeting of the lower curved surface and the longer side of the two sides may be referred to as a "lower collar", and the portion formed by the meeting of the upper curved surface and the longer side of the two sides may be referred to as an "upper collar". For example, a portion of the fuel supply path 123 may be disposed inside the upper blade and the lower blade. Meanwhile, the upper end 1221 and the lower end 1222 are based on an imaginary line (a-a in the left-right direction in FIG. 3 ) connecting the point where the upper curved surface and the lower curved surface meet and the front edge of the fuel injector 12 . ) may be symmetrical. That is, as shown in FIG. 3 , when viewed from the top, the upper and lower feathers may have a line symmetrical shape based on the above-mentioned virtual line a-a (hereinafter referred to as a symmetry axis).

연료 공급로(123)는, 베이스(121) 및 스트럿(122)의 내부에서 연료가 공급되는 경로를 지칭하는 것으로 이해할 수 있다. 예를 들어, 연료 공급로(123)는 스트럿(122)을 관통하는 복수 개의 연료 분사공(124)과 연통될 수 있다. 예를 들어, 연료 공급로(123)는, 베이스(121) 상에 형성된 구멍에서 연료 분사공(124)까지 스트럿(122)의 내부를 우회하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 연료 공급로(123)는, 주입공(1231), 냉각로(1232), 연결로(1233) 및 분사로(1234)를 포함할 수 있다.The fuel supply path 123 may be understood as referring to a path through which fuel is supplied inside the base 121 and the strut 122 . For example, the fuel supply path 123 may communicate with a plurality of fuel injection holes 124 penetrating the strut 122 . For example, the fuel supply path 123 may be formed by bypassing the inside of the strut 122 from the hole formed on the base 121 to the fuel injection hole 124 . For example, the fuel supply path 123 may include an injection hole 1231 , a cooling path 1232 , a connection path 1233 , and an injection path 1234 .

주입공(1231)은, 베이스(121)를 관통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 주입공(1231)은 후방부에 배치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 주입공(1231)을 통하여 유입된 연료가, 후방으로부터 전방으로 유동되면서, 연료 분사 장치(12)에 대한 냉각 효과를 향상시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 연료의 이동 경로에 의해 연료의 온도가 상승하게 되고, 이에 따라서, 최종적으로 분사되는 연료의 주유동 침투 거리가 증가되며, 연료 및 공기의 혼합 효율도 증대시키는 효과를 기대할 수 있다.The injection hole 1231 may be formed through the base 121 . For example, the injection hole 1231 may be disposed in the rear portion. According to this structure, while the fuel introduced through the injection hole 1231 flows from the rear to the front, it is possible to improve the cooling effect of the fuel injection device 12 . In addition, the temperature of the fuel is increased by the movement path of the fuel, and accordingly, the main flow penetration distance of the finally injected fuel is increased, and the effect of increasing the fuel-air mixing efficiency can be expected.

예를 들어, 주입공(1231)은, 도 3과 같이, 상하 방향(연료 분사 장치(12)의 높이 방향)으로 바라볼 때, 상단부(1221) 및 하단부(1222)가 서로 오버랩되는 부분에 위치할 수 있다. 예를 들어, 주입공(1231)은 도 3의 가상의 선(a-a) 상에 위치할 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 연료 분사 장치(12)에 대한 냉각 효과의 균일성을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 주입공(1231)은, 상단부(1221) 및 하단부(1222)가 서로 오버랩되는 부분의 중심점을 기준으로 후방부에 위치할 수 있다. For example, the injection hole 1231 is positioned at a portion where the upper end 1221 and the lower end 1222 overlap each other when viewed in the vertical direction (the height direction of the fuel injection device 12), as shown in FIG. 3 . can do. For example, the injection hole 1231 may be located on the imaginary line a-a of FIG. 3 . According to such a structure, the uniformity of the cooling effect with respect to the fuel injection device 12 can be improved. For example, the injection hole 1231 may be located in the rear portion based on the center point of the portion where the upper end portion 1221 and the lower end portion 1222 overlap each other.

냉각로(1232)는, 스트럿(122)의 높이를 따라서 형성될 수 있다. 예를 들어, 냉각로(1232)는, 상단 깃의 내부에 형성된 공간 및 하단 깃의 내부에 형성된 공간과 연통될 수 있다. The cooling path 1232 may be formed along the height of the strut 122 . For example, the cooling path 1232 may be in communication with a space formed in the interior of the upper blade and the space formed in the lower blade.

연결로(1233)는, 냉각로(1232)의 상단으로부터 전방을 향하여 연장되는 부분으로써, 스트럿(122)의 상부에 위치할 수 있다. 연결로(1233)는, 스트럿(122)의 윗면의 내벽을 따라서 형성될 수 있다.The connection path 1233 is a portion extending from the upper end of the cooling path 1232 toward the front, and may be located above the strut 122 . The connection path 1233 may be formed along the inner wall of the upper surface of the strut 122 .

분사로(1234)는, 연결로(1233)의 전단으로부터 연장되는 부분으로써, 스트럿(122)의 높이 방향을 따라서 형성되고, 연료 분사공(124)에 연통할 수 있다.The injection path 1234 is a portion extending from the front end of the connection path 1233 , is formed along the height direction of the strut 122 , and may communicate with the fuel injection hole 124 .

도 4와 같이, 냉각로(1232), 연결로(1233) 및 분사로(1234)는, 대략 "ㄷ"자 형상을 이루면서, 연료 분사 장치(12)의 내부 흐르는 연료를 후방으로부터 전방으로 안내함으로써, 최종적으로 연료 분사공(124)을 통해 연료가 연료 분사 장치(12)의 외부로 분사되게 할 수 있다. 즉, 연료는 주입공(1231), 냉각로(1232), 연결로(1233) 및 분사로(1234)를 순차적으로 통과하면서 스트럿(122)을 냉각시킬 수 있고, 그와 동시에 연료 자체의 온도가 높아짐에 따라서 연소 효율이 증대될 수 있다. 연료가 하단 깃의 내부 공간을 거쳐서 상단 깃의 내부 공간으로 유동함으로써, 특히 냉각로(1232)에 체류하는 시간을 충분히 확보하여 스트럿(122)의 후방부을 집중적으로 냉각시킬 수 있다.As shown in FIG. 4 , the cooling path 1232 , the connection path 1233 , and the injection path 1234 form a substantially “C” shape and guide the fuel flowing inside the fuel injection device 12 from the rear to the front. , finally, the fuel may be injected to the outside of the fuel injection device 12 through the fuel injection hole 124 . That is, the fuel may cool the strut 122 while sequentially passing through the injection hole 1231 , the cooling path 1232 , the connection path 1233 , and the injection path 1234 , and at the same time, the temperature of the fuel itself increases. As it increases, the combustion efficiency may be increased. As the fuel flows into the inner space of the upper blade through the inner space of the lower blade, in particular, it is possible to sufficiently secure a time to stay in the cooling path 1232 to intensively cool the rear portion of the strut 122 .

연료 분사공(124)은 스트럿(122)을 관통하여 복수 개로 형성될 수 있다. 복수 개의 연료 분사공(124)은, 스트럿(122)의 높이 방향을 따라서, 배열될 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 연료 분사공(124)의 간격은 일정할 수 있다. 예를 들어, 연료 분사공(124)은 제1 분사공(1241) 및 제2 분사공(124)를 포함할 수 있다.The fuel injection hole 124 may be formed in plurality by passing through the strut 122 . The plurality of fuel injection holes 124 may be arranged along the height direction of the strut 122 . For example, an interval between the plurality of fuel injection holes 124 may be constant. For example, the fuel injection hole 124 may include a first injection hole 1241 and a second injection hole 124 .

제1 분사공(1241)은, 스트럿(122)의 측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 분사공(1241)은, 스트럿(122)의 두 개의 측면에 모서리를 기준으로 대칭으로 배치될 수도 있고, 일 측면에 배치된 제1 분사공(1241)과 타 측면에 배치된 제1 분사공(1241)이 가상의 연장선에서 만나지 않도록 교번하여 배치될 수도 있다. 제1 분사공(1241)을 통하여 분사된 연료는, 스트럿(122)의 측면을 따라 전방부에서 후방부로 이동하여 공기와 혼합될 수 있다.The first injection hole 1241 may be disposed on a side surface of the strut 122 . For example, the first injection hole 1241 may be symmetrically disposed on the two side surfaces of the strut 122 with respect to the corner, and disposed on the other side with the first injection hole 1241 disposed on one side. The first injection holes 1241 may be alternately arranged so that they do not meet on a virtual extension line. The fuel injected through the first injection hole 1241 may move from the front part to the rear part along the side surface of the strut 122 to be mixed with air.

제2 분사공(1242)은, 스트럿(122)의 상면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 분사공(1241)은, 스트럿(122)의 전방부에 위치한 상면에 배치될 수 있고, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 한 개로 형성될 수도 있다. 제2 분사공(1242)을 통하여 분사된 연료는 챔버(11)의 단면 중심을 항햐여 분사될 수 있고, 연료의 침투 거리를 증가시킬 수 있다. The second injection hole 1242 may be disposed on the upper surface of the strut 122 . For example, the second injection hole 1241 may be disposed on the upper surface positioned at the front of the strut 122 , and may be formed as one as shown in FIGS. 1 to 4 . The fuel injected through the second injection hole 1242 may be injected toward the center of the cross-section of the chamber 11 , and the penetration distance of the fuel may be increased.

이하에서, 제1 분사공 및 제2 분사공에 관한 내용은 반대되는 기재가 없는 이상 동일하게 적용될 수 있는 것으로 한다.Hereinafter, the contents of the first injection hole and the second injection hole are assumed to be equally applicable unless otherwise stated.

도 5는 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 평면도이다.5 is a plan view of a fuel injection device according to an exemplary embodiment.

도 5를 참조하면, 연료 분사공(224)은, 제1 분사공(1241) 및 제2 분사공(2242)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , the fuel injection hole 224 may include a first injection hole 1241 and a second injection hole 2242 .

제2 분사공(2242)은, 복수 개로 배치될 수 있으며, 전방부에서 후방부를 향하여 복렬로 배치될 수 있다. 예를 들어서, 제2 분사공(2242)은, 스트럿(122)의 대칭축을 기준으로 스트럿(122)의 각 측면이 이루는 각도와 각각 평행하도록 전방부에서 후방부를 향하여 배치될 수 있다. The second injection holes 2242 may be arranged in plurality, and may be arranged in double rows from the front part toward the rear part. For example, the second injection hole 2242 may be disposed from the front part toward the rear part so as to be parallel to the angles formed by each side of the strut 122 with respect to the symmetry axis of the strut 122 .

도 6은 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 평면도이다.6 is a plan view of a fuel injection device according to an exemplary embodiment.

도 6을 참조하면, 연료 분사공(324)은, 제1 분사공(1241) 및 제2 분사공(3242)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the fuel injection hole 324 may include a first injection hole 1241 and a second injection hole 3242 .

제2 분사공(3242)은, 복수 개로 배치될 수 있으며, 스트럿(122)의 대칭축을 기준으로 스트럿(122)의 각 측면이 이루는 각도와 각각 평행하도록 전방부에서 후방부를 향하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 제2 분사공(3242)은, 전방부에서 후방부로 갈수록 단면적이 증가할 수 있다. 이와 같은 구조에 따르면, 스트럿(122)의 전방부가 후방부에 비하여 공기 저항을 크게 받으므로, 스트럿(122)의 전방부에 위치한 구멍에서 분사되는 연료는, 후방부에서의 공기 저항을 완화시킬 수 있도록 하며, 외부 공기와 혼합될 수 있다. 따라서, 후방부에 위치한 구멍에서는, 구멍의 단면적의 크기뿐 만 아니라, 공기 저항을 덜 받기 때문에 많은 양의 연료가 분사될 수 있다.The second injection hole 3242 may be arranged in plurality, and may be arranged from the front part toward the rear part so as to be parallel to the angles formed by each side of the strut 122 with respect to the symmetry axis of the strut 122 . For example, the cross-sectional area of the second injection hole 3242 may increase from the front part to the rear part. According to this structure, since the front portion of the strut 122 receives greater air resistance than the rear portion, the fuel injected from the hole located in the front portion of the strut 122 can relieve air resistance at the rear portion. and can be mixed with the outside air. Therefore, in the hole located at the rear portion, not only the size of the cross-sectional area of the hole, but also a large amount of fuel can be injected because it receives less air resistance.

도 7은 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 평면도이다.7 is a plan view of a fuel injection device according to an exemplary embodiment.

도 7을 참조하면, 연료 분사공(424)은, 제1 분사공(1241) 및 제2 분사공(4242)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , the fuel injection hole 424 may include a first injection hole 1241 and a second injection hole 4242 .

제2 분사공(4242)은, 스트럿(122)의 대칭축 상에 하나씩 배열될 수 있다. 예를 들어, 제2 분사공(4242)은, 전방부에서 후방부로 갈수록 단면적이 증가할 수 있다. 제2 분사공(4242)의 형상은 도시된 바와 같이 둥근 사각형에 한정되지 않고 원형 또는 다각형의 형상일 수도 있다.The second injection holes 4242 may be arranged one by one on the symmetry axis of the strut 122 . For example, the cross-sectional area of the second injection hole 4242 may increase from the front part to the rear part. The shape of the second injection hole 4242 is not limited to a round quadrangle as shown, but may have a circular or polygonal shape.

도 8은 일 실시 예에 따른 연료 분사 장치의 사시도이다.8 is a perspective view of a fuel injection device according to an exemplary embodiment.

도 8을 참조하면, 연료 분사공(524)은, 제1 분사공(2241) 및 제2 분사공(1242)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8 , the fuel injection hole 524 may include a first injection hole 2241 and a second injection hole 1242 .

제1 분사공(2241)은, 복수 개로 배치되고, 스트럿(122)의 상단에서 하단으로 갈수록 단면적이 증가할 수 있다. 이와 같은 구조에 따르면, 스트럿(122)의 상단은 하단에 비하여 공기 저항을 크게 받으므로, 스트럿(122)의 상단에 위치한 구멍에서 분사되는 연료는, 하단에서의 공기 저항을 완화시킬 수 있도록 하며, 외부 공기와 혼합될 수 있다. 따라서, 하단부에 위치한 구멍에서는, 구멍의 단면적의 크기 뿐만 아니라, 공기 저항을 덜 받기 때문에 많은 양의 연료가 분사될 수 있다.The first injection hole 2241 may be arranged in plurality, and the cross-sectional area may increase from the upper end to the lower end of the strut 122 . According to this structure, since the upper end of the strut 122 receives greater air resistance than the lower end, the fuel injected from the hole located at the upper end of the strut 122 can relieve air resistance at the lower end, It can be mixed with outside air. Accordingly, in the hole located at the lower end, a large amount of fuel can be injected not only because of the size of the cross-sectional area of the hole, but also because it receives less air resistance.

이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, various modifications and variations are possible from the above description by those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in an order different from the described method, and/or the described components of structures, devices, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components or equivalents. Appropriate results can be achieved even if substituted or substituted by

Claims (11)

챔버에 고정되는 베이스;
상기 챔버를 사이에 두고 상기 베이스와 체결되는 스트럿;
상기 베이스 및 상기 스트럿의 내부에서 연료가 공급되는 경로가 되는 연료 공급로; 및
상기 연료 공급로에 연통하고, 상기 스트럿을 관통하여 형성되는 연료 분사공을 포함하고,
상기 스트럿의 주변을 흐르는 유체의 흐름을 기준으로 상류 부분을 상기 스트럿의 전방부, 하류 부분을 상기 스트럿의 후방부라고 할 때,
상기 스트럿은,
상기 전방부에서 상기 후방부로 갈수록 단면이 넓어지다가 좁아지고,
상기 연료 분사공은,
상기 스트럿의 측면에 배치되는 제1 분사공; 및
상기 스트럿의 상면에 배치되는 제2 분사공을 포함하는 연료 분사 장치.
a base fixed to the chamber;
a strut coupled to the base with the chamber interposed therebetween;
a fuel supply path serving as a path through which fuel is supplied within the base and the strut; and
and a fuel injection hole communicating with the fuel supply path and passing through the strut,
When the upstream part is the front part of the strut and the downstream part is the rear part of the strut based on the flow of the fluid flowing around the strut,
The strut is
From the front part to the rear part, the cross-section becomes wider and then becomes narrower,
The fuel injection hole is
a first injection hole disposed on a side surface of the strut; and
and a second injection hole disposed on an upper surface of the strut.
 제1 항에 있어서,
상기 제1 분사공은,
복수 개로 배치되고, 상기 스트럿의 상단에서 하단으로 갈수록 상기 제1 분사공의 단면적이 증가하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.
The method of claim 1,
The first injection hole,
The fuel injection device, which is disposed in plurality, and wherein the cross-sectional area of the first injection hole increases from the upper end to the lower end of the strut.
 제1 항에 있어서,
상기 제2 분사공은,
복수 개로 배치되고, 상기 전방부에서 상기 후방부로 갈수록 상기 제2 분사공의 단면적이 증가하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.
The method of claim 1,
The second injection hole,
The fuel injection device is disposed in plurality, and the cross-sectional area of the second injection hole increases from the front portion to the rear portion.
 제1 항에 있어서,
상기 제2 분사공은,
상기 전방부에서 상기 후방부를 향하여 복수 개가 복렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.
The method of claim 1,
The second injection hole,
A fuel injection device, characterized in that a plurality of fuel injection devices are arranged in double rows from the front portion toward the rear portion.
 제1 항에 있어서,
상기 연료 공급로는,
상기 후방부에 위치하고, 상기 베이스를 관통하여 형성되는 주입공;
주입된 연료를 상기 스트럿의 높이 방향을 따라서 안내하는 냉각로;
상기 냉각로의 상단에 연통하고 상기 스트럿의 윗면의 내벽을 따라서 상기 전방부로 연장하는 연결로; 및
상기 연결로의 전단에 연통하고 상기 스트럿의 높이 방향을 따라서 하방으로 형성되고, 상기 연료 분사공에 연통하는 분사로를 포함하고,
상기 연료가 상기 주입공, 상기 냉각로, 상기 연결로 및 상기 분사로를 순차적으로 통과하면서 상기 스트럿을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.
The method of claim 1,
The fuel supply path,
an injection hole located in the rear portion and formed through the base;
a cooling path for guiding the injected fuel along a height direction of the strut;
a connecting path communicating with an upper end of the cooling path and extending to the front portion along an inner wall of an upper surface of the strut; and
and an injection path communicating with the front end of the connection path and formed downward along the height direction of the strut, and communicating with the fuel injection hole,
The fuel injection device according to claim 1, wherein the fuel cools the strut while sequentially passing through the injection hole, the cooling path, the connection path, and the injection path.
 제5 항에 있어서,
상기 스트럿은,
모서리를 형성하는 두 개의 하단 측면과, 상기 두 개의 하단 측면을 연결하는 하단 절곡면을 구비하는 하단부; 및
상기 두 개의 하단 측면과 각각 동일 평면 상에 있는 두 개의 상단 측면과, 상기 두 개의 상단 측면을 연결하는 상단 절곡면을 구비하는 상단부를 포함하고,
상기 두 개의 하단 측면 중 긴 하단 측면과 상기 하단 절곡면이 만나서 이루는 부분을 하단 깃이라 하고,
상기 두 개의 상단 측면 중 긴 상단 측면과 상기 상단 절곡이 만나서 이루는 부분을 상단 깃이라 할 때,
상기 냉각로는,
상기 하단 깃의 내부 공간 및 상기 상단 깃의 내부 공간에 연통되고,
상기 연료가 상기 하단 깃의 내부 공간을 거쳐서 상기 상단 깃의 내부 공간으로 유동하는 것을 특징으로 하는 연료 분사 장치.
6. The method of claim 5,
The strut is
a lower end having two lower side surfaces forming corners and a lower curved surface connecting the two lower side surfaces; and
and an upper end having two upper side surfaces on the same plane as the two lower side surfaces, and an upper curved surface connecting the two upper side surfaces,
The part formed by the meeting of the long lower side of the two lower sides and the lower curved surface is called a lower collar,
When the long upper side of the two upper side surfaces and the upper bending part meet to form an upper collar,
The cooling furnace,
In communication with the inner space of the lower blade and the inner space of the upper blade,
The fuel injection device, characterized in that the fuel flows to the inner space of the upper blade through the inner space of the lower blade.
 연료가 연소하는 공간을 구비한 챔버; 및
연료가 분사되기 전에 연료 공급로를 통하여 유동함으로써 냉각되는 연료 분사 장치를 포함하고,
상기 챔버의 길이 방향에 수직한 단면에서 바라볼 때, 상기 챔버의 내벽에 복수 개의 상기 연료 분사 장치가 배치되고,
상기 연료 분사 장치는,
챔버에 고정되는 베이스;
상기 챔버를 사이에 두고 상기 베이스와 체결되는 스트럿;
상기 베이스 및 상기 스트럿의 내부에서 연료가 공급되는 경로가 되는 연료 공급로; 및
상기 연료 공급로에 연통하고, 상기 스트럿을 관통하여 형성되는 연료 분사공을 포함하고,
상기 연료 분사공은,
스트럿의 측면에 배치되는 제1 분사공; 및
스트럿의 상면에 배치되는 제2 분사공을 포함하는 엔진 모듈.
a chamber having a space in which fuel is combusted; and
a fuel injection device cooled by flowing through the fuel supply path before fuel is injected;
When viewed from a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the chamber, a plurality of the fuel injection device is disposed on the inner wall of the chamber,
The fuel injection device,
a base fixed to the chamber;
a strut coupled to the base with the chamber interposed therebetween;
a fuel supply path serving as a path through which fuel is supplied within the base and the strut; and
It communicates with the fuel supply path and includes a fuel injection hole formed through the strut,
The fuel injection hole is
a first injection hole disposed on the side of the strut; and
An engine module including a second injection hole disposed on the upper surface of the strut.
 제7 항에 있어서,
상기 제1 분사공은,
복수 개로 배치되고, 상기 스트럿의 상단에서 하단으로 갈수록 상기 제1 분사공의 단면적이 증가하는 것을 특징으로 하는 엔진 모듈.
8. The method of claim 7,
The first injection hole,
The engine module is disposed in plurality, and the cross-sectional area of the first injection hole increases from the upper end to the lower end of the strut.
 제7 항에 있어서,
상기 스트럿의 주변을 흐르는 유체의 흐름을 기준으로 상류 부분을 상기 스트럿의 전방부, 하류 부분을 상기 스트럿의 후방부라고 할 때,
상기 제2 분사공은,
복수 개로 배치되고, 상기 전방부에서 상기 후방부로 갈수록 상기 제2 분사공의 단면적이 증가하는 것을 특징으로 하는 엔진 모듈.
8. The method of claim 7,
When the upstream part is the front part of the strut and the downstream part is the rear part of the strut based on the flow of the fluid flowing around the strut,
The second injection hole,
The engine module is arranged in plurality, and the cross-sectional area of the second injection hole increases from the front part to the rear part.
 제7 항에 있어서,
복수 개의 상기 연료 분사 장치는,
상기 챔버의 상기 단면의 중심축을 기준으로 방사 대칭으로 배치된 것을 특징으로 하는 엔진 모듈.
8. The method of claim 7,
A plurality of the fuel injection device,
Engine module, characterized in that disposed radially symmetrically with respect to the central axis of the cross section of the chamber.
 제7 항에 있어서,
상기 챔버의 직경은,
상기 연료 분사 장치의 높이가 높아질수록 길어지는 것을 특징으로 하는 엔진 모듈.
8. The method of claim 7,
The diameter of the chamber is
The engine module, characterized in that the higher the height of the fuel injection device, the longer it is.
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