KR20230137107A - 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 - Google Patents
연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230137107A KR20230137107A KR1020220034846A KR20220034846A KR20230137107A KR 20230137107 A KR20230137107 A KR 20230137107A KR 1020220034846 A KR1020220034846 A KR 1020220034846A KR 20220034846 A KR20220034846 A KR 20220034846A KR 20230137107 A KR20230137107 A KR 20230137107A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- fuel
- combustor
- mixing tube
- nozzle
- air
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 198
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 98
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 98
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 61
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 38
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims description 11
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 9
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 7
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/286—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/22—Fuel supply systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R3/00—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
- F23R3/28—Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
- F23R3/283—Attaching or cooling of fuel injecting means including supports for fuel injectors, stems, or lances
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2220/00—Application
- F05D2220/30—Application in turbines
- F05D2220/32—Application in turbines in gas turbines
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
- F23C2900/9901—Combustion process using hydrogen, hydrogen peroxide water or brown gas as fuel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23R—GENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
- F23R2900/00—Special features of, or arrangements for continuous combustion chambers; Combustion processes therefor
- F23R2900/00002—Gas turbine combustors adapted for fuels having low heating value [LHV]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
- Nozzles (AREA)
Abstract
본 발명의 일 측면에 따른 수소를 포함하는 연료를 연소하는 연소기용 노즐은, 공기와 연료가 이동하는 복수의 믹싱 튜브, 상기 믹싱 튜브들을 삽입하여 지지하는 멀티 튜브, 및 상기 믹싱 튜브 내에 삽입되어 상기 믹싱 튜브 내부로 연료를 분사하는 분사 막대를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수소를 포함하는 연료를 사용하는 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다.
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.
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.
연료는 각 연소기 내에 설치된 노즐을 통해서 분사되며 노즐은 기체 연료 및 액체 연료를 분사할 수 있다. 근래에는 이산화탄소의 배출을 억제하기 위해서 수소 연료 또는 수소를 포함하는 연료의 사용이 권장되고 있다.
그러나 수소는 연소 속도가 빠르기 때문에, 가스 터빈 연소기로 이들의 연료를 연소시켰을 경우에, 가스 터빈 연소기내에서 형성되는 화염이 가스 터빈 연소기의 구조물로 접근해 가열하고, 가스 터빈 연소기의 신뢰성으로 문제를 일으킬 가능성이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 대한민국 공개특허 제10-2020-0027894호 등에는 멀티 튜브를 갖는 연소기 노즐이 제안되고 있으나, 멀티 튜브를 갖는 노즐은 스월러가 설치되지 않아 연료와 공기의 균일한 혼합이 어려운 문제가 있다.
상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 연료와 공기를 균일하게 혼합할 수 있는 연소기용 노즐, 연소기 및 가스 터빈을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 수소를 포함하는 연료를 연소하는 연소기용 노즐은, 공기와 연료가 이동하는 복수의 믹싱 튜브, 상기 믹싱 튜브들을 삽입하여 지지하는 멀티 튜브, 및 상기 믹싱 튜브 내에 삽입되어 상기 믹싱 튜브 내부로 연료를 분사하는 분사 막대를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 내벽에 고정되어 상기 믹싱 튜브의 내벽의 내벽을 따라 이어진 막대 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 분사 막대는 나선방향으로 이어져 형성될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 믹싱 튜브의 내벽면에는 복수의 분사 막대가 고정되고, 상기 분사 막대들은 상기 믹싱 튜브의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 분사 막대는 공기의 이동방향을 기준으로 상류측으로 연료를 분사하는 제1 연료 분사홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 중심을 향하여 연료를 분사하는 제2 연료 분사홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 분사 막대는 사각형의 단면으로 이루질 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 분사 막대에서 일부분은 다른 부분보다 상기 믹싱 튜브의 중심을 향하여 더 돌출될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 중심을 향하는 내면과 상기 믹싱 튜브의 하류측을 향하여 경사지게 형성된 경사면을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 분사 막대에는 상기 분사 막대들에 연료를 공급하는 연료 공급링이 설치되고, 하나의 연료 공급링에는 복수의 분사 막대들이 연결될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 상기 믹싱 튜브는 상기 분사 막대가 설치된 연료 혼합부와 상기 연료 혼합부보다 더 작은 내경을 가지는 스로틀부, 및 상기 스로틀부와 연결되며 연료와 혼합된 공기의 유동을 안정화시키며, 연료와 혼합된 공기를 분사하는 분사부를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 연소기는 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너, 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 공기가 내부에서 연소되며 연소된 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하며, 상기 노즐은, 공기와 연료가 이동하는 복수의 믹싱 튜브, 상기 믹싱 튜브들을 삽입하여 지지하는 멀티 튜브, 및 상기 믹싱 튜브 내에 삽입되어 상기 믹싱 튜브 내부로 연료를 분사하는 분사 막대를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 내벽에 고정되어 상기 믹싱 튜브의 내벽의 내벽을 따라 이어진 막대 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 분사 막대는 나선방향으로 이어져 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 믹싱 튜브의 내벽면에는 복수의 분사 막대가 고정되고, 상기 분사 막대들은 상기 믹싱 튜브의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 분사 막대는 공기의 이동방향을 기준으로 상류측으로 연료를 분사하는 제1 연료 분사홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 중심을 향하여 연료를 분사하는 제2 연료 분사홀을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 가스 터빈은, 외부에서 유입된 공기를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기 및 상기 연소기에서 연소된 연소 가스에 의해 회전하는 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈을 포함하며, 상기 연소기는, 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너와 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 공기가 내부에서 연소되며 연소된 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하고, 상기 노즐은, 공기와 연료가 이동하는 복수의 믹싱 튜브, 상기 믹싱 튜브들을 삽입하여 지지하는 멀티 튜브, 상기 믹싱 튜브 내에 삽입되어 상기 믹싱 튜브 내부로 연료를 분사하는 분사 막대를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 내벽에 고정되어 상기 믹싱 튜브의 내벽의 내벽을 따라 이어진 막대 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 상기 분사 막대는 나선방향으로 이어져 형성될 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 연소기용 노즐, 연소기 및 가스 터빈에 의하면, 믹싱 튜브 내에 연료를 분사하는 분사 막대가 설치되어 연료와 공기가 균일하게 혼합될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 연소기를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버너를 정면에서 본 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐을 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 믹싱 튜브를 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 믹싱 튜브를 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 믹싱 튜브를 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 믹싱 튜브를 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 노즐의 일부를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 연소기를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버너를 정면에서 본 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐을 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 믹싱 튜브를 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 믹싱 튜브를 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 믹싱 튜브를 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 믹싱 튜브를 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 노즐의 일부를 도시한 단면도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이며, 도 2는 도 1의 연소기를 도시한 도면이다.
본 실시예를 따르는 가스 터빈(1000)의 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 구성될 수 있다. 즉, 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 연소 가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출할 수 있다. 즉, 압축, 가열, 팽창, 방열의 4 과정으로 사이클이 이루어질 수 있다.
위와 같은 브레이튼 사이클을 실현하는 가스 터빈(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100), 연소기(1200) 및 터빈(1300)을 포함할 수 있다. 이하의 설명은 도 1을 참조하겠지만, 본 발명의 설명은 도 1에 예시적으로 도시된 가스 터빈(1000)과 동등한 구성을 가진 터빈 기관에 대해서도 폭넓게 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 가스 터빈(1000)의 압축기(1100)는 외부로부터 공기를 흡입하여 압축할 수 있다. 압축기(1100)는 압축기 블레이드(1130)에 의해 압축된 압축 공기를 연소기(1200)에 공급하고, 또한 가스 터빈(1000)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급할 수 있다. 이때, 흡입된 공기는 압축기(1100)에서 단열 압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(1100)를 통과한 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다.
압축기(1100)는 원심 압축기(centrifugal compressors)나 축류 압축기(axial compressor)로 설계되는데, 소형 가스 터빈에서는 원심 압축기가 적용되는 반면, 도 1에 도시된 것과 같은 대형 가스 터빈(1000)은 대량의 공기를 압축해야 하기 때문에 다단 축류 압축기가 적용되는 것이 일반적이다. 이때, 다단 축류 압축기에서는, 압축기(1100)의 압축기 블레이드(1130)는 로터 디스크의 회전에 따라 회전하여 유입된 공기를 압축하면서 압축된 공기를 후단의 압축기 베인(1140)으로 이동시킨다. 공기는 다단으로 형성된 압축기 블레이드(1130)를 통과하면서 점점 더 고압으로 압축된다.
압축기 베인(1140)은 하우징(1150)의 내부에 장착되며, 복수의 압축기 베인(1140)이 단을 형성하며 장착될 수 있다. 압축기 베인(1140)은 전단의 압축기 블레이드(1130)로부터 이동된 압축 공기를 후단의 압축기 블레이드(1130) 측으로 안내한다. 일 실시예에서 복수의 압축기 베인(1140) 중 적어도 일부는 공기의 유입량의 조절 등을 위해 정해진 범위 내에서 회전 가능하도록 장착될 수 있다.
압축기(1100)는 터빈(1300)에서 출력되는 동력의 일부를 사용하여 구동될 수 있다. 이를 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100)의 회전축과 터빈(1300)의 회전축은 직결될 수 있다. 대형 가스 터빈(1000)의 경우, 터빈(1300)에서 생산되는 출력의 거의 절반 정도가 압축기(1100)를 구동시키는데 소모될 수 있다. 따라서, 압축기(1100)의 효율을 향상시키는 것은 가스 터빈(1000)의 전체 효율을 향상시키는데 직접적인 영향을 미치게 된다.
터빈(1300)은 로터 디스크(1310)와 로터 디스크(1310)에 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드와 터빈 베인을 포함한다. 로터 디스크(1310)는 대략 원판 형태를 가지고 있고, 그 외주부에는 복수의 홈이 형성되어 있다. 홈은 굴곡면을 갖도록 형성되며 홈에 터빈 블레이드와 터빈 베인이 삽입된다. 터빈 베인은 회전하지 않도록 고정되며 터빈 블레이드를 통과한 연소 가스의 흐름 방향을 안내한다. 터빈 블레이드는 연소가스에 의하여 회전하면서 회전력을 생성한다.
한편, 연소기(1200)는 압축기(1100)의 출구로부터 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소 가스를 만들어 낼 수 있다. 도 2는 가스 터빈(1000)에 적용되는 연소기(1200)의 일례를 보여준다. 연소기(1200)는 연소기 케이싱(1210), 버너(1220), 노즐(1400), 덕트 조립체(1250)를 포함할 수 있다.
연소기 케이싱(1210)은 복수의 버너(1220)를 감싸며 대략 원형 형상으로 이루어질 수 있다. 버너(1220)는 압축기(1100)의 하류에 배치되며, 환형을 이루는 연소기 케이싱(1210)을 따라 배치될 수 있다. 각 버너(1220)에는 복수 개의 노즐(1400)이 구비되며, 이 노즐(1400)에서 분사되는 연료가 공기와 적절한 비율로 혼합되어 연소에 적합한 상태를 이루게 된다.
가스 터빈(1000)에는 가스 연료가 사용될 수 있으며, 특히 수소를 포함하는 연료가 사용될 수 있다. 연료는 수소 연료 단독 또는 수소와 천연가스를 포함하는 연료로 이루어질 수 있다.
버너(1220)와 터빈(1300) 사이를 연결하여 고온의 연소가스가 유동하는 덕트 조립체(1250)의 외면을 따라 압축공기가 흘러서 노즐(1400) 쪽으로 공급되며, 이 과정에서 고온의 연소가스에 의해 가열된 덕트 조립체(1250)가 적절히 냉각된다.
덕트 조립체(1250)는 라이너(1251)와 트랜지션피스(1252), 유동 슬리브(1253)를 포함할 수 있다. 덕트 조립체(1250)는 라이너(1251)와 트랜지션피스(1252)의 바깥을 유동 슬리브(1253)가 감싸는 이중 구조로 이루어져 있으며, 압축공기는 유동 슬리브(1253) 안쪽의 환형 공간 안으로 침투하여 라이너(1251)와 트랜지션피스(1252)를 냉각시킨다.
라이너(1251)는 연소기(1200)의 버너(1220)에 연결되는 관 부재로서, 라이너(1251) 내부의 공간이 연소실(1240)을 형성하게 된다. 라이너(1251)의 길이방향 일측 단부는 버너(1220)에 결합되고 라이너(1251)의 길이방향 타측 단부는 트랜지션피스(1252)에 결합된다.
그리고, 트랜지션피스(1252)는 터빈(1300)의 입구와 연결되어 고온의 연소가스를 터빈(1300)으로 유도하는 역할을 한다. 트랜지션피스(1252)의 길이방향 일측 단부는 라이너(1251)와 결합되고, 트랜지션피스(1252)의 길이방향 타측 단부는 터빈(1300)과 결합된다. 유동 슬리브(1253)는 라이너(1251)와 트랜지션피스(1252)를 보호하는 한편 고온의 열기가 외부로 직접 방출되는 것을 막아주는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 버너를 정면에서 본 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 노즐을 길이방향으로 잘라 본 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 믹싱 튜브를 길이방향으로 잘라 본 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 노즐(1400)은 공기와 연료가 이동하는 복수의 믹싱 튜브(1420)와 연료가 이동하는 연료 통로(1412)를 포함하는 멀티 튜브(1410), 및 믹싱 튜브 내에 삽입되어 믹싱 튜브 내부로 연료를 분사하는 분사 막대를 포함할 수 있다.
멀티 튜브(1410)는 원통 형상으로 이루어지며, 내측에 연료가 공급되는 연료 통로(1412)가 형성된다. 또한, 노즐(1400)은 멀티 튜브(1410)에 연료를 공급하는 연료 공급관(1450)을 더 포함할 수 있다. 여기서 연료는 수소를 포함하는 가스로 이루어질 수 있다. 멀티 튜브(1410)는 수소와 공기를 미세하게 분사할 수 있다.
멀티 튜브(1410) 내부에는 수소 가스를 이용하여 여러 개의 작은 화염을 형성할 수 있도록 복수의 믹싱 튜브(1420)가 설치된다. 복수의 믹싱 튜브(1420)들은 멀티 튜브(1410) 내에서 간격을 두고 이격 배치되며 서로 평행하게 형성될 수 있다. 믹싱 튜브(1420)는 원통 형상으로 이루어질 수 있다.
연료 공급관(1450)을 통해서 멀티 튜브(1410) 내부로 유입된 연료는 연료 통로(1412)를 따라 이동하며, 믹싱 튜브(1420)는 연료 통로(1412)를 관통하도록 설치되므로 연료 통로(1412)가 믹싱 튜브(1420)를 감싸고 있다.
믹싱 튜브(1420)에는 연료가 유입되는 복수의 연료 유입홀(1425)이 형성되고, 연료 유입홀(1425)은 믹싱 튜브(1420)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다. 또한, 믹싱 튜브(1420)의 전방에는 연료와 혼합된 공기가 분사되는 분사구(1421)가 형성되며, 믹싱 튜브(1420)의 후방에는 공기가 유입되는 유입구(1422)가 형성될 수 있다.
분사 막대(1430)는 믹싱 튜브(1420)의 내벽면에 고정되며, 믹싱 튜브(1420)의 내벽을 따라 이어져 형성된 막대 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 분사 막대(1430)는 나선방향으로 이어져 선회 유동을 형성할 수 있다. 믹싱 튜브(1420)의 내벽면에는 복수의 분사 막대(1430)가 설치되고, 분사 막대(1430)들은 믹싱 튜브(1420)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다.
분사 막대(1430)의 내부에는 연료가 이동하는 이동 공간(1434)이 형성되며, 이동 공간(1434)은 분사 막대(1430)의 길이방향으로 이어져 형성된다. 이동 공간(1434)은 연료 유입홀(1425)과 연결되어 연료를 공급받을 수 있다. 분사 막대(1430)는 공기의 이동방향을 기준으로 상류측으로 연료를 분사하는 제1 연료 분사홀(1431)과 믹싱 튜브(1420)의 중심을 향하여 연료를 분사하는 제2 연료 분사홀(1432)을 포함할 수 있다.
분사 막대(1430)는 사각형의 단면을 가지며, 제1 연료 분사홀(1431)은 분사 막대(1430)에서 후방을 향하는 면에 형성된다. 한편, 제2 연료 분사홀(1432)은 믹싱 튜브(1420)의 중심을 향하는 면에 형성된다.
이와 같이 믹싱 튜브(1420) 내부에 나선형으로 이어진 분사 막대(1430)가 설치되면 와류를 형성하여 연료와 공기가 균일하게 혼합될 수 있을 뿐만 아니라, 믹싱 튜브(1420)의 중심 및 후방으로 연료가 분사되면 연료가 공기의 이동 방향과 교차하는 방향 및 반대방향으로 분사되어 공기와 연료가 더욱 균일하게 혼합될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 믹싱 튜브와 분사 막대에 대해서 설명한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 노즐의 일부를 도시한 단면도이다.
도 6을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 노즐은 믹싱 튜브(1520)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 노즐과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
믹싱 튜브(1520)는 원통 형상으로 이루어질 수 있는데, 내부에 분사 막대(1530)가 설치된 연료 혼합부(1521)와 연료 혼합부(1521)보다 더 작은 내경을 가지는 스로틀부(1522), 및 스로틀부(1522)와 연결되며 연료와 혼합된 공기의 유동을 안정화시키며, 연료와 혼합된 공기를 분사하는 분사부(1523)를 포함할 수 있다.
연료 혼합부(1521)는 균일한 내경을 갖고, 분사 막대(1530)는 연료 혼합부(1521)에만 설치된다. 연료 혼합부(1521)의 후방에 연료가 유입되는 복수의 연료 유입홀(1525)이 형성되고, 연료 유입홀(1525)은 믹싱 튜브(1520)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다.
스로틀부(1522)는 연료 혼합부(1521) 및 분사부(1523) 보다 더 작은 내경을 갖는 부분을 가지며, 연료 혼합부(1521) 및 분사부(1523) 사이에 위치한다. 스로틀부(1522)는 하류측으로 갈수록 내경이 점진적으로 감소하는 부분과 하류측으로 갈수록 내경이 점진적으로 증가하는 부분을 포함할 수 있다.
연료와 혼합된 공기는 스로틀부(1522)를 통과하는 과정에서 압력은 낮아지고, 속도는 증가하게 되는데, 이 과정에서 연료와 혼합된 공기의 유동이 안정화될 수 있다. 연료 혼합부(1521)에서 공기와 연료는 스월을 형성하면서 혼합되며 난류화되어 유동이 불안정한데, 스로틀부(1522)를 통과하면서 유동이 안정화될 수 있다.
분사부(1523)는 균일한 내경을 갖고, 분사부(1523)의 선단에는 믹싱 튜브(1520)에는 연료와 혼합된 공기가 분사되는 분사구(1525)가 형성될 수 있다. 연료와 혼합된 공기는 분사부(1523)를 통해서 유동이 더욱 안정화되어 연소 공간으로 배출될 수 있다.
분사 막대(1530)는 믹싱 튜브(1520)의 내벽면에 고정되며, 나선방향으로 이어져 형성될 수 있다. 믹싱 튜브(1520)의 내벽면에는 복수의 분사 막대(1530)가 설치되고, 분사 막대(1530)들은 믹싱 튜브(1520)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다.
분사 막대(1530)는 연료 유입홀(1525)과 연결되며, 이에 따라 분사 막대(1530) 내부의 이동 공간(1534)으로 연료가 유입되어 분사 막대의 길이방향으로 연료가 이동할 수 있다. 분사 막대(1530)의 후단에는 분사 막대들에 연료를 공급하는 연료 공급링이 연결될 수 있다. 연료 공급링(1536)은 원형의 고리 형상으로 이루어지며, 믹싱 튜브(1520)의 내벽에 고정된다. 하나의 연료 공급링(1536)에는 복수의 분사 막대(1530)들이 연결될 수 있다.
믹싱 튜브(1520)에 3개의 분사 막대(1530)가 설치되는 경우에는 3개의 연료 유입홀(1525)을 통해서 각각의 분사 막대(1530)에 연료가 공급될 수 있는데, 연료 공급링(1536)이 설치되면, 3개 이상의 연료 유입홀(1525)이 형성되어 연료 공급링(1536)으로 연료가 공급되며, 연료 공급링(1536)은 각각의 분사 막대(1530)에 연료를 분배하여 공급할 수 있다.
분사 막대(1530)는 공기의 이동방향을 기준으로 상류측으로 연료를 분사하는 제1 연료 분사홀(1531)과 믹싱 튜브(1520)의 중심을 향하여 연료를 분사하는 제2 연료 분사홀(1532)을 포함할 수 있다.
분사 막대(1530)는 사각형의 단면을 가지며, 제1 연료 분사홀(1531)은 분사 막대(1530)에서 후방을 향하는 면에 형성되고, 제2 연료 분사홀(1532)은 분사 막대에서 믹싱 튜브(1520)의 중심을 향하는 면에 형성될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 믹싱 튜브와 분사 막대에 대해서 설명한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 노즐의 일부를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 노즐은 분사 막대(1630)를 제외하고는 상기한 제2 실시예에 따른 노즐과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
믹싱 튜브(1620)는 원통 형상으로 이루어질 수 있는데, 내부에 분사 막대(1630)가 설치된 연료 혼합부(1621)와 연료 혼합부(1621)보다 더 작은 내경을 가지는 스로틀부(1622), 및 스로틀부(1622)와 연결되며 연료와 혼합된 공기를 연소기 내부로 분사하는 분사부(1623)를 포함할 수 있다.
분사 막대(1630)는 믹싱 튜브(1620)의 내벽면에 고정되며, 나선방향으로 이어져 형성될 수 있다. 믹싱 튜브(1620)의 내벽면에는 복수의 분사 막대(1630)가 설치되고, 분사 막대(1630)들은 믹싱 튜브(1620)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다.
분사 막대(1630)는 연료 유입홀(1621)과 연결되며, 이에 따라 분사 막대(1630) 내부의 공간으로 연료가 유입되어 분사 막대의 길이방향으로 연료가 이동할 수 있다. 분사 막대(1630)는 원형의 단면을 갖는 막대로 이루어질 수 있다.
분사 막대(1630)의 내부에는 연료가 이동하는 이동 공간(1634)이 형성되며, 이동 공간(1634)은 연료 유입홀(1625)과 연결되어 연료를 공급받을 수 있다. 분사 막대(1630)는 공기의 이동방향을 기준으로 상류측으로 연료를 분사하는 제1 연료 분사홀(1631)과 믹싱 튜브(1620)의 중심을 향하여 연료를 분사하는 제2 연료 분사홀(1632)을 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 믹싱 튜브와 분사 막대에 대해서 설명한다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 노즐의 일부를 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하여 설명하면, 본 제4 실시예에 따른 노즐은 분사 막대(1730)를 제외하고는 상기한 제2 실시예에 따른 노즐과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
믹싱 튜브(1720)는 원통 형상으로 이루어질 수 있는데, 내부에 분사 막대(1730)가 설치된 연료 혼합부(1721)와 연료 혼합부(1721)보다 더 작은 내경을 가지는 스로틀부(1722), 및 스로틀부(1722)와 연결되며 연료와 혼합된 공기의 유동을 안정화시키는 분사부(1721)를 포함할 수 있다.
분사 막대(1730)는 믹싱 튜브(1720)의 내벽면에 고정되며, 나선방향으로 이어져 형성될 수 있다. 믹싱 튜브(1720)의 내벽면에는 복수의 분사 막대(1730)가 설치되고, 분사 막대(1730)들은 믹싱 튜브(1720)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다.
분사 막대(1730)는 연료 유입홀(1721)과 연결되며, 이에 따라 분사 막대(1730) 내부의 공간으로 연료가 유입되어 분사 막대의 길이방향으로 연료가 이동할 수 있다. 분사 막대(1730)는 사각형의 단면을 갖는 막대로 이루어지는데, 믹싱 튜브(1720)의 중심을 향하는 내면(1735)과 믹싱 튜브(1720)의 하류측을 향하여 경사지게 형성된 경사면(1736)을 포함할 수 있다.
분사 막대(1730)의 내부에는 연료가 이동하는 이동 공간(1734)이 형성되며, 이동 공간(1734)은 연료 유입홀(1725)과 연결되어 연료를 공급받을 수 있다. 분사 막대(1730)는 공기의 이동방향을 기준으로 상류측으로 연료를 분사하는 제1 연료 분사홀(1731)과 믹싱 튜브(1720)의 중심을 향하여 연료를 분사하는 제2 연료 분사홀(1732)을 포함할 수 있다. 제1 연료 분사홀(1731)은 경사면(1736)에 형성되고, 제2 연료 분사홀(1732)은 내면(1735)에 형성될 수 있다. 이와 같이 분사 막대(1730)에 경사면(1736)이 형성되면 공기의 유동방향에 경사진 방향으로 연료를 분사하여 연료와 공기를 균일하게 혼합할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 믹싱 튜브와 분사 막대에 대해서 설명한다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 노즐의 일부를 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하여 설명하면, 본 제5 실시예에 따른 노즐은 분사 막대(1730)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 노즐과 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.
믹싱 튜브(1820)에는 연료가 유입되는 복수의 연료 유입홀(1825)이 형성되고, 연료 유입홀(1825)은 믹싱 튜브(1820)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다. 또한, 믹싱 튜브(1820)의 전방에는 연료와 혼합된 공기가 분사되는 분사구(1821)가 형성되며, 믹싱 튜브(1820)의 후방에는 공기가 유입되는 유입구(1822)가 형성될 수 있다.
분사 막대(1830)는 믹싱 튜브(1820)의 내벽면에 고정되며, 나선방향으로 이어져 선회 유동을 형성할 수 있다. 믹싱 튜브(1820)의 내벽면에는 복수의 분사 막대(1830)가 설치되고, 분사 막대(1830)들은 믹싱 튜브(1820)의 둘레 방향으로 이격 배치될 수 있다.
분사 막대(1830)의 내부에는 연료가 이동하는 이동 공간(1834)이 형성되며, 이동 공간(1834)은 분사 막대(1830)의 길이방향으로 이어져 형성된다. 이동 공간(1834)은 연료 유입홀(1825)과 연결되어 연료를 공급받을 수 있다. 분사 막대(1830)는 공기의 이동방향을 기준으로 상류측으로 연료를 분사하는 제1 연료 분사홀(1831)과 믹싱 튜브(1820)의 중심을 향하여 연료를 분사하는 제2 연료 분사홀(1832)을 포함할 수 있다.
분사 막대(1830)에서 일부분은 다른 부분보다 믹싱 튜브(1820)의 중심을 향하여 더 돌출되도록 형성될 수 있다. 보다 상세하게 분사 막대(1830)의 길이방향 중심 부분은 길이방향 양쪽 단부보다 중심을 향하여 더 돌출되도록 형성될 수 있다.
이를 위해서 분사 막대(1830)는 폭(W1)이 가변하는 부분을 갖고, 분사 막대(1830)에서 길이방향 중앙 부분의 폭(W1)은 길이방향 양쪽 단부의 폭(W1)보다 더 크게 형성될 수 있다. 분사 막대(1830)는 폭(W1)이 점진적으로 증가하는 부분과 점진적으로 감소하는 부분을 포함할 수 있다.
이와 같이 분사 막대(1830)의 일부분이 다른 부분보다 믹싱 튜브(1820)의 중심을 향하여 더 돌출되면 연료를 믹싱 튜브(1820)의 내측으로 공급하여 연료와 공기가 더욱 균일하게 혼합될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
1000: 가스 터빈 1100: 압축기
1130: 압축기 블레이드 1140: 베인
1150: 하우징 1200: 연소기
1210: 연소기 케이싱 1220: 버너
1240: 연소실 1400: 노즐
1410: 멀티 튜브 1412: 연료 통로
1420, 1520, 1620, 1720, 1820: 믹싱 튜브
1421, 1821: 분사구 1422, 1822: 유입구
1425, 1525, 1625, 1725, 1825: 연료 유입홀
1430, 1530, 1630, 1730, 1830: 분사 막대
1431, 1531, 1631, 1731, 1831: 제1 연료 분사홀
1432, 1532, 1632, 1732, 1832: 제2 연료 분사홀
1434, 15345, 1634, 1734, 1834: 이동 공간
1450: 연료 공급관 1521, 1621, 1721: 연료 혼합부
1522, 1622, 1722: 스로틀부 1523, 1623, 1723: 분사부
1536: 연료 공급링
1130: 압축기 블레이드 1140: 베인
1150: 하우징 1200: 연소기
1210: 연소기 케이싱 1220: 버너
1240: 연소실 1400: 노즐
1410: 멀티 튜브 1412: 연료 통로
1420, 1520, 1620, 1720, 1820: 믹싱 튜브
1421, 1821: 분사구 1422, 1822: 유입구
1425, 1525, 1625, 1725, 1825: 연료 유입홀
1430, 1530, 1630, 1730, 1830: 분사 막대
1431, 1531, 1631, 1731, 1831: 제1 연료 분사홀
1432, 1532, 1632, 1732, 1832: 제2 연료 분사홀
1434, 15345, 1634, 1734, 1834: 이동 공간
1450: 연료 공급관 1521, 1621, 1721: 연료 혼합부
1522, 1622, 1722: 스로틀부 1523, 1623, 1723: 분사부
1536: 연료 공급링
Claims (20)
- 수소를 포함하는 연료를 연소하는 연소기용 노즐에 있어서,
공기와 연료가 이동하는 복수의 믹싱 튜브;
상기 믹싱 튜브들을 삽입하여 지지하는 멀티 튜브;
상기 믹싱 튜브 내에 삽입되어 상기 믹싱 튜브 내부로 연료를 분사하는 분사 막대;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 제1 항에 있어서,
상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 내벽에 고정되어 상기 믹싱 튜브의 내벽의 내벽을 따라 이어진 막대 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 제2 항에 있어서,
상기 분사 막대는 나선방향으로 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 제3 항에 있어서,
상기 믹싱 튜브의 내벽면에는 복수의 분사 막대가 고정되고, 상기 분사 막대들은 상기 믹싱 튜브의 둘레 방향으로 이격 배치된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 제2 항에 있어서,
상기 분사 막대는 공기의 이동방향을 기준으로 상류측으로 연료를 분사하는 제1 연료 분사홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 제5 항에 있어서,
상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 중심을 향하여 연료를 분사하는 제2 연료 분사홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 제1 항에 있어서,
상기 분사 막대는 사각형의 단면을 갖는 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 제1 항에 있어서,
상기 분사 막대에서 일부분은 다른 부분보다 상기 믹싱 튜브의 중심을 향하여 더 돌출된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 제1 항에 있어서,
상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 중심을 향하는 내면과 상기 믹싱 튜브의 하류측을 향하여 경사지게 형성된 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 제1 항에 있어서,
상기 분사 막대에는 상기 분사 막대들에 연료를 공급하는 연료 공급링이 설치되고, 하나의 연료 공급링에는 복수의 분사 막대들이 연결된 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 제1 항에 있어서,
상기 믹싱 튜브는 상기 분사 막대가 설치된 연료 혼합부와 상기 연료 혼합부보다 더 작은 내경을 가지는 스로틀부, 및 상기 스로틀부와 연결되며 연료와 혼합된 공기의 유동을 안정화시키며, 연료와 혼합된 공기를 분사하는 분사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기용 노즐. - 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너, 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 공기가 내부에서 연소되며 연소된 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하는 연소기에 있어서,
상기 노즐은,
공기와 연료가 이동하는 복수의 믹싱 튜브;
상기 믹싱 튜브들을 삽입하여 지지하는 멀티 튜브;
상기 믹싱 튜브 내에 삽입되어 상기 믹싱 튜브 내부로 연료를 분사하는 분사 막대;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기. - 제12 항에 있어서,
상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 내벽에 고정되어 상기 믹싱 튜브의 내벽의 내벽을 따라 이어진 막대 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 연소기. - 제13 항에 있어서,
상기 분사 막대는 나선방향으로 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 연소기. - 제14 항에 있어서,
상기 믹싱 튜브의 내벽면에는 복수의 분사 막대가 고정되고, 상기 분사 막대들은 상기 믹싱 튜브의 둘레 방향으로 이격 배치된 것을 특징으로 하는 연소기. - 제14 항에 있어서,
상기 분사 막대는 공기의 이동방향을 기준으로 상류측으로 연료를 분사하는 제1 연료 분사홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기. - 제16 항에 있어서,
상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 중심을 향하여 연료를 분사하는 제2 연료 분사홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 연소기. - 외부에서 유입된 공기를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기 및 상기 연소기에서 연소된 연소 가스에 의해 회전하는 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈을 포함하는 가스 터빈으로서,
상기 연소기는, 연료와 공기를 분사하는 복수의 노즐을 갖는 버너와 상기 버너의 일측에 결합되며 상기 연료와 상기 공기가 내부에서 연소되며 연소된 가스를 터빈으로 전달하는 덕트 조립체를 포함하고,
상기 노즐은,
공기와 연료가 이동하는 복수의 믹싱 튜브;
상기 믹싱 튜브들을 삽입하여 지지하는 멀티 튜브;
상기 믹싱 튜브 내에 삽입되어 상기 믹싱 튜브 내부로 연료를 분사하는 분사 막대;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 터빈. - 제18 항에 있어서,
상기 분사 막대는 상기 믹싱 튜브의 내벽에 고정되어 상기 믹싱 튜브의 내벽의 내벽을 따라 이어진 막대 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 가스 터빈. - 제19 항에 있어서,
상기 분사 막대는 나선방향으로 이어져 형성된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220034846A KR102660055B1 (ko) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220034846A KR102660055B1 (ko) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230137107A true KR20230137107A (ko) | 2023-10-04 |
| KR102660055B1 KR102660055B1 (ko) | 2024-04-22 |
Family
ID=88290296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220034846A KR102660055B1 (ko) | 2022-03-21 | 2022-03-21 | 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102660055B1 (ko) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR940001924A (ko) * | 1992-07-31 | 1994-02-16 | 박기석 | 냄새 분리 및 포집용 컴비네이션 필터 |
| JP2011069602A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | General Electric Co <Ge> | 燃料噴射器用の内部バッフル |
| US20150176841A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | General Electric Company | Apparatus for mixing fuel in a gas turbine nozzle |
| KR102083928B1 (ko) * | 2014-01-24 | 2020-03-03 | 한화에어로스페이스 주식회사 | 연소기 |
| KR102111644B1 (ko) * | 2019-06-11 | 2020-05-15 | 두산중공업 주식회사 | 서로 다른 형상으로 형성된 다중스월러를 구비한 연소기 및 가스터빈 |
| KR102334882B1 (ko) * | 2016-03-25 | 2021-12-08 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 패널 연료 분사기를 갖는 연소 시스템 |
| KR102343001B1 (ko) * | 2020-07-06 | 2021-12-23 | 두산중공업 주식회사 | 연소기용 노즐, 이를 포함하는 연소기, 및 가스 터빈 |
| KR20220005294A (ko) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 두산중공업 주식회사 | 연소기용 노즐, 이를 포함하는 연소기, 및 가스 터빈 |
-
2022
- 2022-03-21 KR KR1020220034846A patent/KR102660055B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR940001924A (ko) * | 1992-07-31 | 1994-02-16 | 박기석 | 냄새 분리 및 포집용 컴비네이션 필터 |
| JP2011069602A (ja) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | General Electric Co <Ge> | 燃料噴射器用の内部バッフル |
| US20150176841A1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | General Electric Company | Apparatus for mixing fuel in a gas turbine nozzle |
| KR102083928B1 (ko) * | 2014-01-24 | 2020-03-03 | 한화에어로스페이스 주식회사 | 연소기 |
| KR102334882B1 (ko) * | 2016-03-25 | 2021-12-08 | 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 | 패널 연료 분사기를 갖는 연소 시스템 |
| KR102111644B1 (ko) * | 2019-06-11 | 2020-05-15 | 두산중공업 주식회사 | 서로 다른 형상으로 형성된 다중스월러를 구비한 연소기 및 가스터빈 |
| KR102343001B1 (ko) * | 2020-07-06 | 2021-12-23 | 두산중공업 주식회사 | 연소기용 노즐, 이를 포함하는 연소기, 및 가스 터빈 |
| KR20220005294A (ko) * | 2020-07-06 | 2022-01-13 | 두산중공업 주식회사 | 연소기용 노즐, 이를 포함하는 연소기, 및 가스 터빈 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102660055B1 (ko) | 2024-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102382080B1 (ko) | 연소기용 노즐, 이를 포함하는 연소기, 및 가스 터빈 | |
| KR102343001B1 (ko) | 연소기용 노즐, 이를 포함하는 연소기, 및 가스 터빈 | |
| KR102091043B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR20190109955A (ko) | 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102071324B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102403750B1 (ko) | 멀티 튜브를 갖는 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102456687B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102070908B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102343002B1 (ko) | 연소기용 노즐, 이를 포함하는 연소기, 및 가스 터빈 | |
| JP7456082B2 (ja) | 燃焼器用ノズル、燃焼器およびこれを含むガスタービン | |
| US11592180B2 (en) | Combustor nozzle, combustor, and gas turbine including same | |
| US11359813B2 (en) | Combustor and gas turbine including the same | |
| KR102660055B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102189308B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102152420B1 (ko) | 연소기, 이를 포함하는 가스 터빈, 및 연소기의 구동 방법 | |
| KR102632603B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102697366B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102619152B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102599921B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102460000B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102721786B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102607178B1 (ko) | 연소기용 노즐, 연소기 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102667812B1 (ko) | 연소기용 노즐 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| KR102312716B1 (ko) | 연료 분사 장치, 노즐, 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈 | |
| JP7408908B2 (ja) | 燃焼器用ノズル、燃焼器およびこれを含むガスタービン |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |