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KR102112826B1 - Gas turbine engine system - Google Patents

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KR102112826B1
KR102112826B1 KR1020180144685A KR20180144685A KR102112826B1 KR 102112826 B1 KR102112826 B1 KR 102112826B1 KR 1020180144685 A KR1020180144685 A KR 1020180144685A KR 20180144685 A KR20180144685 A KR 20180144685A KR 102112826 B1 KR102112826 B1 KR 102112826B1
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KR
South Korea
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unit
compressed air
exhaust
flow path
air storage
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KR1020180144685A
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Korean (ko)
Inventor
이동호
Original Assignee
한국항공우주연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

The present invention provides a gas turbine engine system including: a compression unit for compressing air sucked from the outside; a combustion unit that receives the compressed air from the compression unit and mixes the compressed air and fuel to combust a mixture; a turbine unit for generating output by receiving the gas combusted in the combustion unit; an exhaust unit coupled to the turbine unit and discharging the exhaust gas supplied from the turbine unit; and a compressed air storage unit installed between the compression unit and the exhaust unit, receiving the compressed air from the compression unit, and supplying the compressed air to the exhaust unit.

Description

가스 터빈 엔진 시스템{Gas turbine engine system}Gas turbine engine system

본 발명의 실시예들은 가스 터빈 엔진 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일 열량 대비 출력 효율이 향상될 수 있는 가스 터빈 엔진 시스템에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relates to a gas turbine engine system, and more particularly, to a gas turbine engine system capable of improving output efficiency compared to the same amount of heat.

일반적으로 가스 터빈 엔진은 이상적인 기본 열역학적 사이클인 브레이턴 사이클(brayton cycle)에 의해서 작동하는 장치로서, 가스 상태의 작동 유체를 압축 및 팽창하는 과정에서 동력을 연속적으로 얻어내는 엔진이다. In general, a gas turbine engine is an apparatus that operates by an ideal basic thermodynamic cycle, a Brighton cycle, and continuously obtains power in the process of compressing and expanding a gaseous working fluid.

가스 터빈 엔진은 공기를 압축하여 밀폐된 용기 내로 공급한 후, 연료를 분사시켜 연소시킴으로써 나오는 고온/고압의 연소가스를 이용하여 회전체인 터빈의 날개에 분사시켜 회전력을 통한 출력을 얻는다. The gas turbine engine compresses the air and supplies it into a sealed container, and then uses the high-temperature / high-pressure combustion gas produced by injecting fuel to inject it to the blades of the rotating chain turbine to obtain output through rotational force.

이러한 가스 터빈 엔진은 윤활유의 소비량이 매우 적으며, 고속 운전이 가능하면서도 엔진 구조의 소형화, 집약화를 이룰 수 있다는 점에서 항공기의 동력 기계로서 아주 적합하며, 선박, 산업용으로도 그 응용 분야가 증가하고 있다.This gas turbine engine is very suitable as a power machine of an aircraft in that it has a very low consumption of lubricating oil, and it is capable of high-speed operation, but can achieve a compact and intensive engine structure, and its application fields are increasing in ships and industries. have.

항공용 혹은 산업용 소형 가스 터빈 엔진은 통상 외부와 격리되는 장착부(혹은 격실부) 내에 위치하게 된다. 가스 터빈 엔진은 그 특성상 정상 운용 시 배기구를 통해 연소된 배기가스가 배출되도록 되어 있으며, 이 배기가스는 섭씨 수백도에 이르는 고온의 가스이다. Small gas turbine engines for aviation or industrial use are usually located in a mounting part (or compartment) that is isolated from the outside. Due to the characteristics of the gas turbine engine, exhaust gas burned through an exhaust port is discharged during normal operation, and the exhaust gas is a high-temperature gas reaching several hundred degrees Celsius.

종래 가스 터빈 엔진에서 배기가스를 대기 상태의 외부로 배출하는 과정에서 배기구 내에 다양한 형태의 소음기(silencer), 곡관(bended duct) 등을 거치게 되므로, 원활한 배출을 위하여 터빈의 출구 조건은 대기압보다 일정 수준 높은 상태를 유지하게 되는데, 터빈의 배기 압력이 높아짐에 따라 기존 대비 출력 및 효율이 저하되는 문제점이 있었다.In the process of discharging exhaust gas to the outside of the atmospheric state in a conventional gas turbine engine, various types of silencers, bended ducts, and the like are passed through the exhaust port. It maintains a high state, and as the exhaust pressure of the turbine increases, there is a problem in that output and efficiency are reduced compared to the conventional one.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1012702호(2011.01.27 등록, 발명의 명칭: 가스 터빈 엔진)에 개시되어 있다.Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1012702 (January 2011 registration, name of the invention: gas turbine engine).

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 압축 공기 저장부에서 압축 공기를 공급하여 터빈부의 출구, 배기부의 압력을 감소시켜 동일 열량 대비 출력 효율이 향상시키는 것을 목적으로 한다. The present invention is to solve a number of problems, including the problems as described above, the object of the present invention is to supply compressed air from a compressed air storage unit to reduce the pressure at the outlet and exhaust of the turbine unit, thereby improving output efficiency compared to the same amount of heat. .

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템은, 외부로부터 흡입된 공기를 압축하는 압축부; 상기 압축부로부터 압축된 공기를 공급받고, 상기 압축된 공기와 연료를 혼합하여 연소시키는 연소부; 상기 연소부에서 연소된 가스가 유입되어 출력을 발생시키는 터빈부; 상기 터빈부에 결합되며, 상기 터빈부로부터 공급받은 배기 가스를 배출하는 배기부; 및 상기 압축부와 상기 배기부의 사이에 설치되며, 상기 압축부로부터 압축된 공기를 공급받고, 상기 압축된 공기를 상기 배기부에 공급하는 압축 공기 저장부;를 포함할 수 있다.Gas turbine engine system according to an embodiment of the present invention, a compression unit for compressing the air sucked from the outside; A combustion unit receiving compressed air from the compression unit and mixing the compressed air and fuel to burn; A turbine unit that generates gas by introducing the gas burned in the combustion unit; An exhaust unit coupled to the turbine unit to discharge exhaust gas supplied from the turbine unit; And a compressed air storage unit installed between the compression unit and the exhaust unit, receiving compressed air from the compression unit, and supplying the compressed air to the exhaust unit.

일 실시예에 따르면, 기 압축부와 상기 압축 공기 저장부 사이에 설치되며, 상기 압축부에서 상기 압축 공기 저장부로의 압축 공기의 유동 경로를 제공하는 제1공급유로; 및 상기 압축 공기 저장부와 상기 배기부 사이에 설치되며, 상기 압축 공기 저장부에서 상기 배기부로의 압축 공기의 유동 경로를 제공하는 제2공급유로;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the first supply flow path is provided between the compressed air storage unit and the compressed air storage unit, and provides a flow path of compressed air from the compressed unit to the compressed air storage unit; And a second supply flow path installed between the compressed air storage and the exhaust, and providing a flow path of compressed air from the compressed air storage to the exhaust.

일 실시예에 따르면, 상기 제1공급유로 상에 설치되며, 압축 공기의 유동 경로를 개폐하는 제1밸브부; 및 상기 제2공급유로 상에 설치되며, 압축 공기의 유동 경로를 개폐하는 제2밸브부;를 더 포함할 수 잇다.According to one embodiment, it is installed on the first supply flow path, the first valve unit for opening and closing the flow path of the compressed air; And it is installed on the second supply flow path, the second valve unit for opening and closing the flow path of the compressed air; may further include a.

일 실시예에 따르면, 상기 제1밸브부 및 상기 제2밸브부와 전기적으로 연결되며, 상기 제1밸브부와 상기 제2밸브부의 개폐를 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, the first valve portion and the second valve portion is electrically connected, the first valve portion and the second valve portion control unit for controlling opening and closing; may further include a.

일 실시예에 따르면, 상기 제어부는, 외부로부터 수요 전력에 대한 정보를 제공받아 미리 설정된 시간에 따라 상기 제1밸브부와 상기 제2밸브부 중 적어도 어느 하나의 개폐를 제어할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the control unit may control the opening and closing of at least one of the first valve unit and the second valve unit according to a preset time by receiving information on demand power from the outside.

일 실시예에 따르면, 상기 압축부와 연결되며, 상기 압축부로 전력을 공급하는 전원부;를 더 포함하고,According to an embodiment, it is connected to the compression unit, a power supply for supplying power to the compression unit; further includes,

상기 압축부는, 상기 전원부의 일측에 연결되며 상기 연소부 및 상기 압축 공기 저장부와 연결되는 제1압축기와; 상기 전원부의 타측에 연결되며 상기 압축 공기 저장부와 연결되는 제2압축기;를 포함할 수 있다.The compression unit includes a first compressor connected to one side of the power supply unit and connected to the combustion unit and the compressed air storage unit; And a second compressor connected to the other side of the power supply unit and connected to the compressed air storage unit.

일 실시예에 따르면, 상기 전원부와 상기 제2압축기 사이에 설치되는 동력전달부;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, a power transmission unit installed between the power supply unit and the second compressor may further include.

일 실시예에 따르면, 상기 동력전달부와 전기적으로 연결되고, 상기 동력전달부의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, it is electrically connected to the power transmission unit, a control unit for controlling the driving of the power transmission unit; may further include a.

일 실시예에 따르면, 상기 압축 공기 저장부와 상기 제2압축기 사이에 설치도며, 상기 제2압축기에서 상기 압축 공기 저장부로의 압축 공기의 유동 경로를 제공하는 제3공급유로;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, a third supply flow path provided between the compressed air storage and the second compressor, and providing a flow path of compressed air from the second compressor to the compressed air storage; Can be.

일 실시예에 따르면, 상기 제3공급유로 상에 설치되며, 압축 공기의 유동 경로를 개폐하는 제3밸브부;를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment, it is installed on the third supply channel, the third valve unit for opening and closing the flow path of the compressed air; may further include a.

전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other aspects, features, and advantages other than those described above will become apparent from the following drawings, claims, and detailed description of the invention.

상술한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 압축 공기 저장부가 압축부로부터 압축 공기를 공급받고, 배기부에 공급함으로 인하여 터빈부 출구, 배기부의 압력을 감소시켜 가스 터빈 엔진 시스템의 출력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. According to an embodiment of the present invention made as described above, the compressed air storage unit receives compressed air from the compression unit and supplies the exhaust unit, thereby reducing the pressure at the outlet of the turbine unit and the exhaust unit to increase the output of the gas turbine engine system. There is an effect that can be improved.

또한, 제어부가 수요 전력에 대한 정보를 제공받아 미리 설정된 시간에 따라 압축부와 압축 공기 저장부, 압축 공기 저장부와 배기부 사이의 압축 공기의 유동을 제어함으로 인하여 배기부의 압력을 감소시켜 가스 터빈 엔진 시스템의 출력을 향상시킬 수 있다.In addition, by controlling the flow of compressed air between the compression unit and the compressed air storage unit, the compressed air storage unit and the exhaust unit according to a preset time, the control unit receives information on the power demand, thereby reducing the pressure of the exhaust unit to generate a gas turbine. The power of the engine system can be improved.

또한, 제어부가 수요 전력을 고려하여 압축 공기 저장부에 저장 및 배기부로의 공급을 제어함으로써 가스 터빈 엔진 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the control unit has an effect of improving the efficiency of the gas turbine engine system by controlling the storage and supply to the exhaust unit in the compressed air storage unit in consideration of power demand.

물론 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.Of course, the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템을 도시한 개념도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템에서 압축 공기가 공급되는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 도시한 블록구성도이다.
도 5a, 도 5b는 시간에 따른 전력 수요를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템의 구동에 따른 T-S선도이다.
도 7은 배기부 압력비에 따른 출력 개선비를 도시한 그래프이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템을 도시한 도면이다.1 is a conceptual diagram showing a gas turbine engine system according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing a state in which compressed air is supplied from a gas turbine engine system according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram showing a control unit according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B are graphs showing power demand over time.
6 is a TS diagram according to driving of a gas turbine engine system according to an embodiment of the present invention.
7 is a graph showing an output improvement ratio according to an exhaust pressure ratio.
8 and 9 are views showing a gas turbine engine system according to another embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 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 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.The present invention can be applied to various transformations and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the description of the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related well-known technologies may obscure the subject matter of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second used in the present specification may be used to describe various components, but the components should not be limited by terms. The terms are only used to distinguish one component from other components.

본 명세서에서 사용되는 x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.The x-axis, y-axis, and z-axis used in this specification are not limited to three axes on the Cartesian coordinate system, and can be interpreted in a broad sense including them. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.

이하, 본 발명에 따른 실시예들을 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명함에 있어 실질적으로 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the drawings with reference to the drawings, substantially the same or corresponding components are assigned the same reference numbers, and redundant description thereof will be omitted. do. In the drawings, the thickness is enlarged to clearly express the various layers and regions. In the drawings, thicknesses of some layers and regions are exaggerated for convenience of description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템을 도시한 개념도이다. 도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템에서 압축 공기가 공급되는 상태를 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부를 도시한 블록구성도이다. 도 5a, 도 5b는 시간에 따른 전력 수요를 도시한 그래프이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템의 구동에 따른 T-S선도이다. 도 7은 배기부 압력비에 따른 출력 개선비를 도시한 그래프이다.1 is a conceptual diagram showing a gas turbine engine system according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are views showing a state in which compressed air is supplied from a gas turbine engine system according to an embodiment of the present invention. 4 is a block diagram showing a control unit according to an embodiment of the present invention. 5A and 5B are graphs showing power demand over time. 6 is a T-S diagram according to driving of a gas turbine engine system according to an embodiment of the present invention. 7 is a graph showing an output improvement ratio according to an exhaust pressure ratio.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템(1)은 압축부(10), 연소부(20), 터빈부(30), 배기부(40), 압축 공기 저장부(50), 복수 개의 공급유로(61, 63), 복수 개의 밸브부(71, 73), 제어부(80), 전원부(90)를 포함할 수 있다.1 to 7, the gas turbine engine system 1 according to an embodiment of the present invention includes a compression unit 10, a combustion unit 20, a turbine unit 30, an exhaust unit 40, and compression It may include an air storage unit 50, a plurality of supply passages (61, 63), a plurality of valve units (71, 73), the control unit 80, the power supply unit (90).

압축부(10)는 외부로부터 흡입된 공기를 압축하는 것으로, 뒤에 설명할 연소부(20)로 압축된 공기를 공급할 수 있다. 압축부(10)의 전단은 흡입관(도면 미도시)의 후단과 연결되고, 전방(도 1 기준 좌측)으로부터 흡입관으로 외부 공기가 유입되면 흡입관의 후단을 통해 압축부(10)로 외부 공기가 공급될 수 있다.The compression unit 10 compresses air sucked from the outside, and can supply compressed air to the combustion unit 20 to be described later. The front end of the compression unit 10 is connected to the rear end of the suction pipe (not shown), and when external air flows into the suction pipe from the front (left in FIG. 1), external air is supplied to the compression unit 10 through the rear end of the suction pipe. Can be.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축부(10)는 뒤에 설명할 압축 공기 저장부(50)와 연결되며, 미리 설정되는 시간, 구체적으로 전력 수요가 낮은 시간에 압축 공기(5)를 압축 공기 저장부(50)에 공급한다. 1 to 3, the compression unit 10 according to an embodiment of the present invention is connected to the compressed air storage unit 50, which will be described later, at a preset time, specifically, when power demand is low. Compressed air 5 is supplied to the compressed air storage 50.

본 발명의 일 실시예에 따른 압축부(10)는, 전력 수요가 높은 시간에는 압축부(10)에서 압축 공기 저장부(50)로의 압축 공기(5) 공급을 중단하고, 연소부(20)로 압축 공기(5)를 전적으로 공급하도록 한다.The compression unit 10 according to an embodiment of the present invention stops the supply of compressed air 5 from the compression unit 10 to the compressed air storage unit 50 when the power demand is high, and the combustion unit 20 The compressed air (5) is supplied entirely.

압축부(10)의 전단은 전원부(90)와 연결되며, 전원부(90)로부터 흡입관에 의해 외부로부터 유입된 공기가 압축되도록 전력을 공급받을 수 있다.The front end of the compression unit 10 is connected to the power supply unit 90, and may be supplied with power so that air introduced from the outside is compressed by the suction pipe from the power supply unit 90.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 연소부(20)에서는 압축부(10)로부터 압축된 공기를 공급받고, 압축된 공기와 연료를 혼합하여 연소시킨다. 본 발명에서 연소부(20)는 압축부(10)에서 공급받은 압축 공기(5)와 연료를 혼합하는 구성을 포함할 수 있다. 1 to 3, in the combustion unit 20 according to an embodiment of the present invention, compressed air is supplied from the compression unit 10, and the compressed air and fuel are mixed and burned. In the present invention, the combustion unit 20 may include a configuration that mixes compressed air 5 and fuel supplied from the compression unit 10.

연소부(20)에서는 연료가 혼합되는 압축 공기(5)가 점화 수단에 의해 연소되어, 고온, 고압의 연소 가스를 발생시킨다. 연소부(20)에서 발생되는 가스는 뒤에 설명할 터빈부(30)로 유입되고, 터빈부(30)에서 연소 가스가 팽창됨으로써 터빈부(30), 구체적으로 터빈(turbine)을 회전시켜 출력을 발생시킬 수 있다. In the combustion section 20, compressed air 5 in which fuel is mixed is burned by an ignition means to generate high-temperature, high-pressure combustion gas. The gas generated in the combustion unit 20 flows into the turbine unit 30, which will be described later, and the combustion gas is expanded in the turbine unit 30 to rotate the turbine unit 30, specifically, a turbine, to output power. Can occur.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 터빈부(30)는 압축부(10)와 직접적 또는 간접적으로 축(shaft)으로 연결되어, 터빈부(30)에서 발생되는 출력 중에 일정 부분, 대략 25~30%의 출력으로 압축부(10)를 가동시킬 수 있다. 이 때 가스 터빈 엔진 시스템(1)의 출력은 터빈부(30)에서 발생하는 출력에서 압축부(10)를 가동시키는데 소요되는 출력을 뺀 것이 될 수 있다. 1 to 3, the turbine unit 30 according to an embodiment of the present invention is directly or indirectly connected to the compression unit 10 by a shaft (shaft), the output generated from the turbine unit 30 Among them, the compression unit 10 can be operated with a certain portion, with an output of approximately 25 to 30%. At this time, the output of the gas turbine engine system 1 may be obtained by subtracting the power required to operate the compression unit 10 from the output generated by the turbine unit 30.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배기부(40)는, 터빈부(30)에 결합되는 것으로, 터빈부(30)로부터 공급받은 배기 가스를 배출할 수 있다. 배기부(40)는 배기 가스를 배출할 수 있는 스택(exhaust stack)을 포함할 수 있다.1 to 3, the exhaust unit 40 according to an embodiment of the present invention is coupled to the turbine unit 30 and may exhaust gas supplied from the turbine unit 30. The exhaust unit 40 may include an exhaust stack through which exhaust gas can be discharged.

본 발명의 일 실시예에 따른 배기부(40)는 상대적으로 높은 압력의 공기를 분사하는 이젝터(ejector) 등을 포함할 수 있고, 이젝터에서 고압의 공기를 분사함으로 인하여 해당 영역인 배기부(40)의 압력을 감소시키고, 후단 지점에서 정압력을 회복하여 터빈부(30)로부터 공급받은 배기 가스가 외부로 배출되는 것이 용이하도록 할 수 있다.The exhaust unit 40 according to an embodiment of the present invention may include an ejector or the like that injects relatively high pressure air, and the exhaust unit 40 that is a corresponding area by injecting high pressure air from the ejector ) By reducing the pressure and recovering the static pressure at the rear end point, so that the exhaust gas supplied from the turbine unit 30 can be easily discharged to the outside.

배기부(40)는 뒤에 설명할 압축 공기 저장부(50)로부터 압축 공기(5)를 전달받을 수 있다. 구체적으로 배기부(40)는 압축 공기 저장부(50)와 제2공급유로(63)로 연결되며, 제2공급유로(63)에 설치되는 제2밸브부(73)가 제2공급유로(63)를 개폐할 수 있다.The exhaust unit 40 may receive compressed air 5 from the compressed air storage unit 50 to be described later. Specifically, the exhaust unit 40 is connected to the compressed air storage unit 50 and the second supply channel 63, and the second valve unit 73 installed in the second supply channel 63 has a second supply channel ( 63) can be opened and closed.

구체적으로 제2밸브부(73)는 제어부(80)로부터 전기적 신호를 전달받아 미리 설정되는 시간, 즉 전력 수요가 높은 시점에 제2공급유로(63)를 개방시켜, 배기부(40)로 압축 공기(5)가 유동될 수 있도록 하고, 배기부(40)에 고압의 압축 공기(5)가 공급될 수 있도록 한다. Specifically, the second valve unit 73 receives the electrical signal from the control unit 80 and opens the second supply channel 63 at a preset time, that is, when the power demand is high, and compresses the exhaust unit 40 The air 5 is allowed to flow, and the high pressure compressed air 5 is supplied to the exhaust 40.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 공기 저장부(50)는 압축부(10)와 배기부(40)의 사이에 설치되는 것으로 압축부(10)로부터 압축된 공기를 공급받고, 상기 압축된 공기를 배기부(40)에 공급할 수 있다. 1 to 3, the compressed air storage unit 50 according to an embodiment of the present invention is installed between the compression unit 10 and the exhaust unit 40 and is compressed from the compression unit 10. Air may be supplied, and the compressed air may be supplied to the exhaust unit 40.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 압축 공기 저장부(50)와 압축부(10)는 제1공급유로(61)로 연결될 수 있다.1 to 3, the compressed air storage unit 50 and the compressed unit 10 may be connected to the first supply flow path 61.

제1공급유로(61) 상에 설치되는 제1밸브부(71)는 제어부(80)로부터 전기적 신호를 전달받아 제1공급유로(61)를 개폐하고, 압축부(10)로부터 압축 공기 저장부(50)로 유동되는 압축 공기(5)의 유량을 제어할 수 있다.The first valve unit 71 installed on the first supply channel 61 receives and receives an electrical signal from the control unit 80 to open and close the first supply channel 61, and the compressed air storage unit from the compression unit 10 The flow rate of the compressed air 5 flowing to the 50 can be controlled.

압축 공기 저장부(50)는 지상에 설치되거나, 지하에 매설될 수 있는 것으로 건물이 밀집한 도시에 건설할 때에는 지하에 매설하여 지상 공간을 활용할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 압축 공기 저장부(50)를 지하에 매설하는 경우 고압의 압축 공기(5)를 견디는 것이 용이하여 압축 공기 저장부(50) 설치에 소용되는 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.The compressed air storage unit 50 may be installed on the ground or be buried underground, and when constructing in a densely populated city, it is desirable to embed it underground to utilize the ground space. In addition, when the compressed air storage unit 50 is buried underground, it is easy to withstand the compressed air 5 of high pressure, and there is an effect of reducing the cost used to install the compressed air storage unit 50.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 압축 공기 저장부(50)와 배기부(40)는 제2공급유로(63)로 연결될 수 있다. 압축 공기 저장부(50)로부터 배기부(40)로 압축 공기(5)가 전달됨으로 인하여 배기부(40)의 내부 압력이 감소하고, 이에 더하여 배기부(40)의 전단과 연결되는 터빈부(30)의 출구 압력이 감소하게 된다. 1 to 3, the compressed air storage unit 50 and the exhaust unit 40 may be connected to the second supply flow path 63. Due to the transfer of compressed air 5 from the compressed air storage unit 50 to the exhaust unit 40, the internal pressure of the exhaust unit 40 decreases, and in addition, the turbine unit connected to the front end of the exhaust unit 40 ( 30) the outlet pressure is reduced.

이로 인하여 터빈부(30)의 팽창비가 증가하여 터빈부(30)에서 발생하는 출력이 증가하게 되는 효과가 있다. 즉 동일한 연료 공급에 대하여 터빈부(30)의 동력이 증가하기 때문에 전체 가스 터빈 시스템의 출력 및 효율이 향상되는 효과가 있다.Due to this, the expansion ratio of the turbine unit 30 increases, so that the output generated by the turbine unit 30 increases. That is, since the power of the turbine unit 30 increases for the same fuel supply, there is an effect of improving the output and efficiency of the entire gas turbine system.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 겨울철과 여름철의 시간에 따른 전력 수요를 도시한 그래프로, 여름철의 냉방부하로 인해 전력 수요가 높은 15시 또는 겨울철의 난방부하로 인해 전력 수요가 높은 10시에서 11시를 제외한 시간 대에는 압축부(10)로부터 소정의 압축 공기(5)를 제1공급유로(61)를 통해 압축 공기 저장부(50)에 전달하고, 전력 수요가 높은 시간 대에는 압축 공기 저장부(50)로부터 소정의 압축 공기(5)를 제2공급유로(63)를 통해 배기부(40)에 전달할 수 있다.Referring to Figures 5a and 5b, a graph showing the power demand over time in winter and summer, at 15 o'clock high power demand due to cooling load in summer or 10 o'clock high power demand due to heating load in winter In a time period excluding 11:00, a predetermined compressed air 5 is transmitted from the compression unit 10 to the compressed air storage unit 50 through the first supply channel 61, and the compressed air is used in a time period when power demand is high. The predetermined compressed air 5 from the storage unit 50 may be delivered to the exhaust unit 40 through the second supply channel 63.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 공기 저장부(50)에서 배기부(40)로 직접 압축 공기(5)를 공급함으로 인하여 배기부(40)의 압력 감소 및 터빈부(30)의 출구 압력을 감소시킬 수 있고, 이는 터빈부(30)에 직접 압축 공기(5)를 공급하는 것에 비하여 압축 공기(5)가 상대적으로 낮은 압력이 요구되고, 터빈부(30)를 직접 구동시키기 위한 압축 공기(5)를 저장하는 것에 비하여 상대적으로 적은 용량이 요구된다.1 to 3, the pressure of the exhaust 40 is reduced by supplying the compressed air 5 directly from the compressed air storage 50 to the exhaust 40 according to an embodiment of the present invention, and It is possible to reduce the outlet pressure of the turbine portion 30, which requires a relatively low pressure of the compressed air 5 compared to supplying the compressed air 5 directly to the turbine portion 30, and the turbine portion 30 Relatively small capacity is required compared to storing compressed air 5 for driving directly.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공급유로는 압축 공기(5)의 유동 경로를 제공하는 것으로, 복수 개가 구비되며 구체적으로 제1공급유로(61), 제2공급유로(63)를 포함할 수 있다. 1 to 4, the supply flow path according to an embodiment of the present invention provides a flow path of the compressed air 5, and is provided with a plurality, specifically, the first supply flow path 61 and the second supply It may include a flow path (63).

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1공급유로(61)는 압축부(10)와 압축 공기 저장부(50)를 연결하는 것으로, 제1공급유로(61) 상에 제1밸브부(71)가 설치될 수 있다. 1 to 3, the first supply channel 61 according to an embodiment of the present invention connects the compression unit 10 and the compressed air storage unit 50, and the first supply channel 61 On the first valve portion 71 may be installed.

제1밸브부(71)는 제어부(80)로부터 전기적 신호를 전달받아 제1공급유로(61)를 개폐하며, 미리 설정되는 시간에 따라 제1공급유로(61)를 개폐하여 압축 공기(5)의 유량을 제어할 수 있다. The first valve unit 71 receives and receives an electrical signal from the control unit 80, opens and closes the first supply channel 61, and opens and closes the first supply channel 61 according to a preset time to compress air (5). You can control the flow rate.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제2공급유로(63)는 배기부(40)와 압축 공기 저장부(50)를 연결하는 것으로, 제2공급유로(63) 상에 제2밸브부(73)가 설치될 수 있다. 1 to 3, the second supply channel 63 according to an embodiment of the present invention connects the exhaust unit 40 and the compressed air storage unit 50, and the second supply channel 63 On the second valve portion 73 may be installed.

제2밸브부(73)는 제어부(80)로부터 전기적 신호를 전달받아 제2공급유로(63)를 개폐하며, 미리 설정되는 시간에 따라 제1공급유로(61)를 개폐하여 압축 공기(5)의 유량을 제어할 수 있다.The second valve unit 73 receives and receives an electrical signal from the control unit 80, opens and closes the second supply channel 63, and opens and closes the first supply channel 61 according to a preset time to compress air (5). You can control the flow rate.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(80)는 제1밸브부(71) 및 제2밸브부(73)와 전기적으로 연결되는 것으로, 제1밸브부(71) 및 제2밸브부(73)의 개폐를 제어할 수 있다. 4, the control unit 80 according to an embodiment of the present invention is electrically connected to the first valve unit 71 and the second valve unit 73, the first valve unit 71 and the first 2 The opening and closing of the valve section 73 can be controlled.

제어부(80)는 외부의 데이터베이스(database), 서버 등으로부터 수요 전력에 대한 정보를 제공받아 미리 설정된 시간에 따라 제1밸브부(71)와 제2밸브부(73) 중 적어도 어느 하나의 개폐를 제어할 수 있다. The control unit 80 receives information on power demand from an external database, server, or the like, and opens or closes at least one of the first valve unit 71 and the second valve unit 73 according to a preset time. Can be controlled.

구체적으로 전력 수요가 낮은 시간 대에는 제1밸브부(71)에 전기적 신호를 전달하여 제1공급유로(61)를 개방하여 압축부(10)에서 압축 공기 저장부(50)로 압축 공기(5)가 유동되도록 하고, 전력 수요가 높은 시간 대에는 제2밸브부(73)에 전기적 신호를 전달하여 제2공급유로(63)를 개방하여 압축 공기 저장부(50)에서 배기부(40)로 압축 공기(5)가 유동되도록 한다.Specifically, during a time when the demand for electricity is low, the electrical signal is transmitted to the first valve unit 71 to open the first supply channel 61 to compress the compressed air (5) from the compression unit (10) to the compressed air storage unit (50). ) To flow, and transmits an electrical signal to the second valve unit 73 during a time when the power demand is high, thereby opening the second supply channel 63 to the exhaust unit 40 from the compressed air storage unit 50. Allow compressed air (5) to flow.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전원부(90)는 압축부(10)와 연결되는 것으로, 압축부(10)로 전력을 공급하여 압축부(10)에서 외부로부터 공기를 흡입하여 압축할 수 있도록 한다. 구체적으로 전원부(90)는 압축부(10)의 전단에 설치될 수 있다.1 to 3, the power supply unit 90 according to an embodiment of the present invention is connected to the compression unit 10, and supplies power to the compression unit 10 from the compression unit 10 from the outside Allow air to be compressed. Specifically, the power supply unit 90 may be installed at the front end of the compression unit 10.

상기와 같은, 가스 터빈 엔진 시스템의 작동원리 및 효과를 설명하기로 한다. 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템(1)은 압축부(10), 연소부(20), 터빈부(30), 배기부(40), 압축 공기 저장부(50), 제어부(80), 공급유로(61, 63), 밸브부(71, 73), 전원부(90)를 포함할 수 있다.The operation principle and effect of the gas turbine engine system as described above will be described. 1 to 7, the gas turbine engine system 1 according to an embodiment of the present invention includes a compression unit 10, a combustion unit 20, a turbine unit 30, an exhaust unit 40, and compression It may include an air storage unit 50, the control unit 80, the supply passage (61, 63), the valve unit (71, 73), the power supply unit (90).

도 1 내지 도 3을 참조하면, 전원부(90)로부터 전력을 공급받은 압축부(10)에 외부, 구체적으로 흡입관을 통해 공기가 유입되고, 유입된 공기를 고압으로 압축시킨다. 연소부(20)는 압축부(10)로부터 압축된 공기를 공급받고, 압축부(10)에 의해 압축된 공기와 연료 공급 시스템(도면 미도시)에 의해 공급되는 연료를 혼합하여 연소시킨다.1 to 3, air is introduced into the compression unit 10 supplied with electric power from the power supply unit 90 through an external, specifically suction pipe, and the compressed air is compressed at a high pressure. The combustion unit 20 receives compressed air from the compression unit 10 and mixes the air compressed by the compression unit 10 with fuel supplied by a fuel supply system (not shown) to burn.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 터빈부(30)에서는 연소부(20)에서 고온으로 연소된 가스가 유입되어 출력을 발생시킨다. 터빈부(30)에서의 출력은 터빈부(30)와 압축부(10)를 연결하는 축(도면부호 미설정)에 의해 일부가 다시 압축부(10)를 회전시키기 위한 구동원으로 이용될 수 있음은 물론이다.1 to 3, in the turbine unit 30, gas burned at a high temperature from the combustion unit 20 flows in to generate an output. The output from the turbine part 30 may be used as a driving source for rotating the compression part 10 again by an axis (not shown in the drawing) connecting the turbine part 30 and the compression part 10. Of course.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 터빈부(30)에서는 배기 가스가 발생되고, 배기 가스는 배기부(40)로 공급되며, 배기부(40)에 의해 외부로 배기 가스(또는 연소 가스)를 배출할 수 있다. 1 to 3, the exhaust gas is generated in the turbine unit 30, the exhaust gas is supplied to the exhaust unit 40, the exhaust gas (or combustion gas) to the outside by the exhaust unit 40 Can be discharged.

배기 가스가 대기압의 외부로 배출되는 과정에서 배기부(40) 내의 다양한 구성 요소, 구체적으로 소음기, 곡관을 거치게 되므로 배기부(40)와 연결되는 터빈부(30)의 후단, 즉 출구 조건은 대기압보다 상대적으로 높은 상태를 유지하여야 한다.In the process of exhaust gas being discharged to the outside of atmospheric pressure, various components in the exhaust part 40, specifically, silencers and curved pipes, so that the rear end of the turbine part 30 connected to the exhaust part 40, that is, the exit condition is atmospheric pressure. It should be kept relatively high.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템(1)의 T-S선도를 도시한 것으로, A1에서 A2 구간은 압축부(10), A2에서 A3 구간은 연소부(20), A3에서 A4 구간은 터빈부(30)에 해당한다.Referring to FIG. 6, a TS diagram of a gas turbine engine system 1 according to an embodiment of the present invention is illustrated, wherein a section A2 to A2 is a compression section 10 and a section A2 to A3 is a combustion section 20 , A3 to A4 section corresponds to the turbine unit (30).

이때 터빈부(30)의 출구 압력이 높아짐에 따라 작동점이 A4에서 A4'로 이동하며, 기존 A3에서 A4구간에 해당되는 출력(work) 대비 출력 및 효율이 감소되는 문제점이 있다.At this time, as the outlet pressure of the turbine unit 30 increases, the operating point moves from A4 to A4 ', and there is a problem in that power and efficiency are reduced compared to work corresponding to the section A3 to A4.

도 1 내지 도 3, 도 5a, 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 압축 공기 저장부(50)에는 미리 설정되는 시간, 구체적으로 전력 수요가 낮은 시간에 압축부(10)에서 압축 공기(5) 전달부로 압축 공기(5)를 공급하여 저장하고, 전력 수요가 높은 시간에 압축 공기 저장부(50)에서 배기부(40)로 압축 공기(5)를 공급한다.1 to 3, 5A, and 5B, the compressed air storage unit 50 according to an embodiment of the present invention has a preset time, specifically, the compression unit 10 at a time when power demand is low. Compressed air 5 is supplied and stored in the compressed air 5 delivery unit, and compressed air 5 is supplied from the compressed air storage unit 50 to the exhaust unit 40 at a time when power demand is high.

이때 제어부(80)는 외부로부터 출력 수요에 관한 정보를 전달받고, 출력 수요가 낮을 때에는 제1공급유로(61)에 설치되는 제1밸브부(71)에 전기적 신호를 전달 및 구동시켜 제1공급유로(61)를 개방시키고, 압축 공기(5)가 압축부(10)에서 압축 공기 저장부(50)로 유동되도록 한다.At this time, the control unit 80 receives information regarding output demand from the outside, and when the output demand is low, the first supply is performed by transmitting and driving an electrical signal to the first valve unit 71 installed in the first supply channel 61. The flow path 61 is opened, and the compressed air 5 is allowed to flow from the compressed portion 10 to the compressed air storage portion 50.

한편, 제어부(80)는 외부로부터 출력 수요에 관한 정보를 전달받고, 출력 수요가 높을 때에는 제2공급유로(63)에 설치되는 제2밸브부(73)에 전기적 신호를 전달 및 구동시켜 제2공급유로(63)를 개방시키고, 압축 공기(5)가 압축 공기 저장부(50)에서 배기부(40)로 유동되도록 한다.On the other hand, the control unit 80 receives information about the output demand from the outside, and when the output demand is high, transmits and drives an electrical signal to the second valve unit 73 installed in the second supply flow path 63 to drive the second The supply flow path 63 is opened, and the compressed air 5 is allowed to flow from the compressed air storage unit 50 to the exhaust unit 40.

압축 저장부에서 배기부(40), 구체적으로 이젝터(도면 미도시)에 압축 공기(5)를 공급하고, 이젝터에서 고압의 압축 공기가 분사됨으로 인하여 해당 영역인 배기부(40)의 압력이 감소되고 터빈부(30)의 출구 압력을 감소시킬 수 있다.The compressed storage section supplies the compressed air 5 to the exhaust section 40, specifically the ejector (not shown), and the high pressure compressed air is injected from the ejector, thereby reducing the pressure in the corresponding section of the exhaust section 40. It is possible to reduce the outlet pressure of the turbine unit 30.

도 6 및 도 7을 참조하면, 압축 공기 저장부(50)에서 배기부(40)로 직접 압축 공기(5)가 공급됨으로 인하여 터빈부(30)의 출구 압력, 배기부(40)의 압력이 감소되고, 이는 터빈부(30)의 팽창비를 증가시킬 수 있다. 6 and 7, the compressed air 5 is directly supplied from the compressed air storage unit 50 to the exhaust unit 40, so that the outlet pressure of the turbine unit 30 and the pressure of the exhaust unit 40 are Reduced, which can increase the expansion ratio of the turbine portion 30.

도 7에서 배기부 압력비는 기준압력 대비 배기부(40)의 압력을 의미한다. 도 7을 참조하면, 배기부 압력비가 0.1 감소됨에 따라 출력 개선비, 즉 효율 개선비가 0.1 상승하는 것을 알 수 있다.In FIG. 7, the pressure ratio of the exhaust portion means the pressure of the exhaust portion 40 compared to the reference pressure. Referring to FIG. 7, it can be seen that as the pressure ratio of the exhaust portion decreases by 0.1, the output improvement ratio, that is, the efficiency improvement ratio increases by 0.1.

이때 터빈부(30)의 출구 압력, 즉 배기부(40)의 압력이 낮아짐에 따라 작동점이 A4'에서 A4"로 이동하며, 기존 A3에서 A4'구간에 해당되는 출력 대비 출력 및 효율이 증가하는 효과가 있다.At this time, as the outlet pressure of the turbine unit 30, that is, the pressure of the exhaust unit 40 decreases, the operating point moves from A4 'to A4 ", and output and efficiency increase compared to the output corresponding to the A4' to A4 'section. It works.

이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템의 구성, 작동원리 및 효과를 설명한다. 도 7은 배기부 압력비에 따른 출력 개선비를 도시한 그래프이다. 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템을 도시한 도면이다.Hereinafter, the configuration, operating principle and effects of the gas turbine engine system according to another embodiment of the present invention will be described. 7 is a graph showing an output improvement ratio according to an exhaust pressure ratio. 8 and 9 are views showing a gas turbine engine system according to another embodiment of the present invention.

도 8, 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템(2)은 압축부(10), 연소부(20), 터빈부(30), 배기부(40), 압축 공기 저장부(50), 복수 개의 공급유로(61, 63, 65), 복수 개의 밸브부(71, 73, 75), 제어부(80), 전원부(90), 동력전달부(95)를 포함할 수 있다.8 and 9, the gas turbine engine system 2 according to another embodiment of the present invention includes a compression unit 10, a combustion unit 20, a turbine unit 30, an exhaust unit 40, compression Air storage unit 50, a plurality of supply flow paths (61, 63, 65), a plurality of valve units (71, 73, 75), a control unit 80, a power supply unit 90, and a power transmission unit 95 to include Can be.

도 8, 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축부(10)는 제1압축기(11), 제2압축기(15)를 포함할 수 있고, 제1압축기(11)와 제2압축기(15)는 압축비를 서로 달리하여 형성될 수 있다. 8 and 9, the compression unit 10 according to another embodiment of the present invention may include a first compressor 11 and a second compressor 15, the first compressor 11 and the first 2 Compressors 15 may be formed by different compression ratios.

제1압축기(11)는 전원부(90)의 일측에 연결되며 연소부(20) 및 압축 공기 저장부(50)와 연결되고, 제2압축기(15)는 전원부(90)의 타측에 연결되고, 압축 공기 저장부(50)와 연결될 수 있다. The first compressor 11 is connected to one side of the power supply unit 90 and is connected to the combustion unit 20 and the compressed air storage unit 50, the second compressor 15 is connected to the other side of the power supply unit 90, It may be connected to the compressed air storage unit 50.

구체적으로 제1압축기(11)는 제1공급유로(61)를 통해 압축 공기 저장부(50)와 연결되고, 제2압축기(15)는 제3공급유로(65)를 통해 압축 공기 저장부(50)와 연결될 수 있다.Specifically, the first compressor 11 is connected to the compressed air storage unit 50 through the first supply channel 61, and the second compressor 15 is a compressed air storage unit through the third supply channel 65 ( 50).

제1공급유로(61)에는 제1밸브부(71)가 설치되고, 제3공급유로(65)에는 제3밸브부(75)가 설치되어 제2압축기(15)에서 압축 공기 저장부(50)로 유동되는 압축 공기(5)의 유동 경로를 개폐할 수 있다.A first valve portion 71 is installed in the first supply flow path 61, and a third valve portion 75 is installed in the third supply flow path 65, so that the compressed air storage portion 50 in the second compressor 15 is provided. ) To open and close the flow path of the compressed air 5 flowing.

제3공급유로(65)는 제어부(80)와 전기적으로 연결되고, 제어부(80)로부터 전기적 신호를 전달받아 제3공급유로(65)를 개폐할 수 있다. The third supply channel 65 is electrically connected to the control unit 80 and receives and receives an electrical signal from the control unit 80 to open and close the third supply channel 65.

구체적으로 제어부(80)는 외부로부터 전력 수요에 관한 정보를 전달받아 미리 설정되는 시간, 즉 전력 수요가 낮을 때에는 제2압축기(15)에서 압축되는 공기를 제3공급유로(65)를 통해 압축 공기 저장부(50)로 유동시키도록 제3밸브부(75)의 구동을 제어할 수 있다.Specifically, the control unit 80 receives the information about the power demand from the outside, the preset time, that is, when the power demand is low, the air compressed by the second compressor 15 is compressed air through the third supply channel 65 The driving of the third valve unit 75 may be controlled to flow to the storage unit 50.

본 발명의 다른 실시예에 따른 동력전달부(95)는 전원부(90)와 연결되는 것으로, 전원부(90)와 제2압축기(15) 사이에 설치될 수 있다. 동력전달부(95)는 제어부(80)와 전기적으로 연결되고, 제어부(80)는 동력전달부(95)의 구동을 제어할 수 있다. The power transmission unit 95 according to another embodiment of the present invention is connected to the power supply unit 90 and may be installed between the power supply unit 90 and the second compressor 15. The power transmission unit 95 is electrically connected to the control unit 80, and the control unit 80 can control driving of the power transmission unit 95.

구체적으로 제어부(80)는 미리 설정되는 시간, 즉 전력 수요가 낮은 시간에는 동력전달부(95)를 통해 전원부(90)와 제2압축기(15)를 연결시켜 전원부(90)로부터 동력을 전달받은 제2압축기(15)가 외부로부터 공기를 공급받고, 압축 공기(5)를 생성하여 제3공급유로(65)를 통해 압축 공기 저장부(50)에 저장되도록 한다. Specifically, the control unit 80 receives power from the power supply unit 90 by connecting the power supply unit 90 and the second compressor 15 through the power transmission unit 95 at a preset time, that is, when the power demand is low. The second compressor 15 is supplied with air from the outside, and generates compressed air 5 to be stored in the compressed air storage unit 50 through the third supply channel 65.

한편, 제어부(80)는 미리 설정되는 시간, 즉 전력 수요가 높은 시간에는 동력전달부(95)의 구동을 제어하여 전원부(90)와 제2압축기(15)를 이격시켜 전원부(90)로부터 제2압축기(15)에 동력 전달을 차단하고, 전원부(90)에서 제1압축기(11)로 모든 동력이 전달되도록 한다.On the other hand, the control unit 80 controls the driving of the power transmission unit 95 at a preset time, that is, when the power demand is high, spaces the power supply unit 90 and the second compressor 15 away from the power supply unit 90. 2 Power transmission to the compressor 15 is blocked, and all power is transmitted from the power supply unit 90 to the first compressor 11.

동력전달부(95)는 클러치(clutch) 방식으로 전원부(90)와 제2압축기(15)를 연결 또는 연결 해제할 수 있는 등 다양한 변형실시가 가능하다.The power transmission unit 95 is capable of various modifications, such as being able to connect or disconnect the power supply unit 90 and the second compressor 15 by a clutch method.

본 발명의 다른 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템(2)은 압축부(10)가 제1압축기(11), 제2압축기(15)를 포함하는 점, 제2압축기(15)와 전원부(90)를 연결하고 동력을 전달하며, 제어부(80)에 의해 구동이 제어되는 동력전달부(95)의 구성, 제2압축기(15)와 압축 공기 저장부(50)를 연결하며 압축 공기(5)의 유동 경로를 제공하는 제3공급유로(65), 제3공급유로(65) 상에 설치되어 제3공급유로(65)의 개폐를 제어하는 제3밸브부(75)의 구성을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈 엔진 시스템(1)과 동일한 구성, 작동원리 및 효과를 가지므로 이와 중복되는 범위에서 자세한 설명은 생략한다.In the gas turbine engine system 2 according to another embodiment of the present invention, the compression part 10 includes a first compressor 11 and a second compressor 15, the second compressor 15 and the power supply 90 ), Transmits power, connects the second compressor 15 and the compressed air storage unit 50 to the compressed air (5). Except for the configuration of the third supply passage 65, which is installed on the third supply passage 65, which provides the flow path of the third supply passage 65 to control the opening and closing of the third supply passage 65, Since it has the same configuration, operation principle, and effect as the gas turbine engine system 1 according to an embodiment of the present invention, detailed descriptions thereof will be omitted.

이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, but this is only an example, and those skilled in the art will understand that various modifications and modifications of the embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

1, 2: 가스 터빈 엔진 시스템 5: 압축 공기
10: 압축부 11: 제1압축기
15: 제2압축기 20: 연소부
30: 터빈부 40: 배기부
50: 압축 공기 저장부 61: 제1공급유로
63: 제2공급유로 65: 제3공급유로
71: 제1밸브부 73: 제2밸브부
75: 제3밸브부 80: 제어부
90: 전원부 95: 동력전달부1, 2: Gas turbine engine system 5: Compressed air
10: compression unit 11: first compressor
15: second compressor 20: combustion unit
30: turbine section 40: exhaust section
50: compressed air storage unit 61: first supply channel
63: Second supply channel 65: Third supply channel
71: first valve portion 73: second valve portion
75: third valve unit 80: control unit
90: power supply unit 95: power transmission unit

Claims (10)

외부로부터 흡입된 공기를 압축하는 압축부;
상기 압축부로부터 압축된 공기를 공급받고, 상기 압축된 공기와 연료를 혼합하여 연소시키는 연소부;
상기 연소부에서 연소된 가스가 유입되어 출력을 발생시키는 터빈부;
상기 터빈부에 결합되며, 상기 터빈부로부터 공급받은 배기 가스를 배출하는 배기부; 및
상기 압축부와 상기 배기부의 사이에 설치되며, 상기 압축부로부터 압축된 공기를 공급받고, 상기 압축된 공기를 상기 배기부에 공급하는 압축 공기 저장부;를 포함하고,
상기 압축부와 연결되며, 상기 압축부로 전력을 공급하는 전원부;를 더 포함하고,
상기 압축부는, 상기 전원부의 일측에 연결되며 상기 연소부 및 상기 압축 공기 저장부와 연결되는 제1압축기와; 상기 전원부의 타측에 연결되며 상기 압축 공기 저장부와 연결되는 제2압축기;를 포함하고,
상기 압축부와 상기 압축 공기 저장부 사이에 설치되며, 상기 압축부에서 상기 압축 공기 저장부로의 압축 공기의 유동 경로를 제공하는 제1공급유로; 및
상기 압축 공기 저장부와 상기 제2압축기 사이에 설치되며, 상기 제2압축기에서 상기 압축 공기 저장부로의 압축 공기의 유동 경로를 제공하는 제3공급유로;를 더 포함하고,
상기 제1공급유로 상에 설치되며, 압축 공기의 유동 경로를 개폐하는 제1밸브부; 및
상기 제3공급유로 상에 설치되며, 압축 공기의 유동 경로를 개폐하는 제3밸브부;를 더 포함하고,
상기 제1밸브부 및 상기 제3밸브부와 전기적으로 연결되며, 외부로부터 수요 전력에 대한 정보를 제공받아 미리 설정된 시간에 따라 상기 제1밸브부 또는 상기 제3밸브부의 개폐를 제어하는 제어부;를 더 포함하는, 가스 터빈 엔진 시스템.A compression unit for compressing air sucked from the outside;
A combustion unit receiving compressed air from the compression unit and mixing the compressed air and fuel to burn;
A turbine unit that generates gas by introducing the gas burned in the combustion unit;
An exhaust unit coupled to the turbine unit to discharge exhaust gas supplied from the turbine unit; And
It is installed between the compression unit and the exhaust unit, receiving compressed air from the compression unit, the compressed air storage unit for supplying the compressed air to the exhaust unit; includes,
It is connected to the compression unit, a power supply for supplying power to the compression unit; further includes,
The compression unit includes a first compressor connected to one side of the power supply unit and connected to the combustion unit and the compressed air storage unit; It includes; a second compressor connected to the other side of the power supply and connected to the compressed air storage;
A first supply flow path installed between the compressed portion and the compressed air storage portion and providing a flow path of compressed air from the compressed portion to the compressed air storage portion; And
It is installed between the compressed air storage and the second compressor, a third supply flow path for providing a flow path of compressed air from the second compressor to the compressed air storage;
A first valve unit installed on the first supply channel and opening and closing a flow path of compressed air; And
It is installed on the third supply flow path, the third valve unit for opening and closing the flow path of the compressed air; further includes,
A control unit which is electrically connected to the first valve unit and the third valve unit and controls opening and closing of the first valve unit or the third valve unit according to a preset time by receiving information on demand power from the outside; The gas turbine engine system further comprising. 제1항에 있어서,
상기 압축 공기 저장부와 상기 배기부 사이에 설치되며, 상기 압축 공기 저장부에서 상기 배기부로의 압축 공기의 유동 경로를 제공하는 제2공급유로;를 더 포함하는, 가스 터빈 엔진 시스템.According to claim 1,
And a second supply flow path installed between the compressed air storage and the exhaust, and providing a flow path of compressed air from the compressed air storage to the exhaust. 제2항에 있어서,
상기 제2공급유로 상에 설치되며, 압축 공기의 유동 경로를 개폐하는 제2밸브부;를 더 포함하는, 가스 터빈 시스템.According to claim 2,
It is installed on the second supply flow path, the second valve unit for opening and closing the flow path of the compressed air; further comprising, a gas turbine system. 제3항에 있어서,
상기 제어부는 상기 제2밸브부와 전기적으로 연결되며, 상기 제2밸브부의 개폐를 제어하는, 가스 터빈 시스템.According to claim 3,
The control unit is electrically connected to the second valve unit, and controls the opening and closing of the second valve unit, a gas turbine system. 제4항에 있어서,
상기 제어부는, 외부로부터 수요 전력에 대한 정보를 제공받아 미리 설정된 시간에 따라 상기 제2밸브부의 개폐를 제어하는, 가스 터빈 시스템.The method of claim 4,
The control unit controls the opening and closing of the second valve unit according to a preset time by receiving information on demand power from the outside. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 전원부와 상기 제2압축기 사이에 설치되는 동력전달부;를 더 포함하는, 가스 터빈 시스템.According to claim 1,
A gas turbine system further comprising a power transmission unit installed between the power supply unit and the second compressor. 제7항에 있어서,
상기 동력전달부와 전기적으로 연결되고, 상기 동력전달부의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는, 가스 터빈 시스템.The method of claim 7,
Gas turbine system further comprising; a control unit that is electrically connected to the power transmission unit and controls driving of the power transmission unit. 삭제delete 삭제delete
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