[go: up one dir, main page]

KR102764374B1 - 연료 공급 장치 - Google Patents

연료 공급 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102764374B1
KR102764374B1 KR1020200178929A KR20200178929A KR102764374B1 KR 102764374 B1 KR102764374 B1 KR 102764374B1 KR 1020200178929 A KR1020200178929 A KR 1020200178929A KR 20200178929 A KR20200178929 A KR 20200178929A KR 102764374 B1 KR102764374 B1 KR 102764374B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tubular member
liquid fuel
flow
distribution
fuel supply
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
KR1020200178929A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220088167A (ko
Inventor
김주평
김신현
정승채
조수형
Original Assignee
한화에어로스페이스 주식회사
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화에어로스페이스 주식회사 filed Critical 한화에어로스페이스 주식회사
Priority to KR1020200178929A priority Critical patent/KR102764374B1/ko
Priority to US17/333,971 priority patent/US11435082B2/en
Publication of KR20220088167A publication Critical patent/KR20220088167A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102764374B1 publication Critical patent/KR102764374B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/286Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply having fuel-air premixing devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, 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
    • F02C7/04Air intakes for gas-turbine plants or jet-propulsion plants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00Features, 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
    • F02C7/22Fuel supply systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/10Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour
    • F23D11/106Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet
    • F23D11/107Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space the spraying being induced by a gaseous medium, e.g. water vapour medium and fuel meeting at the burner outlet at least one of both being subjected to a swirling motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38Nozzles; Cleaning devices therefor
    • F23D11/383Nozzles; Cleaning devices therefor with swirl means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/04Air inlet arrangements
    • F23R3/10Air inlet arrangements for primary air
    • F23R3/12Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex
    • F23R3/14Air inlet arrangements for primary air inducing a vortex by using swirl vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/02Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration
    • F23R3/16Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the air-flow or gas-flow configuration with devices inside the flame tube or the combustion chamber to influence the air or gas flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23RGENERATING COMBUSTION PRODUCTS OF HIGH PRESSURE OR HIGH VELOCITY, e.g. GAS-TURBINE COMBUSTION CHAMBERS
    • F23R3/00Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel
    • F23R3/28Continuous combustion chambers using liquid or gaseous fuel characterised by the fuel supply
    • F23R3/283Attaching or cooling of fuel injecting means including supports for fuel injectors, stems, or lances
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/35Combustors or associated equipment

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fuel-Injection Apparatus (AREA)

Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 외부 관상 부재와, 상기 외부 관상 부재의 안쪽에 배치되어 상기 외부 관상 부재의 내면과 함께 액체 연료 통로를 형성하는 내부 관상 부재와, 상기 외부 관상 부재의 내면과 상기 내부 관상 부재의 외면 사이에 배치되어 상기 액체 연료 통로에 흐르는 액체 연료의 흐름을 분산시키는 유동 분산부를 포함하고, 상기 유동 분산부는, 상기 액체 연료의 흐름의 방향에 따라 서로 떨어져 배치되는 적어도 2개의 분산 벽부를 포함하고, 상기 각각의 분산 벽부는, 상기 내부 관상 부재의 둘레를 따라 서로 떨어져 배치되는 복수개의 개별 벽부들을 포함하고, 상기 분산 벽부들 중 어느 하나의 분산 벽부를 이루는 개별 벽부들의 사이의 공간에, 상기 어느 하나의 분산 벽부에 이웃하는 분산 벽부의 개별 벽부들이 대응하도록 배치되는 연료 공급 장치를 제공한다.

Description

연료 공급 장치{Fuel supply device}
본 발명은 연료를 공급하는 연료 공급 장치에 대한 것이다.
일반적으로 가스 터빈 엔진, 내연 기관 등은 연소기를 포함하고 있고, 연소기에서는 공기와 연료 혼합물을 연소시킨다.
연료를 공급하고 그 연료와 공기를 혼합하는 과정에서, 액체 연료와 공기의 상대 속도 차이로 인해 액체 연료의 미립화가 이루어지는 경우에는 공급한 액체 연료가 얼마나 균일하게 유동하는지가 중요한 요소가 된다.
보통, 액체 연료의 유동 균일화를 위해서는 액체 연료가 선회 운동을 하도록 스월러가 사용되는데, 스월러를 사용해도 종종 액체 연료가 한쪽으로 치우쳐 유동하는 경우가 발생하고, 그 경우에는 유동의 균일화를 구현하기 어렵다.
등록특허공보 10-1781722호에는, 노즐의 축 방향을 따라서 연장되는 스월러 베인을 구비한 연소 버너가 개시되어 있다.
액체 연료의 균일한 유동을 위한 연료 공급 장치를 제공하는 것을 주된 과제로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 외부 관상 부재;와, 상기 외부 관상 부재의 안쪽에 배치되어, 상기 외부 관상 부재의 내면과 함께 액체 연료 통로를 형성하는 내부 관상 부재;와, 상기 외부 관상 부재의 내면과 상기 내부 관상 부재의 외면 사이에 배치되어 상기 액체 연료 통로에 흐르는 액체 연료의 흐름을 분산시키는 유동 분산부를 포함하고, 상기 유동 분산부는, 상기 액체 연료의 흐름의 방향에 따라 서로 떨어져 배치되는 적어도 2개의 분산 벽부를 포함하고, 상기 각각의 분산 벽부는, 상기 내부 관상 부재의 둘레를 따라 서로 떨어져 배치되는 복수개의 개별 벽부들을 포함하고, 상기 분산 벽부들 중 어느 하나의 분산 벽부를 이루는 개별 벽부들의 사이의 공간에, 상기 어느 하나의 분산 벽부에 이웃하는 분산 벽부의 개별 벽부들이 대응하도록 배치되는 연료 공급 장치를 제공한다.
여기서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 액체 연료 통로와 연결되며 상기 외부 관상 부재에 설치되는 연료 공급관을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 외부 관상 부재의 바깥쪽에 설치되는 쉬라우드를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 연료 공급 장치는, 상기 외부 관상 부재의 내면과 상기 내부 관상 부재의 외면 사이에 배치되되 상기 액체 연료의 흐름의 방향을 기준으로 상기 유동 분산부의 하류 쪽에 배치되는 스월러를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 내부 관상 부재의 안쪽에는 공기의 흐름을 가이드하는 가이드 날개가 배치될 수 있다.
여기서, 상기 유동 분산부는, 상기 내부 관상 부재의 외면보다 더 높게 형성된 베이스부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분산 벽부의 개수는 2개 또는 3개일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 연료 공급 장치에 의하면, 액체 연료의 균일한 유동이 가능하므로, 공기와 액체 연료의 혼합 시 연료의 미립화 성능을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 연료 공급 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 대한 연료 공급 장치의 외부 관상 부재 및 연료 공급관의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 대한 연료 공급 장치의 내부 관상 부재의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 설명을 위해 본 발명의 일 실시예에 대한 유동 분산부에 의해 액체 연료가 분산하여 유동하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 대한 연료 공급 장치의 내부에 흐르는 액체 연료의 유동 상태를 3차원으로 도시한 개략적인 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 대한 연료 공급 장치의 내부 관상 부재의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용함으로써 중복 설명을 생략한다.
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 대한 연료 공급 장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 대한 연료 공급 장치의 외부 관상 부재 및 연료 공급관의 외관을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 대한 연료 공급 장치의 내부 관상 부재의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다. 또한 도 4는 설명을 위해 본 발명의 일 실시예에 대한 유동 분산부에 의해 액체 연료가 분산하여 유동하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 연료 공급 장치(100)는, 외부 관상(管狀) 부재(110), 내부 관상 부재(120), 유동 분산부(130), 스월러(140), 연료 공급관(150), 쉬라우드(160)를 포함한다.
본 실시예의 연료 공급 장치(100)는 가스 터빈 엔진에 적용되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 연료 공급 장치는 가스 터빈 엔진뿐만 아니라 다양한 장치에 적용할 수 있다. 예를 들면 본 발명에 따른 연료 공급 장치는, 액체 연료를 사용하는 내연 기관, 다양한 외연 기관, 로켓 엔진 등에 적용할 수 있다.
외부 관상 부재(110)는 전체적으로 보아 관의 형상을 가지고 있으며, 그 안쪽에는 내부 관상 부재(120)가 배치된다.
외부 관상 부재(100)의 부분 중 연료 공급관(150)이 설치된 부분의 외경은, 외부 관상 부재(100)의 부분 중 연료 공급 장치(100)의 배출부(100a)에 가까운 부분의 외경보다 더 크게 형성되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 즉 본 발명에 따른 외부 관상 부재는 다양한 형상을 가질 수 있다.
내부 관상 부재(120)는 전체적으로 보아 관의 형상을 가지고 있으며, 외부 관상 부재(110)의 안쪽에 배치되어, 외부 관상 부재(110)의 내면(110a)과 함께 액체 연료 통로(FP)를 형성한다. 즉, 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)과 외부 관상 부재(110)의 내면(110a)은 액체 연료 통로(FP)를 형성한다.
내부 관상 부재(120)의 안쪽에는 공기가 흐르는데, 내부 관상 부재(120)의 안쪽에는 코어(121)와 코어(121) 주변의 공기의 흐름을 가이드하는 가이드 날개(121a)가 배치될 수 있다.
한편, 유동 분산부(130)는 외부 관상 부재(110)의 내면(110a)과 내부 관상 부재(120)의 외면(120a) 사이에 배치되어 액체 연료 통로(FP)에 흐르는 액체 연료의 흐름을 분산시킨다.
본 실시예의 유동 분산부(130)는 제조 및 조립의 편의를 위해 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)에 설치된다.
본 실시예의 유동 분산부(130)는 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)에 설치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 유동 분산부(120)는 외부 관상 부재(110)의 내면(110a)에 설치되어 조립될 수도 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 유동 분산부(130)는 제1, 2 분산 벽부(131)(132)를 포함한다.
제1, 2 분산 벽부(131)(132)는 액체 연료의 흐름의 방향에 따라 서로 떨어져 배치되어 있는데, 제1 분산 벽부(131)는 제2 분산 벽부(132)에 이웃하며, 제1 분산 벽부(131)는 제2 분산 벽부(132)보다 더 상류에 배치되어 있다.
제1 분산 벽부(131)는 복수개의 개별 벽부(131a)와 베이스부(131b)를 포함한다.
복수개의 개별 벽부(131a)는 내부 관상 부재(120)의 둘레를 따라 소정의 간격을 두고 서로 떨어져 배치된다. 또한 베이스부(131b)는 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)보다 약간 높게 형성된다.
본 실시예에 따른 제1 분산 벽부(131)의 베이스부(131b)의 형성 높이는 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)의 높이보다 약간 높게 형성되어 있는데, 그러한 구조는 설계 시 제1 분산 벽부(131)를 거치는 액체 연료의 유량, 분산 흐름 등을 베이스부(131b)의 형성 높이로 조절하여, 하류의 스월러(140)를 거치는 액체 연료의 흐름과 적절한 조화를 이루기 위함이다. 따라서 설계상 필요하다고 판단되면 제1 분산 벽부(131)의 베이스부(131b)의 형성 높이를 본 실시예의 경우와 다르게 조절할 수 있다. 예를 들면, 제1 분산 벽부(131)의 베이스부(131b)의 형성 높이를 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)의 높이와 동일하게 할 수도 있다.
제2 분산 벽부(132)도 복수개의 개별 벽부(132a)와 베이스부(132b)를 포함한다.
복수개의 개별 벽부(132a)는 내부 관상 부재(120)의 둘레를 따라 소정의 간격을 두고 서로 떨어져 배치된다. 또한, 베이스부(132b)는 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)보다 약간 높게 형성된다.
본 실시예에 따른 제2 분산 벽부(132)의 베이스부(132b)의 형성 높이는 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)의 높이보다 약간 높게 형성되어 있는데, 그러한 구조는 설계 시 제2 분산 벽부(132)를 거치는 액체 연료의 유량, 분산 흐름 등을 베이스부(132b)의 형성 높이로 조절하여, 하류의 스월러(140)를 거치는 액체 연료의 흐름과 적절한 조화를 이루기 위함이다. 따라서 설계상 필요하다고 판단되면 제2 분산 벽부(132)의 베이스부(132b)의 형성 높이를 본 실시예의 경우와 다르게 조절할 수 있다. 예를 들면, 제2 분산 벽부(132)의 베이스부(132b)의 형성 높이를 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)의 높이와 동일하게 할 수도 있다.
개별 벽부(131a)(132a)의 상부는 조립 시 외부 관상 부재(110)의 내면(110a)과 접촉하도록 설치되므로, 개별 벽부(131a)(132a)에 의해 액체 연료의 흐름이 제한된다.
한편, 개별 벽부들(131a)의 사이의 공간(SP1)에는 개별 벽부들(132a)이 대응하도록 배치된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부 관상 부재(120)의 축 방향(S)을 기준으로 볼 때, 축 방향(S)에 평행한 가상선(VL)이 개별 벽부들(131a)의 사이의 공간(SP1)과 개별 벽부(132a)를 지나도록, 개별 벽부(131a)(132a)가 배치되어 있다.
그러한 개별 벽부(131a)(132a)의 배치 구성에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이, 개별 벽부(131a)에 의해 형성된 액체 연료의 흐름(화살표 표시)은, 개별 벽부(131a)에 이웃한 개별 벽부(132a)에 의해 갈라져 분산되게 된다. 즉 개별 벽부(131a)에 의해 형성된 액체 연료의 흐름(화살표 표시)은, 개별 벽부들(132a)의 사이의 공간(SP2)으로 갈라져 흐르게 된다. 도 4에서의 액체 연료의 흐름을 표시한 화살표는 간략화시켜 예시로서 그린 것이고, 실제로는 더 복잡한 유동 흐름을 나타낼 수 있다.
스월러(140)는 액체 연료가 선회 운동을 하도록 하는 부분인데, 액체 연료는 스월러(140)의 선회 통로(141)를 지나면서 선회 운동을 하게 된다.
스월러(140)는 외부 관상 부재(110)의 내면(110a)과 내부 관상 부재(120)의 외면(120a) 사이에 배치되되, 액체 연료의 흐름의 방향을 기준으로 유동 분산부(130)의 하류 쪽에 배치된다.
본 실시예의 스월러(140)는 제조 및 조립의 편의를 위해 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)에 설치된다.
본 실시예의 스월러(140)는 내부 관상 부재(120)의 외면(120a)에 설치되지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉 본 발명에 따른 스월러(140)는 외부 관상 부재(110)의 내면(110a)에 설치되어 조립될 수도 있다.
연료 공급관(150)의 일단은 외부 관상 부재(110)에 설치되는데, 연료 공급관(150)은 액체 연료 통로(FP)와 연결된다. 연료 공급관(150)으로 공급된 액체 연료는 액체 연료 통로(FP)로 공급되게 된다.
쉬라우드(160)는 외부 관상 부재(110)의 바깥쪽에 설치되는데, 연료 공급 장치(100)의 작동 시에 쉬라우드(160)와 외부 관상 부재(110)의 외면(110b) 사이로 공기가 흐르게 된다.
이하, 도 1 내지 도 5를 참조로 하여, 본 실시예에 따른 연료 공급 장치(100)가 작동되는 모습을 설명한다.
소정의 압력을 가지는 연료가 연료 공급관(150)으로 공급이 되면, 연료 공급관(150)과 연결된 액체 연료 통로(FP)에 연료가 공급되게 된다.
액체 연료 통로(FP)로 공급된 액체 연료는 유동 분산부(130)로 이동하여 액체 연료의 흐름이 분산되는데, 이하 이를 자세히 설명한다.
액체 연료 통로(FP)로 공급된 액체 연료는 제1 분산 벽부(131)쪽으로 이동하게 되는데, 제1 분산 벽부(131)의 개별 벽부들(131a)의 존재 때문에 액체 연료는 개별 벽부들(131a)의 사이의 공간(SP1)으로 흐르게 된다.
개별 벽부들(131a)의 사이의 공간(SP1)으로 흐르던 액체 연료는, 제2 분산 벽부(132)의 개별 벽부들(132a)에 부딪혀 개별 벽부들(132a)의 사이의 공간(SP2)으로 갈라져 흐르게 된다. 즉 액체 연료의 흐름은, 순차적으로 제1 분산 벽부(131)와 제2 분산 벽부(132)로 거치면서 갈라져 분산되므로, 액체 연료 통로(FP) 내에서 액체 연료의 유동이 균일하게 된다.
제2 분산 벽부(132)를 거쳐 고르게 유동이 분산된 액체 연료는, 스월러(140)로 이동하여 스월러(140)의 선회 통로(141)를 지나면서 선회 운동을 하게 된다. 도 5에는 연료 공급 장치(100)의 연료 공급관(150)부터 배출구(100a)까지의 액체 연료의 유동 상태가 3차원으로 도시되어 있다.
스월러(140)를 거친 액체 연료는 연료 공급 장치(100)의 배출구(100a)로 배출되면서, 내부 관상 부재(120)의 안쪽 및 외부 관상 부재(110)의 바깥쪽을 흐르는 공기 흐름과 부딪치게 되고, 그렇게 되면 공기 흐름과 액체 연료의 상대 속도 차이로 인해 액체 연료의 미립화가 이루어지게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 연료 공급 장치(100)는 액체 연료 통로(FP)에 흐르는 액체 연료의 흐름을 분산시키는 제1, 2 분산 벽부(131)(132)를 구비하고 있고, 제1 분산 벽부(131)의 개별 벽부들(131a) 사이의 공간에 제2 분산 벽부(132)의 개별 벽부(132a)가 대응하도록 배치되어 있다. 따라서 액체 연료 통로(FP)로 공급된 액체 연료가 순차적으로 제1 분산 벽부(131)와 제2 분산 벽부(132)로 거치면서 갈라져 분산되므로, 액체 연료의 유동을 균일하게 할 수 있다. 그렇게 되면 이후 공기와의 혼합 과정에서 액체 연료의 미립화가 효과적으로 이루어지게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 유동 분산부(130)는 2개의 분산 벽부, 즉 제1, 2 분산 벽부(131)(132)를 포함하고 있지만, 본 발명은 이에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명에 따른 유동 분산부가 포함하고 있는 분산 벽부의 개수에는 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 유동 분산부가 포함하고 있는 분산 벽부의 개수는 3개, 4개, 5개가 될 수 있다. 일 예로서, 이하에서는 도 6을 참조로 하여 유동 분산부가 3개의 분산 벽부를 가지고 있는 변형 실시예를 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예의 변형예에 대한 연료 공급 장치의 내부 관상 부재의 외관을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 실시예의 일 변형예에 따른 유동 분산부(230)는 3개의 제1, 2, 3 분산 벽부(231)(232)(233)를 포함하고 있다.
제1, 2, 3 분산 벽부(231)(232)(233)는 액체 연료의 흐름에 따라 서로 이격되어 배치되어 있는데, 제2 분산 벽부(232)는 제1 분산 벽부(231)에 이웃하며, 제3 분산 벽부(233)는 제2 분산 벽부(232)에 이웃하고 있다.
제1 분산 벽부(231)는 제2 분산 벽부(232)보다 더 상류에 배치되어 있고, 제2 분산 벽부(232)는 제3 분산 벽부(233)보다 더 상류에 배치되어 있다.
제1, 2, 3 분산 벽부(231)(232)(233)는 각각 복수개의 개별 벽부(231a)(232a)(233a)를 포함하는데, 복수개의 개별 벽부(231a)(232a)(233a)는 각각 내부 관상 부재(220)의 둘레를 따라 소정의 간격을 두고 서로 떨어져 배치된다. 본 실시예의 일 변형예에 따른 제1, 2, 3 분산 벽부(231)(232)(233)는 전술한 제1, 2 분산 벽부(131)(132)와 달리 베이스부를 포함하지 않지만, 본 발명은 이에 한정하지 않고 베이스부를 포함할 수도 있다.
개별 벽부(231a)(232a)(233a)는 조립 시 외부 관상 부재(미도시)의 내면과 접촉하도록 설치되므로, 개별 벽부(231a)(232a)(233a)에 의해 액체 연료의 흐름이 제한된다.
한편, 개별 벽부들(231a)의 사이의 공간(SP1)에는 개별 벽부들(232a)이 대응하도록 배치된다. 즉, 내부 관상 부재(220)의 축 방향(S)을 기준으로 볼 때, 축 방향(S)에 평행한 가상선(VL1)이 개별 벽부들(231a)의 사이의 공간(SP1)과 개별 벽부(232a)를 지나도록, 개별 벽부(231a)(232a)가 배치된다.
또한, 개별 벽부들(232a)의 사이의 공간(SP2)에는 개별 벽부들(233a)이 대응하도록 배치된다. 즉, 내부 관상 부재(220)의 축 방향(S)을 기준으로 볼 때, 축 방향(S)에 평행한 가상선(VL2)이 개별 벽부들(232a)의 사이의 공간(SP2)과 개별 벽부(233a)를 지나도록, 개별 벽부(232a)(233a)가 배치된다.
그러한 개별 벽부(231a)(232a)(233a)의 배치 구성에 의해, 개별 벽부(231a)에 의해 형성된 액체 연료의 흐름(화살표 표시)은, 개별 벽부(231a)에 이웃한 개별 벽부(232a)에 의해 갈라져 분산되게 된다. 즉 개별 벽부(231a)에 의해 형성된 액체 연료의 흐름(화살표 표시)은, 개별 벽부들(232a)의 사이의 공간(SP2)으로 갈라져 흐르게 된다. 또한, 개별 벽부(232a)에 의해 형성된 액체 연료의 흐름(화살표 표시)은, 개별 벽부(232a)에 이웃한 개별 벽부(233a)에 의해 갈라져 분산되게 된다. 즉 개별 벽부(232a)에 의해 형성된 액체 연료의 흐름(화살표 표시)은, 개별 벽부들(233a)의 사이의 공간(SP3)으로 갈라져 흐르게 된다. 도 6에서의 액체 연료의 흐름을 표시한 화살표는 간략화시켜 예시로서 그린 것이고, 실제로는 더 복잡한 유동 흐름을 나타낼 수 있다.
즉 액체 연료의 흐름은, 순차적으로 제1 분산 벽부(231), 제2 분산 벽부(232). 제3 분산 벽부(233)로 거치면서 갈라져 분산되므로, 액체 연료 통로(FP) 내에서 액체 연료의 유동이 균일하게 되고, 그렇게 되면 이후 스월러(240)를 거쳐 공기와의 혼합 과정에서 액체 연료의 미립화가 효과적으로 이루어지게 된다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
본 실시예에 따른 연료 공급 장치는 액체 연료를 공급하는 장치를 제조하거나 시험, 운용하는 산업에 사용될 수 있다.
100: 연료 공급 장치 110: 외부 관상 부재
120, 220: 내부 관상 부재 130, 230: 유동 분산부
140, 240: 스월러 150: 연료 공급관
160: 쉬라우드

Claims (7)

  1. 외부 관상 부재;
    상기 외부 관상 부재의 안쪽에 배치되어, 상기 외부 관상 부재의 내면과 함께 액체 연료 통로를 형성하는 내부 관상 부재; 및
    상기 외부 관상 부재의 내면과 상기 내부 관상 부재의 외면 사이에 배치되어 상기 액체 연료 통로에 흐르는 액체 연료의 흐름을 분산시키는 유동 분산부를 포함하고,
    상기 유동 분산부는, 상기 액체 연료의 흐름의 방향에 따라 서로 떨어져 배치되는 적어도 2개의 분산 벽부를 포함하고,
    상기 각각의 분산 벽부는, 상기 내부 관상 부재의 둘레를 따라 서로 떨어져 배치되는 복수개의 개별 벽부들을 포함하고,
    상기 분산 벽부들 중 어느 하나의 분산 벽부를 이루는 개별 벽부들의 사이의 공간에, 상기 어느 하나의 분산 벽부에 이웃하는 분산 벽부의 개별 벽부들이 대응하도록 배치되는, 연료 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액체 연료 통로와 연결되며 상기 외부 관상 부재에 설치되는 연료 공급관을 포함하는, 연료 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 외부 관상 부재의 바깥쪽에 설치되는 쉬라우드를 포함하는, 연료 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 외부 관상 부재의 내면과 상기 내부 관상 부재의 외면 사이에 배치되되, 상기 액체 연료의 흐름의 방향을 기준으로 상기 유동 분산부의 하류 쪽에 배치되는 스월러를 포함하는, 연료 공급 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 내부 관상 부재의 안쪽에는 공기의 흐름을 가이드하는 가이드 날개가 배치되는, 연료 공급 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 유동 분산부는, 상기 내부 관상 부재의 외면보다 더 높게 형성된 베이스부를 더 포함하는, 연료 공급 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분산 벽부의 개수는 2개 또는 3개인, 연료 공급 장치.
KR1020200178929A 2020-12-18 2020-12-18 연료 공급 장치 Active KR102764374B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200178929A KR102764374B1 (ko) 2020-12-18 2020-12-18 연료 공급 장치
US17/333,971 US11435082B2 (en) 2020-12-18 2021-05-28 Fuel supply device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200178929A KR102764374B1 (ko) 2020-12-18 2020-12-18 연료 공급 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220088167A KR20220088167A (ko) 2022-06-27
KR102764374B1 true KR102764374B1 (ko) 2025-02-07

Family

ID=82022317

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200178929A Active KR102764374B1 (ko) 2020-12-18 2020-12-18 연료 공급 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11435082B2 (ko)
KR (1) KR102764374B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006234377A (ja) 2005-02-25 2006-09-07 General Electric Co <Ge> ガスタービン燃料ノズルを冷却するための方法及び装置
JP2009074706A (ja) 2007-09-19 2009-04-09 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器
KR101781722B1 (ko) 2014-09-19 2017-09-25 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 연소 버너, 연소기 및 가스 터빈
JP2018096683A (ja) 2016-12-16 2018-06-21 デラヴァン・インコーポレーテッドDelavan Incorporated ノズル

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH074611A (ja) * 1993-06-21 1995-01-10 Hitachi Ltd 燃焼器
US6082113A (en) * 1998-05-22 2000-07-04 Pratt & Whitney Canada Corp. Gas turbine fuel injector
US6289676B1 (en) 1998-06-26 2001-09-18 Pratt & Whitney Canada Corp. Simplex and duplex injector having primary and secondary annular lud channels and primary and secondary lud nozzles
US20090217669A1 (en) * 2003-02-05 2009-09-03 Young Kenneth J Fuel nozzles
US8240151B2 (en) * 2006-01-20 2012-08-14 Parker-Hannifin Corporation Fuel injector nozzles for gas turbine engines
US8015815B2 (en) * 2007-04-18 2011-09-13 Parker-Hannifin Corporation Fuel injector nozzles, with labyrinth grooves, for gas turbine engines
US8196845B2 (en) * 2007-09-17 2012-06-12 Delavan Inc Flexure seal for fuel injection nozzle
US20090202954A1 (en) * 2008-02-13 2009-08-13 Kao-Hsung Tsung Multifunctional fuel gas nozzle
EP2110601A1 (en) * 2008-04-15 2009-10-21 Siemens Aktiengesellschaft Burner
US8661824B2 (en) * 2009-05-26 2014-03-04 Parker-Hannifin Corporation Airblast fuel nozzle assembly
US9400104B2 (en) * 2012-09-28 2016-07-26 United Technologies Corporation Flow modifier for combustor fuel nozzle tip
KR101460344B1 (ko) * 2013-02-27 2014-11-12 두산중공업 주식회사 중앙부에 혼합기 공급을 통한 부상화염 예혼합 연소기
JP5887291B2 (ja) 2013-03-08 2016-03-16 日立オートモティブシステムズ株式会社 燃料噴射弁
US9752774B2 (en) * 2014-10-03 2017-09-05 Pratt & Whitney Canada Corp. Fuel nozzle
KR102138766B1 (ko) * 2017-12-26 2020-07-28 한화에어로스페이스 주식회사 연소기용 혼합기
KR102489558B1 (ko) * 2018-01-03 2023-01-17 한화에어로스페이스 주식회사 연소기용 혼합기
JP7126697B2 (ja) 2018-11-20 2022-08-29 株式会社パロマ 給湯器
US11060460B1 (en) * 2019-04-01 2021-07-13 Marine Turbine Technologies, LLC Fuel distribution system for gas turbine engine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006234377A (ja) 2005-02-25 2006-09-07 General Electric Co <Ge> ガスタービン燃料ノズルを冷却するための方法及び装置
JP2009074706A (ja) 2007-09-19 2009-04-09 Hitachi Ltd ガスタービン燃焼器
KR101781722B1 (ko) 2014-09-19 2017-09-25 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 연소 버너, 연소기 및 가스 터빈
JP2018096683A (ja) 2016-12-16 2018-06-21 デラヴァン・インコーポレーテッドDelavan Incorporated ノズル

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220088167A (ko) 2022-06-27
US11435082B2 (en) 2022-09-06
US20220196240A1 (en) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP4086518A1 (en) Fuel nozzle with integrated metering and flashback system
JP5468812B2 (ja) 燃焼器組立体及び、ガスタービンエンジン用の燃料ノズル
US11628455B2 (en) Atomizers
US7721545B2 (en) Device for injecting a mixture of air and fuel, combustion chamber and turbomachine both equipped with such a device
US5573395A (en) Premixing burner
EP1312866B1 (en) Combustor containing fuel nozzle
CN1076786C (zh) 燃烧室
JP2010223577A6 (ja) スワーラ、少なくとも1つのスワーラを備えたバーナにおける逆火の防止方法およびバーナ
JP2010223577A (ja) スワーラ、少なくとも1つのスワーラを備えたバーナにおける逆火の防止方法およびバーナ
CN101158479A (zh) 用于天然气旋流稳定喷嘴的液体燃料增强和方法
CN1122781C (zh) 低噪声燃烧方法
US20100323309A1 (en) Burner and Method for Reducing Self-Induced Flame Oscillations
WO2015023042A1 (ko) 선회기
US11846425B2 (en) Dual fuel gas turbine engine pilot nozzles
EP3336432A1 (en) Staged radial air swirler with radial liquid fuel distributor
JP2018096685A (ja) 複合燃料を放射方向に流動させるノズル
US20060257807A1 (en) Combustion device
CN203671652U (zh) 一种用于燃气轮机燃烧室的分散式进气的帽罩
KR102764374B1 (ko) 연료 공급 장치
CN1080142C (zh) 双流切向进入式喷嘴
KR102138766B1 (ko) 연소기용 혼합기
CN106091012A (zh) 用于燃气涡轮燃烧器的喷嘴
EP3392570B1 (en) Combustor nozzle assembly and gas turbine having the same
RU2798404C2 (ru) Форсуночная головка для газотурбинного двигателя, содержащая первичный топливный контур, расположенный вокруг вторичного топливного контура
CN116293794A (zh) 喷嘴结构

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20201218

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20230821

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20201218

Comment text: Patent Application

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20250117

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20250203

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20250204

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration