KR102622706B1 - 연소기용 토치 점화기 - Google Patents

연소기용 토치 점화기 Download PDF

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위민 후앙
압둘 칸
토마스 에드워드 존슨
히스 엠 오스테비
자야프라카쉬 나타라잔
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제네럴 일렉트릭 컴퍼니
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Abstract

터보기계의 연소기용 점화기는 혼합 플리넘과 유체 연통되는 연료 유입구를 포함한다. 혼합 플리넘은 혼합 채널의 상류에 위치 설정된다. 공기 유입구는 혼합 플리넘과 유체 연통되고, 점화 소스는 혼합 채널과 작동적으로 연통된다. 점화기는, 점화기를 연소기에 커플링하도록 구성된 장착 플랜지를 포함할 수 있다. 점화 소스는 혼합 채널의 하류 단부에 근접하게 그리고 장착 플랜지의 상류에 위치 설정될 수 있다. 혼합 채널은 벤츄리 형상을 획정할 수 있다. 벤츄리 형상은 혼합 채널의 상류 단부와 벤츄리 스로트 사이에 수렴 섹션을 포함한다.

Description

연소기용 토치 점화기{TORCH IGNITER FOR A COMBUSTOR}
본 개시는 일반적으로 터보기계의 연소기를 점화하는 장치에 관한 것이다.
가스 터빈, 항공기 터빈 및 다양한 다른 연소 기반 시스템은, 공기와 같은 작동 유체를 연료와 혼합하고, 연료-공기 혼합물을 점화하여, 고온 및 고압 연소 가스를 생성하는 하나 이상의 연소기를 포함한다. 예컨대, 상업용 가스 터빈은 발전용으로 사용될 수 있다. 전력을 생성하기 위해 사용되는 통상의 가스 터빈은 직렬 흐름 순서로 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 주위 공기가 압축기에 공급될 수 있고, 압축기 내의 회전 블레이드와 고정식 베인이 계속해서 운동 에너지를 작동 유체(공기)에 부여하여, 고에너지 상태의 압축 작동 유체를 생성할 수 있다. 압축 작동 유체는 압축기를 빠져나가, 하나 이상을 노즐 - 압축 작동 유체를 연료와 혼합함 - 을 통해 흐른 다음, 각각의 연소기에 있는 연소실 - 혼합물이 점화되어 고온 및 고압의 연소 가스를 생성함 - 로 흐른다. 연소 가스는 터빈 내에서 팽창하여 일을 생성한다. 예컨대, 터빈 내에서의 연소 가스의 팽창은 발전기에 연결된 샤프트를 회전시켜, 전력을 생성할 수 있다.
연소는 하나 이상의 연소기에 있는 점화 시스템에 의해 개시될 수 있다. 점화 시스템은 연소기 내부에서 스파크 또는 다른 점화 소스, 예컨대 레이저 빔이나 점화용 불꽃(pilot flame)을 생성할 수 있다.
점화 시스템은 통상 연소실의 측면을 따라 위치하기 때문에, 연료-공기 혼합물과 대략 동시에 연소실 내로 스파크, 빔 또는 불꽃을 방출할 수 있다. 연소실의 측면을 따른 점화 시스템의 위치는 연소실의 라이너를 관통하는 침투부를 필요로 하여, 침투부를 통한 또는 침투부 주위의 가능한 누설 소스 및/또는 난류를 형성한다. 또한, 연소기의 측면을 따라 위치하는 점화 시스템은 라이너와 유체 슬리브 사이에서의 작동 유체 흐름에 간섭하고, 이에 의해 연소실 전반에 걸친 작동 유체의 압력차를 증가시키며, 이는 가스 터빈의 전체 효율을 감소시킨다. 상기한 구성은 노즐에서 연료와 혼합되도록 이용 가능한 작동 유체의 양 및/또는 유량을 감소시킬 수 있다. 연료와 예혼합하는 데 이용 가능한 작동 유체의 양은 최고 불꽃 온도와 NOx 배출물에 직접적인 영향을 준다.
점화 시스템은 점화 토치를 포함할 수 있다. 점화 토치는 연료 흐름과 공기 흐름을 수용할 수 있다. 점화용 불꽃을 제공하여 연소실에서의 연소를 개시하기 위해, 공기와 연료는 토치에서 혼합될 수 있고, 스파크 플러그와 같은 점화 소스에 의해 점화될 수 있다. 스파크 플러그는 통상적으로 연소실에 근접 배치된다.
본 개시의 양태 및 장점이 아래의 설명에서 기술될 수도 있고, 아래의 설명으로부터 명백해질 수도 있으며, 본 개시의 실시를 통해 습득될 수도 있다.
일실시예에 따르면, 가스 터빈이 제공된다. 가스 터빈은 압축기, 터빈 및 압축기의 하류 그리고 터빈의 상류에 배치된 연소기를 포함한다. 가스 터빈은 또한 연소기와 작동적으로 연통되는 점화기를 포함한다. 점화기는 벤츄리 형상을 획정하는 혼합 채널을 포함한다. 벤츄리 형상은 혼합 채널의 상류 단부와 벤츄리 스로트(throat) 사이에 수렴 섹션을 포함한다. 점화기는 또한 혼합 플리넘과 유체 연통되는 연료 유입구를 포함한다. 혼합 플리넘은 혼합 채널 상류에 위치 설정된다. 점화기는 또한 혼합 플리넘과 유체 연통되는 공기 유입구와, 혼합 채널과 작동적으로 연통되는 점화 소스를 포함한다. 점화 소스는 혼합 플리넘의 하류에 위치 설정된다.
다른 실시예에 따르면, 터보기계의 연소기용 점화기가 제공된다. 점화기는, 점화기를 연소기에 커플링하도록 구성된 장착 플랜지를 포함한다. 점화기는 또한 혼합 플리넘과 유체 연통되는 연료 유입구를 포함한다. 혼합 플리넘은 혼합 채널의 상류에 위치 설정된다. 점화기는 또한 혼합 플리넘과 유체 연통되는 공기 유입구와, 혼합 채널과 작동적으로 연통되는 점화 소스를 포함한다. 점화 소스는 혼합 채널의 하류 단부에 근접하게 그리고 장착 플랜지의 상류에 위치 설정된다.
또 다른 실시예에 따르면, 터보기계의 연소기용 점화기가 제공된다. 점화기는 벤츄리 형상을 획정하는 혼합 채널을 포함한다. 벤츄리 형상은 혼합 채널의 상류 단부와 벤츄리 스로트 사이에 수렴 섹션을 포함한다. 점화기는 또한 혼합 플리넘과 유체 연통되는 연료 유입구를 포함한다. 혼합 플리넘은 혼합 채널의 상류에 위치 설정된다. 점화기는 또한 혼합 플리넘과 유체 연통되는 공기 유입구와, 혼합 채널과 작동적으로 연통되는 점화 소스를 포함한다. 점화 소스는 혼합 플리넘의 하류에 위치 설정된다.
당업자라면, 본 명세서를 검토해보면 상기한 실시예의 피쳐(feature) 및 양태와 다른 피쳐 및 양태를 보다 잘 이해할 것이다.
당업자에 대한, 본 발명의 최상의 모드를 포함하는 다양한 실시예의 완전하고 가능한 개시가 첨부도면을 참고하여, 명세서의 나머지 부분에서보다 구체적으로 설명된다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예를 포함할 수 있는 예시적인 가스 터빈의 기능 블럭다이어그램.
도 2는 하나 이상의 실시예를 통합할 수 있는 예시적인 연소기의 단순화된 측단면도.
도 3는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 점화기의 측단면도.
도 4는 도 3의 예시적인 점화기의 단부도.
도 5는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 점화기의 측단면도.
도 6는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 점화기의 측단면도.
도 7는 본 개시의 하나 이상의 실시예에 따른 예시적인 점화기의 측단면도.
도 8는 도 7의 예시적인 점화기의 단부도.
이제, 본 개시의 실시예 - 이 실시예의 하나 이상의 예가 도면에 도시되어 있음 - 를 상세히 참고하겠다. 상세한 설명은 도면의 피쳐를 인용하기 위해 숫자 및 문자를 이용한다. 도면 및 설명에서 비슷하거나 유사한 부호는 본 개시의 비슷하거나 유사한 부분을 인용하는 데 사용되었다.
여기에서 사용되는 “제1”, “제2” 및 “제3”이라는 용어는 구성요소들을 서로 구별하기 위해 호환가능하게 사용될 수 있으며, 개별 구성요소들의 위치 또는 중요도를 나타내려고 하는 것은 아니다. “상류” 및 “하류” 라는 용어는 유로에서의 유체 흐름에 대한 상대적인 방향을 일컫는다. 예컨대, “상류”는 유체가 흘러나오는 방향을 일컫고, “하류”는 유체가 흘러나가는 방향을 일컫는다. “반경방향으로”라는 용어는 특정 구성요소의 축방향 중심선에 거의 수직한 상대적인 방향을 일컫고, “축방향으로”라는 용어는 특정 구성요소의 축방향 중심선에 거의 평행 및/또는 동축인 상대적인 방향을 일컬으며, “둘레방향으로”라는 용어는 특정 구성요소의 축방향 중심선 주위로 연장되는 상대적인 방향을 일컫는다.
여기에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 기술하기 위한 것이며, 제한하려는 의도는 없다. 여기에서 사용되는 단수 형태는, 문맥상 달리 명시하지 않는 한, 복수 형태도 또한 포함하는 것으로 의도된다. “포함하다” 및/또는 “포함하는”이라는 용어는 본 명세서에서 사용될 때에 언급한 피쳐, 완전체, 단계, 공정, 요소 및/또는 구성요소들의 존재를 특정하지만, 다른 피쳐, 완전체, 단계, 공정, 요소, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 불가능하게 하지는 않는다는 점이 더 이해될 것이다.
각각의 예는 본 개시를 제한하는 것이 아니라 본 개시를 설명하기 위해 제공된다. 사실상, 본 개시의 범위 또는 사상으로부터 벗어나는 일 없이 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있다는 점이 당업자에게 명백할 것이다. 예컨대, 일실시예의 부분으로서 예시되거나 설명되는 피쳐는 다른 실시예에서 사용되어 또 다른 실시예를 구성할 수 있다. 이에 따라, 본 개시는, 첨부된 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에 속하는 한, 그러한 수정 및 변형을 포함한다.
본 개시의 예시적인 실시예는 일반적으로 예시를 목적으로 육상 기반 발전용 가스 터빈 연소기에 관하여 설명되겠지만, 당업자라면, 본 개시의 실시예는 임의의 스타일이나 타입의 터보기계에 적용 가능하며, 청구범위에서 특별히 인용되지 않는 한 육상 기반 발전용 가스 터빈으로 제한되는 것이 아니라는 점을 쉽게 이해할 것이다.
이제 도면을 참고하면, 도 1은 예시적인 가스 터빈(10)의 개략도를 예시한다. 가스 터빈(10)은 일반적으로 유입 섹션(12), 유입 섹셕(12)의 하류에 배치된 압축기(14), 압축기(14) 하류에 배치된 적어도 하나의 연소기(16), 연소기(16)의 하류에 배치된 터빈(18) 및 터빈(18)의 하류에 배치된 배기 섹션(20)을 포함한다. 추가로, 가스 터빈(10)은 압축기(14)를 터빈(18)에 커플링하는 하나 이상의 샤프트(22)를 포함할 수 있다.
작동 중에, 공기(24)는 유입 섹션(12)을 통해 압축기(14)로 흐르며, 압축기에서 공기(24)는 계속해서 압축되어, 연소기(16)에 압축 공기(26)를 제공한다. 압축 공기(26)의 적어도 일부는 연소기(16) 내에서 연료(28)와 혼합되고 연소되어, 연소 가스(30)를 생성한다. 연소 가스(30)는 연소기(16)로부터 터빈(18)으로 흐르며, 터빈에서 에너지(운동 및/또는 열)가 연소 가스(30)로부터 로터 블레이드(도시하지 않음)로 전달되고, 이에 따라 샤프트(22)가 회전하게 된다. 기계적 회전 에너지는 그 후에 연소기(14)를 구동하고/구동하거나 전력을 생산하는 등의 다양한 목적으로 이용될 수 있다. 터빈(18)을 빠져나오는 연소 가스(30)는 그 후에 배기 섹션(20)을 통해 가스 터빈(10)으로부터 배기될 수 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 연소기(16)는 압축기 방출 케이싱과 같은 외측 케이싱(32)으로 적어도 부분적으로 둘러싸일 수 있다. 외측 케이싱(32)은, 연소기(16)의 다양한 구성요소를 적어도 부분적으로 둘러싸는 고압 플리넘(34)을 적어도 부분적으로 획정할 수 있다. 고압 플리넘(34)은 압축기(14)(도 1)로부터 압축 공기(26)를 수용하도록 압축기(14)와 유체 연통될 수 있다. 단부 커버(36)가 외측 케이싱(32)에 커플링될 수 있다. 특정 실시예에서, 외측 케이싱(32)과 단부 커버(36)는 연소기(16)의 헤드 단부 체적 또는 부분(38)을 적어도 부분적으로 획정할 수 있다.
특정 실시예에서, 헤드 단부 부분(38)은 고압 플리넘(34) 및/또는 압축기(14)와 유체 연통된다. 하나 이상의 라이너 또는 도관(40)이 연료-공기 혼합물을 연소하기 위한 연소실 또는 연소 구역(42)을 적어도 부분적으로 획정할 수 있고/있거나, 연소 가스(30)를 유입구를 향해 터빈(18)으로 지향시키도록 연소기를 관통하는 고온 가스 경로(44)를 적어도 부분적으로 획정할 수 있다. 하나 이상의 연료 노즐(50)은 단부 커버(36)에 커플링될 수 있고, 연소실(42)을 향해 연장될 수 있다. 점화기(100)는 연소기(16)와 작동적으로 연통될 수 있고, 점화기(100)는 연소기(16)에서 연소를 개시하도록 구성될 수 있다. 점화기(100)는 단부 커버(36)로부터 하류로 축방향으로 연장될 수 있다. 여기에서 연소기(16)에 관하여 사용되는 “축방향으로”라는 표현은 연소기(16)의 축방향 중심선(46)에 대한 것으로, 예컨대 점화기(100)는 축방향 중심선(46)을 따라 또는 축방향 중심선에 평행하게 단부 커버(36)로부터 하류로 연장될 수 있다. 다른 실시예에서, 점화기(100)는 연소실(42)과 연통되도록 임의의 적절한 각도로 연장될 수 있다. 예컨대, 몇몇 실시예에서 점화기(100)는 축방향 중심선(46)에 수직하게 배향될 수 있다.
예컨대 도 3에 도시한 바와 같이, 점화기(100)는 연소기(16)에 점화기(100)를 커플링하도록 구성된 장착 플랜지(122)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 장착 플랜지(122)는 점화기(100)를 연소기(16)에 체결하기 위해 볼트를 수용하는 볼트 구멍(124)을 포함할 수 있다. 특히, 장착 플랜지(122)는 연소기(16)의 단부 커버(36)에 점화기(100)를 커플링하도록 구성될 수 있다. 상기한 실시예에서, 점화기(100)는, 점화기(100)의 중심축(130)이 연소기(16)의 중심축(46)(도 2)에 거의 평행할 수 있도록 연소기(16)의 단부 커버(36)에 커플링될 수 있다.
예컨대 도 3 및 도 4에서 볼 수 있다시피, 점화기는 하나 이상의 공기 유입구(104)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 공기 유입구(104)는 헤드 단부(38)와 유체 연통될 수 있고, 헤드 단부(38)로부터 압축 공기(26)의 흐름을 수용하도록 위치 설정된다. 몇몇 실시예에서, 각각의 공기 유입구(104)는 각각의 공기 도관(106)으로 개방된다. 공기 도관(106) 각각은 대응하는 공기 유입구(104)와 혼합 플리넘(110) 사이의 유체 연통을 제공한다. 예컨대 도 3에 예시한 바와 같이, 연료 도관(108)은 연료 유입구(102)를 통해 혼합 플리넘(110)과 유체 연통될 수 있다. 혼합 플리넘(110)은 혼합 채널(112) 상류에 위치 설정될 수 있다. 연료(28) 및 공기(26)는 점화 소스(120)에 의해 점화되기 전에 혼합 플리넘(110)과 혼합 채널(112)에서 혼합될 수 있다. 점화 소스(120)는, 예컨대 스파크 플러그일 수 있다. 점화 소스(120)는 혼합 채널(112)과 작동적으로 연통될 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 점화 소스(120)는 혼합 채널(112)의 하류 단부에 근접하게 위치 설정될 수 있다. 여기에서 사용되는 “상류” 또는 “하류”와 같은 용어는 점화기(100) 내에서의 혼합 연료(28)와 압축 공기(26)의 흐름 방향, 예컨대 거의 혼합 플리넘(100)에서 연소기(16) 측으로의 방향을 기준으로 이해되어야만 하며, 예컨대 혼합 채널(112)의 하류 단부는 혼합 플리넘(110)으로부터 원위에 있는 혼합 채널(112)의 단부를 칭한다. 몇몇 실시예에서, 점화 소스(120)는 장착 플랜지(122)의 상류에 위치 설정될 수 있다. 그러한 실시예는 유리하게는, 점화 소스(120)가 연소실(42)에 근접하기보다는 연소실(16)의 외측에 위치 설정되는 경우에 점화 소스(120)에 대한 접근을 용이하게 한다.
혼합 채널(112)은 혼합 플리넘(110)과 이젝터 튜브(126) 사이에서 축방향으로 연장될 수 있다. 이젝터 튜브(126)는 혼합 채널(112) 하류에 위치 설정될 수 있다. 특히, 이젝터 튜브(126)는 점화 소스(120) 하류에 위치 설정되어, 점화 소스(120)에 의한 혼합 연료(28)와 공기(26)의 점화 시에 생성되는 연소 생성물, 예컨대 고온 가스를 수용할 수 있다. 이젝터 튜브(126)는 연소실(42)에 점화용 불꽃을 제공하도록, 예컨대 단부 커버(36)를 통해 연소기(16) 내로 연장될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이젝터 튜브(126)는 점화 소스(120) 하류에 있는 선회기(128)를 선택적으로 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3에 예시한 바와 같이 선회기(128)는 리본 선회기일 수 있다. 선회기(128)의 다른 예시적인 실시예는 선회기 베인, 터뷸레이터 등을 포함할 수 있다.
예컨대 도 3에 예시한 바와 같이, 혼합 채널(112)의 단면 형상은 일정할 수 있으며, 예컨대 혼합 채널(112)은 원통형일 수 있다. 다른 실시예에서, 혼합 채널(112)은 다른 각기둥 형상을 가질 수 있으며, 예컨대 혼합 채널(112)은 직사각형 각기둥일 수도 있고, 제한하는 것은 아니지만 육각형과 같은 다른 다각형 단면 형상을 가질 수도 있다.
몇몇 실시예에서, 혼합 채널(112)은 복수 개의 별개의 내경을 획정할 수 있다. 일반적으로, 혼합 채널(112)은 혼합 채널(112)의 상류 부분에서 제1 내경부(114)를 획정할 수 있고, 제1 내경부(114) 하류의 스로트부(116)에서 최소 내경을 그리고 스로트부(116) 하류에서 제2 내경부(118)를 획정할 수 있다. 스로트부(116)의 최소 내경은 제1 내경부(114) 또는 제2 내경부(118)에서의 내경보다 작을 수 있다. 다양한 실시예에서, 제1 내경부(114)에서의 내경은 제2 내경부(118)에서의 내경보다 크거나, 제2 내경부에서의 내경과 거의 동일할 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 예컨대 도 5에 예시한 바와 같이, 복수 개의 별개의 내경이 벤츄리 형상을 형성할 수 있다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 내경부(114)는 벤츄리 형상의 수렴 섹션(114)을 형성할 수 있고, 제2 내경부(118)는 발산 섹션(118)을 형성할 수 있으며, 스로트부(116)는 이에 따라 벤츄리 스로트(116)일 수 있다. 몇몇 예시적인 실시예에서, 벤츄리 형상은 혼합 채널(112)의 상류 단부와 벤츄리 스로트(116) 사이에 수렴 섹션(114)을 포함할 수 있다. 예컨대, 수렴 섹션(114)은 혼합 플리넘(110)에 근접한 혼합 채널(112)의 단부와 벤츄리 스로트(116) 사이에서 연장될 수 있다. 수렴 섹션(114)은, 혼합 플리넘(110)에서 벤츄리 스로트(116)로 축방향 하류로 갈수록 혼합 채널(114)의 단면적이 감소하는 혼합 채널(112)의 섹션을 포함할 수 있다. 이에 따라, 벤츄리 스로트(116)는 혼합 채널(112)의 최소 단면적 및/또는 벤츄리 형상에서의 굴곡 지점을 획정할 수 있다. 벤츄리 형상의 발산 섹션(118)은 벤츄리 스로트(116)의 하류에 위치 설정될 수 있다. 예컨대, 혼합 채널(112)의 단면적은 발산 섹션(118)의 축방향 길이에 걸쳐 벤츄리 스로트(116)로부터 축방향 하류로 갈수록 증가될 수 있다.
도 5 및 도 6에 예시한 바와 같이, 연료 유입구(102)는, 연료(28)가 벤츄리 스로트(116)에 또는 벤츄리 스로트 근처에 제공되도록 축방향으로 [예컨대, 점화기(100)의 중심축(130)을 따라 또는 이 중심축에 평행하게] 연장될 수 있다. 예컨대, 다양한 실시예에서, 연료 유입구(102)는 벤츄리 스로트(116)로 또는 혼합 채널(114)을 통과하는 공기(26) 흐름에 대해 벤츄리 스로트(116) 바로 상류로 연장될 수 있다. 상기한 실시예에서, 벤츄리 스로트(116)에 또는 벤츄리 스로트 근처에 연료 주입부를 마련하는 것은 유리하게는 최적 압력 강하를 제공할 수 있으며, 이 경우에 벤츄리 형상을 통해 흐르는 공기(26)는 벤츄리 스로트(116)에서, 혼합 채널(114)의 다른 부분과 비교하여 낮은 공기압 및 고속을 달성할 것이다.
벤츄리 형상을 포함하는 실시예에서, 점화 소스(120)는 벤츄리 스로트(116) 하류에 위치 설정될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 예컨대 도 5에 도시한 바와 같이 점화 소스(120)가 장착 플랜지(122) 하류에 위치할 수 있다. 상기한 실시예에서, 점화 소스(120)는 연소기(16) 내에, 예컨대 헤드 단부(38) 내에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서는, 예컨대 도 6에 예시한 바와 같이 장착 플랜지(122)가 점화 소스(120) 하류에 위치 설정되어, 점화기(100)가 연소기의 단부 커버(36)에 장착될 때에 점화 소스(120)가 연소기(16) 외측, 예컨대 헤드 단부(38) 외측에 위치 설정될 수 있다.
도 5에 예시한 바와 같이, 점화기(100)의 실시예는 선회기(128)가 없는 벤츄리 형상을 획정하는 혼합 채널(112)을 포함한다. 도 6에 예시한 바와 같이, 점화기(100)의 실시예는 장착 플랜지 상류에서 점화 소스(120)와 조합되는, 벤츄리 형상을 획정하는 혼합 채널(112)을 포함한다. 앞서 언급한 바와 같이, 일실시예의 부분으로서 예시되거나 설명되는 피쳐는 다른 실시예에서 사용되어 또 다른 실시예를 구성할 수 있다. 상기한 다른 실시예는 예시된 피쳐들의 다양한 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 3에 예시한 바와 같은 원통형 혼합 채널(112)은 도 5에 예시한 바와 같이 장착 플랜지(122) 하류에서 점화 소스(120)와 조합될 수 있다. 다른 예로서, 도 5의 점화기(100)는 도 3 및/또는 도 6에 예시한 바와 같은 선회기(138)도 또한 포함할 수 있다. 역시 앞서 언급한 바와 같이, 각각의 예는 제한이 아닌 설명을 위해 제공되며, 본 개시는, 첨부된 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에 속하는 한 그러한 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
도 7 및 도 8은 점화기(100)의 다른 예시적인 실시예를 예시한다. 도 7에 예시한 바와 같이, 연료 도관(108)은 우선 혼합 플리넘(110)의 상류에서 연료 플리넘(109)와 유체 연통될 수 있다. 예컨대, 연료 도관(108)은 제1 유체 유입구(101)를 통해 연료 플리넘(109)과 직접 유체 연통될 수 있고, 전술한 바와 같은 연료 유입구(102)는 그러한 실시예에서 제2 연료 유입구가 될 수 있다. 도 7에 예시한 바와 같이, 몇몇 실시예에서 연료 필터가 제1 연료 유입구(101)에 마련될 수 있다. 따라서, 연료 도관(108)은 제1 연료 유입구(101)를 통해 연료 플리넘(109)과 직접 유체 연통될 수 있고, 제2 연료 유입구(102)를 통해 혼합 플리넘(110)과 간접 유체 연통될 수 있다. 예컨대, 상기한 실시예에서 연료(28)는 연료 플리넘(109)으로부터 제2 연료 유입구(102)를 통해 혼합 플리넘(110)으로 흐를 수 있고, 공기(26)는 공기 도관(106)을 통해 혼합 플리넘(110)으로 흐른다. 몇몇 실시예는 연료(28)를 점화용 불꽃에 공급하기 위해, 연료 플리넘(108)에서, 예컨대 단부 커버(36)를 통해 연소기(16)로 연장되는 제2 연료 도관(111)도 또한 포함할 수 있다. 예컨대, 몇몇 실시예에서 점화용 불꽃은 이젝터 튜브(126)로부터 방출될 수 있다. 따라서, 제2 연료 도관(111)의 유출구(113)는 이젝터 튜브(126)의 유출구(127)에 근접할 수 있다. 도 8에 예시한 바와 같이, 제2 연료 도관(111)은 이젝터 튜브(126)에 근접할 수 있으며, 몇몇 실시예에서는 이젝터 튜브(126)에 접할 수 있다. 예컨대, 점화 소스(120)는 점화기(100)의 제1 부분, 예컨대 상부 부분에 위치 설정될 수 있고, 제2 연료 도관(109)은 점화 소스의 정반대측의 제2 부분, 예컨대 저부 부분에 위치 설정될 수 있다. 도 8에 예시한 바와 같이, 몇몇 실시예에서 공기 유입구(104)는 제2 연료 도관(111)과 점화 소스(120)(도 7) 사이에서 이젝터 튜브(126) 둘레 주위에 이젝터 튜브로부터 이격되게 연장될 수 있다.
이 서술된 설명은 최상의 모드를 포함하여 본 기술을 개시하고, 또한 임의의 디바이스 또는 시스템을 제작 및 사용하고 임의의 통합된 방법을 수행하는 것을 포함하여 당업자가 본 기술을 실시할 수 있도록 하기 위한 예를 사용한다. 본 기술의 특허 가능한 범위는 청구범위에 의해 규정되며, 당업자에게 떠오르는 다른 예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 예는, 사실상 청구범위와 다르지 않은 구조 요소를 갖거나, 사실상 청구범위와 대단치 않은 차이를 지닌 등가의 구조 요소를 포함하는 경우에 청구범위의 범주 내에 속하는 것으로 의도된다.

Claims (10)

  1. 연소기(16)로서,
    단부 커버(36);
    연소실(42)을 획정하는 라이너(40);
    단부 커버(36)에 의해 부분적으로 획정되는 헤드 단부(38);
    헤드 단부(38)를 통해 단부 커버(36)로부터 연소실(42)까지 연장되는 하나 이상의 연료 노즐(50); 및
    연소실(42) 내에서의 연소를 개시하도록 구성된 점화기(100)
    를 포함하고, 점화기(100)는:
    단부 커버(36)를 통해 혼합 플리넘(110)으로부터 축방향으로 연장되고, 연소기(16)의 중심 축에 대하여 연소기(16) 내로 연장되는 혼합 채널(112);
    혼합 채널(112)로부터 반경방향 외측으로 연장되는 장착 플랜지(122)로서, 연소기(16)의 단부 커버(36)에 결합되는 것인 장착 플랜지(122);
    혼합 플리넘(110)과 유체 연통되는 연료 유입구(102);
    혼합 플리넘(110)과 유체 연통되는 공기 유입구(104); 및
    혼합 채널(112)과 작동적으로 연통되고 헤드 단부(38)의 외부에 배치되는 점화 소스(120)로서, 장착 플랜지(122) 및 단부 커버(36)의 상류에 그리고 혼합 채널(112)의 하류 단부에 근접하게 위치되는 점화 소스(120)
    를 포함하는 것인, 연소기.
  2. 제1항에 있어서, 혼합 채널(112)은 원통형인 것인, 연소기.
  3. 제1항에 있어서, 공기 유입구(104)는 혼합 채널(112) 주위에 둘레방향으로 이격된 복수의 공기 유입구 중 하나인 것인, 연소기.
  4. 제1항에 있어서, 점화 소스(120)는 스파크 플러그를 포함하는 것인, 연소기.
  5. 제1항에 있어서, 점화기는, 혼합 플리넘(100)의 상류에 있는 연료 플리넘(109)과 연료 플리넘(109)으로부터 단부 커버(36)를 통해 연소기(16)로 연장되는 연료 도관(111)을 더 포함하는 것인, 연소기.
  6. 제5항에 있어서, 점화 소스(120)는 점화기(100)의 상부 부분에 위치되고, 연료 도관(111)은 상기 상부 부분의 정반대측의 점화기(100)의 저부 부분에 위치되는 것인, 연소기.
  7. 제5항에 있어서, 연료 도관(111)은 혼합 채널(112)에 대해 완전히 평행한 것인, 연소기.
  8. 가스 터빈(10)으로서,
    압축기(14);
    터빈(18); 및
    압축기의 하류 및 터빈의 상류에 배치되는 연소기로서, 연소기는 제1항 내지 제7항 중 어느 하나에 의해 정의되는 연소기
    를 포함하는 것인, 가스 터빈.
  9. 제8항에 있어서, 연소기(16)는 적어도 부분적으로 외측 케이싱(32)에 의해 둘러싸이고, 외측 케이싱(32)은 압축기(14) 및 연소기(16)의 헤드 단부(38)와 유체 연통되는 고압 플리넘(34)을 획정하며, 점화 소스(120)는 고압 플리넘(34)의 외측에 배치되는 것인, 가스 터빈.
  10. 제9항에 있어서, 공기 유입구(104)는 헤드 단부(38)로부터 압축 공기의 흐름을 수용하는 것인, 가스 터빈.
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