연소실이란?- 기능 및 유형

연소실이란?

연소실은 공기와 가스 터빈을 사용하여 일정한 온도에서 연료를 연소시키고 공기를 팽창시켜 전기를 생성하는 내연 기관의 일부입니다. 증기 기관의 경우이 용어는보다 완전한 연소 과정을 허용하는 데 사용되는 화실의 확장에도 사용되었습니다.

내연 기관에서 연소하는 공기/연료 혼합물로 인한 압력은 엔진의 일부에 직접적인 힘을 가합니다(예: 피스톤 엔진의 경우 힘이 피스톤 상단에 가해짐). 이는 가스 압력을 다음으로 변환합니다. 기계적 에너지(종종 회전하는 출력 샤프트의 형태).

이것은 연소가 가스 압력이 기계적 에너지로 변환되는 엔진의 별도 부분에서 발생하는 외부 연소 엔진과 대조됩니다.

 

정의

연소실은 연료/공기 혼합물이 점화되는 실린더 내의 영역입니다. 피스톤이 연료/공기 혼합물을 압축하고 점화 플러그와 접촉함에 따라 혼합물이 연소되고 에너지 형태로 연소실 밖으로 밀려납니다.

실린더에는 인젝터 노즐, 피스톤, 점화 플러그, 연소실 등을 포함한 내연 기관의 중요한 구성 요소가 많이 있습니다.

 

연소실의 기능

▷ 공기와 연료 혼합물의 연소를 위한 제한된 공간을 제공합니다.
▷ 혼합물의 유입 및 유출을 위한 입구 및 출구 밸브가 있습니다.
▷ 피스톤을 수용하고 안내합니다.
▷ 적절한 기하학으로 적절한 연소를 돕습니다.
▷ 고온의 연소에 견딜 수 있습니다.
▷ 연소배기가 새어나가는 것을 방지합니다.

 

 

연소실의 종류

1. 다중 연소실
이 유형의 연소실은 원심 압축기 엔진과 초기 유형의 축류 압축기 엔진에 사용됩니다. Whittle 연소실의 초기 유형을 직접 개발한 것입니다.
주요 차이점은 Whittle 챔버에는 그림과 같이 역류가 있다는 것입니다. 이로 인해 상당한 압력 손실이 발생하므로 Joseph Lucas Limited에서 직선형 다중 챔버를 개발했습니다.
챔버는 엔진 주위에 배치되고 압축기 전달 공기는 덕트를 통해 개별 챔버로 전달됩니다. 각 챔버에는 공기 케이싱이 있는 내부 화염 튜브가 있습니다. 공기는 이미 설명한 대로 화염 튜브 주둥이와 튜브와 외부 케이싱 사이를 통과합니다.

2. 튜보 환형 연소실
튜보 환형 연소실은 다중 유형과 환형 유형 간의 진화적 격차를 해소합니다. 다수의 화염관이 공통 공기 케이싱 내부에 장착되어 있습니다.
기류는 이미 설명한 것과 유사합니다. 이 배열은 다중 시스템의 정밀 검사 및 테스트의 용이성과 환형 시스템의 소형화를 결합합니다.

3. Annular 연소실
이러한 유형의 연소실은 내부 및 외부 케이싱에 포함된 완전한 환형 형태의 단일 화염 튜브로 구성됩니다.
화염 관을 통한 기류는 앞에서 설명한 것과 유사하며, 챔버는 압축기에 대해 전면에서 개방되고 터빈 노즐에 후면에서 개방됩니다.
환형 챔버의 주요 이점은 동일한 출력에 대해 챔버 길이가 동일한 직경의 튜브 환형 시스템 길이의 75%에 불과하여 중량 및 생산 비용을 상당히 절감할 수 있다는 것입니다. 또 다른 장점은 챔버에서 챔버로 연소 전파 문제가 없다는 것입니다.
튜보 환형 연소 시스템과 비교할 때 환형 챔버의 벽 면적은 훨씬 적습니다. 결과적으로 화염 관 벽의 연소를 방지하는 데 필요한 냉각 공기의 양은 약 15%만큼 적습니다.
이러한 냉각 공기 감소는 연소 효율을 높여 미연 연료를 사실상 제거하고 일산화탄소를 무독성 이산화탄소로 산화시켜 대기 오염을 줄입니다.