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헬름홀츠 공진기를 가진 가스터빈 연소기

전문가 제언: ○ 이 특허기술은 연소터빈 파워플랜트 내에서 음향 에너지를 억제하기 위한 공진기에 관한 것으로, 가장 높은 음향 압 진폭을 가지는 헬름홀츠 공진기(Helmholtz resonator)를 환형배열로 장착시키는 방법을 제시하고 있다.

○ 표준 음향시험 절차에 따라 음향파 응답신호가 측정되고, 감쇠인자(damping factor)와 흡음계수(absorption coefficient)를 계산하여 공진기의 음향감쇠성능(acoustic damping capacity)을 정량화한다. 공진기의 직경과 개수, 연소실의 직경 등이 설계인자로 채택되어야 한다. 음향 댐퍼의 설치공간을 작게 하고, 소형으로 만들며, 보수유지 특성을 향상할 수 있는 연소기 및 부피 가변형 헬름홀츠 공진기를 이용한 부피가변 제어부와 센서를 제공하는 것이 초점이다.

○ 헬름홀츠 공진기의 특성은 직경이 증가함에 따라, 음향감쇠 성능이 증가하고, 최적의 성능을 나타낸 후 과 감쇠가 일어나 흡음률이 감소한다. 횡형배열 연소실 단면에 대한 공진기의 면적비가 최적 값을 초과할 때 과-감쇠가 발생하고, 이로 인해 음향감쇠 성능이 저하된다.

○ 이 발명에서 제시한 헬름홀츠 공진기를 이용한 횡형배열 연소기 구성방안은 미국의 Solar Turbines사가 연소실에 적용 특허출원한 것이며, 현재 이 분야의 적용을 위해 자동차나 항공기 분야에서 적용 실험되고 있다. 부피 가변형 헬름홀츠 공진기를 이용한 연소기 적용분야는 Solar Turbines사의 특허범위 안에 선 출원되었으므로 유사방법의 출원에서는 이 청구범위를 벗어난 구조변경이나 새로운 설치방안 제시가 필요하다.

○ 다른 산업분야에서 소음 및 진동을 감소하기 위해 헬름홀츠 공진기 장치가 사용되고 있다. 국내에서도 세탁기, 자동차 연소기 분야 등에 적용한 특허가 있다. 향후 특허출원에서 신규성을 입증하기 위해서는 공진기의 특성에 따른 구조설계와 감쇠 성능인자를 최적화 한 개별설치 방안을 통해 효율성이 입증되어야 한다.

저자: SOLAR TURBINES INCORPORATED
자료유형: 특허정보