JP2018178987A - 補強ディスクを含む圧縮機及びこれを含むガスタービン - Google Patents

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Abstract

【課題】構造的に補強され、内部抽気圧力降下低減性能が向上した構造を含む圧縮機を提供する。【解決手段】本発明の実施例による圧縮機は、ガスタービンに装着され、高温及び高圧の圧縮空気を生成し、生成された圧縮空気を燃焼機に提供することができるように、回転軸の外周面に円周方向に沿って取り付けられた複数の回転部材を備える圧縮機であって、回転軸の外周面に円周方向に沿って取り付けられ、圧縮空気の一部が回転軸方向に流動するように所定距離だけ離隔して配置された複数のメインディスク；及び前記複数のメインディスクの離隔した空間に装着され、メインディスクと共通した回転軸を有し、外周面から回転軸方向に流路が形成されたディスク構造の補強ディスク；を含むことを構成の要旨とする。【選択図】 図３

Description

本発明は、ガスタービンに装着され、高温及び高圧の圧縮空気を生成し、生成された圧縮空気を燃焼機に提供する圧縮機及びこれを含むガスタービンに関するもので、より詳しくは、構造的に補強され、内部抽気圧力降下低減性能が向上した構造を含む圧縮機及びこれを含むガスタービンに関するものである。
一般に、ガスタービンエンジンは一種の回転式内燃機関であり、高温及び高圧の燃焼ガスを膨脹させながらタービンを回して回転力を得る機関である。
すなわち、動圧によって圧力が上昇した空気を再び圧縮機で昇圧させ、これを燃焼室で８００〜１２００℃の高温ガスに作った後、圧縮機の所要出力を得ることができる圧力比までタービンで膨脹させ、残りの圧力でガスをジェットノズルを通じて高速で噴出させることによって推力を得る。
ガスタービンは圧縮機、燃焼機及びタービンで構成されている。
空気流入口から流入した空気が圧縮機によって圧縮されることによって高温及び高圧の圧縮空気となる。燃焼機によって、この圧縮空気に燃料が供給されることで燃焼される。
高温及び高圧の燃焼ガスはタービンを駆動させ、このタービンに連結された発電機を駆動させる。
タービンには車室内に複数の静翼及び動翼が交互に配置されて構成され、燃焼ガスによって動翼を駆動させることによって、発電機が連結された出力軸を回転駆動させている。そして、タービンを駆動させた燃焼ガスは排気車室のディフューザーによって静圧に変換されてから大気に放出される。
近年、ガスタービンは高出力化及び高効率化が要求され、静翼及び動翼に誘導される燃焼ガスの温度は段々高くなる傾向がある。そのため、一般的には、静翼及び動翼の内部に冷却通路を形成し、空気や蒸気などの冷却媒体をこの冷却通路に流すことにより、これらの静翼及び動翼を冷却させて耐熱性を確保するとともに燃焼ガスの高温化を図り、出力及び効率を高めるようにしている。
よって、ガスタービンの圧縮機ディスクは接触面の表面粗度を特定範囲に限定しており、接触面の揺れ公差も特定範囲に制限している。また、各ディスクの組立時、締まりばめの公差も特定範囲に制限している。
また、ガスタービンの圧縮機ディスクは特定の構造に製作され、前述した多くの目的を達成している。
例えば、ガスタービンの圧縮機ディスクに、図１に示したように、ベーン（ｖａｎｅ）を用いたデスワーラー（ｄｅ−ｓｗｉｒｌｅｒ）方式のボルテックスリデューサー（ｖｏｒｔｅｘ ｒｅｄｕｃｅｒ）構造を適用することができる。
この場合、冷却空気の円周方向速度成分のみを減少させるため、圧力降下の低減に限界があるという問題点を持っている。
また、図２に示したように、ガスタービン圧縮機ディスクに、チューブ（ｔｕｂｅ）方式ボルテックスリデューサー（ｖｏｒｔｅｘ ｒｅｄｕｃｅｒ）構造を適用することができる。
この場合、構造的に脆弱であるという問題点を持っている。
したがって、前述した従来技術による問題点を解決することができるガスタービン圧縮機に対する技術が必要な実情である。
このような目的を達成するための本発明の一側面による圧縮機は、ガスタービンに装着され、高温及び高圧の圧縮空気を生成し、生成された圧縮空気を燃焼機に提供することができるように、回転軸の外周面に円周方向に沿って取り付けられた複数の回転部材を備える圧縮機であって、回転軸の外周面に円周方向に沿って取り付けられ、圧縮空気の一部が回転軸方向に流動するように所定距離だけ離隔して配置された複数のメインディスク；及び前記複数のメインディスクの離隔した空間に装着され、メインディスクと共通した回転軸を有し、外周面から回転軸方向に流路が形成されたディスク構造の補強ディスク；を含む。
本発明の一実施例において、前記メインディスクは、回転軸の外周面に形成された結束突起と結束され、回転軸の外周面から所定高さだけ延設された支持部；前記支持部と一体型に形成され、側方に伸びて他のメインディスクと面接触するように突出した構造の側方支持部；及び前記支持部と一体型に形成され、回転軸の外周面から所定高さだけ延設されたブレード；を含むことができる。
本発明の一実施例において、前記支持部の一端部には回転軸の外周面と対応する曲面構造が形成されることができ、前記支持部の断面構造は回転軸の外周面方向に幅が広がる多角形構造であってもよい。
本発明の一実施例において、前記側方支持部の間に補強ディスクが装着されることができる。
この場合、前記補強ディスクは、前記側方支持部の一端部と結束され、側方支持部の一端部と対応する構造の装着部；及び前記装着部と一体型に所定長さだけ延設され、メインディスクの離隔した空間と対応する構造に形成された膨潤部（ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｐａｒｔ）；を含むことができる。
また、前記膨潤部は、側断面上で一側方向に幅が広がる構造であってもよい。
本発明の一実施例において、前記膨潤部の一側面には所定角度だけ傾いた構造の傾斜面が形成されることができ、前記傾斜面は回転軸の方向に流入する圧縮空気の円周方向速度成分を減少させることができるように、補強ディスクの回転方向と対向する方向に形成されることができる。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクは、隣り合ったメインディスクの間に装着され、隣り合ったメインディスクを互いに連結する装着部を含むことができる。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクに形成された流路は、補強ディスクの内側に形成されることができる。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクに形成された流路は、補強ディスクの回転方向と対向する方向に傾いた構造であってもよい。
この場合、前記流路が傾いた角度は、補強ディスクの回転軸を通る仮想の直径を基準に３０〜６０度であってもよい。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクには二つ以上の流路が形成されることができる。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクは、外周面から回転軸の方向に補強ディスクの内部に形成され、所定距離だけ離隔した二つ以上の流入流路；及び前記流入流路と連通し、流入流路から流入した圧縮空気を回転軸の方向に流動させることができるように、補強ディスクの一端面まで連通するように補強ディスクの内部に形成された排出流路；を含むことができる。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクに形成された流路は、外周面から回転軸の方向に補強ディスクの内部に形成され、所定大きさの内径で形成された流入流路；及び前記流入流路と連通し、流入流路から流入した圧縮空気を回転軸の方向に流動させることができるように、補強ディスクの一端面まで連通するように補強ディスクの内部に形成され、流入流路の内径より小さな大きさの内径で形成された排出流路；を含むことができる。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクに形成された流路は、補強ディスクの回転方向と対向する方向に傾いた構造であってもよく、前記補強ディスクの外周面には流路の流入口の方向に傾いた傾斜面が形成されることができる。
また、本発明は、ガスタービンを提供することができる。本発明の一側面によるガスタービンは、高温及び高圧の圧縮空気を生成し、生成された圧縮空気を燃焼機に提供することができるように、回転軸の外周面に円周方向に沿って取り付けられた複数の回転部材を備える圧縮機を含むガスタービンであって、前記圧縮機は、回転軸の外周面に円周方向に沿って取り付けられ、圧縮空気の一部が回転軸の方向に流動するように所定距離だけ離隔して配置された複数のメインディスク；及び前記複数のメインディスクの離隔した空間に装着され、メインディスクと共通した回転軸を有し、外周面から回転軸方向に流路が形成されたディスク構造の補強ディスク；を含む。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクは、前記メインディスクの側面の一部と面接触するように突出した構造の装着部；及び前記装着部と一体型に所定長さだけ延設され、メインディスクの離隔した空間と対応する構造に形成された膨潤部（ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｐａｒｔ）；を含むことができる。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクに形成された流路は、補強ディスクの回転方向と対向する方向に傾いた構造であってもよい。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクは、外周面から回転軸方向に補強ディスクの内部に形成され、所定距離だけ離隔した二つ以上の流入流路；及び前記流入流路と連通し、流入流路から流入した圧縮空気を回転軸方向に流動させることができるように、補強ディスクの一端面まで連通するように補強ディスクの内部に形成された排出流路；を含むことができる。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクに形成された流路は、外周面から回転軸方向に補強ディスクの内部に形成され、所定大きさの内径で形成された流入流路；及び前記流入流路と連通し、流入流路から流入した圧縮空気を回転軸方向に流動させることができるように、補強ディスクの一端面まで連通するように補強ディスクの内部に形成され、流入流路の内径より小さな内径で形成された排出流路；を含むことができる。
本発明の一実施例において、前記補強ディスクに形成された流路は、補強ディスクの回転方向と対向する方向に傾いた構造であってもよく、前記補強ディスクの外周面には流路の流入口の方向に傾いた傾斜面が形成されることができる。
以上で説明したように、本発明の圧縮機によれば、特定構造のメインディスク及び補強ディスクを備えることにより、構造的に補強され、内部抽気圧力降下低減性能が向上した構造を含む圧縮機を提供することができる。
また、本発明の圧縮機によれば、回転軸の外周面に円周方向に沿って取り付けられ、圧縮空気の一部が回転軸方向に流動するように所定距離だけ離隔して配置された複数のメインディスク；及び前記複数のメインディスクの離隔した空間に装着され、メインディスクと共通した回転軸を有し、外周面から回転軸方向に流路が形成されたディスク構造の補強ディスク；を備えることにより、従来技術に比べ、圧縮機ディスクの構造的安全性を図ることができ、内部抽気圧力降下低減性能を著しく向上させることができる。
また、本発明の圧縮機によれば、特定構造の支持部、側方支持部及びブレードを含むメインディスクを備えることにより、構造的に補強された圧縮機を提供することができる。
また、本発明の圧縮機によれば、特定の曲面構造を支持部の一端部に形成し、支持部の断面構造を回転軸の外周面の方向に幅が広がる多角形構造に形成することにより、構造的に補強された圧縮機を提供することができる。
また、本発明の圧縮機によれば、特定構造の装着部及び膨潤部を含む補強ディスクを備えることにより、構造的に補強された圧縮機を提供することができる。
また、本発明の圧縮機によれば、特定構造の傾斜面を膨潤部の特定位置に形成することにより、回転軸方向に流入する圧縮空気の円周方向速度成分を減少させることができ、回転軸方向に流入する圧縮空気の円滑な流れを誘導することができ、結果としてメインディスク及び回転軸に対する冷却効果を著しく向上させることができる。
また、本発明の圧縮機によれば、特定構造の流路を補強ディスクに形成することにより、回転軸方向に流入する圧縮空気の円滑な流れを誘導することができ、結果としてメインディスク及び回転軸に対する冷却効果を著しく向上させることができる。
また、本発明のガスタービンによれば、特定構造の圧縮機を備えることにより、構造的に補強され、メインディスク及び回転軸に対する冷却効果を著しく向上させることができ、ボルテックスリデューサー（ｖｏｒｔｅｘ ｒｅｄｕｃｅｒ）の内部抽気圧力降下低減性能を向上させることができるガスタービンを提供することができる。
従来技術によるベーン（ｖａｎｅ）を用いたデスワーラー（ｄｅ−ｓｗｉｒｌｅｒ）方式のボルテックスリデューサー（ｖｏｒｔｅｘ ｒｅｄｕｃｅｒ）を示す模式図である。 従来技術によるチューブ（ｔｕｂｅ）を用いたボルテックスリデューサー（ｖｏｒｔｅｘ ｒｅｄｕｃｅｒ）を示す模式図である。 本発明の一実施例による圧縮機を構成するメインディスクと補強ディスクを示す断面図である。 本発明の他の実施例による圧縮機を構成するメインディスクと補強ディスクを示す断面図である。 本発明のさらに他の実施例による圧縮機を構成する補強ディスクを示す平面図である。 図５のＡ−Ａ'線についての断面図である。 本発明の一実施例による圧縮機を構成する補強ディスクを示す平面図である。 本発明のさらに他の実施例による圧縮機を構成する補強ディスクを示す平面図である。 本発明のさらに他の実施例による圧縮機を構成する補強ディスクを示す平面図である。 本発明のさらに他の実施例による圧縮機を構成する補強ディスクを示す正面図である。 図１０のＢ−Ｂ'線についての断面図である。
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施例を詳細に説明する。これに先たち、この明細書及び請求範囲に使われた用語又は単語は通常的或いは辞書的な意味に限定して解釈されてはいけなく、本発明の技術的思想に適合した意味と概念に解釈されなければならない。
この明細書全般にわたって、ある部材が他の部材"上"に位置していると言うとき、これはある部材が他の部材に接している場合だけではなく両部材間にさらに他の部材が存在する場合も含む。この明細書全般にわたって、ある部分がある構成要素を"含む"と言うとき、これは特に反対する記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
図３は本発明の一実施例による圧縮機を構成するメインディスクと補強ディスクを示す断面図を示す。
図３を参照すると、本実施例による圧縮機１００はガスタービンに装着され、高温及び高圧の圧縮空気を生成し、生成された圧縮空気を燃焼機に提供する装置であり、回転軸１０１の外周面に円周方向に沿って取り付けられた複数の回転部材を備える構成であってもよい。
本実施例による圧縮機１００は、特定構造のメインディスク１１０及び流路１３０が形成された補強ディスク１２０を備えることにより、従来技術に比べ、圧縮機ディスクの構造的安全性を図ることができ、内部抽気圧力降下低減性能を著しく向上させることができる。
メインディスク１１０について
具体的に、メインディスク１１０は、図３に示したように、回転軸１０１の外周面に円周方向に沿って複数が取り付けられ、圧縮空気の一部が回転軸方向に流動するように所定距離だけ離隔して配置できる。
本実施例によるメインディスク１１０は、支持部１１１、側方支持部１１２及びブレード１１３を含むことができる。
したがって、このような構成を含む本実施例による圧縮機１００は、構造的に補強された圧縮機を提供することができる。
具体的に、支持部１１１は、回転軸１０１の外周面に形成された結束突起１０２と結束され、回転軸１０１の外周面から所定高さだけ延設された構造であってもよい。
好ましくは、図４に示したように、支持部１１１の一端部には回転軸１０１の外周面と対応する曲面構造１１４が形成できる。この場合、支持部１１１と回転軸１０１の外周面間の密着を具現してより向上した構造的安全性を達成することができる。
また、支持部１１１の断面構造は、図３及び図４に示したように、回転軸１０１の外周面の方向に幅が広がる多角形構造であってもよい。この場合にも、やはり支持部１１１と回転軸１０１の外周面間の密着を具現してより向上した構造的安全性を達成することができる。
側方支持部１１２は、支持部１１１と一体型に形成され、側方に伸びて他のメインディスク１１０と面接触するように突出した構造であってもよい。この際、図３に示したように、側方支持部１１２の間に補強ディスク１２０が装着できる。装着方法には特に制限するものではなく、例えば結束構造、締まりばめ構造であってもよい。
また、ブレード１１３は、支持部１１１と一体型に形成され、回転軸１０１の外周面から所定高さだけ延設された構造であってもよい。
補強ディスク１２０について
具体的に、補強ディスク１２０は、図３に示したように、複数のメインディスク１１０の離隔した空間に装着され、メインディスク１１０と共通した回転軸１０１を有し、外周面から回転軸の方向に流路１３０が形成されたディスク構造であってもよい。
この際、流路１３０は補強ディスク１２０の内側に形成されることが好ましい。また、補強ディスク１２０には二つ以上の流路１３０が形成できる。
本実施例による補強ディスク１２０は、特定構造の装着部１２１及び膨潤部（ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｐａｒｔ）１２２を含む構成であってもよい。
したがって、このような構成を含む本実施例による圧縮機１００は、構造的に補強された圧縮機を提供することができる。
具体的に、装着部１２１は、図３に示したように、側方支持部１１２の一端部と結束され、側方支持部１１２の一端部と対応する構造であることが好ましい。この際、装着部１２１は、隣り合ったメインディスク１１０の間に装着され、隣り合ったメインディスク１１０を互いに連結することができる。
また、膨潤部１２２は、図３に示したように、装着部１２１と一体型に所定長さだけ延設され、メインディスク１１０の離隔した空間（Ｓ）と対応する構造に形成されることが好ましい。
場合によって、図４に示したように、膨潤部１２２は、側断面上で一側方向に幅が広がる構造であってもよい。
補強ディスク１２０の他の実施例
図５は本発明のさらに他の実施例による圧縮機を構成する補強ディスクを示す平面図を示し、図６は図５のＡ−Ａ'線についての断面図を示す。
これらの図面を参照すると、本実施例による補強ディスク１２０の膨潤部１２２には、所定角度だけ傾いた構造の傾斜面１２３が形成できる。
この際、傾斜面１２３は、図５に示したように、回転軸１０１の方向に流入する圧縮空気の円周方向速度成分を減少させることができるように、補強ディスク１２０の回転方向と対向する方向に形成されることが好ましい。
したがって、このような構造を含む本実施例による圧縮機１００は、回転軸方向に流入する圧縮空気の円滑な流れを誘導することができ、結果としてメインディスク及び回転軸に対する冷却効果を著しく向上させることができる。
補強ディスク１２０のさらに他の実施例
図７には本発明の一実施例による圧縮機を構成する補強ディスクを示す平面図を示す。
図７を参照すると、本実施例による補強ディスク１２０に形成された流路１３０は、補強ディスク１２０の回転方向と対向する方向に傾いた構造であることが好ましい。
具体的に、流路１３０が傾いた角度（ａ）は、補強ディスク１２０の回転動作によって圧縮空気が円滑に回転軸１０１の方向に流入することができる角度であれば特に制限されるものではなく、好ましくは補強ディスク１２０の回転軸１０１を通る仮想の直径（Ｄ）を基準に３０〜６０度であってもよい。より好ましくは４０〜５０度であってもよい。
したがって、このような構造を含む本実施例による圧縮機１００は、回転軸方向に流入する圧縮空気の円滑な流れを誘導することができ、結果としてメインディスク及び回転軸に対する冷却効果を著しく向上させることができる。
補強ディスク１２０のさらに他の実施例
図８及び図９は本発明の他の実施例による圧縮機を構成する補強ディスクを示す平面図を示す。
まず、図８を参照すると、本実施例による補強ディスク１２０は、特定構造の流入流路１３１及び排出流路１３２を含む構成であってもよい。
具体的に、流入流路１３１は、外周面から回転軸１０１の方向に補強ディスク１２０の内部に所定距離だけ離隔して二つ以上形成できる。
また、排出流路１３２は流入流路１３１と連通する構造で、流入流路１３１から流入した圧縮空気を回転軸１０１の方向に流動させることができるように、補強ディスク１２０の一端面まで連通するように補強ディスク１２０の内部に形成できる。
次に、図９を参照すると、本実施例による補強ディスク１２０は、特定構造の流入流路１３３及び排出流路１３４を含む構成であってもよい。
具体的に、流入流路１３３は、外周面から回転軸１０１の方向に補強ディスク１２０の内部に形成され、所定大きさの内径（ｄ１）で形成できる。
また、排出流路１３４は流入流路１３３と連通する構造で、流入流路１３３から流入した圧縮空気を回転軸１０１の方向に流動させることができるように、補強ディスク１２０の一端面まで連通するように補強ディスク１２０の内部に形成され、流入流路１３３の内径（ｄ１）より小さな内径（ｄ２）で形成できる。
流入流路１３３と排出流路１３４の内径は設計者の意図によって適宜変更可能であるのは言うまでもない。
したがって、このような構造を含む本実施例による圧縮機１００は、回転軸方向に流入する圧縮空気の円滑な流れを誘導することができ、結果としてメインディスク及び回転軸に対する冷却効果を著しく向上させることができる。
補強ディスク１２０のさらに他の実施例
図１０は本発明のさらに他の実施例による圧縮機を構成する補強ディスクを示す正面図を示し、図１１は図１０のＢ−Ｂ'線についての断面図を示す。
これらの図面を参照すると、本実施例による補強ディスク１２０の内部には補強ディスク１２０の回転方向と対向する方向に傾いた複数の流路１３０が形成できる。
この際、流路１３０は互いに一定角度及び距離だけ離隔して配置されることが好ましい。
また、図１０及び図１１に示したように、補強ディスク１２０の外周面には流路１３０の流入口１３６の方向に傾いた傾斜面１３５が形成されることにより、圧縮空気の流入をより易しく誘導することができる。
したがって、このような構造を含む本実施例による圧縮機１００は、回転軸方向に流入する圧縮空気の円滑な流れを誘導することができ、結果としてメインディスク及び回転軸に対する冷却効果を著しく向上させることができる。
また、本発明は、前述した本発明による圧縮機１００を含むガスタービンを提供することができる。
したがって、本発明のガスタービンによれば、特定構造の圧縮機１００を備えることにより、構造的に補強され、メインディスク及び回転軸に対する冷却効果を著しく向上させることができ、ボルテックスリデューサー（ｖｏｒｔｅｘ ｒｅｄｕｃｅｒ）の内部抽気圧力降下低減性能を向上させることができるガスタービンを提供することができる。
以上の本発明の詳細な説明では本発明の特定実施例についてのみ記述した。しかし、本発明は詳細な説明で言及した特定の形態に限定されるものではなく、むしろ添付の請求範囲によって定義される本発明の精神及び範囲内の全ての変形物、均等物及び代替物を含むものとして理解されなければならない。
すなわち、本発明は上述した特定の実施例及び説明に限定されなく、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなしに本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者であれば誰でも多様な変形実施が可能であり、そのような変形は本発明の範囲内にあるものである。
１００ 圧縮機
１０１ 回転軸
１０２ 結束突起
１１０ メインディスク
１１１ 支持部
１１２ 側方支持部
１１３ ブレード
１１４ 曲面構造
１２０ 補強ディスク
１２１ 装着部
１２２ 膨潤部
１２３ 傾斜面
１３０ 流路
１３１ 流入流路
１３２ 排出流路
１３３ 流入流路
１３４ 排出流路
１３５ 傾斜面
１３６ 流入口
Ｓ 隣り合った任意の二つのメインディスクの間に形成された空間
ａ 流路が傾いた角度
Ｄ 補強ディスクの回転軸を通る仮想の直径
ｄ１ 流入流路１３３の内径
ｄ２ 排出流路１３４の内径

Claims (15)

  1. ガスタービンに装着され、高温及び高圧の圧縮空気を生成し、生成された圧縮空気を燃焼機に提供することができるように、回転軸の外周面に円周方向に沿って取り付けられた複数の回転部材を備える圧縮機であって、
    回転軸の外周面に円周方向に沿って取り付けられ、圧縮空気の一部が回転軸方向に流動するように所定距離だけ離隔して配置された複数のメインディスク；及び
    前記複数のメインディスクの離隔した空間に装着され、メインディスクと共通した回転軸を有し、外周面から回転軸方向に流路が形成されたディスク構造の補強ディスク；を含む、圧縮機。
  2. 前記メインディスクは、
    回転軸の外周面に形成された結束突起と結束され、回転軸の外周面から所定高さだけ延設された支持部；
    前記支持部と一体型に形成され、側方に伸びて他のメインディスクと面接触するように突出した構造の側方支持部；及び
    前記支持部と一体型に形成され、回転軸の外周面から所定高さだけ延設されたブレード；を含む、請求項１に記載の圧縮機。
  3. 前記支持部の一端部には回転軸の外周面と対応する曲面構造が形成され、
    前記支持部の断面構造は回転軸の外周面方向に幅が広がる多角形構造である、請求項２に記載の圧縮機。
  4. 前記側方支持部の間に補強ディスクが装着される、請求項２に記載の圧縮機。
  5. 前記補強ディスクは、
    前記側方支持部の一端部と結束され、側方支持部の一端部と対応する構造の装着部；及び
    前記装着部と一体型に所定長さだけ延設され、メインディスクの離隔した空間（Ｓ）と対応する構造に形成された膨潤部（ｓｗｅｌｌｉｎｇ ｐａｒｔ）；を含む、請求項４に記載の圧縮機。
  6. 前記膨潤部は、
    側断面上で一側方向に幅が広がる構造である、請求項５に記載の圧縮機。
  7. 前記膨潤部の一側面には所定角度だけ傾いた構造の傾斜面が形成され、
    前記傾斜面は回転軸の方向に流入する圧縮空気の円周方向速度成分を減少させることができるように、補強ディスクの回転方向と対向する方向に形成される、請求項５に記載の圧縮機。
  8. 前記補強ディスクは、
    隣り合ったメインディスクの間に装着され、隣り合ったメインディスクを互いに連結する装着部を含む、請求項１に記載の圧縮機。
  9. 前記補強ディスクに形成された流路は、補強ディスクの内側に形成されている、請求項１に記載の圧縮機。
  10. 前記補強ディスクに形成された流路は、補強ディスクの回転方向と対向する方向に傾いた構造である、請求項１に記載の圧縮機。
  11. 前記流路が傾いた角度（ａ）は、
    補強ディスクの回転軸を通る仮想の直径（Ｄ）を基準に３０〜６０度である、請求項１０に記載の圧縮機。
  12. 前記補強ディスクには二つ以上の流路が形成されている、請求項１に記載の圧縮機。
  13. 前記補強ディスクは、
    外周面から回転軸の方向に補強ディスクの内部に形成され、所定距離だけ離隔した二つ以上の流入流路；及び
    前記流入流路と連通し、流入流路から流入した圧縮空気を回転軸の方向に流動させることができるように、補強ディスクの一端面まで連通するように補強ディスクの内部に形成された排出流路；
    を含む、請求項１に記載の圧縮機。
  14. 前記補強ディスクに形成された流路は、
    外周面から回転軸の方向に補強ディスクの内部に形成され、所定大きさの内径（ｄ１）で形成された流入流路；及び
    前記流入流路と連通し、流入流路から流入した圧縮空気を回転軸の方向に流動させることができるように、補強ディスクの一端面まで連通するように補強ディスクの内部に形成され、流入流路の内径（ｄ１）より小さな大きさの内径（ｄ２）で形成された排出流路；
    を含む、請求項１に記載の圧縮機。
  15. 前記補強ディスクに形成された流路は、補強ディスクの回転方向と対向する方向に傾いた構造であり、
    前記補強ディスクの外周面には流路の流入口の方向に傾いた傾斜面が形成されている、請求項１に記載の圧縮機。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11066998B2 (en) * 2016-03-30 2021-07-20 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Compressor rotor, compressor and gas turbine
CN110454436B (zh) * 2019-07-29 2021-04-16 中国航发沈阳发动机研究所 一种应用于航空发动机压气机高位引气的短弯曲型减涡板
KR102202368B1 (ko) * 2020-09-16 2021-01-13 서울대학교산학협력단 밀폐성과 작동성을 향상시킨 가스 터빈 엔진
KR102206447B1 (ko) * 2020-10-08 2021-01-22 서울대학교산학협력단 유동 안정성과 냉각 효율을 향상시킨 가스 터빈 엔진

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030133788A1 (en) * 2002-01-17 2003-07-17 Snecma Moteurs Axial compressor disk for a turbomachine with centripetal air bleed
JP2004027927A (ja) * 2002-06-25 2004-01-29 Hitachi Ltd 内周抽気導入装置及びこれを用いた圧縮機
JP2016524095A (ja) * 2013-07-17 2016-08-12 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト 熱ターボ機械のためのロータ

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2925216A (en) * 1952-09-10 1960-02-16 Stalker Corp Axial flow compressor rotor construction
BE541380A (ja) * 1954-09-28
US2908518A (en) * 1956-06-26 1959-10-13 Fairchild Engine & Airplane Centering device
US2996280A (en) * 1959-04-07 1961-08-15 Iii John A Wilson Heat shield
DE2633291C3 (de) 1976-07-23 1981-05-14 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Gasturbinenanlage mit Kühlung durch zwei unabhängige Kühlluftströme
FR2401320A1 (fr) 1977-08-26 1979-03-23 Snecma Perfectionnements au refroidissement des turbines a gaz
FR2491549B1 (fr) * 1980-10-08 1985-07-05 Snecma Dispositif de refroidissement d'une turbine a gaz, par prelevement d'air au niveau du compresseur
JPS6043370B2 (ja) 1982-06-30 1985-09-27 日立化成工業株式会社 ポリアミド酸シリコン型中間体及びポリイミドイソインドロキナゾリンジオンシリコン樹脂の製造法
US5593274A (en) * 1995-03-31 1997-01-14 General Electric Co. Closed or open circuit cooling of turbine rotor components
JPH11153001A (ja) * 1997-11-20 1999-06-08 Hitachi Ltd 冷媒回収型ガスタービン
JP3329754B2 (ja) * 1998-12-15 2002-09-30 株式会社日立製作所 冷媒回収型ガスタービン
DE102004042295A1 (de) * 2004-09-01 2006-03-02 Mtu Aero Engines Gmbh Rotor für ein Triebwerk
EP2025867A1 (de) * 2007-08-10 2009-02-18 Siemens Aktiengesellschaft Rotor für eine axial durchströmbare Strömungsmaschine
US9145771B2 (en) 2010-07-28 2015-09-29 United Technologies Corporation Rotor assembly disk spacer for a gas turbine engine
US8926290B2 (en) 2012-01-04 2015-01-06 General Electric Company Impeller tube assembly
JP6043370B2 (ja) 2012-02-10 2016-12-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ガスタービンエンジンサンプ加圧システム
US9032738B2 (en) * 2012-04-25 2015-05-19 Siemens Aktiengeselischaft Gas turbine compressor with bleed path
EP2826956A1 (de) * 2013-07-17 2015-01-21 Siemens Aktiengesellschaft Rotor für eine thermische Strömungsmaschine
EP2840230A1 (de) 2013-08-23 2015-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Rotor für eine thermische Strömungsmaschine
US9719363B2 (en) * 2014-06-06 2017-08-01 United Technologies Corporation Segmented rim seal spacer for a gas turbine engine
KR101882132B1 (ko) * 2017-02-03 2018-07-25 두산중공업 주식회사 가스터빈 압축기 섹션의 디스크 조립체

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030133788A1 (en) * 2002-01-17 2003-07-17 Snecma Moteurs Axial compressor disk for a turbomachine with centripetal air bleed
JP2004027927A (ja) * 2002-06-25 2004-01-29 Hitachi Ltd 内周抽気導入装置及びこれを用いた圧縮機
JP2016524095A (ja) * 2013-07-17 2016-08-12 シーメンス アクティエンゲゼルシャフト 熱ターボ機械のためのロータ

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