KR101711374B1 - 디스크에 관하여 블레이드를 로크하는 축방향 유지 링이 장착된 터빈 휠 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 회전의 축(X)을 가진 터빈 휠(10)로서,
주변과 측면(12a)를 갖는 디스크(12)와;
상기 디스크에 조립되되 각각이 블레이드 뿌리(20)와 반경방향으로 배향되어 터빈 휠(10)의 회전의 축(X)을 향해 반경방향으로 개방되는 제1 홈(24)을 정의하는 제1 후크(22)를 가진 복수의 블레이드(14)를 구비하여 구성되며,
상기 디스크가 반경방향으로 배향되어 터빈 휠의 회전의 축을 향해 반경방향으로 개방되는 제2 홈(28)을 정의하는 일련의 제2 후크(26)를 포함한다.
본 발명은, 제1 및 제2 홈에 위치시키기 위한 축방향 유지 링(30)이 링의 움직임을 방위각 내로 제한하는 식으로 두 개의 인접한 블레이드 뿌리 사이에 위치시키기 위한 탭(32)을 포함한다는 사실에 특징이 있다.

Description

디스크에 관하여 블레이드를 로크하는 축방향 유지 링이 장착된 터빈 휠 {A TURBINE WHEEL FITTED WITH AN AXIAL RETAINING RING THAT LOCKS THE BLADES RELATIVE TO A DISK}

본 발명은 일반적으로 가스 터빈에 있어서 블레이드 휠(bladed wheel: 날이 있는 휠)에 관한 것이고, 특히 휠(wheel: 바퀴)의 축에 관하여 상기 블레이드를 유지하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 응용의 특정 분야는 항공기 가스 터빈의 분야이며, 또한 산업용 가스 터빈의 분야이다.

통상의 터빈 휠은, 회전의 축을 제공하고, 주변과 측면을 가진 디스크와, 이 디스크에 조립된 복수의 블레이드 및, 적어도 하나의 탭(tab)을 포함하는 유지 링을 구비하여 구성되되, 각 블레이드가 블레이드 뿌리(blade root) 및 거기서부터 축방향으로 돌출하는 제1 후크를 갖고, 이 제1 후크는 반경방향으로 배향되어 터빈 휠의 회전의 축을 향하여 반경방향(원심방향)으로 개방되는 제1 홈을 정의하며, 상기 디스크는 제1 후크와 같은 측면 상에 그 측면으로부터 축방향으로 돌출하는 일련의 제2 후크를 포함하고, 각각의 제2 후크는 반경방향으로 배향되어 터빈 휠의 회전의 축을 향하여 반경방향으로 개방되는 제2 홈을 정의하며, 상기 유지 링은 상기 디스크에 관하여 축방향으로 블레이드를 유지하기 위해 제1 홈 내 및 제2 홈 내에 배치되도록 설계된다.

주지의 터빈 휠 중에서, 예를 들어 프랑스 특허 제2 729 709호에 기재된 바와 같이, 링은 링의 어셈블리 및 디스크 상에서 블레이드를 안전하게 유지하기 위해 터빈 휠의 다른 부분 사이에서 회전하는 것을 방지하는 탭을 가지고 있다.

본 발명의 목적은 터빈 휠을 조립하기 위한 알려진 구조에 대한 대안을 제안하는 것이다.

이러한 목적은, 위에서 언급한 유형(type)의 터빈 휠에 있어서, 탭이 링의 움직임을 방위각(azimuth) 내로 제한하도록 하는 식으로 두 개의 인접한 블레이드 뿌리 사이에 위치하도록 설계되어 있다는 사실에 의해 달성된다.

용어 "뿌리(root)"는 디스크에 블레이드를 조립하기 위해 블레이드의 베이스(base: 맨 아래 부분)에 위치된 블레이드 부분을 의미하기 위해 사용된다. 이하에서는, 용어 "휠(wheel)"과 용어 "터빈 휠(turbine wheel)"은 모두 동일한 아이템을 지정하는 데 상호 교환해서 사용된다는 사실을 주목해야 한다. 따라서, 조립 위치에서는 방위각에서의 탭의 움직임이 두 개의 인접한 블레이드 뿌리에 의해 구속됨을 이해할 수 있다. 이렇게 하기 위해서, 탭은 두 블레이드 뿌리 중의 하나 또는 다른 하나에 대해 받침대(abutment)로 작용할 수 있다. 따라서, 방위각에서의 링의 움직임이 제한된다.

탭은, 특히 탭을 수용하기 위한 공간을 제공하기 위해 특별한 기계 가공이 필요하지 않도록 하는 식으로 두 개의 인접한 블레이드 뿌리 사이에서 확장된 공간에 배치된다. 따라서, 휠에 동일한 뿌리를 갖는 한 세트의 블레이드를 조립하는 것이 가능하게 된다. 게다가, 블레이드는 모두 동일하고, 그에 따라 휠의 조립을 촉진할 수 있다. 오퍼레이터(operator)는 특별한 뿌리를 가진 블레이드를 탭에 관하여 배치하는데 특별한 주의를 기울일 필요가 없다.

따라서, 방위각에서의 링의 움직임은 기껏해야 두 개의 인접한 뿌리 사이에서 이용 가능한 공간의 방위각의 길이에서 탭의 방위각의 길이를 뺀 길이와 동등하다. 탭이 방위각에서 이용 가능한 길이의 주요 부분(major fraction)을 통해 확장될 때, 특히 조립을 촉진하고, 차분 열팽창(differential thermal expansion)을 수용하기 위해 방위각의 비제로 최대 움직임을 가질 수 있도록 링에 대한 준비(provision)를 해 두는 것이 유리하다. 제2 홈이 제2 후크와 디스크 사이에 정의되는 동안에 제1 홈은 제1 후크와 블레이드 뿌리 사이에 정의되고 있다는 사실을 주목해야 한다. 링은 제1 및 제2 홈 내에서 방위각으로 이동한다.

더욱이, 특히 두 블레이드 뿌리 사이에 삽입되는 것을 가능하게 할 목적으로 두 블레이드 뿌리 사이에서의 탭의 배치가 유리하게는 탭의 임의의 특별한 기계 가공을 회피하는 것을 가능하게 만든다는 사실을 주목해야 한다. 더욱이, 이러한 두 개의 블레이드 뿌리 사이의 배치는 탭이 블레이드 뿌리의 임의의 쌍 사이에 배치되는 것을 가능하게 만든다. 따라서, 디스크에 관하여 또는 블레이드 뿌리에 관하여 탭에 대한 선호되는 방위각 위치는 없다. 따라서, 링에 대해 복수의 방위각 위치에 조립되는 것이 가능하게 됨으로써, 링을 다목적으로 만든다. 따라서, 선행 기술 장치와 달리, 본 발명의 터빈 휠은 터빈 휠에 관하여 하나의 위치에 탭 및 링을 조립하는 것에 한정되지 않는다.

유리하게는, 탭은 링의 축방향 면(axial face)으로부터 축방향으로 돌출한다.

용어 링의 "축방향 면"은 터빈의 회전 축에 수직한 링의 면을 의미하기 위해 사용된다. 다시 말해서, 링의 축방향 면은 디스크의 측면에 실질적으로 평행한 면이다. 조립된 위치에서, 탭은 디스크의 측면으로부터 떠나서 축방향으로 돌출하는 것이 바람직하다.

유리하게는, 탭은 링의 내부 환형부(inner annular portion)에 위치한다.

링을 내부 및 외부 주변 가장자리 사이에서 평행하게 연장되는 중간의 기하학적인 선(intermediate geometrical line)을 따라 내부 주변 가장자리와 외부 주변 가장자리를 가진 것으로서 간주하면, 링의 내부 환형 부분은 링이 내부 주변 가장자리 및 중간 선(intermediate line)에 의해 정의되는 링의 일부로서 간주되고, 반면에 링의 외부 주변 부분은 링의 외부 주변 가장자리와 중간 선에 의해 정의되는 링의 일부로서 간주된다. 따라서, 탭은 링의 내부 주변 가장자리와 중간 선 사이에서 링의 축방향 면으로부터 반경방향으로 확장됨을 이해할 수 있다.

탭은 두 개의 인접한 블레이드 뿌리의 제1 후크 사이에 위치되도록 설계되는 것이 바람직하다.

그래서, 링의 움직임을 방위각 내로 제한하기 위해 탭은 블레이드 뿌리의 상기 제1 후크와 협력하는 것이 적합하다. 따라서, 탭이 뻗어 있는 방위각 공간은 제1 후크에 의해 방위각 내에 정의되는 것을 이해할 수 있다. 따라서, 제1 후크는 탭에 대한 접합 영역을 제공한다.

탭은 제2 후크 중 하나와 함께 레지스터 내에서 반경방향으로 위치되도록 설계되는 것이 유리하다.

따라서, 제2 후크 중 하나가 두 개의 인접한 블레이드 뿌리 사이에서 이용 가능한 방위각의 공간에 배치되어 있음을 이해할 수 있다. 이 제2 후크와 탭은 실질적으로 휠의 동일한 반경에 배치된다. 제2 후크는 탭보다 휠의 회전 축에서 반경방향으로 더 멀리 떨어져 있다. 따라서, 제2 후크는 탭을 향하여 배향되어 있다.

탭과 링의 외부 주변 가장자리 사이의 최소 거리는 제2 홈 중의 하나의 깊이보다 큰 것이 바람직하다.

따라서, 탭이 제2 후크와 함께 레지스터 내에 있는 경우, 링의 외부 가장자리는 터빈 휠이 회전하고 있는 동안 예컨대 원심력의 영향 하에 제2 홈의 바닥과 접촉하는 것이 적합하지만, 제2 후크와 협력하는 어떠한 위험(risk)도 관리하는 탭은 없음이 확실하다. 이것은 탭의 반경방향의 기계적 응력(stress)을 회피하는 데, 여기에서 이러한 응력은 링의 움직임을 방위각 내로 제한하도록 기능하지는 않는다. 이것은 링의 수명을 향상시킨다. 더욱이, 구부러짐 시의 기계적 응력도 탭과 제2 후크 사이의 모든 접촉을 회피함으로써 탭과 함께 레지스터 내에 위치되어 있는 제2 후크에서 제한된다. 그 결과, 링 협력(ring co-operation)은 탭의 존재와 관계없이 디스크의 제2 홈의 각각에서 동일하다.

각 블레이드의 제1 후크는 상기 블레이드의 뿌리에서 반경방향으로 돌출하는 것이 유리하다.

제1 후크를 위한 이러한 구조는, 그들의 제1 홈을 갖는 제1 후크가 디스크의 제2 홈과 더불어 방위각 내에 연속으로 배치되는 것을 촉진하기 쉽게 만든다. 따라서, 블레이드가 디스크에 조립되는 경우, 제1 후크는 디스크의 측면에 의해 정의된 평면으로부터 축방향으로 돌출한다.

바람직하게는, 각 블레이드의 뿌리는 디스크의 주변으로 개방되는 하우징에 맞춰지고, 하우징은 치아(teeth)의 하나로부터 돌출하는 각 후크와 함께 치아에 의해 분리된다.

디스크의 주변에서, 치아는 블레이드 뿌리와 대체되고, 제1 후크는 제2 후크와 대체되고 있음을 이해할 수 있다. 따라서, 링을 수용하는 원주 홈은 제1 및 제2 홈이 교대로 연속됨으로써 형성된다. 원주 홈은 반드시 연속적일 필요는 없고, 제1 및 제2 홈 사이에 간극(gap)이 존재할 수도 있다는 사실을 주목해야 한다. 이러한 홈 구조는, 블레이드 유지력이 디스크의 전체 주변에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 이것은 또한 링을 더 양호하게 유지함으로써, 진동과 같은 구조에 유해한 동적 영향을 회피하는 것을 가능하게 만든다.

유리하게는, 탭은 방위각에서의 링의 움직임을 제한하는 블레이드의 두 뿌리의 베어링 면(bearing face)과 면 대 면 접촉(plane-on-plane contact)을 만드는 데 적합한 접촉면을 제공한다.

탭에 접촉면을 제공하고 뿌리에 베어링 면을 제공함으로써, 탭과 뿌리 사이에 인터페이스(interface: 계면)가 생성되고, 그에 따라 그들 사이의 협력이 향상된다. 따라서, 탭이 뿌리와 협력하면, 탭은 뿌리에 의해 제공되는 방위각에서의 차단으로부터 미끄러져 해체되기 어렵게 된다.

링은 탭으로부터 정반대 쪽에 슬롯을 제공하는 것이 바람직하다.

링의 슬롯은 제1 및 제2 홈에 링을 조립하는 것을 촉진하도록 기능한다. 탭으로부터 정반대 쪽의 슬롯의 위치는 링의 기능적 신뢰성을 향상시키도록 기능한다. 링이 부숴져야 하는 경우, 파괴는 아마도 탭의 매우 근방에서 일어나게 될 것이다. 그 후, 부숴진 링은 제1 및 제2 후크로부터 해체될 수 없는 실질적으로 동등한 길이의 두 개의 하프 링(half-ring)을 형성할 것이다. 따라서, 슬롯으로부터 반대 방향에 배치된 하나의 탭만을 가진 경우에는, 링이 슬롯으로부터 반대 방향의 상기 탭의 근방에 받는 기계적 응력을 집중시켜, 결과적으로 링의 기능적 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다. 더욱이, 슬롯이 탭으로부터 정반대 쪽에 위치하고 있기 때문에, 링은 그 링의 반경방향의 유연성을 활용하여 아주 시작부터 두 개의 블레이드 뿌리 사이에 탭을 위치시킴으로써 제1 및 제2 홈 내에 위치된다. 따라서, 일단 조립되면, 방위각에서의 링의 움직임이 제한된다.

유리하게는, 링은 축을 갖는 환형(annulus)의 일반적인 형상을 나타내고, 링의 무게 중심은 상기 축에 위치해 있다.

평형 링은 디스크와 블레이드에 의해 구성되는 전체적인 회전 어셈블리의 평형 상태(balance)에 영향을 미치지 않는 장점을 제공한다. 따라서, 대량의 불균일한 분포로 인한 불균형을 보상하기 위해 터빈 휠의 특별한 기계 가공을 제공할 필요가 없다. 결과적으로, 방위각에서의 대량의 균일한 분포를 방해하지 않고 방위각의 임의의 잠재적인 위치에 링을 조립함으로써, 터빈 휠을 조립하는 것을 더 쉽게 만드는 것이 가능하다.

본 발명은 또한 이 발명의 터빈 휠을 포함하는 터빈 엔진을 제공한다.

본 발명과 그 장점은 비제한 예에 의해 주어진 실시예의 다음과 같은 상세한 설명을 읽음으로써 더 잘 이해할 수 있다. 그 설명은 다음과 같은 첨부도면을 참조한다:
도 1은 본 발명의 터빈 휠의 일부를 나타낸다.
도 2는 도 1의 단면 II에서 보았을 때 본 발명의 터빈 휠의 유지 링이 어떻게 조립되는지를 나타낸다.
도 3은 도 1의 단면 III에서 보았을 때 본 발명의 터빈 휠의 유지 링이 어떻게 조립되는지를 나타낸다.
도 4는 도 1의 유지 링을 전체적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명의 터빈 휠이 장착된 헬리콥터 터빈 엔진을 나타낸다.

도 1은 회전의 축(X)을 가진 터빈 휠(10)의 일부를 나타낸다. 터빈 휠(10)은 디스크(12)와 복수의 블레이드(14)를 구비한다. 그 주변에서, 디스크(12)는 하우징(18)에 의해 이격된 복수의 치아(teeth; 16)를 제공한다. 터빈 휠(10)의 각 블레이드(14)는 그 뿌리(20)를 통해 하우징(18)에 맞추어져 있다. 블레이드(14)의 각 뿌리(20)는 (축(X)을 따라) 축방향으로 돌출하는 제1 후크(22)를 제공한다. 각 블레이드(14)에서, 제1 후크(22)는 반경방향으로 배향되어 휠(10)의 회전의 축(X)을 향해 반경방향으로 개방되는 제1 홈(24)을 형성한다. 용어 "반경방향으로 배향된"은 그것이 "터빈 휠의 반경을 따라 배향되어 있다"는 것을 의미하고, 반면에 용어 "축방향으로 배향된"은 그것이 "터빈의 회전의 축을 따라 배향되어 있다"는 것을 의미한다.

디스크(12)의 각 치아(16)는 (축(X)을 따라) 축방향으로 돌출하는 제2 후크(26)를 제공한다. 각각의 치아(16)에서, 제2 후크(26)는 반경방향으로 배향되어 제2 홈(28)을 정의한다. 제1 및 제2 후크(22, 26)는 같은 쪽에서 디스크(12)의 측면(12a)에 의해 정의된 평면으로부터 축방향으로 연장된다. 제1 홈(24) 및 제2 홈(28)은 방위각 내에 정렬되어 있다. 방위각 방향에서, 제1 후크(22)는 제2 후크(26)와 교체된다. 용어 "방위각 방향"은 "터빈 휠의 원주를 따라 배향된" 것을 의미하기 위해 사용된다.

이 예에서는, 제1 후크(22)는 블레이드의 부착 베이스(attachment base)에 위치해 있고, 제2 후크(26)는 치아(16)의 베이스에 위치해 있다. 변형예에서는, 제1 후크(22)는 뿌리의 일부의 다른 부분, 예컨대 블레이드(14)의 플랫폼 아래에 위치될 수 있다. 이 때, 제2 후크(26)는 치아(16)의 팁(tip)과 같은 레벨에 위치될 수 있다. 다시 말해서, 후크는 다양한 반경방향의 위치에 점유될 수 있다.

블레이드(14)를 디스크(12) 상에서 축방향으로 유지하기 위해서, 유지 링(30)이 제1 홈(24) 내 및 제2 홈(28) 내에 위치된다. 이 유지 링(30)의 터빈의 회전의 축(X)과 일치하는 축에 관한 형상이 환상이다. 유지 링(30)은 디스크(12)의 측면(12a)으로부터 떨어져서 링(30)의 축방향 면에 위치된 단일 탭(32)을 제공한다. 탭(32)은 두 개의 인접한 블레이드(14)의 두 개의 인접한 뿌리(20) 사이에 배치된다. 탭(32)의 방위각 단부(32a)는, 제1 및 제2 홈(24, 28)에서 유지 링(30)의 축방향 움직임을 제한하도록, 그 양쪽의 뿌리(20)에 대해 특히 제1 후크(22)를 이용하여 교대로 작용하기에 적합하다.

탭(32)도 또한 제2 후크(26)와 함께 레지스터 내에서 수직으로 배치된다. 링(30)이 받는 기계적인 조건이 어떤 것이더라도, 탭(32)은 결코 제2 후크(26)와는 반경방향으로도 방위각으로도 접촉을 하지 않는다. 따라서, 제2 후크(26)가 방위각으로 이동하기 자유롭게 탭(32)(및 링(30))을 떠나는 동안 제1 후크(22)가 탭(32)과 협력하기에 적합하도록, 제1 후크(22)가 제2 후크(26)보다 반경방향으로 더 길게 되어 있다. 결과적으로, 제1 후크(22)에 의해 정의된 제1 홈(24)은 제2 후크(26)에 의해 정의된 제1 홈(28)보다 깊게 되어 있다.

탭(32)이 제2 후크(26)와 접촉할 수 없도록 하기 위해, 그리고 링(30)이 제2 홈(28)에 맞추어지도록 하기 위해, 링(30)은 탭(32)이 확장되지 않는 외부 환형부(30a)를 제공한다. 따라서, 탭(32)은 링(30)의 내부 환형부(30b)를 점유한다. 이 예에서는, 내부 환형부(30b)는 탭(32)을 지지하는 축방향 면에서 중간 선(30c)에 의해 정의되어 외부 환형부(30a)로부터 분리된다. 이 중간 선(30c)은, 탭(32)을 지지하는 축방향 면의 내부 주변 가장자리(30d)에 형성된 챔퍼(chamfer; 31a)를 기계 가공함으로써 얻어지는 마크(mark)이다(도 2와 도 4를 비교).

도 2는 도 1의 단면 II에서 본 제1 홈(24)에 맞추어진 링(30)을 나타낸다. 도 3은 도 1의 단면 III에서 본 제2 홈(28)에 맞추어진 링(30)을 나타낸다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 탭(32)이 제2 후크(26)의 가장자리(26a)로부터 반경방향으로 약간의 최소 틈새(minimum clearance; j1)로 이격되는 동안 링(30)의 외부 주변 가장자리(30e)가 제2 홈(28)의 바닥(28c)과 협력하도록, 제2 홈(28)의 깊이는 링(30)의 외부 주변 가장자리(30e)와 탭(32) 사이의 거리보다 작게 되어 있다. 다시 말해서, 틈새(j1)는 터빈 휠(10)이 동작 중에 있을 때에는 탭(32)에서의 링(30)의 반경방향 변형량(radial deformation)보다 크게 되어 있다.

더욱이, 그것이 제2 홈(28)의 바닥(28c)과 협력하고 있는 동안 링(30)의 외부 주변 가장자리(30e)가 제1 홈(24)의 바닥(24c)으로부터 약간의 최소 틈새(j2)만큼 이격되어 있도록, 제1 홈(24)의 바닥(24c)은 제2 홈(28)의 바닥(28c)보다 터빈 휠(10)의 회전의 축(X)으로부터 반경방향으로 더 떨어져 있다. 다시 말해서, 틈새(j2)는 제1 및 제2 후크(22, 26) 사이의 링(30)의 반경방향 변형량보다 크게 되어 있다. 따라서, 링(30)은 그것이 제1 및 제2 후크(22, 26) 모두와 축방향으로 협력하고 있는 동안 단지 제2 후크(26)에 의해서만 반경방향으로 유지된다. 링(30)도 또한 디스크(12)의 측면(12a)과 협력하고 있다. 다시 말해서, 링(30)은 그것이 제1 홈(24)의 측면(24a, 24b), 제2 홈(28)의 측면(28a, 28b) 및 디스크(12)의 측면(12a)과 반경방향으로 협력하고 있는 동안 링(30)은 단지 제2 홈(28)의 바닥(28c)과만 반경방향으로 협력하고 있다. 따라서, 링(30)은 단지 제2 후크(26)와만 반경방향으로 협력하고 있다. 이것은, 제1 후크(22)가 특히 제1 홈(24)의 바닥에서 받는 접촉 마모(contact wear)를 제한하는 이점을 제공한다. 따라서, 이 어셈블리는 블레이드(14) 브레이킹의 제1 후크(22)의 모든 리스크를 제거한다.

그 외부 주변(30e)에서 링(30)은 제1 및 제2 홈(24, 28)에 더 쉽게 삽입될 수 있도록 하기 위해 그 축방향 면에 챔퍼(chamfer; 31b, 31c)를 제공한다는 사실을 주목해야 한다. 탭(32)을 지지하는 축방향 면에 형성된 챔퍼(31b)의 폭(width)은 디스크(12)의 측면(12a)에 면하는 축방향 면에 형성된 챔퍼(31c)의 폭보다 작다. 용어 "폭"은 링의 챔퍼 부분(chamfered portion: 모서리 절단부)에 걸쳐 반경방향으로 확장되는 챔퍼의 치수를 의미하기 위해 챔퍼의 폭으로 사용된다.

도 4는 유지 링(30)을 사시도로 나타낸다. 링(30)은 탭(32)의 정반대 쪽에 슬롯(34)을 제공한다. 슬롯(34)은 각이 져 있는바, 모가 나되, 링(30)의 반경에 관하여 비스듬히 확장되어 있다. 이 각이 진 슬롯(34)은 이것을 제1 및 제2 홈(24, 28)에 삽입하기 위해 반경방향으로 링(30)을 굽히기 쉽게 만든다. 특히, 각이 진 형상의 슬롯(34)은 슬롯(34)의 가장자리를 정의하는 링(30)의 단부 사이의 상호 작용을 회피하는 것을 가능하게 만든다. 여기서, 이러한 상호 작용은 조립 중에 링(30)의 탄성 변형을 차단 및 제한할 수 있다. 터빈 휠(10)이 동작 중에 있지 않을 때는, 링(30)은 그 자연적인 탄성에 의해 제1 및 제2 홈(24, 28)에 유지되고, 반면에 터빈 휠(10)이 동작 중에 있을 때는, 링(30)은 또한 원심력에 의해 제1 및 제2 홈(24, 28)에 유지된다는 사실을 주목해야 한다.

링(30)이 터빈 휠(10)에 조립되면, 슬롯(34)은 제1 또는 제2 후크(22 또는 26)가 슬롯(34)을 정의하는 링(30)의 단부의 축방향 움직임을 제한 및/또는 방지하도록 제1 또는 제2 홈(24 또는 28)에 위치되는 것이 바람직하다. 링이 터빈 휠(10)에 조립되면, 슬롯은 제2 후크(26) 중 하나의 아래에 있는 제2 홈(28) 중 하나에 위치되는 것이 바람직하다. 유리하게는, 탭(32)의 방위각의 길이는 링의 방위각의 최대로 허가된 움직임이 제1 또는 제2 홈(24 또는 28)에 맞추어진 슬롯(34)에 남아 있는 그러한 길이이다. 다시 말해서, 탭(32)의 방위각 길이는, 탭(32)이 그 양쪽에 있는 뿌리(20) 중 하나에 대해 교대로 있는 경우에도, 슬롯(34)이 제1 또는 제2 홈(24 또는 28)으로부터 해체되지 않는 그러한 길이이다.

링(30)이 평형 상태에 있도록 하기 위해, 즉 그 무게 중심(G)이 터빈 휠(10)의 회전의 축(X)과 일치하는 링(30)의 축에 위치해 있도록 하기 위해, 링(30)의 반경방향의 두께(E)는 링(30)의 원주 주위에서 달라진다. 탭(32)에 의해 표현되는 추가 재료 및 슬롯(34)에 의해 표현되는 재료의 부족을 보충하기 위해, 링(30)의 반경방향의 두께(E)는 탭(32)에서의 최소 반경방향 두께(Emin)와 슬롯(34)에서의 최대 반경방향 두께(Emax) 사이에서 연속적으로 그리고 점진적으로 달라진다. 반경방향 두께(E)의 변이(variation)는 링(30)의 내부 환형부(30b)에서 근본적으로 발생한다. 따라서, 링(30)의 무게 중심(G)은 바람직하게는 링(30)의 미드플레인(midplane)과의 교차점에서 링(30)의 축에 놓여 있다. 용어 "미드플레인"은 링(30)의 축방향 두께를 통해 중간을 통과하는 면을 의미하도록 링에 대해 사용된다. 물론, 변형례에서는, 링은 챔퍼(31a, 31b, 31c)의 형상을 조정함으로써 방위각에서 평형 상태로 될 수 있다. 물론, 양쪽(챔퍼 및 반경방향 두께)의 조정도 또한 조합해서 사용될 수 있다. 더욱이, 탭(32)의 중심을 벗어난 기계 가공에 의해 링의 평형을 조정하는 것도 가능하다. 하나의 탭만이 있기 때문에, 기계 가공에 의한 이러한 조정은 쉽고 빠르게 수행될 수 있다. 게다가, 탭(32)은 휠(10) 내에서 방위각의 바람직한 위치를 제공하지 않기 때문에, 휠(10)의 전체적인 평형을 향상시키기 위해 탭(32)에 대한 방위각의 위치를 선택하는 것으로 이루어진 소위 "서더링(thirding)" 동작을 수행하는 것이 가능하게 된다.

도 5는 터빈 휠(10)이 장착된 헬리콥터 터빈 엔진(100)을 나타낸다. 물론, 유리하게는 제2 터빈 휠(110)도 본 발명에 따라 만들어질 수 있지만, 그것은 근본적인 것은 아니다.

Claims (13)

1. 회전의 축(X)을 가진 터빈 휠(10)로서,
   주변과 측면(12a)를 갖는 디스크(12)와;
   상기 디스크에 조립되되 각각이 블레이드 뿌리(20)와 상기 뿌리로부터 축방향으로 돌출하는 제1 후크(22)를 가진 복수의 블레이드(14) 및;
   적어도 하나의 탭(32)을 포함하는 축방향 유지 링(30)을 구비하여 구성되되,
   상기 제1 후크(22)가 반경방향으로 배향되어 터빈 휠(10)의 회전의 축(X)을 향해 반경방향으로 개방되는 제1 홈(24)을 정의하고,
   상기 디스크(12)가 제1 후크(22)와 같은 쪽에 그 측면(12a)으로부터 축방향으로 돌출하는 일련의 제2 후크(26)를 포함하고, 각 제2 후크(26)가 반경방향으로 배향되어 터빈 휠(10)의 회전의 축(X)을 향해 반경방향으로 개방되는 제2 홈(28)을 정의하며,
   상기 축방향 유지 링(30)이 상기 디스크(12)에 관하여 축방향으로 블레이드(14)을 유지하기 위해 제1 홈(24)과 제2 홈(28)에 배치되도록 설계되고,
   상기 터빈 휠(10)은, 상기 링(30)의 움직임을 방위각 내로 제한하기 위해 상기 탭(32)이 인접하는 블레이드(14)의 두 뿌리(20) 사이에 배치되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
   
2. 제1항에 있어서, 상기 탭(32)은 상기 링(30)의 축방향 면으로부터 축방향으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탭(32)은 상기 링(30)의 내부 환형부(30b)에 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탭(32)은 상기 블레이드(14)의 두 개의 인접한 뿌리(20)의 상기 제1 후크(22) 사이에 위치하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
   
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탭(32)은 상기 제2 후크(26) 중 하나와 함께 레지스터에 반경방향으로 위치하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
   
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탭(32)과 상기 링(30)의 외부 주변 가장자리(30e) 사이의 최소 거리는 상기 제2 홈(28) 중 하나의 깊이보다 큰 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
   
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 블레이드(14)의 상기 제1 후크(22)는 상기 블레이드(14)의 상기 뿌리(20)로부터 반경방향으로 돌출하는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
   
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 블레이드(14)의 상기 뿌리(20)는 상기 디스크(12)의 주변으로 밖으로 개방되는 하우징(18)에 맞추어져 있고, 상기 하우징(18)은 치아(16)의 하나로부터 돌출하는 각 제2 후크(26)와 함께 치아(16)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
   
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 탭(32)은, 상기 링(30)의 움직임을 방위각 내로 제한하는 상기 블레이드(14)의 두 개의 뿌리(20)의 베어링 면과 면 대 면 접촉을 만들기 위한 접촉 면을 제공하는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
   
10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 링(30)은 상기 탭(32)으로부터 정반대 쪽에 슬롯(34)을 제공하는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
    
11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 링(30)은, 상기 축(X)에 위치해 있는 상기 링(30)의 무게 중심(G)과 축(X)을 가진 환형의 형상을 제공하는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
    
12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 링(30)은 단지 상기 제2 후크(26)와만 반경방향으로 협력하는 것을 특징으로 하는 터빈 휠(10).
    
13. 제1항 또는 제2항에 따른 터빈 휠(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈 엔진(100).
    

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