KR101842798B1

KR101842798B1 - 가스터빈

Info

Publication number: KR101842798B1
Application number: KR1020160149712A
Authority: KR
Inventors: 한상섭
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2018-03-27

Abstract

가스 터빈이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 가스 터빈은 다수개의 로터 디스크가 타이로드의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착된 상태로 배치된 로터부; 및 상기 서로 간에 밀착된 로터 디스크 사이에 위치된 댐핑 부재를 포함한다.

Description

가스터빈{Gas Turbine}

본 발명은 가스터빈에 구비된 로터 디스크의 축 방향 또는 반경 방향에서 가해지는 충격을 댐핑하기 위한 가스터빈에 관한 것이다.

일반적으로 가스터빈이나 증기터빈과 같은 터보머신(Turbo machine, 이하 가스터빈과 증기터빈을 비롯하여 터빈을 구비한 기관 내지 장치를 터보머신이라 한다. 상기 터보머신은 유체의 열에너지를 기계적 에너지인 회전력으로 변환하는 동력발생장치로, 유체에 의해 축회전하는 회전체 및 그 회전체를 지지하고 감싸는 고정체를 포함하고 있다.

가스터빈은 압축기에서 고압으로 압축된 공기에 연료를 혼합시킨 후 연소시켜 생성되는 고온, 고압의 연소 가스를 터빈에서 팽창시키면서 열에너지를 역학적 에너지로 변환하는 내연기관의 일종으로 압축기와 터빈은 로터부에서 회전력을 얻는다.

한편, 이러한 압축기 로터부와 터빈 로터부를 구성하기 위해서 외주면에 복수의 압축기 블레이드가 배열되는 복수의 압축기 로터 디스크들이 구비된다.

그리고 상기 로터 디스크들을 일체로 회동시키도록 상호간에 연결시키며, 외주면에 복수의 터빈 블레이드가 배열되는 복수의 터빈 로터 디스크를 일체로 회동하도록 상호간을 연결시키고, 이들 압축기 로터 디스크와 터빈 로터 디스크의 중심부를 관통하여 연장되는 타이볼트를 이용하여 압축기 로터 디스크와 터빈 로터 디스크를 체결하는 구성이 널리 알려져 있다.

전술한 로터 디스크들은 서로 간에 밀착된 상태가 유지되나 소정의 거리로 이격된 간격이 존재하는데, 상기 간격으로 고온의 핫 가스가 누설될 경우 안정적으로 냉각이 이루어지지 않아 열응력이 증가되는 문제점이 유발되었다.

특히 가스터빈의 압축기에 구비된 다수개의 디스크의 경우 열하중과 진동이 동시에 발생되는 문제점이 유발되어 이에 대한 대책이 필요하게 되었다.

대한민국등록특허 제10-1518169호

본 발명의 실시 예들은 가스 터빈에서 로터 디스크들 간에 이격된 간격에 타이로드의 축 방향으로 가해지는 진동을 댐핑하고 고온의 핫 가스로 인한 열응력이 집중되는 현상을 최소화 할 수 있는 가스터빈을 제공하고자 한다.

본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스 터빈은 다수개의 로터 디스크가 타이로드의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착된 상태로 배치된 로터부; 및 상기 서로 간에 밀착된 로터 디스크 사이에 위치된 댐핑 부재를 포함한다.

상기 댐핑 부재는 서로 간에 밀착된 로터 디스크의 팁 사이에 위치되고, 반경 방향 외측 단부에 위치된 제1 커플링의 내측에 위치된 된 링 형태의 제1 댐핑 부재를 포함한다.

상기 댐핑 부재는 서로 간에 밀착된 로터 디스크의 반경 방향 중 중앙에 위치된 제2 커플링의 내측에 위치된 링 형태의 제2 댐핑 부재를 더 포함한다.

상기 댐핑 부재는 서로 간에 소정의 간격으로 이격된 로터 디스크의 보어 사이에 위치된 링 형태의 제3 댐핑 부재를 더 포함한다.

상기 댐핑 부재는 상기 타이로드의 축 방향으로 가해지는 축 방향 진동과 반경 방향 진동을 동시에 흡수하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 커플링은 상기 제1 댐핑 부재를 향해 좌우 대칭된 제1 이물질 유입 홈이 형성되고, 상기 제1 댐핑 부재에는 상기 제1 이물질 유입 홈을 향해 각각 돌출된 제1 돌출부를 더 포함한다.

상기 제1 돌출부는 상기 제1 이물질 유입 홈과 대응되는 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 제1 돌출부는 상기 제1 이물질 유입 홈의 깊이(d)를 기준으로 1/2xd의 깊이까지 삽입된 것을 특징으로 한다.

상기 제1 돌출부는 상기 제1 이물질 유입 홈을 향해 반원 또는 타원 형태로 라운드 지게 돌출된다.

상기 제1 돌출부는 상기 제1 이물질 유입 홈의 내측면 중 깊이(d) 방향을 기준으로 좌측면과 우측면에 상기 제1 돌출부의 외주면이 밀착된 제1 밀착부와, 상기 제1 밀착부에서 상기 제1 댐핑 부재의 반경 방향 내측으로 라운드 진 제1 보조 이물질 유입 홈을 더 포함한다.

상기 제2 커플링은 상기 제2 댐핑 부재를 향해 좌우 대칭된 제2 이물질 유입 홈이 형성되고, 상기 제2 댐핑 부재는 상기 제2 이물질 유입 홈을 향해 각각 돌출된 제2 돌출부를 더 포함한다.

상기 제2 돌출부는 상기 제2 이물질 유입 홈과 대응되는 형태인 것을 특징으로 한다.

상기 제2 돌출부는 상기 제2 이물질 유입 홈의 깊이(d)를 기준으로 1/2xd의 깊이까지 삽입된 것을 특징으로 한다.

상기 제2 돌출부는 상기 제2 이물질 유입 홈을 향해 반원 또는 타원 형태로 라운드 지게 돌출된다.

상기 제2 돌출부는 상기 제2 이물질 유입 홈의 내측면 중 깊이(d) 방향을 기준으로 좌측면과 우측면에 상기 제2 돌출부의 외주면이 밀착된 제2 밀착부와, 상기 제2 밀착부에서 상기 제2 댐핑 부재의 반경 방향 내측으로 라운드 진 제2 보조 이물질 유입 홈을 더 포함한다.

상기 댐핑 부재는 원주 방향에 소정의 두께로 형성되고 핫 에어(Hot air)와 열교환이 이루어지는 열전달 부를 더 포함한다.

상기 제3 댐핑 부재는 상기 로터 디스크의 보어 사이의 간격으로 부분 삽입되는 삽입부; 상기 삽입부에서 상기 제3 댐핑 부재의 반경 방향 내측으로 연장된 단부에서 상기 타이로드의 일측 축 방향을 향해 소정의 길이로 연장된 연장부를 포함한다.

상기 삽입부는 상기 타이로드의 축 방향으로 복수회로 구부러진 경로를 갖는다.

본 발명의 제2 실시 예에 의한 가스터빈은 다수개의 로터 디스크가 타이로드의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착된 상태로 배치된 로터부; 및 상기 서로 간에 밀착된 로터 디스크 사이에 위치된 댐핑 부재를 포함하되, 상기 댐핑 부재는 서로 간에 밀착된 로터 디스크의 팁 사이에 위치되고 반경 방향 외측 단부에 위치된 제1 커플링의 내측에 위치된 된 링 형태의 제1 댐핑 부재; 서로 간에 밀착된 로터 디스크의 반경 방향 중 중앙에 위치된 제2 커플링의 내측에 위치된 링 형태의 제2 댐핑 부재; 서로 간에 소정의 간격으로 이격된 로터 디스크의 보어 사이에 위치된 링 형태의 제3 댐핑 부재를 포함한다.

본 발명의 실시 예들은 가스터빈이 작동하면서 로터부로 전달되는 진동을 안정적으로 댐핑할 수 있고, 고온의 핫 가스로부터 로터부를 보호할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 로터부에 복수개의 댐핌이 가능한 부재를 설치하여 가스터빈의 안정적인 작동을 도모하고, 상기 로터부를 고온의 온도 조건에 노출되지 않도록 보호할 수 있어 열응력이 집중되는 현상을 최소화 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스 터빈을 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 댐핑부재가 로터부에 설치된 상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 제1 댐핑부재를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 제1 댐핑부재를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제1 댐핑부재에 형성된 열전달 부를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 제2 댐핑부재를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 의한 제2 댐핑부재를 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 제2 댐핑부재에 형성된 열전달 부를 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 의한 제2 댐핑부재를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시 예에 의한 댐핑부재가 로터부에 설치된 상태를 도시한 도면.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스 터빈에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 첨부된 도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 가스 터빈을 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 댐핑부재가 로터부에 설치된 상태를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 제1 댐핑부재를 도시한 사시도 이다.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 의한 가스터빈은 다수개의 로터 디스크(102)가 타이로드(300)의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착된 상태로 배치된 로터부(100) 및 상기 서로 간에 밀착된 로터 디스크(102) 사이에 위치된 댐핑 부재(200)를 포함한다.

가스터빈은 타이로드(300)가 압축기 로터부의 중심축을 경유하여 상기 터빈 로터부의 중심 축까지 연장되고, 상기 타이로드(300)의 축 방향을 따라 상기 로터 디스크(102)가 배치된다.

참고로 상기 로터 디스크(102)는 압축기 로터부에 적용된 것으로 설명하나 다른 위치에 적용시켜 사용하는 것도 가능할 수 있다.

상기 로터 디스크(102)는 타이로드(300)의 축 방향을 따라 다수개가 서로 간에 밀착된 상태로 배치되나 서로 간에 소정의 간격(C)이 유지된다. 상기 간격(C)은 다수개의 로터 디스크(102)를 조립할 때 발생되는데 상기 간격(C)으로 고온의 핫 가스가 유입된다.

본 실시 예는 상기 핫 가스로 인한 열응력이 집중되는 현상을 최소화 하고 상기 로터 디스크(102) 간에 타이로드(300)의 축 방향을 기준으로 발생되는 진동 또는 반경 방향으로 발생되는 진동을 최소화 하기 위해 댐핑부재(200)가 구비된다.

로터 디스크(102)는 타이로드(300)의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착될 경우 소정의 간격(C)이 발생되고, 상기 간격으로 고온의 핫 가스가 유입될 수 있다. 또한 타이로드(300)가 회전하면서 다수개의 로터 디스크(102)가 서로 간에 밀착된 상태로 진동이 발생될 경우 이를 저감하기 위해 댐핑부재(200)가 도면에 도시된 바와 같이 설치된다.

댐핑부재(200)는 일 예로 서로 간에 밀착된 로터 디스크(102)의 팁(102a) 의 내측에 위치되고 반경 방향 외측 단부에 위치된 제1 커플링(10)의 내측에 위치된 링 형태의 제1 댐핑 부재(210)를 포함한다.

상기 제1 댐핑 부재(210)는 전체적인 외형이 링 형태로 형성되고 재질은 금속 또는 비금속으로 이루어지며 온도 변화에 따른 내구성이 향상되도록 고온에서 체적 팽창률이 작은 특징을 갖는다.

상기 제1 커플링(10)은 상기 제1 댐핑 부재(210)를 향해 좌우 대칭된 제1 이물질 유입 홈(12)이 형성된다. 제1 커플링(10)은 링 형태로 형성되고 일 예로 hirth 또는 curvic이 사용될 수 있으나 다른 구성으로의 변경도 가능할 수 있다.

제1 이물질 유입 홈(12)은 간격(C)을 통해 유입되는 핫 가스 중에 포함된 이물질이 유입되는 것을 방지하기위해 도면에 도시된 단면을 갖는 홈이 형성된다.

제1 이물질 유입 홈(12)은 원주 방향을 따라 형성되므로 연소실(미도시)로 공급되기 이전 단계에서 이물질을 안정적으로 모을 수 있는 공간을 제공할 수 있다.

상기 제1 이물질 유입 홈(12)은 도면에 도시된 형태 이외에도 내측이 요철 형태로 형성될 수 있다. 이 경우 이물질이 상기 요철에 부착되거나, 부착된 이물질에 다른 이물질을 추가로 부착될 수 있어 한정된 공간에서 최대로 이물질을 부착시켜 제거할 수 있다. 따라서 제1 이물질 유입 홈(12)의 이물질 부착율이 향상될 수 있다.

제1 댐핑 부재(210)는 전술한 제1 커플링(10)의 직경 보다 작은 직경으로 구성되고, 상기 지1 이물질 유입 홈(12)을 향해 각각 돌출된 제1 돌출부(212)를 더 포함한다. 참고로 상기 제1 돌출부(212)는 폭 방향(W)에서 서로 간에 이격된다.

도면 기준으로 상기 제1 돌출부(212)는 제1 댐핑 부재(210)의 폭 방향(W) 중 좌측과 우측에 각각 반경 방향 외측을 향해 돌출되고, 상기 제1 이물질 유입 홈(12)과 대응되는 형상으로 구성될 수 있다.

다만 상기 제1 이물질 유입 홈(12)에 이물질이 적층 가능한 공간이 형성되어야 하므로 일대일로 대응되지 않고 전체 형태 중 부분적으로 대응되는 것이 바람직 할 수 있다.

제1 돌출부(212)는 다른 실시 예로 상기 제1 이물질 유입 홈(12)의 깊이(d)를 기준으로 1/2xd의 깊이까지 삽입될 수 있다. 상기 제1 돌출부(212)의 삽입 깊이는 이물질이 적층되는 공간을 고려하여 전술한 깊이까지 삽입되는 것이 바람직 할 수 있다.

제1 댐핑 부재(210)는 링 형태로 구성되나, 일측 단부가 오픈된 형태로 이루어지고, 제2,3 댐핑 부재(220, 230) 또한 동일하게 구성된다.

상기 제1 돌출부(212)는 상기 제1 이물질 유입 홈(12)을 향해 반원 또는 타원 형태로 라운드 지게 돌출된다. 상기 형태는 일 예로 한정하면 다른 형태(삼각형, 사각형, 다각형) 로의 변경도 가능할 수 있다.

본 실시 예는 제1 댐핑 부재(210)만 사용되거나, 후술할 제2 댐핑 부재(220) 또는 제3 댐핑 부재(230)와 동시에 사용될 수 있으며 설명의 편의를 위해 제1,2 댐핑 부재(210,220)와 제3 댐핑 부재(230)가 모두 도시된 도 1로 설명한다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 제1 댐핑 부재에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 4를 참조하면, 제1 댐핑 부재(210)는 전술한 실시 예와 다르게 제1 이물질 유입 홈(12)의 내측면 중 깊이(d) 방향을 기준으로 좌측면과 우측면에 상기 제1 돌출부(212)의 외주면이 밀착된 제1 밀착부(214)와, 상기 제1 밀착부(214)에서 상기 제1 댐핑 부재(210)의 반경 방향 내측으로 라운드 진 제1 보조 이물질 유입 홈(216)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시 예는 전술한 실시 예와 다르게 제1 이물질 유입 홈(12)을 통한 이물질 저장 공간과 더불어 이물질이 저장될 수 있는 공간인 제1 보조 이물질 유입 홈(216)이 형성되어 있어 상기 제1 이물질 유입 홈(12)에 미처 저장되지 않은 여분의 이물질을 추가로 저장할 수 있다.

특히 본 실시 예에 의한 제1 댐핑 부재(210)는 먼지와 같은 이물질에 대한 포집 기능과 열응력이 집중되는 현상을 최소화할 수 있어 장기간 가스터빈이 사용되는 경우에도 이물질로 인한 오염 또는 고온의 온도를 갖는 핫 가스로 인한 쿨링 성능 저하를 최소화 할 수 있다.

상기 제1 보조 이물질 유입 홈(216)은 제1 댐핑 부재(210)의 반경 방향 내측으로 반원형태 또는 타원 형태 또는 복수개의 반원 형태 중의 어느 하나의 형태로 구성될 수 있다.

첨부된 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 의한 제1 댐핑 부재(210)는 상기 제1 커플링(10)을 바라보는 원주 방향에 소정의 두께로 형성되고 상기 제1 커플링(10)을 경우한 핫 에어(Hot air)와 열교환이 이루어지는 열전달 부(202)를 더 포함할 수 있다.

상기 열전달 부(202)는 고온의 핫 에어로부터 열을 전달 받아 원주 방향 또는 반경 방향으로 전달 및 확산을 통해 열응력이 특정 위치에서 집중되는 현상을 최소화 할 수 있다.

이를 통해 로터 디스크(100)에 대한 쿨링 성능이 향상되고 별도의 냉각 공기를 공급하여 냉각하기 위한 통로와 같은 추가 구성이 삭제되어 레이 아웃이 간결해 질 수 있다.

상기 열전달 부(202)는 제1 댐핑 부재(210)의 단면을 잘라서 보면 소정의 두께로 형성되는데, 단일층 또는 복수개의 층으로 구성될 수 있고 서로 다른 열전달율을 갖는 재질로 구성될 수 있다.

또한 열전달 부(202)는 방향성을 부여하여 특정 위치에 열이 집중되는 현상을 최소화 하고, 확산을 통해 신속하게 냉각을 보다 안정적으로 실시할 수 있어 냉각 성능도 동시에 향상시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 제2 댐핑 부재에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 2 또는 도 6을 참조하면, 본 실시 예에 의한 제2 댐핑 부재(220)는 서로 간에 밀착된 로터 디스크(102)의 반경 방향 중 중앙에 위치된 제2 커플링(20)의 내측에 위치되고, 전체적인 외형이 링 형태로 형성되며 전술한 제1 댐핑 부재(210)와 직경만 상이하고 세부 구성은 유사하게 구성된다.

상기 제2 댐핑 부재(220)는 전체적인 외형이 링 형태로 형성되고 재질은 금속 또는 비금속으로 이루어지며 온도 변화에 따른 내구성이 향상되도록 고온에서 체적 팽창률이 작은 특징을 갖는다.

상기 제2 커플링(20)은 제2 댐핑 부재(220)를 향해 좌우 대칭된 제1 이물질 유입 홈(22)이 형성된다. 제2 커플링(20)은 링 형태로 형성되고 일 예로 hirth 또는 curvic이 사용될 수 있으나 다른 구성으로의 변경도 가능할 수 있다.

제2 이물질 유입 홈(22)은 간격(C)을 통해 유입되는 핫 가스 중에 포함된 이물질이 유입되는 것을 방지하기위해 도면에 도시된 단면을 갖는 홈이 형성된다.

제2 이물질 유입 홈(22)은 원주 방향을 따라 형성되므로 연소실(미도시)로 공급되기 이전 단계에서 이물질을 안정적으로 모을 수 있는 공간을 제공할 수 있다.

상기 제2 이물질 유입 홈(22)은 도면에 도시된 형태 이외에도 내측이 요철 형태로 형성될 수 있다. 이 경우 이물질이 상기 요철에 부착되거나, 부착된 이물질에 다른 이물질을 추가로 부착될 수 있어 한정된 공간에서 최대로 이물질을 부착시켜 제거할 수 있다. 따라서 제2 이물질 유입 홈(22)의 이물질 부착율이 향상될 수 있다.

제2 댐핑 부재(220)는 전술한 제2 커플링(20)의 직경 보다 작은 직경으로 구성되고, 상기 제2 이물질 유입 홈(22)을 향해 각각 돌출된 제2 돌출부(222)를 더 포함한다. 참고로 상기 제2 돌출부(222)는 폭 방향(W)에서 서로 간에 이격된다.

도면 기준으로 상기 제2 돌출부(222)는 제2 댐핑 부재(220)의 폭 방향(W) 중 좌측과 우측에 각각 외측을 향해 돌출되고, 상기 제2 이물질 유입 홈(22)과 대응되는 형상으로 구성될 수 있다.

다만 상기 제2 이물질 유입 홈(22)에 이물질이 적층 가능한 공간이 형성되어야 하므로 일대일로 대응되지 않고 부분적으로 대응되는 것이 바람직 할 수 있다.

제2 돌출부(222)는 다른 실시 예로 상기 제2 이물질 유입 홈(22)의 깊이(d)를 기준으로 1/2xd의 깊이까지 삽입될 수 있다. 상기 제2 돌출부(222)의 삽입 깊이는 이물질이 적층되는 공간을 고려하여 전술한 깊이까지 삽입되는 것이 바람직 할 수 있다.

상기 제1 돌출부(222)는 상기 제2 이물질 유입 홈(22)을 향해 반원 또는 타원 형태로 라운드 지게 돌출된다. 상기 형태는 일 예로 한정하면 다른 형태(삼각형, 사각형, 다각형) 로의 변경도 가능할 수 있다.

첨부된 도 7을 참조하면, 제2 댐핑 부재(220)는 전술한 실시 예와 다르게 제2 이물질 유입 홈(22)의 내측면 중 깊이(d) 방향을 기준으로 좌측면과 우측면에 상기 제2 돌출부(222)의 외주면이 밀착된 제2 밀착부(224)와, 상기 제2 밀착부(224)에서 상기 제2 댐핑 부재(220)의 반경 방향 내측으로 라운드 진 제2 보조 이물질 유입 홈(226)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시 예는 제2 이물질 유입 홈(22)을 통한 이물질 저장 공간과 더불어 이물질이 저장될 수 있는 공간인 제2 보조 이물질 유입 홈(226)이 형성되어 있어 상기 제2 이물질 유입 홈(22)에 미처 저장되지 않은 여분의 이물질을 추가로 저장할 수 있다.

특히 본 실시 예에 의한 제2 댐핑 부재(220)는 먼지와 같은 이물질에 대한 포집 기능과 열응력이 집중되는 현상을 최소화할 수 있어 장기간 가스터빈이 사용되는 경우에도 이물질로 인한 오염 또는 고온의 온도를 갖는 핫 가스로 인한 쿨링 성능 저하를 최소화 할 수 있다.

상기 제2 보조 이물질 유입 홈(226)은 제2 댐핑 부재(220)의 반경 방향 내측으로 반원형태 또는 타원 형태 또는 복수개의 반원 형태 중의 어느 하나의 형태로 구성될 수 있다.

첨부된 도 8을 참조하면, 본 실시 예에 의한 제2 댐핑 부재(220)는 상기 제2 커플링(20)을 바라보는 원주 방향에 소정의 두께로 형성되고 상기 제2 커플링(20)을 경우한 핫 에어(Hot air)와 열교환이 이루어지는 열전달 부(203)를 더 포함할 수 있다.

상기 열전달 부(203)는 고온의 핫 에어로부터 열을 전달 받아 원주 방향 또는 반경 방향으로 전달 및 확산을 통해 열응력이 특정 위치에서 집중되는 현상을 최소화 할 수 있다.

상기 열전달 부(203)는 제2 댐핑 부재(220)의 단면을 잘라서 보면 소정의 두께로 형성되는데, 단일층 또는 복수개의 층으로 구성될 수 있고 서로 다른 열전달율을 갖는 재질로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의한 제3 댐핑 부재에 대해 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 9를 참조하면, 본 실시 예에 의한 제3 댐핑 부재(230)는 서로 간에 소정의 간격으로 이격된 로터 디스크(102)의 보어(103) 사이에 위치되고 링 형태로 구성된다.

제3 댐핑 부재(230)는 전술할 제1, 2 댐핑 부재(210, 220)와 다르게 로터 디스크(102)의 보어(103) 사이에 부분 삽입되게 설치된다. 보다 상세하게 설명하면 상기 로터 디스크(102)의 보어(103) 사이의 간격(C')으로 부분 삽입되는 삽입부(232)와, 상기 삽입부(232)에서 상기 제3 댐핑 부재(230)의 반경 방향 내측으로 연장된 단부에서 타이로드(300)의 일측 축 방향을 향해 소정의 길이로 연장된 연장부(234)를 포함한다.

상기 삽입부(232)는 타이로드(300)의 축 방향으로 가해지는 축 방향 진동과 반경 방향 진동을 동시에 흡수하기 위해 타이로드(300)의 축 방향으로 복수회로 구부러진 경로를 갖도록 구성된다.

상기 삽입부(232)는 일 예로 도면에 도시된 바와 같이 Ν자 형태로 구부러질 수 있으며 타이로드(300)의 축 방향 또는 반경 방향에서 발생된 진동을 댐핑하기 위해 다른 형태로 구부러질 수 있다.

특히 상기 제3 댐핑 부재(230)는 로터부(100)의 내경에서 발생되는 진동을 댐핑할 수 있는데 타이로드(300)가 회전하면서 발생된 진동은 직접적으로 상기 로터부(100)로 전달될 수 있다. 이 경우 상기 진동이 타이로드(300)의 축 방향에서 발생될 경우 상기 삽입부(232)에 전달되나 복수회 구부러져 있으므로 축 방향에서 가해진 외력을 안정적으로 댐핑할 수 있어 이웃한 로터 디스크(102)로 진동이 전달되는 현상을 최소화 할 수 있다.

따라서 제3 댐핑 부재(230)는 로터부(100)로 전달된 진동을 댐핑하여 다수개의 로터 디스크(102)로 충격이 전달되는 현상을 최소화 할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예에 의한 가스터빈에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 참고로 도 1과 도면은 유사하나, 본 실시 예는 제1 내지 제3 댐핑부재가 모두 장착된 상태로 구성되는 것으로 한정한다.

첨부된 도 10을 참조하면, 본 실시 예에 의한 가스터빈은 다수개의 로터 디스크(102aa)가 타이로드(300a)의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착된 상태로 배치된 로터부(100a) 및 상기 서로 간에 밀착된 로터 디스크(102aa) 사이에 위치된 댐핑 부재(200a)를 포함하되, 상기 댐핑 부재(200a)는 서로 간에 밀착된 로터 디스크(102aa)의 팁(102a) 사이에 위치되고 반경 방향 외측 단부에 위치된 제1 커플링(10a)의 내측에 위치된 된 링 형태의 제1 댐핑 부재(210a)를 포함한다.

그리고 서로 간에 밀착된 로터 디스크(102a)의 반경 방향 중 중앙에 위치된 제2 커플링(20a)의 내측에 위치된 링 형태의 제2 댐핑 부재(220a)를 포함하고, 서로 간에 소정의 간격으로 이격된 로터 디스크(102a)의 보어(103a) 사이에 위치된 링 형태의 제3 댐핑 부재(230a)를 포함한다.

본 실시 예는 제1 내지 제3 댐핑 부재(210a, 220a, 230a)가 모두 로터부(100)에 장착된 구성으로 이루어지며 세부적인 구성은 전술한 실시 예와 동일하므로 생략한다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

102 : 로터 디스크
103 : 보어
100 : 로터부
200 : 댐핑 부재
202, 203 : 열전달 부
10 : 제1 커플링
20 : 제2 커플링
12 : 제1 이물질 유입 홈
22 : 제2 이물질 유입 홈
210 : 제1 댐핑 부재
212 : 제1 돌출부
214 : 제1 밀착부
216 : 제1 보조 이물질 유입 홈
220 : 제2 댐핑 부재
222 : 제2 돌출부
224 : 제2 밀착부
226 : 제2 보조 이물질 유입 홈
230 : 제3 댐핑 부재
232 : 삽입부
234 : 연장부
300 : 타이로드

Claims

다수개의 로터 디스크가 타이로드의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착된 상태로 배치된 로터부; 및
상기 서로 간에 밀착된 로터 디스크 사이에 위치된 댐핑 부재를 포함하고,
상기 댐핑 부재는 서로 간에 밀착된 로터 디스크의 팁 사이에 위치되고, 반경 방향 외측 단부에 위치된 제1 커플링의 내측에 위치된 링 형태의 제1 댐핑 부재를 포함하며,,
상기 제1 커플링은 상기 제1 댐핑 부재를 향해 좌우 대칭된 제1 이물질 유입 홈이 형성되고, 상기 제1 댐핑 부재에는 상기 제1 이물질 유입 홈을 향해 각각 돌출된 제1 돌출부를 더 포함하는 가스 터빈.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 댐핑 부재는 서로 간에 밀착된 로터 디스크의 반경 방향 중 중앙에 위치된 제2 커플링의 내측에 위치된 링 형태의 제2 댐핑 부재를 더 포함하는 가스 터빈.
제1 항에 있어서,
상기 댐핑 부재는 서로 간에 소정의 간격으로 이격된 로터 디스크의 보어 사이에 위치된 링 형태의 제3 댐핑 부재를 더 포함하는 가스 터빈.
제1 항에 있어서,
상기 댐핑 부재는 상기 타이로드의 축 방향으로 가해지는 축 방향 진동과 반경 방향 진동을 동시에 흡수하는 가스 터빈.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 제1 돌출부는 상기 제1 이물질 유입 홈과 대응되는 형태인 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
제7 항에 있어서,
상기 제1 돌출부는 상기 제1 이물질 유입 홈의 깊이(d)를 기준으로 1/2xd의 깊이까지 삽입된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
제7 항에 있어서,
상기 제1 돌출부는 상기 제1 이물질 유입 홈을 향해 반원 또는 타원 형태로 라운드 지게 돌출된 가스 터빈.
제1 항에 있어서,
상기 제1 돌출부는 상기 제1 이물질 유입 홈의 내측면 중 깊이(d) 방향을 기준으로 좌측면과 우측면에 상기 제1 돌출부의 외주면이 밀착된 제1 밀착부와, 상기 제1 밀착부에서 상기 제1 댐핑 부재의 반경 방향 내측으로 라운드 진 제1 보조 이물질 유입 홈을 더 포함하는 가스터빈
다수개의 로터 디스크가 타이로드의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착된 상태로 배치된 로터부; 및 상기 서로 간에 밀착된 로터 디스크 사이에 위치된 댐핑 부재를 포함하고,
상기 댐핑 부재는 서로 간에 밀착된 로터 디스크의 반경 방향 중 중앙에 위치된 제2 커플링의 내측에 위치된 링 형태의 제2 댐핑 부재를 더 포함하며,
상기 제2 커플링은 상기 제2 댐핑 부재를 향해 좌우 대칭된 제2 이물질 유입 홈이 형성되고, 상기 제2 댐핑 부재는 상기 제2 이물질 유입 홈을 향해 각각 돌출된 제2 돌출부를 더 포함하는 가스 터빈.
제11 항에 있어서,
상기 제2 돌출부는 상기 제2 이물질 유입 홈과 대응되는 형태인 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
제11 항에 있어서,
상기 제2 돌출부는 상기 제2 이물질 유입 홈의 깊이(d)를 기준으로 1/2xd의 깊이까지 삽입된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
제11 항에 있어서,
상기 제2 돌출부는 상기 제2 이물질 유입 홈을 향해 반원 또는 타원 형태로 라운드 지게 돌출된 가스 터빈.
제11 항에 있어서,
상기 제2 돌출부는 상기 제2 이물질 유입 홈의 내측면 중 깊이(d) 방향을 기준으로 좌측면과 우측면에 상기 제2 돌출부의 외주면이 밀착된 제2 밀착부와, 상기 제2 밀착부에서 상기 제2 댐핑 부재의 반경 방향 내측으로 라운드 진 제2 보조 이물질 유입 홈을 더 포함하는 가스터빈
제1 항에 있어서,
상기 댐핑 부재는 원주 방향에 소정의 두께로 형성되고 핫 에어(Hot air)와 열교환이 이루어지는 열전달 부를 더 포함하는 가스 터빈.
다수개의 로터 디스크가 타이로드의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착된 상태로 배치된 로터부; 및 상기 서로 간에 밀착된 로터 디스크 사이에 위치된 댐핑 부재를 포함하고,
상기 댐핑 부재는 서로 간에 소정의 간격으로 이격된 로터 디스크의 보어 사이에 위치된 링 형태의 제3 댐핑 부재를 더 포함하며,
상기 제3 댐핑 부재는 상기 로터 디스크의 보어 사이의 간격으로 부분 삽입되는 삽입부;
상기 삽입부에서 상기 제3 댐핑 부재의 반경 방향 내측으로 연장된 단부에서 상기 타이로드의 일측 축 방향을 향해 소정의 길이로 연장된 연장부를 포함하는 가스 터빈.
제17 항에 있어서,
상기 삽입부는 상기 타이로드의 축 방향으로 복수회로 구부러진 경로를 갖는 가스터빈.
다수개의 로터 디스크가 타이로드의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착된 상태로 배치된 로터부; 및
상기 서로 간에 밀착된 로터 디스크 사이에 위치된 댐핑 부재를 포함하되,
상기 댐핑 부재는 서로 간에 밀착된 로터 디스크의 팁 사이에 위치되고 반경 방향 외측 단부에 위치된 제1 커플링의 내측에 위치된 된 링 형태의 제1 댐핑 부재;
서로 간에 밀착된 로터 디스크의 반경 방향 중 중앙에 위치된 제2 커플링의 내측에 위치된 링 형태의 제2 댐핑 부재;
서로 간에 소정의 간격으로 이격된 로터 디스크의 보어 사이에 위치된 링 형태의 제3 댐핑 부재를 포함하는 가스 터빈.