KR102000356B1 - 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈 - Google Patents

압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈 Download PDF

Info

Publication number
KR102000356B1
KR102000356B1 KR1020170139569A KR20170139569A KR102000356B1 KR 102000356 B1 KR102000356 B1 KR 102000356B1 KR 1020170139569 A KR1020170139569 A KR 1020170139569A KR 20170139569 A KR20170139569 A KR 20170139569A KR 102000356 B1 KR102000356 B1 KR 102000356B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
compressor
balancing
disk
hole
holes
Prior art date
Application number
KR1020170139569A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190046228A (ko
Inventor
전주헌
Original Assignee
두산중공업 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 두산중공업 주식회사 filed Critical 두산중공업 주식회사
Priority to KR1020170139569A priority Critical patent/KR102000356B1/ko
Publication of KR20190046228A publication Critical patent/KR20190046228A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102000356B1 publication Critical patent/KR102000356B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/10—Anti- vibration means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/04—Antivibration arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/20—Three-dimensional
    • F05D2250/23—Three-dimensional prismatic
    • F05D2250/232—Three-dimensional prismatic conical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

본 발명은 압축기에 있어서, 압축기 디스크 내측에 밸런싱 홀을 형성하고, 밸런싱 부재를 삽입하여 밸런싱하는 압축기에 대한 것이다. 밸런싱 홀은 압축기 디스크의 외주면에서 중심축 방향으로 원뿔대 형상으로 형성되며, 중심축으로 갈수록 반경이 적어지는 형태이다. 밸런싱 부재는 밸런싱 홀과 정합하는 형상으로 형성되며, 각각 다른 무게의 밸런싱 부재는 높이는 동일하고 반경이 상이하게 형성된다.

Description

압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈 {Compressor and gas turbine comprising it}
본 발명은 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다.
가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다.
일반적으로 가스 터빈은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 압축기는 외부 공기를 흡입하여 압축한 후 연소기로 전달한다. 압축기에서 압축된 공기는 고압 및 고온의 상태가 된다. 연소기는 압축기로부터 유입된 압축 공기와 연료를 혼합해서 연소시킨다. 연소로 인해 발생된 연소 가스는 터빈으로 배출된다. 연소 가스에 의해 터빈 내부의 터빈 블레이드가 회전하게 되며, 이를 통해 동력이 발생된다. 발생된 동력은 발전, 기계 장치의 구동 등 다양한 분야에 사용된다.
하지만, 압축기의 회전시 압축기 디스크의 무게 균형이 맞지 않는 경우 수용 범위 이상의 진동이 발생한다. 이는 압축기 블레이드, 압축기 베인 등의 간섭으로 이어져 부품의 파손을 유발하며, 베어링 등의 부품이 손상될 수도 있다. 이를 방지하기 위하여 압축기 디스크 상에 밸런싱 부재를 부착하기도 하지만, 중복되는 위치에 추가로 부착하거나, 미세한 제어를 하기 어렵다는 문제가 있다.
따라서 무게 균형을 맞추기 위해 중복되는 위치에 복수의 밸런싱 부재를 설치할 수 있고, 미세한 밸런싱이 가능한 압축기의 개발이 요구된다.
대한민국 등록실용신안 제20-0176791호 (명칭: 원심 압축기)
본 발명은 압축기 디스크의 밸런싱을 조절하여 안정적으로 동작할 수 있는 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는 압축기 케이싱, 압축기 디스크, 타이로드, 압축기 블레이드, 압축기 베인을 포함한다. 압축기 디스크는 압축기 케이싱 내에 복수 개가 설치된다. 복수의 압축기 디스크 중 적어도 하나의 압축기 디스크에는 외주면으로부터 중심축을 향하여 반경 방향으로 밸런싱 홀이 형성되고, 밸런싱 홀 내에 밸런싱 부재가 삽입된다. 타이로드는 복수의 압축기 디스크를 체결하여 축방향으로 정렬시킨다. 압축기 블레이드는 압축기 디스크의 외주면에 복수 개가 장착된다. 압축기 베인은 압축기 케이싱의 내주면에 복수개가 복수의 열을 형성하여 설치되되, 각각의 열이 복수의 압축기 블레이드의 열과 상호 교차하도록 설치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 홀은 원뿔대 형상이며, 축방향으로 갈수록 직경이 작아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 홀은 압축기 디스크의 외주면 상에 일정한 간격으로 복수 개가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 복수의 밸런싱 홀 중 적어도 하나는 상이한 반경을 갖되, 축을 기준으로 대칭하는 지점에 위치한 밸런싱 홀끼리 동일 반경을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재는 원뿔대형일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재는 복수 개가 구비되되, 각각의 밸런싱 부재는 높이는 동일하고 반경이 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재는 반경의 크기에 따라 밸런싱 홀의 상이한 지점에 위치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈은 압축기, 연소기, 터빈을 포함한다. 압축기는 공기를 압축시킨다. 압축기는 압축기 케이싱, 압축기 디스크, 타이로드, 압축기 블레이드, 압축기 베인을 포함한다. 압축기 디스크는 압축기 케이싱 내에 복수 개가 설치된다. 복수의 압축기 디스크 중 적어도 하나의 압축기 디스크에는 외주면으로부터 중심축을 향하여 반경 방향으로 밸런싱 홀이 형성되고, 밸런싱 홀 내에 밸런싱 부재가 삽입된다. 타이로드는 복수의 압축기 디스크를 체결하여 축방향으로 정렬시킨다. 압축기 블레이드는 압축기 디스크의 외주면에 복수 개가 장착된다. 압축기 베인은 압축기 케이싱의 내주면에 복수개가 복수의 열을 형성하여 설치되되, 각각의 열이 복수의 압축기 블레이드의 열과 상호 교차하도록 설치된다. 연소기는 압축기로부터 압축된 공기를 유입받아 연료와 혼합하여 연소시킨다. 터빈은 연소기로부터 연소된 가스에 의해 회전하여 동력을 발생시킨다. 압축기 디스크 상에 밸런싱 홀을 형성하고, 밸런싱 홀 내에 밸런싱 부재를 삽입함으로써, 압축기의 밸런싱을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에서 밸런싱 홀은 원뿔대 형상이며, 축방향으로 갈수록 직경이 작아질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에서 밸런싱 부재는 복수 개가 구비될 수 있다. 각각의 밸런싱 부재는 높이는 동일하고 반경이 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에서 밸런싱 부재는 반경의 크기에 따라 밸런싱 홀의 상이한 지점에 위치될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 압축기 디스크의 내측으로 홀을 형성하고 다양한 무게의 밸런싱 부재를 삽입함으로써 압축기의 동작시 회전 안정성을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 단면을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크의 길이 방향 단면을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크를 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크의 횡단면을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재를 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기에서 다른 무게의 밸런싱 부재가 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크의 횡단면을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 홀에 밸런싱 부재가 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설 명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 단면을 개념적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 단면을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈(1000)은 압축기(1100), 연소기(1200), 터빈(1300)을 포함한다. 압축기(1100)는 외부 공기를 흡입하여 압축하고, 연소기(1200)는 압축기(1100)에서 압축된 공기에 연료를 혼합해 연소시킨다. 터빈(1300)은 내부에 터빈 블레이드(1310)가 장착되며, 연소기(1200)로부터 배출되는 연소 가스에 의해 터빈 블레이드(1310)가 회전하게 된다.
압축기(1100)는 압축기 디스크(1110), 타이로드(1120), 압축기 블레이드(1130), 압축기 베인(1140), 압축기 케이싱(1150), 인테이크(1160), 압축기 디퓨저(1170)를 포함한다.
압축기 디스크(1110)에는 압축기 블레이드(1130)가 장착되며, 압축기 디스크(1110)를 관통하여 타이로드(1120)가 위치한다. 압축기 디스크(1110)는 타이로드(1120)의 회전에 따라 회전하여 압축기 블레이드(1130)를 회전시킨다. 압축기 디스크(1110)는 복수개 일 수 있다.
복수의 압축기 디스크(1110)들은 타이로드(1120)에 의해 축 방향으로 이격되지 않도록 체결된다. 각각의 압축기 디스크(1110)들은 타이로드(1120)에 의해 관통된 상태로 축 방향을 따라서 정렬된다. 압축기 디스크(1110)의 외주부에는 복수 개의 돌기(미도시)가 형성될 수 있고, 인접한 압축기 디스크(1110)와 함께 회전하도록 결합되는 플랜지(1111)가 형성될 수 있다.
복수 개의 압축기 디스크(1110) 중 적어도 어느 하나에는 압축기 디스크 냉각유로(1112)가 형성될 수 있다. 압축기 디스크 냉각유로(1112)를 통해 압축기(1100)의 압축기 블레이드(1130)에 의해 압축된 압축 공기가 터빈(1300) 측으로 이동되어 터빈 블레이드(1310)를 냉각시킬 수 있다.
압축기 디스크(1110)에는 무게 밸런싱을 위한 구조가 형성될 수 있다. 밸런싱 부재로서 추가 사용될 수 있으며, 밸런싱 부재에 의해 압축기 디스크(1110)의 회전 안정성을 높여줄 수 있다.
타이로드(1120)는 압축기 디스크(1110)를 관통하여 위치하며, 압축기 디스크(1110)를 정렬한다. 타이로드(1120)는 터빈(1300)에서 발생된 토크를 전달 받아서 압축기 디스크(1110)를 회전시킨다. 이를 위해 압축기(1100)와 터빈(1300) 사이에는 터빈(1300)에서 발생된 회전 토크를 압축기(1100)로 전달하는 토크 전달부재로서 토크튜브(1400)가 배치될 수 있다.
타이로드(1120)의 일측 단부는 최상류 측에 위치한 압축기 디스크 내에 체결되고, 타측 단부는 토크튜브(1400)에 삽입된다. 타이로드(1120)의 타측 단부는 토크튜브(1400) 내에서 가압너트(1121)와 체결된다. 가압너트(1121)는 토크튜브(1400)를 압축기 디스크(1110) 측으로 가압하여 각각의 압축기 디스크(1110)들이 밀착되게 한다.
압축기 블레이드(1130)는 압축기 디스크(1110)의 외주면에 방사상으로 결합된다. 압축기 블레이드(1130)는 복수 개일 수 있으며, 다단으로 형성될 수 있다. 압축기 블레이드(1130)에는 압축기 디스크(1110)에 체결되기 위한 압축기 블레이드 루트부재(1131)가 형성될 수 있으며, 압축기 디스크(1110)에는 압축기 블레이드 루트부재(1131)이 삽입되기 위한 압축기 디스크 슬롯(1113)이 형성될 수 있다.
압축기 블레이드(1130)는 압축기 디스크(1110)의 회전에 따라 회전하여 유입된 공기를 압축하면서 압축된 공기를 후단의 압축기 베인(1140)으로 이동시킨다. 공기는 다단으로 형성된 압축기 블레이드(1130)를 통과하면서 점점 더 고압으로 압축된다.
압축기 베인(1140)은 압축기 케이싱(1150)의 내부에 장착되며, 복수의 압축기 베인(1140)이 단을 형성하며 장착될 수 있다. 압축기 베인(1140)은 전단의 압축기 블레이드(1130)로부터 이동된 압축 공기를 후단의 압축기 블레이드(1130) 측으로 가이드한다. 일 실시예에서 복수의 압축기 베인(1140) 중 적어도 일부는 공기의 유입량의 조절 등을 위해 정해진 범위 내에서 회전 가능하도록 장착될 수 있다.
압축기 케이싱(1150)은 압축기(1100)의 외형을 형성한다. 압축기 케이싱(1150)은 내부에 압축기 디스크(1110), 타이로드(1120), 압축기 블레이드(1130), 압축기 베인(1140) 등을 수용한다.
압축기 케이싱(1150)에는 다단의 압축기 블레이드(1130)에 의해 여러 단계로 압축된 압축 공기를 터빈(1300) 측으로 유동시켜서 터빈 블레이드를 냉각시키는 연결관이 형성될 수 있다.
압축기(1100)의 입구에는 인테이크(1160)가 위치한다. 인테이크(1160)는 외부 공기를 압축기(1100) 내부로 유입시킨다. 압축기(1100)의 출구에는 압축된 공기를 확산 이동시키는 압축기 디퓨저(1170)가 배치된다. 압축기 디퓨저(1170)는 압축기(1100)에서 압축된 공기가 연소기(1200)에 공급되기 전에 압축 공기를 정류시키며, 압축 공기의 운동 에너지 일부를 정압(static pressure)으로 전환시킨다. 압축기 디퓨저(1170)를 통과한 압축 공기는 연소기(1200)로 유입된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크의 길이 방향 단면을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크를 나타내는 도면이며, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크의 횡단면을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 압축기 디스크(1110)는 복수 개가 축 방향(X)으로 정렬된다. 압축기 디스크(1110)에는 내측으로 밸런싱 홀(1112)이 형성된다. 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110)의 외주면으로부터, 중심축(X)을 향하여 형성된다. 밸런싱 홀(1112)은 중심축 방향으로 갈수록 반경이 좁아지는 원뿔대 형상을 갖는다. 밸런싱 홀(1112)에는 후술할 밸런싱 부재가 삽입된다. 밸런싱 홀(1112)의 내측면 일부에는 밸런싱 부재를 위치 고정할 수 있는 나사산이 형성될 수 있다. 밸런싱 홀(1112)은 하나의 압축기 디스크(1110)에 대해서 원주 방향으로 복수 개 형성될 수 있다.
밸런싱 홀(1112)은 복수의 압축기 디스크(1110) 중 적어도 하나 이상의 압축기 디스크(1110)에 형성될 수 있다. 밸런싱을 위하여 압축기의 축 방향으로 일정한 간격 또는 상류나 하류에 위치한 압축기 디스크 상에 밸런싱 홀이 형성된다. 여기서 압축기 디스크(1110)는 외주면을 따라 압축기 블레이드가 장착되기 때문에, 압축기 블레이드가 장착되지 않는 면 또는 압축기 블레이드의 장착을 위한 슬릿 하부에 밸런싱 홀(1112)이 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 밸런싱 홀(1112)은 일정한 간격으로 이격되어 형성된다. 구체적으로, 복수의 밸런싱 홀(1112) 각각은 그 단부가 중심축(X)을 향하며, 압축기 디스크(1110)의 원주 방향으로 동일한 이격 각도로 이격되어 배치된다. 예를 들어, 압축기 디스크(1110)에는 6개의 밸런싱 홀(1112)이 형성될 수 있다. 이 경우 각각의 밸런싱 홀(1112)은 60°만큼 이격되어 위치한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 밸런싱 홀(1112)은 원뿔대 형상으로 형성된다. 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110)의 외주면에서 시작되어, 중심축 방향으로 갈수록 직경이 작아진다. 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110)의 일부 영역을 제거하여 형성되는데, 압축기 디스크(1110)는 복수의 압축기 블레이드를 지지하고 이웃하는 압축기 디스크와 정렬되어 함께 회전하기 때문에 일정 이상의 강도가 확보되어야 한다. 이에 따라 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110)의 내구성에 영향이 없도록 최소 부피를 갖도록 형성될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재를 나타내는 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재를 나타내는 도면이며, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기에서 다른 무게의 밸런싱 부재가 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 밸런싱 부재(1114)는 원뿔대 형상을 갖는다. 밸런싱 부재(1114)의 단면은 역사다리꼴로, 하부로 갈수록 반경이 작아진다. 밸런싱 부재(1114)는 압축기 디스크(1110)에 형성된 밸런싱 홀(1112)의 일부와 동일한 형상으로 형성되며, 밸런싱 홀(1112)의 해당하는 위치에 정합한다.
밸런싱 부재(1114)는 다양한 무게를 가질 수 있다. 이를 위하여, 밸런싱 부재(1114)는 높이는 동일하면서 반경이 다른 원뿔대 형상으로 형성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 예를 들어 밸런싱 부재(1114)는 하나의 원뿔대를 삼등분한 형태 중 하나의 형상을 가질 수 있다. 각각의 밸런싱 부재(1114a, 1114b, 1114c)는 높이(h)는 동일하고 각각 다른 반경(r1, r2, r3)를 갖는다. 밸런싱 부재(1114a, 1114b, 1114c)는 동일한 재질로 형성되며, 상이한 반경에 따라 각각 다른 무게를 갖는다. 밸런싱 부재(1114)의 재질로서 다양한 재질이 사용될 수 있다. 예를 들어, 압축기 블레이드와 동일한 재질 또는 압축기 디스크와 동일한 재질 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다.
밸런싱 부재(1114)는 상이한 반경으로 인하여 밸런싱 홀(1112)에서 각각 다른 위치에 고정된다. 밸런싱 홀(1112)는 하부로 갈수록 반경이 작아지는 원뿔대 형태이므로, 밸런싱 부재(1114)의 반경에 따라 걸쳐지는 위치가 달라진다. 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 밸런싱 부재 1114a는 큰 반경으로 인하여 밸런싱 홀(1112) 상부에 걸리게 된다. 이에 따라 상부에 위치 고정될 수 있다.
밸런싱 부재 1114b의 경우 밸런싱 부재 1114b의 반경에 해당하는 밸런싱 홀(1112)의 위치, 본 실시예에서는 중간 위치에 걸리며 고정된다. 제일 작은 반경을 갖는 밸런싱 부재 1114c의 경우 밸런싱 홀(1112) 가장 아래 부분에 위치된다. 각각의 반경에 해당하는 위치에 놓여진 밸런싱 부재(1114a, 1114b, 1114c)는 별도의 고정 수단(미도시)에 의해 고정될 수 있다. 고정 수단으로서 밸런싱 홀(1112) 및 밸런싱 부재(1114) 일부에 나사산이 형성되거나, 밸런싱 홀(1112)에 형성된 홈에 밸런싱 부재(1114)에 형성된 돌기가 결합 고정될 수도 있다.
본 실시예에서는 밸런싱 부재(1114)가 밸런싱 홀(1112)을 반경 방향으로 3등분 한 길이를 갖는 형태를 예로 들었으나, 이에 한정하지 않으며, 밸런싱 부재(1114)는 밸런싱 홀(1112)의 내면과 정합하는 형태라면 어떠한 길이를 가져도 무방하다. 예를 들어, 밸런싱 부재(1114)는 밸런싱 홀(1112)을 4 또는 5 등분한 길이로 제조될 수 있으며, 이에 따라 다양한 무게 구성을 가질 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크의 횡단면을 나타내는 도면이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 홀에 밸런싱 부재가 삽입된 상태를 나타내는 도면이다.
복수의 밸런싱 홀(1112)은 각각 반경 및 깊이가 상이하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 밸런싱 홀(1112)은 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 압축기 디스크(1110) 상에 4개가 형성될 수 있으며, 하나의 밸런싱 홀(1112)은 이웃하는 밸런싱 홀(1112)의 폭, 즉 밸런싱 홀의 반경과 상이하게 형성될 수 있다. 폭이 좁은 하나의 밸런싱 홀(1112) 옆에 폭이 넓은 밸런싱 홀(1112)이 배치될 수 있다. 밸런싱 부재(1114)는 밸런싱 홀(1112)의 형상과 정합되도록 제조되며, 폭이 넓은 밸런싱 홀(1112)에는 폭이 넓은 밸런싱 부재(1114)가 삽입된다. 본 발명은 폭이 좁은 밸런싱 홀(1112)을 통해 작은 무게의 벨런싱 부재(1114)를 삽입하고, 폭이 넓은 밸런싱 홀(1112)에 무거운 밸런싱 부재(1114)를 삽입하여 밸런싱을 미세하게 조절할 수 있다.
또한, 밸런싱 홀(1112)은 중심축(X)을 기준으로 마주보는 한 쌍끼리는 폭이 동일하게 형성될 수 있다. 대칭되는 밸런싱 홀(1112)끼리 홀의 반경 및 깊이를 동일하게 하여, 밸런싱을 할 때 보다 용이하게 균형을 잡을 수 있다.
한편, 밸런싱 홀(1112)은 이웃하는 밸런싱 홀(1112)과 깊이가 상이하게 형성될 수 있다. 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 하나의 밸런싱 홀(1112)은 이웃하는 밸런싱 홀(1112)의 깊이보다 짧게 형성될 수 있다. 여기서 밸런싱 홀(1112)은 중심축(X)을 기준으로 마주보는 한 쌍끼리는 동일한 깊이로 형성될 수 있다. 압축기 디스크(1110)에 다양한 폭과 깊이의 밸런싱 홀(1112)이 형성됨으로써, 미세한 밸런싱이 가능하다.
작업자는 요구되는 밸런싱을 위하여 다양한 무게의 밸런싱 부재(1114)를 밸런싱 홀(1112) 내에 삽입할 수 있다. 밸런싱 부재(1114)는 대칭하는 밸런싱 홀(1112) 내에 동일한 반경을 갖는, 즉 동일한 무게를 갖는 밸런싱 부재(1114)가 동일한 위치에 삽입될 수 있다. 예를 들어, 도 11의 (a)에 도시된 바와 같이, 밸런싱 홀(1112)의 중간 위치에, 그에 정합하는 밸런싱 부재(1114b)가 삽입될 수 있다.
다른 경우, 밸런싱 부재(1114)는 다양한 무게 조합을 이루며 밸런싱 홀(1112) 내에 삽입될 수 있다. 도 11의 (b)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 마주보는 밸런싱 홀(1112)에 같은 무게의 밸런싱 부재(1114b)가 삽입되고, 이웃하는 밸런싱 홀(1112)에는 상이한 무게의 밸런싱 부재(1114a)가 삽입될 수 있다. 도시된 바와 같이, 하나의 밸런싱 홀(1112)에는 반경이 큰 밸런싱 부재(1114a)가 삽입되고, 마주보는 밸런싱 홀(1112)에는 반경이 작은 두 개의 밸런싱 부재(1114b, 1114c)가 삽입되어 있다. 밸런싱 부재(1114)가 장착되는 위치 및 장착되는 개수를 조절하여 압축기 디스크(1110)의 밸런싱을 용이하게 할 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 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.
1000 : 가스터빈 1100 : 압축기
1110 : 압축기 디스크 1112 : 밸런싱 홀
1114 : 밸런싱 부재 1130 : 압축기 블레이드
1140 : 압축기 베인 1150 : 압축기 케이싱
1200 : 연소기 1300 : 터빈

Claims (11)

  1. 압축기 케이싱;
    상기 압축기 케이싱 내에 설치되는 복수의 압축기 디스크;
    상기 복수의 압축기 디스크를 체결하여 축방향으로 정렬시키는 타이로드;
    상기 압축기 디스크의 외주면에 장착되는 복수의 압축기 블레이드; 및
    상기 압축기 케이싱의 내주면에 복수개가 복수의 열을 형성하여 설치되되,
    각각의 열이 상기 복수의 압축기 블레이드의 열과 상호 교차하도록 설치되는 복수의 압축기 베인;을 포함하고,
    상기 복수의 압축기 디스크 중 적어도 하나의 압축기 디스크의 외주면 상에 일정한 간격으로, 압축기 디스크의 외주면으로부터 중심축을 향하여 반경 방향으로 형성되는 복수의 밸런싱 홀이 구비되고, 상기 복수의 밸런싱 홀 중 적어도 하나는 상이한 반경을 갖되, 축을 기준으로 대칭하는 지점에 위치한 밸런싱 홀끼리는 동일 반경을 가지며, 상기 밸런싱 홀 내에 밸런싱 부재가 삽입되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밸런싱 홀은 원뿔대 형상이며, 축방향으로 갈수록 직경이 작아지는 것을 특징으로 하는 압축기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재는 원뿔대 형상인 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재는 복수 개가 구비되되, 각각의 밸런싱 부재는 높이는 동일하고 반경이 상이한 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재는 반경의 크기에 따라 상기 밸런싱 홀의 상이한 지점에 위치되는 것을 특징으로 하는 압축기.
  8. 공기를 압축시키기 위한 압축기;
    상기 압축기로부터 압축된 공기를 유입받아 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기; 및
    상기 연소기로부터 연소된 가스에 의해 회전하여 동력을 발생시키는 터빈을 포함하고,
    상기 압축기는
    압축기 케이싱,
    상기 압축기 케이싱 내에 설치되는 복수의 압축기 디스크,
    상기 복수의 압축기 디스크를 체결하여 축방향으로 정렬시키는 타이로드,
    상기 압축기 디스크의 외주면에 장착되는 복수의 압축기 블레이드, 및
    상기 압축기 케이싱의 내주면에 복수개가 복수의 열을 형성하여 설치되되,
    각각의 열이 상기 복수의 압축기 블레이드의 열과 상호 교차하도록 설치되는 복수의 압축기 베인을 구비하며,
    상기 압축기는 상기 복수의 압축기 디스크 중 적어도 하나의 압축기 디스크의 외주면 상에 일정한 간격으로, 압축기 디스크의 외주면으로부터 중심축을 향하여 반경 방향으로 형성되는 복수의 밸런싱 홀이 구비되고, 상기 복수의 밸런싱 홀 중 적어도 하나는 상이한 반경을 갖되, 축을 기준으로 대칭하는 지점에 위치한 밸런싱 홀끼리는 동일 반경을 가지며, 상기 밸런싱 홀 내에 밸런싱 부재를 삽입하여, 상기 압축기의 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 밸런싱 홀은 원뿔대 형상이며, 축방향으로 갈수록 직경이 작아지는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재는 복수 개가 구비되되, 각각의 밸런싱 부재는 높이는 동일하고 반경이 상이한 것을 특징으로 하는 가스터빈.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재는 반경의 크기에 따라 상기 밸런싱 홀의 상이한 지점에 위치되는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
KR1020170139569A 2017-10-25 2017-10-25 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈 KR102000356B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170139569A KR102000356B1 (ko) 2017-10-25 2017-10-25 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170139569A KR102000356B1 (ko) 2017-10-25 2017-10-25 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190046228A KR20190046228A (ko) 2019-05-07
KR102000356B1 true KR102000356B1 (ko) 2019-07-15

Family

ID=66656070

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170139569A KR102000356B1 (ko) 2017-10-25 2017-10-25 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102000356B1 (ko)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4842485A (en) * 1988-02-10 1989-06-27 Westinghouse Electric Corp. Balanced turbine rotor and method for making the same
KR200176791Y1 (ko) 1996-06-11 2000-05-01 유무성 원심 압축기
KR20140038268A (ko) * 2012-09-20 2014-03-28 한국전력공사 증기 터빈
KR101789907B1 (ko) * 2016-01-11 2017-10-25 두산중공업 주식회사 가스터빈

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190046228A (ko) 2019-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2017141817A (ja) 高荷重事象の際の軸受アウターレース保持装置
US10927690B2 (en) Vane carrier, compressor, and gas turbine including the same
JP6877964B2 (ja) タービンディスク及びタービンディスクの製造方法
KR101939495B1 (ko) 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈
CN109083847A (zh) 用于涡轮发动机的压缩机放气设备及其放气方法
EP3176366B1 (en) Disk assembly and turbine including the same
EP3388623B1 (en) Compressor having reinforcing disk, and gas turbine having same
JP5507340B2 (ja) ターボ機械圧縮機ホイール部材
US11143201B2 (en) Impeller tip cavity
CN106930975B (zh) 用于在涡扇发动机中使用的转子组件和组装的方法
US20200102840A1 (en) Turbine blade
EP3460190A1 (en) Heat transfer enhancement structures on in-line ribs of an aerofoil cavity of a gas turbine
KR102000356B1 (ko) 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102000359B1 (ko) 압축기, 압축기 디스크 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102031963B1 (ko) 밸런싱 플러그 셋팅툴 및 이를 이용한 밸런싱 플러그 장착 방법
EP3222811A1 (en) Damping vibrations in a gas turbine
US2962206A (en) Centrifugal compressor for a gas turbine engine
KR20190033984A (ko) 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈
US20200325780A1 (en) A turbomachine blade or vane having a vortex generating element
KR102000360B1 (ko) 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102000350B1 (ko) 압축기 블레이드, 압축기 블레이드용 압축기 블레이드 댐퍼, 압축기 블레이드를 포함하는 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR101979113B1 (ko) 스페이서 조립체 및 이를 포함하는 가스 터빈
EP3460194A1 (en) Gas turbine
KR102000281B1 (ko) 압축기 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR101967067B1 (ko) 토크튜브 및 이를 포함하는 가스 터빈

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant