KR102087667B1 - 자력을 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈 - Google Patents

자력을 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자력을 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로, 로터디스크의 외주면을 따라 배치되는 결합홈과 블레이드의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기 및 상기 결합홈과 상기 결합돌기 사이에 배치되고, 상기 결합돌기와 상기 결합홈간에 척력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 자력부재를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 척력을 이용하여 로터디스크의 외주면에 장착되는 블레이드가 방사방향으로 힘을 받아 위치가 고정되도록 하는 효과가 있다.

Description

자력을 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈{Blade fixing structure using magnetic force and gas turbine having the same}
본 발명은 자력을 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 네오디움 자석(neodymium magnet)을 배치하여 로터디스크의 외주면에 장착되는 블레이드가 방사방향으로 힘(척력)을 받아 위치가 고정되도록 하는 블레이드 고정 구조 및 가스터빈에 관한 것이다.
일반적으로 터빈(turbine)은 가스(gas), 스팀(steam) 등 유체의 열에너지를 기계에너지인 회전력으로 변환하는 동력발생 장치이다.
여기서, 가스터빈은 압축기 섹션와 연소기 및 터빈 섹션을 포함하여 구성되고, 압축기 섹션의 회전에 의해 외부 공기가 흡입, 압축된 후 연소기로 보내지고, 연소기에서 압축공기와 연료의 혼합에 의해 연소가 이루어진다. 연소기에서 발생된 고온·고압의 가스는 터빈 섹션을 통과하면서 터빈의 로터를 회전시켜 발전기를 구동시킨다.
가스터빈을 구성하는 로터상에는 복수의 열로 로터디스크가 배치되고, 로터디스크의 외주면 원주방향을 따라 복수개의 블레이드가 배치된다.
도 1를 참고하면, 통상 로터디스크(30)의 외주면에는 암도브테일 형상의 블레이드가 장착는 결합홈이 형성되고, 블레이드(20)의 단부는 블레이드 장착부에 끼워지는 수도브테일 형상의 결합돌기가 형성되어 있다.
이때 조립시 블레이드(20)는 로터디스크(30)의 외주면에 원주방향으로 배치되기 때문에, 로터디스크(30)의 하부에 위치하는 블레이드(30)는 중력에 의해 로터디스크의 외측방향으로 힘을 받고 있고, 로터디스크(30)의 상부에 위치하는 블레이드(30)는 중력때문에 로터디스크(30)의 내측방향으로 힘을 받고 있어, 블레이드(30)의 초기 위치가 일정하지 않게 된다.
따라서 중력에 상관없이 블레이드(20)가 모두 로터디스크(30)의 외주면상에서 방사방향으로 일정하게 힘을 받아 위치가 균일하게 구속될 수 있도록, 도 1에서와 같이 루프 스프링(root spring)을 끼워넣는다. 그런데, 종래 루프 스프링을 사용하는 경우 루프 스프링을 삽입하기 위해 로터디스크(30)의 블레이드 장착부에 H 높이 공간만큼의 추가 가공 공정을 해야 한다.
미국특허 등록번호:US 9689271 B2
본 발명의 목적은 네오디움 자석(neodymium magnet)의 척력을 이용하여 로터디스크의 외주면에 장착되는 블레이드가 방사방향으로 힘을 받아 위치가 고정되도록 하는 블레이드 고정 구조 및 가스터빈을 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 자력을 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로, 로터디스크의 외주면을 따라 배치되는 결합홈; 블레이드의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기; 및 상기 결합홈과 상기 결합돌기 사이에 배치되고, 상기 결합돌기와 상기 결합홈간에 척력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 자력부재;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 자력부재는, 상기 결합돌기상에서 상기 결합홈을 바라보는 일측부에 배치되는 제1 자력유닛; 및 상기 결합홈상에서 상기 결합돌기를 바라보는 내측부에 배치되는 제2 자력유닛;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기의 일측부에 배치되는 제1 마그네트;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기의 일측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 제1 마그네트;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향 및 원주 방향을 따라, 상기 결합돌기의 일측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 제1 마그네트;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 자력유닛은, 상기 제1 마그네트와 상기 결합돌기의 단부 사이에 배치되는 제1 탄성유닛;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 마그네트상에는 상기 블레이드의 내부에 형성된 냉각유로와 연결되는 제1 마그네트유로;가 형성되되, 상기 제1 마그네트유로의 적어도 일측면에는 일방향으로 테이퍼진 제1 테이퍼부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 마그네트상에는 상기 블레이드의 내부에 형성된 냉각유로와 연결되는 제1 마그네트유로;가 형성되되, 상기 제1 마그네트유로의 적어도 일측면에는 일방향으로 곡률진 제1 곡선부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈의 내측부에 배치되는 제2 마그네트;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈의 내측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 제2 마그네트;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향 및 원주 방향을 따라, 상기 결합홈의 내측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 제2 마그네트;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 마그네트와 상기 결합홈의 내측부 사이에 배치되는 제2 탄성유닛;을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 마그네트상에는 상기 로터디스크의 내부에 형성된 냉각유로와 연결되는 제2 마그네트유로;가 형성되되, 상기 제2 마그네트유로의 적어도 일측면에는 일방향으로 테이퍼진 제2 테이퍼부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 마그네트상에는 상기 로터디스크의 내부에 형성된 냉각유로와 연결되는 제2 마그네트유로;가 형성되되, 상기 제2 마그네트유로의 적어도 일측면에는 일방향으로 곡률진 제2 곡선부가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기의 일측부에 배치되는 제1 마그네트;를 포함하고, 상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈의 내측부에 배치되는 제2 마그네트;를 포함하되, 상기 제1 마그네트상에서 상기 제2 마그네트를 바라보는 일측부에는 사다리꼴 형상의 홈인 제1 요철부;가 형성되고, 상기 제2 마그네트상에서 상기 제1 마그네트를 바라보는 일측부에는 상기 제1 요철부에 대응되는 사다리꼴 형상의 돌기인 제2 요철부;가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기에 배치되는 제1 마그네트;를 포함하고, 상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈에 배치되는 제2 마그네트;를 포함하되, 상기 결합돌기의 외측면 둘레를 따라 상기 제1 마그네트가 삽입되는 복수의 블레이드홈이 형성되고, 상기 결합홈의 내측면 둘레를 따라 상기 복수의 블레이드홈에 대응되는 위치에 상기 제2 마그네트가 삽입되는 복수의 디스크홈이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기에 배치되는 제1 마그네트;를 포함하고, 상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈에 배치되는 제2 마그네트;를 포함하되, 상기 결합돌기의 외측 둘레를 따라 상기 제1 마그네트가 삽입되는 복수의 블레이드홀이 형성되고, 상기 결합홈의 내측 둘레를 따라 상기 복수의 블레이드홀에 대응되는 위치에 상기 제2 마그네트가 삽입되는 디스크홀이 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향 및 원주방향을 따라, 상기 결합돌기의 일측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 제1 마그네트;를 포함하고, 상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향 및 원주방향을 따라, 상기 결합홈의 내측부에서 상기 제1 마그네트에 대응되는 위치에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 제2 마그네트;를 포함하되, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 기준으로, 상기 결합돌기의 양측부에는 서로 반대방향으로 경사진 경사부;가 형성되고, 상기 결합홈의 양측부에는 상기 경사부에 대응되는 방향으로 경사진 대응경사부;가 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기에 배치되는 제1 마그네트;를 포함하고, 상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈에 배치되는 제2 마그네트;를 포함하되, 상기 제1,2 마그네트는 척력을 발생시키는 동일극을 가진 네오디움 자석으로 구성될 수 있다.
본 발명인 가스터빈의 실시예에서는 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 배치되고 유입된 공기를 압축하는 압축기 섹션; 상기 케이싱 내부에서 상기 압축기 섹션과 연결되며 배치되고, 압축된 공기를 연소하는 연소기; 상기 케이싱 내부에서 상기 연소기와 연결되며 배치되고, 연소된 공기를 이용하여 동력을 생산하는 터빈 섹션; 및 상기 케이싱 내부에서 상기 터빈 섹션과 연결되며 배치되고, 공기를 외부로 배출하는 디퓨져; 상기 압축기 섹션 또는 상기 터빈 섹션 중 적어도 어느 하나에 배치되는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 네오디움 자석의 척력을 이용하여 로터디스크의 외주면상에서 블레이드가 방사방향으로 힘을 받아 고정되도록 하는 구조로서, 종래 루프 스프링을 삽입하는 방식에 비해, 블레이드의 결합돌기와 로터디스크의 결합홈상에 다양한 형태의 추가 가공이 용이하고, 이에 따라 네오디움 자석의 추가 배치를 통해 자력을 조절할 수 있어, 블레이드의 크기, 무게, 형상 등에 따라 블레이드의 초기 구속력을 다양하게 조절할 수 있는 특징이 있다.
도 1은 종래 루프 스프링을 이용한 블레이드 고정 구조
도 2는 일반적인 가스터빈을 나타낸 측단면도
도 3은 본 발명인 블레이드 고정 구조의 자력부재 형상에 대한 제1 실시예를 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명인 블레이드 고정 구조의 자력부재 형상에 대한 제2 실시예를 나타낸 측단면도.
도 5는 본 발명인 블레이드 고정 구조의 자력부재 형상에 대한 제3 실시예를 나타낸 측단면도.
도 6은 본 발명인 블레이드 고정 구조의 자력부재 형상에 대한 제4 실시예를 나타낸 측단면도.
도 7은 본 발명인 블레이드 고정 구조의 자력부재 배치에 대한 제1 실시예를 나타낸 전단면도.
도 8은 본 발명인 블레이드 고정 구조의 자력부재 배치에 대한 제2 실시예를 나타낸 전단면도.
도 9는 본 발명인 블레이드 고정 구조의 자력부재 배치에 대한 제3 실시예를 나타낸 전단면도.
도 10은 본 발명인 블레이드 고정 구조의 자력부재 배치에 대한 제4 실시예를 나타낸 전단면도.
도 11은 본 발명인 자력부재와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제1 실시예를 나타낸 측단면도.
도 12는 본 발명인 자력부재와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제2 실시예를 나타낸 측단면도.
도 13은 본 발명인 제1 자력유닛의 고정 구조를 나타낸 도면.
도 14는 본 발명인 제2 자력유닛의 고정 구조를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 자력을 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에 대한 설명에 앞서 가스터빈(1)의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
첨부된 도 2를 참조하면, 가스터빈은 기본적으로 외관을 형성하는 케이싱(casing;2), 공기를 압축하는 압축기 섹션(compressor section;4), 공기를 연소하는 연소기(combuster;5), 연소된 가스를 이용하여 발전하는 터빈섹션(turbine section;6), 배기가스를 배출하는 디퓨져(diffuser;7) 및 압축기섹션(4)과 터빈섹션(6)을 연결하여 회전동력을 전달하는 로터(rotor;3)를 포함하여 구성될 수 있다.
열역학적으로 가스터빈의 상류측에 해당하는 압축기 섹션(compressor section)으로는 외부의 공기가 유입되어 단열압축 과정을 거치게 된다. 압축된 공기는 연소기 섹션(combuster section)으로 유입되어 연료와 혼합되어 등압연소 과정을 거치고, 연소가스는 가스터빈의 하류측에 해당하는 터빈 섹션(turbine section)으로 유입되어 단열팽창 과정을 거치게 된다.
공기의 흐름 방향을 기준으로 설명하면, 상기 케이싱(2)의 전방에 압축기 섹션(4)이 위치하고, 후방에 터빈 섹션(6)이 구비된다.
상기 압축기 섹션(4)과 상기 터빈 섹션(6)의 사이에는 상기 터빈 섹션(6)에서 발생된 회전토크를 상기 압축기 섹션(4)로 전달하는 토크튜브(3b)이 구비된다.
상기 압축기 섹션(4)에는 복수(예를 들어 14매)의 압축기 로터 디스크(120)이 구비되고, 상기 각각의 압축기 로터 디스크(120)들은 타이로드(3a)에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결된다.
상기 각각의 압축기 로터 디스크(120) 중앙을 상기 타이로드(3a)이 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬되어 있다. 상기 압축기 로터 디스크(120)의 외주부 부근에는 이웃한 로터 디스크에 상대 회전이 불가능하도록 결합되는 플랜지(미도시)가 축 방향으로 돌출되게 형성된다.
상기 압축기 로터 디스크(120)의 외주면에는 복수 개의 블레이드(blade;110)(또는 bucket으로 지칭)가 방사상으로 결합되어 있다. 상기 각각의 블레이드(110)은 도브 테일부(미도시)를 구비하여 상기 압축기 로터 디스크(120)에 체결된다.
도브 테일부의 체결방식은 탄젠셜 타입(tangential type)과 액셜 타입(axial type)이 있다. 이는 상용되는 가스터빈의 필요 구조에 따라 선택될 수 있다. 경우에 따라서는, 상기 도브 테일외의 다른 체결장치를 이용하여 상기 압축기 블레이드(110)을 압축기 로터 디스크(120)에 체결할 수 있다.
이때 케이싱(2) 중 압축기 섹션(4)의 내주면에는 상기 압축기 블레이드(110)의 상대 회전운동에 대한 베인(미도시)(또는 노즐이라 지칭)이 다이아프램(미도시)상에 장착되며 배치될 수 있다.
상기 타이로드(3a)은 상기 복수 개의 압축기 로터 디스크(120)들의 중심부를 관통하도록 배치되어 있으며, 일측 단부는 최상류측에 위치한 압축기 로터 디스크(120) 내에 체결되고, 타측 단부는 상기 토크튜브(3b)에 고정된다.
상기 타이로드(3a)의 형태는 가스터빈에 따라 다양한 구조로 이뤄질 수 있으므로, 반드시 도면에 제시된 형태로 한정될 것은 아니다.
하나의 타이로드(3a)이 압축기 로터 디스크(120)의 중앙부를 관통하는 형태를 가질 수도 있고, 복수 개의 타이로드(3a)이 원주상으로 배치되는 형태를 가질 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다.
도시되지는 않았으나, 가스 터빈의 압축기에는 유체의 압력을 높이고 난 후 연소기 입구로 들어가는 유체의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위하여 디퓨저의 다음 위치에 가이드깃 역할을 하는 베인이 설치될 수 있으며, 이를 디스윌러(desworler)라고 한다.
상기 연소기(5)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압 연소과정으로 연소기(5) 및 터빈 섹션(6)의 부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.
가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기(5)은 셀 형태로 형성되는 케이싱(2) 내에 다수가 배열될 수 있다.
한편, 일반적으로 터빈 섹션(6)에서는 연소기(5)에서 나온 고온, 고압의 연소가스가 팽창하면서 터빈 섹션(6)의 회전날개에 충동, 반동력을 주어 기계적인 에너지로 변환한다.
터빈 섹션(6)에서 얻은 기계적 에너지는 압축기 섹션(4)에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되며 나머지는 발전기를 구동하는데 이용되어 전력을 생산하게 된다.
상기 터빈 섹션(6)에는 차실 내에 복수의 정익 및 동익이 교대로 배치 형성되어 구성되어 있고, 연소 가스에 의해 동익을 구동시킴으로써 발전기가 연결되는 출력축을 회전 구동시키고 있다.
이를 위해, 상기 터빈 섹션(6)에는 복수의 터빈 로터 디스크(6a)이 구비된다. 상기 각각의 터빈 로터 디스크(6a)은 기본적으로는 상기 압축기 로터 디스크(120)과 유사한 형태를 갖는다.
상기 터빈 로터 디스크(6a) 역시 이웃한 터빈 로터 디스크(6a)과 결합되기 위한 구비한 플랜지(미도시)를 구비하고, 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드(6b)(또는 bucket으로 지칭)를 포함한다. 상기 터빈 블레이드(6b) 역시 도브테일 방식으로 상기 터빈 로터 디스크(6a)에 결합될 수 있다.
이때 케이싱(2) 중 터빈 섹션(6)의 내주면에는 상기 터빈 블레이드(6b)의 상대 회전운동에 대한 베인(미도시)(또는 노즐이라 지칭)이 다이아프램(미도시)상에 장착되며 배치될 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 가스터빈에 있어서, 유입된 공기는 압축기 섹션(4)에서 압축되고, 연소기(5)에서 연소된 후, 터빈 섹션(6)로 이동되어 발전 구동하고, 디퓨저(7)을 통해 대기중으로 배출된다.
여기서, 상기 토크튜브(3b), 압축기 로터 디스크(120), 압축기 블레이드(110), 터빈 로터 디스크(6a), 터빈 블레이드(6b), 타이로드(3a) 등은 회전 구성요소로서 일체로 로터(3) 또는 회전체라고 지칭될 수 있다. 그리고 케이싱(2), 베인(vane;미도시), 다이아프램(diaphram;미도시) 등은 비회전 구성요소로서 일체로 스테이터(stator) 또는 고정체라고 지칭될 수 있다.
가스터빈에 대한 일반적인 한 형태의 구조는 상기와 같으며, 이하에서는 이러한 가스터빈에 적용되는 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
이하에서 기술되는 로터디스크(120)과 블레이드(110)는 압축기 섹션(4)에 한정하여 설명하지만, 이는 터빈 섹션(6)의 로터디스크(6a)와 블레이드(6b)에도 적용될 수 있다.
도 3은 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 형상에 대한 제1 실시예를 나타낸 측단면도이고, 도 4는 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 형상에 대한 제2 실시예를 나타낸 측단면도이며, 도 5는 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 형상에 대한 제3 실시예를 나타낸 측단면도이고, 도 6은 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 형상에 대한 제4 실시예를 나타낸 측단면도이다.
우선 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)는 결합홈(121), 결합돌기(111) 및 자력부재(200)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 결합홈(121)은 로터디스크(120)의 외주면을 따라 복수개가 배치될 수 있으며, 본 발명에서 상기 결합홈(121)은 암도브테일 형상일 수 있다. 그리고 상기 결합돌기(111)는 블레이드(110)의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈(121)에 결합되며 블레이드(110)을 로터디스크(120)의 외주면에 고정되도록 하는 부분일 수 있다. 본 발명에서 상기 결합돌기(111)는 암도브테일 형상에 대응되는 수도브테일 형상일 수 있다. 물론 상기 결합홈(121)과 상기 결합돌기(111)는 끼움 구조의 다른 형태일 수 있다.
상기 자력부재(200)는 상기 결합홈(121)과 상기 결합돌기(111) 사이에 배치되고, 상기 결합돌기(111)와 상기 결합홈(121)간에 척력을 받도록 하여, 상기 결합홈(121)의 내측에서 상기 결합돌기(111)의 위치를 고정하도록 제공될 수 있다.
이러한 상기 자력부재(200)는 제1 자력유닛(210) 및 제2 자력유닛(230)을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제1 자력유닛(210)은 제1 마그네트(211)를 포함하고, 상기 결합돌기(111)상에서 상기 결합홈(121)을 바라보는 일측부에 배치될 수 있다. 상기 제2 자력유닛(230)은 제2 마그네트(231)를 포함하고, 상기 결합홈(121)상에서 상기 결합돌기(111)를 바라보는 내측부에 배치될 수 있다.
여기서 도 3를 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 형상에 대한 제1 실시예에서는 상기 제1 마그네트(211)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기(111)의 일측부에 일체형으로 배치될 수 있다. 그리고 상기 제2 마그네트(231)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈(121)의 내측부에서 상기 제1 마그네트(211)에 대응되는 위치에 일체형으로 배치될 수 있다.
이때 제1,2 마그네트(211,231)은 동일 극성의 네오디움 자석으로 되어 있어, 제1,2 마그네트(211,231)은 상호간에 척력을 발생시킨다. 이에 따라 화살표와 같이 로터디스크(120)의 외주면 방사방향으로 블레이드(110)이 힘을 받아, 결합홈(121)의 내측에서 결합돌기(111)의 위치가 고정될 수 있다.
간격 D는 결합돌기(111)의 단부와 결합홈(121)의 내측부간의 간격을 의미하며, 척력 발생에 따라 블레이드(110)이 로터디스크(120)의 방사방향으로 힘을 받음에 따라 간격 D는 결합돌기(111)의 단부와 결합홈(121)의 내측부간의 간격 최대값이 된다.
본 발명은 종래 루프 스프링을 삽입하기 위한 별도의 공간을 가공할 필요가 없으므로, 간격 D보는 종래기술보다 더 좁아질 수 있다. 간격 D가 좁아진다는 의미는 가스터빈의 작동간에 발생될 수 있는 금속 열팽창 공간만을 고려하여 결합돌기(111)와 결합홈(121)간의 간격을 설정할 수 있으므로, 종래기술보다 더 블레이드(110)의 결합돌기(111)와 로터디스크(120)의 결합홈(121)간에 밀착될 수 있게 한다. 이는 로터디스크(120)의 외주면상에서 블레이드(110)에 대한 구속 안정성을 향상시킬 수 있다.
다음 도 4를 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 형상에 대한 제2 실시예에서는 상기 제1 마그네트(211)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기(111)의 일측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치될 수 있다. 그리고 상기 제2 마그네트(231)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈(121)의 내측부에서 상기 제1 마그네트(211)에 대응되는 위치에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치될 수 있다.
이러한 분할배치시, 복수의 열로 배치된 제1,2 마그네트(211,231)간에 공간 A가 형성되게 된다. 공간 A는 가스터빈의 작동간에 발생될 수 있는 제1,2 마그네트(211,231)의 열팽창을 고려한 것이다. 공간 A로 인해 제1,2 마그네트(211,231)는 열팽창이 길이방향으로 진행하게 되어, 불규칙하게 팽창되거나 뒤틀리는 문제를 방지할 수 있다.
다음 도 5를 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 형상에 대한 제3 실시예에서는 상기 제1 자력유닛(210)은 제1 마그네트(211) 및 제1 탄성유닛(215)을 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 제2 자력유닛(230)은 제2 마그네트(231) 및 제2 탄성유닛(235)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 마그네트(211)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기(111)의 일측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치될 수 있다. 그리고 상기 제2 마그네트(231)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈(121)의 내측부에서 상기 제1 마그네트(211)에 대응되는 위치에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치될 수 있다.
이러한 분할배치시, 복수의 열로 배치된 제1,2 마그네트(211,231)간에 공간 A가 형성되게 된다. 공간 A는 가스터빈의 작동간에 발생될 수 있는 제1,2 마그네트(211,231)의 열팽창을 고려한 것이다. 공간 A로 인해 제1,2 마그네트(211,231)는 열팽창이 길이방향으로 진행하게 되어, 불규칙하게 팽창되거나 뒤틀리는 문제를 방지할 수 있다.
그리고 상기 제1 탄성유닛(215)은 상기 제1 마그네트(211)와 상기 결합돌기(111)의 단부 사이에 배치될 수 있으며, 상기 제2 탄성유닛(235)은 상기 제2 마그네트(231)와 상기 결합홈(121)의 내측부 사이에 배치될 수 있다. 여기서 상기 제1,2 탄성유닛(215,235)은 코일스프링, 판스프링 등의 형태로 구현될 수 있다.
본 발명의 제3 실시예에서는 자력부재(200)에 의한 척력과 탄성유닛에 의한 반발력이 동시에 작용하여 로터디스크(120)의 방사방향으로 블레이드(110)을 더욱 강하게 밀어주어, 블레이드(110)의 위치를 보다 강하게 구속할 수 있다. 즉 도 5에 게시된 화살표와 같이, 제1,2 마그네트(211,231)에서 발생되는 척력과 각각의 제1,2 마그네트(211,231)에 연결된 제1,2 탄성유닛(215,235)이 함께 힘을 작용하여 블레이드(110)을 보다 강하게 로터디스크(120)의 방사방향으로 밀어주어 위치 구속하는 것을 확인할 수 있다.
다음 도 6을 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 형상에 대한 제4 실시예에서는 상기 제1 마그네트(211)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향 및 원주 방향을 따라, 상기 결합돌기(111)의 일측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치될 수 있다. 그리고 상기 제2 마그네트(231)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향 및 원주방향을 따라, 상기 결합홈(121)의 내측부에서 상기 제1 마그네트(211)에 대응되는 위치에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치될 수 있다.
본 발명의 제4 실시예에서는 제1,2 마그네트(211,231)는 원판 형상으로 구현될 수 있으며, 각각의 제1,2 마그네트(211,231)은 체결볼트(214,234)에 의해 결합돌기(111)의 단부 및 결합홈(121)의 내측부에 고정될 수 있다.
여기서 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 기준으로, 상기 결합돌기(111)의 양측부에는 서로 반대방향으로 경사진 경사부(114)가 형성되고, 상기 결합홈(121)의 양측부에는 상기 경사부(114)에 대응되는 방향으로 경사진 대응경사부(124)가 형성될 수 있다.
그리고 상기 경사부(114)와 상기 대응경사부(124)에는 각각 제1,2 마그네트(211,231)가 배치되어 서로 경사방향으로 척력을 발생시킬 수 있다.
이 경우 도 6에서와 같이, 중앙부에 배치된 제1,2 마그네트(211,231)는 로터디스크(120)의 방사방향으로 척력(화살표 참조)을 발생시켜 블레이드(110)의 위치를 고정하고, 양측부인 경사부(114) 및 대응경사부(124)에 배치된 제1,2 마그네트(211,231)은 경사방향으로 척력(화살표 참조)을 발생시켜, 블레이드(110)의 전후 위치를 고정할 수 있게 된다.
즉 이러한 구조에서는 블레이드(110)에 다방향으로 척력을 발생시켜 블레이드(110)의 고정력을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 배치에 대한 제1 실시예를 나타낸 전단면도이고, 도 8은 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 배치에 대한 제2 실시예를 나타낸 전단면도이며, 도 9는 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 배치에 대한 제3 실시예를 나타낸 전단면도이고, 도 10은 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 배치에 대한 제4 실시예를 나타낸 전단면도이다.
우선 도 7를 참고하면, 도 3에서의 G-G부분에 대한 전단면도가 게시되어 있으며, 이는 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 배치에 대한 제1 실시예를 나타낸다. 본 발명의 제1 실시예에서는 상기 결합돌기(111)의 단부에 블레이드홈(112)이 형성되고, 상기 블레이드홈(112)에 제1 마그네트(211)가 삽입 배치되는 구조일 수 있다. 그리고 상기 결합홈(121)의 내측면을 따라 상기 복수의 블레이드홈(112)에 대응되는 위치에 디스크홈(122)이 형성되고, 상기 디스크홈(122)에 제2 마그네트(231)가 삽입 배치되는 구조일 수 있다.
여기서 도 8를 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 배치에 대한 제2 실시예에서는 상기 결합돌기(111)의 외측면에는 그 둘레를 따라 상기 제1 마그네트(211)가 삽입되는 블레이드홈(112)이 복수개가 배치될 수 있다. 그리고 상기 결합홈(121)의 내측면 둘레를 따라 상기 복수의 블레이드홈(112)에 대응되는 위치에 상기 제2 마그네트(231)가 삽입되는 복수의 디스크홈(122)이 배치될 수 있다.
도 7에 게시된 단일 블레이드홈(112) 및 디스크홈(122)에 비해 복수개의 블레이드홈(112) 및 디스크홈(122)이 배치됨에 따라 복수개의 제1,2 마그네트(211,231)를 배치할 수 있어, 척력의 세기를 조절할 수 있다.
실제 가스터빈의 크기는 다양하며, 이에 따라 블레이드(110)의 크기, 무게, 형상 등은 다양하므로, 각 제품 사양에 맞게 제1,2 마그네트(211,231)의 개수를 조절하는 방식으로 필요시 되는 척력의 세기를 맞춤 조절하는 것이 가능하게 된다.
다음 도 9를 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 배치에 대한 제3 실시예에서는 상기 결합돌기(111)의 외측면에는 그 둘레를 따라 상기 제1 마그네트(211)가 삽입되는 블레이드홀(113)이 복수개가 배치될 수 있다. 그리고 상기 결합홈(121)의 내측면 둘레를 따라 상기 복수의 블레이드홀(113)에 대응되는 위치에 상기 제2 마그네트(231)가 삽입되는 복수의 디스크홀(123)이 배치될 수 있다.
도 7에 게시된 단일 블레이드홈(112) 및 디스크홈(122)에 비해, 역시 복수개의 블레이드홀(113) 및 디스크홀(123)이 배치됨에 따라 복수개의 제1,2 마그네트(211,231)를 배치할 수 있어, 척력의 세기를 조절할 수 있다.
상기와 같이 블레이드(110)의 크기, 무게, 형상 등의 각 제품 사양에 맞게 제1,2 마그네트(211,231)의 개수를 조절하는 방식으로 필요시 되는 척력의 세기를 맞춤 조절할 수 있다.
다음 도 10를 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 자력부재(200) 배치에 대한 제4 실시예에서는 상기 제1 마그네트(211)상에서 상기 제2 마그네트(231)를 바라보는 일측부에는 사다리꼴 형상의 홈인 제1 요철부(219)가 형성되고, 상기 제2 마그네트(231)상에서 상기 제1 마그네트(211)를 바라보는 일측부에는 상기 제1 요철부(219)에 대응되는 사다리꼴 형상의 돌기인 제2 요철부(239)가 형성될 수 있다.
제1,2 요철부(219,239)는 서로 대응되는 형상으로 되어 있어, 블레이드(110)의 결합돌기(111)는 로터디스크(120)의 결합홈(121)에 삽입할 때 가이드 기능도 할 수 있으며, 요철부간에 서로 척력을 발생시켜 블레이드(110)의 위치를 로터디스크(120)의 방사방향으로 고정하는 기능도 할 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명인 자력부재(200)와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제1 실시예를 나타낸 측단면도이고, 도 12는 본 발명인 자력부재(200)와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제2 실시예를 나타낸 측단면도이다.
우선 도 11를 참고하면, 상기 제2 마그네트(231)상에는 상기 로터디스크(120)의 내부에 형성된 냉각유로(125)와 연결되는 제2 마그네트유로(236)가 형성되되, 상기 제2 마그네트유로(236)는 일방향으로 테이퍼진 제2 테이퍼부(237)가 형성될 수 있다. 이때 상기 로터디스크(120)의 내부에 형성된 냉각유로(125) 또한 일방향으로 테이퍼진 형태일 수 있다.
그리고 상기 제1 마그네트(211)상에는 상기 블레이드(110)의 내부에 형성된 냉각유로(115)와 연결되는 제1 마그네트유로(216)가 형성되되, 상기 제1 마그네트유로(216)는 일방향으로 테이퍼진 제1 테이퍼부(217)가 형성될 수 있다. 이때 상기 제1 테이퍼부(217)의 테이퍼진 각도는 상기 제2 테이퍼부(237)의 테이퍼진 각도에 비례할 수 있다.
상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)로 유입된 냉각유체는 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115)로 진입하여 블레이드(110)의 내부를 냉각하도록, 테이퍼진 로터디스크(120)의 냉각유로(125)를 따라 이동한다. 이때 제1,2 마그네트(211,231)는 로터디스크(120)의 냉각유로(125)에 대응되는 각도로 테이퍼져 있어, 냉각유체는 난류 발생없이 부드럽게 블레이드(110)의 냉각유로(115)까지 유동할 수 있다. 그리고 유체 연속의 법칙에 따라 상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)에서 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115)로 갈수록 점차 통로가 좁아지므로 냉각유체의 흐름 속도는 빨라지게 된다.
다음 도 12를 참고하면, 상기 제2 마그네트(231)상에는 상기 로터디스크(120)의 내부에 형성된 냉각유로(125)와 연결되는 제2 마그네트유로(236)가 형성되되, 상기 제2 마그네트유로(236)는 일방향으로 곡률진 제2 곡선부(238)가 형성될 수 있다. 이때 상기 로터디스크(120)의 내부에 형성된 냉각유로(125) 또한 일방향으로 곡률진 형태일 수 있다.
그리고 상기 제1 마그네트(211)상에는 상기 블레이드(110)의 내부에 형성된 냉각유로(115)와 연결되는 제1 마그네트유로(216)가 형성되되, 상기 제1 마그네트유로(216)는 일방향으로 곡률진 제1 곡선부(218)가 형성될 수 있다. 이때 상기 제1 곡선부(218)의 곡률은 상기 제2 곡선부(238)의 곡률에 비례할 수 있다.
상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)로 유입된 냉각유체는 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115)로 진입하여 블레이드(110)의 내부를 냉각하도록, 곡률진 로터디스크(120)의 냉각유로(125)를 따라 이동한다. 이때 제1,2 마그네트(211,231)는 로터디스크(120)의 냉각유로(125)에 대응되는 각도로 곡률져 있어, 냉각유체는 난류 발생없이 부드럽게 블레이드(110)의 냉각유로(115)까지 유동할 수 있다. 그리고 유체 연속의 법칙에 따라 상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)에서 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115)로 갈수록 점차 통로가 좁아지므로 냉각유체의 흐름 속도는 빨라지게 된다.
한편, 도 13은 본 발명인 제1 자력유닛(210)의 고정 구조를 나타낸 도면이고, 도 14는 본 발명인 제2 자력유닛(230)의 고정 구조를 나타낸 도면이다.
우선 도 13를 참고하면, 상기 제1 마그네트(211)는 일체형 또는 복수의 분할형으로 결합돌기(111)의 블레이드홈(112)에 배치될 수 있으며, 상기 제1 마그네트(211)의 길이방향을 따라 양측에는 제1 고정빔(212)이 볼트체결되어 상기 제1 마그네트(211)를 양측에서 고정하고, 일정간격을 두고 제1 크로스빔(213)이 제1 고정빔(212)상에 볼트체결되어 상기 제1 마그네트(211)를 가로질러 지지하도록 구성될 수 있다.
또는 상기 제1 크로스빔(213)은 상기 제1 마그네트(211)에 형성된 제1 마그네트유로(216)사이에 배치될 수 있다. 이때 결합돌기(111)의 블레이드홈(112)과 제1 마그네트(211)간에는 간격 G1,G2가 형성되어 있어, 가스터빈 작동시 고열에 의한 제1 마그네트(211)의 열팽창 공간을 확보할 수 있다.
다음 도 14를 참고하면, 상기 제2 마그네트(231)는 일체형 또는 복수의 분할형으로 결합홈(121)의 디스크홈(122)에 배치될 수 있으며, 상기 제2 마그네트(231)의 길이방향을 따라 양측에는 제2 고정빔(232)이 볼트체결되어 상기 제2 마그네트(231)를 양측에서 고정하고, 일정간격을 두고 제2 크로스빔(233)이 제2 고정빔(232)상에 볼트체결되어 상기 제2 마그네트(231)를 가로질러 지지하도록 구성될 수 있다.
또는 상기 제2 크로스빔(233)은 상기 제2 마그네트(231)에 형성된 제2 마그네트유로(236)사이에 배치될 수 있다. 이때 결합홈(121)의 디스크홈(122)과 제2 마그네트(231)간에는 간격 G1,G2가 형성되어 있어, 가스터빈 작동시 고열에 의한 제2 마그네트(231)의 열팽창 공간을 확보할 수 있다.
이상의 사항은 자력을 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.
100:블레이드 고정 구조
110:블레이드 111:결합돌기
112:블레이드홈 113:블레이드홀
114:경사부 115:블레이드의 냉각유로
120:로터디스크 121:결합홈
122:디스크홈 123:디스크홀
124:대응경사부 125:로터디스크의 냉각유로
200:자력부재
210:제1 자력유닛 211:제1 마그네트
212:제1 고정빔 213:제1 크로스빔
214:체결볼트 215:제1 탄성유닛
216:제1 마그네트유로 217:제1 테이퍼부
218:제1 곡선부 219:제1 요철부
230:제2 자력유닛 231:제2 마그네트
232:제2 고정빔 233:제2 크로스빔
234:체결볼트 235:제2 탄성유닛
236:제2 마그네트유로 237:제2 테이퍼부
238:제2 곡선부 239:제2 요철부

Claims (20)

  1. 로터디스크의 외주면을 따라 배치되는 결합홈;
    블레이드의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기; 및
    상기 결합홈과 상기 결합돌기 사이에 배치되고, 상기 결합돌기와 상기 결합홈간에 척력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 자력부재;를 포함하고,
    상기 자력부재는,
    상기 결합돌기상에서 상기 결합홈을 바라보는 일측부에 배치되는 제1 자력유닛; 및
    상기 결합홈상에서 상기 결합돌기를 바라보는 내측부에 배치되는 제2 자력유닛;을 포함하고,
    상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기의 일측부에 배치되는 제1 마그네트;를 포함하고, 상기 제1 마그네트상에는 상기 블레이드의 내부에 형성된 냉각유로와 연결되는 제1 마그네트유로;가 형성되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트는, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기의 일측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트는, 상기 로터디스크의 회전축 방향 및 원주 방향을 따라, 상기 결합돌기의 일측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트유로의 적어도 일측면에는 일방향으로 테이퍼진 제1 테이퍼부가 형성된 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 마그네트유로의 적어도 일측면에는 일방향으로 곡률진 제1 곡선부가 형성된 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자력유닛은,
    상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈의 내측부에 배치되는 제2 마그네트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자력유닛은,
    상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈의 내측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 제2 마그네트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 자력유닛은,
    상기 로터디스크의 회전축 방향 및 원주 방향을 따라, 상기 결합홈의 내측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 제2 마그네트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  12. 삭제
  13. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 마그네트상에는 상기 로터디스크의 내부에 형성된 냉각유로와 연결되는 제2 마그네트유로;가 형성되되, 상기 제2 마그네트유로의 적어도 일측면에는 일방향으로 테이퍼진 제2 테이퍼부가 형성된 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  14. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 마그네트상에는 상기 로터디스크의 내부에 형성된 냉각유로와 연결되는 제2 마그네트유로;가 형성되되, 상기 제2 마그네트유로의 적어도 일측면에는 일방향으로 곡률진 제2 곡선부가 형성된 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  15. 로터디스크의 외주면을 따라 배치되는 결합홈;
    블레이드의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기; 및
    상기 결합홈과 상기 결합돌기 사이에 배치되고, 상기 결합돌기와 상기 결합홈간에 척력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 자력부재;를 포함하고,
    상기 자력부재는,
    상기 결합돌기상에서 상기 결합홈을 바라보는 일측부에 배치되는 제1 자력유닛; 및
    상기 결합홈상에서 상기 결합돌기를 바라보는 내측부에 배치되는 제2 자력유닛;을 포함하고,
    상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기의 일측부에 배치되는 제1 마그네트;를 포함하고,
    상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈의 내측부에 배치되는 제2 마그네트;를 포함하되,
    상기 제1 마그네트상에서 상기 제2 마그네트를 바라보는 일측부에는 사다리꼴 형상의 홈인 제1 요철부;가 형성되고,
    상기 제2 마그네트상에서 상기 제1 마그네트를 바라보는 일측부에는 상기 제1 요철부에 대응되는 사다리꼴 형상의 돌기인 제2 요철부;가 형성되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  16. 로터디스크의 외주면을 따라 배치되는 결합홈;
    블레이드의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기; 및
    상기 결합홈과 상기 결합돌기 사이에 배치되고, 상기 결합돌기와 상기 결합홈간에 척력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 자력부재;를 포함하고,
    상기 자력부재는,
    상기 결합돌기상에서 상기 결합홈을 바라보는 일측부에 배치되는 제1 자력유닛; 및
    상기 결합홈상에서 상기 결합돌기를 바라보는 내측부에 배치되는 제2 자력유닛;을 포함하고,
    상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기에 배치되는 제1 마그네트;를 포함하고,
    상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈에 배치되는 제2 마그네트;를 포함하되,
    상기 결합돌기의 외측면 둘레를 따라 상기 제1 마그네트가 삽입되는 복수의 블레이드홈이 형성되고,
    상기 결합홈의 내측면 둘레를 따라 상기 복수의 블레이드홈에 대응되는 위치에 상기 제2 마그네트가 삽입되는 복수의 디스크홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  17. 로터디스크의 외주면을 따라 배치되는 결합홈;
    블레이드의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기; 및
    상기 결합홈과 상기 결합돌기 사이에 배치되고, 상기 결합돌기와 상기 결합홈간에 척력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 자력부재;를 포함하고,
    상기 자력부재는,
    상기 결합돌기상에서 상기 결합홈을 바라보는 일측부에 배치되는 제1 자력유닛; 및
    상기 결합홈상에서 상기 결합돌기를 바라보는 내측부에 배치되는 제2 자력유닛;을 포함하고,
    상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합돌기에 배치되는 제1 마그네트;를 포함하고,
    상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향을 따라, 상기 결합홈에 배치되는 제2 마그네트;를 포함하되,
    상기 결합돌기의 외측 둘레를 따라 상기 제1 마그네트가 삽입되는 복수의 블레이드홀이 형성되고,
    상기 결합홈의 내측 둘레를 따라 상기 복수의 블레이드홀에 대응되는 위치에 상기 제2 마그네트가 삽입되는 디스크홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  18. 로터디스크의 외주면을 따라 배치되는 결합홈;
    블레이드의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기; 및
    상기 결합홈과 상기 결합돌기 사이에 배치되고, 상기 결합돌기와 상기 결합홈간에 척력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 자력부재;를 포함하고,
    상기 자력부재는,
    상기 결합돌기상에서 상기 결합홈을 바라보는 일측부에 배치되는 제1 자력유닛; 및
    상기 결합홈상에서 상기 결합돌기를 바라보는 내측부에 배치되는 제2 자력유닛;을 포함하고,
    상기 제1 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향 및 원주방향을 따라, 상기 결합돌기의 일측부에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 제1 마그네트;를 포함하고,
    상기 제2 자력유닛은, 상기 로터디스크의 회전축 방향 및 원주방향을 따라, 상기 결합홈의 내측부에서 상기 제1 마그네트에 대응되는 위치에 복수의 판 형상으로 분할되어 배치되는 제2 마그네트;를 포함하되,
    상기 로터디스크의 회전축 방향을 기준으로, 상기 결합돌기의 양측부에는 서로 반대방향으로 경사진 경사부;가 형성되고, 상기 결합홈의 양측부에는 상기 경사부에 대응되는 방향으로 경사진 대응경사부;가 형성되는 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.
  19. 제9항 내지 제11항 또는 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1,2 마그네트는 척력을 발생시키는 동일극을 가진 네오디움 자석인 것을 특징으로 하는 자력을 이용한 블레이드 고정 구조.

  20. 케이싱;
    상기 케이싱의 내부에 배치되고 유입된 공기를 압축하는 압축기 섹션;
    상기 케이싱 내부에서 상기 압축기 섹션과 연결되며 배치되고, 압축된 공기를 연소하는 연소기;
    상기 케이싱 내부에서 상기 연소기와 연결되며 배치되고, 연소된 공기를 이용하여 동력을 생산하는 터빈 섹션; 및
    상기 케이싱 내부에서 상기 터빈 섹션과 연결되며 배치되고, 공기를 외부로 배출하는 디퓨져;
    상기 압축기 섹션 또는 상기 터빈 섹션 중 적어도 어느 하나에 배치되는 제1항 또는 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항의 자력을 이용한 블레이드 고정 구조;
    를 포함하는 가스터빈.



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FR3124546A1 (fr) * 2021-06-28 2022-12-30 Safran Aircraft Engines Aube de rotor a maintien ameliore, procede de fabrication d’une telle aube et rotor comportant une telle aube

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