KR20040100686A

KR20040100686A - 발전 터빈의 로터와 버킷 결합구조

Info

Publication number: KR20040100686A
Application number: KR1020030033105A
Authority: KR
Inventors: 김대중
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2004-12-02

Abstract

본 기술은 발전 터빈의 로터(Rotor)와, 블레이드를 구비한 다수의 버킷(Bucket)이 결합되는 구조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 결합구조는, 버킷(20)의 하단에는 더브테일 돌기(40)가 형성되고, 로터(10)의 외주면에는 더브테일 돌기(40)에 대응하는 형상으로 더브테일 홈(30)이 형성되어, 더브테일 돌기(40)가 더브테일 홈(30)에 결합됨으로써 버킷(20)이 로터(10)의 외주면에 결합되며, 더브테일 돌기(40) 및 더브테일 홈(30)은 로터(10)의 축방향을 따라 라운드지게 형성된 것을 특징으로 한다. 이러한 결합구조에 의하면, 로터(10)가 고속으로 회전하거나 로터(30)의 축방향으로 힘이 가해지더라도 버킷(20)이 로터(10)로부터 분리되지 않는다.

Description

발전 터빈의 로터와 버킷 결합구조{Structure for Coupling Rotor and Bucket of Generator Turbine}

본 기술은 발전 터빈의 로터(Rotor)와 버킷(Bucket)이 결합되는 구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 로터와 버킷이 결합되는 더브테일(Dovetail)부의 구조에 관한 것이다.

터빈은 보일러 또는 증기발생기에서 생성된 증기의 열에너지를 기계적에너지로 변환하여 발전기를 구동시켜 전력을 생산하는 것으로서, 증기의 흐름에 의하여 회전하는 로터를 구비하고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 로터(10)는 증기의 흐름방향(F)에 수직하게 설치되어 있으며, 로터(10)의 외주면에는, 유선형의 단면 형상을 가지는 블레이드(Blade)(21)를 구비한 다수의 버킷(Bucket)(20)이 조립되어 있다. 보일러 등에서 생성된 증기가 블레이드(21)를 통과하여 흐르면, 블레이드(21) 상하면의 압력차에 의하여 회전력이 발생하게 됨으로써, 로터(10)는 도 1의 화살표 R 방향으로 회전하게 된다. 그리고, 로터(10)의 회전력은 도시하지 않은 발전기에 전달되어 전력을 생산하게 되는 것이다.

한편, 종래의 로터(10)와 버킷(20)의 결합구조는, 다수의 홈과 돌기가 연속된 더브테일(Dovetail) 형상이 상호 결합된 형태로 이루어진다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 버킷(20)의 하단에는 더브테일 돌기(23)가 형성되어 있으며, 로터(10)의 외주면에는 상기 더브테일 돌기(23)에 대응하는 형상의 더브테일 홈(13)이 형성되어 있어, 더브테일 돌기(23)가 더브테일 홈(13)에 결합됨으로써 버킷(20)이 로터(10)에 결합되게 된다.

그런데, 종래의 결합구조에 의하면, 더브테일 홈(13)과 더브테일 돌기(23)가 로터(10)의 회전방향(R)에 수직하게(또는, 증기흐름방향(F)과 평행하게) 형성되어있으므로, 로터(10)가 고속으로 회전하거나, 로터의 축방향으로 힘이 작용하게 되면 버킷(20)이 로터(10)로부터 분리될 위험이 있다는 문제점이 있다.

본 기술은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 개발된 것으로서, 로터와 버킷의 더브테일이 로터의 축방향을 따라 라운드지게 형성됨으로써, 로터의 고속 회전 시에도 버킷이 분리되지 않는 결합구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래의 로터와 버킷의 결합구조를 나타낸 사시도.

도 2는 본 기술에 따른 로터와 버킷의 결합구조를 나타낸 사시도.

도 3은 도 2의 로터에 더브테일 홈을 가공하기 위한 밀링 커터의 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 로터 20 : 버킷

21 : 블레이드 30 : 더브테일 홈

40 : 더브테일 돌기 50 : 밀링 커터

51 : 커터 날

상기와 같은 본 기술의 목적은, 버킷의 하단에는 더브테일 돌기가 형성되고, 로터의 외주면에는 상기 더브테일 돌기에 대응하는 형상으로 더브테일 홈이 형성되어, 상기 더브테일 돌기가 상기 더브테일 홈에 결합됨으로써 상기 버킷이 상기 로터의 외주면에 결합되며; 상기 더브테일 돌기 및 상기 더브테일 홈은 상기 로터의 축방향을 따라 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 결합구조를 제공함으로써 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 기술의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 종래 기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하며, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 기술에 따른 로터(10)와 버킷(20)의 결합구조는, 종래와 마찬가지로 다수의 홈과 돌기가 연속된 더브테일(Dovetail) 형상이 상호 결합된 형태로 이루어진다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 블레이드(21)를 구비한 버킷(20)의 하단에는 더브테일 돌기(40)가 형성되어 있으며, 로터(20)의 외주면에는 상기 더브테일 돌기(40)에 대응하는 형상의 더브테일 홈(30)이 형성되어 있어, 더브테일 돌기(23)가 더브테일 홈(30)에 결합됨으로써 버킷(20)이 로터(10)에 결합되게 된다.

그러나, 본 기술에서는, 종래와 달리 더브테일 돌기(40)와 더브테일 홈(30)이 로터(10)의 축방향(즉, 공기의 흐름방향(F))을 따라 라운드지게 형성되어 있다. 따라서, 버킷(20)이 로터(10)에 결합된 상태에서, 로터(10)가 고속으로 회전하거나, 로터(10)의 축방향으로 힘이 작용하더라도, 버킷(20)이 로터(10)로부터 분리되지 않게 된다.

한편, 본 기술에서는 더브테일 홈(30)을 로터(10)의 외주면에 라운드지게 가공하기 위하여, 도 3에 도시된 밀링 커터(50)을 사용한다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 밀링 커터(50)는 커터 날(51)이 원통형으로 형성되어 있으므로, 밀링 커터(50)가 고속으로 회전하면서 로터(10)의 외주면에 접촉하면, 커터 날(51)의 형상과 일치하게 로터(10) 외주면에 라운드진 더브테일 홈(30)이 가공되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 기술에 의하면, 상호 결합되는 로터의 더브테일 홈과 버킷의 더브테일 돌기가 축방향을 따라 라운드지게 형성되어 있으므로, 로터가 고속으로 회전하거나 로터의 축방향으로 힘이 가해지더라도 버킷이 로터로부터 분리되지 않는다.

Claims

발전 터빈의 로터와, 블레이드를 구비한 다수의 버킷과의 결합구조에 있어서,

상기 버킷의 하단에는 더브테일 돌기가 형성되고, 상기 로터의 외주면에는 상기 더브테일 돌기에 대응하는 형상으로 더브테일 홈이 형성되어, 상기 더브테일 돌기가 상기 더브테일 홈에 결합됨으로써 상기 버킷은 상기 로터의 외주면에 결합되며,

상기 더브테일 돌기 및 상기 더브테일 홈은 상기 로터의 축방향을 따라 라운드지게 형성된 것을 특징으로 하는 결합구조.