KR100530759B1

KR100530759B1 - 항공기용 가스터어빈 엔진

Info

Publication number: KR100530759B1
Application number: KR10-1999-0005377A
Authority: KR
Inventors: 조생현
Original assignee: 삼성테크윈 주식회사
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2005-11-23
Also published as: KR20000056239A

Abstract

본 발명은 회전축에 소정간격 이격되게 설치되어 공기를 압축하는 압축부와, 상기 압축부에 의하여 압축된 고압측의 공기를 저압측에 위치한 디스크의 블레이드 기부로 유도배출하는 공기유도수단을 포함하는 항공기용 가스터어빈엔진에 관한 것으로서, 하우징부와 저압측의 디스크상에 공기유도수단을 형성함으로써 블레이드 기부에 충격을 가하는 물체의 흐름을 바꾸게 된다. 따라서, 가스터어빈엔진의 구조적 안정성을 높일 수 있다.

Description

항공기용 가스터어빈엔진{Gas turbine engine for the aircraft}

본 발명은 항공기용 가스터어빈엔진에 관한 것으로서, 더 상세하게는 압축부에 의하여 다단 압축되는 공기압을 이용하여 저압측의 디스크에 장착된 블레이드를 보호할 수 있도록 공기를 유도할 수 있는 수단이 설치된 항공기용 가스터어빈엔진에 관한 것이다.

통상적으로 가스터어빈엔진은 항공기엔진이나 산업용엔진 등으로 사용되며, 압축부에 의해 압축된 공기에 연료를 혼합한 후 연소킴으로써 추진력 또는 동력을 얻는다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적인 항공기용 가스터어빈엔진(10)은 공기를 다단 압축하는 압축부(11)와, 상기 압축부(11)로부터 공급되는 고압의 공기에 연료를 분사하여 점화시킴으로써 고온고압의 가스를 발생시키는 연소기(12)와, 상기 연소기(12)에서 발생된 가스를 이용하여 회전력을 얻는 터어빈(13)을 포함한다.

상기 가스터어빈엔진(10)은 흡입구(14)로부터 유입된 공기가 고속으로 회전하는 압축부(11)의 블레이드(11a)에 의하여 연속적으로 다단 압축되고, 이 압축된 공기는 연소기(12)의 노즐부로부터 분사되는 연료가 연소되면서 고온고압의 가스 상태가 된다. 이 가스는 터어빈(13)을 고속으로 회전시키고, 이 터어빈(13)을 통과한 가스는 배기구(15)를 통하여 분출하게 된다.

그런데, 종래의 항공기용 가스터어빈엔진(10)은 흡입구(14) 내부로 공기가 흡입될 때 블레이드(11a)의 고속회전으로 인하여 대기중에 부유하는 물체, 예컨대 먼지, 얼음조각, 조류등이 상기 흡입구(14)를 통하여 유입될 수가 있다.

이러한 부유물질은 상기 블레이드(11a)의 기부(root)와 충돌하여 블레이드(11a)에 균열이나 크랙을 유발하게 되고, 공기압이 이 부분에 집중하게 됨으로써 블레이드(11a)의 파손이 우려된다. 상기 블레이드(11a)가 파손되면, 공기를 다단 압축할 수 있는 압축부(11)의 기능을 상실하여 결과적으로 터어빈엔진(10) 자체의 파괴를 초래할 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 압축부에 의하여 다단압축된 공기를 저압측에 위치한 디스크의 블레이드로 유도할 수 있는 공기유도수단이 구비된 항공기용 가스터어빈엔진을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 항공기용 가스터어빈엔진은,

하우징부; 상기 하우징부에 설치되는 회전축; 외주면에 복수개의 블레이드가 고정된 디스크가 소정간격 이격되게 상기 회전축에 설치되어 공기를 다단압축하는 압축부; 및 상기 압축부에 의하여 압축된 고압측의 공기를 저압측에 위치한 디스크의 블레이드기부로 유도배출하는 공기유도수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공기유도수단은 상기 고압측의 디스크가 설치된 하우징부상에 근접한 위치에 형성된 제1통공과, 상기 저압측의 디스크상에 형성된 홈부와, 상기 저압측의 디스크가 설치된 하우징부상에 근접한 위치에 형성된 제2통공으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 항공기용 가스터어빈엔진의 일 실시예를 설명하기로 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 항공기용 가스터어빈엔진(20)은 흡입구(24)로부터 유입되는 공기를 압축하는 압축부(21)가 마련된다. 상기 압축부(21)에는 회전축에 결합되어 회전가능한 복수개의 디스크(21b)가 설치된다. 상기 디스크(21b)의 외주면에는 원주 방향으로 소정 간격 이격되게 다수개의 블레이드(21a)가 장착되며, 이것은 상기 흡입구(24)로부터 유입된 공기를 다단압축가능하도록 고속 회전한다. 그리고, 상기 디스크(21b)의 사이에는 공기의 흐름을 분산시키도록 하우징부(26)에 고정날개부(21c)가 설치된다.

상기 압축기(21)의 후미부에는 고압의 공기에 연료를 분사하여 점화시켜 고온고압의 가스를 발생시키는 연소기(22)가 설치된다. 터어빈(23)은 상기 연소기(22)로부터 발생된 가스를 이용하여 회전력을 얻도록 결합된다. 상기 터어빈(23)을 통과한 가스는 흡입구(24)의 반대쪽에 형성된 배기구(25)를 통하여 고속으로 분출가능하다.

여기에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터어빈엔진은 블레이드와 하우징부의 소정부위에 공기유도수단이 형성된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 홈부(36)가 형성된 디스크(30)를 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 디스크(30)가 하우징부(41)에 장착된 상태를 도시한 것이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 디스크(30)에는 원둘레를 따라 소정 높이를 가지는 턱부(31)가 형성된다. 상기 턱부(31)에는 소정간격 이격되게 다수개의 홈부(31a)가 원주 방향으로 형성된다. 상기 홈부(31a)는 여러 가지 형상이 가능하나, 더브테일(dove tail)이 결합가능한 더브테일홈(dovetail groove)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 홈부(31a)에는 블레이드(32)가 끼워진다. 상기 블레이드(32)는 턱부(31)의 상면에 그 아랫면이 접촉하여 지지되는 본체부(33)와, 상기 본체부(33)의 아랫면에 상기 홈부(31a)에 완전 끼움가능하도록 더브테일형태로 된 삽입부(35)가 상응하는 크기로 형성된다. 상기 날개부(34)와 삽입부(35)는 본체부(33)의 상하면에 일체형으로 제조된다.

본 발명에 따르면, 공기유도수단이 디스크(30)와 하우징부(41)의 소정부위에 형성된다. 즉, 다단식으로 적층된 디스크중에서 공기를 저압상태로 압축하는 디스크(30), 예컨대 흡입구(24)에 근접하게 설치된 디스크(30)에는 고압상태로 압축된 공기중 일부를 유도되는 홈부(36)가 형성된다. 이것은 상기 디스크(30)상에 소정 직경을 가지고, 블레이드(32)의 아랫방향쪽에 형성된다.

또한, 디스크 중에서 공기를 고압상태로 압축하는 디스크(37)와 인접한 하우징부(41)에는 제1통공(43)이 형성되어 있다. 그리고, 상기 홈부(36)를 통하여 배출되는 공기가 저압측의 디스크(30) 쪽으로 빠져나갈 수 있도록, 상기 디스크(30)에 인접한 하우징부(41)에는 제2통공(44)이 형성되어 있다.

보다 상세하게는, 도 4에 도시된 바와 같이 흡입구로부터 유입되는 공기는 고속 회전하는 블레이드(32)에 의하여 가스터어빈엔진의 내부측으로 다단압축되면서 진행하게 된다. 압축된 공기는 가스터어빈엔진부의 하우징부(41)에 고정되어 공기의 흐름을 분산시키는 고정날개부(42)를 통과하게 되고, 다단적층식으로 설치된 블레이드에 의하여 연속적으로 압축되어 연소기 측으로 흐르게 된다.

여기에서, 고압으로 압축된 공기중 일부는 상기 고압측 디스크(37)와 근접한 하우징부(41)에 형성된 제1통공(43)을 통하여 상기 하우징부(41) 내부의 공간부(45)에 유동하게 된다. 이어서, 이 공기는 흡입구에 근접한 저압측 디스크(30)상에 형성된 홈부(36)을 통하여 흐르게 되고, 상기 하우징부(41)의 제2통공(44)을 통하여 외부로 배출하게 된다.

이때, 상기 가스터어빈엔진의 공간부(43)에 흐르는 공기압을 P₁이라고 하고, 흡입구를 통하여 유입되는 공기압을 P₂라고 한다면 P₁은 P₂보다 훨씬 높은 편이다. 이에 따라, 상기 흡입구로 유입되는 공기에 혼합된 물체로 인한 상기 블레이드(32)의 기부에 가해지는 충격을 윗 방향으로 분산시킬 수 있도록 제2통공(44)으로부터 가스터어빈엔진 내부의 고압공기중 일부가 유도되어 배출하게 된다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 항공기용 가스터어빈엔진은 하우징부와 디스크상에 공기유도수단을 형성함으로써 블레이드의 기부에 충격을 가하는 물체의 흐름을 바꾸게 된다. 따라서, 가스터어빈엔진의 구조적 안정성을 높일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 통상적인 가스터어빈엔진에 대한 개략적인 단면도이고,

도 2는 통상적인 가스터어빈엔진에 대한 일부 절제사시도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기유도수단이 형성된 디스크를 도시한 부분 사시도이고,

도 4는 도 3에 도시된 공기유도수단에 의한 공기의 흐름을 도시한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10,20. 가스 터어빈 엔진 11,21. 압축부

11a,21a. 블레이드 12,22. 연소기

13,23. 터어빈 14,24. 흡입구

15,25. 배기구 21b,30. 디스크

21c,42. 고정 날개부 26,41. 하우징부

31. 턱부 31a. 홈부

32. 블레이드 33. 본체부

34. 날개부 35. 삽입부

36. 홈부 41. 하우징부

43. 제1통공 44. 제2통공

Claims

하우징부;

상기 하우징부에 설치되는 회전축;

외주면에 복수개의 블레이드가 고정된 디스크가 소정간격 이격되게 상기 회전축에 설치되어 공기를 다단압축하는 압축부; 및

상기 압축부에 의하여 압축된 고압측의 공기를 저압측에 위치한 디스크의 블레이드기부로 유도배출하는 공기유도수단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공기용 가스터어빈엔진.
제1항에 있어서,

상기 공기유도수단은 상기 고압측의 디스크가 설치된 하우징부상에 근접한 위치에 형성된 제1통공과, 상기 저압측의 디스크상에 형성된 홈부와, 상기 저압측의 디스크가 설치된 하우징부상에 근접한 위치에 형성된 제2통공으로 이루어진 것을 특징으로 한는 항공기용 가스터어빈엔진.