KR101549470B1 - 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 터빈 본체의 외주면에 설치되고 상기 터빈 본체와 나란하게 배치되는 바 형태의 이동축을 상기 이동축의 연장 방향으로 선형 이동시키는 액추에이터, 상기 터빈 본체의 외주면에 결합된 상태로 회전 가능하도록 환형으로 형성되고 상기 액추에이터로부터 에너지를 전달받아 회전하는 회전부, 상기 터빈 본체의 외주면에 고정되는 고정축을 구비하고 상기 고정축을 기준으로 절곡되어 양 단부가 각각 상기 액추에이터와 상기 회전부에 연결되며 상기 액추에이터에 의한 상기 이동축의 선형 운동을 상기 회전부의 회전 운동으로 변환하도록 상기 고정축을 중심으로 회전되는 크랭크, 및 상기 터빈 본체 내부의 입구 안내익 및 정익 중 어느 하나와 상기 회전부에 각각 연결되도록 상기 터빈 본체를 관통하는 연결부를 구비하고 상기 액추에이터의 작동에 의해 상기 회전부가 회전하면 상기 입구 안내익 또는 정익의 각도를 제어하도록 상기 연결부를 중심으로 회전하는 링크를 포함하는 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치를 제공한다.

Description

가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치{ACTUATOR FOR VARIABLE INLET GUIDE VANE AND VARIABLE STATOR VANE}
본 발명은 가스 터빈 엔진으로 유입되는 공기의 유량을 조절하기 위해 사용되는 입구 안내익과 정익을 구동하는 장치에 관한 것이다.
가변 입구 안내익은 가스 터빈 엔진의 기동 또는 정지시 서지(surge) 현상을 방지하고, 가스 터빈 엔진 내부의 압축비와 열효율을 극대화하기 위한 장치이다. 가변 입구 안내익은 가스 터빈 엔진의 입구에 설치되어 가스 터빈 엔진으로 유입되는 공기의 유량을 조절하고, 이에 따라 가스 터빈 엔진이 최대의 효율을 낼 수 있도록 한다.
가변 입구 안내익(VIGV)의 제어를 위해 사용되는 액추에이터에는 정전식 (Electrostatic), 전자기식 (Electromagnetic), 유압식(Hydraulic), 공압식(Pneumatic), 형상 기억 합금식 (Shape Memory Alloy), 자왜식 (Electromagnetic), 압전식 (Piezoelectric) 등 여러 가지가 적용될 수 있다. 이러한 액추에이터는 입구 안내익의 제어를 위해 선형운동 또는 회전운동으로 변환하여 구동하는 방식으로 설계되어 있다.
소형 가스 터빈 엔진의 경우 그에 적합한 소형 액추에이터를 적용하여야 하는데, 소형 액추에이터는 가스 터빈 엔진 운용에 적합한 환경 (온도, 압력 등)에서 이상없이 작동할 수 있어야 한다. 또한, 전체적인 부피가 작고 가변 매커니즘을 제어할 수 있는 높은 출력(Force)을 가져야 하며, 입구 안내익(IGV)의 제어에 필요한 만큼 큰 변위의 폭을 가져야 한다. 이러한 조건 때문에 소형 가스 터빈 엔진의 경우 가용한 액추에이터의 선택의 폭이 좁고 제한됨에 따라, 가변 매커니즘이 적용되지 못하는 사례가 있다.
이러한 사례 중의 하나로, 종래의 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치는 중대형 액추에이터를 사용하고 복잡한 링크 변환 구조를 가지고 있기 때문에 무게 및 크기가 최소화되어야 하는 항공기용으로는 사용하기 어렵다는 문제가 있었다.
기타 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 선행특허문헌을 참고한다.
1. 일본 공개특허공보 특개2005-009497호(2005.01.13.)
2. 일본 공표특허공보 특표2012-504208호(2012.02.16.)
3. 일본 특허공보 제2655144호 (1997.09.17.)
본 발명의 일 목적은 항공기용 가스 터빈 엔진에 최적화될 수 있는 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치를 제안하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 종래의 복잡한 링크 변환 구조를 간소화한 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 일 목적은 가변 입구 안내익과 가변 정익을 독립적으로 제어하여 압축비를 높이고 가스 터빈 엔진의 최대 효율을 유도할 수 있는 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치를 개시하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 일 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따르는 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치는, 터빈 본체의 외주면에 설치되고 상기 터빈 본체와 나란하게 배치되는 바 형태의 이동축을 상기 이동축의 연장 방향으로 선형 이동시키는 액추에이터, 기 터빈 본체의 외주면에 결합된 상태로 회전 가능하도록 환형으로 형성되고 상기 액추에이터로부터 에너지를 전달받아 회전하는 회전부, 기 터빈 본체의 외주면에 고정되는 고정축을 구비하고 상기 고정축을 기준으로 절곡되어 양 단부가 각각 상기 액추에이터와 상기 회전부에 연결되며 상기 액추에이터에 의한 상기 이동축의 선형 운동을 상기 회전부의 회전 운동으로 변환하도록 상기 고정축을 중심으로 회전되는 크랭크, 및 상기 터빈 본체 내부의 입구 안내익 및 정익 중 어느 하나와 상기 회전부에 각각 연결되도록 상기 터빈 본체를 관통하는 연결부를 구비하고 상기 액추에이터의 작동에 의해 상기 회전부가 회전하면 상기 입구 안내익 또는 정익의 각도를 제어하도록 상기 연결부를 중심으로 회전하는 링크를 포함한다.
본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 회전부는 서로 이격되게 배치되어 서로 독립적으로 회전하는 제1회전부 및 제2회전부를 포함할 수 있다.
상기 크랭크는, 상기 이동축의 선형 운동을 상기 제1회전부의 회전 운동으로 변환하도록 상기 이동축과 상기 제1회전부에 연결되는 제1크랭크, 및 상기 제1크랭크와 독립적으로 상기 이동축의 선형 운동을 상기 제2회전부의 회전 운동으로 변환하도록 상기 이동축과 상기 제2회전부에 연결되는 제2크랭크를 포함할 수 있다.
상기 제1크랭크와 상기 제2크랭크 상기 제1회전부와 상기 제2회전부의 변위를 서로 다르게 조절하도록 서로 다른 길이로 형성될 수 있다.
상기 액추에이터는 서로 나란하게 배치되고 서로 독립적으로 작동하는 제1액추에이터 및 제2액추에이터를 포함하고, 상기 이동축은 각각 상기 제1액추에이터 및 상기 제2액추에이터와 연결되어 서로 독립적으로 각각 상기 제1크랭크와 상기 제2크랭크에 선형 운동을 전달하는 제1이동축 및 제2이동축을 포함할 수 있다.
상기 액추에이터는 무게의 균형을 형성하도록 상기 터빈 본체의 양측에 서로 대칭적으로 배치되고, 서로 독립적으로 상기 제1회전부와 상기 제2회전부를 회전시키도록 각각 제1회전부와 제2회전부에 연결되는 제1액추에이터 및 제2액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치는 상기 크랭크와 상기 회전부를 연결하도록 형성되는 체결부를 더 포함하고, 상기 체결부는, 상기 회전부의 적어도 일 영역으로부터 돌출되어 형성되며 내부에 수용부를 구비하는 하우징, 및 상기 하우징 내에서 회전 가능하도록 어느 일부가 구형으로 형성되어 상기 수용부에 삽입되고 다른 일부가 상기 구형으로부터 연장되어 상기 크랭크에 연결되는 너클 조인트를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치는 가스 터빈 엔진에서 최대 압축비와 높은 속도를 낼 수 있는 적합한 온도가 형성되도록 가변 입구 안내익을 구동할 수 있다.
또한 본 발명은, 링크 변위 증폭과 너클 조인트를 이용한 단순화된 구동 방식을 채택하여 가변 입구 안내익의 구조가 종래에 비하여 간소화되고, 부피와 무게도 감소되어 효율적으로 가변 입구 안내익을 구동할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치 및 이를 구비하는 가스 터빈 엔진의 개념도.
도 2는 터빈 본체에 결합된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치의 개념도.
도 3은 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치에서 체결부를 확대하여 나타낸 개념도.
도 4a 및 도 4b는 각각 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치의 초기상태와 구동상태를 도시한 개념도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관련된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치의 개념도.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치의 개념도.
이하, 본 발명에 관련된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100) 및 이를 구비하는 가스 터빈 엔진의 개념도이다.
가스 터빈 엔진은 최대 압축비와 높은 속도를 출력할 수 있는 적합한 온도를 가지도록 조절하여야 최대 효율을 얻을 수 있다. 가스 터빈 엔진은 공기역학적으로 유입구(inlet)의 축 방향 속도(axial velocity)를 조절하여 압축비를 증가시킨다.
가변 입구 안내익(variable inlet guide vanes)과 가변 정익(11, variable stator vanes)은 압축비를 증가 시키도록 각각 로터 블레이드의 앞과 뒤에 배치되어 공기의 유동속도를 조절한다. 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)는 가변 입구 안내익과 가변 정익(11)을 구동하여 공기의 유동 속도를 조절하기 위한 장치로, 터빈 본체(10)에 설치된다.
이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)의 구조에 대하여 설명한다.
도 2는 터빈 본체(10)에 결합된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)의 개념도이다.
가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)는 액추에이터(110), 회전부(120), 크랭크(130), 링크(140) 및 체결부(150)를 포함한다.
액추에이터(110)는 터빈 본체(10)의 외주면에 설치된다. 액추에이터(110)는 터빈 본체(10)와 나란하게 배치되는 바 형태의 이동축(111)을 상기 이동축(111)의 연장 방향으로 선형 이동시킨다. 이동축(111)은 액추에이터(110)로부터 돌출되어 상기 액추에이터(110)에서 멀어지거나 상기 액추에이터(110)로 가까워지는 방향으로 이동한다.
회전부(120)는 터빈 본체(10)의 외주면에 결합된 상태로 회전 가능하도록 환형으로 형성된다. 액추에이터(110)에 작동에 의해 이동축(111)이 선형으로 이동하면, 회전부(120)는 이동축(111)을 통해 액추에이터(110)의 에너지를 전달받아 터빈 본체(10)의 외주면에서 회전한다.
회전부(120)는 서로 이격되게 배치되어 서로 독립적으로 회전하는 제1회전부(121)와 제2회전부(122)를 포함할 수 있다. 제1회전부(121)는 가변 입구 안내익의 회전 각도를 조절하도록 상대적으로 터빈 본체(10)의 입구 쪽에 배치되고, 제2회전부(122)는 가변 정익의 회전 각도를 조절하도록 상대적으로 터빈 본체(10)의 출구 쪽에 배치된다.
크랭크(130)는 터빈 본체(10)의 외주면에 고정되는 고정축(131)을 구비하고, 상기 고정축(131)을 기준으로 절곡되어 양 단부가 각각 상기 액추에이터(110)와 상기 회전부(120)에 연결된다. 크랭크(130)는, 도시한 바와 같이 고정축(131)에서 "ㄱ"자 형태로 절곡될 수 있다.
크랭크(130)는 액추에이터(110)에 의한 이동축(111)의 선형 운동을 회전부(120)의 회전 운동으로 변환하도록 상기 고정축(131)을 중심으로 회전한다. 크랭크(130)는 액추에이터(110)와 회전부(120)에 각각 회전 가능하게 결합된다.
크랭크(130)는 제1회전부(121)와 제2회전부(122)에 대응하여 제1크랭크(130a)와 제2크랭크(130b)를 포함할 수 있다.
제1크랭크(130a)는 이동축(111)의 선형 운동을 제1회전부(121)의 회전 운동으로 변환하도록 이동축(111)과 제1회전부(121)에 각각 연결된다. 제2크랭크(130b)는 제1크랭크(130a)와 독립적으로 이동축(111)의 선형 운동을 제2회전부(122)의 회전 운동으로 변환하도록 이동축(111)과 제2회전부(122)에 연결된다.
특히, 제1크랭크(130a)와 제2크랭크(130b)는 제1회전부(121)와 제2회전부(122)의 변위를 서로 다르게 조절하도록 서로 다른 길이로 형성될 수 있다. 도시한 바와 같이, 제1크랭크(130a)보다 제2크랭크(130b)가 상대적으로 더 길게 형성될 수 있으며, 이 경우 제2크랭크(130b)에 의해 회전하는 제2회전부(122)의 변위가 제1크랭크(130a)에 의해 회전하는 제1회전부(121)의 변위보다 더 커진다.
링크(140)는 터빈 본체(10) 내부의 입구 안내익 및 정익 중 어느 하나와 회전부(120)에 각각 연결되도록 터빈 본체(10)를 관통하는 연결부(141)를 구비한다. 링크(140)는 액추에이터(110)의 작동에 의해 회전부(120)가 회전하면 입구 안내익의 각도를 제어하도록 연결부(141)를 중심으로 회전한다. 링크(140)는 터빈 본체(10)의 외주면을 따라 복수개가 설치될 수 있으며, 어느 일부의 링크(140)들은 제1회전부(121)와 연결되고, 다른 일부의 링크(140)들은 제2회전부(122)에 각각 연결될 수 있다.
체결부(150)는 크랭크(130)와 회전부(120)를 연결하도록 형성된다. 체결부(150)는 크랭크(130) 및 회전부(120)에 대응되는 수로 형성된다. 체결부(150)는 하우징(151)과 너클 조인트(152)를 포함하며, 이에 대하여는 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)에서 체결부(150)를 확대하여 나타낸 개념도이다.
체결부(150)는 크랭크(130)와 회전부(120)를 연결하도록 형성되고, 하우징(151)과 너클 조인트(152)를 포함한다.
하우징(151)은 회전부(120)의 적어도 일 영역으로부터 돌출되어 형성되고, 내부에 수용부를 구비한다. 너클 조인트(152)는 하우징(151) 내에서 회전 가능하도록 어느 일부가 구형으로 형성되어 상기 수용부에 삽입되고, 다른 일부가 상기 구형으로부터 연장되어 상기 크랭크(130)에 연결된다.
가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100, 도 2 참조)는 액추에이터(110, 도 2 참조)에 의한 이동축(111, 도 2 참조)의 선형 운동을 회전부(120, 도 2 참조)의 회전 운동으로 변환시켜야 한다. 체결부(150)는, 하우징(151)에 삽입된 너클 조인트(152)가 수용부 내에서 비교적 자유롭게 회전 가능하므로, 선형 운동을 회전 운동으로 전환할 수 있다.
이하에서는 도 4a 와 도 4b를 참조하여 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)의 구동 매커니즘에 대하여 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 각각 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)의 초기상태와 구동상태를 도시한 개념도이다.
도 4a와 도 4b를 비교하면, 액추에이터(110)의 작동에 의해 이동축(111)은 액추에이터(110)로부터 멀어지는 방향으로 움직인다. 이동축(111)이 선형 운동하면, 상기 이동축(111)에 결합된 제1크랭크(130a)와 제2크랭크(130b)는 각각의 고정축(131)을 중심으로 회전한다. 제1크랭크(130a)와 제2크랭크(130b)는 체결부(150)와 연결되어 상기 체결부(150)를 당기고, 체결부(150)의 너클 조인트(152)는 하우징(151)의 내부에서 비교적 자유롭게 회전하면서 이동축(111)의 선형 운동을 회전부(120)로 전달하여 회전부(120)를 회전시킨다.
회전부(120)가 터빈 본체(10)의 외주면을 따라 회전하면 링크(140)도 연결부(141)를 중심으로 회전한다. 연결부(141)는 터빈 본체(10)의 외주면을 관통하여 터빈 본체(10) 내부의 가변 입구 안내익 또는 가변 정익(11, 도 1 참조)과 연결되므로, 링크(140)의 회전에 의해 가변 입구 안내익과 가변 정익(11)도 회전하고 상기 가변 입구 안내익 및 가변 정익(11)의 회전 각도가 조절된다.
이와 같은 매커니즘에 의하여 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)는 가변 입구 안내익과 가변 정익(11)을 구동시킬 수 있으며, 가변 입구 안내익과 가변 정익(11)은 공기의 속도를 조절하여 압축비를 증가시킬 수 있다.
특히, 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)는 제1회전부(121)와 제2회전부(122)를 서로 독립적으로 회전시키고, 제1회전부(121)에 연결된 링크(140)들과 제2회전부(122)에 연결된 링크(140)들도 서로 독립적으로 가변 입구 안내익 및 가변 정익(11)의 회전 각도를 조절한다. 제1회전부(121) 및 상기 제1회전부(121)와 연결된 링크(140)의 연결부(141)에는 가변 입구 안내익이 연결되고, 제2회전부(122) 및 상기 제2회전부(122)와 연결된 링크(140)의 연결부(141)에는 2단 가변 정익이 연결된다. 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)는 가변 입구 안내익과 가변 정익을 독립적으로 구동하여 압축비를 높이고, 최대 효율을 얻을 수 있다. 각각의 회전 각도는 크랭크(130)의 길이에 따라 달라질 수 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 관련된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(200)의 개념도이다.
다른 구성은 도 2에서 설명한 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(200)와 유사하나, 도 5에 도시된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(200)의 액추에이터(210)는 서로 독립적으로 작동하는 제1액추에이터(210a)와 제2액추에이터(210b)를 포함하고, 이동축(211)은 서로 독립적으로 선형 운동하는 제1이동축(211a)과 제2이동축(211b)을 포함한다.
제1액추에이터(210a)와 연결된 제1이동축(211a)은 상기 제1액추에이터(210a)의 작동에 의해 제1크랭크(230a)로 선형 운동을 전달한다.
제2액추에이터(210b)와 연결된 제2이동축(211b)은 제1이동축(211a)과 나란히 배치되고, 상기 제1이동축(211a)과 독립적으로 상기 제2크랭크(230b)로 선형 운동을 전달한다.
제1크랭크(230a)와 제2크랭크(230b)는 각각 제1이동축(211a)과 제2이동축(211b)에 의해 선형 운동을 전달받으므로, 도 2에서 설명한 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(100)의 제1크랭크(130a) 및 제2크랭크(130b)와 달리 상기 제1크랭크(230a)와 제2크랭크(230b)는 서로 동일한 길이로 형성되어도 무방하다.
특히, 제1이동축(211a)과 제2이동축(211b)을 포함하는 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(200)는 액추에이터(210)에 의해 제1회전부(221)와 제2회전부(222)를 각각 원하는 각도로 자유로운 제어가 가능하다. 이에 따라, 각각의 회전부(220)에 연결된 가변 입구 안내익과 가변 정익(11, 도 1 참조)도 각각 원하는 각도로 자유롭게 제어될 수 있다. 이러한 방식은 소형 액추에이터(210)를 이용한 방식에 적용 가능하다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 관련된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치(300)의 개념도이다.
액추에이터(310)는 무게의 균형을 형성하도록 터빈 본체(30)의 양측에 서로 대칭적으로 배치되는 제1액추에이터(310a)와 제2액추에이터(310b)를 포함한다. 제1액추에이터(310a)와 제2액추에이터(310b)는 서로 독립적으로 제1회전부(321)와 제2회전부(322)를 회전시키도록 각각 제1회전부(321)와 제2회전부(322)에 연결된다.
제1액추에이터(310a)와 제2액추에이터(310b)가 각각 제1이동축(311a)과 제2이동축(311b)에 연결되고, 제1이동축(311a)과 제2이동축(311b)은 각각 제1크랭크(330a)와 제2크랭크(330b)에 연결되며, 제1크랭크(330a)와 제2크랭크(330b)는 각각 제1회전부(321)와 제2회전부(322)에 연결된다. 가변 입구 안내익과 가변 정익(11, 도 1 참조)을 구동하는 매커니즘은 앞서 설명한 바와 같다.
이상에서 설명된 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치는 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
100 : 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치
110 : 액추에이터
111 : 이동축 120 : 회전부
130 : 크랭크 140 : 링크

Claims (7)

  1. 터빈 본체의 외주면에 설치되고, 상기 터빈 본체와 나란하게 배치되는 바 형태의 이동축을 상기 이동축의 연장 방향으로 선형 이동시키는 액추에이터;
    상기 터빈 본체의 외주면에 결합된 상태로 회전 가능하도록 환형으로 형성되고, 상기 액추에이터로부터 에너지를 전달받아 회전하는 회전부;
    상기 터빈 본체의 외주면에 고정되는 고정축을 구비하고, 상기 고정축을 기준으로 절곡되어 양 단부가 각각 상기 이동축과 상기 회전부에 연결되며, 상기 액추에이터에 의한 상기 이동축의 선형 운동을 상기 회전부의 회전 운동으로 변환하도록 상기 고정축을 중심으로 회전되는 크랭크; 및
    상기 터빈 본체 내부의 입구 안내익 및 정익 중 어느 하나와 상기 회전부에 각각 연결되도록 상기 터빈 본체를 관통하는 연결부를 구비하고, 상기 액추에이터의 작동에 의해 상기 회전부가 회전하면 상기 입구 안내익 또는 정익의 각도를 제어하도록 상기 연결부를 중심으로 회전하는 링크를 포함하고,
    상기 회전부는 서로 이격되게 배치되어 서로 독립적으로 회전하는 제1회전부 및 제2회전부를 포함하며,
    상기 크랭크는,
    상기 이동축의 선형 운동을 상기 제1회전부의 회전 운동으로 변환하도록 상기 이동축과 상기 제1회전부에 연결되는 제1크랭크; 및
    상기 제1크랭크와 독립적으로 상기 이동축의 선형 운동을 상기 제2회전부의 회전 운동으로 변환하도록 상기 이동축과 상기 제2회전부에 연결되는 제2크랭크를 포함하고,
    상기 제1크랭크와 상기 제2크랭크는 상기 제1회전부와 상기 제2회전부의 변위를 서로 다르게 조절하도록 서로 다른 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 액추에이터는 서로 나란하게 배치되고 서로 독립적으로 작동하는 제1액추에이터 및 제2액추에이터를 포함하고,
    상기 이동축은 각각 상기 제1액추에이터 및 상기 제2액추에이터와 연결되어 서로 독립적으로 각각 상기 제1크랭크와 상기 제2크랭크에 선형 운동을 전달하는 제1이동축 및 제2이동축을 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치.
  6. 터빈 본체의 외주면에 설치되고, 상기 터빈 본체와 나란하게 배치되는 바 형태의 이동축을 상기 이동축의 연장 방향으로 선형 이동시키는 액추에이터;
    상기 터빈 본체의 외주면에 결합된 상태로 회전 가능하도록 환형으로 형성되고, 상기 액추에이터로부터 에너지를 전달받아 회전하는 회전부;
    상기 터빈 본체의 외주면에 고정되는 고정축을 구비하고, 상기 고정축을 기준으로 절곡되어 양 단부가 각각 상기 이동축과 상기 회전부에 연결되며, 상기 액추에이터에 의한 상기 이동축의 선형 운동을 상기 회전부의 회전 운동으로 변환하도록 상기 고정축을 중심으로 회전되는 크랭크; 및
    상기 터빈 본체 내부의 입구 안내익 및 정익 중 어느 하나와 상기 회전부에 각각 연결되도록 상기 터빈 본체를 관통하는 연결부를 구비하고, 상기 액추에이터의 작동에 의해 상기 회전부가 회전하면 상기 입구 안내익 또는 정익의 각도를 제어하도록 상기 연결부를 중심으로 회전하는 링크를 포함하고,
    상기 회전부는 서로 이격되게 배치되어 서로 독립적으로 회전하는 제1회전부 및 제2회전부를 포함하며,
    상기 액추에이터는 무게의 균형을 형성하도록 상기 터빈 본체의 양측에 서로 대칭적으로 배치되고, 서로 독립적으로 상기 제1회전부와 상기 제2회전부를 회전시키도록 각각 제1회전부와 제2회전부에 연결되는 제1액추에이터 및 제2액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치.
  7. 터빈 본체의 외주면에 설치되고, 상기 터빈 본체와 나란하게 배치되는 바 형태의 이동축을 상기 이동축의 연장 방향으로 선형 이동시키는 액추에이터;
    상기 터빈 본체의 외주면에 결합된 상태로 회전 가능하도록 환형으로 형성되고, 상기 액추에이터로부터 에너지를 전달받아 회전하는 회전부;
    상기 터빈 본체의 외주면에 고정되는 고정축을 구비하고, 상기 고정축을 기준으로 절곡되어 양 단부가 각각 상기 이동축과 상기 회전부에 연결되며, 상기 액추에이터에 의한 상기 이동축의 선형 운동을 상기 회전부의 회전 운동으로 변환하도록 상기 고정축을 중심으로 회전되는 크랭크;
    상기 터빈 본체 내부의 입구 안내익 및 정익 중 어느 하나와 상기 회전부에 각각 연결되도록 상기 터빈 본체를 관통하는 연결부를 구비하고, 상기 액추에이터의 작동에 의해 상기 회전부가 회전하면 상기 입구 안내익 또는 정익의 각도를 제어하도록 상기 연결부를 중심으로 회전하는 링크; 및
    상기 크랭크와 상기 회전부를 연결하도록 형성되는 체결부를 포함하고,
    상기 체결부는,
    상기 회전부의 적어도 일 영역으로부터 돌출되어 형성되며, 내부에 수용부를 구비하는 하우징; 및
    상기 하우징 내에서 회전 가능하도록 어느 일부가 구형으로 형성되어 상기 수용부에 삽입되고, 다른 일부가 상기 구형으로부터 연장되어 상기 크랭크에 연결되는 너클 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 가변 입구 안내익과 가변 정익의 구동장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190048772A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 두산중공업 주식회사 압축기 베인 각도변경 구조를 포함하는 압축기, 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102062530B1 (ko) * 2017-12-18 2020-01-06 두산중공업 주식회사 베인으로 향하는 유로 개선 구조의 트랜지션피스를 포함하는 가스 터빈 엔진의 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2655144B2 (ja) * 1986-02-24 1997-09-17 ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン ユニゾンリング用のアクチユエータ
JP2005009497A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Snecma Moteurs ターボジェットに固定される２つのブレードステージ用の可変ピッチ装置
JP2012504208A (ja) * 2008-09-30 2012-02-16 スネクマ タービンエンジン用可変ジオメトリ装置、特にベルクランクを制御するシステム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2655144B2 (ja) * 1986-02-24 1997-09-17 ユナイテツド・テクノロジ−ズ・コ−ポレイシヨン ユニゾンリング用のアクチユエータ
JP2005009497A (ja) * 2003-06-20 2005-01-13 Snecma Moteurs ターボジェットに固定される２つのブレードステージ用の可変ピッチ装置
JP2012504208A (ja) * 2008-09-30 2012-02-16 スネクマ タービンエンジン用可変ジオメトリ装置、特にベルクランクを制御するシステム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190048772A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 두산중공업 주식회사 압축기 베인 각도변경 구조를 포함하는 압축기, 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR101986722B1 (ko) * 2017-10-31 2019-06-07 두산중공업 주식회사 압축기 베인 각도변경 구조를 포함하는 압축기, 및 이를 포함하는 가스 터빈
KR102062530B1 (ko) * 2017-12-18 2020-01-06 두산중공업 주식회사 베인으로 향하는 유로 개선 구조의 트랜지션피스를 포함하는 가스 터빈 엔진의 연소기, 및 이를 포함하는 가스 터빈

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