KR101867057B1 - Turbine bucket having rhombic cover - Google Patents

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이지문
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Abstract

개시되는 발명은 터빈의 로터 축에 구비된 터빈 로터 휠의 외주면을 이루는 휠 림의 원주를 따라 결합되는 터빈 버킷에 관한 것으로서, 상기 터빈 버킷의 선단부인 버킷 커버는 상기 휠 림의 원주방향에 대해 기울어진 한 쌍의 마주보는 경사면을 가진 롬빅 커버이고, 상기 한 쌍의 경사면 중 어느 하나의 경사면에는 그 일부 면이 튀어나온 부분 돌출면이 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a turbine bucket coupled along a circumference of a wheel rim constituting an outer circumferential surface of a turbine rotor wheel provided on a rotor shaft of a turbine, wherein a bucket cover which is a tip portion of the turbine bucket is inclined with respect to a circumferential direction of the wheel rim A pair of opposed sloping faces, and a sloped face of one of the pair of sloping faces is formed with a partially protruding face protruding from a part of the sloped face.

Description

롬빅 커버를 구비한 터빈 버킷{Turbine bucket having rhombic cover}Turbine bucket having rhombic cover < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 롬빅 커버를 구비한 터빈 버킷에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 복수 개의 버킷 선단에 구비되는 롬빅 커버의 경사면 사이가 의도적으로 일부분만 접촉되도록 함으로써 터빈의 정격회전수에서의 진동 거동이 설계된 대로 예측 가능하게 일어날 수 있도록 한 롬빅 커버를 구비한 터빈 버킷에 관한 것이다.The present invention relates to a turbine bucket having a lobe cover, and more particularly, to a turbine bucket having a lobe cover, in which the inclined surfaces of a lobe cover provided at the ends of a plurality of buckets are intentionally contacted only partially, To a turbine bucket having a Lombic cover that can be predictably achieved.

가스 터빈이나 증기 터빈은 고압의 기체(연소가스나 증기)를 터빈에 분사하면서 팽창시켜 터빈을 회전시키는 동력기관으로서, 터빈을 고속으로 회전시킬 수 있어 발전기나 프로펠러 등을 회전시키는데 널리 사용되고 있다.A gas turbine or steam turbine is a power engine that rotates a turbine by expanding a high pressure gas (combustion gas or steam) to the turbine, and is capable of rotating the turbine at high speed, and is widely used for rotating generators and propellers.

도 1은 이러한 터빈 기관(가스 터빈, 증기 터빈)에 구비되는 종래 터빈(10)의 일부분을 도시하고 있다. 도시된 터빈(10)의 구조를 간략히 설명하면, 로터 축(1)에 일체로 형성된 터빈 로터 휠(2)과, 터빈 로터 휠(2)의 외주면을 이루는 휠 림(3), 그리고 휠 림(3)의 원주를 따라 나란히 결합되는 복수 개의 버킷(4)으로 구성된다. 대개의 경우, 휠 림(3)의 외면과 버킷(4)의 중심 측 단부는 도브테일 조인트(5) 방식으로 결합된다. 1 shows a portion of a conventional turbine 10 provided in such a turbine engine (gas turbine, steam turbine). A turbine rotor wheel 2 integrally formed on the rotor shaft 1; a wheel rim 3 forming an outer circumferential surface of the turbine rotor wheel 2; 3, and a plurality of buckets 4 which are coupled side by side along the circumference of the bucket. In most cases, the outer surface of the wheel rim 3 and the central side end of the bucket 4 are joined in the manner of the dovetail joint 5.

특히, 도 1에 도시된 버킷(4)은 그 선단부, 즉 버킷 커버(6)가 마름모꼴 형상을 가진 롬빅 커버(rhombic cover) 형식인 실시형태를 보여주고 있다. 롬빅 커버 타입의 버킷 커버(6)는 인접한 버킷 커버(6) 사이의 밀착이 프리로드(pre-load)를 이용하여 이루어진다. 특허문헌 1의 터빈 버킷이 이러한 롬빅 커버를 적용한 기술의 일례인데, 터빈 로터 휠에 버킷을 하나씩 도브테일 조인트에 끼워 조립하면 인접하는 롬빅 커버의 서로 맞닿는 경사면에 약간씩 오버랩이 존재하기 때문에 롬빅 커버가 제자리를 찾으면서 조금씩 비틀리게 된다. 따라서, 인접하는 롬빅 커버의 서로 맞닿은 경사면 사이에는 탄성 복원하려는 힘(프리로드)이 작용함에 따라 버킷 커버 사이의 밀착이 유지된다. 이 때문에 버킷 커버가 평행한 경사면이 형성된 마름모꼴로 만들어지게 되어 롬빅 커버라 불리는 것이다.Particularly, the bucket 4 shown in Fig. 1 shows an embodiment in which the tip portion, that is, the bucket cover 6 is a rhombic cover type having a rhombic shape. The bucket cover 6 of the Lombic cover type is made in close contact with the adjacent bucket cover 6 by using a pre-load. The turbine bucket disclosed in Patent Document 1 is an example of a technique to which such a lobebike cover is applied. When the turbine rotor wheel is assembled by inserting buckets one by one into a dovetail joint, there is a slight overlap between the adjacent lobe bobbins, I find it a little bit wrinkled. Hence, the close contact between the bucket covers is maintained as a force (preload) for elastic restoration acts between the inclined surfaces of the adjacent lobe covers. Because of this, the bucket cover is made of a rhomboid with a parallel sloping surface, which is called a lombic cover.

한편, 이러한 터빈 기관(가스 터빈, 증기 터빈)의 회전요소인 터빈은 터빈 기관이 예정하는 정격 회전수에서 운전될 때 공진 주파수를 피하도록 설계되어야 한다. 이런 터빈의 설계는 인접하는 롬빅 커버의 경사면 전체가 실제 물건에 있어서도 당연히 계획된데로 잘 밀착되어 있을 것이라는 예측에 기반한 것이지만, 현실에 있어서는 가공 상의 오차(편평도 등)와 공차 누적, 조립 상의 편차 등에 의해 롬빅 커버의 경사면 중 일부만 접촉하는 경우가 많이 생긴다.On the other hand, turbines, which are rotating elements of such turbine engines (gas turbines, steam turbines), should be designed to avoid resonance frequencies when the turbine engine is operated at the predetermined rated speed. The design of such a turbine is based on the prediction that the entire slope of the adjacent Lombic cover will be in close contact with the actual object as planned. However, in reality, due to machining errors (flatness, etc.) There are many cases where only a part of the inclined surfaces of the cover are in contact with each other.

따라서, 실제 터빈 운전에 있어서는 설계 당시의 예상과 다른 주파수 특성을 나타내는 경우가 빈번하게 발생할 수 있고, 이 오차가 클 경우에는 예상치 못한 불안정한 운전상태가 발생하는 등 피해가 발생할 우려가 있다. Therefore, in an actual turbine operation, frequency characteristics that are different from those expected at the time of design may frequently occur, and when this error is large, unexpected unstable operating conditions may occur and damage may occur.

미국등록특허 제5,509,784호 (1996.04.23 등록)U.S. Patent No. 5,509,784 (registered on April 23, 1996)

본 발명은 위와 같이 종래기술에 따른 터빈 버킷의 롬빅 커버가 본래 설계된 바대로 경사면 전체가 접촉하지 못하고 경사면의 일부분이 무작위적으로 접촉하는 현상이 발생함에 따라 터빈의 주파수 특성(공진 특성)에 예측할 수 없는 불확실성이 존재하는 문제를 해결하기 위한 것이다.As described above, according to the present invention, since the lobe cover of the turbine bucket according to the related art is designed as originally designed, the entire inclined surface can not be contacted and a part of the inclined surface comes into contact at random, This is to solve the problem that there is no uncertainty.

본 발명은 터빈의 로터 축에 구비된 터빈 로터 휠의 외주면을 이루는 휠 림의 원주를 따라 결합되는 터빈 버킷에 관한 것으로서, 상기 터빈 버킷의 선단부인 버킷 커버는 상기 휠 림의 원주방향에 대해 기울어진 한 쌍의 마주보는 경사면을 가진 롬빅 커버이고, 상기 한 쌍의 경사면 중 어느 하나의 경사면에는 그 일부 면이 튀어나온 부분 돌출면이 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a turbine bucket coupled along the circumference of a wheel rim constituting the outer circumferential surface of a turbine rotor wheel provided on a rotor shaft of a turbine, wherein a bucket cover, which is a tip portion of the turbine bucket, is inclined with respect to the circumferential direction of the wheel rim A pair of opposed sloping surfaces and a sloped surface of one of the pair of sloping surfaces is formed with a partially protruding surface protruding from the sloping surface.

여기서, 상기 부분 돌출면은 상기 경사면의 반경 방향 외측 모서리의 전체 길이의 15∼30%에 해당하는 폭을 가질 수 있다.Here, the partially projecting surface may have a width corresponding to 15 to 30% of the entire length of the radially outer edge of the inclined surface.

그리고, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 부분 돌출면의 폭이 일정하게 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the width of the partially projecting surface can be made constant.

그리고, 상기 경사면에 대해 상기 부분 돌출면이 연결되는 면은 완만한 경사를 이룰 수 있다.The surface to which the partially projecting surface is connected to the inclined surface may be gently inclined.

여기서, 상기 부분 돌출면은 인접하는 다른 터빈 버킷의 마주보는 경사면에 대해 밀착되면서 상기 부분 돌출면의 높이만큼의 간극이 형성된다.Here, the partial projecting surface is in close contact with a facing inclined surface of another adjacent turbine bucket, and a gap corresponding to the height of the partially projecting surface is formed.

본 발명의 일 실시형태에 있어, 상기 부분 돌출면의 높이는 1∼2㎜ 범위에 있을 수 있다.In one embodiment of the present invention, the height of the partially projecting surface may be in the range of 1 to 2 mm.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 터빈 버킷은 롬빅 커버의 어느 하나의 경사면에 부분 돌출면을 형성하고, 이를 통해 의도적으로 인접한 롬빅 커버가 설계된 위치에서 확실하게 부분적으로 접촉하도록 함으로써 터빈 운전시 진동 특성의 불확실성을 제거할 수 있게 된다.The turbine bucket according to the present invention having the above-described configuration has a partially protruding surface formed on a sloped surface of the Lombic cover so that the Lombic cover intentionally adjoins the Lombic cover intimately and partially at the designed position, It is possible to eliminate the uncertainty of

따라서, 본 발명의 터빈 버킷은 인접한 롬빅 커버 사이의 접촉 면적을 제한함으로써 공차 유지가 쉬워져 제품의 품질 편차가 줄어들고, 롬빅 커버가 접촉하는 면적의 변동이 줄어들어 실제에 있어서의 터빈 진동 특성을 높은 정확도로 예측하는 것이 가능해진다.Therefore, the turbine bucket according to the present invention restricts the contact area between adjacent lobe covers so that the tolerance can be easily maintained, the quality deviation of the product is reduced, the fluctuation of the contact area of the lobe cover is reduced, As shown in Fig.

또한, 본 발명의 터빈 버킷은 부분 돌출면이 접촉하는 면적과 위치를 조정함으로써 터빈 버킷의 다른 부분에 대한 설계를 변경하지 않고도 터빈의 진동 특성을 튜닝할 수 있게 된다.In addition, the turbine bucket of the present invention is able to tune the vibration characteristics of the turbine without changing the design for other parts of the turbine bucket by adjusting the area and location of contact of the partially projecting surface.

도 1은 종래기술에 따른 롬빅 커버를 구비한 버킷이 터빈 로터 휠에 조립된 상태를 도시한 도면.
도 2 내지 도 4는 롬빅 커버의 경사면 접촉 상태에 따른 터빈의 공진 특성을 전산해석한 결과를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 터빈 버킷을 도시한 사시도.
도 6은 도 5의 터빈 버킷에 대한 정면도.
도 7은 도 5의 터빈 버킷을 롬빅 커버 쪽에서 바라본 평면도.
도 8은 도 5의 터빈 버킷이 서로 밀착되었을 때의 상태를 롬빅 커버 쪽에서 바라본 평면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a state in which a bucket having a Lombic cover according to the prior art is assembled to a turbine rotor wheel. FIG.
FIGS. 2 to 4 are diagrams showing results of computer analysis of the resonance characteristics of the turbine according to the slope contact state of the lobe cover. FIG.
5 is a perspective view of a turbine bucket according to the present invention.
Figure 6 is a front view of the turbine bucket of Figure 5;
Fig. 7 is a plan view of the turbine bucket of Fig. 5 as seen from the side of the lomic cover; Fig.
Fig. 8 is a plan view of the state when the turbine buckets of Fig. 5 are in close contact with each other from the side of the Lombic cover; Fig.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.In describing the embodiments of the present invention, a description of well-known structures that can be easily understood by those skilled in the art will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In addition, when referring to the drawings, it should be considered that the thicknesses of the lines and the sizes of the constituent elements shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

그리고, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재되면서 간접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고도 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; coupled "or" connected "indirectly while intervening in the context of the present invention.

도 2 내지 도 4는 인접하는 롬빅 커버의 경사면의 접촉 양상이 달라짐에 따라 터빈의 진동 특성이 어떻게 달라지는가를 전산해석한 결과를 도시한 것이다.FIGS. 2 to 4 illustrate results of computational analysis of how the vibration characteristics of the turbine vary as the contact aspect of the slope of the adjacent Lombic cover varies.

도 2는 인접하는 두 개 롬빅 커버의 경사면이 서로 완전히 접촉한 상태(주황색 부분이 접촉된 면)일 때의 진동 특성에 대한 해석 결과를 도시한 것이다. 아래쪽의 그래프가 결과를 도시한 것인데, X 축은 터빈의 회전수(RPM)이고 Y 축은 진동수(㎐)의 물리량을 나타낸다. 터빈의 정격 회전수인 3,600 RPM(= 60㎐ 주파수)를 기준으로 하여(그래프에서 수직선으로 표시) 60㎐의 정수배(n배)에 해당하는 가진력을 15단계(n=1,2,…15)로 가하였을 때의 1차 모드(1차 공진)를 적색선으로 표시하였다. 도 2에 도시된 것과 같이, 인접하는 롬빅 커버의 경사면이 서로 완전히 접촉하고 있을 때에는 설계에서 의도하였던 바대로 1차 모드가 터빈의 정격 회전수인 3,600 RPM을 초과한 영역에서 일어나기 때문에 비정상적으로 터빈이 고속회전하지 않는 이상 공진이 발생하지 않아 안정적이다.Fig. 2 shows the results of the analysis of the vibration characteristics when the inclined surfaces of the two adjoining ruby covers are completely in contact with each other (the surface in contact with the orange portion). The graph at the bottom shows the result, where the X axis represents the number of revolutions of the turbine (RPM) and the Y axis represents the physical quantity of the frequency (Hz). (N = 1, 2, ... 15), which corresponds to an integral multiple (n times) of 60 Hz (indicated by the vertical line in the graph) based on the rated rotational speed of the turbine of 3,600 rpm The first mode (primary resonance) is indicated by a red line. As shown in FIG. 2, when the slopes of the adjacent Lombic cover are in complete contact with each other, the primary mode occurs in an area exceeding 3,600 RPM, which is the rated speed of the turbine, as intended in the design, Resonance does not occur unless it rotates at a high speed and is stable.

그러나, 도 3 과 도 4에 도시된 것과 같이 인접하는 롬빅 커버의 경사면이 일부분에서만 접촉하는 경우에는 도 2의 이상적인 상태(설계된 대로의 상태)에서 1차 모드가 벗어난다. 도 3의 경우에는 1차 모드가 터빈의 정격 회전수 3,600 RPM에 훨씬 근접하였고, 심지어 도 4에서는 정격 회전수 3,600 RPM 이하로 떨어진다. 이는 터빈의 공진 특성이 예상한 것보다 훨씬 악화 되었음을 시사한다.However, as shown in Figs. 3 and 4, when the slope of the adjacent lobe cover contacts only a part, the first mode is deviated from the ideal state (as designed) of Fig. In the case of FIG. 3, the primary mode is much closer to the turbine's rated speed of 3,600 RPM, and even in FIG. 4 it drops below the rated speed of 3,600 RPM. This suggests that the resonance characteristics of the turbine are much worse than expected.

더욱이 실제 제작된 터빈에서는 도 2 내지 도 4에 예시된 접촉 상태는 물론 이와는 다른 다양한 접촉 상태가 존재할 수 있고, 또한 이러한 다양한 접촉 상태가 예상할 수 없는 양태로 혼재되어 있을 것이다. 이는 실제 터빈의 주파수 특성에 상당한 불확실성이 존재할 뿐만 아니라 예측 자체가 어렵다는 것을 의미하고, 따라서 실제로 만들어진 터빈이 운전 중에 어떤 공진 문제를 야기할지 모른다는 심각한 문제를 초래할 수 있다.Moreover, in a actually manufactured turbine, there may be various contact states as well as the contact states illustrated in Figs. 2 to 4, and these various contact states may also be mixed together in unpredictable manner. This means that not only is there significant uncertainty in the frequency characteristics of the actual turbine, but it also means that the prediction itself is difficult, and thus can lead to a serious problem that the actual turbine may cause some resonance problems during operation.

본 발명의 터빈 버킷은 이러한 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 도 5는 본 발명에 따른 터빈 버킷(100)을 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 터빈 버킷(100)에 대한 정면도이며, 도 7은 도 5의 터빈 버킷(100)을 롬빅 커버(120) 쪽에서 바라본 평면도이다. 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Figure 5 is a perspective view of a turbine bucket 100 according to the present invention, Figure 6 is a front view of the turbine bucket 100 of Figure 5, And FIG. 7 is a plan view of the turbine bucket 100 of FIG. 5 viewed from the side of the Lombic cover 120. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig.

본 발명의 터빈 버킷(100)은 도 1에 도시된 종래의 터빈에 구비되는 터빈 로터 휠의 외주면에 도브테일 조인트(140) 방식으로 결합되는 구조는 동일하고, 터빈 버킷(100)의 선단부에 구빅되는 롬빅 커버(120)의 구성에 특징이 있는 것이다. 따라서, 도 5 내지 도 7은 본 발명의 터빈 버킷(100)의 구성을 중심으로 도시되어 있고, 터빈 로터 휠의 구성은 생략되어 있음을 유의하여야 한다.The turbine bucket 100 of the present invention has the same structure as that of the dovetail joint 140 in that it is coupled to the outer circumferential surface of the turbine rotor wheel of the conventional turbine shown in FIG. 1, And is characterized by the configuration of the lomic cover 120. [ Therefore, it should be noted that Figs. 5 to 7 are shown mainly on the configuration of the turbine bucket 100 of the present invention, and the configuration of the turbine rotor wheel is omitted.

전술한 바와 같이, 본 발명은 터빈의 로터 축에 구비된 터빈 로터 휠의 외주면을 이루는 휠 림의 원주를 따라 결합되는 터빈 버킷(100)에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 터빈 버킷(100)은 그 선단부에 구비되는 버킷 커버가 휠 림의 원주방향을 가로지르는 모서리가 기울어진 경사면(122)을 이루는 롬빅 커버(120)인 것이다. 롬빅 커버(120)는 그 용어의 의미 그대로 전체적인 평면상의 형태가 마름모꼴을 이루고 있는 것이며, 이러한 롬빅 커버(120)의 형태는 도 7에 잘 나타나 있다. 롬빅 커버(120)의 경사면(122)은 평행을 이루는 두 개가 서로 마주보고 있으며, 경사면(122)의 각도는 대체로 40∼60°각도의 범위에 있다. As described above, the present invention relates to a turbine bucket 100 coupled along the circumference of a wheel rim constituting the outer circumferential surface of a turbine rotor wheel provided on the rotor axis of the turbine. In particular, the turbine bucket 100 of the present invention is a lomobic cover 120 in which a bucket cover provided at a tip portion thereof forms an inclined sloped surface 122 which crosses the circumferential direction of the wheel rim. The shape of the lomic cover 120 is as shown in FIG. 7, and the shape of the lomic cover 120 is a rhombic shape. The two inclined surfaces 122 of the lobbies cover 120 face each other and the angle of the inclined surface 122 is generally in the range of 40 to 60 degrees.

여기서, 본 발명의 터빈 버킷(100)에 구비된 롬빅 커버(120)는 마주보는 한 쌍의 경사면(122) 중 어느 하나의 경사면(122)에 부분 돌출면(130)이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 부분 돌출면(130)이란 전체적으로 평면을 이루는 경사면(122) 중의 일부 면이 외측으로 튀어나온 면을 말한다. 즉, 도 5 및 도 7에 도시된 것처럼, 종래 롬빅 커버의 경사면이 매끈하게 형성된 것과 다르게 본 발명은 경사면(122)의 일부분이 바깥으로 튀어나와 별도의 돌출면을 형성하고 있다. 참고로, 설명되지 않은 도면부호 110은 터빈 버킷(100)에 구비되는 터빈 날개인 블레이드(110)을 지칭하는 것이다.The Lombic cover 120 provided in the turbine bucket 100 of the present invention is characterized in that a partial projecting surface 130 is formed on one of the inclined surfaces 122 of the pair of inclined surfaces 122 facing each other do. The partially protruding surface 130 refers to a surface where some of the inclined surfaces 122, which are generally planar, protrude outward. In other words, as shown in FIGS. 5 and 7, unlike the case in which the slope of the conventional Lombic cover is smoothly formed, part of the slope 122 protrudes outward to form a separate protruding surface. For reference, reference numeral 110 denotes a blade 110, which is a turbine blade provided in a turbine bucket 100.

이러한 부분 돌출면(130)을 구비한 본 발명의 터빈 버킷(100)을 터빈 로터 휠에 도브테일 조인트(140)를 통해 결합하면, 인접한 터빈 버킷(100)의 롬빅 커버(120)는 도 8과 같이 어느 한쪽 롬빅 커버(120)의 평탄한 경사면(122)(부분 돌출면이 형성되지 않은 경사면)과 다른 한쪽 롬빅 커버(120)의 부분 돌출면(130)이 접촉하고 그 외의 경사면(122)은 서로 떨어져 부분 돌출면(130) 높이만큼의 좁은 간극이 형성된다.When the turbine bucket 100 of the present invention having such a partly protruding surface 130 is coupled to the turbine rotor wheel via the dovetail joint 140, the Lombic cover 120 of the adjacent turbine bucket 100 is formed as shown in FIG. 8 A flat inclined surface 122 (an inclined surface on which the partial projecting surface is not formed) of one of the lobe cover 120 and a partial projecting surface 130 of the other lobe cover 120 are in contact with each other and the other inclined surfaces 122 are apart from each other A narrow gap of the height of the partially projecting surface 130 is formed.

부분 돌출면(130)은 인접한 롬빅 커버(120) 사이의 접촉 면적을 제한함으로써 공차 유지를 쉽게 하기 위해 형성되는 것이다. 즉, 종래의 롬빅 커버는 경사면 전체가 밀착되는 것으로 설계(도 2 참조)되어 있지만, 실제로 터빈 버킷을 조립하면 경사면 중의 일부만 접촉하는 경우(도 3, 도 4 참조)가 빈번히 발생하게 된다. 이는 롬빅 커버(120)의 경사면 전체에 대해 정확한 편평도로 가공하는 것이 쉽지 않고, 또한 조립시 누적되는 공차에 의해 예상치 못하게 경사면 전체가 밀착되지 않는 경우가 생기기 때문이다.The partially projecting surface 130 is formed to facilitate tolerance maintenance by limiting the contact area between adjacent lobe cover 120. [ In other words, although the conventional Lombic cover is designed to closely contact the entire inclined surface (see FIG. 2), when the turbine bucket is actually assembled, only a part of the inclined surface is contacted (see FIGS. 3 and 4). This is because it is not easy to process the entire inclined surface of the lobe cover 120 with an accurate flatness, and the inclined surface may not be unexpectedly brought into close contact due to the tolerance accumulated during assembly.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위하여 의도적으로 부분 돌출면(130)만이 다른 롬빅 커버(120)의 평탄한 경사면(122)에 밀착되는 것으로 그 접촉 면적을 제한함으로써 실제 있어서 롬빅 커버(120)가 접촉하는 면적의 변동을 감소시키고 있다. 즉, 접촉 면적을 전체 경사면(122) 면적의 일부분으로 줄임으로써 가공 및 공차 관리에서의 불확실성을 감소시키는 것이다. 이는 실제 완성된 터빈의 진동 특성을 예측 가능한 범위 이내로 관리할 수 있음을 의미한다.In order to solve this problem, in order to solve this problem, only the partially projecting surface 130 is intimately contacted with the flat inclined surface 122 of the other Lombic cover 120, The variation of the area is reduced. That is, reducing the contact area to a fraction of the total slope 122 area reduces uncertainty in machining and tolerance management. This means that the vibration characteristics of the actually completed turbine can be managed within a predictable range.

더 나아가 이러한 본 발명의 기술적 특징은 부분 돌출면(130)이 접촉하는 면적과 위치를 조정함으로써 터빈 버킷(100)의 다른 부분에 대한 설계를 변경하지 않고도 터빈의 진동 특성을 튜닝할 수 있음을 시사한다. 즉, 도 3 및 도 4에 예시된 것과 같이, 부분적인 접촉이 이루어지고 그 위치가 달라짐에 따라 터빈의 진동 특성이 변화함을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 터빈 버킷(100)은 부분적인 접촉 면적과 위치를 부분 돌출면(130)의 형성을 통해 의도적으로 조절할 수 있으므로, 이러한 부분 돌출면(130)의 설계에 의해서 터빈의 진동 특성을 튜닝할 수 있게 되는 것이다.Further, this technical feature of the present invention suggests that by adjusting the area and position of contact of the partially projecting surface 130, the vibration characteristics of the turbine can be tuned without changing the design of the other parts of the turbine bucket 100 do. That is, as illustrated in FIGS. 3 and 4, it can be seen that the vibration characteristics of the turbine vary as the partial contact is made and the position thereof is changed. Accordingly, the turbine bucket 100 of the present invention can intentionally adjust the partial contact area and position through the formation of the partially projecting surface 130, Tuning.

이와 같이, 본 발명의 터빈 버킷(100)의 롬빅 커버(120)에 구비되는 부분 돌출면(130)의 개수는 가공 정밀도와 공차 관리 등의 측면을 고려할 때 하나 정도가 구비되는 것이 바람직하다 할 수 있다. 이는 두 개 이상의 부분 돌출면(130)을 마련하면 이들 각각의 부분 돌출면(130) 사이의 공차를 관리해야만 의도했던 부분 접촉의 특성이 발휘되기 때문에 부분 돌출면(130)이 한 개가 구비되는 것이 제작 편의상 가장 쉽기 때문이다. 그렇다고 해도 종래기술에서의 롬빅 커버와 같이 전체 경사면에 대해 정밀하게 가공하고 공차를 관리하는 것에 비해 몇몇 개의 부분 돌출면(130)의 가공을 관리하는 것이 상대적으로 유리하다는 것은 자명하게 이해될 수 있으며, 이러한 점에서 본 발명에 있어 부분 돌출면(130)의 개수가 반드시 하나로 한정되어야 하는 것으로 제한 해석되어서는 안 된다.As described above, it is preferable that the number of the partial projecting surfaces 130 provided in the LOMOBIC cover 120 of the turbine bucket 100 according to the present invention is about one in consideration of the processing accuracy and tolerance management. have. This is because, when two or more partial projecting faces 130 are provided, the partial projecting faces 130 are provided because the intended partial contact characteristics are exerted to manage the tolerance between the respective partial projecting faces 130 This is because it is easiest for manufacturing convenience. However, it will be appreciated that it is relatively advantageous to manage the machining of some of the partial protruding surfaces 130 as compared to the precise machining and tolerance management of the entire inclined surface, such as the Lombic cover in the prior art, In this respect, the number of the partially projecting surfaces 130 in the present invention should not be limited to be limited to one.

부분 돌출면(130)이 경사면(122) 전체 길이 중에서 차지하는 길이(폭)은 최소한의 접촉 면적을 확보하면서 가공 및 공차 관리가 가능한 범위 안에 있도록 하는 것이 바람직하다. 이러한 측면에서 부분 돌출면(130)의 폭은 경사면(122)의 반경 방향 외측 모서리(롬빅 커버의 외면 모서리)의 전체 길이 대비 15∼30% 범위에 있을 수 있다.It is desirable that the length (width) occupied by the partial projecting surface 130 among the entire length of the inclined surface 122 is within a range in which processing and tolerance management can be performed while ensuring a minimum contact area. In this respect, the width of the partially projecting surface 130 may be in the range of 15 to 30% of the overall length of the radially outer edge of the ramp 122 (outer edge of the loby cover).

그리고, 도 5 및 도 6에 도시된 것과 같이, 부분 돌출면(130)의 폭은 터빈 버킷(100)의 반경방향을 따라 변하지 않게 일정한 길이로 형성될 수 있다.5 and 6, the width of the partial projecting surface 130 may be formed to be constant without changing along the radial direction of the turbine bucket 100.

그리고, 경사면(122)에 대해 부분 돌출면(130)이 연결되는 양측의 면은 완만한 경사를 이룰 수 있다. 여기서 완만한 경사란 부분 돌출면(130)과 그 양측의 연결면 사이의 내각이 90°를 초과하는 각도라는 것을 의미하며, 이는 터빈 버킷(100)의 도브테일 조인트(140)를 터빈 로터 휠의 대응 도브테일 조인트에 끼워넣을 때 부분 돌출면(130)의 양측 면이 다른 롬빅 커버(120)의 경사면(122)을 긁어서 손상을 입히는 것을 방지하기 위함이다.Then, both sides of the inclined surface 122 to which the partially projecting surface 130 is connected can be gently inclined. Here, the gentle inclination means that the internal angle between the part protruding surface 130 and the connecting surface on both sides thereof is an angle exceeding 90 degrees, which means that the dovetail joint 140 of the turbine bucket 100 is made to correspond to the correspondence of the turbine rotor wheel In order to prevent the side surfaces of the partially protruding surface 130 from being scratched by scratching the inclined surface 122 of the other LOMBIC cover 120 when the dome is fitted into the dovetail joint.

그리고, 부분 돌출면(130)의 높이는 가공과 공차 관리가 가능한 수준에서 롬빅 커버(120) 사이에 간극이 항상 형성될 수 있는 길이, 다시 말하면 부분 돌출면(130)만이 접촉할 수 있게 하는 최소 수준으로 만들어지는 것이 바람직하다. 이러한 설계 조건을 고려한 본 실시형태에서의 부분 돌출면(130)의 높이는 1∼2㎜ 범위에 있다.The height of the partially protruding surface 130 is set to a length at which a gap can always be formed between the Lombic cover 120 at a level where machining and tolerance management is possible, that is, a minimum level . The height of the partial projecting surface 130 in this embodiment in consideration of such design conditions is in the range of 1 to 2 mm.

이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 실시형태가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재내용과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible. Accordingly, the scope of the present invention will be determined by the description of the claims and their equivalents.

100: 터빈 버킷 110: 블레이드
120: 롬빅 커버 122: 경사면
130: 부분 돌출면 140: 도브테일 조인트100: turbine bucket 110: blade
120: Lombic cover 122:
130: partial protruding surface 140: dovetail joint

Claims (11)

터빈의 로터 축에 구비된 터빈 로터 휠의 외주면을 이루는 휠 림의 원주를 따라 결합되는 터빈 버킷에 있어서,
상기 터빈 버킷의 선단부인 버킷 커버는 상기 휠 림의 원주방향에 대해 기울어진 한 쌍의 마주보는 경사면을 가진 롬빅 커버이고, 상기 한 쌍의 경사면 중 어느 하나의 경사면에는 그 일부 면이 튀어나온 부분 돌출면이 형성되어 있고, 상기 부분 돌출면은 인접하는 다른 롬빅 커버의 마주보는 평탄한 경사면에 대해 밀착되어 상기 부분 돌출면이 형성되지 않은 경사면 사이에 상기 부분 돌출면의 높이에 대응하는 간극을 형성하는 것을 특징으로 하는 터빈 버킷.A turbine bucket coupled along a circumference of a wheel rim constituting an outer circumferential surface of a turbine rotor wheel provided on a rotor axis of the turbine,
The bucket cover being a tip end portion of the turbine bucket is a Lombic cover having a pair of opposed inclined surfaces inclined with respect to a circumferential direction of the wheel rim, and a part of the protruding part protruding from one of the inclined surfaces of the pair of inclined surfaces Wherein the partially projecting surface is in close contact with a facing flat inclined surface of another adjacent Lombic cover to form a gap corresponding to the height of the partially projecting surface between the inclined surfaces on which the partially projecting surface is not formed Features a turbine bucket. 제1항에 있어서,
상기 부분 돌출면은 상기 경사면의 반경 방향 외측 모서리의 전체 길이의 15∼30%에 해당하는 폭을 가진 것을 특징으로 하는 터빈 버킷.The method according to claim 1,
Wherein the partially projecting surface has a width corresponding to 15 to 30% of the entire length of the radially outer edge of the inclined surface. 제2항에 있어서,
상기 부분 돌출면의 폭은 상기 터빈 버킷의 반경방향을 따라 일정한 것을 특징으로 하는 터빈 버킷.3. The method of claim 2,
And the width of the partially projecting surface is constant along the radial direction of the turbine bucket. 제1항에 있어서,
상기 경사면에 대해 상기 부분 돌출면이 연결되는 면은 완만한 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 터빈 버킷.The method according to claim 1,
And a surface to which the partially projecting surface is connected to the inclined surface forms a gentle slope. 삭제delete 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부분 돌출면의 높이는 1∼2㎜ 범위에 있는 것을 특징으로 하는 터빈 버킷.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
And the height of the partially projecting surface is in the range of 1 to 2 mm. 선단부인 버킷 커버가 휠 림의 원주방향에 대해 기울어진 한 쌍의 마주보는 경사면을 가진 롬빅 커버이고, 상기 한 쌍의 경사면 중 어느 하나의 경사면에는 그 일부 면이 튀어나온 부분 돌출면이 형성되어 있고, 상기 부분 돌출면은 인접하는 다른 롬빅 커버의 마주보는 평탄한 경사면에 대해 밀착되어 상기 부분 돌출면이 형성되지 않은 경사면 사이에 상기 부분 돌출면의 높이에 대응하는 간극을 형성하는 터빈 버킷;
복수 개의 상기 터빈 버킷이 원주를 따라 나란히 결합되는 상기 휠 림을 구비하는 로터 휠;
을 포함하는 터빈의 로터 축.Wherein the bucket cover which is a tip portion is a Lombic cover having a pair of opposed inclined surfaces inclined with respect to the circumferential direction of the wheel rim, wherein a sloped surface of one of the pair of inclined surfaces is formed with a partially protruding part protruding surface Wherein the partially projecting surface is in close contact with a facing flat inclined surface of another adjacent Lombic cover to form a gap between the inclined surfaces on which the partially projecting surface is not formed, the gap corresponding to the height of the partially projecting surface;
A rotor wheel having the wheel rim in which a plurality of the turbine buckets are coupled side by side along a circumference;
The rotor axis of the turbine comprising: 제7항에 있어서,
상기 부분 돌출면은 상기 경사면의 반경 방향 외측 모서리의 전체 길이의 15∼30%에 해당하는 폭을 가진 것을 특징으로 하는 터빈의 로터 축.8. The method of claim 7,
Wherein the partially projecting surface has a width corresponding to 15 to 30% of the total length of the radially outer edge of the inclined surface. 제8항에 있어서,
상기 부분 돌출면의 폭은 상기 터빈 버킷의 반경방향을 따라 일정한 것을 특징으로 하는 터빈의 로터 축.9. The method of claim 8,
Wherein the width of the partially projecting surface is constant along the radial direction of the turbine bucket. 제7항에 있어서,
상기 경사면에 대해 상기 부분 돌출면이 연결되는 면은 완만한 경사를 이루는 것을 특징으로 하는 터빈의 로터 축.8. The method of claim 7,
And the surface to which the partially projecting surface is connected to the inclined surface forms a gentle slope. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 부분 돌출면의 높이는 1∼2㎜ 범위에 있는 것을 특징으로 하는 터빈의 로터 축.11. The method according to any one of claims 7 to 10,
And the height of the partially projecting surface is in the range of 1 to 2 mm.
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