KR101901683B1 - 직선형 냉각홀을 포함하는 가스터빈 링세그먼트 및 이를 포함하는 가스터빈 - Google Patents

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Abstract

직선형 냉각홀을 포함하는 가스터빈 링세그먼트 및 이를 포함하는 가스터빈이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 가스터빈 링세그먼트는, 일측면에 메인 캐버티(main cavity) 방향으로 임핀지먼트 타겟면(impingement target surface)이 형성되고 타측면에 핫 사이드면(hot side surface)이 형성된 임핀지먼트 타겟벽(impingement target wall)을 포함하고, 축방향 중앙부에 메인 캐버티(main cavity)가 형성된 가스터빈 링세그먼트에 있어서, 외부와 내부를 연통시키는 냉각홀이 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 형성되고, 상기 냉각홀은 축방향 중앙부에 형성된 메인 캐버티와 연통된 직선구조인 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 종래 필요하였던 다수의 냉각홀 구조를 생략할 수 있고, 이에 따라서 가공고정 중 필요한 세라믹 코어(ceramic core)가 불필요하며, 결과적으로 가공 시간 및 가공 비용을 현저히 줄일 수 있는 가스터빈 링세그먼트를 제공할 수 있다.

Description

직선형 냉각홀을 포함하는 가스터빈 링세그먼트 및 이를 포함하는 가스터빈{Gas Turbine Ring Segment Having Straight Type Cooling Hole, And Gas Turbine Having The Same}
본 발명은 직선형 냉각홀을 포함하는 가스터빈 링세그먼트 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 축방향 중앙부에 형성된 메인 캐버티와 연통된 직선구조의 냉각홀을 포함하는 가스터빈 링세그먼트 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것이다.
일반적으로 가스 터빈은, 도 1에 도시된 바와 같이, 축선을 중심으로 회전하는 로터와, 이 로터를 회전 가능하게 덮는 케이싱과, 축선을 중심으로 환형을 이루며 케이싱의 내주측에 설치되어 있는 고정 날개 고리를 구비하고 있다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 터빈에 설치되는 축류 압축기(1)는 조립성의 관점 등에서 케이싱이 상케이싱(25u)과 하케이싱(25d)으로 분할 가능하다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 고정 날개 고리(11)도 원주 방향으로 여러 개의 링 세그먼트로 분할 가능하다.
도 4에는 종래 기술에 따른 가스터빈 링세그먼트(Gas turbine Ring Segment, 10)가 도시되어 있다. 종래 기술에 따른 가스터빈 링세그먼트(10)의 경우, 형성 위치 및 연장 각도가 서로 상이한 다수의 냉각홀(11, 12, 13)을 구비하고 있다.
이러한 냉각홀(11, 12, 13)을 통해 냉매가 유동하여 냉각을 수행하게 된다. 이때, 냉각홀(11, 12, 13)을 통해 유동하는 냉매의 유량을 조절하여 냉각효율을 제어할 수 있다.
그러나, 종래 기술에 따른 가스터빈 링세그먼트(10)의 냉각홀(11, 12, 13)은, 서로 상이한 구조로 형성되어 있다.
메인 케버티(17, main cavity) 방향으로 연통되는 제 1 냉각홀(11)과 외부로 연통되는 제 3 냉각홀(13)은 중간부위에 형성된 제 2 냉각홀(12)에 의해 서로 연통되는 구조이다.
이러한 구조의 냉각홀(11, 12, 13)를 가공하기 위해서는 세라믹 코어(ceramic core)가 추가되어야 하며, 각기 서로 다른 가공작업이 필요하다.
또한, 이러한 구조의 냉각홀(11, 12, 13)는 고온, 고압 환경에 놓이게 되므로 매우 정밀하게 가공되어야 한다.
따라서, 종래 기술에 따른 가스터빈 링세그먼트(10)의 경우, 냉각홀(11, 12, 13)을 가공함에 있어 많은 시간과 높은 가공 비용이 소요된다는 문제점을 가지고 있다.
구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 일측에 임핀지먼트 타겟면(15, impingement target surface)이 형성되고, 타측에 핫 사이드면(16, hot side surface)이 형성된 임핀지먼트 타겟벽(14, impingement target wall)은 비교적 두껍게 형성되어 있어, 냉각 효과가 저하된다는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 구조를 포함하는 가스터빈 링세그먼트에 대한 기술이 필요한 실정이다.
미국공개특허 2014-0286751 (2014년 09월 25일 공개)
본 발명의 목적은, 가스터빈 링세그먼트에 형성된 냉각홀을 더욱 손쉽게 가공할 수 있고, 가공에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 구조를 포함하는 가스터빈 링세그먼트 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 가스터빈 링세그먼트는, 일측면에 메인 캐버티(main cavity) 방향으로 임핀지먼트 타겟면(impingement target surface)이 형성되고 타측면에 핫 사이드면(hot side surface)이 형성된 임핀지먼트 타겟벽(impingement target wall)을 포함하고, 축방향 중앙부에 메인 캐버티(main cavity)가 형성된 가스터빈 링세그먼트에 있어서, 외부와 내부를 연통시키는 냉각홀이 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 형성되고, 상기 냉각홀은 축방향 중앙부에 형성된 메인 캐버티와 연통된 직선구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 임핀지먼트 타겟벽의 두께(t)는, 가스터빈 링세그먼트 본체부의 두께(T) 대비 30 내지 50 %의 두께일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 냉각홀의 중심축과 핫 사이드면의 이격 거리(h1)는, 임핀지먼트 타겟벽의 두께(t) 내지 가스터빈 링세그먼트 본체부의 두께(T) 범위 내에 있을 수 있다.
또한, 상기 냉각홀의 중심축과 핫 사이드면의 이격 거리(h1)는, 가스터빈 링세그먼트 본체부의 두께(T) 대비 60 내지 80 %의 길이일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가스터빈 링세그먼트는, 상기 메인 캐버티의 내측면과 설치되고, 축방향으로 임핀지먼트 타겟면을 지지하는 구조의 보강부;를 더 포함하는 구성일 수 있다.
이 경우, 상기 보강부의 형성 높이(h2)는, 가스터빈 링세그먼트 본체부의 두께(T) 대비 100 내지 200 %의 길이일 수 있다.
또한, 상기 보강부는 메인 캐버티의 내측면에 원주방향으로 일정 간격 이격되어 둘 이상 설치될 수 있다.
또한, 상기 보강부와 메인 캐버티 내측면이 서로 맞닿는 인접부에는 소정 길이의 반경을 가지는 라운딩 구조가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 냉각홀은 내경이 서로 다른 냉각홀이 연통된 구조일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 가스터빈 링세그먼트를 포함하는 가스터빈을 제공할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트에 따르면, 축방향 중앙부에 형성된 메인 캐버티와 연통된 직선구조의 냉각홀을 구비함으로써, 종래 필요하였던 다수의 냉각홀 구조를 생략할 수 있고, 이에 따라서 가공고정 중 필요한 세라믹 코어(ceramic core)가 불필요하며, 결과적으로 가공 시간 및 가공 비용을 현저히 줄일 수 있는 가스터빈 링세그먼트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트에 따르면, 임핀지먼트 타겟벽의 두께를 특정 범위로 한정하고, 냉각홀의 중심축의 위치를 특정 범위로 한정함으로써, 직선구조의 냉각홀의 냉각효율을 유지할 수 있는 안정적인 위치에 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트에 따르면, 메인 캐버티의 내측면과 설치되고, 축방향으로 임핀지먼트 타겟면을 지지하는 구조의 보강부를 구비함으로써, 직선구조의 냉각홀의 위치를 특정 위치에 배치하기 위해 두께를 감소시켰던 임핀지먼트 타겟벽의 구조적 안정적을 보강할 수 있어, 더욱 안정적인 구조의 가스터빈 링세그먼트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트에 따르면, 메인 캐버티의 내측면과 설치되고, 축방향으로 임핀지먼트 타겟면을 지지하는 구조의 보강부의 형성 높이를 특정 범위로 한정함으로써, 직선구조의 냉각홀의 위치를 특정 위치에 배치하기 위해 두께를 감소시켰던 임핀지먼트 타겟벽의 구조적 안정적을 보장할 수 있어, 더욱 안정적인 구조의 가스터빈 링세그먼트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트에 따르면, 보강부와 메인 캐버티 내측면이 서로 맞닿는 인접부에는 소정 길이의 반경을 가지는 라운딩 구조를 형성시킴으로써, 직선구조의 냉각홀의 위치를 특정 위치에 배치하기 위해 두께를 감소시켰던 임핀지먼트 타겟벽의 구조적 안정적을 보강할 수 있어, 더욱 안정적인 구조의 가스터빈 링세그먼트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트에 따르면, 내경이 서로 다른 냉각홀이 연통된 구조의 냉각홀을 구비함으로써, 냉각홀 내부로 유동하는 냉매의 유량을 제어할 수 있고, 이와 동시에 열전달 효율을 극대화 시킬 수 있는 구조를 포함하는 가스터빈 링세그먼트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈에 따르면, 특정 구조의 가스터빈 링세그먼트를 구비함으로써, 가공 시간 및 가공 비용을 현저히 줄일 수 있는 구조의 가스터빈을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 가스터빈을 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 가스터빈의 압축기 부분의 횡단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 링세그먼트를 나타내는 부분 확대도이다.
도 4는 종래 기술에 따른 가스터빈 링세그먼트를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 링세그먼트를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5의 A부분 확대도이다.
도 7은 또 다른 실시예에 따른 링세그먼트의 A부분 확대도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 링세그먼트를 나타내는 사시도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 링세그먼트를 나타내는 단면도가 도시되어 있고, 도 6에는 도 4의 A부분 확대도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 가스터빈 링세그먼트(100)는, 일측면에 메인 캐버티(104, main cavity) 방향으로 임핀지먼트 타겟면(102, impingement target surface)이 형성되고 타측면에 핫 사이드면(103, hot side surface)이 형성된 임핀지먼트 타겟벽(101, impingement target wall)을 포함하는 구성으로서, 축방향 중앙부에 메인 캐버티(104, main cavity)가 형성된 가스터빈 링세그먼트(100)이다.
본 실시예에 따른 가스터빈 링세그먼트(100)는, 외부와 내부를 연통시키는 냉각홀(110)이 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 형성된 구조로서, 냉각홀(110)은 축방향 중앙부에 형성된 메인 캐버티(104)와 연통된 직선구조이다.
따라서, 본 실시예에 따른 가스터빈 링세그먼트(100)에 따르면, 특정 구조의 냉각홀을 구비함으로써, 종래 필요하였던 다수의 냉각홀 구조를 생략할 수 있고, 이에 따라서 가공고정 중 필요한 세라믹 코어(ceramic core)가 불필요하며, 결과적으로 가공 시간 및 가공 비용을 현저히 줄일 수 있는 가스터빈 링세그먼트를 제공할 수 있다.
이하에서는, 도면을 참조하여, 본 실시예에 따른 가스터빈 링세그먼트(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 가스터빈 링세그먼트(100)는, 종래 기술에 따른 임핀지먼트 타겟벽 대비 더 얇은 두께로 형성된 바, 이러한 구조를 이용하여 직선구조의 냉각홀(110)를 형성할 수 있다.
구체적으로, 임핀지먼트 타겟벽(101)의 두께(t)는, 직선구조의 냉각홀(110)이 외부와 내부 메인 캐버티(104)를 연통시킬 수 있도록하는 두께라면 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 30 내지 50 %의 두께일 수 있다.
임핀지먼트 타겟벽(101)의 두께(t)를 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 30 % 미만의 길이로 설정할 경우, 임핀지먼트 타겟벽(101)의 두께가 과도하게 얇아져 구조적 안정성을 보장할 수 없어 바람직하지 않다.
반면, 임핀지먼트 타겟벽(101)의 두께(t)를 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 50 % 초과의 길이로 설정할 경우, 냉각홀(110)이 배치될 공간이 현저히 줄어들게 되어 이 또한 바람직하지 않다.
이때, 냉각홀(110)의 중심축(a)과 핫 사이드면(103)의 이격 거리(h1)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 임핀지먼트 타겟벽의 두께(t) 내지 가스터빈 링세그먼트 본체부의 두께(T) 범위 내에 있도록 설정됨이 바람직하다.
더욱 구체적으로, 냉각홀(110)의 중심축(a)과 핫 사이드면(103)의 이격 거리(h1)는, 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 60 내지 80 %의 길이임이 바람직하다.
냉각홀(110)의 중심축(a)과 핫 사이드면(103)의 이격 거리(h1)를, 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 60 % 미만의 길이로 설정할 경우, 냉각홀(110)과 임핀지먼트 타겟면(15)의 이격된 거리가 현저히 줄어들게 되며, 결과적으로 냉각효율이 현저히 저하되어 바람직하지 않다.
반면, 냉각홀(110)의 중심축(a)과 핫 사이드면(103)의 이격 거리(h1)를, 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 80 % 초과의 길이로 설정할 경우, 냉각홀(110)의 위치가 과도하게 상방으로 치우져 배치되며, 결과적으로 이 또한 냉각효율이 현저히 저하되어 바람직하지 않다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 가스터빈 링세그먼트(100)는, 직선구조의 냉각홀(110)를 형성할 수 있도록 임핀지먼트 타겟벽(101)의 두께를 종래 기술에 따른 임핀지먼트 타겟벽의 두께 대비 더 얇은 두께로 형성된 바, 구조적 안정성을 보강하기 위해 도 6에 도시된 바와 같이, 보강부(130)를 추가로 더 설치할 수 있다.
구체적으로, 보강부(130)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 메인 캐버티(104)의 내측면과 설치되고, 축방향으로 임핀지먼트 타겟면(102)을 지지하는 구조일 수 있다.
이때, 보강부(130)의 형성 높이(h2)는, 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 100 내지 200 %의 길이로 설정됨이 바람직하다.
경우에 따라서, 보강부(130)의 형성 높이(h2)는 설계자의 의도에 따라 적절히 변경 가능함을 물론이다.
구체적으로, 보강부(130)의 형성 높이(h2)를 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 100 % 미만의 길이로 설정할 경우, 구조적 안정성을 보강하기에는 미흡하여 바람직하지 않다.
반면, 보강부(130)의 형성 높이(h2)를 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 200 % 초과의 길이로 설정할 경우, 구조적 안정성을 충분히 보강할 수는 있으나, 다른 부품과의 간섭을 발생할 수 있어 바람직하지 않다.
경우에 따라서, 구조적 안정성을 더욱 보강하기 위해, 보강부(130)와 메인 캐버티(104) 내측면이 서로 맞닿는 인접부에는 소정 길이의 반경을 가지는 라운딩 구조(131)가 형성시킬 수 있다.
경우에 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 보강부(130)를 메인 캐버티(104)의 내측면에 원주방향으로 일정 간격 이격되어 둘 이상 설치할 수 있다.
이 경우, 구조적 안정성을 더욱 확보할 수 있다.
도 7에는 또 다른 실시예에 따른 링세그먼트의 A부분 확대도가 도시되어 있다.
본 실시예에 따른 가스터빈 링세그먼트(100)의 냉각홀(110)은, 내경이 서로 다른 냉각홀(111, 112)이 연통된 구조일 수 있다.
이 경우, 내경이 작은 냉각홀(111)을 이용하여 냉매 유량을 제어할 수 있고, 내경이 큰 냉각홀(112)을 이용하여 열전달 효율을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 내경이 큰 냉각홀(112) 내부는 내경이 작은 냉각홀(111) 대비 냉매와 접촉할 수 있는 표면적이 넓은 바, 결과적으로 냉각 효율을 향상시킬 수 있다. 이때, 내경이 큰 냉각홀(112)의 내측면에 요철구조를 추가로 형성하여 냉각효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트(100)에 따르면, 축방향 중앙부에 형성된 메인 캐버티(104)와 연통된 직선구조의 냉각홀(110)을 구비함으로써, 종래 필요하였던 다수의 냉각홀 구조(도 4의 11, 12, 13)를 생략할 수 있고, 이에 따라서 가공고정 중 필요한 세라믹 코어(ceramic core)가 불필요하며, 결과적으로 가공 시간 및 가공 비용을 현저히 줄일 수 있는 가스터빈 링세그먼트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트(100)에 따르면, 임핀지먼트 타겟벽(101)의 두께를 특정 범위로 한정하고, 냉각홀(110)의 중심축(a)의 위치를 특정 범위로 한정함으로써, 직선구조의 냉각홀(110)의 냉각효율을 유지할 수 있는 안정적인 위치에 형성시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트(100)에 따르면, 메인 캐버티(104)의 내측면과 설치되고, 축방향으로 임핀지먼트 타겟면(102)을 지지하는 구조의 보강부(130)를 구비함으로써, 직선구조의 냉각홀(110)의 위치를 특정 위치에 배치하기 위해 두께를 감소시켰던 임핀지먼트 타겟벽(101)의 구조적 안정적을 보강할 수 있어, 더욱 안정적인 구조의 가스터빈 링세그먼트(100)를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트(100)에 따르면, 메인 캐버티(104)의 내측면과 설치되고, 축방향으로 임핀지먼트 타겟면(102)을 지지하는 구조의 보강부(130)의 형성 높이를 특정 범위로 한정함으로써, 직선구조의 냉각홀(110)의 위치를 특정 위치에 배치하기 위해 두께를 감소시켰던 임핀지먼트 타겟벽(101)의 구조적 안정적을 보강할 수 있어, 더욱 안정적인 구조의 가스터빈 링세그먼트(100)를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트(100)에 따르면, 보강부(130)와 메인 캐버티(104) 내측면이 서로 맞닿는 인접부에는 소정 길이의 반경을 가지는 라운딩 구조(131)를 형성시킴으로써, 직선구조의 냉각홀(110)의 위치를 특정 위치에 배치하기 위해 두께를 감소시켰던 임핀지먼트 타겟벽(101)의 구조적 안정적을 보장할 수 있어, 더욱 안정적인 구조의 가스터빈 링세그먼트(100)를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈 링세그먼트(100)에 따르면, 내경이 서로 다른 냉각홀(111, 112)이 연통된 구조의 냉각홀(110)을 구비함으로써, 냉각홀(110) 내부로 유동하는 냉매의 유량을 제어할 수 있고, 이와 동시에 열전달 효율을 극대화 시킬 수 있는 구조를 포함하는 가스터빈 링세그먼트를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 가스터빈에 따르면, 특정 구조의 가스터빈 링세그먼트(100)를 구비함으로써, 가공 시간 및 가공 비용을 현저히 줄일 수 있는 구조의 가스터빈을 제공할 수 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
도 4의 10: 종래 기술에 따른 가스터빈 링세그먼트
도 4의 11: 제 1 냉각홀
도 4의 12: 제 2 냉각홀
도 4의 13: 제 3 냉각홀
도 4의 14: 임핀지먼트 타겟벽(impingement target wall)
도 4의 15: 임핀지먼트 타겟면(impingement target surface)
도 4의 16: 핫 사이드면(hot side surface)
도 4의 17: 메인 케버티(main cavity)
100: 가스터빈 링세그먼트
101: 임핀지먼트 타겟벽(impingement target wall)
102 임핀지먼트 타겟면(impingement target surface)
103: 핫 사이드면(hot side surface)
104: 메인 케버티(main cavity)
110: 냉각홀
111: 냉각홀
112: 냉각홀
120: 본체부
130: 보강부
131: 라운딩 구조
A: 냉각홀의 중심축
h1: 냉각홀의 중심축과 핫 사이드면의 이격 거리
h2: 보강부의 형성 높이
T: 본체부의 두께
T: 임핀지먼트 타겟벽의 두께

Claims (20)

  1. 축선을 중심으로 회전하는 로터와, 이 로터를 회전 가능하게 덮는 케이싱과, 축선을 중심으로 환형을 이루며 케이싱의 내주측에 설치되는 고정 날개 고리를 구비하는 가스터빈에 원주 방향으로 다수 개로 분할 가능하도록 장착되는 가스터빈 링세그먼트(100)로서,
    상기 가스터빈 링세그먼트는, 일측면에 메인 캐버티(104, main cavity) 방향으로 임핀지먼트 타겟면(102, impingement target surface)이 형성되고 타측면에 핫 사이드면(103, hot side surface)이 형성된 임핀지먼트 타겟벽(101, impingement target wall)을 포함하고, 축방향 중앙부에 메인 캐버티(104, main cavity)가 형성되고,
    외부와 내부를 연통시키는 냉각홀(110)이 외주면을 따라 일정 간격 이격되어 형성되고,
    상기 냉각홀(110)은 내경이 서로 다른 냉각홀(111, 112)이 단차구조를 형성하며 연통된 구조로서, 축방향 중앙부에 형성된 메인 캐버티(104)와 연통된 직선구조이며,
    상기 메인 캐버티(104)의 내측면에 설치되고, 축방향으로 임핀지먼트 타겟면(102)을 지지하는 구조의 보강부(130)를 포함하고,
    상기 냉각홀(110)을 구성하는 서로 다른 냉각홀(111, 112) 중 내경이 더 큰 냉각홀의 내측면에 요철구조가 형성되어 있고,
    상기 임핀지먼트 타겟벽(101)의 두께(t)는, 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 30 내지 50 %의 두께이고,
    상기 냉각홀(110)의 중심축(a)과 핫 사이드면(103)의 이격 거리(h1)는, 임핀지먼트 타겟벽의 두께(t) 내지 가스터빈 링세그먼트 본체부의 두께(T) 범위 내에 있고,
    상기 냉각홀(110)의 중심축(a)과 핫 사이드면(103)의 이격 거리(h1)는, 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 60 내지 80 %의 길이이고,
    상기 보강부(130)의 형성 높이(h2)는, 가스터빈 링세그먼트 본체부(120)의 두께(T) 대비 100 내지 200 %의 길이이고,
    상기 보강부(130)는 메인 캐버티(104)의 내측면에 원주방향으로 일정 간격 이격되어 둘 이상 설치되고,
    상기 보강부(130)와 메인 캐버티(104) 내측면이 서로 맞닿는 인접부에는 소정 길이의 반경을 가지는 라운딩 구조(131)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 가스터빈 링세그먼트.
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  9. 제 1 항에 따른 가스터빈 링세그먼트(100)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
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