KR101902240B1 - 가변형 가이드 베인을 포함하는 배기 디퓨저 및 이를 포함하는 가스터빈 - Google Patents

가변형 가이드 베인을 포함하는 배기 디퓨저 및 이를 포함하는 가스터빈 Download PDF

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Abstract

가변형 가이드 베인을 포함하는 배기 디퓨저 및 이를 포함하는 가스터빈이 제시된다. 본 발명의 실시예에 따른 배기 디퓨저는, 가스터빈 출구에 장착되어 배기가스를 외부로 분사하도록, 중공 원통형 구조의 내부 디퓨저 가이드, 외부 디퓨저 가이드를 구비하는 배기 디퓨저로서, 상기 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드 사이에 장착되어, 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드를 소정 거리만큼 이격시키는 지지스트럿; 및 상기 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 감싸는 구조로 지지스트럿에 회전 가능하도록 장착되는 베인;을 포함하는 것을 구성의 요지로 한다.
본 발명에 따르면, 특정 구조의 지지스트럿 및 회전 가능한 베인을 구비함으로써, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 제어하여, 내부 디퓨저 가이드의 외주면에서 발생하는 유동 박리를 효과적으로 제거할 수 있어, 결과적으로, 디퓨저 성능을 향상시킬 수 있는 배기 디퓨저 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공할 수 있다.

Description

가변형 가이드 베인을 포함하는 배기 디퓨저 및 이를 포함하는 가스터빈{Exhaust Diffuser Having Variable Guide Vane, And Gas Turbine Having The Same}
본 발명은 배기 디퓨저 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가변형 가이드 베인을 포함하는 배기 디퓨저 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것이다.
일반적인 가스터빈은, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기와 연소기와 터빈에 의해 구성되어 있다. 그리고 공기 도입구로부터 도입된 공기가 압축기에 의해 압축됨으로써 고온, 고압의 압축 공기로 되고, 연소기에서, 이 압축 공기에 대하여 연료를 공급하여 연소시킴으로써 고온·고압의 연소 가스(작동 유체)를 얻어, 이 연소 가스에 의해 터빈을 구동하고, 이 터빈에 연결된 발전기를 구동한다.
가스터빈 엔진의 통상 작동 중에, 주요한 공기역학적 과제 중 하나는 터빈의 최종 스테이지를 빠져나가는 고운동량의 연소 가스 흐름의 효율적 방출을 수반한다.
수평 배기 구성을 이용하는 것이 공기역학적으로 유익할 수도 있지만, 그러한 축류 배기(axial exhaust)는 전체적 풋프린트(footprint)에 대한 영향으로 인해 실현 불가능 할 수 있다.
그러한 이유로, 축류 터빈으로부터의 연소 가스 흐름을 반경 방향으로 방향 전환하는 수직 및 측면 장착 배기 스택(exhaust stack)을 이용하는 것이 표준 실무이다.
구체적으로, 반경류 디퓨저가 연소 가스 흐름을 반경 방향으로 안내하도록 이용될 수 있다.
반경류 디퓨저는, 도 2에 도시된 바와 같이, 일반적으로 내부 디퓨저 가이드 상에 장착되고 외부 디퓨저 가이드에 의해 에워싸인 다수의 스트럿(strut)을 포함한다.
반경류 디퓨저는 터빈의 최종 스테이지를 빠져나가는 연소 가스 흐름의 운동 에너지를 증가된 정압(static pressure) 형태의 퍼텐셜 에너지로 전환한다. 전체적 정압 회수의 증가는 가스터빈 엔진의 전체적 성능 및 효율을 증가시키는 경향이 있다.
따라서, 가스터빈 엔진에 이용할 개선된 디퓨저 구조 및 개선된 배기 시스템에 대한 요구가 존재한다.
이러한 요구에 대응하여 디퓨저 유입 유동의 경계층 제어를 통해 유동 박리 현상을 제거하는 기술이 다수 개발되었다.
그러나, 종래 기술에 따르면, 내부 디퓨저 가이드와 지지스트럿 사이에서 발생하는 유동 박리를 해결할 수 없다. 유동 박리로 인해 압력 손실이 발생하며, 결과적으로 전체적인 연소기 성능 저하를 유발하게 된다.
따라서, 상기 언급한 종래 기술에 따른 문제점을 해결할 수 있는 배기 디퓨저에 대한 기술이 필요한 실정이다.
한국공개특허 10-2015-0123950 (2015년 11월 04일 공개)
본 발명의 목적은, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 제어하여 디퓨저 성능을 향상시킬 수 있는 배기 디퓨저 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 배기 디퓨저는, 가스터빈 출구에 장착되어 배기가스를 외부로 분사하도록, 중공 원통형 구조의 내부 디퓨저 가이드, 외부 디퓨저 가이드를 구비하는 배기 디퓨저로서, 상기 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드 사이에 장착되어, 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드를 소정 거리만큼 이격시키는 지지스트럿; 및 상기 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 감싸는 구조로 지지스트럿에 회전 가능하도록 장착되는 베인;을 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베인은, 내부 디퓨저 가이드를 감싸는 환상형 구조를 이룰 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지스트럿은, 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착되고, 상기 베인은 인접하는 지지스트럿을 연결하는 형태로 장착되며, 상기 베인은 내부 디퓨저 가이드의 외주면과 대응되는 구조일 수 있다.
또한, 상기 베인은 인접하는 베인과 연속되는 형태로 장착되어 측면상 환상형 구조를 이룰 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베인은 소정 거리만큼 이격되어 지지스트럿에 둘 이상 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베인은 지지스트럿에 힌지구조에 의해 장착되고, 상기 지지스트럿 내부에는, 베인의 힌지구조와 링크 구조에 의해 연동되는 구동부가 장착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베인은 측단면상 유선형 구조 또는 에어포일 구조일 수 있다.
또한, 상기 지지스트럿은 측단면상 유선형 구조 또는 에어포일 구조일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베인의 외주면에는, 배기가스의 유동 방향과 평행한 방향으로 연장되어 돌출 형성된 가이드 돌기부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 가이드 돌기부는, 측 단면상 베인의 외주면과 연속되는 구조의 유선형 구조를 이룰 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 배기 디퓨저는, 가스터빈 출구에 장착되어 배기가스를 외부로 분사하도록, 중공 원통형 구조의 내부 디퓨저 가이드, 외부 디퓨저 가이드를 구비하는 배기 디퓨저로서, 상기 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드 사이에 배치되어, 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착되어, 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드를 소정 거리만큼 이격시키는 지지스트럿; 및 상기 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 감싸는 구조이고, 인접하는 지지스트럿을 연결하는 형태로 장착되며, 지지스트럿에 회전 가능하도록 장착되는 베인;을 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 베인은 지지스트럿에 힌지구조에 의해 장착되고, 상기 지지스트럿 내부에는, 베인의 힌지구조와 링크 구조에 의해 연동되는 구동부가 장착될 수 있다.
또한, 상기 베인 및 지지스트럿은, 측단면상 유선형 구조 또는 에어포일 구조일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 배기 디퓨저를 포함하는 가스터빈을 제공할 수 있는 바, 본 발명의 일 측면에 따른 가스터빈은, 중공 원통형 구조의 내부 디퓨저 가이드, 외부 디퓨저 가이드를 구비하는 배기 디퓨저를 포함하는 가스터빈으로서, 상기 배기 디퓨저는, 상기 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드 사이에 장착되어, 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드를 소정 거리만큼 이격시키는 지지스트럿; 및 상기 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 감싸는 구조로 지지스트럿에 회전 가능하도록 장착되는 베인;을 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지스트럿은, 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착되고, 상기 베인은 인접하는 지지스트럿을 연결하는 형태로 장착되며, 상기 베인은 내부 디퓨저 가이드의 외주면과 대응되는 구조일 수 있다.
또한, 상기 베인은 인접하는 베인과 연속되는 형태로 장착되어 측면상 환상형 구조를 이룰 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 배기 디퓨저에 따르면, 특정 구조의 지지스트럿 및 회전 가능한 베인을 구비함으로써, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 제어하여, 내부 디퓨저 가이드의 외주면에서 발생하는 유동 박리를 효과적으로 제거할 수 있어, 결과적으로, 디퓨저 성능을 향상시킬 수 있는 배기 디퓨저 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 배기 디퓨저에 따르면, 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착되는 지지스트럿을 포함하고, 인접하는 지지스트럿을 연결하는 형태로 장착되어 측면상 환상형 구조를 이루는 베인을 구비함으로써, 운전영역에서 발생하는 반경방향 입구 유동을 손쉽게 제어할 수 있어, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 제어하여 디퓨저 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 배기 디퓨저에 따르면, 특단면상 유선형 구조 또는 에어포일 구조를 이루는 베인 및 지지스트럿을 구비함으로써, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 손쉽게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 배기 디퓨저에 따르면, 베인의 외주면에 가이드 돌기부를 형성함으로써, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 손쉽게 제어할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 가스터빈을 나타내는 구성도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 배기 디퓨저를 나타내는 모식도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 디퓨저를 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 디퓨저를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지스트럿, 베인 및 구동부를 발췌하여 나타낸 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 베인 및 가이드 돌기부를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 베인 및 가이드 돌기부를 나타내는 단면도이다.
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 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 디퓨저를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배기 디퓨저를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 배기 디퓨저(100)는, 중공 원통형 구조의 내부 디퓨저 가이드(101), 외부 디퓨저 가이드(102)를 구비하는 배기 디퓨저(100)로서, 특정 구조의 지지스트럿(110) 및 회전 가능한 구조의 베인(120)를 포함하는 구성일 수 있다.
본 발명에 따르면, 특정 구조의 지지스트럿 및 회전 가능한 베인을 구비함으로써, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 제어하여, 내부 디퓨저 가이드의 외주면에서 발생하는 유동 박리를 효과적으로 제거할 수 있어, 결과적으로, 디퓨저 성능을 향상시킬 수 있는 가변형 가이드 베인 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 실시예에 따른 배기 디퓨저(100)를 구성하는 각 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 실시예에 따른 지지스트럿(110)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 내부 디퓨저 가이드(101)와 외부 디퓨저 가이드(102) 사이에 장착되어, 내부 디퓨저 가이드(101)와 외부 디퓨저 가이드(102)를 소정 거리만큼 이격시키는 구조일 수 있다.
이때, 지지스트럿(110)은, 배기 가스의 원활한 유동을 유도할 수 있도록, 측단면상 유선형 구조 또는 에어포일 구조임이 바람직하다.
도 3에는 특정 개수의 지지스트럿(110)이 장착되어 있으나, 배기 디퓨터(100) 내부로 유동하는 배기 가스의 압력 강하 수치값을 고려하여 적절히 변경함이 바람직하다.
본 실시예에 따른 베인(120)은, 내부 디퓨저 가이드(101)의 외주면을 감싸는 구조로 지지스트럿(110)에 회전 가능하도록 장착될 수 있다. 바람직하게, 도 3에 도시된 바와 같이, 베인(120)은 소정 거리만큼 이격되어 지지스트럿(110)에 둘 이상 장착될 수 있다.
경우에 따라서, 베인(120)은, 내부 디퓨저 가이드(101)를 감싸는 환상형 구조를 이룰 수 있다.
또한, 베인(120)은 배기 디퓨저(100) 내부로 유동하는 배기 가스의 압력 강하 수치값을 고려하여 적절히 변경함이 바람직하다.
본 실시예에 따른 지지스트럿(110)은, 내부 디퓨저 가이드(101)의 외주면을 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착될 수 있다. 이때, 베인(120)은 인접하는 지지스트럿(110)을 연결하는 형태로 장착되며, 베인(120)은 내부 디퓨저 가이드(101)의 외주면과 대응되는 구조임이 바람직하다.
이때, 베인(120)은 인접하는 베인과 연속되는 형태로 장착되어 측면상 환상형 구조를 이룰 수 있다.
도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지스트럿, 베인 및 구동부를 발췌하여 나타낸 부분 확대도가 도시되어 있다.
도 5를 도 4와 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 베인(120)은, 지지스트럿(110)에 힌지구조(121)에 의해 장착됨이 바람직하다. 이때, 지지스트럿(110) 내부에는, 베인(120)의 힌지구조(121)와 링크 구조(112)에 의해 연동되는 구동부(111)가 장착될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 베인 및 가이드 돌기부를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 7에는 도 6에 도시된 베인 및 가이드 돌기부를 나타내는 단면도가 도시되어 있다.
이들 도면을 도 3과 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 베인(120)의 외주면에는, 배기가스의 유동 방향과 평행한 방향으로 연장되어 돌출 형성된 가이드 돌기부(122)가 형성될 수 있다.
구체적으로, 가이드 돌기부(122)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 측 단면상 베인(120)의 외주면과 연속되는 구조의 유선형 구조를 이룸이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 배기 디퓨저에 따르면, 특정 구조의 지지스트럿 및 회전 가능한 베인을 구비함으로써, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 제어하여, 내부 디퓨저 가이드의 외주면에서 발생하는 유동 박리를 효과적으로 제거할 수 있어, 결과적으로, 디퓨저 성능을 향상시킬 수 있는 배기 디퓨저 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 배기 디퓨저에 따르면, 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착되는 지지스트럿을 포함하고, 인접하는 지지스트럿을 연결하는 형태로 장착되어 측면상 환상형 구조를 이루는 베인을 구비함으로써, 운전영역에서 발생하는 반경방향 입구 유동을 손쉽게 제어할 수 있어, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 제어하여 디퓨저 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 배기 디퓨저에 따르면, 특단면상 유선형 구조 또는 에어포일 구조를 이루는 베인 및 지지스트럿을 구비함으로써, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 손쉽게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 배기 디퓨저에 따르면, 베인의 외주면에 가이드 돌기부를 형성함으로써, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 손쉽게 제어할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 본 발명에 따른 배기 디퓨저(100)를 포함하는 가스터빈을 제공할 수 있는 바, 배기 디퓨저로 인입되는 배기가스의 입구 속도장의 프로파일을 제어하여 디퓨저 성능을 향상시킬 수 있어, 결과적으로 가스터빈의 성능을 향상시킬 수 있는 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.
100: 배기 디퓨저
101: 내부 디퓨저 가이드
102: 외부 디퓨저 가이드
110: 지지스트럿
111: 구동부
112: 링크구조
120: 베인
121: 힌지구조
122: 가이드 돌기부

Claims (16)

  1. 가스터빈 출구에 장착되어 배기가스를 외부로 분사하도록, 중공 원통형 구조의 내부 디퓨저 가이드, 외부 디퓨저 가이드를 구비하는 배기 디퓨저로서,
    상기 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드 사이에 장착되어, 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드를 소정 거리만큼 이격시키는 지지스트럿; 및
    상기 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 감싸는 구조로 지지스트럿에 회전 가능하도록 장착되는 베인;을 포함하고,
    상기 베인은 지지스트럿에 힌지구조에 의해 장착되며,
    상기 지지스트럿 내부에는, 베인의 힌지구조와 링크 구조에 의해 연동되는 구동부가 장착되는 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베인은, 내부 디퓨저 가이드를 감싸는 환상형 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지스트럿은, 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착되고,
    상기 베인은 인접하는 지지스트럿을 연결하는 형태로 장착되며,
    상기 베인은 내부 디퓨저 가이드의 외주면과 대응되는 구조인 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 베인은 인접하는 베인과 연속되는 형태로 장착되어 측면상 환상형 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 베인은 소정 거리만큼 이격되어 지지스트럿에 둘 이상 장착되는 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 베인은 측단면상 유선형 구조 또는 에어포일 구조인 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지스트럿은 측단면상 유선형 구조 또는 에어포일 구조인 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 베인의 외주면에는, 배기가스의 유동 방향과 평행한 방향으로 연장되어 돌출 형성된 가이드 돌기부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 가이드 돌기부는, 측 단면상 베인의 외주면과 연속되는 구조의 유선형 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  11. 가스터빈 출구에 장착되어 배기가스를 외부로 분사하도록, 중공 원통형 구조의 내부 디퓨저 가이드, 외부 디퓨저 가이드를 구비하는 배기 디퓨저로서,
    상기 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드 사이에 배치되어, 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착되어, 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드를 소정 거리만큼 이격시키는 지지스트럿; 및
    상기 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 감싸는 구조이고, 인접하는 지지스트럿을 연결하는 형태로 장착되며, 지지스트럿에 회전 가능하도록 장착되는 베인;을 포함하고,
    상기 베인은 지지스트럿에 힌지구조에 의해 장착되며,
    상기 지지스트럿 내부에는, 베인의 힌지구조와 링크 구조에 의해 연동되는 구동부가 장착되는 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  12. 삭제
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 베인 및 지지스트럿은, 측단면상 유선형 구조 또는 에어포일 구조인 것을 특징으로 하는 배기 디퓨저.
  14. 중공 원통형 구조의 내부 디퓨저 가이드, 외부 디퓨저 가이드를 구비하는 배기 디퓨저를 포함하는 가스터빈으로서,
    상기 배기 디퓨저는,
    상기 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드 사이에 장착되어, 내부 디퓨저 가이드와 외부 디퓨저 가이드를 소정 거리만큼 이격시키는 지지스트럿; 및
    상기 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 감싸는 구조로 지지스트럿에 회전 가능하도록 장착되는 베인;을 포함하고,
    상기 베인은 지지스트럿에 힌지구조에 의해 장착되며,
    상기 지지스트럿 내부에는, 베인의 힌지구조와 링크 구조에 의해 연동되는 구동부가 장착되는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 지지스트럿은, 내부 디퓨저 가이드의 외주면을 따라 일정 각도만큼 이격되어 셋 이상 장착되고,
    상기 베인은 인접하는 지지스트럿을 연결하는 형태로 장착되며,
    상기 베인은 내부 디퓨저 가이드의 외주면과 대응되는 구조인 것을 특징으로 하는 가스터빈.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 베인은 인접하는 베인과 연속되는 형태로 장착되어 측면상 환상형 구조를 이루는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11753997B2 (en) * 2020-03-26 2023-09-12 Hamilton Sundstrand Corporation Exhaust baffle component for an air turbine assembly
CN114719290B (zh) * 2022-03-17 2023-03-31 西北工业大学 一种放气方案可调的扩压器结构及应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014077441A (ja) * 2012-10-05 2014-05-01 General Electric Co <Ge> 排気ディフューザ
KR101522484B1 (ko) * 2011-03-29 2015-05-21 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 터빈 배기 구조 및 가스 터빈

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3012709A (en) * 1955-05-18 1961-12-12 Daimler Benz Ag Blade for axial compressors
US4175640A (en) * 1975-03-31 1979-11-27 Boeing Commercial Airplane Company Vortex generators for internal mixing in a turbofan engine
CA1038298A (en) * 1975-10-14 1978-09-12 John Korta Adjustable vane assembly for a gas turbine
US4215536A (en) * 1978-12-26 1980-08-05 The Boeing Company Gas turbine mixer apparatus
US5813828A (en) * 1997-03-18 1998-09-29 Norris; Thomas R. Method and apparatus for enhancing gas turbo machinery flow
US6792758B2 (en) * 2002-11-07 2004-09-21 Siemens Westinghouse Power Corporation Variable exhaust struts shields
EP2153051A4 (en) * 2007-05-22 2013-06-19 Volvo Aero Corp MASKING ARRANGEMENT FOR GAS TURBINE ENGINE
JP2009036118A (ja) * 2007-08-02 2009-02-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 軸流排気型タービン
US8776527B1 (en) * 2008-06-17 2014-07-15 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Techniques to reduce infrared detection of a gas turbine engine
EP2577071B1 (de) * 2010-06-01 2017-12-20 Esg Mbh Kanal mit strömungsleitfläche
US9032721B2 (en) * 2011-12-14 2015-05-19 Siemens Energy, Inc. Gas turbine engine exhaust diffuser including circumferential vane
US9644496B2 (en) 2013-03-13 2017-05-09 General Electric Company Radial diffuser exhaust system
US20140314549A1 (en) * 2013-04-17 2014-10-23 General Electric Company Flow manipulating arrangement for a turbine exhaust diffuser
US10087824B2 (en) * 2015-02-25 2018-10-02 Garrett Transportation 1 Inc. Wastegate with injected flow

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101522484B1 (ko) * 2011-03-29 2015-05-21 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤 터빈 배기 구조 및 가스 터빈
JP2014077441A (ja) * 2012-10-05 2014-05-01 General Electric Co <Ge> 排気ディフューザ

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