KR101967067B1 - 토크튜브 및 이를 포함하는 가스 터빈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토크튜브 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브는, 타이로드를 포함하는 압축기와 터빈 사이에 형성되며, 터빈에서 발생된 회전 토크를 압축기로 전달하는 토크튜브이다. 토크튜브는 터빈에서 생성된 회전 토크를 압축기로 전달하는 기능을 수행하며, 상부에 블레이드가 배치되지 않는 토크튜브 디스크; 및, 타이로드와 토크튜브 디스크 사이에 형성되며, 타이로드와 토크튜브 디스크를 연결하여 토크튜브 디스크와 타이로드 사이의 접촉력(contact force)을 강화시키는 토크튜브 디스크 고정부재를 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 가스 터빈 정지시에는 타이로드의 자중에 의해, 가스 터빈 운전시에는 타이로드의 회전에 의해 생기는 원심력에 의한 타이로드의 변형을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 타이로드와 밀착 형성된 압축기 디스크의 동적 특성을 향상시킬 수 있게 된다.

Description

토크튜브 및 이를 포함하는 가스 터빈 {Torque tube and gas turbine comprising it}

본 발명은 토크튜브 및 이를 포함하는 가스 터빈에 관한 것이다.

가스 터빈은 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소시키고, 연소로 발생된 고온의 가스로 터빈을 회전시키는 동력 기관이다. 가스 터빈은 발전기, 항공기, 선박, 기차 등을 구동하는데 사용된다.

일반적으로 가스 터빈은 압축기, 연소기 및 터빈을 포함한다. 압축기는 외부 공기를 흡입하여 압축한 후 연소기로 전달한다. 압축기에서 압축된 공기는 고압 및 고온의 상태가 된다. 연소기는 압축기로부터 유입된 압축 공기와 연료를 혼합해서 연소시킨다. 연소로 인해 발생된 연소 가스는 터빈으로 배출된다. 연소 가스에 의해 터빈 내부의 터빈 블레이드가 회전하게 되며, 이를 통해 동력이 발생된다. 발생된 동력은 발전, 기계 장치의 구동 등 다양한 분야에 사용된다.

대한민국 공개특허 제10-2006-0087872호 (명칭: 압축기 내부 공기의 냉각장치를 구비한 가스 터빈 장치)

본 발명은 원심력에 의한 변위 영향을 최소화할 수 있는 토크튜브 및 이를 포함하는 가스 터빈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브는, 타이로드를 포함하는 압축기와 터빈 사이에 형성되며, 터빈에서 발생된 회전 토크를 압축기로 전달하는 토크튜브이다. 토크튜브는 터빈에서 생성된 회전 토크를 압축기로 전달하는 기능을 수행하며, 상부에 블레이드가 배치되지 않는 토크튜브 디스크; 및, 타이로드와 토크튜브 디스크 사이에 형성되며, 타이로드와 토크튜브 디스크를 연결하여 토크튜브 디스크와 타이로드 사이의 접촉력(contact force)을 강화시키는 토크튜브 디스크 고정부재를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브에 있어서, 토크튜브 디스크 고정부재는, 토크튜브 디스크의 하부 표면의 중앙에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브에 있어서, 토크튜브 디스크 고정부재는, 토크튜브 디스크의 하부 표면에 형성되며 삽입구를 구비한 암고정부재와, 타이로드의 표면에 형성되며 삽입구에 삽입되는 삽입바를 구비한 수고정부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브에 있어서, 삽입바의 일단은 삽입구에 삽입되고, 삽입바의 타단에는 타이로드 방향으로 연장되는 연장바가 형성되며, 연장바의 단부에는 타이로드의 표면과 접촉하는 베이스바가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브에 있어서, 토크튜브 디스크 고정부재는, 암고정부재의 삽입구 단부가 토크튜브 디스크의 가상의 무게 중심선 상에 위치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브에 있어서,암고정부재는 적어도 2개 이상의 삽입구를 구비하고, 수고정부재는 적어도 2개 이상의 삽입구 개수와 대응되는 개수로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브에 있어서, 암고정부재의 무게 중심은 토크튜브 디스크의 가상의 무게 중심선 상에 위치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브에 있어서, 암고정부재는 토크튜브 디스크의 하부 표면에 토크튜브 디스크와 일체로 형성되고, 수고정부재는 타이로드 표면에 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈은, 타이로드를 포함하여 공기를 압축시키기 위한 압축기; 압축기로부터 압축된 공기를 유입받아 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기; 연소기로부터 연소된 가스에 의해 회전하여 동력을 발생시키는 터빈; 압축기와 터빈 사이에 형성되며, 터빈에서 발생된 회전 토크를 압축기로 전달하는 토크튜브를 포함한다. 토크튜브는, 터빈에서 생성된 회전 토크를 압축기로 전달하는 기능을 수행하며, 상부에 블레이드가 배치되지 않는 토크튜브 디스크; 및, 타이로드와 토크튜브 디스크 사이에 형성되며, 타이로드와 토크튜브 디스크를 연결하여 토크튜브 디스크와 타이로드 사이의 접촉력(contact force)을 강화시키는 토크튜브 디스크 고정부재를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에 있어서, 토크튜브 디스크 고정부재는, 토크튜브 디스크의 하부 표면의 중앙에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에 있어서, 토크튜브 디스크 고정부재는, 토크튜브 디스크의 하부 표면에 형성되며 삽입구를 구비한 암고정부재와, 타이로드의 표면에 형성되며 삽입구에 삽입되는 삽입바를 구비한 수고정부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에 있어서, 삽입바의 일단은 삽입구에 삽입되고, 삽입바의 타단에는 타이로드 방향으로 연장되는 연장바가 형성되며, 연장바의 단부에는 타이로드의 표면과 접촉하는 베이스바가 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에 있어서, 토크튜브 디스크 고정부재는, 암고정부재의 삽입구 단부가 토크튜브 디스크의 가상의 무게 중심선 상에 위치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에 있어서,암고정부재는 적어도 2개 이상의 삽입구를 구비하고, 수고정부재는 적어도 2개 이상의 삽입구 개수와 대응되는 개수로 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에 있어서, 암고정부재의 무게 중심은 토크튜브 디스크의 가상의 무게 중심선 상에 위치될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에 있어서, 암고정부재는 토크튜브 디스크의 하부 표면에 토크튜브 디스크와 일체로 형성되고, 수고정부재는 타이로드 표면에 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 가스 터빈 정지시에는 타이로드의 자중에 의해, 가스 터빈 운전시에는 타이로드의 회전에 의해 생기는 원심력에 의한 타이로드의 변형을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 타이로드와 밀착 형성된 압축기 디스크의 동적 특성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 단면이 개념적으로 도시된 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브가 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브의 일부가 확대 도시된 도면이다.
도 5는 도 4의 A 부분이 확대 도시된 도면으로, 토크튜브 디스크 고정부재가 도시된 도면이다.
도 6은 토크튜브 디스크 고정부재의 변형예가 도시된 도면이다.
도 7은 토크튜브 디스크 고정부재가 토크튜브 디스크의 일측 가장자리에 형성되는 경우, 발생하는 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 단면이 개념적으로 도시된 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈(1000)은 압축기(1100), 연소기(1200), 터빈(1300), 및 토크튜브(2000)를 포함한다. 압축기(1100)는 외부 공기를 흡입하여 압축하고, 연소기(1200)는 압축기(1100)에서 압축된 공기에 연료를 혼합해 연소시킨다. 터빈(1300)은 내부에 터빈 블레이드(1310)가 장착되며, 연소기(1200)로부터 배출되는 연소 가스에 의해 터빈 블레이드(1310)가 회전하게 된다. 압축기(1100)와 터빈(1300) 사이에는 터빈(1300)에서 발생된 회전 토크를 압축기(1100)로 전달하는 토크 전달부재로서 토크튜브(2000)가 배치된다.

압축기(1100)는 압축기 디스크(1110), 타이로드(1120), 압축기 블레이드(1130), 압축기 베인(1140), 압축기 케이싱(1150), 인테이크(1160), 압축기 디퓨저(1170)를 포함한다.

압축기 디스크(1110)에는 압축기 블레이드(1130)가 장착되며, 압축기 디스크(1110)를 관통하여 타이로드(1120)가 위치한다. 압축기 디스크(1110)는 타이로드(1120)의 회전에 따라 회전하여 압축기 블레이드(1130)를 회전시킨다. 압축기 디스크(1110)는 복수개 일 수 있다.

복수의 압축기 디스크(1110)들은 타이로드(1120)에 의해 축 방향으로 이격되지 않도록 체결된다. 각각의 압축기 디스크(1110)들은 타이로드(1120)에 의해 관통된 상태로 축 방향을 따라서 정렬된다. 압축기 디스크(1110)의 외주부에는 복수 개의 돌기(미도시)가 형성될 수 있고, 인접한 압축기 디스크(1110)와 함께 회전하도록 결합되는 플랜지(미도시)가 형성될 수 있다.

복수 개의 압축기 디스크(1110) 중 적어도 어느 하나에는 압축기 디스크 냉각유로(1112)가 형성될 수 있다. 압축기 디스크 냉각유로(1112)를 통해 압축기(1100)의 압축기 블레이드(1130)에 의해 압축된 압축 공기가 터빈(1300) 측으로 이동되어 터빈 블레이드(1310)를 냉각시킬 수 있다.

타이로드(1120)는 압축기 디스크(1110)를 관통하여 위치하며, 압축기 디스크(1110)를 정렬한다. 타이로드(1120)는 터빈(1300)에서 발생된 토크를 전달 받아서 압축기 디스크(1110)를 회전시킨다. 이를 위해 압축기(1100)와 터빈(1300) 사이에는 터빈(1300)에서 발생된 회전 토크를 압축기(1100)로 전달하는 토크 전달부재로서 토크튜브(2000)가 배치된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브(2000)는 토크튜브 디스크(2100)의 하부 중심 부분에 토크튜브 디스크(2100)를 토크튜브 디스크 고정부재(2200)가 형성되어 원심력에 의한 변위 영향을 최소화할 수 있다. 이에 대해 후술하도록 하겠다.

압축기 블레이드(1130)는 압축기 디스크(1110)의 외주면에 방사상으로 결합된다. 압축기 블레이드(1130)는 복수 개일 수 있으며, 다단으로 형성될 수 있다. 압축기 블레이드(1130)에는 압축기 디스크(1110)에 체결되기 위한 압축기 블레이드 루트부재(1131)가 형성될 수 있으며, 압축기 디스크(1110)에는 압축기 블레이드 루트부재(1131)이 삽입되기 위한 압축기 디스크 슬롯이 형성될 수 있다.

압축기 블레이드(1130)는 압축기 디스크(1110)의 회전에 따라 회전하여 유입된 공기를 압축하면서 압축된 공기를 후단의 압축기 베인(1140)으로 이동시킨다. 공기는 다단으로 형성된 압축기 블레이드(1130)를 통과하면서 점점 더 고압으로 압축된다.

압축기 베인(1140)은 압축기 케이싱(1150)의 내부에 장착되며, 복수의 압축기 베인(1140)이 단을 형성하며 장착될 수 있다. 압축기 베인(1140)은 전단의 압축기 블레이드(1130)로부터 이동된 압축 공기를 후단의 압축기 블레이드(1130) 측으로 가이드한다. 일 실시예에서 복수의 압축기 베인(1140) 중 적어도 일부는 공기의 유입량의 조절 등을 위해 정해진 범위 내에서 회전 가능하도록 장착될 수 있다.

압축기 케이싱(1150)은 압축기(1100)의 외형을 형성한다. 압축기 케이싱(1150)은 내부에 압축기 디스크(1110), 타이로드(1120), 압축기 블레이드(1130), 압축기 베인(1140) 등을 수용한다.

압축기 케이싱(1150)에는 다단의 압축기 블레이드(1130)에 의해 여러 단계로 압축된 압축 공기를 터빈(1300) 측으로 유동시켜서 터빈 블레이드를 냉각시키는 연결관이 형성될 수 있다.

압축기(1100)의 입구에는 인테이크(1160)가 위치한다. 인테이크(1160)는 외부 공기를 압축기(1100) 내부로 유입시킨다. 압축기(1100)의 출구에는 압축된 공기를 확산 이동시키는 압축기 디퓨저(1170)가 배치된다. 압축기 디퓨저(1170)는 압축기(1100)에서 압축된 공기가 연소기(1200)에 공급되기 전에 압축 공기를 정류시키며, 압축 공기의 운동 에너지 일부를 정압(static pressure)으로 전환시킨다. 압축기 디퓨저(1170)를 통과한 압축 공기는 연소기(1200)로 유입된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브가 도시된 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브의 일부가 확대 도시된 도면이며, 도 5는 도 4의 A 부분이 확대 도시된 도면으로, 토크튜브 디스크 고정부재가 도시된 도면이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브(2000)는, 토크튜브 디스크(2100)와, 토크튜브 디스크 고정부재(2200)를 포함한다.

토크튜브 디스크(2100)는 터빈(1300)에서 생성된 토크를 압축기(1100)로 전달하는 기능을 수행하며, 디스크 상부에 블레이드가 배치되지 않으므로, Central Un-bladed Disk(CUD)라고도 한다.

토크튜브 디스크(2100)는 압축기 디스크(1110)와 이웃하여 복수개가 서로 간에 밀착된 상태로 배치된다. 복수개의 토크튜브 디스크(2100a ~ 2100c) 중 적어도 어느 하나는 압축기 디스크 냉각유로(1112)와 연통하는 토크튜브 디스크 냉각유로(2110)가 형성될 수 있다.

토크튜브 디스크(2100)는 압축기 디스크(1110)와 터빈 디스크(1320) 사이에 배치되며 타이로드(1120)의 축 방향을 기준으로 배치된 제1 내지 제n 단위 토크튜브 디스크(2100a ~ 2100c)를 포함한다. 토크튜브 디스크(2100)는 타이로드(1120)의 축 방향을 따라 서로 간에 밀착된 상태로 결합된다. 토크튜브 디스크 냉각유로(2110)는 토크튜브 디스크(2100)를 정면에서 바라볼 때 가장자리를 따라 다수개가 배치되며 특별히 개수는 한정되지 않는다.

복수개의 토크튜브 디스크(2100a ~ 2100c)는 단면도를 기준으로 I자 형태 또는 T자 형태로 형성될 수 있으며, 제1 단위 토크튜브 디스크(2100a)는 토크튜브 디스크(2100)가 회전되는 경우 회전에 따른 회전력이 증가되는 형상으로 형성된다.

제1 내지 제n 단위 토크튜브 디스크(2100a ~ 2100c)는 전면과 후면 위치에서 서로 간에 결합된 상태를 유지하기 위해 연결부재(2120)가 구비되어 서로 간에 결합된 상태가 안정적으로 유지된다.

토크튜브 디스크(2100)가 복수개로 구성됨으로써, 장기간 가스 터빈(1000)이 작동되는 과정에서 특정 위치에 배치된 토크튜브 디스크(2100)가 고장 나거나 수리가 필요한 경우, 토크튜브 디스크(2100) 전체를 교환하지 않고 수리 또는 교체가 필요한 단위 토크튜브 디스크에 대해서만 부분 교체를 통해 수리 및 점검에 따른 시간을 단축할 수 있다. 이를 통해 작업자의 작업 효율성이 증가되고 신속한 교체를 통해 가스 터빈(1000)의 활용성은 향상된다.

제1 내지 제n 단위 토크튜브 디스크(2100a ~ 2100c)는 연결부재(2120)에 의해 서로 간에 조립된 상태가 유지되거나, 서로 간에 분리될 수 있으며, 연결부재(2120)는 복수개의 토크튜브 디스크(2100a ~ 2100c)가 단일 구성이 아닌 개별 구성 조립체로 구성될 수 있는 매개체 역할을 한다.

가스 터빈에서 타이로드(1120)는 압축기(1100)의 선단에서 터빈(1300)의 후단을 관통하여 형성될 수 있으므로, 가스 터빈의 다른 부품에 비해 상대적으로 매우 긴 길이를 갖고 있다.

타이로드(1120)의 부분들 중에서 압축기(1100) 영역과 터빈(1300) 영역의 타이로드(1120) 부분은 압축기 디스크(1110)와 터빈 디스크(1320)가 기밀하게 밀착되어 타이로드(1120)의 변형 가능성이 희박하다.

그러나, 토크튜브 디스크(2100)들이 배치된 토크튜브(2000) 영역의 타이로드(1120) 부분에서는 토크튜브 디스크(2100)가 타이로드(1120)와 기밀하게 밀착되지 않으므로, 타이로드(1120)가 변형될 수 있다. 즉, 가스 터빈 정지시에는 타이로드(1120)의 자중에 의해, 가스 터빈 운전시에는 타이로드(1120)의 회전에 의해 생기는 원심력에 의해 타이로드(1120)가 변형될 수 있다.

이러한 타이로드(1120)의 변형을 방지하기 위해 타이로드(1120)와 토크튜브 디스크(2100) 사이에는, 타이로드(1120)와 토크튜브 디스크(2100)를 연결하여 토크튜브 디스크(2100)와 타이로드(1120) 사이의 접촉력(contact force)을 강화시키는 토크튜브 디스크 고정부재(2200)가 형성된다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 토크튜브 디스크 고정부재(2200)는 암고정부재(2210)와 수고정부재(2220)를 포함한다.

암고정부재(2210)는 토크튜브 디스크(2100)의 하부 표면에 형성되며 소정의 형상 및 크기를 갖는 삽입구(2211)를 구비한다. 예를 들어, 암고정부재(2210)는 적어도 일 측면에 삽입구(2211)를 구비한 육면체 형상으로 형성될 수 있다.

수고정부재(2220)는 타이로드(1120)의 표면에 형성되며 삽입구(2211)에 삽입되는 삽입바(2221)를 구비한다. 삽입바(2221)는 삽입구(2211)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 삽입바(2221)의 일단은 삽입구(2211)에 삽입되고, 삽입바(2221)의 타단에는 타이로드(1120) 방향으로 연장되는 연장바(2222)가 형성될 수 있다. 연장바(2222)의 단부에는 베이스바(2223)가 형성될 수 있다. 베이스바(2223)는 타이로드(1120)의 표면과 접촉하여 형성된다.

이러한 토크튜브 디스크 고정부재(2200)가 토크튜브 디스크(2100) 하부 표면의 일측 가장자리에 형성되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 가스 터빈 운전 중에 발생하는 원심력에 의해 토크튜브 디스크(2100)의 보어(bore, 도면 부호 B로 표시함)가 들려서 올라가는 변위가 나타나고, 이에 따라 암고정부재(2210) 및 암고정부재(2210)의 삽입구(2211)에 삽입된 삽입바(2221)가 상승하게 되어, 베이스바(2223)와 타이로드(1120) 표면과의 접촉력이 떨어지게 된다. 그 결과, 타이로드(1120) 및 타이로드(1120)와 밀착된 압축기 디스크(1110)의 동적 특성이 저하된다.

따라서, 토크튜브 디스크 고정부재(2200)는 토크튜브 디스크(2100) 하부 표면의 중앙 부근에 형성되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 암고정부재(2210)의 삽입구(2211) 단부가 토크튜브 디스크(2100)의 가상의 무게 중심선(L) 상에 위치되도록 암고정부재(2210)가 형성되는 것이 바람직하다.

도 6은 토크튜브 디스크 고정부재의 변형예가 도시된 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 암고정부재(2210)는 적어도 2개 이상의 삽입구(2211)를 구비할 수 있고, 수고정부재(2220)는 암고정부재(2210)에 형성된 삽입구(2211) 개수와 대응되는 개수로 형성될 수 있다. 이때, 암고정부재(2210)의 무게 중심은 토크튜브 디스크(2100)의 가상의 무게 중심선(L) 상에 위치되는 것이 바람직하다.

암고정부재(2210)는 토크튜브 디스크(2100)의 하부 표면에 토크튜브 디스크(2100)와 일체로 형성될 수도 있다. 또한, 수고정부재(2220)는 타이로드(1120) 표면에 일체로 형성될 수도 있다.

이상의 설명에서, 암고정부재(2210)와 수고정부재(2220)의 설치 위치는 스위칭될 수 있다. 즉, 암고정부재(2210)가 타이로드(1120) 표면에 형성되고, 수고정부재(2220)는 토크튜브 디스크(2100)의 표면에 형성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 토크튜브 및 이를 포함하는 가스 터빈에 의하면, 가스 터빈 정지시에는 타이로드의 자중에 의해, 가스 터빈 운전시에는 타이로드의 회전에 의해 생기는 원심력에 의한 타이로드의 변형을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 타이로드와 밀착 형성된 압축기 디스크의 동적 특성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

1000 : 가스터빈 1100 : 압축기
1120 : 타이로드 1200 : 연소기
1300 : 터빈 2000 : 토크튜브
2100 : 토크튜브 디스크 2200 : 토크튜브 디스크 고정부재
2210 : 암고정부재 2220 : 수고정부재

Claims (16)

1. 타이로드를 포함하는 압축기와 터빈 사이에 형성되며, 상기 터빈에서 발생된 회전 토크를 상기 압축기로 전달하는 토크튜브로서,
   상기 터빈에서 생성된 회전 토크를 상기 압축기로 전달하는 기능을 수행하며, 상부에 블레이드가 배치되지 않는 토크튜브 디스크; 및,
   상기 타이로드와 상기 토크튜브 디스크 사이에 형성되며, 상기 타이로드와 상기 토크튜브 디스크를 연결하여 상기 토크튜브 디스크와 상기 타이로드 사이의 접촉력(contact force)을 강화시키는 토크튜브 디스크 고정부재를 포함하며,
   상기 토크튜브 디스크 고정부재는, 상기 토크튜브 디스크의 하부 표면에 형성되며 삽입구를 구비한 암고정부재와, 상기 타이로드의 표면에 형성되며 상기 삽입구에 삽입되는 삽입바를 구비한 수고정부재를 포함하며,
   상기 삽입바의 일단은 상기 삽입구에 삽입되고, 상기 삽입바의 타단에는 상기 타이로드 방향으로 연장되는 연장바가 형성되며, 상기 연장바의 단부에는 상기 타이로드의 표면과 접촉하는 베이스바가 형성되는 토크튜브.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 토크튜브 디스크 고정부재는,
   상기 토크튜브 디스크의 하부 표면의 중앙에 형성되는 토크튜브.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서, 상기 토크튜브 디스크 고정부재는,
   상기 암고정부재의 삽입구 단부가 상기 토크튜브 디스크의 가상의 무게 중심선 상에 위치되는 토크튜브.
   
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 암고정부재는 적어도 2개 이상의 삽입구를 구비하고, 상기 수고정부재는 상기 적어도 2개 이상의 삽입구 개수와 대응되는 개수로 형성되는 토크튜브.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 암고정부재의 무게 중심은 상기 토크튜브 디스크의 가상의 무게 중심선 상에 위치되는 토크튜브.
   
8. 제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 암고정부재는 상기 토크튜브 디스크의 하부 표면에 상기 토크튜브 디스크와 일체로 형성되고, 상기 수고정부재는 상기 타이로드 표면에 일체로 형성되는 토크튜브.
   
9. 타이로드를 포함하여 공기를 압축시키기 위한 압축기;
   상기 압축기로부터 압축된 공기를 유입받아 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기;
   상기 연소기로부터 연소된 가스에 의해 회전하여 동력을 발생시키는 터빈;
   상기 압축기와 터빈 사이에 형성되며, 상기 터빈에서 발생된 회전 토크를 상기 압축기로 전달하는 토크튜브를 포함하며,
   상기 토크튜브는,
   상기 터빈에서 생성된 회전 토크를 상기 압축기로 전달하는 기능을 수행하며, 상부에 블레이드가 배치되지 않는 토크튜브 디스크; 및,
   상기 타이로드와 상기 토크튜브 디스크 사이에 형성되며, 상기 타이로드와 상기 토크튜브 디스크를 연결하여 상기 토크튜브 디스크와 상기 타이로드 사이의 접촉력(contact force)을 강화시키는 토크튜브 디스크 고정부재를 포함하며,
   상기 토크튜브 디스크 고정부재는, 상기 토크튜브 디스크의 하부 표면에 형성되며 삽입구를 구비한 암고정부재와, 상기 타이로드의 표면에 형성되며 상기 삽입구에 삽입되는 삽입바를 구비한 수고정부재를 포함하며,
   상기 삽입바의 일단은 상기 삽입구에 삽입되고, 상기 삽입바의 타단에는 상기 타이로드 방향으로 연장되는 연장바가 형성되며, 상기 연장바의 단부에는 상기 타이로드의 표면과 접촉하는 베이스바가 형성되는 가스 터빈.
   
10. 제 9 항에 있어서, 상기 토크튜브 디스크 고정부재는,
    상기 토크튜브 디스크의 하부 표면의 중앙에 형성되는 가스 터빈.
    
11. 삭제
12. 삭제
13. 제 9 항에 있어서, 상기 토크튜브 디스크 고정부재는,
    상기 암고정부재의 삽입구 단부가 상기 토크튜브 디스크의 가상의 무게 중심선 상에 위치되는 가스 터빈.
    
14. 제 9 항에 있어서,
    상기 암고정부재는 적어도 2개 이상의 삽입구를 구비하고, 상기 수고정부재는 상기 적어도 2개 이상의 삽입구 개수와 대응되는 개수로 형성되는 가스 터빈.
    
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 암고정부재의 무게 중심은 상기 토크튜브 디스크의 가상의 무게 중심선 상에 위치되는 가스 터빈.
    
16. 제 9 항, 제 10 항, 제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 암고정부재는 상기 토크튜브 디스크의 하부 표면에 상기 토크튜브 디스크와 일체로 형성되고, 상기 수고정부재는 상기 타이로드 표면에 일체로 형성되는 가스 터빈.

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