KR101980784B1 - 로터, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 가스터빈의 중심부를 관통하는 타이로드의 외주면에 설치되며, 가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기에 의해 냉각되는 것으로서, 상기 타이로드의 외주면에 설치되는 디스크; 상기 타이로드의 반경방향을 기준으로 하여 상기 디스크의 외측면에 결합되며, 서로 이격되도록 배치되어 상기 반경방향의 외측으로 압축공기가 유동하는 절곡된 형상의 냉각유로를 형성하는 복수개의 플랫폼; 및 상기 반경방향을 기준으로 하여 상기 플랫폼의 외측면에 결합되는 블레이드 에어포일을 포함하는 로터, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공한다.
본 발명에 따른 로터, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈에 의하면, 플랫폼의 사이로 연소가스가 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 플랫폼의 외측으로 토출되는 압축공기를 블레이드 에어포일 측으로 가이드하여, 플랫폼과 블레이드 에어포일의 표면을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.

Description

로터, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈{Rotor, turbine and gas turbine comprising the same}
본 발명은 로터, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 가스터빈의 연소기로부터 공급받은 연소가스에 의해 회전하는 로터와, 상기 로터의 회전을 통해 전력 생성을 위한 동력을 발생시키는 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것이다.
가스터빈은 크게 압축기와 연소기와 터빈으로 구성된다. 상기 압축기는 공기를 도입하는 압축기 입구 스크롤 스트럿이 구비되고, 압축기 케이싱 내에 다수개의 압축기 베인과, 압축기 블레이드가 교대로 배치되어 있다. 연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축 공기에 대하여 연료를 공급하고 점화기로 점화함으로써 고온고압의 연소 가스가 생성된다.
터빈은 터빈 케이싱 내에 복수의 터빈 베인과, 터빈 블레이드가 교대로 배치되어 있다. 또한, 압축기와 연소기와 터빈 및 배기실의 중심부를 관통하도록 타이로드가 배치되어 있다. 상기 타이로드는 양단부가 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 그리고 상기 타이로드에 복수의 디스크가 고정되어, 각각의 블레이드가 연결되는 동시에, 배기실측의 단부에 발전기 등의 구동축이 연결된다.
이러한 가스터빈은 4행정 기관의 피스톤과 같은 왕복운동 기구가 없기 때문에 피스톤-실린더와 같은 상호 마찰부분이 없어 윤활유의 소비가 극히 적으며 왕복운동기계의 특징인 진폭이 대폭 감소되고, 고속운동이 가능한 장점이 있다.
가스터빈의 작동에 대해서 간략하게 설명하면, 압축기에서 압축된 공기가 연료와 혼합되어 연소됨으로써 고온의 연소 가스가 만들어지고, 이렇게 만들어진 연소 가스는 터빈 측으로 분사된다. 분사된 연소 가스가 상기 터빈 베인 및 터빈 블레이드를 통과하면서 회전력을 생성시키고, 이에 상기 로터가 회전하게 된다.
이러한 가스터빈의 터빈 로터와 관련된 기술로서, 대한민국 등록실용신안 제20-0174662호에서는, 가스터빈에 관해 개시하고 있다.
상기 종래의 가스터빈에 포함된 터빈의 로터는, 디스크와, 상기 디스크의 외측에 결합되는 플랫폼(Platform)과, 상기 플랫폼의 외측에 결합되어 유동하는 연소가스에 의해 회전하는 블레이드 에어포일을 포함한다.
이때, 상기 종래의 가스터빈은, 블레이드 에어포일을 통과하는 연소가스가 상기 플랫폼과 플랫폼의 사이로 유입되는 문제점이 존재한다. 또한, 상기 종래의 가스터빈은, 상기 플랫폼과 플랫폼의 사이를 통해 외측으로 토출되는 압축공기의 일부가, 블레이드 에어포일 측으로 유동되지 않는다는 한계가 있다. 따라서 상기 종래의 가스터빈은, 상기 플랫폼으로부터 토출된 압축공기가 플랫폼과 블레이드 에어포일의 표면을 효과적으로 냉각시키지 못한 채 연소가스와 혼합되는 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 플랫폼의 사이로 연소가스가 유입되는 것을 방지하며, 플랫폼의 외측으로 토출되는 압축공기를 블레이드 에어포일 측으로 가이드할 수 있도록 개선된 로터, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 로터는, 가스터빈의 중심부를 관통하는 타이로드의 외주면에 설치되며, 가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기에 의해 냉각되는 것으로서, 상기 타이로드의 외주면에 설치되는 디스크; 상기 타이로드의 반경방향을 기준으로 하여 상기 디스크의 외측면에 결합되며, 서로 이격되도록 배치되어 상기 반경방향(의 외측으로 압축공기가 유동하는 절곡된 형상의 냉각유로를 형성하는 복수개의 플랫폼; 및 상기 반경방향을 기준으로 하여 상기 플랫폼의 외측면에 결합되는 블레이드 에어포일을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 가스터빈의 중심부를 관통하는 타이로드의 외주면에 설치되며, 가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기에 의해 냉각되는 것으로서, 케이싱과, 상기 타이로드 측을 향하도록 상기 케이싱의 내주면에 결합되는 베인을 포함하는 스테이터; 및 상기 타이로드의 외주면에 설치되는 디스크와, 상기 타이로드의 반경방향을 기준으로 하여 상기 디스크의 외측면에 결합되며, 서로 이격되도록 배치되어 상기 반경방향의 외측으로 압축공기가 유동하는 절곡된 형상의 냉각유로를 형성하는 복수개의 플랫폼과, 상기 반경방향을 기준으로 하여 상기 플랫폼의 외측면에 결합되며, 상기 베인의 사이에 배치되는 블레이드 에어포일을 포함하는 로터를 포함하는 터빈이 제공된다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 타이로드; 상기 타이로드의 일 측에 설치되며, 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기; 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 통해 연료를 연소시키는 연소기; 및 상기 타이로드의 타 측에 설치되는 케이싱과, 상기 타이로드 측을 향하도록 상기 케이싱의 내주면에 결합되는 베인을 포함하는 스테이터와, 상기 타이로드의 외주면에 설치되는 디스크와, 상기 타이로드의 반경방향을 기준으로 하여 상기 디스크의 외측면에 결합되며, 서로 이격되도록 배치되어 상기 반경방향의 외측으로 압축공기가 유동하는 절곡된 형상의 냉각유로를 형성하는 복수개의 플랫폼과, 상기 반경방향을 기준으로 하여 상기 플랫폼의 외측면에 결합되며, 상기 베인의 사이에 배치되는 블레이드 에어포일을 포함하는 로터를 포함하는 터빈을 포함하는 가스터빈이 제공된다.
상기 냉각유로는, 상기 디스크 회전방향의 반대방향으로 압축공기가 유동하도록 형성될 수 있다.
상기 냉각유로를 형성하는 상기 플랫폼의 측면은, 상기 디스크의 외측으로부터 상기 반경방향 외측으로 연장되는 반경면과, 상기 반경방향을 기준으로 하였을 때의 상기 반경면의 외측으로부터 상기 회전방향의 반대측으로 절곡되어 연장 형성되는 토출면을 포함하며, 상기 냉각유로는, 인접하는 상기 반경면 사이에 형성되는 반경유로와, 인접하는 상기 토출면 사이에 형성되는 토출유로를 포함할 수 있다.
상기 반경면과 토출면은, 소정 곡률을 지닌 곡면으로 연결될 수 있다.
상기 플랫폼은, 상기 냉각유로로부터 분기되어, 상기 블레이드 에어포일 측으로 압축공기를 공급하는 분기유로가 관통 형성될 수 있다.
상기 분기유로는, 상기 회전방향을 기준으로 하였을 때의 상기 블레이드 에어포일의 후면부 측 부분과, 상기 토출유로를 연통하도록 관통 형성될 수 있다.
상기 분기유로가 관통됨에 따라 형성되는 분기유로의 내벽과, 상기 플랫폼의 측면은, 소정 곡률을 지닌 곡면으로 연결될 수 있다.
상기 플랫폼의 측면은, 상기 반경방향을 기준으로 하였을 때의 상기 반경면의 내측으로부터 상기 회전방향 측으로 절곡되어 연장 형성되는 흡입면을 더 포함하며, 상기 냉각유로는, 인접하는 상기 흡입면 사이에 형성되는 흡입유로를 포함할 수 있다.
상기 반경면과 흡입면은, 소정 곡률을 지닌 곡면으로 연결될 수 있다.
상기 반경유로는, 상기 흡입유로 측으로부터 토출유로 측으로 향할수록, 상기 반경방향을 기준으로 하여 상기 회전방향의 반대측으로 기울어지도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 로터, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈에 의하면, 플랫폼의 사이로 연소가스가 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 플랫폼의 외측으로 토출되는 압축공기를 블레이드 에어포일 측으로 가이드하여, 플랫폼과 블레이드 에어포일의 표면을 효과적으로 냉각시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 가스터빈의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1 중 터빈의 플랫폼과 블레이드 에어포일을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2 중 터빈의 플랫폼과 블레이드 에어포일을 도시한 정면도이다.
도 4는 도 3 중 플랫폼의 반경면과 토출면이 곡면으로 연결된 모습을 도시한 정면도이다.
도 5는 도 3 중 플랫폼에 분기유로가 형성된 모습을 도시한 정면도이다.
도 6은 도 3 중 플랫폼 사이에 토출유로가 형성된 모습을 도시한 정면도이다.
도 7은 도 3 중 반경유로가 기울어지도록 형성된 모습을 도시한 정면도이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 로터, 터빈 및 이를 포함하는 가스터빈에 대해 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명일 실시예에 따른 가스터빈(10)은, 타이로드(11;Tie rod), 압축기(12), 연소기(13) 및 터빈(100)을 포함한다.
상기 타이로드(11)는 봉 형상의 부재로서, 상기 압축기(12) 및 터빈(100)의 중심부를 관통하도록 설치되어 상기 압축기(12)의 로터와 터빈(100)의 로터(1000)가 서로 체결되도록 한다. 상기 압축기(12)는, 상기 타이로드(11)의 일 측에 설치되는 것으로서, 회전에 의해 공기를 흡입하여 압축시킨다. 그리고 상기 압축기(12)는, 압축공기를 상기 연소기(13)와 터빈(100)으로 공급한다. 상기 연소기(13)는, 상기 압축기(12)로부터 공급받은 압축공기를, 외부의 연료탱크(미도시)로부터 공급받은 연료와 함께 연소시켜, 연소가스를 생성한다.
상기 터빈(100)은, 상기 연소기(13)로부터 생성된 연소가스를 공급받아, 전력 생성을 위한 동력을 발생시킨다. 또한, 상기 터빈(100)은, 상기 압축기(12)로부터 공급받은 압축공기를 통해 상기 터빈(100)을 이루는 각종 전장품들을 냉각시킨다. 이에 따라 상기 터빈(100)은, 상기 연소가스에 의해 각종 전장품들이 열 손상을 입거나 녹아내리는 것을 방지하게 된다.
상기 터빈(100)은, 스테이터(110) 및 로터(1000)를 포함한다. 상기 스테이터(110)는, 상기 타이로드(11)의 타 측에 설치되는 케이싱(111)과, 상기 타이로드(11) 측을 향하도록 상기 케이싱(111)의 내주면에 결합되는 복수개의 베인(112)을 포함한다. 상기 로터(1000)는, 상기 케이싱(111)의 내부에 설치되어, 유동하는 연소가스에 의해 회전하는 것으로서, 디스크(1100), 복수개의 플랫폼(1200;Platform) 및 복수개의 블레이드 에어포일(1300)을 포함한다.
상기 디스크(1100)는, 상기 타이로드(11)의 외주면에 설치된다. 상기 복수개의 플랫폼(1200)은, 상기 타이로드(11)의 반경방향(D2)을 기준으로 하였을 때의 상기 디스크(1100)의 외측면에 결합된다. 또한, 상기 복수개의 플랫폼(1200)은, 서로 이격되도록 배치되어, 인접하는 플랫폼(1200) 사이에 냉각유로(1210)를 형성한다. 상기 압축기(12)로부터 디스크(1100) 측으로 공급된 압축공기는, 상기 냉각유로(1210)를 따라 상기 반경방향(D2)의 외측으로 유동하게 된다.
상기 블레이드 에어포일(1300)은, 상기 반경방향(D2)을 기준으로 하였을 때의 상기 플랫폼의 외측면에 결합된다. 또한, 상기 연소기(13)로부터 공급받은 연소가스가 상기 블레이드 에어포일(1300)을 통과함에 따라, 상기 블레이드 에어포일(1300)은 상기 타이로드(11)를 회전중심으로 하여 회전하게 된다. 이에 따라 상기 블레이드 에어포일(1300)에 결합된 상기 플랫폼(1200) 및 디스크(1100) 역시, 상기 타이로드(11)를 회전중심으로 하여 함께 회전하게 된다.
여기서, 도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 냉각유로(1210)는, 상기 냉각유로(1210)를 따라 유동하는 압축공기가 상기 로터(1000)의 회전방향(D1)과 반대되는 측을 향하여 토출될 수 있도록, 상기 반경방향(D2)을 기준으로 하였을 때의 상기 냉각유로(1210)의 외측 부분이 상기 회전방향(D1)에 대하여 반대되는 측으로 휘어진 형상으로 형성될 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 냉각유로(1210)를 형성하는 상기 플랫폼(1200)의 측면, 즉, 인접하는 상기 플랫폼(1200) 사이의 대향면(1220)은, 반경면(1221)과 토출면(1222)을 포함할 수 있다. 상기 반경면(1221)은, 상기 디스크(1100)의 외측으로부터 상기 반경방향(D2) 외측으로 연장되도록 형성된다. 상기 토출면(1222)은, 상기 반경방향(D2)을 기준으로 하였을 때의 상기 반경면(1221)의 외측으로부터 상기 회전방향(D1)의 반대측으로 절곡되어 연장 형성된다.
이 경우, 상기 냉각유로(1210)는, 인접하는 상기 반경면(1221) 사이에 형성되는 반경유로(1211)와, 인접하는 상기 토출면(1222) 사이에 형성되는 토출유로(1212)로 이루어지게 되며, 상기 토출유로(1212)는, 상기 반경유로(1211)로부터 상기 회전방향(D1)의 반대 측으로 절곡된 형상을 나타내게 된다.
만약, 상기 냉각유로(1210)가 이와 같이 절곡된 형상이 아닌, 반경방향(D2) 외측으로 곧게 뻗은 직선형의 유로인 경우, 냉각유로를 따라 외부로 토출되는 압축공기가 상기 블레이드 에어포일(1300) 측으로 가이드되지 않고, 상기 플랫폼(1200)의 외측에서 유동하는 연소가스 측으로 곧바로 분산되게 된다. 이 경우, 유동하는 연소가스의 온도가 불필요하게 낮아지고, 연소가스의 유동이 방해를 받게 되어, 가스터빈(10)의 전체 효율이 저하되는 문제점이 발생하게 된다. 또한, 이 경우, 상기 플랫폼(1200)과 블레이드 에어포일(1300)의 표면이 충분히 냉각되지 않아, 플랫폼(1200)과 블레이드 에어포일(1300)이 열적 손상을 입게 되는 문제가 발생한다.
뿐만 아니라, 상기 냉각유로(1210)가 이와 같이 절곡된 형상이 아닌, 반경방향(D2) 외측으로 곧게 뻗은 직선형의 유로인 경우, 유동하는 연소가스가 냉각유로의 토출구를 통해 냉각유로로 유입되는 문제가 발생한다.
하지만 상기와 같이 냉각유로(1210)가 절곡된 형상으로 형성되는 경우, 상기 토출유로(1212)를 통해 토출되는 압축공기가 상기 플랫폼(1200)의 표면을 따라 블레이드 에어포일(1300) 측으로 가이드되게 된다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 로터(1000), 터빈(100) 및 이를 포함하는 가스터빈(10)에 의하면, 압축공기가 상기 플랫폼(1200)과 블레이드 에어포일(1300)의 표면을 따라 유동하도록 하여, 상기 플랫폼(1200)과 블레이드 에어포일(1300)의 표면이 압축공기에 의해 충분히 냉각되도록 할 수 있으며, 유동하는 연소가스가 상기 냉각유로(1210)를 통해 토출되는 압축공기에 의해 방해를 받지 않도록 하여, 연소가스의 열운동에너지를 로터(1000)의 회전운동에너지로 효율적으로 변환시킬 수 있게 된다.
또한, 상기와 같이 냉각유로(1210)가 절곡된 형상으로 형성되는 경우, 상기 토출유로(1212)를 형성하기 위하여 돌출된 상기 플랫폼(1200)의 돌출부(1200a)가 상기 플랫폼(1200)의 외측에서 유동하는 연소가스에 대해 진입장벽의 역할을 하게 된다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 로터(1000), 터빈(100) 및 이를 포함하는 가스터빈(10)에 의하면, 상기 냉각유로(1210)의 내부로 연소가스가 유입되는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
한편, 도 4를 참조하면, 상기 반경면(1221)과 토출면(1222)은, 소정 곡률(R1)을 지닌 곡면으로 연결될 수 있다. 이 경우, 상기 반경유로(1211)로부터 상기 토출유로(1212) 측으로 토출되는 압축공기가, 곡면을 따라 상기 토출유로(1212) 측으로 부드럽게 가이드될 수 있으며, 상기 냉각유로(1210)를 따라 유동하는 압축공기에 의해 상기 플랫폼(1200) 및 블레이드 에어포일(1300)이 받게 되는 진동 및 충격을 감소시킬 수 있게 된다.
도 5를 참조하면, 상기 플랫폼(1200)은, 상기 냉각유로(1210)로부터 분기되어, 상기 블레이드 에어포일(1300) 측으로 압축공기를 공급하는 분기유로(1230)가 관통 형성될 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 분기유로(1230)는, 상기 회전방향(D1)을 기준으로 하였을 때의 상기 블레이드 에어포일(1300)의 후면부(1300a) 측 부분과, 상기 토출유로(1212)를 연통하도록 관통 형성될 수 있다.
상기 토출유로(1212)를 통해 플랫폼(1200)의 외측으로 토출되는 압축공기는, 플랫폼(1200)의 표면을 따라, 상기 회전방향(D1)을 기준으로 하였을 때의 블레이드 에어포일(1300)의 전면부 측으로 유동하게 된다. 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플랫폼(1200)의 안착면(1240) 중, 블레이드 에어포일(1300)의 후면부(1300a) 측 부분과 토출유로(1212)를 연통하는 분기유로(1230)가 형성된 경우, 반경유로(1211)로부터 토출되어 토출유로(1212)로 유입하려는 압축공기의 일부가 분기유로(1230)를 따라 블레이드 에어포일(1300)의 후면부(1300a)로 공급되게 된다. 이에 따라 상기 블레이드 에어포일(1300)은, 전면부, 측면부 및 후면부(1300a) 전부가 상기 냉각유로(1210)로부터 토출된 압축공기에 의해 냉각될 수 있게 된다.
여기서, 상기 분기유로(1230)가 관통됨에 따라 형성되는 분기유로(1230)의 내벽과, 상기 토출면(1222)은, 소정 곡률(R2)을 지닌 곡면으로 연결될 수 있다. 이 경우, 토출유로(1212)로부터 분기되는 압축공기가 곡면을 따라 부드럽게 분기유로(1230)로 유입될 수 있다.
또한, 상기 분기유로(1230)의 내벽과, 상기 블레이드 에어포일(1300)이 안착되는 상기 플랫폼(1200)의 안착면(1240)은, 소정 곡률(R3)을 지닌 곡면으로 연결될 수 있다. 이 경우, 분기유로(1230)로부터 상기 안착면(1240)으로 토출되는 압축공기가 곡면을 따라 플랫폼(1200)의 안착면(1240)으로 부드럽게 가이드될 수 있고, 이에 따라 블레이드 에어포일(1300)이 분기유로(1300)로부터 토출되는 압축공기에 의해 받게 되는 충격을 방지할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 냉각유로(1210)의 흡입부는, 상기 회전방향(D1) 측을 향하여 형성될 수 있다. 더욱 상세하게는, 상기 플랫폼(1200)의 대향면(1220)은, 상기 반경방향(D2)을 기준으로 하였을 때의 상기 반경면(1221)의 내측으로부터 상기 회전방향(D1) 측으로 절곡되어 연장 형성되는 흡입면(1223)을 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 냉각유로(1210)는, 인접하는 상기 흡입면(1223) 사이에 형성되어, 상기 회전방향(D1) 측으로 휘어지는 흡입유로(1213)을 포함하게 된다.
만약, 이와 같이 절곡된 형상의 흡입유로(1213)가 존재하지 않고, 반경방향(D2)으로 연장 형성되는 반경유로(1211)가 압축공기의 흡입부를 이루는 경우, 상기 로터(1000)의 회전에 따라 상기 반경유로(1211)로 유입하는 압축공기가, 상기 회전방향(D1)을 기준으로 하였을 때의 상기 반경유로(1211)의 후방 측 반경면(1221)에 충돌하게 되는 문제가 발생한다.
하지만 상기와 같이 절곡된 형상의 흡입유로(1213)가 인접하는 상기 플랫폼(1200)의 사이에 형성되는 경우, 상기 흡입유로(1213)를 통해 냉각유로(1210)로 유입하는 압축공기가, 상기 회전방향(D1)을 기준으로 하였을 때의 상기 플랫폼(1200)의 후방 측 대향면(1220)에 충돌하지 않게 되며, 흡입면(1223)을 따라 상기 반경유로(1211) 측으로 부드럽게 가이드되게 된다. 여기서, 상기 흡입면(1223)을 따라 상기 반경유로(1211) 측으로 압축공기가 부드럽게 가이드되도록 하기 위하여, 상기 반경면(1221)과 흡입면(1223)은, 소정 곡률(R4)을 지닌 곡면으로 연결될 수 있다.
도 7을 참조하면, 상기 반경유로(1211)는, 상기 흡입유로(1213) 측으로부터 토출유로(1212) 측으로 향할수록, 상기 반경방향(D2)을 기준으로 하여 상기 회전방향(D1)의 반대측으로 기울어지도록 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 플랫폼(1200)이 회전함에 따라, 압축공기에 의해 상기 회전방향(D1)을 기준으로 하였을 때의 상기 플랫폼(1200)의 후방 측 반경면(1221)에 가해지는 응력 집중을 완화할 수 있으며, 따라서 상기 플랫폼(1200)에 가해지는 진동 및 충격을 감소시킬 수 있다.
10 : 가스터빈 100 : 터빈
1000 : 로터 1100 : 디스크
1200 : 플랫폼 1210 : 냉각유로
1211 : 반경유로 1212 : 토출유로
1213 : 흡입유로 1220 : 대향면
1221 : 반경면 1222 : 토출면
1223 : 흡입면 1230 : 분기유로

Claims (24)

  1. 가스터빈의 중심부를 관통하는 타이로드의 외주면에 설치되며, 가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기에 의해 냉각되는 터빈의 로터에 있어서,
    상기 타이로드의 외주면에 설치되는 디스크;
    상기 타이로드의 반경방향을 기준으로 하여 상기 디스크의 외측면에 결합되며, 서로 이격되도록 배치되어 상기 반경방향의 외측으로 압축공기가 유동하는 절곡된 형상의 냉각유로를 형성하는 복수개의 플랫폼; 및
    상기 반경방향을 기준으로 하여 상기 플랫폼의 외측면에 결합되는 블레이드 에어포일을 포함하되,
    상기 냉각유로는, 상기 디스크 회전방향의 반대방향으로 압축공기가 유동하도록 형성되며,
    상기 냉각유로를 형성하는 상기 플랫폼의 측면은,
    상기 디스크의 외측으로부터 상기 반경방향 외측으로 연장되는 반경면과, 상기 반경방향을 기준으로 하였을 때의 상기 반경면의 외측으로부터 상기 회전방향의 반대측으로 절곡되어 연장 형성되는 토출면을 포함하며,
    상기 냉각유로는, 인접하는 상기 반경면 사이에 형성되는 반경유로와, 인접하는 상기 토출면 사이에 형성되는 토출유로를 포함하고,
    상기 플랫폼은, 상기 냉각유로로부터 분기되어, 상기 블레이드 에어포일 측으로 압축공기를 공급하는 분기유로가 관통 형성되는 로터.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 반경면과 토출면은, 소정 곡률을 지닌 곡면으로 연결되는 로터.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 분기유로는, 상기 회전방향을 기준으로 하였을 때의 상기 블레이드 에어포일의 후면부 측 부분과, 상기 토출유로를 연통하도록 관통 형성되는 로터.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 분기유로가 관통됨에 따라 형성되는 분기유로의 내벽과, 상기 플랫폼의 측면은, 소정 곡률을 지닌 곡면으로 연결되는 로터.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랫폼의 측면은, 상기 반경방향을 기준으로 하였을 때의 상기 반경면의 내측으로부터 상기 회전방향 측으로 절곡되어 연장 형성되는 흡입면을 더 포함하며,
    상기 냉각유로는, 인접하는 상기 흡입면 사이에 형성되는 흡입유로를 포함하는 로터.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 반경면과 흡입면은, 소정 곡률을 지닌 곡면으로 연결되는 로터.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 반경유로는, 상기 흡입유로 측으로부터 토출유로 측으로 향할수록, 상기 반경방향을 기준으로 하여 상기 회전방향의 반대측으로 기울어지도록 형성되는 로터.
  11. 가스터빈의 중심부를 관통하는 타이로드의 외주면에 설치되며, 가스터빈의 압축기로부터 공급받은 압축공기에 의해 냉각되는 터빈에 있어서,
    케이싱과, 상기 타이로드 측을 향하도록 상기 케이싱의 내주면에 결합되는 베인을 포함하는 스테이터; 및
    상기 타이로드의 외주면에 설치되는 디스크와, 상기 타이로드의 반경방향을 기준으로 하여 상기 디스크의 외측면에 결합되며, 서로 이격되도록 배치되어 상기 반경방향의 외측으로 압축공기가 유동하는 절곡된 형상의 냉각유로를 형성하는 복수개의 플랫폼과, 상기 반경방향을 기준으로 하여 상기 플랫폼의 외측면에 결합되며, 상기 베인의 사이에 배치되는 블레이드 에어포일을 포함하는 로터를 포함하되,
    상기 냉각유로는, 상기 디스크 회전방향의 반대방향으로 압축공기가 유동하도록 형성되며,
    상기 냉각유로를 형성하는 상기 플랫폼의 측면은,
    상기 디스크의 외측으로부터 상기 반경방향 외측으로 연장되는 반경면과, 상기 반경방향을 기준으로 하였을 때의 상기 반경면의 외측으로부터 상기 회전방향의 반대측으로 절곡되어 연장 형성되는 토출면을 포함하며,
    상기 냉각유로는, 인접하는 상기 반경면 사이에 형성되는 반경유로와, 인접하는 상기 토출면 사이에 형성되는 토출유로를 포함하고,
    상기 플랫폼은, 상기 냉각유로로부터 분기되어, 상기 블레이드 에어포일 측으로 압축공기를 공급하는 분기유로가 관통 형성되는 터빈.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 11에 있어서,
    상기 반경면과 토출면은, 소정 곡률을 지닌 곡면으로 연결되는 터빈.
  15. 삭제
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 분기유로는, 상기 회전방향을 기준으로 하였을 때의 상기 블레이드 에어포일의 후면부 측 부분과, 상기 토출유로를 연통하도록 관통 형성되는 터빈.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 분기유로가 관통됨에 따라 형성되는 분기유로의 내벽과, 상기 플랫폼의 측면은, 소정 곡률을 지닌 곡면으로 연결되는 터빈.
  18. 타이로드;
    상기 타이로드의 일 측에 설치되며, 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기;
    상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 통해 연료를 연소시키는 연소기; 및
    상기 타이로드의 타 측에 설치되는 케이싱과, 상기 타이로드 측을 향하도록 상기 케이싱의 내주면에 결합되는 베인을 포함하는 스테이터와,
    상기 타이로드의 외주면에 설치되는 디스크와, 상기 타이로드의 반경방향을 기준으로 하여 상기 디스크의 외측면에 결합되며, 서로 이격되도록 배치되어 상기 반경방향의 외측으로 압축공기가 유동하는 절곡된 형상의 냉각유로를 형성하는 복수개의 플랫폼과, 상기 반경방향을 기준으로 하여 상기 플랫폼의 외측면에 결합되며, 상기 베인의 사이에 배치되는 블레이드 에어포일을 포함하는 로터를 포함하는 터빈을 포함하되,
    상기 냉각유로는, 상기 디스크 회전방향의 반대방향으로 압축공기가 유동하도록 형성되며,
    상기 냉각유로를 형성하는 상기 플랫폼의 측면은,
    상기 디스크의 외측으로부터 상기 반경방향 외측으로 연장되는 반경면과, 상기 반경방향을 기준으로 하였을 때의 상기 반경면의 외측으로부터 상기 회전방향의 반대측으로 절곡되어 연장 형성되는 토출면을 포함하며,
    상기 냉각유로는, 인접하는 상기 반경면 사이에 형성되는 반경유로와, 인접하는 상기 토출면 사이에 형성되는 토출유로를 포함하고,
    상기 플랫폼은, 상기 냉각유로로부터 분기되어, 상기 블레이드 에어포일 측으로 압축공기를 공급하는 분기유로가 관통 형성되는 가스터빈.
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 청구항 18에 있어서,
    상기 반경면과 토출면은, 소정 곡률을 지닌 곡면으로 연결되는 가스터빈.
  22. 삭제
  23. 청구항 18에 있어서,
    상기 분기유로는, 상기 회전방향을 기준으로 하였을 때의 상기 블레이드 에어포일의 후면부 측 부분과, 상기 토출유로를 연통하도록 관통 형성되는 가스터빈.
  24. 청구항 18에 있어서,
    상기 분기유로가 관통됨에 따라 형성되는 분기유로의 내벽과, 상기 플랫폼의 측면은, 소정 곡률을 지닌 곡면으로 연결되는 가스터빈.
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