KR101986021B1 - 씰링어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 연소기로부터 공급받은 연소가스의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치된 터빈 베인들의 단부에 설치되어 터빈의 디스크들 사이를 씰링하는 것으로서, 상기 각 터빈 베인의 단부에 결합되고, 상기 터빈 디스크들 사이에 개재되는 복수개의 씰링하우징; 및 상기 터빈 베인이 환상으로 배치된 동일한 단(Stage)에 있어서, 인접하는 씰링하우징과 씰링하우징의 사이에 설치되어 그 사이를 씰링하는 씰링플레이트부를 포함하는 씰링어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공한다.
본 발명에 따른 씰링어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈에 의하면, 동일한 단의 씰링하우징과 씰링하우징 사이에 개재되는 씰링플레이트부를 구비함으로써, 씰링하우징과 씰링하우징 사이로 연소가스가 유입되거나 압축공기가 누출되는 것을 방지할 수 있다.

Description

씰링어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈{Sealing assembly and gas turbine comprising the same}

본 발명은 씰링어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 터빈 베인의 단부에 설치되어 터빈의 디스크와 디스크 사이를 씰링하는 씰링어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것이다.

일반적으로, 가스터빈은 압축기와 연소기와 터빈으로 구성된다. 압축기는 압축기 케이싱 내에 다수개의 압축기 베인과 압축기 블레이드가 교대로 배치된다. 그리고 압축기는 압축기 입구 스크롤 스트럿(Compressor inlet scroll strut)을 통해 외부의 공기를 흡입한다. 이렇게 흡입된 공기는 압축기의 내부를 통과하면서 상기 압축기 베인과 압축기 블레이드에 의해 압축된다.

연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축공기를 공급받아 연료와 혼합시킨다. 또한 연소기는 압축공기와 혼합된 연료를 점화기로 점화하여 고온고압의 연소가스를 생성한다. 이와 같이 생성된 연소가스는 터빈으로 공급된다.

터빈은 터빈 케이싱 내에 복수개의 터빈 베인과 터빈 블레이드가 교대로 배치된다. 그리고 터빈은 연소기에서 생성된 연소가스를 공급받아 내부로 통과시킨다. 터빈의 내부를 통과하는 연소가스는 터빈 블레이드를 회전시키게 되고, 터빈의 내부를 완전히 통과하게 된 연소가스는 터빈 디퓨저를 통해 외부로 토출되게 된다.

가스터빈은 타이로드(Tie rod)를 더 포함한다. 상기 타이로드는, 압축기 블레이드가 외주면에 결합되는 압축기 디스크와, 터빈 블레이드가 외주면에 결합되는 터빈 디스크의 중심부를 관통하도록 설치된다. 이에 따라 상기 타이로드는, 압축기 디스크와 터빈 디스크가 가스터빈의 내부에서 서로 고정될 수 있도록 한다.

이와 같은 가스터빈은, 4행정 기관의 피스톤과 같은 왕복운동 기구가 없기 때문에, 피스톤-실린더와 같은 상호 마찰부분이 없어 윤활유의 소비가 극히 적다. 따라서 가스터빈은, 왕복운동기계의 특징인 진폭이 대폭 감소되며, 고속운동이 가능하여 고용량의 전력을 생성할 수 있다는 장점이 있다.

한편, 터빈은 터빈 베인의 각 단부에 결합되어 터빈 디스크와 디스크 사이를 씰링하는 씰링하우징을 포함한다. 상기 씰링하우징은 상기 터빈 블레이드를 통과하는 연소가스가 터빈 디스크와 디스크 사이로 유입되는 것을 방지한다.

이러한 가스터빈의 씰링하우징과 관련된 기술로서 대한민국 등록실용신안 제20-0174662호에서는 가스터빈에 관해 개시하고 있다.

상기 종래의 가스터빈은, 동일한 단(Stage)을 기준으로 하였을 때 인접하는 씰링하우징과 씰링하우징 사이에 틈새가 발생한다. 따라서 상기 종래의 가스터빈은, 이러한 씰링하우징과 씰링하우징의 사이로 연소가스가 유입되거나, 상기 터빈 베인을 통해 상기 씰링하우징으로 공급된 압축공기가 외부로 누출되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 동일한 단의 씰링하우징과 씰링하우징 사이를 씰링할 수 있도록 개선된 구조를 갖는 씰링어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 씰링어셈블리는, 연소기로부터 공급받은 연소가스의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치된 터빈 베인들의 단부에 설치되어 터빈의 디스크들 사이를 씰링하는 것으로서, 상기 각 터빈 베인의 단부에 결합되고, 상기 터빈 디스크들 사이에 개재되는 복수개의 씰링하우징; 및 상기 터빈 베인이 환상으로 배치된 동일한 단(Stage)에 있어서, 인접하는 씰링하우징과 씰링하우징의 사이에 설치되어 그 사이를 씰링하는 씰링플레이트부를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 의하면, 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기; 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합시켜 연소시키는 연소기; 상기 연소기로부터 공급받은 연소가스를 내부로 통과시켜 전력 생성을 위한 동력을 발생시키는 터빈; 및 상기 압축기와 터빈의 중심을 관통하는 타이로드를 포함하되, 상기 터빈은, 케이싱과, 상기 케이싱의 내주면에 결합되어 단부가 상기 타이로드 측을 향하도록 설치되되 상기 연소가스의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치된 베인들과, 상기 각 베인의 단부에 설치되며 터빈의 디스크들 사이를 씰링하는 씰링어셈블리를 포함하는 스테이터와, 상기 케이싱의 내부에 설치되는 디스크와, 상기 각 베인의 단(Stage) 사이에 배치되도록 상기 디스크의 외주면에 결합되는 블레이드들을 포함하며 상기 연소가스에 의해 회전하는 로터를 포함하고, 상기 씰링어셈블리는, 상기 각 터빈 베인의 단부에 결합되고, 상기 터빈 디스크들 사이에 개재되는 복수개의 씰링하우징과, 상기 터빈 베인이 환상으로 배치된 동일한 단(Stage)에 있어서, 인접하는 씰링하우징과 씰링하우징의 사이에 설치되어 그 사이를 씰링하는 씰링플레이트부를 포함하는 가스터빈이 제공된다.

상기 씰링하우징은, 인접하는 터빈 디스크 측 방향으로 서로 이격되도록 배치된 한 쌍의 수직하우징과, 상기 한 쌍의 수직하우징의 하단부를 연결하는 수평하우징을 포함하며, 상기 씰링플레이트부는, 상기 한 쌍의 수직하우징에 각각 설치되어 서로 이격 배치되는 한 쌍의 수직플레이트와, 상기 수평하우징에 설치되는 수평플레이트를 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 수직하우징은 인접하는 다른 한 쌍의 수직하우징과의 대향면에 수직슬롯이 형성되고, 상기 수평하우징은 인접하는 다른 수평하우징과의 대향면에 수평슬롯이 형성되며, 상기 한 쌍의 수직플레이트는 상기 수직슬롯에 삽입되고, 상기 수평플레이트는 상기 수평슬롯에 삽입될 수 있다.

상기 씰링플레이트부는, 상기 한 쌍의 수직플레이트의 하단부로부터 내측으로 절곡 연장된 한 쌍의 절곡부를 더 포함할 수 있다.

상기 수평플레이트는, 상기 한 쌍의 절곡부의 하면에 접하도록 배치될 수 있다.

상기 수평플레이트는, 양 단부가 상기 한 쌍의 수직플레이트의 하단부를 외측에서 감싸도록 상기 터빈 베인 측으로 절곡 형성될 수 있다.

상기 수평플레이트는, 상기 한 쌍의 수직플레이트의 사이에 개재되되, 하면이 상기 한 쌍의 절곡부의 상면에 접하도록 배치될 수 있다.

상기 씰링어셈블리는, 상기 한 쌍의 수직플레이트에 각각 설치되어 상기 한 쌍의 수직플레이트를 가압하는 한 쌍의 가압스프링을 더 포함할 수 있다.

상기 한 쌍의 가압스프링은, 상기 한 쌍의 수직플레이트의 내측에 설치되어 상기 한 쌍의 수직플레이트를 각각 외측으로 가압할 수 있다.

본 발명에 따른 씰링어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈에 의하면, 동일한 단의 씰링하우징과 씰링하우징 사이에 개재되는 씰링플레이트부를 구비함으로써, 씰링하우징과 씰링하우징 사이로 연소가스가 유입되거나 압축공기가 누출되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 가스터빈의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1 중 Ⅱ 부분을 확대하여 도시한 확대단면도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 씰링어셈블리가 동일한 단을 기준으로 하여 환상으로 배치된 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 도 3 중 씰링어셈블리의 결합관계를 도시한 분해사시도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 씰링어셈블리를 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, 본 발명에 따른 씰링어셈블리 및 이를 포함하는 가스터빈의 실시예에 대해서 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 가스터빈(10)은 압축기(12), 연소기(13) 및 터빈(100)을 포함한다. 기체(압축공기 또는 연소가스)의 유동방향을 기준으로 하였을 때, 가스터빈(10)의 상류 측에는 압축기(12)가 배치되고 하류 측에는 터빈(100)이 배치된다. 그리고 압축기(12)와 터빈(100) 사이에는 연소기(13)가 배치된다.

압축기(12)는 압축기 케이싱 내부에 압축기 베인과 압축기 로터를 수용하며, 터빈(100)은 터빈 케이싱(111) 내부에 터빈 베인(112)과 터빈 로터(120)를 수용한다. 이러한 압축기 베인과 압축기 로터는 압축공기의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치되며, 터빈 베인(112)과 터빈 로터(120) 역시 연소가스의 유동방향을 따라 다단으로 배치된다. 이때, 압축기(12)는 흡입된 공기가 압축될 수 있게 전단(Front-stage)에서 후단(Rear-stage) 측으로 갈수록 내부공간이 줄어들며, 반대로 터빈(100)은 연소기(13)로부터 공급받은 연소가스가 팽창될 수 있게 전단에서 후단 측으로 갈수록 내부공간이 커지는 구조로 설계된다.

한편, 압축기(12)의 최후단부 측에 위치한 압축기 로터와, 터빈(100)의 최전단부 측에 위치한 터빈 로터(120) 사이에는, 터빈(100)에서 발생된 회전토크를 상기 압축기(12)로 전달하는 토크 전달부재로서의 토크튜브가 배치된다. 상기 토크튜브는 도 1에 도시된 바와 같이 총 3개의 단으로 이루어지는 복수개의 토크튜브 디스크로 구성될 수 있으나, 이는 본 발명의 여러 실시예 중 하나에 불과하며, 상기 토크튜브는 4개 이상의 단 또는 2개 이하의 단으로 이루어지는 복수개의 토크튜브 디스크로 구성될 수도 있다.

상기 압축기 로터는, 압축기 디스크와 압축기 블레이드를 포함한다. 상기 압축기 케이싱의 내부에는 복수개(예를 들어 14매)의 압축기 디스크가 구비되고, 상기 각각의 압축기 디스크들은 타이로드(11)에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결된다. 더욱 상세하게는, 상기 각각의 압축기 디스크는 중심부가 상기 타이로드(11)에 의해 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬된다. 그리고 인접하는 각각의 압축기 디스크는 대향하는 면이 상기 타이로드(11)에 의해 압착되어, 서로 상대적인 회전을 할 수 없도록 배치된다.

상기 압축기 디스크의 외주면에는 복수개의 압축기 블레이드가 방사상으로 결합된다. 또한, 상기 압축기 블레이드의 사이에는, 동일한 단(Stage)을 기준으로 하였을 때 상기 압축기 케이싱의 내주면에 환상으로 설치되는 복수개의 압축기 베인이 각각 배치된다. 상기 압축기 베인은 상기 압축기 디스크와는 달리 회전하지 않도록 고정된 상태를 유지하며, 압축기 블레이드를 통과한 압축공기의 흐름을 정렬하여 하류 측에 위치하는 압축기 블레이드로 압축공기를 안내하는 역할을 한다. 이때, 고정체에 해당하는 상기 압축기 케이싱과 압축기 베인은, 회전체에 해당하는 상기 압축기 로터와 구분하기 위하여, 압축기 스테이터라는 포괄적인 명칭으로 정의될 수 있다.

상기 타이로드(11)는 상기 복수개의 압축기 디스크와, 후술할 터빈 디스크의 중심부를 관통하도록 배치되며, 일 측 단부는 압축기(12)의 최전단부 측에 위치한 압축기 디스크 내에 체결되고, 타 측 단부는 고정 너트에 의해 체결된다.

상기 타이로드(11)의 형태는 가스터빈(10)에 따라 다양한 구조로 이뤄질 수 있으므로, 반드시 도 1에 제시된 형태로 한정될 것은 아니다. 즉, 도시된 바와 같이 하나의 타이로드(11)가 압축기 디스크와 터빈 디스크의 중앙부를 관통하는 형태를 가질 수도 있고, 복수개의 타이로드가 원주상으로 배치되는 형태를 가질 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다.

도시되지는 않았으나, 가스터빈의 압축기에는 유체의 압력을 높이고 난 후 연소기 입구로 들어가는 유체의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위하여 안내깃 역할을 하는 디스월러(Desworler)가 설치될 수 있다.

상기 연소기에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.

가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기는 셀 형태로 형성되는 연소기 케이싱 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연료를 분사하는 노즐과, 연소실을 형성하는 라이너(Liner), 그리고 연소기와 터빈의 연결부가 되는 트랜지션피스(Transition piece)를 포함한다.

구체적으로, 상기 라이너는 연료노즐에 의해 분사되는 연료가 압축기의 압축공기와 혼합되어 연소되는 연소공간을 제공한다. 이러한 라이너는, 공기와 혼합된 연료가 연소되는 연소공간을 제공하는 연소챔버와, 상기 연소챔버를 감싸면서 환형공간을 이루는 라이너 환형유로가 형성된다. 또한 라이너의 전단에는 연료를 분사하는 노즐이 결합되며, 측벽에는 점화기가 결합된다.

상기 라이너 환형유로에는, 라이너의 외벽에 마련되는 다수개의 홀(Hole)을 통해 유입된 압축공기가 유동하며, 후술할 트랜지션피스를 냉각시킨 압축공기 역시 이를 통해 유동한다. 이렇듯 압축공기가 라이너의 외벽부를 따라 유동함으로써, 상기 연소챔버에서 연료의 연소에 의해 발생되는 열에 의해 라이너가 열 손상을 입는 것을 방지할 수 있다.

라이너의 후단에는, 점화플러그에 의해 연소되는 연소가스를 터빈 측으로 보낼 수 있도록 트랜지션피스가 연결된다. 상기 라이너와 마찬가지로, 상기 트랜지션피스는, 상기 트랜지션피스의 내부 공간을 감싸는 트랜지션피스 환형유로가 형성되며, 연소가스의 높은 온도에 의한 파손이 방지되도록 상기 트랜지션피스 환형유로를 따라 흐르는 압축공기에 의해 외벽부가 냉각된다.

한편, 상기 연소기에서 나온 고온, 고압의 연소가스는 상술한 터빈으로 공급된다. 터빈으로 공급된 고온 고압의 연소가스는 터빈의 내부를 통과하면서 팽창하게 되고, 그에 따라 후술할 터빈 블레이드에 충동 및 반동력을 가하여 회전토크가 발생되도록 한다. 이렇게 얻어진 회전토크는 상술한 토크튜브를 거쳐 압축기로 전달되고, 압축기 구동에 필요한 동력을 초과하는 부분은 발전기 등을 구동하는데 쓰이게 된다.

상기 터빈(100)은 기본적으로는 압축기의 구조와 유사하다. 즉, 상기 터빈(100)에도 압축기의 압축기 로터와 유사한 복수개의 터빈 로터(120)가 구비된다. 따라서 상기 터빈 로터(120) 역시, 터빈 디스크(121)와, 이로부터 방사상으로 배치되는 복수개의 터빈 블레이드(122)를 포함한다. 상기 터빈 블레이드(122)의 사이에도, 동일한 단을 기준으로 하였을 때 상기 터빈 케이싱(111)에 환상으로 설치되는 복수개의 터빈 베인(112)이 구비되며, 상기 터빈 베인(112)은 터빈 블레이드(122)를 통과한 연소가스의 유동방향을 가이드하게 된다. 이때, 고정체에 해당하는 상기 터빈 케이싱(111)과 터빈 베인(112) 역시, 회전체에 해당하는 상기 터빈 로터(120)와 구분하기 위하여, 터빈 스테이터(110)라는 포괄적인 명칭으로 정의될 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 스테이터(110)는, 상기 복수개의 베인(112)의 각 단부에 설치되어 상기 디스크(121)와 디스크(121) 사이를 씰링하는 씰링어셈블리(1000)를 더 포함한다. 그리고 상기 씰링어셈블리(1000)는, 씰링하우징(1100)과 씰링플레이트부(1200)를 포함한다.

상기 씰링하우징(1100)은, 상기 베인(112)의 상기 타이로드(11) 측 하단부에 결합되되, 상기 디스크(121)와 디스크(121)의 사이에 개재되도록 배치된다. 그리고 상기 씰링하우징(1100)은, 상기 블레이드(122)를 통과하는 연소가스가 상기 디스크(121)와 디스크(121) 사이의 공간으로 유입되는 것을 방지한다. 이때, 상기 씰링하우징(1100)은, 한 쌍의 수직하우징(1110)과 이에 연결된 하나의 수평하우징(1120)으로 이루어질 수 있다. 상기 한 쌍의 수직하우징(1110)은, 인접하는 디스크(121) 측 방향으로 서로 이격되도록 배치된다. 상기 수평하우징(1120)은, 상기 한 쌍의 수직하우징(1110)의 상기 타이로드(11) 측 하단부에 결합되어, 상기 한 쌍의 수직하우징(1110)의 하단부를 연결한다.

상기 씰링플레이트부(1200)는, 상기 베인(112)이 환상으로 배치된 동일한 단(Stage)에 있어서, 인접하는 씰링하우징(1100)과 씰링하우징(1100)의 사이에 설치되어 그 사이를 씰링한다. 더욱 상세하게는, 상기 베인(112)은, 어느 하나의 단을 기준으로 하였을 때, 원뿔대 형상의 상기 케이싱(111)의 내주면을 따라 환상으로 설치된다. 그리고 상기 씰링플레이트부(1200)는, 단과 단 사이가 아닌 동일한 단에서의 인접하는 씰링하우징(1100)과 씰링하우징(1100)의 사이에 개재된다. 그에 따라 상기 씰링플레이트부(1200)는, 상기 씰링하우징(1100)과 씰링하우징(1100)의 사이를 통해, 상기 블레이드(122)를 통과하는 연소가스가 유입되거나, 상기 압축기(12)로부터 상기 베인(112) 및 씰링하우징(1100)으로 공급된 압축공기가 상기 씰링하우징(1100)의 외측으로 누출되는 것을 방지한다.

상기 씰링플레이트부(1200)는, 한 쌍의 수직플레이트(1210)와, 상기 한 쌍의 수직플레이트(1210)의 상기 타이로드(11)측 단부에 설치되는 하나의 수평플레이트(1220)를 포함한다. 상기 한 쌍의 수직플레이트(1210)는, 인접하는 디스크(121) 측 방향으로 서로 이격되도록 배치되어 상기 한 쌍의 수직하우징(1110)에 각각 설치된다. 상기 수평플레이트(1220)는, 상기 수평하우징(1120)에 설치된다.

이때, 상기 한 쌍의 수직하우징(1110)은, 동일한 단을 기준으로 하여 인접하는 다른 한 쌍의 수직하우징(1110)과의 대향면에 수직슬롯(1111)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 수평하우징(1120)은, 동일한 단을 기준으로 하여 인접하는 다른 수평하우징(1120)과의 대향면에 수평슬롯(1121)이 형성될 수 있다. 그리고 상기 한 쌍의 수직플레이트(1210)는 상기 수직슬롯(1111)에 삽입되고, 상기 수평플레이트(1220)는 상기 수평슬롯(1121)에 삽입되어, 인접하는 상기 씰링하우징(1100)의 사이를 씰링할 수 있다.

다만, 도 4에 도시된 수직슬롯(1111)과 수평슬롯(1121)의 형상은 본 발명의 여러 실시예 중 하나에 불과하며, 상기 수직슬롯(1111)과 수평슬롯(1121)의 형상은, 후술하게 될 본 발명의 제1 내지 제4 실시예에 따른 씰링어셈블리(1000)에 포함된 씰링플레이트부(1200)의 형상에 따라 다양하게 변경될 수 있다고 할 것이다.

이하부터는, 도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제1 내지 제4실시예에 따른 씰링어셈블리(1000) 및 가스터빈(10)에 관해 상세히 설명하도록 한다.

도 5를 참조하면, 상기 씰링플레이트부(1200)는, 상기 한 쌍의 수직플레이트(1210)의 상기 타이로드(11) 측 하단부로부터 서로 마주보는 방향으로 절곡 연장된 한 쌍의 절곡부(1230)를 더 포함할 수 있다. 그리고 상기 수평플레이트(1220)는, 상기 한 쌍의 절곡부(1230)의 상기 타이로드(11) 측 하면에 접하도록 배치될 수 있다. 이때, 상기 한 쌍의 절곡부(1230)와 상기 수평플레이트(1220)의 접촉 부위는, 용접에 의해 접합되거나 별도의 체결수단에 의해서 고정될 수 있다.

이와 같은 구조로 상기 씰링플레이트부(1200)가 설계되는 경우, 상기 베인(112)으로부터 씰링하우징(1100) 측으로 공급된 압축공기가 상기 절곡부(1230)의 상면에 압력을 가함으로써, 상기 한 쌍의 절곡부(1230)와 수평플레이트(1220) 사이의 기밀성을 향상시킬 수 있다. 그에 따라 상기 씰링플레이트부(1200)는, 인접하는 씰링하우징(1100)의 사이로 기체가 유입되거나 누출되는 것을 방지할 수 있다.

여기서 상기 수평플레이트(1220)는, 도 6에 도시된 바와 같이 인접하는 상기 디스크(121) 측을 향하는 양 단부가 상기 한 쌍의 수직플레이트(1210)의 하단부를 외측에서 감싸도록 상기 베인(112) 측으로 절곡 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 수직플레이트(1210), 수평플레이트(1220) 및 절곡부(1230)의 접촉면이 사행(Meander)되게 형성됨으로써, 상기 수직플레이트(1210)와 수평플레이트(1220)의 사이로 기체가 유입 또는 누출되는 것을 더욱더 효과적으로 방지할 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 수평플레이트(1220)는, 상기 한 쌍의 수직플레이트(1210)의 사이에 개재되되, 하면이 상기 한 쌍의 절곡부(1230)의 상면에 접하도록 배치될 수 있다. 그리고 상기 수평플레이트(1220)와 한 쌍의 절곡부(1230)의 접촉 부위는, 용접되거나 별도의 체결수단을 통해 접합될 수 있다. 이 경우, 상기 베인(112)으로부터 상기 씰링하우징(1100) 측으로 공급된 압축공기가 상기 수평플레이트(1220)의 상면에 압력을 가함으로써, 상기 한 쌍의 절곡부(1230)와 수평플레이트(1220) 사이의 기밀성을 향상시킬 수 있다. 그에 따라 상기 씰링플레이트부(1200)는, 인접하는 씰링하우징(1100)의 사이로 기체가 유입되거나 누출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 도 8을 참조하면, 상기 씰링어셈블리(1000)는 한 쌍의 가압스프링(1300)을 더 포함할 수 있다. 상기 한 쌍의 가압스프링(1300)은, 상기 한 쌍의 수직플레이트(1210)의 내측에 각각 설치되어, 상기 한 쌍의 수직플레이트(1210)를 외측으로 가압한다. 그에 따라 상기 한 쌍의 가압스프링(1300)은, 상기 한 쌍의 수직플레이트(1210)와 수직하우징(1110) 사이의 기밀성을 향상시켜, 인접하는 씰링하우징(1100)의 사이로 기체가 유입되거나 누출되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 상기 한 쌍의 가압스프링(1300)은, 상기 수직슬롯(1111)에 삽입되도록 설치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 씰링어셈블리(1000) 및 이를 포함하는 가스터빈(10)에 의하면, 동일한 단의 씰링하우징(1100)과 씰링하우징(1100) 사이에 개재되는 씰링플레이트부(1200)를 구비함으로써, 씰링하우징(1100)과 씰링하우징(1100) 사이로 연소가스가 유입되거나 압축공기가 누출되는 것을 방지할 수 있다.

10 : 가스터빈 1000 : 씰링어셈블리
1100 : 씰링하우징 1200 : 씰링플레이트부
1210 : 수직플레이트 1220 : 수평플레이트
1230 : 절곡부 1300 : 가압스프링

Claims (18)

1. 연소기로부터 공급받은 연소가스의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치된 터빈 베인들의 단부에 설치되어 터빈의 디스크들 사이를 씰링하는 씰링어셈블리에 있어서,
   상기 각 터빈 베인의 단부에 결합되고, 상기 터빈 디스크들 사이에 개재되는 복수개의 씰링하우징; 및
   상기 터빈 베인이 환상으로 배치된 동일한 단(Stage)에 있어서, 인접하는 씰링하우징과 씰링하우징의 사이에 설치되어 그 사이를 씰링하는 씰링플레이트부를 포함하되,
   상기 씰링하우징은, 인접하는 터빈 디스크 측 방향으로 서로 이격되도록 배치된 한 쌍의 수직하우징과, 상기 한 쌍의 수직하우징의 하단부를 연결하는 수평하우징을 포함하며,
   상기 씰링플레이트부는, 상기 한 쌍의 수직하우징에 각각 설치되어 서로 이격 배치되는 한 쌍의 수직플레이트와, 상기 수평하우징에 설치되는 수평플레이트를 포함하고,
   상기 씰링플레이트부는, 상기 한 쌍의 수직플레이트의 하단부로부터 내측으로 절곡 연장된 한 쌍의 절곡부를 더 포함하며,
   상기 수평플레이트는, 상기 한 쌍의 절곡부의 하면에 접하도록 배치되고,
   상기 수평플레이트는, 양 단부가 상기 한 쌍의 수직플레이트의 하단부를 외측에서 감싸도록 상기 터빈 베인 측으로 절곡 형성된 가스터빈용 씰링어셈블리.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 한 쌍의 수직하우징은 인접하는 다른 한 쌍의 수직하우징과의 대향면에 수직슬롯이 형성되고, 상기 수평하우징은 인접하는 다른 수평하우징과의 대향면에 수평슬롯이 형성되며,
   상기 한 쌍의 수직플레이트는 상기 수직슬롯에 삽입되고, 상기 수평플레이트는 상기 수평슬롯에 삽입되는 가스터빈용 씰링어셈블리.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
   상기 한 쌍의 수직플레이트에 각각 설치되어 상기 한 쌍의 수직플레이트를 가압하는 한 쌍의 가압스프링을 더 포함하는 가스터빈용 씰링어셈블리.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 한 쌍의 가압스프링은, 상기 한 쌍의 수직플레이트의 내측에 설치되어 상기 한 쌍의 수직플레이트를 각각 외측으로 가압하는 가스터빈용 씰링어셈블리.
10. 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기; 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 연료와 혼합시켜 연소시키는 연소기; 상기 연소기로부터 공급받은 연소가스를 내부로 통과시켜 전력 생성을 위한 동력을 발생시키는 터빈; 및 상기 압축기와 터빈의 중심을 관통하는 타이로드를 포함하되,
    상기 터빈은,
    케이싱과, 상기 케이싱의 내주면에 결합되어 단부가 상기 타이로드 측을 향하도록 설치되되 상기 연소가스의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치된 베인들과, 상기 각 베인의 단부에 설치되며 터빈의 디스크들 사이를 씰링하는 씰링어셈블리를 포함하는 스테이터와,
    상기 케이싱의 내부에 설치되는 디스크와, 상기 각 베인의 단(Stage) 사이에 배치되도록 상기 디스크의 외주면에 결합되는 블레이드들을 포함하며 상기 연소가스에 의해 회전하는 로터를 포함하고,
    상기 씰링어셈블리는,
    상기 각 터빈 베인의 단부에 결합되고, 상기 터빈 디스크들 사이에 개재되는 복수개의 씰링하우징과,
    상기 터빈 베인이 환상으로 배치된 동일한 단(Stage)에 있어서, 인접하는 씰링하우징과 씰링하우징의 사이에 설치되어 그 사이를 씰링하는 씰링플레이트부를 포함하며,
    상기 씰링하우징은, 인접하는 터빈 디스크 측 방향으로 서로 이격되도록 배치된 한 쌍의 수직하우징과, 상기 한 쌍의 수직하우징의 하단부를 연결하는 수평하우징을 포함하며,
    상기 씰링플레이트부는, 상기 한 쌍의 수직하우징에 각각 설치되어 서로 이격 배치되는 한 쌍의 수직플레이트와, 상기 수평하우징에 설치되는 수평플레이트를 포함하고,
    상기 씰링플레이트부는, 상기 한 쌍의 수직플레이트의 하단부로부터 내측으로 절곡 연장된 한 쌍의 절곡부를 더 포함하며,
    상기 수평플레이트는, 상기 한 쌍의 절곡부의 하면에 접하도록 배치되고,
    상기 수평플레이트는, 양 단부가 상기 한 쌍의 수직플레이트의 하단부를 외측에서 감싸도록 상기 터빈 베인 측으로 절곡 형성된 가스터빈.
11. 삭제
12. 청구항 10에 있어서,
    상기 한 쌍의 수직하우징은 인접하는 다른 한 쌍의 수직하우징과의 대향면에 수직슬롯이 형성되고, 상기 수평하우징은 인접하는 다른 수평하우징과의 대향면에 수평슬롯이 형성되며,
    상기 한 쌍의 수직플레이트는 상기 수직슬롯에 삽입되고, 상기 수평플레이트는 상기 수평슬롯에 삽입되는 가스터빈.
13. 삭제
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 청구항 10 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 씰링어셈블리는, 상기 한 쌍의 수직플레이트에 각각 설치되어 상기 한 쌍의 수직플레이트를 가압하는 한 쌍의 가압스프링을 더 포함하는 가스터빈.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 한 쌍의 가압스프링은, 상기 한 쌍의 수직플레이트의 내측에 설치되어 상기 한 쌍의 수직플레이트를 각각 외측으로 가압하는 가스터빈.

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