KR102000359B1 - 압축기, 압축기 디스크 및 이를 포함하는 가스 터빈 - Google Patents

압축기, 압축기 디스크 및 이를 포함하는 가스 터빈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압축기에 있어서, 압축기 디스크 내측에 밸런싱 홀을 형성하고, 밸런싱 부재를 삽입하여 밸런싱하는 압축기에 대한 것이다. 밸런싱 홀은 압축기 디스크의 측면에서 중심축 방향과 평행하게 형성된다. 밸런싱 부재는 원기둥 형상으로 밸런싱 홀에 고정될 수 있도록 외주면에 나사산이 형성된다. 각각 다른 무게의 밸런싱 부재는 반경는 동일하고 높이가 상이하게 형성된다.

Description

압축기, 압축기 디스크 및 이를 포함하는 가스 터빈 {Compressor, compressor disk and gas turbine comprising it}
본 발명은 압축기 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.
하지만, 압축기의 회전시 압축기 디스크의 무게 균형이 맞지 않는 경우 수용 범위 이상의 진동이 발생한다. 이는 압축기 블레이드, 압축기 베인 등의 간섭으로 이어져 부품의 파손을 유발하며, 베어링 등의 부품이 손상될 수도 있다. 이를 방지하기 위하여 압축기 디스크 상에 밸런싱 부재를 부착하기도 하지만, 이 경우 압축기 디스크를 분리 및 재조립해야하는 불편이 따른다.
따라서 압축기 디스크를 분해할 필요 없이 밸런싱이 가능한 압축기의 개발이 요구된다.
대한민국 등록실용신안 제20-0176791호 (명칭: 원심 압축기)
본 발명은 압축기 디스크의 밸런싱을 조절하여 안정적으로 동작할 수 있는 압축기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기는 압축기 케이싱, 압축기 디스크, 타이로드, 압축기 블레이드, 압축기 베인을 포함한다. 압축기 디스크는 압축기 케이싱 내에 복수 개가 설치된다. 복수의 압축기 디스크 중 적어도 하나의 압축기 디스크에는 원형의 측면으로부터 내측을 향해 축방향과 평행하게 밸런싱 홀이 형성되고, 밸런싱 홀 내에 밸런싱 부재가 삽입되어 압축기 디스크의 회전시 밸런싱을 조절한다. 타이로드는 복수의 압축기 디스크를 체결하여 축방향으로 정렬시킨다. 압축기 블레이드는 압축기 디스크의 외주면에 복수 개가 장착된다. 압축기 베인은 압축기 케이싱의 내주면에 복수개가 복수의 열을 형성하여 설치되되, 각각의 열이 복수의 압축기 블레이드의 열과 상호 교차하도록 설치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 홀은 압축기 디스크의 측면 상에 복수 개가 형성되며, 각각의 밸런싱 홀은 압축기 디스크의 중심축으로부터 일정한 거리에 위치하고, 이웃하는 밸런싱 홀과 일정한 각도로 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 복수의 밸런싱 홀 중 적어도 두 개는 상이한 반경을 갖되, 축을 기준으로 대칭하는 지점에 위치한 밸런싱 홀끼리는 동일 반경을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 복수의 밸런싱 홀 각각은 중심축으로부터 동일하거나 상이한 거리에 위치하되, 축을 기준으로 대칭하는 지점에 위치한 밸런싱 홀끼리는 동일 거리에 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재는 원기둥 형태이며, 상면에 홈이 형성된 몸체, 몸체의 하면에 형성된 돌기를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재의 홈은 타원기둥 또는 육각 기둥 형태이고, 돌기는 타원기둥 또는 육각 기둥의 형태일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재는 복수 개가 구비될 수 있다. 각각의 밸런싱 부재는 반경은 동일하고, 길이가 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 디스크는 압축기 케이싱 내에 복수 개가 설치되며, 타이로드에 의해 축방향으로 정렬될 수 있다. 압축기 디스크에는 원형의 측면으로부터 내측을 향해 축방향과 평행하게 밸런싱 홀이 형성되고, 밸런싱 홀 내에 하나 이상의 밸런싱 부재가 삽입되어 회전시 밸런싱이 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 디스크에서 밸런싱 홀은 압축기 디스크의 측면 상에 복수 개가 형성될 수 있다. 각각의 밸런싱 홀은 압축기 디스크의 중심축으로부터 일정한 거리에 위치하고, 이웃하는 밸런싱 홀과 일정한 각도로 이격되어 배치된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 디스크에서 밸런싱 부재는 원기둥 형태이며, 상면에 홈이 형성된 몸체와 몸체의 하면에 형성된 돌기를 구비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 압축기 디스크에서 밸런싱 부재는 복수 개가 구비되되, 각각의 밸런싱 부재는 반경은 동일하고, 길이가 상이할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈은 압축기, 연소기, 터빈을 포함한다. 압축기는 공기를 압축시킨다. 압축기는 압축기 케이싱, 압축기 디스크, 타이로드, 압축기 블레이드, 압축기 베인을 구비할 수 있다. 압축기 디스크는 압축기 케이싱 내에 복수 개가 설치될 수 있다. 타이로드는 복수의 압축기 디스크를 체결하여 축방향으로 정렬시킬 수 있다. 압축기 블레이드는 복수 개가 압축기 디스크의 외주면에 장착될 수 있다. 압축기 베인은 압축기 케이싱의 내주면에 복수개가 복수의 열을 형성하여 설치되되, 각각의 열이 복수의 압축기 블레이드의 열과 상호 교차하도록 설치될 수 있다. 연소기는 압축기로부터 압축된 공기를 유입받아 연료와 혼합하여 연소시킨다. 터빈은 연소기로부터 연소된 가스에 의해 회전하여 동력을 발생시킨다. 압축기는 복수의 압축기 디스크 중 적어도 하나의 압축기 디스크의 측면에 중심축 방향으로 밸런싱 홀이 형성되고, 밸런싱 홀 내에 밸런싱 부재를 삽입하여, 압축기의 밸런싱을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에서 밸런싱 홀은 압축기 디스크의 측면 상에 복수 개가 형성되며, 각각의 밸런싱 홀은 중심축으로부터 일정한 거리에 위치하고, 이웃하는 밸런싱 홀과 일정한 각도로 이격되어 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈에서 밸런싱 부재는 복수 개가 구비될 수 있으며, 각각의 밸런싱 부재는 반경은 동일하고, 길이가 상이할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면, 압축기 디스크의 측면에서 축 방향으로 홀을 형성하여, 압축기 디스크를 분해하지 않고도 다양한 무게의 밸런싱 부재를 삽입할 수 있어 간단하게 밸런싱을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 단면을 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 단면을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크의 길이 방향 단면을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크에 밸런싱 홀이 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크에 밸런싱 홀이 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 홀이 길이를 달리하여 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기에서 다른 무게의 밸런싱 부재가 장착된 상태를 나타내는 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 단면을 개념적으로 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기의 단면을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈(1000)은 압축기(1100), 연소기(1200), 터빈(1300)을 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)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(1111)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.
압축기 디스크(1110)에는 무게 밸런싱을 위한 구조가 형성될 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(1400)가 배치될 수 있다.
타이로드(1120)의 일측 단부는 최상류 측에 위치한 압축기 디스크 내에 체결되고, 타측 단부는 토크튜브(1400)에 삽입된다. 타이로드(1120)의 타측 단부는 토크튜브(1400) 내에서 가압너트(1121)와 체결된다. 가압너트(1121)는 토크튜브(1400)를 압축기 디스크(1110) 측으로 가압하여 각각의 압축기 디스크(1110)들이 밀착되게 한다.
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 슬롯(1113)이 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 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크의 길이 방향 단면을 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크에 밸런싱 홀이 형성된 것을 나타내는 도면이고, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 압축기 디스크에 밸런싱 홀이 형성된 것을 나타내는 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 홀이 길이를 달리하여 형성된 것을 나타내는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 압축기 디스크(1110)는 복수 개가 축 방향(X)으로 정렬된다. 예를 들어, 14개의 압축기 디스크(1110)가 축방향으로 정렬되어, 타이로드에 의해 체결 고정된다. 압축기 디스크(1110)가 일단 타이로드에 체결되면, 분해 및 재조립이 용이하지 않다. 따라서 본 발명은 밸런싱을 위하여 타이로드에 체결된 압축기 디스크(111)를 분해할 필요가 없도록, 복수의 압축기 디스크 중 압축기 디스크 첫단에 밸런싱 홀(1112)이 형성된다. 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110) 상의 단차진 부분에 형성될 수 있다.
밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110) 내측으로 형성된다. 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110)의 원형의 측면으로부터 중심축(X)과 평행하게 형성된다. 밸런싱 홀(1112)은 원기둥 형상으로 형성되며, 내부에 나사산이 형성된다. 밸런싱 홀(1112)에는 후술할 밸런싱 부재가 삽입된다.
도 5에 도시된 바와 같이, 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110) 상에 복수 개가 형성될 수 있다. 복수의 밸런싱 홀(1112)은 중심축을 중심으로 동일한 거리에, 즉 밸런싱 홀(1112)의 중심은 축을 중심으로 하는 동심원 상에 위치한다. 또한, 복수의 밸런싱 홀(1112)은 동일한 각도 간격으로 이격되어 배치된다. 밸런싱 홀(1112)은 중심축(X)를 중심으로 대칭인 형상으로 배치될 수 있다. 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110) 상에 6개, 8개 또는 10개 등이 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 보다 미세한 밸런싱 조절을 위하여 개구를 10개 이상 형성할 수도 있다.
밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110) 상에 다양한 패턴으로 배치될 수 있다. 밸런싱 홀(1112)은 다양한 직경의 밸런싱 홀(1112)이 조합되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수의 밸런싱 홀(1112)은 반경(r1, r2)이 서로 다른 밸런싱 홀(1112)이 중심축으로부터 거리를 같이 하여 일정한 각도만큼 이격되어 배치될 수 있다. 8개의 밸런싱 홀이 배치된 경우 각각의 밸런싱 홀(1112)은 45°만큼 이격되어 배치될 수 있다. 여기서 중심축을 기준으로 대칭하는 위치에 있는 밸런싱 홀(1112)끼리는 동일 반경을 가질 수 있다. 이는 밸런싱을 용이하게 하기 위함이다.
다른 실시예에서는 밸런싱 홀(1112)은 배치되는 복수의 밸런싱 홀(1112)의 반경(r)은 동일하고, 중심축으로부터의 거리가 상이하도록(d1, d2) 배치될 수 있다(도 6의 (b)). 밸런싱 홀(1112)을 중심축으로부터 상이한 거리에 배치함에 따라 밸런싱의 미세 조정이 가능하다. 중심축을 기준으로 대칭하는 위치에 있는 밸런싱 홀(1112)끼리는 중심축으로부터 이격 거리(d)가 동일할 수 있다.
도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 복수의 밸런싱 홀(1112)은 일부 밸런싱 홀(1112)의 반경이 상이하고(r1, r2), 또는 중심축으로부터의 거리가 상이하도록(d1, d2) 배치될 수 있다. 복수의 밸런싱 홀(1112)을 반경 크기 및 이격 거리를 다양하게 설정하여, 상황에 맞도록 밸런싱을 수행할 수 있다. 다만, 밸런싱의 용이성을 위해 중심축을 기준으로 대칭하는 위치에 있는 밸런싱 홀(1112)끼리는 밸런싱 홀의 반경 및 중심축으로부터의 이격 거리가 동일할 수 있다.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크 내측을 향한 깊이(l)가 각각 상이하도록(l1, l2) 형성될 수 있다. 밸런싱 홀(1112)은 형성되는 깊이에 따라 상이한 개수의 밸런싱 부재가 삽입될 수 있다. 중심축을 기준으로 대칭하는 위치에 있는 밸런싱 홀(1112)끼리는 동일한 깊이로 형성되도록 할 수 있다. 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110)의 일부 영역을 제거하여 형성되는데, 압축기 디스크(1110)는 복수의 압축기 블레이드를 지지하고 이웃하는 압축기 디스크와 정렬되어 함께 회전하기 때문에 일정 이상의 강도가 확보되어야 한다. 이에 따라 밸런싱 홀(1112)은 압축기 디스크(1110)의 내구성에 영향이 없도록 최소 부피를 갖도록 형성될 수 있다.
본 발명은 압축기 디스크(1110)에 반경(r)과 중심축과의 거리(d), 압축기 디스크(1110) 내측으로의 깊이가 상이한 다양한 밸런싱 홀(1112)이 형성됨으로써, 미세한 밸런싱이 가능하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 압축기에서 밸런싱 부재를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 압축기에서 다른 무게의 밸런싱 부재가 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 밸런싱 부재(1114)는 밸런싱 홀(1112)의 반경과 동일한 반경으로 형성될 수 있다. 복수의 밸런싱 홀(1112)이 상이한 여러 개의 반경을 갖는다면, 밸런싱 부재(1114) 역시 그에 상응하는 반경을 갖도록 복수 개가 구비될 수 있다. 밸런싱 부재(1114)는 원기둥 형상으로 형성되며, 밸런싱 홀(1112) 내에 고정될 수 있도록 외주면에 나사산이 형성된다. 밸런싱 부재(1114)는 나사 회전에 의해 밸런싱 홀(1112) 내에 삽입 및 고정된다.
밸런싱 부재(1114)는 상면에 홈(1115)이 형성되고, 하면에 홈(1115)과 동일한 형상의 돌기(1116)가 형성될 수 있다. 복수의 밸런싱 부재(1114)가 밸런싱 홀(1112) 내에서 적층될 때, 상부에 위치한 밸런싱 부재(1114)의 돌기(1116)가 하부에 위치한 밸런싱 부재(1114)의 홈(1115)에 끼워져 결합될 수 있다. 홈(1115) 및 돌기(1116)의 형상은 타원기둥 또는 육각 기둥 등의 다각 기둥일 수 있다. 연이어 위치한 밸런싱 부재(1114)의 홈(1115)과 돌기(1116)가 끼워짐으로써 다양한 무게 조합의 밸런싱 부재(1114)를 하나의 밸런싱 부재(1114)처럼 사용할 수 있으며, 한번에 나사 고정할 수 있다.
밸런싱 부재(1114)는 다양한 무게를 가질 수 있다. 이를 위하여, 밸런싱 부재(1114)는 반경(r)은 동일하면서 높이(h)가 다른(h1, h2) 원기둥 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 밸런싱 부재(1114)는 반경을 r로 동일하고, 높이(h)는 각각 다른 길이(h1, h2)를 가질 수 있다. 밸런싱 부재(1114)는 동일한 재질로 형성되며, 상이한 높이에 따라 각각 다른 무게를 갖는다. 밸런싱 부재(1114)의 재질은 스틸 등일 수 있다.
밸런싱 부재(1114)는 밸런싱 홀(1112) 내에 다양한 조합으로 삽입될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 하나의 밸런싱 홀(1112)에는 하나의 밸런싱 부재(1114a)가, 다른 밸런싱 홀(1112)에는 두 개의 밸런싱 부재(1114a, 1114b)가 삽입될 수 있다. 삽입되는 밸런싱 부재(1114a, 1114b)는 상이한 무게를 가질 수 있다. 압축기 동작시 발생되는 진동 등을 고려하여, 작업자는 요구되는 밸런싱을 위하여 다양한 무게의 밸런싱 부재(1114)를 밸런싱 홀(1112) 내에 삽입하여 밸런싱을 수행할 수 있다. 복수의 밸런싱 홀(1112)에 밸런싱 부재(1114)가 장착되는 위치 및 장착되는 개수를 조절하여 압축기 디스크(1110)의 밸런싱을 용이하게 할 수 있다.
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
1110 : 압축기 디스크 1112 : 밸런싱 홀
1114 : 밸런싱 부재 1115 : 홈
1116 : 돌기 1130 : 압축기 블레이드
1140 : 압축기 베인 1150 : 압축기 케이싱
1200 : 연소기 1300 : 터빈

Claims (14)

  1. 압축기 케이싱;
    상기 압축기 케이싱 내에 설치되는 복수의 압축기 디스크;
    상기 복수의 압축기 디스크를 체결하여 축방향으로 정렬시키는 타이로드;
    상기 압축기 디스크의 외주면에 장착되는 복수의 압축기 블레이드; 및
    상기 압축기 케이싱의 내주면에 복수개가 복수의 열을 형성하여 설치되되, 각각의 열이 상기 복수의 압축기 블레이드의 열과 상호 교차하도록 설치되는 복수의 압축기 베인;을 포함하고,
    상기 복수의 압축기 디스크 중 첫단의 압축기 디스크에 원형의 측면으로부터 내측을 향해 상기 축방향과 평행하도록 배치되되, 복수 개가 일정한 각도로 이격되어 방사상으로 배치된 밸런싱 홀이 형성되고,
    복수의 상기 밸런싱 홀 중 적어도 2개의 밸런싱 홀은 상기 압축기 디스크의 중심축으로부터의 이격 거리 및 반경이 상이하되, 상기 압축기 디스크의 중심축을 기준으로 대칭하는 지점에 위치한 밸런싱 홀끼리는 중심축으로부터의 이격 거리 및 반경이 동일하며,
    상기 밸런싱 홀 내에 하나 이상의 밸런싱 부재가 삽입되어 상기 압축기 디스크의 회전시 밸런싱을 조절하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재는
    원기둥 형태이며, 상면에 홈이 형성된 몸체, 및
    상기 몸체의 하면에 형성된 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재의 상기 홈은 타원기둥 또는 육각 기둥 형태이고, 상기 돌기는 타원기둥 또는 육각 기둥의 형태인 것을 특징으로 하는 압축기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재는 복수 개가 구비되며, 각각의 밸런싱 부재는 반경은 동일하고, 길이가 상이한 것을 특징으로 하는 압축기.
  8. 압축기 케이싱 내에 복수 개가 설치되며, 타이로드에 의해 축방향으로 정렬되는 압축기 디스크 중 첫단의 압축기 디스크로서,
    상기 압축기 디스크에는 원형의 측면으로부터 내측을 향해 상기 축방향과 평행하도록, 이웃하는 밸런싱 홀과 일정한 각도로 이격되어 방사상으로 배치된 복수의 밸런싱 홀이 형성되고,
    각각의 상기 밸런싱 홀은 상기 압축기 디스크의 중심축으로부터 상이한 거리에 위치하고, 반경이 상이하되, 상기 압축기 디스크의 중심축을 기준으로 대칭하는 지점에 위치한 밸런싱 홀끼리는 중심축으로부터의 이격 거리 및 반경이 동일하며,
    상기 밸런싱 홀 내에 하나 이상의 밸런싱 부재가 삽입되어 회전시 밸런싱이 조절되는 것을 특징으로 하는 압축기 디스크.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재는
    원기둥 형태이며, 상면에 홈이 형성된 몸체, 및
    상기 몸체의 하면에 형성된 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는 압축기 디스크.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재는 복수 개가 구비되되, 각각의 밸런싱 부재는 반경은 동일하고, 길이가 상이한 것을 특징으로 하는 압축기 디스크.
  12. 공기를 압축시키기 위한 압축기;
    상기 압축기로부터 압축된 공기를 유입받아 연료와 혼합하여 연소시키는 연소기; 및
    상기 연소기로부터 연소된 가스에 의해 회전하여 동력을 발생시키는 터빈을 포함하고,
    상기 압축기는
    압축기 케이싱,
    상기 압축기 케이싱 내에 설치되는 복수의 압축기 디스크,
    상기 복수의 압축기 디스크를 체결하여 축방향으로 정렬시키는 타이로드,
    상기 압축기 디스크의 외주면에 장착되는 복수의 압축기 블레이드, 및
    상기 압축기 케이싱의 내주면에 복수개가 복수의 열을 형성하여 설치되되, 각각의 열이 상기 복수의 압축기 블레이드의 열과 상호 교차하도록 설치되는 복수의 압축기 베인을 구비하며,
    상기 복수의 압축기 디스크 중 첫단의 압축기 디스크에는 원형의 측면으로부터 내측을 향해 상기 축방향과 평행하도록, 이웃하는 밸런싱 홀과 일정한 각도로 이격되어 방사상으로 배치된 복수의 밸런싱 홀이 형성되고,
    각각의 상기 밸런싱 홀은 상기 압축기 디스크의 중심축으로부터 상이한 거리에 위치하고, 반경이 상이하되, 상기 압축기 디스크의 중심축을 기준으로 대칭하는 지점에 위치한 밸런싱 홀끼리는 중심축으로부터의 이격 거리 및 반경이 동일하며,
    상기 밸런싱 홀 내에 하나 이상의 밸런싱 부재가 삽입되어, 상기 압축기의 밸런싱을 수행하는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
  13. 삭제
  14. 제12항에 있어서,
    상기 밸런싱 부재는 복수 개가 구비되되, 각각의 밸런싱 부재는 반경은 동일하고, 길이가 상이한 것을 특징으로 하는 가스터빈.
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