KR102113326B1 - Blade fixing structure using blade-integrated elastic body and gas turbine having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로, 로터디스크의 외주면을 따라 배치되는 결합홈과, 블레이드의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기 및 상기 결합돌기의 단부에 일체로 형성되고 상기 결합홈의 내측에 배치되며, 상기 결합돌기가 상기 결합홈의 방사방향으로 가압력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 고정부재를 포함하여 구성될 수 있다. The present invention relates to a blade fixing structure using a blade-integrated elastic body and a gas turbine including the same, a coupling groove disposed along an outer circumferential surface of the rotor disk, a coupling protrusion disposed at one end of the blade, and coupled to the coupling groove, and It is formed integrally at the end of the engaging projection and is disposed inside the engaging groove, and the engaging projection is provided with a pressing force in the radial direction of the engaging groove, thereby providing a position of the engaging projection inside the engaging groove It can be configured to include a fixed member.
Description
본 발명은 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 별도의 루프 스프링을 삽입하지 않고, 블레이드의 단부를 탄성체 형상으로 일체형으로 가공하여 로터디스크의 외주면에 장착되는 블레이드가 방사방향으로 힘을 받아 위치가 고정되도록 하는 블레이드 고정 구조 및 가스터빈에 관한 것이다. The present invention relates to a blade fixing structure using a blade-integrated elastic body and a gas turbine including the same, more specifically, without inserting a separate loop spring, and processing the end of the blade into an elastic body integrally to the outer peripheral surface of the rotor disk. It relates to a blade fixing structure and a gas turbine so that the mounted blade is fixed in position in a radial direction.
일반적으로 터빈(turbine)은 가스(gas), 스팀(steam) 등 유체의 열에너지를 기계에너지인 회전력으로 변환하는 동력발생 장치이다.2. Description of the Related Art In general, a turbine is a power generating device that converts thermal energy of a fluid such as gas and steam into rotational force that is mechanical energy.
여기서, 가스터빈은 압축기 섹션와 연소기 및 터빈 섹션을 포함하여 구성되고, 압축기 섹션의 회전에 의해 외부 공기가 흡입, 압축된 후 연소기로 보내지고, 연소기에서 압축공기와 연료의 혼합에 의해 연소가 이루어진다. 연소기에서 발생된 고온·고압의 가스는 터빈 섹션을 통과하면서 터빈의 로터를 회전시켜 발전기를 구동시킨다.Here, the gas turbine includes a compressor section and a combustor and a turbine section, and external air is sucked and compressed by rotation of the compressor section, and then sent to the combustor, and combustion is performed by mixing compressed air and fuel in the combustor. The high temperature and high pressure gas generated in the combustor passes through the turbine section to rotate the rotor of the turbine to drive the generator.
가스터빈을 구성하는 로터상에는 복수의 열로 로터디스크가 배치되고, 로터디스크의 외주면 원주방향을 따라 복수개의 블레이드가 배치된다. On the rotor constituting the gas turbine, the rotor disks are arranged in a plurality of rows, and a plurality of blades are arranged along the outer circumferential direction of the rotor disk.
도 1를 참고하면, 통상 로터디스크(30)의 외주면에는 암도브테일 형상의 블레이드가 장착는 결합홈이 형성되고, 블레이드(20)의 단부는 블레이드 장착부에 끼워지는 수도브테일 형상의 결합돌기가 형성되어 있다. Referring to Figure 1, the outer circumferential surface of the
이때 조립시 블레이드(20)는 로터디스크(30)의 외주면에 원주방향으로 배치되기 때문에, 로터디스크(30)의 하부에 위치하는 블레이드(30)는 중력에 의해 로터디스크의 외측방향으로 힘을 받고 있고, 로터디스크(30)의 상부에 위치하는 블레이드(30)는 중력때문에 로터디스크(30)의 내측방향으로 힘을 받고 있어, 블레이드(30)의 초기 위치가 일정하지 않게 된다. At this time, when assembling the
따라서 중력에 상관없이 블레이드(20)가 모두 로터디스크(30)의 외주면상에서 방사방향으로 일정하게 힘을 받아 위치가 균일하게 구속될 수 있도록, 도 1에서와 같이 루프 스프링(root spring)을 끼워넣는다. 그런데, 종래 루프 스프링을 사용하는 경우 루프 스프링을 삽입하기 위해 로터디스크(30)의 블레이드 장착부에 H 높이 공간만큼의 추가 가공 공정을 해야 한다.Therefore, regardless of gravity, the
본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 별도의 루프 스프링을 삽입하지 않고, 블레이드의 단부를 탄성체 형상으로 일체형으로 가공하여 로터디스크의 외주면에 장착되는 블레이드가 방사방향으로 힘을 받아 위치가 고정되도록 하는 블레이드 고정 구조 및 가스터빈을 제공하는 데에 있다.The present invention has been devised to solve the problems in the related technical field as described above, and the object of the present invention is to insert the separate end of the blade into an elastic body and integrally process the end of the blade to be mounted on the outer circumferential surface of the rotor disk. It is to provide a blade fixing structure and a gas turbine that allows the blade to be fixed in position in a radial direction.
상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈에 관한 것으로, 로터디스크의 외주면을 따라 배치되는 결합홈; 블레이드의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기; 및 상기 결합돌기의 일단부에 일체로 형성되고 상기 결합홈의 내측에 배치되며, 상기 결합돌기가 상기 결합홈의 방사방향으로 가압력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 고정부재;를 포함할 수 있다. The present invention for achieving the above object relates to a blade fixing structure using a blade-integrated elastic body and a gas turbine including the same, a coupling groove disposed along the outer peripheral surface of the rotor disk; A coupling protrusion disposed on one end of the blade and coupled to the coupling groove; And integrally formed at one end of the engaging projection, disposed inside the engaging groove, and fixing the position of the engaging projection inside the engaging groove by receiving the pressing force in the radial direction of the engaging groove. It may include; a fixing member provided to.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정부재는 상기 로터디스크의 회전방향을 기준으로 지그재그 방향으로 서로 연결된 복수의 고정판으로 구성될 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the fixing member may be composed of a plurality of fixing plates connected to each other in a zigzag direction based on the rotational direction of the rotor disk.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정판은 상기 로터디스크의 회전축 방향을 기준으로 상기 블레이드의 양단부에 배치될 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the fixing plate may be disposed at both ends of the blade based on the rotation axis direction of the rotor disk.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정부재는, 상기 고정판의 강성을 향상하도록 상기 고정판의 일면에 배치되는 보강돌기;를 포함할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the fixing member may include a reinforcing protrusion disposed on one surface of the fixing plate to improve the rigidity of the fixing plate.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정부재는, 상기 복수의 고정판 중 상기 결합홈의 내측면에 밀착되는 고정판상에 배치되고, 상기 로터디스크의 중심방향으로 돌출된 포지션돌기; 및 상기 결합홈의 내측면에 배치되고, 상기 포지션돌기가 삽입되는 포지션홈;을 포함할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the fixing member is disposed on a fixing plate in close contact with the inner surface of the coupling groove among the plurality of fixing plates, the position projection protruding in the center direction of the rotor disk; And a position groove disposed on the inner surface of the coupling groove and into which the position protrusion is inserted.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정부재는, 상기 로터디스크에 형성된 냉각유로에서 상기 블레이드에 형성된 냉각유로로 냉각유체가 유동하도록, 상기 복수의 고정판에 형성되는 냉각홀;을 더 포함할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the fixing member may further include a cooling hole formed in the plurality of fixing plates so that the cooling fluid flows from the cooling passage formed on the rotor disk to the cooling passage formed on the blade. .
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각홀은 상기 로터디스크의 냉각유로에서 상기 블레이드의 냉각유로 방향으로 갈수록 좁아지게 테이퍼지게 구성될 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the cooling hole may be configured to taper narrowly toward the cooling flow path of the blade from the cooling flow path of the rotor disk.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 냉각홀은 상기 로터디스크의 냉각유로에서 상기 블레이드의 냉각유로 방향으로 갈수록 유선형으로 좁아지게 곡률지게 구성될 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the cooling hole may be configured to be curvature narrowed in a streamlined direction from the cooling flow path of the rotor disk toward the cooling flow path of the blade.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 로터디스크에 형성된 냉각유로와 상기 블레이드에 형성된 냉각유로가 연통되도록, 상기 고정판은 상기 로터디스크의 회전축 방향을 기준으로 상기 결합돌기의 단부에 일정간격으로 이격되어 분할되어 배치될 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, so that the cooling passage formed on the rotor disk and the cooling passage formed on the blade communicate, the fixed plate is divided at regular intervals at the end of the engaging projection based on the rotation axis direction of the rotor disk. Can be arranged.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정판의 외측면은, 상기 로터디스크의 냉각유로에서 상기 블레이드의 냉각유로 방향으로 갈수록 좁아지게 테이퍼진 테이퍼부가 형성될 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the outer surface of the fixing plate, the tapered portion tapered to be narrower toward the direction of the cooling flow path of the blade from the cooling flow path of the rotor disk may be formed.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정판의 외측면은, 상기 로터디스크의 냉각유로에서 상기 블레이드의 냉각유로 방향으로 갈수록 유선형으로 좁아지게 곡선진 곡선부가 형성될 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the outer surface of the fixed plate may be formed with a curved curved portion narrowing in a streamlined direction from the cooling flow path of the rotor disk toward the cooling flow path of the blade.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정판은 복수의 단으로 상기 결합홈의 내측에 배치되되, 상기 고정판의 지그재그 형상은 곡선형으로 구성될 수 있다. Further, in the embodiment of the present invention, the fixing plate is disposed inside the coupling groove in a plurality of stages, and the zigzag shape of the fixing plate may be configured in a curved shape.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 고정판은 복수의 단으로 상기 결합홈의 내측에 배치되되, 상기 고정판의 지그재그 형상은 직선형으로 구성될 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the fixing plate is disposed inside the coupling groove in a plurality of stages, and the zigzag shape of the fixing plate may be configured as a straight line.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 로터디스크의 회전축 방향을 기준으로, 상기 결합돌기는 수도브테일 형상이고, 상기 결합홈에서 상기 결합돌기가 결합되는 부위는 암도브테일 형상부이고, 상기 고정부재가 배치되는 부위는 사각 형상부로 구성될 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, based on the direction of the rotational axis of the rotor disk, the engaging projection is a dovetail shape, and the portion where the engaging projection is coupled in the engaging groove is an arm dovetail shaped portion, and the fixing member is arranged. The portion to be formed may be composed of a rectangular shape.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 결합홈에 배치되는 상기 고정부재를 구성하는 복수의 고정판 각각의 길이는 동일하게 구성될 수 있다. Further, in an embodiment of the present invention, the length of each of the plurality of fixing plates constituting the fixing member disposed in the coupling groove may be configured to be the same.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 로터디스크의 회전축 방향을 기준으로, 상기 결합돌기는 수도브테일 형상이고, 상기 결합홈에서 상기 결합돌기가 결합되는 부위는 암도브테일 형상부이고, 상기 고정부재가 배치되는 부위는 유선 형상부로 구성될 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, based on the direction of the rotational axis of the rotor disk, the engaging projection is a dovetail shape, and the portion where the engaging projection is coupled in the engaging groove is an arm dovetail shaped portion, and the fixing member is arranged. The portion to be formed may be configured as a streamlined portion.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 결합홈에 배치되는 상기 고정부재를 구성하는 복수의 고정판 각각의 길이는 다르게 구성될 수 있다. Further, in an embodiment of the present invention, the length of each of the plurality of fixing plates constituting the fixing member disposed in the coupling groove may be configured differently.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 결합홈과 상기 결합돌기 사이에 배치되고, 상기 결합돌기와 상기 결합홈간에 척력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 자력부재;를 더 포함할 수 있다. In addition, in an embodiment of the present invention, the magnetic member is disposed between the engaging groove and the engaging projection, and receiving a repulsive force between the engaging projection and the engaging groove, thereby fixing the position of the engaging projection inside the engaging groove. ; May further include.
또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 자력부재는, 상기 결합돌기상에서 상기 결합홈을 바라보는 일측부에 배치되는 제1 마그네트; 및 상기 결합홈상에서 상기 결합돌기를 바라보는 내측부에 배치되는 제2 마그네트;를 포함할 수 있다. In addition, in the embodiment of the present invention, the magnetic member, the first magnet disposed on one side facing the engaging groove on the engaging projection; And a second magnet disposed on the inner side facing the engaging projection on the engaging groove.
본 발명인 가스터빈은 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 배치되고 유입된 공기를 압축하는 압축기 섹션; 상기 케이싱 내부에서 상기 압축기 섹션과 연결되며 배치되고, 압축된 공기를 연소하는 연소기; 상기 케이싱 내부에서 상기 연소기와 연결되며 배치되고, 연소된 공기를 이용하여 동력을 생산하는 터빈 섹션; 및 상기 케이싱 내부에서 상기 터빈 섹션과 연결되며 배치되고, 공기를 외부로 배출하는 디퓨져; 상기 압축기 섹션 또는 상기 터빈 섹션 중 적어도 어느 하나에 배치되는 제1항의 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조;를 포함할 수 있다. The present invention gas turbine is a casing; A compressor section disposed inside the casing and compressing the introduced air; A combustor connected to the compressor section and disposed inside the casing to combust compressed air; A turbine section which is disposed inside the casing and is connected to the combustor to produce power using the burned air; And a diffuser connected to the turbine section inside the casing and discharging air to the outside. It may include a; blade fixing structure using the blade-integrated elastic body of
본 발명에 따르면, 블레이드의 단부를 3D 프린터 등을 이용하여 탄성체 형상으로 블레이드 일체형으로 가공함에 따라 종래기술과 같은 루프 스프링 부품이 별도로 필요하지 않아 가스터빈 제작의 비용 감소 및 경제성을 높일 수 있다. According to the present invention, as the blade end is processed into an elastic body by using a 3D printer or the like as a blade, a loop spring component as in the prior art is not required separately, thereby reducing the cost of gas turbine production and increasing economic efficiency.
도 1은 종래 루프 스프링을 이용한 블레이드 고정 구조
도 2는 일반적인 가스터빈을 나타낸 측단면도
도 3은 본 발명인 블레이드 고정 구조의 고정부재 형상에 대한 제1 실시예를 나타낸 전단면도.
도 4는 본 발명인 블레이드 고정 구조의 고정부재 형상에 대한 제2 실시예를 나타낸 전단면도.
도 5는 본 발명인 블레이드 고정 구조의 고정부재 형상에 대한 제3 실시예를 나타낸 전단면도.
도 6은 본 발명인 블레이드 고정 구조의 고정부재 형상에 대한 제4 실시예를 나타낸 전단면도.
도 7은 본 발명인 블레이드 고정 구조의 포지션돌기/포지션홈을 나타낸 측단면도.
도 8은 본 발명인 고정부재와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제1 실시예를 나타낸 측단면도.
도 9는 본 발명인 고정부재와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제2 실시예를 나타낸 측단면도.
도 10은 도 8 또는 도9에 게시된 고정부재와 냉각유로의 연계 구조에 대한 부분사시도.
도 11은 본 발명인 고정부재와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제3 실시예를 나타낸 도면.
도 12는 본 발명인 고정부재와 자석의 연계 구조를 나타낸 측단면도.1 is a blade fixing structure using a conventional loop spring
Figure 2 is a side cross-sectional view showing a typical gas turbine
Figure 3 is a front sectional view showing a first embodiment of the fixing member shape of the present invention the blade fixing structure.
Figure 4 is a front sectional view showing a second embodiment of the shape of the fixing member of the present invention the blade fixing structure.
Figure 5 is a front sectional view showing a third embodiment of the shape of the fixing member of the present invention the blade fixing structure.
Figure 6 is a front sectional view showing a fourth embodiment of the shape of the fixing member of the present invention the blade fixing structure.
Figure 7 is a sectional side view showing the position protrusion / position groove of the present invention blade fixing structure.
Figure 8 is a side cross-sectional view showing a first embodiment of the linkage structure of the inventors fixed member and a cooling passage.
9 is a cross-sectional side view showing a second embodiment of the connection structure between the inventors fixing member and the cooling passage.
FIG. 10 is a partial perspective view of a linkage structure between the fixing member and the cooling passage posted in FIG. 8 or FIG. 9;
11 is a view showing a third embodiment of the connection structure between the inventors fixing member and the cooling flow path.
Figure 12 is a side cross-sectional view showing the connection structure of the present invention the fixing member and the magnet.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, preferred embodiments of the blade fixing structure using the blade-integrated elastic body according to the present invention and a gas turbine including the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 대한 설명에 앞서 가스터빈(1)의 구성에 대해 도면을 참조하여 설명한다. Prior to the description of the present invention, the configuration of the
첨부된 도 2를 참조하면, 가스터빈은 기본적으로 외관을 형성하는 케이싱(casing;2), 공기를 압축하는 압축기 섹션(compressor section;4), 공기를 연소하는 연소기(combuster;5), 연소된 가스를 이용하여 발전하는 터빈섹션(turbine section;6), 배기가스를 배출하는 디퓨져(diffuser;7) 및 압축기섹션(4)과 터빈섹션(6)을 연결하여 회전동력을 전달하는 로터(rotor;3)를 포함하여 구성될 수 있다. Referring to the accompanying Figure 2, the gas turbine is basically a casing (casing; 2) forming an exterior, a compressor section (compressor section; 4) for compressing the air, a combustor (combuster; 5) for burning air, burned A turbine section (6) generating power using gas, a diffuser (7) discharging exhaust gas and a compressor section (4) and a turbine section (6) connecting the rotor to transmit rotational power (rotor; 3).
열역학적으로 가스터빈의 상류측에 해당하는 압축기 섹션(compressor section)으로는 외부의 공기가 유입되어 단열압축 과정을 거치게 된다. 압축된 공기는 연소기 섹션(combuster section)으로 유입되어 연료와 혼합되어 등압연소 과정을 거치고, 연소가스는 가스터빈의 하류측에 해당하는 터빈 섹션(turbine section)으로 유입되어 단열팽창 과정을 거치게 된다.Externally, air is introduced into the compressor section corresponding to the upstream side of the gas turbine thermodynamically to undergo an adiabatic compression process. Compressed air enters the combustor section and mixes with the fuel to undergo isostatic combustion, and the combustion gas enters the turbine section corresponding to the downstream side of the gas turbine to undergo adiabatic expansion. .
공기의 흐름 방향을 기준으로 설명하면, 상기 케이싱(2)의 전방에 압축기 섹션(4)이 위치하고, 후방에 터빈 섹션(6)이 구비된다. Referring to the air flow direction, the
상기 압축기 섹션(4)과 상기 터빈 섹션(6)의 사이에는 상기 터빈 섹션(6)에서 발생된 회전토크를 상기 압축기 섹션(4)로 전달하는 토크튜브(3b)이 구비된다. Between the compressor section (4) and the turbine section (6) is provided a torque tube (3b) for transmitting the rotational torque generated in the turbine section (6) to the compressor section (4).
상기 압축기 섹션(4)에는 복수(예를 들어 14매)의 압축기 로터 디스크(120)이 구비되고, 상기 각각의 압축기 로터 디스크(120)들은 타이로드(3a)에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결된다. The
상기 각각의 압축기 로터 디스크(120) 중앙을 상기 타이로드(3a)이 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬되어 있다. 상기 압축기 로터 디스크(120)의 외주부 부근에는 이웃한 로터 디스크에 상대 회전이 불가능하도록 결합되는 플랜지(미도시)가 축 방향으로 돌출되게 형성된다.The
상기 압축기 로터 디스크(120)의 외주면에는 복수 개의 블레이드(blade;110)(또는 bucket으로 지칭)가 방사상으로 결합되어 있다. 상기 각각의 블레이드(110)은 도브 테일부(미도시)를 구비하여 상기 압축기 로터 디스크(120)에 체결된다.A plurality of blades 110 (or buckets) is radially coupled to the outer circumferential surface of the
도브 테일부의 체결방식은 탄젠셜 타입(tangential type)과 액셜 타입(axial type)이 있다. 이는 상용되는 가스터빈의 필요 구조에 따라 선택될 수 있다. 경우에 따라서는, 상기 도브 테일외의 다른 체결장치를 이용하여 상기 압축기 블레이드(110)을 압축기 로터 디스크(120)에 체결할 수 있다.There are two types of fastening of the dove tail part: a tangential type and an axial type. It can be selected according to the required structure of a commercial gas turbine. In some cases, the
이때 케이싱(2) 중 압축기 섹션(4)의 내주면에는 상기 압축기 블레이드(110)의 상대 회전운동에 대한 베인(미도시)(또는 노즐이라 지칭)이 다이아프램(미도시)상에 장착되며 배치될 수 있다. At this time, a vane (not shown) (or referred to as a nozzle) for the relative rotational movement of the
상기 타이로드(3a)은 상기 복수 개의 압축기 로터 디스크(120)들의 중심부를 관통하도록 배치되어 있으며, 일측 단부는 최상류측에 위치한 압축기 로터 디스크(120) 내에 체결되고, 타측 단부는 상기 토크튜브(3b)에 고정된다. The
상기 타이로드(3a)의 형태는 가스터빈에 따라 다양한 구조로 이뤄질 수 있으므로, 반드시 도면에 제시된 형태로 한정될 것은 아니다. Since the shape of the
하나의 타이로드(3a)이 압축기 로터 디스크(120)의 중앙부를 관통하는 형태를 가질 수도 있고, 복수 개의 타이로드(3a)이 원주상으로 배치되는 형태를 가질 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다.One tie rod (3a) may have a form passing through the central portion of the
도시되지는 않았으나, 가스 터빈의 압축기에는 유체의 압력을 높이고 난 후 연소기 입구로 들어가는 유체의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위하여 디퓨저의 다음 위치에 가이드깃 역할을 하는 베인이 설치될 수 있으며, 이를 디스윌러(desworler)라고 한다.Although not shown, in the compressor of the gas turbine, a vane serving as a guide git may be installed at the next position of the diffuser to increase the fluid pressure and then set the flow angle of the fluid entering the combustor to the design flow angle. It's called the desworler.
상기 연소기(5)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압 연소과정으로 연소기(5) 및 터빈 섹션(6)의 부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.In the combustor (5), the compressed air that is introduced is mixed and burned with fuel to produce high-temperature, high-pressure combustion gas of high energy, and heat resistant to the parts of the combustor (5) and turbine section (6) through isostatic combustion. The combustion gas temperature is raised to the limit.
가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기(5)은 셀 형태로 형성되는 케이싱(2) 내에 다수가 배열될 수 있다. The
한편, 일반적으로 터빈 섹션(6)에서는 연소기(5)에서 나온 고온, 고압의 연소가스가 팽창하면서 터빈 섹션(6)의 회전날개에 충동, 반동력을 주어 기계적인 에너지로 변환한다.On the other hand, in general, in the
터빈 섹션(6)에서 얻은 기계적 에너지는 압축기 섹션(4)에서 공기를 압축하는데 필요한 에너지로 공급되며 나머지는 발전기를 구동하는데 이용되어 전력을 생산하게 된다.The mechanical energy obtained in the
상기 터빈 섹션(6)에는 차실 내에 복수의 정익 및 동익이 교대로 배치 형성되어 구성되어 있고, 연소 가스에 의해 동익을 구동시킴으로써 발전기가 연결되는 출력축을 회전 구동시키고 있다. In the
이를 위해, 상기 터빈 섹션(6)에는 복수의 터빈 로터 디스크(6a)이 구비된다. 상기 각각의 터빈 로터 디스크(6a)은 기본적으로는 상기 압축기 로터 디스크(120)과 유사한 형태를 갖는다. To this end, the
상기 터빈 로터 디스크(6a) 역시 이웃한 터빈 로터 디스크(6a)과 결합되기 위한 구비한 플랜지(미도시)를 구비하고, 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드(6b)(또는 bucket으로 지칭)를 포함한다. 상기 터빈 블레이드(6b) 역시 도브테일 방식으로 상기 터빈 로터 디스크(6a)에 결합될 수 있다.The
이때 케이싱(2) 중 터빈 섹션(6)의 내주면에는 상기 터빈 블레이드(6b)의 상대 회전운동에 대한 베인(미도시)(또는 노즐이라 지칭)이 다이아프램(미도시)상에 장착되며 배치될 수 있다. At this time, a vane (not shown) (or referred to as a nozzle) for the relative rotational movement of the
상기와 같은 구조를 갖는 가스터빈에 있어서, 유입된 공기는 압축기 섹션(4)에서 압축되고, 연소기(5)에서 연소된 후, 터빈 섹션(6)로 이동되어 발전 구동하고, 디퓨저(7)을 통해 대기중으로 배출된다.In the gas turbine having the above structure, the introduced air is compressed in the compressor section (4), burned in the combustor (5), is moved to the turbine section (6) to drive power generation, and the diffuser (7) Through the air.
여기서, 상기 토크튜브(3b), 압축기 로터 디스크(120), 압축기 블레이드(110), 터빈 로터 디스크(6a), 터빈 블레이드(6b), 타이로드(3a) 등은 회전 구성요소로서 일체로 로터(3) 또는 회전체라고 지칭될 수 있다. 그리고 케이싱(2), 베인(vane;미도시), 다이아프램(diaphram;미도시) 등은 비회전 구성요소로서 일체로 스테이터(stator) 또는 고정체라고 지칭될 수 있다. Here, the
가스터빈에 대한 일반적인 한 형태의 구조는 상기와 같으며, 이하에서는 이러한 가스터빈에 적용되는 본 발명에 대해 설명하도록 한다.The general structure of one type of gas turbine is as described above, and the present invention applied to the gas turbine will be described below.
이하에서 기술되는 로터디스크(120)과 블레이드(110)는 압축기 섹션(4)에 한정하여 설명하지만, 이는 터빈 섹션(6)의 로터디스크(6a)와 블레이드(6b)에도 적용될 수 있다. The
도 3은 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 고정부재(200) 형상에 대한 제1 실시예를 나타낸 전단면도이고, 도 4는 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 고정부재(200) 형상에 대한 제2 실시예를 나타낸 전단면도이며, 도 5는 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 고정부재(200) 형상에 대한 제3 실시예를 나타낸 전단면도이고, 도 6은 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 고정부재(200) 형상에 대한 제4 실시예를 나타낸 전단면도이다. 3 is a front view showing a first embodiment of the shape of the fixing
본 발명인 블레이드 고정 구조(100)는 결합홈(121), 결합돌기(111) 및 고정부재(200)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 결합홈(121)은 로터디스크(120)의 외주면을 따라 복수개가 배치될 수 있으며, 상기 결합돌기(111)는 블레이드(110)의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈(121)에 결합되도록 제공될 수 있다. The
그리고 상기 고정부재(200)는 상기 결합돌기(111)의 일단부에 일체로 형성되고 상기 결합홈(121)의 내측에 배치되며, 상기 결합돌기(111)가 상기 결합홈(121)의 방사방향으로 가압력을 받도록 하여, 상기 결합홈(121)의 내측에서 상기 결합돌기(111)의 위치를 고정하도록 제공될 수 있다. 또한 본 발명의 실시예에서는 상기 고정부재(200)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 기준으로 상기 블레이드(110)의 양단부에 배치될 수 있으며, And the fixing
본 발명에서는 상기 고정부재(200)가 여러 실시예 형태로 구현될 수 있다. In the present invention, the fixing
우선 도 3를 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 고정부재(200) 형상에 대한 제1 실시예에서는 상기 결합돌기(111)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 기준으로, 수도브테일 형상일 수 있으며, 상기 결합홈(121)은 상기 결합돌기(111)가 결합되는 부위는 암도브테일 형상부(121a)일 수 있고, 상기 고정부재(200)가 배치되는 부위는 사각 형상부(121b)일 수 있다. First, referring to FIG. 3, in the first embodiment of the shape of the fixing
본 발명의 제1 실시예에서는 상기 고정부재(200)는 상기 로터디스크(120)의 회전방향을 기준으로 지그재그 방향으로 서로 연결된 복수의 고정판(210)으로 구성될 수 있다. 본 발명의 고정판(210)은 직선형 판 또는 곡선형 판일 수 있다. In the first embodiment of the present invention, the fixing
이때 상기 복수의 고정판(210)은 상기 결합돌기(111)의 일단부에 절삭가공, 3D 프린터 등을 이용하여 일체형으로 가공될 수 있다. 또한 고정판(210)의 재질은 상기 블레이드(110)와 동일 재질일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 탄성력이 높은 다른 재질을 융합하는 방법도 가능하다. In this case, the plurality of fixing
작업자는 복수의 고정판(210)을 누른 채로, 로터디스크(120)의 결합홈(121)에 블레이드(110)의 결합돌기(111)를 삽입하면, 복수의 고정판(210)이 복원력을 발휘하며 도 3에 게시된 화살표와 같이, 결합돌기(111)를 로터디스크(120)의 방사방향으로 가압하며 밀어주어 블레이드(110)의 위치를 고정하게 된다. 즉 결합홈(121)의 내측에서 블레이드(110)의 위치를 로터디스크(120)의 방사방향으로 구속되게 된다. When the operator presses the plurality of fixing
이때 상기 결합홈(121)의 사각 형상부(121b)에 배치되는 복수의 고정판(210) 길이는 서로 동일할 수 있다. 이 경우 각각의 고정판(210)은 유사 비율로 휘어지며 유사 크기의 가압력을 발휘하게 된다. At this time, the lengths of the plurality of fixing
즉 블레이드(110)의 무게를 지탱하며 로터디스크(120)의 방사방향으로 밀어 위치를 구속할 때 필요한 가압력은, 복수의 고정판(210)에 비교적 균일하게 분할되게 필요시된다. 이에 따라 복수의 고정판의 인가되는 응력도 균일하게 분산되므로, 특정 고정판의 집중되는 파손, 변형을 방지할 수 있어 전반적인 고정판의 사용연한을 연장할 수 있는 효과가 있다. That is, the pressing force required to support the weight of the
다음 도 4를 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 고정부재(200) 형상에 대한 제2 실시예에서는 상기 결합돌기(111)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 기준으로, 수도브테일 형상일 수 있으며, 상기 결합홈(121)은 상기 결합돌기(111)가 결합되는 부위는 암도브테일 형상부(121a)일 수 있고, 상기 고정부재(200)가 배치되는 부위는 유선 형상부(121c)일 수 있다. Referring to FIG. 4, in the second embodiment of the shape of the fixing
본 발명의 제2 실시예에서는 상기 고정부재(200)는 상기 로터디스크(120)의 회전방향을 기준으로 지그재그 방향으로 서로 연결된 복수의 고정판(210)으로 구성될 수 있다. 본 발명의 고정판(210)은 직선형 판 또는 곡선형 판일 수 있다. In the second embodiment of the present invention, the fixing
이때 상기 결합홈(121)의 유선 형상부(121c)가 로터디스크(120)의 내측방향으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상에 대응하여, 상기 유선 형상부(121c)에 배치되는 복수의 고정판(210) 길이는 서로 다를 수 있다. 도 4에 게시된 것과 같이, 로터디스크(120)의 내측방향으로 갈수록 각 고정판(210)의 길이가 축소되도록 구성될 수 있다. 예를 들어 결합돌기(111)에 가장 근접한 고정판(210a)의 길이가 가장 길고, 다음 고정판(210b)의 길이는 상대적으로 작게 구성될 수 있다. At this time, a plurality of fixed
그리고 가장 끝단의 고정판(210c)은 유선 형상부(121c)의 내측면에 맞닿아, 나머지 고정판(210)이 안정적으로 가압력을 발휘하도록 하기 위해 나머지 고정판(210)을 지지하도록, 유선 형상부(121c)의 내측면에 대응되는 형상으로 구현될 수 있다. 따라서 가장 끝단의 고정판(210c)은 유선 형상일 수 있다. 이 경우 길이가 긴 고정판(210a)이 길이가 상대적으로 짧은 고정판(210b)에 비해 더 많이 휘어지며 보다 큰 가압력을 발휘할 수 있다. And the fixed
또한 가장 끝단의 고정판(210c)이 유선 형상부(121c)의 내측면에 맞닿는 유선 형상임임에 따라, 나머지 고정판(210a,210b)를 지지할 때 발생될 수 있는 응력이 유선 형상을 따라 유선 형상부(121c)의 내측면 방향으로 고르게 분산되는 효과가 있다. 이는 가장 끝단의 고정판(210c)의 파손, 변형을 완화하여 전체 고정판(210)의 사용 연한을 연장할 수 있다. In addition, since the fixed
작업자는 복수의 고정판(210)을 누른 채로, 로터디스크(120)의 결합홈(121)에 블레이드(110)의 결합돌기(111)를 삽입하면, 복수의 고정판(210)이 복원력을 발휘하며 도 4에 게시된 화살표와 같이, 결합돌기(111)를 로터디스크(120)의 방사방향으로 가압하며 밀어주어 블레이드(110)의 위치를 고정하게 된다. 역시 결합홈(121)의 내측에서 블레이드(110)의 위치를 로터디스크(120)의 방사방향으로 구속되게 된다. When the operator presses the plurality of fixing
다음 도 5를 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 고정부재(200) 형상에 대한 제3 실시예에서는 상기 결합돌기(111)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 기준으로, 수도브테일 형상일 수 있으며, 상기 결합홈(121)은 상기 결합돌기(111)가 결합되는 부위는 암도브테일 형상부(121a)일 수 있고, 상기 고정부재(200)가 배치되는 부위는 사각 형상부(121b)일 수 있다. Next, referring to FIG. 5, in the third embodiment of the shape of the fixing
본 발명의 제2 실시예에서는 상기 고정부재(200)는 상기 로터디스크(120)의 회전방향을 기준으로 지그재그 방향으로 서로 연결된 복수의 고정판(210)으로 구성될 수 있다. 본 발명의 고정판(210)은 직선형 판 또는 곡선형 판일 수 있다. 그리고 상기 고정판(210)은 상기 결합돌기(111)의 단부에 한 쌍으로 배치될 수 있다. In the second embodiment of the present invention, the fixing
작업자는 복수의 고정판(210)을 누른 채로, 로터디스크(120)의 결합홈(121)에 블레이드(110)의 결합돌기(111)를 삽입하면, 복수의 고정판(210)이 복원력을 발휘하며 도 5에 게시된 화살표와 같이, 결합돌기(111)를 로터디스크(120)의 방사방향으로 가압하며 밀어주어 블레이드(110)의 위치를 고정하게 된다. 즉 결합홈(121)의 내측에서 블레이드(110)의 위치를 로터디스크(120)의 방사방향으로 구속되게 된다. When the operator presses the plurality of fixing
이때 상기 결합홈(121)의 사각 형상부(121b)에 배치되는 복수의 단인 고정판(210) 길이는 서로 동일할 수 있다. 이 경우 각각의 고정판(210)은 유사 비율로 휘어지며 유사 크기의 가압력을 발휘하게 된다. At this time, the lengths of the plurality of
물론 한 쌍의 고정부재(200)도 전반적으로 1/2에 해당하는 분산된 가압력을 좌우에서 균일하게 발휘한다. Of course, the pair of fixing
이에 따라 블레이드(110)의 무게를 지탱하며 로터디스크(120)의 방사방향으로 밀어 위치를 구속할 때 필요한 가압력은, 복수의 고정판(210)에 비교적 균일하게 분할되게 필요시된다. 이에 따라 복수의 고정판의 인가되는 응력도 균일하게 분산되므로, 특정 고정판의 집중되는 파손, 변형을 방지할 수 있어 전반적인 고정판의 사용연한을 연장할 수 있는 효과가 있다. Accordingly, the pressing force required to hold the weight of the
또한 복수의 단으로 이뤄진 고정판(210)이 사각 형상부(121b) 내부 좌우에 한 쌍으로 배치되어 있음에 따라, 로터디스크(120)에 좌우 흔들림, 진동 등이 발생되더라도, 결합홈(121) 내부에서의 결합돌기(111)의 위치를 좌우에서 지지하여 블레이드(110)로 충격이 인가되는 것을 완화할 수 있다. In addition, as the fixed
다음 도 6를 참고하면, 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 고정부재(200) 형상에 대한 제4 실시예에서는 상기 결합돌기(111)는 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 기준으로, 수도브테일 형상일 수 있으며, 상기 결합홈(121)은 상기 결합돌기(111)가 결합되는 부위는 암도브테일 형상부(121a)일 수 있고, 상기 고정부재(200)가 배치되는 부위는 사각 형상부(121b)일 수 있다. Referring to FIG. 6, in the fourth embodiment of the shape of the fixing
본 발명의 제4 실시예에서는 상기 고정부재(200)는 고정판(210) 및 보강돌기(221)를 포함하여 구성될 수 있다. In the fourth embodiment of the present invention, the fixing
상기 고정판(210)은 상기 로터디스크(120)의 회전방향을 기준으로 지그재그 방향으로 서로 연결된 복수의 단으로 구성될 수 있다. 본 발명의 고정판(210)은 직선형 판 또는 곡선형 판일 수 있다. The fixing
상기 보강돌기(221)는 상기 고정판(210)의 일면에 배치될 수 있으며, 상기 보강돌기(221)가 배치됨에 따라 상기 고정판(210)의 강성은 향상되는 효과를 기대할 수 있다. 본 발명에서는 상기 보강돌기(221)는 도 6에서와 같이 둥근돌기 형상이나 이에 한정되는 것은 아니다.The reinforcing
작업자는 복수의 고정판(210)을 누른 채로, 로터디스크(120)의 결합홈(121)에 블레이드(110)의 결합돌기(111)를 삽입하면, 복수의 고정판(210)이 복원력을 발휘하며 도 6에 게시된 화살표와 같이, 결합돌기(111)를 로터디스크(120)의 방사방향으로 가압하며 밀어주어 블레이드(110)의 위치를 고정하게 된다. 즉 결합홈(121)의 내측에서 블레이드(110)의 위치를 로터디스크(120)의 방사방향으로 구속되게 된다. When the operator presses the plurality of fixing
이때 상기 결합홈(121)의 사각 형상부(121b)에 배치되는 복수의 고정판(210) 길이는 서로 동일할 수 있다. 이 경우 각각의 고정판(210)은 유사 비율로 휘어지며 유사 크기의 가압력을 발휘하게 된다. At this time, the lengths of the plurality of fixing
한편, 도 7은 본 발명인 블레이드 고정 구조(100)의 포지션돌기(231)/포지션홈(233)을 나타낸 측단면도이다. On the other hand, Figure 7 is a sectional side view showing the
도 7를 참고하면, 상기 고정부재(200)는 포지션돌기(231) 및 포지션홈(233)을 더 포함하여 구성될 수 있다. Referring to FIG. 7, the fixing
상기 포지션돌기(231)는 상기 복수의 고정판(210) 중 상기 결합홈(121)의 내측면에 밀착되는 고정판(210)상에 배치되고, 상기 로터디스크(120)의 중심방향으로 돌출되도록 구성될 수 있다. 그리고 상기 포지션홈(233)은 상기 결합홈(121)의 내측면에 배치되고, 상기 포지션돌기(231)가 삽입되도록 구성될 수 있다. The
상기 복수의 고정판(210)이 상기 결합홈(121)에 삽입되면, 상기 포지션돌기(231)가 상기 포지션홈(233)에 끼워지면서 상기 복수의 고정판(210)의 로터디스크(120)의 회전축 방향 위치를 고정해주게 된다. 이 경우 로터디스크(210)에 회전축 방향 흔들림, 진동 등이 발생되더라도, 상기 포지션돌기(231)가 포지션홈(233)에 삽입되어 있음에 따라, 블레이드(110)가 회전축 방향으로 이탈 또는 위치 변경되는 것을 방지하는 효과가 있다. 이때 본 발명의 실시예에서는 상기 포지션돌기(231) 및 상기 포지션홈(233)은 둥근 형상으로 처리되어 있어서, 삽입 및 분리는 원활하게 가능하다.When the plurality of fixing
한편, 도 8은 본 발명인 고정부재(200)와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제1 실시예를 나타낸 측단면도이고, 도 9는 본 발명인 고정부재(200)와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제2 실시예를 나타낸 측단면도이다. 그리고 도 10은 도 8 또는 도 9에 게시된 고정부재(200)와 냉각유로의 연계 구조에 대한 부분사시도이다. On the other hand, Figure 8 is a cross-sectional side view showing a first embodiment of the linkage structure of the inventors fixed
우선 도 8 및 도 10를 참고하면, 본 발명인 고정부재(200)와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제1 실시예에서는 상기 로터디스크(120)에 형성된 냉각유로(125)와 상기 블레이드(110)에 형성된 냉각유로(115)가 연통되도록, 상기 고정판(210)은 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 기준으로 상기 결합돌기(111)의 단부에 일정간격으로 이격되어 분할되어 배치될 수 있다. First, referring to FIGS. 8 and 10, in the first embodiment of the connection structure between the fixing
그리고 상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)로 유입된 냉각유체가 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115)로 진입할 때 유체 연속의 법칙에 따라 속도가 높아지도록, 상기 고정판(210)의 외측면은, 상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)에서 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115) 방향으로 갈수록 좁아지게 테이퍼진 테이퍼부(211)가 형성될 수 있다. 또한 이러한 곡선부(213)에 의해 냉각유체는 난류 발생없이 부드럽게 블레이드(110)의 냉각유로(115)까지 유동할 수 있다.In addition, when the cooling fluid flowing into the
다음 도 9 및 도 10를 참고하면, 본 발명인 고정부재(200)와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제2 실시예에서는 상기 로터디스크(120)에 형성된 냉각유로(125)와 상기 블레이드(110)에 형성된 냉각유로(115)가 연통되도록, 상기 고정판(210)은 상기 로터디스크(120)의 회전축 방향을 기준으로 상기 결합돌기(111)의 단부에 일정간격으로 이격되어 분할되어 배치될 수 있다. Next, referring to FIGS. 9 and 10, in the second embodiment of the connection structure between the fixing
그리고 상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)로 유입된 냉각유체가 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115)로 진입할 때 유체 연속의 법칙에 따라 속도가 높아지도록, 상기 고정판(210)의 외측면은, 상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)에서 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115) 방향으로 갈수록 유선형으로 좁아지게 곡선진 곡선부(213)가 형성될 수 있다. 또한 이러한 곡선부(213)에 의해 냉각유체는 난류 발생없이 부드럽게 블레이드(110)의 냉각유로(115)까지 유동할 수 있다.In addition, when the cooling fluid flowing into the
한편, 도 11은 본 발명인 고정부재(200)와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제3 실시예를 나타낸 도면이다. 본 발명인 고정부재(200)와 냉각유로의 연계 구조에 대한 제3 실시예에서는 상기 로터디스크(120)에 형성된 냉각유로(125)와 상기 블레이드(110)에 형성된 냉각유로(115)가 연통되도록, 상기 복수의 고정판(210)에는 냉각홀(240)이 형성될 수 있다. On the other hand, Figure 11 is a view showing a third embodiment of the connection structure of the inventors fixed
그리고 상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)로 유입된 냉각유체가 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115)로 진입할 때 유체 연속의 법칙에 따라 속도가 높아지도록, 상기 냉각홀(240)은, 상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)에서 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115) 방향으로 갈수록 좁아지게 테이퍼진 형태로 형성될 수 있다. 또는 상기 냉각홀(240)은 상기 로터디스크(120)의 냉각유로(125)에서 상기 블레이드(110)의 냉각유로(115) 방향으로 갈수록 유선형으로 좁아지게 곡률진 형태로 형성될 수 있다. In addition, when the cooling fluid flowing into the
또한 테이퍼진 형상 또는 곡률진 형상에 의해 냉각유체는 난류 발생없이 부드럽게 블레이드(110)의 냉각유로(115)까지 유동할 수 있다. In addition, by the tapered shape or the curved shape, the cooling fluid can smoothly flow to the
한편, 도 12는 본 발명인 고정부재(200)와 자석의 연계 구조를 나타낸 측단면도이다. On the other hand, Figure 12 is a cross-sectional side view showing the connection structure of the fixing
도 12를 참고하면, 상기 결합돌기(111)와 상기 결합홈(121)간에 척력을 받도록 하여, 상기 결합홈(121)의 내측에서 상기 결합돌기(111)의 위치를 고정하도록, 상기 결합홈(121)과 상기 결합돌기(111) 사이에 자력부재(300)가 더 배치될 수 있다. Referring to FIG. 12, by applying a repulsive force between the engaging
이 경우 상기 복수의 고정판(210)에 의한 가압력과 상기 자력부재(300)에 의한 척력이 함께 발휘되어 상기 결합홈(121)의 내측에서 상기 블레이드(110)가 보다 외측 방향으로 힘을 받도록 함으로써, 상기 블레이드(110)에 대한 위치 구속력을 높일 수 있다. In this case, the pressing force by the plurality of fixing
이러한 상기 자력부재(300)는 상기 결합돌기(111)상에서 상기 결합홈(121)을 바라보는 일측부에 배치되는 제1 마그네트(310) 및 상기 결합홈(121)상에서 상기 결합돌기(111)를 바라보는 내측부에 배치되는 제2 마그네트(320)를 포함하여 구성될 수 있다. 상기 제1,2 마그네트(310,320)은 네오디움 자석(neodymium magnet)일 수 있다. The
이상의 사항은 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조 및 이를 포함하는 가스터빈의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.The above is only a specific example of a blade fixing structure using a blade-integrated elastic body and a gas turbine including the same.
따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.Accordingly, it is intended to clarify that a person skilled in the art can easily grasp that the present invention can be substituted and modified in various forms without departing from the spirit of the present invention as set forth in the claims below. do.
100:블레이드 고정 구조
110:블레이드 111:결합돌기
115:블레이드의 냉각유로
120:로터디스크 121:결합홈
121a:암도브테일 형상부 121b:사각 형상부
121c:유선 형상부 125:로터디스크의 냉각유로
200:고정부재 210:고정판
211:테이퍼부 213:곡선부
221:보강돌기 231:포지션돌기
233:포지션홈 240:냉각홀
300:자력부재 310:제1 마그네트
320:제2 마그네트100: blade fixed structure
110: blade 111: engaging projection
115: blade cooling passage
120: rotor disk 121: coupling groove
121a:
121c: Wired section 125: Cooling flow path of the rotor disc
200: fixing member 210: fixing plate
211: taper portion 213: curved portion
221: reinforcement projection 231: position projection
233: Position home 240: Cooling hole
300: magnetic member 310: first magnet
320: second magnet
Claims (20)
블레이드의 일단부에 배치되고, 상기 결합홈에 결합되는 결합돌기; 및
상기 결합돌기의 일단부에 일체로 형성되고 상기 결합홈의 내측에 배치되며, 상기 결합돌기가 상기 결합홈의 방사방향으로 가압력을 받도록 하여, 상기 결합홈의 내측에서 상기 결합돌기의 위치를 고정하도록 제공되는 고정부재;를 포함하되,
상기 고정부재는, 상기 로터디스크의 회전방향을 기준으로 지그재그 방향으로 서로 연결된 복수의 고정판으로 구성되고,
상기 로터디스크에 형성된 냉각유로에서 상기 블레이드에 형성된 냉각유로로 냉각유체가 유동하도록, 상기 복수의 고정판에 형성되는 냉각홀;을 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
A coupling groove disposed along the outer circumferential surface of the rotor disk;
A coupling protrusion disposed on one end of the blade and coupled to the coupling groove; And
It is formed integrally with one end of the engaging projection and is disposed inside the engaging groove, so that the engaging projection receives a pressing force in the radial direction of the engaging groove, so as to fix the position of the engaging projection inside the engaging groove. Includes a fixing member provided;
The fixing member is composed of a plurality of fixing plates connected to each other in a zigzag direction based on the rotational direction of the rotor disk,
And a cooling hole formed in the plurality of fixing plates so that the cooling fluid flows from the cooling passage formed on the rotor disk to the cooling passage formed on the blade.
상기 고정판은 상기 로터디스크의 회전축 방향을 기준으로 상기 블레이드의 양단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
According to claim 1,
The fixing plate is a blade fixing structure using a blade-integrated elastic body, characterized in that disposed on both ends of the blade based on the rotation axis direction of the rotor disk.
상기 고정부재는,
상기 고정판의 강성을 향상하도록 상기 고정판의 일면에 배치되는 보강돌기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
According to claim 1,
The fixing member,
Blade fixing structure using a blade-integrated elastic body comprising a; reinforcing protrusions disposed on one surface of the fixing plate to improve the rigidity of the fixing plate.
상기 고정부재는,
상기 복수의 고정판 중 상기 결합홈의 내측면에 밀착되는 고정판상에 배치되고, 상기 로터디스크의 중심방향으로 돌출된 포지션돌기; 및
상기 결합홈의 내측면에 배치되고, 상기 포지션돌기가 삽입되는 포지션홈;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
According to claim 1,
The fixing member,
A position protrusion disposed on a fixed plate in close contact with an inner surface of the coupling groove among the plurality of fixed plates, and protruding in a center direction of the rotor disk; And
A position groove disposed on the inner surface of the coupling groove and into which the position projection is inserted;
Blade fixing structure using a blade-integrated elastic body comprising a.
상기 냉각홀은 상기 로터디스크의 냉각유로에서 상기 블레이드의 냉각유로 방향으로 갈수록 좁아지게 테이퍼진 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
According to claim 1,
The cooling hole is a blade fixing structure using a blade-integrated elastic body, characterized in that tapered narrower toward the cooling flow path of the blade from the cooling flow path of the rotor disk.
상기 냉각홀은 상기 로터디스크의 냉각유로에서 상기 블레이드의 냉각유로 방향으로 갈수록 유선형으로 좁아지게 곡률진 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
According to claim 1,
The cooling hole is a blade fixing structure using a blade-integrated elastic body, characterized in that curvature narrows in a streamlined direction from the cooling flow path of the rotor disk toward the cooling flow path of the blade.
상기 로터디스크에 형성된 냉각유로와 상기 블레이드에 형성된 냉각유로가 연통되도록,
상기 고정판은 상기 로터디스크의 회전축 방향을 기준으로 상기 결합돌기의 단부에 일정간격으로 이격되어 분할되어 배치되는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
According to claim 1,
The cooling flow path formed in the rotor disk and the cooling flow path formed in the blade are in communication,
The fixing plate is a blade fixing structure using a blade-integrated elastic body, characterized in that it is divided and arranged at regular intervals at the end of the engaging projection based on the direction of the rotation axis of the rotor disk.
상기 고정판의 외측면은, 상기 로터디스크의 냉각유로에서 상기 블레이드의 냉각유로 방향으로 갈수록 좁아지게 테이퍼진 테이퍼부가 형성되는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
The method of claim 9,
The outer surface of the fixing plate, the blade fixing structure using a blade-integrated elastic body characterized in that the tapered tapered portion is formed narrower toward the direction of cooling of the blade from the cooling flow path of the rotor disk.
상기 고정판의 외측면은, 상기 로터디스크의 냉각유로에서 상기 블레이드의 냉각유로 방향으로 갈수록 유선형으로 좁아지게 곡선진 곡선부가 형성되는 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
The method of claim 9,
The outer surface of the fixing plate, the blade fixing structure using a blade-integrated elastic body characterized in that the curved curved portion is formed to narrow in a streamlined direction from the cooling flow path of the rotor disk toward the cooling flow path of the blade.
상기 고정판은 복수의 단으로 상기 결합홈의 내측에 배치되되, 상기 고정판의 지그재그 형상은 곡선형인 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
According to claim 1,
The fixing plate is disposed inside the coupling groove in a plurality of stages, the zigzag shape of the fixing plate is a blade fixing structure using a blade-integrated elastic body, characterized in that the curved.
상기 고정판은 복수의 단으로 상기 결합홈의 내측에 배치되되, 상기 고정판의 지그재그 형상은 직선형인 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
According to claim 1,
The fixing plate is disposed inside the coupling groove in a plurality of stages, the zigzag shape of the fixing plate is a blade fixing structure using a blade-integrated elastic body, characterized in that the straight.
상기 로터디스크의 회전축 방향을 기준으로, 상기 결합돌기는 수도브테일 형상이고,
상기 결합홈에서 상기 결합돌기가 결합되는 부위는 암도브테일 형상부이고, 상기 고정부재가 배치되는 부위는 사각 형상부인 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
According to claim 1,
Based on the direction of the rotational axis of the rotor disk, the engaging projection is a pseudo-tail shape,
In the coupling groove, the part to which the coupling protrusion is coupled is an arm dovetail-shaped part, and the part where the fixing member is disposed is a square-shaped part, wherein the blade fixing structure using the blade-integrated elastic body is provided.
상기 결합홈에 배치되는 상기 고정부재를 구성하는 복수의 고정판 각각의 길이는 동일한 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
The method of claim 14,
Blade fixing structure using a blade-integrated elastic body, characterized in that the length of each of the plurality of fixing plates constituting the fixing member disposed in the engaging groove.
상기 로터디스크의 회전축 방향을 기준으로, 상기 결합돌기는 수도브테일 형상이고,
상기 결합홈에서 상기 결합돌기가 결합되는 부위는 암도브테일 형상부이고, 상기 고정부재가 배치되는 부위는 유선 형상부인 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
According to claim 1,
Based on the direction of the rotational axis of the rotor disk, the engaging projection is a pseudo-tail shape,
In the coupling groove, the part to which the coupling protrusion is coupled is an arm dovetail-shaped part, and the part where the fixing member is disposed is a wire-shaped part, and the blade fixing structure using the blade-integrated elastic body.
상기 결합홈에 배치되는 상기 고정부재를 구성하는 복수의 고정판 각각의 길이는 다른 것을 특징으로 하는 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조.
The method of claim 16,
Blade fixing structure using a blade-integrated elastic body, characterized in that the length of each of the plurality of fixing plates constituting the fixing member disposed in the coupling groove is different.
상기 케이싱의 내부에 배치되고 유입된 공기를 압축하는 압축기 섹션;
상기 케이싱 내부에서 상기 압축기 섹션과 연결되며 배치되고, 압축된 공기를 연소하는 연소기;
상기 케이싱 내부에서 상기 연소기와 연결되며 배치되고, 연소된 공기를 이용하여 동력을 생산하는 터빈 섹션; 및
상기 케이싱 내부에서 상기 터빈 섹션과 연결되며 배치되고, 공기를 외부로 배출하는 디퓨져;
상기 압축기 섹션 또는 상기 터빈 섹션 중 적어도 어느 하나에 배치되는 제1항의 블레이드 일체형 탄성체를 이용한 블레이드 고정 구조;
를 포함하는 가스터빈.
Casing;
A compressor section disposed inside the casing and compressing the introduced air;
A combustor connected to the compressor section and disposed inside the casing to combust compressed air;
A turbine section which is disposed inside the casing and is connected to the combustor to produce power using the burned air; And
A diffuser connected to and disposed of the turbine section inside the casing to discharge air to the outside;
A blade fixing structure using the blade-integrated elastic body of claim 1 disposed on at least one of the compressor section or the turbine section;
Gas turbine comprising a.
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