KR102142141B1

KR102142141B1 - 터빈, 가스 터빈, 및 터빈 블레이드 분리 방법

Info

Publication number: KR102142141B1
Application number: KR1020180096111A
Authority: KR
Inventors: 쉐마토프스키빅터
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2018-08-17
Publication date: 2020-08-06
Also published as: CN110836130B; KR20200020416A; US20200056485A1; CN110836130A; US10968745B2

Abstract

본 발명은 안정적인 실링 성능을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 터빈 블레이드의 분리가 용이한 터빈, 가스 터빈, 및 터빈 블레이드 분리 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 터빈은, 로터 디스크와 상기 로터 디스크의 외주면에 원주방향을 따라 일정 거리만큼 이격되어 복수개 설치된 터빈 블레이드를 포함하는 터빈으로서, 복수의 슬롯이 형성된 로터 디스크, 상기 슬롯에 삽입되는 터빈 블레이드, 및 상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 리테이너를 포함하고, 상기 터빈 블레이드는 날개 형상의 블레이드부와 상기 로터 디스크에 삽입되는 루트부와 상기 블레이드부와 상기 루트부 사이에 위치하는 플랫폼부를 포함하고, 상기 루트부에는 돌출되어 상기 리테이너를 지지하는 블레이드 후크가 형성된다.

Description

터빈, 가스 터빈, 및 터빈 블레이드 분리 방법{TURBINE, GAS TURBINE, AND DISASSEMBLING METHOD OF TURBINE BLADE}

본 발명은 터빈, 이를 포함하는 가스 터빈, 및 터빈 블레이드 분리 방법에 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.

가스터빈의 효율을 향상시키기 위해 다양한 시도가 이루어지고 있으며, 연소가스의 누설량을 줄이는 것도 그 중 하나이다. 즉, 터빈의 단부와 하우징 사이에 간극이 형성되는데, 간극은 연소가스의 누설이 이루어지는 주된 경로 중 하나이다. 따라서, 상기와 같은 누설을 차단하기 위한 실링 수단을 필요로 하게 된다.

로터 디스크로부터 유동되는 냉각 기체의 실링과 유동로를 만들기 위해 블레이드의 하단부와 인접하여 리테이너가 설치된다. 종래의 리테이너는 블레이드 또는 로터 디스크의 측면에 끼움 결합되거나 결속부재에 의하여 고정되었다.

그러나, 종래 기술에 따른 방법은, 조립을 위해 준비해야 할 부재가 다수 필요하며, 조립 과정 및 분해 과정이 매우 복잡하여 작업 효율성이 현저히 낮다는 문제점을 가지고 있다. 특히 하나의 터빈 블레이드를 교체할 필요가 있는 경우에도 복잡한 과정을 거쳐야 하므로 작업 효율이 매우 낮다.

대한민국 등록특허 제 10-1878360호

상기한 바와 같은 기술적 배경을 바탕으로, 본 발명은 안정적인 실링 성능을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 터빈 블레이드의 분리가 용이한 터빈, 가스 터빈, 및 터빈 블레이드 분리 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 터빈은, 로터 디스크와 로터 디스크의 외주면에 원주방향을 따라 일정 거리만큼 이격되어 복수개 설치된 터빈 블레이드를 포함하는 터빈으로서, 복수의 슬롯이 형성된 로터 디스크, 상기 슬롯에 삽입되는 터빈 블레이드, 및 상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드의 하단 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 리테이너를 포함하고, 상기 터빈 블레이드는 날개 형상의 블레이드부와 상기 로터 디스크에 삽입되는 루트부와 상기 블레이드부와 상기 루트부 사이에 위치하는 플랫폼부를 포함하고, 상기 루트부에는 돌출되어 상기 리테이너를 지지하는 블레이드 후크가 형성되며, 상기 루트부에서 상기 리테이너와 결합되는 측면에는 상기 슬롯의 바닥을 향하여 돌출된 지지 돌기가 형성되고, 상기 리테이너는 상기 지지 돌기에 고정되며, 상기 지지 돌기는 상기 루트부의 하단에서 상기 냉각 유로 내부로 돌출 형성되어 상기 냉각 유로는 상기 지지 돌기가 형성된 부분에서 다른 부분보다 더 작은 단면적을 갖는다.

여기서, 루트부에서 리테이너와 결합되는 측면에는 슬롯의 바닥을 향하여 돌출된 지지 돌기가 형성되고, 리테이너는 지지 돌기에 고정될 수 있다.

또한, 리테이너는 루트부에 밀착되어 로터 디스크와 터빈 블레이드 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 실링 플레이트와 실링 플레이트를 커버하는 스토퍼 플레이트와 실링 플레이트 및 터빈 블레이드에 삽입되어 실링 플레이트를 터빈 블레이드에 가압하는 고정구를 포함할 수 있다.

또한, 로터 디스크에는 하부 후크와 하부 후크의 상부에 위치하는 디스크 후크가 형성되고, 하부 후크는 이어져 형성되고, 디스크 후크는 간헐적으로 형성되어 블레이드 후크 사이에 삽입되되, 스토퍼 플레이트는 하부 후크, 디스크 후크 및 블레이드 후크에 지지될 수 있다.

또한, 하나의 터빈 블레이드에는 하나의 실링 플레이트가 결합되고, 실링 플레이트들은 이격 배치되되, 스토퍼 플레이트는 측면이 서로 맞닿도록 배치될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 터빈은, 복수의 슬롯이 형성된 로터 디스크, 상기 슬롯에 삽입되는 터빈 블레이드, 및 상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드의 하단 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 리테이너를 포함하고, 상기 터빈 블레이드는 날개 형상의 블레이드부와 상기 로터 디스크에 삽입되는 루트부와 상기 블레이드부와 상기 루트부 사이에 위치하는 플랫폼부를 포함하고, 상기 루트부에는 돌출되어 상기 리테이너를 지지하는 블레이드 후크가 형성되고, 상기 리테이너는 상기 루트부에 밀착되어 상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 실링 플레이트와 상기 실링 플레이트를 커버하는 스토퍼 플레이트와 상기 실링 플레이트 및 상기 터빈 블레이드에 삽입되어 상기 실링 플레이트를 상기 터빈 블레이드에 가압하는 고정구를 포함하며, 상기 로터 디스크에는 하부 후크와 상기 하부 후크의 상부에 위치하는 디스크 후크가 형성되고, 상기 하부 후크는 이어져 형성되고, 상기 디스크 후크는 간헐적으로 형성되어 상기 블레이드 후크 사이에 삽입되며, 상기 고정구는 외주면에 나사산이 형성된 체결부와 상기 체결부에 결합되며 상기 실링 플레이트를 가압하는 헤드부를 포함하고, 상기 헤드부는 상기 스토퍼 플레이트를 관통하도록 설치되되, 상기 실링 플레이트와 맞닿아 상기 실링 플레이트를 가압하도록 설치되며, 상기 스토퍼 플레이트는 상기 실링 플레이트의 외면에서 이격 배치된다.

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본 발명의 다른 측면에 따른 터빈은 복수의 슬롯이 형성된 로터 디스크, 상기 슬롯에 삽입되는 터빈 블레이드, 및 상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드의 하단 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 리테이너를 포함하고, 상기 터빈 블레이드는 날개 형상의 블레이드부와 상기 로터 디스크에 삽입되는 루트부와 상기 블레이드부와 상기 루트부 사이에 위치하는 플랫폼부를 포함하고, 상기 루트부에는 돌출되어 상기 리테이너를 지지하는 블레이드 후크가 형성되고, 상기 로터 디스크에서 상기 리테이너와 결합되는 측면에는 상기 슬롯의 바닥에서 상기 루트부를 향하여 돌출된 지지 턱이 형성되고 상기 리테이너는 상기 지지 턱에 고정되며, 상기 지지 턱은 상기 슬롯의 바닥에서 상기 냉각 유로 내부로 돌출 형성되어 상기 냉각 유로는 상기 지지 턱이 형성된 부분에서 다른 부분보다 더 작은 단면적을 갖는다.

또한, 지지 턱에는 체결 홈이 형성되고, 고정구는 고정구는 체결 홈에 삽입 설치될 수 있다.

또한, 고정구는 외주면에 나사산이 형성된 체결부와 체결부에 결합되며 실링 플레이트를 가압하는 헤드부를 포함하고, 헤드부는 스토퍼 플레이트를 관통하도록 설치될 수 있다.

또한, 고정구는 외주면에 나사산이 형성된 체결부와 체결부에 결합되며 실링 플레이트를 가압하는 헤드부를 포함하고, 헤드부에는 돌출되어 스토퍼 플레이트에 형성된 단차홈에 삽입되는 플랜지부가 형성될 수 있다.

또한, 하부 후크는 로터 디스크의 둘레 방향을 따라 이어져 하부 채널을 형성하고, 디스크 후크 및 블레이드 후크는 상부 채널을 형성하되, 하부 후크에는 리테이너의 삽입을 위한 착탈 홈이 형성될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 가스 터빈은, 외부에서 유입된 공기를 압축하는 압축기, 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기 및 연소기에서 연소된 연소 가스에 의해 회전하는 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈을 포함하는 가스 터빈으로서,

터빈은, 하부 후크와 하부 후크의 상부에 위치하는 디스크 후크가 형성된 로터 디스크, 날개 형상의 블레이드부와 로터 디스크에 삽입되는 루트부와 블레이드부와 루트부 사이에 위치하는 플랫폼부를 포함하고, 플랫폼부에는 블레이드 후크가 돌출 형성된 터빈 블레이드, 및 터빈 블레이드와 로터 디스크 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하되 블레이드 후크, 디스크 후크, 하부 후크에 지지되는 리테이너를 포함한다.

여기서, 리테이너는 냉각 유로를 밀폐하는 실링 플레이트와 루트부에 삽입되어 실링 플레이트를 가압하는 고정구와 실링 플레이트를 커버하며 디스크 후크, 블레이드 후크 및 하부 후크에 걸려지는 스토퍼 플레이트를 포함하고, 하나의 터빈 블레이드에는 하나의 실링 플레이트가 결합되어 실링 플레이트들은 이격 배치되고, 스토퍼 플레이트는 측면이 서로 맞닿도록 배치될 수 있다.

또한, 루트부에서 리테이너와 결합되는 측면에는 슬롯의 바닥을 향하여 돌출된 지지 돌기가 형성되고, 리테이너는 지지 돌기에 고정 설치될 수 있다.

또한, 로터 디스크에서 리테이너와 결합되는 측면에는 슬롯의 바닥에서 루트부를 향하여 돌출된 지지 턱이 형성되고, 리테이너는 지지 턱에 고정 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 터빈 블레이드 분리 방법은, 블레이드 후크를 갖는 터빈 블레이드와, 디스크 후크와 하부 후크를 갖는 로터 디스크, 터빈 블레이드에 고정되되 실링 플레이트, 스토퍼 플레이트, 및 고정구를 구비하는 리테이너를 포함하는 터빈의 터빈 블레이드 분리 방법에 있어서, 고정구를 터빈 블레이드에서 분리하되 고정구가 실링 플레이트와 스토퍼 플레이트에 삽입된 상태를 유지하는 고정구 분리 단계, 리테이너들을 후크들 사이에서 슬라이딩 이동시켜서 하부 후크에 형성된 착탈 홈에 리테이너의 하단을 위치시키는 리테이너 이동 단계, 하단이 착탈 홈에 위치하는 리테이너를 착탈 홈을 통해서 이탈시켜서 개구를 형성하는 리테이너 제거 단계, 리테이너들을 슬라이딩 이동시켜서 분리하고자 하는 터빈 블레이드의 루트부를 노출시키는 터빈 블레이드 노출 단계, 루트부가 노출된 터빈 블레이드를 로터 디스크에서 분리하는 터빈 블레이드 분리 단계를 포함한다.

한편, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 터빈 블레이드 분리 방법은, 블레이드 후크를 갖는 터빈 블레이드와, 디스크 후크와 하부 후크를 갖는 로터 디스크, 로터 디스크에 고정되되 실링 플레이트, 스토퍼 플레이트, 및 고정구를 구비하는 리테이너를 포함하는 터빈의 터빈 블레이드 분리 방법에 있어서, 고정구를 로터 디스크에서 분리하되 고정구가 실링 플레이트와 스토퍼 플레이트에 삽입된 상태를 유지하는 고정구 분리 단계, 리테이너들을 후크들 사이에서 슬라이딩 이동시켜서 하부 후크에 형성된 착탈 홈에 리테이너의 하단을 위치시키는 리테이너 이동 단계, 하단이 착탈 홈에 위치하는 리테이너를 착탈 홈을 통해서 이탈시켜서 개구를 형성하는 리테이너 제거 단계, 리테이너들을 슬라이딩 이동시켜서 분리하고자 하는 터빈 블레이드의 루트부를 노출시키는 터빈 블레이드 노출 단계, 루트부가 노출된 터빈 블레이드를 로터 디스크에서 분리하 터빈 블레이드 분리 단계를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 터빈 및 가스 터빈에 의하면 터빈 블레이드의 루트부에 리테이너를 지지하는 블레이드 후크가 형성되어 리테이너가 안정적으로 설치될 수 있을 뿐만 아니라 터빈 블레이드를 용이하게 분리할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이다.
도 2는 도 1의 가스 터빈의 일부를 잘라 본 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드와 로터 디스크를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드와 로터 디스크가 결합된 상태에서 잘라 본 절개 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터 디스크를 잘라 본 절개 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리테이너를 도시한 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리테이너가 터빈 블레이드 및 로터 디스크에 고정된 상태에서 잘라 본 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드의 분리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 리테이너를 도시한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리테이너가 터빈 블레이드 및 로터 디스크에 고정된 상태에서 잘라 본 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리테이너가 터빈 블레이드 및 로터 디스크에 고정된 상태에서 잘라 본 종단면도이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터빈 블레이드의 분리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

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.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가스 터빈에 대해서 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 터빈의 내부가 도시된 도면이며, 도 2는 도 1의 연소기를 도시한 도면이다.

본 실시예를 따르는 가스 터빈(1000)의 열역학적 사이클은 이상적으로는 브레이튼 사이클(Brayton cycle)을 따를 수 있다. 브레이튼 사이클은 등엔트로피 압축(단열 압축), 정압 급열, 등엔트로피 팽창(단열 팽창), 정압 방열로 이어지는 4가지 과정으로 구성될 수 있다. 즉, 대기의 공기를 흡입하여 고압으로 압축한 후 정압 환경에서 연료를 연소하여 열에너지를 방출하고, 이 고온의 연소 가스를 팽창시켜 운동에너지로 변환시킨 후에 잔여 에너지를 담은 배기가스를 대기 중으로 방출할 수 있다. 즉, 압축, 가열, 팽창, 방열의 4 과정으로 사이클이 이루어질 수 있다.

위와 같은 브레이튼 사이클을 실현하는 가스 터빈(1000)은 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1100), 연소기(1200) 및 터빈(1300)을 포함할 수 있다. 이하의 설명은 도 1을 참조하겠지만, 본 발명의 설명은 도 1에 예시적으로 도시된 가스 터빈(1000)과 동등한 구성을 가진 터빈 기관에 대해서도 폭넓게 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 가스 터빈(1000)의 압축기(1100)는 외부로부터 공기를 흡입하여 압축할 수 있다. 압축기(1100)는 압축기 블레이드(1130)에 의해 압축된 압축 공기를 연소기(1200)에 공급하고, 또한 가스 터빈(1000)에서 냉각이 필요한 고온 영역에 냉각용 공기를 공급할 수 있다. 이때, 흡입된 공기는 압축기(1100)에서 단열 압축 과정을 거치게 되므로, 압축기(1100)를 통과한 공기의 압력과 온도는 올라가게 된다.

압축기(1100)는 원심 압축기(centrifugal compressors)나 축류 압축기(axial compressor)로 이루어질 수 있는데, 본 제1 실시예에 따른 가스 터빈(1000)은 대량의 공기를 압축할 수 있는 다단 축류 압축기(1100)를 포함할 수 있다. 이때, 다단 축류 압축기(1100)에서, 압축기(1100)의 블레이드(1130)는 센터 타이로드(1120)와 로터 디스크의 회전에 따라 회전하여 유입된 공기를 압축하면서 압축된 공기를 후단의 압축기 베인(1140)으로 이동시킨다. 공기는 다단으로 형성된 블레이드(1130)를 통과하면서 점점 더 고압으로 압축된다.

압축기 베인(1140)은 하우징(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 블레이드(1130) 측으로 안내한다. 복수의 압축기 베인(1140) 중 적어도 일부는 공기의 유입량의 조절 등을 위해 정해진 범위 내에서 회전 가능하도록 장착될 수 있다.

압축기(1100)는 터빈(1300)에서 출력되는 동력의 일부를 사용하여 구동될 수 있다. 이를 위해, 압축기(1100)의 회전축과 터빈(1300)의 회전축은 토크 튜브(1170)에 의하여 직결될 수 있다.

한편, 연소기(1200)는 압축기(1100)의 출구로부터 공급되는 압축 공기를 연료와 혼합하여 등압 연소시켜 높은 에너지의 연소 가스를 만들어 낼 수 있다. 연소기(1200)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.

연소기(1200)는 셀 형태로 형성되는 하우징 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연료분사노즐 등을 포함하는 버너(Burner)와, 연소실을 형성하는 연소기 라이너(Combustor Liner), 그리고 연소기와 터빈의 연결부가 되는 트랜지션 피스(Transition Piece)를 포함하여 구성된다.

한편, 연소기(1200)에서 나온 고온, 고압의 연소가스는 터빈(1300)으로 공급된다. 공급된 고온 고압의 연소 가스가 팽창하면서 터빈(1300)의 터빈 블레이드(1320)에 충동, 반동력을 주어 회전 토크가 야기되고, 이렇게 얻어진 회전 토크는 상술한 토크 튜브(1170)를 거쳐 압축기(1100)로 전달되고, 압축기(1100) 구동에 필요한 동력을 초과하는 동력은 발전기 등을 구동하는데 사용된다.

터빈(1300)은 복수의 로터 디스크(1310)와 로터 디스크(1310)에 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드(1320)와 터빈 블레이드(1320)를 실링하는 리테이너(1400)를 포함한다. 터빈 블레이드(1320)는 도브테일 등의 방식으로 로터 디스크(1310)에 결합될 수 있다. 아울러, 로터 디스크(1310)에는 하우징에 고정되는 베인이 구비되며, 베인은 터빈 블레이드(1320)를 통과한 연소 가스의 흐름 방향을 안내한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드와 로터 디스크를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드와 로터 디스크가 결합된 상태에서 잘라 본 절개 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 로터 디스크를 잘라 본 절개 사시도이다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 로터 디스크(1310)는 대략 원판 형태를 가지고 있고, 그 외주부에는 복수의 슬롯(1312)이 형성되어 있다. 슬롯(1312)은 전나무(fir-tree) 형태의 굴곡면을 갖도록 형성되며 슬롯(1312)에 터빈 블레이드(1320)가 삽입된다.

터빈 블레이드(1320)는 판 형상의 블레이드부(1321)와 블레이드부(1321)의 하부에 결합된 플랫폼부(1322) 및 플랫폼부(1322)의 아래로 돌출된 루트부(1325)를 포함한다. 블레이드부(1321)는 날개 형상의 곡면판으로 이루어질 수 있으며, 블레이드부(1321)는 가스 터빈(1000)의 사양에 따라 최적화된 익형을 갖도록 형성될 수 있다.

블레이드부(1321)의 표면에는 다수의 필름 쿨링홀이 형성되는데, 필름 쿨링홀들은 블레이드부(1321)의 내부에 형성되는 냉각 유로(1600)와 연통되어 냉각 공기를 블레이드부(1321)의 표면에 공급한다.

플랫폼부(1322)는 블레이드부(1321)와 루트부(1325) 사이에 위치하며 대략 사각판 또는 사각기둥 형상으로 이루어질 수 있다. 플랫폼부(1322)는 이웃한 터빈 블레이드(1320)의 플랫폼부(1322)와 그 측면이 서로 접하여 터빈 블레이드들(1320) 사이의 간격을 유지시키는 역할을 한다. 블레이드부(1321)와 플랫폼부(1322)와 루트부(1325)의 의 내측에는 로터 디스크(1310)에서 전달되는 냉각 공기가 이동하는 냉각 유로(1600)가 형성될 수 있다.

루트부(1325)는 대략 전나무 형태의 굴곡부를 가지며, 이는 로터 디스크(1310)의 슬롯(1312)에 형성된 굴곡부의 형태와 대응하도록 형성된다. 여기서, 루트부(1325)의 결합구조는 반드시 전나무 형태를 가질 필요는 없고, 도브 테일 형태를 갖도록 형성될 수도 있다.

루트부(1325)에는 슬롯(1312)의 바닥을 향하여 돌출된 지지 돌기(1327)가 형성되는데, 지지 돌기(1327)는 루트부(1325)에서 리테이너(1400)와 결합되는 측면에서 냉각 유로(1600)의 내측으로 돌출 형성된다. 이 지지 돌기(1327)에는 고정구(1430)가 삽입되는 체결 홈(1326)이 형성된다. 이와 같이 지지 돌기(1327)가 형성되면 실링해야 할 갭의 폭이 감소하므로 작은 부품으로 안정적인 실링을 수행할 수 있다.

로터 디스크(1310)에는 하부 후크(1510)와 하부 후크(1510)의 상부에 위치하는 디스크 후크(1520)가 형성된다. 하부 후크(1510)는 슬롯(1312)의 하부에 위치하며 로터 디스크(1310)의 둘레 방향으로 이어져 고리 형상을 이룰 수 있다. 디스크 후크(1520)는 복수개가 이격되어 간헐적으로 형성되며, 슬롯(1312) 사이에 위치한다.

한편, 하부 후크(1510)에는 리테이너(1400)의 설치를 위한 착탈 홈(1560)이 형성되는데, 하부 후크(1510)에는 하나의 착탈 홈(1560)이 형성될 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며 하부 후크(1510)에는 복수의 착탈 홈(1560)이 형성될 수 있으나, 착탈 홈(1560)의 개수는 리테이너(1400) 개수의 1/2보다 더 적게 이루어지는 것이 바람직하다.

하부 후크(1510)는 상부 돌출되어 로터 디스크(1310)의 측면과 사이에서 리테이너(1400)가 설치되는 하부 채널(1540)을 형성하고, 디스크 후크(1520)는 하부로 돌출되어 로터 디스크(1310)의 측면과의 사이에서 리테이너(1400)가 설치되는 상부 채널(1550)을 형성한다.

한편, 터빈 블레이드(1320)에는 블레이드 후크(1530)가 형성되는데, 블레이드 후크(1530)는 하부 후크(1510)의 상부에 위치하며, 디스크 후크(1520) 사이에 형성된다.

블레이드 후크(1530)는 루트부(1325)의 하부에서 돌출 형성되는데, 블레이드 후크(1530)와 터빈 블레이드(1320)의 측면 사이에는 리테이너(1400)가 삽입되는 상부 채널(1550)을 형성될 수 있다.

디스크 후크(1520)의 측면과 블레이드 후크(1530)의 측면은 서로 맞닿도록 배치되는데, 디스크 후크(1520)와 블레이드 후크(1530)에 의하여 상부 채널(1550)은 로터 디스크(1310)의 둘레 방향으로 이어질 수 있다. 또한, 상부 채널(1550)이 이어져 형성되면 리테이너(1400)가 상부 채널(1550)과 하부 채널(1540)에 삽입된 상태에서 슬라이딩 가능하게 된다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리테이너를 도시한 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 리테이너가 터빈 블레이드 및 로터 디스크에 고정된 상태에서 잘라 본 종단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 리테이너(1400)는 터빈 블레이드(1320)에 고정되는 실링 플레이트(1410)와 실링 플레이트(1410)를 덮는 스토퍼 플레이트(1420)와 실링 플레이트(1410)를 터빈 블레이드(1320)에 가압하는 고정구(1430)를 포함한다.

실링 플레이트(1410)는 대략 5각형상의 판으로 이루어지는데, 상단이 하단보다 더 길게 형성되며 중앙에는 고정구(1430)의 삽입을 위한 제1 홀(1412)이 형성되어 있다. 실링 플레이트(1410)는 터빈 블레이드(1320)의 루트부(1325)에 고정되어 터빈 블레이드(1320)와 로터 디스크(1310) 사이에 형성된 냉각 유로(1600)를 밀폐한다.

스토퍼 플레이트(1420)는 실링 플레이트(1410)에서 이격되어 실링 플레이트(1410)와 나란하게 마주하도록 배치된다. 또한 스토퍼 플레이트(1420)는 상부로 돌출된 상부 돌기(1421)와 하부로 돌출된 하부 돌기(1423)를 포함한다.

상부 돌기(1421)는 스토퍼 플레이트(1420)의 상단을 따라 이어져 형성되며, 하부 돌기(1423)는 실링 플레이트(1410)의 하단과 동일한 형상으로 이루어질 수 있다. 상부 돌기(1421)는 디스크 후크(1520)와 블레이드 후크(1530)의 내면에 지지되고, 하부 돌기(1423)는 하부 후크(1510)의 내면에 지지될 수 있다. 스토퍼 플레이트(1420)에는 고정구가 삽입되는 제2 홀(1425)이 형성되어 있다. 제1 홀(1412)의 내면에는 나사산이 형성되며, 제2 홀(1425)의 내면에는 나사산이 형성되지 않는다.

고정구(1430)는 외주면에 나사산이 형성된 체결부(1431)와 체결부(1431)의 외측으로 확장되어 체결부(1431)보다 더 큰 단면적을 갖는 헤드부(1432)를 포함한다. 체결부(1431)는 기둥 형상으로 이루어지며 실링 플레이트(1410)와 터빈 블레이드(1320)에 나사 결합될 수 있다. 헤드부(1432)는 실링 플레이트(1410)와 맞닿아 실링 플레이트(1410)를 터빈 블레이드(1320)에 가압한다. 헤드부(1432)의 상면에는 렌치, 스크류드라이버 등의 공구가 삽입될 수 있도록 파지 홈(1433)이 형성되어 있다. 헤드부(1432)는 스토퍼 플레이트(1420)에 삽입되되 스토퍼 플레이트(1420)와 나사결합되지는 않는다. 이를 위해서 제2 홀(1425)의 내경은 제1 홀(1412)의 내경보다 더 크게 형성된다.

고정구(1430)는 체결 홈(1326)과 제1 홀(1412)에 삽입되면서 실링 플레이트(1410)를 가압하여 터빈 블레이드(1320)와 로터 디스크(1310) 사이에 형성된 냉각 유로(1600)를 밀폐한다. 이 때, 고정구(1430)가 스토퍼 플레이트(1420)와 나사결합되지 않으므로 스토퍼 플레이트(1420)는 실링 플레이트(1410)에서 이격되고 실링 플레이트(1410)와 스토퍼 플레이트(1420) 사이에는 공간이 형성된다.

한편, 하나의 터빈 블레이드(1320)에는 하나의 리테이너(1400)가 결합 설치되며, 실링 플레이트(1410)의 폭은 스토퍼 플레이트(1420)의 폭보다 더 작게 형성되어, 실링 플레이트들(1410)은 이격 배치되나 스토퍼 플레이트(1420)는 측면이 서로 맞닿도록 배치된다.

이에 따라 실링 플레이트(1410)는 터빈 블레이드(1320)와 로터 디스크(1310) 사이에 형성된 냉각 유로(1600)를 안정적으로 밀폐할 수 있다. 또한, 스토퍼 플레이트(1420)가 후크들에 지지되고, 이웃하는 스토퍼 플레이트들(1420)의 측면이 서로 맞닿도록 설치되므로 로터 디스크(1310)의 원주 방향과 축 방향으로 안정적으로 지지될 수 있다. 또한, 헤드부(1432)가 스토퍼 플레이트(1420)에 삽입되어 돌출된 부분이 커버되므로 회전 시에 마모나 고장이 발생하는 것을 감소시킬 수 있다.

이하는 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드의 분리 방법에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드의 분리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 3 및 도 8을 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 터빈 블레이드의 분리 방법은 고정구 분리 단계(S101), 리테이너 이동 단계(S102), 리테이너 제거 단계(S103), 터빈 블레이드 노출 단계(S104), 터빈 블레이드 분리 단계(S105)를 포함한다.

고정구 분리 단계(S101)는 실링 플레이트(1410)와 스토퍼 플레이트(1420)를 고정하는 고정구(1430)를 터빈 블레이드(1320)에서 분리시킨다. 고정구(1430)는 스토퍼 플레이트(1420)를 관통하고 실링 플레이트(1410)와 터빈 블레이드(1320)에 나사결합 설치되어 있으며, 고정구(1430)를 회전시켜서 터빈 블레이드(1320)에서 고정구(1430)를 분리하되 실링 플레이트(1410)와 스토퍼 플레이트(1420)에는 고정구(1430)가 삽입된 상태를 유지하도록 한다. 고정구 분리 단계(S101)에서 터빈 블레이드(1320)에 설치된 모든 리테이너(1400)에 설치된 고정구(1430)가 터빈 블레이드(1320)에서 분리된다.

리테이너 이동 단계(S102)는 고정구(1430)에 의하여 지지된 실링 플레이트(1410)와 스토퍼 플레이트(1420)를 상부 채널(1550)과 하부 채널(1540)을 따라 로터 디스크(1310)의 둘레 방향으로 이동시키되, 착탈 홈(1560)에 리테이너(1400)의 하단이 위치하도록 리테이너(1400) 폭의 절반만큼 이동시킨다. 리테이너 이동 단계(S102)에서는 로터 디스크(1310)에 설치된 모든 리테이너(1400)가 함께 슬라이딩 이동한다.

리테이너 제거 단계(S103)는 하단이 착탈 홈(1560)에 위치하는 리테이너(1400)를 착탈 홈(1560)을 통해서 이탈시켜서 개구를 형성한다. 리테이너 제거 단계(S103)에서는 하나의 리테이너(1400)만 착탈 홈(1560)을 통해서 분리시킨다. 리테이너 제거 단계(S103)는 먼저 고정구(1430)를 실링 플레이트(1410) 및 스토퍼 플레이트(1420)에서 분리하고 스토퍼 플레이트(1420)를 분리한 후, 실링 플레이트(1410)를 분리한다.

터빈 블레이드 노출 단계(S104)는 고정구(1430)에 의하여 지지된 실링 플레이트(1410)와 스토퍼 플레이트(1420)를 상부 채널(1550)과 하부 채널(1540)을 따라 로터 디스크(1310)의 둘레 방향으로 이동시키되 개구가 분리하고자 하는 터빈 블레이드(1320)에 위치하도록 이동시킨다. 이에 따라 터빈 블레이드 노출 단계(S104)는 분리하고자 하는 터빈 블레이드(1320)의 루트부(1325)를 개구를 통해서 노출시킨다.

터빈 블레이드 분리 단계(S105)는 노출된 터빈 블레이드(1320)를 로터 디스크(1310)의 슬롯에서 분리시킨다.

한편, 새로운 터빈 블레이드(1320)의 장착을 위해서는 슬롯에 새로운 터빈 블레이드(1320)를 삽입하고, 리테이너들(1400)을 이동시켜서 개구를 착탈 홈(1560)에 위치시킨 상태에서 리테이너(1400)를 후크 사이에 삽입한다. 또한, 리테이너들(1400)을 리테이너(1400) 폭의 절반만큼 이동시켜서 체결 홈(1326)과 리테이너들(1400)에 형성된 홀들이 동축상에 위치하도록 한 상태에서 고정구(1430)로 리테이너(1400)와 터빈 블레이드(1320)를 결합하여 새로운 터빈 블레이드(1320)의 장착을 완료할 수 있다.

로터 디스크(1310)는 인코넬과 같은 고강도의 니켈 합금으로 이루어질 수 있는데, 고강도 합금에 리테이너(1400) 개수와 대응되는 착탈 홈(1560)을 형성하기 위해서는 많은 시간과 비용이 소모된다. 그러나 본 제1 실시예에 따르면 블레이드 후크(1530), 디스크 후크(1520), 및 하부 후크(1510)가 형성되므로 리테이너(1400)를 로터 디스크(1310)의 둘레 방향으로 용이하게 이동시킬 수 있으며, 이에 따라 하나 또는 소수의 착탈 홈(1560)을 통해서 터빈 블레이드(1320)를 용이하게 분리할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 가스 터빈에 대하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 리테이너를 도시한 분해 사시도이고, 도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 리테이너가 터빈 블레이드 및 로터 디스크에 고정된 상태에서 잘라 본 종단면도이다.

도 9 및 도 10을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 가스 터빈은 리테이너(240)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 가스 터빈과 동일하게 형성되므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

본 제2 실시예에 따른 리테이너(2400)는 터빈 블레이드(1320)에 고정되는 실링 플레이트(2410)와 실링 플레이트(2410)를 덮는 스토퍼 플레이트(2420)와 실링 플레이트(2410)를 터빈 블레이드(1320)에 가압하는 고정구(2430)를 포함한다.

실링 플레이트(2410)는 대략 5각형상의 판으로 이루어지는데, 상단이 하단보다 더 길게 형성되며 고정구(2430)의 삽입을 위한 제1 홀(2412)이 형성되어 있다. 실링 플레이트(2410)에는 고정구(2430)가 삽입되는 제1 홀(2412)이 형성되며 제1 홀(2412)의 내면에는 나사산이 형성되어 있다.

실링 플레이트(2410)는 터빈 블레이드(1320)의 루트부(1325)에 고정되어 터빈 블레이드(1320)와 로터 디스크(1310) 사이에 형성된 냉각 유로(1800)를 밀폐한다.

스토퍼 플레이트(2420)는 실링 플레이트(2410)에서 이격되어 실링 플레이트(2410)와 나란하게 마주하도록 배치된다. 또한 스토퍼 플레이트(2420)는 상부로 돌출된 상부 돌기(2421)와 하부로 돌출된 하부 돌기(2423)를 포함한다.

상부 돌기(2421)는 디스크 후크와 블레이드 후크(1530)의 내면에 지지되고, 하부 돌기(2423)는 하부 후크(1510)의 내면에 지지될 수 있다. 스토퍼 플레이트(2420)에는 고정구가 삽입되는 제2 홀(2425)이 형성된다. 제1 홀(2412)의 내면에는 나사산이 형성되며, 제2 홀(2425)의 내면에는 나사산이 형성되지 않는다. 한편, 스토퍼 플레이트(2420)의 외면에는 단차홈(2426)이 형성되는데, 단차홈(2426)은 제2 홀(2425)과 연결되며 제2 홀(2425)의 둘레를 따라 이어져 형성된다. 단차홈(2426)의 제2 홀(2425)에서 외측으로 확장된 구조로 이루어진다.

고정구(2430)는 외주면에 나사산이 형성된 체결부(2431)와 체결부(2431)의 외측으로 확장되어 체결부(2431)보다 더 큰 단면적을 갖는 헤드부(2432)를 포함한다. 체결부(2431)는 기둥 형상으로 이루어지며 실링 플레이트(2410)와 터빈 블레이드(1320)에 나사 결합될 수 있다.

헤드부(2432)는 실링 플레이트(2410)와 맞닿아 실링 플레이트(2410)를 터빈 블레이드(1320)에 가압한다. 헤드부(2432)에는 측방향으로 돌출되어 단차홈(2426)에 삽입되는 플랜지부(2435)가 형성된다. 플랜지부(2435)는 헤드부(2432)의 둘레 방향을 따라 이어진 고리 형상으로 이루어지며, 단차홈(2426)에 삽입되어 스토퍼 플레이트(2420)를 지지한다. 헤드부(2432)의 상면에는 렌치, 스크류드라이버 등의 공구가 삽입될 수 있도록 파지 홈(2433)이 형성되어 있다. 헤드부(2432)는 스토퍼 플레이트(2420)에 삽입되되 스토퍼 플레이트(2420)와 나사결합되지는 않는다.

고정구(2430)는 체결 홈(1326)과 제1 홀(2412)에 삽입되면서 실링 플레이트(2410)를 가압하여 터빈 블레이드(1320)와 로터 디스크(1310) 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐한다. 이 때, 고정구(2430)가 스토퍼 플레이트(2420)와 나사결합되지 않으므로 스토퍼 플레이트(2420)는 실링 플레이트(2410)에서 이격되고 실링 플레이트(2410)와 스토퍼 플레이트(2420) 사이에는 공간이 형성된다.

본 제2 실시예와 같이 고정구(2430)에 플랜지부(2435)가 형성되면 스토퍼 플레이트(2420)는 블레이드 후크(1530), 디스크 후크, 하부 후크(1510)에 의하여 지지될 수 있을 뿐만 아니라 플랜지부(2435)에 의하여 안정적으로 지지될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 가스 터빈에 대하여 설명한다. 도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 리테이너가 터빈 블레이드 및 로터 디스크에 고정된 상태에서 잘라 본 종단면도이다.

도 11을 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 가스 터빈은 지지 턱(3315)이 형성된 것을 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 가스 터빈과 동일하게 형성되므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.

로터 디스크(3310)에는 루트부(1325)를 향하여 돌출된 지지 턱(3315)이 형성되는데, 지지 턱(3315)은 로터 디스크(3310)에서 리테이너(1400)와 결합되는 측면의 슬롯(3312)의 바닥에서 터빈 블레이드(3320)의 루트부를 향하여 돌출 형성된다. 한편, 로터 디스크(3310)에는 하부 후크(3510)와 디스크 후크가 형성되며, 터빈 블레이드(3320)에는 블레이드 후크(3530)가 형성된다.

이 지지 턱(3315)에는 고정구(1430)가 삽입되는 체결 홈(3316)이 형성된다. 한편, 터빈 블레이드(3320)에는 지지 돌기와 체결 홈이 형성되지 않으면 리테이너(1400)는 로터 디스크(3310)에만 결합된다.

이와 같이 지지 턱(3315)가 형성되면 실링해야 할 갭의 폭이 감소하므로 작은 부품으로 안정적인 실링을 수행할 수 있다.

이하는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터빈 블레이드의 분리 방법에 대해서 설명한다. 도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 터빈 블레이드의 분리 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 11 및 도 12를 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 터빈 블레이드의 분리 방법은 고정구 분리 단계(S201), 리테이너 이동 단계(S202), 리테이너 제거 단계(S203), 터빈 블레이드 노출 단계(S204), 터빈 블레이드 분리 단계(S205)를 포함한다.

고정구 분리 단계(S201)는 실링 플레이트(1410)와 스토퍼 플레이트(1420)를 고정하는 고정구(1430)를 로터 디스크(3310)에서 분리시킨다. 고정구(1430)는 스토퍼 플레이트(1420)를 관통하고 실링 플레이트(1410)와 로터 디스크(3310)에 나사결합 설치되어 있으며, 고정구(1430)를 회전시켜서 로터 디스크(3310)에서 고정구(1430)를 분리하되 실링 플레이트(1410)와 스토퍼 플레이트(1420)에는 고정구(1430)가 삽입된 상태를 유지하도록 한다. 고정구 분리 단계(S201)에서 로터 디스크(3310)에 설치된 모든 리테이너(1400)에 설치된 고정구(1430)가 로터 디스크(3310)에서 분리된다.

리테이너 이동 단계(S202)는 고정구(1430)에 의하여 지지된 실링 플레이트(1410)와 스토퍼 플레이트(1420)를 로터 디스크(3310)의 둘레 방향으로 이동시키되, 착탈 홈에 리테이너(1400)의 하단이 위치하도록 리테이너(1400) 폭의 절반만큼 이동시킨다. 리테이너 이동 단계(S202)에서는 로터 디스크(3310)에 설치된 모든 리테이너(1400)가 함께 슬라이딩 이동한다.

리테이너 제거 단계(S203)는 하단이 착탈 홈에 위치하는 리테이너(1400)를 착탈 홈을 통해서 이탈시켜서 개구를 형성한다. 리테이너 제거 단계(S203)에서는 하나의 리테이너(1400)만 착탈 홈(1560)을 통해서 분리시킨다.

터빈 블레이드 노출 단계(S204)는 고정구(1430)에 의하여 지지된 실링 플레이트(1410)와 스토퍼 플레이트(1420)를 로터 디스크(3310)의 둘레 방향으로 이동시키되 개구가 분리하고자 하는 터빈 블레이드(3320)에 위치하도록 이동시킨다. 이에 따라 터빈 블레이드 노출 단계(S204)에서는 분리하고자 하는 터빈 블레이드(3320)의 루트부가 개구를 통해서 노출된다.

터빈 블레이드 분리 단계(S205)는 노출된 터빈 블레이드(3320)를 로터 디스크(3310)의 슬롯에서 분리시킨다.

한편, 새로운 터빈 블레이드(3320)의 장착을 위해서는 슬롯(3312)에 새로운 터빈 블레이드(3320)를 삽입하고, 리테이너들(1400)을 이동시켜서 개구를 착탈 홈에 위치시킨 상태에서 리테이너(1400)를 후크 사이에 삽입한다. 또한, 리테이너들(1400)을 리테이너(1400) 폭의 절반만큼 이동시켜서 체결 홈(3316)과 리테이너들(1400)에 형성된 홀들이 동축상에 위치하도록 한 상태에서 고정구(1430)로 리테이너(1400)와 로터 블레이드(3310)를 결합하여 새로운 터빈 블레이드(3320)의 장착을 완료할 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: 가스 터빈 1100: 압축기
1130: 압축기 블레이드 1140: 베인
1150: 하우징 1170: 토크 튜브
1200: 연소기 1300: 터빈
1310, 3310: 로터 디스크 1312: 슬롯
1320, 3320: 터빈 블레이드 1321: 블레이드부
1322: 플랫폼부 1325: 루트부
1327: 지지 돌기 1400, 2400: 리테이너
1410, 2410: 실링 플레이트 1412, 2412: 제1 홀
1420, 2420: 스토퍼 플레이트 1421, 2421: 상부 돌기
1423, 2423: 하부 돌기 1425, 2425: 제2 홀
1430, 2430: 고정구 1431, 2431: 체결부
1432, 3432: 헤드부 1433, 2433: 파지 홈
1510, 3510: 하부 후크 1520: 디스크 후크
1530, 3530: 블레이드 후크 1540: 하부 채널
1550: 상부 채널 1560: 착탈 홈
1600: 냉각 유로 2426: 단차홈
2435: 플랜지부 3315: 지지 턱

Claims

로터 디스크와 상기 로터 디스크의 외주면에 원주방향을 따라 일정 거리만큼 이격되어 복수개 설치된 터빈 블레이드를 포함하는 터빈으로서,
복수의 슬롯이 형성된 로터 디스크;
상기 슬롯에 삽입되는 터빈 블레이드; 및
상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드의 하단 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 리테이너;
를 포함하고,
상기 터빈 블레이드는 날개 형상의 블레이드부와 상기 로터 디스크에 삽입되는 루트부와 상기 블레이드부와 상기 루트부 사이에 위치하는 플랫폼부를 포함하고, 상기 루트부에는 돌출되어 상기 리테이너를 지지하는 블레이드 후크가 형성되며,
상기 루트부의 하단에는 상기 냉각 유로 내부로 돌출된 지지 돌기가 형성되고, 상기 냉각 유로는 상기 지지 돌기가 형성된 부분에서 다른 부분보다 더 작은 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 터빈.
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제1 항에 있어서,
상기 리테이너는 상기 루트부에 밀착되어 상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 실링 플레이트와 상기 실링 플레이트를 커버하는 스토퍼 플레이트와 상기 실링 플레이트 및 상기 터빈 블레이드에 삽입되어 상기 실링 플레이트를 상기 터빈 블레이드에 가압하는 고정구를 포함하는 것을 특징으로 하는 터빈.
제3 항에 있어서,
상기 로터 디스크에는 하부 후크와 상기 하부 후크의 상부에 위치하는 디스크 후크가 형성되고, 상기 하부 후크는 이어져 형성되고, 상기 디스크 후크는 간헐적으로 형성되어 상기 블레이드 후크 사이에 삽입되되, 상기 스토퍼 플레이트는 상기 하부 후크, 상기 디스크 후크 및 상기 블레이드 후크에 지지된 것을 특징으로 하는 터빈.
제4 항에 있어서,
하나의 상기 터빈 블레이드에는 하나의 상기 실링 플레이트가 결합되고, 상기 실링 플레이트들은 이격 배치되되, 상기 스토퍼 플레이트는 측면이 서로 맞닿도록 배치된 것을 특징으로 하는 터빈.
로터 디스크와 상기 로터 디스크의 외주면에 원주방향을 따라 일정 거리만큼 이격되어 복수개 설치된 터빈 블레이드를 포함하는 터빈으로서,
복수의 슬롯이 형성된 로터 디스크;
상기 슬롯에 삽입되는 터빈 블레이드; 및
상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드의 하단 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 리테이너;
를 포함하고,
상기 터빈 블레이드는 날개 형상의 블레이드부와 상기 로터 디스크에 삽입되는 루트부와 상기 블레이드부와 상기 루트부 사이에 위치하는 플랫폼부를 포함하고, 상기 루트부에는 돌출되어 상기 리테이너를 지지하는 블레이드 후크가 형성되고,
상기 리테이너는 상기 루트부에 밀착되어 상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 실링 플레이트와 상기 실링 플레이트를 커버하는 스토퍼 플레이트와 상기 실링 플레이트 및 상기 터빈 블레이드에 삽입되어 상기 실링 플레이트를 상기 터빈 블레이드에 가압하는 고정구를 포함하며,
상기 로터 디스크에는 하부 후크와 상기 하부 후크의 상부에 위치하는 디스크 후크가 형성되고, 상기 하부 후크는 이어져 형성되고, 상기 디스크 후크는 간헐적으로 형성되어 상기 블레이드 후크 사이에 삽입되며,
상기 고정구는 외주면에 나사산이 형성된 체결부와 상기 체결부에 결합되며 상기 실링 플레이트를 가압하는 헤드부를 포함하고,
상기 헤드부는 상기 스토퍼 플레이트를 관통하도록 설치되되, 상기 실링 플레이트와 맞닿아 상기 실링 플레이트를 가압하도록 설치되며,
상기 스토퍼 플레이트는 상기 실링 플레이트의 외면에서 이격 배치된 것을 특징으로 하는 터빈.
로터 디스크와 상기 로터 디스크의 외주면에 원주방향을 따라 일정 거리만큼 이격되어 복수개 설치된 터빈 블레이드를 포함하는 터빈으로서,
복수의 슬롯이 형성된 로터 디스크;
상기 슬롯에 삽입되는 터빈 블레이드; 및
상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드의 하단 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 리테이너;
를 포함하고,
상기 터빈 블레이드는 날개 형상의 블레이드부와 상기 로터 디스크에 삽입되는 루트부와 상기 블레이드부와 상기 루트부 사이에 위치하는 플랫폼부를 포함하고, 상기 루트부에는 돌출되어 상기 리테이너를 지지하는 블레이드 후크가 형성되고,
상기 로터 디스크에서 상기 리테이너와 결합되는 측면에는 상기 슬롯의 바닥에서 상기 루트부를 향하여 돌출된 지지 턱이 형성되며,
상기 지지 턱은 상기 슬롯의 바닥에서 상기 냉각 유로 내부로 돌출 형성되어 상기 냉각 유로는 상기 지지 턱이 형성된 부분에서 다른 부분보다 더 작은 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 터빈.
제7 항에 있어서,
상기 지지 턱에는 체결 홈이 형성되고,
상기 리테이너는 상기 루트부에 밀착되어 상기 로터 디스크와 상기 터빈 블레이드 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하는 실링 플레이트와 상기 실링 플레이트를 커버하는 스토퍼 플레이트와 상기 실링 플레이트 및 상기 터빈 블레이드에 삽입되어 상기 실링 플레이트를 상기 터빈 블레이드에 가압하는 고정구를 포함하며,
상기 고정구는 상기 체결 홈에 삽입 설치된 것을 특징으로 하는 터빈.
제4 항에 있어서,
상기 고정구는 외주면에 나사산이 형성된 체결부와 상기 체결부에 결합되며 상기 실링 플레이트를 가압하는 헤드부를 포함하고, 상기 헤드부는 상기 스토퍼 플레이트를 관통하도록 설치된 것을 특징으로 하는 터빈.
제4 항에 있어서,
상기 고정구는 외주면에 나사산이 형성된 체결부와 상기 체결부에 결합되며 상기 실링 플레이트를 가압하는 헤드부를 포함하고, 상기 헤드부에는 돌출되어 상기 스토퍼 플레이트에 형성된 단차홈에 삽입되는 플랜지부가 형성된 것을 특징으로 하는 터빈.
제4 항에 있어서,
상기 하부 후크는 상기 로터 디스크의 둘레 방향을 따라 이어져 하부 채널을 형성하고, 상기 디스크 후크 및 상기 블레이드 후크는 상부 채널을 형성하되, 상기 하부 후크에는 상기 리테이너의 삽입을 위한 착탈 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 터빈.
외부에서 유입된 공기를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기 및 상기 연소기에서 연소된 연소 가스에 의해 회전하는 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈을 포함하는 가스 터빈으로서,
상기 터빈은,
하부 후크와 상기 하부 후크의 상부에 위치하는 디스크 후크가 형성된 로터 디스크;
날개 형상의 블레이드부와 상기 로터 디스크에 삽입되는 루트부와 상기 블레이드부와 상기 루트부 사이에 위치하는 플랫폼부를 포함하고, 상기 플랫폼부에는 블레이드 후크가 돌출 형성된 터빈 블레이드; 및
상기 터빈 블레이드와 상기 로터 디스크 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하되 상기 블레이드 후크, 상기 디스크 후크, 상기 하부 후크에 지지되는 리테이너;
를 포함하며,
상기 로터 디스크에는 상기 블레이드가 삽입되는 복수의 슬롯이 형성되며,
상기 루트부에서 상기 리테이너와 결합되는 측면에는 상기 슬롯의 바닥을 향하여 돌출된 지지 돌기가 형성되고, 상기 리테이너는 상기 지지 돌기에 고정되고,
상기 지지 돌기는 상기 루트부의 하단에서 상기 냉각 유로 내부로 돌출 형성되어 상기 냉각 유로는 상기 지지 돌기가 형성된 부분에서 다른 부분보다 더 작은 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
제12 항에 있어서,
상기 리테이너는 상기 냉각 유로를 밀폐하는 실링 플레이트와 상기 루트부에 삽입되어 상기 실링 플레이트를 가압하는 고정구와 상기 실링 플레이트를 커버하며 상기 디스크 후크, 상기 블레이드 후크 및 상기 하부 후크에 걸려지는 스토퍼 플레이트를 포함하고,
하나의 상기 터빈 블레이드에는 하나의 상기 실링 플레이트가 결합되어 상기 실링 플레이트들은 이격 배치되고, 상기 스토퍼 플레이트는 측면이 서로 맞닿도록 배치된 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
삭제
외부에서 유입된 공기를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기와 연료를 혼합하여 연소하는 연소기 및 상기 연소기에서 연소된 연소 가스에 의해 회전하는 복수의 터빈 블레이드를 포함하는 터빈을 포함하는 가스 터빈으로서,
상기 터빈은,
하부 후크와 상기 하부 후크의 상부에 위치하는 디스크 후크가 형성된 로터 디스크;
날개 형상의 블레이드부와 상기 로터 디스크에 삽입되는 루트부와 상기 블레이드부와 상기 루트부 사이에 위치하는 플랫폼부를 포함하고, 상기 플랫폼부에는 블레이드 후크가 돌출 형성된 터빈 블레이드; 및
상기 터빈 블레이드와 상기 로터 디스크 사이에 형성된 냉각 유로를 밀폐하되 상기 블레이드 후크, 상기 디스크 후크, 상기 하부 후크에 지지되는 리테이너;
를 포함하며,
상기 로터 디스크에는 상기 블레이드가 삽입되는 슬롯이 형성되며,
상기 로터 디스크에서 상기 리테이너와 결합되는 측면에는 상기 슬롯의 바닥에서 상기 루트부를 향하여 돌출된 지지 턱이 형성되고, 상기 리테이너는 상기 지지 턱에 고정되고,
상기 지지 턱은 상기 슬롯의 바닥에서 상기 냉각 유로 내부로 돌출 형성되어 상기 냉각 유로는 상기 지지 턱이 형성된 부분에서 다른 부분보다 더 작은 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 터빈.
블레이드 후크를 갖는 터빈 블레이드와, 디스크 후크와 하부 후크를 갖는 로터 디스크, 상기 터빈 블레이드에 고정되되 실링 플레이트, 스토퍼 플레이트, 및 고정구를 구비하는 리테이너를 포함하는 터빈의 터빈 블레이드 분리 방법에 있어서,
상기 고정구를 상기 터빈 블레이드에서 분리하되 상기 고정구가 상기 실링 플레이트와 상기 스토퍼 플레이트에 삽입된 상태를 유지하는 고정구 분리 단계;
상기 리테이너들을 후크들 사이에서 슬라이딩 이동시켜서 상기 하부 후크에 형성된 착탈 홈에 상기 리테이너의 하단을 위치시키는 리테이너 이동 단계;
하단이 상기 착탈 홈에 위치하는 상기 리테이너를 상기 착탈 홈을 통해서 이탈시켜서 개구를 형성하는 리테이너 제거 단계;
상기 리테이너들을 슬라이딩 이동시켜서 분리하고자 하는 상기 터빈 블레이드의 루트부를 노출시키는 터빈 블레이드 노출 단계;
상기 루트부가 노출된 상기 터빈 블레이드를 상기 로터 디스크에서 분리하는 터빈 블레이드 분리 단계;
를 포함하며,
상기 터빈 블레이드 노출 단계는 상기 고정구에 의하여 지지된 실링 플레이트와 스토퍼 플레이트를 상기 로터 디스크의 둘레 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드 분리 방법.
블레이드 후크를 갖는 터빈 블레이드와, 디스크 후크와 하부 후크를 갖는 로터 디스크, 상기 로터 디스크에 고정되되 실링 플레이트, 스토퍼 플레이트, 및 고정구를 구비하는 리테이너를 포함하는 터빈의 터빈 블레이드 분리 방법에 있어서,
상기 고정구를 상기 로터 디스크에서 분리하되 상기 고정구가 상기 실링 플레이트와 상기 스토퍼 플레이트에 삽입된 상태를 유지하는 고정구 분리 단계;
상기 리테이너들을 후크들 사이에서 슬라이딩 이동시켜서 상기 하부 후크에 형성된 착탈 홈에 상기 리테이너의 하단을 위치시키는 리테이너 이동 단계;
하단이 상기 착탈 홈에 위치하는 상기 리테이너를 상기 착탈 홈을 통해서 이탈시켜서 개구를 형성하는 리테이너 제거 단계;
상기 리테이너들을 슬라이딩 이동시켜서 분리하고자 하는 상기 터빈 블레이드의 루트부를 노출시키는 터빈 블레이드 노출 단계; 및
상기 루트부가 노출된 상기 터빈 블레이드를 상기 로터 디스크에서 분리하는 터빈 블레이드 분리 단계;
를 포함하며,
상기 터빈 블레이드 노출 단계는 상기 고정구에 의하여 지지된 실링 플레이트와 스토퍼 플레이트를 상기 로터 디스크의 둘레 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 터빈 블레이드 분리 방법.