KR102158185B1 - Damper pin having restoring force effect induced by centrifugal force - Google Patents

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Abstract

개시되는 발명은 터빈 블레이드의 댐퍼 슬롯 안에서 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀에 관한 것으로서, 상기 댐퍼 핀의 길이방향에 수직한 원형 단면을 기준으로 하여, 지름을 경계로 상기 원형 단면을 제1 반원영역과 제2 반원영역으로 나누었을 때 제1 반원영역의 비중이 상기 제2 반원영역에 비해 낮고, 이에 따라 상기 댐퍼 핀의 무게중심은 상기 제2 반원영역으로 편심되어 있는 것을 특징으로 한다.The disclosed invention relates to a cylindrical damper pin that is free to rotate in a damper slot of a turbine blade, wherein the circular cross section is defined as a first semicircular region and a diameter as a boundary based on a circular cross section perpendicular to the longitudinal direction of the damper pin. When divided into two semi-circular areas, the specific gravity of the first semi-circular area is lower than that of the second semi-circular area, and accordingly, the center of gravity of the damper pin is eccentric to the second semi-circular area.

Description

원심력에 의한 복원력을 가진 댐퍼 핀{Damper pin having restoring force effect induced by centrifugal force} Damper pin having restoring force effect induced by centrifugal force}

본 발명은 가스 터빈의 터빈 블레이드에 구비되는 댐퍼 핀에 관한 것으로서, 원심력을 받았을 때 중립 위치로 복원하는 힘이 작용함으로써 댐퍼 핀의 회전이 억제되는 원통형의 블레이드 댐퍼 핀에 관한 것이다.The present invention relates to a damper pin provided on a turbine blade of a gas turbine, and relates to a cylindrical blade damper pin in which rotation of the damper pin is suppressed by a force that restores it to a neutral position when a centrifugal force is applied.

터빈이란 증기, 가스와 같은 압축성 유체의 흐름을 이용하여 충격력 또는 반동력으로 회전력을 얻는 기계장치로, 증기를 이용하는 증기터빈 및 고온의 연소가스를 이용하는 가스터빈 등이 있다.A turbine is a mechanical device that obtains rotational force by impact or reaction force by using a flow of a compressible fluid such as steam or gas, and includes a steam turbine using steam and a gas turbine using high temperature combustion gas.

이 중, 가스터빈은 크게 압축기와 연소기와 터빈으로 구성된다. 상기 압축기는 공기를 도입하는 공기 도입구가 구비되고, 압축기 케이싱 내에 다수개의 압축기 베인과, 압축기 블레이드가 교대로 배치되어 있다. 외부로부터 도입된 공기는 복수 단으로 이루어진 회전하는 압축기 블레이드를 거치면서 점차로 압축되어 목표로 하는 압력까지 상승한다.Among them, the gas turbine is largely composed of a compressor, a combustor and a turbine. The compressor is provided with an air inlet for introducing air, and a plurality of compressor vanes and compressor blades are alternately arranged in a compressor casing. The air introduced from the outside is gradually compressed while passing through the rotating compressor blades consisting of a plurality of stages and rises to a target pressure.

연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축 공기에 대하여 연료를 공급하고 버너로 점화함으로써 고온고압의 연소 가스가 생성된다.The combustor supplies fuel to the compressed air compressed by the compressor and ignites it with a burner, thereby generating high-temperature and high-pressure combustion gas.

터빈은 터빈 케이싱 내에 복수의 터빈 베인과, 터빈 블레이드가 교대로 배치되어 있다. 또한, 압축기와 연소기와 터빈 및 배기실의 중심부를 관통하도록 로터가 배치되어 있다.In the turbine, a plurality of turbine vanes and turbine blades are alternately arranged in a turbine casing. In addition, a rotor is disposed so as to pass through the center of the compressor, combustor, turbine and exhaust chamber.

상기 로터는 양단부가 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 그리고, 상기 로터에 복수의 디스크가 고정되어, 각각의 블레이드가 연결되는 동시에, 배기실측의 단부에 발전기 등의 구동축이 연결된다.Both ends of the rotor are rotatably supported by bearings. Further, a plurality of disks are fixed to the rotor so that each blade is connected, and a drive shaft such as a generator is connected to an end of the exhaust chamber side.

이러한 가스터빈은 4 행정 기관의 피스톤과 같은 왕복운동 기구가 없기 때문에 피스톤-실린더와 같은 상호 마찰부분이 없어 윤활유의 소비가 극히 적으며 왕복운동기계의 특징인 진폭이 대폭 감소되고, 고속운동이 가능한 장점이 있다.Since such a gas turbine does not have a reciprocating mechanism such as a piston of a four-stroke engine, there is no mutual friction part such as a piston-cylinder, so the consumption of lubricating oil is extremely low. There is an advantage.

가스터빈이 4 행정 기관에 비해 진동이 적기는 하지만, 운전하는 동안 터빈 블레이드에 진동이 발생할 경우가 있다. 예를 들면, 고온의 연소가스 흐름에 변동이 생겼을 때, 이 연소가스 유동의 변화가 터빈 블레이드를 진동시키는 일이 있다. 따라서, 가스터빈의 설계, 특히 터빈의 설계에 있어서는 기본적으로 터빈 블레이드의 고유 진동수에서의 공진, 강제 응답이나 공력 탄성 불안정성(aero-elastic instabilities)에 의해 야기되는 동적 응력을 회피하거나 최소화하여 터빈 블레이드의 고 사이클 피로를 제어하는 것이 필요하다.Although gas turbines are less vibrating than four-stroke engines, vibrations may occur in the turbine blades during operation. For example, when fluctuations in the high-temperature flue gas flow occur, the fluctuation in flue gas flow may cause the turbine blades to vibrate. Therefore, in the design of gas turbines, especially the design of turbines, the dynamic stress caused by resonance, forced response or aero-elastic instabilities at the natural frequency of the turbine blades is basically avoided or minimized. It is necessary to control high cycle fatigue.

터빈 블레이드의 고 사이클 피로수명을 개선하기 위해, 일반적으로 인접한 터빈 블레이드의 플랫폼 아래로 그 사이에 댐퍼 핀을 마련하여 진동 에너지를 마찰에 의해 손실시키고 운전 중 진동의 진폭을 감소시킨다.In order to improve the high cycle fatigue life of turbine blades, damper pins are generally provided under the platform of adjacent turbine blades between them to lose vibration energy by friction and reduce the amplitude of vibration during operation.

댐퍼 핀은 일반적으로 원통형 또는 비대칭적인 다각형의 기둥 형태를 가진 것이 주로 사용된다. 원통형 댐퍼 핀은 플랫폼 사이에 끼어버리는 재밍(jamming)의 위험은 낮지만 회전이 자유롭기 때문에 마찰에 의한 에너지 소산 효과가 떨어져 댐핑 효율이 낮다는 단점이 있다. 비대칭 다각형의 댐퍼 핀은 그 반대로 에너지 소산 효과는 큰 대신 재밍의 위험이 크다.The damper pin is generally used in the form of a cylindrical or asymmetric polygonal column. Cylindrical damper pins have a low risk of jamming between platforms, but have a disadvantage of low damping efficiency due to low energy dissipation effect due to friction because they are free to rotate. The asymmetric polygonal damper pin, on the contrary, has a large energy dissipation effect, but increases the risk of jamming.

한국등록특허 제10-1338722호 (2013.12.02 등록)Korean Patent Registration No. 10-1338722 (registered on Dec. 2, 2013)

본 발명은 재밍의 위험은 낮으면서도 마찰에 의한 진동 에너지의 소산 효과는 높은 개선된 터빈 블레이드용 댐퍼 핀을 제공하는 것에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an improved damper pin for a turbine blade having a low risk of jamming and a high dissipation effect of vibration energy due to friction.

본 발명은 댐퍼 슬롯 안에서 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀에 관한 것으로서, 상기 댐퍼 핀의 길이방향에 수직한 원형 단면을 기준으로 하여, 지름을 경계로 상기 원형 단면을 제1 반원영역과 제2 반원영역으로 나누었을 때 제1 반원영역의 비중이 상기 제2 반원영역에 비해 낮고, 이에 따라 상기 댐퍼 핀의 무게중심은 상기 제2 반원영역으로 편심되어 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a cylindrical damper pin that is free to rotate in a damper slot, wherein the circular cross-section is divided into a first semi-circular region and a second semi-circular region based on a diameter based on a circular cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the damper pin. When divided, the specific gravity of the first semicircular area is lower than that of the second semicircular area, and accordingly, the center of gravity of the damper pin is eccentric to the second semicircular area.

본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제1 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 저비중 영역이 형성되어 있다.According to an embodiment of the present invention, a low specific gravity region having a lower density than a material of the damper pin is formed in the first semicircular region.

상기 저비중 영역은 상기 댐퍼 핀의 길이방향을 따라 일부 또는 전체에 걸쳐 형성되어 있을 수 있다.The low specific gravity region may be partially or entirely formed along the length direction of the damper pin.

그리고, 상기 저비중 영역에 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 물질이 충진되어 있거나, 또는 상기 저비중 영역이 중공부로 형성되어 있을 수 있다.In addition, the low specific gravity region may be filled with a material having a lower density than the material of the damper pin, or the low specific gravity region may be formed as a hollow portion.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 제2 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 높은 물질이 충진되어 있는 고비중 영역이 형성되어 있다.According to another embodiment of the present invention, a high specific gravity region is formed in the second semicircular region in which a material having a higher density than the material of the damper pin is filled.

상기 고비중 영역은 상기 댐퍼 핀의 길이방향을 따라 일부 또는 전체에 걸쳐 형성되어 있을 수 있다.The high specific gravity region may be partially or entirely formed along the length direction of the damper pin.

한편, 본 발명의 또 다른 실시형태에 의하면, 상기 제1 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 저비중 영역이 형성되어 있고, 상기 제2 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 높은 물질이 충진되어 있는 고비중 영역이 형성되어 있다.Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, a low specific gravity region having a lower density than a material of the damper pin is formed in the first semicircular region, and a density compared to the material of the damper pin is formed in the second semicircular region. A high specific gravity area is formed in which a material with a high value is filled.

그리고, 위와 같은 다양한 실시형태에 있어서, 상기 저비중 영역은 상기 제1 반원영역에서 상기 댐퍼 핀의 원주면 쪽으로 더 편중되게 분포되어 있을 수 있으며, 상기 고비중 영역은 상기 제2 반원영역에서 상기 댐퍼 핀의 원주면 쪽으로 더 편중되게 분포되어 있는 것을 수 있다.And, in the various embodiments as described above, the low specific gravity region may be distributed more symmetrically toward the circumferential surface of the damper pin in the first semicircular region, and the high specific gravity region is the damper in the second semicircular region It may be distributed more lean toward the circumferential surface of the pin.

그리고, 상기 댐퍼 핀은 전체 길이에 걸쳐 균일한 원형 단면을 이룰 수 있다.In addition, the damper pin may have a uniform circular cross section over the entire length.

또한, 본 발명은, 터빈 로터 디스크; 및 상기 터빈 로터 디스트의 원주면을 따라 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드;를 포함하고, 인접하는 상기 터빈 블레이드의 각 플랫폼 아래로 서로 마주보는 오목한 댐퍼 슬롯이 가스터빈의 축 방향을 따라 형성되고, 상기 댐퍼 슬롯 안에는 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀이 구비되되, 상기 댐퍼 핀은 그 길이방향에 수직한 원형 단면이 지름을 경계로 제1 반원영역과 제2 반원영역으로 나누어지면서 제1 반원영역의 비중이 상기 제2 반원영역에 비해 낮고, 이에 따라 상기 댐퍼 핀의 무게중심은 상기 제2 반원영역으로 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈 로터 디스크 어셈블리를 제공한다.In addition, the present invention, the turbine rotor disk; And a plurality of turbine blades disposed radially along the circumferential surface of the turbine rotor disk, wherein concave damper slots facing each other under each platform of the adjacent turbine blade are formed along the axial direction of the gas turbine, The damper slot is provided with a cylindrical damper pin that is free to rotate, and the damper pin has a circular cross section perpendicular to its longitudinal direction and is divided into a first semicircle area and a second semicircle area based on a diameter, so that the specific gravity of the first semicircle area is It is lower than that of the second semi-circular area, and accordingly, a center of gravity of the damper pin is eccentric to the second semi-circular area, providing a turbine rotor disk assembly.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 댐퍼 핀은, 댐퍼 슬롯 안에서 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀이기 때문에 재밍의 위험이 낮으며, 또한 댐퍼 핀의 무게중심이 한쪽 반원영역으로 편심되어 있기 때문에 가스터빈의 운전 중에 댐퍼 핀에 작용하는 원심력에 의해 무게중심이 편심된 반원영역이 항상 회전중심의 반대편에 위치하려는 복원력이 만들어진다.The damper pin of the present invention having the above configuration has a low risk of jamming because it is a cylindrical damper pin that can rotate freely in the damper slot, and the center of gravity of the damper pin is eccentric to one semicircular area, so the operation of the gas turbine. During the centrifugal force acting on the damper pin, a restoring force is created so that the semicircular area where the center of gravity is eccentric is always located opposite the center of rotation.

따라서, 원심력에 의한 복원력에 의해 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀의 회전이 가스터빈의 운전 중에 효과적으로 억제되고, 이에 따라 댐퍼 핀의 마찰에 의한 진동 에너지의 소산 효과가 크게 향상된다.Accordingly, rotation of the cylindrical damper pin, which is free to rotate due to the restoring force by the centrifugal force, is effectively suppressed during operation of the gas turbine, and thus the effect of dissipating vibration energy due to friction of the damper pin is greatly improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예가 적용되는 가스터빈의 개략적인 구조를 도시한 단면도.
도 2는 터빈 블레이드를 도시한 사시도.
도 3은 인접하는 터빈 블레이드 사이에 형성된 댐퍼 슬롯에 댐퍼 핀이 설치된 상태를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 댐퍼 핀을 도시한 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 댐퍼 핀을 길이방향에 수직한 방향으로 절개한 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 댐퍼 핀이 가스터빈의 운전 중 댐퍼 슬롯 안에서 회전하지 않고 일정한 자세를 유지하는 상태를 설명하는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 댐퍼 핀을 길이방향을 따라 절개한 단면도.
도 8은 본 발명에 따른 댐퍼 핀의 다른 실시형태를 보여주는 도면.1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a gas turbine to which an embodiment of the present invention is applied.
Figure 2 is a perspective view showing a turbine blade.
3 is a view showing a state in which a damper pin is installed in a damper slot formed between adjacent turbine blades.
Figure 4 is a perspective view showing a damper pin according to the present invention.
5 is a cross-sectional view taken in a direction perpendicular to the length direction of the damper pin according to the present invention.
6 is a view for explaining a state in which a damper pin according to the present invention maintains a constant posture without rotating in a damper slot during operation of a gas turbine.
7 is a cross-sectional view taken along the length direction of the damper pin according to the present invention.
8 shows another embodiment of a damper pin according to the present invention.

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.The present invention is intended to illustrate specific embodiments and to be described in detail in the detailed description, since various transformations can be applied and various embodiments can be provided. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

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. The terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present invention, terms such as'comprise' or'have' are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이때, 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. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that the same components in the accompanying drawings are indicated by the same reference numerals as possible. In addition, detailed descriptions of known functions and configurations that may obscure the subject matter of the present invention will be omitted. For the same reason, some components in the accompanying drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예가 적용되는 가스터빈(100)의 일 예가 도시되어 있다. 상기 가스 터빈(100)은 하우징(102)을 구비하고 있고, 하우징(102)의 후측에는 터빈을 ?v과한 연소가스가 배출되는 디퓨저(106)가 구비되어 있다. 그리고, 디퓨저(106)의 앞쪽으로 압축된 공기를 공급받아 연소시키는 연소기(104)가 배치된다.Referring to FIG. 1, an example of a gas turbine 100 to which an embodiment of the present invention is applied is shown. The gas turbine 100 is provided with a housing 102, and a diffuser 106 is provided at the rear side of the housing 102 to discharge combustion gas exceeding the turbine. Then, a combustor 104 that receives compressed air and combusts it is disposed in front of the diffuser 106.

공기의 흐름 방향을 기준으로 설명하면, 하우징(102)의 상류측에 압축기 섹션(110)이 위치하고, 하류 측에 터빈 섹션(120)이 배치된다. 그리고, 압축기 섹션(110)과 터빈 섹션(120)의 사이에는 터빈 섹션에서 발생된 회전토크를 압축기 섹션으로 전달하는 토크 전달부재로서의 토크 튜브(130)가 배치되어 있다. Referring to the air flow direction, the compressor section 110 is located on the upstream side of the housing 102 and the turbine section 120 is located on the downstream side. And, between the compressor section 110 and the turbine section 120, a torque tube 130 as a torque transmission member for transmitting the rotational torque generated in the turbine section to the compressor section is disposed.

압축기 섹션(110)에는 복수(예를 들어 14매)의 압축기 로터 디스크(140)가 구비되고, 각각의 압축기 로터 디스크(140)들은 타이로드(150)에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결되어 있다.The compressor section 110 is provided with a plurality of (for example, 14 sheets) compressor rotor disks 140, and each of the compressor rotor disks 140 is fastened so as not to be spaced apart in the axial direction by a tie rod 150. .

구체적으로, 각각의 압축기 로터 디스크(140)는 대략 중앙을 타이로드(150)가 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬되어 있다. 여기서, 이웃한 각각의 압축기 로더 디스크(140)는 대향하는 면이 타이로드(150)에 의해 압착되어, 상대 회전이 불가능하도록 배치된다.Specifically, each of the compressor rotor disks 140 is aligned along the axial direction with each other with the tie rod 150 penetrating approximately at the center. Here, each of the adjacent compressor loader disks 140 is disposed so that the opposite surface is compressed by the tie rod 150 so that relative rotation is impossible.

압축기 로터 디스크(140)의 외주면에는 복수 개의 블레이드(144)가 방사상으로 결합되어 있다. 각각의 블레이드(144)는 루트부(146)를 구비하여 압축기 로터 디스크(140)에 체결된다.A plurality of blades 144 are radially coupled to the outer peripheral surface of the compressor rotor disk 140. Each blade 144 has a root portion 146 and is fastened to the compressor rotor disk 140.

각각의 로터 디스크(140)의 사이에는 하우징에 고정되어 배치되는 베인(미도시)이 위치한다. 상기 베인은 로터 디스크와는 달리 고정되어 있어 회전하지 않으며, 압축기 로터 디스크의 블레이드를 통과한 압축 공기의 흐름을 정렬하여 하류측에 위치하는 로터 디스크의 블레이드로 공기를 안내하는 역할을 하게 된다.A vane (not shown) is positioned between the rotor disks 140 and fixed to the housing. Unlike the rotor disk, the vane is fixed and does not rotate, and serves to guide air to the blades of the rotor disk located downstream by aligning the flow of compressed air passing through the blades of the compressor rotor disk.

루트부(146)의 체결방식은 탄젠셜 타입(tangential type)과 액셜 타입(axial type)이 있다. 이는 상용되는 가스터빈의 필요 구조에 따라 선택될 수 있으며, 통상적으로 알려진 도브테일 또는 전나무 형태(Fir-tree)를 가질 수 있다. 경우에 따라서는, 상기 형태 외의 다른 체결장치, 예를 들어 키이 또는 볼트 등의 고정구를 이용하여 블레이드를 로터 디스크에 체결할 수 있다.There are two types of fastening methods of the root portion 146: a tangential type and an axial type. This may be selected according to the required structure of a commercial gas turbine, and may have a commonly known dovetail or fir-tree shape. In some cases, the blade may be fastened to the rotor disk using a fastener other than the above-described form, for example, a key or a fastener such as a bolt.

타이로드(150)는 복수 개의 압축기 로터 디스크(140)들의 중심부를 관통하도록 배치되어 있으며, 일측 단부는 최상류측에 위치한 압축기 로터 디스크 내에 체결되고, 타측 단부는 토크 튜브(130) 내에서 고정된다. The tie rod 150 is disposed so as to pass through the center of the plurality of compressor rotor disks 140, one end is fastened in the compressor rotor disk located on the uppermost side, and the other end is fixed in the torque tube 130.

타이로드(150)의 형태는 가스터빈에 따라 다양한 구조로 이뤄질 수 있으므로, 반드시 도 1에 제시된 형태로 한정될 것은 아니다. 즉, 도시된 바와 같이 하나의 타이로드가 로터 디스크의 중앙부를 관통하는 형태를 가질 수도 있고, 복수 개의 타이로드가 원주상으로 배치되는 형태를 가질 수도 있으며, 이들의 혼용도 가능하다.Since the shape of the tie rod 150 may be formed in various structures depending on the gas turbine, it is not necessarily limited to the shape shown in FIG. 1. That is, as shown, one tie rod may have a form penetrating the central portion of the rotor disk, a plurality of tie rods may have a form in which a plurality of tie rods are disposed in a circumferential shape, and a mixture of these may be used.

도시되지는 않았으나, 가스 터빈의 압축기에는 유체의 압력을 높이고 난 후 연소기 입구로 들어가는 유체의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위하여 디퓨저(diffuser)의 다음 위치에 안내깃 역할을 하는 베인이 설치될 수 있으며, 이를 디스윌러(deswirler)라고 한다.Although not shown, in the compressor of the gas turbine, a vane serving as a guide blade may be installed at the next position of the diffuser in order to adjust the flow angle of the fluid entering the inlet of the combustor to the design flow angle after increasing the pressure of the fluid. And this is called a deswirler.

연소기(104)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압 연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.In the combustor 104, the introduced compressed air is mixed with fuel and combusted to produce high-energy high-temperature and high-pressure combustion gas, and the combustion gas temperature is increased to a heat resistance limit that the combustor and turbine parts can withstand through an isostatic combustion process.

가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기는 셀 형태로 형성되는 케이싱 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. A number of combustors constituting the combustion system of a gas turbine can be arranged in a casing formed in a cell shape, and a burner including a fuel injection nozzle, etc., a combustor liner forming a combustion chamber, and a combustor It is configured to include a transition piece (Transition Piece) that becomes the connection part of the turbine and.

구체적으로, 라이너는 연료노즐에 의해 분사되는 연료가 압축기의 압축공기와 혼합되어 연소되는 연소공간을 제공한다. 이러한 라이너는, 공기와 혼합된 연료가 연소되는 연소공간을 제공하는 화염통과, 화염통을 감싸면서 환형공간을 형성하는 플로우 슬리브를 포함할 수 있다. 또한 라이너의 전단에는 연료노즐이 결합되며, 측벽에는 점화기가 결합된다.Specifically, the liner provides a combustion space in which fuel injected by a fuel nozzle is mixed with compressed air of a compressor and burned. The liner may include a flame barrel providing a combustion space in which fuel mixed with air is combusted, and a flow sleeve surrounding the flame barrel and forming an annular space. In addition, the fuel nozzle is coupled to the front end of the liner, and the igniter is coupled to the side wall.

한편 라이너의 후단에는, 연소가스를 터빈 측으로 보낼 수 있도록 트랜지션 피스가 연결된다. 이러한 트랜지션 피스는 연소가스의 높은 온도에 의한 파손이 방지되도록 외벽부가 압축기로부터 공급되는 압축공기에 의해 냉각된다.On the other hand, at the rear end of the liner, a transition piece is connected so as to send combustion gas to the turbine side. This transition piece is cooled by compressed air supplied from the compressor so that the outer wall portion of the transition piece is prevented from being damaged by the high temperature of the combustion gas.

이를 위해 상기 트랜지션피스에는 공기를 내부로 분사시킬 수 있도록 냉각을 위한 홀들이 마련되며, 압축공기는 홀들을 통해 내부에 있는 본체를 냉각시킨 후 라이너 측으로 유동된다.To this end, holes for cooling are provided in the transition piece to inject air into the inside, and compressed air flows toward the liner after cooling the body inside through the holes.

라이너의 환형공간에는 전술한 트랜지션 피스를 냉각시킨 냉각공기가 유동되며, 라이너의 외벽에는 플로우 슬리브의 외부에서 압축공기가 플로우 슬리브에 마련되는 냉각 홀들을 통해 냉각공기로 제공되어 충돌할 수 있다.The cooling air cooled by cooling the above-described transition piece flows in the annular space of the liner, and compressed air from the outside of the flow sleeve is provided as cooling air through cooling holes provided in the flow sleeve to collide with the outer wall of the liner.

한편, 연소기에서 나온 고온, 고압의 연소가스는 상술한 터빈 섹션(120)으로 공급된다. 공급된 고온 고압의 연소 가스가 팽창하면서 터빈의 회전날개에 충돌, 반동력을 주어 회전 토크가 야기되고, 이렇게 얻어진 회전 토크는 상술한 토크 튜브를 거쳐 압축기 섹션으로 전달되고, 압축기 구동에 필요한 동력을 초과하는 동력은 발전기 등을 구동하는데 쓰이게 된다.Meanwhile, the high-temperature, high-pressure combustion gas from the combustor is supplied to the turbine section 120 described above. As the supplied high-temperature and high-pressure combustion gas expands, it collides with the rotor blades of the turbine and gives a reaction force to cause rotational torque, and the resulting rotational torque is transmitted to the compressor section through the torque tube described above and exceeds the power required to drive the compressor This power is used to drive a generator.

터빈 섹션은 기본적으로는 압축기 섹션과 그 구조가 유사하다. 즉, 터빈 섹션(120)에도 압축기 섹션의 압축기 로터 디스크와 유사한 복수의 터빈 로터 디스크(180)가 구비된다. 따라서, 터빈 로터 디스크(180) 역시, 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드(184)를 포함한다. 터빈 블레이드(184) 역시 도브테일 등의 방식으로 터빈 로터 디스크(180)에 결합할 수 있다. 아울러, 터빈 로터 디스크(180)의 터빈 블레이드(184)의 사이에도 하우징에 고정되는 베인(미도시)이 구비되어, 터빈 블레이드를 통과한 연소 가스의 흐름 방향을 유도하게 된다.The turbine section is basically similar in structure to the compressor section. That is, the turbine section 120 is also provided with a plurality of turbine rotor disks 180 similar to the compressor rotor disks of the compressor section. Accordingly, the turbine rotor disk 180 also includes a plurality of turbine blades 184 arranged radially. The turbine blade 184 may also be coupled to the turbine rotor disk 180 in a manner such as a dovetail. In addition, a vane (not shown) fixed to the housing is also provided between the turbine blades 184 of the turbine rotor disk 180 to induce a flow direction of the combustion gas passing through the turbine blade.

이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 8.

도 2는 댐퍼 슬롯(190)이 보이는 방향으로 터빈 블레이드(184)를 도시한 도면이다. 터빈 블레이드(184)는 플랫폼(186)을 기준으로 상방으로는 연소가스로부터 유체역학적 힘을 받는 블레이드(에어포일, 185)가 길게 연장되어 있다. 플랫폼(186) 하방으로는 댐퍼 슬롯(190)이 형성되어 있고 냉각공기의 유동 공간을 제공하는 생크(187)가 구비되며, 또한 생크(187) 아래로는 연이어 터빈 로터 디스크의 원주면에 결합하는 루트부(도브테일, 188)가 구비되어 있다.2 is a view showing the turbine blade 184 in the direction in which the damper slot 190 is visible. The turbine blade 184 has a blade (airfoil) 185 that receives a hydrodynamic force from the combustion gas above the platform 186. Below the platform 186, a damper slot 190 is formed, and a shank 187 providing a space for cooling air is provided, and below the shank 187, it is connected to the circumferential surface of the turbine rotor disk. A root portion (dovetail, 188) is provided.

댐퍼 슬롯(190)은 가스 터빈의 축 방향(AX)을 따라 플랫폼(186) 아래에 형성되어 있으며, 도 3과 같이 터빈 로터 디스크 상에서 원주방향을 따라 인접해 있는 다른 터빈 블레이드(184)의 플랫폼(186) 아래에도 마주보는 댐퍼 슬롯(190)이 형성되어 있다. 이처럼 인접하는 터빈 블레이드(184)의 각 플랫폼(186) 아래로 서로 마주보는 오목한 댐퍼 슬롯(190)이 가스터빈의 축 방향(AX)을 따라 형성되어 있으며, 이 댐퍼 슬롯(190) 안에 댐퍼 핀(200)이 삽입 설치된다. 가스터빈의 운전 중에는 댐퍼 핀(200)이 터빈 블레이드(184)의 진동에 의해 댐퍼 슬롯(190)의 내주면에 마찰을 일으키게 되며, 이 마찰이 터빈 블레이드(184)의 진동 에너지를 소산한다.The damper slot 190 is formed under the platform 186 along the axial direction AX of the gas turbine, and as shown in FIG. 3, the platform of the other turbine blade 184 adjacent along the circumferential direction on the turbine rotor disk ( 186) A damper slot 190 facing downward is also formed. In this way, concave damper slots 190 facing each other under each platform 186 of adjacent turbine blades 184 are formed along the axial direction AX of the gas turbine, and in the damper slot 190, a damper pin ( 200) is inserted and installed. During operation of the gas turbine, the damper pin 200 causes friction on the inner circumferential surface of the damper slot 190 by vibration of the turbine blade 184, and this friction dissipates the vibration energy of the turbine blade 184.

본 발명은 도 2 및 도 3에 도시된 것과 같은, 댐퍼 슬롯(190) 안에서 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀(200)의 외형을 가진다. 따라서, 비대칭 다각형의 댐퍼 핀과 같은 재밍의 위험은 작다. 본 발명은 이러한 원통형 댐퍼 핀(200)의 장점을 유지하면서, 회전에 의해 진동 에너지의 소산 효율이 떨어지는 단점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명의 전체적인 구성은 도 4에 나타나 있다.The present invention has an outer shape of a cylindrical damper pin 200 that is free to rotate in a damper slot 190, as shown in FIGS. 2 and 3. Therefore, the risk of jamming such as asymmetric polygonal damper pins is small. The present invention is to solve the disadvantage of lowering the dissipation efficiency of vibration energy due to rotation while maintaining the advantages of the cylindrical damper pin 200. The overall configuration of the present invention is shown in FIG. 4.

도 4를 참조하여 본 발명에 따른 원통형 댐퍼 핀(200)의 구성을 살펴보면, 댐퍼 핀(200)의 길이방향에 수직한 원형 단면을 기준으로 하여, 지름을 경계로 상기 원형 단면을 제1 반원영역(210)과 제2 반원영역(220)으로 나누었을 때 제1 반원영역(210)의 비중이 제2 반원영역(220)에 비해 낮고, 이에 따라 댐퍼 핀(200)의 무게중심이 제2 반원영역(220)으로 편심되어 있다는 특징이 있다.Looking at the configuration of the cylindrical damper pin 200 according to the present invention with reference to FIG. 4, based on a circular cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the damper pin 200, the circular cross-section is referred to as a first semi-circular area based on a diameter. When divided into (210) and the second semi-circle area 220, the specific gravity of the first semi-circular area 210 is lower than that of the second semi-circular area 220, and accordingly, the center of gravity of the damper pin 200 is It is characterized in that it is eccentric to the region 220.

본 발명의 원통형 댐퍼 핀(200)은 마찰 면적의 손실을 없애고 재밍의 위험성을 줄이기 위해, 댐퍼 핀(200)이 전체 길이에 걸쳐 균일한 원형 단면을 이루고 있다. 따라서, 본 발명은 댐퍼 핀(200)의 형상 설계를 통해 무게중심의 편심을 만드는 구조가 아니며, 댐퍼 핀(200) 내부의 구조를 새로이 구성하여 무게중심의 편심을 만들고 있다. 본 발명은 이를 위한 3가지 실시형태를 제시한다.In the cylindrical damper pin 200 of the present invention, in order to eliminate the loss of frictional area and reduce the risk of jamming, the damper pin 200 has a uniform circular cross section over the entire length. Accordingly, the present invention is not a structure that creates an eccentricity of the center of gravity through the design of the shape of the damper pin 200, but creates an eccentricity of the center of gravity by newly configuring a structure inside the damper pin 200. The present invention presents three embodiments for this.

도 2 내지 도 7을 참조하여 제1 실시형태에 대해 상세히 설명하고, 제2 및 제3 실시형태에 대해서는 구성상의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.The first embodiment will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 7, and differences in configuration will be mainly described for the second and third embodiments.

본 발명의 제1 실시형태에 따르면, 상기 제1 반원영역(210)에는 댐퍼 핀(200)의 재질에 비해 밀도가 낮은 저비중 영역(230)이 형성되어 있다. 다시 말해, 제1 반원영역(210)의 적어도 일부에 밀도(비중)가 낮은 저비중 영역(230)을 형성함으로써, 제2 반원영역(220)에 비해 제1 반원영역(210)의 전체 비중이 낮아지도록 만들고 있다. 따라서, 댐퍼 핀(200) 전체의 무게중심은 원형 단면상에서 제2 반원영역(220) 쪽으로 이동하게 된다. 다시 말해, 원형 단면의 원 중심과 댐퍼 핀(200)의 무게중심이 일치하지 않게 되고, 무게중심은 제2 반원영역(220) 쪽으로 편심된다.According to the first embodiment of the present invention, a low specific gravity region 230 having a lower density than a material of the damper pin 200 is formed in the first semicircular region 210. In other words, by forming a low specific gravity region 230 having a low density (specific gravity) in at least a part of the first semicircular region 210, the total specific gravity of the first semicircular region 210 is greater than that of the second semicircular region 220 Making it lower. Accordingly, the center of gravity of the entire damper pin 200 moves toward the second semicircular region 220 on a circular cross section. In other words, the center of gravity of the circular cross-section and the center of gravity of the damper pin 200 do not coincide, and the center of gravity is eccentric toward the second semicircular region 220.

도 6은 본 발명에 따른 댐퍼 핀(200)이 가스터빈의 운전 중 댐퍼 슬롯(190) 안에서 회전하지 않고 일정한 자세를 유지하는 상태를 설명하는 도면이다.6 is a view for explaining a state in which the damper pin 200 according to the present invention does not rotate in the damper slot 190 and maintains a constant posture during operation of the gas turbine.

도 6의 (a)는 가스터빈이 운전되지 않는 상태로서, 댐퍼 핀(200)은 임의의 자세로서 댐퍼 슬롯(190)의 바닥면에 뉘어있다. 이런 상태에서 가스터빈이 운전하여 일정 속도 이상으로 터빈 블레이드(184)가 회전하면, 도 6의 (b)와 같이 댐퍼 핀(200)은 원심력(CF)을 받아 댐퍼 슬롯(190)의 움푹한 상면에 밀착하게 된다. 도 6의 (b)와 같은 상태에서 댐퍼 핀(200)은 원심력(CF)에 의한 압박을 받으면서 댐퍼 슬롯(190) 표면과 강한 마찰을 일으켜 진동 에너지를 소산하게 된다.6A is a state in which the gas turbine is not operated, and the damper pin 200 is laid on the bottom surface of the damper slot 190 in an arbitrary position. In this state, when the gas turbine is operated and the turbine blade 184 rotates at a certain speed or more, the damper pin 200 receives the centrifugal force CF as shown in FIG. 6(b) and the recessed upper surface of the damper slot 190 Will adhere to. In a state as shown in FIG. 6B, the damper pin 200 generates strong friction with the surface of the damper slot 190 while being pressed by the centrifugal force CF to dissipate vibration energy.

원심력(CF)의 크기는 물체의 무게에 비례하는데, 본 발명의 댐퍼 핀(200)은 제1 반원영역(210)에 비해 제2 반원영역(220)의 비중이 크기 때문에 제2 반원영역(220)에 작용하는 원심력(CF)의 크기가 상대적으로 더 크다. 따라서, 댐퍼 핀(200)은 비중이 더 큰 제2 반원영역(220)이 원심력(CF)의 바깥쪽(반경방향 외측, 도면상에서 위쪽)으로 위치하려는 힘을 받게 된다. 그리고, 댐퍼 핀(200)에는 진동이 전달되고 있기 때문에, 댐퍼 핀(200)이 진동하는 가운데 원심력(CF)을 받게 됨으로써 제2 반원영역(220)이 반경방향 외측에 위치하도록 조금씩 회전하게 된다. 결국에는 제2 반원영역(220)이 반경방향 외측에 위치하면서 댐퍼 핀(200)의 무게중심과 원심력(CF)의 방향이 일치하는 방향으로 댐퍼 핀(200)이 자리 잡게 되며, 이 상태가 도 6의 (c) 상태이다.The magnitude of the centrifugal force CF is proportional to the weight of the object, and the damper pin 200 of the present invention has a larger specific gravity of the second semicircular area 220 than the first semicircular area 210, so the second semicircular area 220 The magnitude of the centrifugal force (CF) acting on) is relatively larger. Accordingly, the damper pin 200 receives a force in which the second semicircular region 220 having a greater specific gravity is positioned outside of the centrifugal force CF (outward in the radial direction, upward in the drawing). In addition, since the vibration is transmitted to the damper pin 200, the second semicircular region 220 rotates little by little so that the second semicircular region 220 is positioned radially outside by receiving the centrifugal force CF while the damper pin 200 vibrates. Eventually, while the second semicircular region 220 is located radially outward, the damper pin 200 is positioned in a direction in which the center of gravity of the damper pin 200 and the direction of the centrifugal force (CF) coincide. It is in the state of 6 (c).

도 6의 (c) 상태에서 댐퍼 핀(200)은 진동을 받기 때문에 조금씩 좌우로 회전하게 된다. 그런데, 댐퍼 핀(200)이 그 무게중심과 원심력(CF)의 방향이 일치하는 방향에서 어긋나게 되면, 원심력(CF)은 회전중심축에 대해 수직한 방향으로 작용하기 때문에, 무게중심이 어긋난 정도에 비례하여 도 6의 (c) 상태로 되돌아가려는 분력(分力)이 작용하게 된다. 다시 말해, 가스터빈의 운전 중에는 도 6의 (c) 상태를 중립상태로 하여, 무게중심이 편심된 원통형 댐퍼 핀(200)에 가해지는 원심력(CF)이 상기 중립상태로 되돌아가려는 복원력(RF)으로도 작용하게 된다.In the state (c) of FIG. 6, the damper pin 200 is subjected to vibration, so it rotates side to side little by little. However, when the damper pin 200 is shifted in a direction in which the center of gravity and the direction of the centrifugal force CF coincide, the centrifugal force CF acts in a direction perpendicular to the rotation center axis. In proportion to the state (c) of FIG. 6, a component force to return to the state is applied. In other words, the centrifugal force (CF) applied to the cylindrical damper pin 200 having an eccentric center of gravity by setting the state (c) of FIG. 6 to the neutral state during operation of the gas turbine is the restoring force (RF) to return to the neutral state. It also works as.

따라서, 본 발명은 원통형 댐퍼 핀(200)이 회전이 자유롭다는 단점을 오히려 가스터빈의 운전 중에는 정해진 중립상태로 쉽게 되돌아가는 성질로 바꾸고 있으며, 이처럼 본 발명의 댐퍼 핀(200)은 가스터빈의 운전 중에는 회전이 잘 일어나지 않게 되기 때문에 마찰에 의한 진동 에너지의 소산 효과가 상승한다.Therefore, the present invention changes the disadvantage that the cylindrical damper pin 200 is freely rotated to a property that easily returns to a predetermined neutral state during operation of the gas turbine. As such, the damper pin 200 of the present invention is Since rotation does not occur easily during operation, the effect of dissipating vibration energy due to friction increases.

제1 반원영역(210)에 저비중 영역(230)을 형성하는 방법으로는, 제1 반원영역(210)에 길이방향의 구멍을 뚫어 중공부를 형성하거나, 또는 만들어진 중공부에 댐퍼 핀(200)의 재질에 비해 밀도가 낮은 물질을 충진하는 방식이 있다. 그리고, 중공부에 충진되는 저밀도 소재의 재질을 적절히 선택하면 댐퍼 핀(200)에 또 다른 기능을 부가할 수도 있다. 예를 들어, 가벼운 카본 소재를 중공부에 충진함으로써 열 전도 성능을 제고할 수 있으며, 열 전도성이 좋은 댐퍼 핀(200)은 터빈 블레이드(184)의 냉각에 도움을 줄 수 있다.As a method of forming the low specific gravity region 230 in the first semi-circular region 210, a hole in the length direction is formed in the first semi-circular region 210 to form a hollow part, or the damper pin 200 in the created hollow part. There is a method of filling a material with a lower density than that of the material. Further, another function may be added to the damper pin 200 by appropriately selecting a material of a low-density material to be filled in the hollow part. For example, it is possible to improve heat conduction performance by filling the hollow part with a light carbon material, and the damper fin 200 having good thermal conductivity may help to cool the turbine blade 184.

그리고, 도 5는 본 발명에 따른 댐퍼 핀(200)을 길이방향에 수직한 방향으로 절개한 단면도인데, 도 5의 (a)처럼 저비중 영역(230)은 원형 단면의 형태로 형성되거나, 도 5의 (b)처럼 구릉(丘陵) 모양으로 넓게 확장된 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 다만, 저비중 영역(230)은 제1 반원영역(210)에서 댐퍼 핀(200)의 원주면 쪽으로 더 편중되게 분포하는 것이 좋을 수 있다. 즉, 도 5의 (a)처럼 원형 단면의 형태의 저비중 영역(230)을 원주면 쪽에 더 가깝게 배치하거나, 도 5의 (b)처럼 구릉 형태의 저비중 영역(230)을 원주면 쪽으로 넓게 분포시키는 것이다. 이는 원심력은 댐퍼 핀(200)의 외측에 상대적으로 더 강하게 작용(원심력의 크기는 회전중심축과의 거리에 비례)하기 때문에, 제2 반원영역(220)의 원주면 쪽에 작용하는 원심력의 효과를 키운다는 측면에서 제1 반원영역(210)의 원주면 쪽이 가벼울수록 유리하기 때문이다.And, Figure 5 is a cross-sectional view taken in a direction perpendicular to the length direction of the damper pin 200 according to the present invention, as in Figure 5 (a), the low specific gravity region 230 is formed in the form of a circular cross-section, or As shown in (b) of 5, it can be formed in various forms, such as a wide extension in a hilly shape. However, it may be preferable to distribute the low specific gravity region 230 to be more skewed toward the circumferential surface of the damper pin 200 from the first semicircular region 210. That is, the low specific gravity region 230 in the form of a circular cross section is arranged closer to the circumferential surface as shown in Fig. 5 (a), or the low specific gravity region 230 in the hilly shape is widened toward the circumferential surface as shown in Fig. 5 (b). It is to distribute. This is because the centrifugal force acts relatively stronger on the outside of the damper pin 200 (the size of the centrifugal force is proportional to the distance to the rotation center axis), so the effect of the centrifugal force acting on the circumferential surface of the second semicircular region 220 is reduced. This is because the lighter the circumferential surface of the first semicircular region 210 is, the more advantageous it is in terms of growing.

도 7은 본 발명에 따른 댐퍼 핀(200)을 길이방향을 따라 절개한 단면도이다. 길이방향 단면도에 나타난 것처럼, 저비중 영역(230)은 댐퍼 핀(200)의 길이방향을 따라 일부 또는 전체에 걸쳐 형성되어 있을 수 있다. 또한, 도 7의 (a)와 같이 저비중 영역(230)은 댐퍼 핀(200) 바깥으로 노출되어 있을 수도 있지만, 도 7의 (b)와 같이 고온이 저비중 영역(230)에 직접 작용하는 것을 억제하기 위해 노출이 안 되게 막혀있을 수도 있다. 그리고, 저비중 영역(230)이 댐퍼 핀(200)의 길이방향을 따라 일부 형성되어 있는 경우라면, 균일한 마찰 작용과 양호한 동 특성 등을 고려하여 댐퍼 핀(200)의 길이방향 중심에 대해 좌우 균형을 맞추도록 저비중 영역(230)이 형성되는 것이 바람직할 수 있다{도 7의 (c) 참조}. 7 is a cross-sectional view taken along the length direction of the damper pin 200 according to the present invention. As shown in the longitudinal cross-sectional view, the low specific gravity region 230 may be partially or entirely formed along the longitudinal direction of the damper pin 200. In addition, the low specific gravity region 230 may be exposed outside the damper pin 200 as shown in (a) of FIG. 7, but the high temperature directly acts on the low specific gravity region 230 as shown in FIG. 7 (b). It may be blocked from exposure to prevent it. In addition, if the low specific gravity region 230 is partially formed along the longitudinal direction of the damper pin 200, it is left and right with respect to the center of the longitudinal direction of the damper pin 200 in consideration of a uniform frictional action and good dynamic characteristics. It may be desirable that the low specific gravity region 230 is formed so as to achieve a balance (see FIG. 7(c)).

이상의 제1 실시형태는 제1 반원영역(210)에 저비중 영역(230)을 형성하는 실시형태인데, 이를 반대로 하여 제2 반원영역(220)에 고비중 영역(240)을 형성함으로써 무게중심을 편심시키는 것도 가능하며, 이것이 본 발명의 제2 실시형태이다.The first embodiment described above is an embodiment in which the low specific gravity region 230 is formed in the first semicircular region 210, and in reverse, by forming the high specific gravity region 240 in the second semicircular region 220, the center of gravity is reduced. It is also possible to be eccentric, and this is the second embodiment of the present invention.

즉, 제2 실시형태는 제2 반원영역(220)에 댐퍼 핀(200)의 재질에 비해 밀도가 높은 물질이 충진되어 있는 고비중 영역(240)을 형성하는 것이다. 제2 실시형태에 대해서는 따로 도면으로 도시하고 있지는 않지만, 제1 실시형태에서 제2 반원영역(220)에 고비중 영역(240)을 형성하는 것으로 치환하는 것으로 자명하게 이해할 수 있다.That is, in the second embodiment, the high specific gravity region 240 is formed in the second semicircular region 220 in which a material having a higher density than the material of the damper pin 200 is filled. Although the second embodiment is not separately shown in the drawings, it can be clearly understood that in the first embodiment, a high specific gravity region 240 is formed in the second semicircular region 220.

제2 실시형태 역시 댐퍼 핀(200) 전체의 무게중심은 원형 단면상에서 제2 반원영역(220) 쪽으로 이동하는 동일한 결과가 구현되므로, 이상에서 설명한 제1 실시형태에 대한 모든 설명은 제2 실시형태에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다. 다만, 고비중 영역(240)에 충진되는 물질은 댐퍼 핀(200)의 재질에 비해 밀도가 높아야 하기 때문에, 카본 소재 대신 열 전도도, 나아가 기계적 강성이 높은 다른 소재(예를 들면, 텅스텐 소재)를 충진해야 함은 당연하다 할 것이다.In the second embodiment as well, since the center of gravity of the entire damper pin 200 is moved toward the second semicircular region 220 on a circular cross section, the same result is implemented, so that all descriptions of the first embodiment described above are described in the second embodiment. The same can be applied to However, since the material filled in the high specific gravity region 240 must have a higher density than the material of the damper pin 200, another material having high thermal conductivity and further mechanical rigidity (for example, a tungsten material) is used instead of a carbon material. It is natural that it should be filled.

도 8은 본 발명에 따른 제3 실시형태를 도시한 것인데, 제1 반원영역(210)에는 저비중 영역(230)을 형성하는 동시에 제2 반원영역(220)에는 고비중 영역(240)을 형성하는 복합적인 실시형태이다.8 shows a third embodiment according to the present invention, in which a low specific gravity region 230 is formed in the first semicircular region 210 and a high specific gravity region 240 is formed in the second semicircular region 220 It is a complex embodiment.

제3 실시형태에 따르면, 제2 반원영역(220)이 제1 반원영역(210)에 훨씬 무거워지기 때문에 제2 반원영역(220)에 작용하는 원심력(CF) 및 복원력(RF)의 크기를 크게 키울 수 있다. 또한, 저비중 영역(230)과 고비중 영역(240)에 각기 다른 특성의 기능성 소재를 충진함으로써, 댐퍼 핀(200)의 기능성을 다양하게 확장할 수도 있다.According to the third embodiment, the magnitude of the centrifugal force (CF) and the restoring force (RF) acting on the second semicircular region 220 is increased because the second semicircular region 220 is much heavier on the first semicircular region 210. Can be raised. Further, by filling the low specific gravity region 230 and the high specific gravity region 240 with functional materials having different characteristics, the functionality of the damper pin 200 may be variously expanded.

그리고, 도 8에 도시된 것처럼, 저비중 영역(230)과 고비중 영역(240)의 단면 형태는 반드시 같을 필요는 없으며, 서로 다른 다양한 형태를 부여함으로써 어떤 특정 효과를 특별히 강화시키는 것도 가능하다. In addition, as shown in FIG. 8, the cross-sectional shape of the low specific gravity region 230 and the high specific gravity region 240 is not necessarily the same, and it is possible to specifically enhance certain specific effects by providing various different shapes.

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, 이러한 수정, 변경 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.As described above, one embodiment of the present invention has been described, but those of ordinary skill in the relevant technical field add, change, delete or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. Various modifications and changes may be made to the present invention by means of such modifications, and such modifications and changes will also be included within the scope of the present invention.

184: 터빈 블레이드 185: 블레이드(에어포일)
186: 플랫폼 187: 생크
188: 루트부(도브테일) 190: 댐퍼 슬롯
200: 댐퍼 핀 210: 제1 반원영역
220: 제2 반원영역 230: 저비중 영역
240: 고비중 영역 AX: 축 방향
CF: 원심력 RF: 복원력184: turbine blade 185: blade (airfoil)
186: platform 187: shank
188: root part (dovetail) 190: damper slot
200: damper pin 210: first semicircular region
220: second semicircular region 230: low specific gravity region
240: high specific gravity area AX: axial direction
CF: Centrifugal force RF: Restoration force

Claims (20)

삭제delete 댐퍼 슬롯 안에서 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀에 있어서,
상기 댐퍼 핀의 길이방향에 수직한 원형 단면을 기준으로 하여 지름을 경계로 상기 원형 단면을 제1 반원영역과 제2 반원영역으로 나누었을 때, 상기 제1 반원영역의 비중이 상기 제2 반원영역에 비해 낮도록 상기 제1 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 저비중 영역이 형성되어 있고, 이에 따라 상기 댐퍼 핀의 무게중심은 상기 제2 반원영역으로 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 댐퍼 핀.In the cylindrical damper pin that is free to rotate in the damper slot,
When the circular cross-section is divided into a first semi-circular area and a second semi-circular area based on a diameter based on a circular cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the damper pin, the specific gravity of the first semi-circular area is the second semi-circular area. A low specific gravity region having a lower density than the material of the damper pin is formed in the first semicircular region to be lower than that, and accordingly, the center of gravity of the damper pin is eccentric to the second semicircular region. Damper pin. 제2항에 있어서,
상기 저비중 영역은 상기 댐퍼 핀의 길이방향을 따라 일부 또는 전체에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 댐퍼 핀.The method of claim 2,
The damper pin, characterized in that the low specific gravity region is formed partially or over the entire length of the damper pin. 제2항에 있어서,
상기 저비중 영역에 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 물질이 충진되어 있거나, 또는 상기 저비중 영역이 중공부로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 댐퍼 핀.The method of claim 2,
A damper pin, characterized in that the low specific gravity region is filled with a material having a lower density than the material of the damper pin, or the low specific gravity region is formed as a hollow portion. 댐퍼 슬롯 안에서 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀에 있어서,
상기 댐퍼 핀의 길이방향에 수직한 원형 단면을 기준으로 하여 지름을 경계로 상기 원형 단면을 제1 반원영역과 제2 반원영역으로 나누었을 때, 상기 제1 반원영역의 비중이 상기 제2 반원영역에 비해 낮도록 상기 제2 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 높은 물질이 충진되어 있는 고비중 영역이 형성되어 있고, 이에 따라 상기 댐퍼 핀의 무게중심은 상기 제2 반원영역으로 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 댐퍼 핀.In the cylindrical damper pin that is free to rotate in the damper slot,
When the circular cross-section is divided into a first semi-circular area and a second semi-circular area based on a diameter based on a circular cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the damper pin, the specific gravity of the first semi-circular area is the second semi-circular area. The second semicircular region is formed with a high specific gravity region filled with a material having a higher density than the material of the damper pin to be lower than that of the damper pin, and thus the center of gravity of the damper pin is eccentric to the second semicircle region. Damper pin, characterized in that there is. 제5항에 있어서,
상기 고비중 영역은 상기 댐퍼 핀의 길이방향을 따라 일부 또는 전체에 걸쳐 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 댐퍼 핀.The method of claim 5,
The high specific gravity region is a damper pin, characterized in that formed over a part or all of the length direction of the damper pin. 댐퍼 슬롯 안에서 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀에 있어서,
상기 댐퍼 핀의 길이방향에 수직한 원형 단면을 기준으로 하여 지름을 경계로 상기 원형 단면을 제1 반원영역과 제2 반원영역으로 나누었을 때, 상기 제1 반원영역의 비중이 상기 제2 반원영역에 비해 낮도록 상기 제1 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 저비중 영역이 형성되어 있고, 상기 제2 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 높은 물질이 충진되어 있는 고비중 영역이 형성되어 있으며, 이에 따라 상기 댐퍼 핀의 무게중심은 상기 제2 반원영역으로 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 댐퍼 핀.In the cylindrical damper pin that is free to rotate in the damper slot,
When the circular cross-section is divided into a first semi-circular area and a second semi-circular area based on a diameter based on a circular cross-section perpendicular to the longitudinal direction of the damper pin, the specific gravity of the first semi-circular area is the second semi-circular area. The first semicircular region has a low specific gravity region having a lower density than the material of the damper pin, and the second semicircle region is filled with a material having a higher density than the material of the damper pin. A damper pin, characterized in that a middle region is formed, and accordingly, a center of gravity of the damper pin is eccentric to the second semicircular region. 제7항에 있어서,
상기 저비중 영역에 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 물질이 충진되어 있거나, 또는 상기 저비중 영역이 중공부로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 댐퍼 핀.The method of claim 7,
A damper pin, characterized in that the low specific gravity region is filled with a material having a lower density than the material of the damper pin, or the low specific gravity region is formed as a hollow portion. 제2항 또는 제7항에 있어서,
상기 저비중 영역은 상기 제1 반원영역에서 상기 댐퍼 핀의 원주면 쪽으로 더 편중되게 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 댐퍼 핀.The method according to claim 2 or 7,
The low specific gravity region is a damper pin, characterized in that the more unilateral distribution toward the circumferential surface of the damper pin in the first semicircular region. 제5항 또는 제7항에 있어서,
상기 고비중 영역은 상기 제2 반원영역에서 상기 댐퍼 핀의 원주면 쪽으로 더 편중되게 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 댐퍼 핀.The method according to claim 5 or 7,
The high specific gravity region is a damper pin, characterized in that the distribution more lean toward the circumferential surface of the damper pin in the second semicircular region. 제2항, 제5항, 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 댐퍼 핀은 전체 길이에 걸쳐 균일한 원형 단면을 이루는 것을 특징으로 하는 댐퍼 핀.The method according to any one of claims 2, 5 and 7,
The damper pin, characterized in that forming a uniform circular cross-section over the entire length of the damper pin. 삭제delete 터빈 로터 디스크; 및
상기 터빈 로터 디스크의 원주면을 따라 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드;를 포함하고,
인접하는 상기 터빈 블레이드의 각 플랫폼 아래로 서로 마주보는 오목한 댐퍼 슬롯이 가스터빈의 축 방향을 따라 형성되고,
상기 댐퍼 슬롯 안에는 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀이 구비되되, 상기 댐퍼 핀은 그 길이방향에 수직한 원형 단면이 지름을 경계로 제1 반원영역과 제2 반원영역으로 나누어지면서 상기 제1 반원영역의 비중이 상기 제2 반원영역에 비해 낮도록 상기 제1 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 저비중 영역이 형성되어 있고, 이에 따라 상기 댐퍼 핀의 무게중심은 상기 제2 반원영역으로 편심되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈 로터 디스크 어셈블리.Turbine rotor disk; And
Includes; a plurality of turbine blades radially disposed along the circumferential surface of the turbine rotor disk,
Concave damper slots facing each other under each platform of the adjacent turbine blades are formed along the axial direction of the gas turbine,
The damper slot is provided with a cylindrical damper pin that is free to rotate, and the damper pin has a circular cross section perpendicular to its longitudinal direction divided into a first semicircular area and a second semicircular area based on a diameter, and the specific gravity of the first semicircular area A low specific gravity region having a lower density than the material of the damper pin is formed in the first semicircle region so as to be lower than the second semicircle region, and thus the center of gravity of the damper pin is eccentric to the second semicircle region. Turbine rotor disk assembly, characterized in that. 제13항에 있어서,
상기 저비중 영역에 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 물질이 충진되어 있거나, 또는 상기 저비중 영역이 중공부로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈 로터 디스크 어셈블리.The method of claim 13,
The turbine rotor disk assembly, wherein the low specific gravity region is filled with a material having a lower density than the material of the damper pin, or the low specific gravity region is formed as a hollow portion. 터빈 로터 디스크; 및
상기 터빈 로터 디스크의 원주면을 따라 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드;를 포함하고,
인접하는 상기 터빈 블레이드의 각 플랫폼 아래로 서로 마주보는 오목한 댐퍼 슬롯이 가스터빈의 축 방향을 따라 형성되고,
상기 댐퍼 슬롯 안에는 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀이 구비되되, 상기 댐퍼 핀은 그 길이방향에 수직한 원형 단면이 지름을 경계로 제1 반원영역과 제2 반원영역으로 나누어지면서 상기 제1 반원영역의 비중이 상기 제2 반원영역에 비해 낮도록 상기 제2 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 높은 물질이 충진되어 있는 고비중 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈 로터 디스크 어셈블리.Turbine rotor disk; And
Includes; a plurality of turbine blades radially disposed along the circumferential surface of the turbine rotor disk,
Concave damper slots facing each other under each platform of the adjacent turbine blades are formed along the axial direction of the gas turbine,
The damper slot is provided with a cylindrical damper pin that is free to rotate, and the damper pin has a circular cross section perpendicular to its longitudinal direction divided into a first semicircular area and a second semicircular area based on a diameter, and the specific gravity of the first semicircular area The turbine rotor disk assembly, wherein a high specific gravity area is formed in the second semicircular area to be lower than the second semicircular area and filled with a material having a higher density than the material of the damper pin. 터빈 로터 디스크; 및
상기 터빈 로터 디스크의 원주면을 따라 방사상으로 배치되는 복수 개의 터빈 블레이드;를 포함하고,
인접하는 상기 터빈 블레이드의 각 플랫폼 아래로 서로 마주보는 오목한 댐퍼 슬롯이 가스터빈의 축 방향을 따라 형성되고,
상기 댐퍼 슬롯 안에는 회전이 자유로운 원통형 댐퍼 핀이 구비되되, 상기 댐퍼 핀은 그 길이방향에 수직한 원형 단면이 지름을 경계로 제1 반원영역과 제2 반원영역으로 나누어지면서 상기 제1 반원영역의 비중이 상기 제2 반원영역에 비해 낮도록 상기 제1 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 저비중 영역이 형성되어 있고, 상기 제2 반원영역에는 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 높은 물질이 충진되어 있는 고비중 영역이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈 로터 디스크 어셈블리.Turbine rotor disk; And
Includes; a plurality of turbine blades radially disposed along the circumferential surface of the turbine rotor disk,
Concave damper slots facing each other under each platform of the adjacent turbine blades are formed along the axial direction of the gas turbine,
The damper slot is provided with a cylindrical damper pin that is free to rotate, and the damper pin has a circular cross section perpendicular to its longitudinal direction divided into a first semicircular area and a second semicircular area based on a diameter, and the specific gravity of the first semicircular area A low specific gravity region having a lower density than the material of the damper pin is formed in the first semicircular region to be lower than the second semicircular region, and the second semicircular region has a higher density than the material of the damper pin. A turbine rotor disk assembly, characterized in that a high specific gravity region filled with material is formed. 제16항에 있어서,
상기 저비중 영역에 상기 댐퍼 핀의 재질에 비해 밀도가 낮은 물질이 충진되어 있거나, 또는 상기 저비중 영역이 중공부로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈 로터 디스크 어셈블리.The method of claim 16,
The turbine rotor disk assembly, wherein the low specific gravity region is filled with a material having a lower density than the material of the damper pin, or the low specific gravity region is formed as a hollow portion. 제13항 또는 제16항에 있어서,
상기 저비중 영역은 상기 제1 반원영역에서 상기 댐퍼 핀의 원주면 쪽으로 더 편중되게 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈 로터 디스크 어셈블리.The method of claim 13 or 16,
The low specific gravity region is a turbine rotor disk assembly, characterized in that the more leaner distribution toward the circumferential surface of the damper pin in the first semicircular region. 제15항 또는 제16항에 있어서,
상기 고비중 영역은 상기 제2 반원영역에서 상기 댐퍼 핀의 원주면 쪽으로 더 편중되게 분포되어 있는 것을 특징으로 하는 터빈 로터 디스크 어셈블리.The method of claim 15 or 16,
The high specific gravity region is a turbine rotor disk assembly, characterized in that the distribution more lean toward the circumferential surface of the damper pin in the second semicircular region. 제13항, 제15항, 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 댐퍼 핀은 전체 길이에 걸쳐 균일한 원형 단면을 이루는 것을 특징으로 하는 터빈 로터 디스크 어셈블리.
The method of any one of claims 13, 15, 16,
The damper pin is a turbine rotor disk assembly, characterized in that to form a uniform circular cross-section over the entire length.
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