KR102553916B1 - 터보머신 - Google Patents

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KR102553916B1
KR102553916B1 KR1020210059150A KR20210059150A KR102553916B1 KR 102553916 B1 KR102553916 B1 KR 102553916B1 KR 1020210059150 A KR1020210059150 A KR 1020210059150A KR 20210059150 A KR20210059150 A KR 20210059150A KR 102553916 B1 KR102553916 B1 KR 102553916B1
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김경국
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    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/001—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between stator blade and rotor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
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Abstract

본 발명은, 케이싱; 상기 케이싱의 내주면에 결합되며, 상기 케이싱의 내부에서 유동하는 유체가 통과되는 제1에어포일; 상기 제1에어포일의 반경방향 내측 단부에 결합되는 제1이너프레임; 상기 제1이너프레임으로부터 상기 케이싱의 축방향을 따라 돌출되는 제1이너윙; 상기 케이싱의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 이격 배치되며, 유체의 유동방향을 따라 인접하는 상기 제1에어포일과 제1에어포일의 사이에 배치되고, 상기 케이싱의 내부에서 유동하는 유체에 의해 회전하는 제2에어포일; 상기 제2에어포일의 반경방향 내측 단부에 결합되며, 상기 제1이너프레임과 인접하게 배치되는 제2이너프레임; 상기 제2이너프레임으로부터 상기 케이싱의 축방향을 따라 돌출되며, 상기 제1이너윙과 인접하게 배치되는 제2이너윙; 및 상기 제1이너윙과 제2이너윙의 사이에 배치되며, 상기 케이싱의 원주방향을 따라 서로 이격 배치되고, 상기 케이싱의 축방향에 대해 경사지게 배치되는 복수개의 돌출핀을 포함하는 터보머신을 제공한다.

Description

터보머신{Turbo-machine}
본 발명은 터보머신에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 고온의 연소가스 또는 증기를 내부로 통과시켜 전력 생성을 위한 동력을 발생시키는 터보머신에 관한 것이다.
터보머신이란, 터보머신을 통과하는 유체(특히, 기체)를 통해, 전력 생성을 위한 동력을 발생시키는 장치를 의미한다. 따라서 터보머신은 통상 발전기와 함께 설치되어 사용된다. 이러한 터보머신에는, 가스터빈(Gas turbine), 스팀터빈(Steam turbine), 풍력터빈(Wind power turbine) 등이 해당될 수 있다. 가스터빈은 압축공기와 천연가스를 혼합하여 연소시켜 연소가스를 생성하고, 이와 같이 생성된 연소가스를 이용하여 발전을 위한 동력을 생성하는 장치이다. 스팀터빈은 물을 가열하여 생성되는 증기를 이용하여 발전을 위한 동력을 생성하는 장치이다. 풍력터빈은 풍력을 발전용 동력으로 전환시키는 장치이다.
터보머신 중 가스터빈에 대해 살펴보면, 가스터빈은 압축기와 연소기와 터빈을 포함한다. 압축기는 압축기 케이싱 내에 다수개의 압축기 베인과 압축기 블레이드가 교대로 배치된다. 그리고 압축기는 압축기 입구 스크롤 스트럿(Compressor inlet scroll strut)을 통해 외부의 공기를 흡입한다. 이렇게 흡입된 공기는 압축기의 내부를 통과하면서 상기 압축기 베인과 압축기 블레이드에 의해 압축된다. 연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축공기를 공급받아 연료와 혼합시킨다. 또한 연소기는 압축공기와 혼합된 연료를 점화기로 점화하여 고온고압의 연소가스를 생성한다. 이와 같이 생성된 연소가스는 터빈으로 공급된다. 터빈은 터빈 케이싱 내에 복수개의 터빈 베인과 터빈 블레이드가 교대로 배치된다. 그리고 터빈은 연소기에서 생성된 연소가스를 공급받아 내부로 통과시킨다. 터빈의 내부를 통과하는 연소가스는 터빈 블레이드를 회전시키게 되고, 터빈의 내부를 완전히 통과하게 된 연소가스는 터빈 디퓨저를 통해 외부로 토출되게 된다.
터보머신 중 증기터빈에 대해 살펴보면, 증기터빈은 증발기와 터빈을 포함한다. 상기 증발기는 외부로부터 공급받은 물을 가열하여 증기를 생성한다. 상기 터빈은 가스터빈에서의 터빈과 마찬가지로 터빈 케이싱 내에 복수개의 터빈 베인과 터빈 블레이드가 교대로 배치된다. 다만, 증기터빈에서의 터빈은 연소가스가 아닌 상기 증발기에서 생성된 증기를 내부로 통과시켜, 터빈 블레이드를 회전시킨다.
한편, 상기 터빈은, 터빈 스테이터와, 상기 터빈 스테이터의 내부에 배치되는 터빈 로터를 포함한다. 상기 터빈 스테이터는, 터빈 케이싱과, 상기 터빈 케이싱의 내주면에 결합되며 유체의 유동방향을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치되며 유체를 가이드하는 터빈 베인과, 터빈 베인의 반경방향 내측 단부에 결합되는 U링(U-ring)을 포함한다. 상기 터빈 로터는, 상기 터빈 케이싱의 내부에 배치되는 터빈 디스크와, 상기 터빈 디스크의 외주면에 설치되며 인접하는 터빈 베인과 터빈 베인의 사이에 배치되어 유체의 유동에 의해 회전하는 다단(Multi-stage)식 터빈 블레이드를 포함한다.
인접하는 U-링과 터빈 디스크 사이에는 휠스페이스(Wheel-space)가 형성되며, 고온의 유체(연소가스 또는 증기)에 의해 가열된 상기 터빈의 각 부품들을 냉각시키기 위하여 상기 휠스페이스로는 냉각공기가 공급된다. 그리고 상기 휠스페이스로 공급된 냉각공기는 반경방향 외측으로 유동하면서(즉, 이그레스(Egress) 되면서) 상기 터빈의 각 구성품들을 냉각시킨다. 일반적으로, 터빈의 냉각을 위해 과도하게 많은 양의 냉각공기를 사용하는 것은 터보머신 전체의 효율을 감소시키며, 과도하게 적은 양의 냉각공기를 사용하는 것은 터빈의 각 구성품들의 과열에 의한 파손을 유발할 수 있으므로, 냉각공기는 최적의 양으로 공급되는 것이 중요하다.
미국 등록특허 제9145788호(발명의 명칭 : Retrofittable interstage angled seal)
본 발명은 휠스페이스에 존재하는 냉각공기가 반경방향 외측으로 누출되는 양을 최소화하면서 터빈 베인과 터빈 블레이드를 통과하는 고온의 유체(증기 또는 연소가스)가 휠스페이스 측으로 유입되는 것을 최소화하는 터보머신을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은, 케이싱; 상기 케이싱의 내주면에 결합되며, 상기 케이싱의 내부에서 유동하는 유체가 통과되는 제1에어포일; 상기 제1에어포일의 반경방향 내측 단부에 결합되는 제1이너프레임; 상기 제1이너프레임으로부터 상기 케이싱의 축방향을 따라 돌출되는 제1이너윙; 상기 케이싱의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 이격 배치되며, 유체의 유동방향을 따라 인접하는 상기 제1에어포일과 제1에어포일의 사이에 배치되고, 상기 케이싱의 내부에서 유동하는 유체에 의해 회전하는 제2에어포일; 상기 제2에어포일의 반경방향 내측 단부에 결합되며, 상기 제1이너프레임과 인접하게 배치되는 제2이너프레임; 상기 제2이너프레임으로부터 상기 케이싱의 축방향을 따라 돌출되며, 상기 제1이너윙과 인접하게 배치되는 제2이너윙; 및 상기 제1이너윙과 제2이너윙의 사이에 배치되며, 상기 케이싱의 원주방향을 따라 서로 이격 배치되고, 상기 케이싱의 축방향에 대해 경사지게 배치되는 복수개의 돌출핀을 포함하는 터보머신을 제공한다.
상기 제1이너윙과 제2이너윙은, 상기 케이싱의 반경방향을 따라 서로 교대로 배치되며, 상기 복수개의 돌출핀은, 상기 제1이너윙의 상기 제2이너윙 측 대향면에 설치될 수 있다.
상기 제1이너윙과 제2이너윙은, 상기 케이싱의 반경방향을 따라 서로 교대로 배치되며, 상기 복수개의 돌출핀은, 상기 제2이너윙의 상기 제1이너윙 측 대향면에 설치될 수 있다.
상기 복수개의 돌출핀은, 상기 제2에어포일로부터 멀어지는 방향으로 갈수록, 상기 제2에어포일의 회전방향을 따라 상기 케이싱의 축방향에 대해 경사지게 배치될 수 있다.
상기 돌출핀은, 상기 케이싱의 원주방향 기준 두께가 상기 케이싱의 축방향을 따라 일정한 크기를 가질 수 있다.
상기 돌출핀은, 상기 제2에어포일로부터 멀어지는 방향으로 갈수록, 상기 케이싱의 원주방향 기준 두께가 증가하는 형상으로 형성될 수 있다.
상기 돌출핀은, 에어포일 형상으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 터보머신은, 상기 제1이너윙과 제2이너윙의 사이에 배치되며, 상기 복수개의 돌출핀으로부터 상기 제1에어포일 측으로 이격된 위치에 배치되고, 상기 케이싱의 원주방향을 따라 연장된 형상으로 형성된 제1격벽을 더 포함할 수 있다.
상기 제1격벽은, 상기 케이싱의 축방향 기준 폭이 상기 돌출핀보다 작을 수 있다.
본 발명에 따른 터보머신은, 상기 제1이너윙과 제2이너윙의 사이에 배치되며, 상기 복수개의 돌출핀으로부터 상기 제2에어포일 측으로 이격된 위치에 배치되고, 상기 케이싱의 원주방향을 따라 연장된 형상으로 형성된 제2격벽을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 터보머신에 의하면, 제1이너윙과 제2이너윙의 사이에 케이싱의 원주방향을 따라 서로 이격 배치되고 상기 케이싱의 축방향에 대해 경사지게 배치되는 복수개의 돌출핀이 개재됨으로써, 휠스페이스에 존재하는 냉각공기가 반경방향 외측으로 누출되는 양을 최소화하면서 터빈 베인과 터빈 블레이드를 통과하는 고온의 유체(증기 또는 연소가스)가 휠스페이스 측으로 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 복수개의 돌출핀 전후로 이격된 위치에 제1격벽과 제2격벽이 구비됨으로써, 냉각공기와 고온의 유체가 상기 복수개의 돌출핀을 통과하여 이동하는 것을 더욱더 효과적으로 차단시킬 수 있다.
도 1은 터보머신에 구비되는 터빈의 내부를 도시한 부분 절개 사시도이다.
도 2는 도 1에서 인그레스(Ingress)와 이그레스(Egress) 현상이 발생되는 것을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에서 제1이너윙과 제2이너윙의 사이에 복수개의 돌출핀이 설치된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예로서, 도 3에서 A 부분의 확대도이다.
도 5는 도 4의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4실시예를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 8의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제5실시예를 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10의 평면도이다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 터보머신(100)은, 케이싱(110), 제1에어포일(120; Airfoil), 제1이너프레임(121; Inner frame), 제1이너윙(122; Inner wing), 제2에어포일(130), 제2이너프레임(131), 제2이너윙(132), 디스크(140) 및 복수개의 돌출핀(10)을 포함한다.
한편, 도면을 기준으로, 상기 케이싱(110)의 반경방향은
Figure 112021053035351-pat00001
, 상기 케이싱(110)의 원주방향은
Figure 112021053035351-pat00002
, 상기 케이싱(110)의 중심을 관통하는 가상의 축의 길이방향(즉, 상기 케이싱(110)의 축방향)은
Figure 112021053035351-pat00003
, 상기 케이싱(110)의 내부에서 유동하는 고온의 유체(연소가스 또는 증기)의 유동방향은
Figure 112021053035351-pat00004
, 상기 디스크(140)의 회전방향은
Figure 112021053035351-pat00005
로 표시한다. 여기서, 상기 고온의 유체의 유동방향(
Figure 112021053035351-pat00006
)은, 상기 축방향(
Figure 112021053035351-pat00007
)에 포함되는 것으로 상기 축방향(
Figure 112021053035351-pat00008
) 중 어느 하나에 해당한다. 그리고 도 1 및 도 2에서 상기 제1에어포일(120)과 제2에어포일(130)을 통과하는 상기 고온의 유체의 유동방향(
Figure 112021053035351-pat00009
)은, 도 4 및 도 5에서 상기 복수개의 돌출핀(10)을 통해 유동하는 냉각공기의 유동방향과 일치한다. 또한, 상기 디스크(140)의 회전방향(
Figure 112021053035351-pat00010
)은, 상기 원주방향(
Figure 112021053035351-pat00011
)에 포함되는 것으로 상기 원주방향(
Figure 112021053035351-pat00012
) 중 하나에 해당한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 케이싱(110)은, 속이 빈 형상으로 형성되며, 상기 제1에어포일(120; Airfoil), 제1이너프레임(121; Inner frame), 제1이너윙(122; Inner wing), 제2에어포일(130), 제2이너프레임(131), 제2이너윙(132) 및 복수개의 돌출핀(10)이 내부에 수용된다.
상기 제1에어포일(120)은, 상기 케이싱(110)의 내부에 수용되며, 축방향(X)을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치되고, 고온의 유체가 통과된다. 상기 제1이너프레임(121)은, 상기 제1에어포일(120)의 반경방향(R) 내측 단부에 결합된다. 상기 제1이너윙(122)은, 상기 제1이너프레임(121)으로부터 축방향(X)을 따라 돌출된다.
상기 제2에어포일(130)은, 상기 케이싱(110)의 내부에 수용되며, 축방향(X)을 따라 다단(Multi-stage)으로 배치되고, 상기 제1에어포일(120)의 사이에 배치되며, 고온의 유체가 통과된다. 상기 제2이너프레임(131)은, 상기 제2에어포일(130)의 반경방향(R) 내측 단부에 결합되며, 상기 제1이너프레임(121)과 인접하게 배치된다. 상기 제2이너윙(132)은, 상기 제2이너프레임(131)으로부터 축방향(X)을 따라 돌출되며, 상기 제1이너윙(122)과 인접하게 배치된다.
상기 복수개의 돌출핀(10)은, 상기 제1이너윙(122)과 제2이너윙(132)의 사이에 배치되며, 원주방향(C)을 따라 서로 이격 배치된다. 그리고 상기 복수개의 돌출핀(10)은, 상기 제1이너윙(122)과 제2이너윙(132)의 반경방향(R) 내측의 휠스페이스(111)에 존재하는 냉각공기가, 상기 복수개의 돌출핀(10)의 사이로 유입된 후 반경방향(R) 외측으로 토출된다.
도 2를 참조하면, 유체의 유동방향(D1)을 기준으로 상기 제1에어포일(120)의 하류(Downstream) 측 영역은, 압력이 높게 나타나는 제1영역과, 압력이 낮게 나타나는 제2영역으로 구분된다. 편의상, 도면에는 상기 제1영역을
Figure 112021053035351-pat00013
로, 상기 제2영역을
Figure 112021053035351-pat00014
로 나타낸다.
상기 제1영역(+)은, 상기 제1에어포일(120)의 트레일링-엣지(Trailing Edge)의 하류 측 영역에 해당하며, 원주방향(C)을 따라 서로 이격되어 분포된다. 상기 제2영역(-)은, 상기 제1에어포일(120)의 압력면(Pressure side)과 흡입면(Suction side) 사이의 유로의 각 하류 측 영역에 해당하며, 원주방향(C)을 따라 상기 제1영역(+)의 사이에 분포된다.
여기서, 상기 터보머신(100)이 가스터빈 또는 증기터빈에 구비되는 터빈인 경우, 상기 케이싱(110)은 터빈 케이싱이고, 상기 제1에어포일(120)은 터빈 베인과 터빈 블레이드 중 어느 하나에 해당하며, 상기 제2에어포일(130)은 나머지 하나에 해당할 수 있다.
예를 들어 도 3을 참조하면, 상기 제1에어포일(120)이 케이싱(110)의 내주면에 결합되어 고온의 유체를 하류 측으로 가이드하는 터빈 베인이고, 상기 제2에어포일(130)이 상기 케이싱(110)의 내주면으로부터 이격 배치되어 고온의 유체가 통과됨에 따라 회전하는 터빈 블레이드인 경우, 상기 제1이너프레임(121)은 상기 터빈 베인의 반경방향(R) 내측 단부에 결합되는 U-링(U-ring)에 해당하며, 상기 제2이너프레임(131)은 플랫폼(Plat-form)에 해당할 수 있다. 그리고 상기 케이싱(110) 내부에 배치되는 디스크(140)의 외주면에는, 상기 제2이너프레임(131)이 결합되고, 상기 제2이너프레임(131)의 외주면에는 상기 제2에어포일(130)이 설치될 수 있다.
도 3에서는 상기 복수개의 돌출핀(10)이 제1에어포일(120)의 하류와 제2에어포일(130)의 상류 측에 배치된 것으로 도시하고 있으나, 이는 일 예에 불과하며, 상기 복수개의 돌출핀(10)은 제1에어포일(120)의 상류와 제2에어포일(130)의 하류 측에 배치될 수도 있다.
다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제1이너윙(122)과 제2이너윙(132)은, 반경방향(R)을 따라 서로 교대로 배치될 수 있다. 도 3에서는 상기 제1이너윙(122)이 제2이너윙(132)보다 반경방향(R) 외측에 배치된 것으로 도시하고 있으나, 이는 일 예에 불과할 뿐, 상기 제1이너윙(122)은 제2이너윙(132)의 반경방향(R) 내측에 배치될 수도 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 복수개의 돌출핀(10)은, 상기 제2이너윙(132)의 상기 제1이너윙(122) 측 대향면에 설치될 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 도면에 도시되어 있지는 않으나, 상기 복수개의 돌출핀(10)은, 상기 제1이너윙(122)의 상기 제2이너윙(132) 측 대향면에 설치될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 상기 복수개의 돌출핀(10)은, 상기 케이싱(110)의 원주방향(
Figure 112021053035351-pat00015
)을 따라 서로 이격 배치되고, 상기 케이싱(110)의 축방향(
Figure 112021053035351-pat00016
)에 대해 경사지게 배치된다. 구체적으로, 상기 복수개의 돌출핀(10)은, 상기 제2에어포일(130)로부터 멀어지는 방향으로 갈수록, 상기 제2에어포일(130)의 회전방향(
Figure 112021053035351-pat00017
)을 따라 상기 케이싱(110)의 축방향(
Figure 112021053035351-pat00018
)에 대해 경사지게 배치될 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 상기 복수개의 돌출핀(10)은, 상기 제2에어포일(130)로 가까워질수록, 상기 제2에어포일(130)의 회전방향(
Figure 112021053035351-pat00019
)을 따라 상기 케이싱(110)의 축방향(
Figure 112021053035351-pat00020
)에 대해 경사지게 배치될 수도 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에서, 상기 돌출핀(10)은, 상기 케이싱의 원주방향(C) 기준 두께가 상기 케이싱의 축방향(X)을 따라 일정한 크기를 갖도록 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 터보머신(200)에서, 상기 돌출핀(11)은, Ÿ‡지(Wedge) 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 본 발명의 제2실시예에서의 돌출핀(11)은, 상기 제2에어포일(130)로부터 멀어지는 방향으로 갈수록, 상기 케이싱(110)의 원주방향(C) 기준 두께가 증가하는 형상으로 형성될 수 있다. 다만, 이는 일 예에 불과하며, 상기 돌출핀(11)은, 상기 제2에어포일(130)로 가까워질수록, 상기 케이싱(110)의 원주방향(C) 기준 두께가 증가하는 형상으로 형성될 수도 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 터보머신(300)에서, 상기 돌출핀(12)은, 에어포일(Airfoil) 형상으로 형성될 수 있다. 도 7에서는 상기 제2에어포일(130)로부터 멀어지는 방향으로 갈수록 상기 돌출핀(12)의 원주방향(C) 두께가 증가하는 것으로 도시하고 있으나, 상기 제2에어포일(130)로 가까워질수록 상기 돌출핀(12)의 원주방향(C) 두께가 증가할 수도 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 터보머신(400)은, 제1격벽(13)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1격벽(13)은, 상기 제1이너윙(122)과 제2이너윙(132)의 사이에 배치되며, 상기 복수개의 돌출핀(10)으로부터 상기 제1에어포일(120) 측으로 이격된 위치에 배치되고, 상기 케이싱(110)의 원주방향(C)을 따라 연장된 형상으로 형성된다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 제5실시예에 따른 터보머신(500)은, 제2격벽(14)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2격벽(14)은, 상기 제1이너윙(122)과 제2이너윙(132)의 사이에 배치되며, 상기 복수개의 돌출핀(10)으로부터 상기 제2에어포일(130) 측으로 이격된 위치에 배치되고, 상기 케이싱(110)의 원주방향(C)을 따라 연장된 형상으로 형성된다.
상기 제1격벽(13)과 제2격벽(14)은, 각각 상기 케이싱(110)의 축방향(X) 기준 폭이 상기 돌출핀(10)보다 작게 형성될 수 있다. 그리고 도 10 및 도 11에서는 상기 제1격벽(13)과 제2격벽(14)이 동시에 구비되는 것으로 도시하고 있으나, 상기 제1격벽(13)은 제외하고 상기 제2격벽(14)만이 구비될 수도 있다.
그리고 도 11에서는 상기 제1격벽(13)과 제2격벽(14)의 사이에 본 발명의 제1실시예에서 설명된 돌출핀(10)이 개재되는 것으로 도시하고 있으나, 이는 일 예에 불과하며, 본 발명의 제2,3실시예에서 설명된 돌출핀(11,112)이 상기 제1격벽(13)과 제2격벽(14)의 사이에 개재될 수도 있다.
100,200,300,400,500 : 터보머신
110 : 케이싱 111 : 휠스페이스
120 : 제1에어포일 121 : 제1이너프레임
122 : 제1이너윙 130 : 제2에어포일
131 : 제2이너프레임 132 : 제2이너윙
140 : 디스크
10,11,12 : 돌출핀
13 : 제1격벽 14 : 제2격벽

Claims (10)

  1. 케이싱;
    상기 케이싱의 내주면에 결합되며, 상기 케이싱의 내부에서 유동하는 유체가 통과되는 제1에어포일;
    상기 제1에어포일의 반경방향 내측 단부에 결합되는 제1이너프레임;
    상기 제1이너프레임으로부터 상기 케이싱의 축방향을 따라 돌출되는 제1이너윙;
    상기 케이싱의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 이격 배치되며, 유체의 유동방향을 따라 인접하는 상기 제1에어포일과 제1에어포일의 사이에 배치되고, 상기 케이싱의 내부에서 유동하는 유체에 의해 회전하는 제2에어포일;
    상기 제2에어포일의 반경방향 내측 단부에 결합되며, 상기 제1이너프레임과 인접하게 배치되는 제2이너프레임;
    상기 제2이너프레임으로부터 상기 케이싱의 축방향을 따라 돌출되며, 상기 제1이너윙과 인접하게 배치되는 제2이너윙;
    상기 제1이너윙과 제2이너윙의 사이에 배치되며, 상기 케이싱의 원주방향을 따라 서로 이격 배치되고, 상기 케이싱의 축방향에 대해 경사지게 배치되는 복수개의 돌출핀; 및
    상기 제1이너윙과 상기 제2이너윙의 사이에 배치되며, 상기 복수개의 돌출핀으로부터 상기 제1에어포일 측으로 이격된 위치에 배치되고, 상기 케이싱의 원주방향을 따라 연장된 형상으로 형성된 제1격벽; 을 포함하는 터보머신.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1이너윙과 제2이너윙은, 상기 케이싱의 반경방향을 따라 서로 교대로 배치되며,
    상기 복수개의 돌출핀은, 상기 제1이너윙의 상기 제2이너윙 측 대향면에 설치되는 터보머신.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1이너윙과 제2이너윙은, 상기 케이싱의 반경방향을 따라 서로 교대로 배치되며,
    상기 복수개의 돌출핀은, 상기 제2이너윙의 상기 제1이너윙 측 대향면에 설치되는 터보머신.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 돌출핀은, 상기 제2에어포일로부터 멀어지는 방향으로 갈수록, 상기 제2에어포일의 회전방향을 따라 상기 케이싱의 축방향에 대해 경사지게 배치되는 터보머신.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌출핀은, 상기 케이싱의 원주방향 기준 두께가 상기 케이싱의 축방향을 따라 일정한 크기를 갖는 터보머신.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌출핀은, 상기 제2에어포일로부터 멀어지는 방향으로 갈수록, 상기 케이싱의 원주방향 기준 두께가 증가하는 형상으로 형성된 터보머신.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌출핀은, 에어포일 형상으로 형성된 터보머신.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1격벽은, 상기 케이싱의 축방향 기준 폭이 상기 돌출핀보다 작은 터보머신.
  10. 케이싱;
    상기 케이싱의 내주면에 결합되며, 상기 케이싱의 내부에서 유동하는 유체가 통과되는 제1에어포일;
    상기 제1에어포일의 반경방향 내측 단부에 결합되는 제1이너프레임;
    상기 제1이너프레임으로부터 상기 케이싱의 축방향을 따라 돌출되는 제1이너윙;
    상기 케이싱의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 이격 배치되며, 유체의 유동방향을 따라 인접하는 상기 제1에어포일과 제1에어포일의 사이에 배치되고, 상기 케이싱의 내부에서 유동하는 유체에 의해 회전하는 제2에어포일;
    상기 제2에어포일의 반경방향 내측 단부에 결합되며, 상기 제1이너프레임과 인접하게 배치되는 제2이너프레임;
    상기 제2이너프레임으로부터 상기 케이싱의 축방향을 따라 돌출되며, 상기 제1이너윙과 인접하게 배치되는 제2이너윙;
    상기 제1이너윙과 제2이너윙의 사이에 배치되며, 상기 케이싱의 원주방향을 따라 서로 이격 배치되고, 상기 케이싱의 축방향에 대해 경사지게 배치되는 복수개의 돌출핀; 및
    상기 제1이너윙과 상기 제2이너윙의 사이에 배치되며, 상기 복수개의 돌출핀으로부터 상기 제2에어포일 측으로 이격된 위치에 배치되고, 상기 케이싱의 원주방향을 따라 연장된 형상으로 형성된 제2격벽을 더 포함하는 터보머신.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20150003973A1 (en) * 2013-06-28 2015-01-01 Ching-Pang Lee Aft outer rim seal arrangement

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