KR200173617Y1 - 터빈 케이싱 냉각구조 - Google Patents

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Abstract

터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 내부 케이싱(12)이 접하는 끝부분에 형성되는 냉각공기 입구(30)와, 상기한 냉각공기 입구(30)를 통하여 유입되는 냉각공기를 터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 내부 케이싱(12) 사이에 형성되는 공간으로 유도하는 냉각공기 유입구(22)와, 상기한 냉각공기 유입구(22)로 유입되어 터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 내부 케이싱(12) 사이에 형성되는 공간에 채워지는 냉각공기를 유도하여 골고루 냉각을 행하는 냉각공기 유도로(28)와, 상기한 냉각공기 유입구(22)로 유입된 냉각공기를 터빈 내부 케이싱(12)의 내면쪽으로 유도하는 냉각공기 2차 유입구(24)와, 상기한 냉각공기 2차 유입구(24)로 유도된 냉각공기를 터빈 내부 케이싱(12)의 내면을 따라 흐르도록 유출시키는 냉각공기 유출구(26)를 포함하는 터빈 케이싱 냉각구조를 제공한다.

Description

터빈 케이싱 냉각구조
제1도는 본 고안 터빈 케이싱 냉각구조의 일실시예가 적용된 가스 터빈 엔진을 개략적으로 나타내는 단면도.
제2도는 제1도의 A부 상세도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 터빈 내부 케이싱 16 : 터빈 외부 케이싱
22 : 냉각공기 유입구 24 : 냉각공기 2차 유입구
26 : 냉각공기 유출구 28 : 냉각공기 유도로
30 : 냉각공기 입구
[산업상의 이용분야]
본 고안은 터빈 케이싱 냉각구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터빈 케이싱의 안쪽으로 냉각공기를 유도하여 막냉각을 행하는 터빈 케이싱 냉각구조에 관한 것이다.
[종래의 기술]
일반적으로 가스 터빈 엔진은 압축기부, 연소부, 터빈부, 배기부, 보기류부 등으로 이루어져 있다.
상기와 같이 구성된 가스 터빈 엔진은 압축기부의 흡입구로 흡입된 공기가 압축기부를 통과하면서 압축되고, 압축된 공기는 압축기부의 디퓨저를 거치면서 동압이 정압으로 전환되어 연소부의 연소실로 흡입되며, 연소실로 흡입된 압축공기의 일부는 보기류부의 연료 펌프를 통하여 연소실로 공급되는 연료와 혼합되어 연소실에서 연소되고, 연소된 고온의 가스로부터 열전달을 받아 연소실 안으로 흡입된 나머지 압축공기는 팽창하면서 연소실 출구에 연결된 터빈부의 스크롤을 통과하면서 일정한 흐름방향이 형성되고, 터빈부의 블레이드를 통과하면서 운동에너지를 전달하여 터빈부와 결합된 터빈축을 회전시키고, 배기부를 통하여 배출된다.
상기에서 터빈부의 블레이드를 통과하는 공기는 고온이기 때문에 열에 의하여 터빈 케이싱이 손상을 입는다는 문제가 있다.
따라서 터빈 케이싱을 냉각하기 위한 여러 방법이 강구되고 있다. 상기한 터빈 케이싱을 냉각하는 방법중 하나는 압축기에서 압축되어 공급되는 압축공기의 일부를 냉각공기로서 터빈 케이싱 내부로 유도하여 터빈 케이싱의 냉각을 행하는 것이다.
상기와 같이 터빈 케이싱의 냉각을 행하는 종래 터빈 케니싱 냉각구조는 터빈 외부 케이싱과 터빈 내부 케이싱이 접하는 끝부분에 형성되는 냉각공기 입구와, 상기한 냉각공기 입구를 통하여 유입되는 냉각공기를 터빈 외부 케이싱과 터빈 내부 케이싱 사이에 형성되는 공간으로 유도하는 냉각공기 유입구와, 상기한 냉각공기 유입구로 유입되어 터빈 외부 케이싱과 터빈 내부 케이싱 사이에 형성되는 공간에 채워지는 냉각공기를 유도하여 골고루 냉각을 행하는 냉각공기 유도로로 구성된다.
상기와 같이 구성되는 종래 터빈 케이싱 냉가구조에 의하면, 터빈 외부 케이싱과 터빈 내부 케이싱 사이에 형성된 공간에 냉각공기 유입구와, 냉각공기 유도로를 통하여 냉각공기를 흐르게 하여 터빈 케이싱 냉각을 행한다.
그러나 상기와 같은 종래 터빈 케이싱 냉각구조는 고온의 가스가 직접 접하는 터빈 내부 케이싱의 내면에 대한 냉각이 이루어지지 않는다는 문제가 있다. 따라서 터빈 케이싱에 있어서 가장 열에 의한 영햐을 많이 받는 부품의 냉각이 이루어지지 않는다는 문제가 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 고안이 강구한 수단은 터빈 외부 케이싱과 터빈 내부 케이싱이 접하는 끝부분에 형성되는 냉각공기 입구와, 상기한 냉각공기 입구를 통하여 유입되는 냉각공기를 터빈 외부 케이싱과 터빈 내부 케이싱 사이에 형성되는 공간으로 유도하는 냉각공기 유입구와, 상기한 냉각공기 유입구로 유입되어 터빈 외부 케이싱과 터빈 내부 케이싱 사이에 형성되는 공간에 채워지는 냉각공기를 유도하여 골고루 냉각을 행하는 냉각공기 유도로와, 상기한 냉각공기 유입구로 유입된 냉각공기를 터빈 내부 케이싱의 내면쪽으로 유도하는 냉각공기 2차 유입구와, 상기한 냉각공기 2차 유입구로 유도된 냉각공기를 터빈 내부 케이싱의 내면을 따라 흐르도록 유출시키는 냉각공기 유출구를 포함하는 터빈 케이싱 냉각구조를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 고안 터빈 케이싱 냉각구조에 의하면, 터빈 외부 케이싱과 터빈 내부 케이싱 사이의 공간에 냉각공기를 유도하여 냉각을 행할 뿐만 아니라, 터빈 내부 케이싱의 내면을 따라서 냉각막을 형성하는 것에 의하여 냉각을 행하므로 열에 의하여 터빈 케이싱이 영향을 받아 손상되는 것을 방지할 수 있다.
[실시예]
다음으로 본 고안 터빈 케이싱 냉각구조의 가장 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 제1도~제2도에 나타낸 바와 같이, 본 고안 터빈 케이싱 냉각구조의 일실시예는 터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 내부 케이싱(12)이 접하는 끝부분에 형성되는 냉각공기 입구(30)와, 상기한 냉각공기 입구(30)를 통하여 유입되는 냉각공기를 터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 내부 케이싱(12) 사이에 형성되는 공간으로 유도하는 냉각공기 유입구(22)와, 상기한 냉각공기 유입구(22)로 유입되어 터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 내부 케이싱(12) 사이에 형성되는 공간에 채워지는 냉각공기를 유도하여 골고루 냉각을 행하는 냉각공기 유도로(28)와, 상기한 냉각공기 유입구(22)로 유입된 냉각공기를 터빈 내부 케이싱(12)의 내면쪽으로 유도하는 냉각공기 2차 유입구(24)와, 상기한 냉각공기 2차 유입구(24)로 유도된 냉각공기를 터빈 내부 케이싱(12)의 내면을 따라 흐르도록 유출시키는 냉각공기 유출구(26)를 포함한다.
상기에서 냉각공기 입구(30)와 냉각공기 유입구(22)를 연결하는 유로는 터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 입구 케이싱(20) 및 터빈 내부 케이싱(12) 사이에 밀봉을 행하는 두개의 밀봉부재(18)에 의하여 형성된다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 고안 터빈 케이싱 냉각구조에 의하면, 터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 내부 케이싱(12) 사이의 공간에 상기한 냉각공기 입구(30) 및 냉각공기 유입구(22)와 냉각공기 유도로(28)을 통하여 냉각공기를 유도하여 냉각을 행할 뿐만 아니라(제2도에서 실선 화살표로 나타냄), 상기한 냉각공기 2차 유입구(24)와 냉각공기 유출구(26)를 통하여 냉각공기를 유출시켜 터빈 내부 케이싱(12)의 내면을 따라서 냉각막을 형성하는 것에 의하여도 냉각을 행하므로(제2도에서 점선 화살표로 나타냄), 열에 의하여 터빈 케이싱이 영향을 받아 손상되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.
이어서 상기한 바와 같이 구성되는 본 고안 터빈 케이싱 냉각구조의 일실시예를 가스 터빈 엔진에 적용한 경우에 대하여 설명한다.
먼저 제1도에 나타낸 바와 같이, 공기 흡입구(2)로 흡입된 공기가 압축기(4)에서 압축되고 디퓨저부를 통과하면서 동압이 정압으로 전환되어 연소기(6)의 연소실로 흡입되며, 연소기(6)로 흡입된 압축공기의 일부는 보기류부(도면에 나타내지 않음)의 연로 펌프를 통하여 연소실로 공급되는 연료와 혼합되어 연소기(6) 연소실에서 연소되고, 연소된 고온의 가스로부터 열전달을 받아 연소실 안으로 흡입된 나머지의 압축공기가 팽창하고 연소실 출구에 연결된 터빈부(8)의 스크롤을 통과하면서 일정한 흐름방향이 형성되고, 터빈부(8)의 블레이드를 통과하면서 운동에너지를 전달하여 터빈부(8)와 결합된 터빈축(9)을 회전시킨다.
상기에서 압축기(4)에서 압축된 압축공기의 일부는 연소기(6)의 연소실로 흡입되어 연소가스와 열전달에 의하여 고온의 압축공기로 되어 상기한 스크롤의 내부 즉 스크롤벽(11)의 안쪽(7)으로 유입되고, 나머지의 압축공기는 연소실을 통과하지 않고 상기한 스크롤의 외부 즉 스크롤벽(11)의 바깥쪽(10)으로 유입되어 상기한 스크롤벽(11) 및 터빈 케이싱의 냉각을 행한다. 상기한 스크롤벽(11)의 안쪽(7)을 흐르는 고온의 압축공기는 스크롤의 출구에 설치된 블레이드(14)를 통하여 유출되어 터빈부(8)의 블레이드에 운동에너지를 전달한다.
이때 터빈부(8)의 블레이드를 통과하는 고온의 압축공기가 접촉하는 터빈 내부 케이싱(12)의 내면에는 상기한 냉각공기 2차 유입구(24)를 통하여 냉각공기 유출구(26)로 유출되는 냉각공기가 얇게 냉각막을 형성하므로 열에 의한 영향을 직접 받지 않는다.
상기에서 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 고안은 상기하 실시예에 한정되는 것이 아니며, 실용신안등록 청구의 범위 및 고안의 상세한 설명과 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지 변형이 가능하고, 이 또한 본 고안의 범위에 속하는 것은 당연하다.
[고안의 효과]
상기와 같이 구성되는 본 고안 터빈 케이싱 냉각구조를 사용하면, 직접적으로 고온의 가스와 접촉하는 터빈 케이싱의 내면에 냉각공기에 의한 막냉각을 행하므로 터빈 케이싱이 열에 의하여 손상을 입는 것을 확실하게 방지할 수가 있다.

Claims (1)

  1. 터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 내부 케이싱(12)이 접하는 끝부분에 형성되는 냉각공기 입구(30)와, 상기한 냉각공기 입구(30)를 통하여 유입되는 냉각공기를 터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 내부 케이싱(12) 사이에 형성되는 공간으로 유도하는 냉각공기 유입구(22)와, 상기한 냉각공기 유입구(22)로 유입되어 터빈 외부 케이싱(16)과 터빈 내부 케이싱(12) 사이에 형성되는 공간에 채워지는 냉각공기를 유도하여 골고루 냉각을 행하는 냉각공기 유도로(18)와, 상기한 냉각공기 유입구(22)로 유입된 냉각공기를 터빈 내부 케이싱(12)의 내면쪽으로 유도하는 냉각공기 2차 유입구(24)와, 상기한 냉각공기 2차 유입구(24)로 유도된 냉각공기를 터빈 내부 케이싱(12)의 내면을 따라 흐르도록 유출시키는 냉각공기 유출구(26)를 포함하는 터빈 케이싱 냉각구조.
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