KR20040034516A - 압축기 블레이드 및 압축기 블레이드의 에어포일부의 전연제거 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전연(20)을 갖는 에어포일부(12)와, 반경방향 내측 부착부(16)와, 에어포일부와 부착부 사이의 플랫폼을 포함하며, 부착부로부터 재료가 제거되어 그 전방면(26)에 언더컷(18)을 형성함으로써, 플랫폼(14) 및 에어포일부(12)의 전연(20)의 반경방향 내측에 오버행을 제공하는 압축기 블레이드(10)를 제공한다.

Description

압축기 블레이드 및 압축기 블레이드의 에어포일부의 전연 제거 방법{UNDERCUT LEADING EDGE FOR COMPRESSOR BLADES AND RELATED METHOD}

본 발명은 일반적으로 압축기 블레이드에 관한 것으로서, 특히 블레이드의 에어포일의 전연의 반경방향 내측으로 언더컷(undercut)을 제공하는 것에 관한 것이다.

발전용으로 사용되는 대형 가스 터빈에서, 전력 회사는 임의의 성능 저하가 관찰되는 즉시 규칙적으로 기계를 물세척한다. 물세척은 기계내의 허브에 인접한 압축기 단부에 분무되고, 이 유체는 유동 통로로 유출되어 압축기 블레이드를 세척한다. 물세척의 결과로서, 제 1 스테이지 블레이드는 그 전연부를 따라, 특히 에어포일의 허브, 즉 에어포일이 플랫폼과 만나는 곳에서 심각하게 부식된다. 이러한 전연 부식은 재료의 고 사이클 피로 성능을 감소시키고, 진동 자극이 존재하는 경우 블레이드 파손을 초래할 수도 있다.

따라서, 블레이드의 에어포일부의 전연에서의 평균 응력 및 진동 응력을 감소시킴으로써 보다 내부식성이 큰 블레이드를 고안할 필요가 있다.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 블레이드 전연의 바로 아래 또는 반경방향 내측의 부착재(즉, 블레이드를 압축기 회전자 또는 휠에 고정시키는데 사용되는 블레이드 루트부의 재료)가 제거된다. 이것은 블레이드 플랫폼 및 블레이드의 전연 아래의 언더컷을 형성한다. 즉, 블레이드 전연 및 블레이드 플랫폼의 전방면은 부착부에 오버행(overhang)을 형성한다. 부착재의 제거로 인해 형성된 갭 또는 공간은 필요하다면 개별적 스페이서로 채워질 수 있다. 언더컷 형상은 블레이드의 전연을 효과적으로 제거함으로써 전연을 따른 국부적 평균 응력 및 진동 응력을 감소시킨다.

따라서, 보다 폭넓은 의미에서, 본 발명은 전연을 갖는 에어포일부와, 반경방향 내측 부착부와, 에어포일부와 부착부 사이의 플랫폼을 포함하는 압축기 블레이드로서, 부착부로부터 재료가 제거되어 그 전면에 언더컷을 형성함으로써 플랫폼 및 에어포일부의 전연의 반경방향 내측에 오버행을 제공하는 블레이드에 관한 것이다.

다른 의미에서, 본 발명은 전연을 갖는 에어포일부와, 반경방향 내측 부착부와, 에어포일부와 부착부 사이의 플랫폼을 포함하는 압축기 블레이드로서, 부착부로부터 재료가 제거되어 그 전면에 언더컷을 형성함으로써 플랫폼 및 에어포일부의 전연의 반경방향 내측에 오버행을 제공하며, 압축기 휠상에 조립될 때 언더컷에 의해 형성된 간극이 스페이서에 의해 충전되고, 언더컷은 약 0.5" 내지 1.0"의 깊이를 갖는 블레이드에 관한 것이다.

또 다른 의미에서, 본 발명은 압축기 블레이드의 에어포일부의 전연을 분리하는 방법으로서, ① 전연을 갖는 에어포일부와, 플랫폼과, 압축기 휠에 블레이드를 고정시키는 부착부를 구비한 블레이드를 제공하는 단계와, ② 에어포일부의 전연의 반경방향 내측에 언더컷이 형성되도록 부착부에서 재료를 제거하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다.

이제 본 발명을 하기의 단일 도면과 관련하여 설명할 것이다.

도 1은 언더컷 전연을 갖는 압축기 블레이드와 전방 및 후방 스페이서 구성요소를 도시하는 분해도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 압축기 블레이드12 : 에어포일부

14 : 플랫폼16 : 부착부

18 : 언더컷20 : 전연

22 : 스페이서

도 1에 관하여, 압축기 블레이드(10)는 에어포일부(또는 간단히에어포일)(12)와, 플랫폼(14)과, 블레이드를 압축기 휠 또는 회전자(도시되지 않음)에 장착 가능하게 하는 도브테일 형상으로 일반적으로 형성된 부착부 또는 루트부(16)를 포함한다. 재료가 부착부(16)로부터 제거됨으로써 플랫폼(14) 및 에어포일(12)의 전연(20)의 반경방향 내측에 언더컷(18)이 형성된다. 스페이서(22)는 필요하다면 언더컷을 채우는 데 사용될 수 있으며, 블레이드(10)로부터 제거된 것과 동일한 재료[언더컷(18)을 형성한 재료]를 포함하거나, 또는 동일하거나 다른 재료를 갖는 독립적 구성요소로서 제조되고, 언더컷의 형상과 실질적으로 부합하게 형성될 수 있다는 점이 이해될 것이다. 즉, 스페이서는 언더컷에 의해 형성된 간극을 채우는 데 사용될 수 있는데, 이 때 스페이서의 후방 편평면(24)은 부착부(16)의 전방 편평면(26)에 부착되고, 상부 표면(28)은 플랫폼(14)의 하측으로부터 약간 이격된다. 또한, 그 후 스페이서는 블레이드가 압축기 휠에 고정될 때 블레이드(10)를 적소에 유지시키는 데 사용된다. 종래 후방 스페이서(30)는 블레이드의 후방측에서, 즉 블레이드를 휠상에 장착할 때 사용될 수 있으며, 후방 스페이서(30)가 첫번째로, 그 후 블레이드(10)가, 그리고 그 후 전방 스페이서(22)가 장착된다.

언더컷의 깊이, 즉 (압축기 휠에 대해)원주방향으로의 언더컷의 연장부는 제거 재료의 두께에 의해 결정된 것으로서, 약 1/2inch에서 1inch 정도 사이에서 변화될 수 있다. 언더컷의 깊이는 블레이드의 전연을 분리하기에 충분해야 하지만 구멍처럼 너무 커서 블레이드의 장착에 전체적으로 악영향을 미치지는 말아야 한다.

언더컷(18)의 형성은 블레이드의 전연을 효과적으로 분리시키고, 재료 성능을 초과하지 않으면서 가중되는 손상을 상당히 견뎌내게 한다. 부식의 진행은 블레이드의 전연 에지에서 작은 크랙을 형성한다. 크랙 길이가 증식 한계값을 초과할 때, 블레이드는 파손된다. 전연이 완전히 지지된 종래 블레이드에서, 이러한 전연은 수명 한계 위치가 된다. 본 발명에 따라 블레이드를 언더컷하면, 이러한 문제가 제거된다. 결과적으로, 물세척에 의해 형성된 크랙이 더 이상 증식하여 기계를 위태롭게 하지 않을 것이다.

상기 구성에 의해, 블레이드의 전연의 평균 응력 및 진동 응력을 감소시킴으로써 보다 내부식성이 높은 블레이드가 달성된다.

본 발명이 현재 보다 실용적이고 바람직한 실시예로 고려된 것에 관해 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위에 포함된 다양한 변형 및 동등한 배열을 포함하려 한다는 것은 이해될 것이다.

본 발명에 따르면, 블레이드의 에어포일부의 전연에서의 평균 응력 및 진동 응력을 감소시킴으로써 보다 내부식성이 큰 블레이드를 제공하는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 압축기 블레이드(10)에 있어서,

   전연(20)을 갖는 에어포일부(12)와,

   반경방향 내측 부착부(16)와,

   상기 에어포일부와 상기 부착부 사이의 플랫폼(14)을 포함하며,

   재료가 상기 부착부로부터 제거되어 그 전방면(26)에 언더컷(18)이 형성됨으로써, 상기 플랫폼(14) 및 상기 에어포일부(12)의 전연(20)의 반경방향 내측에 오버행이 제공되는

   압축기 블레이드.
2. 제 1 항에 있어서,

   압축기 휠에 조립될 때, 상기 언더컷에 의해 형성된 간극은 스페이서(22)에 의해 채워지는

   압축기 블레이드.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 스페이서(22)는 상기 부착부로부터 제거된 상기 재료를 포함하는

   압축기 블레이드.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 스페이서는 부착부와 같거나 또는 다른 재료로 구성된 별개의 구성요소(22)를 포함하는

   압축기 블레이드.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 언더컷(18)은 약 0.5" 내지 약 1.0"의 깊이를 갖는

   압축기 블레이드.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 언더컷(18)은 적어도 상기 에어포일부(12)의 전연(20)까지 반경방향으로 연장되는

   압축기 블레이드.
7. 압축기 블레이드의 에어포일부의 전연을 제거하는 방법에 있어서,

   ① 전연(20)을 갖는 에어포일부(12)와, 플랫폼(14)과, 압축기 휠에 블레이드를 고정시키는 부착부(16)를 구비하는 상기 블레이드(10)를 제공하는 단계와,

   ② 상기 에어포일부(12)의 전연(20)의 반경방향 내측으로 언더컷(18)을 형성하도록 상기 부착부로부터 상기 재료를 제거하는 단계를 포함하는

   압축기 블레이드의 에어포일부의 전연 제거 방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   압축기 휠상에 조립될 때, 상기 언더컷에 의해 형성된 간극이 스페이서(22)에 의해 채워지는

   압축기 블레이드의 에어포일부의 전연 제거 방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 스페이서(22)는 상기 부착부로부터 제거된 상기 재료를 포함하는

   압축기 블레이드의 에어포일부의 전연 제거 방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 스페이서(22)는 상기 부착부와 같거나 또는 다른 재료로 구성된 별개의 구성요소를 포함하는

    압축기 블레이드의 에어포일부의 전연 제거 방법.