KR20180071780A

KR20180071780A - 가스터빈

Info

Publication number: KR20180071780A
Application number: KR1020160174794A
Authority: KR
Inventors: 정성철; 양영찬
Original assignee: 두산중공업 주식회사
Priority date: 2016-12-20
Filing date: 2016-12-20
Publication date: 2018-06-28
Also published as: US20180171810A1; EP3339580B1; EP3339580A1; JP2018100666A; JP6542339B2; US10502078B2; KR101882104B1

Abstract

가스터빈이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 의한 가스터빈은 터빈에 구비된 타이로드의 외측을 감싸는 베어링 하우징; 상기 베어링 하우징의 외측에 일단이 연결되고 타단이 외측을 향해 방사 형태로 배치된 파워 스트럿; 상기 파워 스트럿으로 냉각 공기를 공급하는 냉각 공기 공급부; 상기 파워 스트럿의 내부에 배치되고, 상기 냉각 공기 공급부를 통해 공급된 냉각 공기와 열교환이 이루어지는 열교환 부; 및 상기 파워 스트럿의 타단과 연결되고 링 형태로 이루어진 서포트 프레임을 포함한다.

Description

가스터빈{Gas turbine}

본 발명은 터빈에 구비된 파워 스트럿에 관한 것으로, 상기 파워 스트럿의 내부 구조 및 냉각 공기가 이동하는 통로를 통해 핫 가스로 인한 구성품의 변형과 손상을 최소화하기 위한 가스터빈에 관한 것이다.

일반적으로 가스터빈은 압축기에서 고압으로 압축된 공기에 연료를 혼합시킨 후 연소시켜 생성되는 고온, 고압의 연소 가스를 터빈에서 팽창시키면서 열에너지를 역학적 에너지로 변환하는 내연기관의 일종으로 압축기와 터빈은 로터부에서 회전력을 얻는다.

한편, 이러한 압축기 로터부와 터빈 로터부를 구성하기 위해서 외주면에 복수의 압축기 블레이드가 배열되는 복수의 압축기 로터 디스크들이 구비된다.

그리고 상기 로터 디스크들을 일체로 회동시키도록 상호간에 연결시키며, 외주면에 복수의 터빈 블레이드가 배열되는 복수의 터빈 로터 디스크를 일체로 회동하도록 상호간을 연결시키고, 이들 압축기 로터 디스크와 터빈 로터 디스크의 중심부를 관통하여 연장되는 타이볼트를 이용하여 압축기 로터 디스크와 터빈 로터 디스크를 체결하는 구성이 널리 알려져 있다.

이와 같이 사용되는 가스터빈은 로터를 지지하기 위해 파워 스터럿이 구비되고, 상기 파워 스트럿은 고온의 핫 가스로부터 이웃한 구성품들을 보호하고 로터의 안정적인 지지를 동시에 실시하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

그러나 종래의 파워 스트럿은 대부분 내측에 대한 냉각은 이루어지고 있으나, 상기 파워 스트럿을 외측에서는 별도의 냉각이 이루어지지 않는 문제점이 유발되었다.

또한 로터가 회전될 경우 연소기를 경유한 고압의 핫 가스로 인해 터빈의 후단으로 밀리는 현상이 발생되었고, 이를 해결하기 위한 방법이 필요하게 되었다.

대한민국공개특허 제10-2015-0008749호

본 발명의 실시 예들은 터빈에 구비된 파워 스트럿에 대한 냉각과 서포트 프레임에 대한 안정적인 냉각을 도모하기 위한 가스터빈을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따른 가스터빈은 터빈에 구비된 타이로드의 외측을 감싸는 베어링 하우징; 상기 베어링 하우징의 외측에 일단이 연결되고 타단이 외측을 향해 방사 형태로 배치된 파워 스트럿; 상기 파워 스트럿으로 냉각 공기를 공급하는 냉각 공기 공급부; 상기 파워 스트럿의 내부에 배치되고, 상기 냉각 공기 공급부를 통해 공급된 냉각 공기와 열교환이 이루어지는 열교환 부; 및 상기 파워 스트럿의 타단과 연결되고 링 형태로 이루어진 서포트 프레임을 포함한다.

상기 열교환 부는 상기 파워 스트럿의 내측에 서로 마주보며 돌출된 리브를 포함한다.

상기 리브는 상기 파워 스트럿이 상기 서포트 프레임을 향해 경사진 기울기와 유사한 기울기 또는 동일한 기울기 중의 어느 하나의 기울기로 경사지게 배치된다.

상기 리브는 상기 파워 스트럿의 반경 방향 외측에서 상기 베어링 하우징이 위치된 반경 방향 내측으로 향할수록 돌출량이 증가하는 것을 특징으로 한다.

상기 파워 스트럿을 외측에서 감싸는 커버 하우징을 더 포함한다.

상기 파워 스트럿의 외측과 상기 커버 하우징의 내측 사이에는 제1 냉각 통로가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 파워 스트럿으로 공급된 냉각 공기 중의 일부가 상기 제1 냉각 통로로 공급되도록 상기 파워 스트럿에 개구 홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 개구 홀은 상기 파워 스트럿을 종 방향에서 단면을 잘라 측면에서 바라볼 때 좌측면과 우측면에 각각 개구된 제1 개구 홀; 상기 제1 개구 홀의 하측으로 이격된 위치에 개구된 제2 개구 홀을 포함한다.

상기 제1 개구 홀은 상기 커버 하우징의 상측을 향해 경사지게 개구되고, 상기 제2 개구 홀은 상기 커버 하우징의 하측을 향해 경사지게 개구된다.

상기 냉각 공기는 상기 제1 개구 홀을 통해 공급된 후에 상기 제1 냉각 통로에서 상기 파워 스트럿의 외측과 상기 서포트 프레임의 내측과 연결된 위치에서 상기 타이로드의 축 방향 전방과 후방을 향해 각각 형성된 제2 냉각 통로를 향해 일부가 이동된다. 그리고 나머지는 상기 파워 스트럿의 내측과 상기 베어링 하우징의 외측을 감싸는 내부 케이싱의 외측과 연결된 위치에서 상기 타이로드의 축 방향 전방과 후방을 향해 각각 형성된 제3 냉각 통로로 이동되며, 상기 제1 개구 홀과 상기 제2 개구 홀을 통해 공급된 냉각 공기가 상기 제2 냉각 통로와 상기 제3 냉각 통로를 향해 각각 공급되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 냉각 통로는 상기 제2,3 냉각 통로 보다 직경이 크게 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 커버 하우징은 내측벽에 상기 제1,2 개구 홀을 통해 이동된 냉각 공기를 각각 상기 제2,3 냉각 통로로 가이드 하기 위한 가이드 부가 구비된 것을 특징으로 한다.

상기 가이드 부는 상기 파워 스트럿의 내측벽에 일단이 고정되어 상기 파워 스트럿의 중앙을 향해 연직 방향으로 수평하게 연장된 수평부; 상기 수평부의 단부가 상기 제2,3 냉각 통로를 향해 각각 라운드 진 라운드 부를 포함한다.

상기 제3 냉각 통로로 공급된 냉각 공기가 로터의 축 방향으로 공급되면 상기 로터를 상기 터빈에 구비된 압축기 방향으로 가압하는 것을 특징으로 한다.

상기 냉각 공기 공급부는 터빈의 압축기에서 압축된 고압의 압축 공기를 공급하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 예들은 파워 스트럿의 내측과 외측을 동시에 냉각할 수 있어 핫 가스로 인한 열변형을 최소화 하고 안정적으로 로터를 지지할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 타이로드의 축 방향으로 로터를 지지할 수 있어 상기 로터의 밀림 현상을 최소화 할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 터빈의 냉각에 대한 컴펙트한 설계가 가능하여 설계자의 다양한 냉각 모드가 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 스트럿과 서포트 프레임의 배치 관계를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 스트럿과 서포트 프레임의 배치 관계를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스터빈에 구비된 파워 스트럿의 횡 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 스트럿의 에 구비된 리브의 다른 실시 예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개구 홀의 다른 실시 예를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가이드 부를 도시한 도면.

본 발명의 일 실시 예에 따른 가스터빈에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로 도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 스트럿과 서포트 프레임의 배치 관계를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워 스트럿과 서포트 프레임의 배치 관계를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스터빈에 구비된 파워 스트럿의 횡 단면도이다.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예에 의한 가스터빈은 터빈에 구비된 타이로드(2)를 외측에서 감싸는 베어링 하우징(100)과, 상기 베어링 하우징(100)의 외측에 일단이 연결되고 타단이 외측을 향해 방사 형태로 배치된 파워 스트럿(300)과, 상기 파워 스트럿(300)으로 냉각 공기를 공급하는 냉각 공기 공급부(200)와, 상기 파워 스트럿(300)의 내부에 배치되고, 상기 냉각 공기 공급부(200)를 통해 공급된 냉각 공기와 열교환이 이루어지는 열교환 부(400) 및 상기 파워 스트럿(300)의 타단과 연결되고 링 형태로 이루어진 서포트 프레임(500)을 포함한다.

상기 베어링 하우징(100)은 타이로드(2)의 외측과 구름 접촉 상태로 회전하는 베어링이 내부에 구비되어 있으며, 상기 베어링은 회전하는 타이로드(2)의 마찰을 감소하고 하중을 지지하여 타이로드(2)의 안정적인 회전과 작동을 도모한다.

베어링 하우징(100)은 원통 형태로 타이로드(2)를 감싸며 축 방향을 따라 소정의 길이로 연장되고, 상기 베어링 하우징(100)의 외측 원주 방향에 다수개의 파워 스트릿(200)이 방사형태로 배치된다.

상기 파워 스트럿(300)은 타이로드(2)의 축 방향을 기준으로 후방에서 바라볼 때 베어링 하우징(100)의 외측에서 연직 방향으로 연장된다.

상기 파워 스트릿(200)은 연장된 외측 단부에 상기 베어링 하우징(100)과 동심원을 이루고 원통 형태로 형성된 서포트 프레임(500)이 구비되어 있다. 상기 파워 스트릿(200)은 베어링 하우징(100)과 서포트 프레임(500) 사이에 양단이 고정되어 있어 다수개의 로터(4)에 대한 지지도 안정적으로 실시할 수 있다.

파워 스트럿(300)은 횡 방향으로 단면을 잘라서 위에서 바라보면 베어링 하우징(100)의 축 방향으로 연장된 장축을 갖는 타원 형태로 형성되고, 내부가 빈 공간으로 형성되며, 열교환 부(400)가 내측벽에 구비된다. 상기 열교환 부(400)는 내부로 공급된 냉각 공기와의 접촉 면적 증가를 통해 냉각 성능을 향상시키기 위해 구비되며, 일 예로 상기 파워 스트럿(300)의 내측에서 서로 마주보며 돌출된 리브(410)가 형성된다.

상기 리브(410)는 상기 파워 스트럿(300)이 상기 서포트 프레임(500)을 향해 경사진 기울기와 유사한 기울기 또는 동일한 기울기 중의 어느 하나의 기울기로 경사지게 배치된다. 상기 파워 스트럿(300)이 베어링 하우징(100)의 외측에서 방사 형태로 연장되므로 상기 리브(410) 또한 상기 파워 스트럿(300)의 기울기와 대응되는 기울기로 연장된다.

파워 스트럿(300)은 타원형의 단면 형태로 연장되고, 상기 리브(410)는 일정 간격으로 이격되어 베어링 하우징(100)의 축 방향으로 다수개가 배치된다.

리브(410)는 설치 개수가 증가될수록 냉각 공기와의 접촉 면적이 증가되고 냉각 효율이 향상되므로 개별 단위 리브의 크기가 작게 형성되는 것이 바람직하다. 일 예로 상기 리브(410)는 배치 간격이 도면 기준으로 파워 스트럿(300)의 내측 중앙 보다 좌측 벽과 우측벽으로 갈수록 서로 간에 이격된 간격이 좁아지게 배치될 수 있다.

왜냐하면 냉각 공기가 후술할 개구 홀(303)에서 제1 냉각 통로(202)를 통해 안정적으로 이동되기 위해 상기 파워 스트럿(300)의 좌측벽과 우측벽으로 갈수록 이격 간격을 짧게 하여 상기 냉각 공기가 개구 홀(303)과 제2,3 냉각 통로(204, 206)를 향해 안정적으로 이동시키기 위해서이다.

리브(410)는 일 예로 직육면체 형태로 형성되는데, 파워 스트럿(300)의 내측에 서로 마주보며 배치되고, 상기 리브(410)의 돌출된 길이는 서로 마주보며 이격된 길이보다 짧게 연장된다.

냉각 공기는 파워 스트럿(300)의 내측을 경유하여 이동할 때 리브(410)와 열교환은 이루어지되, 유속이 저하되거나, 불필요한 난류가 발생되는 것은 바람직하지 않으므로 상기 냉각 공기가 안정적으로 이동될 수 있는 공간이 형성되는 것이 바람직하다.

일 예로 리브(410)의 배치에 따른 냉각 공기의 이동 안정성을 위해 상기 리브(410)는 파워 스트럿(300)의 내측벽에 밀착시키고, 상기 냉각 공기는 파워 스트럿(300)의 중앙과 상기 리브(410)에 의해 구획된 영역으로 고르게 확산되면서 이동된다. 이 경우 핫 가스에 의해 고온으로 열전달된 파워 스트럿(300)에 대한 냉각을 보다 효율적으로 실시할 수 있어 냉각 효율 향상을 도모할 수 있다.

첨부된 도 4를 참조하면, 본 실시 예에 의한 리브(410)는 상기 파워 스트럿(300)의 반경 방향 외측에서 상기 베어링 하우징(100)이 위치된 반경 방향 내측으로 향할수록 돌출량이 증가될 수 있다.

냉각 공기는 파워 스트럿(300)에서 베어링 하우징(100)을 향해 공급되는데, 이 경우 냉각 공기의 속도와 압력에 의해 상기 리브(410)가 위치된 곳에서의 냉각 공기 흐름이 난류 형태로 변화될 수 있다.

냉각 공기의 난류 흐름은 유체의 이동에서 필연적으로 발생되나 이를 최소화 하기 위해서 상기 리브(410)의 돌출된 돌출량을 상기 베어링 하우징(100)이 위치된 반경 방향 내측으로 향할수록 증가시켜 최소화 할 수 있다.

이 경우 냉각 공기가 최초 접촉되는 리브(410)의 일단(A위치)은 상기 리브(410)의 돌출된 돌출량이 최소한으로 돌출되므로 상기 냉각 공기와 리브(410)와의 불필요한 마찰이 최소화 될 수 있고, 상기 냉각 공기와 마지막으로 접촉되는 리브(410)의 타단(B 위치)은 상기 냉각 공기와의 접촉 면적이 최대로 증가되어 열교환을 통한 냉각을 효율적으로 실시할 수 있다.

따라서 상기 파워 스트럿(100)의 길이가 길어지는 경우에도 냉각 공기의 안정적인 이동과 열교환 효율을 동시에 향상시킬 수 있다.

본 실시 예는 파워 스트럿(300)을 외측에서 감싸는 커버 하우징(600)을 더 포함하고, 상기 파워 스트럿(300)의 외측과 상기 커버 하우징(600)의 내측 사이에는 제1 냉각 통로(202)가 형성된다.

상기 커버 하우징(600)은 파워 스트럿(300)에 대한 물리적인 보호 기능과, 고온의 핫 가스에 의해 전달된 열기로부터 가열되는 것을 최소화 하기 위해 구비된다.

커버 하우징(600)은 베어링 하우징(100)의 외측에 일단이 고정되고, 타단은 상기 서포트 프레임(500)의 내측에 고정되며, 제1 냉각 통로(202)가 형성되어 있어 핫 가스가 상기 파워 스트럿(300)과 직접적으로 접촉되지 않는다.

제1 냉각 통로(202)는 베어링 하우징(100)에서 서포트 프레임(500) 방향으로 연장되고, 상기 파워 스트럿(300)의 외주면과 이격된 공간을 형성하므로 고온의 핫 가스와 열교환되는 냉각 공기가 유입되는 공간을 제공할 수 있어 냉각 측면에서 유리해진다.

또한 파워 스트럿(300)으로 공급된 냉각 공기 중의 일부가 상기 제1 냉각 통로(202)로 공급되도록 상기 파워 스트럿(300)에 개구 홀(303)이 형성된다.

본 실시 예에 의한 개구 홀(303)은 상기 파워 스트럿(300)을 종 방향에서 단면을 잘라 측면에서 바라볼 때 좌측면과 우측면에 각각 개구된 제1 개구 홀(303a)과, 상기 제1 개구 홀(303a)의 하측으로 이격된 위치에 개구된 제2 개구 홀(303b)을 포함한다.

상기 제1 개구 홀(303a)과 제2 개구 홀(303b)은 서로 동일한 직경으로 개구되거나, 냉각 공기가 보다 많이 필요한 위치로 다량의 냉각 공기를 공급하기 위해 서로 다른 직경으로 개구될 수 있다.

제1 개구 홀(303a)과 제2 개구 홀(303b)은 제1 냉각 통로(202)를 향해 연직 방향으로 수평하게 개구될 수 있으며, 냉각 공기 중의 일부가 상기 제1,2 개구 홀(103a, 103b)을 경유하여 이동된다.

첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 의한 제1 개구 홀(303a)은 상기 커버 하우징(600)의 상측을 향해 경사지게 개구되고, 상기 제2 개구 홀(303b)은 상기 커버 하우징(600)의 하측을 향해 경사지게 개구된다.

냉각 공기는 제1 냉각 통로(202)로 이동할 때 커버 하우징(600)의 내측면과 필요적으로 충돌이 발생되고, 이로 인해 냉각 공기의 이동 방향이 의도된 방향과 다른 방향으로 이동될 수 있다.

본 발명은 이와 같이 냉각 공기의 이동 방향을 특정 방향으로 가이드 하기 위해 상기 제1,2 개구 홀(103a, 103b)의 개구된 위치를 특정 위치를 향해 개구 시켜 상기 냉각 공기의 안정적인 이동을 도모하고, 파워 스트럿(300)의 냉각 효율을 동시에 향상시킬 수 있다.

특히 본 실시 예는 파워 스트럿(300)의 내측은 리브(410)를 통해 냉각을 실시하고, 외측은 제1 냉각 통로(202) 또는 제2,3 냉각 통로(204, 206)를 통해 냉각을 실시할 수 있어 상기 파워 스트럿에 대한 효율적인 냉각을 실시할 수 있다.

상기 냉각 공기는 상기 제1 개구 홀(303a)을 통해 공급된 후에 상기 제1 냉각 통로(202)에서 상기 파워 스트럿(300)의 외측과 상기 서포트 프레임(500)의 내측과 연결된 위치에서 상기 타이로드(2)의 축 방향 전방과 후방을 향해 각각 형성된 제2 냉각 통로(204)를 향해 일부가 이동된다.

그리고 나머지 냉각 공기는 상기 파워 스트럿(300)의 내측과 상기 베어링 하우징(100)의 외측을 감싸는 내부 케이싱(700)의 외측과 연결된 위치에서 상기 타이로드(2)의 축 방향 전방과 후방을 향해 각각 형성된 제3 냉각 통로(206)로 이동되면서 냉각을 도모한다.

제2 냉각 통로(204)와 제3 냉각 통로(206)는 제1 냉각 통로(202)의 개구된 단면 보다는 작은 영역으로 형성되므로 상기 냉각 공기가 신속하게 상기 제2,3 냉각 통로(204, 206)로 이동될 수 있다.

상기 제2,3 냉각 통로(204, 206)은 고온의 핫 가스에 의한 손상을 방지하기 위해 공급되므로 고온의 핫 가스와 열교환을 통해 파워 스트럿(300)과 서포트 프레임(500)과 로터(4)가 고온의 열기에 노출되거나 열전달로 인한 변형을 최소화 할 수 있다.

또한 냉각 공기가 제2,3 냉각 통로(204, 206)를 따라 타이로드(2)의 축 방향에서 이동되므로 상기 타이로드(2)를 축 방향 일부 구간에서 감싸는 형태로 냉각을 실시할 수 있다.

냉각 공기는 제2 냉각 통로(204)를 경유하여 핫 가스가 이동하는 패스(path)로 이동하여 냉각을 도모하고, 제3 냉각 통로(206)로 공급된 냉각 공기는 로터(4)의 축 방향으로 공급되면 상기 로터(4)를 상기 터빈에 구비된 압축기 방향으로 가압할 수 있다.

상기 로터(4)는 핫 가스에 의해 축 방향에서 파워 스트럿(300)이 위치된 방향으로 압력이 가해지게 되고, 이로 인해 상기 로터(4)가 상기 파워 스트럿(300)이 위치된 후방으로 밀리는 비정상적인 가압력이 가해진다.

본 발명은 이를 해결하기 위해 상기 로터(4)로 냉각 공기 중의 일부를 공급하여 상기 로터(4)를 압축기 방향으로 지지하여 상기 로터(4)가 전술한 위치로 밀리는 형상을 해결할 수 있다.

따라서 냉각 공기를 이용하여 냉각과 로터(4)에 대한 지지를 동시에 도모할 수 있다.

본 실시 예에 의한 제1 냉각 통로(202)는 상기 제2,3 냉각 통로(204, 206) 보다 직경이 크게 이루어진다. 상기 제1 냉각 통로(202)는 제1,2 개구 홀(103a, 103b)을 통해 냉각 공기가 유입되는 메인 통로 역할을 하므로 상기 제2,3 냉각 통로(204, 206)를 향해 이동하는 속도가 빨라질 수 있다.

첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 커버 하우징(600)은 내측벽에 상기 제1,2 개구 홀(103a, 103b)을 통해 이동된 냉각 공기를 각각 상기 제2,3 냉각 통로(204, 206)로 가이드 하기 위한 가이드 부(610)가 구비된다.

상기 가이드 부(610)는 상기 커버 하우징(600)의 내측벽에 일단이 고정되어 상기 파워 스트럿(300)의 중앙을 향해 수평하게 연장된 수평부(612)와, 상기 수평부(612)의 단부가 상기 제2,3 냉각 통로(204, 206)를 향해 각각 라운드 진 라운드 부(614)를 포함한다.

냉각 공기는 제1,2 개구 홀(103a, 103b)을 통해 배출되면 화살표 방향을 따라 이동되나, 상기 제1 냉각 통로(202)의 길이가 폭에 비해 길게 연장되어 있어 제2,3 냉각 통로(204, 206)를 향해 모두 이동하지 못하고 상기 커버 하우징(600)의 내측에서 순환하게 된다.

이 경우 냉각 공기는 수평부(612)를 따라 라운드 부(614)로 이동되는데, 상기 라운드 부(614)에서 방향이 각각 제2 냉각 통로(204)와 제3 냉각 통로(206)로 용이하게 전환 될 수 있어 대부분의 냉각 공기가 원하는 방향을 향해 이동된다.

따라서 로터(4)에 대한 냉각과 파워 스트럿(300) 및 서포트 프레임(500)에 대한 냉각을 안정적으로 실시할 수 있다.

본 실시 예에 의한 냉각 공기 공급부(800)는 터빈의 압축기에서 압축된 고압의 압축 공기를 공급하며, 상기 압축기에서 압축된 압축 공기를 공급하기 위해 파이프(미도시)가 별도로 구비되어 상기 서포트 프레임(500)의 외측과 연통된다.

참고로 서포트 프레임(500)에는 냉각 공기 공급부(800)에서 공급된 압축 공기를 공급받기 위해 원주 방향에 냉각 공기 도입 통로가 형성되고, 상기 냉각 공기 도입 통로는 전술한 파워 스트럿(300)의 내측과 연통된다.

이상, 본 발명의 일 실시 예에 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.

2 : 타이로드
3 : 로터
100 : 베어링 하우징
200 : 냉각 공기 공급부
300 : 파워 스트럿
202 : 제1 냉각 통로
303 : 개구 홀
303a, 303b : 제1,2 개구 홀
204 : 제2 냉각 통로
206 : 제3 냉각 통로
400 : 열교환 부
410 : 리브
500 : 서포트 프레임
600 : 커버 하우징
610 : 가이드 부
612 : 수평부
614 : 라운드 부
700 : 내부 케이싱

Claims

터빈에 구비된 타이로드의 외측을 감싸는 베어링 하우징;
상기 베어링 하우징의 외측에 일단이 연결되고 타단이 외측을 향해 방사 형태로 배치된 파워 스트럿;
상기 파워 스트럿으로 냉각 공기를 공급하는 냉각 공기 공급부;
상기 파워 스트럿의 내부에 배치되고, 상기 냉각 공기 공급부를 통해 공급된 냉각 공기와 열교환이 이루어지는 열교환 부; 및
상기 파워 스트럿의 타단과 연결되고 링 형태로 이루어진 서포트 프레임을 포함하는 가스터빈.
제1 항에 있어서,
상기 열교환 부는 상기 파워 스트럿의 내측에 서로 마주보며 돌출된 리브를 포함하는 가스터빈.
제2 항에 있어서,
상기 리브는 상기 파워 스트럿이 상기 서포트 프레임을 향해 경사진 기울기와 유사한 기울기 또는 동일한 기울기 중의 어느 하나의 기울기로 경사지게 배치된 가스터빈.
제2 항에 있어서,
상기 리브는 상기 파워 스트럿의 반경 방향 외측에서 상기 베어링 하우징이 위치된 반경 방향 내측으로 향할수록 돌출량이 증가하는 가스터빈.
제1 항에 있어서,
상기 파워 스트럿을 외측에서 감싸는 커버 하우징을 더 포함하는 가스터빈.
제1 항에 있어서,
상기 파워 스트럿의 외측과 상기 커버 하우징의 내측 사이에는 제1 냉각 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 가스터빈.
제1 항에 있어서,
상기 파워 스트럿으로 공급된 냉각 공기 중의 일부가 상기 제1 냉각 통로로 공급되도록 상기 파워 스트럿에 개구 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 가스터빈.
제7 항에 있어서,
상기 개구 홀은 상기 파워 스트럿을 종 방향에서 단면을 잘라 측면에서 바라볼 때 좌측면과 우측면에 각각 개구된 제1 개구 홀;
상기 제1 개구 홀의 하측으로 이격된 위치에 개구된 제2 개구 홀을 포함하는 가스터빈.
제8 항에 있어서,
상기 제1 개구 홀은 상기 커버 하우징의 상측을 향해 경사지게 개구되고, 상기 제2 개구 홀은 상기 커버 하우징의 하측을 향해 경사지게 개구된 가스터빈.
제9 항에 있어서,
상기 냉각 공기는 상기 제1 개구 홀을 통해 공급된 후에 상기 제1 냉각 통로에서 상기 파워 스트럿의 외측과 상기 서포트 프레임의 내측과 연결된 위치에서 상기 타이로드의 축 방향 전방과 후방을 향해 각각 형성된 제2 냉각 통로를 향해 일부가 이동되고,
나머지는 상기 파워 스트럿의 내측과 상기 베어링 하우징의 외측을 감싸는 내부 케이싱의 외측과 연결된 위치에서 상기 타이로드의 축 방향 전방과 후방을 향해 각각 형성된 제3 냉각 통로로 이동되며,
상기 제1 개구 홀과 상기 제2 개구 홀을 통해 공급된 냉각 공기가 상기 제2 냉각 통로와 상기 제3 냉각 통로를 향해 각각 공급되는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
제10 항에 있어서,
상기 제1 냉각 통로는 상기 제2,3 냉각 통로 보다 직경이 크게 이루어진 가스터빈.
제10 항에 있어서,
상기 커버 하우징은 내측벽에 상기 제1,2 개구 홀을 통해 이동된 냉각 공기를 각각 상기 제2,3 냉각 통로로 가이드 하기 위한 가이드 부가 구비된 것을 특징으로 하는 가스터빈.
제12 항에 있어서,
상기 가이드 부는 상기 커버 하우징의 내측벽에 일단이 고정되어 상기 파워 스트럿의 중앙을 향해 연직방향으로 수평하게 연장된 수평부;
상기 수평부의 단부가 상기 제2,3 냉각 통로를 향해 각각 라운드 진 라운드 부를 포함하는 가스터빈.
제10 항에 있어서,
상기 제3 냉각 통로로 공급된 냉각 공기가 로터의 축 방향으로 공급되면 상기 로터를 상기 터빈에 구비된 압축기 방향으로 가압하는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
제1 항에 있어서,
상기 냉각 공기 공급부는 터빈의 압축기에서 압축된 고압의 압축 공기를 공급하는 것을 특징으로 하는 가스터빈.