KR20190103763A - 터빈의 씰플레이트와, 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈 - Google Patents

터빈의 씰플레이트와, 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈 Download PDF

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KR20190103763A
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Abstract

본 발명은 적정한 냉각공기가 블레이드에 공급되도록 하여 블레이드가 과열되는 것을 방지하는 씰플레이트와, 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈을 제공하기 위한 것으로, 가스터빈의 터빈디스크에 장착되는 블레이드의 이탈을 방지하는 블레이드의 씰플레이트에 있어서, 상기 블레이드의 일측에 배치되며, 상기 블레이드와의 사이에 냉각공기가 유입되는 내측 챔버를 형성하는 프레임; 및 상기 프레임으로부터 상기 터빈디스크 측으로 연장되어 형성되어 상기 블레이드 하측의 냉각공기유로와 상기 내측챔버를 분할하고, 복수의 냉각공기유동홀이 형성되어 상기 냉각공기유로로부터 공급된 공기의 일부를 상기 내측챔버로 공급하는 격벽부를 포함하는 블레이드의 씰플레이트와, 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈을 제공한다.

Description

터빈의 씰플레이트와, 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈{ Seal plate of turbine, turbine and gas turbine comprising it}
본 발명은 터빈의 씰 플레이트와, 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 더욱 상세하게는, 터빈디스크의 과열을 방지시키는 터빈의 씰플레이트와 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈에 관한 것이다.
가스터빈은 크게 압축기와 연소기와 터빈으로 구성된다. 상기 압축기는 공기를 도입하는 압축기 입구 스크롤 스트럿이 구비되고, 압축기 케이싱 내에 다수개의 압축기 베인과, 압축기 블레이드가 교대로 배치되어 있다. 연소기는 상기 압축기에서 압축된 압축 공기에 대하여 연료를 공급하고 점화기로 점화함으로써 고온고압의 연소 가스가 생성된다.
터빈은 터빈 케이싱 내에 복수의 터빈 베인과, 터빈 블레이드가 교대로 배치되어 있다. 또한, 압축기와 연소기와 터빈 및 배기실의 중심부를 관통하도록 타이로드가 배치되어 있다. 상기 타이로드는 양단부가 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 그리고 상기 타이로드에 복수의 디스크가 고정되어, 각각의 블레이드가 연결되는 동시에, 배기실측의 단부에 발전기 등의 구동축이 연결된다.
이러한 가스터빈은 4행정 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.
가스터빈의 작동에 대해서 간략하게 설명하면, 압축기에서 압축된 공기가 연료와 혼합되어 연소됨으로써 고온의 연소 가스가 만들어지고, 이렇게 만들어진 연소 가스는 터빈 측으로 분사된다. 분사된 연소 가스가 상기 터빈 베인 및 터빈 블레이드를 통과하면서 회전력을 생성시키고, 이에 상기 로터가 회전하게 된다.
이러한 가스터빈의 터빈과 관련된 기술로서, 미국특허등록 제8573943호에서는 가스터빈에 관해 개시하고 있다.
상기 종래의 가스터빈은, 블레이드 냉각용 공기가 블레이드 하측으로 공급된 후, 씰플레이트와 블레이드 사이의 냉각공간으로 공급된다.
상기 씰플레이트와 인접하는 씰플레이트 사이에 갭이 발생하는 경우, 냉각공간으로 공급된 냉각공기는 씰플레이트 사이의 갭으로 통하여 다량이 외부로 누출될 수 있고, 냉각공기의 유출에 따라 블레이드로의 냉각공기 공급이 충분치 아니하여 블레이드가 과열될 수 있다는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 적정한 냉각공기가 블레이드에 공급되도록 하여 블레이드가 과열되는 것을 방지하는 씰플레이트와, 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은, 가스터빈의 터빈디스크에 장착되는 블레이드의 이탈을 방지하는 블레이드의 씰플레이트에 있어서, 상기 블레이드의 일측에 배치되며, 상기 블레이드와의 사이에 냉각공기가 유입되는 내측 챔버를 형성하는 프레임; 및 상기 프레임으로부터 상기 터빈디스크 측으로 연장되어 형성되어 상기 블레이드 하측의 냉각공기유로와 상기 내측챔버를 분할하고, 복수의 냉각공기유동홀이 형성되어 상기 냉각공기유로로부터 공급된 공기의 일부를 상기 내측챔버로 공급하는 격벽부를 포함하는 블레이드의 씰플레이트를 제공한다.
본 발명의 상기 냉각공기유로는 상기 블레이드와 상기 터빈디스크 사이에 형성되고, 상기 프레임과 상기 블레이드 사이에 형성되어 상기 내측챔버를 제1챔버 및 제2챔버로 분할하는 씰링을 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 블레이드는, 상기 터빈디스크에 결합되며 잣나무 형상으로 이루어지는 루트부와, 상기 루트부 상측에 결합되는 생크부와, 상기 생크부 상측에 결합되는 에어포일을 포함하고, 상기 루트부와 상기 터빈디스크 사이에 갭이 형성되어, 상기 제1챔버의 냉각공기가 상기 갭을 통하여 상기 제2챔버로 이송될 수 있다.
다른 한편으로 본 발명은, 연소기로부터 공급받은 연소가스를 내부로 통과시켜, 동력을 발생시키는 터빈에 있어서, 복수개의 터빈디스크와, 상기 복수개의 터빈디스크의 외측면에 각각 결합되는 복수개의 블레이드를 포함하는 로터; 상기 블레이드의 일측에 배치되며 상기 블레이드와의 사이에 냉각공기가 유입되는 내측 챔버를 형성하는 씰플레이트와; 상기 씰플레이트와 상기 블레이드 사이에 형성되어 상기 블레이드 하측의 냉각공기유로와 상기 내측챔버를 분할하고, 냉각공기유동로가 형성되어 상기 냉각공기유로로부터 공급된 공기의 일부를 상기 내측챔버로 공급하는 격벽부; 및 상기 로터를 내부에 수용하는 케이싱과, 상기 복수개의 블레이드 사이에 배치되도록 상기 케이싱의 내주면에 설치되는 복수개의 베인과, 상기 베인의 단부에 설치되는 베인 씰링어셈블리를 포함하는 스테이터를 포함하는 터빈을 제공한다.
본 발명의 상기 격벽부는, 상기 씰플레이트로부터 상기 블레이드 측으로 연장되어 형성되고, 상기 냉각공기유동로는 상기 격벽부에 형성된 복수개의 냉각공기유동홀일 수 있다.
또는 본 발명의 상기 냉각공기유동로는 상기 격벽부와 상기 블레이드 사이의 이격공간이거나, 상기 격벽부에 형성된 냉각공기유동슬롯일 수 있다.
또한, 상기 씰링플레이트와 상기 블레이드 사이에 형성되어 상기 내측챔버를 제1챔버 및 제2챔버로 분할하는 씰링을 더 포함하고, 상기 블레이드는, 상기 터빈디스크에 결합되며 잣나무 형상으로 이루어지는 루트부와, 상기 루트부 상측에 결합되는 생크부와, 상기 생크부 상측에 결합되는 에어포일을 포함하고, 상기 루트부와 상기 터빈디스크 사이에 갭이 형성되어, 상기 제1챔버의 냉각공기가 상기 갭을 통하여 상기 제2챔버로 이송될 수 있다.
다른 한편으로 본 발명은, 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기; 상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 통해 연료를 연소시켜, 연소가스를 생성하는 연소기; 및 상기 연소기로부터 공급받은 연소가스에 의해 회전하며, 복수개의 터빈디스크와 상기 복수개의 터빈디스크의 외측면에 각각 결합되는 복수개의 블레이드를 포함하는 로터와, 상기 블레이드의 일측에 배치되며 상기 블레이드와의 사이에 냉각공기가 유입되는 내측챔버를 형성하는 씰플레이트와, 상기 씰플레이트와 상기 블레이드 사이에 형성되어 상기 블레이드 하측의 냉각공기유로와 상기 내측챔버를 분할하고 냉각공기유동로가 형성되어 상기 냉각공기유로로부터 공급된 공기의 일부를 상기 내측챔버로 공급하는 격벽부 및 상기 로터를 내부에 수용하는 케이싱과 상기 복수개의 블레이드 사이에 배치되도록 상기 케이싱의 내주면에 설치되는 복수개의 베인을 포함하는 스테이터를 포함하는 터빈; 을 포함하는 가스터빈을 제공한다.
본 발명의 상기 격벽부는, 상기 씰플레이트로부터 상기 블레이드 측으로 연장되어 형성될 수 있다.
본 발명의 상기 냉각공기유동로는 상기 격벽부에 형성된 복수개의 냉각공기유동홀이거나, 상기 격벽부와 상기 터빈디스크 사이의 이격공간이거나, 상기 격벽부에 형성된 냉각공기유동슬롯일 수 있다.
본 발명에 따른 씰플레이트와, 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈은, 씰플레이트의 구조를 개선하여, 인접하는 씰플레이트와의 갭을 통하여 불필요하게 누설되는 냉각공기를 최소화하여 터빈디스크의 과열을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 씰플레이트가 적용되는 가스터빈의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 "A" 부의 단면도이다.
도 3은 도 2의 "B" 부의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 씰플레이트의 격벽부와, 터빈디스크 및 블레이드의 결합부위를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예의 블레이드의 루트부와 터빈디스크의 결합부위의 확대도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 씰플레이트를 장착한 블레이드 및 터빈디스크 결합부위의 확대도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 씰플레이트의 격벽부와, 터빈디스크 및 블레이드의 결합부위를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 터빈의 씰플레이트와, 이를 포함하는 터빈 및 가스터빈에 대해 도면을 참조하여 설명하도록 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스터빈(10)은, 타이로드(11), 압축기(12), 연소기(13) 및 터빈(100)을 포함한다.
상기 가스 터빈은 하우징을 구비하고 있고, 상기 하우징의 후측에는 터빈을 통과한 연소가스가 배출되는 디퓨저(16)가 구비되어 있다. 그리고, 상기 디퓨저(16)의 앞쪽으로 압축된 공기를 공급받아 연소시키는 연소기(13)가 배치된다.
공기의 흐름 방향을 기준으로 설명하면, 상기 하우징의 상류측에 압축기(12)가 위치하고, 하류 측에 터빈(100)이 배치된다. 그리고, 상기 압축기(12)와 상기 터빈(100)의 사이에는 터빈에서 발생된 회전토크를 상기 압축기로 전달하는 토크 전달부재로서의 토크튜브가 배치되어 있다. 본 실시예에서는 토크튜브가 사용되고 있으나, 토크튜브 대신에 CUD(central unbladed disk) 등의 다른 부재가 사용될 수도 있다.
상기 압축기(12)는 복수(예를 들어 14매)의 압축기 로터 디스크를 구비하고, 상기 각각의 압축기 로터 디스크들은 타이로드(11)에 의해서 축 방향으로 이격되지 않도록 체결되어 있다.
구체적으로, 상기 각각의 압축기 로터 디스크는 대략 중앙을 상기 타이로드(11)가 관통한 상태로 서로 축 방향을 따라서 정렬되어 있다. 여기서, 이웃한 각각의 압축기 로터 디스크는 대향하는 면이 상기 타이로드(11)에 의해 압착되어, 상대 회전이 불가능하도록 배치된다.
상기 압축기 로터 디스크의 외주면에는 복수 개의 블레이드가 방사상으로 결합되어 있다. 상기 각각의 블레이드는 루트부를 구비하여 상기 압축기 로터 디스크에 체결된다.
상기 각각의 로터 디스크의 사이에는 상기 하우징에 고정되어 배치되는 베인(미도시)이 위치한다. 상기 베인은 상기 로터 디스크와는 달리 회전하지 않도록 고정되며, 압축기 로터 디스크의 블레이드를 통과한 압축 공기의 흐름을 정렬하여 하류측에 위치하는 로터 디스크의 블레이드로 공기를 안내하는 역할을 하게 된다.
상기 루트부의 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 상기 블레이드를 로터 디스크에 체결할 수 있다.
상기 타이로드(11)는 상기 복수 개의 압축기 로터 디스크 및 터빈로터 디스크들의 중심부를 관통하도록 배치되어 있으며, 일측 단부는 최상류측에 위치한 압축기 로터 디스크 내에 체결되고, 타측 단부에는 고정 너트에 의해 체결된다.
상기 타이로드(11)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.
도시되지는 않았으나, 가스 터빈의 압축기에는 유체의 압력을 높이고 난 후 연소기 입구로 들어가는 유체의 유동각을 설계 유동각으로 맞추기 위하여 디퓨저(diffuser)의 전방에 안내깃 역할을 하는 베인이 설치될 수 있으며, 이를 디스윌러 출구 안내깃(desworler Outlet guide vane)라고 한다.
상기 연소기(13)에서는 유입된 압축공기를 연료와 혼합, 연소시켜 높은 에너지의 고온, 고압 연소가스를 만들어 내며, 등압연소과정으로 연소기 및 터빈부품이 견딜 수 있는 내열한도까지 연소가스온도를 높이게 된다.
가스터빈의 연소시스템을 구성하는 연소기는 셀 형태로 형성되는 케이싱 내에 다수가 배열될 수 있으며, 연료분사노즐 등을 포함하는 버너(Burner)와, 연소실을 형성하는 연소기 라이너(Combuster Liner), 그리고 연소기와 터빈의 연결부가 되는 트랜지션 피스(Transition Piece)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 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 점화플러그가 결합된다.
한편 라이너의 후단에는, 점화플러그에 의해 연소되는 연소가스를 터빈 측으로 보낼 수 있도록 트랜지션피스가 연결된다. 이러한 트랜지션피스는, 연소가스의 높은 온도에 의한 파손이 방지되도록 외벽부가 압축기로부터 공급되는 압축공기에 의해 냉각된다.
이를 위해 상기 트랜지션피스에는 공기를 내부로 분사시킬 수 있도록 냉각을 위한 홀들이 마련되며, 압축공기는 홀들을 통해 내부에 있는 본체를 냉각시킨 후 라이너 측으로 유동된다.
상기 라이너의 환형공간에는 전술한 트랜지션피스를 냉각시킨 냉각공기가 유동되며, 라이너의 외벽에는 플로우 슬리브의 외부에서 압축공기가 플로우 슬리부에 마련되는 냉각 홀들을 통해 냉각공기로 제공되어 충돌할 수 있다.
한편, 상기 연소기에서 나온 고온, 고압의 연소가스는 상술한 터빈(100)으로 공급된다. 공급된 고온 고압의 연소 가스가 팽창하면서 터빈의 회전날개에 충동, 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.
상기 터빈(100)은 기본적으로는 압축기의 구조와 유사하며, 상기 터빈(100)은, 상기 연소기(13)로부터 공급받은 연소가스를 내부로 통과시켜, 전력 생성을 위한 동력을 발생시키는 것으로서, 로터(110) 및 스테이터(120)를 포함한다. 본 실시예의 터빈은 전력생성을 위한 동력을 발생시키는 것으로 설명되었으나, 상기 터빈에서 발생하는 동력은 기계구동 혹은 추진력을 발생시키는 등의 다른 용도로 사용될 수도 있음은 물론이다.
상기 로터(110)는, 상기 연소기(13)로부터 공급받은 연소가스에 의해 회전하는 것으로서, 상기 타이로드(11)의 외주면에 설치되는 복수개의 터빈디스크(112)와, 상기 복수개의 터빈디스크(112)의 반경방향 외측면에 결합되는 복수개의 블레이드(114)를 포함한다. 상기 터빈(100)으로 유입된 연소가스는 상기 블레이드(114)를 통과하며 상기 블레이드(114)를 밀게 되고, 그에 따라 상기 블레이드(114)와 터빈디스크(112)는, 상기 타이로드(11)을 중심축으로 하여 회전하게 된다.
상기 블레이드(114)의 일측에는 상기 블레이드(114)가 상기 터빈디스크(112)로부터 이탈되는 것을 방지함과 동시에 상기 블레이드(114)를 냉각시키는 냉각공기가 수용되는 내측챔버를 형성하는 씰플레이트가 형성된다.
상기 스테이터(120)는, 전단(Pre-stage)의 블레이드(112)를 통과한 연소가스가 후단(Rear-stage)의 블레이드(114)로 공급될 수 있도록 경로를 제공하는 것으로서, 상기 로터(110)를 내부에 수용하는 케이싱(121)과, 상기 타이로드(11) 측을 향하도록 상기 케이싱(121)의 내주면에 설치되되, 상기 복수개의 블레이드(112) 사이에 배치되는 복수개의 베인 에어포일(122)과, 상기 베인 에어포일(122)의 단부에 설치되는 베인 씰링어셈블리(123)를 포함한다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 씰플레이트(130)는 터빈디스크(112)로부터 블레이드의 이탈을 방지하는 것으로서, 프레임(131) 및 격벽부(132)로 이루어진다.
상기 씰플레이트(130)에 의하여 이탈이 방지되는 블레이드(114)는 루트부(115), 생크부(116) 및 에어포일(117)로 이루어진다. 상기 루트부(115)는 상기 터빈디스크(112)에 결합되며, 잣나무 형상의 단면형상을 가진다. 상기 생크부(116)는 상기 루트부(115)의 상측에 결합되며, 상기 에어포일(117)은 상기 생크부(116)의 상측에 익형 형상으로 형성된다.
상기 프레임(131)은 상기 블레이드(114)의 일측에 배치되며, 상기 블레이드와의 사이에 냉각공기가 유입되는 내측 챔버(C)를 형성한다. 상기 블레이드(114)의 하측에는 상기 내측챔버(C)로 공급되는 냉각공기가 유동하는 냉각공기유로(L)가 형성된다. 상기 냉각공기유로(L)는 상기 블레이드(114)와 상기 터빈디스크(112) 사이에 형성된다.
상기 프레임(131)의 하부에는 상기 터빈디스크(112) 측으로 연장되는 격벽부(132)가 형성된다.
상기 격벽부(132)는 상기 냉각공기유로(L)와 상기 내측챔버(C)를 분할하도록 형성된다. 상기 격벽부(132)에는 상기 냉각공기유로(L)로부터 공급된 냉각공기의 일부만이 상기 내측챔버(C)로 공급될 수 있도록 하는 냉각공기유동홀(132a)이 형성된다.
상기 냉각공기유동홀(132a)은 복수개가 형성될 수 있으며 상기 냉각공기유로(L)와 상기 내측챔버(C)를 연통하도록 하며, 소구경으로 형성되어 상기 냉각공기유로(L)부터 공급된 냉각공기 중 소정의 냉각공기만을 내측챔버(C)로 이송시킨다. 상기 냉각공기유동홀을 통하여 내측챔버로 이송된 공기 이외의 대부분의 냉각공기는 블레이드(114) 측으로 공급된다. 이에 따라 냉각공기유로와 상기 내측챔버가 한 공간으로 형성되어 있는 종래의 가스터빈 구조에 비하여 본 발명은 상기 냉각공기유로를 통하여 공급된 냉각공기의 대부분은 블레이드 측으로 공급되고, 냉각공기 중 일부만이 내측챔버(C)로 이동하므로, 인접하는 씰플레이트(130) 사이의 갭이 있는 경우에도 씰플레이트(130) 사이의 갭을 통하여 누설되는 냉각공기의 양이 제한되므로 블레이드의 과열이 방지될 수 있다.
상기 내측챔버(C)는 씰링(140)에 의하여 제1챔버(C1) 및 제2챔버(C2)로 분할된다. 상기 제1챔버(C1)는, 상측은 씰링(140), 일측은 터빈디스크 및 블레이드측면, 타측은 씰플레이트 면 및 하측은 격벽부(132)에 의하여 밀폐되어 형성된다.
상기 제1챔버(C1)에 수용된 냉각공기는 상기 루트부(115)와 상기 터빈디스크(112) 사이의 갭을 통하여 상기 제2챔버(C2)로 이송된다. 이 경우 상기 루트부(115)와 상기 터빈디스크(112) 사이의 갭(G)을 통하여 이동되는 냉각공기는 블레이드로부터 터빈디스크로의 열 전달을 감소시킨다.
상기 제2챔버(C2)로 이송된 냉각공기는 상기 생크부(116)와 인접하는 생크부 사이의 틈을 통하여 터빈의 메인 유로로 이동하게 된다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 씰플레이트(230)를 장착한 블레이드(214) 및 터빈디스크(212)의 결합부의 확대도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 씰플레이트(230)는 프레임(231) 및 격벽부(232)로 이루어진다.
상기 프레임(231)은 평판 형상으로 이루어지며, 상기 격벽부(232)는 상기 프레임(231)으로부터 상기 블레이드(214) 측으로 연장되어 형성된다. 상기 격벽부(232)의 터빈디스크측 단부와 상기 블레이드(214)는 이격되어 형성된다.
상기 냉각공기유로(L)를 통하여 이송된 냉각공기 중 일부는 상기 격벽부(232)의 단부와 상기 블레이드(214) 사이에 형성된 냉각공기유동로(233)를 통하여 상기 내측챔버(C)로 이송된다.
본 실시예의 격벽부(232)의 단부와 상기 블레이드(214)는 사이 공간이 상당히 협소하게 형성되어, 상기 냉각공기유로(L)를 통하여 공급되는 냉각공기의 대부분은 상기 블레이드(214)로 직접 공급되고, 그 이외의 나머지 소정량의 냉각공기만이 상기 격벽부(232)와 블레이드 사이의 내측챔버(C)로 이송되므로, 본 실시예는 씰플레이트(230)와 인접하는 씰플레이트 사이에 갭이 존재하는 경우에도 갭 사이로 누설되는 공기가 최소화되므로 블레이드의 과열을 방지할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 씰플레이트의 격벽부와, 터빈디스크 및 블레이드의 결합부를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 씰플레이트는 프레임 및 격벽부(332)로 이루어진다.
상기 격벽부(332)는 상기 프레임으로부터 상기 터빈디스크 측으로 연장되어 형성된다. 상기 격벽부(332)에는 냉각공기유로를 통하여 공급된 냉각공기 중 소정량의 냉각공기만이 이송되는 냉각공기유동슬롯(332a)이 형성된다.
본 실시예의 격벽부(332)의 냉각공기유동슬롯(332a)은 폭이 상당히 협소하게 형성되어, 상기 냉각공기유로를 통하여 공급되는 냉각공기의 대부분은 상기 블레이드로 직접 공급되고, 그 이외의 나머지 소정량의 냉각공기만이 상기 냉각공기유동슬롯으로 이송되므로, 본 실시예는 씰플레이트와 인접하는 씰플레이트 사이에 갭이 존재하는 경우에도 갭 사이로 누설되는 공기가 최소화되므로 블레이드의 과열을 방지할 수 있다.
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.
10 : 가스터빈 100 : 터빈
110 : 로터 120 : 스테이터
130 : 씰플레이트 131 : 프레임
132 : 격벽부 132a: 냉각공기유동홀
140 : 씰링

Claims (17)

  1. 가스터빈의 터빈디스크에 장착되는 블레이드의 이탈을 방지하는 블레이드의 씰플레이트에 있어서,
    상기 블레이드의 일측에 배치되며, 상기 블레이드와의 사이에 냉각공기가 유입되는 내측 챔버를 형성하는 프레임; 및
    상기 프레임으로부터 상기 터빈디스크 측으로 연장되어 형성되어 상기 블레이드 하측의 냉각공기유로와 상기 내측챔버를 분할하고, 복수의 냉각공기유동홀이 형성되어 상기 냉각공기유로로부터 공급된 공기의 일부를 상기 내측챔버로 공급하는 격벽부를 포함하는 블레이드의 씰플레이트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각공기유로는 상기 블레이드와 상기 터빈디스크 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 블레이드의 씰플레이트.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 프레임과 상기 블레이드 사이에 형성되어 상기 내측챔버를 제1챔버 및 제2챔버로 분할하는 씰링을 더 포함하는 블레이드의 씰플레이트.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 블레이드는, 상기 터빈디스크에 결합되며 잣나무 형상으로 이루어지는 루트부와, 상기 루트부 상측에 결합되는 생크부와, 상기 생크부 상측에 결합되는 에어포일을 포함하는 블레이드의 씰플레이트.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 루트부와 상기 터빈디스크 사이에 갭이 형성되어, 상기 제1챔버의 냉각공기가 상기 갭을 통하여 상기 제2챔버로 이송되는 블레이드의 씰플레이트.

  6. 연소기로부터 공급받은 연소가스를 내부로 통과시켜, 동력을 발생시키는 터빈에 있어서,
    복수개의 터빈디스크와, 상기 복수개의 터빈디스크의 외측면에 각각 결합되는 복수개의 블레이드를 포함하는 로터;
    상기 블레이드의 일측에 배치되며 상기 블레이드와의 사이에 냉각공기가 유입되는 내측 챔버를 형성하는 씰플레이트와;
    상기 씰플레이트와 상기 블레이드 사이에 형성되어 상기 블레이드 하측의 냉각공기유로와 상기 내측챔버를 분할하고, 냉각공기유동로가 형성되어 상기 냉각공기유로로부터 공급된 공기의 일부를 상기 내측챔버로 공급하는 격벽부; 및
    상기 로터를 내부에 수용하는 케이싱과, 상기 복수개의 블레이드 사이에 배치되도록 상기 케이싱의 내주면에 설치되는 복수개의 베인과, 상기 베인의 단부에 설치되는 베인 씰링어셈블리를 포함하는 스테이터를 포함하는 터빈.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 격벽부는, 상기 씰플레이트로부터 상기 블레이드 측으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 터빈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 냉각공기유동로는 상기 격벽부에 형성된 복수개의 냉각공기유동홀인 것을 특징으로 하는 터빈.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 냉각공기유동로는 상기 격벽부와 상기 블레이드 사이의 이격공간인 것을 특징으로 하는 터빈.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 냉각공기유동로는 상기 격벽부에 형성된 냉각공기유동슬롯인 것을 특징으로 하는 터빈.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 씰링플레이트와 상기 블레이드 사이에 형성되어 상기 내측챔버를 제1챔버 및 제2챔버로 분할하는 씰링을 더 포함하는 터빈.

  12. 청구항 6에 있어서,
    상기 블레이드는, 상기 터빈디스크에 결합되며 잣나무 형상으로 이루어지는 루트부와, 상기 루트부 상측에 결합되는 생크부와, 상기 생크부 상측에 결합되는 에어포일을 포함하고,
    상기 루트부와 상기 터빈디스크 사이에 갭이 형성되어, 상기 제1챔버의 냉각공기가 상기 갭을 통하여 상기 제2챔버로 이송되는 터빈.
  13. 공기를 흡입하여 압축시키는 압축기;
    상기 압축기로부터 공급받은 압축공기를 통해 연료를 연소시켜, 연소가스를 생성하는 연소기; 및
    상기 연소기로부터 공급받은 연소가스에 의해 회전하며, 복수개의 터빈디스크와 상기 복수개의 터빈디스크의 외측면에 각각 결합되는 복수개의 블레이드를 포함하는 로터와, 상기 블레이드의 일측에 배치되며 상기 블레이드와의 사이에 냉각공기가 유입되는 내측챔버를 형성하는 씰플레이트와, 상기 씰플레이트와 상기 블레이드 사이에 형성되어 상기 블레이드 하측의 냉각공기유로와 상기 내측챔버를 분할하고 냉각공기유동로가 형성되어 상기 냉각공기유로로부터 공급된 공기의 일부를 상기 내측챔버로 공급하는 격벽부 및 상기 로터를 내부에 수용하는 케이싱과 상기 복수개의 블레이드 사이에 배치되도록 상기 케이싱의 내주면에 설치되는 복수개의 베인을 포함하는 스테이터를 포함하는 터빈;
    을 포함하는 가스터빈.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 격벽부는, 상기 씰플레이트로부터 상기 블레이드 측으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 가스터빈.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 냉각공기유동로는 상기 격벽부에 형성된 복수개의 냉각공기유동홀인 것을 특징으로 하는 가스터빈.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 냉각공기유동로는 상기 격벽부와 상기 터빈디스크 사이의 이격공간인 것을 특징으로 하는 터빈.
  17. 청구항 13에 있어서,
    상기 냉각공기유동로는 상기 격벽부에 형성된 냉각공기유동슬롯인 것을 특징으로 하는 가스터빈.
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